JP2007229684A

JP2007229684A - 浄水装置

Info

Publication number: JP2007229684A
Application number: JP2006058040A
Authority: JP
Inventors: Yoshisuke Satsu; 憙右佐津
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2007-09-13
Also published as: CN101036859A

Abstract

【課題】大量の水を安定して浄水できる浄水装置を提供する。
【解決手段】浄水装置は、タンク１と細長い濾過ユニット３とポンプ２とを備えている。タンク１にはソレノイドバルブ１２を介して原水が供給される。タンク１の水はポンプ２で濾過ユニット３に上方から供給され、浄化された水は蛇口３２から排出される。原水はいったんタンク１に溜められるため安定性に優れており、かつ、ポンプ２で加圧されて濾過ユニットに送水されるため濾過能力及び濾過性能に優れており、更に、濾過ユニット３は縦長の姿勢に配置されているため全体としてコンパクトでスペースを有効利用できる。このため、水質の悪い水道水を浄化する装置として好適である。
【選択図】図１

Description

本願発明は、家庭や各種施設等に設置される浄水装置に関し、特に、水道水の浄化に好適な浄水装置に関するものである。

浄水装置は用途や大きさなど様々のものが存在しており、その中の一つに水道用浄水器が存在している。この水道用浄水器は、我が国では、人が飲むことのできる水道水（上水）を更に高度浄化せんとするものであり、カルキ臭の除去、アルカリイオン化、トリハロメタンの除去などを目的としている。これらの浄水器は整水器とも呼ばれており、例えば特許文献１を初めとして多数の提案が成されている。
特開平７−３２３２８１号公報

既述のとおり、前記した水道用浄水器（整水器）はもともと人が飲める水を高度浄化しようとするものであるが、水道水といえども飲用に適しない場合も多々ある。例えば、地下水や河川水を殺菌等の処理をせずにパイプやホース等の管路で引いて水道となしている場合や、水道設備が老朽化して水道管内の錆びや汚れが恒常的に混入している場合などである。世界に目を向けると、飲用化処理が不十分なままで水質の悪い水が水道から給水されている地域は広範にのぼると推測される。

従って、水質が悪い水道水を安心して飲める「普通の水」に浄化できる浄水装置に対する需要は、国の内外で潜在的に多いといえる。この場合、家庭で使用する浄水装置であると、浄水装置は、例えば家庭でまかなう水の全体を浄化せねばならないため、大量の浄化水を安定的に供給できる高い処理能力が要請され、また、家庭や各種施設（例えば公共施設やレストランなど）ではスペースの余裕が少ないことが多いため、できるだけコンパクトであることが要請される。

本願発明は、このような要請に応えた浄水装置を提供することを課題すとるもである。

ところで、例えば特開２０００−２４６０６６号公報に開示されているように、フィルターとして中空糸膜を使用した高性能の濾過ユニットが存在しており、このタイプの濾過ユニットを使用すると、大量の水を効率良く浄化することができる。本願発明者は、このようなタイプの濾過ユニットが存在することに着目し、更に改良を加えることで本願発明を完成させるに至った。

すなわち請求項１の発明は、原水を一時的に溜めるタンクと、前記タンクに溜まった原水を浄化するための筒状で細長い濾過ユニットと、前記タンクの原水を濾過ユニットに送るポンプとが備えられている浄水装置であり、前記濾過ユニットを鉛直状に延びる縦長姿勢か又はこれに近い傾斜姿勢に配置している。

請求項２の発明では、請求項１に加えて、更に、前記タンクへの給水管路に設けたソレノイドバルブと、前記タンクの水位を検知する水位センサーとが備えられており、前記ソレノイドバルブと水位センサーとポンプとは、タンクの水位が上限になったことを水位センサーが検知するとソレノイドバルブが閉じ、タンクの水位が下限になったことを水位センサーが検知するとポンプが停止してソレノイドバルブは開き、タンクの水位が上限と下限との間に位置している状態ではソレノイドバルブが開くと共にポンプが駆動されるように関連付けられている。

ところで、水道水を濾過ユニットに直接に送って浄化することが考えられるが、水道水の圧力はあまり高くないため直接送水方式は濾過効率が悪く、また、水道水の圧力の変動があると濾過効率も変動してしまって安定性に劣る。

これに対して本願発明によると、原水はポンプで加圧して濾過ユニットに送られるため、高い濾過能力（豊富な水量）を確保できると共に、濾過体の内部を高い圧力で通過させることでゴミ類や菌類の補集能力も高く保持する（高い濾過性能を確保する）ことができ、更に、原水はいったんタンクに溜められるため運転の安定性にも優れている。更に、濾過ユニットは縦長姿勢に配置されているためコンパクトであり、このため浄水装置を設置するための床面積は僅かで足りる。

このように、本願発明によると、浄水能力（パワー）及び浄化性能（水質保持）に優れしかもコンパクトな浄水装置を提供できるのであり、このため、家庭や各種施設に設置する水道用の浄水装置として好適である。

更に請求項２のように構成すると、例えば水道の元栓をソレノイドバルブに接続したままにしておいても、タンク内で水がオーバーフローすることや、タンク内に水がないのにポンプが空回りするということはなく、給水と浄水装置の運転とが自動制御されるため、家庭用や各種施設に設置して日常的に使用するのに好適である。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１のうち（Ａ）は回路図であり、まず、この図１（Ａ）に基づいて回路を説明する。

(1).回路
浄水装置は、主要部材としてとタンク１と吸水ポンプ２と濾過ユニット３とを備えている。吸水ポンプ２はタンク１の上面に配置しており、モータ４で駆動される。吸水ポンプ２にはタンク１の内部に進入した吸水管５が接続されており、吸水管５にはストレーナ６を取り付けている。

また、タンク１には、上限水位を検知する第１水位センサー７と、中間水位を検知する第２水位センサー８と、下限水位を検知する第３水位センサー９とを設けている。各水位センサー７，８，９はフロート方式のものを採用しているが、他の方式でも良いことはいうまでもない。

タンク１には、外部吸水口の一例としての水道元栓１０に接続された吸水管１1 から吸水される。吸水管１１には、電気的に駆動されるソレノイドバルブ１２が介在している。ソレノイドバルブ１２は、非通電状態では内蔵したばね１３によって閉じ状態に保持されており、通電によってソレノイドが励磁されるとスプールがスライドして開状態に移行する。

濾過ユニット３は細長い外観で鉛直姿勢に配置されており、円筒状の本体１５と上下両端に設けた上下ヘッダー１６，１７とを備えている。上部ヘッダー１６には横向きの入水ポート１８と上向きの上出水ポート１９とが設けられ、下部ヘッダー１７には、下向きの下出水ポート２０と横向きの排水ポート２１が設けられている。

濾過ユニット３の入水ポート１９と吸水ポンプ２とは第１管路２２によって接続されており、第１管路２２には第１開閉弁２３と圧力計２４とを設けている。濾過ユニット３の出水ポート１９はブロック状の継手２５に接続されており、継手２５と下出水ポート２０とは第２管路２６で接続されている。

更に、前記継手２５には、浄化水を取り出すための第３管路２７が接続されている。第３管路２７には第２開閉弁２８が介在しており、また、第３管路２７は三方弁２９に接続されている。三方弁２９には、排出管３０とリターン管３１とが接続されており、排出管３０には蛇口３２が取り付けられており、リターン管路３１はタンク１に接続されている。

運転状態で蛇口３２をひねるとその開度に応じた量だけ浄化水が排出される。蛇口３２を最大に空けると浄化水は全量（或いは大部分）が蛇口３２から流れて出る。第２開閉弁２７を空けて蛇口３２を閉じた状態では、濾過ユニット３を通った水はタンク１に還流することになり、このため、浄化度がどんどん高くなる（水質がどんどん良くなる）。排水ポート２１には第３開閉弁３３を有するドレン管が接続されている。

濾過ユニット３の構造例を図１（Ｂ）で模式的に示している。この濾過ユニット３は前記した特開２０００−２４６０６６号公報に記載したものと基本的には同じであり、円筒状の本体１５と、その両端に固定したヘッダー１６，１７と、中心線に沿って延びる状態で両ヘッダー１６，１７に接続されたインナーパイプ３４とを備えており、本体１５とインナーパイプ３４との間の空間に、本体１５の内面に密着してインナーパイプ３４との間には第１空間３５が空いている第１濾過膜（濾過層）３６と、本体１５との間には第２空間３７が空いてインナーパイプ３４には密着している第２濾過膜３８とが、軸方向に間隔を空けた状態で配置されている。

第２濾過膜３８と本体１５の内面との間には水の通過を許容する状態で複数個のスペーサ３９が配置されている。また、インナーパイプ３４のうち第２濾過膜３８と重なった部位には多数の小穴が空いている。本例では第１濾過膜３６と第２濾過膜３８とは１つずつしか配置していないが、複数ずつ配置しても良い。また、濾過膜３６，３８は軸方向に延びる無数の細い中空糸群（毛管糸群）で構成されている。

原水が入水ポート１８から本体１５の内部に入ると、原水は最終的には第２濾過膜３８を通過してインナーパイプ３４から排出されるが、第１空間３５及び第２空間３７に等しい圧力が作用していることにより、原水は第１濾過膜３６も透過していき、このため、原水は両濾過膜３６，３８によって濾過作用（異物や微生物を補集する作用）を受けて浄化される。

浄水装置を使用し続けていると、濾過膜３６，３８への異物の付着量が増えて浄水効率が悪くなる。そこで、濾過膜３６，３８はある程度に汚れたら（目詰まりしたら）洗浄してやる必要がある。その場合は、第２開閉弁２８を閉じて第３開閉弁３３を空けた状態で濾過ユニット３に原水を送水する。すると、両濾過ユニット３に溜まっていた異物は排水管から系外に放出される。

(2).運転・制御
図示していないが、浄水装置は制御部を備えており、モータ４、ソレノイドバルブ１２、水位センサー７，８，９は制御部に接続（結線）されている。そして、第１水位センサー７がＯＮの状態（水位が上限にあって通電している状態）ではソレノイドバルブ１２はＯＦＦとなってタンク１への給水は停止しており、第１水位センサー７がＯＦＦで第２水位センサー８がＯＮの状態ではソレノイドバルブ１２がＯＮになっていてタンク１に給水される。

また、第１水位センサー７及び第２水位センサー８がＯＦＦで第３水位センサー９がＯＮになるとモータ４がＯＦＦとなって、ポンプ２の空回りが防止される。このようにして、タンク内で水がオーバーフローしたり、ポンプが空回りしたりすることが防止される。

浄水装置を運転しながら蛇口３２を開くと、その開度に応じて浄化水が系外に排出され、それに応じてタンク１には排出された量だけ補給される（タンク１への補給はソレノイドバルブ１２が開いたままでコンスタントに行われる場合もあるし、ソレノイドバルブ１２が断続して間欠的に行われる場合もある）。また、蛇口３２を閉じた状態や開度を小さくした状態で運転すると、浄化水の全部又は一部がタンク１に還流する（言うまでもないが、この場合、元栓１０からのタンク１への給水はソレノイドバルブ１２で制御される）。

濾過ユニット３は、例えば長さが１ｍ前後程度で外径が４インチ程度のものを使用できる。この場合のタンクの容積は６００リットル程度でよい。そして、最大で毎分２０リットル程度の浄水能力を確保することができる。従って、一般家庭用や業務用として十分な実用性を備えている。

(3).具体的な形態
図２及び図３では浄水装置の具体的な形態の一例を示している（開閉弁類は簡略表示している）。図２は正面図、図３は図２の III-III視平断面図である。この例では、浄水装置はキャスター４１を有する台車４２に組み込んでおり、従って、任意の場所に簡単に移動させることができる。なお、キャスター４１を備えていない単なる台に組み込んでもよい。

台車４２には前後左右４本の支柱４３を立設しており、支柱４３の上端に上板４４を固定し、この上板４４に、スイッチ類を設けた操作ボックス４５が取り付けられている。濾過ユニット３は、台車４２に設けた受け部材４６と上板４４に設けた継手２５とで支持されており、かつ、濾過ユニット３の上下略中間部は中間板４７で横ずれ不能に保持されている。

中間板４７はフランジ材４８を介して支柱４３に固定されており、かつ、中間板４７には、濾過ユニット３を抜き外すための切欠き溝４９が一方向に開口している。そして、中間板４７には、濾過ユニット３を抱き込む２割状のロック部材（挟持体）５０がねじ５１で固定されている。従って、一方のロック部材５０を取外すと、濾過ユニット３を抜き外すことができる。このため、上下に細長い濾過ユニット３の安定性を確保しつつ、濾過膜３６，３８の交換などのメンテナンス作業を容易に行える利点がある。

なお、ロック部材５０は３つ以上の割方式にしてもよいし、また、半割り状やＵ字状のものを１つだけ使用して、切欠き溝４９の底と１つのロック部材５０とで濾過ユニット３を横ずれ不能に保持することも可能である。支柱４３は４本に限らない。

図２に示すように、本実施形態では、濾過ユニット３とタンク１とは台車４２の一端部寄りと多端部寄りとに振り分けた状態に配置されており、このため、浄化装置全体としての安定性に優れている。また、濾過ユニット３は、入水ポート１８が上で排水ポート２１が下になるように配置されており、このため、洗浄時の排水をスムースに行える利点がある。なお、タンク１には開閉弁突きのドレン管５２を設けている。

(4).その他
本願発明は上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、濾過ユニットは傾斜状に配置してもよいし、また、複数本の濾過ユニットを使用する（多連式にする）ことも可能である。複数本の濾過ユニットを使用する場合、各濾過ユニットを並列に配置してそれぞれ独立して作動させることで処理能力をアップしても良いし、直列に配置することで一層の高度浄化を図ることも可能である。

本願の浄水装置を例えば水道の元栓の部分に直列状（又はパイパス状）に接続して、家庭や施設で使用される複数の蛇口に対して浄化水を供給することも可能である。

本願発明の実施形態に係る浄水装置の回路図である。本願発明の実施形態に係る浄水装置の正面図である。図２の III-III視断面図である。

符号の説明

１タンク
２ポンプ
３濾過ユニット
４モータ
７，８，９水位センサー
１０給水用元栓
１２ソレノイドバルブ
２２，２６，２７，３０，３１管路

Claims

原水を一時的に溜めるタンクと、前記タンクに溜まった原水を浄化するための筒状で細長い濾過ユニットと、前記タンクの原水を濾過ユニットに送るポンプとが備えられており、前記濾過ユニットを鉛直状に延びる縦長姿勢か又はこれに近い傾斜姿勢に配置している、
浄水装置。
更に、前記タンクへの給水管路に設けたソレノイドバルブと、前記タンクの水位を検知する水位センサーとが備えられており、前記ソレノイドバルブと水位センサーとポンプとは、タンクの水位が上限になったことを水位センサーが検知するとソレノイドバルブが閉じ、タンクの水位が下限になったことを水位センサーが検知するとポンプが停止してソレノイドバルブは開き、タンクの水位が上限と下限との間に位置している状態ではソレノイドバルブが開くと共にポンプが駆動されるように関連付けられている、
請求項１に記載した浄水装置。