JP2001121146A

JP2001121146A - 浄水装置

Info

Publication number: JP2001121146A
Application number: JP30453299A
Authority: JP
Inventors: Takao Imayoshi; 孝夫今吉
Original assignee: ELPIS INTERNATL Inc
Current assignee: ELPIS INTERNATL Inc
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2001-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】原水を取り込む給水口から蛇口までの間の給水
路に設けられる浄水装置であって、逆浸透膜を使用した
家庭用の簡易な浄水装置の提供。【解決手段】原水中の５μｍまでの溶解物を除去する第
１次フィルター２と、ブースターポンプ３と、原水中の
１００００分の１μｍまでの溶解物を除去する逆浸透膜
を具備した第３次フィルター６と、味を整え悪臭を除去
する第４次フィルター１０とを、給水口１から蛇口１１
に向かう給水方向の上流側から下流側に順に配列接続し
たこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、逆浸透膜を利用
した浄水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】動物や植物の細胞膜は半透膜と呼ばれ、
水溶液中から水の分子のみを選択的に透過させ他の溶解
物を通さない性質がある。高い圧力をかけることによ
り、濃度の高い水は半透膜を透過し、濃度の低い側へ移
行し、それは水の分子だけになる。これは逆浸透現象と
呼ばれる。この逆浸透現象を生じさせる人工の半透膜が
１９５０年代に米国で開発された。

【０００３】この人工の半透膜は、逆浸透膜（reverse
osmosis membrane）と呼ばれ、１００００分の１μ
ｍの細孔をに水圧をかけて原水を通し、汚染物質や溶解
物を分離する。

【０００４】逆浸透膜は、酢酸セルロース系、ポリアミ
ド系などの非対称膜、複合膜があり、スパイラル型、中
空糸型、チューブ型などに加工して使用される。例え
ば、スパイラル型では、巻物状に何枚にも巻かれた逆浸
透膜に入る原水を水圧により中心部に押し出し、しみ出
された水を中心の濾過水路に集めて取り出すようにして
いる。

【０００５】この逆浸透膜を用いた浄水装置は、海水の
淡水化をはじめとしてスペースシャトル内での人体から
出る水分のリサイクルなどの手段として１９７０年代か
ら広く浄水装置として、大小さまざまなタイプのものが
作られ始め、８０年代の終わりに日本国内に家庭用が紹
介され、今日に至っている。

【０００６】浄水装置の方式としては、逆浸透膜を利用
した逆浸透式浄水機の技術の他に、活性炭タイプ、
マイクロフィルタータイプ、イオン交換樹脂タイプ、
セラミックタイプ等がある。

【０００７】一方、生活水として普段何気なく使用して
いる「水道水」や「地下水」の安全性が近年問題になっ
ている。ダムから取水された水は、浄水場で塩素による
消毒過程で水中の有機物（汚れ）と反応してトリハロメ
タンを発生する。そのほか危険な化学物質が生成される
ことが研究によって分っている。少なくとも塩素消毒は
コストの面、家庭に届くまでの途中過程での残留効果に
よる殺菌の面で今後も使用されることが予想される。

【０００８】現在、安全でおいしい水を飲むために色々
な種類の浄水機が市場に出ているが、水道水には塩素や
カルキ臭、ときにはカビ臭等さまざまな不快な成分が含
まれていることが多く、気がつかないうちにそれらを口
にしている。

【０００９】逆浸透式浄水装置が、塩素、カルキ臭、カ
ビ、トリハロメタン、トリクロロエチレン、ミネラル等
を十分に除去できるのに対して、活性炭タイプ、マ
イクロフィルタータイプ、イオン交換樹脂タイプ、
セラミックタイプ等では、これらの一部しか十分に除く
ことができない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように優
れた浄水性能を有する逆浸透式浄水機でも問題がないわ
けではない。例えば、逆浸透膜が塩素に弱いこと、環境
温度の低下により凍結すると浄水、排水機能が破壊され
ること、浄水／排水の比率が１／２〜１／４と比較的低
く、省資源の面から飲料、料理用水として全てに浄化真
水を使用するのは不経済である、等の問題がある。

【００１１】本発明は、上記の問題を解消することので
きる浄水装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、以下の構成とした。（１）．原水を取り込む給水口から蛇口までの間の給水
路に設けられる浄水装置であって、前記原水中の５μｍ
までの溶解物を除去する第１次フィルターと、ブースタ
ーポンプと、前記原水中の１００００分の１μｍまでの
溶解物を除去する逆浸透膜を具備した第３次フィルター
と、味を整え悪臭を除去する第４次フィルターとを、前
記給水口から前記蛇口に向かう給水方向の上流側から下
流側に順に配列接続した（請求項１）。（２）．（１）記載の浄水装置において、前記ブースタ
ーポンプと前記第３次フィルターとの間に、前記原水中
の少なくとも塩素成分を除去するフィルターであって粒
状の活性炭を利用した第２次フィルターを設けた（請求
項２）。（３）．（１）又は（２）記載の浄水装置において、前
記第３次フィルターは筒状をしたケース内に設けた穴あ
き管の周囲にスペーサを介して逆浸透膜を多重巻きし、
前記ケース内の一方側に設けた原水入口部から他方側に
設けた排水出口部に向けて原水を流す過程で、逆浸透膜
を通過した処理水を前記穴あき管内に導き純水出口部か
ら取り出すようにしたものであり、前記排水出口部を水
抜き排水路に接続した（請求項３）。（４）．（１）、（２）又は（３）記載の浄水装置にお
いて、前記第３次フィルターと前記第４次フィルターと
の間に一時的に水を貯える貯水タンクを設けると共に、
前記給水口から前記貯水タンクまでの給水路に前記貯水
タンク内の圧力に応じて給水を行ない或は給水を停止す
る自動給水停止弁を設けた（請求項４）。（５）．（１）、（２）、（３）又は（４）記載の浄水
装置において、前記第４次フィルターと前記蛇口との間
に、前記第４次フィルターから前記蛇口までの給水路か
ら分岐し少なくとも前記給水路内の水を外部に排出する
排出路を設けた（請求項５）。（６）．（５）記載の浄水装置において、前記排出路と
請求項３記載の水抜き排水路とを合流させた（請求項
６）。（７）．（１）、（２）、（３）、（４）、（５）又は
（６）記載の浄水装置において、前記給水路に該給水路
内の水温を検出する水温感知装置を設けるとともに、前
記排出路に電磁弁を設け、前記水温感知装置が所定の温
度を検出したときに、この検出信号に基づいて前記電磁
弁を開き前記給水路の水を抜くことができるようにした
（請求項７）。（８）．（７）記載の浄水装置において、前記水温感知
装置に代えて前記電磁弁に水温検知機能を持たせた（請
求項８）。（９）．（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、
（６）、（７）又は（８）記載の浄水装置において、前
記第１次フィルターの上流部で分岐して前記蛇口に至る
簡易処理給水路を設けると共に前記蛇口の部位に三方弁
を設け、前記給水路及び前記三方弁を経て前記蛇口に至
る水路と、前記簡易処理給水路及び前記三方弁を経て前
記蛇口に至る水路とを選択可能とした（請求項９）。（１０）．（９）記載の浄水装置において、前記簡易処
理給水路中に、水中の有機化合物を除去する活性炭フィ
ルターを設けた（請求項１０）。（１１）．（４）、（５）、（６）、（７）、（８）、
（９）又は（１０）記載の浄水装置において、前記水抜
き排出路に、定期的に開閉制御される制御弁を設けた
（請求項１１）。（１２）．（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、
（１０）又は（１１）記載の浄水装置において、前記貯
水タンクの水を前記第３次フィルターの前記原水入口か
ら排水出口部に導き、前記貯水タンクの水を用いて前記
第３次フィルターを洗浄するようにした（請求項１
２）。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。［１］請求項１乃至４に対応する例図１は請求項１に対応する浄水装置の構成の概要を示し
ている。図１において、符号１は当該浄水装置の給水口
を示し、原水としての水道水あるいは井戸水などを供給
する図示しない給水管と接続される。符号２は原水中の
５μｍ以上の錆、泥、水垢などの微細な含有物や溶解物
を除去する性能を有する第１次フィルターを示し、給水
口１とこの第１次フィルターの入口部２ｉとは給水路を
構成する配管Ｐ１により接続されている。この第１次フ
ィルター２としては、例えば、ポリエステル繊維を多層
構造に巻いた構造のフィルターが使用される。

【００１４】符号３はブースターポンプを示し、このブ
ースターポンプ３の入口部３ｉと第１次フィルター２の
出口部２ｄとは電磁バルブ４を介して配管Ｐ２により接
続されている。符号５は原水中の少なくとも塩素成分を
除去する第２次フィルターを示し、この第２次フィルタ
ー５の入口部５ｉとブースターポンプ３の出口部３ｄと
は配管Ｐ３により接続されている。この第２次フィルタ
ー５としては、ポリエステル容器内に装着された粒状活
性炭のカートリッジを具備したものが使用され塩素とア
ンモニアの化合物など一部の有機化合物も除去すること
ができる。

【００１５】配管Ｐ２の途中に設けられた電磁バルブ４
は通常時は閉状態であり、ブースターポンプ３が起動さ
れるのに連動して開状態に制御される。

【００１６】符号６は原水中の１００００分の１μｍま
での溶解物を除去する逆浸透膜を具備した第３次フィル
ターを示し、この第３次フィルター６の原水入口部６ｉ
と第２次フィルター５の出口部５ｄとは配管Ｐ４により
接続されている。なお、第３次フィルター６において便
宜上、逆浸透膜を通過前の水を原水、通過後の水を純水
と表現する。

【００１７】ここで、第３次フィルター６の出口部は逆
浸透膜を通過した水の出口部である純水出口部６ｄ１
と、逆浸透膜を通過できずしたがってバクテリア、ウイ
ルス、無機塩類、有害金属、放射性物質やこれらの溶解
物などを含んだ水を排出する排水出口部６ｄ２の２つが
ある。

【００１８】第３次フィルター６の概略構造を図２によ
り説明する。図２において、第３次フィルター６は原水
入口部６ｉの上流側から純水出口部６ｄ１或いは排水出
口部６ｄ２の設けられた下流側に向けて、プリフィルタ
ー６−１、メーンフィルター６−２、活性炭フィルター
６−３の３部分からなる。

【００１９】プリフィルター６−１は溶解物例えば、比
較的大きなバクテリア１２（０．４〜１μｍ）やウィル
ス１２'（０．２〜０．４３μｍ）、有機物、無機物、
化合物等の不純物１２''等を取り除いてメーンフィルタ
ー６−２を保護するためのフィルターであり、原水に含
まれる不純物の量や程度が良好ならば、必ずしも設けな
くてもよい。メーンフィルター６−２は筒状をしたケー
ス６−２−１とともに構成されていて、該ケース６−２
−１の内部に設けた穴あき管６−２−２と、この穴あき
管６−２−２の周囲にスペーサー６−２−４を介して多
重巻きされた逆浸透膜を有し、ケース６−２−１の長手
方向での一方側に設けた原水入口部６ｉから該長手方向
の他方側に設けた排水出口部６ｄ２に向けて原水が流れ
る過程で、逆浸透膜を通過した純水が穴あき管６−２−
２内に導かれ純水出口部６ｄ１から取り出される。

【００２０】ケース６−２−１内に構成された逆浸透膜
の多重巻き構造を模視的に示した図３において、純水通
過層６―２―８を挟むシート状の２枚の逆浸透膜６−２
−３と、これら逆浸透膜６−２−３を外側から挟んでい
るスペーサー６−２−４が穴あき管６−２−２のまわり
に巻かれている。

【００２１】これら純水通過層６―２―８、逆浸透膜６
−２−３、スペーサー６−２−４などが穴あき管６−２
−２のまわりに多重巻きされ、外周面部を表面カバー６
−２−５で包んでいる。

【００２２】こうして多重巻きされたシートの外周はリ
ング状をしたブラインシール６−２−７で止められてい
る。さらに、ブラインシール６−２−７は円筒状のケー
ス６−２−１の内周部に嵌合している。プリフィルター
６−１からメーンフィルター６−２に導かれた原水は多
重巻きされたスペーサー６−２−４の端面部からのみ該
スペーサー６−２−４の内部に入り、ケース６−２−１
の長手方向に沿って流れていく。逆浸透膜６−２−３の
端面部や純水通過層６−２−８の端面部から原水が侵入
することはなく、また侵入することがないように必要箇
所は適宜の手段で封止されている。

【００２３】原水は、多重巻きされたスペーサー６−２
−４の部分を通る過程で、図４で示すようにその一部の
水が２つの逆浸透膜６−２−３間の純水通過層６−２−
８内に浸透し、純水として取り込まれる。純水通過層６
−２−８内に取り込まれた純水は純水通過層６−２−８
に沿って穴あき管６−２−２のまわりをまわりながらし
だいに穴あき管６−２−２に近づき、穴あき管６−２−
２の外周面に形成された穴を経て、穴あき管６−２−２
の内部に取り込まれる。そのようにさせるために、純水
通過層６−２−８は穴あき管６−２−２の外周面に形成
された穴に連通する構造となっている。

【００２４】なお、図３において符号６−２−６はこれ
ら逆浸透膜６−２−３、純水通過層６−２−８、スペー
サー６−２−４などが多重に巻かれた内側の部位をまと
めて模視的に断面表示したものである。

【００２５】図３において矢印１３ａは、メーンフィル
ター６−２に導かれた原水の進行経路を示す。また矢印
１３ｂは原水の一部であって、メーンフィルター６−２
を通過する間に逆浸透膜６−２−３と通過する向きに進
む一部の流れを示す。

【００２６】こうして矢印１３ｂに沿い、逆浸透膜６−
２−３を経て純水通過層６−２−８に取り込まれた純水
は、前記したように穴あき管６−２−２の内部に導か
れ、純水出口部６ｄ１から矢印１３ｄで示すように純水
として取り出すことができるし、スペーサー６−２−４
を流れた原水は逆浸透膜６−２−３の外側に残留付着し
た溶解物などの不純物を取り込むことにより汚染度の高
い排水として矢印１３ｅで示すように排水出口部６ｄ２
から排出される。

【００２７】逆浸透膜６−２−３による水の分離メカニ
ズムを模視的に示した図４において、逆浸透膜６−２−
３で挟まれた純水通過層６−２−８は純水の流れる純水
チャネルを構成している。また、スペーサー６−２−４
は逆浸透膜６−２−３を隔てるとともに、原水が流れる
通路を構成している。図中、丸印は純水を示し、三角印
は逆浸透膜６−２−３から排除された溶解物、丸印は純
水を示す。

【００２８】図１において、第２次フィルター５の出口
部５ｄと原水入口部６ｉとは配管Ｐ４により接続されて
いる。排水出口部６ｄ２と接続された配管Ｐ５は自動洗
浄弁７を介して当該浄水装置外の排水路などと適宜接続
される水抜き排水路である。

【００２９】本例では第３次フィルター６における逆浸
透膜６−２−３は濾過方式でなく、分離方式を採用して
いるので、当該浄水装置が最初に起動されたときや、起
動中の一定時間毎に自動洗浄弁７を開くことにより、逆
浸透膜６−２−３を通過できなかった原水を溶解物含有
の排水として外部に放出することができる。ここで、自
動洗浄弁７を開くとは、弁を全開することを意味し、全
開にすることによって、勢いのある多量の水が逆浸透膜
６−２−３の表側に付着している汚れを洗い流し、いわ
ば目詰まり状になっている逆浸透膜６―２−３をリフレ
ッシュさせて、低下した水の浄化性能を回復させること
ができる。

【００３０】なお、自動洗浄弁７の全開時の弁の開度を
１００％とすると、この浄水装置における通常の運転時
における弁の開度は２５〜５０％程度に絞られた状態に
なっている。このため、通常運転時において逆浸透膜６
−２−３の表側の圧力が高められるので、純水通過層６
−２−８を通過する純水量を所定量に維持できる。

【００３１】符号９は圧力容器からなる貯水タンクを示
す。貯水タンク９は一次的に水を貯蔵する。この貯水タ
ンクの接続口９ｊと第３次フィルター６の純水出口部６
ｄ１とは配管Ｐ６で接続されている。なお、この配管Ｐ
６の途中には自動給水停止弁８が介在されている。

【００３２】符号１０は第４次フィルターを示し、活性
炭層を有するカーボンフィルターからなり、極少量の気
化塩素や異臭味などの原因となる微少有機物活性炭で除
去し、味を整え悪臭を除去した美味で安全な水にする。
第４次フィルター１０の入口部１０ｉと接続口９ｊとは
配管Ｐ７により接続されている。符号１１は蛇口、符号
１１ａは蛇口を開閉するレバーを示す。蛇口１１と第４
次フィルター１０の出口部１０ｄとは配管Ｐ８により接
続されている。

【００３３】この発明の浄水装置は、図１に示した構成
において、ブースターポンプ３と電磁バルブ４とを除去
して出口部２ｄと入口部３ｉとを直接、配管Ｐ２で接続
するとともに、純水出口部６ｄ１を直接蛇口１１に接続
した構成をとることによっても成立する。その場合、貯
水タンク９、自動給水停止弁８は不要である。かかる構
成としても、給水口１からある程度の圧力を有した原水
が供給される場合には、その原水は、第１次フィルター
２、第２次フィルター５、第３次フィルター６を経て蛇
口１１から出る水は浄化されたものとなっている。

【００３４】但しこの場合には、逆浸透膜を使用した第
３次フィルター６の処理能力はそれほど高くないので、
蛇口１１で多量の水を必要とするユーザーの浄化装置と
しては充分ではない。

【００３５】そこで、水の消費量が大きい場合に対応す
るため、水を貯える貯水タンク９を備えた浄化装置とす
る。その場合には、図１に示したようにブースターポン
プ３、電磁バルブ４、貯水タンク９、自動給水停止弁８
などを一緒に装備するものとする。

【００３６】第２次フィルター５は、材質的に塩素成分
に弱い逆浸透膜６−２−３を保護する上で必要である。
ブースターポンプ３は逆浸透膜６−２−３に圧力をかけ
て純水化処理を行なうとともに、加圧により貯水タンク
９に水を貯える。システム保護のため電磁バルブ４が設
けられていて、ブースターポンプ３が起動すると連動し
て電磁バルブ４が開くように制御されるようになってい
る。

【００３７】自動給水停止弁８は０．３〜０．５ｋｇ／
ｃｍ²に加圧された貯水タンク９の圧力が所定の圧力、
例えば３〜４ｋｇ／ｃｍ²の圧力に達すると、これを検
知し水路を閉じる。また、この検知信号に基づいて、ブ
ースターポンプ３を停止させるとともに、電磁バルブ４
や自動洗浄弁７を閉じる。

【００３８】このように、貯水タンク９内の圧力に応じ
て給水を行ない或は給水を停止することができる。自動
給水停止弁８の働きにより貯水タンク９内の圧力は所定
の一定圧に制御される。蛇口１１で水が使用されると貯
水タンク９の圧力が低下し、この圧力低下を補うように
自動的にブースターポンプ３、電磁バルブ４、自動洗浄
弁７が作動し水の補充が行なわれる。

【００３９】かかる制御を自動的に行なうために、図１
３に示すように制御部１４により、ブースターポンプ
３、電磁バルブ４、自動洗浄弁７、自動給水停止弁８を
制御する構成とすることができる。或いは,図５に示す
ように、自動給水停止弁８だけが直列に接続されてい
て、その下流位置にブースターポンプ３、電磁バルブ
４、自動洗浄弁７、自動給水停止弁８がそれぞれ電源２
５に対して直列に接続した構成の制御手段により制御す
ることもできる。

【００４０】かかる回路構成では、例えば、ブースター
ポンプ３、電磁バルブ４、自動洗浄弁７を、電気的にオ
ン状態にしておくことにより自動給水停止弁８の働きだ
けで、浄水装置の制御を自動的に行なうことができる。
例えば、貯水タンク９が自動給水停止弁８で設定された
所定の設定圧以上ならば自動給水停止弁８の弁は閉じ状
態となっていて、かつ、スイッチ部はオフとなってい
る。この状態では、自動給水停止弁８のスイッチがオフ
であるからブースターポンプ３、電磁バルブ４、自動洗
浄弁７は全て駆動を停止している。

【００４１】給水口１に設けられた図示しない給水弁が
開けられ、電源が入ると、自動洗浄弁７が約１８秒間、
全開して自動洗浄を約１８秒間行なう。また蛇口１１で
水の使用があり、貯水タンク９の内圧が所定圧より約１
ｋｇ／ｃｍ²低下すると、自動給水停止弁８のスイッチ
がオンになり、これにより電磁バルブ４が開き、ブース
ターポンプ３が再起動して貯水タンク９に浄化された水
が送り込まれる。

【００４２】ブースターポンプ３の駆動により浄水処理
が行なわれて貯水タンク９が所定の圧力になったことが
自動給水停止弁８により検知されると、該自動給水停止
弁８のスイッチがオフ（閉）状態となり、ブースターポ
ンプ３が停止し、電磁バルブ４も閉じる。これにより、
貯水タンク９には常時、浄化水が貯留される。

【００４３】第１図に示した浄水装置の変形例として、
図６に示すように第２次フィルター５と第３次フィルタ
ー５とを接続している配管P４の途中に補助フィルター
５−１を介在させる例を挙げることができる。補助フィ
ルター５−１としては、純度の高い活性炭を使用したフ
ィルターを使用する。この補助フィルター５−１は、必
須のものではないが、これを設けることにより、塩素或
いは、塩素とアンモニアとの化合物などの有機化合物を
除去する能力が一段と向上する。以下の例においても、
この補助フィルター５−１を使用した例で説明する。

【００４４】以上に説明した浄水装置の構成において、
給水口１から第１次フィルター２、電磁バルブ４、ブー
スターポンプ３、第２次フィルター５、必要に応じて設
けられる補助フィルター５−１、第３次フィルター６、
自動給水停止弁８を経て貯水タンク９に至る配管系、貯
水タンク９から第４次フィルター１０を経て蛇口１１に
至る配管系は給水路を構成している。［２］請求項５乃至８に対応する例図７に本例の浄水装置の構成を示す。この浄水装置にお
いて、既に説明した図１、図６に示した構成と共通の部
材には同じ符号を付し、説明は省略する。第３次フィル
ター６は逆浸透膜６−２−３を構成要素として具備して
いて、これが凍結すれば、この浄水装置の浄水、排水機
能が破壊され装置が機能しなくなる。

【００４５】浄水装置が稼動している間は給水路に水の
流れが生じていることから浄水装置の給水路、諸フィル
ターなどの部材における水の凍結は生じないが、貯水タ
ンク９が所定圧に達して所謂満水状態になり、浄水動作
が長期にわたり停止している場合であって、環境温度が
凍結温度まで低下したときには、主として使用される１
／４インチ乃至３／８インチを使用する配管内の水が凍
結し、暫時、浄水装置のシステム全体が凍結するおそれ
がある。

【００４６】そこで、本例では、図７に示すように第
４次フィルター１０と蛇口１１との間に、第４次フィル
ター１０から蛇口１１までの給水路を構成する配管P８
から分岐した排出路としての配管P９を設けた。この配
管P９は図１で説明した例のように当該浄水装置の排水
路などと適宜接続することもできるし、既に上記排水路
に接続されている水抜き排水路としての配管P５に接続
することもできる。さらに、この配管Ｐ９の途中に電磁
弁１５を設けている。

【００４７】一方、配管Ｐ４の途中であって、第３次フ
ィルター６寄りの部位には、該配管Ｐ４内を通る水の温
度を検知する水温感知装置１６を設けた。水温感知装置
１６は凍結温度よりも少し高い所定の温度に設定してあ
る。水温感知装置１６が前記所定の温度を検出したとき
に、この検出信号に基づいて電磁弁１５を開く。すると
圧力タンク９内の水が配管Ｐ７、第４次フィルター１
０、配管Ｐ８、配管Ｐ９を経て排水される。この排水に
伴い、配管部等に水の流れが生ずるので凍結が防止され
る。

【００４８】さらに、上記のように圧力タンク９の水が
排水されることにより、圧力タンク９の圧力が低下す
る。これに伴い、自動給水停止弁８が開くとともに、ブ
ースターポンプ３が起動し、かつ、電磁バルブ４が開い
て、圧力タンク９に給水口１から給水された直後の原水
を処理したことにより原水の温度を保持した浄化された
水が補充される。通常、原水の温度は凍結温度よりもか
なり高いので、給水口１から圧力タンク９までの経路、
さらに、圧力タンク９から配管Ｐ７、第４次フィルター
１０、配管Ｐ８、配管Ｐ９を経て排水される経路につい
ても加温されて、一層の凍結防止がなされる。

【００４９】かかる加温による温度上昇を水温感知装置
１６が検知すると、この検知信号に基き電磁弁１５が閉
じ圧力タンク９内の浄化水の流出は停止し、再び圧力タ
ンク９内に貯水される。自動給水停止弁８が閉じると、
ブースターポンプ３が停止し、かつ、電磁バルブ４も閉
じる。時間が経過して環境温度が低下し、再び水温感知
装置１６が所定の温度を検知すると、上記の作動を繰り
返し、凍結の防止がなされる。

【００５０】水温感知装置１６が配置された部位は、図
７において第３次フィルター６に近い配管Ｐ４の部位と
したが、これが経験的に当該浄化装置において最も凍結
開始が早い箇所である。なお、この部分以外に凍結開始
が早い箇所があれば、その箇所に水温感知装置１６を配
置するものとする。

【００５１】水温感知装置１６が５°Ｃ乃至０°Ｃの適
宜の設定温度になったならば、図１３に示すようにその
感知信号を制御部１４に出力する。制御部１４はこの感
知信号を入力したら電磁弁１５を開くように制御指令を
出し、電磁弁１５を開く。

【００５２】電磁弁１５が開くと圧力タンク９内の水が
配管Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９を経て、排水路に放出される。こ
のため、貯水タンク９の内圧が低下すれば、放出された
水を補充するためブースターポンプ３が起動開始し、自
動洗浄弁７も開き、当該浄水装置におけるほぼ全給水路
に水が流れる。したがって、蛇口１１のできるだけ近傍
に分岐させて配管Ｐ９を設けるのがよい。水の流れが生
ずれば凍結は生じない。

【００５３】環境温度が上昇し、水温感知装置１６が凍
結危険領域の温度を脱したことが制御部１４により認識
されると、電磁弁１５が閉じる。これにより貯水タンク
９の内圧が所定の圧力になったときに浄水装置の駆動は
停止する。

【００５４】上記のように制御部１４を用いて制御する
こともできるが、これに代えて図８に示すような回路に
より制御することもできる。図８に示す回路の一部は図
５により既に説明した構成と共通部分を含むので、異な
る点のみを説明する。この例では、電源２５に対して並
列に電磁弁１５を接続し、この電磁弁１５における並列
な接続経路の途中に水温感知装置１６を直列に接続して
いる。かかる構成により、電磁弁１５を水温感知装置１
６に従属させて動作させることが可能である。

【００５５】例えば、水温感知装置１６が所定の温度を
感知したときにスイッチを閉じれば、これにより電磁弁
１５に電流が流れ、バルブを開く動作を行なわせること
ができる。また、水温感知装置１６が所定温度外の温度
を感知したときにはスイッチを開く。これにより電磁弁
１５に流れる電流が断たれ、機械的な力、例えはばねの
弾性によりバルブが閉じた状態になる。

【００５６】なお、上記例では配管Ｐ４に独立した水温
感知装置１６を設けたが、これに限らず、例えば、水温
感知装置１６を設けないでその代わりに電磁弁１５に温
度感知機能を持たせた構成のものを使用する構成とする
こともできる。その場合には、配管Ｐ９内の水温感知に
応じて電磁弁１５が開閉されることとなる。［３］請求項９乃至１０に対応する例逆浸透膜を使用した分離方式の第３次フィルター６で
は、純水／排水の比率が１／２〜１／４と比較的低く、
省資源の面から飲料、料理用水として全てに浄化真水を
使用するのは不経済であるという問題がある。本例は、
かかる問題を解決するものである。

【００５７】これまで説明した浄水装置のうち、図７で
説明した構成の浄水装置についての適用例を説明する。
図９において、第１次フィルター２の上流部で分岐して
蛇口１１に至る簡易処理給水路としての配管Ｐ１０を設
けた。配管Ｐ１０は配管Ｐ１から分岐して蛇口１１に至
る。その上で、蛇口１１には配管Ｐ８と、配管Ｐ１０か
らの２系統からの水の入力があるので、これらを切り換
えるために、蛇口１１の部位に三方弁２０を設けた。

【００５８】これにより、配管８による給水路及び三方
弁２０を経て蛇口１１に至る水路と、簡易処理給水路と
しての配管Ｐ１０及び三方弁２０を経て１１蛇口に至る
水路とが、三方弁２０の操作により選択可能となる。さ
らに、簡易処理給水路としての配管Ｐ１０中に、水中の
有機化合物を除去する活性炭フィルター２１を設けた。

【００５９】三方弁２０の構成例を図１０により説明す
る。図１０において、三方弁２０は入口部が配管Ｐ１０
と配管Ｐ８とに連通されていて、出口部が蛇口１１に連
通されている。回転子２０ａは、配管Ｐ１０と蛇口１１
とを連通する回転位置と、配管Ｐ８と蛇口１１とを連通
する回転位置とをとり得る。図１０に示した回転位置で
は、、配管Ｐ８と蛇口１１とが連通している。この図示
の回転位置から回転子２０ａを時計回りの向きに約３０
°回転させると、配管Ｐ１０と蛇口１１とが連通するよ
うになる。

【００６０】このように、回転子２０ａの回転位置を切
り換えることにより、飲料、料理用水など浄化水を使用
する必要のある水、つまり、直接人体に取り入れる水を
使用する場合には第３次フィルター６などを通る給水路
を選択するし、家屋の清掃など浄化水を使用する必要の
ない水、つまり、直接人体に取り入れない水を使用する
場合には活性炭フィルター２１を通る簡易処理給水路を
選択すればよい。水の用途に応じて三方弁２０を切り換
えることにより、第３次フィルター６などを通る給水路
におけるブースターポンプ３やその他の機器に要する電
気消費量の軽減を図り、経済的に水を使用することもで
きる。［４］請求項１１乃至１２に対応する例図１、図６、図９で説明したように本発明にかかる各浄
水装置には、自動洗浄弁７が用いられていて、これを開
くことにより水道水、井戸水、河川水などの原水が原水
入口部６ｉから入り、排水出口部６ｄ２を経て自動洗浄
弁７を通り、排出される過程で、逆浸透膜６−２−３の
外側を洗浄する。このとき、同時に電磁バルブ４が開き
かつ、ブースターポンプ３が作動する。

【００６１】第３次フィルターの洗浄用水として原水を
用いることによりかなりの洗浄効果がある。しかし、洗
浄に用いる原水には、既に溶解物が含まれている。そこ
で、本例では、溶解物質を完全に除去した後、貯水タン
ク９に貯水されている浄化水を第３次フィルター６の洗
浄用水として利用することとした。貯水タンク９に貯水
されている浄化水ならば、逆浸透膜６−２−３に付着し
ている溶解物質を純水中に溶解することにより洗浄効果
が一層顕著になる。

【００６２】かかる洗浄を可能にするため、図１１に示
すように、自動給水停止弁８と接続口９ｊとを結ぶ配管
Ｐ６の途中部分と、水温感知装置１６と原水入口部６ｉ
とを結ぶ配管Ｐ４の途中とを配管Ｐ１１で連結した。さ
らに、配管Ｐ１１と配管Ｐ４との接続部に、通電により
水の進路を切り換えることのできる三方通水路を有する
アクチュエータ２３を設けた。

【００６３】このアクチュエータ２３は、水温感知装置
１６と原水入口部６ｉとを連通状態にする通水路と、配
管Ｐ１１と接続口９ｊとを連通状態にする通水路とを内
蔵していて、通電に応じてこれらの何れかの通水路を閉
じたときには他の通水路を開く。この制御は、図１３に
示すように制御部１４が行なう。

【００６４】図１２に示す制御用の回路を示す。図１２
において、この回路の一部は図８により既に説明した構
成と共通部分を含むので、異なる点のみを説明する。電
源２５の最上流位置にタイマー２２を並列に接続し、さ
らにタイマー２２によりアクチュエータ２３がオン、オ
フ制御されるようにしている。

【００６５】このようにアクチュエータ２３を設けると
共に、タイマー２２を設けた。タイマー２２は２つの異
なる回路を有する。タイマー２２は２４時間に１回６０
秒間の停止時間を持つ。

【００６６】図１１に示す浄化装置が２４時間、通常運
転されているときには、アクチュエータ２３は水温感知
装置１６から出た水を原水入口部６ｉ側に向けて導くよ
うに通水路を開き、接続口９ｊへの通水路を閉じてい
る。これにより、通常運転中は第１次フィルター２、第
２次フィルター５、補助フィルター５−１などを経た
水、つまり、第３次フィルター６を通過前の原水に近い
水により、逆浸透膜６−２−３が洗浄される。

【００６７】タイマー２２が６０秒間の停止時間に達す
ると、浄化装置全体の電源は遮断され、通水も自動的に
停止する。タイマー２２はこの停止時間中、第２の回路
が接続状態となり、配管Ｐ１１の水を接続口９ｊへ導く
ようにアクチュエータ２３の通水路が開き、水温感知装
置１６から接続口９ｊへの通水路は閉じる。

【００６８】これにより、貯水タンク９に３〜４ｋｇ／
ｃｍ²で加圧されている浄化水が６０秒間の間にアクチ
ュエータ２３を通り、逆浸透膜６−２−３に付着してい
る溶解物質を純水中に溶解しつつ、自動洗浄弁７を経て
排出される。タイマー２２が停止時間６０秒を過ぎる
と、回路は通常運転の状態に戻り、アクチュエータ２３
は水温感知装置１６から出た水を原水入口部６ｉ側に向
けて導くように通水路を開き、接続口９ｊへの通水路を
閉じる状態になり、通常通り浄水を行なうようになる。
なお、タイマー２２の設定時間は２４時間に１回駆動に
限らず、１２時間に１回駆動とすることもできるし、停
止時間も６０秒に限らず他の任意の時間設定が可能であ
る。

【００６９】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、高度に浄化さ
れた水を得ることのできる逆浸透膜を利用した浄水装置
を得ることができる。請求項２記載の発明では、第2次
フィルターにより塩素成分を除去することで逆浸透膜を
保護して長期の使用に供することが可能となる。

【００７０】請求項３記載の発明では、所謂分離方式を
採用することにより、逆浸透膜を保護しつつ原水の浄化
処理を効率的に行なうことができる。請求項４記載の発
明では、貯水タンクに水を貯水することにより、必要量
の水を常時確保することが可能である。請求項５、６記
載の発明では、排出路を通じて水を流すことにより浄化
装置の配管系における凍結を防止することができる。

【００７１】請求項７、８記載の発明では、水温感知装
置により、自動的に浄水装置内に水の流れをつくり、凍
結を防止することができる。請求項９記載の発明では、
簡易処理給水路および三方弁を設けることにより用途に
応じて水の使い分けが可能となり、省資源の面から飲
料、料理用水として全てに浄化真水を使用する必要がな
くなり好都合である。

【００７２】請求項１０記載の発明では、簡易処理給水
路を通る水についても最低限の処理を行なうことで用途
に応じた利用が可能である。請求項１１記載の発明で
は、定期的に開閉される制御弁を設けたことにより第3
次フィルターの排水を行なうことができる。請求項１２
記載の発明では、第3次フィルターを経たきれいな水に
より第3次フィルターの汚れを洗浄してきれいにするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】浄水装置の概略構成図である。

【図２】第3次フィルターの模式的な断面図である。

【図３】第3次フィルターの部分断面外観斜視図であ
る。

【図４】逆浸透膜部分の概略断面図である。

【図５】浄水装置における使用機器類の制御用回路図で
ある。

【図６】浄水装置の一部を示した図である。

【図７】浄水装置の概略構成図である。

【図８】浄水装置における使用機器類の制御用回路図で
ある。

【図９】浄水装置の概略構成図である。

【図１０】三方弁の一例を説明した部分断面図である。

【図１１】浄水装置の概略構成図である。

【図１２】浄水装置における使用機器類の制御用回路図
である。

【図１３】浄水装置の制御用ブロック図である。

【符号の説明】

１給水口２第１次フィルター３ブースターポンプ６第3次フィルター１０第４次フィルター１１蛇口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D006 GA03 HA61 JA39A JA55A JA57A JA59A JA63A JA67A KA02 KA17 KA63 KA71 KB12 KB14 KC02 KC12 KD19 KE08Q KE16Q KE22Q KE24Q KE28Q MA03 PA01 PB05 PB06 PC51 4D024 AA02 AA05 AB11 BA02 BB01 BC01 CA01 CA11 DA04 DB03 DB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原水を取り込む給水口から蛇口までの間の
給水路に設けられる浄水装置であって、前記原水中の５μｍまでの溶解物を除去する第１次フィ
ルターと、ブースターポンプと、前記原水中の１０００
０分の１μｍまでの溶解物を除去する逆浸透膜を具備し
た第３次フィルターと、味を整え悪臭を除去する第４次
フィルターとを、前記給水口から前記蛇口に向かう給水
方向の上流側から下流側に順に配列接続したことを特徴
とする浄水装置。
【請求項２】請求項１記載の浄水装置において、前記ブ
ースターポンプと前記第３次フィルターとの間に、前記
原水中の少なくとも塩素成分を除去するフィルターであ
って粒状の活性炭を利用した第２次フィルターを設けた
ことを特徴とする浄水装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の浄水装置において、
前記第３次フィルターは筒状をしたケース内に設けた穴
あき管の周囲にスペーサを介して逆浸透膜を多重巻き
し、前記ケース内の一方側に設けた原水入口部から他方
側に設けた排水出口部に向けて原水を流す過程で、逆浸
透膜を通過した処理水を前記穴あき管内に導き純水出口
部から取り出すようにしたものであり、前記排水出口部
を水抜き排水路に接続したことを特徴とする浄水装置。
【請求項４】請求項１、２又は３記載の浄水装置におい
て、前記第３次フィルターと前記第４次フィルターとの
間に一時的に水を貯える貯水タンクを設けると共に、前
記給水口から前記貯水タンクまでの給水路に前記貯水タ
ンク内の圧力に応じて給水を行ない或は給水を停止する
自動給水停止弁を設けたことを特徴とする浄水装置。
【請求項５】請求項１、２、３又は４記載の浄水装置に
おいて、前記第４次フィルターと前記蛇口との間に、前
記第４次フィルターから前記蛇口までの給水路から分岐
し少なくとも前記給水路内の水を外部に排出する排出路
を設けたことを特徴とする浄水装置。
【請求項６】請求項５記載の浄水装置において、前記排
出路と請求項３記載の水抜き排水路とを合流させたこと
を特徴とする浄水装置。
【請求項７】請求項１、２、３、４、５又は６記載の浄
水装置において、前記給水路に該給水路内の水温を検出
する水温感知装置を設けるとともに、前記排出路に電磁
弁を設け、前記水温感知装置が所定の温度を検出したと
きに、この検出信号に基づいて前記電磁弁を開き前記給
水路の水を抜くことができるようにしたことを特徴とす
る浄水装置。
【請求項８】請求項７記載の浄水装置において、前記水
温感知装置に代えて前記電磁弁に水温検知機能を持たせ
たことを特徴とする浄水装置。
【請求項９】請求項１、２、３、４、５、６、７又は８
記載の浄水装置において、前記第１次フィルターの上流
部で分岐して前記蛇口に至る簡易処理給水路を設けると
共に前記蛇口の部位に三方弁を設け、前記給水路及び前
記三方弁を経て前記蛇口に至る水路と、前記簡易処理給
水路及び前記三方弁を経て前記蛇口に至る水路とを選択
可能としたことを特徴とする浄水装置。
【請求項１０】請求項９記載の浄水装置において、前記
簡易処理給水路中に、水中の有機化合物を除去する活性
炭フィルターを設けたことを特徴とする浄水装置。
【請求項１１】請求項４、５、６、７、８、９又は１０
記載の浄水装置において、前記水抜き排出路に、定期的
に開閉制御される制御弁を設けたことを特徴とする浄水
装置。
【請求項１２】請求項５、６、７、８、９、１０又は１
１記載の浄水装置において、前記貯水タンクの水を前記
第３次フィルターの前記原水入口から前記排水出口部に
導き、前記貯水タンクの水を用いて前記第３次フィルタ
ーを洗浄するようにしたことを特徴とする浄水装置。