JP3924957B2 - 浄化装置の制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽水を、よりきれいに浄化できる浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の代表技術として、本発明者らが先に開示した風呂給湯器を図９に示す。
【０００３】
図９において、符号１０１は風呂給湯器の全体構成を示し、給水をバーナで温水に加熱する給湯熱交換器１０３と、給水路に設けられ、給水温度を検知する水温センサ１０２および給水流量を検知する水量センサ１０１と、出湯路に設けられ、温水温度を検知する給湯センサ１０４および出湯流量を制御する給湯水量制御弁１０５と、浴槽１３３の浴槽水１３４を循環しバーナで温水に加熱する風呂熱交換器１１１と、浴槽１３３から前記風呂熱交換器１１１へ浴槽水１３４が流れる戻り通路１１３と、浴槽水１３４の水位を検出する水位センサ１１４と、浴槽水１３４を循環させる循環ポンプ１３２と、浴槽水１３４の湯温を検知する風呂センサ１０９と、給湯と風呂の通路を切り替える三方弁１１５および風呂熱交換器１１１とバイパス通路１３１を切り替えるバイパス三方弁１２２と、給湯の出湯路と戻り通路１１３を接続する通路にそれぞれ設けられた給湯電磁弁１２０および縁切弁１２１と、前記風呂熱交換器１１１とバイパス通路１３１の合流点から下流側にそれぞれ設けられた上部往き通路１２３および下部往き通路１２８と、前記上部往き通路１２３に設けられた排水三方弁１２４と、この排水三方弁１２４の下流側にそれぞれ設けられた、排水口１３０およびろ過材１２５とアルミニウム陽極１２６とステンレス陰極を兼用するろ過槽１２７と、このろ過槽１２７と前記下部往き通路１２８の合流点に設けられた循環三方弁１２９と、この循環三方弁１２９から浴槽１３３へ浴槽水１３４が流れる往き通路１１２と、浴槽１３３の浴槽水１３４が前記三方弁１１５へ流れる戻り通路１１３を備えた風呂給湯器である。
【０００４】
上記の浴槽水１３４の浄化メカニズムは、循環ポンプ１３２を作動すると浴槽水１３４が戻り通路１１３，三方弁１１５，循環ポンプ１３２，浴槽水１３４が設定温度より低い場合は、バイパス三方弁１３１を風呂熱交換器１１１側に切り替え、上部往き通路１２３を通り、排水三方弁１２４をろ過槽１２７側に切り替え、ろ過槽１２７に配設したアルミニウム陽極１２６（ステンレス陰極との間に通電させる）からアルミニウムイオンが溶出し、浴槽水１３４の汚れ成分を凝集する水酸化アルミニウムが生成し、前記水酸化アルミニウムが汚れ成分を凝集し、フロック化するとともに、ろ過材１２５の表面部に凝集層が形成され、この凝集層があたかも微細ろ過材層が形成され、細かな汚れ成分も浄化することが可能となり、浴槽水をよりきれいに浄化し、ろ過層１２７の下流側に設けた循環三方弁１２９を往き通路１１２側に切り替え、往き通路１１２を通り浴槽１３２に戻る。
【０００５】
一方、浴槽水１３４が設定温度より高い場合、もしくは風呂熱交換器１１１で加熱する必要がない場合は、バイパス三方弁１３１をバイパス通路１３１側に切り替え、上部往き通路１２３、排水三方弁１２４，ろ過槽１２７で浄化，循環三方弁１２９，往き通路１１２を通り浴槽１３２に戻る。
【０００６】
当然のことであるが、上記各種の弁の切り替えは、基本的に浄化信号を受けると、制御部（未図示）により、各種の弁の切り換え終了後、循環ポンプ１３２を作動させる。また浄化信号と同時もしくは設定時間に自動的に通電することによるアルミニウム陽極からのアルミニウムイオンを溶出させ、ろ過材１２５の表面部の凝集層で浴槽水を浄化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、凝集制御で通電すると、アルミニウム陽極からアルミニウムイオンが溶出する一方、当然アルミニウム陽極から酸素ガス、ステンレス陰極から水素ガスが発生し、ろ過槽１２７の上部に滞留する。この滞留ガスは、通電条件（通電電流×通電時間）により、理論発生ガス量が決定され、前記通電条件、通電電流×通電時間の和が小の場合は、滞留ガスは少なく理論通電ができるが、凝集槽が少なく、浄化性能が不十分となる。また特に通電電流×通電時間の和が大の場合は、浄化性能が向上するが、滞留ガスは多くなり理論通電は可能であるが、アルミニウム陽極とステンレス陰極の上部がガス空間層、たとえば電極が完全に水に浸からない状態となり、電流密度が大となり、電解電圧が著しく上昇するため、一般的な直流の定電流回路の上限電圧を著しく高くする必要があり、前記制御部の定電流回路を構成する電源トランスが大きくなり、かつ高価な回路構成にする必要があることから、大変不経済であること。さらにガス空間層が大となると、ろ過槽の上部からの水流により、ガスがガス気泡となり、前記ガス気泡がろ過材表面まで達し、ろ過材の表面部に形成された凝集層を破壊し、浄化性能が著しく低下する。
【０００８】
また、前記ガス抜き制御後、通電状態で浄化回路で通水すると、前記アルミニウムイオンが溶出するが、凝集剤となる水酸化アルミニウムは、アルミニウム陽極表面部で形成され、電気的結合状態のため、通水しても、アルミニウム陽極より、脱離しにくいことから、ろ過材の表面部に１００％凝集層の形成に寄与しにくいという新たな課題を見出したものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１手段は、給水および浴槽水を温水に加熱する加熱部と、給水回路に設けられ給水温度を検知する給水水温検知部および給水流量を検知する流量検知部と、給湯回路に設けられ温水温度を検知する給湯水温検知部および給湯流量を制御する給湯水量制御部と、浴槽水循環回路に給湯する給湯弁部および前記給湯弁部の上流に給湯水および浴槽水の流れを検知する水流検知部と、前記浴槽水循環回路に浴槽水を循環する循環ポンプと、さらに浴槽水循環回路として循環回路，浄化回路，排水回路の回路構成を設け、浄化回路の一部に上部にアルミニウム陽極と耐食性金属陰極とを対極に設け、下部にろ過材を配設したろ過槽と、ろ過槽の下流側に浄化回路と循環回路を切り換える切換弁Ａ，循環ポンプと給湯弁部との間に浴槽水循環回路を開閉する切換弁Ｂ，給湯弁部とろ過槽との間に浄化回路と循環回路に切り換える切換弁Ｃ、排水回路を開閉する切換弁Ｄを各々配設した構成において、凝集制御として、通電と非通電を繰り返し制御するとともに、前記非通電時に、（ａ）前記アルミニウム陽極と耐食性金属陰極に通電した時に発生する生成ガスをろ過槽より排出する手段として、切換弁Ａ，切換弁Ｂを、切換弁Ｃ，切換弁Ｄをガス抜き回路に切り換えした後、前記ガス抜き回路に一定時間通水するガス抜き制御、次に（ｂ）浄化手段として、切換弁Ａ，切換弁Ｂを、切換弁Ｃ，切換弁Ｄを浄化回路に切り換えした後、前記浄化回路に一定時間通水して凝集剤をろ過材の表面部に固定制御を繰り返し制御手段を設けたものである。
【００１０】
上記した第１手段によれば、まず凝集制御として、通電と非通電を繰り返し制御するとともに、前記非通電時に、（ａ）前記アルミニウム陽極と耐食性金属陰極に通電した時に発生する生成ガスをろ過槽より排出する手段として、切換弁Ａ，切換弁Ｂを、切換弁Ｃ，切換弁Ｄをガス抜き回路に切り換えした後、前記ガス抜き回路に一定時間通水するガス抜き制御することにより、アルミニウム陽極と耐食性金属陰極の表面に生成した生成ガスを上部に上昇させ、電極面から脱離させると、次の通電時、生成ガスがないことから、電解電圧を低い状態から開始することができる。そして、前記非通電時にガス抜き通水することにより、十分な滞留ガス量とした状態で通水することができることから、滞留ガスを、より確実に排出することができる。
【００１１】
そして、次に（ｂ）浄化手段として、切換弁Ａ，切換弁Ｂを、切換弁Ｃ，切換弁Ｄを浄化回路に切り換えした後、前記浄化回路に一定時間通水して凝集剤をろ過材の表面部に固定化手段を繰り返しすることにより、非通電のため、溶出し反応した水酸化アルミニウムからなる凝集剤が、通電時に通水し浄化回路でろ過材の表面部に固定化しようとすると、通電のため、前記水酸化アルミニウムがアルミニウム陽極と電気的結合状態にあるため、通水力により十分に脱離することができないことから、ろ過材の表面部に短時間に安定した凝集層を形成することができない。よって非通電で通水することにより、水酸化アルミニウムがアルミニウム陽極と電気的結合状態をなくし、脱離しやすい状態にして、通水することにより、ろ過材の表面部に短時間に安定した凝集層を形成することができる。
【００１２】
上記に詳述した制御手段を実施することにより、効果的なガス抜きと安定した凝集層が形成されるため、設定通電時間に生成した凝集剤１００％有効に活用でき、浴槽水の汚れ成分を、より確実に浄化し、きれいにすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態は、給水および浴槽水を温水に加熱する加熱部と、給水回路に設けられ給水温度を検知する給水水温検知部および給水流量を検知する流量検知部と、給湯回路に設けられ温水温度を検知する給湯水温検知部および給湯流量を制御する給湯水量制御部と、浴槽水循環回路に給湯する給湯弁部および前記給湯弁部の上流に給湯水および浴槽水の流れを検知する水流検知部と、前記浴槽水循環回路に浴槽水を循環する循環ポンプと、さらに浴槽水循環回路として循環回路，浄化回路，排水回路の回路構成を設け、浄化回路の一部に上部にアルミニウム陽極と耐食性金属陰極とを対極に設け、下部にろ過材を配設したろ過槽と、ろ過槽の下流側に浄化回路と循環回路を切り換える切換弁Ａ，循環ポンプと給湯弁部との間に浴槽水循環回路を開閉する切換弁Ｂ、給湯弁部とろ過槽との間に浄化回路と循環回路に切り換える切換弁Ｃ、排水回路を開閉する切換弁Ｄを各々配設した構成において、凝集制御として、通電と非通電を繰り返し制御するとともに、前記非通電時に、（ａ）前記アルミニウム陽極と耐食性金属陰極に通電した時に発生する生成ガスをろ過槽より排出する手段として、切換弁Ａ，切換弁Ｂを、切換弁Ｃ，切換弁Ｄをガス抜き回路に切り換えした後、前記ガス抜き回路に一定時間通水するガス抜き制御、次に（ｂ）浄化手段として、切換弁Ａ，切換弁Ｂを、切換弁Ｃ，切換弁Ｄを浄化回路に切り換えした後、前記浄化回路に一定時間通水して凝集剤をろ過材の表面部に固定化制御を繰り返しする制御手段を有するものである。
【００１４】
そして、アルミニウム電極と耐食性金属陰極に通電することより、発生する生成ガス（酸素ガス，水素ガス）がろ過槽の上部に滞留する滞留ガスを、非通電時にろ過槽の上部に設けた吸入口がから通水し、前記滞留ガスをガス抜きするともに、アルミニウム電極で生成された水酸化アルミニウムからなる凝集剤をろ過材の表面部に凝集層として固定化するにより、安定した凝集剤が生成し、かつろ過材の表面部に凝集層として有効に形成され、浴槽水の汚れ成分をきれいにろ過浄化することができる。
【００１５】
本発明の第２実施形態は、アルミニウム陽極と耐食性金属陰極に通電する前に、通水する制御手段を有したものである。そして、通電する前に、通水し滞留ガス（生成ガス，溶存空気分離ガスおよび空気ガス）をガス抜きすることにより、常に滞留ガスをなくし、通電、すなわち電解電圧を低い状態から開始できる。
【００１６】
本発明の第３実施形態は、給湯弁部の開時、給水を加熱通水する制御手段を有したものである。そして、加熱通水することにより、ろ過槽内の滞留ガスが加熱通水に加熱され、ガスが体積膨張して浮上しやすくして、ガス抜き時間を短くできる。
【００１７】
本発明の第４実施形態は、給水を少なくとも６０℃以下に加熱する制御手段を有したものである。そしてまた、６０℃以上に加熱された高温水を通水すると、ろ過材の表面部に形成された凝集層が破壊され、浄化性能が低下することから、凝集層が破壊されない温度とガス抜き時間を考慮し、６０℃以下が望ましい。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例における浄化装置について図面を用い説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１は浄化装置の概略構成、図２の（ａ）はガス抜き回路構成、（ｂ）は凝集剤固定化回路構成、図３は生成ガスのガス抜きおよび固定化制御の概略フローチャート、図４はガス抜き制御と凝集剤固定化制御の概略タイムチャートを各々示す。
【００２０】
図１において、水は水入口より水温センサからなる給水水温検知部１，水量センサからなる流量検知部２を通り、熱交換器と燃焼バーナからなる加熱部１８で熱を吸収して、給湯水量制御部４，給湯センサからなる給湯水温検知部３を通り、湯出口（未符号）より放出される。
【００２１】
浴槽水２０は、循環ポンプ７により浴槽１９に取りつけられた風呂接続アダプタ２１，戻り通路２２，ふろセンサからなる浴槽水水温検知部８，水位センサからなる水位検知部２５，循環ポンプ７，二方弁からなる切換弁Ｂ１５，水流スイッチからなる水流検知部６，加熱部１８，三方弁からなる切換弁Ｃ１６，三方弁からなる切換弁Ａ１４，往き通路２３，風呂接続アダプタ２１の浴槽水循環回路の循環回路を循環する。また浴槽水２０は、循環ポンプ７により浴槽１９に取りつけられた風呂接続アダプタ２１，戻り通路２２，ふろセンサからなる浴槽水水温検知部８，循環ポンプ７，二方弁からなる切換弁Ｂ１５，水流スイッチからなる水流検知部６，加熱部１８，三方弁からなる切換弁Ｃ１６，ろ過材１３（アルミナボール：粒子径０．３〜０．５ｍｍを使用）を配設しているろ過槽１２，三方弁からなる切換弁Ａ１４，往き通路２３，風呂接続アダプタ２１の浴槽水循環回路の浄化回路を循環する。
【００２２】
一方、浴槽１９への給湯は、水は注湯弁からなる給湯弁部５を開くと、水は水入口より水温センサからなる給水水温検知部１，水量センサからなる流量検知部２を通り、熱交換器と燃焼バーナからなる加熱源１８で熱を吸収して、給湯水量制御部４、給湯センサからなる給湯水温検知部３、給湯弁部５を通り、給湯機能制御（詳細は省略する）、すなわち二方弁からなる切換弁Ｂ１５を開制御すると、２回路給湯として、循環ポンプ７，戻り通路２２と加熱部１８，切換弁Ｃ，循環回路９，往き通路２３を各々通り、浴槽１９に取りつけられた風呂接続アダプタ２１よりお湯はりされる。一方、二方弁からなる切換弁Ｂ１５を閉制御すると、１回路給湯として、加熱部１８，切換弁Ｃ１６，循環回路９，往き通路２３を各々通り、浴槽１９に取りつけられた風呂接続アダプタ２１よりお湯はりされる。本発明では、詳述しないが、特に全自動の場合、符号は省略しているが、戻り通路２２と循環ポンプ７との間に、お湯はり水位（湯量）を検知する水位センサ２５により、浴槽水２０を正確にお湯はり時、自動足し湯する時に用いる。
【００２３】
他方、ろ過槽１２は、上記した顆粒状のアルミナボールからなるろ過材１３（図示は省略しているが、ろ過材１３を保持するろ床の上部に充填されている）と、前記ろ過材１３上部に一定の空間を設け、円筒形状からなるアルミニウム陽極２６と、アルミニウム陽極２６の外周に耐食性金属陰極として、円筒形状のステンレス陰極２７を対極に設けた構成からなる。
【００２４】
図２の（ａ），図３，図４において、まず浴槽水２０を利用して通水するガス抜き通水構成と制御は、手動でリモコン２４の浄化ＳＷを「ＯＮ」すると、まず各種切換弁Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを浄化回路に切り換え、循環ポンプ７が作動し、浴槽水２０が浄化回路を循環するとともに、凝集通電が開始される。そして凝集通電が一定時間経過すると、循環ポンプが停止し、各種切換弁Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄをガス抜き回路に切り換える。すなわち、浴槽水２０の戻り回路２２の一部に設けている切換弁Ｂ１５を「開」に切り換え、浴槽水２０が循環する循環水回路に切り換える。またろ過槽１２の下部に設けた切換弁Ａ１４を前記ろ過槽１２からの通水を無くするように、「閉」回路に切り換える。また、浄化回路１０側と循環回路９側に切り換える切換弁Ｃ１６を浄化回路１０側に切り換える。そしてまた、ろ過槽１２から排水回路１１側に切り換える切換弁Ｄ１７を排水回路１１側に切り換える。ここで重要なことは、前記ろ過材槽１２の下部に設けた切換弁Ａ１４を、必ず「閉」回路に切り換え、が上述した各種切換弁をガス抜き回路に切り換えた後、循環ポンプ７を一定時間作動させる。もし、ろ過槽１２の下部に設けた切換弁Ａ１４が「開」で通水すると、ろ過槽１２の上部に設けた浄化回路１０から通水された水がろ過槽１２を通り、前記ろ過槽１２の上部に滞留している滞留ガス２８は、下流側に流れようとするだけで、ガスは流速に打ち勝ってすぐに浮上してしまう。前記現象を繰り返すだけで、ガス抜きすることができない。一方、本発明のろ過槽１２の下部に設けた切換弁Ａ１４を「閉」で通水すると、ろ過槽１２の上部に設けた浄化回路１０から通水の一部が流入し、ろ過槽１２の下部への流れがないため、ろ過槽１２内が満水になる方向となり、当然ろ過槽１２の上部の滞留ガス２８が吸入水により、押し出され、排水回路１１側に流出される。本発明者らは、なぜ滞留ガス２８が排出されるか現象を突き止めた。すなわち、浄化回路１０から排水回路１１側に通水すると、通水流により、ろ過槽１２の上部の吸入口部２９が負圧状態となり、ろ過槽１２上部の滞留ガス２８が通水流に混入され排出される。この現象は、あたかも通水流が空気を吸い込むの現象であるエジェクタと同作用となるもので、滞留ガス２８が排出されると、吸入口部２９から通水の一部が流入し、ろ過槽１２内が満水になる方向と作用するものである。図中、黒三角は、「閉」回路を意味する。
【００２５】
図２の（ｂ）、図３，図４として、ガス抜き回路で循環ポンプ７を再び作動し、一定時間ガス抜き通水を行い、設定時間経過すると、循環ポンプ７を停止し、再び各種切換弁Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを浄化回路に切り換え、凝集剤固定化として、一定時間運転する。
【００２６】
図示はしていないが、給湯弁部５使用して通水する場合は、切換弁Ｂ１５を「閉」回路、上述した切換弁Ａ１４，Ｃ１６，Ｄ１７はガス抜き回路とし、前記給湯弁部５を「開」とし、一定時間通水することにより、ろ過槽１２の上部に滞留している滞留ガス２８を同作用で排出することができる。また凝集剤固定化として、前記給湯弁部５を「開」とし、一定時間通水するか、または循環ポンプ７を作動し、一定時間通水するかは任意に設定することができる。
【００２７】
前記に記述した通水を時間制御する一定時間とは、ガス抜き時間を意味し、電解通電条件による生成ガス量と通水量により決定させる。一例で説明すると、ろ過槽１２の大きさが内径φ１００ｍｍ，高さ２５０ｍｍ，ろ過槽１３の顆粒径０．３〜０．５ｍｍでろ過層６０ｍｍ，アルミニウム陽極２６形状として、外形φ７５ｍｍ，長さ１００ｍｍ，内径φ４０の穴形状，ステンレス陰極２７形状として、内径φ９０，長さ１００ｍｍで、板厚０．６ｍｍで、前記ろ過槽１２の上部面とアルミニウム陽極２６，ステンレス陰極２７を同一面とし、前記ろ過槽１２の上部面と電極の上面との空間距離１５ｍｍの場合、（１）通電電流：３５０ｍＡ、（２）通電時間：３０分で発生する生成ガス量は、約１２０ｃｍ3 （詳細な計算は省略する……クーロンの法則）、（３）通水量：６リットル／分、において、（４）ガス抜き時間：３５秒以上が必要で、好ましくは４０〜６０秒が最適条件であった。
【００２８】
また、固定化通水制御する一定時間とは、前記同様電解通電条件と通水量により決定されるが、（５）固定化通水時間：２０秒以上が必要で、好ましくは３０〜１２０秒が最適条件であった。
【００２９】
そして、浴槽水２０の汚れ度が濁度２．０度の場合、前記濁度２．０度を１．０度（本発明者らが目視評価できれいと感じる濁度）にするための電解通電条件は、（１）通電電流：３５０ｍＡ、（２）総通電時間：６０分が必要で、好ましい通電と非通電条件は、（ａ）浴槽水２０の循環流量条件：６リットル／分で浄化する場合、本発明者らの実験検証では、通電時間５〜２０分、非通電時間１〜３分である。前記条件の最大２０分で発生する生成ガス量は、約８０ｃｍ3 で、約３０分（約１２０ｃｍ3 ）で電極の上面に滞留ガス２８が達することなく、滞留ガス２８の影響受けないで、安定した電解が可能となる。もし、そのまま通水通電すると、電極の上部が水に浸せきしないままとなり、当然電解電圧が上昇、言い換えれば電流密度が大となり、通電用定電流回路に大きく影響してしまう。一例であるが、通電用定電流回路の最大電圧は、入浴する水回路に使用する場合、３０Ｖ以下が望ましい。電解電圧が３０Ｖ以上になると、定電流回路では、設定した通電電流が低下する。通電電流が低下することは、必要な凝集剤の生成と、ろ過材１３の表面部に形成する凝集層が少なくなり、浄化機能が低下してしまうことから、電極の上部に滞留ガス２８が達しない前に、前記滞留ガス２８をガス抜き回路にし、ガス抜き通水する必須条件となる。
【００３０】
上述の如く、設定通電時間内に通電と非通電を繰り返すとともに、通電時は、非通水と、することにより、凝集剤が電極間に一定量安定生成し、この凝集剤が生成中に、フロック化（凝集剤と凝集剤が結合しやや大きな凝集粒となる現象）すなわち、フロック化する反応時間が必要であり、前記フロック化した凝集剤とすることにより、ろ過剤１３とろ過剤１３の隙間（空間）に効率良く堆積し、表面部に浄化に最適な密な凝集層が形成させる。もし通電しながら浄化回路１０に通水すると、前記フロック化する反応時間が少なく、ろ過剤１３層全体に凝集剤がフロック化するため、凝集剤の生成量が同一の場合、当然凝集層の密度が粗となり、浄化効果やや不十分となる。よって、非通水通電は、非常に有効な制御手段である。
【００３１】
図中、通電電解制御として、通電と非通電を繰り返し制御するとともに、前記非通電に、ガス抜き制御として、各種切換弁をガス抜き回路に切り換え後、循環ポンプを作動し通水するか、または給湯弁部を開として給水するものである。
【００３２】
非通電にガス抜き通水することにより、前記非通電時、生成ガスは電極表面から脱離し、ろ過槽の上部に上昇滞留させることにより、通水により確実に滞留ガスを排出できる。また非通電時、生成ガスは電極表面から脱離することにより、ガス分圧（ガス濃度）による、局部的な電圧を無くし、安定した電圧、すなわちより安定した定電流で通電をすることができる。
【００３３】
（実施例２）
通電電解制御とガス抜き制御の制御方法を図５のタイムチャートに示す。
【００３４】
図中、通電電解制御する前に、必ずガス抜き制御をすることにより、浴槽水循環回路に、各種条件で混入滞留される空気、例えば入浴剤から発生するガスや吸着空気等が循環ポンプを作動（浄化や沸き上げ）するとろ過槽１２の上部に滞留空気が滞留しやすく、この滞留空気が多くなると、実施例１で詳述したように、通電で悪影響することから、通電電解制御する前に、ガス抜き制御することにより、安定し、かつ浄化に必要なろ過材の表面部に凝集層を形成することができる。
【００３５】
通電電解制御する前のガス抜き制御として、複数回繰り返し制御、すなわち通水とガス抜きを繰り返し制御することにより、より確実にガス抜き作用効果が大となることから、本発明の範囲である。
【００３６】
（実施例３）
ガス抜き制御時の通水を加熱制御するフローチャートを図６に示す。
【００３７】
ガス抜き制御時、図１の浄化装置の加熱部１８（熱源がガスの場合、バーナ燃焼し熱交換器で加熱や熱源が電気の場合、直接加熱等）で通水を加熱することにより、温水により、粘性が低く（小さく）なり、ろ過槽１２に吸入されやすくなること、さらに前記温水により、滞留ガスが加熱され体積膨脹して浮上しやすくなり、ガス抜き時間が短縮することができる。さらにまた、ろ過槽１２の湯温が上昇し、電解電圧を低下させる方向となり、安定して凝集剤を生成に寄与する良化する方向に働くものである。
【００３８】
（実施例４）
通水加熱制御時のガス抜き時間と、浄化性能（濁度）比較を図７に示す。
【００３９】
図中、通水温度を（１）２３℃，（２）３５℃，（３）５５℃，（４）６０℃，（５）７０℃に変化させたもので、通水温度が高くなると、ガス抜き時間は短くなる。これは実施例５で詳述したように、粘性が低く（小さく）なり、ろ過槽１２に吸入されやすく、滞留ガスが加熱され体積膨脹して浮上することによる。一方、通水温度が高く、特に高温になると、ろ過材１３の表面部に形成された凝集層が破壊、すなわち凝集剤の結合力が低下し、凝集層の機能（凝集層の開孔目が大きくなり、浴槽水２０中の細かな汚れ成分、例えば一般細菌等の物理ろ過性能が著しく悪化する）が変化して、浄化性能が低下することから、ガス抜き時間と凝集機能を考慮すると、望ましい通水温度は、３５〜６０℃、より好ましい通水温度は、３５〜５５℃の範囲である。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかのように、本発明の浄化装置によれば次の効果を奏する。
【００４１】
ガス抜き，凝集剤の固定化方法は、まず非通電時に、ガス抜き回路側に各種切換弁を切り換え後、一定時間ガス抜き通水し、次に浄化回路側に各種切換弁を切り換え後、一定時間凝集剤の固定化通水することにより、ろ過槽の上部に滞留している滞留ガスを排出させ、通電時の電解電圧の安定と、凝集剤を一定量、確実に生成させるとともに、ろ過材の表面部に凝集層を密に形成して、浴槽水の汚れ成分をろ過材層で確実に浄化し、きれいにすることができる。
【００４２】
また、通電する前に、ガス抜き通水をすることにより、循環水回路に混入した空気を排出し、より電解電圧を安定し、凝集剤を一定量、確実に生成することができる。
【００４３】
また、加熱通水することにより、ガス抜き時間を短くすることができる。
そしてまた、加熱通水温度を６０℃以下にすることにより、ろ過材の表面部に形成された凝集層を破壊することなくなり、安定した浄化性能を保つことができる。実施例のろ過材は、アルミナボールろ過材であるが、ガラスビーズろ過材，浜砂ろ過材などの顆粒状のろ過材には、すべて適用できる。他方、実施例では詳述していないが、カートリッジフィルタ，すなわち繊維性フィルタ，糸巻きフィルタ，ガラス繊維フィルタやステンレス繊維フィルタ，多孔質セラミックフィルタ等にも、本発明の浄化装置のガス抜き、凝集剤固定化制御方法が有効である。
【００４４】
また、実施例では、リモコンによる手動操作で説明したが、自動制御手段、たとえば浄化装置により、自動的に浴槽に給湯する場合は、浴槽水が風呂接続アダプタ以上に給湯または水位センサや水位スイッチ等の予め設定した水位量により、浴槽に水位が有りと判定、より確実な方法として、ユーザが設定した水位と設定した湯温を判定すると、通電制御とガス抜き制御する自動制御方法も本発明の範囲である。さらに、前記通電制御が完了すると、次に浄化ＳＷを「ＯＮ」しても、排水や逆洗洗浄等で凝集層が破壊されない限りは、通電制御に移行せず、浄化運転のみを制御することも、本発明の範囲である。
【００４５】
さらにまた、本発明では、耐食性金属陰極としてステンレス陰極で説明したが、耐食性金属とは、通常の浴槽水で、サビ等により浴槽水が明らかに汚れる成分（浴槽水が変色等）が溶出するもの以外で、例えばアルミニウム，銅，ニッケル，チタン，白金，金，銀等の純板および鉄合金，アルミニウム合金，銅合金等が使用できるが、経済性とサビ等の考慮すると、オーステナイト系ステンレス，アルミニウムが好ましい陰極材料である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浄化装置の構成図
【図２】（ａ）本発明の実施例１の浄化装置におけるガス抜き回路の構成図
（ｂ）同装置における凝集剤固定化回路の構成図
【図３】同装置のフローチャート
【図４】同装置のタイムチャート
【図５】本発明の実施例２の浄化装置のタイムチャート
【図６】本発明の実施例３の浄化装置におけるガス抜き，加熱制御のフローチャート
【図７】本発明の実施例４の浄化装置におけるガス抜き時間と浄化性能を示す比較図
【図８】従来の風呂給湯器の構成図
【符号の説明】
１ 給水水温検知部
２ 流量検知部
３ 給湯水温検知部
４ 給湯水量制御部
５ 給湯弁部
６ 水流検知部
７，１３２ 循環ポンプ
８ 浴槽水水温検知部
９ 循環回路
１０ 浄化回路
１１ 排水回路
１２，１２７ ろ過槽
１３，１２５ ろ過材
１４ 切換弁Ａ
１５ 切換弁Ｂ
１６ 切換弁Ｃ
１７ 切換弁Ｄ
１８ 加熱部
１９，１３３ 浴槽
２０，１３４ 浴槽水
２１ 風呂接続アダプタ
２２ 戻り通路
２３ 往き通路
２４ リモコン
２５ 水位検出部
２６，１２６ アルミニウム陽極
２７ ステンレス陰極
２８ 滞留ガス
２９ 吸入口部
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽水を、よりきれいに浄化できる浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の代表技術として、本発明者らが先に開示した風呂給湯器を図９に示す。
【０００３】
図９において、符号１０１は風呂給湯器の全体構成を示し、給水をバーナで温水に加熱する給湯熱交換器１０３と、給水路に設けられ、給水温度を検知する水温センサ１０２および給水流量を検知する水量センサ１０１と、出湯路に設けられ、温水温度を検知する給湯センサ１０４および出湯流量を制御する給湯水量制御弁１０５と、浴槽１３３の浴槽水１３４を循環しバーナで温水に加熱する風呂熱交換器１１１と、浴槽１３３から前記風呂熱交換器１１１へ浴槽水１３４が流れる戻り通路１１３と、浴槽水１３４の水位を検出する水位センサ１１４と、浴槽水１３４を循環させる循環ポンプ１３２と、浴槽水１３４の湯温を検知する風呂センサ１０９と、給湯と風呂の通路を切り替える三方弁１１５および風呂熱交換器１１１とバイパス通路１３１を切り替えるバイパス三方弁１２２と、給湯の出湯路と戻り通路１１３を接続する通路にそれぞれ設けられた給湯電磁弁１２０および縁切弁１２１と、前記風呂熱交換器１１１とバイパス通路１３１の合流点から下流側にそれぞれ設けられた上部往き通路１２３および下部往き通路１２８と、前記上部往き通路１２３に設けられた排水三方弁１２４と、この排水三方弁１２４の下流側にそれぞれ設けられた、排水口１３０およびろ過材１２５とアルミニウム陽極１２６とステンレス陰極を兼用するろ過槽１２７と、このろ過槽１２７と前記下部往き通路１２８の合流点に設けられた循環三方弁１２９と、この循環三方弁１２９から浴槽１３３へ浴槽水１３４が流れる往き通路１１２と、浴槽１３３の浴槽水１３４が前記三方弁１１５へ流れる戻り通路１１３を備えた風呂給湯器である。
【０００４】
上記の浴槽水１３４の浄化メカニズムは、循環ポンプ１３２を作動すると浴槽水１３４が戻り通路１１３，三方弁１１５，循環ポンプ１３２，浴槽水１３４が設定温度より低い場合は、バイパス三方弁１３１を風呂熱交換器１１１側に切り替え、上部往き通路１２３を通り、排水三方弁１２４をろ過槽１２７側に切り替え、ろ過槽１２７に配設したアルミニウム陽極１２６（ステンレス陰極との間に通電させる）からアルミニウムイオンが溶出し、浴槽水１３４の汚れ成分を凝集する水酸化アルミニウムが生成し、前記水酸化アルミニウムが汚れ成分を凝集し、フロック化するとともに、ろ過材１２５の表面部に凝集層が形成され、この凝集層があたかも微細ろ過材層が形成され、細かな汚れ成分も浄化することが可能となり、浴槽水をよりきれいに浄化し、ろ過層１２７の下流側に設けた循環三方弁１２９を往き通路１１２側に切り替え、往き通路１１２を通り浴槽１３２に戻る。
【０００５】
一方、浴槽水１３４が設定温度より高い場合、もしくは風呂熱交換器１１１で加熱する必要がない場合は、バイパス三方弁１３１をバイパス通路１３１側に切り替え、上部往き通路１２３、排水三方弁１２４，ろ過槽１２７で浄化，循環三方弁１２９，往き通路１１２を通り浴槽１３２に戻る。
【０００６】
当然のことであるが、上記各種の弁の切り替えは、基本的に浄化信号を受けると、制御部（未図示）により、各種の弁の切り換え終了後、循環ポンプ１３２を作動させる。また浄化信号と同時もしくは設定時間に自動的に通電することによるアルミニウム陽極からのアルミニウムイオンを溶出させ、ろ過材１２５の表面部の凝集層で浴槽水を浄化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、凝集制御で通電すると、アルミニウム陽極からアルミニウムイオンが溶出する一方、当然アルミニウム陽極から酸素ガス、ステンレス陰極から水素ガスが発生し、ろ過槽１２７の上部に滞留する。この滞留ガスは、通電条件（通電電流×通電時間）により、理論発生ガス量が決定され、前記通電条件、通電電流×通電時間の和が小の場合は、滞留ガスは少なく理論通電ができるが、凝集槽が少なく、浄化性能が不十分となる。また特に通電電流×通電時間の和が大の場合は、浄化性能が向上するが、滞留ガスは多くなり理論通電は可能であるが、アルミニウム陽極とステンレス陰極の上部がガス空間層、たとえば電極が完全に水に浸からない状態となり、電流密度が大となり、電解電圧が著しく上昇するため、一般的な直流の定電流回路の上限電圧を著しく高くする必要があり、前記制御部の定電流回路を構成する電源トランスが大きくなり、かつ高価な回路構成にする必要があることから、大変不経済であること。さらにガス空間層が大となると、ろ過槽の上部からの水流により、ガスがガス気泡となり、前記ガス気泡がろ過材表面まで達し、ろ過材の表面部に形成された凝集層を破壊し、浄化性能が著しく低下する。
【０００８】
また、前記ガス抜き制御後、通電状態で浄化回路で通水すると、前記アルミニウムイオンが溶出するが、凝集剤となる水酸化アルミニウムは、アルミニウム陽極表面部で形成され、電気的結合状態のため、通水しても、アルミニウム陽極より、脱離しにくいことから、ろ過材の表面部に１００％凝集層の形成に寄与しにくいという新たな課題を見出したものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１手段は、給水および浴槽水を温水に加熱する加熱部と、給水回路に設けられ給水温度を検知する給水水温検知部および給水流量を検知する流量検知部と、給湯回路に設けられ温水温度を検知する給湯水温検知部および給湯流量を制御する給湯水量制御部と、浴槽水循環回路に給湯する給湯弁部および前記給湯弁部の上流に給湯水および浴槽水の流れを検知する水流検知部と、前記浴槽水循環回路に浴槽水を循環する循環ポンプと、さらに浴槽水循環回路として循環回路，浄化回路，排水回路の回路構成を設け、浄化回路の一部に上部にアルミニウム陽極と耐食性金属陰極とを対極に設け、下部にろ過材を配設したろ過槽と、ろ過槽の下流側に浄化回路と循環回路を切り換える切換弁Ａ，循環ポンプと給湯弁部との間に浴槽水循環回路を開閉する切換弁Ｂ，給湯弁部とろ過槽との間に浄化回路と循環回路に切り換える切換弁Ｃ、排水回路を開閉する切換弁Ｄを各々配設した構成において、凝集制御として、通電と非通電を繰り返し制御するとともに、前記非通電時に、（ａ）前記アルミニウム陽極と耐食性金属陰極に通電した時に発生する生成ガスをろ過槽より排出する手段として、切換弁Ａ，切換弁Ｂを、切換弁Ｃ，切換弁Ｄをガス抜き回路に切り換えした後、前記ガス抜き回路に一定時間通水するガス抜き制御、次に（ｂ）浄化手段として、切換弁Ａ，切換弁Ｂを、切換弁Ｃ，切換弁Ｄを浄化回路に切り換えした後、前記浄化回路に一定時間通水して凝集剤をろ過材の表面部に固定制御を繰り返し制御手段を設けたものである。
【００１０】
上記した第１手段によれば、まず凝集制御として、通電と非通電を繰り返し制御するとともに、前記非通電時に、（ａ）前記アルミニウム陽極と耐食性金属陰極に通電した時に発生する生成ガスをろ過槽より排出する手段として、切換弁Ａ，切換弁Ｂを、切換弁Ｃ，切換弁Ｄをガス抜き回路に切り換えした後、前記ガス抜き回路に一定時間通水するガス抜き制御することにより、アルミニウム陽極と耐食性金属陰極の表面に生成した生成ガスを上部に上昇させ、電極面から脱離させると、次の通電時、生成ガスがないことから、電解電圧を低い状態から開始することができる。そして、前記非通電時にガス抜き通水することにより、十分な滞留ガス量とした状態で通水することができることから、滞留ガスを、より確実に排出することができる。
【００１１】
そして、次に（ｂ）浄化手段として、切換弁Ａ，切換弁Ｂを、切換弁Ｃ，切換弁Ｄを浄化回路に切り換えした後、前記浄化回路に一定時間通水して凝集剤をろ過材の表面部に固定化手段を繰り返しすることにより、非通電のため、溶出し反応した水酸化アルミニウムからなる凝集剤が、通電時に通水し浄化回路でろ過材の表面部に固定化しようとすると、通電のため、前記水酸化アルミニウムがアルミニウム陽極と電気的結合状態にあるため、通水力により十分に脱離することができないことから、ろ過材の表面部に短時間に安定した凝集層を形成することができない。よって非通電で通水することにより、水酸化アルミニウムがアルミニウム陽極と電気的結合状態をなくし、脱離しやすい状態にして、通水することにより、ろ過材の表面部に短時間に安定した凝集層を形成することができる。
【００１２】
上記に詳述した制御手段を実施することにより、効果的なガス抜きと安定した凝集層が形成されるため、設定通電時間に生成した凝集剤１００％有効に活用でき、浴槽水の汚れ成分を、より確実に浄化し、きれいにすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態は、給水および浴槽水を温水に加熱する加熱部と、給水回路に設けられ給水温度を検知する給水水温検知部および給水流量を検知する流量検知部と、給湯回路に設けられ温水温度を検知する給湯水温検知部および給湯流量を制御する給湯水量制御部と、浴槽水循環回路に給湯する給湯弁部および前記給湯弁部の上流に給湯水および浴槽水の流れを検知する水流検知部と、前記浴槽水循環回路に浴槽水を循環する循環ポンプと、さらに浴槽水循環回路として循環回路，浄化回路，排水回路の回路構成を設け、浄化回路の一部に上部にアルミニウム陽極と耐食性金属陰極とを対極に設け、下部にろ過材を配設したろ過槽と、ろ過槽の下流側に浄化回路と循環回路を切り換える切換弁Ａ，循環ポンプと給湯弁部との間に浴槽水循環回路を開閉する切換弁Ｂ、給湯弁部とろ過槽との間に浄化回路と循環回路に切り換える切換弁Ｃ、排水回路を開閉する切換弁Ｄを各々配設した構成において、凝集制御として、通電と非通電を繰り返し制御するとともに、前記非通電時に、（ａ）前記アルミニウム陽極と耐食性金属陰極に通電した時に発生する生成ガスをろ過槽より排出する手段として、切換弁Ａ，切換弁Ｂを、切換弁Ｃ，切換弁Ｄをガス抜き回路に切り換えした後、前記ガス抜き回路に一定時間通水するガス抜き制御、次に（ｂ）浄化手段として、切換弁Ａ，切換弁Ｂを、切換弁Ｃ，切換弁Ｄを浄化回路に切り換えした後、前記浄化回路に一定時間通水して凝集剤をろ過材の表面部に固定化制御を繰り返しする制御手段を有するものである。
【００１４】
そして、アルミニウム電極と耐食性金属陰極に通電することより、発生する生成ガス（酸素ガス，水素ガス）がろ過槽の上部に滞留する滞留ガスを、非通電時にろ過槽の上部に設けた吸入口がから通水し、前記滞留ガスをガス抜きするともに、アルミニウム電極で生成された水酸化アルミニウムからなる凝集剤をろ過材の表面部に凝集層として固定化するにより、安定した凝集剤が生成し、かつろ過材の表面部に凝集層として有効に形成され、浴槽水の汚れ成分をきれいにろ過浄化することができる。
【００１５】
本発明の第２実施形態は、アルミニウム陽極と耐食性金属陰極に通電する前に、通水する制御手段を有したものである。そして、通電する前に、通水し滞留ガス（生成ガス，溶存空気分離ガスおよび空気ガス）をガス抜きすることにより、常に滞留ガスをなくし、通電、すなわち電解電圧を低い状態から開始できる。
【００１６】
本発明の第３実施形態は、給湯弁部の開時、給水を加熱通水する制御手段を有したものである。そして、加熱通水することにより、ろ過槽内の滞留ガスが加熱通水に加熱され、ガスが体積膨張して浮上しやすくして、ガス抜き時間を短くできる。
【００１７】
本発明の第４実施形態は、給水を少なくとも６０℃以下に加熱する制御手段を有したものである。そしてまた、６０℃以上に加熱された高温水を通水すると、ろ過材の表面部に形成された凝集層が破壊され、浄化性能が低下することから、凝集層が破壊されない温度とガス抜き時間を考慮し、６０℃以下が望ましい。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例における浄化装置について図面を用い説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１は浄化装置の概略構成、図２の（ａ）はガス抜き回路構成、（ｂ）は凝集剤固定化回路構成、図３は生成ガスのガス抜きおよび固定化制御の概略フローチャート、図４はガス抜き制御と凝集剤固定化制御の概略タイムチャートを各々示す。
【００２０】
図１において、水は水入口より水温センサからなる給水水温検知部１，水量センサからなる流量検知部２を通り、熱交換器と燃焼バーナからなる加熱部１８で熱を吸収して、給湯水量制御部４，給湯センサからなる給湯水温検知部３を通り、湯出口（未符号）より放出される。
【００２１】
浴槽水２０は、循環ポンプ７により浴槽１９に取りつけられた風呂接続アダプタ２１，戻り通路２２，ふろセンサからなる浴槽水水温検知部８，水位センサからなる水位検知部２５，循環ポンプ７，二方弁からなる切換弁Ｂ１５，水流スイッチからなる水流検知部６，加熱部１８，三方弁からなる切換弁Ｃ１６，三方弁からなる切換弁Ａ１４，往き通路２３，風呂接続アダプタ２１の浴槽水循環回路の循環回路を循環する。また浴槽水２０は、循環ポンプ７により浴槽１９に取りつけられた風呂接続アダプタ２１，戻り通路２２，ふろセンサからなる浴槽水水温検知部８，循環ポンプ７，二方弁からなる切換弁Ｂ１５，水流スイッチからなる水流検知部６，加熱部１８，三方弁からなる切換弁Ｃ１６，ろ過材１３（アルミナボール：粒子径０．３〜０．５ｍｍを使用）を配設しているろ過槽１２，三方弁からなる切換弁Ａ１４，往き通路２３，風呂接続アダプタ２１の浴槽水循環回路の浄化回路を循環する。
【００２２】
一方、浴槽１９への給湯は、水は注湯弁からなる給湯弁部５を開くと、水は水入口より水温センサからなる給水水温検知部１，水量センサからなる流量検知部２を通り、熱交換器と燃焼バーナからなる加熱源１８で熱を吸収して、給湯水量制御部４、給湯センサからなる給湯水温検知部３、給湯弁部５を通り、給湯機能制御（詳細は省略する）、すなわち二方弁からなる切換弁Ｂ１５を開制御すると、２回路給湯として、循環ポンプ７，戻り通路２２と加熱部１８，切換弁Ｃ，循環回路９，往き通路２３を各々通り、浴槽１９に取りつけられた風呂接続アダプタ２１よりお湯はりされる。一方、二方弁からなる切換弁Ｂ１５を閉制御すると、１回路給湯として、加熱部１８，切換弁Ｃ１６，循環回路９，往き通路２３を各々通り、浴槽１９に取りつけられた風呂接続アダプタ２１よりお湯はりされる。本発明では、詳述しないが、特に全自動の場合、符号は省略しているが、戻り通路２２と循環ポンプ７との間に、お湯はり水位（湯量）を検知する水位センサ２５により、浴槽水２０を正確にお湯はり時、自動足し湯する時に用いる。
【００２３】
他方、ろ過槽１２は、上記した顆粒状のアルミナボールからなるろ過材１３（図示は省略しているが、ろ過材１３を保持するろ床の上部に充填されている）と、前記ろ過材１３上部に一定の空間を設け、円筒形状からなるアルミニウム陽極２６と、アルミニウム陽極２６の外周に耐食性金属陰極として、円筒形状のステンレス陰極２７を対極に設けた構成からなる。
【００２４】
図２の（ａ），図３，図４において、まず浴槽水２０を利用して通水するガス抜き通水構成と制御は、手動でリモコン２４の浄化ＳＷを「ＯＮ」すると、まず各種切換弁Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを浄化回路に切り換え、循環ポンプ７が作動し、浴槽水２０が浄化回路を循環するとともに、凝集通電が開始される。そして凝集通電が一定時間経過すると、循環ポンプが停止し、各種切換弁Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄをガス抜き回路に切り換える。すなわち、浴槽水２０の戻り回路２２の一部に設けている切換弁Ｂ１５を「開」に切り換え、浴槽水２０が循環する循環水回路に切り換える。またろ過槽１２の下部に設けた切換弁Ａ１４を前記ろ過槽１２からの通水を無くするように、「閉」回路に切り換える。また、浄化回路１０側と循環回路９側に切り換える切換弁Ｃ１６を浄化回路１０側に切り換える。そしてまた、ろ過槽１２から排水回路１１側に切り換える切換弁Ｄ１７を排水回路１１側に切り換える。ここで重要なことは、前記ろ過材槽１２の下部に設けた切換弁Ａ１４を、必ず「閉」回路に切り換え、が上述した各種切換弁をガス抜き回路に切り換えた後、循環ポンプ７を一定時間作動させる。もし、ろ過槽１２の下部に設けた切換弁Ａ１４が「開」で通水すると、ろ過槽１２の上部に設けた浄化回路１０から通水された水がろ過槽１２を通り、前記ろ過槽１２の上部に滞留している滞留ガス２８は、下流側に流れようとするだけで、ガスは流速に打ち勝ってすぐに浮上してしまう。前記現象を繰り返すだけで、ガス抜きすることができない。一方、本発明のろ過槽１２の下部に設けた切換弁Ａ１４を「閉」で通水すると、ろ過槽１２の上部に設けた浄化回路１０から通水の一部が流入し、ろ過槽１２の下部への流れがないため、ろ過槽１２内が満水になる方向となり、当然ろ過槽１２の上部の滞留ガス２８が吸入水により、押し出され、排水回路１１側に流出される。本発明者らは、なぜ滞留ガス２８が排出されるか現象を突き止めた。すなわち、浄化回路１０から排水回路１１側に通水すると、通水流により、ろ過槽１２の上部の吸入口部２９が負圧状態となり、ろ過槽１２上部の滞留ガス２８が通水流に混入され排出される。この現象は、あたかも通水流が空気を吸い込むの現象であるエジェクタと同作用となるもので、滞留ガス２８が排出されると、吸入口部２９から通水の一部が流入し、ろ過槽１２内が満水になる方向と作用するものである。図中、黒三角は、「閉」回路を意味する。
【００２５】
図２の（ｂ）、図３，図４として、ガス抜き回路で循環ポンプ７を再び作動し、一定時間ガス抜き通水を行い、設定時間経過すると、循環ポンプ７を停止し、再び各種切換弁Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを浄化回路に切り換え、凝集剤固定化として、一定時間運転する。
【００２６】
図示はしていないが、給湯弁部５使用して通水する場合は、切換弁Ｂ１５を「閉」回路、上述した切換弁Ａ１４，Ｃ１６，Ｄ１７はガス抜き回路とし、前記給湯弁部５を「開」とし、一定時間通水することにより、ろ過槽１２の上部に滞留している滞留ガス２８を同作用で排出することができる。また凝集剤固定化として、前記給湯弁部５を「開」とし、一定時間通水するか、または循環ポンプ７を作動し、一定時間通水するかは任意に設定することができる。
【００２７】
前記に記述した通水を時間制御する一定時間とは、ガス抜き時間を意味し、電解通電条件による生成ガス量と通水量により決定させる。一例で説明すると、ろ過槽１２の大きさが内径φ１００ｍｍ，高さ２５０ｍｍ，ろ過槽１３の顆粒径０．３〜０．５ｍｍでろ過層６０ｍｍ，アルミニウム陽極２６形状として、外形φ７５ｍｍ，長さ１００ｍｍ，内径φ４０の穴形状，ステンレス陰極２７形状として、内径φ９０，長さ１００ｍｍで、板厚０．６ｍｍで、前記ろ過槽１２の上部面とアルミニウム陽極２６，ステンレス陰極２７を同一面とし、前記ろ過槽１２の上部面と電極の上面との空間距離１５ｍｍの場合、（１）通電電流：３５０ｍＡ、（２）通電時間：３０分で発生する生成ガス量は、約１２０ｃｍ3 （詳細な計算は省略する……クーロンの法則）、（３）通水量：６リットル／分、において、（４）ガス抜き時間：３５秒以上が必要で、好ましくは４０〜６０秒が最適条件であった。
【００２８】
また、固定化通水制御する一定時間とは、前記同様電解通電条件と通水量により決定されるが、（５）固定化通水時間：２０秒以上が必要で、好ましくは３０〜１２０秒が最適条件であった。
【００２９】
そして、浴槽水２０の汚れ度が濁度２．０度の場合、前記濁度２．０度を１．０度（本発明者らが目視評価できれいと感じる濁度）にするための電解通電条件は、（１）通電電流：３５０ｍＡ、（２）総通電時間：６０分が必要で、好ましい通電と非通電条件は、（ａ）浴槽水２０の循環流量条件：６リットル／分で浄化する場合、本発明者らの実験検証では、通電時間５〜２０分、非通電時間１〜３分である。前記条件の最大２０分で発生する生成ガス量は、約８０ｃｍ3 で、約３０分（約１２０ｃｍ3 ）で電極の上面に滞留ガス２８が達することなく、滞留ガス２８の影響受けないで、安定した電解が可能となる。もし、そのまま通水通電すると、電極の上部が水に浸せきしないままとなり、当然電解電圧が上昇、言い換えれば電流密度が大となり、通電用定電流回路に大きく影響してしまう。一例であるが、通電用定電流回路の最大電圧は、入浴する水回路に使用する場合、３０Ｖ以下が望ましい。電解電圧が３０Ｖ以上になると、定電流回路では、設定した通電電流が低下する。通電電流が低下することは、必要な凝集剤の生成と、ろ過材１３の表面部に形成する凝集層が少なくなり、浄化機能が低下してしまうことから、電極の上部に滞留ガス２８が達しない前に、前記滞留ガス２８をガス抜き回路にし、ガス抜き通水する必須条件となる。
【００３０】
上述の如く、設定通電時間内に通電と非通電を繰り返すとともに、通電時は、非通水と、することにより、凝集剤が電極間に一定量安定生成し、この凝集剤が生成中に、フロック化（凝集剤と凝集剤が結合しやや大きな凝集粒となる現象）すなわち、フロック化する反応時間が必要であり、前記フロック化した凝集剤とすることにより、ろ過剤１３とろ過剤１３の隙間（空間）に効率良く堆積し、表面部に浄化に最適な密な凝集層が形成させる。もし通電しながら浄化回路１０に通水すると、前記フロック化する反応時間が少なく、ろ過剤１３層全体に凝集剤がフロック化するため、凝集剤の生成量が同一の場合、当然凝集層の密度が粗となり、浄化効果やや不十分となる。よって、非通水通電は、非常に有効な制御手段である。
【００３１】
図中、通電電解制御として、通電と非通電を繰り返し制御するとともに、前記非通電に、ガス抜き制御として、各種切換弁をガス抜き回路に切り換え後、循環ポンプを作動し通水するか、または給湯弁部を開として給水するものである。
【００３２】
非通電にガス抜き通水することにより、前記非通電時、生成ガスは電極表面から脱離し、ろ過槽の上部に上昇滞留させることにより、通水により確実に滞留ガスを排出できる。また非通電時、生成ガスは電極表面から脱離することにより、ガス分圧（ガス濃度）による、局部的な電圧を無くし、安定した電圧、すなわちより安定した定電流で通電をすることができる。
【００３３】
（実施例２）
通電電解制御とガス抜き制御の制御方法を図５のタイムチャートに示す。
【００３４】
図中、通電電解制御する前に、必ずガス抜き制御をすることにより、浴槽水循環回路に、各種条件で混入滞留される空気、例えば入浴剤から発生するガスや吸着空気等が循環ポンプを作動（浄化や沸き上げ）するとろ過槽１２の上部に滞留空気が滞留しやすく、この滞留空気が多くなると、実施例１で詳述したように、通電で悪影響することから、通電電解制御する前に、ガス抜き制御することにより、安定し、かつ浄化に必要なろ過材の表面部に凝集層を形成することができる。
【００３５】
通電電解制御する前のガス抜き制御として、複数回繰り返し制御、すなわち通水とガス抜きを繰り返し制御することにより、より確実にガス抜き作用効果が大となることから、本発明の範囲である。
【００３６】
（実施例３）
ガス抜き制御時の通水を加熱制御するフローチャートを図６に示す。
【００３７】
ガス抜き制御時、図１の浄化装置の加熱部１８（熱源がガスの場合、バーナ燃焼し熱交換器で加熱や熱源が電気の場合、直接加熱等）で通水を加熱することにより、温水により、粘性が低く（小さく）なり、ろ過槽１２に吸入されやすくなること、さらに前記温水により、滞留ガスが加熱され体積膨脹して浮上しやすくなり、ガス抜き時間が短縮することができる。さらにまた、ろ過槽１２の湯温が上昇し、電解電圧を低下させる方向となり、安定して凝集剤を生成に寄与する良化する方向に働くものである。
【００３８】
（実施例４）
通水加熱制御時のガス抜き時間と、浄化性能（濁度）比較を図７に示す。
【００３９】
図中、通水温度を（１）２３℃，（２）３５℃，（３）５５℃，（４）６０℃，（５）７０℃に変化させたもので、通水温度が高くなると、ガス抜き時間は短くなる。これは実施例５で詳述したように、粘性が低く（小さく）なり、ろ過槽１２に吸入されやすく、滞留ガスが加熱され体積膨脹して浮上することによる。一方、通水温度が高く、特に高温になると、ろ過材１３の表面部に形成された凝集層が破壊、すなわち凝集剤の結合力が低下し、凝集層の機能（凝集層の開孔目が大きくなり、浴槽水２０中の細かな汚れ成分、例えば一般細菌等の物理ろ過性能が著しく悪化する）が変化して、浄化性能が低下することから、ガス抜き時間と凝集機能を考慮すると、望ましい通水温度は、３５〜６０℃、より好ましい通水温度は、３５〜５５℃の範囲である。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかのように、本発明の浄化装置によれば次の効果を奏する。
【００４１】
ガス抜き，凝集剤の固定化方法は、まず非通電時に、ガス抜き回路側に各種切換弁を切り換え後、一定時間ガス抜き通水し、次に浄化回路側に各種切換弁を切り換え後、一定時間凝集剤の固定化通水することにより、ろ過槽の上部に滞留している滞留ガスを排出させ、通電時の電解電圧の安定と、凝集剤を一定量、確実に生成させるとともに、ろ過材の表面部に凝集層を密に形成して、浴槽水の汚れ成分をろ過材層で確実に浄化し、きれいにすることができる。
【００４２】
また、通電する前に、ガス抜き通水をすることにより、循環水回路に混入した空気を排出し、より電解電圧を安定し、凝集剤を一定量、確実に生成することができる。
【００４３】
また、加熱通水することにより、ガス抜き時間を短くすることができる。
そしてまた、加熱通水温度を６０℃以下にすることにより、ろ過材の表面部に形成された凝集層を破壊することなくなり、安定した浄化性能を保つことができる。実施例のろ過材は、アルミナボールろ過材であるが、ガラスビーズろ過材，浜砂ろ過材などの顆粒状のろ過材には、すべて適用できる。他方、実施例では詳述していないが、カートリッジフィルタ，すなわち繊維性フィルタ，糸巻きフィルタ，ガラス繊維フィルタやステンレス繊維フィルタ，多孔質セラミックフィルタ等にも、本発明の浄化装置のガス抜き、凝集剤固定化制御方法が有効である。
【００４４】
また、実施例では、リモコンによる手動操作で説明したが、自動制御手段、たとえば浄化装置により、自動的に浴槽に給湯する場合は、浴槽水が風呂接続アダプタ以上に給湯または水位センサや水位スイッチ等の予め設定した水位量により、浴槽に水位が有りと判定、より確実な方法として、ユーザが設定した水位と設定した湯温を判定すると、通電制御とガス抜き制御する自動制御方法も本発明の範囲である。さらに、前記通電制御が完了すると、次に浄化ＳＷを「ＯＮ」しても、排水や逆洗洗浄等で凝集層が破壊されない限りは、通電制御に移行せず、浄化運転のみを制御することも、本発明の範囲である。
【００４５】
さらにまた、本発明では、耐食性金属陰極としてステンレス陰極で説明したが、耐食性金属とは、通常の浴槽水で、サビ等により浴槽水が明らかに汚れる成分（浴槽水が変色等）が溶出するもの以外で、例えばアルミニウム，銅，ニッケル，チタン，白金，金，銀等の純板および鉄合金，アルミニウム合金，銅合金等が使用できるが、経済性とサビ等の考慮すると、オーステナイト系ステンレス，アルミニウムが好ましい陰極材料である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浄化装置の構成図
【図２】（ａ）本発明の実施例１の浄化装置におけるガス抜き回路の構成図
（ｂ）同装置における凝集剤固定化回路の構成図
【図３】同装置のフローチャート
【図４】同装置のタイムチャート
【図５】本発明の実施例２の浄化装置のタイムチャート
【図６】本発明の実施例３の浄化装置におけるガス抜き，加熱制御のフローチャート
【図７】本発明の実施例４の浄化装置におけるガス抜き時間と浄化性能を示す比較図
【図８】従来の風呂給湯器の構成図
【符号の説明】
１ 給水水温検知部
２ 流量検知部
３ 給湯水温検知部
４ 給湯水量制御部
５ 給湯弁部
６ 水流検知部
７，１３２ 循環ポンプ
８ 浴槽水水温検知部
９ 循環回路
１０ 浄化回路
１１ 排水回路
１２，１２７ ろ過槽
１３，１２５ ろ過材
１４ 切換弁Ａ
１５ 切換弁Ｂ
１６ 切換弁Ｃ
１７ 切換弁Ｄ
１８ 加熱部
１９，１３３ 浴槽
２０，１３４ 浴槽水
２１ 風呂接続アダプタ
２２ 戻り通路
２３ 往き通路
２４ リモコン
２５ 水位検出部
２６，１２６ アルミニウム陽極
２７ ステンレス陰極
２８ 滞留ガス
２９ 吸入口部
Claims (4)
- 給水および浴槽水を温水に加熱する加熱部と、給水回路に設けられ給水温度を検知する給水水温検知部および給水流量を検知する流量検知部と、給湯回路に設けられ温水温度を検知する給湯水温検知部および給湯流量を制御する給湯水量制御部と、浴槽水循環回路に給湯する給湯弁部および前記給湯弁部の上流に給湯水および浴槽水の流れを検知する水流検知部と、前記浴槽水循環回路に浴槽水を循環する循環ポンプと、浴槽水循環回路として循環回路、浄化回路、排水回路の回路構成を設け、浄化回路の一部に上部にアルミニウム陽極と耐食性金属陰極とを対極に設け、下部にろ過材を配設したろ過槽と、ろ過槽の下流側に浄化回路と循環回路を切り換える切換弁Ａ、循環ポンプと給湯弁部との間に浴槽水循環回路を開閉する切換弁Ｂ、給湯弁部とろ過槽との間に浄化回路と循環回路に切り換える切換弁Ｃ、排水回路を開閉する切換弁Ｄを各々配設した構成において、凝集制御として、通電と非通電を繰り返し制御するとともに、前記非通電時に、（ａ）前記アルミニウム陽極と耐食性金属陰極に通電した時に発生する生成ガスをろ過槽より排出する手段として、切換弁Ａ，切換弁Ｂを、切換弁Ｃ及び切換弁Ｄをガス抜き回路に切り換えした後、前記ガス抜き回路に一定時間通水するガス抜き制御、次に（ｂ）浄化手段として、切換弁Ａ、切換弁Ｂを、切換弁Ｃ及び切換弁Ｄを浄化回路に切り換えした後、前記浄化回路に一定時間通水して凝集剤をろ過材の表面部に固定化制御を繰り返し制御してなる浄化装置。
- アルミニウム陽極と耐食性金属陰極に通電する前に、通水してなる請求項１記載の浄化装置。
- 給湯弁部の開時、給水を加熱通水してなる請求項１記載の浄化装置。
- 給水を少なくとも６０℃以下に加熱制御してなる請求項３記載の浄化装置。
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