(57)【要約】複数の塩素濃度設計値を記憶する手段、時間を計測する手段、前記時間計測手段によって計測された時間がある一つの時間帯に入った場合に前記記憶手段に記憶されている塩素濃度設計値のうちの一つを塩素濃度目標値に設定する手段、および前記設定手段によって設定された塩素濃度目標値になるように水の塩素濃度を調節する手段を有する、水に塩素成分を供給して水を処理するための装置。一日の時間帯毎の塩素濃度目標値を設計し、時間を計測し、計測された時間がある一つの時間帯に入った場合に上記で設計された当該時間帯における塩素濃度目標値になるように水の塩素濃度を調節する過程を含む、水に塩素成分を供給して水を処理する方法。
2012117712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の塩素濃度設計値を記憶する手段、  時間を計測する手段、  前記時間計測手段によって計測された時間がある一つの時間帯に入った場合に前記記憶手段に記憶されている塩素濃度設計値のうちの一つを塩素濃度目標値に設定する手段、  および  前記設定手段によって設定された塩素濃度目標値になるように水の塩素濃度を調節する手段を有する、  水に塩素成分を供給して水を処理するための装置。
【請求項２】
水の塩素濃度を調節する手段が、
水の塩素濃度を測定する手段、  前記測定手段によって得られた塩素濃度測定値と前記設定手段で設定された塩素濃度目標値とを比較する手段、  および前記比較手段による比較結果に基いて水への塩素成分供給量を調整する手段を有する、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
水の塩素濃度を測定する手段は、測定対象の水を取り込む部分に定流量弁を有する、請求項２に記載の水処理装置。
【請求項４】
複数の塩素成分供給量設計値を記憶する手段、  時間を計測する手段、  前記時間計測手段によって計測された時間がある一つの時間帯に入った場合に前記記憶手段に記憶されている塩素成分供給量設計値のうちの一つを塩素成分供給量目標値に設定する手段、  および  前記設定手段によって設定された塩素成分供給量目標値になるように水への塩素成分供給量を調整する手段を有する、水に塩素成分を供給して水を処理するための装置。
【請求項５】
水への塩素成分供給量を調整する手段が、開閉時間を変更できる弁である、請求項２または４に記載の水処理装置。
【請求項６】
開閉時間を変更できる弁が電磁弁である、請求項５に記載の水処理装置。
【請求項７】
一日の時間帯毎の塩素濃度目標値を設計し、時間を計測し、計測された時間がある一つの時間帯に入った場合に上記で設計された当該時間帯における塩素濃度目標値になるように水の塩素濃度を調節する過程を含む、水に塩素成分を供給して水を処理する方法。
【請求項８】
前記水の塩素濃度を調節する過程は、
水の塩素濃度を測定し、得られた塩素濃度測定値と設定された塩素濃度目標値とを比較し、その比較結果に基いて水への塩素成分供給量を調整する過程を有する、請求項７に記載の水処理方法。
【請求項９】
プログラムリレーとデジタル指示調節計とを用いて行う、請求項７または８に記載の水処理方法。
【請求項１０】
一日の時間帯毎の塩素成分供給量目標値を設計し、時間を計測し、計測された時間がある一つの時間帯に入った場合に上記で設計された当該時間帯における塩素成分供給量目標値になるように水への塩素成分供給量を調整する過程を含む、水に塩素成分を供給して水を処理する方法。
【請求項１１】
塩素成分供給量が弁開閉時間で調整される、請求項１０に記載の水処理方法。
【請求項１２】
プログラムリレーを用いて行う、請求項１０または１１に記載の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置および水処理方法に関する。より詳細には、本発明は、プール循環水、浴場循環湯などの水の滅菌処理等を低コストで行うことができる水処理装置および水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プール循環水、浴場循環湯などの水は、次亜塩素酸カルシウムやトリクロルイソシアヌル酸などの塩素化剤を用いて雑菌消毒処理を行い、循環使用される。この処理を行うための水処理装置または水処理方法が各種提案されている。【０００３】
例えば、特許文献１には、入浴水中の遊離残留塩素濃度を一定に保つ目的で注入する滅菌用次亜塩素酸ソーダを適正量注入するために入浴水の水質を測定し薬液タンク内に貯留された滅菌用次亜塩素酸ソーダを送出する薬液ポンプの作動を制御する自動残留塩素濃度制御装置と、浴室又は浴槽の入口にセンサーを設け、入浴者がある場合には入浴者数に応じて濾過ポンプの回転量を増やして濾過循環速度を速めることで浄化し、入浴者数が減少した場合には濾過ポンプの回転量を減らして省エネルギー効果を得る制御装置を含む、濾過装置ユニットの目標システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１７９２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、プール循環水、浴場循環湯などの水の滅菌処理等を低コストで行うことができる水処理装置および水処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、前記目的を達成するために鋭意検討した結果、水を使用する施設の利用状況に応じて水への塩素成分供給量を調整するための特別な手段を設けることによって、塩素薬剤の消費量の低減、塩素濃度制御機構に要する電力の節約などができる水処理装置および水処理方法を見出した。本発明はこの知見に基づいてさらに検討を重ねた結果、完成するに至ったものである。【０００７】
すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
〔１〕  複数の塩素濃度設計値を記憶する手段、  時間を計測する手段、  前記時間計測手段によって計測された時間がある一つの時間帯に入った場合に前記記憶手段に記憶されている塩素濃度設計値のうちの一つを塩素濃度目標値に設定する手段、  および  前記設定手段によって設定された塩素濃度目標値になるように水の塩素濃度を調節する手段を有する、  水に塩素成分を供給して水を処理するための装置。
〔２〕  水の塩素濃度を調節する手段が、  水の塩素濃度を測定する手段、  前記測定手段によって得られた塩素濃度測定値と前記設定手段で設定された塩素濃度目標値とを比較する手段、  および前記比較手段による比較結果に基いて水への塩素成分供給量を調整する手段を有する、〔１〕に記載の水処理装置。
〔３〕  水の塩素濃度を測定する手段は、測定対象の水を取り込む部分に定流量弁を有する、〔２〕に記載の水処理装置。【０００８】
〔４〕  複数の塩素成分供給量設計値を記憶する手段、  時間を計測する手段、  前記時間計測手段によって計測された時間がある一つの時間帯に入った場合に前記記憶手段に記憶されている塩素成分供給量設計値のうちの一つを塩素成分供給量目標値に設定する手段、  および  前記設定手段によって設定された塩素成分供給量目標値になるように水への塩素成分供給量を調整する手段を有する、水に塩素成分を供給して水を処理するための装置。
〔５〕  水への塩素成分供給量を調整する手段が、開閉時間を変更できる弁である、〔２〕または〔４〕に記載の水処理装置。
〔６〕  開閉時間を変更できる弁が電磁弁である、〔５〕に記載の水処理装置。【０００９】
〔７〕  一日の時間帯毎の塩素濃度目標値を設計し、時間を計測し、計測された時間がある一つの時間帯に入った場合に上記で設計された当該時間帯における塩素濃度目標値になるように水の塩素濃度を調節する過程を含む、水に塩素成分を供給して水を処理する方法。
〔８〕  前記水の塩素濃度を調節する過程は、  水の塩素濃度を測定し、得られた塩素濃度測定値と設定された塩素濃度目標値とを比較し、その比較結果に基いて水への塩素成分供給量を調整する過程を有する、〔７〕に記載の水処理方法。
〔９〕  プログラムリレーとデジタル指示調節計とを用いて行う、〔７〕または〔８〕に記載の水処理方法。【００１０】
〔１０〕  一日の時間帯毎の塩素成分供給量目標値を設計し、時間を計測し、計測された時間がある一つの時間帯に入った場合に上記で設計された当該時間帯における塩素成分供給量目標値になるように水への塩素成分供給量を調整する過程を含む、水に塩素成分を供給して水を処理する方法。
〔１１〕  塩素成分供給量が弁開閉時間で調整される、〔１０〕に記載の水処理方法。
〔１２〕  プログラムリレーを用いて行う、〔１０〕または〔１１〕に記載の水処理方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の水処理装置および水処理方法は、塩素薬剤の消費量の低減、塩素濃度制御機構に要する電力の節約などによって、プール循環水、浴場循環湯などの水の滅菌処理を低コストで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】水処理装置の設置例を示す図。
【図２】タイムテーブルの一例を示す図。
【図３】濃度テーブルの一例を示す図。
【図４】供給量テーブルの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明を説明する。ただし、本発明は図面に示したものに限定されず、本発明の趣旨および範囲において形状等を変えたものを含む。
【００１４】
（実施形態１）
本発明に係る水処理装置の実施形態１は、複数の塩素濃度設計値を記憶する手段、時間を計測する手段、前記時間計測手段によって計測された時間がある一つの時間帯に入った場合に前記記憶手段に記憶されている塩素濃度設計値のうちの一つを塩素濃度目標値に設定する手段、および前記設定手段によって設定された塩素濃度目標値になるように水の塩素濃度を調節する手段を有する。
【００１５】
図１は、水処理装置の設置例を示す図である。図１に示すように、プール、浴槽などから水を抜き出し、管３を通して水処理装置に水を流入させる。水処理装置から流出した水は管５を経てプール、浴槽などに戻される。また、図１に示すように、配管上流部１５と配管下流部１６との間に、濾過装置Ｆと水処理装置とを並列に取り付けることができる。
【００１６】
先ず、本発明に係る水処理装置を使用する人が、予め、一日の時間帯毎の塩素濃度目標値を設計する。一日の時間帯毎の塩素濃度目標値を設計するにあたって、例えば、時間帯別のプール使用者数を把握しておく。使用者数が多い場合は、水の汚れが高くなるので、水の塩素濃度を上げる必要がある。そこで、図２に示すような、平日（月曜日〜金曜日）または休日（土曜日〜日曜日）におけるタイムテーブルを作成する。図２に示すタームテーブルでは、平日と休日とでスケジュールパターンを変えている。平日においては、８時から１３時までの時間帯と、１３時から１９時までの時間帯と、１９時から２２時までの時間帯と、２２時から翌朝８時までの時間帯とに区分している。休日においては、８時から１０時までの時間帯と、１０時から１８時までの時間帯と、１８時から２１時までの時間帯と、２１時から翌朝８時までの時間帯とに区分している。この区分の仕方は任意であり、特に限定されるものではない。
【００１７】
それぞれの時間帯における水の塩素濃度目標値を、例えば、図３に示すような濃度テーブルで設計することができる。また、０時から８時までの時間帯における塩素濃度目標値を０．３〜０．５ｐｐｍに、８時から１３時までの時間帯における塩素濃度目標値を０．６〜０．８ｐｐｍに、１３時から１９時までの時間帯における塩素濃度目標値を０．８〜１．０ｐｐｍに、１９時から２２時までの時間帯における塩素濃度目標値を０．９〜１．１ｐｐｍに、２２時から０時までの時間帯における塩素濃度目標値を０．３〜０．５ｐｐｍにすることもでき；  水を使用する施設利用開始（営業開始時）前１時間における塩素濃度目標値を０．８〜１．４ｐｐｍに、水を使用する施設利用中における塩素濃度目標値を０．４〜０．９ｐｐｍに、水を使用する施設利用終了（営業終了時）後における塩素濃度目標値を０．１〜０．５ｐｐｍに設計することもできる。
【００１８】
本発明の水処理装置は、記憶手段を有する。その記憶手段に、上記設計によって決められた複数の塩素濃度設計値を記憶させる。記憶手段としては、デジタル調節器に内蔵されるメモリ機能、マイクロコンピュータ中のメモリなどを利用することができる。
【００１９】
本発明に係る水処理装置に用いられる時間計測手段は、曜日および/または時間を計測し、それを信号で知らせることができるものであれば特に制限はない。時間計測手段として、タイマ、タイムスイッチ、プログラムリレーに内蔵されるタイマ、マイクロコンピュータ中のタイマなどを利用することができる。
【００２０】
時間計測手段によって計測された時間がある一つの時間帯に入った場合に、信号が発信される。その信号は、曜日および/または時間を知らせるだけの信号であってもよいし、ある一つの時間帯に入ったことを知らせる信号であってもよい。曜日および/または時間を知らせるだけの信号が発信されたときは、その信号からタイムテーブル上の時間帯を識別し、当該時間帯を知らせる信号に変換することができる。
【００２１】
そして、信号によって知らされた時間帯における塩素濃度目標値が濃度テーブルから選ばれ設定される。本発明では、これら一連の過程を自動的に行うことができる。これらの過程を自動的に行うためにプログラムリレーとデジタル調節計が好ましく用いられる。
【００２２】
上記で設定された塩素濃度目標値になるように水の塩素濃度を調節する。プール水や浴槽水中の塩素濃度は、プールや浴槽等から抜き出した水にセンサー（塩素濃度測定手段）Ｓを接触させることによって測定することができる。センサーは水圧変動によって測定値に誤差が生じることがあるので、塩素濃度測定手段は、測定対象の水を取り込む部分に定流量弁ＣＶを有することが好ましい。定流量弁は、二次側への流量を常に一定に保つ機能を備えたバルブである。フローコントロールバルブ、流調バルブとも呼ばれる。一次側の流量や圧力に変化があっても、安定した流量が得られることが特長である。ゴムやオリフィスの組合せにより、流量面積を調整する方式、スプリングとニードルを用いる方式、ダイヤフラム用いる方式などがある。
【００２３】
次に、センサーＳで得られた塩素濃度測定値と設定された塩素濃度目標値とが比較される。具体的には、塩素濃度測定値と塩素濃度目標値との差（ΔＣ）を求める。次いで、ΔＣの値に基いて、または必要に応じて、ΔＣの値と、ΔＣの積分値および/またはΔＣの微分値とに基いて、塩素成分供給量の増減調整幅が決められ、その調整幅に関する制御信号が発信される。なお、ΔＣの積分値は、過去のΔＣの値と現周期のΔＣの値との総和であってもよい。ΔＣの微分値は、一周期前のΔＣの値と現周期のΔＣの値との差であってもよい。本発明では、塩素濃度測定値と塩素濃度目標値とを比較する手段、およびその比較結果に基いて制御信号を発信する手段として、デジタル指示調節計が好ましく用いられる。
【００２４】
塩素成分供給量は、水に塩素成分を供給する手段をコントロールすることによって調整することができる。塩素成分供給手段Ｐは、特に限定されない。例えば、特開２００３−２８５８５１号公報に記載の薬剤タンク、特開平８−９９０８９号公報に記載のポンプ圧入式滅菌器、特開昭５９−１４２８９０号公報に記載の固形薬剤溶解装置などを挙げることができる。塩素成分供給手段には、例えば、次亜塩素酸カルシウムなどの無機塩素化剤、トリクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム、ジクロロイソシアヌル酸カリウムなどの有機塩素化剤などの固形薬剤が塩素成分として設置されている。流入させた水を固形薬剤に接触させ、固形薬剤を水に溶解させる。固形薬剤が溶け込んだ水を排出し、プール、浴槽などに水を戻す。これによって、水の殺菌消毒等が行われる。
固形薬剤の溶解量、すなわち塩素成分供給量は、たとえば、塩素成分供給手段に流れこむ水量を調整することによって、調整することができる。水量調整のために管３に弁Ｖを設けることができる。水量調整は、水処理装置の供給管に設置した弁の開度によって行うこともできるし、水処理装置の供給管に設置した弁の開閉時間の長さによって行うこともできる。これらのうち、弁の開閉時間の長さによって水量調整する方法は、設備が安価で且つ低運転コストなので好ましい。弁の開閉時間の長さによって水量調整する方法に用いられる装置としては電磁弁が挙げられる。
【００２５】
（実施形態２）
本発明に係る水処理装置の実施形態２は、複数の塩素成分供給量設計値を記憶する手段、時間を計測する手段、前記時間計測手段によって計測された時間がある一つの時間帯に入った場合に前記記憶手段に記憶されている塩素成分供給量設計値のうちの一つを塩素成分供給量目標値に設定する手段、および前記設定手段によって設定された塩素成分供給量目標値になるように水への塩素成分供給量を調整する手段を有する。
ものである。
【００２６】
時間を計測する手段は、実施形態１と同じである。実施形態２の水処理装置は、塩素濃度を測定する手段、および塩素濃度測定値と塩素濃度目標値との対比を行って制御信号を発信する手段を有さなくてもよい。その結果、設備コストを大幅に下げることができる。
【００２７】
実施形態２の水処理装置は、塩素成分供給量と塩素濃度との関係がある程度、把握されている場合に、好適に利用できる。塩素成分供給量と塩素濃度との関係は、計測によって概ね求めることができ、また、計算によっても概ね求めることができる。これらによって、目的とする塩素濃度にするために、どの程度の塩素成分供給量が必要であるかを事前に把握しておく。
【００２８】
次に、一日の時間帯毎の塩素成分供給量目標値を設計する。一日の時間帯毎の塩素成分供給量目標値を設計するにあたって、例えば、時間帯別のプール使用者数を把握しておく。使用者数が多い場合は、水の汚れが高くなるので、塩素成分供給量を多めにする必要がある。
【００２９】
例えば、図２に示すようなタイムテーブルで時間帯を区分する。そして、図４に示すような供給量テーブルで水処理装置の供給管に設置した弁の開閉時間の長さを設計する。例えば、０時から８時までの時間帯における開時間／閉時間の割合を１／４〜３／３に、８時から１３時までの時間帯における開時間／閉時間の割合を５／３〜７／３に、１３時から１９時までの時間帯における開時間／閉時間の割合を８／３〜１０／３に、１９時から２２時までの時間帯における開時間／閉時間の割合を１１／３〜１３／３に、２２時から０時までの時間帯における開時間／閉時間の割合を１／４〜３／３に設計することができる。
【００３０】
本発明の水処理装置は、記憶手段を有する。その記憶手段に、上記設計によって決められた複数の塩素成分供給量設計値を記憶させる。
時間計測手段からの時間信号が記憶手段に記憶されたタイムテーブルの時間帯を指定する。該時間帯における塩素成分供給量値（例えば、弁の開閉時間の割合）が供給量テーブルから選ばれる。選ばれた塩素成分供給量値が当該時間における塩素成分供給量目標値に設定される。これら一連の過程を本発明では自動的に行うことができる。これらの過程を自動的に行うためにプログラムリレーが好ましく用いられる。
そして、設定された目標値になるように、塩素成分供給量が調整される。塩素成分供給量は、実施形態１と同じ手法で調整することができる。なお、図４の供給量テーブルは、塩素成分供給量の調整を弁の開閉時間の長さによって行う場合を示している。塩素成分供給量の調整は、この方法に限定されず、例えば、弁の開度によって行うこともできる。
【実施例】
【００３１】
実施例１
プール水中の塩素濃度を調整するために、デジタル指示調節計（オムロン社製）と塩素濃度測定機を用意した。塩素濃度測定機への水取り込み口には定流量弁を設置した。塩素濃度測定機は濃度の濃さに応じて出力電流が変わるものである。その出力電流の高低をデジタル指示調節計で観察する。デジタル指示調節計によって、出力電流が、目標とする電流値、すなわち目標とする塩素濃度値になるようにするために、塩素成分の供給量を制御する信号を発信するように設定した。塩素成分の供給量の調整には電磁弁を使用し、制御信号に応じて電磁弁による開閉時間の割合を変更できるようにした。【００３２】
このデジタル指示調節計は目標とする塩素濃度値、すなわち目標とする電流値（ＳＶ０、ＳＶ１、ＳＶ２、およびＳＶ３）を４つ記憶することができる。デジタル指示調節計にはイベント入力端子ＥＶ１およびＥＶ２がある。このイベント入力端子ＥＶ１およびＥＶ２にイベント信号（００、０１、１０、および１１）のうちの一つを入力すると、記憶された４種の塩素濃度値（ＳＶ０、ＳＶ１、ＳＶ２、およびＳＶ３）のうちの一つが目標値に設定される。
イベント信号は、プログラムリレー（オムロン社製）で発生させた。このプログラムリレーはウィークリータイマ機能を有しており、図２に示す曜日時間帯別にイベント信号を出力できるようにした。実施例１ではイベント信号に対応して図３に示す塩素濃度を設計した。【００３３】
実施例２
プール水中の塩素濃度を調整するために、プログラムリレー（オムロン社製）を用意した。このプログラムリレーはウィークリータイマ機能とツインタイマ機能を有している。
ツインタイマには、図４に示す４種のＴＭパターン（ＴＭ０、ＴＭ１、ＴＭ２およびＴＭ３）を記憶させた。ＴＭパターンのうちの一つが選択されると、図４に示す開閉時間で電磁弁が作動するようにした。そして、ウィークリータイマ機能によって、図２に示すような曜日時間帯別にＴＭパターンを選択できるようにした。実施例２ではＴＭパターンに対応して図４に示す弁開閉時間を設計した。
【符号の説明】
【００３４】
ＣＶ：定流量弁
Ｓ：塩素濃度センサー
Ｖ：調節弁
Ｆ：濾過装置
Ｐ：塩素成分供給手段
【図１】
2012117712.tif 000003
【図２】
2012117712.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012117712.tif 000006
【国際調査報告】
2012117712.tif 000007
2012117712.tif 000008
2012117712.tif 000009
2012117712.tif 000010