JP2006150321A - 浄水器 - Google Patents

Abstract

【課題】 活性炭の再生能に影響を与えている気液混合状態を長時間維持することを可能にし、活性炭の寿命を長くできる浄水器の提供。
【解決手段】 活性炭収納容器と前記活性炭収納容器に水を供給する給水手段と前記給水手段と前記活性炭収納容器とを接続する配管部と前記活性炭収納容器内で浄化された水を吐水するための吐水流路を備え、前記活性炭収納容器の下部および／または上部に加熱手段を備え、前記配管部は前記給水手段から前記活性炭収納容器まで水が通水する通水流路と前記通水流路の途上で分岐される排水流路を設け、加熱時に前記排水流路、前記通水流路および前記吐水流路への通水を制御することで活性炭の再生を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、加熱により再生が可能な活性炭を有する浄水器に関する。

従来、水道水中の有機物や無機物を除去することで飲み水用の浄水を生成する家庭用浄水器が市販されており、有機物を取る手段としては、主に中空糸と活性炭が用いられている。中空糸は有機物や無機物を細孔に引っかけるように除去し、細孔より、大きな有機物や無機物をすべて除去することができる。また、活性炭は、細孔に有機物が吸着することで除去され、吸着のされ易さは、物質の親水度によって変動する。活性炭の細孔に吸着した有機物は、このような浄化部を有する浄水器において従来、中空糸や活性炭に引っかかった有機物を逆洗浄することによって、剥離させ除去する再生方法が行われてきた（特許文献１）。

しかし、中空糸の再生については、有機物を細孔により引っかけて取るという原理であるため、逆に流すことで、引っかかりが取れ、再生される。しかし、活性炭は有機物を細孔に吸着させているため、脱離するにはあるエネルギーが必要となる。そのため、逆側に水を流すだけでは、脱離エネルギーは得られず、細孔に吸着した有機物は全く再生されない。

そのため、活性炭については、細孔から脱離させるため、熱エネルギーを加えるために、蒸気を逆向きに流すことにより、やはり有機物を脱離させる再生方法が知られている（特許文献２）。

しかし、蒸気を逆向きに流すと、水を流した場合と比較してエネルギーが得られるため、確かに細孔に吸着した揮発性有機物は脱離し易くなる。しかし、活性炭に付着している有機物のうち不揮発性の有機物は、蒸気だけの状態では除去されにくく、気液混合状態にすることで、脱離が促進される。そのため、蒸気を逆方向に流しても、不揮発性有機物が脱離されにくい。

また、活性炭を容器に収容し、容器に設けられたヒーターにより、容器を加熱する。その際、容器内の水が沸騰し、圧力が高まることで容器内の水が通水方向と同方向に抜け、缶内は蒸気と水の気液混合状態となる。その気液混合状態を作ることによって、活性炭に吸着した有機物を脱離させる方法が知られている。

しかし、円筒形活性炭において、円筒外側方向から円筒内側方向に通水し、同方向に抜くと、円筒内側方向から水を抜くこととなる。円筒内側方向は、空気との接触が無いため、冷めにくく沸騰状態が激しくなることで圧力が急激に高まり、水の抜けが早い。そのため、気液混合状態は長時間維持されず、すぐに水が抜けきってしまう。また、通水方向と同方向に水を抜くため、有機物の付着が少ない部分で気液混合状態が最も長く維持され、有機物の付着が多い部分では気液混合状態が維持されない問題がある。
特開平６−３４３９５３ 特開平６−７７７２

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、活性炭の再生能に影響を与えている気液混合状態を長時間維持することを可能とし、活性炭の寿命を長くすることである。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明は、活性炭を収納した活性炭容器と前記活性炭容器に水を供給する給水手段と前記給水手段と前記活性炭容器とを接続する配管部と前記活性炭容器内で浄化された水を吐水するための吐水流路と前記活性炭容器への給排水を制御する制御手段とを備え、前記活性炭容器は前記給水手段から供給された水を導入する入水口と前記吐水流路に連通された吐水口と前記活性炭容器の下部および／または上部に前記活性炭容器を加熱する加熱手段を備え、前記配管部は前記給水手段から前記入水口まで水が通水する通水流路と前記通水流路の途上で分岐される排水流路と前記排水流路への通水を制御する排水弁と前記通水流路と前記排水流路の分岐部又はそれよりも上流側に位置し通水を制御する入水弁を備え、前記吐水流路には通水を制御する吐水弁を有し前記制御手段は前記排水弁、前記入水弁および前記吐水弁の開閉を制御する制御手段であり
前記活性炭の再生時に前記排水弁を開き、前記入水弁および吐水弁を閉じることを特徴とする。

本発明によれば、通水流路から分岐される排水流路を設けることで、加熱再生時に活性炭容器から流出する水を、直接排水することができる。
また、活性炭の加熱再生において、吸着している有機物を除去するには、蒸気と水の気液混合状態で最も効率的に除去される。そのため、気液混合状態を有機物が多く付着している部分で長時間維持することが重要である。
そのため、加熱再生時には、吐水弁と、入水弁を閉じ、排水弁を開いた状態で、加熱を開始すると、圧力が高まり、缶内部の水が一部入水口から抜け、排水流路を流れて排水される。その後、さらに加熱を続けると、内部の水が沸騰状態になる。 ここで、水が抜ける際、入水口から抜けるため、入水口側は気液混合状態となり、再生が促進される。しかし、水が抜けた初期は、吐水口側はまだ水で満たされているため、気液混合状態とはならない。さらに沸騰を続けると、活性炭中の水が入水口側に移動し、吐水口側でも気液混合状態となり、入水口側も引き続き気液混合状態である。さらに加熱を続けると、吐水口側の水は入水口側にほぼ移動し、水がほとんどなく、蒸気だけの状態になり、入水口側は水が若干残っているため、引き続き気液混合状態となる。このように加熱再生時に排水弁を開くことで、活性炭容器の入水口から水が抜け、汚れが多く付着している入水口側において気液混合状態を長く維持することが可能となる。

また、請求項２記載の発明によれば、活性炭を収納した活性炭容器と前記活性炭容器に水を供給する給水手段と前記給水手段と前記活性炭容器とを接続する配管部と前記活性炭容器内で浄化された水を吐水するための吐水流路と前記活性炭容器への給排水を制御する制御手段とを備え、前記活性炭容器は前記給水手段から供給された水を導入する入水口と
前記吐水流路に連通された吐水口と前記活性炭容器の下部および／または上部に前記活性炭容器を加熱する加熱手段を備え、前記配管部は前記給水手段から前記入水口まで水が通水する通水流路と前記通水流路の途上で分岐される排水流路と前記通水流路と前記排水流路の分岐部に前記通水流路と前記排水流路の通水を切り替えおよび開閉する切り替え弁を備え、前記吐水流路には通水を制御する吐水弁を有し前記制御手段は前記切り替え弁および前記吐水弁の開閉を制御する制御手段であり前記活性炭の再生時に前記切り替え弁が前記通水流路側を閉じて前記排水流路側に開き、前記吐水弁を閉じることを特徴とする。

本発明によれば、通水流路から分岐される排水流路を有しているため、加熱再生時に流出する活性炭容器内の水を、直接排水することができる。また、活性炭の加熱再生において、吸着している有機物を除去するには、蒸気と水の気液混合状態で最も効率的に除去されるため、気液混合状態を有機物が多く付着している部分で長時間維持することが重要である。そのため、加熱再生時には、吐水弁を閉じた状態で、活性炭容器内の水が流出するように切り替え弁が通水流路側を閉じて排水流路側に開く切り替え弁を通水流路と排水流路の分岐部に設ける。このことで、通水流路および排水流路それぞれに開閉弁を設けなくても良くなる。その後、加熱を開始すると、圧力が高まり、缶内部の水が一部入水口から抜け、排水流路を流れて排水される。その後、さらに加熱を続けると、内部の水が沸騰状態になる。ここで、水が抜ける際、入水口から抜けるため、入水口側は気液混合状態となり、再生が促進される。しかし、水が抜けた初期は、吐水口側はまだ水で満たされているため、気液混合状態とはならない。さらに沸騰を続けると、活性炭中の水が入水口側に移動し、吐水口側でも気液混合状態となり、入水口側も引き続き気液混合状態である。さらに加熱を続けると、吐水口側の水は入水口側にほぼ移動し、水がほとんどなく、蒸気だけの状態になり、入水口側は水が若干残っているため、引き続き気液混合状態となる。このように加熱再生時に排水弁を開くことで、活性炭容器の入水口から水が抜け、汚れが多く付着している入水口側において気液混合状態を長く維持することが可能となる。

また、請求項３記載の発明によれば、活性炭を収納した活性炭容器と前記活性炭容器に水を供給する給水手段と前記給水手段から供給された水を前記活性炭容器内に通水する入水弁を備えた入水流路と前記活性炭容器内で浄化された水を吐水する吐水弁を備えた吐水流路と前記活性炭容器内の水を排水する排水弁を備えた排水流路と前記活性炭容器への給排水を制御する制御手段とを備え、前記活性炭容器は前記入水流路に連通された入水口と
前記吐水流路に連通された吐水口と前記排水流路に連通され前記入水口近傍に備えた排水口と前記活性炭容器の下部および／または上部に前記活性炭容器を加熱する加熱手段を備え、前記制御手段は前記排水弁、前記入水弁および前記吐水弁の開閉を制御する制御手段であり前記活性炭の再生時に前記排水弁を開き、前記入水弁および吐水弁を閉じることを特徴とする。

本発明によれば、通水流路とは別に、排水流路を有しているため、加熱再生時に流出する活性炭容器内の水を、排水口から直接排水することができる。また、活性炭の加熱再生において、吸着している有機物を除去するには、蒸気と水の気液混合状態で最も効率的に除去されるため、気液混合状態を有機物が多く付着している部分で長時間維持することが重要である。加熱再生時には、吐水弁と入水弁を閉じ、排水弁を開いた状態で、加熱を開始すると、圧力が高まり、缶内部の水が一部排水口から抜け、排水流路を流れて排水される。その後、さらに加熱を続けると、内部の水が沸騰状態になる。ここで、水が抜ける際、排水口から抜けるため、排水口側は気液混合状態となり、再生が促進される。しかし、水が抜けた初期は、吐水口側はまだ水で満たされているため、気液混合状態とはならない。さらに沸騰を続けると、活性炭中の水が排水口側に移動し、吐水口側でも気液混合状態となり、排水口側も引き続き気液混合状態である。さらに加熱を続けると、吐水口側の水は排水口側にほぼ移動し、水がほとんどなく、蒸気だけの状態になり、排水口は水が若干残っているため、引き続き気液混合状態となる。このように加熱再生時に排水弁を開くことで、活性炭容器の排水口から水が抜る。また、排水口は入水口近傍に設けられているため、排水口側で気液混合状態が長く維持されるということは、汚れが多く付着している入水口側において気液混合状態を長く維持することが可能となる。

また、請求項４記載の発明によれば、前記切り替え弁は三方弁であることにより、水給水時は、通水流路側を開き、再生時には排水流路側を開くことで、再生時に活性炭容器内から流出する水を直接排水することができる。

また、請求項５記載の発明によれば、前記活性炭への通水は、活性炭外周方向から入水し、中心方向から抜けることにより、入水流路、排水流路側は、外部に近いため、加熱しても比較的冷め易い。そのため、圧力の高まりを抑えることができ、このような気液混合状態が長く維持させることができる。

また、請求項６記載の発明によれば、前記活性炭は円筒形であることにより、流れにムラができないため、均一に再生させることができる

また、請求項７記載の発明によれば、再生回数を記憶するメモリを有し、前記活性炭使用開始後、再生回数が規定回数を超えると、前記制御手段により、前記活性炭の加熱時に前記排水弁および前記入水弁を閉じ、前記吐水弁を開くことにより、使用初期においては、汚れの多い入水口側部分が長時間気液混合状態を維持することができる。さらに、使用後半は、入水口側の活性炭は破過してしまい、吐水口側の活性炭に有機物が吸着し始める。そのため、使用後半は、吐水口から水を抜く再生方式に変えることにより、吐水口側の活性炭で気液混合状態となる時間を長くすることができる。

また、請求項８記載の発明によれば、通水量を記憶するメモリを有し、前記活性炭使用開始後、通水量が規定量を超えると、前記制御手段により、前記活性炭の加熱時に前記排水弁および前記入水弁を閉じ、前記吐水弁を開くことにより、使用初期においては、汚れの多い入水口側部分が長時間気液混合状態を維持することができる。さらに、使用後半は、入水口側の活性炭は破過してしまい、吐水口側の活性炭に有機物が吸着し始める。そのため、使用後半は、吐水口から水を抜く再生方式に変えることにより、吐水口側の活性炭で気液混合状態となる時間を長くすることができる。

また、請求項９記載の発明によれば、前記活性炭加熱再生開始時は、前記制御手段により、前記入水弁および排水弁を閉じ、前記吐水弁を開き、規定時間経過後、前記排水弁を開き、前記入水弁および吐水弁を閉じることにより、通常、活性炭の外側は、空気と接しているため、熱交換が起こり易く、冷め易い。しかし、活性炭の内側は周囲も高温の水であるため、冷めにくため、入水口から水を抜くと、沸騰状態が維持されずらいため、圧力が高まりにくい。そのため、水が初期に抜けすぎることを防止でき、気液混合状態が長く維持されるメリットがある。しかし、逆に缶中に水が多く残存している状態で加熱再生を中止すると、まだ水が抜けきれていない吐水側において、再生が不十分である問題がある。再生効率を上げるためには、ある程度まで缶中の水量を減らす必要があるが、水の抜けにくい入水口から水を抜く再生方式は、残存水量を一定量以下とするには、再生時間がかかる問題がある。そこで、初期に吐水流路側の弁を開くことで、吐水口から水を抜き、水量を減らしたところで、排水流路側の弁を開くことで、入水口から水を抜く再生方式となる。以上のように制御することで、気液混合状態がある一定時間以上保持され、さらに時間も最小限に抑えることができる。

また、請求項１０記載の発明によれば、前記切り替え弁は温度によって流路を切り替える温度作動弁であることにより、停電や故障で、弁がすべて閉じる状態とならないため、缶内部が負圧になることを防止することができる。

また、請求項１１記載の発明によれば、前記温度作動弁は３５℃〜６０℃で切り替えることにより、通常の温度の水が流れている時には、弁の切り替えが起きず、加熱再生時に自動的に切り替えが可能である。

本発明によれば、活性炭の再生に効果がある気液混合状態を長く維持することが可能となり、再生効率を向上させることで、活性炭の寿命を長くすることできる。

以下に本発明の第一の実施の形態を、添付図面により詳細に説明する。
図１は本発明の浄水器の側断面図である。図１において１は浄水器、２は活性炭を収納する活性炭容器、１３は電源やマイコン等からなる制御部、３は活性炭容器に水が流入する入水口、４は図示されていない給水手段から入水口３まで通水する通水流路であり、５は浄化された水を吐水するための吐水流路であり、６は吐水流路５に連動する吐水口であり、７は不要な水を外部に排出する排水流路である。さらに、９は温度作動弁となっており、４０℃以上では排水流路、４０度未満では入水流路に自動で切り替わる構成となっており、１０は吐水流路の開閉を制御する吐水弁、１１は吐水の開始、停止の入力をするスイッチ、２３は活性炭、２４は活性炭および活性炭が含水する水等を加熱するためのヒータ、２５は活性炭容器２内の温度を計測するための温度センサである。

浄水器１の動作を図２により説明する。電源が供給されると浄水器は再生タイミングの設定を行い、再生タイマーをスタートさせる。この再生タイミングの設定は例えば電源を入れた後５時間後に毎日加熱再生を開始するというものであり、再生タイマーをスタートし、再生タイマーが前記設定値を越えている場合に再生を行うようにする。このようにタイマーにより再生の開始を決定することで、毎日または一週間に一回など定期的に確実にかつ、使用者の望む時間帯に加熱再生動作を行なうことが可能となる。またこの設定値は、使用者に入力させるようにすることも可能である。次に、使用者吐水スイッチ１１の入力待ちの待機状態になり、スイッチ１１を押されると再生動作中かどうかの判断を行ない、再生中の場合には吐水動作を行なわずに、吐水スイッチの入力待ちに戻る。再生動作中でなければ、水温は４０℃より低いため、排水流路側は閉、通水流路側は開となっている。また、制御部１３により、吐水弁１０を制御することで、水道水が入水口３から活性炭容器、吐水弁１０を通り吐水口７から清浄な浄水が吐水される。その後利用者が吐水スイッチ１１をｏｆｆとすると、吐水弁１０を閉じて吐水が終了する。

また、本実施例においては活性炭下部から水が入水し、下部から水がでる構成となっているが、入水口３、吐水口６とも上部に設けても良いし、片側のみ下部に設けても良い。この場合、流路内に残存する水の量には違いが見られるが、活性炭に保持されている水は、逆向きにした程度ではほとんど抜けないため、入水口３、吐水口６を下に設けても、極端に缶内の水量が少なくなることがない。そのため、通水終了時においては、いずれの場合も、缶中に多くの水が残存している状態であり、圧力を加えないと水が抜けない状態である。

次に、活性炭再生タイミングの判定動作について図３のフローチャートを用いて説明を行なう。浄水器は図２のように吐水スイッチ１１がＯＮされるまで待機状態にあるが、定期的にタイマーによる図３の割り込み動作を行なう。割り込み動作では、再生タイマー値が設定値を超えているか判断を行ない、超えている場合には再生フラグをたてておく。次に再生タイマーが２４時間を越えているか判定し、超えている場合には再生タイマーをリセットしておく。本実施例では毎日所定の時間に再生を開始する例のため、２４時間でリセットしているが、これを１６８時間に設定すれば１週間に一回所定の時間に再生させることができる。次に再生フラグの状態を判定し、再生フラグが立っておりかつ吐水状態にない場合には、再生サブルーチンにとび再生動作を開始する。再生フラグが立ってない場合や、再生フラグが立っていても吐水中の場合にはそのままメインルーチンへもどる。

次に、再生サブルーチンについて図４の制御フローを用いて説明する。再生サブルーチンがスタートすると、制御部１３により、吐水弁１０を閉じた状態にし、ヒーター２４に通電を開始する。温度作動弁は４０℃以下で、通水流路側に開き、４０℃以上では、排水流路側に開くようになっている。そのため、加熱再生開始後初期は、通水流路側に開いており、温度が４０℃に達すると、排水流路側に開く。この時４０℃まででは、活性炭容器内部の圧力はあまり上がっていないため、水の流出はほとんど無い。そのため、加熱再生時に流出する水は、ほとんどが排水流路７から外部に排水される。その後、さらに加熱を続け、温度センサ２５の値Ｔが規定値Ｔ１に達すると加熱を停止し、再生を終了する。このような制御をすることで、缶内部の水を入水口から抜くことが可能となり、汚れの多く付着した、入水口付近で、気液混合状態を長く維持することができる。

また、温度作動弁９を用いることで、加熱再生時の高温水を通常活性炭の前段に置かれている熱に弱い中空糸に接することがなく、排水することができる。また、温度作動弁９の切り替え温度は、４０℃に限定する必要は無く、通常の通水においては、切り替わらないように３５度以上とし、中空糸を痛めないように６０度以下となるように金属を選定するのが望ましい。温度作動弁９では無く、三方弁を利用するのでも良い。その場合、再生開始初期から排水流路側を開いた状態にすることができる。しかし、電気的な制御を必要としない、温度作動弁９を用いることにより、停電時に閉じてしまって、缶内が負圧になることや、中空糸側が開いて中空糸を痛めてしまうことを回避することができる。

次に本発明の第二の実施例について、添付図面により詳細に説明する。図５において、１５は排水弁、１６は入水弁である。さらに本実施形態における制御フローを図６のフローチャートにより説明する。再生サブルーチンがスタートすると、制御部１３により、吐水弁１０、入水弁１６を閉じ、排水弁１５は開いた状態することによって、活性炭容器の出口方向および、給水手段方向には水が流れないようにし、排水流路から缶内の水は排水される状態になる。その後、ヒーター２４に通電を開始し、再生フラグをリセットしておく。その時活性炭容器が加熱され、水温があがることで、圧力が高まり、容器内の水が入水口３から流出し、排水弁１５から、排水流路７を通り、排水される。さらに加熱を続けると、沸騰が始まり、缶内部の水は、蒸気として排出される。その後、内部の水が少なくなってくると、缶底部の温度が上がり始め、サーミスタの温度が規定温度Ｔ１を超えると加熱を停止して加熱再生を終了する。このように、三方弁を使用せずに、開閉弁を２個用いることで、簡易的な構成とすることができる。

次に本発明の第三の実施形態について添付図面を用いて詳細に説明する。図７において、７は排水流路、８は排水口、１５は排水弁である。第一、第二の実施形態においては、入水口が通水流路につながり、排水流路は通水流路から分岐されている構成となっていた。本実施形態においては、活性炭容器に入水口３とは別途排水口を設けており、排水口８は排水流路と繋がっている。第三の実施形態における制御フローは第一の実施形態と同様のフローであり、排水口８は、入水口３の近傍に設けられているため、排水弁１５を開き、排水口８から水を排水することによって、入水口３側の活性炭付近で気液混合状態を長く維持することができる。また、入水口３の近傍とは、吐水口６と比較して入水口側ということであり、入水口側の活性炭に達する前に設けるのが望ましい。

以上のように加熱再生時の弁を制御させると、入水口３側から水が抜けるため、再生初期~終了まで、汚れの多く付着している入水口側の活性炭付近で気液混合状態が維持されるため、再生効率を向上させることができる。

また、本実施の形態のように、外側から内側へ水を流す方式にすると、吐水口６から水を抜く際熱交換が起こりにくく急激に沸騰が起き、水がすぐに抜けてしまい、活性炭の再生に効いている気液混合状態を長時間維持することができない。しかし、入水口３から水を抜くことによって、空気と接している面が熱交換を起こし易く、急激な沸騰を防止することができ、水が徐々に抜けるため、気液混合状態を長時間維持することが可能となる。

但し、外側から内側方向に水を流す方式ではなく、平行流においては、活性炭容器の入り口および出口共に空気と接している。そのため、熱効率を上げるために、出口側の空気と接している面を断熱材にする構成とするのが望ましい。断熱材としては、現状の構成にウールで覆うような構成としても良いし、容器自体を断熱作用の強い金属とするのでも良い。また、容器を２重とし、放熱を防止するような構成としても良い。

次に本発明の第四の実施形態について、図８の構成図と、図９の制御フローを用いて説明する。図８の構成図は、排水流路の開閉を温度作動弁とは異なるタイミングで開閉することが可能な排水弁１５を設けている。再生サブルーチンがスタートすると、ヒーター２４に通電を開始し、再生フラグをリセットしておく。その際、排水弁１５を閉じ、吐水弁１０を開き、切り替えタイマがスタートする。活性炭容器内の温度が４０℃になったところで、入水口側の三方弁としての温度作動弁が排水側に開くが排水側の排水弁１５が閉じているため、再生時に流出する水と蒸気は、吐水流路８を通り、吐水口６から排水される。ここで、吐水口６から排水されることを避けるために、吐水流路８を分岐させ、排水流路６につながり、排水口５から排水されるようにしても良い。この時、活性炭の中心から水を抜くため、圧力が急激に高まり水が大量に抜ける。その後、切り替えタイマが規定時間Ｔｓ経過後排水弁１５を開き、吐水弁１０を閉じて加熱を継続する。その後は、活性炭の外側方向から水が抜けるため、温度が冷めやすく、沸騰状態が弱いため、水は少しずつ抜けていく。その際の水および蒸気は排水流路７から排水される。その後、温度センサ２５の温度がＴ１に達すると加熱を終了する。

通常使い勝手の点から加熱再生時間は短い方が良く、再生効率の点から加熱再生時間は長い方が良い。以上のように加熱再生初期に活性炭中心方向から水を抜き、後半活性炭外側方向から水を抜くことで、Ｔ１に達する時間を再生効率と、使い勝手の点から、調整することが可能である。通常、再生効率と使い勝手を考慮すると９０分以上２時間以内にするのが望ましい。

また、通常活性炭は、通水方向から徐々に破過し、使用初期には、円筒外側方向に有機物が多く付着しているが、使用末期には、円筒内側方向に有機物が多く付着している。そのため、使用初期は、前述しているように、気液混合状態を、円筒外側方向で、長く持続することが重要となり、入水口側から水を抜くのが望ましい。さらに使用末期は、加熱再生時間は短くなるが、加熱再生時に円筒内側方向に気液混合状態が起こり易くするために、円筒内側方向から水を抜くのが望ましい。

次に本発明の第五の実施形態について、図１０の制御フローを用いて説明する。構成は図１１の構成図である。再生サブルーチンがスタートすると、ヒーター２４に通電が開始し、再生フラグをリセットしておく。ここで、再生回数Ｓｎを判定し、Ｓｎが規定値Ｓ１より小さい時には、活性炭が使用開始初期であると判定され、排水流路７の排水弁１５を開き、吐水流路５の吐水弁１０を閉じる。その際、再生開始時は水温が４０℃に達していないため、温度作動弁９は入水通路側が開いている。その後水温が４０℃に達すると、温度作動弁９は排水流路側が開く。その際活性炭内部の水は、４０℃までではほとんど抜けないため、排水流路７に流れ排水される。しかし、Ｓｎが規定値Ｓ１より大きい時には、活性炭が寿命末期であると判定して、吐水流路５の吐水弁１０を開き、排水流路の開閉弁１５を閉じる。そのため、再生時に流出する水は吐水流路を流れ吐水口６から排水される。この場合２つ目の実施例と同様に、吐水流路５を分岐させ、排水流路７から排水する構成としても良い。その後は、２つ目の態様と同様に、制御し、規定温度Ｔ１に達すると、加熱を終了する。加熱再生終了後、再生回数を１積算し、再生サブルーチンを終了する。以上のように制御することで、使用初期と末期に合わせて、再生することが可能となり、性能の低下を極力抑えることができる。

次に本発明の第六の実施形態について、図１２の制御フローを用いて説明する。本実施例は、再生サブルーチンの３つ目の態様と同様であるが、再生回数ではなく、通水量に応じて水の抜ける方向を制御する制御方法である。この場合、劣化の主因子である通水量に応じているため、より精度高く、切り替えポイントを見つけることができる。

ここで、本発明の制御方法により、再生率の検討を行った結果について示す。実験条件は、繊維状活性炭５０ｇを円筒形に成型し、活性炭外周方向から内側へ抜けるように１回２５Lづつ通水を行った。図９は５Ｌ／ｍｉｎで５分間、トータル２５L通水後、８０分間加熱再生を１５０回繰り返し後、水道水にクロロホルムを添加した試験水を通水した場合の、の変化曲線を示した。●が入水口側から水を抜く再生方法によって、作成されたサンプルを使用した破過曲線であり、▲が吐水口側から水を抜く再生方法によって、作成されたサンプルを使用した破過曲線である。同量の水を（３７５０L）流したサンプルを同量使用したにも関わらず、入水口側から水を抜く再生方法を用いると、除去率が長時間高い値を維持できていることが分かる。ここから算出したクロロホルムのトータル吸着量を求めると、入水口側から水を抜く再生方法においては６７．４ｍｇ、吐水口側から抜く再生方法においては６０．８ｍｇとなり、１０％程度の性能向上が確認された。さらに通水量６００００Ｌで吐水口側から水を抜く再生方法で通水を続けるとトータル吸着量が５ｍｇまで低下し、入水口側から水を抜く再生方法にすることによって、１０ｍｇまで維持することができることが分かった。トータル吸着量が５ｍｇ向上するということは、寿命を２倍に維持することができる。あるいは活性炭量を半分にすることができる。

また、活性炭吸着性能の指標としてクロロホルムによって見ているが、浄水器として、活性炭の吸着をさせている物質としては、次亜塩素酸、ブロモジクロロメタン、ジブロモクロロメタン、ブロモホルム等があり、クロロホルムは最も吸着量が少ない物質として知られているため、クロロホルムを指標としている。

本発明の第一の実施形態を示す正面断面図である。 本発明の第一の実施形態の制御フローを示すフローチャートである。 本発明の第一の実施形態の制御フローを示すフローチャートである。 本発明の第一の実施形態の再生サブルーチンの制御フローを示すフローチャートである。 本発明の第二の実施形態を示す正面断面図である。 本発明の第二の実施形態の再生サブルーチンの制御フローを示すフローチャートである。 本発明の第三の実施形態を示す正面断面図である。 本発明の第四の実施形態を示す正面断面図である。 本発明の第四の実施形態の再生サブルーチンの制御フローを示すフローチャートである。 本発明の第五の実施形態の再生サブルーチンの制御フローを示すフローチャートである。 本発明の第五の実施形態の再生サブルーチンの制御フローを示すフローチャートである。 本発明の活性炭性能評価の結果を示すグラフである。

符号の説明

１…浄水器
２…缶体
３…入水口
４…入水流路
５…排水口
６…排水流路
７…吐水口
８…吐水流路
９…温度作動弁
１０…吐水弁
１１…スイッチ
１３…制御部
１５…排水弁
２３…活性炭
２４…ヒーター
２５…温度センサ

Claims (11)

1. 活性炭を収納した活性炭容器と前記活性炭容器に水を供給する給水手段と前記給水手段と前記活性炭容器とを接続する配管部と前記活性炭容器内で浄化された水を吐水するための吐水流路と前記活性炭容器への給排水を制御する制御手段とを備え、前記活性炭容器は前記給水手段から供給された水を導入する入水口と前記吐水流路に連通された吐水口と前記活性炭容器の下部および／または上部に前記活性炭容器を加熱する加熱手段を備え、前記配管部は前記給水手段から前記入水口まで水が通水する通水流路と前記通水流路の途上で分岐される排水流路と前記排水流路への通水を制御する排水弁と前記通水流路と前記排水流路の分岐部又はそれよりも上流側に位置し通水を制御する入水弁を備え、前記吐水流路には通水を制御する吐水弁を有し前記制御手段は前記排水弁、前記入水弁および前記吐水弁の開閉を制御する制御手段であり前記活性炭の再生時に前記排水弁を開き、前記入水弁および吐水弁を閉じることを特徴とする浄水器。
   
2. 活性炭を収納した活性炭容器と前記活性炭容器に水を供給する給水手段と
   前記給水手段と前記活性炭容器とを接続する配管部と前記活性炭容器内で浄化された水を吐水するための吐水流路と前記活性炭容器への給排水を制御する制御手段とを備え、前記活性炭容器は前記給水手段から供給された水を導入する入水口と前記吐水流路に連通された吐水口と前記活性炭容器の下部および／または上部に前記活性炭容器を加熱する加熱手段を備え、前記配管部は前記給水手段から前記入水口まで水が通水する通水流路と前記通水流路の途上で分岐される排水流路と前記通水流路と前記排水流路の分岐部に前記通水流路と前記排水流路の通水を切り替えおよび開閉する切り替え弁を備え、前記吐水流路には
   通水を制御する吐水弁を有し前記制御手段は前記切り替え弁および前記吐水弁の開閉を制御する制御手段であり前記活性炭の再生時に前記切り替え弁が前記通水流路側を閉じて前記排水流路側に開き、前記吐水弁を閉じることを特徴とする浄水器。
   
3. 活性炭を収納した活性炭容器と前記活性炭容器に水を供給する給水手段と
   前記給水手段から供給された水を前記活性炭容器内に通水する入水弁を備えた入水流路と
   前記活性炭容器内で浄化された水を吐水する吐水弁を備えた吐水流路と前記活性炭容器内の水を排水する排水弁を備えた排水流路と前記活性炭容器への給排水を制御する制御手段とを備え、前記活性炭容器は前記入水流路に連通された入水口と前記吐水流路に連通された吐水口と前記排水流路に連通され前記入水口近傍に備えた排水口と前記活性炭容器の下部および／または上部に前記活性炭容器を加熱する加熱手段を備え、前記制御手段は前記排水弁、前記入水弁および前記吐水弁の開閉を制御する制御手段であり前記活性炭の再生時に前記排水弁を開き、前記入水弁および吐水弁を閉じることを特徴とする浄水器。
   
4. 前記切り替え弁は三方弁であることを特徴とする請求項２記載の浄水器。
5. 前記活性炭への通水は、活性炭外周方向から入水し、中心方向から抜けることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の浄水器
6. 前記活性炭は円筒形であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の浄水器。
7. 再生回数を記憶するメモリを有し、前記活性炭使用開始後、再生回数が規定回数を超えると、前記制御手段により、前記活性炭の加熱時に前記排水弁および前記入水弁を閉じ、前記吐水弁を開くことを特徴とする請求項１乃至３および請求項５乃至６のいずれかに記載の浄水器。
8. 通水量を記憶するメモリを有し、前記活性炭使用開始後、通水量が規定量を超えると、前記制御手段により、前記活性炭の加熱時に前記排水弁および前記入水弁を閉じ、前記吐水弁を開くことを特徴とする請求項１乃至３および請求項５乃至６のいずれかに記載の浄水器。
9. 前記活性炭加熱再生開始時は、前記制御手段により、前記入水弁および排水弁を閉じ、前記吐水弁を開き、規定時間経過後、前記排水弁を開き、前記入水弁および吐水弁を閉じることを特徴とする請求項１乃至３および請求項５乃至８のいずれかに記載の浄水器。
10. 前記切り替え弁は温度によって流路を切り替える温度作動弁であることを特徴とする請求項２、４乃至８のいずれかに記載の浄水器。
    
11. 前記温度作動弁は３５℃〜５０℃で切り替えることを特徴とする請求項１０記載の浄水器
    
    

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