JPH11104644A

JPH11104644A - 水浄化装置

Info

Publication number: JPH11104644A
Application number: JP26848397A
Authority: JP
Inventors: Takemi Oketa; 岳見桶田; Tomohide Matsumoto; 朋秀松本; Yuko Fujii; 優子藤井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-10-01
Filing date: 1997-10-01
Publication date: 1999-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】浴槽水などの水に含まれる塩素イオンを電気
分解して生成する塩素化合物により、水の浄化を行う場
合に、塩素化合物の生成効率を向上させる。【解決手段】浴槽１の水２をポンプ３により循環させ
る循環流路４に、一定の流水抵抗を有する抵抗体５を挿
入し、電気分解により塩素化合物を生成する電解槽９
を、流入路１０および排水路１１を介して前記抵抗体５
と連通させることにより、電解槽９への水流を一定にし
て塩素化合物の生成効率を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浴槽などの水を浄
化する装置に関するもので、特に水中に含まれる塩素イ
オンを電気分解することにより塩素化合物を生成し、水
の浄化を行う水浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より被浄化水である例えば浴槽水に
含まれている塩素イオンを、電気分解することにより次
亜塩素酸イオンとして生成し、この次亜塩素酸イオンの
有効塩素の酸化力による殺菌作用により浴槽水を浄化す
る電解槽を備えた水浄化装置が知られている（例えば実
開平２−１０８７９４号公報参照）。この水浄化装置
は、浴槽中の浴槽水を循環させる循環水路の途中にフィ
ルタ，循環ポンプ，電解槽，加熱器を順次直列に接続
し、前記循環ポンプによって浴槽水を強制的に循環させ
るとともに、前記電解槽において電気分解を行うことに
より次亜塩素酸イオンを生成させ、この次亜塩素酸イオ
ンの有効塩素の酸化力による殺菌作用により雑菌の繁殖
を防止して浴槽水を浄化するように構成されている。な
お、ここで用いられる電解槽としては、例えば特開昭５
６−３１４８９号公報に開示されているような電解手段
が知られており、また、飲料水用ではあるが、例えば特
開昭６１−２８３３９１号公報に開示されているような
無隔膜型の殺菌用電解手段も知られている。

【０００３】また、濾過手段と電気分解手段を並列に設
けている水浄化装置としては、例えば特開平８−２８１
２８０号公報に記載されているようなものが一般的であ
った。このような水浄化装置としては、図１１に示すよ
うに、循環路Ｉに水Ｗをくみ上げ、この水Ｗの循環を行
うポンプＰと、ヒーターＨと、内部に微生物を繁殖させ
た浄化手段Ｆとを備え、この浄化手段Ｆの上流と下流を
結ぶバイパス路Ｂを設け、このバイパス路Ｂに遊離塩素
を発生させる殺菌手段Ｓを備えて浄化手段Ｆと殺菌手段
Ｓとを並列にしている。そして、ポンプＰの働きによ
り、水Ｗを、循環路ＩからヒーターＨを通って浄化手段
Ｆ及びバイパス路Ｂの殺菌手段Ｓに送り込み、浄化手段
Ｆ内で繁殖した微生物の働きにより水中の懸濁態及び溶
存態の有機物質の除去を行っていた。また、浄化手段Ｆ
内に繁殖した微生物を死滅させないため、バイパス路Ｂ
を設け、このバイパス路Ｂには殺菌手段Ｓを備えている
ので、この殺菌手段Ｓにおいて、次亜塩素酸や次亜塩素
酸イオンなどの塩素化合物（以下、残留塩素という）を
生成させ、浄化手段Ｆの下流方向で循環路Ｉの水に混合
することで浄化手段Ｆ内に存在する微生物を死滅させる
ことなく水の浄化を行っていた。前記殺菌手段Ｓは、図
１２に示すように、電極Ｅ１およびＥ２を対向させて配
置し、この電極Ｅ１，Ｅ２間には隔膜を介在させない構
成をとっている。水は矢印のように、入口Ｒ１から入
り、出口Ｒ２から出るが、水は直接電極Ｅ１，Ｅ２間を
流れなく、電極Ｅ１，Ｅ２の上部を流れるようにするこ
とにより、電極Ｅ１，Ｅ２間の流量を少くして残留塩素
の生成効率を向上させ、残留塩素を多く含んだ水を出口
Ｒ２から排出するようにしている。

【０００４】また、この殺菌手段Ｓの下流側に発生した
残留塩素を滞留させるための滞留槽を設け（図示せ
ず）、発生した残留塩素を滞留させることにより残留塩
素の濃度を高め、殺菌効果の向上を図っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
水浄化装置では次に説明するような課題を有していた。

【０００６】１．殺菌手段Ｓを浄化手段Ｆと並列に接続
することにより、殺菌手段Ｓを通過する被浄化水の流量
が変動し、有効塩素の高い生成効率を長期にわたって持
続できないという課題があった。すなわち、浄化手段Ｆ
は浴槽水の懸濁物質を濾過し、この懸濁物質を浄化手段
Ｆ内に蓄積することとなり、目詰まりが発生する原因と
なっていた。この結果、浄化手段Ｆの通過抵抗が上昇す
るので、殺菌手段Ｓの通過流量が上昇するようになり、
一方、殺菌手段Ｓの通過流量（電解流量）には電気分解
条件に応じた最適な範囲が存在することから、この範囲
を逸脱すると有効塩素の生成効率が低下するという課題
があった。

【０００７】２．滞留槽が殺菌手段Ｓと離れた位置に設
置されているので、部分的には残留塩素の濃度を高める
ことができるものの、残留塩素の生成効率を向上させる
ことはできないという課題があった。

【０００８】そこで、本発明は前記する課題を解決しよ
うとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、循環手段により水が循環する循環流路
と、一定の流水抵抗を有する縮径部を持つ抵抗体と、電
気分解により塩素化合物を生成する少なくとも一対の電
極を有する塩素化合物供給手段とを備え、前記抵抗体は
前記塩素化合物供給手段と連通させることとしている。

【００１０】上記発明によれば、循環手段によって循環
流路に送り込まれた水は、抵抗体に到達するが、抵抗体
内部の縮径部に流水抵抗があるので、一定量の水は塩素
化合物供給手段内に流れ込み、この塩素化合物供給手段
に流れ込んだ水は電極に到達し、電極の上部を一定の流
量で流れることにより、安定した流れの条件下で電気分
解を行うことができ、その結果、塩素化合物の生成を安
定して行うことが可能となる。よって、一定濃度の塩素
化合物を含む水を循環流路に流すことができるので、殺
菌性能を安定化させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は各請求項に記載した形態
にすることにより実施できるものである。すなわち、本
発明の請求項１にかかる水浄化装置は、循環手段により
水が循環する循環流路と、一定の流水抵抗を有する縮径
部を設け、前記循環流路に挿入した抵抗体と、電気分解
により塩素化合物を生成する少なくとも一対の電極を有
し、前記抵抗体と連通させた塩素化合物供給手段とを備
えたものである。また、請求項２記載にかかる水浄化装
置は縮径部の上流側に位置して循環流路から塩素化合物
供給手段へ水を流入させる流入路と、縮径部の下流側に
位置して塩素化合物供給手段からの水を循環流路に流出
する排水路とにより、抵抗体と塩素化合物供給手段とを
連通させたものである。

【００１２】そして、抵抗体内部の縮径部が一定の流水
抵抗を有しているので、循環手段によって送り込まれた
循環流路の水の一定量が、例えば、縮径部の上流側に位
置する流入路から塩素化合物供給手段内に送り込まれ、
ついで、縮径部の下流側に位置する排出路から再び循環
流路に戻すことができる。また、塩素化合物供給手段に
送り込まれた水は、一定の流速で電極上部を通過するこ
ととなり、電気分解によって得られる次亜塩素酸，次亜
塩素酸イオンのような塩素化合物を安定して生成するこ
とができ、また発生した塩素ガスと水との混合を一定条
件下で行うことができるので、殺菌性能を安定化させる
ことができる。

【００１３】また、請求項３にかかる水浄化装置は、循
環流路に挿入した抵抗体は、塩素化合物供給手段の上方
向に位置させたものである。

【００１４】そして、塩素化合物供給手段の電極表面で
発生した水素ガス，酸素ガス及び水に溶解しきれなかっ
た塩素ガスなどの気体は、垂直上方向にある循環流路に
挿入した抵抗体に排出することが可能となるので、塩素
化合物供給手段の内の電極間への気体の滞留をなくし、
電極間へ気体が滞留して通電面積が低下することによっ
て発生する塩素化合物生成効率の低下がなくなる。

【００１５】また、請求項４にかかる水浄化装置は、塩
素化合物供給手段内において電気分解により塩素化合物
を生成する少なくとも一対の電極の上流側に流入路から
流入した水の流れを整える整流部を設けたものである。

【００１６】そして、塩素化合物供給手段内部の電極の
上流側に整流部を設けることにより、循環流路から流入
する水の流れを整えることで、電極間に乱流を発生させ
ることがなくなり、電極間の流量を安定化することがで
きるので、安定した流れの条件下で水の電気分解を行う
ことができる。

【００１７】また、請求項５にかかる水浄化装置は、塩
素化合物供給手段内において電気分解により塩素化合物
を生成する少なくとも一対の電極の下流側に電気分解に
より発生した気体と水を混合する混合部を設けたもので
ある。

【００１８】そして、電気分解で発生した気体と水を電
極の下流側にある混合部で充分に混合することができる
ので、塩素化合物の生成効率を向上させることができ
る。

【００１９】また、請求項６にかかる水浄化装置は、抵
抗体の縮径部が循環流路の径よりも小さい径の単一の穴
で形成したものである。

【００２０】そして、循環手段によって送り込まれてき
た水に毛髪や糸屑が混入している場合でも、抵抗体の縮
径部に絡み付き、その結果、抵抗体の流水抵抗が上が
り、塩素化合物供給手段への水の流入量が増加すること
によって塩素化合物の生成効率の低下を起こすことがな
くなる。

【００２１】また、請求項７にかかる水浄化装置は、抵
抗体が、循環流路の径よりも小さい径の単一の穴からな
る縮径部と、この縮径部の上流側に位置し、前記縮径部
に近づくにつれて流路径が縮小する誘導部と、前記縮径
部の上流側に位置し、前記縮径部から離れるにつれて流
路径が増大するスロート部と、前記誘導部の上流側に位
置して塩素化合物供給手段への水の流入路と連通する流
入口と、前記スロート部の下流側に位置して塩素化合物
供給手段よりの水の排出路と連通する排出口とを有する
ものである。

【００２２】そして、抵抗体の上流側及び下流側に誘導
部及びスロート部を設け、循環流路から縮径部に近づく
につれて流路の直径を縮小しているので、抵抗体の縮径
部に水の澱みがなくなって、細菌などが繁殖することに
より生成する生物膜の発生が無くなる。その結果、塩素
化合物供給手段で生成した塩素化合物の浪費がなくな
り、塩素化合物供給手段で生成した塩素化合物を有効に
使用することができる。

【００２３】また、請求項８にかかる水浄化装置は、塩
素化合物供給手段における一対の電極間には隔膜を設け
ない無隔膜の構成としたものである。

【００２４】そして、塩素化合物供給手段内の対になっ
ている電極間に隔膜を設けないことにより、構成が簡素
化されると同時に、隔膜に水中の懸濁物質やスケール成
分が付着することがなくなり、電気分解による塩素化合
物の生成効率の安定化が図れる。

【００２５】また、請求項９にかかる水浄化装置は、電
気分解により塩素化合物を生成させる電極の素材はチタ
ンを用い、その表面を白金−イリジウムからなる被膜に
より被覆したものである。また、請求項１０にかかる水
浄化装置は、電極の電流密度を１．０〜３．０Ａ／ｄｍ
²としたものである。

【００２６】そして、水導水や浴槽水などのように塩素
イオン濃度が低い水を電気分解する場合にも、塩素化合
物を高効率で得ることができる。すなわち、電流密度が
この範囲を外れて１．０Ａ／ｄｍ²以下になると、生成
効率が著しく低下し、また、電流密度が３．０Ａ／ｄｍ
²以上になると電極寿命の低下をきたすことになる。

【００２７】また、請求項１１にかかる水浄化装置は、
塩素化合物供給手段内の電極の電極間距離は１〜６ｍ
ｍ、望ましくは２〜４ｍｍの範囲内としたものである。

【００２８】そして、水道水や浴槽水などのように導電
性の低い水を電気分解する場合、電極間距離がこの範囲
を外れると、電気分解による塩素化合物の生成効率が低
下する。すなわち、電極間距離が１ｍｍ以下及び６ｍｍ
以上である場合には生成効率が低下し、電極間距離が２
〜４ｍｍの範囲内では最も生成効率が高く、効率的に塩
素化合物の生成を行うことができる。

【００２９】また、請求項１２にかかる水浄化装置は、
塩素化合物供給手段内部の電極への通電は３分間以上行
うものである。

【００３０】そして、白金−イリジウムにより表面を被
覆したチタン電極を用いた場合、電極表面で塩素ガスが
安定した発生をするまでには時間を要することを実験的
に確認しており、その結果、３分間以上連続して通電を
行うことで電気分解による塩素化合物の生成効率を安定
化させることができる。

【００３１】また、請求項１３にかかる水浄化装置は、
塩素化合物供給手段内の電極への通電は直流で行い、こ
の電極の極性を、通電開始後５〜１５分で切り替えるも
のである。

【００３２】そして、電気分解を行うと短時間でも水中
に存在するＣａやＭｇなどのスケール成分が電極表面に
付着し、塩素化合物の生成効率が低下する。そこで、電
極の極性を切り替えることでスケール成分の剥離を行う
ことができる。その切り替えを行う時間間隔は５〜１５
分間で行うことにより一旦付着したスケール成分を効果
的に剥離できるので電極の極性の切り替えをこの範囲に
設定することで容易にスケール成分の付着を防止するこ
とができる。

【００３３】また、請求項１４にかかる水浄化装置は、
循環流路に水中の懸濁物質を凝集する凝集手段と、水中
の懸濁物質や前記凝集手段により凝集した懸濁物質を除
去する濾過手段と、前記濾過手段を洗浄して堆積した懸
濁物質を除去する逆洗手段とを設けたものである。

【００３４】そして、循環手段により循環流路を循環し
てきた水中の懸濁物質は、凝集手段により凝集され、粒
子径が増大し、濾過手段で濾過除去される。濾過の進行
とともに濾過手段の圧力損出が増大し、循環流量が低下
するが、逆洗手段により、濾過手段に堆積した懸濁物質
を洗浄除去して装置外に排出することで圧力損失の増加
を防止することができ、塩素化合物供給手段内の電極間
に流れる水の流量を安定化することができ、電気分解に
よる塩素化合物の生成効率を安定化させることができ
る。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００３６】（実施例１）本発明の実施例１について、
図１ないし図８を参照して説明する。なお、図１は実施
例の水浄化装置の構成図、図２は同水浄化装置における
電解槽の横断面模式図、図３は同電解槽の縦断面模式
図、図４は塩素化合物の生成効率と流量との関係を示す
グラフ、図５は電流密度と塩素化合物の生成効率との関
係を示すグラフ、図６は電極間距離と塩素化合物の生成
効率との関係を示すグラフ、図７および図８は電気分解
時間と塩素化合物の生成効率との関係を示すグラフであ
る。

【００３７】図１において、１は浴槽で、内部の水２は
循環手段例えばポンプ３の働きにより循環流路４内を循
環する。５は循環流路４に挿入して流水抵抗を示す抵抗
体である。なお、抵抗体５は、図２および図３に示すよ
うに、循環流路４よりも直径が小さい縮径部６を備え、
この縮径部６の上流側には流入口７を、下流側には排出
口８をそれぞれ有している。そして、これら流入口７お
よび排出口８と塩素化合物供給手段である電解槽９と
は、流入路１０及び流出路１１を介して連通している。

【００３８】電解槽９は、ケーシング１２の内部に、端
子１３を備えた電極１４と、端子１５を備えた電極１６
とを収納しており、これらの電極１４，１６は、固定具
１７によって固定されるとともに、電極１４，１６間の
距離が一定に保持されている。また、電解槽９内に収納
した電極１４，１６の上流側には水の流れを整える整流
部１８が、下流側には電気分解で発生した塩素ガスなど
の気体と水とを攪拌混合する混合部１９がそれぞれ設け
られている。浴槽１より循環流路４、流入口７、および
流入路１０を経由して整流部１８に入った水は、整流部
１８からスリット部２０Ａを通って電極１４に至り、電
極１４の上方向から電極１４，１６間に入り、ついで、
スリット部２０Ｂから流出して混合部１９に入り、排水
路１１および排出口８を通って循環流路４より浴槽１に
戻る。なお、電極１４，１６への通電は、端子１３，１
５より行うことで電極１４，１６間で電気分解を行うも
のである。また、図１における矢印は水の流れを示して
いる。

【００３９】次に、その動作，作用についてを説明す
る。ポンプ３の働きにより循環流路４に送り込まれた浴
槽１の水２は、ポンプ３を通過して抵抗体５に到達す
る。抵抗体５の内部では、循環してきた水が縮径部６を
通過する際に、縮径部６の下流側に負圧を生じるので、
循環流路４の水の一部が流入口７から流入路１０を経て
電解槽９内に入り、電解槽９の整流部１８を通ってスリ
ット部２０Ａから電極１４，１６の間に入り、ついでス
リット部２０Ｂを通って混合部１９に入り、排水路１１
から排水口８を通過して循環流路４より浴槽１に戻る。

【００４０】ここで、抵抗体５の内部の縮径部６で生じ
る圧力損出は、流量が一定であれば一定値を示すので、
電解槽９には一定の水が流入することとなり、電極１
４，１６の上部には常に一定の水が存在することとな
る。水を電気分解して次亜塩素酸や次亜塩素酸イオンな
どのような塩素化合物（以下、残留塩素という）を生成
する場合、これら残留塩素の生成効率は、図４に示すよ
うに、電極間の水の流量に影響を受ける。水の流量が一
定値以上になると、残留塩素の生成効率は著しく低下す
るので、殺菌性能が低下する。よって、設計の段階で一
定の圧力損失を持つ縮径部６を作成することで、電解槽
９の流量は常に一定に保持することができるので、常に
一定の殺菌性能を維持することが可能となる。

【００４１】また、水の電気分解を行うと、残留塩素が
生成されると同時に、水素や酸素などの気体が発生す
る。この場合、縮径部６の下流側が負圧になっていて
も、電解槽９の位置が循環流路４よりも高い位置である
と電解槽９内に気泡が溜まり、最終的には電極１４，１
６間にも気泡が溜まることになる。その結果、水を電気
分解する面積が小さくなって、電極電流密度が極端に高
くなったり、発生する気体が電極１４，１６間の全体に
溜まると、電気分解を行うことが不可能になったりす
る。そこで、図２に示すように、電解槽９の上部側に抵
抗体５を備え、電解槽９を循環流路４よりも低くするこ
とにより、電解槽９への気泡の溜りを防止することがで
き、その結果、電極１４，１６の寿命の低減をなくすと
同時に安定した電気分解を行うことができるので、安定
した殺菌性能を保持することができる。

【００４２】また、前述のように電気分解の効率は、水
の流れによって大きく左右されるが、さらに、電解槽９
への水の流入の際に生じる乱流によっても残留塩素の生
成効率は左右されるので、電極間に直接水を流し込む構
成では電極１４，１６間の流速が速くなって生成効率が
低くなる。表１に整流部１８を設けた場合と、設けない
場合との残留塩素の生成効率の比較を行った結果を示し
た。なお、図２に示すような構成の電解槽９を整流部１
８ありとし、図２の構成において、整流部１８を省き、
流入路１０からの水が直接電極１４，１６間に流れ込む
ような構成とした電解槽を整流部なしとして比較を行っ
た。

【００４３】

【表１】

【００４４】各条件の評価は、残留塩素の生成効率を以
下に説明する数１に基づいて算定した。

【００４５】

【数１】

【００４６】この結果、整流部１８を設けた場合の方
が、残留塩素の生成効率は向上することがわかった。よ
って、整流部１８を設けることにより殺菌性能を向上さ
せることができることが立証された。

【００４７】また、水を電気分解して残留塩素を生成す
る場合、電気分解で発生した塩素ガスと水との混合によ
っても生成効率が大きく左右される。以下に電気分解に
よって起こる化学反応の一例を示した。

【００４８】２Ｈ₂Ｏ＋Ｃｌ₂＝２ＨＣｌＯ＋Ｈ₂ 水が電気分解されると水素ガス，酸素ガスなどの気体が
発生すると同時に、塩素ガスが発生する。ここで発生し
た塩素ガスは、水と前記の式の様な反応をおこして次亜
塩素酸を生成する。この反応と同時に水中に次亜塩素酸
イオンや他の酸化性を示す塩素化合物が生成されること
により残留塩素濃度が上昇する。従って、電気分解で発
生した塩素ガスと水との混合は必要不可欠となり、混合
を効率的に行うことで残留塩素の生成効率を向上させる
ことができる。本実施例では、この混合を効率的に行う
ために、電極１４，１６の下流側に混合部１９を設けて
いる。この混合部１９の効果を実験で確認した。実験結
果は、表２に示した通りである。実験では、図２に示す
ような構成の電解槽９を用いたものを「混合部あり」と
し、図１において、混合部１９を持たない構成の電解槽
を「混合部なし」として比較した。

【００４９】

【表２】

【００５０】表２に示したように、電解槽９の電極１
４，１６の下流側に混合部１９を設けることにより、残
留塩素の生成効率を向上させることができる。

【００５１】また、抵抗体５は、図２に示すように、内
部に流路を縮小する単一の穴を有する縮径部６を設けた
構成とし、縮径部６を設けることにより、縮径部６の上
流側と下流側との間に生じる圧力差によって、上流側の
水が一定流量で流入口７から流入路１０を通って電解槽
９内に入って電気分解され、残留塩素を含んだ水は排出
口８から排水路１１を通って循環流路４に戻すことが可
能となる。しかし、殺菌の対象となる水が浴槽水の場
合、水中に人の毛髪や糸屑などが存在する場合が多く、
縮径部６が網目状であったりすると、毛髪や糸屑などが
絡み付き、その結果、流水抵抗が増加して電解槽９へ流
れ込む水の流量が増大し、電極１４，１６間に流れ込む
流量が増加するので残留塩素の生成能力が低下してしま
う。しかし、本実施例のように、縮径部６は単一の穴を
有する構成にすると、これらの毛髪や糸屑などが絡み付
くことがなくなるので、電解槽９への流量の変化が無
く、安定した残留塩素の生成性能を維持することができ
る。

【００５２】また、電極間に隔膜を備えた構成の電解槽
を用いて浴槽水の電気分解を行った場合、陽極側におけ
る塩素ガスの発生率を向上させることができ、残留塩素
の生成効率を向上させることができるが、浴槽水などの
殺菌を長期間行うと、隔膜の部分にスケール成分や垢な
どの懸濁物質が付着し、これを栄養源とした細菌が繁殖
して生物膜を生成し、その結果、残留塩素の生成効率が
低下するという問題点が発生する。従って、本実施例の
電解槽９においては、図２及び図３に示すように、電極
１４，１６間に隔膜を備えない無隔膜の構成を採用して
いる。なお、無隔膜の構成とすることにより、電解槽の
構造を簡素化することができ、製造上のコストを削減す
ることができる。

【００５３】また、本実施例では、電解槽９内部に収納
する電極１４，１６の素材は、チタンを基材とし、その
表面を白金とイリジウムとの被膜により被覆したものを
用いており、この電極に適応した電気分解条件、すなわ
ち、電流密度，電極間距離，通電条件の設定をしてい
る。以下に、その電気分解条件について説明する。

【００５４】まず、電流密度の設定は、１．０〜３．０
Ａ／ｄｍ²の範囲になるように設定している。浴槽水の
電気分解を行った場合における残留塩素の生成効率と電
流密度との関係を示す図５によれば、電流密度が１．０
〜３．０Ａ／ｄｍ²では、残留塩素の生成効率が４％以
上、特に１．５〜２．０Ａ／ｄｍ²では５％以上にもな
るのに対し、１．０Ａ／ｄｍ²未満の場合は２．５％と
低く、３Ａ／ｄｍ²を超えると生成効率が徐々に低下し
ていくことが解る。よって、電流密度は、１．０〜３．
０Ａ／ｄｍ²の範囲になるように設定することにより最
適な条件下で殺菌を行うことができると同時に、過剰な
電流密度の設定による電極の消耗を防止することがで
き、電極寿命の延長を図ることができる。なお、生成効
率を最も良好な状態にする場合は２．０Ａ／ｄｍ²にす
ればよい。

【００５５】次に、電極間距離は、２〜４ｍｍの間に設
定している。浴槽水の電気分解を行った場合における残
留塩素の生成効率と電極間距離との関係を示す図６によ
れば、電極間距離が１ｍｍから２ｍｍにかけて残留塩素
の生成効率が急上昇し、４ｍｍから６ｍｍにかけて徐々
に減少するという特性を示している。従って、電極間距
離を１ｍｍ〜６ｍｍに設定することにより効率的な電気
分解を行うことができる。さらに、電極間距離が２ｍｍ
〜４ｍｍの間では、安定した高い値を示すので、この範
囲に設定することで、最適な条件下で殺菌を行うことが
できる。

【００５６】そして、電極への通電条件は、電気分解一
回につき３分以上としている。本実施例で用いた電極１
４，１６における残留塩素の生成効率の時間変化を示す
図７によれば、残留塩素の生成効率は、電気分解を開始
した後、２分経過までは１％台であるが、３分経過以後
は急激に生成効率の上昇が見られる。従って、一回の電
気分解の時間は３分以上であれば効率的な電気分解がで
きることがわかる。

【００５７】さらに、電極表面にスケール成分などの懸
濁物質が付着すると、残留塩素の生成効率が低下するの
で付着したスケール成分などの剥離が必要不可欠とな
る。スケール成分などの剥離は、電極１４，１６の極性
を切替えることで可能となる。浴槽水の電気分解を行っ
た場合における残留塩素の生成効率の時間変化を示す図
８によれば、残留塩素の生成効率は、電気分解を開始し
た後、約１０分経過までは上昇を続けるが、その後は徐
々に低下し、２０分経過後には最高値の７０％まで低下
する。ここで見られる生成効率の低下は電極表面にスケ
ール成分などが付着することにより発生するものである
と考えられ、電極１４，１６へ直流を通電し、電極１
４，１６の極性を切り替えることで生成効率が上昇する
ことを確認した。従って、電気分解を開始した後、５〜
１５分経過するまでの間に、電極の極性の切替えを行う
ことで、残留塩素の生成効率を維持し、効率的な殺菌を
行うことができる。

【００５８】（実施例２）実施例１における抵抗体５
は、図９に示すような構成にすることもできる。なお、
実施例１の場合と同一の構造部分については、同一の符
号を付与して説明を省略している。

【００５９】循環流路４に水が滞留する場所があると部
分的に細菌などが増殖し、これを核として生物膜が形成
される。このことは、抵抗体５の場合においても同じで
あり、縮径部６の構造が図２に示す様に、端部が直角状
の段部になっていると、この段部の周囲に生物膜が形成
し易くなり、生物膜が生成されると、この生物膜の部分
に残留塩素が消費され、水の殺菌性能が低下する場合が
ある。そこで、図９に示すように、縮径部６の上流側に
は、循環流路４より、縮径部６に近づくにつれ流路が縮
小する誘導部２１を設け、縮径部の下流側には、循環流
路４に向って縮径部６から離れるにつれ流路の径が増大
するスロート部２２を設けることにより、縮径部６の前
後での水の滞留がなくなり、生物膜の生成を抑制するこ
とができる。

【００６０】（実施例３）本発明の実施例３について、
水浄化装置の構成図を示す図１０を参照して説明する。
なお、実施例１の場合と同一の構造部分については、同
一の符号を付与して説明を省略している。

【００６１】水浄化装置は、浴槽１に接続する循環流路
４と、前記循環流路４に挿入した抵抗体５と、この抵抗
体５と連通する電解槽９と、濾過槽２３と、前記濾過槽
２３の上流側と下流側とで流路を切り替える弁２４，２
５と、前記弁２４の上流側の循環流路４および濾過槽２
３の下流側にある弁２５を接続しているバイパス路２６
と、前記濾過槽２３の上流側の弁２４に接続している排
水路２７とを備えている。

【００６２】前記濾過槽２３は、導電性を有しない樹脂
製の蓋２８及び底２９と導電性を有する金属製の缶体３
０とからなり、内部に濾材３１と、前記濾材３１が循環
流路４へ漏出するのを防止する濾床３２と、蓋２８に固
定されている凝集電極３３とを備えている。凝集電極３
３を陽極、缶体３０を陰極として通電することにより、
水中の懸濁物質を凝集可能な金属水和物として生成す
る。なお、逆洗手段としては、弁２４，２５とバイパス
路２６と排水路２７とにより構成し、凝集電極３３への
通電，弁２４，２５の切替え、ポンプ３の稼動，電解槽
９への通電制御などは、制御装置３４により行ってい
る。また、矢印は水の流れを示している。

【００６３】次に、動作と作用について説明する。浴槽
１内の水２は、ポンプ３の働きにより循環流路４を通
り、抵抗体５および電解槽９を通過する間に残留塩素が
混入され、濾過槽２３に到達する。濾過槽２３内では、
制御装置３４の働きにより、凝集電極３３を陽極、缶体
３０を陰極として通電を行い、金属水和物を生成するこ
とにより、水中の懸濁物質の凝集を行い、かつ、懸濁物
質の粒子径を増大させて下流側に位置する濾材３１で捕
捉し、懸濁物質が除去された水は、循環流路４を通って
再び浴槽１へ戻る。この循環水が浴槽１に再び戻ると同
時に、水は溶存している残留塩素により殺菌が行われる
ので、浴槽１内の水２の衛生状態を保持することができ
る。

【００６４】しかし、浴槽１内の水２の懸濁物質を、継
続して濾過していると、濾過槽２３の濾材３１に懸濁物
質が堆積して目詰まりを起こし、圧力損出が増大して循
環流量が低下する。循環流量が低下すると、当然のこと
ながら、抵抗体５を通過する水の流量も低下し、電解槽
９への流量が低下する。電解槽９に出入りする水の流量
が低下することにより電極間に流れる水の流量も低下す
るので、残留塩素の生成効率が低下し、浴槽１内の水を
殺菌する能力が低下する。

【００６５】そこで、一日に一度以上、制御装置３４の
働きにより、弁２４，２５を切替え、ポンプ３によって
循環する水の流路を点矢印のように逆流させると、水が
バイパス路２６から弁２５を通って濾過槽２３内に流入
するので、濾材３１に堆積した懸濁物質を水の流れによ
り押し上げ、水とともに排水路２７から外部に排出し、
再び弁２４，２５を切り替えて水を矢印の方向に循環さ
せることで循環流量を一定に保つことができる。抵抗体
５から電解槽９に送り込まれる水の流量を一定に保つこ
とができるので、電解槽９で生成する残留塩素の量を安
定化させることができ、浴槽１内の水の衛生状態を良好
に保持することができる。

【００６６】なお、本実施例では、濾過槽２３の濾材３
１に堆積した懸濁物質の排出を１日に１度以上とした
が、その回数は濾過槽２３の濾材３１の目詰まりの状態
により設定することで、電解槽９での残留塩素の生成効
率を最適化することが可能となる。

【００６７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００６８】請求項１および請求項２によれば、循環流
路に挿入した抵抗体内部の縮径部が一定の流水抵抗を有
しており、循環手段によって送り込まれた一定量の水
は、縮径部の上流側に位置する流入路から塩素化合物供
給手段内に送り込まれ、塩素化合物供給手段内部の電極
間で電気分解され、縮径部の下流側に位置する排出路か
ら再び循環流路に戻るので、塩素化合物供給手段に送り
込まれた水は一定の流速で電極上部を通過することとな
り、電気分解によって得られる塩素ガスの生成量を安定
に保持することができ、発生した塩素ガスと水との混合
を一定条件の下で行うことができる。よって、塩素化合
物を安定して生成して循環する水に溶解させているの
で、殺菌性能を安定化することができる。

【００６９】また、請求項３によれば、抵抗体を塩素化
合物供給手段の垂直上方向に備えているので、塩素化合
物供給手段の電極表面で発生した水素ガス，酸素ガス及
び水に溶解しきれなかった塩素ガスなどの気体を垂直上
方向にある循環流路に排出することが可能となり、塩素
化合物供給手段内の電極間での気体の滞留をなくすこと
ができ、電極間へ気体が滞留することによって通電面積
が低下することがなく、塩素化合物の生成効率の低下を
なくして塩素化合物の生成効率の安定化を図ることがで
きる。よって、安定した殺菌性能を得ることができる。

【００７０】また、請求項４によれば、塩素化合物供給
手段内の電極の上流側に整流部を設けることで、循環流
路から流入する水の流れを整えて電極間に水を流入させ
ることができ、電極間に乱流を生じることがなくなり、
安定した流れの条件下で電気分解を行うことができる。
よって、塩素化合物の生成効率が向上し、殺菌性能を向
上させることができる。

【００７１】また、請求項５によれば、塩素化合物供給
手段内において、塩素化合物を生成する少なくとも一対
の電極の下流側に、電気分解により発生した気体と水と
を混合させる混合部を有するので、電気分解で発生した
気体と水とを電極の下流側にある混合部で十分に混合さ
せることができる。よって、塩素化合物の生成効率を向
上させることができる。

【００７２】また、請求項６によれば、抵抗体における
縮径部が、循環流路よりも径の小さい単一の穴で形成さ
れているので、循環手段によって送り込まれてきた水に
毛髪や糸屑が混入している場合でも、縮径部に絡み付い
て、流水抵抗が上がり、塩素化合物供給手段への水の流
入量が増加することがなくなる。よって、塩素化合物の
生成効率の低下を起こすことがなくなり、安定した殺菌
性能を維持することができる。

【００７３】また、請求項７によれば、抵抗体における
縮径部の上流側及び下流側に、誘導部及びスロート部を
設けることにより、縮径部に近づくにつれて流路径を縮
小させているので、抵抗体の縮径部に水が澱むことがな
くなる。よって、細菌などの繁殖により生成する生物膜
の発生が抑制されるので、塩素化合物供給手段で生成し
た塩素化合物の浪費がなくなり、塩素化合物供給手段で
生成した塩素化合物を有効に使用することができる。

【００７４】また、請求項８によれば、塩素化合物供給
手段内の電極間には、隔膜を設けない無隔膜の構成とし
ているので、構成が簡素化されると同時に、隔膜に水中
の懸濁物質やスケール成分が付着することがなくなり、
電気分解による塩素化合物の生成効率の安定化を図るこ
とができる。

【００７５】また、請求項９および請求項１０によれ
ば、塩素化合物供給手段内部の電極は、表面に白金−イ
リジウムからなる被膜を形成したチタン素材を用いてお
り、また電極の電流密度は１．０〜３．０Ａ／ｄｍ²と
しているので、水道水や浴槽水などのように塩素イオン
濃度が低い水を電気分解する場合にも、塩素化合物を高
生成効率で得ることができる。

【００７６】また、請求項１１によれば、水道水や浴槽
水などのように導電性の低い水を電気分解する際に、電
極間距離を１〜６ｍｍにすることで効率的に残留塩素の
生成を行うことができ、さらに、電極間距離を２〜４ｍ
ｍにすることにより最も効率的に塩素化合物の生成を行
うことができる。

【００７７】また、請求項１２によれば、電極へ３分間
以上通電することで、電気分解による塩素化合物の生成
効率を安定化させることができるので、安定した殺菌性
能を得ることができる。

【００７８】また、請求項１３によれば、塩素化合物供
給手段内の電極への通電は直流で行い、前記電極の極性
を、通電開始から５分〜１５分で切り替えるので、水中
に存在するＣａやＭｇなどのスケール成分が電極表面に
付着しても容易に剥離することができる。よって、塩素
化合物の生成効率の安定化を図ることができる。

【００７９】さらに、請求項１４によれば、水中の懸濁
物質を凝集手段により凝集し、濾過手段で濾過除去した
後、濾過手段の圧力損出が増大し、循環流量が低下して
も、逆洗手段により濾過手段に堆積した懸濁物質を洗浄
除去して装置外に排出することにより圧力損失の増加を
防止することができる。よって、塩素化合物供給手段内
の電極間に流れる水の流量を安定化することができるの
で、電気分解による塩素化合物の生成効率を安定化させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における水浄化装置の構成図

【図２】同水浄化装置における電解槽の横断面模式図

【図３】同電解槽の縦断面模式図

【図４】塩素化合物の生成効率と流量との関係を示すグ
ラフ

【図５】電流密度と塩素化合物の生成効率との関係を示
すグラフ

【図６】電極間距離と塩素化合物の生成効率との関係を
示すグラフ

【図７】電気分解時間と塩素化合物の生成効率との関係
を示すグラフ

【図８】電気分解時間と塩素化合物の生成効率との関係
を示すグラフ

【図９】本発明の実施例２における水浄化装置の抵抗体
の断面模式図

【図１０】本発明の実施例２における水浄化装置の構成
図

【図１１】従来の水浄化装置の構成図

【図１２】従来の水浄化装置における殺菌手段の構成模
式図

【符号の説明】

１浴槽２水３ポンプ（循環手段）４循環流路５抵抗体６縮径部７流入口８排水口９電解槽（塩素化合物供給手段）１０流入路１１排水路１４，１６電極１８整流部１９混合部２１誘導部２２スロート部２３濾過槽２４，２５弁２６バイパス路３０缶体（陰極）３１濾材（濾過手段）３３凝集電極（陽極）３４制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】循環手段により水が循環する循環流路と、
一定の流水抵抗を有する縮径部を設けて前記循環流路に
挿入した抵抗体と電気分解により塩素化合物を生成する
少なくとも一対の電極を有し、前記抵抗体と連通させた
塩素化合物供給手段とを備えた水浄化装置。
【請求項２】縮径部の上流側に位置して循環流路から塩
素化合物供給手段へ水を流入させる流入路と、縮径部の
下流側に位置して塩素化合物供給手段からの水を循環流
路に流出する排水路とにより抵抗体と塩素化合物供給手
段とを連通させた請求項１記載の水浄化装置。
【請求項３】抵抗体は塩素化合物供給手段の上方向に位
置させた請求項１又は２記載の水浄化装置。
【請求項４】電気分解により塩素化合物を生成する少な
くとも一対の電極の上流側に、流入路から流入した水の
流れを整える整流部を設けた請求項１ないし３のいずれ
か一項に記載の水浄化装置。
【請求項５】電気分解により塩素化合物を生成する少な
くとも一対の電極の下流側に、電気分解により発生した
気体と水とを混合させる混合部を設けた請求項１ないし
３のいずれか一項に記載の水浄化装置。
【請求項６】縮径部が循環流路の径よりも小さい径の単
一の穴である請求項１又は２記載の水浄化装置。
【請求項７】抵抗体が循環流路の径よりも小さい径の単
一の穴からなる縮径部と、前記縮径部の上流側に位置
し、前記縮径部に近づくにつれて流路径が縮小する誘導
部と、前記縮径部の上流側に位置し、前記縮径部から離
れるにつれて流路径が増大するスロート部と、前記誘導
部の上流側に位置して塩素化合物供給手段への水の流入
路と連通する流入口と、前記スロート部の下流側に位置
して塩素化合物供給手段よりの水の排出路と連通する排
出口とを有する請求項１又は２記載の水浄化装置。
【請求項８】塩素化合物供給手段における一対の電極間
には隔膜を設けない請求項１ないし７のいずれか一項に
記載の水浄化装置。
【請求項９】電気分解により塩素化合物を生成させる電
極として、表面を白金−イリジウムからなる被膜により
被覆したチタン素材を用いる請求項１ないし８のいずれ
か一項に記載の水浄化装置。
【請求項１０】塩素化合物供給手段の電流密度を１．０
〜３．０Ａ／ｄｍ²とした請求項１ないし９のいずれか
一項に記載の水浄化装置。
【請求項１１】塩素化合物供給手段における電極間距離
を１〜６ｍｍとした請求項１ないし１０のいずれか一項
に記載の水浄化装置。
【請求項１２】塩素化合物供給手段に、制御手段によ
り、３分以上通電する請求項１ないし１１のいずれか一
項に記載の水浄化装置。
【請求項１３】塩素化合物供給手段に直流を通電し、通
電制御手段により、通電開始後５〜１５分の間に極性を
切り替える請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の
水浄化装置。
【請求項１４】循環流路に、水中の懸濁物質を凝集する
凝集手段と、前記凝集手段により凝集した懸濁物質を除
去する濾過手段と、前記濾過手段を洗浄して堆積した懸
濁物質を除去する逆洗手段とを設けた請求項１又は２記
載の水浄化装置。