(57)【要約】【課題】ＴＤＳ値の低い処理水を処理する場合に、水の使用量を抑制することの可能な水処理装置を得る。【解決手段】セパレータ２７とそのセパレータ２７を挟んで対向配置される一対の陽極板２５および陰極板２６とから成る電解部２Ａを複数有し、各電解部２Ａを並列に配置して処理を行う水処理装置１において、各電解部２Ａの上流側に設けられる分岐部２３と、分岐部２３に配置され、各電解部２Ａへの通水を個別に制御可能なスライド部材（開閉部）２８と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータと前記セパレータを挟んで対向配置される一対の陽極板および陰極板とから成る電解部を複数有し、各電解部を並列に配置して処理を行う水処理装置において、
前記各電解部の上流側に設けられる分岐部と、
前記分岐部に配置され、前記各電解部への通水を個別に制御可能な開閉部と、
を備えたことを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記各電解部と電気的に接続される制御部を備え、
前記制御部は、前記開閉部の開閉によって通水される電解部のみに電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記各電解部が一つの電解槽内に収容されているとともに、
前記開閉部が、前記各電解部に対して相対移動自在に設けられたスライド部材であることを特徴とする請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記各電解部の吐出口が、それぞれ独立していることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、セパレータとそのセパレータを挟んで対向配置される一対の陽極板および陰極板とから成る電解部を経路内に複数設けて処理を行うようにした水処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１では、各電解部を直列または並列に繋ぎ、浄水の生成と電解部の再生を連続的に行うことができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３００５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような水処理装置では、処理を行う処理水によって溶解成分の量である所謂ＴＤＳ（Total Dissolved Solids）値が異なることとなる。
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、処理水のＴＤＳ値が低い場合にあっても高い場合にあってもすべての電解部に通水させて処理を行っていた。そのため、電解部の再生を行う際に、ＴＤＳ値の低い処理水を処理したにも関わらず、すべての電解部に通水させて再生を行わなければならなくなり、結果として大量の水を必要とし経済的ではなかった。
そこで、本発明は、ＴＤＳ値の低い処理水を処理する場合に、水の使用量を抑制することの可能な水処理装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、セパレータと前記セパレータを挟んで対向配置される一対の陽極板および陰極板とから成る電解部を複数有し、各電解部を並列に配置して処理を行う水処理装置において、前記各電解部の上流側に設けられる分岐部と、前記分岐部に配置され、前記各電解部への通水を個別に制御可能な開閉部と、を備えたことを要旨とする。
【０００７】
本発明の第２の特徴は、前記各電解部と電気的に接続される制御部を備え、前記制御部は、前記開閉部の開閉によって通水される電解部のみに電圧を印加することを要旨とする。
【０００８】
本発明の第３の特徴は、前記各電解部が一つの電解槽内に収容されているとともに、前記開閉部が、前記各電解部に対して相対移動自在に設けられたスライド部材であることを要旨とする。
本発明の第４の特徴は、前記各電解部の吐出口が、それぞれ独立していることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、各電解部の上流側に設けられる分岐部に、各電解部への通水を個別に制御可能な開閉部を設けるようにしている。そのため、ＴＤＳ値の低い処理水を処理する場合には、開閉部によって最小限の電解部のみに通水させて処理を行わせることができるようになる。よって、電解部の再生を行う際には、除去時に使用したその最小限の電解部のみに通水させて再生させればよくなるため、水の使用量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる水処理装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる水処理装置の電解槽を拡大して示した断面図である。
【図３】図２に示す電解槽の第１変形例を示した図である。
【図４】図２に示す電解槽の第２変形例を示した図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる水処理装置を示す概略構成図である。
【図６】本発明の第２実施形態にかかる水処理装置の電解槽を拡大して示した断面図である。
【図７】図６に示す電解槽の第１変形例を示した図である。
【図８】図６に示す電解槽の第２変形例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態ならびにその変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００１２】
［第１実施形態］
図１および図２は、本発明の第１実施形態にかかる水処理装置１を示した図である。
本実施形態の水処理装置１は、図１に示すように、電解槽２と浄化部３および貯水タンク８などを備えており、これら電解槽２、浄化部３および貯水タンク８などがケース３０内に収納されて構成されている。
【００１３】
水処理装置１は、ケース３０から外部に引き出された原水導入管１１を備えており、その原水導入管１１が原水供給部としての蛇口４に取り付けられた水切替器５に接続されている。そして、本実施形態では、水切替器５のレバー５ａを操作することにより、蛇口４から流出する原水としての水道水を水処理装置１内に取り込み、水道水を処理するようになっている。なお、水処理装置１が処理する原水は、水道水に限られるものではなく、例えば井戸水や溜め水などであってもよい。
蛇口４から原水導入管１１に取り込まれた原水は、まずは浄化部３に流入する。
【００１４】
本実施形態の浄化部３は、前段（上流側）に活性炭収納部３１を配置し、後段（下流側）に中空糸膜収納部３２を配置した浄水カートリッジが用いられている。そして、活性炭収納部３１では原水中に含まれる残留塩素やトリハロメタンなどを除去する処理が行われ、中空糸膜収納部３２では活性炭収納部３１で捕捉しきれない微細な固形不純物の除去や、活性炭収納部３１から漏出した活性炭粒子を除去する処理が行われる。
【００１５】
そして、浄化部３を通過して濾過された水は、中空糸膜収納部３２の下流側に接続された第１の配水管１２に流出し、その第１の配水管１２を介して電解槽２に導入される。
【００１６】
電解槽２は、セパレータ２７とそのセパレータ２７を挟んで対向配置される一対の陽極板２５および陰極板２６とから成る電解部２Ａを有している。そして、本実施形態では、そのセパレータ２７と両電極板２５、２６とから成る電解部２Ａを複数用い、各電解部２Ａを一つの電解槽２の内部に配置させている。
【００１７】
電解槽２の吸入口２０に導入された水は、各電解部２Ａの陽極板２５と陰極板２６との間に形成された流路を通過し、本実施形態では、合流部２４で集水されて電解槽２の吐出口２１から流出するようになっている。このとき、各電解部２Ａの陽極板２５および陰極板２６には電気コード３６、３７が接続されており、制御部６から陽極板２５に正電位が印加され、陰極板２６に負電位が印加されることで電気分解が行われる。これにより、電解槽２に導入された水の溶解成分が各電解部２Ａの両電極板２５、２６の電極界面に付着して除去される。
【００１８】
なお、陽極板２５側に付着する溶解成分としては、例えば塩化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオンのようなアニオン成分、親水基としてカルボン酸、スルホン酸構造を持つアニオン系の界面活性剤などがある。また、陰極板２６側に付着する溶解成分としては、例えばナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、金属イオンなどのカチオン成分、親水基としてアミン塩と第４級アンモニウム塩構造を持つアニオン系の界面活性剤などがある。
【００１９】
このように、電気分解によって溶解成分が除去された水は、電解槽２の吐出口２１から第２の配水管１３に流出し、三方弁７、第３の配水管１４を通過して貯水タンク８に貯留されるようになっている。
【００２０】
そして、貯水タンク８に貯留された水は、第４の配水管１６、吐水ポンプ９、第５の配水管１７を通過し、ケース３０の外部に引き出された吐水管１０の吐出口１０ａから取り出される。
また、貯水タンク８の上流側に配置された三方弁７には、第２の配水管１３と第３の配水管１４とに加えて排水管１５が接続されている。
【００２１】
排水管１５は、電解槽２のメンテナンス時に使用されるものである。すなわち、電解槽２の電解部２Ａは、陽極板２５および陰極板２６に溶解成分が付着し続けると次第に飽和状態に達し、溶解成分が除去されなくなる。このような場合、例えば陽極板２５と陰極板２６とに印加されていた電位を切断するとともに、その切断させた状態で電解部２Ａに通水させる。これにより、通水された水が陽極板２５と陰極板２６とに付着した溶解成分を取り込んで第２の配水管１３に流出し、三方弁７を切り替えることで排水管１５を通過させて排水口１８から水処理装置１の系外に排出させることができる。
【００２２】
ここで、本実施形態では、複数の電解部２Ａを並列に繋いで処理を行うとともに、各電解部２Ａの上流側に設けられる分岐部２３に、各電解部２Ａへの通水を個別に制御可能な開閉部を設けるようにしている。
【００２３】
具体的には、図２に示すように、本実施形態では、並列配置された各電解部２Ａが一つの電解槽２内に収容されており、開閉部がその各電解部２Ａに対して相対移動自在に設けられたスライド部材２８により構成されている。
【００２４】
スライド部材２８は、分岐部２３としての電解槽２の内部における各電解部２Ａの上流側のスペースに配置されている。本実施形態のスライド部材２８は、各電解部２Ａと電解槽２の吸入口２０側の壁との間を隙間なく係合する板などで構成されており、開閉程度を調整することによって、通水させて使用する電解部２Ａの数を増減させることができるようになっている。
【００２５】
また、本実施形態のスライド部材２８は、すべての電解部２Ａを塞いだ状態から開方向（図２の右方向）へとスライドさせた際に、電解槽２の内部と外部とを貫通した状態で配置されるようになっている。電解槽２の外部には、スライド部材２８を駆動する図示せぬ駆動部が設けられており、その駆動部がスライド部材２８の一端側に接続されている。なお、電解槽２の貫通部には、水が電解槽２の外部に漏れ出ないような処理を行うことが好ましい。
【００２６】
また、本実施形態では、上述したように電力を供給する制御部６が各電解部２Ａと電気的に接続されている。これにより、制御部６は、各電解部２Ａのそれぞれに対して印加する電圧を制御できるようになっており、本実施形態では、スライド部材２８の開閉程度によって通水される電解部２Ａのみに電圧を印加するようにしている。
【００２７】
以上の構成の本実施形態の水処理装置１では、処理水が通常のＴＤＳ値や通常の流量の場合などには、スライド部材２８によってすべての電解部２Ａの流路（セパレータ２７）を開放させ、給水部となる分岐部２３に制限を設けないようにする。そして、その状態で電解槽２内に通水させるようにする。
【００２８】
一方、ＴＤＳ値の低い処理水を処理する場合や低流量（生成する浄水が少量でよい）場合などには、図２に示すように、スライド部材２８によって分岐部２３のスペースを限定し、通水させることのできる電解部２Ａの数を減少させるようにする。こうすることで、最小限の電解部２Ａのみで処理を行わせることができるようになる。
【００２９】
以上、説明したように、本実施形態の水処理装置１では、複数の電解部２Ａを並列に配置して処理を行うとともに、各電解部２Ａの上流側に設けられる分岐部２３に、各電解部２Ａへの通水を個別に制御可能なスライド部材（開閉部）２８を設けている。そのため、ＴＤＳ値の低い処理水を処理する場合には、スライド部材（開閉部）２８によって最小限の電解部２Ａのみに通水させて処理を行わせることができるようになる。よって、電解部２Ａの再生を行う際には、除去時に使用したその最小限の電解部２Ａのみに通水させて再生させればよくなるため、水の使用量を抑制することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、各電解部２Ａと電気的に接続される制御部６を備えており、その制御部６が、スライド部材（開閉部）２８の開閉によって通水される電解部２Ａのみに電圧を印加するようになっている。そのため、水の使用量を抑えることができる上、使用されない電解部２Ａに対する無駄な電力の使用を防止することができ、更なる省エネ化を図ることができる。
【００３１】
また、本実施形態では、各電解部２Ａが一つの電解槽２内に収容されているとともに、開閉部が各電解部２Ａに対して相対移動自在に設けられたスライド部材２８により構成されている。そのため、スライド部材２８をスライドさせる簡素な構成で、各電解部２Ａへの通水を個別に制御することができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、各電解部２Ａを一つの電解槽２内に配置するとともに、開閉部をスライド部材２８で構成するようにしたが、これに限定されず、電解部２Ａの使用を制限できる構成であればよい。例えば、従来技術のように、電解槽のそれぞれに電解部が設けられている場合には、複数の電解槽の上流側に形成された各分岐部に開閉部としての電磁弁を設けるようにすれば、電磁弁の開閉を制御することで、同様の作用効果を得ることができる。
【００３３】
また、本実施形態では、スライド部材（開閉部）２８の開閉程度を調整することによって、通水させて使用する電解部２Ａの数を増減させることができるようになっている。そのため、広い範囲の通水量やＴＤＳ値に対応することができ、各条件に応じて必要となる最小限の電解部２Ａで処理を行わせ易くできるという利点がある。
【００３４】
図３は、上記第１実施形態の第１変形例を示した説明図である。
本変形例が、上記第１実施形態と主に異なる点は、分岐部２３の上流側に通水路となるスペースを設けるとともに、スライド部材２８Ａにそのスペースと連通する開口部２９を設けたことにある。すなわち、本変形例では、スライド部材２８Ａが各電解部２Ａと電解槽２の吸入口２０側の壁との間の隙間よりも薄く形成されている。
【００３５】
また、本変形例では、スライド部材２８Ａを各電解部２Ａに対して相対移動させた際に、電解槽２の両側（電解部２Ａの並列方向の一端側と他端側）にスライド部材２８Ａを突出させることができるようになっている。勿論、本変形例では、その一対の貫通部のそれぞれに、水が電解槽２の外部に漏れ出ないような処理を行うことが好ましい。
【００３６】
また、本変形例では、スライド部材２８Ａの開口部２９が、複数の電解部２Ａのうち何れか１つの電解部２Ａの流路（セパレータ２７）を開放する大きさに形成されている。そして、スライド部材２８Ａをスライドさせることで、使用する電解部２Ａを順次交代させていくようになっている。
【００３７】
以上の構成の本変形例にあっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、ＴＤＳ値の低い処理水を処理する場合には、スライド部材（開閉部）２８によって最小限の電解部２Ａのみに通水させて処理を行わせることができるようになる。よって、電解部２Ａの再生を行う際には、除去時に使用したその最小限の電解部２Ａのみに通水させて再生させればよくなるため、水の使用量を抑制することができる。
【００３８】
また、本変形例では、分岐部２３の上流側に通水路となるスペースを設けるとともに、スライド部材２８Ａにそのスペースと連通する開口部２９を設けている。そして、スライド部材２８Ａをスライド（各電解部２Ａに対して相対移動）させることで、使用する電解部２Ａを交代させることができるようになっている。そのため、ＴＤＳ値の低い処理水を処理する場合に、上記第１実施形態のように、通水させて使用する電解部２Ａが固定されず、適宜に変更していくことができるようになるため、各電解部２Ａの長寿命化を期待することができる。
【００３９】
なお、本変形例ならびに上記第１実施形態では、開閉部を一つのスライド部材２８、２８Ａで構成したが、複数のスライド部材で各電解部２Ａへの通水を制御するようにしてもよい。
【００４０】
図４（ａ）、（ｂ）は、上記第１実施形態の第２変形例を示した説明図である。
本変形例が、上記第１実施形態と主に異なる点は、電解槽２が円柱状に形成されているとともに、その電解槽２が、一端側が開放されて内部に電解部２Ａを収容したケース４０と、ケース４０の開口を塞ぐ蓋体４１とによって構成されたことにある。
【００４１】
本変形例では、各電解部２Ａがケース４０の内周面に沿って円環状に配置されるようになっている。一方、蓋体４１は、その各電解部２Ａが配置されたケース４０に対して相対移動自在に設けられているとともに、吸入口２０と対応する位置には電解部２Ａと連通する開口部２９が設けられている。すなわち、本変形例では、蓋体４１がスライド部材として機能するようになっている。
【００４２】
蓋体４１の開口部２９は、複数の電解部２Ａのうち何れか１つの電解部２Ａの流路（セパレータ２７）を開放する大きさに形成されている。そして、蓋体４１をケース４０に対して回転させることで、使用する電解部２Ａを順次交代させていくようになっている。
以上の構成の本変形例にあっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４３】
また、本変形例では、各電解部２Ａがケース４０の内周面に沿って円環状に配置されているとともに、吸入口２０と対応する位置に開口部２９が形成された蓋体４１がケース４０に対して相対移動自在に設けられている。そのため、ＴＤＳ値の低い処理水を処理する場合に、上記第１実施形態のように、通水させて使用する電解部２Ａが固定されず、適宜に変更していくことができるようになるため、各電解部２Ａの長寿命化を期待することができる。
【００４４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。図５および図６は、本実施形態にかかる水処理装置１Ａを示した図である。
本実施形態の水処理装置１Ａが上記第１実施形態と主に異なる点は、電解槽２内に仕切壁２２を設けて各電解部２Ａを区画するとともに、各電解部２Ａの吐出口となる電解槽２の吐出口２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃをそれぞれ独立させたことにある。
【００４５】
また、本実施形態では、吐出口２１Ａ〜２１Ｃをそれぞれ独立させたことで、第２の配水管１３Ａ〜１３Ｃ、三方弁６０Ａ〜６０Ｃ、第３の配水管１４Ａ〜１４Ｃおよび排水管１５Ａ〜１５Ｃにあっても電解部２Ａの数と同数（本実施形態では３つ）設けている。
【００４６】
このように、本実施形態では、各電解部２Ａの吐出口２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃをそれぞれ独立させたので、電解部２Ａにおける溶解成分の除去と再生とを同時に行うことができる。すなわち、図６に示すように、スライド部材２８によって例えば２つの電解部２Ａを開放させた場合には、一方の電解部２Ａで溶解成分の除去を行うようにするとともに、他方の電解部２Ａで両電極板２５、２６の再生を行うようにすることができる。
以上の構成の本実施形態にあっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、各電解部２Ａの吐出口２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃをそれぞれ独立させている。そのため、電解部２Ａにおける溶解成分の除去と再生とを同時に行うことができ、浄水の生成を連続的に行うことができるという利点がある。
【００４８】
なお、本実施形態では、仕切壁２２を２つ用いて電解部２Ａを３つに区画し、そのうちの一つで電解部２Ａの除去を行い、一つで電解部２Ａの再生を行い、一つを不使用状態としたが、これに限定されず、適宜に変更可能である。例えば、仕切壁２２を３つ以上設けたり、除去、再生、不使用状態の割合を変更したりしてもよい。
図７は、上記第２実施形態の第１変形例を示した説明図である。
【００４９】
本変形例が、上記第２実施形態と主に異なる点は、分岐部２３の上流側に通水路となるスペースを設けるとともに、スライド部材２８Ａにそのスペースと連通する開口部２９を設けたことにある。すなわち、本変形例は、上記第１実施形態の第１変形例を上記第２実施形態に適用したものである。
勿論、本変形例にあっても、電解槽２における一対の貫通部のそれぞれに、水が電解槽２の外部に漏れ出ないような処理を行うことが好ましい。
【００５０】
以上の構成の本変形例にあっても、上記第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、各電解部２Ａの吐出口２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃをそれぞれ独立させたので、電解部２Ａにおける溶解成分の除去と再生とを同時に行うことができ、浄水の生成を連続的に行うことができる。
【００５１】
また、本変形例では、分岐部２３の上流側に通水路となるスペースを設けるとともに、スライド部材２８Ａにそのスペースと連通する開口部２９を設けている。そして、スライド部材２８Ａをスライド（各電解部２Ａに対して相対移動）させることで、使用する電解部２Ａを交代させることができるようになっている。そのため、ＴＤＳ値の低い処理水を処理する場合に、使用する電解部２Ａを適宜に変更していくことができるようになり、各電解部２Ａの長寿命化を期待することができる。
【００５２】
図８は、上記第２実施形態の第２変形例を示した説明図である。
本変形例が、上記第２実施形態と主に異なる点は、電解槽２が円柱状に形成されているとともに、その電解槽２が、一端側が開放されて内部に電解部２Ａを収容したケース４０と、ケース４０の開口を塞ぐ蓋体４１とによって構成されたことにある。すなわち、本変形例は、上記第１実施形態の第２変形例を上記第２実施形態に適用したものである。
以上の構成の本変形例にあっても、上記第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５３】
また、本変形例では、各電解部２Ａがケース４０の内周面に沿って円環状に配置されているとともに、吸入口２０と対応する位置に開口部２９が形成された蓋体４１がケース４０に対して相対移動自在に設けられている。そのため、蓋体４１を回転（各電解部２Ａに対して相対移動）させることで、使用する電解部２Ａを交代させることができる。したがって、ＴＤＳ値の低い処理水を処理する場合に、使用する電解部２Ａを適宜に変更していくことができるようになるため、各電解部２Ａの長寿命化を期待することができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１、１Ａ  水処理装置
２    電解槽
２Ａ  電解部
２３  分岐部
２５  陽極板
２６  陰極板
２７  セパレータ
２８、２８Ａ  スライド部材（開閉部）
６    制御部
【図１】
2014200699.tif 000003
【図２】
2014200699.tif 000004
【図３】
2014200699.tif 000005
【図４】
2014200699.tif 000006
【図５】
2014200699.tif 000007
【図６】
2014200699.tif 000008
【図７】
2014200699.tif 000009
【図８】
2014200699.tif 000010