JPH10230266A

JPH10230266A - 多孔質炭素電極再生式浄水器

Info

Publication number: JPH10230266A
Application number: JP9034997A
Authority: JP
Inventors: Takashi Murakami; 隆村上
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】多孔質炭素電極電解槽を有する浄水器内で、
電極を熱源ヒーターによる熱水や蒸気で加熱することに
より、再生させることを可能にした浄水器を提供する。【解決手段】電解槽の容器に収容された多孔質炭素電
極１に上水を接触させることにより上水中の微生物を殺
菌浄化し、加熱手段により前記容器又は多孔質炭素電極
を随時加熱して該容器内に滞留する水を沸騰させること
により前記多孔質炭素電極を再生する多孔質炭素電極再
生式浄水器において、前記容器の出口を自動切り替え弁
１２８を介して浄水吐出通路および熱水蒸気の排出通路
に接続し、浄水供給時には前記出口を前記浄水吐出通路
に接続することにより浄水を前記浄水吐出通路から吐出
させ、前記加熱手段Ｈの作動時には前記出口を自動的に
前記排出通路に切り換えることにより発生する熱水又は
水蒸気を前記排出通路から排出させるようにしたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多孔質炭素電極電解
槽を有する浄水器の該電極を随時加熱することにより該
電極を煮沸滅菌すると共に再生し、長期間にわたり浄水
能力を維持するようにした浄水器に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、我々が生活をする上で様々な種類
の水が使用されている。例えば、井戸水、水道水、工業
用水、純水、超純水、浴槽水、プール水などである。そ
の中で特に、飲料水では近年の健康志向の影響から、水
道水を浄化する浄水器が著しく普及するようになった。
特に浄水器には活性炭が使用されており、これによって
水道水中のトリハロメタンなどの有害物質や、不快な臭
いである塩素臭を除去することによって安全でおいしい
水を提供することに貢献している。

【０００３】更に飲料水は、貯水池等の水源に貯水され
た水を浄水場で消毒処理した後、各家庭や飲料店等に上
水道を通して供給される。飲料水の前記消毒は塩素によ
る処理が一般的であるが、該塩素処理によると飲料水の
消毒は比較的良好に行われる反面、カルキ臭のために天
然の水の有するまろやかさが損なわれるという欠点が生
ずる。

【０００４】以上のような欠点のない、水処理法とし
て、例えば、特開平３−２２４６８６号、同４−２７４
８８号等に開示されている、電気化学的に処理する方法
がある。この方法によると、特殊な薬品等を使わず、大
量の水を処理することができる。

【０００５】しかし、特に浄水器の中にある活性炭など
の塩素除去手段内では、水道水などの処理水の滞留中に
細菌が繁殖し、生物学的な水質低下が起こる。そのた
め、水道水の基準である一般細菌数１００ＣＦＵ／ｍｌ
以下とするために浄水器の使用再開時に多量の捨て水が
必要とされていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、活性炭等
を用いたろ過槽を通過させることにより、上水（水道
水）中の有害物質や塩素臭等を取り去ることは可能であ
るが、休止中に黴等のバクテリア類や細菌類が再び繁殖
するので、それを電気化学的な処理として多孔質炭素電
極を用いた電解槽の中を通すことにより解決していた。
しかしながら、該電解槽を長時間上水を通さないで使用
しなかったり、また可成頻繁に使っていても使用期間が
長くなり過ぎると細菌数が増え過ぎたり死滅した細菌や
異物が多孔質炭素電極の中に蓄積してきたりして殺菌効
力や浄水効力が薄れて来るという問題があった。

【０００７】本発明はこのような不都合が起こらないよ
うに多孔質炭素電極電解槽がその機能を低下することな
く、常に強力な殺菌能力を維持できるような再生手段が
働くようにした多孔質炭素電極電解槽を用いた浄水器を
提供することを課題目的にする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的は次の（１）〜
（６）項の技術手段の何れかによって達成される。

【０００９】（１）電解槽の容器に収容された多孔質
炭素電極に上水を接触させることにより上水中の微生物
を殺菌浄化し、加熱手段により前記容器又は多孔質炭素
電極を随時加熱して該容器内に滞留する水を沸騰させる
ことにより前記多孔質炭素電極を再生する多孔質炭素電
極再生式浄水器において、前記容器の出口を自動切り替
え弁を介して浄水吐出通路および熱水蒸気の排出通路に
接続し、浄水供給時には前記出口を前記浄水吐出通路に
接続することにより浄水を前記浄水吐出通路から吐出さ
せ、前記加熱手段の作動時には前記出口を自動的に前記
排出通路に切り換えることにより発生する熱水又は水蒸
気を前記排出通路から排出させるようにしたことを特徴
とする多孔質炭素電極再生式浄水器。

【００１０】（２）前記切り替え弁は、前記容器の出
口から流出する水の温度に応答する感温切り替え弁であ
り、該感温切り替え弁は流出水温度が所定値以下の時に
は前記出口を前記浄水吐出通路に接続し、流出水温度が
前記所定値を越えている間は前記出口を前記排出通路に
接続することを特徴とする（１）項に記載の多孔質炭素
電極再生式浄水器。

【００１１】（３）前記感温切り替え弁は流出水温度
が約５０℃以下のときには前記容器の出口を浄水吐出通
路に接続し、液体温度が約５０℃を越えている間は前記
出口を排出通路に接続することを特徴とする（２）項に
記載の多孔質炭素電極再生式浄水器。

【００１２】（４）前記熱水蒸気の排出通路は加熱手
段の作動時に発生する熱水又は水蒸気を流しに排出する
ようになっていることを特徴とする（１）〜（３）項の
いずれか１項に記載の多孔質炭素電極再生式浄水器。

【００１３】（５）前記熱水蒸気の排出通路は水蒸気
出口を備えたオーバーフロー・タンクに接続してあり、
前記感温切り替え弁は前記流出水温度が約９０℃以下の
時には前記容器の出口を浄水吐出通路に接続し、前記流
出水温度が約９０℃を越えている間は前記出口をオーバ
ーフロー・タンクに接続し、加熱手段作動時に前記容器
から溢出る熱水は一時的にオーバーフロー・タンクに収
容され、発生する水蒸気は水蒸気出口から大気中に排出
されることを特徴とする（１）項又は（２）項に記載の
多孔質炭素電極再生式浄水器。

【００１４】（６）多孔質炭素電極を収容した電解槽
の入口と出口とを備えた容器と、該容器の前記入口に上
水を供給する上水供給手段と、多孔質炭素電極によって
浄化された浄水を浄水使用箇所へ送出する浄水送出管路
と、前記容器内の多孔質炭素電極を煮沸して再生するべ
く前記容器を随時加熱する加熱手段と、前記加熱手段の
作動時に前記容器内に発生した熱水および水蒸気を排出
するための排出管路と、前記加熱手段の非作動時に前記
出口を前記浄水送出管路に接続し加熱手段の作動時に前
記出口を自動的に前記排出管路に接続する感温切り替え
弁、とを備えてなることを特徴とする多孔質炭素電極再
生式浄水器。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
例えば図１（ａ）に示すように本発明の浄水器１００に
用いる固定床型三次元電極（多孔質炭素電極）電解槽は
一対の板状の給電用電極４，４′好ましくはメッシュ状
の電極間に１以上好ましくは１〜１５枚の多孔質炭素電
極（固定床型三次元電極）１を配置し、前記の一対の給
電用電極４，４′に直流電圧を印加することによって、
該固定床型三次元電極（多孔質炭素電極）１を分極さ
せ、この固定床型三次元電極（多孔質炭素電極）１に被
処理水を通して、電解処理することにより細菌、ウィル
ス、原虫などの微生物を除去したり殺菌する水処理装置
である。或いは被処理水中の金属成分の除去や不純物の
電気化学的分解除去にも利用できるものである。

【００１６】多孔質炭素電極としてはポーラスカーボン
グラファイト、ポーラスグラッシーカーボンなどが好ま
しく用いられる。本発明に用いる固定床型三次元電極電
解槽ＥＣは、筒状の容器内に一対の給電用電極の間に離
間して配置された複数個の固定床型三次元電極（多孔質
炭素電極）１が収容されている構造からなる。

【００１７】この電解槽により、被処理水中、細菌（バ
クテリア）、糸状菌（黴）、酵母、変形菌、単細胞の藻
類、原生動物、ウィルス等の微生物の殺菌が行われその
水質が改善される。即ち、被処理水を固定床型三次元電
極（多孔質炭素電極）電解槽ＥＣに供給すると、該被処
理水中の微生物は液流動によって前記電解槽の固定床型
三次元電極や給電用電極ターミナル等に接触・吸着しそ
れらの表面で強力な酸化還元反応を受けたり高電位の電
極に接触し、その活動が弱まったり自身が死滅して殺菌
が行われると考えられる。本電解槽ＥＣを被処理水の改
質処理に使用する場合には、印加電位を陽極電位が実質
的な酸素発生を伴わない＋０．２〜＋１．２Ｖ（ｖｓ．
ＳＣＥ）、陰極電位が実質的に水素発生を伴わない０〜
−１．０Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）となるようにすることが望
ましいが、液中物質が酸化還元反応を受けず液性の変化
が生じない場合や又その反応量がさほど問題にならない
場合にはより高い陽極電位を印加することができる。例
えば多孔質炭素電極１段あたり２．５〜６Ｖ相当の電圧
を印加することができる。例えば厚さ９ｍｍの多孔質炭
素質電極の両側に白金メッキした厚さ１ｍｍのチタン製
メッシュ電極を設け固定床とし、これらを８段重ねて各
々隣接するチタン製メッシュ電極間隔を１ｍｍとし、両
端のチタン製メッシュ電極と給電用電極の間隔を１ｍｍ
とした電解槽の場合、約２０〜５０Ｖの電圧を該給電用
電極に印加することができる。同じ条件で５段重ねとし
た場合は約１３〜３０Ｖの電圧を該給電用電極に印加す
ることができる。

【００１８】これらの電力供給のため交流を直流に変換
する定電圧発生器や乾電池、蓄電池などのバッテリーを
用いることができる。また被処理水に含まれるＣａ、Ｍ
ｇ、Ｓｉなどの成分が電極上に析出することを防止する
ため約１〜６０分間隔で各電極ターミナル１１，１１′
に印加する電圧の極性を反転させることが望ましい。こ
れによってＣａＣＯ₃，Ｍｇ（ＯＨ）₂，ＳｉＯ₂等の成
分が付着することを防止できる。

【００１９】このような多孔質炭素電極は、平均気孔径
２０〜１００μｍのポーラスカーボングラファイトある
いはポーラスグラッシーカーボンが好ましく用いられ
る。これらは例えば、有機物バインダーを使用して積層
した複数の植物繊維製シート例えば和紙などを不活性ガ
ス雰囲気中で１０００℃以上の温度で熱処理して炭化さ
せ更に加熱処理してガラス状炭素とした多孔質炭素電極
板である。このような用途に用いられる有機物バインダ
ーにはフェノール樹脂やエポキシ樹脂などが利用できる
が特にこれらに限定されるものではない。例えば、特開
昭６１−１２９１８号，同６１−２３６６６４号，同６
１−２３６６６５号，特開平２−１９９０１１号，同８
−１７３９７２号，同８−１２６８８８号に記載されて
いるものが本発明に用いる多孔質多炭素電極として利用
できる。これらの多孔質炭素電極１は１つのガスケット
３の中に複数枚配置することも可能である。例えば厚さ
９ｍｍ孔径５０μｍのポーラスグラファイト１枚でもい
いし、厚さ３ｍｍ孔径５０μｍのものを３枚重ねて用い
てもよい。更に、孔径や厚さは任意に変更することもで
き、例えば中央に孔径１００μｍ、その両側に孔径５０
μｍのポーラスグラファイトをサンドイッチして設置
し、この３枚重ねたものを１つの固定床型三次元電極１
とすることもできる。これら複数の積層された固定床型
三次元電極（多孔質炭素電極）１は上下両端が開口する
筒状体６に収容されて蓋１０が被せられる。該筒状体６
は、長期間の使用又は再度の使用にも耐え得る電気絶縁
材料で形成することが好ましく、特に合成樹脂であるポ
リエピクロルヒドリン、ポリビニルメタクリレート、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩
化エチレン、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ＡＢ
Ｓ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート、テフロン樹
脂等が使用できる。更に透明又は半透明な材料で成形す
ると、前記固定床型三次元電極１の組み立ての状態或い
は消耗状態を視認できるためより好都合である。好まし
くはポリカーボネート樹脂などの耐熱性の高い素材が好
ましい。或いは絶縁被覆や断熱被覆したステンレス等の
金属も使用できる。これらにより、熱水を電解槽に通す
ことが可能となり、装置内の殺菌消毒が容易に行える。

【００２０】また、図１（ａ）に示すように電解槽容器
の外側に加熱手段としてのヒーターＨ（１５８）を設置
して電解槽の容器８６内の封じ込められた水や多孔質炭
素電極を伝熱板や放熱板を介したり、又は直接に電解槽
の容器８６に接触させて加熱できるようにしてある。そ
のため、筒状体６の下部にヒーターＨ（１５８）設置用
の底板１８を設け、該底板１８は熱の良導体である金属
にすることが望ましい。前記ヒーターＨ（１５８）はそ
の両側をマイカ１５８Ａ，１５８Ｂでサンドイッチした
板状の電気ヒーター又はセラミックヒーターやシーズヒ
ータ等が好ましく用いられ、前記底板１８にボルト等で
締め付けられて取り付けられる。

【００２１】また、底板１８の一部（望ましくは中央）
にはサーミスタ１７０が温度センサーとして設けられ、
電解槽の容器８６内の封じ込められ加熱された水や多孔
質炭素電極の温度を検知できるようにしてある。また、
ヒーターＨ（１５８）には、底板１８に取り付けられた
水道水の入口１５及び電極ターミナル１１′の接触が避
けられるような逃げのスペースが設けられている。な
お、筒状体６に底板１８と蓋１０が取り付けられて電解
槽容器８６が構成されている。

【００２２】図１（ｂ）に示す電解槽ＥＣは、外筒６と
内筒５と底板１８と蓋１０とからなる電解槽の容器８６
の中に収納され、多孔質炭素電極等は内筒５の中に組み
込まれ、内筒５と外筒６の間に、上方の水道水の入口１
５から通水される水は下方から多孔質炭素電極１の中を
流れ上方に設けられた浄水の出口１６から吐出口１２５
（図１２に図示）に向かうようにしてある。そして底板
１８は内筒５及び外筒６の下部に固定され、該底板１８
には図１（ａ）に示したものと同じようにヒーターＨ
（１５８）及び温度センサーとしてのサーミスタ１７０
が取り付けられている。また、電極ターミナル１１，１
１′も電解槽容器８６の上方に設けられているので底板
１８に取り付けられるヒーターＨ（１５８）には図１
（ａ）の場合のように入り口やターミナルの接触回避用
の逃げのスペースを設けておく必要がなくヒーターＨ
（１５８）の構造が簡単化される。更に内筒５と外筒６
との水路にはフィルター材料を詰めて置くこともでき、
より有効に使うことが可能である。

【００２３】なお、内筒５及び外筒６は樹脂材料でなく
断熱材や電気的絶縁材料で外側を被覆した金属材料にし
たものを用いるのも加熱手段に対して好ましい。

【００２４】前記筒状体６又は５の下方或いは上部の開
口部の一部を閉塞するように支持体を設置して前記多孔
質炭素電極（固定床型三次元電極）１の離脱つまり筒状
体からの落下等を防止することができる。該支持体の形
状は前記複数の多孔質炭素電極の移動を抑制するだけの
強度を有すれば特に限定されない。またドナーツ状体及
び筒状体にネジを刻設して両部材をネジ止めして相互に
固定することもできる。更に、開口部の上部も同様にネ
ジ止めにより支持体やスペーサを設置することができ、
これらより前記多孔質炭素電極をより安定な状態で前記
筒状体６内に収容することができる。前記筒状体内に設
定した電極間隔にドーナツ状のスペーサ９，９′，９″
を設けて電極間隔を維持させることができる。

【００２５】該多孔質炭素電極１を直流又は交流電場内
に置き、両端に設置した平板状又はエキスパンドメッシ
ュ状やパーフォレーテッドプレート状等から成る給電用
電極４，４′、電極ターミナル１１，１１′間に直流電
圧或いは交流電圧を印加して前記多孔質炭素電極１を分
極させ該電極の一端及び他端にそれぞれ陽極及び陰極を
分極により形成させて成る固定床型三次元電極（多孔質
炭素電極）１を収容した多孔質炭素電極電解槽（固定床
型三次元電極電解槽）ＥＣとすることが可能であり、こ
の他に単独で陽極として或いは陰極として機能する多孔
質炭素電極（固定床型三次元電極）１を交互に短絡しな
いように設置しかつ電気的に接続して多孔質炭素電極電
解槽（固定床型三次元電極電解槽）ＥＣとすることもで
きる。

【００２６】前記給電用電極４，４′の材質としては、
例えばカーボングラファイト材（炭素繊維、カーボンク
ロス、グラファイト等）、グラッシーカーボン、炭素複
合材（炭素に金属を粉状で混ぜ焼結したもの等）、更に
寸法安定性電極（白金族酸化物被覆チタン材）、白金被
覆チタン材、白金、銅、ハステロイ、ニッケル材、ステ
ンレス材、鉄材等から形成される材質が好ましく用いら
れる。

【００２７】前記多孔質炭素電極１としてグラファイ
ト、炭素繊維、グラッシーカーボンを使用する。特に陽
極から酸素ガスの発生を伴いながら被処理水を処理する
場合には、前記多孔質炭素電極（固定床型三次元電極）
１が酸素ガスにより酸化され炭酸ガスとして溶解し易く
なる。これを防止するためには前記多孔質炭素電極（固
定床型三次元電極）１の陽分極する側にチタン等の基材
上に酸化イリジウム、酸化ルテニウム等の白金族金属酸
化物もしくは白金を被覆し補助電極２，２′として使用
される多孔質材料又は網状材料を接触状態で設置し、酸
素発生が主として該材料上で生ずるようにすることが望
まれる。

【００２８】処理すべき被処理水が流れる前記電解槽Ｅ
Ｃ内に液が多孔質炭素電極材料に接触せずに流通できる
空隙があると被処理水の処理効率が低下するため、固定
床型三次元電極（多孔質炭素電極）１等は電解槽ＥＣ内
の被処理水の流れがショートパスしないように配置する
ことが重要である。そのため、多孔質炭素電極の周辺部
及び側面部を一つのガスケット３で覆うことによって、
このリーク流を防止することができる。次にこのような
電解槽を組み立てる場合の例を示す。即ち、予めガスケ
ット３に多孔質炭素電極材料及び金属補助電極を組み込
んだ固定床を作作成する。ガスケット３はゴム等の弾力
性のある素材からできているため、多孔質炭素電極１或
いは金属補助電極２，２′の実際の寸法よりもやや小さ
めに作成しておき、引き伸ばしながらはめ込んでやると
密着性の点で好ましい。また、多孔質炭素電極１の側面
部のガスケット３には固定床型三次元電極（多孔質炭素
電極）１を収容する容器内径よりやや大きい外径の突起
が設けられていると好ましく、通水時の水圧によって広
がり、ここからリークすることを防止することができ
る。金属補助電極２，２′は多孔質炭素電極１とともに
はさみこんでもよいし、多孔質炭素電極の上にそえても
よい。

【００２９】前述のリーク防止のために多孔質炭素電極
１と前記電解槽ＥＣの容器の一部である筒状体６との隙
間に樹脂を充填する方法もある。このような樹脂に熱硬
化性樹脂やシリコンシーラントなどが用いられる。或い
は電極板を熱収縮チューブに詰めて加熱処理してもよ
い。ただし、一度樹脂で固めてしまうと容易に分解でき
なくなるという欠点がある。

【００３０】補助電極と多孔質炭素電極を導電性樹脂で
接着することも可能であり、陽極酸化による多孔質炭素
電極の崩壊を抑制するために有効である。あるいは多孔
質炭素電極上に直接白金等をメッキしてもよい。又、こ
れらの電解槽ＥＣは被処理水中の異物や陽極酸化によっ
て生じる炭素微粉末のために目詰まりを起こしやすいと
いう問題があった。そのため、多孔質炭素電極材料の被
処理水としての水道水（上水）流入側に複数の非貫通の
孔をあけた多孔質炭素電極を用いることによって、異物
や炭素微粒子による目詰まりが著しく抑制される。孔の
深さは多孔質炭素質電極の厚さの１／４から３／４が好
ましく、孔径は０．５〜４．０ｍｍが好ましい。孔の部
分の面積は多孔質炭素電極の５〜２５％が好ましい。又
前記電解槽ＥＣに供給される被処理水の流量は、該被処
理水が効率的に電極等の表面と接触できるように規定す
ればよい。

【００３１】この電解槽ＥＣを被処理水中から塩素を除
去する手段としての活性炭処理槽ＡＣ（活性炭を含むろ
過処理槽）の後段に設置することによって浄水器１００
Ａを形成し、活性炭処理槽ＡＣ内で繁殖した細菌を多孔
質炭素電極板に吸着・殺菌することができる。具体的に
は図２に示したように設置することができる。

【００３２】また、本発明者は、電解槽ＥＣを定期的に
加熱処理することによって細菌の除去・殺菌効率がさら
に向上することを明らかにした。そのため、図３
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように浄水器１
００Ｈの電解槽ＥＣ加熱手段としての熱源（ヒーター）
Ｈを、特に図３（ｂ）の場合には例えば既に図１
（ａ），（ｂ）を用いて説明したような構成で設けるこ
とが好ましい。長時間水処理を停止しているときに定期
的に７０〜１００℃に１〜１２０分程度加熱処理するこ
とが好ましく、加熱間隔は３〜４８時間に１回程度が好
ましく用いられる。

【００３３】図４及び図５は加熱処理方法を説明した図
である。即ち、図４では、浄水器１００Ｈを作動させる
とき、（ａ）はヒーターＨを停めて処理水を使用する状
態を表し、（ｂ）は処理水を使用しないときのヒーター
Ｈ加熱の状態、（ｃ）は処理水を使用しないときのヒー
ターＨ加熱及び排水の状態、（ｄ）は処理水を使用しな
いときのヒーターＨ加熱停止及び排水停止の状態を示
し、各バルブの開閉が示されている。加熱停止後、その
まま通水も停止して良いが、好ましくは、一定量通水し
排水した後に排水を停止することが望ましい。その場
合、少なくとも電解槽が室温付近の温度になるまで通水
することが好ましい。また、加熱処理中は処理水（浄
水）の利用はできないように図４のバルブＶ６や図５の
バルブＶ３は開けられないようにされているかもしく
は、加熱処理中の警告が表示されているか、その両方で
あることが望まれる。図５では、水処理装置１００Ｊを
作動させるとき、（ａ）はヒーターＨ及び電解槽ＥＣの
循環路を停めて処理水を使用する状態を表し、（ｂ）は
処理水を使用しないときの前記循環路の送水及びヒータ
ーＨ加熱の状態、（ｃ）は処理水を使用しないときのヒ
ーターＨ加熱停止及び循環路の循環水排水の状態、
（ｄ）は処理水を使用しないときのヒーターＨの加熱停
止の状態を示し、各バルブの開閉が示されている。

【００３４】また、図３は加熱手段としての熱源である
ヒーターＨや活性炭処理槽ＡＣやろ過フィルターＦや電
解槽ＥＣが色々な配列で浄水器１００の外装容器１３０
内に収納された状態を表し、図４、図５は上記Ｈ，Ａ
Ｃ，ＥＣの、上流から下流にかけての配列の１例を表し
たものでもある。

【００３５】本発明の実施データとして、図４に示され
ている水処理装置１００Ｈを作成し、水道水がフィルタ
ーＦ、活性炭処理槽ＡＣ、電解槽ＥＣを通過して吐出口
から供給されるようにし、その電解槽ＥＣの直前の上流
側に加熱手段としてのヒーターＨを設けた。そしてこの
加熱手段としてのヒーターＨは取水停止中に電解槽ＥＣ
を断続的もしくは連続的に加熱処理するものである。具
体的に一例を示せば図４の（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示
されているように処理水（浄水）の取水停止時に熱処理
→熱処理及び排水→停止のサイクルが行われるものであ
る。この加熱手段としてのヒーターＨによって電解槽Ｅ
Ｃは１２時間ごとに９０℃に１０分間加熱され、加熱中
及び加熱後に約５００ｍｌの処理水（浄水）で洗浄さ
れ、電解槽出口側に設けられた排水系の例えば三方弁の
一部を構成するバルブＶ７から排水される。温度が５０
℃以上では電解電圧の印加を自動的に停止した。この運
転条件で１２０時間取水を停止した状態で放置した後、
電解槽の出口から１００ｍｌを採水し、生菌数を測定し
た。比較例として加熱処理しないものと比較した。その
結果を表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】このように本発明の浄水器１００Ｈが長期
間の処理水の使用がない場合でも、電極を加熱すること
により電解槽内で電極を再生することができ、更に電解
槽内及び出口の配管内の細菌の増殖を効果的に抑制でき
ることがわかる。

【００３８】このような図４の（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ）に模式的に示された浄水器１００Ｈを浄
水器外装容器１３０の中に組み込んだ一例が図６及び図
７の断面図に示すものである。以下の説明においては、
簡単のために本発明における浄水器１００Ｈ及び１００
Ｊは共に浄水器１００として進める。ここに図１（ａ）
の電解槽ＥＣを組み込んだ浄水器１００が図６に示すも
のであり、図１（ｂ）の電解槽ＥＣを組み込んだ浄水器
１００が図７に示すものである。

【００３９】即ち、外装容器１３０の中には中空糸膜等
のフィルターＦのカートリッジ５２及びそれに続く活性
炭吸着部（活性炭処理槽）ＡＣのカートリッジ５３が組
み込まれているケース５０と、その下流に図１（ａ）又
は図１（ｂ）に示した多孔質炭素電極１を組み込んだ電
解槽ＥＣ及び温度ヒューズ１７６（図１３に図示）を介
した熱源ヒーターＨ（１５８）や温度センサーとしての
サーミスター１７０等を設置した底板１８や筒状体６や
蓋１０からなる容器８６とを設け、前記ケース５０の出
口５１と前記電解槽ＥＣの容器８６の入口１５とはパイ
プ７８で接続されている。

【００４０】また、前記ケース５０の入り口６１には逆
止弁６２を介して図１２に示した水道栓１１６からのス
パウト１１８に取り付けられたアダプタ１２０からの被
処理水としての水道水導入用のパイプ（ホース）１２２
が接続されている。

【００４１】更に、電解槽ＥＣや加熱手段としての熱源
（ヒーター）Ｈ１５８を収納した容器８６の出口１６か
らは感温素子１３２を有する自動切り替え弁１２８が接
続され、或る温度以上の水又は蒸気が該素子１３２によ
って検出されると、熱水蒸気の排出口１５１から熱水蒸
気排出路のパイプ１５２を通って流し１１２に設けた排
出口までの排出用ホース１５４に至るようにしてある。
そして或る温度以下、例えば５０℃以下であれば感温素
子１３２を有する自動切り替え弁１２８はその流路を出
口８０から処理水としての浄水の吐出口１２５に向かう
浄水送出管路或いは浄水吐出通路を形成するパイプ１２
４への流路に切り替えられる。

【００４２】感温素子１３２は図８の斜視図に示され、
該感温素子１３２が組み込まれた自動切り替え弁１２８
の断面図を図９に示す。熱膨張性ワックスの組成物から
なる感温素子１３２を内蔵した可動部１３３のスピンド
ル１４０は雰囲気温度の上昇に伴い図９に示すように右
方に動き電解槽ＥＣから出て来る熱水又は蒸気は左方の
排出口１５１から出てそれに結合された排出通路として
のパイプ１５２及び更に浄水器１００の外側に接続され
るパイプ（ホース）１５４によって後述する流し１１２
に排水される。

【００４３】また、別の実施の形態例は、図１０及び図
１１の断面図に示すように、前記排出口１５１とオーバ
ーフロータンク１９４はパイプ１５２Ａで接続され、該
オーバーフロータンク１９４と排出用のパイプ（ホー
ス）１５４との間がパイプ１５２Ｂで連結されている。
これによって熱水及び蒸気は一時的に前記オーバーフロ
ータンク１９４に貯留された後、一部を水蒸気出口１９
６から大気中に排気させると共に熱水を流し１１２に流
すことが可能になる。従って熱水の温度が少し下げられ
た状態で排水されるので排水途中における突沸現象等に
よるパイプの破裂の危険性が押さえられる。

【００４４】この実施の形態例では、このようなオーバ
ーフロータンク１９４を設け、それに対する配管を増設
した以外は図６、図７で説明した浄水器と同じ構成にし
てある。

【００４５】尚、図１０の浄水器は図１（ａ）に示した
電解槽ＥＣを装着し、図１１の浄水器は図１（ｂ）に示
した電解槽ＥＣを装着したものである。

【００４６】さて、以上の４つの実施の形態例において
は、殺菌を終了したヒーターＨを切った後の浄水は温度
が下がり前記可動部１３３のスピンドル１４０は再び左
方に移動し、出口８０が開き浄水送出管路又は浄水吐出
通路としてのパイプ１２４に連結される。

【００４７】本実施の形態例では切り替え弁は感温素子
１３２を材料とした可動部１３３を用いた自動切り替え
弁１２８としたが、別の実施の形態例として、自動切り
替え弁１２８をサーミスタ１７０等温度センサーの検出
値に基づく作動信号を送って切り替える電磁弁の方式に
しても良い。その切り替えバルブの位置は図３，図４，
図５のＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７に示
す位置が一例であるがこれに限定されるものではない。
また、Ｖ１，Ｖ２のバルブは統合して三方弁の電磁弁を
用いることができる。同様に、Ｖ３，Ｖ４のバルブ及び
Ｖ６，Ｖ７のバルブもそれぞれ統合して三方弁の電磁弁
又は前述の感温素子を用いた自動切り替え弁として用い
ることができる。

【００４８】また、熱水の電解槽ＥＣへの供給方法は一
定時間通液しその通液を該電解槽ＥＣ内のヒーターＨ
（１５８）で熱する方式、即ち、前述の図６，図７及び
図１０，図１１に示した具体的な実施の形態例のように
電解槽ＥＣだけに熱水を通水する方式にしてもよいが、
ヒーターＨを最上流にも配し、前段のフィルターＦ及び
活性炭処理槽ＡＣを含めた状態にして熱水を通水する方
式でも良い。更に、電解槽ＥＣ部分に図５の模式図のよ
うに循環路を設け、該循環路の途中にヒーターＨをおい
て熱水循環させる方式にすることも望ましい。これは電
極再生処理が少量の水道水の供給で済むという利点があ
る。しかし切り替えバルブとして電磁バルブを幾つか設
けなければいけないので装置が複雑化してくる欠点もあ
る。

【００４９】次に図１２の斜視図に基づいて、本発明の
浄水器１００の使用例を説明するが、該浄水器１００は
例えば一般家庭の流し１１２を備えた台所の調理台１１
４上或いは流し１１２の下に設置して使用することがで
きる。その場合、流し１１２に既存する任意の水道栓
（図示した使用例ではシングルレバー型の湯水混合型の
水道栓）１１６のスパウト１１８に切り替え弁機構を内
蔵した蛇口アダプタ１２０を取り付け、このアダプタ１
２０を上水（水道水）供給用のパイプ１２２と浄水吐出
通路としてのパイプ１２４により浄水器１００に接続す
ることができる。アダプタ１２０のハンドル１２６を所
定位置に回すと、水道栓１１６からの上水は上水供給パ
イプ１２２により浄水器１００に送られ浄水器１００で
浄化された水は浄水吐出通路としてのパイプ１２４から
アダプタ１２０に送られ、その吐出口１２５から吐出さ
れる。このような処理を行い、残留塩素や有害物質や臭
気物質が除去され更に殺菌が常に完全になされている浄
水は飲料水として或いは料理用に安心して使用すること
ができる。ハンドル１２６を他の位置に回すと、水道栓
１１６からの未処理の上水（又は湯水混合物）が浄水器
１００を経由することなくアダプタ１２０の吐出口１２
５からそのまま吐出され、野菜や食器の洗浄等の用途に
供することができる。

【００５０】図示した使用例では、シングルレバー型の
湯水混合型の水道栓１１６には給湯パイプ１１６Ａを介
して給湯器（図示せず）からの湯が供給され、水道管
（図示せず）に接続された給水パイプ１１６Ｂから上水
が供給されるようになっている。

【００５１】このような浄水器１００の温度制御は図１
３の回路図に示されるように、ヒーターＨ（１５８）、
温度ヒューズ１７６、サーミスタ１７０が制御回路１８
０によって制御される。その制御回路１８０には入力部
１９２から水道水の加熱温度、加熱時間、加熱時間間隔
等の設定データが入力され表示部１９０に警告等も含め
て使用可、使用不可、加熱処理中、電解中等の表示がな
されるようにしてある。

【００５２】入力部１９２及び表示部１９０は浄水器の
上面又は側面又は下部に操作部１８６として設けられて
いる。

【００５３】尚、本発明の浄水器の実施の形態例ではそ
の上流側にろ過槽としてのフィルターＦや活性炭処理槽
ＡＣを設けてあるがこれらを省略して多孔質炭素電極電
解槽に加熱手段としての熱源ヒーターＨ（１５８）だけ
を配置して再生可能とした浄水器としても良い。

【００５４】

【発明の効果】本発明により、ろ過槽としてのフィルタ
ーや活性炭処理槽や多孔質炭素電極電解槽を有する浄水
器内で繁殖する細菌の除去能力の低下及び殺菌効力の低
下が起こっても、多孔質炭素電極を加熱手段としての熱
源ヒーターによる熱水や蒸気で加熱することにより殺菌
機能を回復再生させることが可能になり、これによって
使用再開時の捨て水がほとんど不要で使い勝手の良い浄
水器を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】固定床型三次元電極電解槽の断面図。

【図２】図１の電解槽の上流にフィルター槽及び活性炭
槽を連結した浄水器。

【図３】図２の浄水器の中の電解槽に熱源ヒーターを種
々の位置に組み込んだ浄水器の模式図。

【図４】図３における熱源ヒーターが電解槽の外の上流
側に設けられたとき、浄水器の再生状態を示す模式図。

【図５】熱源ヒーターでの熱水及び蒸気が電解槽内に循
環可能に配管された状態の各作動を示す模式図。

【図６】本発明の浄水器の具体的な実施の形態の一例を
示す断面図。

【図７】本発明の浄水器の具体的な実施の形態の一例を
示す断面図。

【図８】自動切り替え弁の感温素子としての可動弁体の
斜視図。

【図９】自動切り替え弁の断面図。

【図１０】本発明の浄水器の具体的な別の実施の形態の
一例を示す断面図。

【図１１】本発明の浄水器の具体的な別の実施の形態の
一例を示す断面図。

【図１２】本発明の浄水器の具体的な使用状態を示す斜
視図。

【図１３】本発明の浄水器の制御状態を示す回路図。

【符号の説明】

１固定床型三次元電極（多孔質炭素電極）２補助電極２′ 補助電極３ガスケット４給電用電極（外部から電力供給用）４′ 給電用電極（外部から電力供給用）５内筒６外筒（筒状体）９，９′，９″ スペーサ１０蓋１１電極ターミナル１１′ 電極ターミナル１５入口１６出口５０ケース７８，１２２，１５２，１５２Ａ，１５２Ｂパイプ８０出口８６容器１１６水道栓１２０アダプタ１２４パイプ１２５吐出口１２８自動切り替え弁１３０外装容器１３２感温素子１５１排出口１９４オーバーフロータンク１９６水蒸気出口ＡＣ活性炭処理槽（活性炭吸着部）ＥＣ固定床型三次元電極電解槽（多孔質炭素電極電解
槽，電解槽）Ｈ，１５８加熱手段（ヒーター，熱源）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解槽の容器に収容された多孔質炭素電
極に上水を接触させることにより上水中の微生物を殺菌
浄化し、加熱手段により前記容器又は多孔質炭素電極を
随時加熱して該容器内に滞留する水を沸騰させることに
より前記多孔質炭素電極を再生する多孔質炭素電極再生
式浄水器において、前記容器の出口を自動切り替え弁を
介して浄水吐出通路および熱水蒸気の排出通路に接続
し、浄水供給時には前記出口を前記浄水吐出通路に接続
することにより浄水を前記浄水吐出通路から吐出させ、
前記加熱手段の作動時には前記出口を自動的に前記排出
通路に切り換えることにより発生する熱水又は水蒸気を
前記排出通路から排出させるようにしたことを特徴とす
る多孔質炭素電極再生式浄水器。
【請求項２】前記切り替え弁は、前記容器の出口から
流出する水の温度に応答する感温切り替え弁であり、該
感温切り替え弁は流出水温度が所定値以下の時には前記
出口を前記浄水吐出通路に接続し、流出水温度が前記所
定値を越えている間は前記出口を前記排出通路に接続す
ることを特徴とする請求項１に記載の多孔質炭素電極再
生式浄水器。
【請求項３】前記感温切り替え弁は流出水温度が約５
０℃以下のときには前記容器の出口を浄水吐出通路に接
続し、液体温度が約５０℃を越えている間は前記出口を
排出通路に接続することを特徴とする請求項２に記載の
多孔質炭素電極再生式浄水器。
【請求項４】前記熱水蒸気の排出通路は加熱手段の作
動時に発生する熱水又は水蒸気を流しに排出するように
なっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
項に記載の多孔質炭素電極再生式浄水器。
【請求項５】前記熱水蒸気の排出通路は水蒸気出口を
備えたオーバーフロー・タンクに接続してあり、前記感
温切り替え弁は前記流出水温度が約９０℃以下の時には
前記容器の出口を浄水吐出通路に接続し、前記流出水温
度が約９０℃を越えている間は前記出口をオーバーフロ
ー・タンクに接続し、加熱手段作動時に前記容器から溢
出る熱水は一時的にオーバーフロー・タンクに収容さ
れ、発生する水蒸気は水蒸気出口から大気中に排出され
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の多孔質炭素
電極再生式浄水器。
【請求項６】多孔質炭素電極を収容した電解槽の入口
と出口とを備えた容器と、該容器の前記入口に上水を供
給する上水供給手段と、多孔質炭素電極によって浄化さ
れた浄水を浄水使用箇所へ送出する浄水送出管路と、前
記容器内の多孔質炭素電極を煮沸して再生するべく前記
容器を随時加熱する加熱手段と、前記加熱手段の作動時
に前記容器内に発生した熱水および水蒸気を排出するた
めの排出管路と、前記加熱手段の非作動時に前記出口を
前記浄水送出管路に接続し加熱手段の作動時に前記出口
を自動的に前記排出管路に接続する感温切り替え弁、と
を備えてなることを特徴とする多孔質炭素電極再生式浄
水器。