JP5782574B1 - モノクロラミン調製装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塩素剤とアンモニア剤との高濃度下での混合を回避し、温泉水、浴槽水、プール水等の被処理水系に対する消毒に用いるモノクロラミンを安全かつ適切に調製することができるモノクロラミン調製装置を提供する。【解決手段】モノクロラミン調製装置１は、水を供給する水供給部１０と、水供給部１０から供給された水に、該水の流量に応じた一定流量の塩素剤を供給する塩素剤供給部３０と、水供給部１０から供給された水に、該水の流量に応じた一定流量のアンモニア剤を供給するアンモニア剤供給部４０と、水供給部１０の水の流量を測定する流量計としての流量センサー２１と、を備えている。流量センサー２１は、水供給部１０の水の正常流量範囲が設定されており、水の流量の測定値が正常流量範囲内である場合に、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０に駆動信号Ｓ３を送信する。塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０は、駆動信号Ｓ３の受信中にそれぞれ塩素剤及びアンモニア剤を供給する。【選択図】図１

Description

本発明は、温泉水、浴槽水、プール水等の被処理水の消毒において、モノクロラミンの安全かつ適切な調製を行うためのモノクロラミン調製装置に関する。

温泉水、浴槽水、プール水等の被処理水を遊離塩素により消毒することが従来から行われている。しかし温泉水は、その泉質や含有成分によっては、遊離塩素濃度での管理が難しい。また遊離塩素を用いた消毒方法は、遊離塩素と系内有機物との反応により生成する消毒副生成物、例えば、発がん性が懸念されているトリハロメタン等が生成するという問題や、それらによる臭気の問題がある。そこで、遊離塩素に代わる消毒用の薬剤として、モノクロラミンが用いられている。

モノクロラミンの調製は、例えば、次亜塩素酸ナトリウム等の塩素剤（以下、次亜塩素酸、次亜塩素酸塩及びこれらの水溶液を一括して塩素剤という）とアンモニア又はその塩であるアンモニア剤（以下、アンモニア、アンモニウム塩及びこれらの水溶液を一括してアンモニア剤という）とを希釈水下で混合することで行われる。従来から、モノクロラミンを調製する様々な方法や装置が知られている（特許文献１から４を参照）。

米国特許第６１３２６２８号明細書 特開平１０−２８９８１号公報 特許第４７３０９６８号公報 特開２０１１−１８３３１２号公報

モノクロラミンの調製は、塩素剤とアンモニア剤との混合比率（モル比）、調製時のｐＨ値、調製時及び調製後のモノクロラミン濃度管理など、適切な方法及び条件の下で行う必要がある。方法及び条件が適切でなければ、目的とするモノクロラミンが得られないばかりか、刺激臭の強いジクロラミンやトリクロラミンの生成を伴う虞がある。このような観点から、特に、高濃度での塩素剤とアンモニア剤との混合は、避けなければならない。ここで、高濃度とは、例えば、モノクロラミンとして１００００ｍｇ／Ｌを超えるような濃度をいう。

希釈水が存在しない状態又は前記高濃度での塩素剤とアンモニア剤との混合は、両者の不均一な混合や望まれない規模の温度上昇などを招き、モノクロラミンではなく、刺激臭の強いジクロラミンやトリクロラミン等の催涙性のガスを生成させる。そのため、希釈水が存在しない状態又は前記高濃度での塩素剤とアンモニア剤との混合を回避する必要があるが、前記特許文献１から４には、そのような安全対策についての言及はない。

また、前記特許文献１から４に記載された方法や装置は、複雑な制御回路等を必要とするため、装置が大型化し、装置の設置スペースやコストが増大する。それを回避するために、塩素剤とアンモニア剤とを、例えば、人手によりバケツ等の小型の容器を用いて混合及び調製することが考えられる。しかし、温泉、入浴施設、プール施設等における薬剤の調製、管理、使用等は、工場施設とは異なり、薬剤の取り扱いに習熟していない施設管理者によって行われることが多い。そのため、人手による薬剤の調製は、混合異常による調製不良を防止し、ガス発生を防止するなどの観点から、回避すべきである。

本発明は、塩素剤とアンモニア剤との高濃度下での混合を回避し、温泉水、浴槽水、プール水等の被処理水系に対する消毒に用いるモノクロラミンを安全かつ適切に調製することができるモノクロラミン調製装置を提供することを解決するべき課題とする。

また、数トン程度の浴槽しか保有しない民宿や旅館等の施設では、薬剤の使用量自体が少ないだけでなく、大型の装置を設置するスペースを確保出来ない場合が多く、コストの高い装置を導入することが難しい施設も多い。したがって、安全かつ低コストのモノクロラミン調製装置が望まれており、本発明は、当要望に対応するモノクロラミン調製装置を提供することも解決すべき課題とする。

さらに、本発明は、薬剤の取り扱いに習熟していない施設管理者であっても簡単な操作で安全かつ簡単に、確実にモノクロラミンを調製できるためのモノクロラミン調製装置を提供することも解決すべき課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決するための手段として以下の発明を完成するに至った。 すなわち本発明は、
水中での塩素剤とアンモニア剤との反応によりモノクロラミンを調製するモノクロラミン調製装置であって、
水を供給する水供給部と、
前記水供給部から供給された前記水に、該水の流量に応じた一定流量の塩素剤を供給する塩素剤供給部と、
前記水供給部から供給された前記水に、該水の流量に応じた一定流量のアンモニア剤を供給するアンモニア剤供給部と、
前記水供給部の前記水の流量を測定する流量計と、を備えており、
前記流量計は、前記水供給部の前記水の正常流量範囲が設定されており、前記水の流量の測定値が前記正常流量範囲内である場合に、前記塩素剤供給部及び前記アンモニア剤供給部に駆動信号を送信し、
前記塩素剤供給部及び前記アンモニア剤供給部は、前記駆動信号の受信中にそれぞれ塩素剤及びアンモニア剤を供給する
モノクロラミン調製装置に関する。

本発明によれば、水供給量が正常流量範囲外である場合には、流量計が駆動信号を送信せず、塩素剤供給部及びアンモニア剤供給部がそれぞれ塩素剤及びアンモニア剤を供給しないため、塩素剤とアンモニア剤との高濃度下での混合を回避することができる。したがって、本発明のモノクロラミン調製装置は、高い安全性が求められる温泉水、浴槽水、プール水等の人体と接触する被処理水系の消毒の用途に適している。

また、本発明によれば、民宿や旅館等の比較的小規模な施設に適した小型で安全かつ低コストの装置を提供することができ、薬剤の取り扱いに習熟していない施設管理者であっても簡単な操作で安全かつ簡単に、確実にモノクロラミンを調製できる。

図１は、本発明のモノクロラミン調製装置の一実施形態を示すフロー図である。 図２は、図１に示すコントロール部の一実施形態を示す概略図である。 図３は、図１に示すコントロール部の他の実施形態を示す概略図である。 図４は、図１に示す水供給部の他の例を示す図である。

（モノクロラミン調製装置）
以下、本発明を具体的に説明する。本発明のモノクロラミン調製装置のフロー図の一実施形態を図１に示す。

図示する実施形態では、モノクロラミン調製装置１は、水中での塩素剤とアンモニア剤との反応によりモノクロラミンを調製するモノクロラミン調製装置である。モノクロラミン調製装置１は、薬剤の希釈水としての水を供給する水供給部１０と、水中でモノクロラミン調製反応を行う反応器部２０と、反応器部２０に塩素剤及びアンモニア剤をそれぞれ供給する塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０と、これらを制御するコントロール部５０とを備えている。

本発明の実施形態に係るモノクロラミン調製装置１は、以下の構成を備えることを最大の特徴としている。すなわち、モノクロラミン調製装置１は、水供給部１０の水の流量を測定する流量計としての流量センサー２１を備えており、流量センサー２１には、水供給部１０の水の正常流量範囲が設定されている。そして、流量センサー２１は、水の流量の測定値が正常流量範囲内である場合に、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０に駆動信号Ｓ３を送信し、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０は、駆動信号Ｓ３の受信中にそれぞれ塩素剤及びアンモニア剤を供給する。

以下、本実施形態のモノクロラミン調製装置１の各構成の詳細を説明する。また、後述するその他の構成は、必要に応じて適宜、備えることができる。

（水供給部）
水供給部１０は、反応器部２０でモノクロラミンを調製する際に、モノクロラミン調製液が高濃度とならない条件下で混合するために用いる水を供給する部分である。水供給部１０は、例えば、水道水等の導水配管に設置された供給口である水供給元１１と、水供給元１１に接続された電磁開閉弁１２とを備えている。電磁開閉弁１２は、弁の開閉によって水供給部１０の送水の開始と停止を行うだけでなく、弁の開度を制御することによって水供給部１０から供給する水の流量を制御することができる。また、電磁開閉弁１２は、後述するコントロール部５０の駆動信号Ｓ２を受信する受信部を備え、駆動信号Ｓ２に応じて弁を開閉するように構成されている。

図４は、図１に示す水供給部１０の他の実施形態を示す図である。図４に示すように、水供給元１１は、水貯留タンク１３に接続されていても良い。この場合、水貯留タンク１３に接続した送水ポンプ１４の運転の開始と停止により、水貯留タンク１３に貯留された水の送水開始と送水停止が行われる。また、送水ポンプ１４の送水流量を制御することによって水供給部１０から供給する水の流量を制御することができる。また、送水ポンプ１４は、後述するコントロール部５０の水用タイムスイッチ５５からの駆動信号Ｓ２を受信する受信部を備え、駆動信号Ｓ２に応じて送水流量を制御するように構成されている。

なお、水供給部１０によって供給する水は水道水に限定されず、例えば温泉水、浴槽水、プール水等の被処理水を循環させて供給してもよい。しかし、温泉水や浴槽水では、温泉水や浴槽水中の様々な成分と添加された塩素剤とが反応して反応副生成物が生成したり、人垢等の有機物によって添加された塩素剤自体が消失したりする虞がある。特に温泉水中には様々な成分が含まれており、これらと添加された薬剤との反応や失活が想定される。したがって、より高い消毒効果を得るためには、水道水等の不純物が少ない清浄な水を用いて調製されたモノクロラミン調製水を被処理水中に添加することが好ましい。

（反応器部）
反応器部２０は、例えば配管等によって構成された流路の上流側の端部が水供給部１０に接続され、水供給部１０からの水の供給を受ける。反応器部２０の流路の下流側の端部は、例えば開閉弁等を介して、温泉水、浴槽水、プール水等の被処理水が貯留された槽に接続されている。反応器部２０の流路には、上流側から下流側へ、流量センサー２１、逆止弁２２、塩素剤添加口２３、ラインミキサー２４、アンモニア剤添加口２５、及びラインミキサー２６がこの順に設けられている。

流量センサー２１は、反応器部２０に供給された水供給部１０の水の流量を測定する流量計であり、水供給部１０の水の正常流量範囲が設定されている。流量センサー２１は、水供給部１０の水の流量の測定値が正常流量範囲内である場合に、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０に駆動信号Ｓ３を送信する。

流量センサー２１は、水供給部１０が供給する水の有無及び所定の流量が流れているかを計測し、所定流量を満たした状態であることを検知して信号を送ることが出来るものであれば良く、例えば、フロート式の流量センサーを用いることができる。フロート式の流量センサー２１は、水供給部１０が送水を開始すると、反応器部２０の流路に流れる水によってフロートが上昇し、送水を検知する。

流量センサー２１に設定する水供給部１０の水の正常流量範囲の下限及び上限は、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０によってそれぞれ供給される塩素剤及びアンモニア剤の供給量及び濃度に応じて決定することができる。具体的には、正常流量範囲の下限は、例えば、塩素剤とアンモニア剤とが高濃度で反応して発熱・分解等に伴って催涙性のガスが発生することを確実に防止できる最小限の流量に設定することができる。

なお、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０が、それぞれ塩素剤及びアンモニア剤の供給量を水供給部１０の水の流量に応じて変化させることができる場合には、正常流量範囲の下限を流量センサー２１が検出可能な最小限の流量に設定してもよい。また、正常流量範囲の上限は、所定の濃度のモノクロラミン調製水が得られる最大限の流量に設定することができる。なお、正常流量範囲は、下限値のみを有し、上限値を有しなくてもよい。

流量センサー２１は、反応器部２０に供給された水供給部１０の水の流量を測定し、流量の測定値が正常流量範囲の下限に達すると、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０に対して駆動信号Ｓ３の送信を開始する。その後、流量センサー２１は、水供給部１０の水の流量の測定値が正常流量範囲の下限を下回るか上限を上回るまで、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０への駆動信号Ｓ３の送信を継続する。流量センサー２１は、水供給部１０の水の流量の測定値が正常流量範囲の下限を下回るか上限を上回ると、駆動信号Ｓ３の送信を停止する。なお、正常流量範囲に上限値を設定しない場合は、流量センサー２１は、測定する流量が所定の下限値以上になると塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０に駆動信号Ｓ３を送信し、測定する流量が所定の下限値を下回ると、駆動信号Ｓ３の送信を停止する。

逆止弁２２は、流量センサー２１の下流側で反応器部２０の流路に設けられ、流路の上流側から下流側への水の流れを許容し、流路の下流側から上流側への水の流れを遮断する。塩素剤添加口２３は、例えば、逆止弁２２の下流側で反応器部２０の流路に設けられた分岐であり、塩素剤供給部３０から供給された塩素剤を反応器部２０の流路に流れる水に添加する。ラインミキサー２４は、塩素剤添加口２３の下流側かつアンモニア剤添加口２５の上流側で反応器部２０の流路に設けられ、塩素剤添加口２３で塩素剤が添加された水を撹拌する。

アンモニア剤添加口２５は、例えば、ラインミキサー２４の下流側で反応器部２０の流路に設けられた分岐であり、アンモニア剤供給部４０から供給されたアンモニア剤を反応器部２０の流路に流れる塩素剤が添加されて撹拌された水に添加する。ラインミキサー２６は、アンモニア剤添加口２５の下流側で反応器部２０の流路に設けられ、流路を流れる塩素剤及びアンモニア剤が添加された水を撹拌する。なお、反応器部２０の流路の下流側の端部は、分岐させて複数の被処理水の貯留槽に接続してもよいし、開閉弁を設けた吐出口とし、吐出口から吐出されたモノクロラミン調製液をバケツ等の容器に受けるようにしてもよい。

（塩素剤供給部）
塩素剤供給部３０は、水供給部１０から供給された水に、水の流量に応じた一定流量の次亜塩素酸ナトリウム水溶液（本明細書では「塩素剤」と呼ぶ）を供給する部分である。具体的には、塩素剤供給部３０は、塩素剤を貯留するストックタンクである塩素剤貯留タンク３１と、塩素剤圧送部３２と、逆止弁３３とを備える。

塩素剤圧送部３２は、例えば定量ポンプにより構成することができる。逆止弁３３は、塩素剤圧送部３２から反応器部２０の塩素剤添加口２３へ向かう流体の流れを許容し、その逆方向の流体の流れを遮断する。塩素剤圧送部３２が駆動すると、塩素剤は、塩素剤貯留タンク３１から逆止弁３３を通じて反応器部２０に供給され、塩素剤添加口２３を介して反応器部２０の流路を流れる水に添加される。

塩素剤圧送部３２は、流量センサー２１から送信された駆動信号Ｓ３を受信する受信部を有し、駆動信号Ｓ３を受信している間は駆動し、駆動信号Ｓ３を受信しなくなると停止する。また、塩素剤圧送部３２は、例えば、流量センサー２１から受信した駆動信号Ｓ３に含まれる水の流量の測定値に応じた一定流量の塩素剤を圧送するようにしてもよい。すなわち、塩素剤圧送部３２は、流量センサー２１による水の流量の測定値に応じて、反応器部２０の流路を流れる水に供給する塩素剤の量を変化させてもよい。

塩素剤圧送部３２の受信部は、後述するコントロール部５０から送信された駆動信号Ｓ５を受信するようにしてもよい。この場合、塩素剤圧送部３２は、駆動信号Ｓ３及びＳ５の双方を受信している間は駆動し、駆動信号Ｓ３及びＳ５の少なくとも一方を受信しなくなると停止する。

より詳細には、塩素剤圧送部３２は、流量センサー２１からの駆動信号Ｓ３を受信している間も、コントロール部５０からの駆動信号Ｓ５を受信していなければ、駆動を停止して塩素剤の圧送を停止する。同様に、塩素剤圧送部３２は、コントロール部５０からの駆動信号Ｓ５を受信している間も、流量センサー２１からの駆動信号Ｓ３を受信していなければ、駆動を停止して塩素剤の圧送を停止する。すなわち、塩素剤圧送部３２は、駆動信号Ｓ３及びＳ５の双方を受信した状態でなければ、駆動を停止するように構成されている。

（アンモニア剤供給部）
アンモニア剤供給部４０は、水供給部１０から供給された水に、前記水の流量に応じた一定流量の硫酸アンモニウム又は塩化アンモニウムの水溶液（本明細書では「アンモニア剤」と呼ぶ）を供給する部分である。アンモニア剤供給部４０は、アンモニア剤を貯留するストックタンクであるアンモニア剤貯留タンク４１と、アンモニア剤圧送部４２と、逆止弁４３とを備える。

アンモニア剤圧送部４２は、例えば定量ポンプにより構成することができる。逆止弁４３は、アンモニア剤圧送部４２から反応器部２０のアンモニア剤添加口２５へ向かう流体の流れを許容し、その逆方向の流体の流れを遮断する。アンモニア剤圧送部４２が駆動すると、アンモニア剤は、アンモニア剤貯留タンク４１から逆止弁４３を通じて反応器部２０へ供給され、アンモニア剤添加口２５を介して反応器部２０の流路を流れる塩素剤が添加されて撹拌された水に添加される。

アンモニア剤圧送部４２は、流量センサー２１から送信された駆動信号Ｓ３を受信する受信部を有し、駆動信号Ｓ３を受信している間は駆動し、駆動信号Ｓ３を受信しなくなると停止する。また、アンモニア剤圧送部４２は、例えば、流量センサー２１から受信した駆動信号Ｓ３に含まれる水の流量の測定値に応じた一定流量のアンモニア剤を圧送するようにしてもよい。すなわち、アンモニア剤圧送部４２は、流量センサー２１による水の流量の測定値に応じて、反応器部２０の流路を流れる塩素剤を含む水に供給するアンモニア剤の量を変化させてもよい。

アンモニア剤圧送部４２の受信部は、後述するコントロール部５０から送信された駆動信号Ｓ５を受信するようにしてもよい。この場合、アンモニア剤圧送部４２は、駆動信号Ｓ３及びＳ５の双方を受信している間は駆動し、駆動信号Ｓ３及びＳ５の少なくとも一方を受信しなくなると停止する。

より詳細には、アンモニア剤圧送部４２は、流量センサー２１からの駆動信号Ｓ３を受信している間も、コントロール部５０からの駆動信号Ｓ５を受信していなければ、駆動を停止してアンモニア剤の圧送を停止する。同様に、アンモニア剤圧送部４２は、コントロール部５０からの駆動信号Ｓ５を受信している間も、流量センサー２１からの駆動信号Ｓ３を受信していなければ、駆動を停止してアンモニア剤の圧送を停止する。すなわち、アンモニア剤圧送部４２は、駆動信号Ｓ３及びＳ５の双方を受信した状態でなければ、駆動を停止するように構成されている。

なお、反応器部２０に対する塩素剤供給部３０とアンモニア剤供給部４０との位置は、入れ替えてもよい。すなわち、前述の実施形態に係るモノクロラミン調製装置１では、反応器部２０の流路の上流側に塩素剤供給部３０が配置され、下流側にアンモニア剤供給部４０が配置される例について説明した。しかし、モノクロラミン調製装置１はこの構成に限定されず、反応器部２０の流路の上流側にアンモニア剤供給部４０を配置し、下流側に塩素剤供給部３０を配置してもよい。

（コントロール部）
図２は、図１に示すコントロール部５０の概略図である。コントロール部５０は、コントロールボックス前面５１に起動スイッチ５２及び運転ランプ５３を備え、コントロールボックス内部５４に水用タイムスイッチ５５及び薬液用タイムスイッチ５６を備えている。

起動スイッチ５２は、水用タイムスイッチ５５及び薬液用タイムスイッチ５６を起動する。より具体的には、起動スイッチ５２は、例えば、プッシュボタン式のスイッチであり、押下されることで起動信号Ｓ１、Ｓ４及びＳ６を、それぞれ水用タイムスイッチ５５、薬液用タイムスイッチ５６及び運転ランプ５３に送信する。運転ランプ５３は、起動スイッチ５２から送信された起動信号Ｓ６を受信することで点灯し、モノクロラミン調製装置１が運転状態にあることを表示する。

図３は、図１に示すコントロール部５０の他の実施形態を示す概略図である。図３に示すコントロール部５０は、コントロールボックス前面５１の起動スイッチとして、起動タイムスイッチ５７を備えている点で、図２に示すコントロール部５０と異なっている。図３に示すコントロール部５０のその他の構成は、図２に示すコントロール部５０の構成と同様である。起動タイムスイッチ５７は、設定された時刻に水用タイムスイッチ５５及び薬液用タイムスイッチ５６を起動する。

より具体的には、起動タイムスイッチ５７は、予め設定された運転開始時刻になると、起動信号Ｓ１、Ｓ４及びＳ６を、それぞれ水用タイムスイッチ５５、薬液用タイムスイッチ５６及び運転ランプ５３に送信する。運転ランプ５３は、起動タイムスイッチ５７から送信された起動信号Ｓ６を受信することで点灯し、モノクロラミン調製装置１が運転状態にあることを表示する。

水用タイムスイッチ５５は、水供給部１０が水を供給する時間を制限する。具体的には、本実施形態のモノクロラミン調製装置１において、水用タイムスイッチ５５は、起動スイッチ５２又は起動タイムスイッチ５７から送信された起動信号Ｓ１を受信することで起動され、水供給部１０が備える電磁開閉弁１２又は送水ポンプ１４に対する駆動信号Ｓ２の送信を開始する。

水用タイムスイッチ５５は、起動信号Ｓ１を受信してから所定の時間が経過するまでの間、駆動信号Ｓ２の送信を継続し、所定の時間が経過した時点で駆動信号Ｓ２の送信を停止する。水用タイムスイッチ５５が駆動信号Ｓ２の送信を継続している間は、電磁開閉弁１２は弁を開いて送水を継続し、送水ポンプ１４は水の圧送を継続する。そして、水用タイムスイッチ５５が駆動信号Ｓ２の送信を停止すると、電磁開閉弁１２は弁を閉じて送水を停止し、送水ポンプ１４は水の圧送を停止する。これにより、水供給部１０が水を供給する時間が水用タイムスイッチ５５によって制限される。なお、運転ランプ５３は水用タイムスイッチ５５が駆動信号Ｓ２の送信を停止したときに消灯するようにしてもよい。

薬液用タイムスイッチ５６は、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０がそれぞれ塩素剤及びアンモニア剤を供給する時間を制限する。具体的には、本実施形態のモノクロラミン調製装置１において、薬液用タイムスイッチ５６は、起動スイッチ５２又は起動タイムスイッチ５７から送信された起動信号Ｓ４を受信することで起動され、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０が備える塩素剤圧送部３２及びアンモニア剤圧送部４２への駆動信号Ｓ５の送信を開始する。

薬液用タイムスイッチ５６は、起動信号Ｓ４を受信してから所定の時間が経過するまでの間、駆動信号Ｓ５の送信を継続し、所定の時間が経過した時点で駆動信号Ｓ５の送信を停止する。これにより、塩素剤圧送部３２及びアンモニア剤圧送部４２は、薬液用タイムスイッチ５６が駆動信号Ｓ５の送信を開始してから送信を停止するまでの所定の時間に亘って駆動される。その結果、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０がそれぞれ塩素剤及びアンモニア剤を供給する時間が、薬液用タイムスイッチ５６によって制限される。なお、運転ランプ５３は薬液用タイムスイッチ５６が駆動信号Ｓ５の送信を停止したときに消灯するようにしてもよい。

以下、本実施形態のモノクロラミン調製装置１の作用について説明する。
モノクロラミン調製装置１によってモノクロラミンを調製するには、まず、コントロール部５０のプッシュボタン式の起動スイッチ５２を押下する。また、コントロール部５０の起動スイッチが、起動タイムスイッチ５７である場合には、モノクロラミン調製装置１の運転を開始する時刻を起動タイムスイッチ５７に設定する。

起動スイッチ５２を押下するか又は起動タイムスイッチ５７に設定した運転開始時刻になることにより、起動信号Ｓ１、Ｓ４及びＳ６が、それぞれ、水用タイムスイッチ５５、薬液用タイムスイッチ５６及び運転ランプ５３に送信される。運転ランプ５３は、起動スイッチ５２から送信された起動信号Ｓ６を受信することで点灯し、モノクロラミン調製装置１が運転状態にあることを表示する。

水用タイムスイッチ５５は、起動信号Ｓ１を受信することで起動され、水供給部１０が備える電磁開閉弁１２又は送水ポンプ１４への駆動信号Ｓ２の送信を開始する。駆動信号Ｓ２を受信することで、電磁開閉弁１２は弁を開き、送水ポンプ１４は駆動を開始し、これにより水供給部１０から反応器部２０への送水が開始される。

水供給部１０から反応器部２０への送水が開始され、反応器部２０の流路に水が流れると、流量センサー２１が反応器部２０に供給された水供給部１０の水の流量を測定する。流量センサー２１は、水供給部１０の水の流量の測定値が予め設定された正常流量範囲の下限に達すると、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０に駆動信号Ｓ３の送信を開始する。

塩素剤圧送部３２及びアンモニア剤圧送部４２は、起動スイッチ５２又は起動タイムスイッチ５７から送信された起動信号Ｓ４を受信した薬液用タイムスイッチ５６から送信された駆動信号Ｓ５の受信を開始しても、流量センサー２１から送信された駆動信号Ｓ３の受信が開始されるまでは、停止した状態を維持する。塩素剤圧送部３２及びアンモニア剤圧送部４２は、薬液用タイムスイッチ５６から送信された駆動信号Ｓ５の受信を継続した状態で、流量センサー２１から送信された駆動信号Ｓ３の受信が開始されると、それぞれ、塩素剤及びアンモニア剤の圧送を開始する。これにより、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０は、正常流量範囲の水が流れた状態の反応器部２０の流路に、それぞれ塩素剤及びアンモニア剤を供給することができる。

塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０が、それぞれ塩素剤及びアンモニア剤を正常流量範囲の水が流れた状態の反応器部２０の流路に供給することで、塩素剤とアンモニア剤とを高濃度下で混合することを回避しつつ、水中で反応させてモノクロラミンを調製することができる。

すなわち、本実施形態のモノクロラミン調製装置１は、水供給部１０の水供給量が正常流量範囲外である場合には、流量センサー２１が駆動信号Ｓ３を送信せず、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０がそれぞれ塩素剤及びアンモニア剤を供給しないため、塩素剤とアンモニア剤との高濃度下での混合を回避することができる。したがって、本実施形態のモノクロラミン調製装置１は、高い安全性が求められる温泉水、浴槽水、プール水等の人体と接触する被処理水系の消毒の用途に適している。

また、本実施形態のモノクロラミン調製装置１は、コントロール部５０を、起動スイッチ５２又は起動タイムスイッチ５７、運転ランプ５３、水用タイムスイッチ５５、及び薬液用タイムスイッチ５６等の単純な装置によって構成することができる。すなわち、本実施形態のモノクロラミン調製装置１は、複雑な制御回路等を必要とする従来の装置と比較して、装置を小型化し、装置の設置スペースやコストを削減することができるため、民宿や旅館等の小規模な施設にも適している。

さらに、モノクロラミン調製装置１は、コントロール部５０を省略することもできる。この場合、モノクロラミン調製装置１の運転開始と運転停止は、水供給部１０による水の供給開始と供給停止によって行うことができ、塩素剤圧送部３２及びアンモニア剤圧送部４２を流量センサー２１から送信された駆動信号Ｓ３の受信中に駆動させることができる。また、モノクロラミン調製装置１は、水供給部１０から常時水が供給されて流量センサー２１から駆動信号Ｓ３が送信された常時添加の状態において、単純に塩素剤圧送部３２及びアンモニア剤圧送部４２の電源のオンとオフによって運転開始と運転停止を行ってもよい。この場合、水供給部１０から供給される水が正常流量範囲外になると、流量センサー２１からの駆動信号Ｓ３が停止して塩素剤圧送部３２及びアンモニア剤圧送部４２が停止し、モノクロラミン調製装置１が停止する。この構成は、例えば反応器部２０の流路を構成する管内の残存薬剤の洗い流し等に有利である。前記の構成により、コントロール部５０の水用タイムスイッチ５５及び薬液用タイムスイッチ５６等が不要になり、モノクロラミン調製装置１のさらなる小型化、省スペース化、低コスト化が可能になる。

また、反応器部２０の流路において、塩素剤が供給される塩素剤添加口２３の下流側でアンモニア剤が供給されるアンモニア剤添加口２５の上流側にラインミキサー２４が設けられている。これにより、塩素剤が添加された水を撹拌して均一化した後に、アンモニア剤を添加することができ、塩素剤とアンモニア剤の適切な反応をより向上させることができる。さらに、アンモニア剤添加口２５の下流側にラインミキサー２６が設けられている。これにより、塩素剤とアンモニア剤との反応をより適切に行うことができる。

水用タイムスイッチ５５及び薬液用タイムスイッチ５６は、それぞれ駆動信号Ｓ２及びＳ５の送信を開始してから所定の時間が経過すると、駆動信号Ｓ２及びＳ５の送信を停止する。駆動信号Ｓ２の受信が中断されることで、電磁開閉弁１２は弁を閉じ、送水ポンプ１４は駆動を停止し、これにより水供給部１０から反応器部２０への送水が停止される。また、駆動信号Ｓ５の受信が中断されることで、塩素剤圧送部３２及びアンモニア剤圧送部４２は塩素剤及びアンモニア剤の圧送を停止する。

コントロール部５０の運転ランプ５３は、例えば、水用タイムスイッチ５５が駆動信号Ｓ２の送信を停止したときや、薬液用タイムスイッチ５６が駆動信号Ｓ５の送信を停止したときに消灯させ、モノクロラミン調製装置１の運転が終了したことを表示する。

前記したように、本実施形態のモノクロラミン調製装置１は、水供給部１０が水を供給する時間を制限する水用タイムスイッチ５５を備えている。さらに、本実施形態のモノクロラミン調製装置１は、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０がそれぞれ塩素剤及びアンモニア剤を供給する時間を制限する薬液用タイムスイッチ５６を備えている。これにより、予め設定された所定の時間でモノクロラミン調製装置１の運転を停止させることができ、薬剤の取り扱いに習熟していない施設管理者であっても簡単な操作で安全かつ簡単に、確実にモノクロラミンを調製できる。

さらに、本実施形態のモノクロラミン調製装置１は、水用タイムスイッチ５５及び薬液用タイムスイッチ５６を起動するプッシュボタン式の起動スイッチ５２又は運転開始時刻を設定する起動タイムスイッチ５７を備えている。そのため、起動スイッチ５２を押下するか又は起動タイムスイッチ５７に運転開始時刻を設定することによってモノクロラミン調製装置１の運転を開始し、塩素剤とアンモニア剤との高濃度下での混合を回避して安全かつ簡単にモノクロラミンを調製することができる。これにより、モノクロラミン調製装置１の操作がさらに簡便になる。

以上説明したように、本実施形態のモノクロラミン調製装置１によれば、塩素剤とアンモニア剤との高濃度下での混合を回避し、温泉水、浴槽水、プール水等の被処理水系に対する消毒に用いるモノクロラミンを安全かつ適切に調製することができる。また、安全かつ低コストのモノクロラミン調製装置１であって、薬剤の取り扱いに習熟していない施設管理者であっても簡単な操作で安全かつ簡単に、確実にモノクロラミンを調製するためのモノクロラミン調製装置１を提供することができる。

以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

前述の実施形態で説明したモノクロラミン調製装置１を用い、水供給部１０による水の供給量を１Ｌ／分とし、流量センサー２１の正常流量範囲の下限を３００ｍｌ／分とし、水用タイムスイッチ５５の設定時間を３分とし、薬液用タイムスイッチ５６の設定時間を１分とした。また、塩素剤として有効塩素濃度が１２％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を用い、アンモニア剤として２０％の硫酸アンモニウム水溶液を用い、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０による塩素剤及びアンモニア剤の供給量をそれぞれ２５ｇ／分とした。

次に、コントロール部５０の起動スイッチ５２を押下し、運転ランプ５３を点灯させるとともに水用タイムスイッチ５５及び薬液用タイムスイッチ５６を起動させた。これにより、水用タイムスイッチ５５から水供給部１０へ駆動信号Ｓ２が３分間に亘って送信され、薬液用タイムスイッチ５６から塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０へ駆動信号Ｓ５が１分間に亘って送信された。水供給部１０は、駆動信号Ｓ２の受信を開始したことで反応器部２０への水の供給を開始し、流量センサー２１による流量の測定値が正常流量範囲内となり、流量センサー２１から塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０へ駆動信号Ｓ３が送信された。表１に塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０の運転の条件を示す。

表１に示すように、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０は、流量センサー２１の測定値が正常流量範囲内である場合に駆動信号Ｓ３を受信し（駆動信号Ｓ３：ＯＮ）、かつ、薬液用タイムスイッチ５６が作動している設定時間内に駆動信号Ｓ５を受信して（駆動信号Ｓ５：ＯＮ）、反応器部２０の流路を流れる水に塩素剤及びアンモニア剤を供給する運転状態になった。これにより、高濃度での塩素剤とアンモニア剤との混合を回避し、反応器部２０内でモノクロラミンを調製することができた。

その後、モノクロラミン調製装置１の運転開始から１分後に、薬液用タイムスイッチ５６の設定時間が経過して、駆動信号Ｓ５の送信が停止された（駆動信号Ｓ５：ＯＦＦ）。これにより、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０に駆動信号Ｓ５が受信されなくなり、反応器部２０の流路を流れる水への塩素剤及びアンモニア剤の供給が停止された。

さらに、モノクロラミン調製装置１の運転開始から３分後に、水用タイムスイッチ５５の設定時間が経過して、駆動信号Ｓ２の送信が停止された。これにより、水供給部１０に駆動信号Ｓ２が受信されなくなり、水供給部１０から反応器部２０への水の供給が停止された。また、運転ランプ５３が消灯され、モノクロラミン調製装置１の運転が終了したことが表示された。

以上の操作により、反応器部２０の流路の下流側の端部の吐出口から、１０００ｍｇ／Ｌの濃度のモノクロラミン調製液を３Ｌ得ることができた。浴槽内に貯留された被処理水の量が３ｍ^３の場合、この１回の操作で調製された１０００ｍｇ／Ｌの濃度のモノクロラミン調製液を浴槽内に３Ｌ投入すると、被処理水のモノクロラミンの濃度は１ｍｇ／Ｌになる。

なお、水供給部１０から反応器部２０への水の供給量が流量センサー２１に設定された正常流量範囲の下限である３００ｍｌ／分を下回った場合に、流量センサー２１から塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０への駆動信号Ｓ３が停止することが確認された。これにより、塩素剤供給部３０及びアンモニア剤供給部４０から反応器部２０への塩素剤及びアンモニア剤の供給が停止された。

このように、塩素剤圧送部３２及びアンモニア剤圧送部４２を構成する定量ポンプに一般的に予め組み込まれている外部信号によるＯＮ−ＯＦＦ制御機能を用いて、水供給部１０の送水停止時又は送水量不足時に、塩素剤とアンモニア剤とが高濃度条件下で混合されることを回避できた。すなわち、シーケンサプログラムを用いた複雑な制御システムを組む必要がなく、安全機能を備えた、安価でかつコンパクトなモノクロラミン調製装置１を得ることができた。

また、薬液用タイムスイッチ５６にオンディレー動作と自己保持回路を備えたものを用いたところ、流量センサー２１からの駆動信号Ｓ３の発信開始と、薬液用タイムスイッチ５６からの駆動信号Ｓ５の発信開始とのタイムラグを考慮した運転条件を組むことができた。これにより、塩素剤圧送部３２及びアンモニア剤圧送部４２を駆動するタイミングを例えば、起動スイッチ５２の押下から５秒後に設定することができ、モノクロラミン調製装置１による、より安全なモノクロラミンの調製が可能になった。

１ モノクロラミン調製装置
１０ 水供給部
２１ 流量センサー（流量計）
３０ 塩素剤供給部
４０ アンモニア剤供給部
５２ 起動スイッチ
５５ 水用タイムスイッチ
５６ 薬液用タイムスイッチ
５７ 起動タイムスイッチ
Ｓ３ 駆動信号

Claims (7)

1. 水中での塩素剤とアンモニア剤との反応によりモノクロラミンを調製するモノクロラミン調製装置であって、
   水を供給する水供給部と、
   前記水供給部から供給された前記水に、該水の流量に応じた一定流量の塩素剤を供給する塩素剤供給部と、
   前記水供給部から供給された前記水に、該水の流量に応じた一定流量のアンモニア剤を供給するアンモニア剤供給部と、
   前記水供給部の前記水の流量を測定する流量計と、を備えており、
   前記流量計は、前記水供給部の前記水の正常流量範囲が設定されており、前記水の流量の測定値が前記正常流量範囲内である場合に、前記塩素剤供給部及び前記アンモニア剤供給部に駆動信号を直接送信し、
   前記塩素剤供給部及び前記アンモニア剤供給部は、前記駆動信号の受信中にそれぞれ塩素剤及びアンモニア剤を供給し、
   温泉水、浴槽水、及びプール水を含む人体と接触する被処理水系の消毒に用いられる、濃度が１００００ｍｇ／Ｌ以下のモノクロラミンを調製するモノクロラミン調製装置。
2. 前記塩素剤供給部及び前記アンモニア剤供給部がそれぞれ塩素剤及びアンモニア剤を供給する時間を制限する薬液用タイムスイッチを備えることを特徴とする請求項１に記載のモノクロラミン調製装置。
3. 前記薬液用タイムスイッチを起動する起動スイッチを備えることを特徴とする請求項２に記載のモノクロラミン調製装置。
4. 前記起動スイッチは、設定された時刻に前記薬液用タイムスイッチを起動する起動タイムスイッチであることを特徴とする請求項３に記載のモノクロラミン調製装置。
5. 前記水供給部が前記水を供給する時間を制限する水用タイムスイッチを備えることを特徴とする請求項１に記載のモノクロラミン調製装置。
6. 前記水用タイムスイッチを起動する起動スイッチを備えることを特徴とする請求項５に記載のモノクロラミン調製装置。
7. 前記起動スイッチは、設定された時刻に前記水用タイムスイッチを起動する起動タイムスイッチであることを特徴とする請求項６に記載のモノクロラミン調製装置。

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