JP2602324B2 - 飲料水殺菌装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばカップ式飲料自動販売機の飲料水供
給系に組み込んで用いる飲料水殺菌装置に関する。

〔従来の技術〕

頭記したカップ式飲料自動販売機では、水道から給水
された水道水を機内の水リザーバに貯留し、ここから各
種飲料の製造用水，製氷機の製氷用水などとして機内各
所の末端に配水するようにしている。

一方、自動販売機では、食品衛生法上から機内の水リ
ザーバに貯留されている飲料水は滅菌されていることが
義務付けられている。

ところで、上水道の給水場から需要末端に配水される
水道水には一般に0.1ppm程度の塩素が含まれているが、
上記の自動販売機では一般に水道からの給水を活性炭フ
ィルタを経由して水リザーバに導入するようにしている
ことから、水道水中に含まれている塩素の多くは活性炭
フィルタを透過する過程で還元，除去されてしまう。さ
らに、水道水が水リザーバに長い時間貯留されていると
水中の塩素が自己分解することもあり、水リザーバの貯
留水は残留塩素濃度が低下してこのまま放置すると殺菌
能力が消失するようになる。

このために、自動販売機では水リザーバに貯留されて
いる飲料水を機内で改めて殺菌することが行われてお
り、かつこの殺菌手段として薬品添加法，オゾン殺菌法
の他に、最近では水道水の電気分解による塩素殺菌法が
一部で実用化されている。この塩素殺菌法は、水道水に
含まれている塩素イオン（塩素イオン自身には殺菌能力
はない）を有効利用し、水道水を電気分解することによ
り塩素イオンを陽極酸化して塩素を発生させ、この塩素
で飲料水を殺菌しようとするものである。具体的には水
リザーバの水中に直流電圧を印加する一対の塩素発生電
極を設置しておき、この電極に通電して水を電気分解す
る。これにより、水道水に含まれている塩素イオンが陽
極酸化により電子を失って塩素に変換され、飲料水が再
び塩素を含んで殺菌力を有するようになる。なお、この
場合の塩素発生量は、塩素発生電極に印加する電圧，通
電電流，通電時間で与えられる通電電気量に比例する。

一方、自動販売機の水リザーバに貯留されている飲料
水は、塩素濃度が低いと十分な殺菌効果が得られず、ま
た塩素濃度が過剰になると塩素特有な臭いが強すぎて飲
料の風味を損なう。そこで、従来技術ではこの点を考慮
し、自動販売機据付け先現地での水道水水質（塩素イオ
ン濃度など），自動販売機の飲料販売頻度を基に、適正
な飲料水の塩素濃度が得られるよう自動販売機の設置当
初に塩素発生電極の通電条件（印加電圧，通電電流，通
電時間など）を調節して設定し、この通電条件の下で殺
菌装置を運転して飲料水の殺菌を行うようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記した従来技術のままでは実際の運用面
で次のような問題点が残る。すなわち、水道水の水質
（塩素，塩素イオン濃度）は常に一定ではなく、実際に
或る地方の水道水につき年間を通じて水質調査をした結
果からも、日々，時刻によりかなり変動することが確認
されている。

このために、前述のように自動販売機の設置時に塩素
発生電極の通電条件を適正に調節しても、水道水の水質
変動があると飲料水の塩素濃度を常に所定値を維持する
ことができず、時には塩素濃度が低くなって十分な殺菌
効果が得られなかったり、逆に塩素濃度が過剰となって
飲料水が塩素臭くなるといった不具合が発生する。

本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、水
道水の水質変動があっても飲料水の塩素濃度を常に適正
範囲に安定維持できるようにした飲料水殺菌装置を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 このような目的は、本発明によれば、飲料水の電気伝
導度検出手段と、塩素発生電極に対する通電電気量の制
御手段とを備え、飲料水の電気伝導度を検出し、この電
気伝導度検出値に基づいて塩素発生電極の通電電気量を
制御することにより達成される。

また、塩素発生電極は電気伝導度測定電極を兼用し、
この塩素発生電極に電気伝導度計を接続して飲料水の電
気伝導度を検出することができる。

〔作用〕

まず、第５図は或る地方の水道について、年間を通じ
ての水質調査結果に基づく水道水中の塩素イオン濃度の
変動、並びに塩素イオン濃度に対する水道水の電気伝導
度の関係を表したものであり、図中に記した小丸は塩素
イオン濃度の実測値を示す。第５図から判るように、水
道水の塩素イオン濃度は年間を通じて広範囲に変動する
が、塩素イオン濃度と水道水の電気伝導度とは略一定し
た比例の関係にあることが判る。一方、第６図は塩素イ
オン濃度を様々に変えた水を試料として、水リザーバに
連続通水しながら一定の通電条件で電気分解した実験を
基に得た電気伝導度と水リザーバより流出する水の残留
塩素濃度との関係を表したものである。第６図から試料
水の電気伝導度（塩素イオン濃度に対応する）と残留塩
素濃度とは比例の関係にあることが判る。

したがって、第５図，第６図の関係から、水道より給
水を受けた飲料水についてその電気伝導度を検出し、そ
の検出値の増減に応じて飲料水を電気分解する塩素発生
電極の通電条件（通電電流，通電時間など）を可変制御
することにより、水道水の水質が変動した場合でも、電
気分解により生成した塩素で殺菌された水の残留塩素濃
度を常に適正範囲に維持することができる。

なお、先記したカップ式飲料自動販売機を対象に、機
内の水リザーバに塩素発生電極を設置して飲料水を殺菌
する場合には、殺菌効果，飲料水の風味，並びに水リザ
ーバから供給系末端に至る配管経路での塩素消耗分を考
慮して水リザーバにおける水中の塩素濃度を0.4〜1mg/
の範囲に維持するよう制御するのが好ましい。

また、飲料水の電気伝導度検出手段としては、水リザ
ーバに通じる給水管に電気伝導度セルを介装配備してこ
のセルに電気伝導度計を接続する他に、水リザーバ内に
設置した塩素発生電極を電気伝導度の測定電極に兼用し
て該電極に電気伝導度計を接続し、電気分解の直流電源
と回路を切替えることにより電気伝導度計で飲料水の電
気伝導度を検出することもできる。

さらに、前記の電気伝導度計を用いる代わりに、飲料
水の電気分解時における塩素発生電極の通電電流，極間
電圧を測定し、この測定値より求めた電流／電圧値を飲
料水の電気伝導度の代替値として用いることもできる。

なお、前記のように水リザーバに設置した塩素発生電
極を利用して飲料水の電気伝導度を測定する場合には、
電極の水中に浸漬する面積が電気伝導度の測定値に影響
を及ぼすのことから、電気伝導度の測定は水リザーバの
水位を一定レベルに調整した条件で行うものとする。

また、飲料水の電気伝導度は水温により変化する。そ
こで、飲料水の水温を温度センサで監視し、電気伝導度
検出手段で求めた電気伝導度を基準温度（例えば25℃）
の電気伝導度に補正した上で、この補正値を基に塩素発
生電極の通電電気量を制御するにより、より精度の高い
塩素濃度制御を行うことができる。

〔実施例〕

第１図ないし第４図はそれぞれ異なる本発明実施例の
飲料水殺菌装置を示すものである。

各図において、１は水道に接続された給水配管、２は
自動販売機の機内に設置した水リザーバ、３は水道水導
入側の給水弁、４は活性炭フィルタ、５は水リザーバ２
から引出し機内の末端部との間に配管した配水管路であ
り、これらで自動販売機の飲料水供給系を構成してい
る。ここで、水道から給水された水道水は活性炭フィル
タ４を経由して水リザーバ２に貯留され、ここから販売
動作に合わせて機内の製氷機，カーボネータ，カップな
どに向けて配水される。また、販売の進行に伴って水リ
ザーバ２の水位が下限レベルまで低下すると給水弁３が
開いて水道水が補給され、水位が再び上限レベルまで回
復する。

かかる構成の飲料水供給系に対し、第１図の実施例で
は、水リザーバ２の水中に一対の塩素発生電極６が、さ
らに給水配管１の途中には水道水の電気伝導度を検出す
る電気伝導度測定セル７が設置されている。ここで、塩
素発生電極６は直流電源８に通電制御部９を介して接続
されている。また、電気伝導度セル７は一対の測定電極
を内蔵したものであり、電気伝導度計10を介してその検
出信号が前記通電制御部９に与えられる。さらに、通電
制御部９はタイマ，電圧，電流調節器などを備え、飲料
水の電気伝導度検出値を基に塩素発生電極６の通電電気
量を調節制御する機能をもったものである。なお具体的
には、例えば制御部９にマイクロコンピュータを備え、
ここで第５図，第６図から得た飲料水の電気伝導度と塩
素濃度との関係データを基に、飲料水の電気伝導度の検
出値と対比演算して塩素殺菌後の飲料水の残留塩素濃度
が適正な濃度（0.4〜1mg/の範囲）を維持するように
塩素発生量，つまり塩素発生電極６の通電条件を決める
ように制御する。すなわち、水道水の水質変動により、
電気伝導度検出値が増加した場合にはその増加分に対応
して塩素発生電極６の通電電気量，つまり通電時間，通
電電流などを減じ、逆に電気伝導度検出値が減少した場
合には通電電気量を増すように制御する。

これにより、水道水の水質変動に左右されることな
く、常に水リザーバ２に貯留されている飲料水の塩素濃
度を適正な範囲（十分な殺菌力を有し、かつ塩素臭のな
い0.4〜1mg/の範囲）に維持することができる。

第２図は本発明の応用実施例を示すものである。第１
図の実施例では電気伝導度セル７を独立部品として設置
した例を示したのに対し、第２図の実施例は水リザーバ
２に設置した塩素発生電極６を飲料水の電気伝導度測定
用電極に兼用して、該電極６に電気伝導度計10を接続し
たものである。また、電極６と直流電源8,電気伝導度計
10との間には制御部９からの指令で切替動作する回路切
替スイッチ11が介装接続されている。

かかる構成で飲料水の電気伝導度を測定する場合に
は、スイッチ11を電気伝導度計10側に切替えて飲料水の
電気伝導度を検出し、その検出信号を通電制御部９に与
える。なお、電気伝導度の測定には電極６と飲料水との
接触面積が影響するので、電気伝導度測定時には水リザ
ーバ２の水位を一定レベルで行う必要がある。このため
に、例えば給水弁３が開放して水リザーバ２の水位が上
限レベルに達したタイミングで電気伝導度を測定する。
この電気伝導度測定が終了すると、再びスイッチ11を直
流電源８側に切替え、前記で得た飲料水の電気伝導度検
出値を基に第１図の実施例と同様に塩素発生電極６に対
する通電制御を行って飲料水を電気分解し、塩素を発生
させる。

この実施例によれば、第１図の実施例で示した独立部
品としての電気伝導度セル７を省略することができ、殺
菌装置のコンパクト化が図れる。

また、第３図では本発明の別の応用実施例を示す。本
実施例では第２図の実施例で用いていた電気伝導計の代
わりに、塩素発生電極６の通電電流，電極間電圧を測定
して電流／電圧値を演算する計測手段12を備え、塩素発
生電極６に直流電源８より直流電圧を印加した状態で計
測手段12で求めた電流／電圧値を電気伝導度の代替値と
して制御部９に与えて電極６の通電電気量を制御するよ
うにしたものである。

本実施例は次の点を基礎として飲料水の電気伝導度を
検出するようにしたものである。すなわち、飲料水の電
気伝導度と前記により求めた電流／電圧値とは第７図で
表すように比例の関係にあることが実験結果から確認さ
れており、したがって第７図と先記した第６図との関係
から第８図で表すように電流／電圧値と塩素濃度の関係
が求められる。したがって、この関係データを制御部９
のマイクロコンピュータに格納して電気分解時に検出し
た電流／電圧値と対比演算しすることで、第１図の実施
例と同様に水リザーバ内の塩素濃度を制御することがで
きる。

なお、電流一定制御の回路の場合は、電流は一定なの
で電圧のみを測定して既知の電流との間で電流／電圧値
を演算すればよい。

第４図は飲料水の水温変化に対応させた実施例であ
る。すなわち、飲料水の電気伝導度は水温に対応して変
化する性質がある。そこで、本実施例では飲料水の水温
をリザーバ内に設けた測温抵抗体やサーミスタなどの水
温センサ13により監視してその水温測定値を制御部９に
入力し、別に検出した飲料水の電気伝導度の検出値を所
定の補正式により例えば水温25℃を基準温度とした基準
水温の電気伝導度に補正し、この補正値で塩素発生電極
５の通電電気量を制御するようにしたものである。この
実施例によれば、飲料水の水温変動による電気伝導度の
変化に及ぼす影響を受けずに塩素濃度制御を高精度で行
うことができる。

なお、水温センサ13の設置箇所は水リザーバ２に限定
されるものではなく、第１図のように給水管１に電気伝
導度測定セル７を介装した場合にはセル７と並置して配
備するのがよい。

〔発明の効果〕

本発明による飲料水殺菌装置は、以上説明したように
構成されているので、次記の効果を奏する。

（１）飲料水の電気伝導度を検出し、この検出値を基に
塩素発生電極の通電電気量を可変制御するように構成し
たことにより、水道水の水質変動に左右されることなし
に常に飲料水の塩素濃度を適正範囲に維持することがで
き、これにより例えばカップ式飲料自動販売機を対象
に、機内の飲料水供給系を通じて十分な殺菌力を有し、
かつ飲料に塩素臭を与えない良質な飲料水を安定供給す
ることができる。

（２）また、塩素発生電極を電気伝導度の測定電極とし
て兼用させ、この塩素発生電極を介して飲料水の電気伝
導度を検出することにより、独立部品としての電気伝導
度セルが省略できて殺菌装置のコンパクト化が図れる。

（３）電気伝導度の検出値を基準水温の電気伝導度に補
正して制御に用いることにより、飲料水の水温変動の影
響を受けずに高精度で塩素濃度の制御が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はそれぞれ異なる本発明実施例の構
成図、第５図は水道水の塩素イオン濃度の変動実測値，
並びに塩素イオン温度と電気伝導度との関係を表した
図、第６図は塩素イオン濃度の異なる水を試料として電
気分解した際の電気伝導度と水中の残留塩素濃度との関
係を表した図、第７図は飲料水の電気伝導度と塩素発生
電極で測定した電流／電圧値との関係図、第８図は電流
／電圧値と水中の残留塩素濃度の関係図である。図にお
いて、 1:水道水給水管、2:水リザーバ、6:塩素発生電極、7:電
気伝導度セル、8:直流電源、9:通電制御部、10:電気伝
導度計、12:電流／電圧値の計測手段、13:水温センサ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水道からの飲料水供給系に対してその水路
   中に直流電圧を印加する一対の塩素発生電極を設け、電
   気分解により水道水に含まれる塩素イオンを陽極酸化
   し、塩素に変換して飲料水を殺菌する飲料水殺菌装置に
   おいて、飲料水の電気伝導度検出手段と、塩素発生電極
   に対する通電電気量の制御手段とを備え、飲料水の電気
   伝導度を検出し、この電気伝導度検出値に基づいて塩素
   発生電極の通電電気量を制御することを特徴とする飲料
   水殺菌装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の飲料水殺菌装置において、
   塩素発生電極は電気伝導度測定電極を兼用し、この塩素
   発生電極に電気伝導度計が接続されて飲料水の電気伝導
   度を検出することを特徴とする飲料水殺菌装置。