JPH1177054A - 水浄化装置及び水の浄化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は家庭用または業務用の水の浄化及び
殺菌を行う水浄化装置において、殺菌手段による残留塩
素の生成効率を向上することを課題とするものである。 【解決手段】 循環流路１５に、ポンプ１６と内部に電
極を備えた電解反応槽１８と前記電解反応槽１８の上流
及び下流方向に水の流入出を制御する弁１９，２０を設
け、弁１９，２０を閉じ、止水系で電気分解を行うの
で、高濃度の塩素化合物が生成可能となるという効果が
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水の浄化、特に水
中の細菌を効果的に殺菌できる水浄化装置とその浄化方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の水浄化装置は特開平８−
２８１２８０号公報に記載されているようなものが一般
的であった。この水浄化装置は図４に示すように、循環
路１に水８をくみ上げ、水の循環を行うポンプ２と、ヒ
ーター３と、内部に微生物を繁殖させた浄化手段４を備
え、浄化手段４の上流と下流を結ぶバイパス路５を設
け、このバイパス路５に遊離塩素を発生させる殺菌手段
６を備えていた。ポンプ２の働きにより、水８を循環路
１からヒーター３を通って浄化手段４及びバイパス路５
の殺菌手段６に水を送り込み、浄化手段４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有機物質の
除去を行っていた。また、浄化手段４内に繁殖した微生
物を死滅させないためにバイパス路５をもうけ、バイパ
ス路５上に殺菌手段６を設け、ここで遊離塩素を発生さ
せ塩素を生成し、浄化手段４の下流方向で循環路１の水
に混合することで浄化手段４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。このために、水
８の塩素の濃度を０．５から１．０ｐｐｍにする必要が
あり、この程度の濃度では十分な殺菌効果が得られない
ので、殺菌手段の下流方向に滞留槽７を設け、殺菌手段
６で生成した高塩素濃度の水を滞留槽７に滞留させ、こ
こを通過した水の中の細菌が完全に死滅するような構成
とし、殺菌効果を向上させていた。殺菌手段６は図５に
示すように、殺菌手段６内に電極９及び１０を対向させ
て配置し、電極間に隔膜を持たない構成をとっている。
水は矢印のように、入口１１から入り、出口１２から出
るが、水が直接電極９，１０間をながれないことにより
電極間の流量を遅くして塩素の生成効率を向上させ、塩
素を多く含んだ水を出口１２から排出し、この殺菌手段
の下流方向に発生した塩素を滞留させる滞留槽７を設
け、発生した塩素を滞留させることにより塩素の濃度を
高めることで殺菌効果の向上を図っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の水浄化装置では以下の課題があった。

【０００４】１．殺菌手段は電極に通電を行い、電気分
解により、水中の塩素イオンから塩素を生成しており、
電極間で生成した塩素はすぐに循環流路に出てしまうの
で、塩素の生成効率が低く、十分な殺菌効果を得るのに
時間を要する。

【０００５】２．殺菌手段内では電気分解により塩素を
生成しているので、塩素が生成できると同時に多量の気
体が発生し、この気体が殺菌手段内にたまり、塩素の生
成効率が低下する。

【０００６】３．電気分解で発生した気体は塩素を含ん
でおり、この気体を循環水とともに排出しているので、
塩素ガスにより配管及び構成部在が腐食する。

【０００７】

【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、循環流路に水の循環手段と、塩素化合物供給
手段と前記塩素化合物供給手段の上流及び下流方向には
塩素化合物供給手段からの水の流入出を制御可能な弁を
設け、前記塩素化合物供給手段内に塩素化合物を発生す
る少なくとも一対の電極とこの電極間以外に、電気分解
で発生させた塩素が滞留可能な空間を設け、電極間で発
生した塩素を含む水が前記塩素化合物供給手段内の空間
に拡散された後、再び前記電極間に入ることを可能とし
ているものである。

【０００８】上記発明によれば電気分解によって塩素を
含んだ水が再び電極間に入り、水中に存在する残ってい
る塩素イオンを利用し電気分解を行い、塩素を生成可能
であるので、塩素の生成効率を向上させることができ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１にかかる水浄化
装置は、循環流路に水を循環する循環手段と、内部に塩
素化合物を生成可能な少なくとも一対の電極と、前記一
対の電極の電極間以外にも電気分解で生成した塩素化合
物を滞留させることが可能な空間を有する塩素化合物供
給手段と前記塩素化合物供給手段の上流および／または
下流方向に塩素化合物供給手段への水の流入出を制御す
る弁を有するものである。

【００１０】そして、電気分解により塩素を溶解した水
を一旦、塩素化合物生成手段内の電極間以外の空間に拡
散し、再び電極間に入れ、水中に残っている塩素イオン
を利用し電気分解を行い、塩素を生成可能であるので、
残留塩素の生成効率を向上させる事ができる。

【００１１】また、本発明の請求項２にかかる水浄化装
置は、循環流路中に水中の懸濁物質を除去可能な濾過手
段を備えたものである。

【００１２】そして、濾過手段で水中の懸濁物質を除去
することで、水中の有機物量が減少するため、電気分解
で生成した塩素が有機物により消費されることがなくな
り、殺菌性能を向上させることができる。

【００１３】また、本発明の請求項３にかかる水浄化装
置は、前記濾過手段内に金属水和物を溶出可能な凝集電
極を設けたものである。

【００１４】そして、濾過手段内部の電極に通電を行い
水中に金属水和物を生成し、濾過除去困難な微細な懸濁
物質を凝集し、濾過手段で除去可能に粒子径を増大させ
ることで、水中の有機物量を低減するため、殺菌性能を
向上させることができる。

【００１５】本発明の請求項４にかかる水浄化装置は、
前記塩素化合物供給手段に電気分解によって発生した気
体を外部に排出可能なガス抜き弁を有するものである。

【００１６】そして、電気分解によって発生した気体が
ガス抜き弁によって塩素化合物供給手段から外部に排出
されることで、塩素化合物供給手段内への気体の滞留を
なくすことができる。よって、発生した気体が電極に接
触し、電極間に流れる電流量が減少することがなくなる
ので、塩素生成性能を維持することができる。

【００１７】本発明の請求項５にかかる水浄化装置は、
前記ガス抜き弁に配管を設け、電気分解によって発生し
た気体を所定位置まで誘導可能としている。

【００１８】そして、電気分解で発生した気体をガス抜
き弁によって塩素化合物供給手段から配管に送り込み、
所定の位置で放出することができるので、発生した気体
による腐食などの弊害を無くすことができる。

【００１９】本発明の請求項６にかかる水浄化装置は、
前記ガス抜き弁に内設するフロートの比重を電気分解に
よって発生する塩素ガスよりも高く、水よりも低くして
いる。

【００２０】そして、電気分解によって発生する塩素ガ
スよりも比重を高くしているので、通常のエアぬき弁で
は除去し難い塩素ガスを除去することができる。

【００２１】本発明の請求項７にかかる水浄化装置は、
塩素化合物供給手段の垂直上方向に電気分解で発生した
気体を電極からガス抜き弁に誘導する誘導部を有するも
のである。

【００２２】そして、電極間で発生する微細な気泡状の
気体を誘導部に集めることで、塩素化合物供給手段の内
部の気泡をガス抜き弁まで容易に送ることが可能となる
ので、気泡の除去効率を向上させることができる。

【００２３】本発明の請求項８にかかる水の浄化方法
は、循環流路に水を循環する循環手段と、少なくとも一
対の電極を内設し、電気分解により塩素を生成可能な塩
素化合物供給手段を有する水浄化装置において、塩素化
合物供給手段への水の流入出を停止し、前記電極に通電
を行い塩素を生成するものである。

【００２４】そして、塩素化合物供給手段内の水の流動
を電気分解によって発生する自然滞留だけにすること
で、水の流れによる塩素の生成効率の低下を無くすこと
ができるので、塩素の生成量を増加することができる。

【００２５】

【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。

【００２６】（実施例１）図１は本発明の実施例１の水
浄化装置を、図２は塩素化合物供給手段の電解反応槽の
構成を示す図である。

【００２７】図１において、１４は浴槽で、循環流路１
５に浴槽１４内の水を循環流路に送り込む循環手段のポ
ンプ１６と水中の懸濁物質を除去する濾過手段の濾過槽
１７と、電気分解により水中に残留塩素を生成可能な塩
素化合物供給手段の電解反応槽１８とその上流方向に弁
１９、下流方向に弁２０を備え、弁２０の下流方向には
水の加熱を行うヒーター２１を備えている。循環流路１
５とポンプ１６と電解反応槽１８と弁１９，２０と濾過
槽１７とヒーター２１と制御装置２２とこれらをつなぐ
ケーブル２３は、ユニット２４内に収められている。

【００２８】前記濾過槽１７は非導電性の樹脂性の蓋２
５及び底２６と金属製の缶体２７からなり、内部には水
中の懸濁物質を凝集可能な金属水和物を生成可能なアル
ミニウム製の電極２８と懸濁物質を濾過除去可能な濾材
２９と濾材を支持する濾床３０を備えている。電解反応
槽１８は図２に示すように、ケーシング３１の内部に電
極３２，３３を備えており、電極３２，３３は電極の固
定及び電極への電気の供給を行う棒３２ａ及び３３ｂで
ケーシングに固定されている。なお、電極３２，３３及
び電極３２，３３を固定している棒３２ａ，３３ｂはチ
タン製であり、表面に白金を被膜している。そして、電
極３２，３３に通電を行って発生した気体を電解反応槽
１８の外部に排出可能なガス抜き弁３４を備えている。
なお、ケーシング３１の垂直上方向には電極３２，３３
での電気分解によって発生した気体をガス抜き弁３４に
導く誘導部３５を設けている。また、ガス抜き弁３４
は、ケーシング３６と支持棒のついたフロート３７を内
部に備えており、ケーシング３１の垂直上方向の凹部３
８とフロート３７の上部３９が密着することにより気体
出口４０から気体だけが排出可能になっている。また、
気体出口から排出される気体は配管４１を通って水浄化
装置のユニット２４外部の大気に放出される。図中の矢
印は水の流れを示す。

【００２９】次に動作，作用について説明する。浴槽１
４内の殺菌を行うためには、まず、浴槽１４内の水をポ
ンプ１６の働きにより循環流路１５を通って電解反応槽
１８に導く。つぎに、電解反応槽１８の上流方向に位置
する弁１９下流方向に位置する弁２０を閉じ、電解反応
槽１８への水の供給及び電解反応槽１８からの水の排出
を停止する。そして、内設した電極３２，３３に通電を
行うことで、電極３２と３３の間に存在する水を電気分
解し、水中に存在する塩素イオンから塩素を生成し、水
中に溶かし込むことで水の塩素濃度を上昇させる。この
時、電気分解による塩素の発生と同時に、気体状の酸
素，水素，塩素が発生する。これらの気体は電解反応槽
１８内部で垂直上方向に浮上し、棒３２ａ，３３ｂの隙
間から誘導部３５を経てガス抜き弁３５に移動する。同
時に電解反応槽１８内部で水の自然対流が起こり、電極
間に存在する塩素を含んだ水は電解反応槽１８内の全体
に拡散されていくので、時間とともに電解反応槽１８内
塩素濃度は上昇していき、塩素濃度の高い水が得られ
る。そして次に、弁１９，２０を開き、ポンプ１６を稼
動させ電解反応槽１８内の塩素を含む水を循環流路１５
から浴槽１４に送り込むことで、浴槽内の塩素濃度を向
上させることで、殺菌性能を向上させることができる。

【００３０】浴槽１４内の水に有機性の懸濁物質が多く
存在すると、電解反応槽１８で塩素を発生させる際に電
解反応槽１８内で消費されてしまい、殺菌効果を低下さ
せてしまう。そこで、電解反応槽１８の上流方向に濾過
槽１７を設け水中に存在する有機性の懸濁物質を濾材２
９で濾過除去することにより残留塩素の消費をなくすこ
とができる。

【００３１】また、浴槽１４内の有機性の懸濁物質が細
菌程度の大きさの場合、濾材２９では濾過除去は不可能
である。このような場合には、濾過槽１７内に内接した
凝集電極のアルミニウム電極２８と缶体２７に通電を行
い、アルミニウム電極２８からアルミニウムイオンを溶
出させ、水中に金属水和物の水酸化アルミニウムを生成
し、水中の有機性の懸濁物質と反応させ粒子径を増大す
ることにより濾材２９で濾過除去可能にすることができ
る。よって、塩素の消費がなくなり、殺菌効果を維持す
ることができる。

【００３２】また、電気分解を行うと、電極３２，３３
から微細気泡状の水素，酸素，塩素の気体が発生する。
電気分解により発生する気体は体積あたり比重が水のそ
れよりも圧倒的に低く、容易に電解反応槽１８の上部に
滞留する。よって、電解反応槽１８内に気体がない状態
ではガス抜き弁３４内のフロート３７は凹部３８に密着
しており、水が排出されないようになっている。しか
し、気体が電解反応槽１８内に滞留してくると、ガス抜
き弁３４内のフロート３７が沈下し、ガスが電解反応槽
１８から排出され、気体が完全に排出され、水位が上昇
してくるとフロート３７が浮上し、再び凹部３８に密着
し、水の流出を防止するので、電気分解によって発生し
た気体を排除することが可能となる。また、フロート３
７の比重を塩素ガスの比重よりも重くかつ水の比重より
も軽くしているので比重が空気よりも重い塩素ガスを排
出可能である。

【００３３】なお、電解反応槽１８の垂直上方向には傾
斜をもつ誘導部３５があり、電気分解により電極３２，
３３から発生した気泡状の酸素と水素と塩素ガスは棒３
２ａ及び３３ｂの隙間から誘導部３５に到達する。誘導
部３５はガス抜き弁３４の方向へ向かって高くなってお
り、発生した気泡状の気体は誘導部３５にそってガス抜
き弁の方向へ上昇していき、ガス抜き弁３４へ送り込む
ことができるので電解反応槽１８内に塩素ガスが滞留
し、ケーシング３１を腐食するということがない。

【００３４】また、前述のように、電気分解により水素
ガス，酸素ガスと同時に腐食性の高い塩素ガスが発生す
る。そこで、電解反応槽１８に発生したこれらのガスを
ガス抜き弁３４から配管４１を通してユニット２４の外
に排出しているので、ユニット２４内のポンプ１６や循
環流路１５やヒーター２１及びろ過槽１７が塩素ガスに
より腐食するということがなくなる。

【００３５】（実施例２）図２に示したような、内部に
少なくとも一対の電極３２，３３を備え、電気分解によ
り塩素を生成する塩素化合物供給手段における塩素の生
成効率は前記塩素化合物供給手段の電解反応槽１８内の
電極３２，３３間に流れる水の流量に依存している。図
３に図２の電解反応槽１８における水の流量と塩素の生
成効率を示した。水の流量が１．０Ｌ／ｍｉｎ以上の場
合、生成される塩素の濃度は１．０ｐｐｍ以下であった
が、流量を低下させると共に生成される塩素の濃度は上
昇し、電解反応槽１８の水の流入出を停止したときに塩
素の生成効率が最大になった。よって、循環流路に水の
循環を行うポンプと、内部に少なくとも一対の電極を備
え、電気分解により塩素を生成する塩素化合物供給手段
を有する水浄化装置において、塩素を生成し、水の殺菌
浄化を行う場合には、前記塩素化合物供給手段への水の
流入出を停止し、電極に通電を行い、電気分解により水
中に塩素を生成することで、塩素の生成効率を向上させ
ることができる。この結果、浴槽内の水の浄化殺菌を行
う場合には、塩素化合物供給手段への水の流入出を止
め、電極に通電を一定時間行い、塩素を生成し、塩素化
合物供給手段内の塩素濃度が高まったところで塩素化合
物供給手段内の水を排出するという動作を繰り返すこと
により、浴槽内の塩素濃度を上昇可能となり、殺菌効果
を向上させることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
係る水浄化装置は、循環流路に水を循環する循環手段
と、内部に塩素化合物を生成可能な少なくとも一対の電
極と、前記一対の電極の電極間以外にも電気分解で生成
した塩素化合物を滞留させることが可能な空間を有する
塩素化合物供給手段と前記塩素化合物供給手段の上流及
び下流方向に塩素化合物供給手段への水の流入及び流出
を防止する弁を有しているので、電気分解により塩素を
溶解した水を再び電極間に入れ、水中に残っている塩素
イオンを利用し電気分解を行い、塩素を生成可能である
ので、塩素濃度をさらに向上させることができるという
効果がある。

【００３７】また、請求項２に係る水浄化装置は、循環
流路中に水中の懸濁物質を除去可能な濾過手段を備えて
いるので、濾過手段で水中の懸濁物質を除去すること
で、水中の有機物量が減少するため、電気分解で生成し
た塩素が有機物による消費されることがなくなり、殺菌
性能を向上させることができるという効果がある。

【００３８】また、請求項３に係る水浄化装置は、前記
濾過手段内に金属水和物を溶出可能な電極を設けている
ので、濾過手段内部の電極に通電を行い水中に金属水和
物を生成し、濾過除去困難な微細な懸濁物質を凝集し、
濾過手段で除去可能に粒子径を増大させることで、水中
の有機物量を低減するため、殺菌性能を向上させること
ができるという効果がある。

【００３９】また、請求項４に係る水浄化装置は前記塩
素化合物供給手段に電気分解によって発生した気体を外
部に排出可能なガス抜き弁を有しているので、電気分解
によって発生した気体がガス抜き弁によって塩素化合物
供給手段から外部に排出されることで、反応手段内への
気体の滞留をなくすことができる。よって、発生した気
体が電極に接触し、電極間に流れる電流量が減少するこ
とがなくなるので、塩素生成性能を維持することができ
るという効果がある。

【００４０】また、請求項５に係る水浄化装置は、ガス
抜き弁に配管を設け、電気分解によって発生した気体を
所定の位置まで誘導可能としているので、電気分解で発
生した気体をガス抜き弁によって塩素化合物供給手段か
ら配管に送り込み、所定の位置で放出することができる
ので、発生した気体による腐食などの弊害を無くすこと
ができるという効果がある。

【００４１】また、請求項６に係る水浄化装置は、塩素
化合物供給手段の垂直上方向に電気分解で発生した気体
を電極からガス抜き弁に誘導する誘導部を有しているの
で、電極間で発生する微細な気泡状の気体を誘導部に集
めることで、塩素化合物供給手段の内部の気泡をガス抜
き弁まで容易に送ることが可能となるので、気泡の除去
効率を向上させることができるという効果がある。

【００４２】また、請求項７に係る水浄化装置はフロー
トの比重を塩素ガスの比重よりも重くかつ水の比重より
も軽くしているので、比重が空気よりも重い塩素ガスを
排出可能となるという効果がある。

【００４３】また、請求項８にかかる水の浄化方法は、
電気分解により塩素を生成可能な塩素化合物供給手段を
有する水浄化装置において、塩素化合物供給手段への水
の流入出を停止し、電極に通電を行い塩素を生成するの
で、塩素化合物供給手段内の水の流動を電気分解によっ
て発生する自然滞留だけにすることで、水の流れによる
塩素の生成効率の低下を無くすことができるので、塩素
の生成量を増加することができる。

【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】本発明の実施例による水浄化装置の反応槽の構
成図

【図３】同実施例２における残留塩素の発生量と流量の
関係を表すグラフを示す図

【図４】従来の水浄化装置の構成図

【図５】同水浄化装置の殺菌手段の構成図

【符号の説明】

１５ 循環流路 １６ ポンプ １７ 濾過槽 １８ 電解反応槽 １９，２０ 弁 ２７ 缶体 ２８ アルミニウム電極 ３３ 電極 ３４ ガス抜き弁 ３５ 誘導部 ３７ フロート ４１ 配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５３１ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０Ｃ ５４０ ５５０Ｌ ５５０ ５６０Ｆ ５６０Ｚ ５６０ 1/76 Ａ 1/46 １０２ 1/76 (72)発明者 藤井 優子 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 (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 循環流路に水を循環する循環手段と、電
   気分解により塩素化合物を生成可能な少なくとも一対の
   電極を備え、前記の電極間以外にも電気分解で生成した
   塩素を滞留させることが可能な空間を設けた塩素化合物
   供給手段とを有し、前記塩素化合物供給手段の水の流入
   方向および／または流出方向に水の流入出を制御可能な
   弁を設けた水浄化装置。
2. 【請求項２】 循環流路に水中の懸濁物質を除去可能な
   濾過手段を備えた請求項１記載の水浄化装置。
3. 【請求項３】 濾過手段は内部に水中に金属水和物を溶
   出可能な少なくとも一対の凝集電極を備え、水中の懸濁
   物質を凝集し、濾過除去可能な請求項２記載の水浄化装
   置。
4. 【請求項４】 塩素化合物供給手段は、電気分解によっ
   て生成する気体を塩素化合物供給手段の外部に排出可能
   なガス抜き弁を有し、塩素化合物供給手段に気体の滞留
   を無くした請求項１ないし３のいずれか１項記載の水浄
   化装置。
5. 【請求項５】 ガス抜き弁にガスを所定の場所まで誘導
   する配管を備えた請求項４記載の水浄化装置。
6. 【請求項６】 ガス抜き弁は内部にフロートを有し、フ
   ロートの比重が塩素ガスよりも高く、水よりも低いこと
   を特徴とした請求項４ないし請求項５のいずれか一項記
   載の水浄化装置。
7. 【請求項７】 ガス抜き弁を備えた塩素化合物供給手段
   において、垂直上方向に電気分解で発生した気体を収集
   可能に前記電極から前記ガス抜き弁にかけての誘導部を
   有する請求項４ないし６のいずれか一項記載の水浄化装
   置。
8. 【請求項８】 循環流路に水を循環する循環手段と、内
   部に少なくとも一対の電極を有し、電気分解により塩素
   を生成可能な塩素化合物供給手段を有する水浄化装置に
   おいて、塩素化合物供給手段への水の流出入を所定時間
   とめて塩素の生成を行う水の浄化方法。