JP4693886B2

JP4693886B2 - 水処理装置

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Publication number: JP4693886B2
Application number: JP2008250531A
Authority: JP
Inventors: 吉宏稲本; 達哉廣田; 宗明杉本; 要藏河村; 稔岸
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: JP2008307541A

Description

この発明は、例えばビルの屋上などに設けた給水タンクや、あるいはプール、浴槽などの種々の水槽に貯留した水を滅菌処理するための水処理装置に関するものである。

例えばオフィスビルやマンションなどのビルにおいて、各階に設けた複数の給水口（給水栓や給湯器への給水部など）に給水するための給水設備としては、水道管から取り込んだ水を、ビルの屋上などに設けた給水タンクに一旦、貯留したのち、この給水タンクから各給水口に給水する給水路を備えたものが一般的である。

かかる給水設備においては従来、その水質を維持するために、浄水場で水道水に加えられた塩素の滅菌力に頼っていた。

しかし給水タンクの内部を定期的に清掃するなどのメンテナンスを怠って、菌類や藻類などの増殖による水質の悪化を引き起こす事例が多発したため、水質の保全が義務付けられることとなった。

そこで給水タンク内に貯留した水に、その残留塩素濃度に応じて、塩素供給装置から、次亜塩素酸ソーダ水溶液などの塩素剤を供給して滅菌処理する方法と、それを実施するための装置が提案された（例えば特許文献１参照）。

しかし、上記公報に記載の方法および装置では、次亜塩素酸ソーダ水溶液などの刺激性のある塩素剤を、塩素供給装置に定期的に補充する必要があり、手間がかかる上、ランニングコストが高くつくという問題があった。

そこで発明者は、例えば特許文献２などに開示された、水に通電して滅菌処理するための水処理装置を、これらの設備に組み込むことを検討した。

上記の水処理装置においては、水道水などの塩素を含む水、あるいは必要に応じて食塩等を加えた水に、電解処理手段において直流電流を通電すると、下記の電気化学反応を生じる。

（アノード側）
４Ｈ_２Ｏ−４ｅ⁻→４Ｈ^＋＋Ｏ_２↑＋２Ｈ_２Ｏ
２Ｃｌ⁻→Ｃｌ_２＋２ｅ⁻
Ｈ_２Ｏ＋Ｃｌ_２⇔ＨＣｌＯ＋Ｈ^＋＋Ｃｌ⁻
（カソード側）
４Ｈ_２Ｏ＋４ｅ⁻→２Ｈ_２↑＋４ＯＨ⁻
（アノード側＋カソード側）
Ｈ^＋＋ＯＨ⁻→Ｈ_２Ｏ
そして、上記反応の過程で生成する次亜塩素酸またはそのイオン（ＨＣｌＯ、ＣｌＯ⁻）や塩素（Ｃｌ_２）、あるいは反応中、ごく短時間のみ存在する活性酸素などの滅菌作用によって、水を滅菌処理することができる。
特開平５−７８９７号公報（第００１６欄〜第００２０欄、図１）特開２００１−１７０６３８号公報（第００２５欄、第００２７欄〜第００２８欄）

給水タンク式の給水設備に水処理装置を組み込む場合は、給水タンクから水を取り込んで、処理後に給水タンクに還流するための処理水路を設けるとともに、この処理水路の途中に、水を、処理水路を通して水槽に連続的に循環させるための循環ポンプと、処理水路を流れる水に通電して連続的に電解処理するための電解処理手段とを設けた構成として、かかる水処理装置を用いて連続的に、あるいは断続的に、給水タンク内の水を滅菌処理するのが好ましい。

この場合、前記の反応過程で発生する水素ガスや酸素ガスが給水タンク内に貯留されないように、給水タンクの一部を開放する必要がある。

しかし、通常は完全密閉型である給水タンクの一部を開放することは安全衛生上、好ましくないだけでなく、水道法の規制にも適合しない。

また開放部を保護したとしても、ある程度の異物や埃、ゴミ等の進入を防ぎ切れるものではない上、保護構造にすることによって排気性能が低下したり、コストがかかったりするという問題もある。

また、給水タンク式の給水設備は多くの場合、前記のようにビルの屋上などの、人があまり出入りしない場所に設置されることから、同じ場所に設置される水処理装置の、例えば配管や、あるいは水ろ過のためのフィルタなどに目詰まりが発生するなどして装置内部に水が滞留した際にその発見が遅れると、水に混入した菌類などが装置内部で増殖し、それが給水タンクに流入して水質を悪化させる原因となるおそれがある。

また同様に水処理装置の、配管の接続部などで水漏れが発生したり、あるいは電解処理手段に用いる電極が劣化したりした際にその発見が遅れると、ビル内への浸水や、処理効率の低下による水質の悪化などの問題を生じるおそれもある。

またとくに、ビルの屋上などの屋外に設置される水処理装置は、風雨や埃、ゴミ等にさらされて故障しやすいという問題もある。

また、例えばプール、公衆浴場の浴槽などの、比較的容量の大きい水槽に水処理装置を組み込む場合は、飽和濃度かもしくはそれに近い高濃度の食塩水を希釈水で任意の濃度に希釈し、電解槽に貯留した状態で電解処理した後、もしくは電解処理後の水を電解槽と一体に形成した貯水槽に一旦、貯留した後、かかる滅菌作用を有する水を滅菌処理剤として、ポンプを用いて水槽に供給する構成とするのが好ましい。

かかる水処理装置においては従来、様々な設置場所の状態に対応するために、電解槽とポンプとを別置きとしていたが、この場合は電解槽の設置場所とポンプの設置場所とが必要となって、却って設置場所の状態に十分に対応できないという問題がある。

また、例えば複数のプールを備えた遊戯施設や、複数の浴槽を備えた浴場施設などにおいて、１つのプールや浴槽ごとに１台の装置を設けたのでは各装置の制御が煩雑になる上、イニシャルコストやランニングコストが高くつくという問題もある。

また上記水処理装置においては、原料水の水質にもよるが、電解槽内に収容した電極のうち、カソード側の電極の表面に、水中に含まれるカルシウムやマグネシウムなどのミネラル分がスケールとして析出し、それが電極の表面から脱落してポンプを詰まらせたり、水槽内に流れ込んで水を濁らせたりするおそれもある。

また、上記水処理装置においてエア噛みが発生すると、ポンプが故障したり水槽に供給する水が白濁したりするおそれもある。

さらに希釈水を、例えば水道管や井戸、あるいはユニット外に設けた受水タンクなどの給水源から電解槽に直接に供給する場合は、ユニットと給水源との位置関係や給水源の水圧などによって希釈水の水量が安定しない場合がある。そこで、電解槽に給水する配管の途中に減圧弁を設けておき、装置の設置時に、水が、給水源から一定の水量で電解槽に供給されるようにこの減圧弁を調整することが考えられるが、減圧弁は設置時に調整するだけで後は固定して使用するため設備の無駄である上、調整作業が加わる分、設置作業が煩雑化するという問題がある。

この発明の目的は、上記のような種々の問題を生じるおそれのない、新規な水処理装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、水槽に接続して使用する水処理装置であって、水に通電して電解処理するための電解槽と、電解槽で電解処理した水を水槽に供給するためのポンプと、電解槽からポンプへの給水配管と、これらの部材を収容してユニット化するための枠体とを備えるとともに、枠体内を、第１のスペースとその直下の第２のスペースとに分割して、第１のスペースに電解槽を収容し、かつ第２のスペースにポンプと給水配管とを収容したことを特徴とする水処理装置である。

請求項２記載の発明は、第２のスペースに、ポンプの向きと位置を違えて設置するためのポンプの設置位置を複数箇所、設け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、給水配管に、複数のポンプの設置位置に対応する複数の配管接続部を設けたことを特徴とする請求項２記載の水処理装置である。

請求項４記載の発明は、電解槽に、電解処理した水を貯留するための貯水槽を設けるとともに、給水配管の水の入口を、貯水槽の底面から鉛直方向上方に突出させた状態で、給水配管を貯水槽に接続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５記載の発明は、貯水槽の水位があらかじめ設定した満水位または渇水位に達したことを検知するための水位センサを備えるとともに、上記渇水位を、給水配管の水の入口より鉛直方向上方に設定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。

請求項６記載の発明は、第１のスペースの直上に、電解槽に供給する希釈水を貯留するための希釈水槽を配設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１の構成によれば、電解槽とポンプとを上下に重ねて配設することによって、ユニットとしての枠体の設置面積をこれまでよりも小さくできるため、設置作業などを簡略化して、設置場所の状態に柔軟に対応することが可能となる。

請求項２の構成によれば、ポンプの設置位置を変更することで、ユニットとしての枠体の向きや設置位置を変更することなしに、ポンプから水槽への配管の向きや位置を任意に変更できるため、設置場所の状態にさらに柔軟に対応することが可能となる。

請求項３の構成によれば、１台の水処理装置を用いて、複数の水槽に、滅菌作用を有する水を滅菌処理剤として供給できるため、例えば複数のプールを備えた遊戯施設や、複数の浴槽を備えた浴場施設などにおいて、水処理装置の制御を簡略化できる上、イニシャルコストやランニングコストを低減することもできる。

請求項４の構成によれば、電極から脱落したスケールは貯水槽の底に溜まるため、その上の、スケールを含まない水を、給水配管の水の入口から取り込んで、ポンプに送ることができる。

したがってスケールがポンプを詰まらせたり、水槽内に流れ込んで水を濁らせたりするのを確実に防止することができる。

請求項５の構成によれば、ポンプを停止して貯水槽からの送水を停止する基準となる渇水位を、給水配管の水の入口より鉛直方向上方に設定してあるため、エア噛みが発生してポンプが故障したり水槽に供給する水が白濁したりするのを確実に防止することができる。

請求項６の構成によれば、給水源からの水を一旦、希釈水槽に貯留した後、電解槽に供給しているため、減圧弁などを設けることなしに、希釈水の水量を常に安定させることができる。

図１は、この発明の一実施形態にかかる水処理装置１を、ビルやマンションの屋上などに設置した飲料水用の給水タンク２に接続して、水の滅菌、および給水タンク２内の浄化に使用するための構造を簡略化して示す図である。また図２は、上記水処理装置１の実体配管を示す正面図である。

これらの図を参照して、この例の水処理装置１は、給水タンク２から水ｗ１を取り込んで、電解処理手段１１によって電解処理したのち、再び給水タンク２に還流させるための処理水路１００を有する。

図１において符号２１は、水道管等の給水源から給水タンク２に水を供給するための配管、２２は、給水タンク２からビルやマンションの各室へ水を供給するための配管である。また配管２１の、給水タンク２への接続部には、当該給水タンク２の水位の上下に応じたフロート２４の上下動に伴って開閉され、それによって給水タンク２の水位を一定範囲に保つための、図示しないフロート弁を設けてある。

また符合２３は、上記フロート弁が故障するなどして、給水タンク２の水位が、あらかじめ設定した上限値を上回った際に、余剰の水をドレン口Ｄ１に流すためのオーバーフロー配管である。

電解処理手段１１は、図２に示すように、処理水路１００を形成する配管１００ａの途中に挿入した、当該配管１００ａより径の大きい筒状の筐体１１ａと、この筐体１１ａ内に、互いに電気的に絶縁した状態で配置した、図では手前の１枚しか示していないが実際には複数枚の電極１１ｂとを備える。

図において符号１１ｃは、各電極１１ｂからそれぞれ筐体１１ａの外まで延設した端子部であって、電極１１ｂに配線を接続するための端子としての機能と、筐体１１ａに、図示していないが絶縁体などを介して固定することで、電極１１ｂを、筐体１１ａ内の所定の位置に位置決めするための固定部としての機能とを兼ね備えている。それゆえ位置決めと固定とをより確実にすべく、図の例では端子部１１ｃを、各電極１１ｂにそれぞれ２本ずつ設けてある。

電極１１ｂのうちアノード側の電極としては、前述した電気化学反応によって次亜塩素酸などを生成させる機能を有する電極（ＤＳＡ電極）を用いる。

かかるＤＳＡ電極としては、例えば金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金−パラジウム（Ｐｔ−Ｐｄ）、白金−イリジウム（Ｐｔ−Ｉｒ）などの、電気化学反応時に触媒として機能する貴金属の薄膜を、チタニウム（Ｔｉ）などからなる基板の表面全面に、めっきや焼成処理などによってコーティングしたものを挙げることができる。

またカソード側の電極としては、上記チタニウム製の基板などをそのまま用いることができる。

また、とくにアノード側の電極の急速な劣化や、カソード側の電極へのスケールの付着などを抑制して両電極を長寿命化するため、両電極の極性を定期的に逆転させて電解処理することも考えられる。その場合は、両方の電極をＤＳＡ電極とすればよい。

またこの例では、図２に実線の矢印で示すように処理水路１００を形成する配管１００ａを、電解処理手段１１に対して、水が鉛直方向下方から流入して鉛直方向上方に流出するように配設してある。

これにより、前述した電気化学反応によって発生する水素や酸素などのガスを、電解処理手段１１の筐体１１ａ内に滞留させることなく、水流によって円滑に、下流側に流出させることができる。

図１、２を参照して、処理水路１００の、電解処理手段１１より上流側には、水処理装置１や給水タンク２のメンテナンス時などに閉じられて、両者間を遮断するための弁Ｖ１と、図示していない制御手段からの制御信号によって開閉される電磁弁（開閉弁）Ｖ２と、水ｗ１を、処理水路１００内で循環させるための循環ポンプＰ１とをこの順に配設してある。

また処理水路１００の、電解処理手段１１より下流側には、電解処理した水にミネラル分を補給するためのミネラル補給部Ｍ１と、水ろ過のためのろ過器１２と、処理水路１００内を流れる水の流量を検知するための流量センサＳ１としてのフロースイッチと、とくに配管１００ａの接続部などで水漏れが発生して水処理装置１の運転を停止するとともに電磁弁Ｖ２を閉じた際に、給水タンク２から下流側の配管１００ａ内に水が流入し続けて水漏れ部から流出するのを防止するための逆止弁Ｖ３と、水処理装置１や給水タンク２のメンテナンス時などに閉じられて、両者間を遮断するための弁Ｖ４とをこの順に配設してある。

また処理水路１００には、ミネラル補給部Ｍ１とろ過器１２との間の分岐点Ｊ１から分岐させて、図２に示すように鉛直方向上方に向けて分岐水路１０１を延設してあり、その上端に、自動ガス抜き弁１３を接続してある。

そしてこれにより、処理水路１００の、自動ガス抜き弁１３の前後の部分、具体的にはミネラル補給部Ｍ１からろ過器１２までの部分を、当該自動ガス抜き弁１３より鉛直方向下方に配設して、処理水路１００内を流れるガスを、自身の浮力によって、自動ガス抜き弁１３に自動的に集めることができる。

上記各部のうちミネラル補給部Ｍ１は、図２に示すタンクＭ１ａ内に、例えば粒状の麦飯石、サンゴ砂などの天然物や、あるいはセラミックスなどの人工物等の、ミネラル分の供給源となる物質を、水と接触可能なカラム状などにして収容したものである。そして処理水路１００を通してタンクＭ１ａ内に水を供給してこれらの物質と接触させると、水中にミネラル分が溶出して補給されたのち、処理水路１００の下流側へ送出される。

ろ過器１２は、図３に示すように上下を閉じた筒状の筐体１２ａと、この筐体１２ａ内に配置した筒状のフィルタ１２ｂとを有する。

また筐体１２ａには、その上部に、処理水路１００を形成する配管１００ａを接続してある。

またフィルタ１２ｂの筒の下端は、蓋体１２ｃによって閉じてあるとともに、上端は、筐体１２ａの天面に形成した仕切り１２ｅ、１２ｆと接続してあり、これによって筐体１２ａ内を、処理水路１００の上流側（図において左側、およびフィルタ１２ｂの筒の外側）と、下流側（図において右側、およびフィルタ１２ｂの筒の内側）とに仕切ってある。

フィルタ１２ｂは、天然あるいは化学繊維製の不織布などの多孔質体、とくに電解水に対して耐性を有するポリ塩化ビニルやポリオレフィン（ポリエチレン）製の多孔質体にて形成してあるとともに、その開口径を、循環ポンプＰ１を作動させることで処理水路１００に発生する、あらかじめ設定された水圧が筒の外側に加わった際に、水は筒の内側に通すが、水中に混入したガスの細かな気泡や、ミネラル補給部Ｍ１から離脱した麦飯石、サンゴ砂などの破片、あるいは給水タンク２から取り込んだ水ｗ１に混入していた細かな固形物などは通さない大きさに設定してある。

上記ろ過器１２においては、図中に実線の矢印で示すように、処理水路１００の上流側から電解処理した水が供給されると、当該水が、まず筐体１２ａ内の、フィルタ１２ｂによって仕切られた筒の外側の領域に流入したのち、フィルタ１２ｂを通して筒の内側に流入する。

ところが、水に混入したガスの細かな気泡や固形物は、上述したフィルタ１２ｂの機能によって筒の外側に留め置かれる。

このため処理水路１００の、ろ過器１２より下流側には、ガスの細かな気泡や固形物が除去された、白濁などのないきれいな水が送り出される。

自動ガス抜き弁１３は、図４(a)(b)に示すように、分岐水路１０１の頂部を閉じる天板１０１ａに設けた開口１０１ｂを介して分岐水路１０１内と繋がれた、上を閉じた筒状の筐体１３ａと、この筐体１３ａ内に上下動自在に配置したフロート１３ｂと、筐体１３ａの頂部に形成したガスの排出口１３ｃと、フロート１３ｂの上下動に応じて排出口１３ｃを閉じる〔図(b)〕、または開く〔図(c)〕ための、リンク機構１３ｄつきの蓋体１３ｅとを備える。

電解処理手段１１による電解反応を行った際に発生したガスの細かな気泡の一部は、分岐点Ｊ１で主流から外れ、分岐水路１０１を上昇して直接に、開口１０１ｂに到達する。そしてこの開口１０１ｂの付近や、あるいは開口１０１ｂを通過した自動ガス抜き弁１３の筐体１３ａ内などで多数が一つになることで水から分離して、ガスの大きな塊となる。

また気泡の残部は、前記のように処理水路１００の、分岐点Ｊ１より下流側に流れ込んでフィルタ１２ｂで通過を阻まれることで、フィルタ１２ｂの筒の外側に留め置かれる。そして留め置かれた気泡は多数が一つになることで水から分離して、より大きなガスの塊として、筐体１２ａの天面付近や、それに繋がる上流側の配管１００ａ内に滞留するが、とくにガス抜き促進のための一時停止時に、滞留しきれなかった余剰のガスが処理水路１００を逆戻りし、自身の浮力によって分岐水路１０１を上昇して開口１０１ｂに到達し、当該開口１０１ｄを通して自動ガス抜き弁１３内に流入する。

そしてこれらのガスｇの塊や、あるいはまだこの時点でガスｇの塊と接触せずに残っている細かな気泡は、筐体１３ａとフロート１３ｂとの隙間を通して、当該筐体１３ａ内の、フロート１３ｂより上の領域に移動する。

図(b)に示すようにフロート１３ｂが上昇位置にあり、蓋体１３ｅが排出口１３ｃを閉じた閉状態においてガスｇの流入、移動が続くと、当該筐体１３ａ内の、フロート１３ｂより上の領域にガスｇが徐々に蓄積されてその内圧が徐々に上昇し、それに伴ってフロート１３ｂが徐々に下降を開始する。この下降は、とくに水処理装置１の一時停止によって水圧が低下した状態で急速に進行する。

そしてフロート１３ｂが図(c)に示す位置まで下降すると、リンク機構１３ｄによって蓋体１３ｅが回動し、排出口１３ｃが開かれて開状態となる。

この状態で水処理装置１の一時停止を解除し、運転を再開すると、今度は水ｗ１の水圧によってフロート１３ｂが徐々に上昇を開始し、それに伴って筐体１３ａ内の、フロート１３ｂより上の領域に蓄積されたガスｇが、排出口１３ｃを通して系外に排出される。

そしてガスｇの排出が進んで、フロート１３ｂが図(b)に示す位置まで上昇すると、リンク機構１３ｄによって蓋体１３ｅが回動して排出口１３ｃを閉じるため、再び閉状態となってガスｇの蓄積が開始される。

自動ガス抜き弁１３は、以上の動作を繰り返すことによって、ガスｇを自動的に系外に排出する働きをする。

再び図１、２を参照して、処理水路１００には、循環ポンプＰ１と電解処理手段１１との間の分岐点Ｊ２で分岐して、弁Ｖ５を経てドレン口Ｄ１に至る排水路１０２と、分岐点Ｊ１とろ過器１２との間の分岐点Ｊ３で分岐して、弁Ｖ６を経て、上記排水路１０２と、弁Ｖ６より下流側の合流点Ｊ４で合流する排水路１０３とを接続してある。弁Ｖ５、Ｖ６は、水処理装置１の運転時には閉じておき、メンテナンス時などに開いて、水処理装置１内の水を抜くためのものである。

なお図２では、処理水路１００のうち弁Ｖ１より下流側で、かつ弁Ｖ４より上流側の部分のみ記載しており、弁Ｖ１、Ｖ４は記載していない。また排水路１０２もドレン口Ｄ１に至る途中の部分までしか記載していない。これは、図示した部分を、後述する外装カバー中に収容してユニット化してあるためである。

弁Ｖ１、Ｖ４は、このユニットとは別に、あらかじめ給水タンク２に取り付けておく。そしてユニットの設置時に、図のユニットの、処理水路１００の起端１００ｂを弁Ｖ１に続く配管と接続するとともに、末端１００ｃを弁Ｖ４に続く配管と接続し、さらに排水路１０２の末端１０２ａにドレン口Ｄ１に達する配管を接続して水処理装置１を構成する。

そうすると水処理装置１の運転時には、給水タンク２から、水が、図中に白抜きの矢印で示すように起端１００ｂを通って処理水路１００に流入して、前記の各部を通過して処理された後、同様に白抜きの矢印で示すように末端１００ｃを通って、給水タンク２に還流される。またメンテナンス時などに、弁Ｖ１、Ｖ４を閉じて弁Ｖ５、Ｖ６を開くと、水処理装置１内の水が、排水路１０２、１０３を経由して、図中に黒塗りの矢印で示すように末端１０２ａを通してドレン口Ｄ１に排水される。

図５は、図１の水処理装置１の、電気的な構成を示すブロック図である。

図に見るように水処理装置１は、電解処理手段１１の電極１１ｂに通電制御しつつ、前記各部を作動させる制御手段３０を備えている。

流量センサＳ１と、前記各図では図示していなかった、電解処理手段１１による水への通電の電流値を測定するための電流センサＳ２の出力は、制御手段３０へ与えられる。制御手段３０内には、各種動作のタイミングを規定するためのタイマ３１と、各種動作の基準となる初期値などを登録したメモリ３２とを設けてある。

制御手段３０は、両センサＳ１、Ｓ２の出力、タイマ３１によって規定したタイミング、並びにメモリ３２に記録した初期値などに基づいて種々の演算を行い、それに基づいて制御信号をドライバ３３へ与える。そしてドライバ３３は、与えられる信号に基づいて電極１１ｂへの通電制御を行い、かつ循環ポンプＰ１の駆動制御を行うとともに、電磁弁Ｖ２の開閉制御を行う。

制御手段３０による、水処理装置１の運転時の、制御の一例を図６に示す。

まずステップＳＰ１において、オペレータなどが水処理装置１の運転開始を指示すると、制御手段３０は、ステップＳＰ２において、あらかじめメモリ３２に記録した動作の基準となる初期値を読み込む。

かかる初期値としては、例えば
・水処理装置１の運転開始後、流量センサＳ１による流量検知と、電流センサＳ２による電流値測定とを開始するまでの待ち時間Ｔ_１、
・水処理装置１を、その運転中にガス抜き促進のために一時停止させる間隔を規定するための時間Ｔ_２、
・上記一時停止の長さを規定するための時間Ｔ_３、
・電流センサＳ２によって測定した電流値Ｃから、配管の水漏れや電極１１ｂの劣化の有無を判断する基準とするしきい値Ｃ_１などを挙げることができる。

このうち待ち時間Ｔ_１を規定しているのは、循環ポンプＰ１を動作させてから処理水路１００内の水流が安定するまでに、また電極１１ｂに通電してから前述した電気化学反応が安定するまでに、多少の時間がかかるためである。

次に制御手段３０は、ステップＳＰ３において、電磁弁Ｖ２が閉じられている場合はこれを開き、かつ循環ポンプＰ１を駆動して処理水路１００内に水を循環させるとともに、電極１１ｂに通電して電気化学反応を開始させることで水処理装置１の運転を開始する。また、それとともにタイマ３１をリセット（Ｔ＝０）して計時を開始する。

そしてステップＳＰ４において、タイマ３１による計時時間Ｔが前述した待ち時間Ｔ_１に達する（Ｔ＝Ｔ_１）まで待機した後、ステップＳＰ５に進んで、流量センサＳ１による、処理水路１００を流れる水の流量の検知を開始する。

なおこの例では、流量センサＳ１として、前述したように流量があらかじめ設定した所定値以上（スイッチＯＮ）であるか、所定値未満（スイッチＯＦＦ）であるかを検知するフロースイッチを用いているため、流量の検知は、かかるフロースイッチがＯＮかＯＦＦかの検知である。

処理水路１００の配管１００ａやフィルタ１２ｂなどに目詰まりが発生していない正常状態ではフロースイッチはＯＮになる。このため制御手段３０は、次にステップＳＰ６に進んで、電流センサＳ２を用いた、電解処理手段１１による水への通電の電流値Ｃの測定を開始する。

配管１００ａの水漏れや電極１１ｂの劣化が発生していない正常状態では、電流値Ｃは、前述したしきい値Ｃ_１以上（Ｃ≧Ｃ_１）の値を示す。このため制御手段３０は、次にステップＳＰ７に進んで、タイマ３１による計時時間Ｔが、前述した、水処理装置１を一時停止させる間隔を規定するための時間Ｔ_２に達したか否かを判定し、達していない場合（Ｔ＜Ｔ_２）にはステップＳＰ８に進んで、オペレータなどによって水処理装置１の運転終了が選択されたか否かを判定する。

そして運転終了が選択されていない場合はステップＳＰ４に戻って、ステップＳＰ４〜ＳＰ８を繰り返しながら、水処理装置１の運転を続ける。

一方、配管１００ａやフィルタ１２ｂなどに目詰まりが発生して処理水路１００を流れる水の流量が低下し、流量センサＳ１としてのフロースイッチがＯＦＦになると、制御手段３０は、ステップＳＰ５においてこれを検知して図７(a)のサブルーチンのステップＳＰ１０に進む。

そしてステップＳＰ１０において循環ポンプＰ１を停止するとともに電極１１ｂへの通電を停止して水処理装置１の運転を停止し、次いでステップＳＰ１１において電磁弁Ｖ２を閉じて、水処理装置１と給水タンク２との間の自由な水の流通を防止する。つまり循環ポンプＰ１を停止しているにもかかわらず、給水タンク２内の水の増減などに応じて処理水路１００内に水流が発生するのを防止する。

このため、オペレータなどが水処理装置１の設置場所に来て弁Ｖ１、Ｖ４を閉じるまでの間に、たとえ水処理装置１内で菌類などが増殖しても、それが上記の水流に乗って給水タンク２に流入して水質を悪化させるのを防止することができる。

次にステップＳＰ１２で、制御手段３０は、制御盤等に設けた異常報知手段（警報ランプ、警報ブザー等）を作動させて、オペレータなどへの異常報知を開始し、それに気づいたオペレータなどが運転停止を指示するまで、ステップＳＰ１３においてこの状態を維持しながら待機を続ける。

そしてステップＳＰ１３で、メンテナンスを行うために運転停止が指示されると、制御手段３０は、ステップＳＰ１４に進んで水処理装置１の全ての運転を停止する。

また図６のメインルーチンにおいて、配管１００ａの水漏れや電極１１ｂの劣化が発生して、電流センサＳ２によって測定した電流値Ｃがしきい値Ｃ_１未満（Ｃ＜Ｃ_１）になると、制御手段３０は、ステップＳＰ６においてこれを検知して図７(b)のサブルーチンのステップＳＰ１５に進む。

そしてステップＳＰ１５において循環ポンプＰ１を停止するとともに電極１１ｂへの通電を停止して水処理装置１の運転を停止し、次いでステップＳＰ１６において電磁弁Ｖ２を閉じる。

そうすると、とくに水漏れが発生している場合には、当該電磁弁Ｖ２と逆止弁Ｖ３とが、オペレータなどが水処理装置１の設置場所に来て弁Ｖ１、Ｖ４を閉じるまでの間、前述したように給水タンク２から配管１００ａ内に水が流入して水漏れ部から流出し続けるのを防止することができる。

また前記の場合と同様に、たとえ水処理装置１内で菌類などが増殖しても、それが前述した水流に乗って給水タンク２に流入して水質を悪化させるのを防止することもできる。

次にステップＳＰ１７で、制御手段３０は異常報知手段を作動させて、オペレータなどへの異常報知を開始し、それに気づいたオペレータなどが運転停止を指示するまで、ステップＳＰ１８においてこの状態を維持しながら待機を続ける。

そしてステップＳＰ１８で、メンテナンスを行うために運転停止が指示されると、制御手段３０は、ステップＳＰ１９に進んで水処理装置１の全ての運転を停止する。

また図６のメインルーチンのうち、ステップＳＰ５およびＳＰ６において上記のような異常が検知されず、正常な運転を続けて行くと、やがてタイマ３１による計時時間Ｔが前述した時間Ｔ_２に達する（Ｔ＝Ｔ_２）。

そうすると制御手段３０は、ステップＳＰ７においてこれを検知して図７(c)のサブルーチンのステップＳＰ２０に進む。

そしてステップＳＰ２０において循環ポンプＰ１を停止するとともに電極１１ｂへの通電を停止して水処理装置１の運転を一時的に停止し、なおかつタイマ３１をリセットして一時停止の時間の計時を開始する。

次にステップＳＰ２１において、タイマ３１による計時時間Ｔが、前述した一時停止の長さを規定する時間Ｔ_３に達するまで一時停止状態を続けた後、ステップＳＰ２２に進んで循環ポンプＰ１を駆動して処理水路１００内に水を循環させるとともに、電極１１ｂに通電して電気化学反応を開始させることで水処理装置１の運転を再開する。また、それとともにタイマ３１をリセット（Ｔ＝０）し、計時を開始して図６のメインルーチンのステップＳＰ４に戻り、処理水路１００内の水流が安定し、かつ電極１１ｂに通電してから電気化学反応が安定するまでステップＳＰ４で待機した後、ステップＳＰ４〜ＳＰ８を繰り返して通常運転を続ける。

そしてステップＳＰ８において、オペレータなどによって水処理装置１の運転停止が指示されると、制御手段３０はステップＳＰ９に進み、循環ポンプＰ１を停止するとともに電極１１ｂへの通電を停止して水処理装置１の運転を終了する。

以上の制御を行うことにより、処理水路１００の目詰まりや水漏れ、電極１１ｂの劣化などの発生を監視しながら、給水タンク２内の水を滅菌処理することができる。

図８は、上記例の水処理装置１のうち図２に示したユニットを収容するための、外装カバー４の外観を示す斜視図である。

図の外装カバー４は直方体状をなし、そのうち底板４０上に図２のユニットが設置される。符号４１は、上記底板４０と一体に形成した背板である。また符号４２は、上記底板４０および背板４１の２面を除く直方体の４面を構成し、かつ底板４０に対して図中に黒矢印および白矢印で示すように前後にスライドして開閉されるカバー本体である。

カバー本体４２は、図の半開状態から黒矢印で示すように奥にスライドさせて完全に閉じた状態で、ネジＮによって底板４０および背板４１と固定される。またこの固定状態において互いに重ね合わされる、背板４１の孔４１ａとカバー本体４２の孔４２ａとに錠前を挿し通してロックすることもできる。そしてこれにより、オペレータ以外の鍵を持たない第三者が、水処理装置１に触れるのを防止して、安全性を向上することもできる。

図９(a)は、この発明の他の実施形態にかかる水処理装置１を、プールや浴槽等の水槽に、滅菌作用を有する水を滅菌処理剤として供給する供給源として使用するための構成を示す正面図、図９(b)は、上記水処理装置１の左側面図である。

これらの図に見るようにこの例の水処理装置１は、水に通電して電解処理するための電解槽１４と、電解槽１４で電解処理した水を、図示しない水槽に供給するためのポンプＰ２と、電解槽１４からポンプＰ２への給水配管１０４とを、枠体１５内に収容してユニット化したものである。

枠体１５は、電解槽１４を収容した第１のスペース１５ａと、その直下の、ポンプＰ２と給水配管１０４とを収容した第２のスペース１５ｂとに分割して階層化してある。このため枠体１５の設置面積をこれまでよりも小さくして、設置場所の状態に柔軟に対応することができる。

電解槽１４は、この例の場合、図１０に示すように、上部に開口を有する筐体１４ａと、上記開口をふさぐ蓋体１４ｂとを有するとともに、筐体１４ａ内を仕切り板１４ｃで２つに仕切って、そのうち一方を、図では手前側の１枚しか示していないが複数枚の電極１６を収容した電解槽領域１４ｄとし、かつ他方を、電解槽領域１４ｄで電界処理した水ｗ３を貯留するための貯水槽領域１４ｅとしてある。

図において符号１６ａは、各電極１６からそれぞれ蓋体１４ｂの上まで延設した端子部であって、図示しない電源からの配線を接続する。また符合１０５は、電解槽領域１４ｄに、希釈水と食塩水とを所定の濃度で混合した水ｗ２を供給するための配管である。

配管１０５から連続的にまたは断続的に、電解槽領域１４ｄに、水ｗ２を供給しながら電極１６に通電すると、水ｗ２は、当該電解槽領域１４ｄ内で電解処理されて、滅菌作用を有する水ｗ３となった後、仕切り板１４ｃの部分から溢れ出して、隣接する貯水槽領域１４ｅに供給され、貯留される。

貯水槽領域１４ｅの底部には、給水配管１０４の水の入口１０４ａを、当該貯水槽領域１４ｅの底面から鉛直方向上方に寸法ｈ_１だけ突出させた状態で接続してある。このため、電極１６からスケールが脱落しても貯水槽領域１４ｅの底に溜まらせることができ、その上の、スケールを含まない水ｗ３を、給水配管１０４の水の入口１０４ａから取り込んで、ポンプＰ２に送ることができる。したがってスケールがポンプＰ２を詰まらせたり、水槽内に流れ込んで水を濁らせたりするのを防止できる。

符号Ｓ３は、貯水槽領域１４ｅ内に貯留した水ｗ３の水位を検知するための水位センサである。

水位センサＳ３は、蓋体１４ｂの下面から、貯水槽領域１４ｅの底面ヘ向けて延設した３つの電極Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃを有する。

このうち共通電極Ｓ３ａは、その先端を、貯水槽領域１４ｅの底面近傍の、給水配管１０４の水の入口１０４ａより下、すなわち常に水ｗ３が存在する高さまで延設してある。また渇水位電極Ｓ３ｂは、その先端を、あらかじめ設定した貯水槽領域１４ｅの渇水位の高さまで延設してあり、満水位電極Ｓ３ｃは、その先端を、あらかじめ設定した貯水槽領域１４ｅの満水位の高さまで延設してある。

水位センサＳ３は、貯水槽領域１４ｅの水位が下降し、渇水位電極Ｓ３ｂの先端が水から離れて、当該渇水位電極Ｓ３ｂと共通電極Ｓ３ａとの導通が遮断されることで渇水位を検知し、逆に水位が上昇し、満水位電極Ｓ３ｃの先端が水と接触して、当該満水位電極Ｓ３ｃと共通電極Ｓ３ａとが導通することで満水位を検知する。

そしてこの検知結果に基づいて、ポンプＰ２や、後述する希釈水槽のポンプ、食塩水槽のポンプなどを駆動制御して、貯水槽領域１４ｅの水位を、上記渇水位と満水位の間で調整するために機能する。

具体的には、例えばポンプＰ２は、基本的にプール等の水槽の、残留塩素濃度の測定結果などに基づいて駆動制御されるが、水位センサＳ３で渇水位を検知した際には上記の駆動制御にかかわらず強制的に停止される。また希釈水槽のポンプや食塩水槽のポンプは、水位センサＳ３で渇水位を検知した際に駆動され、満水位を検知した際に停止される。

このため貯水槽領域１４ｅの水位は、通常状態では、渇水位と満水位との間で調整され、それ以上にも以下にもなることがない。しかも、渇水位電極Ｓ３ｂの先端の高さによって規定される渇水位は、給水配管１０４の水の入口１０４ａから寸法ｈ_２だけ鉛直方向上方に設定されている。

したがって水の入口１０４ａが水面の上に出て、給水配管１０４内に空気が浸入することがないため、エア噛みが発生してポンプＰ２が故障したり水槽に供給する水が白濁したりするのを防止ができる。

符合１０６は、給水配管１０４が詰まったりポンプＰ２が故障したりして、貯水槽領域１４ｅの水位が満水位を超えた際に、余剰の水ｗ３を槽外に排出するためのドレン配管である。

図９および図１１(a)を参照して、給水配管１０４は、電解槽１４の底部から鉛直方向下方に伸びて、枠体１５のうち、第２のスペース１５ｂを構成する底板１５ｃの近傍まで到達する縦管１０４ｂと、２つのエルボ管１０４ｃ、１０４ｄと、矩形状である上記底板１５ｃの、一方の長辺の近傍に配設した横管１０４ｅとを、この順に接続して構成してある。このうち縦管１０４ｂの上端が、前述した水の入り口１０４ａである。

また横管１０４ｅの側面には、図９(a)中に二点鎖線で示すようにポンプＰ２への配管を接続するための、複数（図では４つ）の配管接続部１０４ｆを設けてあり、配管を接続しない分の配管接続部１０４ｆは、図示していないが、取り外し可能の止水栓によって閉じてある。

また横管１０４ｅの末端には、エルボ管１０４ｇを介して、鉛直方向上方に伸びる縦管１０４ｈを接続してあり、かかる縦管１０４ｈの上端は、前記ドレン配管１０６に接続してある。

縦管１０４ｈは、給水配管１０４内に混入した空気や、あるいは前記ガスなどの細かな気泡をドレン配管１０６に送って、給水配管１０４ａから除去するために設けてある。

なお符号Ｖ７、Ｖ８は、水処理装置１のメンテナンス時などに縦管１０４ｂ、１０４ｈを閉じて、電解槽１４と給水配管１０４とを遮断するための弁である。

かかる給水配管１０４は、エルボ管１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｇおよび横管１０４ｅの向きを変えることで、図１１(b)に示すように、横管１０４ｅを、図１１(a)とは反対側の、底板１５ｃの長辺の近傍に配設しなおすことができる。

また底板１５ｃには、横管１０４ｅを図１１(a)の位置に配設した際にポンプＰ２を設置することができる設置位置Ａ１を、配管接続部１０４ｆと同数の４箇所、設けてあるとともに、横管１０４ｅを図１１(b)の位置に配設した際にポンプＰ２を設置することができる設置位置Ａ２を、やはり配管接続部１０４ｆと同数の４箇所、設けてある。

これにより、１台のポンプＰ２を、８ヶ所の設置位置Ａ１、Ａ２のいずれかに設置して水槽への配管を行うことができるため、ユニットとしての枠体の向きや設置位置を変更することなしに、ポンプから水槽への配管の向きや位置を任意に変更できる、設置場所の状態にさらに柔軟に対応することができる。

また、２台以上の複数台のポンプＰ２を複数の設置位置Ａ１、Ａ２に設置して、複数の水槽に水ｗ３を供給することもできるため、例えば複数のプールを備えた遊戯施設や、複数の浴槽を備えた浴場施設などにおいて水処理装置の制御を簡略化できる上、イニシャルコストやランニングコストを低減することもできる。

符号１０７は、水処理装置１のメンテナンス時などに、電解槽１４のうち前記電解槽領域１４ｄの水を抜くための排水管であって、通常は、途中に設けた弁Ｖ９を閉じて閉鎖してある。また符合１０８は、同様に貯水槽領域１４ｅの水を抜くための排水管であって、通常は、途中に設けた弁Ｖ１０を閉じて閉鎖してある。

これらの排水管１０７、１０８は、図示していないがドレン管１０６と接続されている。そしてドレン管１０６、排水管１０７、１０８の排水は、これも図示していないが、上記ドレン間１０６の末端１０６ａに接続したドレン口に達する配管を通して排水される。

図１２は、上記各部からなる水処理装置１のユニットのうち、第１のスペース１５ａの直上に、電解槽１４に供給する希釈水を貯留するための希釈水槽１７を配設した変形例を示す概略図である。

符号１０９は、水道管等の給水源から希釈水槽１７に希釈水ｗ４を供給するための配管、１０５ａは、希釈水槽１７から、ポンプＰ３によって希釈水ｗ４を電解槽１４に供給するための配管、１０５ｂは、図示しない食塩水槽から、飽和濃度かもしくはそれに近い高濃度の食塩水を電解槽１４に供給するための配管である。先の図１０の例ではこの２つの配管１０５ａ、１０５ｂを一つにまとめて電解槽１４に接続していたが、この例のように別々に接続してもよい。

また配管１０９の、希釈水槽１７への接続部には、当該希釈水槽１７の水位の上下に応じたフロート１７ａの上下動に伴って開閉され、それによって希釈水槽１７の水位を一定範囲に保つための、図示しないフロート弁を設けてある。

上記のように電解槽１４の上に希釈水槽１７を設置し、希釈水ｗ４を、当該希釈水槽１７に一旦、貯留した後、ポンプＰ３によって電解槽１４に供給した場合には、ユニットと給水源との位置関係や給水源の水圧などに関係なく、希釈水ｗ４の水量を常に安定させることができる。

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なく、各請求項記載の範囲内において、種々の変更が可能である。

この発明の一実施形態にかかる水処理装置を、ビルやマンションの屋上などに設置した飲料水用の給水タンクに接続して、水の滅菌、および給水タンク内の浄化に使用するための構造を簡略化して示す図である。図１の水処理装置１の、実体配管を示す正面図である。上記例の水処理装置のうち、ろ過器の内部構造の一例を示す断面図である。同図(b)(c)は、上記例の水処理装置のうち、ガス抜き弁の内部構造の一例を示す断面図である。上記例の水処理装置の、電気的な構成を示すブロック図である。上記例の水処理装置の、通常運転時の流れを示すフローチャートである。同図(a)〜(c)は、図６のフローチャートの、サブルーチンの流れを示すフローチャートである。上記例の水処理装置を収容するための、外装カバーの一例を示す斜視図である。同図(a)は、この発明の他の実施形態にかかる水処理装置を、プールや浴槽等の水槽に、滅菌作用を有する水を滅菌処理剤として供給する供給源として使用するための構成を示す正面図、同図(b)は、上記例の水処理装置の左側面図である。上記例の水処理装置のうち、電解槽の内部構造を示す断面図である。同図(a)(b)は、上記例の水処理装置のうち、第２のスペースにおける、ポンプの設置位置と給水配管との位置関係を示す平面図である。第１のスペースの直上に、電解槽に供給する希釈水を貯留するための希釈水槽を配設した変形例を示す概略図である。

符号の説明

１水処理装置
１１電解処理手段
１２ろ過器
１３自動ガス抜き弁
１４電解槽
１５枠体
１５ａ第１のスペース
１５ｂ第２のスペース
３０制御手段
１００処理水路
１０４給水配管
Ｐ１循環ポンプ
Ｐ２ポンプ
２給水タンク
ｗ１、ｗ２、ｗ３水

Claims

水槽に接続して使用する水処理装置であって、水に通電して電解処理するための電解槽と、電解槽で電解処理した水を水槽に供給するためのポンプと、電解槽からポンプへの給水配管と、これらの部材を収容してユニット化するための枠体とを備え、上記枠体内を第１のスペースとその直下の第２のスペースとに分割して第１のスペースに電解槽を収容し、かつ第２のスペースにポンプと給水配管とを収容し、上記電解槽に電解処理した水を貯留するための貯水槽を設けるとともに、給水配管の水の入口を貯水槽の底面から鉛直方向上方に突出させた状態で給水配管を貯水槽に接続し、更に上記貯水槽の水位があらかじめ設定した満水位または渇水位に達したことを検知するための水位センサを備え、上記渇水位を給水配管の水の入口より鉛直方向上方に設定したことを特徴とする水処理装置。