JP3232982B2

JP3232982B2 - 水浄化装置

Info

Publication number: JP3232982B2
Application number: JP27266295A
Authority: JP
Inventors: 祐河合; 朋秀松本; 岳見桶田; 聡古田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 2001-11-26
Anticipated expiration: 2015-10-20
Also published as: JPH09108678A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は風呂水やプール用水
等の水を浄化する業務用或いは家庭用の水浄化装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の水浄化装置は図５に示す
ように、浴槽１と浴槽１内の水を循環させる循環ポンプ
２と、内部に濾材を充填した濾過槽３と、濾過槽３の入
水路に設けられた吸気ノズル４と、吸気ノズル４に接続
されたオゾン発生器５と、循環経路を濾過、洗浄等に切
り替える三方弁６及び７と、オゾンの吸引、停止を切り
替える二方弁８と、濾過槽３上部に設けられた排気口９
とからなる構成で、水槽１内の水は循環ポンプ２によっ
て三方弁６を通過し、濾過槽３の入水路に設けられた吸
気ノズル４を通過する。これと同時に二方弁８が閉の時
は、吸気ノズル４では負圧が発生し、オゾン発生器５で
生成されたオゾンが吸引される様になる。吸気ノズル４
を通過したオゾンを含んだ浴槽内の水は濾過槽３内に送
り込まれ、オゾンによって殺菌及び有機物の分解が行わ
れると同時に、湯垢等の大きい懸濁物は濾材で除去され
る。濾過槽３で濾過された浴槽水は三方弁８を通過し
て、水槽１に戻るというものであった（例えば、実開昭
６３−１３６７１４号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の様
な構成では、水中の懸濁物質を濾過してとるためには濾
材の粒子径を小さくして濾過性能を上昇させることがで
きたが濾過槽の圧力損失が増大し浄化（濾過）槽の大き
さが大きくなるという課題があった。

【０００４】本発明は、このような従来の課題を解決す
るもので、電気分解により金属イオンを溶解し高分子コ
ロイドを生成することで、粒状濾材で形成される隙間よ
り小さい細菌等の微細な懸濁物質を凝集させて粒状濾材
で形成される隙間より大きなフロックにすることにより
浄化を可能とし、さらに浄化手段とは別に設けた凝集槽
で凝集作用を持つ高分子コロイドを貯めて高濃度の凝集
液とし、透過される液体中に含まれる微粒子が高濃度で
あれば起きやすくなるラッシュ現象を利用して短時間で
濾過手段の濾過性能を向上させる水浄化装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の水浄化装置にお
いては、浄化手段である濾過槽には接続された凝縮槽
と、この凝縮槽内に設けられ金属イオンを溶出する電気
分解手段と、凝縮槽で電気分解した凝縮液を循環回路に
混入する混入手段とで構成している。この本発明によれ
ば、濾過槽の圧損を大きくすることなく浄化性能が向上
する。また、電気分解で折出する金属で化合物を補助濾
材として使用しているので浄化性能が向上する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の水浄化装置は、被浄化水
を循環させる循環回路と、循環回路に設けられた強制循
環手段と、循環回路に設けられた浄化手段と、浄化手段
の上流に設けられ電気分解により金属イオンを溶出する
凝集手段と、凝集手段への通電時間及び電流値の積が所
定値以上になった時、凝集手段の通電を停止させる第一
の制御手段とで構成したものである。

【０００９】また、被浄化水を循環させる循環回路と、
循環回路に設けられた強制循環手段と、循環回路に設け
られた浄化手段と、浄化手段と分離して設けられた凝集
槽と、金属イオンを溶出する電気分解手段と、電気分解
手段で生成された凝集液を浄化手段に混入する混入手段
と、電気分解手段への通電時間及び電流値の積が所定値
以上になった時、凝集手段の通電を停止させる第一の制
御手段とで構成したものである。

【００１０】また、被浄化水を循環させる循環回路と、
循環回路に設けられた強制循環手段と、循環回路に設け
られた浄化手段と、浄化手段の上流に設けられ電気分解
により金属イオンを溶出する凝集手段と、浄化手段の圧
力損失を検出する圧損検出手段と、圧損検出手段の信号
を受けて設定値以上になれば、凝集手段の電気分解を停
止させる第二の制御手段とで構成したものである。

【００１１】また、被浄化水を循環させる循環回路と、
循環回路に設けられた強制循環手段と、循環回路に設け
られた浄化手段と、浄化手段と分離して設けられた凝集
槽と、金属イオンを溶出する電気分解手段と、電気分解
手段で生成された凝集液を浄化手段に混入する混入手段
と、浄化手段の圧力損失を検出する圧損検出手段と、圧
損検出手段の信号を受けて設定値以上になれば、凝集手
段の電気分解を停止させる第二の制御手段とで構成した
ものである。

【００１２】また、被浄化水を循環させる循環回路と、
循環回路に設けられた強制循環手段と、循環回路に設け
られた浄化手段と、浄化手段の上流に設けられ電気分解
により金属イオンを溶出する凝集手段と、循環回路に設
けられた金属イオン濃度検出手段と、金属イオン濃度検
出手段の信号を受けて設定値以上になれば、凝集手段の
電気分解を停止させる第三の制御手段とで構成したもの
である。

【００１３】また、被浄化水を循環させる循環回路と、
循環回路に設けられた強制循環手段と、循環回路に設け
られた浄化手段と、浄化手段と分離して設けられた凝集
槽と、金属イオンを溶出する電気分解手段と、電気分解
手段で生成された凝集液を浄化手段に混入する混入手段
と、循環回路に設けられた金属イオン濃度検出手段と、
金属イオン濃度検出手段の信号を受けて設定値以上にな
れば、凝集手段の電気分解を停止させる第三の制御手段
とで構成したものである。

【００１６】上記した構成により、請求項１記載に係る
発明は、電気分解を行う時間と電気分解の電流値との積
をカウントすることで金属の溶解量をファラデーの法則
により概算的に算定することになり、循環している水の
絶対量が解れば金属のイオン濃度が検出される。金属イ
オン濃度を概算的に算定し、第一の制御手段で電気分解
を停止することで一定の金属イオン濃度以下に保つこと
ができ、安定して凝集による浄化性能を確保できる。

【００１９】また、請求項２記載に係る発明は、電気分
解を行う時間と電気分解の電流値との積をカウントする
ことで金属イオン濃度を概算的に算定し、第一の制御手
段で電気分解を停止することで一定の金属イオン濃度以
下に保つことができ安定して凝集による浄化性能を確保
できると共に、第一の制御手段による電気分解停止後で
も凝集槽内では凝集液により懸濁物質が大きなフロック
状粒子に成長し、このフロックを補助濾材として使用す
ることでケーク濾過が進行し短時間で浄化性能を確保す
ることができる。

【００２０】また、請求項３記載に係る発明は、循環回
路内を流れる垢等の微粒子が浄化手段の濾材表面で捕捉
されるため浄化手段の圧損がわずかに増大することにな
る。またこの時、電気分解手段で生成される金属化合物
であるフロックも濾過されるために浄化手段の圧損がか
なり増大する。しかし凝集手段の電気分解を停止するこ
とにより金属化合物であるフロックが形成されなくなる
と、浄化手段は金属化合物であるフロックによる閉塞が
進まなくなり圧損は維持されるようになり、良好な浄化
性能を維持できると共に内部圧力の上昇を抑制し安全性
が向上する。

【００２１】また、請求項４記載に係る発明は、凝集槽
から浄化手段へ電気分解された凝集液が混入されると電
気分解手段で生成される金属化合物であるフロックも浄
化手段で濾過されるためにフロックによるケーク濾過が
進行し、良好な浄化性能を維持できると共に内部圧力を
検知しながら凝集層からフロックを適正量混入させるこ
とで安定した浄化性能を短時間で確保できる。

【００２２】また、請求項５記載に係る発明は、循環回
路内に設けた金属イオン検知手段で金属イオン濃度を常
に監視しているために電気分解が細かく制御されるよう
になると共に循環回路を流れる金属イオン濃度を一定に
保つことで、凝集に最適な条件に制御でき安定した浄化
性能を確保できる。

【００２３】また、請求項６記載に係る発明は、金属イ
オン濃度検知手段により凝集に最適な条件にでき安定し
た浄化性能を確保できると共に、凝集槽で予め電気分解
した高濃度の凝集液を供給することで循環回路内が短時
間で適正な金属イオン濃度に調整することができる。

【００２６】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。図１から図３おいて、１０は浴槽であり、
浴槽１０には吸込口１１及び吐出口１２が設けられてい
る。さらに吸込口１１から吐出口１２へは循環回路１３
が強制循環手段である循環ポンプ１４、三方弁(A)１
５、三方弁(B)１６、浄化手段である濾過槽１７、殺菌
手段１８、二方弁(A)１９、金属イオン濃度検知手段２
０、加熱手段であるヒータ２１が接続されている。また
濾過槽１７は整流板１７(ア)、粒状濾材１７(イ)、濾床１
７(ウ)で構成されている。さらに濾過槽１７の流入部及
び流出部１８には濾過槽１７の差圧検知手段２２が接続
されている。また濾過槽１７の上方には排出管２３が二
方弁(B)２４を介して接続されている。また、三方弁(A)
１５から三方弁(B)１６の上流部へは循環回路１３の一
部をバイパスするように混入管２５が凝集槽２６を介し
て設けられている。また凝集槽２６は陽極にアルミニウ
ム板２６(ア)、陰極に銀又は銅２６(イ)とする電気分解手
段(ウ)及び、流入部及び流出部に非導電性の樹脂からな
る逆止弁２６(エ)を備えている。さらに三方弁(B)１６か
ら二方弁(A)１９の上流部には循環回路１３及び濾過槽
１７をバイパスするように洗浄管２７が設けられてい
る。

【００２７】また２８は電気分解手段の電気分解時間と
電気分解の電流値をそれぞれ検知し且つ、電流値と電気
分解の時間の積を計算して設定値以上になれば電気分解
を停止させる第一の制御手段であるコントローラ(A)で
あり、２９は差圧検知手段２２の検知信号を受けて混入
手段の一部である三方弁(A)１５を切り替える第二の制
御手段であるコントローラ(B)であり、３０は金属イオ
ン濃度検知手段の検知信号を受けて混入手段の一部であ
る三方弁(A)１５を切り替える第三の制御手段であるコ
ントローラ(C)であり、３１は電気分解手段２６(ウ)の電
流をプラスとマイナスに逆に切替可能な直流電流の電流
切替手段である。また混入手段は三方弁(A)１５、混入
管２５及び循環ポンプ１４で構成されている。３２、３
３、３４はそれぞれ電気分解溶液混入時で且つ浄化運転
時、電気分解溶液非混入時で且つ浄化運転時、浄化手段
の洗浄時の水の流れを示す矢印である。

【００２８】次に、図１及び図２に基づいて浄化運転時
の動作を説明する。三方弁(A)１５の凝集槽２６側を
開、三方弁(B)１６の洗浄管２７側を閉、二方弁(A)１９
を開、二方弁(B)２４を閉の状態で循環ポンプ１４を運
転すると、浴槽内１０の浴槽水が吸込口１１から循環ポ
ンプ１４に吸い込まれ、循環ポンプ１４から三方弁(A)
１５を通過して、凝集槽２６へ流れ込む。凝集槽２６へ
流れ込んだ浴槽水は電気分解手段２６(ウ)によりアルミ
ニウムイオンが溶解及び水酸化アルミニウムにより凝集
されたフロックを含んだ凝集液となり混入管２５、三方
弁(B)１６を通過して濾過槽１７に流れ込む。濾過槽１
７に流れ込み凝集液が混入された風呂水は整流板１７
(ア)で流れが整流され粒状濾材１７(イ)で大きな垢や凝集
した細菌等が分離されて濾床１７(ウ)を通過して殺菌手
段１８、二方弁(A)１９、金属イオン濃度検知手段２
０、ヒータ２１を通過して吐出口１２から浴槽１０内に
浄化され吐出される。この金属イオン濃度検知手段２０
では常に金属イオン濃度を検知しており、検知された信
号がコントローラ(C)３０で設定された設定値を超える
と三方弁(A)１５が凝集槽２６側から循環回路１３側へ
切り替えられ、浴槽水中のアルミイオン濃度が上昇しな
いようになる。

【００２９】またこの時、電気分解手段２６(ウ)が電気
分解開始時からの電流値と電気分解時間の積を計算し設
定値以上になっていれば、コントローラ(A)２８により
電気分解が停止される。

【００３０】また上記したようにアルミイオン濃度がコ
ントローラ(C)３０の設定値になる前やコントローラ(A)
２８の検知値が設定値なる前に、濾過槽１７の粒状濾材
１７(ウ)表面に水酸化アルミニウムのフロックや、凝集
された細菌や垢等の微粒子が拘束されて徐々に濾過槽１
７の圧力損失が増大する状態もある。この時は濾過槽１
７の差圧検知手段２２で差圧を検知し、コントローラ
(B)２９の設定値以上になると、混入手段である三方弁
(A)１５を凝集槽２６側から循環回路１３側に切り替え
られ、濾過槽１７の圧直損失を増大させないで浄化がで
きるようになる。これと共に凝集槽２６では電気分解が
進み凝集槽２６内に含まれる浴槽水の垢や細菌等が水酸
化アルミニウムのフロックと凝集されて大きな微粒子と
して存在するようになる。

【００３１】また凝集槽２６で電気分解させて水酸化ア
ルミニウムを作成した後に、混入手段である三方弁(A)
１５を循環回路１３側から凝集槽２６側に切り替える
と、濾過槽１７には水酸化アルミニウムのフロックが多
く含まれた凝集液が粒状濾材１７(B)に流れ込むために
粒状濾材１７(B)表面ではラッシュ現象が起きやすくケ
ーク層ができ短時間で濾過槽１７の浄化性能が向上する
ことになる。

【００３２】次に図３に基づいて濾過槽１９の洗浄時の
動作を説明する。三方弁(A)１５の凝集槽２６側を開、
三方弁(B)１６の洗浄管２７側を開、二方弁(A)１９を
閉、二方弁(B)２４を開の状態で循環ポンプ１４を運転
すると、浴槽内１０の浴槽水が吸込口１１から循環ポン
プ１４に吸い込まれ、循環ポンプ１４から三方弁(A)１
５を通過して、凝集槽２６へ流れ込む。凝集槽２６へ流
れ込んだ浴槽水は電気分解手段２６(ウ)により銀イオン
又は銅イオンが溶解した殺菌力のある電気分解用液とな
り混入管２５、三方弁(B)１６、洗浄管２７、殺菌手段
１８を通過して濾過槽１７に流れ込む。濾過槽１７に流
れ込んだ風呂水は濾床１７(ウ)で流れが整流され下方か
ら上方へ流れ粒状濾材１７(イ)を上昇させて粒状濾材１
７(イ)を洗浄し、粒状濾材１７(イ)の表層部に堆積してい
た垢や凝集された細菌等を含んで排水管２３から二方弁
(B)２４を介して排出される。さらに陰極のアルミニウ
ム電極の表面も酸化皮膜が除去されるようになる。また
洗浄する際に殺菌手段を併用使用すれば、洗浄時に殺菌
された風呂水を利用することとなり、濾過槽１７内での
細菌の繁殖を低下させることが可能である。

【００３３】次に両極ともアルミニウムで構成した場合
についての濾過槽１９の洗浄時の動作を説明する。三方
弁(A)１５の凝集槽２６側を閉、三方弁(B)１６の洗浄管
２７側を開、二方弁(A)１９を閉、二方弁(B)２４を開の
状態で循環ポンプ１４を運転すると、浴槽内１０の浴槽
水が吸込口１１から循環ポンプ１４に吸い込まれ、循環
ポンプ１４から三方弁(A)１５、三方弁(B)１６、洗浄管
２７、殺菌手段１８を通過して濾過槽１７に流れ込む。
濾過槽１７に流れ込んだ風呂水は濾床１７(ウ)で流れが
整流され下方から上方へ流れ粒状濾材１７(イ)を上昇さ
せて粒状濾材１７(イ)を洗浄し、粒状濾材１７(イ)の表層
部に堆積していた垢や凝集された細菌等を含んで排水管
２３から二方弁(B)２４を介して排出される。この時電
気分解手段２６(ウ)で電気分解をすれば陰極のアルミニ
ウム電極の表面の酸化皮膜を除去すると共に陽極からは
アルミニウムイオンが溶解すると共に水酸化アルミニウ
ムが形成されるようになる。電気分解手段２６(ウ)の通
電を電流切替手段３１で切り替えることによりアルミニ
ウム電極の酸化皮膜の形成を防ぎながらアルミニウムイ
オンの溶解と水酸化アルミニウムを生成する事が可能で
ある。浄化運転について陽極のアルミニウム電極でアル
ミニウムイオンの溶解が、陽極では酸化皮膜の除去が同
時に起こっている以外は上記した内容と同様であり省略
する。

【００３４】また図４、図５は浄化手段である濾過槽３
５内の流れを制御する整流板３５(ア)と、粒状濾材(ウ)を
支持する濾床３５(イ)と、粒状濾材３５(ウ)の上流側に設
けた凝集手段である電気分解手段のアルミニウム電極３
５(エ)及び銀又は銅電極３５(オ)とで構成した第二の実施
例である。動作については第一の実施例と三方弁１５を
排除しているためにコントローラ(A)２８で電気分解手
段をＯＮ−ＯＦＦ制御することとなり、制御方法が多少
異なるもののその他については同様であり省略する。

【００３５】この実施の形態によれば浄化運転をしなが
ら電気分解による凝集のフロックの量を自由に形成する
ことはできないものの２つの機能を１つに内蔵すること
によりコンパクトに設計することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかのように、請求項
１記載に係る発明における水浄化装置によれば、電気分
解の際の電気分解時間及び通電量を知ることで簡単に金
属イオン量を把握でき、金属イオン濃度を検知すること
なく金属イオン濃度を把握することができ、低コストで
安定した浄化性能が確保できる。

【００３９】また、請求項２記載に係る発明における水
浄化装置によれば、低コストで金属イオン濃度を把握で
き安定した浄化性能を確保できると共に、凝集槽内で凝
集液により懸濁物質が大きなフロック状粒子に成長させ
て補助濾材として使用することで短時間で浄化性能を確
保できる。

【００４０】また、請求項３記載に係る発明のおける水
浄化装置によれば、浄化手段の圧力損失が増大しても浄
化手段の圧損を所定値内に抑制し安全性が向上するだけ
でなく、良好な浄化性能を維持できる。

【００４１】また、請求項４記載に係る発明における水
浄化装置によれば、浄化手段の圧損を抑制し安全性が向
上するだけでなく、良好な浄化性能を持った浄化手段を
維持できる。さらに浄化手段の内部圧力を検知しなが
ら、凝集槽よりフロック状の粒子を適正量混入させるこ
とで安定した浄化性能を確保できる。

【００４２】また、請求項５記載に係る発明のおける水
浄化装置によれば、循環回路に金属イオン濃度検知手段
を設けて凝集手段を制御するために高精度で金属イオン
濃度を制御でき安定した凝集性能が確保できる。

【００４３】また、請求項６記載に係る発明のおける水
浄化装置によれば、高精度で金属イオン濃度を制御する
ことで安定した凝集性能が確保できると共に、凝集槽で
予め電気分解した高濃度の凝集液を供給することで循環
回路内が短時間で適正な金属イオン濃度に調整され、短
時間で適正な凝集性能を確保できる。

【００４５】また、請求項１０記載に係る発明における
水浄化装置によれば、電気分解手段の陽極及び陰極にア
ルミニウムを用いることで水酸化アルミニウムの高分子
コロイドによる凝集ができ安定した浄化性能を確保でき
ると共に、逆極性で通電することでアルミニウム電極の
酸化皮膜の除去をして表面を再生する事ができ、安定し
た凝集性能が確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１から第６の発明の実施の形態における水浄
化装置の凝集状態で且つ浄化状態を示すシステム構成図

【図２】同装置の非凝集状態且つ浄化状態を示すシステ
ム構成図

【図３】同装置の洗浄状態を示すシステム構成図

【図４】第１、第３、第５の発明の第二の実施の形態に
おける水浄化装置の凝集状態で且つ浄化状態を示すシス
テム構成図

【図５】同装置の濾過槽の拡大図

【図６】従来の水浄化装置の概略構成図

【符号の説明】

１０浴槽１３循環回路１４循環ポンプ１５三方弁(A) １６三方弁(B) １７濾過槽２０金属イオン濃度検知手段２２差圧検知手段２５混入管２６電気分解槽２６(ア) アルミニウム電極２６(イ) 銀あるいは銅電極２６(エ) 逆止弁（絶縁体）２８コントローラ(A) ２９コントローラ(B) ３０コントローラ(C) ３１電流切替手段

フロントページの続き (72)発明者古田聡大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開昭49−110149（ＪＰ，Ａ) 特開平３−213193（ＪＰ，Ａ) 特公昭52−9616（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 1/46 - 1/469 A47K 3/00 B01D 35/02 - 35/027

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被浄化水を循環させる循環回路と、前記
循環回路に設けられた強制循環手段と、前記循環回路に
設けられた浄化手段と、前記浄化手段の上流に設けられ
電気分解により金属イオンを溶出する凝集手段と、前記
凝集手段への通電時間及び電流値の積が所定値以上にな
った時、前記凝集手段の通電を停止させる第一の制御手
段とで構成した水浄化装置。
【請求項２】凝集手段は、浄化手段と分離して設けら
れた凝集槽と、金属イオンを溶出する電気分解手段と、
前記電気分解手段で生成された凝集液を浄化手段に混入
する混入手段とで構成した請求項１記載の水浄化装置。
【請求項３】被浄化水を循環させる循環回路と、前記
循環回路に設けられた強制循環手段と、前記循環回路に
設けられた浄化手段と、前記浄化手段の上流に設けられ
電気分解により金属イオンを溶出する凝集手段と、前記
浄化手段の圧力損失を検出する圧損検出手段と、前記圧
損検出手段の信号を受けて設定値以上になれば、前記凝
集手段の電気分解を停止させる第二の制御手段とを備え
た水浄化装置。
【請求項４】凝集手段は、浄化手段と分離して設けら
れた凝集槽と、金属イオンを溶出する電気分解手段と、
前記電気分解手段で生成された凝集液を浄化手段に混入
する混入手段とで構成した請求項３記載の水浄化装置。
【請求項５】被浄化水を循環させる循環回路と、前記
循環回路に設けられた強制循環手段と、前記循環回路に
設けられた浄化手段と、前記浄化手段の上流に設けられ
電気分解により金属イオンを溶出する凝集手段と、前記
循環回路に設けられた金属イオン濃度検出手段と、前記
金属イオン濃度検出手段の信号を受けて設定値以上にな
れば、前記凝集手段の電気分解を停止させる第三の制御
手段を備えた水浄化装置。
【請求項６】凝集手段は、浄化手段と分離して設けら
れた凝集槽と、金属イオンを溶出する電気分解手段と、
前記電気分解手段で生成された凝集液を浄化手段に混入
する混入手段とで構成した請求項５記載の水浄化装置。