JP3505457B2 - 水処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プール、浴場の
浴槽といった大型の水槽から、ビルの屋上などに配置さ
れる給水槽、一般家庭用の浴槽といった小型の水槽ま
で、種々の水槽に貯留された被処理水を滅菌処理するこ
とができる、新規な水処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】例えば屋
内外に設置されたプール、あるいは旅館の浴場や公衆浴
場における浴槽などは、その水質を維持するために定期
的に、いわゆるカルキ（サラシ粉、高度サラシ粉）や次
亜塩素酸ソーダ（ＮａＣｌＯ）の水溶液を投入して滅菌
処理をする必要がある。しかし従来は、この作業を、プ
ールや浴場の従業者などが手作業で行っており、しかも
カルキや次亜塩素酸ソーダの水溶液は刺激性を有するた
め、特に営業時間内に投入する際には十分に注意しなが
ら作業を行わねばならないなど、処理をするのに大変な
労力を要するという問題があった。

【０００３】また特にカルキは固形粉末であるため、投
入後、溶解して濃度が均一になるまでに長時間を要し、
その間、プールや浴槽を使用できないという問題もあっ
た。また、ビルの屋上などに配置される給水槽や、ある
いは一般家庭用の浴槽の場合は、水道水中に含まれる塩
素イオンの滅菌力のみに頼っているのが現状であり、特
に給水槽の場合には、内部に藻が繁殖するなどして水質
が悪化することが１つの社会問題ともなっている。

【０００４】また、一般家庭用の浴槽の場合は通常、ほ
ぼ１〜２日ごとに水を入れ替えるため水質の点で問題は
ないように思われがちであるが、浴槽に接続されたボイ
ラー内は頻繁に清掃できないために雑菌やかびなどが繁
殖しやすく、やはり水質の悪化が懸念される。この発明
の目的は、上記のような種々の水槽に貯留された被処理
水を、簡単かつ効率的に滅菌処理することができる、新
規な水処理装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１記載の発明は、被処理水を貯留する水槽に接続され、
当該水槽から被処理水を導入して、少なくとも２枚の電
極板からなる電極組に通電することで、電気化学反応に
よって滅菌した後、水槽に還流させる水処理経路を備え
るとともに、上記水処理経路上に、被処理水は通過させ
るが、上記電気化学反応によって発生し、被処理水中に
混入した微細気泡は通過させずに貯留して大径化するこ
とで、被処理水から分離、除去する機能を有するフィル
ターを有し、その内部が、上記フィルターによって複数
の気液分離領域に区画された気液分離槽を配置し、かつ
この気液分離槽の、水面より上側の位置に、上記フィル
ターで被処理水から分離された微細気泡に起源するガス
を槽外へ強制的に排出するための、吸い込み型のブロア
を接続したことを特徴とする水処理装置である。

【０００６】請求項２記載の発明は、フィルターを少な
くとも２枚、配置して、気液分離槽内を、少なくとも３
つの気液分離領域に区画したことを特徴とする請求項１
記載の水処理装置である。請求項３記載の発明は、気液
分離槽の、フィルターで区画された最上流側の気液分離
領域内に、電気化学反応のための電極組を配置して、気
液分離槽を電解槽として兼用することを特徴とする請求
項１または２記載の水処理装置である。

【０００７】請求項４記載の発明は、気液分離槽内の、
被処理水の水面より上側で、かつフィルターの上辺より
上側に、槽内でガスを流通させるための隙間を設けるこ
とで、複数の気液分離領域に亘るガス流通路を形成した
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
水処理装置である。請求項５記載の発明は、ブロアへの
ガスの吸い込み口と、当該ブロアによって槽外へ排出さ
れるガスに代えて、槽内に空気を導入するための空気導
入口とを、気液分離槽の上面部の、ガス流通路上の対角
位置に配置したことを特徴とする請求項４記載の水処理
装置である。

【０００８】請求項６記載の発明は、気液分離槽内の、
被処理水の水面より上側で、かつフィルターの上辺より
上側に、槽内でガスを流通させるための隙間を設けるこ
とで、複数の気液分離領域に亘るガス流通路を形成する
とともに、ブロアへのガスの吸い込み口を、フィルター
で区画された複数の気液分離領域のうち、電極組が配置
された気液分離領域より下流側の気液分離領域の直上位
置に配置したことを特徴とする請求項３記載の水処理装
置である。

【０００９】請求項７記載の発明は、気液分離槽内の、
フィルターで区画された最上流側の気液分離領域に、被
処理水の水位を検知して槽への被処理水の流入量を調整
することで、当該領域の被処理水の水位を一定範囲に制
御する水位制御手段を設けたことを特徴とする請求項１
ないし３のいずれかに記載の水処理装置である。請求項
８記載の発明は、水処理経路の、気液分離槽より下流側
に、微細気泡除去後の被処理水を槽内から送出する送出
用ポンプを配置したことを特徴とする請求項１ないし３
のいずれかに記載の水処理装置である。

【００１０】請求項９記載の発明は、気液分離槽の、フ
ィルターで区画された最下流側の気液分離領域の底部に
被処理水の送出口を形成し、この送出口からの、水処理
系路を形成する配管上に、送出用ポンプを配置したこと
を特徴とする請求項８記載の水処理装置である。請求項
１０記載の発明は、気液分離槽の、フィルターで区画さ
れた最下流側の気液分離領域内に、その先端の被処理水
の送出口が上記領域の底部近傍に位置するように、水処
理経路を形成する配管の先端部を挿入、配置し、この配
管上に送出用ポンプを配置するとともに、この送出用ポ
ンプに、呼び水のための配管を接続したことを特徴とす
る請求項８記載の水処理装置である。

【００１１】請求項１１記載の発明は、気液分離槽の下
側に、漏れた被処理水の受け皿を配置したことを特徴と
する請求項１ないし３のいずれかに記載の水処理装置で
ある。請求項１２記載の発明は、電極組を構成する電極
板を、気液分離槽の上面部から分離可能な小蓋体によっ
て保持した状態で、気液分離槽の、最上流側の気液分離
領域内に配置したことを特徴とする請求項３記載の水処
理装置である。

【００１２】請求項１３記載の発明は、電極板を保持す
る小蓋体と、気液分離槽の上面部との間をシール材でシ
ールしたことを特徴とする請求項１２記載の水処理装置
である。請求項１４記載の発明は、電極板を保持する小
蓋体の周縁部に、各電極板の基部を囲繞するように、気
液分離槽の上面部の上面より上方に突出するリブを突設
したことを特徴とする請求項１２記載の水処理装置であ
る。

【００１３】請求項１の構成によれば、まず水槽から、
水処理経路を通して導入した被処理水に、必要に応じて
塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カルシウム（ＣａＣ
ｌ₂）、塩酸（ＨＣｌ）などを加えた状態で、少なくと
も２枚の電極板からなる電極組に通電する。そうすると
下記の電気化学反応によって発生した次亜塩素酸（ＨＣ
ｌＯ）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ^-）、塩素ガス（Ｃ
ｌ₂）などの含塩素化合物や、あるいは反応過程でごく
短時間、発生する活性酸素（Ｏ₂ ^-）などによって被処理
水が滅菌処理されたのち、再び水処理経路を通して水槽
に還流される。

【００１４】（陽極側） ４Ｈ₂Ｏ−４ｅ^-→４Ｈ⁺＋Ｏ₂↑＋２Ｈ₂Ｏ ２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂＋２ｅ^- Ｈ₂Ｏ＋Ｃｌ₂⇔ＨＣｌＯ＋Ｈ⁺＋Ｃｌ^- （陰極側） ４Ｈ₂Ｏ＋４ｅ^-→２Ｈ₂↑＋４ＯＨ^- （陽極側＋陰極側） Ｈ⁺＋ＯＨ^-→Ｈ₂Ｏ 上記一連の作業は、例えば作業者が手動で、水処理経路
に水を流通させるポンプを作動し、かつ電極組に通電す
るだけで、あとはほとんど人手を介さずに、また作業者
が直接、被処理水に手を触れることなしに行われる。ま
たタイマーや、あるいは後述する残留塩素センサーなど
を利用して、上記ポンプの作動、電極組への通電などを
自動化してやれば、水処理を完全に自動化することもで
きる。

【００１５】このため請求項１の構成によれば、水槽に
貯留された被処理水を、簡単かつ効率的に滅菌処理する
ことが可能となる。しかも滅菌処理後の、水槽に還流さ
れる被処理水は、固体粉末であるカルキや、あるいは次
亜塩素酸ソーダの水溶液などの従来の処理剤に比べて著
しく低濃度のイオンしか含んでいないため、上記の処理
は、プールや浴場などの営業時間中であっても定期的
に、あるいは入場者数や天候や気温などによって変化す
る被処理水の水質に応じて任意に行うことができる。

【００１６】したがってプールや浴場の浴槽などにおい
ては、カルキなどを投入して滅菌処理を行う作業を全く
省略したり、あるいはその回数を著しく減少させたりす
ることができ、作業者の負担を著しく軽減しつつ、良好
な水質を維持することができる。またビルの屋上などに
配置される給水槽などにおいては、例えば一定の使用水
量ごとに、あるいは使用水量にかかわらず一定期間ごと
に、上記一連の作業を手動で、あるいは自動的に行うよ
うにすると、問題となっている藻の繁殖などを抑制し
て、水質の悪化を防止することができる。

【００１７】さらに一般家庭用の浴槽などにおいては、
例えば１日の入浴が終了した時点で、あるいは風呂水を
排水するに先だって、上記一連の作業を手動で、あるい
は自動的に行うようにすると、浴槽に接続されたボイラ
ー内での雑菌やかびなどの繁殖を抑制して、水質の悪化
を防止することができる。しかも請求項１の構成におい
ては、上記電気化学反応によって発生する水素ガス（Ｈ
₂）や酸素ガス（Ｏ₂）などの微細気泡を、前記フィルタ
ーによって、被処理水中から分離、除去することができ
る。

【００１８】すなわちフィルターは、被処理水は通過さ
せるが、被処理水中に混入した微細気泡は通過させずに
貯留する機能を有しており、この機能によって気液分離
槽の、区画された気液分離領域内に貯留された微細気泡
は、それまで径が小さすぎて水と分離できなかったもの
が、貯留によってその多数個が結合して大径化すること
で浮力を生じて、被処理水中から水面に上昇する。そし
て、水面上の気相側に移動して、被処理水から分離、除
去される。

【００１９】このため、滅菌処理後の被処理水を再び水
槽に還流する際に、上記微細気泡に起因して、水槽内の
水が白濁化する現象が生じるのを防止することができ、
常に澄んだ、見た目もきれいな水を、水槽に供給するこ
とが可能となる。また被処理水から分離、除去された微
細気泡起源のガスは、気液分離槽の、水面より上側の位
置に接続された吸い込み型のブロアによって槽外へ強制
的に排出されるため、ガスが槽内などに溜まって発火、
爆発等の危険が生じるのを回避することもできる。

【００２０】しかもブロアは、上記のように吸い込み型
であるため、気液分離槽の内圧を高めて水漏れ等を生じ
るおそれもない。また請求項２に記載したようにフィル
ターを少なくとも２枚、配置することで、気液分離槽内
を、少なくとも３つの気液分離領域に区画した場合に
は、１枚目のフィルターで捕捉された微細気泡が他の微
細気泡と結合せずに通過するようなことがあっても、そ
れをそのまま水槽に還流させることなく、２枚目以降の
フィルターで捕らえて、被処理水から分離、除去できる
可能性が高まるため、気液分離槽での微細気泡の分離、
除去を、より確実に行うことが可能となる。

【００２１】また請求項３の構成によれば、気液分離槽
の、フィルターで区画された最上流側の気液分離領域内
に、前記電気化学反応のための電極組を配置して、気液
分離槽を、電気化学反応のための電解槽として兼用する
ことによって、装置の省スペース化、および低コスト化
を図ることが可能となる。請求項４の構成によれば、気
液分離槽内の、被処理水の水面より上側で、かつフィル
ターの上辺より上側に隙間を設けることで形成した、複
数の気液分離領域に亘るガス流通路を通して、各気液分
離領域で発生したガスを一つにまとめて、１台のブロア
で、槽外に排出することができるため、装置の構造を簡
略化して低コスト化し、かつ装置運転時の、消費電力の
上昇を抑えることが可能となる。

【００２２】またこの際、請求項５に記載したように、
ブロアへのガスの吸い込み口と、当該ブロアによって槽
外へ排出されるガスに代えて、槽内に空気を導入するた
めの空気導入口とを、気液分離槽の上面部の、ガス流通
路上の最も遠い対角位置に配置すると、ガスを、ブロア
の運転によって発生する、空気導入口から吸い込み口へ
の空気の流れに乗せて、より効率的に槽外に排出するこ
とが可能となり、特に装置運転時の消費電力の上昇を、
さらに低く抑えることができる。

【００２３】また上記空気導入口、およびブロアへのガ
スの吸い込み口は、ともに上記のように、気液分離槽の
最上部である上面部に配置されるため、被処理水がオー
バーフローした際等におけるこれらの口からの水漏れ
を、より確実に防止することもできる。気液分離槽内
の、区画された各気液分離領域の水位は、水流に対する
フィルターの抵抗の影響によって、上流側ほど高く、下
流側ほど低くなる傾向を示す。

【００２４】また請求項３に記載したように気液分離槽
を、電解槽として兼用する場合は、電極板のできるだけ
広い面積を電気化学反応に使用して滅菌の効率を高める
ために、電極組が配置された最上流側の気液分離領域の
水位をできるだけ高水位に維持するのが好ましいが、そ
の際には、この最上流側の気液分離領域の水面上が、電
気化学反応によって極めて多量に発生する微細気泡によ
って埋められて、ガスを効率よく槽外へ排出できないお
それがある。

【００２５】それゆえブロアは、請求項６に記載したよ
うに、最上流側の気液分離領域よりも水位の低い、従っ
て水面上に十分な空間のある、下流側の気液分離領域の
直上位置に配置するのが、効率的なガスの排出を行う上
で好ましい。なお上記のように最上流側の気液分離領域
は、その水位が最も高く設定されるため、気液分離槽へ
の水の供給量が変動するなどして水位が急激に上昇する
と、前述した空気導入口等からの水漏れを生じるおそれ
がある。

【００２６】それゆえ水漏れをさらに確実に防止するた
めには、請求項７に記載したように、気液分離槽内の、
フィルターで区画された最上流側の気液分離領域に、被
処理水の水位を検知して槽への被処理水の流入量を調整
することで、当該領域の被処理水の水位を一定範囲に制
御する水位制御手段を設けるのが好ましい。また請求項
８に記載したように水処理経路の、気液分離槽より下流
側に、微細気泡除去後の被処理水を槽内から送出する送
出用ポンプを配置した場合には、当該送出用ポンプの働
きによって気液分離槽内の水圧の上昇を抑制できるた
め、配管接続部などからの水漏れ等をより確実に防止す
ることができる。

【００２７】水処理経路を構成する送出用ポンプへの配
管は、請求項９に記載したように気液分離槽の、フィル
ターで区画された最下流側の気液分離領域の底部に形成
した被処理水の送出口に接続してもよいし、請求項１０
に記載したように上記最下流側の気液分離領域内に、そ
の先端の被処理水の送出口が上記領域の底部近傍に位置
するように、先端部を挿入、配置してもよい。後者の場
合は、送出用ポンプを停止すると配管先端部の被処理水
が送出口から流出して配管内が空になるので、再起動し
た際に送出用ポンプが空回りして破損するのを防止すべ
く、送出用ポンプに、呼び水のための配管を接続するの
が好ましい。

【００２８】なお配管内の呼び水にポンプへ向かう圧が
加わっており、運転開始時のポンプに、この圧によって
自動的に呼び水が供給される場合は、送出用ポンプとし
て通常のポンプを使用すればよい。また一方、配管内の
呼び水にポンプへ向かう圧が加わっておらず、運転開始
時のポンプに自動的に呼び水が供給されない場合は、送
出用ポンプとして自給式のポンプを使用し、運転開始時
のポンプから発生する吸引力によって、呼び水をポンプ
に自給させるようにすればよい。

【００２９】さらに請求項１１の構成によれば、上記各
請求項に記載のごとく種々の水漏れ防止策を施している
にも拘らず万が一、気液分離槽で水漏れが発生しても、
漏れた被処理水を受け皿で受けることができるため、当
該被処理水による短絡や漏電などのおそれを、最小限に
抑えることができる。請求項１２の構成によれば、電極
組を、気液分離槽の上面部全体を取り外すことなしに、
当該上部面から分離可能な小蓋体を取り外すだけで、気
液分離槽から取り出すことができるため、上記電極組を
構成する電極板の表面に付着したスケールを除去する際
や、あるいは寿命がきた電極組を交換する際など、メン
テナンスを行う際の手間と労力とを省くことができ、メ
ンテナンスが容易になる。

【００３０】また上記のように寿命がきた電極組を交換
する際も、当該電極組が固定された小蓋体のみを交換す
るだけで済み、部品交換のコストを低減することもでき
る。なお上記の構成においては、請求項１３に記載した
ように小蓋体と、気液分離槽の上面部との間をシール材
でシールすることで、この部分からの水漏れを確実に防
止することができる。また請求項１４に記載したように
小蓋体の周縁部に、電極組の基部を囲繞するように、気
液分離槽の上面部の上面より上方に突出するリブを突設
すると、気液分離槽の他の部分、例えば前記空気導入口
等から被処理水が溢れ出すなどした際に、当該被処理水
の、電極組の基部への侵入を防止して、電極組を構成す
る電極板間での短絡を確実に防止することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下には、図面を参照して、この
発明の実施形態について具体的に説明する。図１は、こ
の発明の一実施形態にかかる水処理装置１を、プールや
浴場の浴槽などの大型の水槽２に組みこんだ構造を簡略
化して示す図である。図に見るように水槽２には、砂ろ
過のためのフィルター２１を組みこんだ、循環ポンプ２
２によって多量の被処理水Ｗを常時、図中二重実線の矢
印で示す方向に循環させるための主循環経路２０が設置
されており、水処理装置１の水処理経路１０は、図中実
線の矢印で示すように、上記主循環経路２０の、フィル
ター２１より下流側の分岐点Ｊ１から分岐して、複数枚
の電極板１１０…からなる電極組１１と、２枚の、微細
気泡除去用のフィルター１２、１２とを内蔵した、電解
槽を兼ねる気液分離槽１３を経たのち、上記分岐点Ｊ１
より下流側の合流点Ｊ２で、再び上記主循環経路２０に
合流するように接続されている。

【００３２】上記水処理経路１０の、分岐点Ｊ１から気
液分離槽１３に至る途上には順に、開閉弁Ｂ１、流量調
整のための調整弁Ｂ２、流量計Ｓ１、電磁弁Ｂ３、およ
び被処理水をろ過して有機物などを除去するためのフィ
ルター１４が配置されている。また、上記のうち流量計
Ｓ１と電磁弁Ｂ３との間の位置には、図中破線の矢印で
示すように分岐点Ｊ３で分岐して、減圧のための減圧弁
Ｂ４と、流量調整のための調整弁Ｂ５とを介して、被処
理水中の残留塩素濃度を測定するための残留塩素センサ
ーＳ２に接続し、そこからさらに三方弁Ｂ６を介して一
方は気液分離槽１３に至り、他方は捨て水用のドレン口
（図示せず）に至る分岐経路１０ａ、１０ｂが接続され
ている。

【００３３】残留塩素センサーＳ２は、その構造上、水
処理経路１０を流れる水量よりも少ない、ごく少量の被
処理水を常時、流しつづける必要があるため、上記のよ
うな配置とされる。つまり水処理装置１の運転時には、
上記分岐経路１０ａを通して水を流しつづけ、水処理装
置１の停止時には、気液分離槽１３から水が溢れるのを
防止するため、電磁弁Ｂ３を閉じるとともに三方弁Ｂ６
を切り換えて、分岐経路１０ｂを通してドレン口へ水を
流しつづけることで、残留塩素センサーＳ２が正常状態
に維持される。

【００３４】また電磁弁Ｂ３とフィルター１４との間に
は、被処理水の水圧を測定するための圧力計Ｓ３が接続
されている。この圧力計Ｓ３と前記流量計Ｓ１とは主
に、主循環経路２０から水処理経路１０への被処理水の
供給が何らかの原因でストップしたり減少したりして、
気液分離槽１３内の水位が所定量以上に低下した際に、
電極組１１や、後述する送出用ポンプＰ１への通電を停
止して運転を停止することで、これらの部材の破損を未
然に防止するために設けられている。

【００３５】水処理経路１０の、気液分離槽１３から合
流点Ｊ２に至る途上には順に、気液分離槽１３内から被
処理水を送出することで、被処理水Ｗを水処理経路１０
内で循環させるためのための送出用ポンプＰ１、流量計
Ｓ４、逆流防止のための逆止弁Ｂ７、流量調整のための
調整弁Ｂ８、Ｂ９、および開閉弁Ｂ１０が配置されてお
り、また流量計Ｓ４と逆止弁Ｂ７との間には被処理水の
水圧を測定するための圧力計Ｓ５が接続されている。

【００３６】この圧力計Ｓ５と上記流量計Ｓ４とは主
に、水処理経路１０から主循環経路２０への被処理水の
還流が何らかの原因でストップしたり減少したりして、
気液分離槽１３内の水位が所定量以上に上昇した際に、
気液分離槽１３の空気導入口１３○などから水が溢れる
のを防止すべく、開閉弁Ｂ１、Ｂ１０を閉じて、水処理
経路１０を主循環経路２０から遮断するために設けられ
ている。また水処理経路１０の、上記圧力計Ｓ５と逆止
弁Ｂ７との間には、次亜塩素酸ソーダの水溶液Ｌを、図
中二点鎖線の矢印で示すように薬液槽１５から、定量ポ
ンプＰ２を介して、合流点Ｊ４で水処理経路１０に供給
するための分岐経路１０ｃが接続されている。

【００３７】このように、薬液槽１５から供給される次
亜塩素酸ソーダの水溶液Ｌを、電極組１１による電気化
学反応とともに、被処理水の滅菌に併用した場合には、
電極組１１を構成する電極板１１０…の急速な消耗、劣
化を抑えることができる上、例えばプールの営業開始時
等、被処理水中の残留塩素濃度が急激に低下して、被処
理水の滅菌を急速かつ多量に行う必要がある際などにも
十分な余裕を持って対応することが可能となる。

【００３８】気液分離槽１３は、図２にも示すように、
その主体をなす箱状の槽本体１３０と、この槽本体１３
０の上部開口を塞いで気液分離槽１３の上面部を構成す
る大蓋体１３１とで構成されており、このうち槽本体１
３０内は、前述した２枚の、微細気泡除去用のフィルタ
ー１２、１２によって、３つの気液分離領域１３０ａ〜
１３０ｃに区画されている。そしてこの３つの気液分離
領域１３０ａ〜１３０ｃのうち、最上流側の気液分離領
域１３０ａ内に、前述した複数枚の電極板１１０…から
なる電極組１１が配置されて、気液分離槽１３が、電気
化学反応のための電解槽として兼用されている。

【００３９】また最下流側の気液分離領域１３０ｃの底
部には、被処理水の送出口１３０ｄが形成されており、
この送出口１３０ｄからの、水処理経路１０の後半部分
を形成する配管１０１上に、前述した送出用ポンプＰ１
が配置されている。一方、上記気液分離槽１３内の、各
気液分離領域１３０ａ〜１３０ｃにおける被処理水Ｗの
水面より上側で、かつフィルター１２、１２の上辺より
上側には、大蓋体１３１との間に隙間が形成されてお
り、それによって気液分離槽１３内に、図中一点鎖線の
矢印で示すように、上記各気液分離領域１３０ａ〜１３
０ｃに亘るガス流通路１３ａが形成されている。

【００４０】また大蓋体１３１のうち、水流に対するフ
ィルター１２、１２の抵抗の影響で、図に見るようにそ
の水位が最も低くなり、それによって水面上に十分な空
間のある、最下流側の気液分離領域１３０ｃの直上位置
には、フィルター１２、１２で被処理水Ｗから分離され
た、微細気泡に起源するガスを槽外へ強制的に排出する
ための、吸い込み型のブロアＦ１を途中に配置した排気
管Ｆ２が接続されており、一方、最上流側の気液分離領
域１３０ａの直上位置には、上記ブロアＦ１によって、
図中黒矢印で示すように槽外へ排出されるガスに代え
て、図中白矢印で示すように槽内に空気を導入するため
の、空気導入口１３１ａが形成されているとともに、水
処理経路１０の前半部分を形成する配管１００が接続さ
れている。

【００４１】このうち排気管Ｆの、ブロアＦ１へのガス
の吸い込み口１３１ｂと、空気導入口１３１ａとは、図
３に示すように大蓋体１３１の、ガス流通路１３ａ上の
最も遠い対角位置に配置されており、ブロアＦ１を運転
すると、フィルター１２、１２で被処理水Ｗから分離さ
れた、微細気泡に起源するガスが、空気導入口１３１ａ
から吸い込み口１３１ｂへの、ガス流通路１３ａを流れ
る空気の流れに乗せて、効率的に槽外に排出される。

【００４２】また大蓋体１３１の、気液分離領域１３０
ａの直上位置にはさらに、前述したように電極組１１を
最上流側の気液分離領域１３０ａ内に配置すべく、当該
電極組１１を構成する複数枚の電極板１１０…を保持す
る小蓋体１３２が、大蓋体１３１から分離可能な状態で
配置されているとともに、この気液分離領域１３０ａ内
の水位を一定範囲に制御する水位制御手段としてのフロ
ートスイッチＳＷが、その水位検知部ＳＷ１を、気液分
離領域１３０ａ内に挿入するように配置されている。

【００４３】小蓋体１３２は、複数枚の電極板１１０…
を保持する平板状の底板１３２ａと、この底板１３２ａ
の周縁部から、各電極板１１０…の基部を囲繞するよう
に突設した、大蓋体１３１の上面より上方に突出するリ
ブ１３２ｂと、上記リブ１３２ｂの側面から外方へ突設
した鍔部１３２ｃとを備えており、図示した大蓋体１３
１への装着状態では、上記鍔部１３２ｃの下面と、大蓋
体１３１の上面との間に介装されたシール材１３３によ
って、両蓋体１３１、１３２間が、水漏れが発生しない
ようにシールされている。

【００４４】フロートスイッチＳＷは、水位検知部ＳＷ
１で検知した、最上流側の気液分離領域１３０ａ内の、
被処理水Ｗの水位を検知して、開閉弁Ｂ１の開閉や、調
整弁Ｂ２による流量の調整を行うことで、槽１３への被
処理水の流入量を調整し、それによって、当該領域１３
０ａの被処理水Ｗの水位を一定範囲に制御するものであ
る。さらに大蓋体１３１の、気液分離領域１３０ｂの直
上位置には、前述した分岐経路１０ａを形成する配管１
０２が接続されている。

【００４５】上記気液分離槽１３の下側には、漏れた被
処理水の受け皿１６が配置されており、万が一、気液分
離槽１３で水漏れが発生したとしても、漏れた被処理水
による短絡や漏電などのおそれを、最小限に抑えること
ができる。なお図中符号１０ｄは、受け皿１６で受けた
漏れた被処理水を、図示しないドレン口へ送るための排
水経路、符号Ｂ１１は、この排水経路１０ｄを通る被処
理水の流量を調整するための調整弁である。

【００４６】電極組１１を構成する電極板１１０として
は、例えばチタニウム（Ｔｉ）製の基板の表面全面に金
（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金−
イリジウム（Ｐｔ−Ｉｒ）などの貴金属の薄膜を、めっ
き法や焼成処理によってコーティングしたものなどが使
用される。微細気泡除去用のフィルター１２や、有機物
等を除去するフィルター１４としては、いずれも天然あ
るいは化学繊維製の不織布などが使用される。

【００４７】中でも特に微細気泡除去用のフィルター１
２としては、当該フィルター１２が、電極組１１による
電気化学反応の直後に配置されるため、ポリプロピレン
繊維などの、電気化学反応によって発生する含塩素化合
物や活性酸素等に対して十分な耐性を有する繊維で形成
され、しかも微細気泡を容易に透過させないために、目
の細かい不織布が好適に使用される。その通孔のサイズ
などは特に限定されないが、通孔の平均径が１〜１００
μｍ程度であるのが好ましく、１０〜５０μｍ程度であ
るのがさらに好ましい。通孔の平均径がこの範囲未満で
は、水流に対するフィルター１２の抵抗が大きくなりす
ぎて、被処理水を滅菌処理する効率が低下するおそれが
あり、逆に平均径がこの範囲を超えた場合には、微細気
泡を透過させずに貯留する効果が不十分となるために、
微細気泡除去の効率が低下するおそれがある。

【００４８】一方、有機物等を除去するフィルター１４
としては、その耐久性などを考慮すると、やはりポリプ
ロピレン繊維などの繊維で形成された不織布などが好適
に使用される。ただしフィルター１４としては、水処理
経路１０を通る被処理水の流量を低下させないために、
上記フィルター１２よりも通孔の平均径が大きい、つま
り平均径が１００μｍを超えるような不織布を使用する
のが好ましい。上記各部を備えた水処理装置１を用い
て、水槽２内の被処理水Ｗを滅菌処理するには、まず通
常どおり循環ポンプ２３を作動させて、主循環経路２０
内を、図１に二重実線の矢印で示すように多量の被処理
水Ｗを常時、循環させながら、送出用ポンプＰ１を作動
させるとともに、開閉弁Ｂ１、Ｂ１０を開く。

【００４９】そうすると、主循環経路２０内を循環して
いる被処理水Ｗの一部が、主に主循環経路２０の内圧
と、大気圧下にある気液分離槽１３との圧力差によって
水処理経路１０内に流入して、まず調整弁Ｂ２を通って
流量が調整され、ついで流量計Ｓ１で流量が、残留塩素
センサーＳ２で残留塩素濃度が、そして圧力計Ｓ３で水
圧が、それぞれ測定されたのち、フィルター１４に送ら
れて有機物などが除去される。上記調整弁Ｂ２による流
量の調整は、流量計Ｓ１の測定流量に応じて調整され
る。

【００５０】つぎに被処理水は、気液分離槽１３の最上
流側の気液分離領域１３０ａに送られて、当該領域１３
０ａ内で、残留塩素センサーＳ２によって測定された残
留塩素濃度の測定結果などに基づいて電極組１１に通電
することで、電気化学反応によって滅菌処理されたの
ち、２枚のフィルター１２、１２を透過して下流側の気
液分離領域１３０ｂ、１３０ｃに順次、送られて行く間
に、前記の機構によって微細気泡が除去されて、見た目
もきれいな澄んだ状態とされる。

【００５１】またこの際に被処理水から除去された、微
細気泡に起源するガスは、ブロアＦ１を運転することで
発生する、空気導入口１３１ａから吸い込み口１３１ｂ
への、ガス流通路１３ａを流れる空気の流れに乗って気
液分離槽１３内から除去され、排気管Ｆ２を通って、図
中黒矢印で示すように室外や排気口など（図示せず）へ
排出される。一方、滅菌処理が完了し、微細気泡が除去
された被処理水は、送出用ポンプＰ１の働きによって、
最下流側の気液分離領域１３０ｃから、その底部に設け
た送出口１３０ｄを通って槽外に送出され、流量計Ｓ
４、逆止弁Ｂ７、調整弁Ｂ８、Ｂ９、および開閉弁Ｂ１
０を通って合流点Ｊ２で主循環経路２０に戻され、水槽
２に還流される。

【００５２】上記各部を備えた水処理装置１は、実際に
は、図示していないが、例えば上記各部やそれを駆動す
るための電源装置、制御装置（シーケンサー）等を、適
当な大きさのキャビネット内に配置するとともに、上記
各部のうちポンプ類、フィルター類、圧力計等の、定期
的な、あるいは不定期のメンテナンスを行う必要がある
部材をキャビネット外に配置するなどしてユニット化し
た状態で、プールなどの設備内に設置される。

【００５３】図４は、気液分離槽１３の部分の変形例を
示しており、この変形例では、水処理経路１０を構成す
る送出用ポンプＰ１への配管１０３を、その先端の被処
理水の送出口１０３ａが、最下流側の気液分離領域１３
０ｃの底部近傍に位置するように、上記配管１０３の先
端部を、気液分離槽１３の上方から、大蓋体１３１を通
して挿入、配置している。それとともにこの例では、前
述したように送出用ポンプＰ１に呼び水を供給するため
の分岐経路１０ｅを構成する配管１０４を、水処理経路
１０の上流側を構成する配管１００と、下流側を構成す
る配管１０３との間を繋ぐように配置している。

【００５４】すなわち配管１００の途中に開閉弁Ｂ１２
を設けるとともに、配管１０３の、送出用ポンプＰ１よ
り上流側の位置に開閉弁Ｂ１３を設け、先の開閉弁Ｂ１
２より上流側の分岐点Ｊ５から配管１０４を分岐させ
て、その途中に設けた開閉弁Ｂ１４を介して、開閉弁Ｂ
１３と送出用ポンプＰ１との間の合流点Ｊ６で配管１０
３に合流させている。上記各開閉弁Ｂ１２〜Ｂ１４とし
てはそれぞれ、手動弁または電磁弁が使用される。

【００５５】上記の構成において送出用ポンプＰ１の運
転を開始する際には、まず開閉弁Ｂ１２、Ｂ１３を閉じ
るとともに、開閉弁Ｂ１４を開く。そうするとこの例の
場合、水処理経路１０の上流側には、前記のように主循
環経路２０の圧が加わっているため、この圧によって呼
び水としての被処理水が、図中二点鎖線の矢印で示すよ
うに配管１０４を通して自動的に供給されて、送出用ポ
ンプＰ１を破損させることなく起動できる状態となる。

【００５６】したがってこの例では、送出用ポンプＰ１
として通常のポンプが使用されるが、水処理経路１０の
上流側に圧が加わっておらず、開閉弁Ｂ１４を開いても
被処理水が配管１０４を通して自動的に供給されない場
合は、先に述べたように送出用ポンプＰ１として自給式
のものを使用して、その運転時の吸引力によって、呼び
水としての被処理水を、配管１０４を通してポンプに自
給するようにしても良い。

【００５７】次に、この状態で送出用ポンプＰ１を起動
すると、配管１０４を通して被処理水が連続的に供給さ
れつつ、送出用ポンプＰ１が安定して運転されるので、
開閉弁Ｂ１２を開いて、被処理水を気液分離槽１３にも
供給する。そしてこの被処理水が、フィルタ１２、１２
を通って最下流側の気液分離領域１３０ｃに流れ込ん
で、配管１０３の先端の、送出口１０３ａが被処理水に
浸かった時点で開閉弁Ｂ１３を開くと、気液分離領域１
３０ｃからの被処理水が、送出用ポンプＰ１の吸引力に
よって配管１０３内を満たして平常の運転が可能な状態
となるので、開閉弁Ｂ１４を閉じて、平常の運転状態に
移行することができる。

【００５８】なお図３において、上記で説明した以外の
個所は、先の図２と同様に構成されるので、同じ個所、
同じ部材に同じ符号を付して、説明を省略した。また図
３では記載を省略したが、複数の電極板１１０…からな
る電極組１１は、図２の例と同様に、気液分離槽１３を
構成する大蓋体１３１から分離可能な小蓋体上に保持さ
せるのが好ましい。この発明は、以上で説明した実施形
態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内にお
いて種々の変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる水処理装置を、
プールや浴場の浴槽などの大型の水槽に組み込んだ構造
を簡略化して示す図である。

【図２】上記水処理装置の要部である、気液分離槽の概
略断面図である。

【図３】上記気液分離槽における、ブロアへのガスの吸
い込み口と、空気導入口との配置を説明する概略平面図
である。

【図４】気液分離槽の変形例を簡略化して示す図であ
る。

【符号の説明】

Ｆ１ ブロア １ 水処理装置 １０ 水処理経路 １１ 電極組 １１０ 電極板 １２ フィルター １３ 気液分離槽 １３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ 気液分離領域 ２ 水槽 Ｗ 被処理水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 1/50 Ｃ０２Ｆ 1/50 ５３１Ｍ ５４０ ５４０Ｂ ５５０ ５５０Ｄ ５５０Ｈ ５５０Ｌ ５６０ ５６０Ｆ ５６０Ｚ (72)発明者 河村 要藏 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 中西 稔 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 岸 稔 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−272472（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−308354（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−29962（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−216574（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−195（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−99614（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−57270（ＪＰ，Ａ) 特開2001−170641（ＪＰ，Ａ) 特開2001−170640（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 1/46 C02F 1/20 C02F 1/50

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理水を貯留する水槽に接続され、当該
   水槽から被処理水を導入して、少なくとも２枚の電極板
   からなる電極組に通電することで、電気化学反応によっ
   て滅菌した後、水槽に還流させる水処理経路を備えると
   ともに、 上記水処理経路上に、 被処理水は通過させるが、上記電気化学反応によって発
   生し、被処理水中に混入した微細気泡は通過させずに貯
   留して大径化することで、被処理水から分離、除去する
   機能を有するフィルターを有し、その内部が、上記フィ
   ルターによって複数の気液分離領域に区画された気液分
   離槽を配置し、かつこの気液分離槽の、水面より上側の
   位置に、上記フィルターで被処理水から分離された微細
   気泡に起源するガスを槽外へ強制的に排出するための、
   吸い込み型のブロアを接続したことを特徴とする水処理
   装置。
2. 【請求項２】フィルターを少なくとも２枚、配置して、
   気液分離槽内を、少なくとも３つの気液分離領域に区画
   したことを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
3. 【請求項３】気液分離槽の、フィルターで区画された最
   上流側の気液分離領域内に、電気化学反応のための電極
   組を配置して、気液分離槽を電解槽として兼用すること
   を特徴とする請求項１または２記載の水処理装置。
4. 【請求項４】気液分離槽内の、被処理水の水面より上側
   で、かつフィルターの上辺より上側に、槽内でガスを流
   通させるための隙間を設けることで、複数の気液分離領
   域に亘るガス流通路を形成したことを特徴とする請求項
   １ないし３のいずれかに記載の水処理装置。
5. 【請求項５】ブロアへのガスの吸い込み口と、当該ブロ
   アによって槽外へ排出されるガスに代えて、槽内に空気
   を導入するための空気導入口とを、気液分離槽の上面部
   の、ガス流通路上の対角位置に配置したことを特徴とす
   る請求項４記載の水処理装置。
6. 【請求項６】気液分離槽内の、被処理水の水面より上側
   で、かつフィルターの上辺より上側に、槽内でガスを流
   通させるための隙間を設けることで、複数の気液分離領
   域に亘るガス流通路を形成するとともに、ブロアへのガ
   スの吸い込み口を、フィルターで区画された複数の気液
   分離領域のうち、電極組が配置された気液分離領域より
   下流側の気液分離領域の直上位置に配置したことを特徴
   とする請求項３記載の水処理装置。
7. 【請求項７】気液分離槽内の、フィルターで区画された
   最上流側の気液分離領域に、被処理水の水位を検知して
   槽への被処理水の流入量を調整することで、当該領域の
   被処理水の水位を一定範囲に制御する水位制御手段を設
   けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記
   載の水処理装置。
8. 【請求項８】水処理経路の、気液分離槽より下流側に、
   微細気泡除去後の被処理水を槽内から送出する送出用ポ
   ンプを配置したことを特徴とする請求項１ないし３のい
   ずれかに記載の水処理装置。
9. 【請求項９】気液分離槽の、フィルターで区画された最
   下流側の気液分離領域の底部に被処理水の送出口を形成
   し、この送出口からの、水処理系路を形成する配管上
   に、送出用ポンプを配置したことを特徴とする請求項８
   記載の水処理装置。
10. 【請求項１０】気液分離槽の、フィルターで区画された
    最下流側の気液分離領域内に、その先端の被処理水の送
    出口が上記領域の底部近傍に位置するように、水処理経
    路を形成する配管の先端部を挿入、配置し、この配管上
    に送出用ポンプを配置するとともに、この送出用ポンプ
    に、呼び水のための配管を接続したことを特徴とする請
    求項８記載の水処理装置。
11. 【請求項１１】気液分離槽の下側に、漏れた被処理水の
    受け皿を配置したことを特徴とする請求項１ないし３の
    いずれかに記載の水処理装置。
12. 【請求項１２】電極組を構成する電極板を、気液分離槽
    の上面部から分離可能な小蓋体によって保持した状態
    で、気液分離槽の、最上流側の気液分離領域内に配置し
    たことを特徴とする請求項３記載の水処理装置。
13. 【請求項１３】電極板を保持する小蓋体と、気液分離槽
    の上面部との間をシール材でシールしたことを特徴とす
    る請求項１２記載の水処理装置。
14. 【請求項１４】電極板を保持する小蓋体の周縁部に、各
    電極板の基部を囲繞するように、気液分離槽の上面部の
    上面より上方に突出するリブを突設したことを特徴とす
    る請求項１２記載の水処理装置。