(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中の懸濁物質を凝集する凝集手段と前記ろ過手段の上流及び下流側に位置し、水の流路を切り換える第一及び第二の流路切換弁と、前記循環流路と第二の流路切換弁とを前記ろ過手段の上流側で結ぶ第一のバイパス路とを有し、前記第一のバイパス路には電気分解により残留塩素などの塩素化合物を生成可能な塩素化合物供給手段と、前記第一のバイパス路の塩素化合物供給手段の下流側には、第三の流路切換弁を有し、前記第三の流路切換弁は前記循環流路の第二の流路切換弁の下流側の循環流路と接続する第二のバイパス路と、ろ過手段の上方向にろ過手段の洗浄水を排出可能な排水路を有し、塩素化合物供給手段によって生成した残留塩素でろ過手段の逆流洗浄を行う水浄化装置。
【請求項２】
薬剤を塩素化合物供給手段に供給可能な薬液供給手段を備え、前記薬液供給手段は、薬液を貯蔵する薬液タンクと薬液タンクと塩素化合物供給手段をむすぶ配管と前記配管に前記薬液タンク内の薬液を前記塩素化合物供給手段に送り込むポンプとを備えた請求項１記載の水浄化装置。
【請求項３】
薬液は塩化ナトリウム溶液である請求項２記載の水浄化装置。
【請求項４】
薬液は塩酸溶液である請求項２記載の水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽水などの水の浄化に関するもので、特に水中に含まれる塩素イオンを電気分解することにより残留塩素などの塩素化合物を生成し、水の浄化を行う水浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より被処理水である浴槽水中に含まれる塩素イオンを電気分解することにより次亜塩素酸イオンＣｌＯ−を生成し、この有効塩素の酸化力による殺菌作用により浴槽水を浄化する電解槽が知られている（例えば実開平２−１０８７９４号公報）。この水浄化装置は、浴槽中の浴槽水を循環させる循環水路の途中にフィルタ、循環ポンプ、電解槽、加熱器を順次直列接続し、循環ポンプによって強制的に循環させるとともに電解槽の電気分解を行うことにより次亜塩素酸イオンを生成し、この有効塩素の酸化力による殺菌作用により雑菌の繁殖を防止して浴槽水を浄化するように構成されている。なおここで用いられる電解槽としては特開昭５６−３１４８９号公報に示されている電解手段が知られており、また飲料水用ではあるが特開昭６１−２８３３９１号公報に示されているような無隔膜型の殺菌用電解手段が知られている。
【０００３】
そして、濾過手段と電気分解手段を並列に設けているものは特開平８−２８１２８０号公報に記載されているようなものが一般的であった。この水浄化装置は図５に示すように、水１を循環流路２くみ上げ、水の循環を行うポンプ３と、ヒーター４と、内部に微生物を繁殖させた浄化手段５を備え、浄化手段５の上流と下流を結ぶバイパス路６を設け、バイパス路６に遊離塩素を発生させる殺菌手段７を備えていた。ポンプ３の働きにより、水１を循環路２からヒーター４を通って浄化手段５及びバイパス路６の殺菌手段７に水を送り込み、浄化手段５内で繁殖した微生物の働きにより水中の懸濁態及び溶存態有機物質の除去を行っていた。また、浄化手段５内に繁殖した微生物を死滅させないため、バイパス路６をもうけ、バイパス路６上に殺菌手段７を設け、ここで次亜塩素酸や次亜塩素酸イオンなどの塩素化合物（以下、残留塩素とする）を生成し、浄化手段５の下流方向で循環路２の水に混合することで浄化手段内に存在する微生物を死滅させることなく水の浄化を行っていた。殺菌手段７は、図６に示すように殺菌手段７内に電極を対向させて配置したケーシング８内の電極９、１０間に隔膜を持たない構成をとっている。水は矢印のように、入口１１から入り、出口１２から出るが、水が直接電極９、１０間をながれず、電極９、１０の上を流れることにより電極間の流量を遅くして残留塩素の生成効率を向上させ、残留塩素を多く含んだ水を１２から排出している。なお、矢印１３は水の流れを示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の水浄化装置では次のような課題があった。
【０００５】
（１）殺菌手段６は浄化手段４の上流側と下流側を結ぶバイパス路５に配置されているので、殺菌手段Ｓで生成した遊離塩素は浄化手段Ｆ内を通過せずに装置外部に排出しているので、一度浄化手段を通過することで被処理水の浄化が完了する場合は良いが、浴槽水の浄化の様に、浴槽内の水を複数回装置内に循環させ水の浄化を行う場合には、浄化手Ｆ段内に堆積したあかや細菌によって生成した残留塩素が消費されるので殺菌手段Ｓによる殺菌効率が低下する。
【０００６】
（２）浄化手段４に水中の汚れが堆積してくるとバイパス路６への水の流入が多くなり、最適な条件下で電気分解を行うことが困難である。
【０００７】
（３）入浴者の肌が弱かったり、アトピー性皮膚炎の場合、水中に存在する残留塩素により皮膚に刺激を受け、入浴時に不快感をもつ。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、浴槽と、浴槽に接続する循環流路に水を循環する循環手段と、水中の懸濁物質をろ過するろ過手段と、前記ろ過手段と並列に循環流路に接続されたバイパス路と、前記ろ過手段への水の流入出を制御する少なくとも一つの流路切換弁を備え、前記バイパス路に電気分解によって塩素化合物を生成可能な塩素化合物供給手段とを有し、塩素化合物供給手段によって生成した残留塩素でろ過手段の逆流洗浄するものである。
【０００９】
上記発明によれば、被処理水中の懸濁物質の浄化を行う場合、被処理水は、循環手段によって、循環流路からろ過手段で水中の懸濁物質をろ過除去され、その後被処理水は第二の流路切換弁を通り、循環流路から再び浴槽内に戻る経路となり、水の殺菌を行う場合には、流路切換弁を切り換え、浴槽内の被処理水が循環手段の働きにより、循環流路からバイパス路を経て、塩素化合物供給手段に入り、電気分解により水中に残留塩素などの塩素化合物（以下、残留塩素と呼ぶ）を生成し、循環流路を通って浴槽内に戻る経路となる。このようにして、被処理水の懸濁物質のろ過除去の場合と被処理水の殺菌の場合で水の循環経路を変えることによって、塩素化合物供給手段で生成した残留塩素を含んだ水がろ過手段内に入り込むことを防ぐことができるので、ろ過手段に堆積した有機物に残留塩素が浪費されることが無くなり、浴槽内の被処理水中の残留塩素濃度を上昇させることができる。よって、殺菌性の向上が可能となると同時に、ろ過手段に被処理水を通過させないので、循環流量及び塩素化合物供給手段に供給される水の流量が安定するので最適な条件下で残留塩素の供給が可能となる。また、塩素化合物供給手段によって生成した残留塩素でろ過手段の逆流洗浄を行うので、凝集手段で凝集し、強固にろ材、ろ床に付着した汚れ粒子を効果的に剥離するので、安定した浄化性能を有するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１にかかる水浄化装置は、水中の懸濁物質を凝集する凝集手段と前記ろ過手段の上流及び下流側に位置し、水の流路を切り換える第一及び第二の流路切換弁と、前記循環流路と第二の流路切換弁とを前記ろ過手段の上流側で結ぶ第一のバイパス路とを有し、前記第一のバイパス路には電気分解により残留塩素などの塩素化合物を生成可能な塩素化合物供給手段と、前記第一のバイパス路の塩素化合物供給手段の下流側には、第三の流路切換弁を有し、前記第三の流路切換弁は前記循環流路の第二の流路切換弁の下流側の循環流路と接続する第二のバイパス路と、ろ過手段の上方向にろ過手段の洗浄水を排出可能な排水路を有し、塩素化合物供給手段によって生成した残留塩素でろ過手段の逆流洗浄を行う水浄化装置とするものである。
【００１１】
そして、浴槽内の被処理水のろ過を行う場合には、被処理水は浴槽から循環流路を通って、第一の流路切換弁を通過し、凝集手段に入り、水中の汚れ粒子の粒子径を増大し、下流方向のろ過手段で除去され、その後、第二の流路切換弁を通過し、循環流路から浴槽に戻る。そして、浴槽内の被処理水の殺菌を行う場合には、第一、第二及び第三の流路切換弁を切り換え、被処理水が循環流路からバイパス路を通過し、塩素化合物供給手段に入り、電気分解により残留塩素の供給が行われ、第三の流路切換弁及び第二のバイパス路を通過して循環流路から再び浴槽内に戻る。このようにして、ろ過手段に被処理水を通過させることなく、塩素化合物供給手段で水に残留塩素を供給することによって、生成した残留塩素の有機物による浪費を防ぎ、浴槽内の被処理水中の残留塩素濃度を向上させることができると同時に、第一、第二及び第三の流路切換弁を切り換え、被処理水が第一のバイパス路を通ってろ過手段の下流側からろ過手段に流れ込み、排出路から装置外部に排出されることにより、ろ過手段に堆積した汚れ粒子が排出されるので、ろ過手段の洗浄が可能となり、ろ過手段の目詰まりによる流量低下が無くなるので、浄化性能を安定化させることができる。
【００１２】
また、本発明の請求項２にかかる水浄化装置は、薬剤を塩素化合物供給手段に供給可能な薬液供給手段を備え、前記薬液供給手段は、薬液を貯蔵する薬液タンクと薬液タンクと塩素化合物供給手段をむすぶ配管と前記配管に前記薬液タンク内の薬液を前記塩素化合物供給手段に送り込むポンプからなるものである。
【００１３】
そして、薬剤供給手段から塩素化合物供給手段に薬剤を注入し、塩素化合物供給手段で電気分解を行うことで、被処理水中に生成する残留塩素の濃度を向上させ、被処理水の殺菌を行うことで、殺菌性能を向上させることができると同時に、残留塩素濃度の高い水でろ過手段の逆流洗浄が可能となり、ろ過手段の洗浄性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の請求項３にかかる水浄化装置は、薬液供給手段の薬液タンクに充填する薬液を塩化ナトリウム溶液としている。
【００１５】
そして、薬液として、塩化マグネシウムや塩化カルシウムなどを用いる場合と異なり、塩化ナトリウム溶液を用いることで、塩素化合物供給手段で電気分解を行っても塩素化合物供給手段内部の電極表面にスケールが付着することがなく、残留塩素生成能力を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の請求項４にかかる水浄化装置は、薬液供給手段内の薬液タンクに充填する薬液は塩酸としている。
【００１７】
そして、薬液供給手段から塩素化合物供給手段及びろ過手段内に塩酸を供給することができるので、塩素化合物供給手段内では、電極表面に付着したスケール成分を溶解することができると同時に、ろ過手段内の濾材表面に付着した有機物及び金属水和物にを濾材から剥離することができるので、逆流洗浄の効果を向上することができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１に本発明の実施例１の水浄化装置の構成図を示した。
図１において浴槽１４には被処理水１５を循環させる循環流路１６と循環手段のポンプ１７と蓋１８と底１９と缶体２０からなり、内部に濾材２１と濾床２２を備えたろ過手段の濾過槽２３と、濾過槽２３の上流側及び下流側には第一の流路切換弁の流路切換弁２５と第二の流路切換弁の流路切換弁２６、そして、蓋１８にはアルミニウム電極２４が備えられており、このアルミニウム電極２６を陽極、缶体２０を陰極として電気分解を行う。流路切換弁２５の上流側の循環流路と、濾過槽２３の下流側の流路切換弁２６を結ぶ第一バイパス路２７塩素化合物供給手段の電解槽２８を備えており、この下流側には流路切換弁２９が備えられている。流路切換弁２９には第二バイパス路３０が接続されており、流路切換弁２６の下流側の循環流路１７と接続されている。また、第二バイパス路３０の下流側には、水に紫外線を照射可能な紫外線照射装置３１と水の加熱と保温を行う温度制御手段のヒーター３２が備えられている。なお、このヒーター３２にはサーミスターが備わっており、水の温度を検知しながら加熱を行うことが可能である。浴槽１４への湯の供給は給湯手段の給湯熱源３３によって行っており、この給湯熱源３３は配管３４で流路切換弁２５の上流に接続されている。循環流路１６はアダプタ３５で浴槽１４に接続されており、吐出口３６と吸入口３７を有している。流路切換弁２５には配管３８が接続されており、濾過槽２３の逆流洗浄水が排出される。
【００２０】
なお、ポンプ１７、流路切換弁２５、２６、２９、アルミ電極２４及び缶体２１への通電、電解槽２８への通電、紫外線照射装置、ヒーターの動作制御は制御装置３９で行っている。
【００２１】
図２に電解槽２８の構成図を示した。電解槽２８は内部に縮径部４０を備えた被処理水の抵抗体４１と、電極４２Ａ、４２Ｂを備えた電解槽本体４４からなり抵抗体４１と本体４４は配管４５、４６でつながっている。電極４２Ａ、４２Ｂはチタン表面に白金及びイリジウムを被膜したものを用いている。よって、ポンプの働きで電解槽２８内に送り込まれた水は、抵抗体４１の縮径部の上流側と下流側に負圧が発生するため、流入路４３Ａから本体４４に入る。本体４４内では、被処理水は直接電極４２Ａ、４２Ｂ間をながれず、電極４２Ａ，４２Ｂの上を流れることにより電極間の流量を遅くしており、制御手段３９により電極４２Ａ，４２Ｂ間に通電を行うことで残留塩素の生成効率を向上させ、残留塩素を多く含んだ水を流出口４３Ｂから排出している。本実施例では無隔膜の電解槽の構成としたが、電極４２Ａ、４２Ｂ間に隔膜を有する電解槽の構成の電解槽を用いてもよいし、電極間に直接水が流れる構成としてもよい。
【００２２】
次に動作、作用について説明する。浴槽１４内の被処理水１５汚れ粒子のろ過除去を行う場合は（以下、ろ過モードと呼ぶ）、制御装置３４の働きにより、ポンプ１７を始動し、アルミニウム電極２４及び缶体２０に通電を行う。つまり、浴槽１４内の水はポンプ１７の働きにより循環流路１６を通って流路切換弁２５を通過し、濾過槽２３に入る。濾過槽23内では、被処理水１５は、アルミニウム電極２４からアルミニウムイオンを溶出し、水中に水酸化アルミニウムを生成する。この水酸化アルミニウムと被処理水中の汚れ粒子が凝集し、汚れ粒子の粒子径が増大し、下流側の濾材２１でろ過除去する。その後、被処理水１５は流路切換弁２６を通過し、浴槽１４に戻る。
【００２３】
次に、浴槽１４内の被処理水１５の殺菌を行う場合（以下殺菌モードと呼ぶ）には、制御装置により流路切換弁２５、流路切換弁２６、流路切換弁２９を切り換え、ポンプ１７で循環流路１６に送り込まれた被処理水１５が第一バイパス路２７から電解槽２８を通過し、流路切換弁２９、第二バイパス路３０を通って循環流路１６から浴槽１４に戻る循環経路とし、電解槽２８内の電極４２、４３に通電を行い、被処理水１５中の塩素イオンから残留塩素を生成する。残留塩素を含んだ水は、循環流路１７から第一バイパス路２７、電解槽２８、流路切換弁２９、第二バイパス路３０を通り循環流路１６から再び浴槽１４に戻るので、濾過槽内に堆積した汚れ粒子などの有機物に接触することがない。従って、残留塩素の浪費が無く、生成した残留塩素のすべてが浴槽１４内の被処理水１５中の細菌の殺菌に使用されるので、殺菌効果を向上させることができる。
【００２４】
さらに、制御手段３９で流路切換弁２５、流路切換弁２６、流路切換弁２９を切り換え、ポンプ１７によって循環流路１６送り込まれた被処理水１５が第一のバイパス路２７を通って濾過槽２３に入り、濾材２１を攪拌し、濾材２１表面に付着した汚れ粒子などの有機物を排水路３８から装置外部に排出することで濾材２１の洗浄される。従って、濾過槽２３に汚れ粒子が堆積し、流水抵抗が上昇した場合でも、濾材２１を洗浄し流水抵抗を低下させることができるので、循環流量の一定に保つことが可能となり、浄化性能を安定化させることができる。
【００２５】
また、紫外線照射による殺菌の場合、照射する紫外線量が多いほど殺菌効果が高いといわれている。すなわち、紫外線を照射する時間が長いほど殺菌効果を向上させることができるという事になる。そこで、本実施例において紫外線照射装置を併用する場合には、ろ過モード、殺菌モードのいずれの場合でも水が循環する場所に設置する必要がある。そこで、紫外線照射装置３１を第二バイパス路３０の下流側に配置することで、ろ過モード、殺菌モードのいずれの場合においても連続的な紫外線の照射が可能となり、殺菌効果を向上させることができる。
また、ろ過モード、殺菌モード伴に水質によって長時間の処理を必要とする場合がある。このような場合、浴槽１４内の水温が低下してしまう。よって、ヒーター３２を第二バイパス路３０の下流側に備えることで、浄化運転中の水温低下を防ぐことができる。
【００２６】
（実施例２）
図３に本発明の実施例２の水浄化装置の構成図を示す。
【００２７】
本実施例２において、実施例１と異なる点は内部に塩化ナトリウム溶液（以下、食塩水と呼ぶ）タンク４６と配管４７と薬液ポンプ４８からなる薬液供給手段４５が備えられており、配管４７で電解槽２８に接続されている点にある。なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
次に動作、作用を説明する。浴槽１４内の被処理水１５の塩素イオン濃度の低い場合には電解槽２８による残留塩素の生成効率が著しく低下し、殺菌性能が低下する。そこで、制御装置３９の働きにより薬液ポンプ４８を始動し、電解槽２８内にタンク４６の食塩水を供給することで、電解槽２８内の被処理水中の塩素イオン濃度が上昇するので、電気分解による残留塩素の生成効率が向上し、殺菌能力を向上させることができる。また、制御装置３９によって、流路切換弁２５、２６、２９を切り換え、濾過槽２３内の濾材２１及び濾床２２の洗浄を行う場合（以下、逆洗と呼ぶ）、被処理水１５は、循環流路１６から第一のバイパス路２７及び流路切換弁２９、２６を通って濾過槽に入り、内部の濾材２１が攪拌され濾材２１表面に付着した汚れ粒子が流路切換弁２５、配管３８を通って外部に排出される。この時、薬液ポンプ４８でタンク４６内の食塩水を電解槽２８に注入し、電極４２、４３に通電を行い、残留塩素濃度の高い水を生成し、この水を濾過槽２３内に送り込み濾材２１及び濾床２２の洗浄を行うことで濾材及び濾床表面に強固に固着した汚れ粒子を効果的に剥離することができる。
【００２８】
さらに、薬液内に塩酸溶液をいれ、同様にして逆洗動作時に電解槽から第一バイパス路２７、流路切換弁２９、２６をへて濾過槽２３に送り込むことで、電解槽２８の電極表面に付着したスケール成分を溶解できると同時に、濾材２１表面に付着した水酸化アルミニウムも溶解できるので逆洗時における洗浄効果を向上することができる。
【００２９】
（実施例３）
図４は本発明の実施例３の水浄化装置の構成図を示す。
【００３０】
本実施例３において、実施例１及び実施例２と異なる点は第一のバイパス路２７の電解槽２８の上流側に開閉弁４９を備え、第一のバイパス路２７の上流側の循環流路１７と第二のバイパス路３０の下流側を結ぶ第三のバイパス路５０を有し、この第三のバイパス路５０上に残留塩素除去手段の塩素除去槽５１と、開閉弁５２を有し、塩素除去槽５１には内部に活性炭５３を充填し、配管５４と開閉弁５５を備え、配管３４には流路切換弁５６を備え、給湯熱源からの水が配管５７を通って塩素除去槽５１に入る構成としているところである。なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００３１】
殺菌モードで本実施例の水浄化装置を運転すると、浴槽１４内の被処理水には残留塩素を含むことになり、殺菌モード終了直後に肌の弱い人や、アトピー性皮膚炎の人がこの状態で入浴すると皮膚に刺激を感じ、入浴に不快感を持つ。殺菌モード終了直後に入浴する場合には、制御装置３９の働きにより、開閉弁４９を閉じ、開閉弁５２を開き浴槽１４内の残留塩素を含んだ被処理水１５がポンプ１７により循環流路１６からバイパス路５０を通過し、塩素除去槽５１に入るようにする。塩素除去槽５１内には活性炭５３が充填されており、水中の残留塩素を吸着除去する。また、活性炭５３の吸着能力により被処理水中のニオイ成分も同時に吸着され、循環流路１６を通って浴槽１４に戻る。よって、浴槽１４内の被処理水１５の残留塩素が除去できるので肌の弱い人や、アトピー性皮膚炎の人であっても快適な入浴ができる。
【００３２】
さらに、活性炭５３は連続使用により吸着能力が低下するが、制御装置３９の働きにより、流路切換弁５６を切り換え、給湯熱源から熱湯が配管５７を通って塩素除去槽５１に入り、配管５５から装置外部に排出させることで、塩素除去槽５１内には熱湯が充満し、活性炭５３が熱処理されることになる。活性炭は高温条件下では表面に吸着した残留塩素が脱離し吸着性能を回復するので、活性炭５３の吸着能力は回復し、長期間安定した残留塩素の除去能力を維持することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る水浄化装置は、水の殺菌を行う場合には、流路切換弁を切り換え、浴槽内の被処理水が循環手段の働きにより、循環流路からバイパス路を経て、塩素化合物供給手段に入り、電気分解により水中に残留塩素を生成し、循環流路を通って浴槽内に戻る経路としているので、塩素化合物供給手段で生成した残留塩素を含んだ水がろ過手段内に入り込むことを防ぐことができるので、ろ過手段に堆積した有機物に残留塩素が浪費されることが無くなり、浴槽内の被処理水中の残留塩素濃度を上昇させることができる。よって、殺菌性の向上が可能となると同時に、ろ過手段に被処理水を通過させないので、循環流量及び塩素化合物供給手段に供給される水の流量が安定するので最適な条件下で残留塩素の供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１における水浄化装置の構成図
【図２】  同水浄化装置の電解槽部分の構成図
【図３】  本発明の実施例２における水浄化装置の構成図
【図４】  本発明の実施例３における水浄化装置の構成図
【図５】  従来の水浄化装置の構成図
【図６】  従来の水浄化装置の電解槽の構成図
【符号の説明】
１４  浴槽
１６  循環流路
１７  ポンプ
２０  缶体
２３  濾過槽
２４  アルミニウム電極
２５  第一の流路切換弁
２６  第二の流路切換弁
２７  第一のバイパス路
２８  電解槽
２９  第三の流路切換弁
３０  第二のバイパス路
３１  紫外線照射装置
３２  ヒーター
４５  薬液供給手段
４６  タンク
４７  配管
４８  薬液ポンプ
５１  塩素除去槽
５３  活性炭
５６  流路切換弁
５７  配管
【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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