JPH0615276A

JPH0615276A - 水の電解消毒方法及び流水形水電解式消毒器

Info

Publication number: JPH0615276A
Application number: JP4197536A
Authority: JP
Inventors: Yoshitane Tamura; 善胤田村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 1994-01-25
Anticipated expiration: 2013-02-10
Also published as: JP2711382B2

Abstract

(57)【要約】【目的】消毒対象水を選択して電解できると共に、そ
の電解時に発生する酸素ガスを有効に利用でき、しかも
設置場所の制約も受けないようにすることを目的とす
る。【構成】消毒対象水が流入口18から流出口45へと流れ
るように流路中に介装される密閉容器12内に、その消毒
対象水と該消毒対象水中に含有される塩化物とを電解す
る電極22,23 を設けた流水形水電解式消毒器5 を用い
る。そして、電極22,23 間に消毒対象水を通し、この消
毒対象水と該消毒対象水中に含有される塩化物とを電解
して消毒する。この電解時に発生する酸素ガスを利用し
て水の消毒と良水化とを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水の電解消毒方法及び
流水形水電解式消毒器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】飲料水等を消毒する場合、従来は消毒液
を消毒対象水に直接注入して消毒する方法が一般に採ら
れている。しかし、これは常に消毒液の補充が必要であ
ると共に、注入装置の操作、メンテナンス上の問題があ
る。また過剰消毒による発癌性の問題、或いは無注入に
よる消毒不良の問題、更にはランニングコストが嵩む等
の問題がある。

【０００３】そこで、本発明者は、水中に含まれる塩化
物を電解して消毒対象水を消毒する電解消毒装置に関す
る技術を既に開発し提案した。この消毒法は、消毒器本
体に電極を備え、これを消毒対象水の水中に浸漬し、水
中に含まれる対象水を電解して消毒するものである。従
って、従来のような消毒液の注入・添加を要せず、過剰
消毒、その他の問題を解消でき、しかも電源の供給だけ
で良いので、省力化と併せランニングコストを低減でき
る等の利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この電解消毒
技術は、単に水中の任意箇所に本消毒装置を投入浸漬さ
せておき、対象水を電解して含有塩素イオンから次亜塩
素酸ソ−ダを発生させるだけであるため、電解を長時間
続行しなければ、対象水全体を均一に十分消毒すること
ができない。また全体にわたって残留塩素を拡散するに
は残留塩素拡散装置が必要である。しかも、対象水量が
常に多いため、残留塩素が再分解することも多くなると
言う欠点がある。本発明は、かかる従来の電解消毒が有
する課題に鑑み、対象水を選択して電解できると共に、
その電解時に発生する酸素ガスを有効に利用でき、しか
も設置場所の制約も受けないようにすることを目的とし
て提供されたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る水の電解消
毒方法は、流路中に設けられた電極22,23 間に消毒対象
水を通し、この消毒対象水と該消毒対象水中に含有され
る塩化物を電解し、その電解時に発生する酸素ガスを利
用して水の消毒と良水化とを行うものである。また本発
明に係る流水形水電解式消毒器は、消毒対象水が流入口
18から流出口45へと流れるように流路中に介装される密
閉容器12内に、その消毒対象水と該消毒対象水中に含有
される塩化物とを電解する電極22,23 を設けたものであ
る。

【０００６】

【作用】電解消毒に際しては、流路中に密閉容器12を介
装しておき、消毒対象水を流入口18から密閉容器12内に
入れて電極22,23 間に通し、この消毒対象水と消毒対象
水に含有される塩化物を電解し、次亜塩素酸ソーダの生
成により消毒対象水を消毒すると共に、消毒対象水に残
留塩素を付与する。そして、この電解時に発生する酸素
ガスを利用して消毒対象水の消毒と良水化とを行う。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。図１乃至図６は、本発明を水道水の補完消毒用と
して利用した場合の第１実施例を示す。図１において、
1 はビルの屋上等に設置された高置貯水槽で、下部に入
口管2と出口管3 が接続され、また出口管3 には蛇口4
が接続されている。

【０００８】5 は飲料水用の塩素系流水形水電解式消毒
器で、貯水槽1 の上に設置されている。この消毒器5
は、貯水槽1 内の水6 を消毒対象水として揚水ポンプ7
により汲み上げて揚水管8 を介して流入管9 から流入さ
せ、その消毒対象水と消毒対象水中に含有する塩化物を
電解して有効塩素を含有する水に消毒した後、流出管1
0、戻し管11を経て貯水槽1 内に戻し、貯水槽1 の水全
体を消毒すると共に、水に残留塩素を付加するためのも
のである。

【０００９】この消毒器5 は、図２乃至図５に示すよう
に構成されている。即ち、図２乃至図５において、12は
直方体型に形成された密閉容器12で、この密閉容器12は
揚水管9 から戻し管11に至る流路の途中に介装されてい
る。この密閉容器12内には、その長手方向の一端側から
他端側に向かって整流部13、フィルタ−部14、電解室1
5、電源タ−ミナル部16が直列状に設けられている。整
流部13は、縦及び横方向に多数に区画された格子状の整
流板17を有し、流入口18から密閉容器12内に流入する消
毒対象水を整流するように構成されている。なお、整流
板17の各格子目内には、整流兼用の前置フィルタ−を介
装しても良い。

【００１０】流入口18は、整流板17に対向して密閉容器
12の長手方向の一端側の側壁19に形成されており、この
流入口18に流入管9 が固着されている。そして、流入管
9 に揚水管8 が着脱自在に接続されている。フィルタ−
部14には、フィルタ−保持枠20が設けられており、この
フィルタ−保持枠20に、塩素イオンを溶出してミネラル
化するためのミネラル化用、或いは濾過するための濾過
用等のフィルターエレメント21が、必要に応じて挿入で
きる構造になっている。

【００１１】電解室15は密閉容器12内のフィルタ−部14
と電源タ−ミナル部16との間に形成されており、この電
解室15内には多数組の電極22,23 が組み込まれている。
電極22,23 は、例えばチタン板の表面の片面又は両面に
白金層を形成したものと、チタン板からなるものとを取
り混ぜて構成されており、長手方向の両端部で上下一対
のスペ−サ24,25 により略等間隔に保持されている。な
お、スペ−サ24,25 は、長手方向の両端部でのみに限ら
ず、その途中に所要の間隔で設けても良い。

【００１２】各電極22,23 の一端にはタ−ミナル26,27
が一体に突出形成され、その各タ−ミナル26,27 に、電
源タ−ミナル部16内で電源ケ−ブル28の各線29, 30が接
続されている。なお、電源タ−ミナル部16は、絶縁性の
充填材31を充填して完全防水に密閉され、また電源ケ−
ブル28はブッシュ32を介して密閉容器12の他方の側板33
から外部に引き出されている。

【００１３】上下一対のスペ−サ24,25 は、絶縁材から
成り、電極嵌合凹部34,35 が等間隔おきに多数形成され
ると共に、密閉容器12の上壁36及び底壁37との間にガス
通路38,39 を形成すべく切欠部40,41 が形成されてい
る。そして、各スペ−サ24,25は密閉容器12内の上下に
嵌合され、その各電極嵌合凹部34,35 に電極22,23 が嵌
合されている。なお、電極22,23 が0.8mm の場合、各電
極嵌合凹部34,35 は幅１mm、深さ３mm程度であり、また
各電極嵌合凹部34,35 間の間隔は２〜３mmである。

【００１４】密閉容器12の上壁36には、整流部13に対応
して残塩計、ＰＨ計、伝導率計等の計測子挿入用の穴42
が形成されると共に、内部を目視により点検するための
ハッチ式の点検窓43,44 がフィルタ−部14及び電解室15
に対応して形成され、更に電解室15の電源タ−ミナル部
16側の近傍に流出口45が形成されている。そして、流出
口45には流出管10が固着されている。

【００１５】流出管10は水出口部47とガス排気部48とを
有し、水出口部47に戻し管11が接続されている。ガス排
気部48は電解時に発生したガスを消毒器本体12の外部に
抜くためのものであって、自動連続的に開閉自在であ
る。なお、49はサンプリング部で、消毒器本体12の側面
に設けられ、開閉自在に構成されている。

【００１６】電源ケ−ブル28は制御函50内の電源制御部
51に接続されている。電源制御部51は、図６に示すよう
に、位相反転部52、オン時用の大容量電源部53、オフ時
用の小容量電源部54、制御部55、及び安全器付きの主ス
イッチ56等により構成されている。位相反転部52は、間
欠的に電極22,23 間に印加する電源の位相（プラス・マ
イナス）を逆転するもので、この位相反転部52の逆転の
持続時間及びその時の印加電圧は制御部55により制御さ
れる。

【００１７】大容量電源部53は、オン時に位相反転部52
を介して電極22,23 間に大電圧を印加するためのもの
で、制御部55のタイマ−機能等によりオン・オフ制御さ
れ、かつそのオン時の印加電圧も制御される。小容量電
源部54は、大容量電源部53のオフ時に電極22,23 間に小
電圧を印加するためのもので、制御部55により制御され
る。制御部55は流水計57、残塩計58等の外部信号によ
り、位相反転部52、電源部53,54 を制御するものであ
る。主スイッチ56は電源コ−ド59等を介してAC100(V)の
商用交流電源に接続されている。なお、60は電流計、62
はモニタ−ランプである。

【００１８】上記構成によれば、貯水槽1 内の水6 を消
毒器5 により追加消毒することができる。即ち、貯水槽
1 内の水6 を消毒対象水として揚水ポンプ7 で汲み上
げ、その消毒対象水を揚水管8 を経て密閉容器12内に流
入させる。そして、各組の電極22,23 間に電圧を印加
し、水に含有する塩化物（塩化マグネシュ−ムや塩化カ
ルシューム等）を各電極22,23 間に導いて電解する。す
ると各電極22,23 の内、陽極ではＣｌ₂ が、陰極ではＮ
ａＯＨが夫々生成されると同時に結合してＮａｃｌとな
って水に溶存する。従って、水のpH値によりＯCl−やＨ
ClＯの状態で残留塩素として水6 に消毒力を与える。

【００１９】依って、水道水であっても、貯水槽1 内で
滞留する間に残留塩素値が0.1ppm以下となって消毒力を
失えば、空気中の病原菌等が入った場合に、これが繁殖
して悪水に変化するが、例えばタイマ−制御、或いは貯
水槽1 内の水の残留塩素値不足等の検知信号、貯水槽1
への流入水の停止信号等により、自動的に電解による水
6 の消毒を行ようにしておくことによって、水6 の残塩
素値を常に例えば0.15ppm 以上等に保つことができる。
また貯水槽1 内の水6 を揚水ポンプ7 で汲み上げ、それ
を消毒対象水とするので、選択的に水6 を消毒すること
ができ、溜まり水の浄化が可能である。特に、水6 の揚
水箇所と戻し箇所とを選択することにより、貯水槽1 内
の水6 を効率的に処理することができる。

【００２０】同時に発生する水素ガスと酸素ガスは、水
をバブリングしながら大気中に拡散消滅するが、密閉容
器12内でのバブリング中に、酸素ガスは水の消毒作用
（接触酸化作用）を有すると共に、水の溶存酵素濃度を
濃くし、生命体に有利な水に移行させることができ、そ
の水が密閉容器12から貯水槽1 内の水6 に流出する。し
かも、電解によって水粒子が微細化し、更に生命体に有
利な水にすることができる。

【００２１】この電解時には、各組の電極22,23 間に直
流電圧を印加するが、制御部55のタイマ−機能によるオ
ン・オフ、或いは外部の流水計57等からのオン・オフ制
御信号に従って電圧をオン・オフする。そして、オン時
には大容量電源部53から大電圧を供給して電極22,23 間
に大電流を流す。また、オフ時には小容量電源部54から
小電圧を供給し、電極22,23 間に微小電流を流す。この
ため電極22,23 自身による塩素消費を防止できると共
に、残留塩素値の経時的な低下を防止できる利点があ
る。

【００２２】しかも、オン時においても、制御部55から
の信号により位相反転部52が働き、電極22,23 に印加す
る電圧の位相を間欠的に反転させる。このためマイナス
極に付着した硬度成分のスケールを電気的に溶出するこ
とができ、メンテナンスフリー化を図りつつ、初期性能
の持続を図ることが可能である。電解時に電解室15内に
純水素と純酸素が発生し、特に酸素ガスは水質改善に利
用できるが、この時の酸素ガスのバブリングの様子や電
極22,23 の状況は、点検窓44を覗けば密閉容器12の外側
からでも目視により点検できる。

【００２３】密閉容器12に流入する水は、整流部13で整
流し、フィルター部14のフィルターエレメント21を通し
てミネラル化した後、電解室15に送る。このため水の塩
素イオンが不足気味な場合にも、電解効果を良くするこ
とができる。なお、必要に応じて前置フィルターを経由
して整流部13に入れても良いし、フィルター部14で濾過
しても良い。なお、前置フィルターは整流部13に設ける
他、密閉容器12の外部に設けても良い。

【００２４】このような構成の消毒器5 を利用すれば、
貯水槽1 内の水6 の消毒と良水化を簡単かつコンパクト
なもので、しかも特殊な技術や工事等を要することな
く、メンテナンスフリ−で手軽にできるので、追加消毒
用として非常に有効である。上水道では、末端の水槽内
の水の管理衛生、自然水を飲料水とする場合は、原水を
消毒器5 に通水することにより、水系病原菌による事故
を未然に防止できる。勿論、水に残留塩素を与えるの
で、固液分離した原水の場合は、水道法で定める安全な
水として十分に飲用できる。

【００２５】電解時に発生するガスは、密閉容器12の上
面側のガス排気部48から抜く。従って、この消毒器5 を
屋内で使用する場合には、ガス排気部48から排気管を介
して屋外へ排出すれば良く、室内の換気の必要がないの
で、付帯工事が省ける利点がある。また密閉容器12内に
電極22,23 を設けているため、設置場所も制限されるこ
とがなく、必要な箇所に簡単に施工できる。密閉容器12
の点検窓43,44 から電極22,23 その他の状態、或いは電
解能力等の点検が随時可能であり、しかも密閉型であっ
て、フィルターを密閉容器12内の流入側に組み込むか、
又は前段に設ける等によって、対象水のゴミ等による損
傷から電極22,23 を保護できるので、従来の水中浸漬型
に比べてメンテナンス時の作業性が良くなる。更に、密
閉容器12の入口側の上面に設けた穴42から各種水質検査
用の計測子を挿入して取り付けることができ、密閉容器
12で計測子のホルダーを兼用できる。

【００２６】図７に示すように、入口管2 から貯水槽1
に入る水の一部を管75で消毒器5 に導いて処理した後、
管76を経て出口管3 内に入れ、貯水槽1 からの水6 と処
理後の水とを混ぜて給水栓に送るようにしても良い。こ
の場合にも、処理後の水が貯水槽1 からの水6 と混ざる
ので、両者を混合調整することにより、水6 に適当な残
留塩素を付与すること等が可能である。

【００２７】井戸63を飲料水源とする場合は、図８に示
すように、井戸水64を揚水管65を介して揚水ポンプ66に
より汲み上げ、送水管67を経て各給水栓に送水する配管
の途中に消毒器5 を介装しても良いし、また井戸水64の
中に消毒器5 を投入し吊り下げて浸漬しておいても良
い。なお、後者の場合には、密閉容器12の流入口18、流
出口45を大きくするか、又はその数を増やすことが望ま
しい。

【００２８】このようにすれば、前者の場合には、井戸
水64が汲み上げられて送水される間に、その配管の途中
にインラインで消毒し良水化できる。また後者の場合に
は井戸63内で既に消毒し良水化できる。従って、井戸水
64であるにも拘らず、それに残留塩素を与えて消毒する
ことができると共に、消毒力が持続する所謂残留塩素0.
1ppm以上の水道水に適合する水とすることが可能であ
る。なお、井戸63の場合も、図１の貯水槽1 と同様に、
井戸63から揚水して井戸63に戻す循環経路中に消毒器5
を設けても良い。

【００２９】消毒器5 を小型で小容量のものにすれば、
図９及び図10に示すように、レストル−ム等のシスタン
ク68内に投入して電源を入れて置いても良い。この場
合、消毒器5 はハンガ−69をタンク本体70の上端縁等に
引っ掛けて水中に吊り下げておき、また制御函50はレス
トル−ムの壁面等に金具71で掛けておけば良い。

【００３０】これによってシスタンク68という最も末端
の水槽内での溜まり水を追加消毒することができる利点
がある。従って、間違って飲用しても安全な水となり、
シャワ−等の使用時にも健康的な良い水を使用すること
ができる。なお、この場合、密閉容器12の流入口18、流
出口45は比較的大きくすることが望ましい。災害復旧現
場等での架設飲用水タンク内の飲料水の消毒にも利用で
きる。この場合には、前記シスタンク68の場合と略同様
にすれば良い。

【００３１】飲料水以外の分野では、鑑賞池やプールの
水の浄化に利用することができる。例えば、図11に示す
ように池77等の水78を揚水ポンプ79により揚水管80を介
して消毒器5 に揚水し、この消毒器5 で電解して消毒し
溶存酸素濃度が上昇した水を戻し管81を経て池に戻す。
これを続けて行えば、その循環により池77等の水78を浄
化することができる。この場合の原理作用は、オゾンに
よる酸化作用を利用する従来の技術と同じであるが、空
気を水中にバブリングする方式よりも効率的である。

【００３２】農業用にも利用することができる。即ち、
図12に示すように、給水栓82からの水をホース83を介し
て消毒器5 に導き、この消毒器5 で浄化処理した後の水
をホース84、電磁弁85を経て散水管86に送り、そのノズ
ル87から植物に散水する。散水制御はタイマー等で電磁
弁85をオン・オフすることにより行う。このようにすれ
ば、植物の成育促進や健康強化を図ることができる。従
って、ゴルフ場での農薬散布量を節約できる等の利点が
ある。

【００３３】各種のプラントや水道配水の本管に取り付
けることも可能である。即ち、図13に示すように、フラ
ンジ88に各電極22,23 を片持ち状に取り付けておく。こ
の場合、必要に応じて間隔保持用のスペーサー89を各電
極22,23 の先端部間に介在し、それにシャフトを通して
ネジで締め付けて固定する。そして、これを図14に示す
円筒状の容器12に上から挿入し、フランジ88を容器12の
上端にボルト等で固定して蓋をする。対象水は流入管9
から流入させるが、水の流速が速過ぎる場合は、容器12
の径を大きくして、電解に適した流速になるように合わ
せる。容器12内の発生ガスは、流出管10から同時に流出
させ、その後の配管付属品で気液分離しても良し、また
容器12の上部にガス溜まりを設け、そこで気液分離して
も良い。容器12は下部のフランジ79をボルト等で所要位
置に取り付ける。プラント用途等では、塩素イオン濃度
が2000ppm の対象水等、様々な条件の水電解となるか
ら、電源部、制御部等はその用途に合ったものにする必
要がある。

【００３４】本発明は、各実施例に示したものの他、二
元給水、雑用水、下水処理水、工業用水等の用途にも使
用可能であり、これによってそれらの追加消毒ができ
る。つまり、ビルや地域での二元給水でも、飲料水はも
とより、雑用水へ活用した場合にも、消毒効果を有効に
利用することができ、電源さえあれば、無添加で常に良
水を確保することが可能である。なお、消毒器5 を消毒
対象水の中に入れる場合には、適当なスタンションを用
いても良い。また図１の場合、流入管9 及び流出管10に
は、フランジ型、ねじ込み型、タケノコ型等のものを用
いても良い。

【００３５】

【発明の効果】本発明に係る水の電解消毒方法によれ
ば、流路中に設けられた電極22,23 間に消毒対象水を通
し、この消毒対象水と該消毒対象水中に含有される塩化
物を電解し、その電解時に発生する酸素ガスを利用して
水の消毒と良水化とを行うので、消毒対象水の溶存酸素
濃度の向上、水の小粒子化が可能になり、水の消毒と同
時に生命体に有利な水に良水化できる利点がある。

【００３６】また、本発明に係る流水形水電解式消毒器
によれば、消毒対象水が流入口18から流出口45へと流れ
るように流路中に介装される密閉容器12内に、その消毒
対象水と該消毒対象水中に含有される塩化物とを電解す
る電極22,23 を設けているので、消毒対象水を選択的に
消毒し良水化でき、またインラインでの消毒が可能であ
る。しかも、密閉容器12から高濃度の残留塩素を含有し
かつ溶存酸素の高い水を取り出すことができるため、こ
の水を他の水と混合調整する等の使用法が容易に実施で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す追加消毒の場合の一
部破断正面図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す消毒器の斜視図であ
る。

【図３】本発明の第１実施例を示す消毒器の断面図であ
る。

【図４】本発明の第１実施例を示す消毒器内部の斜視図
である。

【図５】図３のＡ−Ａ矢示拡大図である。

【図６】本発明の第１実施例を示す電源制御部のブロッ
ク図である。

【図７】本発明の第２実施例を示す構成図である。

【図８】本発明の第３実施例を示す構成図である。

【図９】本発明の第４実施例を示す一部切欠き斜視図で
ある。

【図10】本発明の第４実施例を示す消毒器の斜視図であ
る。

【図11】本発明の第５実施例を示す構成図である。

【図12】本発明の第６実施例を示す構成図である。

【図13】本発明の第７実施例を示す斜視図である。

【図14】本発明の第７実施例を示す正面図である。

【符合の説明】

12 密閉容器 18 流入口 22 電極 23 電極 45 流出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流路中に設けられた電極(22)(23)間に消
毒対象水を通し、この消毒対象水と該消毒対象水中に含
有される塩化物を電解し、この電解時に発生する酸素ガ
スを利用して水の消毒と良水化とを行うことを特徴とす
る水の電解消毒方法。
【請求項２】消毒対象水が流入口(18)から流出口(45)
へと流れるように流路中に介装される密閉容器12内に、
その消毒対象水と該消毒対象水中に含有される塩化物と
を電解する電極(22)(23)を設けたことを特徴とする流水
形水電解式消毒器