JPH03195A - 飲料水殺菌装置の塩素発生電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばカップ式飲料自動販売機の飲料水供給
系に組み込んだ飲料水殺菌装置の塩素発生電極に関する
。

〔従来の技術〕

頭記したカップ式飲料自動販売機では、水道から給水さ
れた水道水を機内の水リザーバに貯留し、ここから各種
飲料の希釈用水、製氷機の製氷用水として１共給するよ
うにしている。

一方、自動販売機では、食品衛生法上から機内の水リザ
ーバに貯留されている飲料水は滅菌されていることが義
務付けられている。

ところで、上水道の給水場から需要末端に配水される水
道水には一般にｏ、ｉｐｐｍ程度の塩素が含まれている
が、上記の自動販売機では一般に水道からの給水を活性
炭フィルタを経由して水リザーバに導入するようにして
いることから、水道水中に含まれている塩素の多（は活
性炭フィルタを透過する過程で還元、除去されてしまう
、さらに、水道水が水リザーバに長い時間貯留されてい
ると水中の塩素が自己分解することもあり、水リザーバ
の貯留水は残留塩素濃度が低下してこのまま放置すると
殺菌能力が低下するようになる。

このために、自動販売機では水リザーバに貯留されてい
る飲料水を機内で改めて殺菌することが行われており、
かつこの殺菌手段として薬品添加法、オゾン殺菌法の他
に、最近では水道水の電気分解による塩素殺菌法が一部
で実用化されている。

この塩素殺菌法は、水道水に含まれている塩素イオン　
（塩素イオン自身には殺菌能力はない）を有効利用し、
水道水を電気分解することにより塩素イオンを陽極酸化
して塩素を発生させ、この塩素を水中に溶存させて飲料
水を殺菌しようとするものであり、具体的には水リザー
バの水中に直流電圧を印加する一対の電極板からなる塩
素発生電極を設！しておき、この電極に通電して水を電
気分解する。これにより、次式で表すように水道水に含
まれている塩素イオンが陽極酸化されて電子を失って塩
素に変換され、飲料水が再び塩素を含んで殺菌力を有す
るようになる。

２Ｃ１−−２ｅ　　−＋　　Ｃｊ。

ＣＪｌ　＋Ｈ１Ｏｎ　　Ｈ（ＪＯ＋Ｈｃ！次に前記した
塩素殺菌法を採用したカップ式飲料自動販売機の飲料水
供給系の構成を第８図に示す０図において、１は水道、
２は活性炭フィルタ、３は水リザーバ、４は水リザーバ
３に内蔵のフロートスイッチ付き人口弁、５は製氷機、
６は送水ポンプ７、水冷却コイル８．冷水弁９を含む希
釈水供給ライン、１０はベンドステージ１１に搬出され
たカップであり、これらで構成された飲料水供給系に対
し、水リザーバ３には水中に浸漬して塩素発生電極１２
が設置されている。なお、１３は電極１２に電圧を印加
する直流を源、１４は通１！Ｘ制御部である。

また、前記した塩素発生電極１２は、第９図１第１０図
に示すように、数閣程度に選定した所定間隔のギャップ
を隔てて向かい合わせに並ぶ短冊形の２枚の電極板１２
ａをホルダ１２ｂに保持した構造であり、ホルダ１２ｂ
の上面には各電極板１２ａの端子１２ｃが突出して電源
側に接続されている。そして、かかる塩素発生電極１２
は、ホルダ１２ｂが水面上に位置し、電極板１２ａが水
中に浸漬するように上方より水リザーバ３の内部挿入し
て設置されている。

かかる構成で、水リザーバ３には水道１から大口弁４を
通じて給水された水がフロートスイッチで設定した規定
水位に貯留され、ここから製氷機５、および希釈水供給
ライン６に配水されることは周知の通りである。一方、
水リザーバ３の貯留水に対して適宜な時間周期、ないし
飲料の販売動作に合わせるなどして、塩素発生信号を通
電制御部１４に与えて塩素発生電極１２を通電すること
により、先述のように水中に塩素が生成して飲料水が殺
菌される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記のように短冊形の一対の！極板を単純に
向かい合わせて水リザーバ内に配備した塩素発生電極の
構造では、自動販売機の販売動作との関連で次記のよう
な不具合が発生する。

まず、水リザーバ３は、第８図で述べたようにフロート
スイッチ付き人口弁４の開閉−制御により水道からの供
給された水を槽内で規定水位に保つようにしている。な
お、大口弁４のフロートスイッチは低水位スイッチ４ａ
、高水位スイッチ４ｂを組合せからなる。すなわち、飲
料販売に伴う飲料水の導出により水リザーバ３の水位が
低下して人口弁４に付属したフロートスイッチの低水位
スイッチ４ａが動作すると、そのスイッチ動作信号を受
けて入口弁４が開放し、水道ｌより水リザーバ３に水道
水が補給される。また、水道水の補給により水リザーバ
３の水位が回復してフロー］・スイッチの高水位スイッ
チ４ｂが動作すると、そのスイッチ動作信号により大口
弁４が閉じる。これにより水リザーバ３の水位はフロー
トスイッチで設定された水位に保たれる。なお、フロー
トスイッチで設定した水リザーバ３の水位を規定水位と
してＨｌで表す。

一方、第８図における製氷機５は、その貯水室５ａ内に
生じた氷の融水を融水管５ｂを通じて水リザーバ３に戻
すようにした方式が一般に採用されており、販売待機中
（大口弁４が閉じて水リザーバ３の水位は規定水位Ｈ１
に保持されている）に製氷機５からの融水が還流すると
、製氷機側の水位とバランスするように水リザーバ３の
水位が押し上げられ、このために水リザーバの水位は第
９図に示すように規定水位Ｈ１を超えて水位Ｈ２に上昇
するようになる。

しかも、水リザーバ３の水位が変動すると、これに伴い
塩素発生電極１２が水中に没する浸漬領域。

つまり塩素発生に直接関与する電極Ｆｉ１２ａの接液面
積が変化する。したがって、この状態で塩素発生信号が
与えられて電極１２に通電すると、同じ通電条件（印加
電圧９通電時間など）の下では、規定水位Ｈ１の状態で
通電した場合と比べて塩素発生量に差が生じる。すなわ
ち、塩素の発生は水中に浸漬している電橋部分の表面で
行われるために、電極板の接液面積が変わるとそれに対
応して塩素発生量が変動する。この場合に、電極の接液
面積をＳ、電極板の間隔をｌ、水道水の導電度をＥＣ。

電極の印加電圧を１１通電電流をＩとすると、水素発生
量Ｑとの間には次式の関係が成立する。

Ｑ−（Ｓ／Ｉｌ）　　・ＥＣ−１（、ｘ　　（１／　Ｖ
　）　・ｋ。

但し、ｋ、ｋｔ：定数 また、上記の式をグラフで表すと第１１図のようになる
。

一方、飲料水は水中の塩素濃度が低いと殺菌効果が低下
するが、逆に塩素濃度が過剰になると塩素臭が強すぎて
販売飲料の風味を損なう他、着色清涼飲料の変色、飲料
供給系管路を構成している材料の劣化などの問題が生じ
る。

かかる点、第９図に示したように塩素発生電極１２とし
て短冊形の電極板（幅寸法Ｄ）を採用した従来の電極構
造では、水位の変動に伴って電極板の接液面積が大きく
変化する。つまり、先記した製氷機からの融水連流など
により水リザーバの水位が規定水位Ｈ１からｌ（２に上
昇した場合には、電極板の接液面積がＤｘ　（Ｈ２−Ｈ
ｌ）の割合で増加する。

このために塩素発生量が水リザーバの貯水量に対して過
剰となり、水中の塩素濃度が高まって塩素臭により飲料
水の風味が損なわるなどの問題が生じる。このことは実
機テストからも確認されている。

本発明は上記の点にかんがみてなされたものであり、電
極板の形状を改良することにより、水リザーバの水位変
動１特に製氷機からの融水連流が原因で水位が水リザー
バの規定水位を超えて上昇した場合でも、貯水水量に対
して塩素が過剰に発生しないようにした飲料水殺菌装置
の塩素発生電極を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記ｌ［題を解決するために、本発明の塩素発生電極は
、水リザーバ内に貯留される水道水の規定水位を境に、
該規定水位より上方に延在する電極板部分の幅寸法を、
規定水位以の電極板部分の幅寸法に比べて狭小幅に設定
して構成するものとする。

また、前記の課題は、水リザーバ内の規定水位を境に、
該規定水位より上方に延在する電極板部分の表面を電気
絶縁材で被覆した構成とすることでも解決できる。。

さらに、別な解決手段として、水リザーバ内の規定水位
を境に、該規定水位の上方域にて対間する電極板の間に
絶縁隔壁を設けた構成とすることもできる。

〔作用〕

（１）前記のように、水リザーバ内の規定水位を境に、
該規定水位より上方に位置する電極板部分の幅寸法を、
規定水位以下の電極板部分に比べて狭小幅に設定すると
、水リザーバ内の水位が規定水位から上昇した場合でも
、電極板の狭小幅な部分が余分に浸漬するだけで塩素発
生に直接関与する電極板の接液面積の水位上昇に伴う増
加分は僅かである。したがって、水リザーバの水位上昇
にともなう塩素発生量が過剰となって飲料の風味を損な
うことがな（なる。

（２）また、水リザーバ内の規定水位を境に、該規定水
位より上方に延在する電極板部分の表面を電気絶縁材で
被覆した構成とすることにより、水リザーバ内の水位が
規定水位を超えて上昇した場合でも、規定水位で水面上
に露呈していた絶縁被覆部分が水中に没入するだけで、
塩素発生に直接関与する実効的な電極の接液面積は変わ
らず、過剰な塩素発生を抑えることができる。

（３）さらに、水リザーバ内の規定水位を境に、該規定
水位の上方域にて対向する電極板の間に絶縁隔壁を設け
た構成では、水リザーバ内の水位が規定水位を超えて上
昇した場合でも、その水位上昇分に対応して絶縁隔壁が
水中に没することになる。

したがってこの隔壁が対向電極板の間で水中を流れる電
流に対し通電障害物として働き、前記と同様に塩素発生
量の過剰な増加を抑える。

〔実施例〕

第１図ないし第７図は本発明の実施例を示すものであり
、第９図、第１０図に対応する同一部材には同じ符号が
付しである。

まず、第１図、第２図に示す実施例では、対向する一対
の電極板１２ａの形状について、先記した水リザーバの
規定水位Ｈ１を境に、該規定水位Ｈ１より上側に延在す
る電極板部分の幅寸法ｄを規定水位Ｈ１より下側に位置
する電極板部分の幅寸法りと比べて狭小幅とし、その幅
寸法ｄは電極の通電に必要な電流容量を確保できる程度
の小幅に設定されている。なお、前記した電極板１２ａ
の狭小幅域は、水リザーバで想定される水位上昇変動幅
域に対応して形成されていればよい。

かかる構成により、水リザーバ内の水位が規定水位Ｈ１
を超えてＨ２に上昇した場合でも、規定水位Ｉ１１の状
態と比べて幅寸法の狭い部分が余分に水中に没するだけ
であり、塩素発生に直接関与する電極板１２ａの接液面
積増加分は僅少となる。したがって電極の印加電圧８通
電時間を一定とすれば、電極への通電による塩素発生量
は、規定水位旧と上昇水位Ｈ２とでは殆ど変わらずにほ
ぼ一定量となる。これにより水リザーバの貯留水量に対
し塩素濃度が過剰になって販売飲料の風味を損なうこと
がなくなる。

第３図は前記実施例の応用実施例であり、電極板１２ａ
の狭小幅３部（幅寸法ｄ）が電極板１２ａの側端部に形
成されており、かつ対向し合う一対の電極板の間で左右
に互い違いに配置されている。つまり狭小幅部同士が電
極板１２ａの間に設定したギャップの対角線上で向き合
っていて相互間隔が実質的にｔ８ｉのギャップ寸法より
も大となる。したがって、水位が上昇した際に水中を流
れる電流、したがって塩素発生量の増加を抑えるのに有
効に作用する。

第４図、第５ｒｊ！Ｊは前記各実施例と別な手段の実施
例を示すものであり、水リザーバの規定水位Ｈ１を境と
して、該規定水位Ｈ１より上側に延在する電極板部分の
表面に例えば樹脂コーティングを施すなどして電気絶縁
材１５で被覆したものである。

かかる構成により、水位が規定水位■１を超えてＨ２に
上昇しても、絶縁被覆された部分が水中に没するだけで
、塩素発生に関与する電極板の接液面積は不変であり、
したがって塩素発生量は水位の上昇変動で増加すること
なく一定量に収まる。

第６図、第７図はさらに異なる手段の実施例を示すもの
であり、水リザーバの規定水位Ｈ１を境として、該規定
水位）＋１より上方域にて、対向する一対の電極板Ｌ２
ａの間に絶縁隔壁１６を設けたものである。この隔壁１
６の幅寸法Ｄ１は少なくとも電極板１２ａの幅寸法りよ
りも大に選定して対向する電極板１２ａの水中通電路を
遮断するように配備されている。なお、この隔壁１６は
電極ホルダ１２ｃと一体成形することもできる。

かかる構成により、水位が規定水位Ｈ１を超えてＨ２に
上昇した状態では、絶縁隔壁１６の下端部が水中に没入
することになり、この水中没入部分が電極板１２ａの間
で水中を流れる電流に対して障害物として働く、これに
より、規定水位Ｉ１１と上昇水位Ｈ２との間で水中に没
した電極板の面域は、殆ど塩素発生に直接関与せず、こ
れにより水位上昇に伴う塩素発生量の増加を僅少に抑え
ることができる。

〔発明の効果〕

本発明による塩素発生電極は、以上説明したように構成
されているので、次記の効果を奏する。

（１）水リザーバの水位があらかじめ入口弁に付属のフ
ロートスイッチで設定した規定水位を超えて上昇した際
でも、塩素発生に直接関与する電極板の接液面積、した
がって電極通電による塩素発生量の増加を僅少に抑えて
、飲料水の塩素濃度が過剰になるのを防止できる。

（２）シたがって、カシ式飲料自動販売機に適用し、そ
の飲料水供給系の水リザーバに塩素発生電極を組み込ん
で水リザーバに貯留した飲料水を殺菌する場合には、製
氷機からの融水還流などで水リザーバの水位が規定水位
を超えて上昇することがあっても、塩素の過剰発生を抑
えて飲料の風味が損なわれるのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例の塩素発生電極の構
成を示す正面図、および側面図、第３図は前記実施例の
応用実施例を示す正面図、第４図。 第５図は前記★施例と異なる手段による実施例の構成を
示す正面図、および側面図、第６図、第７図はさらに異
なる手段による実施例の構成を示す正面図、および側面
図、第８図は飲料水殺菌装置を装備したカップ式飲料自
動販売機の飲料水供給系統図、第９図、第１０図は従来
における塩素発生電極の構成を示す正面図、および側面
図、第１１図は塩素発生量と塩素発生電極の電流／電圧
との関係を表す図である０図において １：水道、３：水リザーバ、１２：塩素発生電極、１２
ａ：電極板、１３：直流電源、１５；絶縁材被覆、１６
：絶縁隔壁、Ｄ：規定水位より下部の電極板輻第１図 第２図 第３図 第４図 第５図　第６図 第７図 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）飲料水供給系に備えて水道水を貯留する水リザーバ
   に対し、その内部に電源に接続した一対の塩素発生電極
   板を上方より挿入して対向配備し、該電極板への通電に
   よる電気分解作用で水道水に含まれている塩素イオンを
   塩素に変換して飲料水を殺菌する飲料水殺菌装置の塩素
   発生電極であって、水リザーバ内に貯留される水道水の
   規定水位を境に、該規定水位より上方に延在する電極板
   部分の幅寸法を、規定水位以下の電極板部分の幅寸法に
   比べて狭小幅に設定したことを特徴とする飲料水殺菌装
   置の塩素発生電極。 ２）飲料水供給系に備えて水道水を貯留する水リザーバ
   に対し、その内部に電源に接続した一対の塩素発生電極
   板を上方より挿入して対向配備し、該電極板への通電に
   よる電気分解作用で水道水に含まれている塩素イオンを
   塩素に変換して飲料水を殺菌する飲料水殺菌装置の塩素
   発生電極であって、水リザーバ内に貯留される水道水の
   規定水位を境に、該規定水位より上方に延在する電極板
   部分の表面を電気絶縁材で被覆したことを特徴とする飲
   料水殺菌装置の塩素発生電極。 ３）飲料水供給系に備えて水道水を貯留する水リザーバ
   に対し、その内部に電源に接続した一対の塩素発生電極
   板を上方より挿入して対向配備し、該電極板への通電に
   よる電気分解作用で水道水に含まれている塩素イオンを
   塩素に変換して飲料水を殺菌する飲料水殺菌装置の塩素
   発生電極であって、水リザーバ内に貯留される水道水の
   規定水位を境に、該規定水位の上方域で対向し合う電極
   板部分の間に絶縁隔壁を介装したことを特徴とする飲料
   水殺菌装置の塩素発生電極。