JP3796886B2 - 水浄化装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、業務用あるいは家庭用として風呂水，プール用水などを洗浄する水浄化装置の技術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としては、懸濁水に含まれる懸濁物質を、電気分解すること
によりアルミニウムを溶出させ、残留した懸濁物質同士を架橋させることにより、その粒径を大きくし、ついで濾過手段を用いて濾過すると共に、水温制御手段で循環保温する技術が開示されている（例えば、特開平８−１１７７３７号公報参照）。
【０００３】
その従来における水浄化装置について、図７を参照して説明する。図７において、１０１は水槽１０２内の水を循環する循環ポンプ、１０３は循環流路、１０４はアルミニウムを電気分解してアルミニウムイオンを溶出させることで水に含まれる懸濁物質を凝集する凝集手段、１０５は凝集した懸濁物質を含んだ水を濾過する濾過手段、１０６は水温制御を行う水温制御手段、１０７は水のｐＨを６〜８に保つｐＨ制御手段、１０８は水に含まれる細菌類の殺菌を行う殺菌手段である。
【０００４】
この構成において、循環ポンプ１０１を動作させると、浴槽１０２内の水は循環流路１０３内を循環し、このとき循環する水のｐＨは、ｐＨ調整手段１０７により調整しながら、凝集手段１０４を動作させ、アルミニウムを電気分解して、アルミニウムイオンを溶出させる。アルミニウムイオンが溶出されると、水に含まれる懸濁物質が凝集され、凝集フロックを形成する。さらに凝集フロックを含んだ水は、濾過手段１０５により濾過清澄化され、ついで殺菌手段１０８において殺菌し、水温制御手段１０６により加温されて浴槽１０１に戻される。
【０００５】
そして、上記の水温制御手段１０６により循環する温度を適正範囲に保ちながら、凝集手段１０４により水に含まれる懸濁物質を凝集し、濾過手段１０５により濾過することで、濾過すなわち除濁性能を保持するようになっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の水浄化装置にあっては、長期使用により陽電極及び陰電極の表面に湯垢
等の懸濁成分が除々に付着し、このために、電極表面からアルミニウムが均一に溶出し難くなり、懸濁物質の凝集フロックを生成することが安定してでき難く、濾過，浄化性能が安定しないという問題点があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明は、流路内を流通する流体の動圧、比重、温度を利用して凝集手段である電極の表面を洗浄する洗浄手段を備えることとしている。
【０００８】
そして、洗浄手段により凝集手段における電極表面の汚れを除去して洗浄し、電極の表面は常に湯垢等の付着物のない状態に保持することができるので、陽電極及び陰電極との間に通電した場合、陽電極から安定してアルミニウムイオン、または鉄イオンなどを溶出させ、懸濁水に含まれる懸濁物質を凝集フロックとして生成させ、安定した濾過および浄化を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、懸濁物質を、陽電極と陰電極との電気分解により凝集する凝集手段と、この凝集手段の下流側に設けて凝集フロックを濾過する濾過手段と、前記陽電極と前記陰電極との表面に接触して移動する洗浄体と前記洗浄体を移動させる駆動部とからなる洗浄手段とを有し、前記駆動部が流路内を流通する流体の流体エネルギーにより移動する受流体を備えたものである。
【００１０】
そして、洗浄手段が、凝集手段の電極表面に付着した湯垢等の汚れを除去するため、電極表面は常に付着物のない状態となり、陽電極からは、安定してアルミニウムイオンを溶出させ、懸濁水に含まれる懸濁物質を安定した凝集フロックとして生成させ、良好な濾過，浄化を行うことができる。
【００１１】
また、駆動部が感温体を有し、この感温体が電極周辺を通水する流体の温度変化に応じて変形し、洗浄体を垂直方向あるいは水平方向に往復移動させるものである。
【００１２】
そして、電極周辺を流れる水の温度により、感温体が伸縮変形し、感温体の変形に連動して洗浄体を移動させるため、流れる水の温度変化により、感温体が熱エネルギーを受けることで洗浄体が自動的に移動し、電極表面に付着した汚れを洗浄することができる。
【００１３】
また、駆動部が浮力体を有し、この浮力体が電極周辺の水位の変化により、洗浄体を垂直方向に往復移動させるものである。
【００１４】
そして、電極周辺の水位の変化により浮力体が上下し、浮力体の移動に連動して移動する洗浄体により、電極表面に付着した汚れを洗浄することができる。
【００１５】
また、洗浄手段が洗浄液を供給する洗浄液供給部と、洗浄液を貯蔵する洗浄液貯蔵部とを有し、洗浄液の洗浄作用を用いて、電極表面に付着した汚れを除去するものである。
【００１６】
そして、洗浄液供給部から洗浄液を電極表面に作用すると、その洗浄力により電極表面に付着した汚れを溶解させながら除去することができ、また、洗浄体と供用した場合には、物理的に擦り落とす作用が加わるために、強固に付着した汚れが取れやすくなり、洗浄効率をより向上させることが可能となる。
【００１７】
さらに、濾過手段の洗浄を行う逆流手段を備え、洗浄手段の動作時または洗浄手段の動作後に、この逆流手段を動作させ、凝集手段内の水を外部に排出するようにしたものである。
【００１８】
そして、濾過手段の逆流手段を動作させることにより、凝集手段の電極内面から剥離した汚れを外部へ排出することができ、凝集手段内を洗浄することができる。
【００１９】
以下、本発明の実施例について図１ないし図６を参照して説明する。
【００２０】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１における水浄化装置の動作状態を示す模式構成図、図２（ａ）（ｂ）は同水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図である。図１〜図２（ａ）（ｂ）において、１は浴槽２内の水を循環する循環ポンプ、３は循環回路、４は循環回路３に設けられた凝集手段で、アルミニウムからなる陽電極４ａ、ステンレスからなる陰電極４ｂ、電極間に通電する電源４ｃとで構成されている。５は凝集手段４の洗浄手段で、陽電極４ａ及び陰電極４ｂの電極表面を洗浄する洗浄体５ａと、洗浄体５ａを移動させる駆動部５ｂとで構成され、駆動部５ｂには流体のエネルギーを受けるための受流体５ｃが設けられている。６は凝集手段４の下流側に設けられ、循環する水に含まれる懸濁物質を凝集した凝集フロックを濾過する濾過手段、７は循環する水の水温制御を行う電気ヒータ７ａとサーモスタット７ｂからなる水温制御手段、８は循環する水に含まれる細菌類を殺菌する殺菌手段、９は電動三方弁からなる第一の流路切替弁で、循環ポンプ１と凝集手段４との間に設けられている。１０は電動三方弁からなる第二の流路切替弁で、濾過手段６の下流側と浴槽２への戻り側との間に設けられている。また第一の流路切替弁９の残りの切替方向には排水路１１が接続されている。さらに、第一の流路切替弁９、凝集手段４、濾過手段６をバイパスするように、循環ポンプ１と第二の流路切替弁１０とを連通するバイパス路１２が設けられている。また、濾過手段６を洗浄する逆洗手段は、浴槽２より、循環ポンプ１，バイパス路１２，第二の流路切替弁１０、および、第一の流路切替弁９を経て排水管１１に至る流路で構成されている。
【００２１】
次に濾過時の動作および作用について説明する。
【００２２】
第一の流路切替弁９により、浴槽２の吐出側と循環ポンプ１と凝集手段４とを連通させ、第二の流路切替弁１０により、浴槽２の流入側と濾過手段６とを連通させ、循環ポンプ１を動作させると、実線矢印１３で示すように、浴槽２内の水が循環回路３内を循環する。
【００２３】
このとき、凝集手段４が動作し、つまり、電源４ｃにより、陽電極４ａと陰電極４ｂとの間に電流が流れ、陽電極４ａからアルミニウムイオンが溶出するようになる。そしてアルミニウムイオンが溶出されると、水と化学反応を起こして電気的にプラスに帯電した水酸化アルミニウムが形成される。また、循環回路３を循環する水には、電気的にマイナスに帯電した懸濁物質が含まれているため、プラスに帯電した水酸化アルミニウムにより、電気的に吸着され、大型化して数十マイクロの径を有する凝集フロックを形成する。形成された凝集フロックを含む水は下流側に流され、濾過手段６において濾過されて懸濁物質を除去し、清澄化された水が浴槽２に戻される。なお、この浴槽２に戻される水には、水温制御手段７において、所定の温度になるように電気ヒータ７ａで加熱され、ついで、殺菌手段８において殺菌されている。
【００２４】
この流過動作においては、凝集手段４に、懸濁物質を含んだ水が流入するので、陽電極４ａと陰電極４ｂとの電極表面には垢等の懸濁物質が除々に付着するようになる。この状態が長期間続行されると、それぞれの電極表面は汚れの懸濁物質で覆われるようになり、アルミニウムイオンを溶出するアルミニウムの電気分解が安定して行われなくなり、懸濁物質の凝集フロックを形成する性能が落ち除濁性能が低下するようになる。また、凝集手段４内を流れる水により、洗浄手段５の受動体５ｃが水流のエネルギーを受け、洗浄手段５は、図２（ａ）に示すように、下方に押し下げられ、洗浄体５ａは陽電極４ａおよび陰電極４ｂの間には位置しなくなり、電極表面と接触しない状態になっている。
【００２５】
次に、濾過手段６および凝集手段４を洗浄する時の動作ならびに作用について説明する。
【００２６】
第一の流路切替弁９により、凝集手段４と排水路１１とを連通させ、第二の流路切替弁１０により、循環ポンプ１とバイパス路１２と濾過手段６とが連通する状態にして循環ポンプ１を動作させる。浴槽２内の水は、破線矢印１４で示すように、浴槽２から循環回路３の一部を通り、循環ポンプ１，バイパス路１２，第二の流路切替弁１０を通過し、濾過手段６の下流側から逆流するようになる。この逆流する水流により、濾過手段６においては、濾過分離されていた凝集フロックが水流と共に上方に流れ、凝集手段４に流入する。この凝集フロックを含んだ水が凝集手段４に流れ込むと、受流体５ｃが水の流れのエネルギーを受けて洗浄手段５を上方に押し上げる。そして、洗浄手段５の洗浄体５ａが、陽電極４ａおよび陰電極４ｂの間に位置するようになる。
【００２７】
凝集手段４の陽電極４ａおよび陰電極４ｂの間に、駆動部５ｂを駆動して洗浄体５ａを移動させると、洗浄体５ａは電極表面を擦るようにして移動し、陽電極４ａおよび陰電極４ｂの表面に付着している汚れ物質を剥離して洗浄する。この洗浄手段５により剥離除去した汚れ物質は、濾過手段６から流入した凝集フロックを含む水とともに上方に流入し、第一の流路切替弁９を経て、排水管１１より外部に排出される。なお、洗浄時に循環ポンプ１の流量を可変制御することにより、洗浄手段５の上下動を数回繰り返すようにすると、洗浄体５ａが、陽電極４ａと陰電極４ｂとの間を数回往復移動するようになり、電極内面の洗浄性能を向上させることができる。さらに、循環ポンプ１から吐出させる流量を、逆流洗浄が終了する直前に最大にすることにより、凝集手段４および濾過手段６内の汚れ
を完全に排出することができる。
【００２８】
（実施例２）
図３（ａ）（ｂ）は、本発明の実施例２における水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図である。
【００２９】
この実施例において、実施例１の場合と異なる点は、凝集手段４を洗浄する洗浄手段５が、洗浄体５ａと、伸縮自在な駆動部５ｄと、駆動部５ｄに設けた感温体５ｅとにより構成され、凝集手段４に通水する水の温度により、感温体５ｅが伸縮して駆動部５ｄを駆動し、この駆動部５ｄにより、洗浄体５ａが、陽電極４ａと陰電極４ｂの間を、その表面に接触しながら移動する構成にしている。なお、実施例１の場合と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３０】
次に、洗浄する時の動作および作用について説明する。
【００３１】
破線矢印１４の方向に通水する場合は、水温制御手段７の電気ヒータ７ａにより加熱した高温水を、濾過手段６から凝集手段４に通水すると、図３（ａ）に示すように、感温体５ｅが伸長し、駆動部５ｄの作用により、洗浄体５ａが電極表面と接触しながら上方に移動して、電極表面に付着している汚れ物質を剥離する。つぎに、電気ヒータ７ａによる加熱を停止させ、同じく破線矢印１４の方向に、加熱しない水を濾過手段６から凝集手段４に通水すると、図３（ｂ）に示すように、感温体５ｅが縮み、駆動部５ｄの作用により、洗浄体５ａが電極表面に接触しながら下方に移動し、さらに電極表面に付着している汚れ物質を剥離する。この動作を繰り返すことにより、電極表面に付着した汚れ物質を剥離除去し、電極表面をきれいに保持することができる。なお、浴槽２内の水を、水温制御手段７により加熱した高温水により、感温体５ｅを動作させて駆動部５ｄを駆動する場合について、説明したが、給湯機に接続し、その給湯機で温度制御した水を利用して通水することもできる。さらに、凝集手段４内に加熱部を備え、その加熱部の制御により洗浄手段５を動作させ、排水することなく洗浄することもできる。
【００３２】
（実施例３）
図４（ａ）（ｂ）は、本発明の実施例３における水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図である。
【００３３】
この実施例において、すでに説明した実施例の場合と異なる点は、凝集手段４を洗浄する洗浄手段５が、洗浄体５ａと、駆動部５５と、駆動部５５に設けた浮力体５ｇとにより構成され、凝集手段４の下流側に排水弁１５を備えている構成である。排水弁１５の開閉ならびに、循環ポンプ１による凝集手段４への通水により、凝集手段４の内部の水位を調整し水位を変化させることで浮力体５ｇが変位動作し、駆動部５５により洗浄体５ａを上下移動させ、この洗浄体５ａは陽電極４ａと陰電極４ｂとの間を、その表面に接触しながら移動する。なお、実施例１の場合と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３４】
次に、洗浄する時の動作および作用について説明する。
【００３５】
第一の流路切替弁９により、凝集手段４と排水路１１とを連通させ、第二の流路切替弁１０は濾過手段６側が閉路となるようにした状態で、排水弁１５を開にすると、図４（ａ）に示すように、凝集手段４内の水が排水弁１５から排水される。排水が開始すると、凝集手段４内の水位が低下し、これに伴って浮力体５ｇが下降し、洗浄体５ａは、電極表面と接触しながら下方に移動する。
【００３６】
さらに、一定時間経過した後、排水弁１５を閉にし、第二の流路切替弁１０により、濾過手段６とバイパス路１２とが連通するようにした後、循環ポンプ１を運転すると、図４（ｂ）に示すように、浴槽２内の水が濾過手段６を通過して凝集手段４内に送られ、内部に水が充填される。この際、凝集手段４内の水位が上昇することで、浮力体５ｇが上昇し、洗浄体５ａは、電極表面と接触しながら上方に移動する。この上下移動の動作を繰り返すことにより、電極表面に付着している汚れ物質は、洗浄体５ａの接触移動によって剥離除去され、電極表面がきれいに保持される。
【００３７】
（実施例４）
図５は、本発明の実施例４における水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図である。
【００３８】
この実施例において、すでに説明した実施例と異なる点は、凝集手段４を洗浄する洗浄手段５が、洗浄体５ａと、駆動部５ｈと、駆動部５ｈの作用を洗浄体５ａに伝える連結体５ｉとにより構成され、さらに、凝集手段４の上流側に、第一の流路切替弁９を備え、この流路切替弁９の駆動部が、洗浄手段５の駆動部５ｈを兼用し、流路切替弁９が動作する際に、自動的に洗浄体５ａを連結体５ｉを介して電極面に沿って回動させ、電極表面を洗浄するようにしたものである。なお、実施例１の場合と同一の構成部分については、同一の符号を付して説明は省略する。
【００３９】
次に、その動作および作用について説明する。第一の流路切替弁９により、循環ポンプ１と凝集手段４とを連通させ、つぎに、洗浄運転をする時に、濾過運転をする時に、凝集手段４と排水路１１とを連通させる切り替えは、駆動部５ｈにより動作させる。このとき、駆動部５ｈにおいて発生した回転力は、連結体５ｉを介して洗浄体５ａに伝達し、洗浄体５ａが電極表面と接触しながら回動し、電極表面に付着した汚れ物質を除去する。このため、第一の流路切替弁流路が切り替わる際には、特別の制御手段を用いることなく、自動的に洗浄することができ、また、電極表面に付着した汚れが酷い場合は、循環ポンプ１を停止させ、駆動部５ｈだけを動作させて洗浄することもできる。
【００４０】
（実施例５）
図６は、本発明の実施例５における水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図である。
【００４１】
この実施例において、すでに説明した実施例と異なる点は、洗浄手段５が、洗浄液を供給する洗浄液供給部である送液ポンプ５ｊと、洗浄液を貯蔵する洗浄液貯蔵部である薬液タンク５ｋと、送液管５ｌとを備え、洗浄液の洗浄作用を用いて電極表面の付着汚れを化学的に分解し、除去する様にしたものである。なお、実施例１の場合と同一の構成部分については、同一の符号を付して説明は省略する。
【００４２】
次にその動作および作用について説明する。
【００４３】
第一の流路切替弁９により、凝集手段４と排水路１１とを連通させた状態で、液送ポンプ５ｊを所定時間運転すると、薬液タンク５ｋから洗浄剤が凝集手段４内に所定量送られる。洗浄液が凝集手段４内に流入すれば、陽電極４ａ及び陰電極４ｂの表面に付着した汚れ物質は、徐々に溶解されて除去される。この状態でさらに所定時間放置した後、濾過手段６の洗浄運転を行えば、洗浄液は排水路１１から外部に排出される。
さらに、実施例で説明した洗浄手段と併用して構成することにより、短時間で凝集手段４を洗浄することも可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００４５】
水浄化装置が、凝集手段，濾過手段、さらに凝集手段を洗浄する洗浄手段を有し、この洗浄手段により、凝集手段の電極表面を洗浄することで長期間安定した除濁性能を維持することができる。
【００４６】
また、洗浄手段が、凝集手段における電極の表面と接触しながら移動する洗浄体と、この洗浄体を移動させる駆動部とを有し、駆動部を動作させて洗浄体を接触移動させることにより、電極表面に付着した汚れを物理的に除去することができる。
【００４７】
また、洗浄手段が、駆動部に受流体を有し、この受流体が、電極周辺を流れる水の流体エネルギーを受けることにより、洗浄体を移動させて電極表面に付着した汚れを除去することができる。
【００４８】
また、洗浄手段が駆動部に感温体を有し、電極周辺を流れる水の熱エネルギーにより、感温体を伸縮変形させて洗浄体を上下移動させ、電極表面に付着した汚れを除去することができる。
【００４９】
また、洗浄手段が駆動部に浮力体を有し、電極周辺の水位の変化による浮力体の変位により洗浄体を上下移動させ、電極表面に付着した汚れを除去することができる。
【００５０】
また、流路切替弁と洗浄手段との両方を駆動させる駆動部を有し、流路切替弁を切り替える際に、自動的に洗浄体を電極表面で回動させることができるので、特別な制御装置を設けることなく、自動的に凝集手段を洗浄することができる。
【００５１】
また、電極表面に付着した汚れの洗浄液を供給する手段と、洗浄液を貯蔵するタンクとを有し、洗浄液の洗浄作用を用いて、電極表面に付着した汚れを化学的に除去するので、より洗浄効果を向上させることができる。
【００５２】
さらに、濾過手段の洗浄を行う逆流手段を有し、洗浄手段の動作時または洗浄手段の動作後に、この逆流手段を動作させることにより、凝集手段内に残留している剥離除去した汚れを、外部に排出することができ、また、濾過手段の洗浄と凝集手段の洗浄とを同時に行うことにより、洗浄水量を減少させて洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１における水浄化装置の動作状態を示す模式構成図
【図２】 （ａ）同水浄化装置における凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図
（ｂ）同水浄化装置における凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図
【図３】 （ａ）本発明の実施例２における水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図
（ｂ）同水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図
【図４】 （ａ）本発明の実施例３における水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図
（ｂ）同水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図
【図５】 本発明の実施例４における水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図
【図６】 本発明の実施例５における水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図
【図７】 従来における水浄化装置の模式構成図
【符号の説明】
４ 凝集手段
４ａ 陽電極
４ｂ 陰電極
５ 洗浄手段
５ａ 洗浄体
５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｈ 駆動部
５ｃ 受流体
５ｅ 感温体
５ｇ 浮力体
５ｊ 洗浄液供給部
５ｋ 洗浄液貯蔵部
６ 濾過手段
９，１０ 流路切替弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、業務用あるいは家庭用として風呂水，プール用水などを洗浄する水浄化装置の技術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としては、懸濁水に含まれる懸濁物質を、電気分解すること
によりアルミニウムを溶出させ、残留した懸濁物質同士を架橋させることにより、その粒径を大きくし、ついで濾過手段を用いて濾過すると共に、水温制御手段で循環保温する技術が開示されている（例えば、特開平８−１１７７３７号公報参照）。
【０００３】
その従来における水浄化装置について、図７を参照して説明する。図７において、１０１は水槽１０２内の水を循環する循環ポンプ、１０３は循環流路、１０４はアルミニウムを電気分解してアルミニウムイオンを溶出させることで水に含まれる懸濁物質を凝集する凝集手段、１０５は凝集した懸濁物質を含んだ水を濾過する濾過手段、１０６は水温制御を行う水温制御手段、１０７は水のｐＨを６〜８に保つｐＨ制御手段、１０８は水に含まれる細菌類の殺菌を行う殺菌手段である。
【０００４】
この構成において、循環ポンプ１０１を動作させると、浴槽１０２内の水は循環流路１０３内を循環し、このとき循環する水のｐＨは、ｐＨ調整手段１０７により調整しながら、凝集手段１０４を動作させ、アルミニウムを電気分解して、アルミニウムイオンを溶出させる。アルミニウムイオンが溶出されると、水に含まれる懸濁物質が凝集され、凝集フロックを形成する。さらに凝集フロックを含んだ水は、濾過手段１０５により濾過清澄化され、ついで殺菌手段１０８において殺菌し、水温制御手段１０６により加温されて浴槽１０１に戻される。
【０００５】
そして、上記の水温制御手段１０６により循環する温度を適正範囲に保ちながら、凝集手段１０４により水に含まれる懸濁物質を凝集し、濾過手段１０５により濾過することで、濾過すなわち除濁性能を保持するようになっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の水浄化装置にあっては、長期使用により陽電極及び陰電極の表面に湯垢
等の懸濁成分が除々に付着し、このために、電極表面からアルミニウムが均一に溶出し難くなり、懸濁物質の凝集フロックを生成することが安定してでき難く、濾過，浄化性能が安定しないという問題点があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明は、流路内を流通する流体の動圧、比重、温度を利用して凝集手段である電極の表面を洗浄する洗浄手段を備えることとしている。
【０００８】
そして、洗浄手段により凝集手段における電極表面の汚れを除去して洗浄し、電極の表面は常に湯垢等の付着物のない状態に保持することができるので、陽電極及び陰電極との間に通電した場合、陽電極から安定してアルミニウムイオン、または鉄イオンなどを溶出させ、懸濁水に含まれる懸濁物質を凝集フロックとして生成させ、安定した濾過および浄化を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、懸濁物質を、陽電極と陰電極との電気分解により凝集する凝集手段と、この凝集手段の下流側に設けて凝集フロックを濾過する濾過手段と、前記陽電極と前記陰電極との表面に接触して移動する洗浄体と前記洗浄体を移動させる駆動部とからなる洗浄手段とを有し、前記駆動部が流路内を流通する流体の流体エネルギーにより移動する受流体を備えたものである。
【００１０】
そして、洗浄手段が、凝集手段の電極表面に付着した湯垢等の汚れを除去するため、電極表面は常に付着物のない状態となり、陽電極からは、安定してアルミニウムイオンを溶出させ、懸濁水に含まれる懸濁物質を安定した凝集フロックとして生成させ、良好な濾過，浄化を行うことができる。
【００１１】
また、駆動部が感温体を有し、この感温体が電極周辺を通水する流体の温度変化に応じて変形し、洗浄体を垂直方向あるいは水平方向に往復移動させるものである。
【００１２】
そして、電極周辺を流れる水の温度により、感温体が伸縮変形し、感温体の変形に連動して洗浄体を移動させるため、流れる水の温度変化により、感温体が熱エネルギーを受けることで洗浄体が自動的に移動し、電極表面に付着した汚れを洗浄することができる。
【００１３】
また、駆動部が浮力体を有し、この浮力体が電極周辺の水位の変化により、洗浄体を垂直方向に往復移動させるものである。
【００１４】
そして、電極周辺の水位の変化により浮力体が上下し、浮力体の移動に連動して移動する洗浄体により、電極表面に付着した汚れを洗浄することができる。
【００１５】
また、洗浄手段が洗浄液を供給する洗浄液供給部と、洗浄液を貯蔵する洗浄液貯蔵部とを有し、洗浄液の洗浄作用を用いて、電極表面に付着した汚れを除去するものである。
【００１６】
そして、洗浄液供給部から洗浄液を電極表面に作用すると、その洗浄力により電極表面に付着した汚れを溶解させながら除去することができ、また、洗浄体と供用した場合には、物理的に擦り落とす作用が加わるために、強固に付着した汚れが取れやすくなり、洗浄効率をより向上させることが可能となる。
【００１７】
さらに、濾過手段の洗浄を行う逆流手段を備え、洗浄手段の動作時または洗浄手段の動作後に、この逆流手段を動作させ、凝集手段内の水を外部に排出するようにしたものである。
【００１８】
そして、濾過手段の逆流手段を動作させることにより、凝集手段の電極内面から剥離した汚れを外部へ排出することができ、凝集手段内を洗浄することができる。
【００１９】
以下、本発明の実施例について図１ないし図６を参照して説明する。
【００２０】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１における水浄化装置の動作状態を示す模式構成図、図２（ａ）（ｂ）は同水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図である。図１〜図２（ａ）（ｂ）において、１は浴槽２内の水を循環する循環ポンプ、３は循環回路、４は循環回路３に設けられた凝集手段で、アルミニウムからなる陽電極４ａ、ステンレスからなる陰電極４ｂ、電極間に通電する電源４ｃとで構成されている。５は凝集手段４の洗浄手段で、陽電極４ａ及び陰電極４ｂの電極表面を洗浄する洗浄体５ａと、洗浄体５ａを移動させる駆動部５ｂとで構成され、駆動部５ｂには流体のエネルギーを受けるための受流体５ｃが設けられている。６は凝集手段４の下流側に設けられ、循環する水に含まれる懸濁物質を凝集した凝集フロックを濾過する濾過手段、７は循環する水の水温制御を行う電気ヒータ７ａとサーモスタット７ｂからなる水温制御手段、８は循環する水に含まれる細菌類を殺菌する殺菌手段、９は電動三方弁からなる第一の流路切替弁で、循環ポンプ１と凝集手段４との間に設けられている。１０は電動三方弁からなる第二の流路切替弁で、濾過手段６の下流側と浴槽２への戻り側との間に設けられている。また第一の流路切替弁９の残りの切替方向には排水路１１が接続されている。さらに、第一の流路切替弁９、凝集手段４、濾過手段６をバイパスするように、循環ポンプ１と第二の流路切替弁１０とを連通するバイパス路１２が設けられている。また、濾過手段６を洗浄する逆洗手段は、浴槽２より、循環ポンプ１，バイパス路１２，第二の流路切替弁１０、および、第一の流路切替弁９を経て排水管１１に至る流路で構成されている。
【００２１】
次に濾過時の動作および作用について説明する。
【００２２】
第一の流路切替弁９により、浴槽２の吐出側と循環ポンプ１と凝集手段４とを連通させ、第二の流路切替弁１０により、浴槽２の流入側と濾過手段６とを連通させ、循環ポンプ１を動作させると、実線矢印１３で示すように、浴槽２内の水が循環回路３内を循環する。
【００２３】
このとき、凝集手段４が動作し、つまり、電源４ｃにより、陽電極４ａと陰電極４ｂとの間に電流が流れ、陽電極４ａからアルミニウムイオンが溶出するようになる。そしてアルミニウムイオンが溶出されると、水と化学反応を起こして電気的にプラスに帯電した水酸化アルミニウムが形成される。また、循環回路３を循環する水には、電気的にマイナスに帯電した懸濁物質が含まれているため、プラスに帯電した水酸化アルミニウムにより、電気的に吸着され、大型化して数十マイクロの径を有する凝集フロックを形成する。形成された凝集フロックを含む水は下流側に流され、濾過手段６において濾過されて懸濁物質を除去し、清澄化された水が浴槽２に戻される。なお、この浴槽２に戻される水には、水温制御手段７において、所定の温度になるように電気ヒータ７ａで加熱され、ついで、殺菌手段８において殺菌されている。
【００２４】
この流過動作においては、凝集手段４に、懸濁物質を含んだ水が流入するので、陽電極４ａと陰電極４ｂとの電極表面には垢等の懸濁物質が除々に付着するようになる。この状態が長期間続行されると、それぞれの電極表面は汚れの懸濁物質で覆われるようになり、アルミニウムイオンを溶出するアルミニウムの電気分解が安定して行われなくなり、懸濁物質の凝集フロックを形成する性能が落ち除濁性能が低下するようになる。また、凝集手段４内を流れる水により、洗浄手段５の受動体５ｃが水流のエネルギーを受け、洗浄手段５は、図２（ａ）に示すように、下方に押し下げられ、洗浄体５ａは陽電極４ａおよび陰電極４ｂの間には位置しなくなり、電極表面と接触しない状態になっている。
【００２５】
次に、濾過手段６および凝集手段４を洗浄する時の動作ならびに作用について説明する。
【００２６】
第一の流路切替弁９により、凝集手段４と排水路１１とを連通させ、第二の流路切替弁１０により、循環ポンプ１とバイパス路１２と濾過手段６とが連通する状態にして循環ポンプ１を動作させる。浴槽２内の水は、破線矢印１４で示すように、浴槽２から循環回路３の一部を通り、循環ポンプ１，バイパス路１２，第二の流路切替弁１０を通過し、濾過手段６の下流側から逆流するようになる。この逆流する水流により、濾過手段６においては、濾過分離されていた凝集フロックが水流と共に上方に流れ、凝集手段４に流入する。この凝集フロックを含んだ水が凝集手段４に流れ込むと、受流体５ｃが水の流れのエネルギーを受けて洗浄手段５を上方に押し上げる。そして、洗浄手段５の洗浄体５ａが、陽電極４ａおよび陰電極４ｂの間に位置するようになる。
【００２７】
凝集手段４の陽電極４ａおよび陰電極４ｂの間に、駆動部５ｂを駆動して洗浄体５ａを移動させると、洗浄体５ａは電極表面を擦るようにして移動し、陽電極４ａおよび陰電極４ｂの表面に付着している汚れ物質を剥離して洗浄する。この洗浄手段５により剥離除去した汚れ物質は、濾過手段６から流入した凝集フロックを含む水とともに上方に流入し、第一の流路切替弁９を経て、排水管１１より外部に排出される。なお、洗浄時に循環ポンプ１の流量を可変制御することにより、洗浄手段５の上下動を数回繰り返すようにすると、洗浄体５ａが、陽電極４ａと陰電極４ｂとの間を数回往復移動するようになり、電極内面の洗浄性能を向上させることができる。さらに、循環ポンプ１から吐出させる流量を、逆流洗浄が終了する直前に最大にすることにより、凝集手段４および濾過手段６内の汚れ
を完全に排出することができる。
【００２８】
（実施例２）
図３（ａ）（ｂ）は、本発明の実施例２における水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図である。
【００２９】
この実施例において、実施例１の場合と異なる点は、凝集手段４を洗浄する洗浄手段５が、洗浄体５ａと、伸縮自在な駆動部５ｄと、駆動部５ｄに設けた感温体５ｅとにより構成され、凝集手段４に通水する水の温度により、感温体５ｅが伸縮して駆動部５ｄを駆動し、この駆動部５ｄにより、洗浄体５ａが、陽電極４ａと陰電極４ｂの間を、その表面に接触しながら移動する構成にしている。なお、実施例１の場合と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３０】
次に、洗浄する時の動作および作用について説明する。
【００３１】
破線矢印１４の方向に通水する場合は、水温制御手段７の電気ヒータ７ａにより加熱した高温水を、濾過手段６から凝集手段４に通水すると、図３（ａ）に示すように、感温体５ｅが伸長し、駆動部５ｄの作用により、洗浄体５ａが電極表面と接触しながら上方に移動して、電極表面に付着している汚れ物質を剥離する。つぎに、電気ヒータ７ａによる加熱を停止させ、同じく破線矢印１４の方向に、加熱しない水を濾過手段６から凝集手段４に通水すると、図３（ｂ）に示すように、感温体５ｅが縮み、駆動部５ｄの作用により、洗浄体５ａが電極表面に接触しながら下方に移動し、さらに電極表面に付着している汚れ物質を剥離する。この動作を繰り返すことにより、電極表面に付着した汚れ物質を剥離除去し、電極表面をきれいに保持することができる。なお、浴槽２内の水を、水温制御手段７により加熱した高温水により、感温体５ｅを動作させて駆動部５ｄを駆動する場合について、説明したが、給湯機に接続し、その給湯機で温度制御した水を利用して通水することもできる。さらに、凝集手段４内に加熱部を備え、その加熱部の制御により洗浄手段５を動作させ、排水することなく洗浄することもできる。
【００３２】
（実施例３）
図４（ａ）（ｂ）は、本発明の実施例３における水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図である。
【００３３】
この実施例において、すでに説明した実施例の場合と異なる点は、凝集手段４を洗浄する洗浄手段５が、洗浄体５ａと、駆動部５５と、駆動部５５に設けた浮力体５ｇとにより構成され、凝集手段４の下流側に排水弁１５を備えている構成である。排水弁１５の開閉ならびに、循環ポンプ１による凝集手段４への通水により、凝集手段４の内部の水位を調整し水位を変化させることで浮力体５ｇが変位動作し、駆動部５５により洗浄体５ａを上下移動させ、この洗浄体５ａは陽電極４ａと陰電極４ｂとの間を、その表面に接触しながら移動する。なお、実施例１の場合と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３４】
次に、洗浄する時の動作および作用について説明する。
【００３５】
第一の流路切替弁９により、凝集手段４と排水路１１とを連通させ、第二の流路切替弁１０は濾過手段６側が閉路となるようにした状態で、排水弁１５を開にすると、図４（ａ）に示すように、凝集手段４内の水が排水弁１５から排水される。排水が開始すると、凝集手段４内の水位が低下し、これに伴って浮力体５ｇが下降し、洗浄体５ａは、電極表面と接触しながら下方に移動する。
【００３６】
さらに、一定時間経過した後、排水弁１５を閉にし、第二の流路切替弁１０により、濾過手段６とバイパス路１２とが連通するようにした後、循環ポンプ１を運転すると、図４（ｂ）に示すように、浴槽２内の水が濾過手段６を通過して凝集手段４内に送られ、内部に水が充填される。この際、凝集手段４内の水位が上昇することで、浮力体５ｇが上昇し、洗浄体５ａは、電極表面と接触しながら上方に移動する。この上下移動の動作を繰り返すことにより、電極表面に付着している汚れ物質は、洗浄体５ａの接触移動によって剥離除去され、電極表面がきれいに保持される。
【００３７】
（実施例４）
図５は、本発明の実施例４における水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図である。
【００３８】
この実施例において、すでに説明した実施例と異なる点は、凝集手段４を洗浄する洗浄手段５が、洗浄体５ａと、駆動部５ｈと、駆動部５ｈの作用を洗浄体５ａに伝える連結体５ｉとにより構成され、さらに、凝集手段４の上流側に、第一の流路切替弁９を備え、この流路切替弁９の駆動部が、洗浄手段５の駆動部５ｈを兼用し、流路切替弁９が動作する際に、自動的に洗浄体５ａを連結体５ｉを介して電極面に沿って回動させ、電極表面を洗浄するようにしたものである。なお、実施例１の場合と同一の構成部分については、同一の符号を付して説明は省略する。
【００３９】
次に、その動作および作用について説明する。第一の流路切替弁９により、循環ポンプ１と凝集手段４とを連通させ、つぎに、洗浄運転をする時に、濾過運転をする時に、凝集手段４と排水路１１とを連通させる切り替えは、駆動部５ｈにより動作させる。このとき、駆動部５ｈにおいて発生した回転力は、連結体５ｉを介して洗浄体５ａに伝達し、洗浄体５ａが電極表面と接触しながら回動し、電極表面に付着した汚れ物質を除去する。このため、第一の流路切替弁流路が切り替わる際には、特別の制御手段を用いることなく、自動的に洗浄することができ、また、電極表面に付着した汚れが酷い場合は、循環ポンプ１を停止させ、駆動部５ｈだけを動作させて洗浄することもできる。
【００４０】
（実施例５）
図６は、本発明の実施例５における水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図である。
【００４１】
この実施例において、すでに説明した実施例と異なる点は、洗浄手段５が、洗浄液を供給する洗浄液供給部である送液ポンプ５ｊと、洗浄液を貯蔵する洗浄液貯蔵部である薬液タンク５ｋと、送液管５ｌとを備え、洗浄液の洗浄作用を用いて電極表面の付着汚れを化学的に分解し、除去する様にしたものである。なお、実施例１の場合と同一の構成部分については、同一の符号を付して説明は省略する。
【００４２】
次にその動作および作用について説明する。
【００４３】
第一の流路切替弁９により、凝集手段４と排水路１１とを連通させた状態で、液送ポンプ５ｊを所定時間運転すると、薬液タンク５ｋから洗浄剤が凝集手段４内に所定量送られる。洗浄液が凝集手段４内に流入すれば、陽電極４ａ及び陰電極４ｂの表面に付着した汚れ物質は、徐々に溶解されて除去される。この状態でさらに所定時間放置した後、濾過手段６の洗浄運転を行えば、洗浄液は排水路１１から外部に排出される。
さらに、実施例で説明した洗浄手段と併用して構成することにより、短時間で凝集手段４を洗浄することも可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００４５】
水浄化装置が、凝集手段，濾過手段、さらに凝集手段を洗浄する洗浄手段を有し、この洗浄手段により、凝集手段の電極表面を洗浄することで長期間安定した除濁性能を維持することができる。
【００４６】
また、洗浄手段が、凝集手段における電極の表面と接触しながら移動する洗浄体と、この洗浄体を移動させる駆動部とを有し、駆動部を動作させて洗浄体を接触移動させることにより、電極表面に付着した汚れを物理的に除去することができる。
【００４７】
また、洗浄手段が、駆動部に受流体を有し、この受流体が、電極周辺を流れる水の流体エネルギーを受けることにより、洗浄体を移動させて電極表面に付着した汚れを除去することができる。
【００４８】
また、洗浄手段が駆動部に感温体を有し、電極周辺を流れる水の熱エネルギーにより、感温体を伸縮変形させて洗浄体を上下移動させ、電極表面に付着した汚れを除去することができる。
【００４９】
また、洗浄手段が駆動部に浮力体を有し、電極周辺の水位の変化による浮力体の変位により洗浄体を上下移動させ、電極表面に付着した汚れを除去することができる。
【００５０】
また、流路切替弁と洗浄手段との両方を駆動させる駆動部を有し、流路切替弁を切り替える際に、自動的に洗浄体を電極表面で回動させることができるので、特別な制御装置を設けることなく、自動的に凝集手段を洗浄することができる。
【００５１】
また、電極表面に付着した汚れの洗浄液を供給する手段と、洗浄液を貯蔵するタンクとを有し、洗浄液の洗浄作用を用いて、電極表面に付着した汚れを化学的に除去するので、より洗浄効果を向上させることができる。
【００５２】
さらに、濾過手段の洗浄を行う逆流手段を有し、洗浄手段の動作時または洗浄手段の動作後に、この逆流手段を動作させることにより、凝集手段内に残留している剥離除去した汚れを、外部に排出することができ、また、濾過手段の洗浄と凝集手段の洗浄とを同時に行うことにより、洗浄水量を減少させて洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１における水浄化装置の動作状態を示す模式構成図
【図２】 （ａ）同水浄化装置における凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図
（ｂ）同水浄化装置における凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図
【図３】 （ａ）本発明の実施例２における水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図
（ｂ）同水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図
【図４】 （ａ）本発明の実施例３における水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図
（ｂ）同水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図
【図５】 本発明の実施例４における水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図
【図６】 本発明の実施例５における水浄化装置の凝集手段および洗浄手段の動作状態を示す模式説明図
【図７】 従来における水浄化装置の模式構成図
【符号の説明】
４ 凝集手段
４ａ 陽電極
４ｂ 陰電極
５ 洗浄手段
５ａ 洗浄体
５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｈ 駆動部
５ｃ 受流体
５ｅ 感温体
５ｇ 浮力体
５ｊ 洗浄液供給部
５ｋ 洗浄液貯蔵部
６ 濾過手段
９，１０ 流路切替弁
Claims (5)
- 懸濁物質を、陽電極と陰電極との電気分解により凝集する凝集手段と、この凝集手段の下流側に設けて凝集フロックを濾過する濾過手段と、前記陽電極と前記陰電極との表面に接触して移動する洗浄体と前記洗浄体を移動させる駆動部とからなる洗浄手段とを有し、前記駆動部が流路内を流通する流体の流体エネルギーにより移動する受流体を備えた水浄化装置。
- 懸濁物質を、陽電極と陰電極との電気分解により凝集する凝集手段と、この凝集手段の下流側に設けて凝集フロックを濾過する濾過手段と、前記陽電極と前記陰電極との表面に接触して移動する洗浄体と前記洗浄体を移動させる駆動部とからなる洗浄手段とを有し、前記駆動部が流路内を流通する流体の温度変化により変形する感温体を備えた水浄化装置。
- 懸濁物質を、陽電極と陰電極との電気分解により凝集する凝集手段と、この凝集手段の下流側に設けて凝集フロックを濾過する濾過手段と、前記陽電極と前記陰電極との表面に接触して移動する洗浄体と前記洗浄体を移動させる駆動部とからなる洗浄手段とを有し、前記駆動部が流路内を流通する流体の水位により変位する浮力体を備えた水浄化装置。
- 洗浄手段が、洗浄液を供給する洗浄液供給部と、洗浄液を貯蔵する洗浄液貯蔵部とを有する請求項１〜３のいずれか１項記載の水浄化装置。
- 濾過手段を洗浄する逆流手段を備え、洗浄手段の動作時または洗浄手段の動作後に前記逆流手段を動作させて、凝集手段内の水を外部に排出する請求項１〜３のいずれか１項記載の水浄化装置。
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