JP2001112624A

JP2001112624A - 給水給湯装置

Info

Publication number: JP2001112624A
Application number: JP2000274636A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Urata; 隆行浦田; Tsuneo Shibata; 恒雄柴田; Kaoru Maekawa; 馨前川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-10-07
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2001-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】おいしいくかつ有害な成分を含まない水やお
湯を供給しようとするものであり、浄水部の活性炭を再
生し長期間にわたって安定的にこれら不良成分を除去で
きるものを提供することを目的とする。【解決手段】少なくとも活性炭２７を有する浄水部
と、貯水用の容器２と、この容器２内の水を加熱するヒ
ーター１２を有する給湯部とを有し、外部から水を浄水
部に導く原水パイプ３２と、浄水部を通過した水を外部
に出水する浄水出水口と、浄水部を通過した水を給湯部
に導く処理水パイプ２４と、給湯部の水を外部に出湯す
る出湯口１１を有する給水給湯装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は家庭や事務所などで
飲料用の水や湯を供給する給水給湯装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年の水道水は塩素消毒がされているた
めに、多くの遊離塩素が含まれており、カルキ臭（塩素
臭）の多いものとなっている。塩素が多いため浄水過程
において有機物と塩素が反応しトリハロメタンが生成し
ている。このトリハロメタンはＷＨＯが発ガン性がある
と指摘しているものでたいへん危険のものである。ま
た、ドライクリーニング等が原因とされているトリクレ
ン類、ゴルフ場の付近では各種の農薬が水道水から検出
されている。これら汚染物質は人体に悪い影響を及ぼす
と考えられ、水道水中有に含まれていることは社会問題
ともなっている。さらに水源の汚染が原因によるいわゆ
るかび臭といった臭いも水道水からすることがある。そ
こで従来の浄水装置ではおもに活性炭による吸着作用に
よりこれら不良成分を除去していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、吸着作用を利
用した活性炭による浄水はトリハロメタン等に対する活
性炭の吸着力は弱く、短い期間しか除去できない。さら
にトリハロメタン等を脱離し再溶出するといった問題も
生じており従来の方法では十分な除去能力があるとはい
えない。また、吸着量が能力いっぱいに達したものは交
換する必要があり手間もかかりランニングコストも高い
ものとなっている。

【０００４】本発明は、このような従来の構成が有して
いた課題を解決し、おいしいくかつ有害な成分を含まな
い水やお湯を供給しようとするものであり、浄水部の活
性炭を再生し長期間にわたって安定的にこれら不良成分
を除去できるものを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の手段のひとつは、少なくとも活性炭を有する
浄水部と、貯水用の容器と、この容器内の水を加熱する
ヒーターを有する給湯部とを有し、外部から水を浄水部
に導く原水パイプと、浄水部を通過した水を外部に出水
する浄水出水口と、浄水部を通過した水を給湯部に導く
処理水パイプと、給湯部の水を外部に出湯する出湯口を
有する給水給湯装置とする。

【０００６】活性炭は多くの物質を吸着するがその吸着
量は低温ほど多い。活性炭とその周りが低温の時は水中
の物質を吸着するが高温の時は活性炭が吸着していたも
のが脱離し、溶出する。繊維状活性炭は吸着や脱離の速
度が早い。また、細孔分布が小さくなり易いため物質の
分子量により吸着性に差が生じ易い。本発明はこのよう
な現象に基づいてなされたものである。

【０００７】本発明は給湯部のお湯を浄水部に流すこと
により活性炭の吸着物質を溶出させ再生し、長期間にわ
たって安定的に不良成分を除去し、おいしいくかつ有害
な成分を含まない水やお湯を供給する給水給湯装置を実
現できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、少なくと
も活性炭を有する浄水部と、貯水用の容器と、この容器
内の水を加熱するヒーターを有する給湯部とを有し、外
部から水を浄水部に導く原水パイプと、浄水部を通過し
た水を外部に出水する浄水出水口と、浄水部を通過した
水を給湯部に導く処理水パイプと、給湯部の水を外部に
出湯する出湯口を有する給水給湯装置とする。これによ
り、長期間にわたって安定的に不良成分を除去し、おい
しいくかつ有害な成分を含まない水やお湯を供給する給
水給湯装置を実現できる。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、原水パイプ
は、蛇口に配置した原水出水口または前記原水パイプへ
の水の流れを切り替える一次水路切り替え弁に接続した
請求項１記載の給水給湯装置とする。これにより、水道
水を連続的に浄水部及び給湯部に導くことができるの
で、おいしく、かつ、有害な成分を含まない水やお湯を
連続的に供給するよう作用するものである。

【００１０】また、請求項３記載の発明は、給湯部には
水位を検出するセンサーを有し、水位により水の流れを
制御する弁を有する請求項１または２記載の給水給湯装
置とする。これにより、湯量が少ないときに給湯部に水
を流し入れることができるので、湯を使用した後でも給
湯部に水がない状態を防ぐことができるので、いつでも
おいしく、かつ、有害な成分を含まない水やお湯を連続
的に供給するよう作用するものである。

【００１１】また、請求項４記載の発明は、給湯部に水
が満たされている時は給湯部に水が入らないように制御
することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載
の給水給湯装置とする。これにより、給湯部に水を入れ
すぎ、水が溢れてしまうことを防ぐだけではなく、不意
の水の浸入により湯温を低下させることを防ぐので、必
要なときには必ずおいしく、かつ、有害な成分を含まな
い水やお湯を連続的に供給するよう作用するものであ
る。

【００１２】また、請求項５記載の発明は、浄水部と給
湯部の湯を排出する排水口を有する請求項１〜４いずれ
か１項に記載の給水給湯装置とする。これにより、長期
間使用しなかった後など、溜まっていた水が外部から汚
染されてしまった時でも、溜まった水を排出することが
できるので、おいしく、かつ、有害な成分を含まない水
やお湯を連続的に供給するよう作用するものである。

【００１３】

【実施例】以下本発明の第一手段の実施例を図１に基づ
いて説明する。１は給湯装置の本体（以下単に本体１と
称する）で、内部に湯を貯水する内径１５０mm、深さ２
５０mmの貯水用の容器２（以下単に容器２と称する）を
有している。容器２の口部には口部を封じるように装着
した中栓３を備えている。４は本体１の上部を開閉可能
に覆った上蓋である。５は逆止弁であり、中栓３を貫通
して容器２内と連通しており、また大気とも連通してい
る。６は本体１と容器２との間の底部に設けた給湯用の
モータ、７は給湯用のモータ６により駆動される給湯用
のポンプで、その吸い込み口８は容器２の底部と連通し
ている。９はポンプ７の吐出口で、揚水経路を構成する
吐出パイプ１０に連通している。１１は前記吐出パイプ
１０を通った湯を外部に注ぎ出すための出湯口である。
１２は加熱用のヒータであり、容器２の下部側面に装着
されている。３７は温度センサーであり、容器２の底面
に取り付けられている。１３は給湯用のモータ６を駆動
する起動スイッチと可変抵抗体であり、押しボタン１４
の押し動作によりロッド１５を介して動作する。１６は
圧縮形のスプリングで、常時ロッド１６を上方に押し上
げるように付勢している。１７はバイパスで容器２と連
通している。１８はフロートであり、水に浮きボール状
であるため水をいれたとき水位の高さで浮いている。１
９はセンサーでありフロートの位置を検出するものであ
る。２０は本体１と容器２の間に設けられた再生用のモ
ータ、２１は再生用のモータ２０により駆動される再生
用のポンプで、その吸い込み口２２は容器２の底部と連
通している。２３はポンプ２１の吐出口で、処理水パイ
プ２４に連通している。２５は処理水の流路をを切り替
える浄水切り替え弁である。３３は浄水出水口である。
２６はフィルターであり、表面に約１μｍの孔のある平
膜をプリーツ形に加工したものである。２７は活性炭で
ある。２８は浄水部外枠である。２９は原水切り替え弁
である。３０は水道の蛇口であり、先端には一次水路切
り替え弁３１が取り付けてある。前記一次水路切り替え
弁と前記原水切り替え弁２８の間の水路は原水パイプ３
２によりつながれている。また一次水路切り替え弁３１
には原水出水口３４がある。３５は排水口である。な
お、３６は制御装置でありセンサー１９と温度センサー
３７の信号を受け取ることができ、浄水切り替え弁２５
と原水切り替え弁２９と再生用のモータ２０とヒーター
１２とつながっている。図示していないスイッチにより
浄水切り替え弁２５と原水切り替え弁２９を切り替える
ことができ、再生用のモータ２０を動作させることがで
きる。ここでフィルター２６と活性炭２７を浄水部と呼
び、容器２とヒーター１２を給湯部と呼ぶ。

【００１４】以下本実施例の動作を説明する。蛇口３０
をひねると水が一次水路切り替え弁３１に流れ込む。こ
のとき一次水路切り替え弁３１を原水出水口３４側にす
れば水は原水出水口３４より蛇口の外に出ていく。一次
切り替え弁３１を原水パイプ３２側にしておけば水は原
水パイプ３２を介して原水切り替え弁２９に流れ込む。
このとき原水切り替え弁２９は活性炭２７の方向に切り
替えておく。すると水は活性炭２７を通過する。このと
きに水中の遊離塩素は活性炭の触媒作用により除去され
る。その他の不良物質は活性炭の吸着作用により除去さ
れるのである。さらに水は活性炭２７の後フィルター２
６を流れる。水はフィルター２６のプリーツ形の外側か
ら平膜表面の約１μｍの大きさの孔を通過する。この際
に水に含まれる微粒子が除かれるのである。このとき図
示していないスイッチにより浄水切り替え弁２５を浄水
出水口３３側に開くと水は浄水出水口３３より外に注が
れ、おいしいくかつ有害な成分を含まない水を得ること
が出きる。特に浄水切り替え弁２５を操作しなければ、
浄水出水口３３にも処理水パイプ２４にも水が流れない
ように浄水切り替え弁２５はなっている。ただし、セン
サー１９からの信号より容器２の中の水位が低いと制御
装置３６が判断すれば、浄水切り替え弁２５は処理水パ
イプ２４側に開かれる。すると水は再生用のポンプ２１
を介して、容器２に流れ込む。容器２の水位が高いと制
御装置３６が判断すると浄水切り替え弁２５を閉じ水は
浄水出水口３３にも処理水パイプ２４にも水が流れない
ようになる。容器２に水が流れ込むと温度センサー３７
からの信号によりヒーター１２に通電され湯がわき保温
される。ここで容器２の中においしいくかつ有害な成分
を含まない湯が貯められるのである。押しボタン１４に
より給湯ポンプ７により湯は揚水され出湯口１１より外
に注がれる。浄水部の活性炭２７の吸着能力が飽和に達
したら図示していないスイッチにより再生用のモータ２
０を動作させ、浄水切り替え弁２５を浄水パイプ２４か
らフィルター２６に湯が流れるように開き、原水切り替
え弁２９を活性炭２７から排水口３５に湯が流れるよう
に開く。すると容器２の湯は再生用のポンプ２１により
浄水パイプ２４に流され、浄水切り替え弁２５を通りフ
ィルター２６に入る。このとき湯は浄水時とは逆にプリ
ーツ形の中から外に水が流れる。するとフィルター２６
の平膜の表面に付着していたものは脱離する。さらに湯
は活性炭２７へ流れる。つまり、活性炭の吸着力は低温
ほど強いので、水道水が活性炭２７に流れているときは
常温のため吸着されていたものが再生の時は熱水のため
活性炭から脱離するのである。脱離した不良成分を含む
湯は原水切り替え弁２９に流れ込み、排水口３５より排
出される。容器２の中の湯がなくなれば、センサー１９
からの信号により再生モータ２０が停止し、原水切り替
え弁２９は原水パイプ３２と活性炭２７が連通するよう
に開き、浄水切り替え弁２５はフィルター２６と浄水パ
イプ２４とが連通するように開く。このとき蛇口３０が
開かれており、一次切り替え弁３１を原水パイプ３２側
にしてあれば再び水が容器２に入るようになっている。

【００１５】本発明は水はまず浄水部を通過する際に浄
水され常温のままの水を使用することができる。さらに
本発明には給湯部も有しているため浄水された水を加熱
することができ浄水されたお湯を得ることもできるので
ある。さらにこの給湯部の湯を再生に使用することによ
りフィルターと活性炭の再生が同時にできるのである。
なお活性炭としては合成フェノール樹脂のパウダーより
作成した球状活性炭（クラレケミカル製）を使用した。

【００１６】以下に実験例を示す。実験例１．実験水大阪市の水道水を用いた。

【００１７】分析方法各成分の分析法は水質試験方法
（日本水道協会編）による。実験方法図１の装置を用い浄水出水口３３から常温の浄水を２０
０００ｍｌ出水する。また給湯部では一回３０００ｍｌ
の湯沸かした後出湯口１１から出湯させ、これを２回行
う。この常温浄水２００００ｍｌと湯沸かし２回を一日
相当とする。また再生は９５℃の湯を１５０ｍｌ／ｍｉ
ｎ．の流速で２０分間通水させた。サンプリングは浄水
出水口３３より行った。

【００１８】今回の実験は通水させる水道水の水質をＮ
ｏ．１、１日相当時の水質をＮｏ．２と、１２０日相当
時の水質をＮｏ．３とし、Ｎｏ．３のサンプルを採取後
再生させた。再生直後の水質をＮｏ．４とした。

【００１９】実験例１の結果実験例１の結果を（表１）に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】このように再生を行うことにより活性炭の
吸着能が復活し、活性炭を交換しなくとも不良成分の高
い除去能力を維持できることがが確認できた。

【００２２】次に本発明第二の手段の実施例について図
２に基づいて説明する。１〜３５および３７は第一の手
段の実施例と同じである。４０は制御装置であり、第一
の実施例の制御装置３６の機能に加え時計機能を持って
おり、図示していないスイッチで時間を入力することに
より、入力された一定時間毎に再生機構にはいる。たと
えば７２０時間と設定すると３０日毎の同じ時間に再生
が行われる。

【００２３】以下に実験例を示す。実験例２．実験水、分析方法は第一の実施例と同じ。

【００２４】実験方法図２の装置を用い浄水出水口３３から常温の浄水を２０
０００ｍｌ出水する。また給湯部では一回３０００ｍｌ
の湯沸かした後出湯口１１から出湯させ、これを２回行
う。この常温浄水２００００ｍｌと湯沸かし２回を一日
相当とする。また再生は９５℃の湯を１５０ｍｌ／ｍｉ
ｎ．の流速で２０分間通水させた。サンプリングは浄水
出水口３３より行った。

【００２５】今回の実験は通水させる水道水の水質をＮ
ｏ．１、１日相当時の水質をＮｏ．２とした。３０日相
当毎に再生を一回行い、このときの３６５日相当時の水
質をＮｏ．３とた。２１０日相当の間まったく再生を行
わず、以後３０日相当毎に一回の再生を行ったときの３
６５日相当時の水質をＮｏ．４とした。

【００２６】実験例２の結果実験例２の結果を（表２）に示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】このように一定の期間毎に再生を行ったも
のは一度多くの物質を吸着させたものに比べて吸着能力
が高いことが見いだされた。飽和に達するまで吸着させ
た活性炭は細孔の深部まで吸着物質が入り込む。奥深く
に入ってしまった物質は熱水による脱離が起こりにくい
為に再生が悪くなる。よってこのような現象となったと
思われる。一定期間毎に再生を行わせると、たとえば３
０日毎の深夜に再生を行うようにセットすると、実用上
たいへん便利なだけでなく高い再生の効率を維持できの
である。

【００２９】次に本発明第三の手段の実施例について図
３に基づいて説明する。１〜３５および３７は第一の手
段の実施例と同じである。４５は流量計であり原水パイ
プ３２を通過する水の流量を検出する。また制御装置４
６は、第一の実施例の制御装置３６の機能に加え流量計
４５からの信号を受け取ることが出きる。本装置は図示
していないスイッチにより流量を登録することが出き
る。たとえば１００リットルと設定すると原水パイプ３
２を通り浄水される水１００リットル毎に再生を自動的
に行うのである。

【００３０】実生活では水の使用は毎日一定ではなく日
によって大きく異なる。多く使う日もあればほとんど使
わない日もある。一定の期間毎の再生ではこのようなこ
とが考慮できないのでおおよそを予想して期間を設定す
る、または活性炭の吸着が飽和に達するのを防ぐために
多少短い期間に設定する必要がある。本発明では使用し
た水の量に対して一定毎の再生を行うので不必要な再生
を行うことがなく非常に効率的であり経済的である。

【００３１】次に本発明第四の手段の実施例について図
４に基づいて説明する。１〜２６および２８から４６は
第三の手段の実施例と同じである。２７ａは細孔径の小
さな活性炭繊維、２７ｃは細孔径小さな活性炭繊維、２
７ｂは２７ａと２７ｃとの間の細孔径を持つ活性炭繊維
である。活性炭繊維の原料はセルロース系、ピッチ系、
アクリル系等何でも良いが今回はフェノール系を用い
た。

【００３２】実験例３．実験水、分析方法は第一の実施例と同じ。

【００３３】実験方法図４の装置を用い再生設定値を７８０リットルとした。
各実験は浄水出水口３３から常温の浄水を２００００ｍ
ｌ出水し、給湯部では一回３０００ｍｌの湯沸かし後の
出湯口１１からの出湯２回行う。これを一日相当とし
た。また再生時は９５℃の湯を１５０ｍｌ／ｍｉｎ．の
流速で２０分間通水するようにした。サンプリングは浄
水出水口３３より行った。

【００３４】今回の実験は通水させる水道水の水質をＮ
ｏ．１とし、図４の装置を用いた時の３６５日相当時の
水質をＮｏ．２とした。図４の装置で２７ａと２７ｃの
代わりに２７ｂを詰めたものを用いて、３６５日相当時
の水質をＮｏ．３とした。また図４の装置で活性炭２７
ａ、ｂ、ｃの代わりに３種類の粒状活性炭を用いたもの
水質をＮｏ．４とした。

【００３５】実験例３の結果実験例３の結果を（表３）に示す。

【００３６】

【表３】

【００３７】このように活性炭として繊維状の活性炭を
２種類以上用いたものは一種類のみまたは繊維以外の活
性炭を用いたものに比べ、熱水再生を行う使用条件では
優位性が確認できた。粒状の活性炭の細孔は通常、マク
ロポア、トラディショナルポア、ミクロポアの３つに分
類される。ミクロポアに向かうほど活性炭の奥深い位置
にあり、孔径は小さくなる。活性炭繊維は通常粒状活性
炭で言うところのトラディショナルポアが無く、マクロ
ポアから直接ミクロポアが開いている。そのため吸着物
質が活性炭の見かけの表面からミクロポアに至るまでの
速さは活性炭繊維は粒状活性炭に比べ非常に速い。これ
が活性炭繊維の方が吸着が速く、熱水での脱離がしやす
い原因である。本発明はこのような現象に基づいたもの
である。しかし、活性炭繊維はトラディショナルポアが
無く、また活性炭化の過程の影響で細孔分布が小さくな
り安い。細孔分布が小さい活性炭は細孔の大きさと物質
の（分子量とその構造に起因する）大きさが合えば良く
吸着するが、大きさのあわないものは余り吸着しない性
質を持っている。吸着対象物が一種類の時は細孔分布の
合う活性炭を用いると、他のものを余り吸着しないため
に有効的に使用することができる。しかし、水道水に含
まれる、味や健康に対する不良な物質は多成分でかつ大
きさが異なる。よって本発明では２種類以上の活性炭繊
維を用いた。

【００３８】

【発明の効果】上記実施例から明らかなように本発明に
よれば、長期間にわたって安定的に不良成分の除去能力
が維持し、おいしいくかつ有害な成分を含まない水やお
湯を供給する給水給湯装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例における給水給湯装置の
縦断面図

【図２】本発明の第二の実施例における給水給湯装置の
縦断面図

【図３】本発明の第三の実施例における給水給湯装置の
縦断面図

【図４】本発明の第四の実施例における給水給湯装置の
縦断面図

【符号の説明】

２容器７・２１ポンプ１２ヒーター２５浄水切り替え弁２６フィルター２７活性炭２９原水切り替え弁３１一次切り替え弁３６・４０・４６制御装置４５流量計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも活性炭を有する浄水部と、貯
水用の容器と、この容器内の水を加熱するヒーターを有
する給湯部とを有し、外部から水を浄水部に導く原水パ
イプと、浄水部を通過した水を外部に出水する浄水出水
口と、浄水部を通過した水を給湯部に導く処理水パイプ
と、給湯部の水を外部に出湯する出湯口を有する給水給
湯装置。
【請求項２】原水パイプは、蛇口に配置した原水出水
口または前記原水パイプへの水の流れを切り替える一次
水路切り替え弁に接続した請求項１記載の給水給湯装
置。
【請求項３】給湯部には水位を検出するセンサーを有
し、水位により水の流れを制御する弁を有する請求項１
または２記載の給水給湯装置。
【請求項４】給湯部に水が満たされている時は給湯部
に水が入らないように制御することを特徴とする請求項
１〜３いずれか１項に記載の給水給湯装置。
【請求項５】浄水部と給湯部の湯を排出する排水口を
有する請求項１〜４いずれか１項に記載の給水給湯装
置。