JPH08132051A

JPH08132051A - 水浄化装置

Info

Publication number: JPH08132051A
Application number: JP6274987A
Authority: JP
Inventors: Takemi Oketa; 岳見桶田; Yukinori Ozaki; 行則尾崎; Yu Kawai; 祐河合; Satoshi Furuta; 聡古田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1994-11-09
Publication date: 1996-05-28
Anticipated expiration: 2014-03-17
Also published as: JP2871490B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は家庭用もしくは業務用の水浄化に関
するもので、安定した性能が得られ、安全性の高い水浄
化装置を提供ることを目的としたものである。【構成】水を濾過する濾過手段と、水中の懸濁物質の
凝集手段とを流路に配置し、前記凝集手段は陽極にアル
ミニウム、陰極にステンレスを用い、直流電流を流すた
め、運転開始直後から常に清浄な水が得られるものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流水もしくは水槽水の微
生物、有機物、無機物などの懸濁物質を除去する機能を
付与した家庭用もしくは業務用の水浄化装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の水浄化装置は図１０に示す様な微
生物の働きを利用して浄化を行う構成のものがあった。

【０００３】微生物の働きを利用して水の浄化を行う構
成の水浄化装置では、図１０に示すように、水槽４６と
水槽４６内の水を循環させる循環ポンプ４７と、濾過手
段４８と、加熱手段４９と、殺菌手段５０と三方弁５
１、５２、５３と二方弁５４、５５が循環流路に配置さ
れた構成となっている。濾過手段４８の内部には微生物
の担体となる濾材５６を備えている。水槽４６内の水は
循環ポンプ４７によって三方弁５１を通過し、循環ポン
プ４７に入り、三方弁５２を通過して濾過手段４８に送
り込まれる。濾過手段４８内では表面に微生物が繁殖し
た濾材５６によって、懸濁物質の除去及び水中の有機物
の分解が行われる。加熱手段４９で水の保温が行われ、
その後、殺菌手段５０で殺菌が行われ、二方弁５５を通
って水槽４６に戻るというものであった（例えば、特開
平５−２９３４５８号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では下記の課題があった。

【０００５】（１）微生物の働きにより水中の懸濁物質
の除去を行う構成では、十分な浄化能力がえられるまで
に時間がかかる。

【０００６】（２）微生物の働きにより水中の懸濁物質
の除去を行う構成において、微生物を死滅させずかつ活
性を一定に保つために保温が必要である。

【０００７】（３）微生物の働きにより水中の懸濁物質
の除去を行う構成では、一旦濾材の洗浄を行うと、再度
懸濁物質の除去性能、有機物質の分解活性が得られるま
でに時間がかかる。

【０００８】そこで、本発明は上記課題を解決するもの
で、（１）運転開始時から安定した浄化性能を保持できる水
浄化装置を提供することを目的とする。

【０００９】（２）電極の腐食を最小限にすることを目
的とする。（３）長期間安定した凝集性能を確保することを目的と
する。

【００１０】（４）凝集塊を効果的に濾過することを目
的とする。（５）低い電圧の印加で電気分解することを目的とす
る。

【００１１】（６）電極面積を最大にとり、電極表面の
洗浄能力を向上させることを目的とする。

【００１２】（７）電極の直径を最小にし、最大限の電
極面積を確保することを目的とする。

【００１３】（８）電極表面での反応むらを少なくする
ことを目的とする。（９）凝集装置の電気回路の構成を簡素化することを目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を解
決するために、水の流路に水を濾過する濾過手段と、こ
の水の懸濁物質を凝集する凝集手段からなり、凝集手段
はアルミニウムを電気分解で溶出させる構成としたもの
である。

【００１５】第一の目的を達成するために、水を濾過す
る濾過手段と、水中の懸濁物質の凝集を行う凝集手段を
備え、凝集手段にはアルミニウムを電気分解で溶出さ
せ、陽極にアルミニウム、陰極にステンレスを用いる構
成とした。

【００１６】第二の目的を達成するために、凝集手段の
陽極と陰極にアルミニウム電極を用いる構成とした。

【００１７】第三の目的を達成するために、電極への通
電を電流制御で行う構成とした。第四の目的を達成する
ために、電極間に流水が通過する構成とした。

【００１８】第五の目的を達成するために、電極間距離
を１ｃｍ以下とする。第六の目的を達成するために、円
筒状に成型した電極を用いる構成とした。

【００１９】第七の目的を達成するために、プリーツ状
に成型した電極を用いる構成とした。

【００２０】第八の目的を達成するために、棒状の電極
を多数用いる構成とした。第九の目的を達成するため
に、電極への電圧の印加を時間とともに変化させる構成
とした。

【００２１】

【作用】本発明は上記構成によって、陽極のアルミニウ
ム電極よりアルミニウムイオンが溶出し、水中で水酸化
アルミニウムを生成し、この水酸化アルミニウムの凝集
作用により、水中の懸濁物質を吸着し、凝集塊をつく
る。この凝集塊を濾過装置で濾過することで水中の微細
な懸濁物質まで除去するものである。また、陰極にイオ
ンか傾向がアルミニウムよりも低いステンレスを用いて
いるので、通電していない時でも陰極からのイオンの溶
解がない。

【００２２】また、陽極と陰極にアルミニウムを用い、
電極の極性を交互に変えるので、電極表面での酸化還元
反応を交互に行うことができる。

【００２３】また、電流制御で陽極のアルミニウムと陰
極の電極間に常時一定の電流を流すことができ、一定量
アルミニウムイオンを溶解することができる。

【００２４】また、電極間を流水が通過する構成なの
で、電極の表面に流れが存在する。よって、電極表面上
の水酸化アルミニウムが洗い流される。

【００２５】また、電極間距離が１ｃｍ以下なので、水
による電気抵抗も少ないので電極にかける電圧が小さく
ても大きい電流を流すことができるものである。

【００２６】また、電極が円筒状をしているので、電極
面積を大きくとることができ、電極表面に均一に水を流
すことができる。

【００２７】また、電極がプリーツ状をしているので、
電極の直径を最小にし、電極面積を大きくとることがで
きる。

【００２８】また、電極を多数の棒状で構成しているの
で、周囲に他極を配置することができる。

【００２９】また、電圧制御により、経時的に印加電圧
を変化させる構成なので、電流をほぼ一定に流すことが
できる。

【００３０】

【実施例】本発明の実施例を図１にもとづいて説明す
る。

【００３１】図１（ａ）において、１は浴槽、２は浴槽
１内の水を循環させる循環ポンプ、３は凝集装置で、４
は濾過装置で、濾過装置４の内部には濾材５と濾材支持
板６が配置されている。これらの装置が循環流路７に備
えられている。また、図１（ｂ）において、凝集装置３
はケーシング１０の内部には、アルミニウム電極８と、
ステンレス電極９が備わっている。１１は水の流れを示
す。

【００３２】動作を説明すると、浴槽一内の水は循環ポ
ンプによって凝集手段３の内部に送り込まれる。凝集装
置８内部でのアルミニウム電極９は＋、ステンレス電極
１０は−として電気を印加している。アルミニウム電極
９を＋とすることで、アルミニウムイオンが溶解し、水
中で水酸化アルミニウムを生成する。生成された水酸化
アルミニウムと循環してきた浴槽１内の水中の懸濁物質
が反応し、大きい懸濁粒子の塊ができる。この懸濁粒子
の塊は、下流の濾過装置４内の濾材５によって除去され
る。懸濁粒子塊が除去された水は再び浴槽１内に戻る。

【００３３】なお、イオンか傾向がアルミニウムよりも
低いステンレスを陰極に用いているので、通電を停止し
た場合でも陰極からイオンが溶解するということがな
い。

【００３４】また、陰極に銅、ニッケル、クロムなどの
人体に有害な金属を用いていないので、入浴者が間違っ
て飲んだ場合にでも安全性は極めて高い。よって、イオ
ン化傾向が低く安全性の高い銀、白金、などの金属を用
いなくても安全性を高めるのとができる。

【００３５】さらに、アルミニウムとステンレスを電極
に用いた構成の凝集装置を用いた水浄化装置を水の浄化
に用いた場合には、ステンレス電極を陽極として通電を
行い、浴槽水中に鉄イオンを浴槽内の濃度が０．２ｐｐ
ｍ以上になるように溶解することで、浴槽水に茶褐色の
色をつけることができる。この浴槽水に市販の入浴剤を
入れることにより、天然鉱泉に入浴しているような気分
を味わうことができる。また、入浴者が水の色に飽きた
り、浴槽の水を排出したいときには、アルミニウム電極
を陽極として、通電し、浴槽水から鉄分を除去すること
ができ、極めて清浄な水にすることができ、さらに、浴
槽水の排出による環境汚染の無いので、環境保全に貢献
することができる。

【００３６】次に本発明の第二の実施例を図２を参照し
て説明する。凝集装置１３にアルミニウム電極１４とア
ルミニウム電極１５を用いた構成としている。１６はケ
ーシングで、１７は水の流れである。

【００３７】運転開始直後は電極１４を陽極、電極１５
を陰極として通電する。一定の時間通電していると、陽
極の電極１４上に酸化被膜が形成される。陽極上に酸化
被膜が形成されると、電極間の電流の通過抑制され、ア
ルミニウムの溶解が困難となる。そこで、一定時間毎に
電極１４が陰極、電極１５が陽極になるように通電す
る。電極１５上に酸化被膜が形成され、電流の通過が悪
くなった時点で、電極１４を陽極、電極１５を陰極にす
る。

【００３８】次に本発明の第三の実施例を説明する。本
実施例の水浄化装置の構成は実施例１と同じ構成であ
る。

【００３９】図３は本実施例の凝集装置の電極間の通過
電流の使用回数ごとの変化を示すグラフである。この
時、電極への印加電圧は３Ｖで行った。陽極のアルミニ
ウム電極を長期間使用すると表面に不動態酸化被膜が形
成し、電流が流れにくくなり、３Ｖの印加で５００ｍＡ
流れていた電圧が使用回数が増える毎に減少し、４回使
用後では、１５０ｍＡしか流すことができなくなる。こ
れに対して、定電流制御を行った場合には、電極間に流
れる電流は変化しなかった。この結果から明らかなよう
に、一定の電圧では一定の電流を流せなくなる。よっ
て、一定量のアルミニウムイオンを溶解できなくなり、
一定量の水酸化アルミニウムを生成できなくなる。そこ
で、電極間に常に一定の電流が流れるように電流制御す
ることで、常に一定のアルミニウムイオンを溶解するこ
とができ、一定量の水酸化アルミニウムを得ることがで
きる。

【００４０】次に、本発明の第四の実施例を図３を参照
して説明する。本実施例の水浄化装置は図４（ａ）に示
すように、浴槽１８と、浴槽内の水が循環する循環流路
２４に、浴槽１８内の水を循環させる循環ポンプ１９
と、濾過装置２１を備え、凝集装置２０を濾過装置２１
の上流に備えている。また、濾過装置２１の内部には、
濾材２２と濾材支持板２３を備え、凝集装置２０は図４
（ｂ）に示すように、アルミニウム電極２５と、ステン
レス電極２６とを用い、アルミニウム電極２５とステン
レス電極２６は電極支持具２７によってケーシング２８
に固定されている。アルミニウム電極を＋、ステンレス
電極を−として直流電源を印加した。矢印２９は水の流
れを示す。

【００４１】動作を説明すると、浴槽１８内の水は循環
ポンプ１９によって流路２４にはいり、循環ポンプ１９
内を通過して、凝集装置２０に入る。凝集装置２０内に
入った水は、電極２５と２６の間、電極２５とケーシン
グ２８の間、電極２６とケーシング２８の間を通過し、
出口から下流方向の濾過装置２１へ入る。

【００４２】上記構成において、凝集装置２０に直流を
通電し、アルミニウム電極２５とステンレス電極２６の
間に電流が流れ、陽極のアルミニウム電極２５からアル
ミニウムイオンが溶解し、水中で水酸化アルミニウムが
生成する。水が電極２５、２６の間を通過することで、
電極近傍で生成した水酸化アルミニウムは速やかに下流
方向の濾過装置内に送り込まれる。

【００４３】次に本発明の第五の実施例を図５を参照し
て説明する。本実施例の水浄化装置の構成は実施例１と
同じである。本実施例では、電極間の距離は１ｃｍと
し、アルミニウム電極が＋になるように３Ｖの直流を通
電した。

【００４４】アルミニウムの溶出量は電極間距離が１ｃ
ｍから０．５ｃｍにかけて急激に多くなって入ることが
分かる。このように、凝集装置の電極間距離を１ｃｍ以
下にすることにより、効率よくアルミニウムイオンを溶
解することができる。

【００４５】次に、本発明の第六の実施例を図６
（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図６（ａ）は本発
明の凝集装置３４の縦断面図、図６（ｂ）は横断面図を
示している。

【００４６】図６（ａ）において、３０はアルミニウム
電極、３１はステンレス電極、３２は電極支持具でアル
ミニウム電極３０とステンレス電極３１をケーシング３
３に固定している。図６（ｂ）から分かるように本実施
例のアルミニウム電極３０及びステンレス電極３１は円
筒型をしおり、アルミニウム電極の内側にステンレス電
極が配置する構成となっている。アルミニウム電極３０
を陽極、ステンレス電極３１を陰極として直流を通電す
る。３５は水の流れである。

【００４７】電極に通電するとアルミニウム電極３０と
ステンレス電極３１の間に電流が流れ、アルミニウムイ
オンを溶解し、水酸化アルミニウムを生成する。電極が
円筒型をしているので、電極面積を多くとれ、アルミニ
ウム電極３０とステンレス電極３１の間、アルミニウム
電極３０とケーシング３３の間、ステンレス電極３１の
内部に水を均一に通過させることができるので、電極表
面に電流の通過の妨げとなる水酸化アルミニウムが付着
することがない。

【００４８】なお、本実施例では、アルミニウム電極３
０の内側にステンレス電極３１を配置する構成とした
が、アルミニウム電極の外側にステンレス電極３１を配
置してもよく、アルミニウム電極３０及びステンレス電
極３１が複数からなる構成としてもよい。

【００４９】次に本発明の第七の実施例を図７（ａ）、
図７（ｂ）を参照して説明する。図７（ａ）において、
凝集装置３６の内部には、アルミニウム電極３７と、そ
の内側にステンレス電極３８が配置されており、電極支
持具３９でケーシング４０に固定されている。図７
（ｂ）のように、アルミニウム電極３７とステンレス電
極３８はプリーツ状に成型してある。また、アルミニウ
ム電極３７とステンレス電極の距離は１ｃｍを保ってい
る。アルミニウム電極３７を陽極、ステンレス電極３８
を陰極として直流を通電する。４１は水の流れである。

【００５０】凝集装置３６にはいった水は、アルミニウ
ム電極３７とケーシング４０、アルミニウム電極３７と
ステンレス電極３８、ステンレス電極３８の内側をの三
方向から凝集装置３６外に出る。陽極のアルミニウム電
極３７、陰極のステンレス電極３８はプリーツ状の形状
なので、電極のプリーツの大きさを変えることで、電極
間距離と電極の直径を変えずに電極表面の面積を大きく
することができる。

【００５１】次に本発明の第八の実施例を図８（ａ）、
図８（ｂ）を参照して説明する。図８（ａ）において、
凝集装置４２はアルミニウム電極４３及びステンレス電
極４４は複数個からなり、棒状の形状を取っている。４
５はケーシングである。

【００５２】図８（ｂ）から分かるように、アルミニウ
ム電極４３とステンレス電極４４は互いに等間隔で並
べ、周囲に他極が配置する構成としている。アルミニウ
ム電極４３を陽極、ステンレス電極４４を陰極として、
直流を通電している。

【００５３】なお、電極一つ一つに導線で陰極、陽極を
接続しているので、電極での部分的な反応むらをなくす
ことができる。

【００５４】次に本発明の第九の実施例を図９（ａ）、
（ｂ）を参照して説明する。なお本実施例の水浄化装置
の構成は実施例１と同じである。

【００５５】本実施例では、電圧制御を行い、電圧を経
時的に変化させた。電圧制御なしで通電を行うと、電圧
は一定であるが、図９（ａ）に示すように、電流値は、
電極表面に不動態酸化被膜が形成し、使用回数が増すと
ともに、電極間を通過する電流が低下していく。そこ
で、図９（ｂ）のように経時的に電圧を変化させると、
図９（ａ）の実施例のように電流を一定に流すことがで
きる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の水浄化装置
は以下のような効果をえることができる。

【００５７】（１）陽極からアルミニウムを溶出し、水
中で水酸化アルミニウムを生成し、水中の懸濁物質の除
去を行うので、運転開始時から安定した浄化性能を保持
できる安価な水浄化装置を提供することができる。

【００５８】（２）陽極と陰極にアルミニウムを用い、
交互に極性を変えて通電を行うので、電極表面で酸化反
応と還元反応を交互に行うことができる。よって、陽極
表面で過剰に酸化被膜が形成され、電流の透過性能が著
しく低下するということがなくなる。このようにして、
電極の腐食を最小限にすることができる。

【００５９】（３）常に一定の電流を流す構成なので、
電極表面の不動態酸化被膜の形成に関わらず、一定量の
アルミニウムイオンを溶解でき、水酸化アルミニウムを
生成できる。よって、長期間安定した凝集性能を確保す
ることができる。

【００６０】（４）凝集手段で生成した凝集塊をすぐ下
流の濾過手段で濾過するので、水の流れによって凝集塊
が崩され、凝集塊の粒径が小さくなるということがなく
なる。よって、凝集塊が効果的に除去される。

【００６１】電極の表面を水が流れるので、電極表面に
水酸化アルミニウムが吸着することもなく、電極間の電
流の通過が悪くなることもない。よって、凝集装置運転
中に凝集の能力が低下することもない。

【００６２】（５）電極間距離を１ｃｍ以下にするの
で、水による電気抵抗が小さくなる。よって、低電圧で
も大きい電流を流すことができ、低い電圧の印加で電気
分解することができる。

【００６３】（６）電極を円筒状にしているので、電極
面積を大きくとることができるかつ、電極表面の水の流
れを均一にすることができる。よって、最小の体積で、
最大限の電極面積を確保することができ、電極表面の洗
浄性を向上させることができる。

【００６４】（７）電極をプリーツ状にしているので、
電極の直径を最小にしてもプリーツの大きさを変えるこ
とで電極面積を大きくとることができる。

【００６５】（８）通電を開始すると、アルミニウム電
極とステンレス電極の間に電流が流れる。アルミニウム
電極、ステンレス電極ともに棒状なので、電極の全体に
均一に電流を流すことができる。よって、電極表面での
反応むらを少なくすることができる。

【００６６】（９）電極間に一定電流を流すのに電流制
御ではなく電圧制御を用いることにより、電流制御と同
様に電流を一定にすることができる。よって、電気回路
が簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の第一の実施例における水浄化装
置の構成図（ｂ）本発明の第一の実施例における凝集装置の構成図

【図２】本発明の第二の実施例における凝集装置の構成
図

【図３】本発明の第三の実施例における凝集装置の電流
特性図

【図４】（ａ）本発明の第四の実施例における水浄化装
置の構成図（ｂ）本発明の第四の実施例における凝集装置の構成図

【図５】本発明の第五の実施例における凝集装置のアル
ミニウム溶解特性図

【図６】（ａ）本発明の第六の実施例における凝集装置
の縦断面図（ｂ）本発明の第六の実施例における凝集装置の横断面
図

【図７】（ａ）本発明の第七の実施例における凝集装置
の縦断面図（ｂ）本発明の第七の実施例における凝集装置の横断面
図

【図８】（ａ）本発明の第八の実施例における凝集装置
の縦断面図（ｂ）本発明の第八の実施例における凝集装置の横断面
図

【図９】（ａ）本発明の第九の実施例における凝集装置
の電流特性図（ｂ）本発明の第九の実施例における凝集装置の印加電
圧を示す図

【図１０】従来の水浄化装置を示す図

【符号の説明】

３凝集装置４濾過手段８アルミニウム電極９ステンレス電極１４アルミニウム電極１５アルミニウム電極２０凝集装置２１濾過装置２５アルミニウム電極２６ステンレス電極４１アルミニウム電極４２ステンレス電極４８アルミニウム電極４９ステンレス電極５４アルミニウム電極５５ステンレス電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古田聡大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水を濾過する濾過手段と、前記水の懸濁物
質を凝集する凝集手段からなり、前記濾過手段は陽極に
アルミニウム、陰極にステンレスを用いた電極によりア
ルミニウムを溶出させる水浄化装置。
【請求項２】電極にアルミニウムを用い、プラスとマイ
ナスの通電を交互に行う請求項１記載の水浄化装置。
【請求項３】電極への通電を定電流制御した請求項１記
載の水浄化装置。
【請求項４】濾過手段の上流に電極を設け、電極の表面
を循環流が通過する請求項１記載の水浄化装置。
【請求項５】電極間距離を１ｃｍ以下にする請求項１記
載の水浄化装置。
【請求項６】電極を円筒状にした請求項１記載の水浄化
装置。
【請求項７】電極をプリーツ状にした請求項１記載の水
浄化装置。
【請求項８】複数の棒状の電極を用いた請求項１記載の
水浄化装置。
【請求項９】電極への通電を定電圧制御した請求項１記
載の水浄化装置。