JP3906527B2

JP3906527B2 - 水浄化装置

Info

Publication number: JP3906527B2
Application number: JP24505497A
Authority: JP
Inventors: 優子藤井; 朋秀松本; 岳見桶田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-09-10
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2017-09-10
Also published as: JPH1177057A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は浴槽内の入浴水を浄化殺菌することで入浴水の長期使用を可能とする水浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の水浄化装置は特開平８−２８１２８０号公報に記載されているような装置が一般的であった。この水浄化装置は図８に示すように、循環路１にポンプ２とヒーター３と内部に微生物を繁殖させた浄化手段４を備えている。さらに、浄化手段４の上流と下流を結ぶバイパス路５を備え、このバイパス路５に残留塩素を発生させる殺菌手段６を備えている。また、ポンプ２の働きにより、水７を循環路１からヒーター３を通って浄化手段４及びバイパス路５の殺菌手段６に水を送り込み、浄化手段４内に繁殖している微生物の働きにより水中の懸濁態及び溶存態の有機物質の除去を行うように構成されている。さらに、浄化手段４内に繁殖している微生物を死滅させないためにバイパス路５をもうけ、バイパス路５上に殺菌手段６を設けて残留塩素を発生させている。この生成した残留塩素は、浄化手段４の下流側で循環流路の水に混合することで、浄化手段４内に存在する微生物を死滅することなく水の浄化及び殺菌を行っている。そして、殺菌手段６で生成する残留塩素の水中の濃度を浄化手段４に影響のない０．５〜１．０ｐｐｍにするようになっている。
【０００３】
また、ここで使用する殺菌手段６としては特開昭５６−３１４８９号公報に開示されているような電気分解器が用いられており、さらに、殺菌用電気分解器としては特開昭６１−２８３３９１号公報に開示されている様な無隔膜タイプのものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示した従来の水浄化装置では、浄化手段４内で微生物を繁殖させることで水の浄化を行っているため、殺菌手段６によって発生させる残留塩素濃度を浄化手段４内の微生物に影響のない０．５ｐｐｍ〜１．０ｐｐｍ以下の濃度にする必要があった。このため、水中の細菌の殺菌能力に限界があるという課題があった。
【０００５】
さらに、入浴水の状態によって塩素を消費する有機物や還元性物質である鉄の濃度が異なるとともに、殺菌手段の塩素生成効率を低下させるような粒子の大きな垢や、死菌などの影響により、残留塩素濃度を一定に保つことが困難であった。このため、入浴水の状態によっては塩素殺菌された後に再度細菌が増殖してしまうことがあった。つまり、殺菌性能が入浴日数に大きく左右され、充分な殺菌がなされていないという課題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために循環流路に水を循環する循環手段と、水中の懸濁物質をろ過するろ過手段と、電気分解により金属水和物を生成することで水中の懸濁物質を凝集する凝集手段と、水中に残留塩素を生成する塩素化合物供給手段を設け、前記塩素化合物供給手段による水中での塩素化合物の供給を前記凝集手段による凝集後に行うようにしたものである。
【０００７】
上記発明によれば、水中の懸濁物質等の汚れを凝集手段で生成した金属水和物で凝集し、粒子径を増大させ、この凝集塊を濾過手段でろ過除去することで、水の浄化を行う。このため、死菌等の非常に小さな汚れや有機物、還元性物質である鉄も除去することが可能となる。その後に殺菌効果のある塩素化合物供給手段を動作させるので、還元性物質や有機物などによる塩素の消費や塩素の生成効率の低下を抑制することができ、効率の良い殺菌効果が可能となる。つまり、凝集手段によって塩素を消費する成分を除去できるので、殺菌に必要な塩素量をほぼ一定値に抑えることができ、過剰な塩素を供給する必要がない。
【０００８】
さらに、凝集手段を用いた物理浄化方式を採用しているので、供給する塩素量を低く抑制する必要がないため、充分な殺菌効果を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は各請求項に記載した形態で実施できるものである。すなわち本発明の請求項１にかかる水浄化装置は、循環流路に水を循環する循環手段と、水中の懸濁物質をろ過するろ過手段と、電気分解により金属水和物を生成することで水中の懸濁物質を凝集する凝集手段と、前記凝集手段による凝集動作後に水中に残留塩素を生成する塩素化合物を供給する塩素化合物供給手段を設け、浴槽水の汚れを検知する汚れ検知手段を設け、汚れ検知手段の結果が規定値以下になるまでろ過手段によるろ過と凝集手段による凝集をさせた後、塩素化合物供給手段による塩素化合物を水中に供給するものであるから、水中の懸濁物質等の汚れを凝集手段で生成した金属水和物で凝集し、粒子径を増大させ、この凝集塊を濾過手段でろ過除去することで、死菌等の非常に小さな汚れや還元性物質である鉄も除去することが可能となる。その後に殺菌効果のある塩素化合物供給手段による塩素化合物の供給をするので、有機物や還元性物質による塩素の消費を抑制することができ、効率の良い殺菌効果が得られる。つまり、凝集手段によって塩素を消費する成分を除去できるので、殺菌に必要な塩素量をほぼ一定値に抑えることができ、過剰な塩素を供給する必要がない。さらに、塩素の生成効率を低下させる物質を除去できるので、常に一定の塩素を供給することができ、安定した殺菌効果を得ることができる。そして、入浴水の汚れの状態に応じて凝集手段による凝集時間を制御することができるので、常に浄化させた浴槽水に塩素化合物を供給することが可能となり、入浴水の状態にかかわらず一定の殺菌効果を得ることができる。
【００１０】
また、本発明の請求項２にかかる水浄化装置では、入浴時間を設定する設定手段を設け、その設定手段により設定される入浴時間の前後において凝集手段による凝集を行うものであるから、入浴によって汚れた浴槽水を浄化し、塩素化合物供給手段によって残留塩素を供給することで、浴槽水の細菌の増殖を抑制することが可能となり、浴槽水の濁度の上昇や悪臭を防ぐことができる。さらに、入浴前に凝集及び塩素化合物の供給をすることによってより高い浄化効果が得られ、快適な入浴が可能となる。
【００１１】
また、本発明の請求項３にかかる水浄化装置の汚れ検知手段は、浴槽水の濁度を検知する濁度計としたものであるから、浴槽水の濁度を光の透過度で検出する濁度計で検出し、汚れ具合に応じて凝集手段を制御させることによって、容易に浄化させた浴槽水に塩素化合物を供給することが可能となり、入浴水の状態にかかわらず一定の殺菌効果を得ることができる。
【００１２】
また、本発明の請求項４にかかる水浄化装置の汚れ検知手段は、塩素を消費する還元性物質である鉄を検知するイオンメータとしたものであるから、塩素を消費する還元性物質をイオンの特定種類に選択的な起電力を発生させるイオン選択性電極を用いて、その起電力の数値によりイオン濃度を検出し、この値に応じて凝集手段による凝集をさせることによって還元性物質を除去し、塩素が殺菌以外に消費されるのを抑制する。このため、入浴水の状態にかかわらず一定の殺菌効果を得ることができる。
【００１３】
また、本発明の請求項５にかかる水浄化装置の塩素化合物供給手段は、水を電気分解し、水中の塩素イオンから水中に塩素化合物を生成する電気分解手段としたものであるから、水中の塩素イオンから電気分解により、残留塩素を生成するので塩素化合物供給手段への塩素化合物の補給が必要でなくなり、長期間メンテナンスの手間がいらなくなる。このため、塩素化合物の補給忘れなどによる人為的な性能低下をなくすことができる。
【００１４】
また、本発明の請求項６にかかる水浄化装置は、塩素化合物供給手段として、水と化学反応して次亜塩素酸及びまたは次亜塩素酸イオンを生成する物質あるいは溶液を供給する機能を有するものとしたものであるから、塩素化合物供給手段が水と化学反応して次亜塩素酸及びまたは次亜塩素酸イオンを生成する溶液、例えば次亜塩素酸ナトリウム溶液などを水に供給することになり、簡単な構成で殺菌効果を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の請求項７にかかる水浄化装置は、電気分解の電解温度を５〜４５℃の範囲内を主体としたもので、塩素化合物供給手段として特に電気分解を行う場合は、水温が４５℃を越えると熱分解等により急激に残留塩素量が減少し、５℃未満では電子の活性が低下し、塩素ガスの発生効率が低下する。このため、発生量が安定する５〜４５℃で行うことで塩素の発生効率を良くし、殺菌性能を向上することができる。
【００１６】
本発明は、各請求項にかかる水浄化装置として実施できるものであり、以上の各請求項にかかる水浄化装置の作用によって実施形態を任意に選択できるものである。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１８】
（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構成図である。
【００１９】
図１において、８は浴槽で、循環手段９には浴槽水の吸い込み口１０と吐き出し口１１がある循環流路に、浴槽水を循環するポンプ１２が設けられている。また凝集手段１３は、アルミニウム製の電極及びステンレス製の本体で構成されていて、この凝集手段１３によって粒子径が増大した懸濁物質をろ過手段１４により浴槽水を浄化する。そして、浄化された水に塩素化合物供給手段１５により、塩素化合物を供給する。
【００２０】
また、塩素化合物供給手段１５の下流方向には浴槽８内の水の保温を行うヒータ１６を設けている。
【００２１】
次に動作，作用について説明すると、浴槽水を循環流路に循環するポンプ１２によって浴槽水は凝集手段１３へ導かれる。凝集手段１３は、アルミニウム製の電極及びステンレス製の本体（図示せず）で構成されておりアルミニウム製の電極を陽極、ステンレス製の本体を陰極として電気分解により水中にアルミニウムイオンを溶出させるものである。そして溶出したアルミニウムイオンは水中で直ちに金属水和物の水酸化アルミニウムとなり、この水酸化アルミニウムと水中の懸濁物質が化学反応し、凝集塊を生成するため、懸濁物質の粒子径を増大することができる。つまり、浴槽８内には入浴により人体からの角質などの垢や、水中に溶存する有機物質を栄養として増殖した細菌が存在する。この粒子径は１μｍ前後から１００μｍ程度であるので、生成した水酸化アルミニウムと反応し、粒子径を増大させて、懸濁物質を除去する濾材と濾材の流出を抑制する濾床を内部に備えたろ過手段１４により浴槽水を浄化する。また、凝集することによって塩素の生成効率を低下させる垢や死菌だけでなく、残留塩素を消費する有機物や還元性物質である鉄も除去することができる。この浄化された浴槽水に塩素化合物供給手段１５により塩素化合物を供給することで一定の塩素を供給できるとともに塩素が殺菌以外に消費されることがないため、過剰の塩素を供給することなく一定の殺菌効果を得ることができる。この結果、常に殺菌，浄化された浴槽水を実現でき、快適な入浴が可能となる。
【００２２】
図２及び図３に上記の水浄化装置を用いた時の浴槽水の残留塩素濃度と、その時の細菌数を示す。比較のために凝集前に塩素化合物を供給した場合と、図８に示した従来の水浄化装置を用いた場合についても同図に示した。図８に示した従来の水浄化装置については微生物浄化方式を採用していることから、残留塩素濃度を０．５〜１．０ｐｐｍ以内に抑制する必要があるため、本実施例においては殺菌手段６によって残留塩素濃度を１．０ｐｐｍになるよう設定した。
【００２３】
また、本発明の水浄化装置及び凝集前に塩素を供給する水浄化装置はいずれも物理浄化方式を採用しているから、残留塩素濃度の上限がないため残留塩素濃度を３．０ｐｐｍになるよう塩素化合物供給手段１５により塩素化合物を供給した。
【００２４】
また、本実施例では塩素化合物供給手段１５は水を電気分解し、水中の塩素イオンから水中に塩素化合物を生成する構成とした。
【００２５】
さらに、使用した入浴水については、入浴水の状態が同じになるように共に入浴１日後（４人入浴）の水を用いた。
【００２６】
また、一般細菌数については各々約７５０，０００〜７００，０００ＣＦＵ／ミリリットルと多少のばらつきはあったが殺菌効果を評価するうえでは問題ないとした。
【００２７】
図２に示した横軸は塩素との接触時間（時間）、縦軸は浴槽水の残留塩素濃度を示した。
【００２８】
図２に示すように、従来の水浄化装置は殺菌手段６によって１ｐｐｍになるよう次亜塩素酸ナトリウムを供給したが５分後には０．３ｐｐｍに減少し、２時間後には全て消費された。さらに、凝集前に塩素化合物供給手段１５によって残留塩素濃度を３ｐｐｍになるようにしたが５分後には１．５ｐｐｍしか存在せず、その後も減少しつづけ翌日には０．１ｐｐｍしか存在しなかった。しかし、本発明の図１に示した水浄化装置は２時間経過後も３ｐｐｍを保持し、その後緩やかに１次的に減少していくが１８時間経過後も約１ｐｐｍの残留塩素を保持していた。これは、凝集を行うことによって入浴水中に含まれる鉄による塩素消費を抑制することができるので要求塩素量を入浴水の状態にかかわらずほぼ一定値に抑えることができるためである。
【００２９】
図３に図２で示した実験における一般細菌数の結果を示す。横軸は塩素との接触時間（時間）、縦軸は浴槽水１ミリリットル中に存在する一般細菌数（ＣＦＵ）を示した。従来の水浄化装置では３０分後には約２桁ほど一般細菌数が減少し、３時間後には４０００ＣＦＵ／ミリリットルまで減少したがその後、増殖しはじめ、６時間後には６００００ＣＦＵ／ミリリットル、１８時間経過後には２８０，０００ＣＦＵ／ミリリットルにも増殖した。しかし、本発明の水浄化装置を用いた場合で、凝集前に塩素供給手段１５を動作させた場合は、３０分接触させることで細菌数が０ＣＦＵ／ミリリットル（検出限界以下）になり４時間経過後も同様の結果であった。しかし５時間後には１００ＣＦＵ／ミリリットルに増殖し翌日（１８時間後）には２，０００ＣＦＵ／ミリリットルに増殖した。また、凝集後に塩素化合物供給手段を動作させた本発明の水浄化装置では、接触時間が３０分で検出限界以下になり、１８時間経過後も同様の結果がえられた。
【００３０】
つまり、凝集後に塩素を供給することによって、殺菌に必要な塩素量を還元性物質に消費されることがないため、入浴水の状態にかかわらず塩素供給量を一定に保つことができた。また、物理浄化方式を用いているので１ｐｐｍ以上の塩素を供給可能である。これらの結果、常に浄化，殺菌された入浴水を実現できるとともに過剰な塩素を投入する必要がなく、人体への影響を防ぐことができる。
【００３１】
さらに、図４に塩素化合物供給手段１５として本実施例で用いた電気分解手段の電解温度と残留塩素濃度について示した。この時、定電流を２Ａ、２時間印加し、図４にはその時の水の残留塩素濃度を示した。
【００３２】
図４に示すように、水温が５〜４５℃では生成される残留塩素濃度はほぼ安定しており、４５℃を越えると急激に減少することが解る。つまり、塩素化合物供給手段１５として電気分解を実施した場合は生成される残留塩素濃度は電解温度に強く依存することが判明し、５〜４５℃が最も適切な電解温度であることが解る。このため、本発明の水浄化装置において電解する入浴水は循環流路内で循環することで温度を５〜４５℃の範囲内に低下させた後に、電気分解させて塩素を生成させ、その後ヒータ１６によって再度加熱保温し、浴槽８内に送り込む構成にした。この結果、効率良く残留塩素を生成でき電力消費を最低限に抑制することが可能となった。
【００３３】
また、上記には塩素化合物供給手段１５として、水を電気分解し、水中の塩素イオンから水中に塩素化合物を生成する構成としたが、水と化学反応して次亜塩素酸及びまたは次亜塩素酸イオンを生成する物質あるいは溶液として次亜塩素酸ナトリウム溶液を供給した場合においても同様の結果が得られた。
【００３４】
（実施例２）
図５は本発明の実施例２における水浄化装置を示す構成図である。
【００３５】
本実施例２において、実施例１と異なる点は入浴時間を設定する設定手段を設けている点である。
【００３６】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００３７】
次に動作，作用を説明すると、設定手段１７は入浴者によって設定された入浴時間帯を記憶し、設定された時間帯の少なくとも前後に凝集手段１３による凝集をさせ、その後、塩素化合物供給手段１５により塩素化合物を供給する構成とした。
【００３８】
入浴後の浴槽水の細菌数は図６に示すように、経過時間と共に対数的に増加していく。このため、翌日の入浴時間には細菌数の増加及び垢や有機物等により濁度が上昇してしまう。また、一度細菌が増加して濁度が上昇してしまうと、再度塩素を供給しても濁度は低下しない。これは、細菌には生きている生菌と死んだ死菌とがあり、塩素によって生菌は死んでしまうが死菌は逆に増加する。この死菌は凝集手段１３によって除去できるが、凝集手段１３の除去速度と細菌の増加スピードの関係から除去可能な細菌数が決まってくる。このため、濁度の上昇を抑制するには入浴水中の細菌数を増加させないように増殖を抑制する必要がある。
【００３９】
つまり、図６に示すように入浴後の約２時間経過後あたりから、急激に細菌が増殖し始めるので、これ以前に凝集し、塩素化合物供給手段１５によって、塩素を供給することにより細菌の増加を抑制することができる。
【００４０】
この結果、常に殺菌効果を維持し、濁度の低い透明感のある入浴水を実現することができる。
【００４１】
（実施例３）
図７は本発明の実施例３における水浄化装置を示す構成図である。
【００４２】
本実施例３において、実施例１及び２と異なる点は入浴水の汚れを検知する汚れ検知手段を設けている点である。
【００４３】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４４】
次に動作，作用を説明すると、汚れ検知手段１８は凝集手段１３による凝集作用後の入浴水の汚れを検知し、その汚れ検知手段１８の値が規定値以下になるまで凝集手段１３による凝集作用をさせ、その後、塩素化合物供給手段１５により塩素化合物を供給する構成とした。
【００４５】
ここで、汚れ検知手段、８として浴槽水の濁度を光の透過度で検知する濁度計を使用した。浴槽水の汚れは、生菌と死菌を含む細菌や、人体から分泌される有機物，アンモニア，垢等が挙げられる。このため、これら全てを濁度として検出する事によって入浴水の状態を検知し凝集手段１３を制御する。
【００４６】
このため、入浴水の汚れ具合に応じて凝集手段１３による凝集時間を制御することができるため、塩素化合物供給手段１５による塩素化合物の供給をする前の入浴水は常に一定の条件に保つことができる。この結果、塩素が汚れ等によって殺菌以外に消費されるのを抑制することができるため、入浴水の状態にかかわらずより効率良く殺菌効果を得ることができる。
【００４７】
また、汚れ検出手段１８として、塩素を消費する還元性物質である鉄を検知するイオンメータを使用した場合においても、塩素の消費を抑制することができるので同様の効果が得られた。このイオンメータはイオンの特定種類に選択的な起電力を発生させるイオン選択性電極を用いて、その起電力の数値によりイオン濃度を定量するものである。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の水浄化装置によれば、汚れ検知手段を設けて、入浴水の汚れを検知し、汚れ具合に応じて凝集手段による凝集をさせる時間を制御する。その後、塩素化合物供給手段によって塩素を供給することで、入浴水の状態にかかわらず塩素化合物を供給する入浴水の条件はほぼ一定であり、常に一定の浄化，殺菌効果を得ることが可能となる。
【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構成図
【図２】同実施例の塩素の接触時間と残留塩素濃度の関係を示す特性図
【図３】同実施例の塩素の接触時間と一般細菌数の関係を示す特性図
【図４】同実施例の電解温度と残留塩素濃度の関係を示す特性図
【図５】本発明の実施例２における水浄化装置の構成図
【図６】同実施例の経過時間と一般細菌数の関係を示す特性図
【図７】本発明の実施例３における水浄化装置の構成図
【図８】従来の水浄化装置の構成図
【符号の説明】
８浴槽
９循環手段
１０吸い込み口
１１吐き出し口
１２ポンプ
１３凝集手段
１４ろ過手段
１５塩素化合物供給手段
１６ヒータ
１７設定手段
１８汚れ検知手段

Claims

循環流路に水を循環する循環手段と、水中の懸濁物質をろ過するろ過手段と、電気分解により金属水和物を生成することで水中の懸濁物質を凝集する凝集手段と、凝集手段による凝集動作後に水中に残留塩素を生成する塩素化合物を供給する塩素化合物供給手段を設けた水浄化装置において、浴槽水の汚れを検知する汚れ検知手段を設け、汚れ検知手段の結果が規定値以下になるまで凝集手段により凝集をさせた後、塩素化合物供給手段により水中に塩素化合物を供給する水浄化装置。
入浴時間を設定する設定手段を設け、前記設定手段により設定される入浴時間の前後において凝集手段による凝集を行う請求項１記載の水浄化装置。
汚れ検知手段は、浴槽水の濁度を検知する濁度計とした請求項１または２記載の水浄化装置。
汚れ検知手段は、還元性物質である浴槽水中の鉄を検知するイオンメータとした請求項１または２記載の水浄化装置。
塩素化合物供給手段は、水を電気分解し、水中の塩素イオンから水中に塩素化合物を生成する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の水浄化装置。
塩素化合物供給手段は、水と化学反応して次亜塩素酸及びまたは次亜塩素酸イオンを生成する物質あるいは溶液を供給する機能を有するものとした請求項１ないし４のいずれか１項記載の水浄化装置。
塩素化合物供給手段は、５〜４５℃の温度範囲を主体として水中に塩素化合物を供給する機能を備えた請求項５記載の水浄化装置。