(57)【要約】【課題】  次亜塩素酸ソーダの消費量の計時的な変化に関わらず、貯水施設の貯水槽に対して次亜塩素酸ソーダを安定供給することができる貯水施設の浄化装置を提供することが課題である。【解決手段】  次亜塩素酸ソーダの消費量を目安として貯蔵手段への次亜塩素酸ソーダの補充量が決定されるようになっており、貯蔵タンクには、次亜塩素酸ソーダが常に安定的に貯蔵される状態となるため、貯蔵タンク内の貯蔵分が枯渇することはなく、その結果、貯水施設の貯水槽に対して次亜塩素酸ソーダを安定供給することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食塩水を電気分解して次亜塩素酸ソーダを生成する電解装置と、得られた次亜塩素酸ソーダを一旦貯蔵しておく貯蔵手段と、該貯蔵手段から次亜塩素酸ソーダを貯水槽に注入する注入手段と、貯水槽に貯えられた貯水中の残留塩素濃度を測定する測定手段と、測定濃度が所定範囲内に収まるように注入手段を制御する制御手段とを備える貯水施設の浄化装置において、前記貯蔵手段により貯蔵されている次亜塩素酸ソーダの貯蔵量を検出する第一の検出手段と、前記貯水槽に注入される次亜塩素酸ソーダの注入量を貯水槽による次亜塩素酸ソーダの消費量として検出する第二の検出手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記第二の検出手段からの情報を用いて前記貯蔵手段に補充すべき次亜塩素酸ソーダの生成量を決定し、且つこれに基づいて前記電解装置を運転制御することを特徴とする貯水施設の浄化装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第一の検出手段からの情報を補完的に用いて前記貯蔵手段に補充すべき次亜塩素酸ソーダの生成量を決定し、前記電解装置を運転制御することを特徴とする請求項１に記載の貯水施設の浄化装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第一の検出手段及び／又は前記第二の検出手段からの情報を用いて貯蔵量の減少傾向を把握し、前記貯蔵手段に補充すべき次亜塩素酸ソーダの生成量を決定するに際し、単位時間当たりの生成量を可変に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の貯水施設の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプール等の貯水施設の浄化装置に関し、より詳しくは、電解槽中の塩化ナトリウム水溶液（食塩水）に浸漬した電極に所定レベルの電流を流して塩化ナトリウム水溶液を電気分解することにより次亜塩素酸ソーダを生成する電解装置を備えて、この電解装置により生成された電解水を殺菌水として貯水に供給することにより貯水の浄化処理を行う浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
貯水施設の一形態である屋内／屋外プールや公衆浴場は、多くの施設利用者が入水や入湯することで、水や湯（以下、貯水という）の中に大腸菌等の雑菌や分泌有機物が含まれた状態になりやすい。従って、施設利用者がこれらの施設を快適に利用できるようにするためには、貯水の浄化処理を定期的に行なう必要が生じる。
【０００３】
この貯水の浄化処理には、次亜塩素酸ソーダを使用するのが一般的である。次亜塩素酸ソーダは、殺菌作用と酸化作用を兼ね備えており、この殺菌作用を利用して貯水中の雑菌を殺菌すると共に、酸化作用を利用して貯水中の分泌有機物を凝集させて貯水の透明度を向上させることができるからである。
【０００４】
ところで、本願出願人は、次亜塩素酸ソーダを生成するための装置（電解装置）と、この電解装置により生成された次亜塩素酸ソーダを貯水中に注入する注入手段と、貯水中の残留塩素濃度を測定する測定手段と、測定濃度が所定範囲内に収まるように注入手段を制御する制御手段と、注入手段の制御を時間指定可能にするための時計手段とを備え、時間指定して自動的且つ正確に貯水の濃度調整を行うことができる浄化装置を提供している（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−２３２３７１号公報
【０００５】
また、気候変化、突発的な集団客の来場、営業上のサービスキャンペーン等、種々の理由で施設利用者が予定利用者数を上回るような混雑時を迎えると、次亜塩素酸ソーダの消費量が増えて電解装置の能力が追いつかなくなることも考えられるため、上記特許文献１に係る浄化装置は、電解装置により生成された次亜塩素酸ソーダを貯蔵しておくための貯蔵タンクも備えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来は、貯蔵タンクに液面センサを設け、貯蔵タンク内の次亜塩素酸ソーダの液面が一定高さを下回る（貯蔵タンク内の次亜塩素酸ソーダの貯蔵量が一定レベルを下回る）と、そこから次亜塩素酸ソーダの生成を開始するといった運転方法を採っていたため、電解装置による次亜塩素酸ソーダの生成量よりも次亜塩素酸ソーダの消費量が大きく上回るような消費ピークが長く続くと、貯蔵タンク内の貯蔵分が枯渇して次亜塩素酸ソーダの供給に滞りが生じる事態が発生し得る（図４参照）。
【０００７】
また、このような事態を未然に防ぐためには、大きめの貯蔵タンクを用意しておくと共に、次亜塩素酸ソーダの消費量が少ない例えば夜間に次亜塩素酸ソーダを多量に生成・貯蔵しておくといった施策を講じる必要がある。
【０００８】
あるいは、電解槽に塩化ナトリウム水溶液を滞留させた状態で電気分解を行うバッチ式の電解装置によらず、電解槽に塩化ナトリウム水溶液を順次供給しながら電気分解を行う連続式の電解装置を採用し、且つ、貯水中の残留塩素濃度の測定濃度に応じて電解装置に供給する電流値を可変して次亜塩素酸ソーダの単位時間当たりの生成量を調整する方法も提供されている（特許文献２）が、この方法では、やはり次亜塩素酸ソーダの生成量に限界があり、上記した消費ピークには対応できないおそれがある。
【特許文献２】特開平１１−９０４４７号公報
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、次亜塩素酸ソーダの消費量の計時的な変化に関わらず、貯水施設の貯水槽に対して次亜塩素酸ソーダを安定供給することができる貯水施設の浄化装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る貯水施設の浄化装置は、上記課題を解決するためになされたもので、食塩水を電気分解して次亜塩素酸ソーダを生成する電解装置と、得られた次亜塩素酸ソーダを一旦貯蔵しておく貯蔵手段と、該貯蔵手段から次亜塩素酸ソーダを貯水槽に注入する注入手段と、貯水槽に貯えられた貯水中の残留塩素濃度を測定する測定手段と、測定濃度が所定範囲内に収まるように注入手段を制御する制御手段とを備える貯水施設の浄化装置において、前記貯蔵手段により貯蔵されている次亜塩素酸ソーダの貯蔵量を検出する第一の検出手段と、前記貯水槽に注入される次亜塩素酸ソーダの注入量を貯水槽による次亜塩素酸ソーダの消費量として検出する第二の検出手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記第二の検出手段からの情報を用いて前記貯蔵手段に補充すべき次亜塩素酸ソーダの生成量を決定し、且つこれに基づいて前記電解装置を運転制御することを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、次亜塩素酸ソーダの消費が進み、貯蔵手段により貯蔵されている次亜塩素酸ソーダの貯蔵量が減少すると、制御部は、電解装置を運転駆動して、貯蔵手段へ必要量の次亜塩素酸ソーダを補充するようになっている。即ち、貯蔵手段における次亜塩素酸ソーダの貯蔵量が大きく無くなる前に次亜塩素酸ソーダが早期に生成されるようになっているので、貯蔵手段には、次亜塩素酸ソーダが常に安定的に貯蔵されることになり、突発的な消費ピークを迎えたとしても、貯蔵分が枯渇して次亜塩素酸ソーダの供給に滞りが生じるといったことはない。
【００１２】
また、本発明に係る貯水施設の浄化装置は、前記制御手段は、前記第一の検出手段からの情報を補完的に用いて前記貯蔵手段に補充すべき次亜塩素酸ソーダの生成量を決定し、前記電解装置を運転制御する構成を採用するのがより好ましい。即ち、従来の方式を併用することにより、次亜塩素酸ソーダの供給安定性をより確実にすることができる。
【００１３】
また、本発明に係る貯水施設の浄化装置は、前記制御手段は、前記第一の検出手段及び／又は前記第二の検出手段からの情報を用いて貯蔵量の減少傾向を把握し、前記貯蔵手段に補充すべき次亜塩素酸ソーダの生成量を決定するに際し、単位時間当たりの生成量を可変に設定する構成を採用することができる。かかる構成によれば、貯蔵量の減少傾向（次亜塩素酸ソーダの消費傾向）が大きい場合は、電解装置における電気分解用の電極に通電される電流値を上げたり、電解装置に供給される食塩水の濃度を上げて、単位時間当たりの次亜塩素酸ソーダの生成量を増加させることができ、また、これにより、安定貯蔵量への回復を迅速に行わせることが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上の如く、本発明によれば、次亜塩素酸ソーダの消費量を目安として貯蔵手段への次亜塩素酸ソーダの補充量が決定されるようになっており、貯蔵手段には、次亜塩素酸ソーダが常に安定的に貯蔵される状態となるため、次亜塩素酸ソーダの消費量の計時的な変化に関わらず、貯蔵手段における次亜塩素酸ソーダの貯蔵分が枯渇することはなく、その結果、貯水施設の貯水槽に対して次亜塩素酸ソーダを安定供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本実施形態に係る浄化装置の概略構成について説明する。該浄化装置は、図１に示す如く、大別すると、食塩水を電気分解して次亜塩素酸ソーダの電解水を生成するバッチ式の電解装置１と、該電解装置１により得られた電解水を貯水槽（浴槽）２５に注入する注入装置２０とで構成されている。
【００１６】
電解装置１は、供給された水道水を貯留する給水タンク３と、食塩水を生成する塩溶解槽８と、次亜塩素酸ソーダの電解水を生成する無隔膜の電解槽１１と、供給された貯水（浴槽水）を貯留する定水槽１３とを備えている。
【００１７】
そして、給水タンク３と塩溶解槽８とは、配管５を介して接続され、給水タンク３と電解槽１１とは、配管６を介して接続され、塩溶解槽８と電解槽１１とは、配管９を介して接続されている。また、配管６の途中位置には、定量性を有するポンプ（給水手段）７が介装されており、給水タンク３内の水道水を電解槽１１に供給可能となっている。さらに、配管９の途中位置には、定量性を有するポンプ（食塩水供給手段）１０が介装されており、塩溶解槽８内の食塩水を電解槽１１に供給可能となっている。
【００１８】
また、定水槽１３内には、残留塩素濃度計（測定手段）１４が配設されており、該定水槽１３内に供給された貯水中の残留塩素濃度を測定することが可能である。
【００１９】
尚、電解装置１において、２は、図示しない水道配管に接続され、水道水を給水タンク３内に供給するための配管であり、４は、給水タンク３内に貯留された水道水を外部に排出するための排水管であり、１５は、定水槽１３内に貯留された貯水を貯水槽２５に戻すための返送管であり、１７は、電解槽１１内で発生したガスを外部に排出するための排気管である。
【００２０】
一方、注入装置２０は、電解装置１の電解槽１１と配管１６を介して接続され、該電解槽１１から送られてくる電解水を貯蔵する貯蔵タンク（貯蔵手段）２１と、該貯蔵タンク２１内に一端が挿入された供給管２２と、該供給管２２の途中位置に介装された定量性を有する注入ポンプ２３と、貯蔵タンク２１内の次亜塩素酸ソーダの電解水の液面高さを検出する（即ち、貯蔵タンク２１の容積寸法が規定されていることから把握される、貯蔵タンク２１内の次亜塩素酸ソーダの電解水の貯蔵量を検出する）液面センサ（第一の検出手段）２４とを備えており、該注入ポンプ（注入手段）２３を作動させることで、供給管２２の他端側から電解水を吐出させることが可能である。
【００２１】
そして、上述したポンプ７，１０，２３、配管５上に設けられた電磁弁、電解槽１１における電極に流す電流値、その他の構成要素は、制御部（制御手段）１８によって制御が行なわれるようになっている（尚、図１においては、制御部１８と所定の構成要素との結線は図示を省略している）。
【００２２】
以上の構成からなる浄化装置は、浴場に設けられた循環装置２８に接続される。具体的には、循環装置２８は、貯水槽２５の底部の一端側と他端側とを連絡する配管２９と、該配管２９の途中位置に介装された循環ポンプ３０及び該循環ポンプ３０よりも下流側の濾過器３１とから構成されているが、定水槽１３に接続された配管１２が循環ポンプ３０と濾過器３１との間における配管２９に接続されると共に、同じく定水槽１３に接続された配管１５が濾過器３１よりも下流側における配管２９に接続される一方、貯蔵タンク２１に接続された配管２２が濾過器３１よりも上流側（より詳しくは、循環ポンプ３０と濾過器３１との間における配管２９）における配管２９に接続されている。
【００２３】
浄化装置の構成の説明は以上の如くであり、次に、浄化装置における流体の流通態様について説明する。浴場施設において、循環ポンプ３０が作動し、貯水槽２５に貯えられる貯水は、貯水槽２５の底部の一端側から抜かれて配管２９を通り、濾過器３１で濾過されてから貯水槽２５の底部の他端側に戻される。この時、配管２９内を流通する貯水の一部は、配管２９から分岐する配管１２に流入し、しかる後、定水槽１３に貯留される。定水槽１３内では、残留塩素濃度計１４によって貯水中の残留塩素濃度が測定される。
【００２４】
一方、電解装置１において、配管２を介して給水タンク３に貯留された水道水は、所望量分が配管５を通って塩溶解槽８内に送られる。従って、塩溶解槽８内に投入された食塩はこの水道水に溶解され、得られた食塩水は、配管９を通って電解槽１１に定量供給される。さらに、電解槽１１内では、食塩水が電気分解されて電解水が生成され、得られた電解水は、配管１６を介して注入装置２０の貯蔵タンク２１に送られる。
【００２５】
そして、注入装置２０において、制御部１８から送られた信号を注入ポンプ２３が受信したならば、この注入ポンプ２３が作動し、貯蔵タンク２１内の電解水は、配管２２を通って循環装置２８の配管２９（より詳しくは、濾過器３１の上流側における配管２９）に送られる。そこで、貯水は、次亜塩素酸ソーダの添加によってその残留塩素濃度が上昇することとなる。
【００２６】
浄化装置における流体の流通態様の説明は以上の如くであり、次に、貯蔵タンク２１内に電解水を安定的に貯蔵しておくための電解装置１の運転方法について説明する。特徴的なことは、注入ポンプ２３の定量性を利用して（即ち、注入ポンプ２３が定量ポンプであることを利用して）、貯蔵タンク２１内の電解水の貯水槽２５への注入量（即ち、次亜塩素酸ソーダの消費量）を把握し（第二の検出手段）、これに応じて次亜塩素酸ソーダの電解水の生成量を決定する点である。かかる場合の運転方法によるシミュレーションのタイミングチャートを図２に示す。
【００２７】
即ち、貯蔵タンク２１内の次亜塩素酸ソーダの電解水の貯蔵量は、液面センサ２４により把握され、この情報が制御部１８に送信され、また、貯蔵タンク２１内の次亜塩素酸ソーダの電解水の貯水槽２５への注入量は、注入ポンプ２３により把握され、この情報が制御部１８に送信され、制御部１８は、電解水の貯蔵量と注入量（消費量）とを総合的に勘案して生成量（補充量）を決定する。尚、「生成量を決定する」ことは、単位時間当たりの生成量を可変に設定すること、即ち、電解装置１の電解槽内の電気分解用の電極に流す電流値を可変に設定すること、及び／又は、電解装置１の運転時間を可変に設定すること、即ち、電解装置１の電解槽内の電気分解用の電極に電流を流す時間を可変に設定すること、である。
【００２８】
図２に基づき説明すると、消費量が増える（Ａ点）ことによって、貯蔵量の減少率が増えると、まず、制御部１８は、電解装置１を運転し（所定電流値での電極への通電を開始し）、次亜塩素酸ソーダの電解水の生成を開始する（Ｂ点）。それでも、次亜塩素酸ソーダは消費され続けて貯蔵量が減少していくと、次に、制御部１８は、電極への通電量を前記所定電流値よりも増やし、次亜塩素酸ソーダの電解水の生成量を増加させる（Ｃ点）。
【００２９】
従って、貯蔵タンク２１内には、次亜塩素酸ソーダの電解水が常に安定的に貯蔵されることになり、突発的な消費ピークを迎えたとしても（Ｄ点〜）、貯蔵タンク２１内の貯蔵分が枯渇して次亜塩素酸ソーダの供給に滞りが生じるといったことはない。即ち、上記した電解装置１の運転方法によれば、次亜塩素酸ソーダの消費量の計時的な変化に関わらず、貯蔵タンク２１内に安定量を貯蔵しておくことができるため、貯水槽２５に対して次亜塩素酸ソーダを安定供給することができる。
【００３０】
ところで、次亜塩素酸ソーダの生成量を増やすことの基本的な考え方は、上述したとおり、電極に対する電流値を上げることである。しかし、それだけならば、電極表面での電流密度が上がり、電極の寿命低下に繋がる。本願出願人は、先の出願である特願２００５−２１１５４で開示したとおり、電解槽に供給する食塩の量を増やせば、電極の寿命低下を阻止できることを知見している。
【００３１】
そこで、本実施形態においては、次亜塩素酸ソーダの単位時間当たりの生成量を上げるに際しては、電流値を上げると共に、通常ＯＮ−ＯＦＦの切換により流量調整している給水用のポンプ７及び食塩供給用のポンプ１０のそれぞれＯＮ時間を長く且つ給水用のポンプ７のＯＮ時間に対する食塩供給用のポンプ１０のＯＮ時間の比率を大きくするようにしている。これらの制御は、上述の如く、制御部１８が行う。
【００３２】
電解装置１の運転方法の説明は以上の如くであり、次に、貯水中の残留塩素濃度を濃度管理するための注入ポンプ２３の注入制御方法について説明する。より詳しくは、貯水中の残留塩素濃度を法規に定められた規定値（０．４〜１ｐｐｍ）の範囲内に収めるべく、かかる場合の注入制御方法によるシミュレーションのタイミングチャートを図３に示す。
【００３３】
即ち、制御部１８の記憶部（図示しない）に、上限濃度値を０．６ｐｐｍ、下限濃度値を０．５ｐｐｍに設定すると、残留塩素濃度計１４により測定された貯水中の残留塩素濃度が、低い状態（Ａ点）から下限濃度値（Ｂ点）に至るまで、注入ポンプ２３が作動して、貯蔵タンク２１に貯蔵されている次亜塩素酸ソーダの電解水が貯水中に注入される。
【００３４】
そして、貯水中の残留塩素濃度が下限濃度値を超える（Ｂ点〜）と、注入ポンプ２３が停止する。この時、次亜塩素酸ソーダが貯水槽２５全体に拡散して残留塩素濃度が安定するまでに所定のタイムラグが発生するため、残留塩素濃度が一時的に上限濃度値をも上回る（Ｃ点〜）現象が起こり得る。
【００３５】
しかる後、貯水中の残留塩素濃度が上限濃度値を下回る（Ｄ点〜）と、注入ポンプ２３が再び作動する。この時、貯水槽２５全体で残留塩素濃度が酸化のために減衰することに加え、既に上記した様に投入される次亜塩素酸ソーダが貯水槽２５全体に拡散して残留塩素濃度を安定するまでに所定のタイムラグが発生するため、残留塩素濃度が一時的に下限濃度値をも下回る（Ｅ点〜）現象が起こる。
【００３６】
以上のように、注入ポンプ２３が作動して貯水中の残留塩素濃度が上昇する場合には、その残留塩素濃度が下限濃度値を上回った時に注入ポンプ２３が停止する一方、注入ポンプ２３が停止して貯水中の残留塩素濃度が下降する場合には、その残留塩素濃度が上限濃度値を下回った時に注入ポンプ２３が作動するという制御を採用することで、残留塩素濃度の上がり過ぎ、下がり過ぎを早めに検知して、残留塩素濃度のバラツキを押さえることができる。
【００３７】
尚、本発明は、上記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で種々の変更が可能である。
【００３８】
例えば、上記実施形態においては、バッチ式の電解装置１について言及したが、これに限定されず、貯蔵タンクを備える連続式の電解装置にも適用することができる。また、電解装置の具体的な構成についても適宜設計的事項の範囲内で選択可能である。
【００３９】
また、上記実施形態においては、注入ポンプ２３の定量性を利用して次亜塩素酸ソーダの消費量を把握するようにしているが、注入ポンプとしては定量ポンプを用いず、その代わりに、第二の検出手段として、注入管路に流量計や流量センサを配置するようにしてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態においては、給水ライン６と食塩水供給ライン９とを分け、電解槽１１において所望の濃度に調整するようにしているが、これに限定されず、予め濃度調整された食塩水を電解槽に供給するようにしてもよい。
【００４１】
また、上記実施形態においては、単位時間当たりの生成量を上げるに当たり、食塩水量及び食塩水濃度を上げることにより、電解槽１１に供給する食塩の量を増やすようにしているが、これに限定されず、何れか一方だけを上げるようにしてもよい。
【００４２】
また、上記実施形態においては、浴場設備について言及したが、プール設備であってもよいし、その他の貯水設備をも対象とする。プール設備であれば、特に規制が無いため、貯蔵タンク２１内の電解水を濾過器３１の上流側に注入するのでなく、濾過器３１の下流側に注入するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態に係る浄化装置の概略構成図を示す。
【図２】同実施形態に係る浄化装置の運転方法のうち、浄化装置における電解装置の運転方法によるシミュレーションのタイミングチャートを示す。
【図３】同実施形態に係る浄化装置の運転方法のうち、浄化装置における注入ポンプの注入制御方法によるシミュレーションのタイミングチャートを示す。
【図４】従来の浄化装置の運転方法のうち、浄化装置における電解装置の運転方法によるシミュレーションのタイミングチャートを示す。
【符号の説明】
【００４４】
１  電解装置
１８  制御部
２１  貯蔵タンク
２３  注入ポンプ
２４  液面センサ
２５  貯水槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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