JPH0732912B2

JPH0732912B2 - 水中浸漬型水消毒器

Info

Publication number: JPH0732912B2
Application number: JP2247969A
Authority: JP
Inventors: 善胤田村
Original assignee: 日研システム株式会社
Priority date: 1990-09-17
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1995-04-12
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: JPH04126587A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、貯水槽等の水中に浸漬されて、水を滅菌消毒
する、新規な水消毒器に関するものである。

＜従来の技術と発明が解決しようとする課題＞高普及化時代に入った上水道は、その管路延長が長大化
し、管路末端部での有効塩素濃度を0.1ppm以上に維持す
るには、浄水場で多量の塩素を注入する必要がある。と
ころが、浄水場で過剰に塩素を注入した場合には、発癌
性物質であるトリハロメタンが発生したり、浄水場近く
での有効塩素濃度が0.5ppm近くになったりする等、健康
上の問題が発生する。また、有効塩素濃度が0.4ppmを超
えると、塩素臭が強く感じられるようになり、飲料に適
さないまずい水と感じられるようになる。

このため、管路末端部での有効塩素濃度を0.1〜0.2ppm
程度に維持することが望まれるが、水道水を貯水槽等に
一旦貯蔵したのち使用する簡易専用水道（現行では10m³
以上の水槽を有する施設）や、ビルやマンションの屋上
等の小型の高架水槽では、上記のように最初から残留塩
素が低いと、貯蔵時に有効塩素濃度が低下して0.1ppm以
下になるおそれがある。そして、有効塩素濃度が低下す
ると、滅菌力が低下して、貯水槽内に侵入した雑菌や病
原菌が増殖し、消化器系伝染病等を発生する危険性が生
じる。

そこで、上記貯水槽内の水に、再度塩素を注入して、滅
菌消毒することが考えられるが、従来の塩素注入法は、
猛毒で腐触性が強く、しかも高圧の液化状態で貯蔵、輸
送を行わねばならない塩素や、極めて不安定で取扱に注
意を要し、しかも毒性の強い次亜鉛素酸ソーダ液を使用
する方法であるため、設備の安全対策や維持管理等に手
間がかかり、比較的規模の小さい貯水槽等において、簡
易的に実施することがほぼ不可能に近い。塩水を原料と
して、無隔膜式電気分解によって次亜鉛素酸ソーダを発
生させる方法もあるが、この方法では、原料として塩化
ナトリウムを用いるので、その補給等に手間がかかると
いう問題がある。

また、上記各方法は、本来、浄水場で高濃度に塩素を注
入するためのものであるので、健康上の問題が生じるお
それのない、0.1〜0.2ppm程度の極めて低い塩素注入に
は適さない。

本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであって、
比較的規模の小さい貯水層等に容易に設置することがで
き、原料の補給を行う必要がない等、設備の維持管理が
容易で、しかも安全で、健康上の問題が生じるおそれの
ない低濃度の塩素滅菌に適した、簡便な水消毒器を提供
することを目的としている。

＜課題を解決するための手段＞上記課題を解決するため、本発明者らは、淡水中に含ま
れる微量な塩化物を利用して、電気分解により次亜塩素
酸ソーダを発生させることで、有効塩素濃度を高めるこ
とを考えた。すなわち、70ppm±50ppm程度の塩化物が含
まれた水を電気分解すれば、病原菌等の雑菌を滅菌消毒
するに足るレベルである、0.1ppmを超える次亜塩素酸ソ
ーダを発生させて、有効塩素濃度を0.1〜0.2ppmにでき
ることを見出したのである。そこで、比較的規模の小さ
い貯水槽等において、簡易的に電気分解を行える装置の
構造についてさらに検討を行った結果、本発明を完成す
るに至った。従って、本発明の水中浸漬型水消毒器は、
全体が柱状に形成されていると共に、その内部に、柱の
長手方向に沿って、柱の一方の端面で外部に開放され、
かつ反対側が閉じられた形状の通水孔と、この通水孔の
奥部から、柱の外面へ通じる通孔とが形成された消毒器
本体と、この消毒器本体の通水孔内に、所定間隔をおい
て直接に対向させた状態で配置された、水中に含まれる
塩化物から、無隔膜式電気分解により次亜塩素酸ソーダ
を発生させる一対または複対の電極と、上記対電極に電
気分解のための電力を供給する駆動制御部と、この駆動
制御部を対電極と電気的に接続すると共に、消毒器本体
を、通水孔の開口側の端面を下に、通水孔が閉じられた
側の端部を上にした状態で水中に吊り下げるためのケー
ブルとを備えることを特徴としている。

＜作用＞上記構成からなる、本発明の水中浸漬型水消毒器におい
ては、水中に含まれる塩化物から、一対または複対の電
極を用いて、無隔膜式電気分解により直接に次亜塩素酸
ソーダを発生させているので、水以外の原料の補給を行
う必要がない上、有毒な塩素が発生するおそれもない。
また、上記対電極を支持する消毒器本体と、ケーブルに
よって水中に吊り下げた状態で浸漬するだけで電気分解
を行えるので、設置が容易となる。さらに、本発明の水
中浸漬型水消毒器によれば、通水孔の奥部に外面へ通じ
る通孔が形成されているため、消毒器本体を水中に浸漬
する際に通水孔内に空気が残るのを防止できるととも
に、この通孔を通して、水中の塩化物を電気分解した際
に発生するガス（主に水素ガス）を通水孔内から除去で
き、ガス除去によって通水孔内の水に上向流を生じさせ
て、新たな水を通水孔内に連続的に導入することができ
る。

＜実施例＞以下に、本発明を、実施例を表す図面を参照しつつ説明
する。

第３図に示すように、この実施例の水中浸漬式水消毒器
は、貯水槽Ｔ等の水中に吊り下げられる消毒器本体１
と、この消毒器本体１に電気分解のための電力を供給す
る駆動制御部２と、両者の間を電気的に接続すると共
に、消毒器本体１を水中に吊り下げるワイヤを兼ねてい
るケーブル３と、このケーブル３の途中に設けられた、
消毒器本体１の吊り下げ支持具４とを備えている。

消毒器本体１は、第１図（ａ）（ｂ）および第２図に示
すように、一方の端部にケーブル３が接続された四角柱
状に形成されており、その他方の端面10から、ケーブル
３の方向へ向けて、四角柱の長手方向に、断面矩形状の
通水孔11が形成されている。通水孔11の、相対向する壁
面には、長尺板状の一対の電極5,6が、所定間隔をおい
て対向させた状態で配置されている。

上記一対の電極5,6としては、種々の材質のものが使用
できるが、特に、従来の、無隔膜式電気分解に使用され
るものと同じく、チタニウム板の表面に、白金または白
金合金をコーティングしたものが、好適に使用される。
上記構成の電極は、電気分解時の消耗が少なく、耐久性
に優れている。このため、上記構成の電極を使用した場
合には、装置の維持管理を、１年に１回程度まで減少さ
せることができる。また、約５〜10年程度は同じ電極を
使用することができる。

水中浸漬型水消毒器による水処理能力は、上記電極5,6
による次亜塩素酸ソーダの発生能力、すなわち有効塩素
の発生能力によって決まり、有効塩素の発生能力は、電
極5,6間の距離、それぞれの電極5,6の寸法、および、電
極5,6に供給する供給電力で決まるので、貯水槽Ｔの容
積等、処理すべき水量に合わせて、電極5,6間の距離、
各電極5,6の寸法、および、供給電力を設定しなければ
ならない。例えば、容積が20m³以下の小型の貯水槽の水
を殺菌処理するためには、１日当り2g程度の塩素に相当
する次亜塩素酸ソーダを発生させる必要がある。例えば
NaClに換算して20ppmの塩化物を含む水に、電流密度D_A
＝1.25A/dm²の条件で2Aの電流を流すとすると、１日当
り2gの塩素に相当する次亜塩素酸ソーダを発生させるに
は、縦400mm、横40mm、厚み1.5mmの電極を、4mmの間隔
で配置すれば良い。

同じく、容積が100m³程度の中形の貯水槽の場合には、
１日当り6g程度の塩素に相当する次亜塩素酸ソーダを発
生できる水中浸漬型水消毒器を２機使用すれば良く、容
積が300m³程度の中形の貯水槽の場合には、１日当り12g
程度の塩素に相当する次亜塩素酸ソーダを発生できる水
中浸漬型水消毒器を２機使用すれば良い。

通水孔11の最奥部には、消毒器本体11の上部外面に通じ
る２つの通孔11a,11aが形成されている。この通孔11a,1
1aは、消毒器本体11を水中に浸漬する際に、通水孔11内
に空気が残るのを防止すると共に、水中の塩化物を電気
分解した際に発生するガス（主に水素ガス）を通水孔11
内から除去し、かつ上記ガス除去によって通水孔11内の
水に上向流を生じさせるためのものである。

また、通水孔11の側部には、消毒器本体11の側部外面に
通じる４つのスリット11b,11b…が形成されている。こ
のスリット11b,11b…は、上記上向流が生じた際に、通
水孔11の入り口11cと共に、新たな水を通水孔11内に導
入するためのものである。

上記消毒器本体１は、発生する次亜塩素酸ソーダによっ
て劣化しないよう、耐アルカリ性に優れた材料で形成さ
れることが好ましい。また、一対の電極を支持するの
で、絶縁性にも優れていることが好ましい。上記条件を
満足する材料としては、熱硬化性および熱可塑性の合成
樹脂があげられる。消毒器本体１の寸法は、電極5,6の
大きさ、処理水量等によって異なるが、前述した縦400m
m、横40mm、厚み1.5mmの電極5,6を、4mmの間隔で配置す
るためには、直径50mm、長さ455mm、通水孔11の寸法
で、縦４±1mm、横40mm、奥行400mm程度であれば良い。
また、通孔11aの直径は15mm程度であれば良い。

上記消毒器本体１の外面の、通孔11aより上寄りの位置
には、水位を検知する水位センサ７が設けられている。
水位センサ７としては、一対の電極間の導通の有無によ
り、センサが設置された位置の水の有無を検知する電極
式のセンサが好適に使用される。

また、上記消毒器本体１の外面の、水位センサ７が設け
られた側と反対側の、通孔11aより下寄りの位置には、
消毒器本体１の周囲の水の流速を検知する流速センサ８
が設けられている。流速センサ８としては、サーミスタ
等の温度センサを利用して、水流による熱損から流速を
測定する比熱式のものが、好適に使用される。

上記一対の電極5,6および水位センサ７、流速センサ８
は、第１図に二点鎖線で示すように、ケーブル３の各芯
線31,31…と接続され、このケーブル３を介して、前記
駆動制御部２に電気的に接続されている。

ケーブル３としては、上記各芯線31,31…を、EPゴム等
の耐水性に優れた絶縁材で保護したものが使用される。
ケーブル３の長さや径は特に限定されず、使用する貯水
槽Ｔの大きさ等に応じて、適宜変更することができる
が、通常は、直径9mm、長さ15m程度のケーブルを使用す
れば良い。

ケーブル３の途中に設けられた吊り下げ支持具４は、第
３図に示すように、貯水槽Ｔの上面の孔T1上に載置され
て、消毒器本体１を貯水槽Ｔ内に吊り下げると共に、前
記ガスを排気するための孔を確保するためのもので、貯
水槽Ｔの深さ等に応じて、ケーブル３に対する固定位置
を適宜変更できるようにしておくことが好ましい。

駆動制御部２は、第４図に示すように、一対の電極5,6
に、電気分解のための電力を供給する電源部20と、水位
センサ７、流速センサ８等からの信号に基づいて、上記
電源部20を制御して、電極5,6に供給される電力を制御
するための制御部21とを備えている。水位センサ７、流
速センサ８からの信号は、それぞれ、継電器22、増幅器
23を介して制御部21に伝達される。

電源部20は、電源９からのAC100VまたはAC200Vの電流を
整流すると共に、電気分解に必要な電圧に変圧して、一
対の電極5,6に供給するためのもので、これら一対の電
極5,6と、極性反転器27を介して接続されている。この
極性反転器27は、一対の電極5,6に印加される電流の極
性を切り替えることで、それぞれの電極5,6を交互に陽
極として使用して、何れかの電極が一方的に消耗される
ことを防止するために使用される。また、上記電源部20
には、電流量、電圧量等を表示するためのメータ28を接
続することができる。

制御部21には、貯水槽の容積や処理水量等の初期データ
を入力するためのデータ入力部24と、装置の動作状態等
を表示するための表示部25とが接続されている。制御部
21と電源部20との間には、上記制御部21を用いずに、電
源部20を手動運転する際の、手動−自動切り替えスイッ
チが設けられている。

上記制御部21は、前述したように、水位センサ７、流速
センサ８等からの信号に基づいて電源部20を制御して、
電極5,6に供給される電力を制御することで、過剰の有
効塩素が発生するのを防止すべく、演算制御を行う。

演算制御の一例を以下に示す。

まず、制御部21は、水位センサ７、流速センサ８で貯水
槽Ｔの水位と、貯水槽Ｔないの水流とを検知する。そし
て、水位が消毒器本体１の位置よりも上で、かつ、水流
がないか、または、わずかに水流がある状態になると、
制御部21は、電源部20から電極5,6に電力を一定時間供
給させて、消毒を実行する。そして、一定時間経過する
と、電源部20から電極5,6への電力の供給を一時停止さ
せ、その時点で、水流がないか、または、わずかに水流
がある場合には、そのまま放置すると有効塩素濃度が低
下するので、再消毒を実行する。一方、貯水槽Ｔの水位
が消毒器本体１の位置よりも下である場合には、水位不
足であるから、制御部21は、電源部20から電極5,6への
電力の供給を停止する。

なお、上記演算制御のパターンは、前記データ入力部24
や、手動−自動切り替えスイッチ26の操作により変更す
ることができる。

上記構成からなる、この実施例の水中浸漬型水消毒器に
よれば、水中に含まれる塩化物を一対の電極5,6を用い
て電気分解することで次亜塩素酸ソーダを発生させてい
るので、水以外の原料の補給を行う必要がない。また、
上記一対の電極5,6を支持する消毒器本体１を水中に吊
り下げ、駆動制御部２を電源９と接続するだけで電気分
解を行えるので、設置が容易であると共に、殆どスペー
スを必要としない。また、電極5,6が消耗した際には、
これら電極5,6を支持する装置本体１のみを交換すれば
良い。

なお、本発明の水中浸漬型水消毒器の構成は、図の実施
例には限定されない。

例えば、上記実施例においては、消毒器本体１を熱可塑
性の合成樹脂で円柱状に形成していたが、消毒器本体１
の材質は、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性
樹脂や、ガラス、セラミックスその他、絶縁性の種々の
素材を使用することができる。

消毒器本体１の形状についても、円柱その他、種々の形
状を採用することができる。また、水中における状態を
安定させるため、消毒器本体１の外面にパドルやフィン
を設けることもできる。

図の実施例においては、通孔11aが、通水孔11の最奥部
に２つ設けられていたが、通水孔は１つであっても良
く、逆に３つ以上であっても良い。スリット11bについ
も同様であって、スリットは３つ以下であっても良く、
逆に５つ以上であっても良い。

駆動制御部２の回路構成についても、図の実施例のもの
には限定されない。

電極5,6の材質、寸法、形状、配置等についても、適宜
変更することができる。

図の実施例の水中浸漬型水消毒器は、貯水槽に使用すべ
く、一対の電極5,6を支持する消毒器本体１を水中に吊
り下げていたが、本発明の水中浸漬型水消毒器は、貯水
槽以外に使用することもできる。例えば、装置本体を配
水管路内に挿入して使用しても良い。

上記実施例では、一対の電極5,6が設けられていたが、
電極は２対以上であっても良い。

その他、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変
更を施すことができる。

＜発明の効果＞本発明の水中浸漬型水消毒器は、以上のように構成され
ており、水以外の原料の補給を行う必要がない等、設備
の維持管理が容易で、また、対電極を支持する消毒器本
体を水中に浸漬するだけで設置が完了するため、比較的
規模の小さい貯水槽等に容易に設置することができ、し
かも安全で、飲料水としての問題が生じるおそれのない
低濃度の塩素注入に適したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の水中浸漬型水消毒器の一実施例
における消毒器本体の一部欠截正面図、同図（ｂ）は上
記消毒器本体の一部欠截側面図、第２図は上記消毒器本
体の斜視図、第３図は上記実施例の水中浸漬型水消毒器
の貯水槽への設置状態を示す概略図、第４図は上記実施
例における駆動制御部の構成を示すブロック図である。１……消毒器本体、２……駆動制御部、5,6……電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全体が柱状に形成されていると共に、その
内部に、柱の長手方向に沿って、柱の一方の端面で外部
に開放され、かつ反対側が閉じられた形状の通水孔と、
この通水孔の奥部から、柱の外面へ通じる通孔とが形成
された消毒器本体と、この消毒器本体の通水孔内に、所定間隔をおいて直接に
対向させた状態で配置された、水中に含まれる塩化物か
ら、無隔膜式電気分解により次亜塩素酸ソーダを発生さ
せる一対または複対の電極と、上記対電極に電気分解のための電力を供給する駆動制御
部と、この駆動制御部を対電極と電気的に接続すると共に、消
毒器本体を、通水孔の開口側の端面を下に、通水孔が閉
じられた側の端部を上にした状態で水中に吊り下げるた
めのケーブルと、を備えることを特徴とする水中浸漬型水消毒器。