JPH10296263A - 浄水殺菌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】逆極性の直流電圧の印加時間を確保し、電極へ
のスケールや死滅細菌類等の堆積を確実に防止できる浄
水殺菌装置を提供する。 【解決手段】浄水モード時における停水時は、正極性の
直流電圧と逆極性の直流電圧を所定時間間隔Ｔｓ，Ｔｒ
で交互に印加する（Ｓ１〜Ｓ１２）。この電圧印加の途
中で再生ボタンが押されたときは（Ｓ４，Ｓ１０）、ま
ず、時間Ｔｒに亘って逆極性の直流電圧が印加され（Ｓ
１３〜Ｓ１６）、その後再生モード運転が開始される
（Ｓ１７〜Ｓ１９）。この再生モード運転が終了したと
きは、再度、時間Ｔｒに亘って逆極性の直流電圧が印加
される（Ｓ２１〜Ｓ２４）。このように、再生モードの
タイミングで逆極性の電圧印加時間が確保されるため、
正極性時における陰極側の電極に付着したスケールや陽
極側に付着した死滅細菌類を確実に除去できる。

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
の原水を浄化殺菌して一般家庭用或いは業務用の飲料水
として供給する浄水殺菌装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の浄水殺菌装置において原水の殺
菌に関する最近の技術動向としては、中空糸膜モジュー
ル（市販製品）を用いて細菌等の微生物を除菌し繁殖を
抑制する装置、原水を電気分解して殺菌する装置、そし
て適量に発生させた塩素で殺菌を行う装置などが知られ
ている。

【０００３】一般に、水処理装置としての浄水殺菌装置
を用いた場合、水道水や地下水等の原水に含まれる次亜
塩素酸（ＨＣｌＯ）などの残留塩素成分、かび臭、トリ
ハロメタン、有機塩素系化合物或いは色素は、活性炭の
吸着部に通過させて吸着除去される。このような浄水モ
ードにおいて、その停水中は吸着部に付着した細菌等の
繁殖を抑制するため、微弱な直流電圧（正極性の直流電
圧）を印加する制菌モード運転を行うようになってい
る。

【０００４】また、この浄水モードによる長期間の運転
により、吸着部に、かび臭、トリハロメタン、有機塩素
系化合物等或いは細菌類が付着するため、浄水モードの
後は、吸着部に交流電圧を印加して細菌類等を殺菌除去
する再生モードに移行するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の浄水
殺菌装置では、制菌モードにより細菌類等の捕捉及びこ
の細菌類等の繁殖の抑制を行っているが、この制菌モー
ドの長期間に亘る運転により、陰極側の電極にはスケー
ル（カルシウム、ナトリウム等の酸化物）が堆積し、一
方、陽極側の電極には死滅した細菌類が堆積し、これに
より、制菌効果が低下するという問題点を有していた。

【０００６】そこで、この問題点を解決するため、極性
切り換え手段により定期的に陰極と陽極の極性を所定の
インターバルで切り換え、これにより、スケールや死滅
した細菌等を除去する方法が提案されている。

【０００７】しかしながら、この浄水殺菌装置において
は、正極性の直流電圧の印加時に浄水の給水信号が入力
されるとき、一旦この電圧印加を停止し、この給水操作
が終了した後に再度正極性の電圧印加時間を初期時間で
タイマセットするため、例えば２４時間営業店（例えば
コンビニエンスストア）の飲料ディスペンサにこの浄水
殺菌装置を装着するときなどは、１日中頻繁に飲料の販
売信号（給水信号）が入力される場合があり、これによ
り、正極性の直流電圧の印加時間に対して逆極性の直流
電圧の印加時間が極端に短く、実質的にスケール及び死
滅細菌の堆積を防止することができなかった。

【０００８】本発明の目的は前記従来の課題に鑑み、逆
極性の直流電圧の印加時間を確保し、電極へのスケール
や死滅細菌類等の堆積を確実に防止できる浄水殺菌装置
を提供することにある。

【０００９】

【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、導電性活性炭の吸着部に通水させ浄水を生成
する浄水モードと、吸着部に電圧を印加し吸着部に付着
した有機物の脱離や細菌類の殺菌等を行う再生モード
と、吸着部に制菌用電極を通じて直流電圧を印加して原
水中の細菌類等の捕捉及び繁殖抑制をする制菌モードと
を有し、制菌モード時は極性切り換え手段により正極性
の直流電圧と逆極性の直流電圧とを所定時間間隔で交互
に印加する浄水殺菌装置において、再生モードの開始時
或いは終了時の少なくとも一方の時に吸着部に電極を通
じて逆極性の直流電圧を所定時間印加する構造となって
いる。

【００１０】本発明によれば、再生モード運転がされる
ときは、必ず逆極性の直流電圧が印加されるため、逆極
性の電圧印加時間を確保でき、正極性時における陰極側
の電極に付着したスケールや陽極側に付着した死滅細菌
類が確実に除去される。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１乃至図４は本発明に係る浄水
殺菌装置の一実施形態を示すもので、図１は浄水殺菌装
置の断面図、図２は浄水殺菌装置の制御回路を示すブロ
ック図、図３は浄水殺菌装置の制御フローチャート、図
４はスケール付着量の変化を示すグラフである。

【００１２】この浄水殺菌装置は原水を貯留する筒状の
水槽１０を有している。この水槽１０はその上下をキャ
ップ１１、１２で閉塞する一方、この上キャップ１１に
は図示しない蛇口（飲料ディスペンサにおいては注入
口）等に連通する導出口１１ａを設け、下キャップ１２
には原水を水槽１０内に導く導入口１２ａを設けてい
る。この導入口１２ａには吸水弁１３ａ、プレフィルタ
１３ｂ及び逆止弁１３ｃを設置した給水管１３が連結し
ており、この給水弁１３ａにより原水の通水及び非通水
を行い、また、逆止弁１３ｃにより水槽１０からの逆流
を規制している。なお、導出口１１ａにはエアー導入弁
１４ａが連通し、また、導入口１２ａには排水弁１４ｂ
が連通しており、このエアー導入弁１４ａ及び排水弁１
４ｂを閉、給水弁１３ａを開とすることにより、水槽１
０内に給水でき、これとは逆に弁開閉を行うことによ
り、水槽１０内の原水を排水できるようになっている。

【００１３】また、この水槽１０内には、円筒状の吸着
部２０が配置されている。この吸着部２０は導電性を有
する繊維状の活性炭を用いて形成され、その上端は板状
の第１電極２１を介して上キャップ１１に保持され、下
端は板状の第２電極２２を介してホルダー２３により保
持されている。また、この吸着部２０の外面と水槽１０
の内面との間には導入口１２ａに連通する環状の通路２
４が形成され、導入口１２ａから流入した原水をこの通
路２４を介して吸着部２０内に流入するようにしてい
る。更に、この吸着部２０はその下端と下キャップ１２
との間に導電性のコイルバネ２５を介在し、このコイル
バネ２５により上キャップ１１に向かって吸着部２０を
付勢し、この吸着部２０を水槽１０内に固定している。
更にまた、この吸着部２０には温度センサ２６が装着さ
れ、この温度センサ２６により水槽１０内の原水の温度
を検知するようになっている。更にまた、吸着部２０の
内側には上下に延在された注出管２７が配置され、この
注出管２７の多数の通水孔２７ａを通じて、吸着部２０
を通過した水を導出口１１ａに導くようになっている。
ここで、この注出管２７は導電性材料で形成され、第３
電極を構成している。

【００１４】以上のように本実施形態に係る浄水殺菌装
置は第１電極２１、第２電極２２及び第３電極２７を有
しており、後述する浄水モード時の制菌モードでは吸着
部（原水が含浸された状態の吸着部）２０に第２電極２
２と第３電極２７を通じて直流電圧を印加（正極性の直
流電圧印加）して細菌等の繁殖を抑制し、他方、再生モ
ード時は、第１電極２１及び第２電極２２を通じて吸着
部２０に交流電圧を印加してトリハロメタンや有機物の
脱離、細菌類の殺菌等を行うようになっている。なお、
この再生モード運転は手動で行うようになっている。

【００１５】次に、本実施形態に係る浄水殺菌装置の駆
動制御回路を図２のブロック図を参照して説明するが、
この駆動制御回路では本発明の特徴的構成である制菌モ
ードと再生モードを説明する。

【００１６】本実施形態に係る浄水殺菌装置はマイクロ
コンピュータ等による制御装置３０にて自動化されてい
る。この制御装置３０は中央演算装置（ＣＰＵ）３１、
制御プログラムを記憶しているメモリ３２を有してい
る。また、この制御装置３０は、給水信号出力手段３
３、再生モード開始用の再生ボタン３４及びタイマ３５
の信号の入出力するＩ／Ｏポート３６を有する。更に
は、給水弁１３ａ、排水弁１４ｂ及びエアー導入弁１４
ａに開閉信号を出力するとともに、極性切換回路３７を
通じて直流電源３８に極性切換信号を出力するＩ／Ｏポ
ート３９を有している。

【００１７】ここで、タイマ３５は浄水モード（制菌モ
ードを含む）時において、極性切換回路３７及び直流電
源３８を通じて各電極２２、２７の極性切り換えの時間
（正極性直流電圧印加時間Ｔｓ及び逆極性直流電圧印加
時間Ｔｒ）を制御するとともに、浄水モード及び再生モ
ード時の給水弁１３ａ、排水弁１４ｂ、エアー導入弁１
４ａの動作タイミングを設定している。また、給水信号
出力手段３３は蛇口を開閉する図示しないバルブの開信
号（飲料ディスペンサにおいては販売信号）等を制御装
置３０に出力するようになっている。

【００１８】続いて、この駆動制御回路に基づく制菌モ
ードと再生モードを図３のフローチャートを参照して説
明する。即ち、浄水殺菌装置が、給水弁１３ａが閉で制
菌モードとなっているときは、正極性電圧をＴｓ時間印
加する。（Ｓ１〜Ｓ４） ここで、正極性とは第２電極
２２を陽極とし、第３電極２７を陰極とすることをい
い、これにより、第２電極２２側を通じて吸着部２０に
弱陰イオンの細菌類が捕捉されかつ吸着部２０での細菌
類の繁殖が抑制される。一方、第３電極２７側には陽イ
オンであるカルシウムイオン、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
ルが第３電極２７に付着する。この正極性の電圧を継続
して印加することにより第２電極２２及び吸着部２０に
は死滅した細菌類等が堆積するとともに、第３電極２７
にはスケールが堆積する（Ｓ５）。

【００１９】このような正極性電圧印加時間Ｔｓの途中
で、蛇口等への給水信号があったときは、一旦、この電
圧印加を停止し、この給水が終了した後に再度正極性電
圧印加時間Ｔｓをタイマセットする（Ｓ６，Ｓ７）。そ
して、正極性電圧印加時間Ｔｓに亘って正極性の電圧を
継続して印加する。

【００２０】このような正極性電圧印加時間Ｔｓが経過
したときは、逆極性電圧印加時間Ｔｒをタイマセット
し、この時間Ｔｒに亘って逆極性の直流電圧を印加する
（Ｓ８，Ｓ９）。ここで、逆極性とは第２電極２２を陰
極とし、第３電極２７を陽極とすることをいい、これに
より、第３電極２７側に堆積したスケールが徐々に剥離
する一方、第２電極２２及び吸着部２０に堆積した死滅
細菌類が剥離する。

【００２１】以上のように正極性電圧印加と逆極性電圧
印加を交互に繰り返して制菌モード運転を継続する（Ｓ
１〜Ｓ１２）。

【００２２】また制菌モード中に、再生ボタン３４が押
された場合（Ｓ４，Ｓ１０）、逆極性電圧印加時間Ｔｒ
に亘って逆極性電圧を印加する（Ｓ１３〜Ｓ１５）。そ
の後、電圧印加を停止（Ｓ１６）して再生モード時間Ｔ
ｍｓをタイマセットし、再生モードを実施する。再生モ
ードの実施時間がＴｍｓになると、再生モードの終了処
理を行い再生モードを終了する（Ｓ１７〜Ｓ２０）。

【００２３】その後、逆極性電圧印加時間Ｔｒをタイマ
セットし、この時間Ｔｒに亘って逆極性電圧を印加する
（Ｓ２１〜Ｓ２４）。

【００２４】このように構成された本実施形態に係る浄
水殺菌装置の作用を図４を参照して説明する。この図４
は従来の浄水殺菌装置（再生モード時に逆極性電圧印加
しない装置）と本実施形態に係る浄水殺菌装置（再生モ
ード時の前後２回に亘って逆極性電圧印加を行う装置）
とのスケール付着量の変化を示したものである。

【００２５】この図４から分かるように、従来の浄水殺
菌装置では、運転時間の経過とともに陰極側のスケール
付着量が増大しており、これにより、制菌効果の低下が
避けられない。一方、本実施形態に係る浄水殺菌装置で
は、スケール付着量の増大が抑制され、これにより、制
菌効果の低下が防止される。

【００２６】なお、前記実施形態では再生モードの前後
２回に亘って逆極性の直流電圧を印加しているが、再生
モードの前後何れかで逆極性の直流電圧を印加するよう
にしても良い。この実施形態でも従来例よりスケールの
付着が少なくなるし、また、再生モード時の逆極性直流
電圧の印加回数が１回となるため、その分、浄水モード
（飲料販売ができる状態）への移行時間が早くなる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
再生モード運転がされるときは、必ず逆極性の直流電圧
が印加されるため、逆極性の電圧印加時間を確保でき、
正極性時における陰極側の電極に付着したスケールや陽
極側に付着した死滅細菌類を確実に除去でき、ひいては
制菌モードにおける制菌効果の低下を防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る浄水殺菌装置の断面図

【図２】本実施形態に係る浄水殺菌装置の制御回路を示
すブロック図

【図３】本実施形態に係る浄水殺菌装置の制御フローチ
ャート

【図４】スケール付着量の変化を示すグラフ

【符号の説明】

２０…吸着部、２１…第１電極、２２…第２電極、２７
…第３電極、３０…制御手段、３４…再生ボタン、３７
…極性切換回路、３８…直流電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性活性炭の吸着部に通水させ浄水を
   生成する浄水モードと、該吸着部に電圧を印加し該吸着
   部に付着した有機物の脱離や細菌類の殺菌等を行う再生
   モードと、該吸着部に制菌用電極を通じて直流電圧を印
   加して原水中の細菌類等の捕捉及び繁殖抑制をする制菌
   モードとを有し、該制菌モード時は極性切り換え手段に
   より正極性の直流電圧と逆極性の直流電圧とを所定時間
   間隔で交互に印加する浄水殺菌装置において、 前記再生モードの開始時或いは終了時の少なくとも一方
   の時に前記吸着部に前記電極を通じて逆極性の直流電圧
   を所定時間印加することを特徴とする浄水殺菌装置。