JP3655068B2

JP3655068B2 - 塩素発生器

Info

Publication number: JP3655068B2
Application number: JP27733397A
Authority: JP
Inventors: 元春佐藤
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Holdings Corp
Priority date: 1997-10-09
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2017-10-09
Also published as: JPH11114566A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水や地下水等の原水を塩素により殺菌して一般家庭用或いは業務用の飲料水として供給する塩素発生器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の塩素発生器として、シスターン内に陽極と陰極で構成された一対の平方の電極を設置したものが一般的に知られている。この塩素発生器によれば、タイマにより所定のインターバルで各電極に直流電圧を印加し、シスターン内の飲料水を電気分解し、殺菌に有効な成分である次亜塩素酸を発生させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の塩素発生器では、シスターンに一旦飲料水を貯留し、この貯留した水に次亜塩素酸を付加した後に、蛇口、飲料機等の端末に給送するため、端末までの配管が長くなるときは、この飲料の供給手段としてポンプが必要不可欠となっていたし、また、その配管長によっては極めて大きなポンプを設置する必要があり、コスト的に不利なものとなっていた。
【０００４】
また、飲料供給量に見合う殺菌された水を常時確保するためには、シスターンの大型化が避けられず、塩素発生器の小型化が困難となっていた。
【０００５】
本発明の目的は前記従来の課題に鑑み、小型で且つ安定的に殺菌された水を供給できる塩素発生器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、請求項１及び請求項２の発明に係る塩素発生器は、給水管路を通じて圧送された水道水等の原水を貯留する貯水容器と、貯水容器内に所定間隔をおいて同心円状に配置され直流電圧が印加される一対の筒状の電極と、貯水容器内の水を内外の各電極間の一方の端から他方の端に亘って通過させる通水管路と、通水管路内を通った水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有する構造となっている。
【０００７】
この発明によれば、一対の電極に直流電圧を印加することにより、貯水容器内の水道水が電気分解されて次亜塩素酸が発生する。この次亜塩素酸により貯水容器内の水道水が殺菌される。ここで、この生成水を端末側に送水するときは給水管路を通じて貯水容器内に水圧がかかり、貯水容器内の水が通水管路を通り、更には送水管路にを通じて端末に供給される。
【０００８】
この水供給が連続して行われ予め殺菌された水が全て端末に送水されたときは、その後の水供給は給水管路から貯水容器内に新たに供給された水によって行われるが、この水が通水管路を通るなかで電気分解され、次亜塩素酸を含む水となるため、端末には殺菌された水となって供給される。なお、請求項１の塩素発生器では外側電極側から内側電極側に水を流すよう構成されている。また、請求項２の塩素発生器では内側電極側から外側電極側に水を流すよう構成されている。
【０００９】
請求項３の塩素発生器では蓋体に流入口及び流出口を形成するとともに、各電極を設けているため、流入口及び流出口と各電極との間の設置間隔等を正確に設定できるし、また、各電極の間隙を精度良く設定できる。
【００１０】
請求項４の発明では、各電極の高さ寸法を貯水容器内の高さ寸法より小さくしているため、各電極を貯水容器の下部に設置し、かつ、流出口を同じく下部に設置するときは、各電極と貯水容器との間の寸法差が貯水容器の上部に表れ、貯水容器の上部の空間が電解により発生したガス（酸素ガス、水素ガス等）の貯留空間となる。従って、流出口から流出する水にガスが混入することがない。
【００１１】
請求項５の発明では、各電極に印加される直流電圧の極性を切り換える切り換え手段を有する構造となっている。
【００１２】
ここで、一方の電極を陰極、他方の電極を陽極として直流電圧を印加するときは、陽極側の他方の電極に水の電解によりカルシウムイオン、ナトリウムイオンが吸引され、カルシウム、ナトリウム等の酸化物であるスケールが付着し、これにより、電解効率が低下するおそれがある。そこで、各電極の極性を切り換えるときは、一方の電極が陽極となり他方の電極が陰極となるため、それまで他方の電極に付着したスケールが徐々に剥離し、除去される。
【００１３】
請求項６の発明では、管路内に水が流通していないときは電圧値変換手段により電圧を低く制御し、管路内に水が流通しているときは電圧値変換手段により電圧を高く制御する。これにより、待機時（管路に水が流れていない時）は貯水容器内に次亜塩素酸が徐々に混入し、所望の有効塩素濃度で水供給を待つこととなる。一方、水供給時（管路に水が流れている時）は、電圧を高くして次亜塩素酸の生成量を多くする。
【００１４】
従って、待機時は必要以上に次亜塩素酸を生成することがないし、また、水供給時、特に、この水供給が連続して行われ、待機時に生成した次亜塩素酸含有の水が既に供給されたときでも、各電極を通る水に次亜塩素酸が十分に含まれ、殺菌不良となることがない。
【００１５】
なお、流量検知手段として、水の流量が所定値以上となったとき検知信号を出力する流量スイッチ、水の流れにより回転する羽根車を有しその回転数を随時検知してこの水量信号を出力する回転羽根式流量センサ、又は、水力から流量を検知する圧力スイッチの何れを用いるようにしても良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１乃至図５は本発明に係る塩素発生器の第１実施形態を示すもので、図１は塩素発生器の断面図、図２は図１のＡーＡ線矢印方向の断面図、図３は電極ユニットを示す斜視図、図４は塩素発生器の駆動制御回路を示すブロック図、図５は塩素発生器の制御フローチャートである。
【００１７】
本実施形態に係る塩素発生器は、販売信号に基づきジュース、コーヒ飲料等を生成し、これを販売する飲料機に設置されているもので、水原料として使用される水道水を殺菌して端末（ディスペンシングバルブ）に給送するものとして使用される。
【００１８】
ここで、この塩素発生器１は図１に示すように密閉された円筒状の貯水容器２を有する。この貯水容器２は下部開口のハウジング２１と、このハウジング２１に螺合して密閉状態とする蓋体２２とを有し、この蓋体２２の周縁寄りには流入口２２ａを設け、給水管３（給水管路）を通じて圧送される原水（水道水）をハウジング２１内に導いている。また、この蓋体２２の中央側には流出口２２ｂを設け、送水管４（送水管路）を通じてハウジング２１内に貯留された水を飲料機に送水するようになっている。
【００１９】
なお、この蓋体２２は電気的絶縁体、例えば樹脂等で形成されている。また、給水管３には流量検知手段、例えば流量スイッチ３１が設置されており、給水管３内の水の流量が所定値以上（ディスペンシングバルブが開）となったとき検知信号を出力するようになっている。
【００２０】
このように構成された貯水容器２において、蓋体２２には電極ユニット５が設置されている。この電極ユニット５は円筒状の内側電極５１とこの内側電極５１の外側に所定間隙（３〜５ｍｍ）をおいて同心円状に配置された外側電極５２とを有し、各電極５１，５２を例えばチタン材料をベースに白金或いは白金系（白金ーイリジウムも含む）をコーティングした電極材で形成している。また、この各電極５１，５２間の上部開口には図２にも示すように環状の電極固定板５３を填め込み、各電極５１，５２の間隙を適正に維持する一方、内側電極５１の上部開口には電極キャップ５４を填め込み、内側電極５１の上部開口から水が流入しないようにしている。
【００２１】
この電極固定板５３には図２にも示すように入口孔５３ａが形成される一方、内側電極５１の下部には図３にも示すように出口孔５１ａが形成されており、貯水容器１内の水が入口孔５３ａを通じて各電極５１，５２間に流れ、更に出口孔５１ａを通じて内側電極５１の内側に流れるようになっている。この入口孔５３ａ、各電極５１，５２間の間隙及び出口孔５１ａにより外側電極５２の外側の水を内側電極５１の内側に導く通水管路を構成している。また、各電極５１，５２の下部には電極用端子５１ｂ，５２ｂが設けられており、この電極用端子５１ｂ，５２ｂがシール状態で蓋体２２を貫通して後述する直流電源に接続している。更に、この各電極５１，５２の高さ寸法はハウジング２１内の高さ寸法より小さくして、各電極５１，５２の上方に間隔Ｌ分の空間を形成している。
【００２２】
次に、本実施形態に係る塩素発生器１の駆動制御回路を図４のブロック図を参照して説明する。
【００２３】
本実施形態に係る塩素発生器１はマイクロコンピュータ等による制御装置１１にて自動化されており、この制御装置１１は中央演算装置（ＣＰＵ）１１ａ、制御プログラムを記憶しているメモリ１１ｂ、信号を入出力するＩ／Ｏポート１１ｃ，１１ｄを有している。このＩ／Ｏポート１１ｃは流量スイッチ３１及びタイマ１２の信号を入出力し、Ｉ／Ｏポート１１ｄは電圧切換回路１３及び極性切換回路１４との間の信号を入出力する。
【００２４】
ここで、タイマ１２は極性切換回路１４及び直流電源１５を通じて各電極５１，５２の極性切り換えの時間（正極性電圧印加時間及び逆極性電圧印加時間）を設定している。なお、正極性電圧とは内側電極５１が陽極、外側電極５２が陰極となっている場合であり、また、逆極性電圧とはこれとは逆に内側電極５１が陰極、外側電極５２が陽極となっている場合である。また、電圧切換回路１３は高電圧（例えば２０Ｖ）と低電圧（例えば１０Ｖ）を設定しており、これを切り換えるようになっている。なお、定電流制御を実施するときは、電流値を高電流（例えば１．０Ａ）と低電流（例えば０，４Ａ）に設定し、切り換えるようにしてもよい。
【００２５】
続いて、この駆動制御回路に基づく制御を図５(a)(b)のフローチャートを参照して説明する。流量スイッチ３１がオフ、即ち、飲料機のディスペンシングバルブが未だ開いていないときは、各電極５１，５２に低電圧で直流電圧が印加される（Ｓ１，Ｓ２）。通常、貯水容器２内の水はその貯留状態で時間とともに次亜塩素酸が減少するため、この減少分の補給に足る次亜塩素酸をこの水電解により得ている。
【００２６】
一方、ディスペンシングバルブが開となるときは、図１の実線矢印に示すように、水道水が給水管３→流入口２２ａ→ハウジング２１と圧送されるため、このハウジング２１内の水は入口孔５３ａ→各電極５１，５２間→出口孔５１ａ→流出口２２ｂ→送水管４と順次押し出され、適量の次亜塩素酸を含む水が飲料機に給送される。
【００２７】
この飲料機による飲料販売が多数連続して行われるときは、待機中に生成された殺菌水が殆どなくなるが、水供給時は各電極５１，５２に印加される高電圧となっているため、給水管３から供給される水が各電極５１，５２を通過する際に適量の次亜塩素酸を含むこととなり、殺菌力の低下が防止される。
【００２８】
このように本実施形態に係る塩素発生器１は待機中に貯水容器２内に貯留された水に次亜塩素酸を含ませるシスターン型の塩素発生器と、水供給時に次亜塩素酸を含ませる流水型の塩素発生器との両者の機能を備えている。
【００２９】
また、本実施形態に係る塩素発生器１は図５(b)に示すように、正極性電圧と逆極性電圧を交互に行うよう制御されているため（Ｓ１〜Ｓ４）、陽極側の電極５１又は５２に付着したスケール等が確実に除去され、電解効率を低下させることがない。
【００３０】
更に、各電極５１，５２の高さ寸法はハウジング２１内の高さ寸法より小さくして、各電極５１，５２の上方に間隔Ｌ分の空間を形成しているため、電解により発生した酸素、水素等のガスがこの空間に溜まり、飲料機に供給される水に含まれることがない。従って、ガス混入による飲料供給量のバラツキも防止される。
【００３１】
更にまた、蓋体２２に流入口２２ａ及び流出口２２ｂを形成するとともに、この蓋体２２に各電極５１，５２を設けているため、流入口２２ａ及び流出口２２ｂと各電極５１，５２との間の設置間隔等を正確に設定できるし、また、各電極５１，５２の間隙を精度良く設定できる。
【００３２】
図６は本実施形態に係る塩素発生器の第２実施形態を示すものである。この実施形態では前記第１実施形態に係る出口孔５１ａに代えて高さ寸法を短くした内側電極５１’を用い、蓋体２２の上面と内側電極５１’の下端との間隙を出口孔５１ａ’としたものである。本実施形態によれば、内側電極５１’への穴あけ加工等が不要となる。
【００３３】
図７は本実施形態に係る塩素発生器の第３実施形態を示すものである。この実施形態では塩素発生器１００の貯水容器１１０で、これを構成するハウジング１１１と蓋体１１２とを上下逆に配置するとともに、蓋体１１２の中央に原水の流入口１１２ａを設け、蓋体１１２の周寄りに流出口１１２ｂを設けている。また、内側電極１１３には入口孔１１３ａを設け、電極固定板１１４には出口孔１１４ａを設けている。
【００３４】
この実施形態によれば、図７の実線矢印に示すように、原水が内側電極１１３の内側に入り、次いで内側電極１１３と外側電極１１５との間に流れて電解し、この電解した水が外側電極１１５の外側から流出口１１２ｂに至り、飲料機に供給される。なお、その他の構成は前記第１実施形態と同様である。
【００３５】
なお、前記各実施形態では、各電極５１，５２，１１３，１１５の間隔を１個の電極固定板５３，１１４を填め込み設定しているが、各電極５１，５２，１１３，１１５の縦方向の寸法等に対応して複数填め込むようにしてもよい。また、前記第１実施形態に係る出口孔５１ａは、図３に示すように丸孔で形成されているが、この丸孔に限るものではなく、他の形状となっているものでもよい。更に、前記実施形態では流量検知手段として流量スイッチ３１を用いているが、流量を検知し得るものであるならば、これに限るものではなく、流量センサ、例えば水の流れにより回転する羽根車を有しその回転数を随時検知して、この水量信号を出力する回転羽根式流量センサ、或いは、水力から流量を検知する圧力スイッチを用いるようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１乃至請求項３の発明によれば、停水時に貯水容器内に貯留された水に次亜塩素酸を含ませるシスターン型の塩素発生器と、水供給時に次亜塩素酸を含ませる流水型の塩素発生器との両者の機能を備えているため、殺菌生成された水を安定的に供給できるし、また、シスターン型の塩素発生器と比較し小型にできる。
【００３７】
請求項４の発明によれば、貯水容器の上部空間に電解により発生したガスが溜まり、流出口から流出する水にガスが混入することがない。
【００３８】
請求項５の発明によれば、各電極にスケールが堆積することがなく、効率よく電解できる。
【００３９】
請求項６の発明によれば、待機時は低圧で、また、水供給時は高圧で電圧が印加されるため、次亜塩素酸の必要量に対応した電解を行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る塩素発生器の断面図
【図２】図１のＡーＡ線矢印方向の断面図
【図３】電極ユニットの正面図
【図４】塩素発生器の駆動制御回路を示すブロック図
【図５】塩素発生器の制御フローチャート
【図６】第２実施形態に係る塩素発生器の要部を示す断面図
【図７】第３実施形態に係る塩素発生器の断面図
【符号の説明】
１，１００…塩素発生器、２，１１０…貯水容器、３…給水管、４…送水管、１１…制御装置、１２…タイマ、１３…電圧切換回路、１４…極性切換回路、１５…直流電源、２１，１１１…ハウジング、２２，１１２…蓋体、２２ａ，１１２ａ…流入口、２２ｂ，１１２ｂ…流出口、５１，１１３…内側電極、５２，１１５…外側電極。

Claims

給水管路を通じて圧送された水道水等の原水を貯留する貯水容器と、
前記貯水容器内に所定間隔をおいて同心円状に配置され直流電圧が印加される一対の筒状の電極と、
前記貯水容器内の水を内外の前記各電極間の一方の端から他方の端に亘って通過させる通水管路と、
前記通水管路内を通った水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有し、
前記内側電極の上端を閉塞するとともに、前記給水管路は前記外側電極の外側に、前記送水管路は該内側電極の内側にそれぞれ連結し、前記通水管路の上端側に該外側電極の外側に貯留された水を該通水管路内に流入する入口を形成するとともに該通水管路の下端側には該通水管路の内部に流入した水を該内側電極の内側に流出する出口を形成した
塩素発生器。
給水管路を通じて圧送された水道水等の原水を貯留する貯水容器と、
前記貯水容器内に所定間隔をおいて同心円状に配置され直流電圧が印加される一対の筒状の電極と、
前記貯水容器内の水を内外の前記各電極間の一方の端から他方の端に亘って通過させる通水管路と、
前記通水管路内を通った水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有し、
前記内側電極の下端を閉塞するとともに、前記給水管路は前記内側電極の内側に、前記送水管路は該外側電極の外側にそれぞれ連結し、前記通水管路の上端側に該内側電極の内側に貯留した水を該通水管路内に流入する入口を形成するとともに該通水管路の下端側には該通水管路の内部に流入した水を該外側電極の外側に流出する出口を形成した
塩素発生器。
前記貯水容器の水を貯留する一面開口のハウジングと、該ハウジングの開口を閉塞する蓋体とから構成し、該蓋体に前記各電極を設けるとともに、前記給水管路に連通する流入口と前記送水管路に連通する流出口を形成した
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塩素発生器。
前記各電極の高さ寸法を前記貯水容器内の高さ寸法より小さくした
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の塩素発生器。
前記各電極に印加される直流電圧の極性を切り換える切り換え手段を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の塩素発生器。
前記各電極に印加される直流電圧の電圧値を変換する電圧値変換手段と、前記給水管路又は前記送水管路の何れか一方に管路内の水の流通を検知する流量検知手段と、該流量検知手段に基づき管路内に水が流通していないときは該電圧値変換手段により電圧を低く制御し、管路内に水が流通しているときは該電圧値変換手段により電圧を高く制御する制御手段とを有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の塩素発生器。
前記流量検知手段として水の流量が所定値以上となったとき検知信号を出力する流量スイッチ、水の流れにより回転する羽根車を有しその回転数を随時検知してこの水量信号を出力する回転羽根式流量センサ、又は、水力から流量を検知する圧力スイッチを用いた
ことを特徴とする請求項６記載の塩素発生器。