JP4465758B2 - 電解装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気分解（以後電解と称す）に関するもので、特に電解水を被処理水に供給して殺菌する電解装置において、被処理水の濁度に応じた電解の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、濁度センサーの測定結果に応じて電解電流を制御するものはあった（例えば、特開平１０−９９６１４号公報）。
【０００３】
この電解装置は図５に示すように、浴槽内の浴水１を吸い込んで浴槽内に返送する循環路２に濾過槽３を設けると共に濾過槽３より上流側においてアルミニウム電極を納めた電解槽４を循環路２に設け、電解槽４で発生させた凝集剤によって浴水１中の濁り成分を凝集させて濾過槽３で濾過するようにしたものであり、濾過槽３から出る浴水１の濁り度を測定する濁度センサ５と、濁度センサ５による測定結果に応じて電解槽４の電解電流値を制御するコントロ−ラ６より構成していた。また、濾過槽３をバイパスして並列に設けた殺菌用電解槽７が具備されていた。なお、８は浴水１を循環する循環ポンプ、９は浴水を保温するヒータユニットである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電解装置では、濁度センサ５による測定結果に応じて電解槽４の電解電流値を制御するように構成しているが、この電解槽４はアルミニウム電極を用いて電気分解することにより、陽極からアルミニウムイオンを溶出させ、このアルミニウムイオンが水と反応して水酸化アルミニウムのコロイドを形成し、懸濁物質を凝集させるものである。すなわちアルミニウム電極を溶かして濁り成分を凝集し、濾過しやすくするものである。したがって、人の垢や汚れにより、濁度が上昇した場合に、電解電流を上げて凝集量を増せば濁り成分もよく濾過できるが、人が入浴することにより多くの細菌が持ち込まれ、この細菌が増殖を始めると、それに伴なって濁度が上昇する。濾過槽の濾過速度より細菌の増殖速度が勝れば、濾過中でであっても細菌は増え続け、結果として浴水の濁度は上昇してしまうことになる。特に細菌の栄養源となる有機物が浴水に溶け込んでいる場合は濾過槽で除去することは難しく、速い場合一般細菌は約２０分で倍の数に増殖する。
【０００５】
また、従来の電解装置にも殺菌用電解槽７が設けられ、浴水の細菌の繁殖を防止するようにしているが、濁度センサーとは関わりなくタイマーでのみ作動し、一定濃度の有効塩素を生成するようにしているだけである。有効塩素は浴水中の有機物等に結合して消費されるため、有機物の含有量が多いと直ぐに濃度が低下して殺菌効果がなくなってしまう。たとえば大勢の人が入浴するような場合、多くの有機物が供給され、有効塩素の殺菌作用が低下して、さらに多くの細菌と豊富な栄養源も供給されるために、細菌が増殖してしまう。これを防止するために生成する有効塩素濃度を上げると、入浴人数が少ない等の供給される有機物が少ない場合は、逆に有効塩素の消費が少なくなり、塩素臭がしたり、肌にダメージを与えたりしてしまうなどの問題があった。
【０００６】
【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もので、内部に少なくとも一対の不溶性電極を備えた電解手段と、前記電解手段の電解水を被処理水へ供給制御する給水制御手段と、前記被処理水の濁度を検知する濁度検知手段と、前記濁度に基づいて前記電解手段の電解水生成量を制御する制御手段とで構成され、前記制御手段は、被処理水の濁度の絶対値と濁度の上昇速度とに基づいて、前記電解手段の電解水生成量を制御するものである。
【０００７】
上記発明によれば、不溶性電極に通電を行うことで、塩素イオンを含む水を電気分解することにより次亜塩素酸などの化合物である電解水を生成できる。そして、給水制御手段により、この電解水を被処理水へ供給することで、被処理水の殺菌を行う。被処理水は有効塩素濃度が低かったり、細菌の栄養源である有機物が増大すると被処理水内の細菌が増殖してくる。この細菌数に応じて濁度が増加するが、この濁度を濁度検知手段により検出し、濁度の増加度合いにより電極への通電量を制御して電解水の生成量を加減し、給水制御手段により適正量の電解水を被処理水に供給することにより細菌の増殖を抑えることができる。また、無駄な電解水の生成も抑えられる。
【０００８】
そして、被処理水の濁度が高い状態で、細菌数の増加に伴なって濁度が上昇し始める濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の次亜塩素酸などの化合物の濃度を高めに生成して供給し、被処理水の濁度が低い状態で、細菌数の増加に伴なう濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の濃度を低めに生成して供給することで、適正量の電解水を被処理水に供給することができ、無駄な電解水の生成が抑えられる。
【０００９】
また、内部に少なくとも一対の不溶性電極を備えた電解手段と、前記電解手段の電解水を被処理水へ供給制御する給水制御手段と、前記被処理水の濁度を検知する濁度検知手段と、前記濁度に基づいて前記電解手段の電解水生成量を制御する制御手段とで構成され、前記制御手段は、被処理水の容量を設定する設定部を有し、前記被処理水の濁度の上昇速度と前記設定部の値との積に基づいて、前記電解手段の電解水生成量を制御するものである。
【００１０】
上記発明によれば、被処理水の容量が大きい条件で、細菌数の増加に伴なって濁度が上昇し始める濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の次亜塩素酸などの化合物の生成量を多めにして供給し、被処理水の容量が小さい条件で、細菌数の増加に伴なう濁度上昇速度を検知した場合は、電解水を少なめに生成して供給することで、適正量の電解水を被処理水に供給することができ、安全でかつ無駄な電解水の生成が抑えられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１にかかる電解装置は、内部に少なくとも一対の不溶性電極を備えた電解手段と、前記電解手段の電解水を被処理水へ供給制御する給水制御手段と、前記被処理水の濁度を検知する濁度検知手段と、前記濁度に基づいて前記電解手段の電解水生成量を制御する制御手段とで構成され、前記制御手段は、被処理水の濁度の絶対値と濁度の上昇速度とに基づいて、前記電解手段の電解水生成量を制御するものである。
【００１２】
そして、不溶性電極に通電を行うことで、塩素イオンを含む水を電気分解することにより次亜塩素酸などの化合物である電解水を生成し、給水制御手段により、この電解水を被処理水へ供給することで、被処理水の殺菌を行う。被処理水は有効塩素濃度が低かったり、細菌の栄養源である有機物が増大すると被処理水内の細菌が増殖してくる。この細菌数に応じて濁度が増加するが、この濁度に応じて電解水の生成量を加減し、給水制御手段により適正量の電解水を被処理水に供給することにより細菌の増殖を抑えることができる。
【００１３】
そして、被処理水の濁度が高い状態で、細菌数の増加に伴なって濁度が上昇し始める濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の次亜塩素酸などの化合物の濃度を高めに生成して供給し、被処理水の濁度が低い状態で、細菌数の増加に伴なう濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の濃度を低めに生成して供給することで、適正量の電解水を被処理水に供給することができ、無駄な電解水の生成が抑えられる。
【００１４】
また、請求項２にかかる電解装置は、内部に少なくとも一対の不溶性電極を備えた電解手段と、前記電解手段の電解水を被処理水へ供給制御する給水制御手段と、前記被処理水の濁度を検知する濁度検知手段と、前記濁度に基づいて前記電解手段の電解水生成量を制御する制御手段とで構成され、前記制御手段は、被処理水の容量を設定する設定部を有し、前記被処理水の濁度の上昇速度と前記設定部の値との積に基づいて、前記電解手段の電解水生成量を制御するものである。
【００１５】
そして、被処理水の容量が大きい条件で、細菌数の増加に伴なって濁度が上昇し始める濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の次亜塩素酸などの化合物の生成量を多めにして供給し、被処理水の容量が小さい条件で、細菌数の増加に伴なう濁度上昇速度を検知した場合は、電解水を少なめに生成して供給することで、適正量の電解水を被処理水に供給することができ、安全でかつ無駄な電解水の生成が抑えられる。
【００１６】
また、請求項３にかかる電解装置は、制御手段が、被処理水の濁度レベルまたは濁度の上昇速度に応じて電解水の生成濃度を可変制御するものである。
【００１７】
そして、被処理水の濁度レベルが高い場合は、電解水の次亜塩素酸などの化合物の生成濃度を高くして供給し、濁度レベルが低い場合は、電解水の生成濃度を低くして供給する。また、被処理水の濁度上昇速度が速い場合は、電解水の生成濃度を高くして供給し、濁度上昇速度が遅い場合は、電解水の生成濃度を低くして供給することで、適正量の電解水を被処理水に供給することができる。
【００１８】
また、請求項４にかかる電解装置は、電解手段に貯留部を有し、制御手段は電解運転の際にまず電極に通電し、その後給水制御手段を駆動するものである。
【００１９】
そして、給水制御手段を停止した状態で電極に通電し、貯留部に生成した電解水を貯え、電解を終了した後に被処理水へ電解水を供給するよう制御する。これは、電解中に通水がないため、電解手段内の水は電極表面に発生する水素ガスや酸素などが浮上する際の誘引作用により、流れが発生し水に含まれる塩素イオンがゆっくりと電極間を通過するため効率の良い電解ができる。
【００２０】
また、請求項５にかかる電解装置は、電解質溶液を貯えるタンクと、前記電解質溶液を電解手段に供給する電解質供給手段とを付加し、制御手段が、濁度検知手段の検知濁度に基づいて、給水制御手段と前記電解質供給手段と電極とへの通電を制御するようにしたものである。
【００２１】
そして、塩化ナトリウム溶液等の電解質溶液を電解手段に供給することで、電解質溶液内の高濃度の塩素イオンが電解手段に供給されるので、高濃度の次亜塩素酸などの化合物である電解水を生成できる。また、この電解質溶液の供給量を制御することで電解水の生成濃度を可変できる。
【００２２】
また、請求項６にかかる電解装置は、被処理水への電解水供給部に濁度検知手段を配置し、電解水により前記濁度検知手段を洗浄するよう構成したものである。
【００２３】
そして、被処理水に電解水を供給する際に、生成された高濃度の電解水が濁度検知手段の周囲を通過するよう構成するので、濁度検知手段に付着する汚れが分解したり、洗い流されたりするので、濁度検知が常に安定して行える。
【００２４】
また、請求項７にかかる電解装置は、使用者への報知手段を有し、制御手段は、被処理水の濁度レベルまたは濁度の上昇速度が所定値を超えた場合に前記報知手段により被処理水の交換を促す報知をするものである。
【００２５】
そして、この被処理水の濁度レベルまたは濁度の上昇速度の所定値は、被処理水の濁度成分が多すぎるために、電解水を供給しても十分な殺菌効果が得られないような場合に、被処理水を交換するように使用者に報知するもので、表示や音で知らせる。
【００２６】
【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。
【００２７】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における電解装置の構成図である。
【００２８】
図１において、電解装置本体１５は浴槽１６内の被処理水である浴水１７を電解し殺菌するとともに循環して浄化するものである。この電解装置本体１５内には浴水１７を循環路１８に流す循環ポンプである給水制御手段１９と、循環路１８に流す浴水の不純物等の汚れを濾過する濾過手段２０と、濾過手段２０の下流側に連通し内部に一対の不溶性の電極２１を備えた電解手段２２と、この電解手段２２へ電解質溶液２３を供給する電解質供給手段２４と、循環路１８に流れる浴水の濁度を検知する濁度検知手段２５と、制御手段２６とを備えている。
【００２９】
循環路１８を流れる浴水１７は、浴槽１６から吸引され入口管２７を経て給水制御手段１９に入り、この給水制御手段１９より送出される浴水１７は、送水管Ａ２８、切換弁Ａ２９、送水管Ｂ３０を経て濾過手段２０に送られる。濾過手段２０により濾過された浴水１７は、出口管Ａ３１、切換弁Ｂ３２、出口管Ｂ３３を経て浴槽１６に戻る。
【００３０】
濾過手段２０は、内部に円筒状のフィルター３４を設け、送水管Ｂ３０に接続した濾過入口３５と、出口管Ａ３１と接続した濾過出口３６とを備え、濾過入口３５とフィルター３４の外面を連通させ、濾過出口３６とフィルター３４内面を連通させて構成している。すなわち循環される水はフィルター３４の外面から内面方向に通過し、水に含まれる汚成分である不純物をフィルター３４外面に捕捉する。フィルター３４は糸巻き状の物、不織布、織物、スポンジ状樹脂や多孔質材料などあるが何れでもよい。
【００３１】
電解手段２２は、電解槽３７の内部に板状の一対の電極２１ａ、２１ｂを対向させて構成している。電解槽３７は、下端に電解入口３８、上端に電解出口３９を設け、電解入口３８は濾過手段２０のフィルター３４内面側の下端と連通している。また、電解出口３９は濾過出口３６と連通している。なお、ここで用いた電極２１は、基材がチタンまたはチタン合金であり、表面には白金またはイリジウムなどの貴金属を被膜したものを用いて不溶性電極を構成している。
【００３２】
この濾過手段２０と電解手段２２との構成は、電解手段２２が滞留電解して生成した電解水が濾過手段２０に貯留されよう配置された状態となる。すなわち、濾過手段２０の下流側に電解手段２２の電解入口３８と電解出口３９を連通させて電解水が自然循環することで、濾過手段２０が電解手段２２の貯留部を構成している。
【００３３】
滞留電解とは、電解手段２２への通水を行わない状態での電気分解のことで、給水制御手段１９の運転を停止させて循環運転しない状態の電解をいう。
【００３４】
濁度検知手段２５は、フォトセンサにより浴水の光透過度を電気信号に変換するもので、濾過出口３６の上流側で電解出口３９近傍に配置し、電解槽３７で生成される電解水が直接濁度検知手段２５に接触するようにしている。
【００３５】
電解質溶液２３は、タンク４０に貯えられた食塩４１の水溶液で、給水路４２に設けた電解質供給手段２４により出口管Ａ３１内の水をタンク４０のタンク入口４３に供給する。そしてこの水は、タンク４０内を貫通する通水パイプ４４を通ってタンク底部に導かれ、食塩４１の中を通過することでタンク４０上部では飽和食塩水となる。この電解質溶液２３はタンク上端に設けたタンク出口４５より出水路４６を経て電解槽３７上部に導かれ供給される。なお本実施例では電解質供給手段２４に電磁ポンプを用いて微少流量を供給できるようにしている。
【００３６】
給水路４２には電解質溶液２３が出口管Ａ３１へ逆流するのを防止する逆止弁４７が設けてある。
【００３７】
送水管Ａ２８は、途中の分岐点４７で分岐管４８を介して切換弁Ｂ３２と連通している。切換弁Ｂ３２は、出口管Ａ３１と出口管Ｂ３３とを連通させる循環運転の状態と、分岐管４８と出口管Ｂ３３とを連通させる逆流洗浄の状態を切換える。
【００３８】
４９は切換弁Ａ２９に連通する排水管で、切換弁Ａ２９からの水を電解装置本体１５の外に排出する配管である。
【００３９】
切換弁Ａ２９は、送水管Ａ２８と送水管Ｂ３０とを連通させる循環運転の状態と、送水管Ａ２８と排水管４９とを連通させる逆流洗浄の状態と、送水管Ａ２８と送水管Ｂ３０と排水管４９を全て閉じる閉止の状態とを切換える。すなわちこの切換弁Ａ２９は、開閉手段にもなっている。また、切換弁Ａ２９と切換弁Ｂ３２を同時に逆流洗浄の状態に切換え、給水制御手段１９を運転すれば濾過手段２０に対する循環を逆流する逆流運転となる。すなわち、切換弁Ａ２９と切換弁Ｂ３２は逆流運転への切換手段となっている。
【００４０】
制御手段２６は、給水制御手段１９と、電極２１への通電と、電解質供給手段２４と、切換弁Ａ２９と、切換弁Ｂ３２を制御するよう構成されており、滞留電解運転、循環濾過運転、濾過手段の逆流洗浄運転等を行う。
【００４１】
次に、制御手段２６の具体構成を図２を用いて説明する。図において５０は、入出力インターフェースやメモリー等を内蔵した公知のマイクロコンピュータ（以降、マイコンと呼ぶ）であり、運転開始スイッチを有した操作パネル５１からの信号を入力するように接続され、使用者の指示が入力できる。５２は濁度検知手段２５からの信号を変換する濁度検知回路である。５４は電極２１へ一定の電流を供給する定電流回路で、電解中にマイコン５０からの指示に応じて駆動する。また、マイコン５０の信号に応じて、電極２１の極性を切換える極切換回路５５を備えている。５６はマイコン５０の指示により電解質供給手段２４である電磁ポンプを駆動する電磁ポンプ駆動回路。５７はマイコン５０の指示により給水制御手段１９を駆動する循環ポンプ駆動回路である。５８はマイコン５０の指示により切換弁Ａ２９を駆動する切換弁Ａ駆動回路で、５９は切換弁Ｂ３２を駆動する切換弁Ｂ駆動回路。６０は濁度検知手段２５で検知した濁度レベルまたは濁度の上昇速度が所定値を超えた場合にマイコン５０より浴水の交換を促す報知をする報知手段で、ブザーやＬＥＤ等で構成される。
【００４２】
次に、マイコン５０での処理内容と動作を図１、図３および図４を用いて説明する。図３は制御手段のフローチャートで、図４はその動作を示すタイムチャートである。図３において６１で運転開始スイッチを押してスイッチオンすると、６２で浄化運転が始まる。浄化運転は、図４のＴ０からＴ１までの運転で、ここでは給水制御手段である循環ポンプ２０がオンし運転する。この時切換弁Ａ２９および切換弁Ｂ３２は共に循環の状態に設定されている。この循環運転で、浴槽２１の浴水１７は、入口管２７、循環ポンプ２０、送水管Ａ２８、切換弁Ａ２９、送水管Ｂ３０を経て濾過手段２０に送られ、フィルター３４により不純物が濾過される。そして浄化された浴水は出口管Ａ３１、切換弁Ｂ３２、出口管Ｂ３３を経て浴槽１６に戻る。
【００４３】
図３の６３では濁度検知手段２５より浴水の濁度を読み取る。このとき浴水が濁度検知手段２５の周囲を流れるように、短時間だけ循環運転を行う（図４のａ）。そして、６４で濁度レベルおよび濁度の上昇速度が限界値を超えていないかを判定し、濁度レベルまたは上昇速度が限界値を超えていれば６５で浴水の交換を促す報知を行い、電解シーケンスを終了する。６４で限界値を超えていなければ、６６でこの濁度から電解運転をするかを判定する。判定条件は濁度の上昇速度が所定値を超えるかを見ている。ここでは１時間当たりの濁度上昇が０．１度を超えたら電解をするように判定している。
【００４４】
図４の浴水の細菌数は、Ｔ０からＴ１までに入浴により人体から浴槽に細菌が持ち込まれ増加する。この時細菌の栄養源である有機物も一緒に浴水に溶け込むが、この細菌は環境の変化に適応するまで増殖しない。一般に増殖が始まるのは２時間以上経過してからになる。そして、Ｔ２で増殖が始まり、細菌への環境が良ければ約２０分で倍の数に増殖を続けることになる。この時浴水の濁度は、Ｔ０からＴ１までは入浴により汚れが持ち込まれ濁度は上昇するが、浄化の作用により低下する。そしてＴ１の時点で浄化が終了し、一定の濁度になる。しかし、Ｔ２から細菌数の増加に伴い、浴水は白濁しはじめる。この白濁成分は大半が１μ前後の細菌そのものであり、一般の濾過手段２０ではそのほとんどが通過してしまう。したがって、フィルター３４の下流側にある濁度検知手段２５でもこの濁度の変化は検出できる。また浴水における細菌の増殖度合いは、汚れ等の有機物の量や、水質、温度、細菌の種類などに左右されるため予測することが難しい。
【００４５】
図３の６６で濁度の上昇速度が所定値を超え、電解すると判定すると、６７の塩水供給量算定を行う。一般に塩素イオン濃度が高いほど次亜塩素酸などの塩素化合物の生成量は多くなるため、塩水の供給量を増せば電解水の生成濃度を増すことができる。この塩水供給量Ｃは式１を用いて濁度の上昇速度（ｄＤ／ｄｔ）に比例的に求める。なおＡは定数、Ｂは比例係数である。
【００４６】
Ｃ＝Ａ＋Ｂ×（ｄＤ／ｄｔ）・・・（式１）
６８ではまず切換弁Ａを閉止状態し、算定値Ｃの供給量になるように電解質供給手段２４である電磁ポンプを駆動させる。（図４のＴ３からＴ４）電磁ポンプ２５の駆動に伴いタンク４０内の電解質溶液である飽和食塩水２４が電解槽３７に供給される。電解槽３７内に供給された食塩水は比重が大きいため、電解槽３７で拡散しながらも沈降して電解槽３７底部に溜まる。
【００４７】
次に６９で電極２１への通電を開始し、電気分解を行う。電気分解は電極２１ａを陽極、２１ｂを陰極として開始する。電気分解の開始直後は、電極２１の大部分が浴水と接触しているため、水の電気分解が優先的に起こり、電極２１ａｂ間に水素と酸素ガスを発生する。これらのガスは水道水よりも軽いので、電解槽３７の上部分に浮上する。このガスの移動により、電極２１ａｂ間に上方向への水の流れが発生する。そして、電解槽３７底部に滞留している食塩水は、ガスの浮上により発生した水の流れにより電極２１ａｂ間に吸い上げられ、浴水に拡散しながら電極２１ａｂ間を通り電解出口３９方向へと流れる。食塩水が拡散した浴水は次のように反応が起こりやすくなる。
【００４８】
２Ｃｌ−＋２ｅ−→Ｃｌ２↑
Ｃｌ２＋ＯＨ−→ＨＣｌＯ＋Ｃｌ−
Ｃｌ２＋２ＯＨ−→ＣｌＯ−＋Ｃｌ−＋Ｈ２Ｏ
電解により生成した次亜塩素酸などの生成水は、ガスの浮上による水流により電解出口３９からフィルター３４内側の上部へ流れ込み、フィルター３４内側の下部より電解入口３８に戻る循環作用をする。したがって、生成水はフィルター３４内側に貯留されてゆく。このとき発生するガスは、切換弁Ａ２９は閉止状態であり濾過手段２０の入口側が閉止されているため、発生するガスは濾過出口３６近傍に溜り、出口管Ａ３１方向に押し出されてゆく。
【００４９】
電解中に電極２１の極性を、予め設定した時間間隔（例えば１０分間隔）で切り換える。この極切換は、陽極と陰極を切り換えることで、陰極に付着するスケール成分を除去する（図４のＴ４からＴ５）。
【００５０】
７０では、給水制御手段１９である循環ポンプをオンし電解水供給運転を行う。切換弁Ａ２９および切換弁Ｂ３２は共に循環の状態に設定する。電解によりフィルター３４内側および電解槽３７内に貯留されていた生成水は、循環運転による浴槽２１に送出され、浴槽２１全体に拡散する。したがって、生成水が浴槽２１および循環路１８、濾過手段２０にゆきわたり全体に殺菌作用を及ぼす（図４のＴ５からＴ６）。
【００５１】
７１で電解運転停止が指示されていなければ６３の濁度検知まで戻り、再び濁度が上昇するまで待機することになる。また７１で停止となれば、運転を停止し、電解のシーケンスは終了する。
【００５２】
以上のように実施例１では、濾過手段２０の下流側と電解手段２２を連通して、給水制御手段１９の運転を停止した状態で、食塩水を電解槽３７に供給した後、不溶性電極２１に通電を行うので、電解を始めると電極２１間に発生するガスの上昇によって電解手段２２と濾過手段２０の下流側との間で循環流れが形成される。この流れにより、電解槽３７内の食塩水は電極２１の間に吸引され通過するので、高濃度の次亜塩素酸などの塩素化合物の生成水が効率よくできる。また、電解中は濾過手段２０内のフィルター３４が高濃度の生成水で満たされるので短時間に殺菌浄化でき、菌の増殖によるフィルター３４の目詰まりを防止できる。この高濃度の生成水は殺菌作用だけでなく、蛋白質を分解したり漂白作用などの浄化作用がある事も知られている。また、生成水は濾過手段２０に貯留できるため、電解手段２１の貯留部が不要となるため電解手段２２を小型化できる。また、電解運転後に循環運転を再開して、生成水を浴槽２１に循環させれば、生成水は浴槽２１および循環路１８、濾過手段２０にゆきわたり全体を殺菌でき、菌の増殖やぬめりの発生を抑えることができる。
【００５３】
しかし浴水は有効塩素濃度が低かったり、細菌の栄養源である有機物が増大すると被処理水内の細菌が増殖してくる。細菌が増殖しはじめると、浴水が白濁してしまう。実施例１では細菌の増殖に応じて濁度が増加する現象をとらえ、この濁度を濁度検知手段２５により検出し、濁度の増加速度により電解槽への食塩水の供給量を制御して電解水の生成濃度を加減し、適正量の電解水を浴水に供給することにより細菌の増殖を抑えることができる。また、無駄な電解水の生成も抑えられる。
【００５４】
さらに、濁度検知手段２５は、電解出口３９近傍に配置し、電解槽３７で生成される電解水が直接濁度検知手段２５に接触するようにしているので、濁度検出手段２５の表面に検出中に付着する有機物等の汚れが電解水により溶解されるため、再び循環流れがはじまる際に洗い流される。したがって、濁度検知手段２５の表面が常にリフレッシュされ、検出精度が維持される。
【００５５】
（実施例２）
実施例１の電解装置と同一構造のものは同一符号を付与し、説明を省略する。
【００５６】
実施例１との違いは、図３の６７における塩水供給量の算定において、塩水供給量Ｃは式２を用いて濁度の上昇速度（ｄＤ／ｄｔ）と、濁度の絶対値Ｄに比例的に求めるところにある。なおＡは定数、ＢおよびＥは比例係数である。
【００５７】
Ｃ＝Ａ＋Ｂ×（ｄＤ／ｄｔ）＋Ｅ×Ｄ・・・（式２）
濁度の絶対値Ｄが高いのは、浴水に含まれる汚れ成分が多いためで、これら汚れ成分の量が多いと、次亜塩素酸等の電解水が消費されやすくなるため、本実施例２では濁度の絶対値Ｄに比例的に塩水供給量を増し、電解水の生成濃度を上げることで、濁度の絶対値のレベルに関わらず安定した細菌の抑制効果が得られる。
【００５８】
（実施例３）
実施例１の電解装置と同一構造のものは同一符号を付与し、説明を省略する。
【００５９】
実施例１との違いは、図２の５１の操作パネルに浴槽１６の浴水１７容量を入力する設定部を設け、図３の６７における塩水供給量の算定において、塩水供給量Ｃは式３を用いて濁度の上昇速度（ｄＤ／ｄｔ）と、設定部で設定された容量Ｖの積に比例的に求めるところにある。なおＡは定数、Ｂは比例係数である。
【００６０】
Ｃ＝Ａ＋Ｂ×｛（ｄＤ／ｄｔ）×Ｖ｝・・・（式３）
細菌の増殖量は浴水の容量に比例するため、この増殖を抑制するためには浴水容量に比例した電解水が必要になる。したがって、濁度の上昇速度と浴水容量の積に比例的に塩水供給量を制御し、電解水の生成濃度を調整することで、浴水量に関わらず安定した細菌の抑制効果が得られる。
【００６１】
なお、上記実施例１から３では電解質に食塩を用いたが、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化カルシウムなどの塩素イオンを含む塩素化合物を用いても上記と同様の効果が得られる。
【００６２】
また、電解手段には電極間に隔膜を持たない無隔膜電解方式で説明したが、隔膜を有する電解方式であってもよい。
【００６３】
さらに、実施例では風呂水の浄化に本発明の電解装置を用いたが、プールや浄化槽などでも用いることができる。
【００６４】
また、海水等を浄化する場合は塩素イオンが十分に含有しているので電解質溶液の必要がないため、電解質溶液と、これを供給する電解質供給手段を省いた構成となる。
【００６５】
濁度検知手段はフォトセンサにより水の光透過度を電気信号に変換するものを用いたが、細菌数を直接計測できる菌センサーであってもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば以下の効果を得ることができる。
【００６７】
（１）内部に少なくとも一対の不溶性電極を備えた電解手段と、この電解手段の電解水を被処理水へ供給制御する給水制御手段と、被処理水の濁度を検知する濁度検知手段と、この濁度に基づいて前記電解手段の電解水生成量を制御する制御手段とで構成するものであるから、被処理水内の細菌数に応じて増加する濁度に応じて電解水の生成量を加減し、給水制御手段により適正量の電解水を被処理水に供給することができるので、過剰な電解水を供給することなく被処理水の細菌の増殖を抑えることができる。
【００６８】
（２）制御手段として、被処理水の濁度の上昇速度に基づいて電解手段の電解水生成量を制御するものは、被処理水の細菌数の増加に伴なって濁度が上昇し始める時期が検知でき、適切なタイミングで電解水を供給するため、被処理水の初期濁度に関わらず細菌の増殖を抑制できる。
【００６９】
（３）制御手段として、被処理水の濁度の絶対値と濁度の上昇速度に基づいて前記電解手段の電解水生成量を制御するものは、被処理水の濁度が高い状態で、細菌数の増加に伴なって濁度が上昇し始める濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の濃度を高めに生成して供給し、被処理水の濁度が低い状態で、細菌数の増加に伴なう濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の濃度を低めに生成して供給することができるので、汚れ成分の量により消費される次亜塩素酸などの電解水の量を加味でき、より適正な量の電解水を被処理水に供給することがで、無駄な電解水の生成が抑えられる。
【００７０】
（４）制御手段として、被処理水の容量を設定する設定部を有し、前記被処理水の濁度の上昇速度と前記設定部の値との積に基づいて電解水生成量を制御するものは、被処理水の容量が大きい条件で、細菌数の増加に伴なって濁度が上昇し始める濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の生成量を多めにして供給し、被処理水の容量が小さい条件で、細菌数の増加に伴なう濁度上昇速度を検知した場合は、電解水を少なめに生成して供給することができるので、適正量の電解水を被処理水に供給することができ、安全でかつ無駄な電解水の生成が抑えられる。
【００７１】
（５）制御手段として、被処理水の濁度レベルまたは濁度の上昇速度に応じて電解水の生成濃度を可変制御するものは、被処理水の濁度レベルが高い場合は、電解水の次亜塩素酸などの化合物の生成濃度を高くして供給し、濁度レベルが低い場合は、電解水の生成濃度を低くして供給できる。また、被処理水の濁度上昇速度が速い場合は、電解水の生成濃度を高くして供給し、濁度上昇速度が遅い場合は、電解水の生成濃度を低くして供給することで、適正量の電解水を被処理水に供給することができる。したがって、被処理水の細菌の増殖を抑えるだけでなく、電解装置内も汚れや細菌の増殖状況により電解水の濃度が可変され、洗浄される。
【００７２】
（６）電解手段に貯留部を有し、制御手段は電解運転の際にまず電極に通電し、その後給水制御手段を駆動するようにしたものは、給水制御手段を停止した状態で電極に通電し、貯留部に生成した電解水を貯え、電解を終了した後に被処理水へ電解水を供給するよう制御することにより、電解中に通水がないため、電解手段内の水は電極表面に発生する水素ガスや酸素などのが浮上する際の誘引作用により流れが発生し、水に含まれる塩素イオンがゆっくりと電極間を通過するため効率の良い電解ができる。
【００７３】
（７）電解質溶液を貯えるタンクと、この電解質溶液を電解手段に供給する電解質供給手段とを付加し、制御手段を濁度検知手段の検知濁度に基づいて給水制御手段と前記電解質供給手段と電極への通電を制御するようにしたものは、塩化ナトリウム溶液等の電解質溶液を電極間に供給することでき、電解質溶液内の高濃度の塩素イオンが電極間に供給されるので、高濃度の次亜塩素酸などの化合物である電解水を生成できる。また、この電解質溶液の供給量を制御することで電解水の生成濃度を可変できる。
【００７４】
（８）被処理水への電解水供給部に濁度検知手段を配置し、電解水により前記濁度検知手段を洗浄するよう構成したものは、被処理水に電解水を供給する際に、生成された高濃度の電解水が濁度検知手段の周囲を通過し、濁度検知手段に付着する汚れが分解したり、洗い流されるため、濁度検知手段の表面が常に清浄に保たれ、濁度検知が安定に行える。
【００７５】
（９）使用者への報知手段を有し、制御手段は、被処理水の濁度レベルまたは濁度の上昇速度が所定値を超えた場合に、この報知手段により被処理水の交換を促す報知をするようにしたものは、被処理水の濁度成分が多すぎるために、電解水を供給しても十分な殺菌効果が得られないような場合に、被処理水を交換するように使用者に報知することができ、無駄な電解や、使用者への時間の無駄を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１における電解装置の構成図
【図２】 同実施例１における制御手段の構成図
【図３】 同実施例１における制御のフローチャート
【図４】 同実施例１における制御のタイムチャート
【図５】 従来の電解装置の構成図
【符号の説明】
１７ 被処理水
１９ 給水制御手段
２１ 電極
２２ 電解手段
２３ 電解質溶液
２４ 電解質供給手段
２５ 濁度検知手段
２６ 制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気分解（以後電解と称す）に関するもので、特に電解水を被処理水に供給して殺菌する電解装置において、被処理水の濁度に応じた電解の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、濁度センサーの測定結果に応じて電解電流を制御するものはあった（例えば、特開平１０−９９６１４号公報）。
【０００３】
この電解装置は図５に示すように、浴槽内の浴水１を吸い込んで浴槽内に返送する循環路２に濾過槽３を設けると共に濾過槽３より上流側においてアルミニウム電極を納めた電解槽４を循環路２に設け、電解槽４で発生させた凝集剤によって浴水１中の濁り成分を凝集させて濾過槽３で濾過するようにしたものであり、濾過槽３から出る浴水１の濁り度を測定する濁度センサ５と、濁度センサ５による測定結果に応じて電解槽４の電解電流値を制御するコントロ−ラ６より構成していた。また、濾過槽３をバイパスして並列に設けた殺菌用電解槽７が具備されていた。なお、８は浴水１を循環する循環ポンプ、９は浴水を保温するヒータユニットである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電解装置では、濁度センサ５による測定結果に応じて電解槽４の電解電流値を制御するように構成しているが、この電解槽４はアルミニウム電極を用いて電気分解することにより、陽極からアルミニウムイオンを溶出させ、このアルミニウムイオンが水と反応して水酸化アルミニウムのコロイドを形成し、懸濁物質を凝集させるものである。すなわちアルミニウム電極を溶かして濁り成分を凝集し、濾過しやすくするものである。したがって、人の垢や汚れにより、濁度が上昇した場合に、電解電流を上げて凝集量を増せば濁り成分もよく濾過できるが、人が入浴することにより多くの細菌が持ち込まれ、この細菌が増殖を始めると、それに伴なって濁度が上昇する。濾過槽の濾過速度より細菌の増殖速度が勝れば、濾過中でであっても細菌は増え続け、結果として浴水の濁度は上昇してしまうことになる。特に細菌の栄養源となる有機物が浴水に溶け込んでいる場合は濾過槽で除去することは難しく、速い場合一般細菌は約２０分で倍の数に増殖する。
【０００５】
また、従来の電解装置にも殺菌用電解槽７が設けられ、浴水の細菌の繁殖を防止するようにしているが、濁度センサーとは関わりなくタイマーでのみ作動し、一定濃度の有効塩素を生成するようにしているだけである。有効塩素は浴水中の有機物等に結合して消費されるため、有機物の含有量が多いと直ぐに濃度が低下して殺菌効果がなくなってしまう。たとえば大勢の人が入浴するような場合、多くの有機物が供給され、有効塩素の殺菌作用が低下して、さらに多くの細菌と豊富な栄養源も供給されるために、細菌が増殖してしまう。これを防止するために生成する有効塩素濃度を上げると、入浴人数が少ない等の供給される有機物が少ない場合は、逆に有効塩素の消費が少なくなり、塩素臭がしたり、肌にダメージを与えたりしてしまうなどの問題があった。
【０００６】
【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もので、内部に少なくとも一対の不溶性電極を備えた電解手段と、前記電解手段の電解水を被処理水へ供給制御する給水制御手段と、前記被処理水の濁度を検知する濁度検知手段と、前記濁度に基づいて前記電解手段の電解水生成量を制御する制御手段とで構成され、前記制御手段は、被処理水の濁度の絶対値と濁度の上昇速度とに基づいて、前記電解手段の電解水生成量を制御するものである。
【０００７】
上記発明によれば、不溶性電極に通電を行うことで、塩素イオンを含む水を電気分解することにより次亜塩素酸などの化合物である電解水を生成できる。そして、給水制御手段により、この電解水を被処理水へ供給することで、被処理水の殺菌を行う。被処理水は有効塩素濃度が低かったり、細菌の栄養源である有機物が増大すると被処理水内の細菌が増殖してくる。この細菌数に応じて濁度が増加するが、この濁度を濁度検知手段により検出し、濁度の増加度合いにより電極への通電量を制御して電解水の生成量を加減し、給水制御手段により適正量の電解水を被処理水に供給することにより細菌の増殖を抑えることができる。また、無駄な電解水の生成も抑えられる。
【０００８】
そして、被処理水の濁度が高い状態で、細菌数の増加に伴なって濁度が上昇し始める濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の次亜塩素酸などの化合物の濃度を高めに生成して供給し、被処理水の濁度が低い状態で、細菌数の増加に伴なう濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の濃度を低めに生成して供給することで、適正量の電解水を被処理水に供給することができ、無駄な電解水の生成が抑えられる。
【０００９】
また、内部に少なくとも一対の不溶性電極を備えた電解手段と、前記電解手段の電解水を被処理水へ供給制御する給水制御手段と、前記被処理水の濁度を検知する濁度検知手段と、前記濁度に基づいて前記電解手段の電解水生成量を制御する制御手段とで構成され、前記制御手段は、被処理水の容量を設定する設定部を有し、前記被処理水の濁度の上昇速度と前記設定部の値との積に基づいて、前記電解手段の電解水生成量を制御するものである。
【００１０】
上記発明によれば、被処理水の容量が大きい条件で、細菌数の増加に伴なって濁度が上昇し始める濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の次亜塩素酸などの化合物の生成量を多めにして供給し、被処理水の容量が小さい条件で、細菌数の増加に伴なう濁度上昇速度を検知した場合は、電解水を少なめに生成して供給することで、適正量の電解水を被処理水に供給することができ、安全でかつ無駄な電解水の生成が抑えられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１にかかる電解装置は、内部に少なくとも一対の不溶性電極を備えた電解手段と、前記電解手段の電解水を被処理水へ供給制御する給水制御手段と、前記被処理水の濁度を検知する濁度検知手段と、前記濁度に基づいて前記電解手段の電解水生成量を制御する制御手段とで構成され、前記制御手段は、被処理水の濁度の絶対値と濁度の上昇速度とに基づいて、前記電解手段の電解水生成量を制御するものである。
【００１２】
そして、不溶性電極に通電を行うことで、塩素イオンを含む水を電気分解することにより次亜塩素酸などの化合物である電解水を生成し、給水制御手段により、この電解水を被処理水へ供給することで、被処理水の殺菌を行う。被処理水は有効塩素濃度が低かったり、細菌の栄養源である有機物が増大すると被処理水内の細菌が増殖してくる。この細菌数に応じて濁度が増加するが、この濁度に応じて電解水の生成量を加減し、給水制御手段により適正量の電解水を被処理水に供給することにより細菌の増殖を抑えることができる。
【００１３】
そして、被処理水の濁度が高い状態で、細菌数の増加に伴なって濁度が上昇し始める濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の次亜塩素酸などの化合物の濃度を高めに生成して供給し、被処理水の濁度が低い状態で、細菌数の増加に伴なう濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の濃度を低めに生成して供給することで、適正量の電解水を被処理水に供給することができ、無駄な電解水の生成が抑えられる。
【００１４】
また、請求項２にかかる電解装置は、内部に少なくとも一対の不溶性電極を備えた電解手段と、前記電解手段の電解水を被処理水へ供給制御する給水制御手段と、前記被処理水の濁度を検知する濁度検知手段と、前記濁度に基づいて前記電解手段の電解水生成量を制御する制御手段とで構成され、前記制御手段は、被処理水の容量を設定する設定部を有し、前記被処理水の濁度の上昇速度と前記設定部の値との積に基づいて、前記電解手段の電解水生成量を制御するものである。
【００１５】
そして、被処理水の容量が大きい条件で、細菌数の増加に伴なって濁度が上昇し始める濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の次亜塩素酸などの化合物の生成量を多めにして供給し、被処理水の容量が小さい条件で、細菌数の増加に伴なう濁度上昇速度を検知した場合は、電解水を少なめに生成して供給することで、適正量の電解水を被処理水に供給することができ、安全でかつ無駄な電解水の生成が抑えられる。
【００１６】
また、請求項３にかかる電解装置は、制御手段が、被処理水の濁度レベルまたは濁度の上昇速度に応じて電解水の生成濃度を可変制御するものである。
【００１７】
そして、被処理水の濁度レベルが高い場合は、電解水の次亜塩素酸などの化合物の生成濃度を高くして供給し、濁度レベルが低い場合は、電解水の生成濃度を低くして供給する。また、被処理水の濁度上昇速度が速い場合は、電解水の生成濃度を高くして供給し、濁度上昇速度が遅い場合は、電解水の生成濃度を低くして供給することで、適正量の電解水を被処理水に供給することができる。
【００１８】
また、請求項４にかかる電解装置は、電解手段に貯留部を有し、制御手段は電解運転の際にまず電極に通電し、その後給水制御手段を駆動するものである。
【００１９】
そして、給水制御手段を停止した状態で電極に通電し、貯留部に生成した電解水を貯え、電解を終了した後に被処理水へ電解水を供給するよう制御する。これは、電解中に通水がないため、電解手段内の水は電極表面に発生する水素ガスや酸素などが浮上する際の誘引作用により、流れが発生し水に含まれる塩素イオンがゆっくりと電極間を通過するため効率の良い電解ができる。
【００２０】
また、請求項５にかかる電解装置は、電解質溶液を貯えるタンクと、前記電解質溶液を電解手段に供給する電解質供給手段とを付加し、制御手段が、濁度検知手段の検知濁度に基づいて、給水制御手段と前記電解質供給手段と電極とへの通電を制御するようにしたものである。
【００２１】
そして、塩化ナトリウム溶液等の電解質溶液を電解手段に供給することで、電解質溶液内の高濃度の塩素イオンが電解手段に供給されるので、高濃度の次亜塩素酸などの化合物である電解水を生成できる。また、この電解質溶液の供給量を制御することで電解水の生成濃度を可変できる。
【００２２】
また、請求項６にかかる電解装置は、被処理水への電解水供給部に濁度検知手段を配置し、電解水により前記濁度検知手段を洗浄するよう構成したものである。
【００２３】
そして、被処理水に電解水を供給する際に、生成された高濃度の電解水が濁度検知手段の周囲を通過するよう構成するので、濁度検知手段に付着する汚れが分解したり、洗い流されたりするので、濁度検知が常に安定して行える。
【００２４】
また、請求項７にかかる電解装置は、使用者への報知手段を有し、制御手段は、被処理水の濁度レベルまたは濁度の上昇速度が所定値を超えた場合に前記報知手段により被処理水の交換を促す報知をするものである。
【００２５】
そして、この被処理水の濁度レベルまたは濁度の上昇速度の所定値は、被処理水の濁度成分が多すぎるために、電解水を供給しても十分な殺菌効果が得られないような場合に、被処理水を交換するように使用者に報知するもので、表示や音で知らせる。
【００２６】
【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。
【００２７】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における電解装置の構成図である。
【００２８】
図１において、電解装置本体１５は浴槽１６内の被処理水である浴水１７を電解し殺菌するとともに循環して浄化するものである。この電解装置本体１５内には浴水１７を循環路１８に流す循環ポンプである給水制御手段１９と、循環路１８に流す浴水の不純物等の汚れを濾過する濾過手段２０と、濾過手段２０の下流側に連通し内部に一対の不溶性の電極２１を備えた電解手段２２と、この電解手段２２へ電解質溶液２３を供給する電解質供給手段２４と、循環路１８に流れる浴水の濁度を検知する濁度検知手段２５と、制御手段２６とを備えている。
【００２９】
循環路１８を流れる浴水１７は、浴槽１６から吸引され入口管２７を経て給水制御手段１９に入り、この給水制御手段１９より送出される浴水１７は、送水管Ａ２８、切換弁Ａ２９、送水管Ｂ３０を経て濾過手段２０に送られる。濾過手段２０により濾過された浴水１７は、出口管Ａ３１、切換弁Ｂ３２、出口管Ｂ３３を経て浴槽１６に戻る。
【００３０】
濾過手段２０は、内部に円筒状のフィルター３４を設け、送水管Ｂ３０に接続した濾過入口３５と、出口管Ａ３１と接続した濾過出口３６とを備え、濾過入口３５とフィルター３４の外面を連通させ、濾過出口３６とフィルター３４内面を連通させて構成している。すなわち循環される水はフィルター３４の外面から内面方向に通過し、水に含まれる汚成分である不純物をフィルター３４外面に捕捉する。フィルター３４は糸巻き状の物、不織布、織物、スポンジ状樹脂や多孔質材料などあるが何れでもよい。
【００３１】
電解手段２２は、電解槽３７の内部に板状の一対の電極２１ａ、２１ｂを対向させて構成している。電解槽３７は、下端に電解入口３８、上端に電解出口３９を設け、電解入口３８は濾過手段２０のフィルター３４内面側の下端と連通している。また、電解出口３９は濾過出口３６と連通している。なお、ここで用いた電極２１は、基材がチタンまたはチタン合金であり、表面には白金またはイリジウムなどの貴金属を被膜したものを用いて不溶性電極を構成している。
【００３２】
この濾過手段２０と電解手段２２との構成は、電解手段２２が滞留電解して生成した電解水が濾過手段２０に貯留されよう配置された状態となる。すなわち、濾過手段２０の下流側に電解手段２２の電解入口３８と電解出口３９を連通させて電解水が自然循環することで、濾過手段２０が電解手段２２の貯留部を構成している。
【００３３】
滞留電解とは、電解手段２２への通水を行わない状態での電気分解のことで、給水制御手段１９の運転を停止させて循環運転しない状態の電解をいう。
【００３４】
濁度検知手段２５は、フォトセンサにより浴水の光透過度を電気信号に変換するもので、濾過出口３６の上流側で電解出口３９近傍に配置し、電解槽３７で生成される電解水が直接濁度検知手段２５に接触するようにしている。
【００３５】
電解質溶液２３は、タンク４０に貯えられた食塩４１の水溶液で、給水路４２に設けた電解質供給手段２４により出口管Ａ３１内の水をタンク４０のタンク入口４３に供給する。そしてこの水は、タンク４０内を貫通する通水パイプ４４を通ってタンク底部に導かれ、食塩４１の中を通過することでタンク４０上部では飽和食塩水となる。この電解質溶液２３はタンク上端に設けたタンク出口４５より出水路４６を経て電解槽３７上部に導かれ供給される。なお本実施例では電解質供給手段２４に電磁ポンプを用いて微少流量を供給できるようにしている。
【００３６】
給水路４２には電解質溶液２３が出口管Ａ３１へ逆流するのを防止する逆止弁４７が設けてある。
【００３７】
送水管Ａ２８は、途中の分岐点４７で分岐管４８を介して切換弁Ｂ３２と連通している。切換弁Ｂ３２は、出口管Ａ３１と出口管Ｂ３３とを連通させる循環運転の状態と、分岐管４８と出口管Ｂ３３とを連通させる逆流洗浄の状態を切換える。
【００３８】
４９は切換弁Ａ２９に連通する排水管で、切換弁Ａ２９からの水を電解装置本体１５の外に排出する配管である。
【００３９】
切換弁Ａ２９は、送水管Ａ２８と送水管Ｂ３０とを連通させる循環運転の状態と、送水管Ａ２８と排水管４９とを連通させる逆流洗浄の状態と、送水管Ａ２８と送水管Ｂ３０と排水管４９を全て閉じる閉止の状態とを切換える。すなわちこの切換弁Ａ２９は、開閉手段にもなっている。また、切換弁Ａ２９と切換弁Ｂ３２を同時に逆流洗浄の状態に切換え、給水制御手段１９を運転すれば濾過手段２０に対する循環を逆流する逆流運転となる。すなわち、切換弁Ａ２９と切換弁Ｂ３２は逆流運転への切換手段となっている。
【００４０】
制御手段２６は、給水制御手段１９と、電極２１への通電と、電解質供給手段２４と、切換弁Ａ２９と、切換弁Ｂ３２を制御するよう構成されており、滞留電解運転、循環濾過運転、濾過手段の逆流洗浄運転等を行う。
【００４１】
次に、制御手段２６の具体構成を図２を用いて説明する。図において５０は、入出力インターフェースやメモリー等を内蔵した公知のマイクロコンピュータ（以降、マイコンと呼ぶ）であり、運転開始スイッチを有した操作パネル５１からの信号を入力するように接続され、使用者の指示が入力できる。５２は濁度検知手段２５からの信号を変換する濁度検知回路である。５４は電極２１へ一定の電流を供給する定電流回路で、電解中にマイコン５０からの指示に応じて駆動する。また、マイコン５０の信号に応じて、電極２１の極性を切換える極切換回路５５を備えている。５６はマイコン５０の指示により電解質供給手段２４である電磁ポンプを駆動する電磁ポンプ駆動回路。５７はマイコン５０の指示により給水制御手段１９を駆動する循環ポンプ駆動回路である。５８はマイコン５０の指示により切換弁Ａ２９を駆動する切換弁Ａ駆動回路で、５９は切換弁Ｂ３２を駆動する切換弁Ｂ駆動回路。６０は濁度検知手段２５で検知した濁度レベルまたは濁度の上昇速度が所定値を超えた場合にマイコン５０より浴水の交換を促す報知をする報知手段で、ブザーやＬＥＤ等で構成される。
【００４２】
次に、マイコン５０での処理内容と動作を図１、図３および図４を用いて説明する。図３は制御手段のフローチャートで、図４はその動作を示すタイムチャートである。図３において６１で運転開始スイッチを押してスイッチオンすると、６２で浄化運転が始まる。浄化運転は、図４のＴ０からＴ１までの運転で、ここでは給水制御手段である循環ポンプ２０がオンし運転する。この時切換弁Ａ２９および切換弁Ｂ３２は共に循環の状態に設定されている。この循環運転で、浴槽２１の浴水１７は、入口管２７、循環ポンプ２０、送水管Ａ２８、切換弁Ａ２９、送水管Ｂ３０を経て濾過手段２０に送られ、フィルター３４により不純物が濾過される。そして浄化された浴水は出口管Ａ３１、切換弁Ｂ３２、出口管Ｂ３３を経て浴槽１６に戻る。
【００４３】
図３の６３では濁度検知手段２５より浴水の濁度を読み取る。このとき浴水が濁度検知手段２５の周囲を流れるように、短時間だけ循環運転を行う（図４のａ）。そして、６４で濁度レベルおよび濁度の上昇速度が限界値を超えていないかを判定し、濁度レベルまたは上昇速度が限界値を超えていれば６５で浴水の交換を促す報知を行い、電解シーケンスを終了する。６４で限界値を超えていなければ、６６でこの濁度から電解運転をするかを判定する。判定条件は濁度の上昇速度が所定値を超えるかを見ている。ここでは１時間当たりの濁度上昇が０．１度を超えたら電解をするように判定している。
【００４４】
図４の浴水の細菌数は、Ｔ０からＴ１までに入浴により人体から浴槽に細菌が持ち込まれ増加する。この時細菌の栄養源である有機物も一緒に浴水に溶け込むが、この細菌は環境の変化に適応するまで増殖しない。一般に増殖が始まるのは２時間以上経過してからになる。そして、Ｔ２で増殖が始まり、細菌への環境が良ければ約２０分で倍の数に増殖を続けることになる。この時浴水の濁度は、Ｔ０からＴ１までは入浴により汚れが持ち込まれ濁度は上昇するが、浄化の作用により低下する。そしてＴ１の時点で浄化が終了し、一定の濁度になる。しかし、Ｔ２から細菌数の増加に伴い、浴水は白濁しはじめる。この白濁成分は大半が１μ前後の細菌そのものであり、一般の濾過手段２０ではそのほとんどが通過してしまう。したがって、フィルター３４の下流側にある濁度検知手段２５でもこの濁度の変化は検出できる。また浴水における細菌の増殖度合いは、汚れ等の有機物の量や、水質、温度、細菌の種類などに左右されるため予測することが難しい。
【００４５】
図３の６６で濁度の上昇速度が所定値を超え、電解すると判定すると、６７の塩水供給量算定を行う。一般に塩素イオン濃度が高いほど次亜塩素酸などの塩素化合物の生成量は多くなるため、塩水の供給量を増せば電解水の生成濃度を増すことができる。この塩水供給量Ｃは式１を用いて濁度の上昇速度（ｄＤ／ｄｔ）に比例的に求める。なおＡは定数、Ｂは比例係数である。
【００４６】
Ｃ＝Ａ＋Ｂ×（ｄＤ／ｄｔ）・・・（式１）
６８ではまず切換弁Ａを閉止状態し、算定値Ｃの供給量になるように電解質供給手段２４である電磁ポンプを駆動させる。（図４のＴ３からＴ４）電磁ポンプ２５の駆動に伴いタンク４０内の電解質溶液である飽和食塩水２４が電解槽３７に供給される。電解槽３７内に供給された食塩水は比重が大きいため、電解槽３７で拡散しながらも沈降して電解槽３７底部に溜まる。
【００４７】
次に６９で電極２１への通電を開始し、電気分解を行う。電気分解は電極２１ａを陽極、２１ｂを陰極として開始する。電気分解の開始直後は、電極２１の大部分が浴水と接触しているため、水の電気分解が優先的に起こり、電極２１ａｂ間に水素と酸素ガスを発生する。これらのガスは水道水よりも軽いので、電解槽３７の上部分に浮上する。このガスの移動により、電極２１ａｂ間に上方向への水の流れが発生する。そして、電解槽３７底部に滞留している食塩水は、ガスの浮上により発生した水の流れにより電極２１ａｂ間に吸い上げられ、浴水に拡散しながら電極２１ａｂ間を通り電解出口３９方向へと流れる。食塩水が拡散した浴水は次のように反応が起こりやすくなる。
【００４８】
２Ｃｌ−＋２ｅ−→Ｃｌ２↑
Ｃｌ２＋ＯＨ−→ＨＣｌＯ＋Ｃｌ−
Ｃｌ２＋２ＯＨ−→ＣｌＯ−＋Ｃｌ−＋Ｈ２Ｏ
電解により生成した次亜塩素酸などの生成水は、ガスの浮上による水流により電解出口３９からフィルター３４内側の上部へ流れ込み、フィルター３４内側の下部より電解入口３８に戻る循環作用をする。したがって、生成水はフィルター３４内側に貯留されてゆく。このとき発生するガスは、切換弁Ａ２９は閉止状態であり濾過手段２０の入口側が閉止されているため、発生するガスは濾過出口３６近傍に溜り、出口管Ａ３１方向に押し出されてゆく。
【００４９】
電解中に電極２１の極性を、予め設定した時間間隔（例えば１０分間隔）で切り換える。この極切換は、陽極と陰極を切り換えることで、陰極に付着するスケール成分を除去する（図４のＴ４からＴ５）。
【００５０】
７０では、給水制御手段１９である循環ポンプをオンし電解水供給運転を行う。切換弁Ａ２９および切換弁Ｂ３２は共に循環の状態に設定する。電解によりフィルター３４内側および電解槽３７内に貯留されていた生成水は、循環運転による浴槽２１に送出され、浴槽２１全体に拡散する。したがって、生成水が浴槽２１および循環路１８、濾過手段２０にゆきわたり全体に殺菌作用を及ぼす（図４のＴ５からＴ６）。
【００５１】
７１で電解運転停止が指示されていなければ６３の濁度検知まで戻り、再び濁度が上昇するまで待機することになる。また７１で停止となれば、運転を停止し、電解のシーケンスは終了する。
【００５２】
以上のように実施例１では、濾過手段２０の下流側と電解手段２２を連通して、給水制御手段１９の運転を停止した状態で、食塩水を電解槽３７に供給した後、不溶性電極２１に通電を行うので、電解を始めると電極２１間に発生するガスの上昇によって電解手段２２と濾過手段２０の下流側との間で循環流れが形成される。この流れにより、電解槽３７内の食塩水は電極２１の間に吸引され通過するので、高濃度の次亜塩素酸などの塩素化合物の生成水が効率よくできる。また、電解中は濾過手段２０内のフィルター３４が高濃度の生成水で満たされるので短時間に殺菌浄化でき、菌の増殖によるフィルター３４の目詰まりを防止できる。この高濃度の生成水は殺菌作用だけでなく、蛋白質を分解したり漂白作用などの浄化作用がある事も知られている。また、生成水は濾過手段２０に貯留できるため、電解手段２１の貯留部が不要となるため電解手段２２を小型化できる。また、電解運転後に循環運転を再開して、生成水を浴槽２１に循環させれば、生成水は浴槽２１および循環路１８、濾過手段２０にゆきわたり全体を殺菌でき、菌の増殖やぬめりの発生を抑えることができる。
【００５３】
しかし浴水は有効塩素濃度が低かったり、細菌の栄養源である有機物が増大すると被処理水内の細菌が増殖してくる。細菌が増殖しはじめると、浴水が白濁してしまう。実施例１では細菌の増殖に応じて濁度が増加する現象をとらえ、この濁度を濁度検知手段２５により検出し、濁度の増加速度により電解槽への食塩水の供給量を制御して電解水の生成濃度を加減し、適正量の電解水を浴水に供給することにより細菌の増殖を抑えることができる。また、無駄な電解水の生成も抑えられる。
【００５４】
さらに、濁度検知手段２５は、電解出口３９近傍に配置し、電解槽３７で生成される電解水が直接濁度検知手段２５に接触するようにしているので、濁度検出手段２５の表面に検出中に付着する有機物等の汚れが電解水により溶解されるため、再び循環流れがはじまる際に洗い流される。したがって、濁度検知手段２５の表面が常にリフレッシュされ、検出精度が維持される。
【００５５】
（実施例２）
実施例１の電解装置と同一構造のものは同一符号を付与し、説明を省略する。
【００５６】
実施例１との違いは、図３の６７における塩水供給量の算定において、塩水供給量Ｃは式２を用いて濁度の上昇速度（ｄＤ／ｄｔ）と、濁度の絶対値Ｄに比例的に求めるところにある。なおＡは定数、ＢおよびＥは比例係数である。
【００５７】
Ｃ＝Ａ＋Ｂ×（ｄＤ／ｄｔ）＋Ｅ×Ｄ・・・（式２）
濁度の絶対値Ｄが高いのは、浴水に含まれる汚れ成分が多いためで、これら汚れ成分の量が多いと、次亜塩素酸等の電解水が消費されやすくなるため、本実施例２では濁度の絶対値Ｄに比例的に塩水供給量を増し、電解水の生成濃度を上げることで、濁度の絶対値のレベルに関わらず安定した細菌の抑制効果が得られる。
【００５８】
（実施例３）
実施例１の電解装置と同一構造のものは同一符号を付与し、説明を省略する。
【００５９】
実施例１との違いは、図２の５１の操作パネルに浴槽１６の浴水１７容量を入力する設定部を設け、図３の６７における塩水供給量の算定において、塩水供給量Ｃは式３を用いて濁度の上昇速度（ｄＤ／ｄｔ）と、設定部で設定された容量Ｖの積に比例的に求めるところにある。なおＡは定数、Ｂは比例係数である。
【００６０】
Ｃ＝Ａ＋Ｂ×｛（ｄＤ／ｄｔ）×Ｖ｝・・・（式３）
細菌の増殖量は浴水の容量に比例するため、この増殖を抑制するためには浴水容量に比例した電解水が必要になる。したがって、濁度の上昇速度と浴水容量の積に比例的に塩水供給量を制御し、電解水の生成濃度を調整することで、浴水量に関わらず安定した細菌の抑制効果が得られる。
【００６１】
なお、上記実施例１から３では電解質に食塩を用いたが、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化カルシウムなどの塩素イオンを含む塩素化合物を用いても上記と同様の効果が得られる。
【００６２】
また、電解手段には電極間に隔膜を持たない無隔膜電解方式で説明したが、隔膜を有する電解方式であってもよい。
【００６３】
さらに、実施例では風呂水の浄化に本発明の電解装置を用いたが、プールや浄化槽などでも用いることができる。
【００６４】
また、海水等を浄化する場合は塩素イオンが十分に含有しているので電解質溶液の必要がないため、電解質溶液と、これを供給する電解質供給手段を省いた構成となる。
【００６５】
濁度検知手段はフォトセンサにより水の光透過度を電気信号に変換するものを用いたが、細菌数を直接計測できる菌センサーであってもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば以下の効果を得ることができる。
【００６７】
（１）内部に少なくとも一対の不溶性電極を備えた電解手段と、この電解手段の電解水を被処理水へ供給制御する給水制御手段と、被処理水の濁度を検知する濁度検知手段と、この濁度に基づいて前記電解手段の電解水生成量を制御する制御手段とで構成するものであるから、被処理水内の細菌数に応じて増加する濁度に応じて電解水の生成量を加減し、給水制御手段により適正量の電解水を被処理水に供給することができるので、過剰な電解水を供給することなく被処理水の細菌の増殖を抑えることができる。
【００６８】
（２）制御手段として、被処理水の濁度の上昇速度に基づいて電解手段の電解水生成量を制御するものは、被処理水の細菌数の増加に伴なって濁度が上昇し始める時期が検知でき、適切なタイミングで電解水を供給するため、被処理水の初期濁度に関わらず細菌の増殖を抑制できる。
【００６９】
（３）制御手段として、被処理水の濁度の絶対値と濁度の上昇速度に基づいて前記電解手段の電解水生成量を制御するものは、被処理水の濁度が高い状態で、細菌数の増加に伴なって濁度が上昇し始める濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の濃度を高めに生成して供給し、被処理水の濁度が低い状態で、細菌数の増加に伴なう濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の濃度を低めに生成して供給することができるので、汚れ成分の量により消費される次亜塩素酸などの電解水の量を加味でき、より適正な量の電解水を被処理水に供給することがで、無駄な電解水の生成が抑えられる。
【００７０】
（４）制御手段として、被処理水の容量を設定する設定部を有し、前記被処理水の濁度の上昇速度と前記設定部の値との積に基づいて電解水生成量を制御するものは、被処理水の容量が大きい条件で、細菌数の増加に伴なって濁度が上昇し始める濁度上昇速度を検知した場合は、電解水の生成量を多めにして供給し、被処理水の容量が小さい条件で、細菌数の増加に伴なう濁度上昇速度を検知した場合は、電解水を少なめに生成して供給することができるので、適正量の電解水を被処理水に供給することができ、安全でかつ無駄な電解水の生成が抑えられる。
【００７１】
（５）制御手段として、被処理水の濁度レベルまたは濁度の上昇速度に応じて電解水の生成濃度を可変制御するものは、被処理水の濁度レベルが高い場合は、電解水の次亜塩素酸などの化合物の生成濃度を高くして供給し、濁度レベルが低い場合は、電解水の生成濃度を低くして供給できる。また、被処理水の濁度上昇速度が速い場合は、電解水の生成濃度を高くして供給し、濁度上昇速度が遅い場合は、電解水の生成濃度を低くして供給することで、適正量の電解水を被処理水に供給することができる。したがって、被処理水の細菌の増殖を抑えるだけでなく、電解装置内も汚れや細菌の増殖状況により電解水の濃度が可変され、洗浄される。
【００７２】
（６）電解手段に貯留部を有し、制御手段は電解運転の際にまず電極に通電し、その後給水制御手段を駆動するようにしたものは、給水制御手段を停止した状態で電極に通電し、貯留部に生成した電解水を貯え、電解を終了した後に被処理水へ電解水を供給するよう制御することにより、電解中に通水がないため、電解手段内の水は電極表面に発生する水素ガスや酸素などのが浮上する際の誘引作用により流れが発生し、水に含まれる塩素イオンがゆっくりと電極間を通過するため効率の良い電解ができる。
【００７３】
（７）電解質溶液を貯えるタンクと、この電解質溶液を電解手段に供給する電解質供給手段とを付加し、制御手段を濁度検知手段の検知濁度に基づいて給水制御手段と前記電解質供給手段と電極への通電を制御するようにしたものは、塩化ナトリウム溶液等の電解質溶液を電極間に供給することでき、電解質溶液内の高濃度の塩素イオンが電極間に供給されるので、高濃度の次亜塩素酸などの化合物である電解水を生成できる。また、この電解質溶液の供給量を制御することで電解水の生成濃度を可変できる。
【００７４】
（８）被処理水への電解水供給部に濁度検知手段を配置し、電解水により前記濁度検知手段を洗浄するよう構成したものは、被処理水に電解水を供給する際に、生成された高濃度の電解水が濁度検知手段の周囲を通過し、濁度検知手段に付着する汚れが分解したり、洗い流されるため、濁度検知手段の表面が常に清浄に保たれ、濁度検知が安定に行える。
【００７５】
（９）使用者への報知手段を有し、制御手段は、被処理水の濁度レベルまたは濁度の上昇速度が所定値を超えた場合に、この報知手段により被処理水の交換を促す報知をするようにしたものは、被処理水の濁度成分が多すぎるために、電解水を供給しても十分な殺菌効果が得られないような場合に、被処理水を交換するように使用者に報知することができ、無駄な電解や、使用者への時間の無駄を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１における電解装置の構成図
【図２】 同実施例１における制御手段の構成図
【図３】 同実施例１における制御のフローチャート
【図４】 同実施例１における制御のタイムチャート
【図５】 従来の電解装置の構成図
【符号の説明】
１７ 被処理水
１９ 給水制御手段
２１ 電極
２２ 電解手段
２３ 電解質溶液
２４ 電解質供給手段
２５ 濁度検知手段
２６ 制御手段
Claims (7)
- 内部に少なくとも一対の不溶性電極を備えた電解手段と、前記電解手段の電解水を被処理水へ供給制御する給水制御手段と、前記被処理水の濁度を検知する濁度検知手段と、前記濁度に基づいて前記電解手段の電解水生成量を制御する制御手段とで構成され、前記制御手段は、被処理水の濁度の絶対値と濁度の上昇速度とに基づいて、前記電解手段の電解水生成量を制御する電解装置。
- 内部に少なくとも一対の不溶性電極を備えた電解手段と、前記電解手段の電解水を被処理水へ供給制御する給水制御手段と、前記被処理水の濁度を検知する濁度検知手段と、前記濁度に基づいて前記電解手段の電解水生成量を制御する制御手段とで構成され、前記制御手段は、被処理水の容量を設定する設定部を有し、前記被処理水の濁度の上昇速度と前記設定部の値との積に基づいて、前記電解手段の電解水生成量を制御する電解装置。
- 制御手段は、被処理水の濁度レベルまたは濁度の上昇速度に応じて、電解水の生成濃度を可変制御する請求項１または２に記載の電解装置。
- 電解手段は貯留部を有し、制御手段は、電解運転の際に、まず電極に通電し、その後給水制御手段を駆動する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電解装置。
- 電解質溶液を貯えるタンクと、前記電解質溶液を電解手段に供給する電解質供給手段とを備え、制御手段が、濁度検知手段の検知濁度に基づいて、給水制御手段と前記電解質供給手段と電極とへの通電を制御するようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の電解装置。
- 被処理水への電解水供給部に濁度検知手段を配置し、電解水により前記濁度検知手段を洗浄するよう構成した請求項１〜５のいずれか１項に記載の電解装置。
- 使用者への報知手段を有し、制御手段は、被処理水の濁度レベルまたは濁度の上昇速度が所定値を超えた場合に、前記報知手段により被処理水の交換を促す報知をする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電解装置。
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