JP2685070B2 - 飲料水殺菌装置 - Google Patents

飲料水殺菌装置

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JP2685070B2 JP7331558A JP33155895A JP2685070B2 JP 2685070 B2 JP2685070 B2 JP 2685070B2 JP 7331558 A JP7331558 A JP 7331558A JP 33155895 A JP33155895 A JP 33155895A JP 2685070 B2 JP2685070 B2 JP 2685070B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばカップ式飲
料自動販売機の飲料供給系に組込まれる飲料水殺菌装
置、特に、水道からの飲料水供給系に対してその水路中
に直流電圧を印加する一対の塩素発生電極を設け、電気
分解により水道水に含まれる塩素イオンを陽極酸化し、
塩素に変換して飲料水を殺菌する飲料水殺菌装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】カップ式飲料自動販売機では、水道から
給水された水道水を機内の水リザーバに貯留し、ここか
ら各種飲料の製造用,製氷機の製氷用水などとして機内
各所の末端に配水するようにしている。一方、カップ式
飲料自動販売機では、食品衛生法上から機内の水リザー
バに貯留されている飲料水は減菌されていることが義務
付けられている。
【0003】ところで、上水道の給水場から需要末端に
配水される水道水には一般に0.1ppm程度の塩素が
含まれているが、カップ式飲料自動販売機では一般に水
道からの給水を活性炭フィルタを経由して水リザーバに
導入するようにしていることから、水道水中に含まれて
いる塩素の多くは活性炭フィルタを透過する過程で還
元,除去されてしまう。さらに、水道水が水リザーバに
長時間貯留されていると水中の塩素が自己分解すること
もあり、水リザーバの貯留水は残留塩素濃度が低下して
このまま放置すると殺菌能力が消失するようになる。
【0004】このために、カップ式飲料自動販売機では
水リザーバに貯留されている飲料水を機内で改めて殺菌
することが行われており、この殺菌手段として薬品添加
法,オゾン殺菌法の他に、最近では水道水の電気分解に
よる塩素殺菌法が実用化されている。この塩素殺菌法
は、水道水に含まれている塩素イオン(塩素イオン自身
には殺菌有力はない)を有効活用し、水道水を電気分解
することにより塩素イオンを陽極酸化して塩素を発生さ
せ、この塩素で飲料水を殺菌するものである。具体的に
は水リザーバの水中に直流電圧を印加する一対の塩素発
生電極を設置し、この電極に通電して電気分解する。こ
れにより、水道水に含まれている塩素イオンが陽極酸化
により電子を失って塩素に変換され、飲料水が再び塩素
を含んで殺菌能力を有するようになる。なお、この場合
の塩素発生量は、塩素発生電極に印加する電圧,通電電
流,通電時間で与えられる通電電気量に比例する。
【0005】一方、カップ式飲料自動販売機の水リザー
バに貯留されている飲料水は、塩素濃度が低いと十分な
殺菌効果が得られず、また塩素濃度が過剰になると塩素
特有な臭いが強すぎて飲料の風味を損なう。そこで、従
来技術ではこの点を考慮し、自動販売機据付け先現地で
の水道水水質(塩素イオン濃度など),自動販売機の飲
料販売頻度を基に、適正な飲料水の塩素濃度が得られる
ように自動販売機の設置当初に塩素発生電極の通電条件
(印加電圧,通電電流,通電時間など)を調節して設定
し、この通電条件下で殺菌装置を運転して飲料水の殺菌
を行うようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術のままでは実際の運用面で次のような問題点が残る。
すなわち、水道水の水質(塩素,塩素イオン濃度)は常
に一定ではなく、実際に或る地方の水道水につき年間を
通じて水質調査をした結果からも、日々,時刻によりか
なり変動することが確認されている。
【0007】このために、前述のように自動販売機の設
置時に塩素発生電極の通電条件を適正に調節しても、水
道水の水質変動があると飲料水の塩素濃度を常に所定値
に維持することができず、時には塩素濃度が低くなって
十分な殺菌効果が得られなくなったり、逆に塩素濃度が
過剰となって飲料水が塩素臭くなるといった不具合が発
生する。
【0008】そこで、本発明は水道水の水質変動があっ
ても飲料水の塩素濃度を常に適正範囲に安定維持できる
ようにした飲料水殺菌装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、飲料水の電気伝導度検出手段と、塩素発生
電極に対する通電電気量の制御手段と、飲料水の水温を
測定する水温センサとを備え、水温センサにより測定さ
れた飲料水の水温に基づいて飲料水の電気伝導度検出値
を基準温度の電気伝導度に補正し、この補正値を基に塩
素発生電極の通電電気量を制御することによって達成さ
れる。
【0010】本発明においては、塩素発生電極は電気伝
導度測定電極に兼用することができる。すなわち、電気
伝導度検出手段は、独立部品として電気伝導度セルを給
水路中に設置し、これに電気伝導度計を接続して実施し
たり、また塩素発生電極を電気伝導度測定電極に兼用
し、この電極に電気伝導度計を接続して飲料の電気伝導
度を検出するように構成することができる。
【0011】かかる目的は、本発明によれば、塩素発生
電極の通電電流,電極間電圧を測定する手段と、塩素電
極に対する通電電気量の制御手段とを備え、塩素発生電
極の通電電流,電極間電圧の測定値から求めた(電流/
電極間電圧)値を基に塩素発生電極の通電電気量を制御
することによっても達成される。
【0012】図3は或る地方の水道水について、年間を
通じての水質調査結果に基づく水道水中の塩素イオン濃
度の変動、並びに塩素イオン濃度に対する水道水の電気
伝導度の関係を表した図であり、図中に記した小丸は塩
素イオン濃度の実測値を示す。この図3から判るよう
に、水道水の塩素イオン濃度は年間を通じて広範囲に変
動するが、塩素イオン濃度と水道水の電気伝導度とはほ
ぼ一定した比例関係にあることが判る。
【0013】一方、図4は塩素イオン濃度を様々に変え
た水を試料として、水リザーバに連続通水しながら一定
の通電条件で電気分解した実験を基に得た電気伝導度と
水リザーバより流出する水の残留塩素濃度との関係を表
した図である。この図4から試料水の電気伝導度(塩素
イオン濃度に対応する)と残留塩素濃度とは比例関係に
あることが判る。
【0014】従って、図3及び図4の関係から、水道よ
り給水された飲料水についてその電気伝導度を検出し、
その検出値の増減に応じて飲料水を電気分解する塩素発
生電極の通電条件(通電電流,通電時間など)を可変制
御することにより、水道水の水質が変動した場合でも、
電気分解により生成した塩素で殺菌された水の残留塩素
濃度を常に適正範囲に維持することができる。
【0015】なお、カップ式飲料自動販売機内の水リザ
ーバに塩素発生電極を設置して飲料水を殺菌する場合、
殺菌効果,飲料水の風味,並びに水リザーバから供給末
端に至る配管経路での塩素消耗分を考慮して、水リザー
バにおける水中の塩素濃度を0.4〜1mg/lの範囲
に維持するように制御するのが好ましい。
【0016】また、水リザーバに設置した塩素発生電極
を利用して飲料水の電気伝導度を測定する場合、電極の
水中に浸漬する面積が電気伝導度の測定値に影響を及ぼ
すことから、電気伝導度の測定は水リザーバの水位を一
定レベルに調整して行うのが良い。
【0017】さらに、飲料水の電気伝導度は水温により
変化する。飲料水の水温を温度センサで監視し、電気伝
導度検出手段で求めた電気伝導度を基準温度(例えば2
5℃)の電気伝導度に補正した上で、この補正値を基に
塩素発生電極の通電電気量を制御することにより、飲料
水の水温変化を考慮した精度の高い塩素濃度制御を行う
ことができる。
【0018】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。
【0019】図1及び図2は本発明による飲料水殺菌装
置のそれぞれ異なる実施の形態を示す。各図において、
1は水道水に接続された給水管、2は自動販売機の機内
に設置された水リザーバ、3は水道水導入側の給水弁、
4は活性炭フィルタ、5は水リザーバ2から引出され機
内の末端部との間に配管した配水管路であり、これらで
自動販売機の飲料水供給系が構成されている。ここで、
水道から給水された水道水は活性炭フィルタ4を経由し
て水リザーバ2に貯留され、ここから販売動作に合わせ
て機内の製氷機,カーボネータ,カップなどに向けて配
水される。また、販売の進行に伴って水リザーバ2の水
位が下限レベルまで低下すると給水弁3が開いて水道水
が補給され、水位が再び上限レベルまで回復する。
【0020】図1の実施形態では、水リザーバ2の水中
に一対の塩素発生電極6が設置されている。この塩素発
生電極6は直流電源8に通電制御部9を介して接続され
ている。この実施形態では塩素発生電極6は飲料水の電
気伝導度測定電極を兼用し、この塩素発生電極6に電気
伝導度計10が接続されている。また、塩素発生電極6
と直流電源8,電気伝導度計10との間には制御部9か
らの指令で切替動作する回路切替スイッチ11が介挿接
続されている。
【0021】通電制御部9はタイマ,電圧,電流調節器
などを備え、飲料水の電気伝導度検出値を基に塩素発生
電極6の通電電気量を調節制御する機能を持ったもので
ある。具体的には、例えば制御部9にマイクロコンピュ
ータを備え、ここで図3及び図4から得た飲料水の電気
伝導度と塩素濃度との関係データを基に、飲料水の電気
伝導度の検出値とを対比演算して塩素殺菌後の飲料水の
塩素濃度が適正な濃度(0.4〜1mg/lの範囲)を
維持するように塩素発生量つまり塩素発生電極6の通電
条件を決めるように制御する。すなわち、水道水の水質
変動により、電気伝導度検出値が増加した場合にはその
増加分に対応して塩素発生電極6の通電電気量つまり通
電時間,通電電流などを減じ、逆に電気伝導度検出値が
減少した場合には通電電気量を増すように制御する。
【0022】これにより、水道水の水質変動に左右され
ることなく、常に水リザーバ2に貯留されている飲料水
の塩素濃度を適正な範囲(十分な殺菌力を有し、かつ塩
素臭のない0.4〜1mg/lの範囲)に維持すること
ができる。
【0023】かかる図1の構成にて飲料水の電気伝導度
を測定する場合、スイッチ11を電気伝導度計10側に
切替えて飲料水の電気伝導度を測定し、その検出信号を
通電制御部9に与える。なお、電気伝導度の測定には電
極6と飲料水との接触面積が影響するので、電気伝導度
測定時には水リザーバ2の水位を一定レベルにする。こ
のために、例えば給水弁3が開放して水リザーバ2の水
位が上限レベルに達したタンミングで電気伝導度を測定
する。この電気伝導度測定が終了すると、再びスイッチ
11を直流電源8側に切替え、前記で得た飲料水の電気
伝導度検出値を基に塩素発生電極6に対する通電制御を
行って飲料水を電気分解し、塩素を発生させる。
【0024】この図1に示された実施形態においては、
さらに、飲料水の水温変化を考慮した塩素濃度制御を行
っている。すなわち、飲料水の電気伝導度は水温に対応
して変化する性質がある。そこで、この実施形態では飲
料水の水温を水リザーバ2内に設けた測温抵抗体やサー
ミスタなどの水温センサ13により監視してその水温測
定値を制御部9に入力し、前述した飲料水の電気伝導度
検出値を所定の補正式により例えば水温25℃を基準温
度とした基準水温の電気伝導度に補正し、この補正値で
塩素発生電極6の通電電気量を制御するようにしてい
る。これにより、飲料水の水温変動が電気伝導度の変化
に及ぼす影響を受けずに塩素濃度制御を高精度で行うこ
とができる。
【0025】なお、水温センサ13の設置箇所は水リザ
ーバ2に限定されるものではなく、給水管1に設置して
もよい。
【0026】図2は本発明の別の実施形態を示す。この
実施形態では電気伝導度計の代わりに、塩素発生電極6
の通電電流,電極間電圧を測定して(電流/電極間電
圧)値を演算する計測手段12を備え、塩素発生電極6
に直流電源8から直流電圧を印加した状態で計測手段1
2で求めた(電流/電極間電圧)値を制御部9に与えて
塩素発生電極6の通電電気量を制御するようにしてい
る。
【0027】この実施形態は次のような点を基礎として
飲料水の電気伝導度を検出するようにしたものである。
すなわち、飲料水の電気伝導度と前記(電流/電極間電
圧)値とは図5で示すように比例関係にあることが実験
結果から確認されており、従って図5と前記図4との関
係から図6に示したように(電流/電極間電圧)値と塩
素濃度との関係が求められる。従って、この関係を制御
部9のマイクロコンピュータに格納して電気分解時に検
出した(電流/電極間電圧)値と対比演算することで、
水リザーバ内の塩素濃度を制御することができる。
【0028】なお、電流一定制御の場合、電流は一定な
ので電極間電圧のみを測定して既知の電流との間で(電
流/電極間電圧)値を演算すればよい。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が得ら
れる。
【0030】(1)電気伝導度の検出値を基準水温の電
気伝導度に補正して制御パラメータとして用いることに
より、飲料水の水温変化の影響を受けずに高精度で塩素
濃度の制御を行うことができる。
【0031】(2)塩素発生電極に電気伝導度測定電極
を兼用させ、この塩素発生電極を介して飲料水の電気伝
導度を測定する場合、独立部品としての電気伝導度セル
を省略することができるので、殺菌装置のコンパクト化
が図られる。
【0032】(3)塩素発生電極の通電電流,電極間電
圧を測定して(電流/電極間電圧)値を水リザーバ内の
塩素濃度制御に用いることにより、電気伝導度測定手段
を不要にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す概略図
【図2】本発明の他の実施の形態を示す概略図
【図3】水道水の塩素イオン濃度の変動実測値と電気伝
導度との関係を示した特性図
【図4】塩素イオン濃度の異なる水を試料として電気分
解した際の電気伝導度と水中の残留塩素濃度との関係を
しめした特性図
【図5】飲料水の電気伝導度と塩素発生電極で測定した
(電流/電圧)値との関係を示す特性図
【図6】(電流/電圧)値と水中の残留塩素濃度との関
係を示す特性図
【符号の説明】
1 水道水給水管 2 水リザーバ 6 塩素発生電極 8 直流電源 9 通電制御部 10 電気伝導度計 12 (電流/電極間電圧)値計測手段 13 水温センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 1/50 550 C02F 1/50 550L 560 560F G07F 13/00 G07F 13/00 B

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水道からの飲料水供給系に対してその水路
    中に直流電圧を印加する一対の塩素発生電極を設け、電
    気分解により水道水に含まれる塩素イオンを陽極酸化
    し、塩素に変換して飲料水を殺菌する飲料水殺菌装置に
    おいて、飲料水の電気伝導度検出手段と、塩素発生電極
    に対する通電電気量の制御手段と、飲料水の水温を測定
    する水温センサとを備え、水温センサにより測定された
    飲料水の水温に基づいて飲料水の電気伝導度検出値を基
    準温度の電気伝導度に補正し、この補正値を基に塩素発
    生電極の通電電気量を制御することを特徴とする飲料水
    殺菌装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の飲料水殺菌装置において、
    塩素発生電極は電気伝導度測定電極を兼用することを特
    徴とする飲料水殺菌装置。
  3. 【請求項3】水道からの飲料水供給系に対してその水路
    中に直流電圧を印加する一対の塩素発生電極を設け、電
    気分解により水道水に含まれる塩素イオンを陽極酸化
    し、塩素に変換して飲料水を殺菌する飲料水殺菌装置に
    おいて、塩素発生電極の通電電流,電極間電圧を測定す
    る手段と、塩素電極に対する通電電気量の制御手段とを
    備え、塩素発生電極の通電電流,電極間電圧の測定値か
    ら求めた(電流/電極間電圧)値を基に塩素発生電極の
    通電電気量を制御することを特徴とする飲料水殺菌装
    置。
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