(57)【要約】【課題】電極の劣化を的確に把握し、複数個の電解槽の一部が寿命に達した場合でも他の電解槽で残留塩素濃度維持装置の運転を継続できるようにする。【解決手段】塩素イオンを含む水道水を電気分解して塩素を発生させる電解槽５と、貯水槽に貯留された水道水を電解槽５を通して循環させる循環ポンプ６とを備えた残留塩素濃度維持装置において、運転中の電解槽５の電極電圧を常時監視し、電極電圧が所定値に達したらその電解槽５のみ運転を停止する。これにより、電極板の劣化を正確に把握して適切な時期に電解槽５の運転を中止することができ、また一部の電解槽５の運転を停止しても、他の電解槽５により残留塩素濃度維持装置の稼働を継続することができる。【選択図】        図２
2004283662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩素イオンを含む水道水を電気分解して塩素を発生させる電解槽と、貯水槽に貯留された水道水を前記電解槽を通して循環させる循環ポンプとを備え、前記電解槽及び循環ポンプを運転して前記貯水槽に貯留された水道水の残留塩素濃度を一定範囲に維持する残留塩素濃度維持装置において、
運転中の前記電解槽の電極電圧を検出する手段と、前記電極電圧が所定値に達したら、前記電解槽の運転を停止する制御手段とを設けたことを特徴とする残留塩素濃度維持装置。
【請求項２】
複数個の前記電解槽を直列又は並列に接続するとともに、これらの電解槽の電極電圧をそれぞれ検出し、いずれかの前記電解槽の電極電圧が所定値に達したら、その電解槽のみを運転中止とするようにしたことを特徴とする請求項１記載の残留塩素濃度維持装置。
【請求項３】
いずれかの前記電解槽の運転を中止した場合には、他の前記電解槽の運転時間を増やすようにしたことを特徴とする請求項２記載の残留塩素濃度維持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ビルやマンションなどの貯水槽に貯留される水道水の残留塩素濃度を維持する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にビルやマンションなどでは、地上の受水槽で受水した水道水を屋上の貯水槽（高置水槽）にポンプアップし、この貯水槽から各蛇口に水を供給するようにしている。一方、水道法では、水道の蛇口での残留塩素濃度は０．１ｍｇ／Ｌ以上と定めているが、安全な水質を維持するためには０．３〜０．５ｍｇ／Ｌの残留塩素濃度が必要であるとされている。ところが、高置水槽内の水道水は滞留中に塩素が抜けるという問題があり、特に夏場のように高温で紫外線をたくさん浴びる状況下や、休日や帰省などで使用水量が落ちて水の滞留時間が長くなる場合には残留塩素濃度が著しく低下する。
【０００３】
そこで、貯水槽内の水を電気分解して残留塩素濃度の低下を補う残留塩素濃度維持装置が開発されており、例えば特許文献１に記載されている。これは、貯水槽内の水を電解槽を通して循環させながら電気分解し、水中の塩素イオンから有効塩素である次亜塩素酸を発生させて、残留塩素濃度を適性値に維持するものである。
【０００４】
図３は、このような残留塩素濃度維持装置を有する貯水槽の従来構成を示す概略図である。図３において、１はビルの屋上などに設置される貯水槽で、地上に設置された図示しない受水槽からポンプアップされた水道水が貯留されている。貯水槽１内の水道水は給水口２から各階の蛇口に給水され、水位が下がると図示しない水位センサの信号により補給口３から補給される。この貯水槽１内の水道水は塩素で殺菌されているが、すでに述べたように滞留時間の経過とともに次第に塩素が抜けて雑菌が繁殖しやすくなる。そのため、貯水槽１と並べて残留塩素濃度の維持を図る残留塩素濃度維持装置４が設置されている。貯水槽１の水道水は残留塩素濃度維持装置４を通して循環することにより、残留塩素濃度の維持が図られている。
【０００５】
残留塩素濃度維持装置４は、水道水を電気分解して塩素イオンから次亜塩素酸を発生させる電解槽５と、貯水槽１内の水道水を電解槽５を通して循環させる循環ポンプ６とを備えている。周知の通り、電解槽５は密閉された容器内に正負２枚の平板な電極７を有し、電極７は微小な隙間を介して対向配置されている。電解槽５及び循環ポンプ６は、例えば１日の運転回数、運転時刻、１回当りの運転時間などが予め定められており、制御部８は運転時刻になると所定の時間、電解槽５の電極間に所定の直流電流を通流しながら循環ポンプ６を運転する。これにより、貯水槽１内の水道水は電極間を通過しながら電気分解を受け、塩素イオンが次亜塩素酸に変換されて、貯水槽１内の水の残留塩素濃度が一定範囲に維持される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１５３８８４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電解槽の電極は、一般にチタンなどの板材に白金などがコーティングされて構成されているが、この電極は運転時間の経過とともにコーティング膜が薄くなり塩素の生成量が低下する。そこで、従来は一定の運転時間（例えば５０００時間）を電極の寿命時間として定め、この寿命時間が経過すると電解を中止し、電極を交換するようにしている。しかし電極の寿命は水質により異なるので、電解槽の運転可能時間は設置場所によりばらつきが生じる。そのため、従来は電極の交換時期が早すぎて無駄が生じたり、遅すぎて塩素の発生効率が低下したりしてしまうという問題があった。
この発明の課題は、電極の交換時期を適性に把握するとともに、電極劣化時の塩素発生量の低下を防止することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、塩素イオンを含む水道水を電気分解して塩素を発生させる電解槽と、貯水槽に貯留された水道水を前記電解槽を通して循環させる循環ポンプとを備え、前記電解槽及び循環ポンプを運転して前記貯水槽に貯留された水道水の残留塩素濃度を一定範囲に維持する残留塩素濃度維持装置において、運転中の前記電解槽の電極電圧を検出する手段と、前記電極電圧が所定値に達したら、前記電解槽のみの運転を停止する制御手段とを設けるものである（請求項１）。
【０００９】
発明者らは電極が劣化したときの状態変化について考察した結果、電極が劣化すると電極間の電圧（電極電圧）が上昇することを見出した。電極が劣化すると、一定電流での単位時間当りの塩素発生量（ｍｇ／分）が低下する一方で電圧の上昇により消費電力が増え、塩素発生効率が著しく低下する。請求項１の発明はこの知見に基づくもので、電極電圧が運転開始当初より高い所定のレベルまで上昇したら、電極が劣化したものとして電解槽の運転を中止するものである。これにより、残留塩素濃度維持装置の使用条件に関わらず電極の劣化を正確に把握し、適切な時期に電解槽の運転を中止することが可能になる。
【００１０】
請求項１の発明において、複数個の前記電解槽を直列又は並列に接続するとともに、これらの電解槽の電極電圧をそれぞれ検出し、いずれかの前記電解槽の電極電圧が所定値に達したら、その電解槽のみを運転中止とするのがよい（請求項２）。
【００１１】
電解槽は大型のものを１個用いるよりもいくつかのセルに分け、これら複数の小型の電解槽を直列あるいは並列に接続するのがよく、これにより各電解槽の電流を小さくして電源の小型化、低価格化が可能になる。その場合、各電解槽の電極電圧を個別に検出し、いずれかの電解槽の電極電圧が所定値に達したら、その電解槽のみを運転中止とするようにすれば、一部の電解槽が寿命に達した時点でも他の電解槽を運転して、残留塩素濃度維持装置の稼働を引き続き継続することができる。
【００１２】
請求項２の発明において、いずれかの前記電解槽の運転を中止した場合には、他の前記電解槽の運転時間を増やすようにするのがよい（請求項３）。これにより、一部の電解槽の運転中止による塩素生成量の減少を他の電解槽の運転時間の延長により補い、全体として所要の塩素生成量を維持することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２に基づいて、この発明の実施の形態を説明する。ここで、図１は残留塩素濃度維持装置のシステム構成図、図２は図１の装置の制御ブロック図である。まず、図１において、１はビルの屋上などに設置される貯水槽で、地上に設置された図示しない受水槽からポンプアップされた水道水が貯留されている。貯水槽１内の水道水は、給水口２から各蛇口に給水され、水位が下限レベルまで下がると図示しない水位センサの信号により受水槽の水道水が補給口３から上限レベルまで補給される。この貯水槽１内の水道水は塩素で殺菌されているが、すでに述べたように滞留時間の経過とともに次第に残留塩素濃度が低下して雑菌が繁殖しやすくなる。
【００１４】
そのため、貯水槽１と並べて残留塩素濃度維持装置４が設置され、貯水槽１の水道水を残留塩素濃度維持装置４を通して循環させることにより、残留塩素濃度の維持が図られている。残留塩素濃度維持装置４は、箱状の本体内に、水道水を電気分解して塩素イオンから塩素を発生させる電解槽５、貯水槽１に貯留された水道水を電解槽５を通して循環させる循環ポンプ６、電解槽５及び循環ポンプ６の運転を制御する制御部８等が設置されている。電解槽５は同一のものが４台設置され、それらは２台ずつが直列接続され、更にそれらが並列接続されている。
【００１５】
電解槽５及び循環ポンプ６は、一日の内の定刻に所定回数、所要時間運転される。この運転回数（例えば、０：００時、４：００時、８：００時、１２：００時、１６：００時、２０：００時の６回）及び毎回の運転時間（例えば３０分）は、水道水の一日の使用量（ｍ３）、原水の塩素イオン濃度の実測値（例えば２０ｍｇ／Ｌ）、目標塩素濃度レベル（例えば、０．５ｍｇ／Ｌ）に基づいて、キーボード９から制御部８に設定入力される。
【００１６】
そこで、制御部８は定められた時刻になると、電源１０から極性切換リレー１１を介して電解槽５に直流電圧を印加するとともに、循環ポンプ６を起動し、貯水槽１の水道水を電解槽５を通して循環させる。これにより、電解槽５を通過する水道水中の塩素イオンは塩素に変換され、塩素リッチとなった水道水は貯水槽１に還流して、滞留により失われた塩素の補充が行われる。
【００１７】
一方、電解槽５の電極が劣化すると、電極電圧は２０〜５０％上昇する。そこで、制御部８は電解槽５への通電中に、各電解槽５の電極電圧を常時監視している。そして、いずれかの電極電圧が所定値まで上昇したら、電極が寿命に達したと判定して、その電解槽５のみを運転中止とする。例えば、電流が１２．５Ａとして初期電圧が２０Ｖであったとすると、この電圧が２８Ｖに上昇したら、その電解槽５への通電を中止する。これにより、電極劣化により効率の低下した電解槽５の運転を的確に中止することができる。
【００１８】
また、運転を中止した電解槽５が生じたら、その個数に応じて他の電解槽５の運転時間を増やす。例えば、１個中止したら４０（＝３０×４／３）分にし、２個中止したら６０（＝３０×４／２）分にする。これにより、いずれかの電解槽５の運転を中止したことによる塩素発生量の減少を他の電解槽５により補うことができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、電極電圧の上昇を検出することにより、劣化した電極を確実に把握することができる。また、電解槽をいくつかのセルに分け、各電解槽の電極電圧の上昇をそれぞれ検出し、いずれかの電解槽の電極電圧が所定値に達したら、その電解槽のみを運転中止とすることにより、一部の電解槽が寿命に達しても他の電解槽で残留塩素濃度維持装置の運転を継続することができ、またその場合、他の電解槽の運転時間を増やすことにより、塩素生成量の減少を補うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す残留塩素濃度維持装置のシステム構成図である。
【図２】図１の装置の制御ブロック図である。
【図３】従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
１    貯水槽
４    残留塩素濃度維持装置
５    電解槽
６    循環ポンプ
８    制御部
９    キーボード
【図１】
2004283662.tif 000003
【図２】
2004283662.tif 000004
【図３】
2004283662.tif 000005