JPH11114566A - 塩素発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型で且つ安定的に殺菌された水を供給できる
塩素発生器を提供する。 【解決手段】給水管３を通じて圧送された水道水を貯留
する貯水容器２と、貯水容器２内に所定間隔をおいて同
心円状に配置され直流電圧が印加される一対の筒状の電
極５１，５２と、貯水容器２内の水を内外の各電極５
１，５２間に通す通水管路と、通水管路内を通った水を
飲料機に送水する送水管４とを有する構造となってい
る。水供給が連続して行われ予め殺菌された水が全て飲
料機に送水されたときは、その後の水供給は給水管３か
ら貯水容器内に新たに供給された水によって行われる
が、この水が通水管路を通るなかで電気分解され、次亜
塩素酸を含む水となるため、飲料機には殺菌された水と
なって供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水道水や地下水等
の原水を塩素により殺菌して一般家庭用或いは業務用の
飲料水として供給する塩素発生器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の塩素発生器として、シス
ターン内に陽極と陰極で構成された一対の平方の電極を
設置したものが一般的に知られている。この塩素発生器
によれば、タイマにより所定のインターバルで各電極に
直流電圧を印加し、シスターン内の飲料水を電気分解
し、殺菌に有効な成分である次亜塩素酸を発生させてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の塩素発生器では、シスターンに一旦飲料水を貯留
し、この貯留した水に次亜塩素酸を付加した後に、蛇
口、飲料機等の端末に給送するため、端末までの配管が
長くなるときは、この飲料の供給手段としてポンプが必
要不可欠となっていたし、また、その配管長によっては
極めて大きなポンプを設置する必要があり、コスト的に
不利なものとなっていた。

【０００４】また、飲料供給量に見合う殺菌された水を
常時確保するためには、シスターンの大型化が避けられ
ず、塩素発生器の小型化が困難となっていた。

【０００５】本発明の目的は前記従来の課題に鑑み、小
型で且つ安定的に殺菌された水を供給できる塩素発生器
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、請求項１の発明に係る塩素発生器は、給水管
路を通じて圧送された水道水等の原水を貯留する貯水容
器と、貯水容器内に所定間隔をおいて同心円状に配置さ
れ直流電圧が印加される一対の筒状の電極と、貯水容器
内の水を内外の前記各電極間に通す通水管路と、通水管
路内を通った水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送
水管路とを有する構造となっている。

【０００７】この発明によれば、一対の電極に直流電圧
を印加することにより、貯水容器内の水道水が電気分解
されて次亜塩素酸が発生する。この次亜塩素酸により貯
水容器内の水道水が殺菌される。ここで、この生成水を
端末側に送水するときは給水管路を通じて貯水容器内に
水圧がかかり、貯水容器内の水が通水管路を通り、更に
は送水管路にを通じて端末に供給される。

【０００８】この水供給が連続して行われ予め殺菌され
た水が全て端末に送水されたときは、その後の水供給は
給水管路から貯水容器内に新たに供給された水によって
行われるが、この水が通水管路を通るなかで電気分解さ
れ、次亜塩素酸を含む水となるため、端末には殺菌され
た水となって供給される。なお、請求項２の塩素発生器
では外側電極側から内側電極側に水を流すよう構成され
ている。また、請求項３の塩素発生器では内側電極側か
ら外側電極側に水を流すよう構成されている。

【０００９】請求項４の塩素発生器では蓋体に流入口及
び流出口を形成するとともに、各電極を設けているた
め、流入口及び流出口と各電極との間の設置間隔等を正
確に設定できるし、また、各電極の間隙を精度良く設定
できる。

【００１０】請求項５の発明では、各電極の高さ寸法を
貯水容器内の高さ寸法より小さくしているため、各電極
を貯水容器の下部に設置し、かつ、流出口を同じく下部
に設置するときは、各電極と貯水容器との間の寸法差が
貯水容器の上部に表れ、貯水容器の上部の空間が電解に
より発生したガス（酸素ガス、水素ガス等）の貯留空間
となる。従って、流出口から流出する水にガスが混入す
ることがない。

【００１１】請求項６の発明では、各電極に印加される
直流電圧の極性を切り換える切り換え手段を有する構造
となっている。

【００１２】ここで、一方の電極を陰極、他方の電極を
陽極として直流電圧を印加するときは、陽極側の他方の
電極に水の電解によりカルシウムイオン、ナトリウムイ
オンが吸引され、カルシウム、ナトリウム等の酸化物で
あるスケールが付着し、これにより、電解効率が低下す
るおそれがある。そこで、各電極の極性を切り換えると
きは、一方の電極が陽極となり他方の電極が陰極となる
ため、それまで他方の電極に付着したスケールが徐々に
剥離し、除去される。

【００１３】請求項７の発明では、管路内に水が流通し
ていないときは電圧値変換手段により電圧を低く制御
し、管路内に水が流通しているときは電圧値変換手段に
より電圧を高く制御する。これにより、待機時（管路に
水が流れていない時）は貯水容器内に次亜塩素酸が徐々
に混入し、所望の有効塩素濃度で水供給を待つこととな
る。一方、水供給時（管路に水が流れている時）は、電
圧を高くして次亜塩素酸の生成量を多くする。

【００１４】従って、待機時は必要以上に次亜塩素酸を
生成することがないし、また、水供給時、特に、この水
供給が連続して行われ、待機時に生成した次亜塩素酸含
有の水が既に供給されたときでも、各電極を通る水に次
亜塩素酸が十分に含まれ、殺菌不良となることがない。

【００１５】なお、流量検知手段として、水の流量が所
定値以上となったとき検知信号を出力する流量スイッ
チ、水の流れにより回転する羽根車を有しその回転数を
随時検知してこの水量信号を出力する回転羽根式流量セ
ンサ、又は、水力から流量を検知する圧力スイッチの何
れを用いるようにしても良い。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１乃至図５は本発明に係る塩素
発生器の第１実施形態を示すもので、図１は塩素発生器
の断面図、図２は図１のＡーＡ線矢印方向の断面図、図
３は電極ユニットを示す斜視図、図４は塩素発生器の駆
動制御回路を示すブロック図、図５は塩素発生器の制御
フローチャートである。

【００１７】本実施形態に係る塩素発生器は、販売信号
に基づきジュース、コーヒ飲料等を生成し、これを販売
する飲料機に設置されているもので、水原料として使用
される水道水を殺菌して端末（ディスペンシングバル
ブ）に給送するものとして使用される。

【００１８】ここで、この塩素発生器１は図１に示すよ
うに密閉された円筒状の貯水容器２を有する。この貯水
容器２は下部開口のハウジング２１と、このハウジング
２１に螺合して密閉状態とする蓋体２２とを有し、この
蓋体２２の周縁寄りには流入口２２ａを設け、給水管３
（給水管路）を通じて圧送される原水（水道水）をハウ
ジング２１内に導いている。また、この蓋体２２の中央
側には流出口２２ｂを設け、送水管４（送水管路）を通
じてハウジング２１内に貯留された水を飲料機に送水す
るようになっている。

【００１９】なお、この蓋体２２は電気的絶縁体、例え
ば樹脂等で形成されている。また、給水管３には流量検
知手段、例えば流量スイッチ３１が設置されており、給
水管３内の水の流量が所定値以上（ディスペンシングバ
ルブが開）となったとき検知信号を出力するようになっ
ている。

【００２０】このように構成された貯水容器２におい
て、蓋体２２には電極ユニット５が設置されている。こ
の電極ユニット５は円筒状の内側電極５１とこの内側電
極５１の外側に所定間隙（３〜５ｍｍ）をおいて同心円
状に配置された外側電極５２とを有し、各電極５１，５
２を例えばチタン材料をベースに白金或いは白金系（白
金ーイリジウムも含む）をコーティングした電極材で形
成している。また、この各電極５１，５２間の上部開口
には図２にも示すように環状の電極固定板５３を填め込
み、各電極５１，５２の間隙を適正に維持する一方、内
側電極５１の上部開口には電極キャップ５４を填め込
み、内側電極５１の上部開口から水が流入しないように
している。

【００２１】この電極固定板５３には図２にも示すよう
に入口孔５３ａが形成される一方、内側電極５１の下部
には図３にも示すように出口孔５１ａが形成されてお
り、貯水容器１内の水が入口孔５３ａを通じて各電極５
１，５２間に流れ、更に出口孔５１ａを通じて内側電極
５１の内側に流れるようになっている。この入口孔５３
ａ、各電極５１，５２間の間隙及び出口孔５１ａにより
外側電極５２の外側の水を内側電極５１の内側に導く通
水管路を構成している。また、各電極５１，５２の下部
には電極用端子５１ｂ，５２ｂが設けられており、この
電極用端子５１ｂ，５２ｂがシール状態で蓋体２２を貫
通して後述する直流電源に接続している。更に、この各
電極５１，５２の高さ寸法はハウジング２１内の高さ寸
法より小さくして、各電極５１，５２の上方に間隔Ｌ分
の空間を形成している。

【００２２】次に、本実施形態に係る塩素発生器１の駆
動制御回路を図４のブロック図を参照して説明する。

【００２３】本実施形態に係る塩素発生器１はマイクロ
コンピュータ等による制御装置１１にて自動化されてお
り、この制御装置１１は中央演算装置（ＣＰＵ）１１
ａ、制御プログラムを記憶しているメモリ１１ｂ、信号
を入出力するＩ／Ｏポート１１ｃ，１１ｄを有してい
る。このＩ／Ｏポート１１ｃは流量スイッチ３１及びタ
イマ１２の信号を入出力し、Ｉ／Ｏポート１１ｄは電圧
切換回路１３及び極性切換回路１４との間の信号を入出
力する。

【００２４】ここで、タイマ１２は極性切換回路１４及
び直流電源１５を通じて各電極５１，５２の極性切り換
えの時間（正極性電圧印加時間及び逆極性電圧印加時
間）を設定している。なお、正極性電圧とは内側電極５
１が陽極、外側電極５２が陰極となっている場合であ
り、また、逆極性電圧とはこれとは逆に内側電極５１が
陰極、外側電極５２が陽極となっている場合である。ま
た、電圧切換回路１３は高電圧（例えば２０Ｖ）と低電
圧（例えば１０Ｖ）を設定しており、これを切り換える
ようになっている。なお、定電流制御を実施するとき
は、電流値を高電流（例えば１．０Ａ）と低電流（例え
ば０，４Ａ）に設定し、切り換えるようにしてもよい。

【００２５】続いて、この駆動制御回路に基づく制御を
図５(a)(b)のフローチャートを参照して説明する。流量
スイッチ３１がオフ、即ち、飲料機のディスペンシング
バルブが未だ開いていないときは、各電極５１，５２に
低電圧で直流電圧が印加される（Ｓ１，Ｓ２）。通常、
貯水容器２内の水はその貯留状態で時間とともに次亜塩
素酸が減少するため、この減少分の補給に足る次亜塩素
酸をこの水電解により得ている。

【００２６】一方、ディスペンシングバルブが開となる
ときは、図１の実線矢印に示すように、水道水が給水管
３→流入口２２ａ→ハウジング２１と圧送されるため、
このハウジング２１内の水は入口孔５３ａ→各電極５
１，５２間→出口孔５１ａ→流出口２２ｂ→送水管４と
順次押し出され、適量の次亜塩素酸を含む水が飲料機に
給送される。

【００２７】この飲料機による飲料販売が多数連続して
行われるときは、待機中に生成された殺菌水が殆どなく
なるが、水供給時は各電極５１，５２に印加される高電
圧となっているため、給水管３から供給される水が各電
極５１，５２を通過する際に適量の次亜塩素酸を含むこ
ととなり、殺菌力の低下が防止される。

【００２８】このように本実施形態に係る塩素発生器１
は待機中に貯水容器２内に貯留された水に次亜塩素酸を
含ませるシスターン型の塩素発生器と、水供給時に次亜
塩素酸を含ませる流水型の塩素発生器との両者の機能を
備えている。

【００２９】また、本実施形態に係る塩素発生器１は図
５(b)に示すように、正極性電圧と逆極性電圧を交互に
行うよう制御されているため（Ｓ１〜Ｓ４）、陽極側の
電極５１又は５２に付着したスケール等が確実に除去さ
れ、電解効率を低下させることがない。

【００３０】更に、各電極５１，５２の高さ寸法はハウ
ジング２１内の高さ寸法より小さくして、各電極５１，
５２の上方に間隔Ｌ分の空間を形成しているため、電解
により発生した酸素、水素等のガスがこの空間に溜ま
り、飲料機に供給される水に含まれることがない。従っ
て、ガス混入による飲料供給量のバラツキも防止され
る。

【００３１】更にまた、蓋体２２に流入口２２ａ及び流
出口２２ｂを形成するとともに、この蓋体２２に各電極
５１，５２を設けているため、流入口２２ａ及び流出口
２２ｂと各電極５１，５２との間の設置間隔等を正確に
設定できるし、また、各電極５１，５２の間隙を精度良
く設定できる。

【００３２】図６は本実施形態に係る塩素発生器の第２
実施形態を示すものである。この実施形態では前記第１
実施形態に係る出口孔５１ａに代えて高さ寸法を短くし
た内側電極５１’を用い、蓋体２２の上面と内側電極５
１’の下端との間隙を出口孔５１ａ’としたものであ
る。本実施形態によれば、内側電極５１’への穴あけ加
工等が不要となる。

【００３３】図７は本実施形態に係る塩素発生器の第３
実施形態を示すものである。この実施形態では塩素発生
器１００の貯水容器１１０で、これを構成するハウジン
グ１１１と蓋体１１２とを上下逆に配置するとともに、
蓋体１１２の中央に原水の流入口１１２ａを設け、蓋体
１１２の周寄りに流出口１１２ｂを設けている。また、
内側電極１１３には入口孔１１３ａを設け、電極固定板
１１４には出口孔１１４ａを設けている。

【００３４】この実施形態によれば、図７の実線矢印に
示すように、原水が内側電極１１３の内側に入り、次い
で内側電極１１３と外側電極１１５との間に流れて電解
し、この電解した水が外側電極１１５の外側から流出口
１１２ｂに至り、飲料機に供給される。なお、その他の
構成は前記第１実施形態と同様である。

【００３５】なお、前記各実施形態では、各電極５１，
５２，１１３，１１５の間隔を１個の電極固定板５３，
１１４を填め込み設定しているが、各電極５１，５２，
１１３，１１５の縦方向の寸法等に対応して複数填め込
むようにしてもよい。また、前記第１実施形態に係る出
口孔５１ａは、図３に示すように丸孔で形成されている
が、この丸孔に限るものではなく、他の形状となってい
るものでもよい。更に、前記実施形態では流量検知手段
として流量スイッチ３１を用いているが、流量を検知し
得るものであるならば、これに限るものではなく、流量
センサ、例えば水の流れにより回転する羽根車を有しそ
の回転数を随時検知して、この水量信号を出力する回転
羽根式流量センサ、或いは、水力から流量を検知する圧
力スイッチを用いるようにしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至請求
項４の発明によれば、停水時に貯水容器内に貯留された
水に次亜塩素酸を含ませるシスターン型の塩素発生器
と、水供給時に次亜塩素酸を含ませる流水型の塩素発生
器との両者の機能を備えているため、殺菌生成された水
を安定的に供給できるし、また、シスターン型の塩素発
生器と比較し小型にできる。

【００３７】請求項５の発明によれば、貯水容器の上部
空間に電解により発生したガスが溜まり、流出口から流
出する水にガスが混入することがない。

【００３８】請求項６の発明によれば、各電極にスケー
ルが堆積することがなく、効率よく電解できる。

【００３９】請求項７の発明によれば、待機時は低圧
で、また、水供給時は高圧で電圧が印加されるため、次
亜塩素酸の必要量に対応した電解を行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る塩素発生器の断面図

【図２】図１のＡーＡ線矢印方向の断面図

【図３】電極ユニットの正面図

【図４】塩素発生器の駆動制御回路を示すブロック図

【図５】塩素発生器の制御フローチャート

【図６】第２実施形態に係る塩素発生器の要部を示す断
面図

【図７】第３実施形態に係る塩素発生器の断面図

【符号の説明】

１，１００…塩素発生器、２，１１０…貯水容器、３…
給水管、４…送水管、１１…制御装置、１２…タイマ、
１３…電圧切換回路、１４…極性切換回路、１５…直流
電源、２１，１１１…ハウジング、２２，１１２…蓋
体、２２ａ，１１２ａ…流入口、２２ｂ，１１２ｂ…流
出口、５１，１１３…内側電極、５２，１１５…外側電
極。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水管路を通じて圧送された水道水等の
   原水を貯留する貯水容器と、 前記貯水容器内に所定間隔をおいて同心円状に配置され
   直流電圧が印加される一対の筒状の電極と、 前記貯水容器内の水を内外の前記各電極間に通す通水管
   路と、 前記通水管路内を通った水を蛇口、飲料機等の端末側に
   送水する送水管路とを有する塩素発生器。
2. 【請求項２】 前記内側電極の内側を閉塞するととも
   に、前記給水管路は前記外側電極の外側に、前記送水管
   路は該内側電極の内側にそれぞれ連結し、前記通水管路
   はその入口を該外側電極の上部に、出口を該内側電極の
   下部にそれぞれ形成したことを特徴とする請求項１記載
   の塩素発生器。
3. 【請求項３】 前記内側電極の内側を閉塞するととも
   に、前記給水管路は前記内側電極の内側に、前記送水管
   路は該外側電極の外側にそれぞれ連結し、前記通水管路
   はその入口を該内側電極の上部に、出口を該外側電極の
   下部にそれぞれ形成したことを特徴とする請求項１記載
   の塩素発生器。
4. 【請求項４】 前記貯水容器の水を貯留する一面開口の
   ハウジングと、該ハウジングの開口を閉塞する蓋体とか
   ら構成し、該蓋体に前記各電極を設けるとともに、前記
   給水管路に連通する流入口と前記送水管路に連通する流
   出口を形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３
   記載の何れか１項記載の塩素発生器。
5. 【請求項５】 前記各電極の高さ寸法を前記貯水容器内
   の高さ寸法より小さくしたことを特徴とする請求項１乃
   至請求項４の何れか１項記載の塩素発生器。
6. 【請求項６】 前記各電極に印加される直流電圧の極性
   を切り換える切り換え手段を有することを特徴とする請
   求項１乃至請求項５の何れか１項記載の塩素発生器。
7. 【請求項７】 前記各電極に印加される直流電圧の電圧
   値を変換する電圧値変換手段と、前記給水管路又は前記
   送水管路の何れか一方に管路内の水の流通を検知する流
   量検知手段と、該流量検知手段に基づき管路内に水が流
   通していないときは該電圧値変換手段により電圧を低く
   制御し、管路内に水が流通しているときは該電圧値変換
   手段により電圧を高く制御する制御手段とを有すること
   を特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の
   塩素発生器。
8. 【請求項８】 前記流量検知手段として水の流量が所定
   値以上となったとき検知信号を出力する流量スイッチ、
   水の流れにより回転する羽根車を有しその回転数を随時
   検知してこの水量信号を出力する回転羽根式流量セン
   サ、又は、水力から流量を検知する圧力スイッチを用い
   たことを特徴とする請求項７記載の塩素発生器。