(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水管路を通じて圧送された水道水等の塩素イオン含有水を貯留する貯水容器と、該貯水容器内に所定の間隙をおいて同心円状に配置され直流電圧が印加される一対の筒状の外側電極及び内側電極と、該外側電極の外側の水を該間隙の一端側から該間隙内に導き該間隙を通った水を該間隙の他端側から該内側電極の内側に導く通水管路と、該内側電極の内側に流入した水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有し、該各電極に直流電圧を印加して塩素イオン含有水を電気分解し有効塩素を含む水を生成する塩素発生器であって、
前記貯水容器内の水温を検知する温度センサと、前記各電極への電源出力を調整する電源出力調整手段と、該温度センサの検知信号に基づき該電源出力調整手段の電源出力を制御する制御手段とを有する
ことを特徴とする塩素発生器。
【請求項２】
給水管路を通じて圧送された水道水等の塩素イオン含有水を貯留する貯水容器と、該貯水容器内に所定の間隙をおいて同心円状に配置され直流電圧が印加される一対の筒状の外側電極及び内側電極と、該外側電極の外側の水を該間隙の一端側から該間隙内に導き該間隙を通った水を該間隙の他端側から該内側電極の内側に導く通水管路と、該内側電極の内側に流入した水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有し、該各電極に直流電圧を印加して塩素イオン含有水を電気分解し有効塩素を含む水を生成する塩素発生器であって、
前記塩素イオン含有水の温度に対応する前記各電極への電源出力値を複数設定可能な電源出力設定手段を有する
ことを特徴とする塩素発生器。
【請求項３】
給水管路を通じて圧送された水道水等の塩素イオン含有水を貯留する貯水容器と、該貯水容器内に所定の間隙をおいて同心円状に配置され直流電圧が印加される一対の筒状の外側電極及び内側電極と、該外側電極の外側の水を該間隙の一端側から該間隙内に導き該間隙を通った水を該間隙の他端側から該内側電極の内側に導く通水管路と、該内側電極の内側に流入した水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有し、該各電極に直流電圧を印加して塩素イオン含有水を電気分解し有効塩素を含む水を生成する塩素発生器であって、
前記貯水容器内の水の電気伝導度を検知する電気伝導度検知手段と、前記各電極への電源出力を調整する電源出力調整手段と、該電気伝導度検知手段の検知信号に基づき該電源出力調整手段の電源出力を制御する制御手段とを有する
ことを特徴とする塩素発生器。
【請求項４】
電気伝導度検知手段として、導電率センサ、塩素イオンセンサ或いは前記各電極間の抵抗を検知する抵抗センサを用いた
ことを特徴とする請求項３記載の塩素発生器。
【請求項５】
給水管路を通じて圧送された水道水等の塩素イオン含有水を貯留する貯水容器と、該貯水容器内に所定の間隙をおいて同心円状に配置され直流電圧が印加される一対の筒状の外側電極及び内側電極と、該外側電極の外側の水を該間隙の一端側から該間隙内に導き該間隙を通った水を該間隙の他端側から該内側電極の内側に導く通水管路と、該内側電極の内側に流入した水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有し、該各電極に直流電圧を印加して塩素イオン含有水を電気分解し有効塩素を含む水を生成する塩素発生器であって、
前記塩素イオン含有水の電気伝導度に対応する前記各電極への電源出力値を複数設定可能な電源出力設定手段を有する
ことを特徴とする塩素発生器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水や地下水等の原水を塩素により殺菌して一般家庭用或いは業務用の飲料水として供給する塩素発生器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の塩素発生器として、シスターン内に陽極と陰極で構成された一対の平形の電極を設置したものが一般的に知られている。この塩素発生器によれば、タイマにより所定のインターバルで各電極に直流電圧を印加し、シスターン内の飲料水を電気分解し、殺菌に有効な成分である次亜塩素酸を発生させている。
【０００３】
しかしながら、この塩素発生器では、シスターンに一旦飲料水を貯留し、この貯留した水に次亜塩素酸を付加した後に、蛇口、飲料機等の端末に給送するため、端末までの配管が長くなるときは、この飲料の供給手段としてポンプが必要不可欠となっていたし、また、その配管長によっては極めて大きなポンプを設置する必要があり、コスト的に不利なものとなっていた。また、飲料供給量に見合う殺菌された水を常時確保するためには、シスターンの大型化が避けられず、塩素発生器の小型化が困難となっていた。
【０００４】
そこで、このような問題点を解決するため、出願人は特願平９ー２７７３３３号に係る塩素発生器を提案している。この塩素発生器は、給水管路を通じて圧送された水道水等の塩素イオン含有水を貯留する貯水容器と、この貯水容器内に所定間隔をおいて同心円状に配置され直流電圧が印加される一対の筒状の電極と、貯水容器内の水を内外の前記各電極間に通す通水管路と、通水管路内を通った水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有し、各電極に直流電圧を印加して塩素イオン含有水を電気分解して有効塩素を含む水を生成する塩素発生器である。
【０００５】
この塩素発生器によれば、停水時に貯水容器内に貯留された水に次亜塩素酸を含ませるシスターン型の塩素発生器と、水供給時に次亜塩素酸を含ませる流水型の塩素発生器との両者の機能を備えているため、殺菌生成された水を安定的に供給でき、また、シスターン型の塩素発生器と比較し小型にできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この塩素発生器において、電気分解による塩素発生量はその水道水の水質や水温により大きな影響を受ける。
【０００７】
即ち、水道水に含まれる塩素イオン濃度が高い時は電流が流れやすく、塩素発生量が高いが、これとは逆に塩素イオン濃度が低いときは塩素発生量が低くなる。このため、大都市などのように河川の表流水を水道水として用いるときは、日によって、また、時刻によって塩素イオン濃度が大きく変化するし、また、この水質は地域によっても大きく異なるため、１つに定まっている電源出力では塩素発生量が所望の値にならないという問題点を有していた。
【０００８】
また、原水の水温についても同様であり、水温が高くなるほど塩素発生量が低くなり、季節や地域によっては、１つに定まっている電源出力では、これまた、同様の不具合が生ずるという問題点を有していた。
【０００９】
本発明の目的は前記従来の課題に鑑み、水質或いは水温に対応する電源出力で各電極に通電し、適切な有効塩素濃度を得ることができる塩素発生器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、請求項１の発明は、給水管路を通じて圧送された水道水等の塩素イオン含有水を貯留する貯水容器と、貯水容器内に所定の間隙をおいて同心円状に配置され直流電圧が印加される一対の筒状の外側電極及び内側電極と、外側電極の外側の水を間隙の一端側から間隙内に導き間隙を通った水を間隙の他端側から内側電極の内側に導く通水管路と、内側電極の内側に流入した水を蛇口、飲料機等の端末側に送水する送水管路とを有し、各電極に直流電圧を印加して塩素イオン含有水を電気分解し有効塩素を含む水を生成する塩素発生器であって、貯水容器内の水温を検知する温度センサと、各電極への電源出力を調整する電源出力調整手段と、温度センサの検知信号に基づき電源出力調整手段の電源出力を制御する制御手段とを有する構造となっている。
【００１１】
この発明によれば、水温が高くなっているとき（盛夏期など）は、この水温に対応して電源出力調整手段により電極に通電される電源出力を高くでき、逆に水温が低くなっているとき（厳冬期など）は、電極に通電される電源出力を小さくできる。これにより、適切な有効塩素濃度に維持できる。
【００１２】
請求項２の発明は、この有効塩素濃度の維持手段として、塩素イオン含有水の温度に対応する各電極への電源出力値を複数設定できる電源出力設定手段を採用している。この電極出力設定手段により水温に対応した電源出力を選択できる。
【００１３】
請求項３の発明は、有効塩素濃度の維持手段として、貯水容器内の水の電気伝導度を検知する電気伝導度検知手段と、各電極への電源出力を調整する電源出力調整手段と、電気伝導度検知手段の検知信号に基づき電源出力調整手段の電源出力を制御する制御手段とを採用している。この発明によれば、電気伝導度により有効塩素濃度を検知し、この濃度が低いときは電源出力を大きく、一方、濃度が高いときは電源出力を小さくする。
【００１４】
なお、電気伝導度検知手段として、電気伝導度を直接検知する導電率センサを用いてもよいし、また、塩素イオン濃度を検知する塩素イオンセンサを用いて電気伝導度を判定するようにしてもよいし、或いは、電気伝導度の逆数である電気抵抗を検知する抵抗センサを用いて電気伝導度を判定するようにしてもよい。
【００１５】
請求項５の発明は、有効塩素濃度の維持手段として、塩素イオン含有水の電気伝導度に対応する各電極への電源出力値を複数設定できる電源出力設定手段を採用している。この電極出力設定手段により水温に対応した電源出力を選択できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３は本発明に係る塩素発生器の第１実施形態を示すもので、図１は塩素発生器の断面図、図２は塩素発生器の駆動制御回路を示すブロック図、図３は塩素発生器の制御フローチャートである。
【００１７】
本実施形態に係る塩素発生器は、販売信号に基づきジュース、コーヒ飲料等を生成し、これを販売する飲料機（例えば飲料ディスペンサ）に設置されているもので、水原料として使用される水道水を殺菌して端末（ディスペンシングバルブ）に給送するものとして使用される。
【００１８】
ここで、この塩素発生器１は図１に示すように密閉された円筒状の貯水容器２を有する。この貯水容器２は下部開口のハウジング２１と、このハウジング２１に螺合して密閉状態とする蓋体２２とを有し、この蓋体２２の周縁寄りには流入口２２ａを設け、給水管３（給水管路）を通じて圧送される原水（水道水）をハウジング２１内に導いている。また、この蓋体２２の中央側には流出口２２ｂを設け、送水管４（送水管路）を通じてハウジング２１内に貯留された水を飲料機に送水するようになっている。
【００１９】
なお、この蓋体２２は電気的絶縁体、例えば樹脂等で形成されている。また、給水管３には流量センサ３１が設置されており、給水管３内の水の流量が所定値以上（ディスペンシングバルブが開）となったとき検知信号を出力するようになっている。
【００２０】
このように構成された貯水容器２において、蓋体２２には電極ユニット５が設置されている。この電極ユニット５は円筒状の内側電極５１とこの内側電極５１の外側に所定間隙（３〜５ｍｍ）をおいて同心円状に配置された外側電極５２とを有し、各電極５１，５２を例えばチタン材料をベースに白金或いは白金系（白金ーイリジウムも含む）をコーティングした電極材で形成している。また、この各電極５１，５２間の上部開口には環状の電極固定板５３を填め込み、各電極５１，５２の間隙を適正に維持する一方、内側電極５１の上部開口には電極キャップ５４を填め込み、内側電極５１の上部開口から水が流入しないようにしている。
【００２１】
この電極固定板５３には入口孔５３ａが形成される一方、内側電極５１の下部には出口孔５１ａが形成されており、貯水容器２内の水が入口孔５３ａを通じて各電極５１，５２間に流れ、更に出口孔５１ａを通じて内側電極５１の内側に流れるようになっている。この入口孔５３ａ、各電極５１，５２間の間隙及び出口孔５１ａにより外側電極５２の外側の水を内側電極５１の内側に導く通水管路を構成している。また、各電極５１，５２の下部には電極用端子５１ｂ，５２ｂが設けられており、この電極用端子５１ｂ，５２ｂがシール状態で蓋体２２を貫通して直流電源に接続している。更に、蓋体２２には温度センサ６が貫通しており、この温度センサ６により貯水容器２内の水の温度を検知するようになっている。なお、この貯水容器２に貫通する温度センサ６に代えて図１の破線で示すように貯水容器２の外面に温度センサ６’を設置し、この貯水容器２を通じて貯水容器２内の水の温度を検知するようにしてもよい。
【００２２】
次に、本実施形態に係る塩素発生器１の駆動制御回路を図２のブロック図を参照して説明する。
【００２３】
本実施形態に係る塩素発生器１はマイクロコンピュータ等による制御装置１１にて自動化されており、この制御装置１１は中央演算装置（ＣＰＵ）１１ａ、制御プログラムを記憶しているメモリ１１ｂ、信号を入出力するＩ／Ｏポート１１ｃ，１１ｄを有している。このＩ／Ｏポート１１ｃは流量センサ３１及び温度センサ６の信号を入力し、Ｉ／Ｏポート１１ｄは電源出力調整回路７に信号を出力し、この電源出力調整回路７を通じて各電極５１，５２への電源出力を調整するようになっている。
【００２４】
ここで、電源出力調整回路７は貯水容器２内に送り込まれる水道水の温度ｔが例えば１２℃≦ｔ≦２８℃の範囲にあるときは特段補正を行わず（殺菌作用を有するとともに飲料に適した０．７ｐｐｍ〜１．１ｐｐｍの有効塩素濃度が確保できる基準電解電流１．２Ａ）、基準電解電流を電極板５１，５２に付与する。また、水道水の温度ｔがｔ＜１２℃のときには有効塩素の自然分解力が弱まり、基準値通りの電解電流を付与しても有効塩素濃度が所期の値よりも高くなるため、このときには電解電流値を例えば０．８Ａに補正して電気分解による有効塩素の発生を抑制する。一方、水道水の温度ｔが２８℃＜ｔのときには有効塩素の自然分解力が強まり、基準値通りの電解電流を付与しても有効塩素濃度が所期の値よりも低くなるため、このときには電解電流値を例えば２Ａに補正して電気分解による有効塩素の発生を増大させるようにしている。
【００２５】
以下、図３を参照して本実施形態に係る塩素発生器１の動作を説明する。電源投入後は待機状態に入り、水道水の温度を検知して監視し（Ｓ１）、この検知温度から予め定めた電解電流値（１２℃≦ｔ≦２８℃ときは１．２Ａ、ｔ＜１２℃のときは０．８Ａ、２８℃＜ｔのときは２Ａ）を決定する（Ｓ２）。
【００２６】
その後、ディスペンシングバルブが開、即ち飲料の販売信号が入力されたときは、流量センサ３１が配管内の水流を検知し（Ｓ３）、図示しない元栓が開くとともに、各電極５１，５２に前記ステップ２で決定された電流値で電解電流を通電する（Ｓ４）。これにより、水道水が給水管３→流入口２２ａ→ハウジング２１と圧送されるため、このハウジング２１内の水は入口孔５３ａ→各電極５１，５２間→出口孔５１ａ→流出口２２ｂ→送水管４と順次押し出される一方、水が各電極５１，５２間を通過する過程で、その水温に対応した電源出力で電気分解され、その電解水が０．７ｐｐｍ〜１．１ｐｐｍの有効塩素濃度となって飲料機に給送される。
【００２７】
図４は本発明に係る塩素発生器の第２実施形態を示すものである。前記第１実施形態では温度センサ６の検知温度に基づき最適な電解電流値を自動的に各電極５１，５２に通電するようになっているが、この実施形態では電源出力を任意に選択できる電源出力設定スイッチ８を有している。
【００２８】
この電源出力設定スイッチ８は、６個の小さなプッシュスイッチ８１を縦横に並べて構成したもので、この各プッシュスイッチ８１の裏側にはそれぞれＬＥＤが個別に埋設され、選択されたプッシュスイッチ８１が点灯するようになっている。また、この各プッシュスイッチ８１は横列に０Ｎ列とＯＦＦ列を有し、縦列にＮＯ．１列、ＮＯ．２列、ＮＯ．３列を有するようになっている。
【００２９】
ここで、図示しない水温計で貯水容器２内の温度が１２℃以下と判定されたときは、「ＮＯ．１列＝ＯＮ、ＮＯ．２，３列＝ＯＦＦ」を選択する。これにより、電解電流値が０．８Ａに設定され、各電極５１，５２に０．８Ａの電流が通電される。また、１２℃〜２８℃と判定されたときは、「ＮＯ．１，３列＝ＯＦＦ、ＮＯ．２列＝ＯＮ」を選択する。これにより、電解電流値が１．２Ａに設定され、各電極５１，５２に１．２Ａの電流が通電される。更に、２８℃以上と判定されたときは、「ＮＯ．１，２列＝ＯＦＦ、ＮＯ．３列＝ＯＮ」と選択する。これにより、電解電流値が２Ａに設定され、各電極５１，５２に２Ａの電流が通電される。
【００３０】
このように第２実施形態に係る塩素発生器でも前記第１実施形態と同様に、電源出力設定スイッチ８により電解電流値を調整でき、所望の有効塩素濃度の水を得ることができる。なお、その他の構成、作用は前記第１実施形態と同様である。
【００３１】
図５乃至図７は本発明に係る塩素発生器の第３実施形態を示すものである。前記第１及び第２実施形態は温度センサ６の検知水温に基づき電解電流値を調整しているが、この第３実施形態では図５に示すように導電率センサ９を蓋体２２に設け貯水容器２内の塩素イオン濃度（水質）を検知するようになっている。また、図６に示すように、この導電率センサ９の検知信号に基づき電源出力調整回路７を制御し、この電源出力調整回路７で決定された電解電流値に基づき各電極５１，５２に通電するようになっている。
【００３２】
ここで、電源出力調整回路７は貯水容器２内に送り込まれる水道水の塩素イオン濃度が１０ｐｐｍ〜２０ｐｐｍとなっているとき、基準電解電流１．２Ａを電極板５１，５２に付与する。また、水道水の塩素イオン濃度が１０ｐｐｍ以下で有効塩素濃度が低いときは、電解電流を２Ａとして有効塩素の発生を増大させるようにしている。更に、水道水の塩素イオン濃度が３０ｐｐｍ以上で有効塩素濃度が高いときは、電解電流を０．８Ａとして有効塩素の発生を低くして、殺菌作用及び適飲料性を確保している。
【００３３】
この実施形態によれば、図７のフローチャートに示すように、貯水容器２内の導電率を導電率センサ９で検知し、この検知信号に基づき電解電流値を決定し、この決定された電解電流値により各電極５１，５２に通電する（Ｓ１〜Ｓ４）。これにより、最適な有効塩素濃度の水が自動的に飲料機に供給されることとなる。なお、その他の構成、作用は前記第１実施形態と同様である。
【００３４】
図８は本発明に係る塩素発生器の第４実施形態を示すものである。前記第３実施形態では導電率センサ９の検知信号に基づき最適な電解電流値を自動的に各電極５１，５２に通電するようになっているが、この実施形態では地域毎に電源出力を任意に選択できる電源出力設定スイッチ１０を有している。即ち、塩素イオン濃度が通常１０ｐｐｍ〜２０ｐｐｍとなっている東京、大阪地区（Ｂ地域）で塩素発生器を使用するときは、電源出力設定スイッチ１０でＢ地域モードを選択する。また、塩素イオン濃度が通常１０ｐｐｍ以下となっている札幌、盛岡‥・名古屋地区（Ｃ地域）で塩素発生器を使用するときは、電源出力設定スイッチ１０でＣ地域モードを選択する。更に、塩素イオン濃度が通常３０ｐｐｍ以上となっているその他の地区、熊本、沖縄地区（Ａ地域）で塩素発生器を使用するときは、電源出力設定スイッチ１０でＡ地域モードを選択する。
【００３５】
この選択を行う電源出力スイッチ１０の構造は、４個の小さなプッシュスイッチ１０１を縦横に並べて構成したもので、この各プッシュスイッチ１０１の裏側にはそれぞれＬＥＤが個別に埋設され、選択されたプッシュスイッチ１０１が点灯するようになっている。また、この各プッシュスイッチ１０１は横列に０Ｎ列とＯＦＦ列を有し、縦列にＮＯ．１列、ＮＯ．２列を有するようになっている。
【００３６】
ここで、Ａ地域モードを選択するときは、「ＮＯ．１列＝ＯＮ、ＮＯ．２列＝ＯＦＦ」を選択する。これにより、電解電流値が０．８Ａに設定され、有効塩素の発生が少なくなる。Ｂ地域モードを選択するときは、「ＮＯ．１，２列＝ＯＮ」を選択する。これにより、電解電流値が基準値である１．２Ａに設定される。Ｃ地域モードを選択するときは、「ＮＯ．１列＝ＯＦＦ、ＮＯ．２列＝ＯＮ」を選択する。これにより、電解電流値が２Ａに設定され、有効塩素の発生が多くなる。なお、未設定モード「ＮＯ．１，２列＝ＯＦＦ」は運転が休止状態のときに選択されるものである。
【００３７】
このように第４実施形態に係る塩素発生器でも前記第３実施形態と同様に、電解電流値を電気伝導度で調整でき、所望の有効塩素濃度の水を得ることができる。なお、その他の構成、作用は前記第１実施形態と同様である。
【００３８】
以上のように第１乃至第４実施形態に係る塩素発生器において、水温或いは水質の一方に基づき有効塩素濃度を調整し、殺菌作用及び適飲料性に優れた水が提供されるが、水温制御と水質制御の両者を組み合わせて制御してもよいことは勿論である。この各実施形態では水を飲料機に供給する例を掲げて説明したが、家庭用の飲料水を供給するものに使用してもよいし、更には医療用器具等の殺菌水として使用するようにしてもよい。更にまた、前記第３及び第４実施形態では電気伝導度を導電率センサ９で検知しているが、塩素イオン濃度を検知する塩素イオンセンサを用いて電気伝導度を判定するようにしてもよいし、或いは、電気伝導度の逆数である電気抵抗を検知する抵抗センサを用いて電気伝導度を判定するようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、塩素イオン含有水をその水温或いは水質により有効塩素濃度の発生量を制御するため、各地域及び季節に関係なく安定した殺菌作用及び適飲料性の水を供給できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る塩素発生器の断面図
【図２】第１実施形態に係る塩素発生器の駆動制御回路を示すブロック図
【図３】第１実施形態に係る塩素発生器の制御フローチャート
【図４】第２実施形態に係る電源出力設定スイッチの選択モードを示す図
【図５】第３実施形態に係る塩素発生器の要部を示す断面図
【図６】第３実施形態に係る塩素発生器の駆動制御回路を示すブロック図
【図７】第３実施形態に係る塩素発生器の制御フローチャート
【図８】第４実施形態に係る電源出力設定スイッチの選択モードを示す図
【符号の説明】
１…塩素発生器、２…貯水容器、３…給水管、４…送水管、６，６’…温度センサ、７…電源出力調整回路、８，１０…電源出力設定スイッチ、９…導電率センサ、５１，５２…電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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