JP5293508B2 - 水処理装置およびこの水処理装置を用いた加湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、加湿装置など水を利用する機器に使用される水処理装置に関するものである。

従来、この種の水処理装置は、電気透析機構を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その水処理装置について図７を参照しながら説明する。

図７に示すように、水タンク１０１内部には陽極１０２および陰極１０３が設けられ、その間には仕切壁を兼ねる複数のカチオン交換膜１０４とアニオン交換膜１０５を交互に配置され、水タンク１０１が電気透析機構を成している。これにより、被処理水１０６が電気透析によって浄化される。

また、この種の水処理装置には電極表面を導電性セラミックスから構成しているものがある（例えば、特許文献２参照）。

以下、その水処理装置について図８を参照しながら説明する。

図８に示すように、水処理装置２０１は、被処理水２０２が内部に貯留乃至通過する処理空間を区画する処理槽本体２０３と、前記処理空間内に少なくとも一部が配設され前記被処理水２０２に浸漬される陽極２０４と陰極２０５からなる一対の処理電極と、前記一対の処理電極に電圧を印加する電圧印加手段２０６とをもち、前記一対の電極のうちの少なくとも一方の電極は表面の一部が導電性セラミックスから形成されている。

特開平６−１２９６７７号公報 特開２００９−１０６９２５号公報

このような従来の水処理装置においては、電極表面に析出物が堆積すると徐々に導電性が低下するため、スケールの除去が必要であった。しかしながら、電極が装置に固定された構成となっているために、電極表面に付着したスケールの除去が困難であり、それらを容易に除去することが望まれていた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、電極を着脱することにより、電極表面に付着したスケールを容易に除去できる電極清掃方法およびその電極清掃方法を用いた水処理装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、被処理水に浸漬される一対以上のスケール析出電極および対照電極と水処理装置への被処理水の供給口をふさぐためのふたを備え、前記スケール析出電極と前記対照電極は平行に配置されており、これらの電極の間隔を保持するための間隔保持部の表面に、電極清掃用突起を設け、少なくとも前記スケール析出電極は前記ふたに固定され、前記処理槽から前記ふたを着脱することにより、前記スケール析出電極と前記電極清掃用突起が接触し、その摩擦力によって、前記スケール析出電極に付着した析出物を剥離することを特徴とするものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、被処理水に浸漬される一対以上のスケール析出電極および対照電極を備え、前記スケール析出電極が着脱時に清掃される構成にしたことにより、スケール析出電極を着脱する動作によって電極表面に付着した析出物を除去できるために、電極表面に付着したスケールを容易に除去できるという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の水処理装置の概略断面図 本発明の実施の形態２の水処理装置の概略断面図 同概略斜視図 本発明の実施の形態３の電極の概略断面図 本発明の実施の形態４の電極の概略斜視図 本発明の実施の形態５の加湿装置の概略断面図 従来の水処理装置を示す概略断面図 同概略断面図

また、本発明の請求項１記載の水処理装置は、被処理水を貯留する処理槽と、その内部において被処理水に浸漬される一対以上のスケール析出電極および対照電極と水処理装置への被処理水の供給口をふさぐためのふたを備え、前記スケール析出電極と前記対照電極は平行に配置されており、これらの電極の間隔を保持するための間隔保持部の表面に、電極清掃用突起を設け、少なくとも前記スケール析出電極は前記ふたに固定され、前記処理槽から前記ふたを着脱することにより、前記スケール析出電極と前記電極清掃用突起が接触し、その摩擦力によって、前記スケール析出電極に付着した析出物を剥離することを特徴とする。これにより、スケール析出電極を着脱した後に、電極表面に付着したスケールを除去する作業を行う必要がなく、電極表面に付着したスケールを容易に除去でき、清掃作業の手間を省いた水処理装置を得ることができる。また、これにより、スケール析出電極を着脱する動作によって電極表面に付着したスケールを除去できるために、電極表面に付着したスケールを容易に除去できるという効果を得ることができる。電極清掃部位が、着脱時以外は電極に接触していないために、電極清掃部位の腐食等を防止することができる。また、これにより、スケール析出電極を着脱する動作によって電極表面に強固に付着したスケールであっても除去できるために、電極表面に付着したスケールを確実に除去できるという効果を得ることができる。また、これにより、水処理装置へ被処理水を供給するためにふたを開放した際に、同時に電極を洗浄することができるために、水処理装置の内部をつねに清潔に保てるという効果を得ることができる。また、電極表面から除去したスケールが水処理装置の内部に残されるために、水処理装置の外部に除去したスケールが飛散することなく、それらの処理・廃棄が容易になるという効果を得ることができる。また、これにより、スケール析出電極の表面に均一にスケールを付着させることができるために、電極面積に対するスケール処理効率を高めることができる。また、着脱の際には平行移動させれば良いので、動かしやすいという効果も得ることができる。

また、スケール析出電極および対照電極が同心円筒状であることを特徴とするものであっても良い。これにより、スケール析出電極と対照電極は必然的に等間隔に保たれるために、スケール析出電極の表面に均一にスケールを付着させることができ、電極面積に対するスケール処理効率を高めることができる。また、平板形状に比べて円筒軸方向への圧縮強度が高く、変形しにくいという効果を得ることができる。

また、スケール析出電極が平板形状であることを特徴とするものであっても良い。これにより、スケール析出電極の表面の清掃が容易になるという効果を得ることができる。

また、スケール析出電極と対照電極を、同じ面上に絶縁層を介して設けたことを特徴とするものであっても良い。これにより、スケール析出電極と対照電極との間隔をつねに一定に保つことができる。また、間隔を変更したり、数を増やしたりすることも容易である。

また、本発明の請求項１４記載の加湿装置は、加湿部と、前記加湿部へ空気を送るための送風手段と、前記加湿部に加湿水を供給するための請求項１乃至４いずれかに記載の水処理装置とを備えたことを特徴とする。これにより、清潔な加湿空気が得られるという効果を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、水処理装置１１は、被処理水１２を貯留する処理槽１３と、その内部において被処理水１２に浸漬される一対以上のスケール析出電極１４および対照電極１５を備え、前記スケール析出電極１４が前記処理槽１３からの着脱時に清掃されるものである。前記スケール析出電極１４と電極清掃用突起１６が、電極の着脱時に接触し、その摩擦力によって、前記スケール析出電極１４に付着した析出物を剥離することができる。電極清掃用突起１６は、平板状の電極に沿うようスリット状に配置されている。

また、スケール析出電極１４と対照電極１５は平行に配置されており、これらの電極の間隔を保持するための間隔保持部１７の表面に、電極清掃用突起１６を設けている。

前記スケール析出電極１４および対照電極１５は、水処理装置１１のふた１８に固定されており、ふた１８を着脱することにより、同時に着脱できるようになっている。また、ふた１８には、前記スケール析出電極１４および対照電極１５に電圧を印加するための接点１９を設けている。また、水処理装置１１への給水およびスケール除去した水の採水は給水口兼採水口２０より行う。給水時には、給水口兼採水口２０が水処理装置１１の上部に位置するようにし、採水時には、給水口兼採水口２０が水処理装置１１の下部に位置するように水処理装置の向きを逆転させながら使用することにより、漏水を防止したり、給水や採水を容易にすることができるという効果を得ることができる。

このような構成によれば、ふた１８を着脱する動作によってスケール析出電極１４および対照電極１５と電極清掃用突起１６とが接触し、そのときに発生する摩擦力により、スケール析出電極１４表面に付着したスケールを除去できる。これにより、スケール析出電極１４の表面に付着したスケールを容易に除去できるという効果を得ることができる。電極清掃用突起１６として、エンボス状のもの、ブラシ状のもの、板状のものなどを用いることにより、スケールの除去がより容易になる。これらを組み合わせて使用しても良い。

スケール析出電極１４および対照電極１５の材質としては、導電性を有する材料であれば良い。金属やカーボン、導電性セラミックスやそれらの複合材料などを用いることができるが、水処理の際には電圧を印加し電子の移動が生じるため、材質としてイオン化傾向の小さいものを選択することにより、電極の寿命を長く確保することができるようになる。たとえば、金属チタンや白金、グラファイトを、そのまま電極材質としても良いし、またはそれらを安価な電極基材表面に被覆処理して得たものなどを用いることができる。

また、スケール析出電極１４と対照電極１５を、二対以上設ければ、スケールの除去効果はより高まる。その場合においても、スケール析出電極１４が着脱と同時に清掃されることにより、その清掃工程は電極一対の場合に対して増えることがなく、容易に実施できるため、高いユーザーベネフィットを得ることができる。電極の数についてはとくに制約するものではない。必要な水量および水中のスケール成分に対して、処理可能な面積を確保していれば良い。

電極のサイズについてはとくに制約するものではない。必要な水量および水中のスケール成分に対して、処理可能な面積を確保していれば良い。平板状電極の場合、その厚みについてもとくに制約するものではなく、水処理装置１１の内部で、反りや歪みなどを起こさずに形状を維持できるものであれば良い。

スケール析出電極１４と対照電極１５の配置間隔が接近していれば、電極間に電流が流れやすくなり、スケール処理効率を高めることができる。その間隔は電極清掃用突起１６を配置するのに十分な間隔を確保しながら接近させることが好ましい。

着脱する電極は、必ずしもスケール析出電極１４と対照電極１５の双方とする必要はなく、対照電極１５は装置に固定し、スケール析出電極１４のみを着脱可能としても良い。

また、スケール析出電極１４と対照電極１５を平行に配置することにより、スケール析出電極１４の表面に均一にスケールを付着させることができるために、電極面積に対するスケール処理効率を高めることができる。

さらに、これらのスケール析出電極１４と対照電極１５との間隔を保持するための間隔保持部１７が、電極清掃用突起１６を兼用することにより、水処理装置を簡略化することができる。

（実施の形態２）
図２および図３に示すように、水処理装置２１における一対のスケール析出電極２２および対照電極２３は同心円筒状であり、さらにその同心円上には、前記スケール析出電極２２を囲むように電極清掃部位２４としての円形ブラシを設けている。被処理水を貯留する処理槽としての水タンク２５は、対照電極２３および電極清掃部位２４と一体であり、水タンク２５へ被処理水を供給するための供給口２６を備えている。被処理水の供給口２６をふさぐためのふた２７は、スケール析出電極２２と一体であり、ふた２７の着脱と同時に着脱ができるようになっている。また、浄化した水は採水口２８より採取可能であり、電極への電圧印加は接点２９から行われる。

このような構成によれば、スケール析出電極２２と対照電極２３は必然的に等間隔に保たれるために、スケール析出電極２２の表面に均一にスケールを付着させることができ、電極面積に対するスケール処理効率を高めることができる。

さらに、電極清掃部位２４も円形とし、スケール析出電極２２の同一面上に接するように配置すれば、スケール析出電極２２の表面を均一に清掃できるという効果を得ることができる。

また、スケール析出電極２２がふた２７の着脱と同時に清掃されるために、スケール析出電極２２表面から除去したスケールは水処理装置２１の内部に残される。このとき、供給口２６はふた２７を取り外すことにより開放され、除去したスケールを供給口２６から容易に廃棄することができる。さらに水処理装置２１へ被処理水を供給する際に、水処理装置２１内部を水ですすげば、装置内部も清掃することでき、スケール析出電極２２および対照電極２３だけでなく水処理装置２１を清潔に保つことができる。

さらに、スケール析出電極２２がふた２７と一体であり、被処理水の水面よりも上部にふた２７と水タンク２５の接合部を設ければ、漏水を起こすことなくスケール析出電極２２を着脱することができ、水処理装置２１内部に水が存在している場合にもスケール析出電極２２に付着したスケールを除去できるという効果を得ることができる。スケール析出電極２２を被処理水の水面よりも上部で着脱するには、被処理水の供給口２６とは別にスケール析出電極２２の着脱部を設けても良い。

（参考の形態１）
図４は、スケール析出電極３１および対照電極３２の表面にネジ構造を設けたものである。

このような構成によれば、スケール析出電極３１を着脱する操作を、ネジ構造の誘導に従って行うことができるために、スケール析出電極３１表面に付着したスケールを容易にこすり落とすことができる。

このとき、スケール析出電極３１および対照電極３２の着脱部３３はネジ受け構造とするのが良い。このとき、スケール析出電極３１表面から除去したスケールは着脱部３３に残されるが、水ですすげば容易に廃棄することができる。

また、ネジ構造以外にも、回転させることによってスケール除去ができる構造であっても同様の効果を得ることができる。

着脱する電極は、必ずしもスケール析出電極３１と対照電極３２の双方とする必要はなく、対照電極３２は装置に固定し、スケール析出電極３１のみを着脱可能としても良い。また、各々を単独で着脱できるようにしても良い。

（実施の形態３）
図５は、複数の電極が平板形状をしているものである。スケール析出電極４１と対照電極４２とを、同じ平面上に絶縁層としての樹脂フィルム４３を介して設けることにより、一枚の平板内にスケール析出電極４１と対照電極４２とを同時に有している。

このような構成によれば、スケール析出電極４１および対照電極４２が平板形状であるために、スケール析出電極４１の表面の清掃が容易になるという効果を得ることができる。

また、スケール析出電極４１と対照電極４２とを、同じ平面上に絶縁層を介して設けることにより、一枚の平板内にスケール析出電極４１と対照電極４２とを同時に有するようにすれば、水処理装置内部におけるスケール成分の濃度勾配を小さくすることができるために、電極面積に対するスケール処理効率を高めることができる。また、間隔を変更したり、数を増やしたりすることも容易である。

絶縁層を介してスケール析出電極４１と対照電極４２とを同じ平面上に設ける方法としては、たとえば、金属箔からなるスケール析出電極４１と対照電極４２を、樹脂フィルム４３で接着することによって得ることができる。接着したスケール析出電極４１および対照電極４２に電圧を印加することによって、スケールを析出させることができるようになる。

（実施の形態４）
図６に示すように、加湿装置５１は、加湿部としての気化フィルタ５２および前記気化フィルタ５２へ空気を送るための送風手段５３と、気化フィルタ５２に加湿水５４を供給するための水処理装置５５とを備えている。水処理装置５５においてスケール除去された水が、採水口５６を経由して前記気化フィルタ５２に供給され、それにより湿った気化フィルタ５２に対して前記送風手段５３により空気を送ることにより、潤った空気を得ることができるという仕組みである。

このような構成によれば、つねにスケールが十分に除去された水を使って加湿することができるために、清潔な加湿空気が得られるという効果を得ることができる。

加湿部としては、気化フィルタ５２と送風手段５３による気化手段に限らず、超音波振動子やノズルを用いる常温霧化手段や、水中に加熱用のヒータを設けて加湿する蒸発霧化手段を用いても良い。どの加湿手段を用いた場合にも、電極を着脱するたびにスケール析出電極が清掃される水処理装置５５を使用することにより、つねにスケールが十分に除去された水を使って加湿することができるために、清潔な加湿空気が得られるという効果を得ることができる。

本発明にかかる電極清掃方法および水処理装置は、電極を着脱することにより、電極表面に付着したスケールを容易に除去することを可能とするものであり、加湿装置など水を利用する機器に使用される水処理装置として有用である。

１１ 水処理装置
１２ 被処理水
１３ 処理槽
１４ スケール析出電極
１５ 対照電極
１６ 電極清掃用突起
１７ 間隔保持部
１８ ふた
１９ 接点
２０ 給水口兼採水口
２１ 水処理装置
２２ スケール析出電極
２３ 対照電極
２４ 電極清掃部位
２５ 水タンク
２６ 供給口
２７ ふた
２８ 採水口
２９ 接点
３１ スケール析出電極
３２ 対照電極
３３ 着脱部
４１ スケール析出電極
４２ 対照電極
４３ 樹脂フィルム
５１ 加湿装置
５２ 気化フィルタ
５３ 送風手段
５４ 加湿水
５５ 水処理装置
５６ 採水口
１０１ 水タンク
１０２ 陽極
１０３ 陰極
１０４ カチオン交換膜
１０５ アニオン交換膜
１０６ 被処理水
２０１ 水処理装置
２０２ 被処理水
２０３ 処理槽本体
２０４ 陽極
２０５ 陰極
２０６ 電圧印加手段

Claims (5)

1. 被処理水を貯留する処理槽と、その内部において被処理水に浸漬される一対以上のスケール析出電極および対照電極と水処理装置への被処理水の供給口をふさぐためのふたを備え、前記スケール析出電極と前記対照電極は平行に配置されており、これらの電極の間隔を保持するための間隔保持部の表面に、電極清掃用突起を設け、少なくとも前記スケール析出電極は前記ふたに固定され、前記処理槽から前記ふたを着脱することにより、前記スケール析出電極と前記電極清掃用突起が接触し、その摩擦力によって、前記スケール析出電極に付着した析出物を剥離することを特徴とする水処理装置。
2. スケール析出電極および対照電極が同心円筒状であることを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
3. スケール析出電極が平板形状であることを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
4. スケール析出電極と対照電極を、同じ面上に絶縁層を介して設けたことを特徴とする請求項３記載の水処理装置。
5. 加湿部と、前記加湿部へ空気を送るための送風手段と、前記加湿部に加湿水を供給するための請求項１乃至４いずれかに記載の水処理装置とを備えた加湿装置。

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