JP2007260483A

JP2007260483A - 逆浸透装置

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Publication number: JP2007260483A
Application number: JP2006085183A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Okuda; 正明奥田; Toshio Yamamoto; 敏男山本
Original assignee: SEIWA PRO KK
Current assignee: SEIWA PRO KK
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2007-10-11
Also published as: CN101045569A; KR20070096799A

Abstract

【課題】膜分離処理及び洗浄処理の各処理時間を簡単に設定することができるとともに、膜分離処理及び洗浄処理を効率的に実施することができる逆浸透装置を提供する。
【解決手段】逆浸透装置１は、逆浸透膜により原水から分離対象物を分離する膜分離機構１０と、原水を加圧して膜分離機構１０に供給する供給機構２０と、逆浸透膜を透過した原水を外部に供給する給水管３０と、逆浸透膜を透過しない原水を外部に排出する排水管３５と、排水管３５に設けられた排水弁３６と、排水弁３６を閉じた状態にして、容器体１１内に供給された原水から分離対象物を分離する膜分離処理と、排水弁３６を開いた状態にして、容器体１１内に供給された原水により逆浸透膜１５を洗浄する洗浄処理とを所定時間ずつ交互に繰り返す制御装置と、膜分離処理の開始から終了までの時間、及び洗浄処理の開始から終了までの時間をそれぞれ設定するための設定機構とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、原水中に含まれる分離対象物を逆浸透膜によって分離，除去するように構成された逆浸透装置に関する。

前記逆浸透装置として、従来、例えば、特開２００２−１１９９６５号公報に開示されたものが知られている。この逆浸透装置は、逆浸透膜、及び逆浸透膜を内部に収容する耐圧構造の容器体から構成されて、原水中に含まれた分離対象物を逆浸透膜により分離する膜分離機構と、容器体に接続した供給管、及び供給管を介し容器体の内部に原水を加圧して供給する供給ポンプから構成される供給機構と、容器体に接続し、逆浸透膜を透過した原水を外部に供給する給水管と、容器体に接続し、逆浸透膜を透過しない原水を外部に排出する排水管と、排水管に設けられた排水弁と、排水弁の作動を制御する制御装置とを備える。

前記排水管は、一端側が容器体に接続し、他端側が２つに分岐して形成されており、分岐した一方に、前記排水弁が設けられている。尚、この排水弁は、通常は閉じた状態とされ、逆浸透膜の洗浄時にのみ開くように、前記制御装置によって制御される。

この逆浸透装置によれば、供給ポンプにより供給管を介して容器体内に原水が供給されると、供給された原水の一部は、逆浸透膜を透過し、分離対象物が分離された透過水として給水管から外部に吐出される一方、供給された原水の残りは、逆浸透膜を透過しないで排水管（分岐した他方側）から外部に排出される。

そして、逆浸透膜の表面には、当該逆浸透膜の使用によって、原水から分離された様々な分離対象物が徐々に堆積し、ゲル状物質やスケールなどを生じたり、微生物が増殖したり、目詰まりして、逆浸透膜を透過する水量や透過水の品質を低下させるなど逆浸透膜の性能が低下する。

このため、前記逆浸透装置では、逆浸透膜による処理時間が一定時間に達する度に（逆浸透膜による処理水量が一定量に達する度に）、逆浸透膜の洗浄処理が所定時間行われ、当該逆浸透膜の表面に堆積した分離対象物が適宜除去されるようになっている。

具体的には、制御装置により前記排水弁が作動せしめられて所定時間開いた状態とされ、供給ポンプによって容器体内に供給された原水の内、逆浸透膜を透過せずに排水管（分岐した一方側及び他方側）から外部に排出される原水の水量が大きくされることで、逆浸透膜の表面を排水管側に向けて流動する原水の水流により、当該逆浸透膜の表面に堆積した分離対象物が洗い流されて除去される。このように、一定間隔で洗浄処理が行われることで、逆浸透膜の性能が良好な状態に維持される。

特開２００２−１１９９６５号公報

ところで、逆浸透膜の性能を良好な状態に維持するための、洗浄処理を行う間隔や当該洗浄処理の処理時間は、当該逆浸透装置の使用状態や原水中に含まれる分離対象物の種類などによってそれぞれ異なるものであり、一律に設定することができるものではない。例えば、原水が水道水である場合、当該水道水に含まれる水汚染物質（分離対象物）の濃度が季節によって変動することから、洗浄処理を行う間隔や洗浄処理の処理時間は季節毎に調整することが好ましい。

しかしながら、上記従来の逆浸透装置では、洗浄処理を行う間隔や洗浄処理の処理時間を使用者が簡単にそれぞれ調整，設定することができないという問題があった。また、洗浄処理を行う間隔や洗浄処理の処理時間が長過ぎたり、短過ぎると、処理効率が低下するという問題や、洗浄処理を行う間隔が長過ぎて分離対象物の逆浸透膜表面への堆積が進行し、逆浸透膜の性能が大きく低下したり、堆積した分離対象物を除去し難くなったり、分離対象物の除去に長い時間が必要になるという問題、洗浄処理の処理時間が短過ぎて分離対象物の除去が不完全になるという問題もある。

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、膜分離処理及び洗浄処理の各処理時間を簡単に設定することができるとともに、当該膜分離処理及び洗浄処理を効率的に実施することができる逆浸透装置の提供をその目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、
原水中に含まれる分離対象物を分離，除去する逆浸透装置であって、
逆浸透膜を備え、該逆浸透膜により前記原水から前記分離対象物を分離する膜分離手段と、前記原水を加圧して前記膜分離手段に供給する供給手段と、前記膜分離手段に接続し、前記逆浸透膜を透過した原水を外部に供給する給水管と、前記膜分離手段に接続し、前記逆浸透膜を透過しない原水を外部に排出する排水管と、前記排水管に設けられた排水弁と、前記排水弁の作動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記排水弁を閉じた状態にして、前記膜分離手段に供給された原水から前記分離対象物を分離する膜分離処理と、前記排水弁を開いた状態にして、前記膜分離手段に供給された原水により前記逆浸透膜を洗浄する洗浄処理とを、それぞれ予め設定された時間ずつ交互に繰り返して実行するように構成された逆浸透装置において、
前記膜分離処理の開始から終了までの時間と、前記洗浄処理の開始から終了までの時間をそれぞれ設定するための設定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記設定手段によって設定された時間行う前記膜分離処理と、前記設定手段によって設定された時間行う前記洗浄処理とを交互に繰り返すように構成されてなることを特徴とする逆浸透装置に係る。

この発明によれば、制御手段による制御の下、膜分離処理と洗浄処理とがそれぞれ所定時間ずつ交互に繰り返されて実行される。膜分離処理では、排水弁が閉じていることから、供給手段により加圧されて膜分離手段に供給された原水は、逆浸透膜を透過し、分離対象物の分離された透過水として給水管から外部に吐出される。

一方、洗浄処理では、排水弁が開いていることから、供給手段により加圧されて膜分離手段に供給された原水は、その一部が逆浸透膜を透過し、透過水として給水管から外部に吐出され、残りが逆浸透膜を透過せずに排水管内を流通して外部に排出される。排水管から排出される原水は、逆浸透膜の表面を排水管側に向けて流動するため、このようにして流動する原水の水流により、逆浸透膜の表面に堆積した分離対象物が洗い流されて除去される。

ところで、逆浸透膜の性能を良好な状態に維持するための、前記膜分離処理及び洗浄処理の各処理時間（処理開始から処理終了までの時間）は、当該逆浸透装置の使用状態や原水中に含まれる分離対象物の種類などによってそれぞれ異なり、一律に設定することができるものではないため、前記各処理時間を当該逆浸透装置毎に個別に設定する必要がある。

そこで、本発明に係る逆浸透装置では、膜分離処理及び洗浄処理の各処理時間をそれぞれ設定するための設定手段を設けるとともに、制御手段が、設定手段によって設定された処理時間を基に膜分離処理と洗浄処理とを所定時間ずつ交互に繰り返して実行するように構成している。

これにより、使用者が膜分離処理及び洗浄処理の各処理時間を設定手段によってそれぞれ簡単に調整，設定することができるとともに、当該各処理時間を調整することで、膜分離処理及び洗浄処理を効率的に実施したり、逆浸透膜の性能を常に良好な状態に維持することができる。

尚、前記供給手段は、一端側が前記膜分離手段に接続し、他端側から前記原水が供給される供給管と、該供給管の、一端側と他端側との間に設けられ、他端側から供給された原水を加圧して前記膜分離手段に供給する供給ポンプとからなり、前記逆浸透装置は、前記給水管の管路と、前記供給管の、他端側と前記供給ポンプとの間の管路とを同時に開閉するとともに、前記給水管の管路を開いたときには前記供給管の管路も開き、前記給水管の管路を閉じたときには前記供給管の管路も閉じる給水弁と、前記供給管内の、他端側と前記供給ポンプとの間の水圧を検出する検出手段とを更に備え、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された水圧と、前記供給ポンプを作動させるときの前記供給管内の、他端側と前記供給ポンプとの間の水圧として予め設定され、前記給水弁が開いているときの前記供給管内の、他端側と前記供給ポンプとの間の水圧よりも低い基準値とに基づいて前記供給ポンプの作動を制御し、前記検出水圧が前記基準値まで上がると、前記供給ポンプを作動させて前記膜分離手段に前記原水を供給するとともに、前記検出水圧が前記基準値よりも下がると、前記供給ポンプの作動を停止させるように構成されていても良い。

このようにすれば、給水弁が開かれて給水管及び供給管の管路が開くと、供給管の他端側から供給される原水によって、当該供給管内の、他端側と供給ポンプとの間の水圧が上昇する。そして、検出手段によって検出される供給管内の水圧が基準値まで上昇すると、制御手段によって供給ポンプが駆動され、当該供給ポンプにより原水が加圧されて膜分離手段に供給管を介し供給される。

膜分離手段に供給された原水は、制御手段による制御の下、膜分離処理の実行中であるときには、逆浸透膜を透過して給水管から吐出される一方、洗浄処理の実行中であるときには、一部が逆浸透膜を透過して給水管から吐出され、残りが逆浸透膜を透過しないで排水管から排出される。

この後、給水弁が閉じられて給水管及び供給管の管路が閉じると、給水管から透過水が吐出されなくなり、また、供給管の他端側から原水が供給されなくなって、当該供給管内の、他端側と供給ポンプとの間の水圧が低下する。そして、検出手段によって検出される供給管内の水圧が基準値よりも低下すると、制御手段によって供給ポンプの作動が停止せしめられる。

このように制御手段を構成すれば、給水弁が閉じられて透過水が使用されていないときには、供給ポンプの作動を停止させた状態とすることができるので、当該逆浸透装置を効率的に稼働させて無駄な電力消費などを抑えることができる。

また、前記逆浸透装置は、前記給水管に設けられた給水弁と、前記給水管内の水圧を検出する検出手段とを更に備え、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された水圧と、前記供給手段を停止させるときの前記給水管内の水圧として予め設定され、前記給水弁が開いているときの前記給水管内の水圧よりも高い基準値とに基づいて前記供給手段の作動を制御し、前記検出水圧が前記基準値よりも下がると、前記供給手段を作動させて前記膜分離手段に前記原水を供給するとともに、前記検出水圧が前記基準値まで上がると、前記供給手段の作動を停止させるように構成されていても良い。

このようにすれば、給水弁が開かれて給水管内の水圧が低下し、検出手段によって検出される当該給水管内の水圧が基準値よりも低下すると、制御手段によって供給手段が駆動され、当該供給手段により原水が加圧されて膜分離手段に供給される。

この後、給水弁が閉じられると、給水管から透過水が吐出されなくなって給水管内の水圧が上昇する。そして、検出手段によって検出される当該給水管内の水圧が基準値まで上昇すると、制御手段によって供給手段の作動が停止せしめられる。

このように制御手段を構成しても、給水弁が閉じられて透過水が使用されていないときには、上記と同様に、供給手段の作動を停止させた状態とすることができるので、当該逆浸透装置を効率的に稼働させて無駄な電力消費などを抑えることができる。

以上のように、本発明に係る逆浸透装置によれば、膜分離処理及び洗浄処理の各処理時間をそれぞれ設定するための設定手段を設けて構成したので、当該設定手段によって、使用者は、膜分離処理及び洗浄処理の各処理時間をそれぞれ簡単に調整，設定することができ、また、当該各処理時間を調整することで、膜分離処理及び洗浄処理を効率的に実施したり、逆浸透膜の性能を常に良好な状態に維持することができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。尚、図１は、本発明の一実施形態に係る逆浸透装置の概略構成を示した模式図であり、図２は、図１に示した逆浸透装置の制御回路図である。また、図３は、本実施形態に係る膜分離機構の概略構成を示した断面図であり、図４は、本実施形態に係る逆浸透装置の動作状態を説明するための説明図である。

図１及び図２に示すように、本例の逆浸透装置１は、例えば、水道水たる原水に含まれる水汚染物質を分離対象物として分離，除去し、清浄な水を生成するものであり、原水中に含まれた分離対象物を分離する膜分離機構１０と、原水を膜分離機構１０に供給する供給機構２０と、膜分離機構１０に接続した給水管３０及び排水管３５と、給水管３０及び排水管３５にそれぞれ設けられたコック（給水弁）３１及び排水弁（第１排水弁）３６と、水圧を検出し、検出した水圧を基に電気接点の開閉を行う圧力スイッチ４０と、後述の膜分離処理及び洗浄処理の各処理時間を設定するための設定機構（図示せず）と、圧力スイッチ４０による電気接点の開閉及び設定機構（図示せず）によって設定された各処理時間に基づいて供給機構２０の供給ポンプ２２及び原水供給弁２５並びに第１排水弁３６の作動を制御する制御回路（制御装置）４５と、膜分離機構１０に供給される原水の前処理を行い、分離対象物の一部を分離する前処理機構１８とを備える。

前記膜分離機構１０は、図３に示すように、内部が中空の円筒状に形成された耐圧構造の容器体１１と、円筒状に形成され、容器体１１の内部に収容された逆浸透膜１５とからなる。前記容器体１１は、円筒状をした本体１２と、本体１２の両端部をそれぞれ閉塞する第１蓋体１３及び第２蓋体１４とから構成され、第１蓋体１３の中央部に前記供給機構２０の供給管２１の一端側が、第２蓋体１４の中央部に前記給水管３０が、第２蓋体１４の外周側に前記排水管３５がそれぞれ接続されている。また、逆浸透膜１５は、第２蓋体１４側の端面に開口し、給水管３０と連通する中空部１５ａを備えており、分離対象物は、原水が外周側から内周（中空部１５ａ）側に透過する際に分離，除去されるようになっている。尚、この逆浸透膜１５は、前処理機構１８で分離，除去されなかった、例えば、水中に溶解した化学物質、微生物、重金属などを分離する。

前記供給機構２０は、一端側が容器体１１に接続し、他端側が図示しない水道管に接続した供給管２１と、供給管２１を介し容器体１１の内部に原水を加圧して供給する供給ポンプ２２とからなる。前記供給管２１には、供給ポンプ２２の他、前処理機構１８，圧力計２４，圧力スイッチ４０，原水供給弁２５及び積算流量計２６がそれぞれ設けられており、前処理機構１８が供給管２１の他端側に、圧力計２４及び圧力スイッチ４０が前処理機構１８よりも下流側に、原水供給弁２５が圧力計２４及び圧力スイッチ４０よりも下流側に、積算流量計２６が原水供給弁２５よりも下流側に、供給ポンプ２２が積算流量計２６よりも下流側に配置される。尚、前記圧力計２４は、供給管２１内の水圧を検出し、前記積算流量計２６は、供給管２１内を流通する原水の積算流量を検出する。この積算流量は、例えば、逆浸透膜１５の交換時期の目安とされる。

前記給水管３０は、一端側が容器体１１に接続し、他端側が図示しない適宜位置で開口しており、逆浸透膜１５を透過した原水を、分離対象物の分離された透過水（清浄な水）として他端開口部（図示せず）から吐出する。この給水管３０には、コック３１の他、他端開口部（図示せず）側に向けてのみ透過水を流動させる逆止弁３２が設けられており、この逆止弁３２は、コック３１よりも上流側に配置される。

前記コック３１は、給水管３０の管路と、供給管２１の前処理機構１８よりも上流側の管路とを同時に開閉し、給水管３０の管路を開いたときには供給管２１の管路も開く一方、給水管３０の管路を閉じたときには供給管２１の管路も閉じるように構成される。

前記排水管３５は、一端側が容器体１１に接続し、他端側が２つの流路３５ａ，３５ｂに分岐して再び合流するように構成されており、逆浸透膜１５を透過しない原水（濃縮水及び逆浸透膜１５の洗浄時に供給された原水）を外部に排出する。この排水管３５には、第１排水弁３６の他、圧力計３７及び第２排水弁３８がそれぞれ設けられており、圧力計３７が排水管３５の一端側であり分岐部よりも上流側に、第２排水弁３８が分岐した一方の流路３５ａに、第１排水弁３６が分岐した他方の流路３５ｂに配置される。尚、前記圧力計３７は、排水管３５内の水圧を検出し、第２排水弁３８は、膜分離処理時に、逆浸透膜１５を透過しないで排水管３５の流路３５ａを流通して排出される原水（分離対象物が濃縮された濃縮水）の流量を調整する。

前記圧力スイッチ４０は、供給管２１内（供給管２１内の、前処理機構１８と原水供給弁２５との間）の水圧を検出し、検出した水圧が絶対圧で０．２ＭＰａ以上であるときに電気接点を閉じる。尚、この圧力スイッチ４０が電気接点を開閉する基準圧力（０．２ＭＰａ）は、供給ポンプ２２を作動させるときの供給管２１内の、前処理機構１８と原水供給弁２５との間の水圧であって、コック３１が開いているときの供給管２１内の、前処理機構１８と原水供給弁２５との間の水圧よりも低い水圧である。

前記制御回路４５は、第１排水弁３６を閉じた状態にして、容器体１１内に供給された原水から分離対象物を分離する膜分離処理と、第１排水弁３６を開いた状態にして、容器体１１内に供給された原水により逆浸透膜１５を洗浄する洗浄処理とを、前記設定機構（図示せず）によってそれぞれ設定された時間ずつ交互に繰り返して実行するとともに、コック３１が開かれると供給ポンプ２２を作動させ、コック３１が閉じられると供給ポンプ２２の作動を停止させる。

また、制御回路４５は、当該制御回路４５に電力を供給する電源４６と、圧力スイッチ４０によって開閉される電気接点と、供給ポンプ２２とが閉回路を形成するように接続されるとともに、供給ポンプ２２に、原水供給弁２５と、タイマＡ及びタイマＢによって開閉される電気接点と、タイマＢ及びタイマＡによって開閉される電気接点と、第１排水弁３６及びタイマＢによって開閉される電気接点とがそれぞれ並列に接続された構成を備える。また、第１排水弁３６には、これと並列にランプ４８が接続されている。また、タイマＡ及びタイマＢは、設定機構（図示せず）によってそれぞれ設定された時間、電気接点を閉じるように構成される。

この制御回路４５によれば、図４を基に説明するようにして、供給ポンプ２２，原水供給弁２５及び第１排水弁３６の作動が制御される。即ち、待機状態（状態１）からコック３１が開かれると、水道管（図示せず）内の水圧により水道管（図示せず）内の原水が供給管２１内に流入して、供給管２１の、他端側と原水供給弁２５との間の水圧が上昇する（状態２）。

そして、圧力スイッチ４０によって検出される水圧が０．２ＭＰａとなるまで上昇すると、当該圧力スイッチ４０の電気接点が閉じ、原水供給弁２５が作動して開いた状態となるとともに、供給ポンプ２２が作動し、また、タイマＡが作動する（状態３）。これにより、供給ポンプ２２によって容器体１１内に供給され、逆浸透膜１５を透過した原水（透過水）が給水管３０の他端開口部（図示せず）から吐出される。このようにして、タイマＡによる時間制御の下、膜分離処理が行われる。尚、圧力スイッチ４０によって検出される水圧は、この後、水道管（図示せず）内の水圧である０．４ＭＰａまで上昇する（状態４）。

この後、所定時間（例えば３分）が経過し、タイマＡが切れると、タイマＢが作動し、第１排水弁３６が作動して開いた状態となるとともに、ランプ４８が点灯する（状態５）。これにより、供給ポンプ２２によって容器体１１内に供給された原水は、その一部が逆浸透膜１５を透過して給水管３０の他端開口部（図示せず）から吐出され、残りが逆浸透膜１５を透過せずに排水管３５（流路３５ａ及び流路３５ｂ）内を流通して外部に排出される。このようにして、タイマＢによる時間制御の下、洗浄処理が行われる。

この後、所定時間（例えば１０秒）が経過し、タイマＢが切れると、再びタイマＡが作動し、第１排水弁３６が閉じるとともに、ランプ４８が消灯する（状態４）。以降、タイマＡ及びタイマＢによって前記状態４（膜分離処理）及び状態５（洗浄処理）が所定時間ずつ交互に繰り返される。

そして、コック３１が閉じられると、給水管３０から透過水が吐出されなくなるとともに、供給管２１の他端側から原水が供給されなくなって当該供給管２１の水圧が低下し（状態６）、圧力スイッチ４０によって検出される水圧が０．２ＭＰａよりも低下すると、当該圧力スイッチ４０の電気接点が開いて、原水供給弁２５が閉じるとともに、供給ポンプ２２の作動が停止し、待機状態に戻る（状態１）。

前記前処理機構１８は、第１フィルタ処理部１８ａと、この第１フィルタ処理部１８ａよりも下流側に設けられた第２フィルタ処理部１８ｂとからなる。第１フィルタ処理部１８ａは、適宜フィルタにより、原水中に含まれる、例えば、比較的粒子径の大きい沈殿物質や浮遊物質などを分離，除去し、第２フィルタ処理部１８ｂは、カーボンフィルタにより、第１フィルタ処理部１８ａで処理された原水から、例えば、化学物質や有機的汚染物質の一部、塩素などを吸着して除去する。

以上のように構成された本例の逆浸透装置１によれば、コック３１が開かれ、圧力スイッチ４０によって検出される水圧が０．２ＭＰａまで上昇すると、当該圧力スイッチ４０の電気接点が閉じ、原水供給弁２５が作動して開くとともに、供給ポンプ２２が作動して原水が容器体１１内に供給される。また、このとき、タイマＡが作動する。容器体１１内に供給された原水の一部は、逆浸透膜１５を透過し、給水管３０内を流通して当該給水管３０の他端開口部（図示せず）から吐出される一方、供給された原水の残りは、逆浸透膜１５を透過せず、排水管３５の流路３５ａ内を流通して排出される。

供給ポンプ２２によって容器体１１内に供給される原水は、第１フィルタ処理部１８ａ及び第２フィルタ処理部１８ｂを通過する際に分離対象物の一部が分離，除去されており、逆浸透膜１５では、第１フィルタ処理部１８ａ及び第２フィルタ処理部１８ｂで除去されなかった分離対象物が分離，除去される。このようにして、給水管３０からは、分離対象物が除去された清浄な水が吐出される。

この後、所定時間が経過し、タイマＡが切れると、タイマＢが作動し、第１排水弁３６が作動して開く。これにより、供給ポンプ２２によって容器体１１内に供給された原水は、その一部が逆浸透膜１５を透過して給水管３０の他端開口部（図示せず）から吐出され、残りが逆浸透膜１５を透過せずに逆浸透膜１５の表面を排水管３５側に向けて流動し、当該排水管３５（流路３５ａ及び流路３５ｂ）内を流通して外部に排出されることとなり、逆浸透膜１５の表面を流動する原水の水流により、逆浸透膜１５の表面に堆積した分離対象物が洗い流されて除去される。また、このとき、ランプ４８が点灯して逆浸透膜１５の洗浄中であることが示される。

この後、所定時間が経過し、タイマＢが切れると、再びタイマＡが作動し、第１排水弁３６が閉じるとともに、ランプ４８が消灯する。このようにして、タイマＡ及びタイマＢによる時間制御の下、膜分離処理及び洗浄処理が所定時間ずつ交互に繰り返される。尚、当該膜分離処理及び洗浄処理の各処理時間（処理開始から処理終了までの時間）は、前記設定機構（図示せず）によってそれぞれ予め設定されている。

そして、コック３１が閉じられると、給水管３０から透過水が吐出されなくなるとともに、供給管２１に原水が供給されなくなって当該供給管２１の水圧が低下し、圧力スイッチ４０によって検出される水圧が０．２ＭＰａよりも低下すると、当該圧力スイッチ４０の電気接点が開いて、原水供給弁２５が閉じるとともに、供給ポンプ２２の作動が停止し、待機状態に戻る。また、このとき、作動中のタイマＡ又はタイマＢも停止する。

ところで、逆浸透膜１５の性能を良好な状態に維持するための、前記膜分離処理及び洗浄処理の各処理時間は、当該逆浸透装置１の使用状態や原水中に含まれる分離対象物の種類などによってそれぞれ異なり、一律に設定することができるものではないため、前記各処理時間を当該逆浸透装置１毎に個別に設定する必要がある。

そこで、本例の逆浸透装置１では、膜分離処理及び洗浄処理の各処理時間をそれぞれ設定するための設定機構（図示せず）を設けるとともに、制御回路４５が、設定機構（図示せず）によって設定された処理時間を基に膜分離処理と洗浄処理とを所定時間ずつ交互に繰り返して実行するように構成している。

これにより、使用者が膜分離処理及び洗浄処理の各処理時間を設定機構（図示せず）によってそれぞれ簡単に調整，設定することができるとともに、当該各処理時間を調整することで、膜分離処理及び洗浄処理を効率的に実施したり、逆浸透膜１５の性能を常に良好な状態に維持することができる。

また、コック３１が閉じられて透過水が使用されていないときには、供給ポンプ２２の作動を停止させるようにしたので、当該逆浸透装置１を効率的に稼働させて無駄な電力消費などを抑えることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。

前記逆浸透装置１では、制御回路４５により供給ポンプ２２，原水供給弁２５及び第１排水弁３６の作動を制御するように構成したが、これに限られるものではなく、図５に示すように、制御装置５０によって供給ポンプ２２，原水供給弁２５及び第１排水弁３６の作動を制御するように構成することもできる。

この場合、当該逆浸透装置２は、前記制御回路４５に代えて前記制御装置５０を、前記圧力スイッチ４０に代えて圧力センサ５１を備える。圧力センサ５１は、供給管２１の、第２フィルタ処理部１８ｂと原水供給弁２５との間に設けられて当該供給管２１内の水圧を絶対圧で検出する。

前記制御装置５０は、圧力センサ５１によって検出された水圧を基に、図６に示すようにして、供給ポンプ２２及び原水供給弁２５の作動を制御するとともに、第１排水弁３６の作動を制御して、膜分離処理と洗浄処理とを、前記設定機構（図示せず）によってそれぞれ設定された各処理時間ずつ交互に繰り返して実行する。

即ち、コック３１が開かれると、水道管（図示せず）内の水圧により原水が供給管２１内に流入して、供給管２１の、他端側と原水供給弁２５との間の水圧が上昇することから、制御装置５０は、圧力センサ５１によって検出される水圧が０．２ＭＰａ以上となったか否かを確認し（ステップＳ１）、０．２ＭＰａ以上になったと判断した場合に、原水供給弁２５を作動させて開いた状態にし、供給ポンプ２２を作動させて原水を容器体１１内に供給するとともに、膜分離処理及び洗浄処理を所定時間ずつ交互に繰り返す（ステップＳ２）。

容器体１１内に供給された原水は、制御装置５０による制御の下、膜分離処理の実行中（第１排水弁３６が閉じた状態）であるときには、一部が逆浸透膜１５を透過して給水管３０から吐出され、残りが排水管３５の流路３５ａ内を流通して排出される一方、洗浄処理の実行中（第１排水弁３６が開いた状態）であるときには、一部が逆浸透膜１５を透過して給水管３０から吐出され、残りが排水管３５の流路３５ａ及び流路３５ｂ内を流通して排出される。

この後、圧力センサ５１によって検出される供給管２１内の水圧が０．２ＭＰａよりも低下したか否かを確認し（ステップＳ３）、０．２ＭＰａよりも低下したと判断した場合に、コック３１が閉じられたと判断して、原水供給弁２５を閉じるとともに、供給ポンプ２２の作動を停止させて待機状態とし（ステップＳ４）、上記一連の処理を終了する。一方、ステップＳ１で、圧力センサ５１によって検出される水圧が０．２ＭＰａよりも低いと判断した場合には処理を終了する。

このように制御装置５０が構成された逆浸透装置２によっても、膜分離処理と洗浄処理とを、前記設定機構（図示せず）によってそれぞれ設定された各処理時間ずつ交互に繰り返して実行することができるとともに、コック３１が閉じているときには、供給ポンプ２２の作動を停止させた状態とすることができるので、上記逆浸透装置１と同様の効果を得ることができる。

また、上例では、前記コック３１を、給水管３０の管路と、供給管２１の前処理機構１８よりも上流側の管路とを同時に開閉し、給水管３０の管路を開いたときには供給管２１の管路も開く一方、給水管３０の管路を閉じたときには供給管２１の管路も閉じるように構成したが、これに限られるものではなく、図７に示すように、コック３１は、給水管３０の管路のみを開閉するように構成されていても良い。

この場合、当該逆浸透装置３は、図７及び図８に示すように、供給管２１の前処理機構１８よりも上流側に第１原水供給弁２３を、供給管２１の前処理機構１８よりも下流側に第１圧力スイッチ４０を、第１圧力スイッチ４０よりも下流側に第２原水供給弁２５を、給水管３０の逆止弁３２よりも下流側に第２圧力スイッチ４１を、給水管３０の第２圧力スイッチ４１よりも下流側に流量計３３を、給水管３０の流量計３３よりも下流側にコック３１を、前記制御回路４５に代えて制御回路５５を備える。尚、前記逆浸透装置１と同じ構成部分については、同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

前記流量計３３は、給水管３０内を流通する透過水の流量を検出する。前記第１圧力スイッチ４０は、供給管２１内（供給管２１内の、前処理機構１８と原水供給弁２５との間）の水圧を検出し、検出した水圧が絶対圧で０．２ＭＰａ以上であるときに電気接点を閉じる。前記第２圧力スイッチ４１は、給水管３０内の水圧を検出し、検出した水圧が絶対圧で０．４ＭＰａ以上であるときに電気接点を開く。

尚、第２圧力スイッチ４１が電気接点を開閉する基準圧力（０．４ＭＰａ）は、供給ポンプ２２を停止させるときの給水管３０内の水圧であって、コック３１が開いているときの給水管３０内の水圧（絶対圧で約０ＭＰａ）よりも高い水圧である。

前記制御回路５５は、膜分離処理と洗浄処理とを、前記設定機構（図示せず）によってそれぞれ設定された時間ずつ交互に繰り返して実行するとともに、コック３１が開かれると供給ポンプ２２を作動させ、コック３１が閉じられると供給ポンプ２２の作動を停止させる。

また、制御回路５５は、電源４６と、第１圧力スイッチ４０によって開閉される電気接点と、第２圧力スイッチ４１によって開閉される電気接点と、供給ポンプ２２とが閉回路を形成するように接続されるとともに、供給ポンプ２２に、第２原水供給弁２５と、タイマＡ及びタイマＢによって開閉される電気接点と、タイマＢ及びタイマＡによって開閉される電気接点と、第１排水弁３６及びタイマＢによって開閉される電気接点とがそれぞれ並列に接続された構成を備える。

この制御回路５５によれば、図９を基に説明するようにして、供給ポンプ２２，第２原水供給弁２５及び第１排水弁３６の作動が制御される。即ち、供給管２１の他端側が水道管（図示せず）に接続された後（初期状態）、第１原水供給弁２３が開かれると、水道管（図示せず）内の水圧により水道管（図示せず）内の原水が供給管２１内に流入して、供給管２１の、他端側と第２原水供給弁２５との間の水圧が上昇する（状態１）。

そして、第１圧力スイッチ４０によって検出される水圧が０．２ＭＰａとなるまで上昇すると、当該第１圧力スイッチ４０の電気接点が閉じ、第２原水供給弁２５が作動して開いた状態となるとともに、供給ポンプ２２が作動して原水が容器体１１内に供給され、給水管３０内の水圧が上昇する（状態２）。この後、第２圧力スイッチ４１によって検出される水圧が０．４ＭＰａとなるまで上昇すると、当該第２圧力スイッチ４１の電気接点が開いて、第２原水供給弁２５が閉じるとともに、供給ポンプ２２の作動が停止し、待機状態となる（状態３）。

そして、コック３１が開かれると、給水管３０内の水圧が約０ＭＰａまで低下し、これが第２圧力スイッチ４１により検出されて当該第２圧力スイッチ４１の電気接点が閉じる。これにより、第２原水供給弁２５が作動して開いた状態となるとともに、供給ポンプ２２が作動し、また、タイマＡが作動する（状態４）。これにより、供給ポンプ２２によって容器体１１内に供給され、逆浸透膜１５を透過した原水（透過水）が給水管３０の他端開口部（図示せず）から吐出される。このようにして、タイマＡによる時間制御の下、膜分離処理が行われる。

この後、所定時間が経過し、タイマＡが切れると、タイマＢが作動し、第１排水弁３６が作動して開いた状態となるとともに、ランプ４８が点灯する（状態５）。これにより、供給ポンプ２２によって容器体１１内に供給された原水は、その一部が逆浸透膜１５を透過して給水管３０の他端開口部（図示せず）から吐出され、残りが逆浸透膜１５を透過せずに排水管３５（流路３５ａ及び流路３５ｂ）内を流通して排出される。このようにして、タイマＢによる時間制御の下、洗浄処理が行われる。

この後、所定時間が経過し、タイマＢが切れると、再びタイマＡが作動し、第１排水弁３６が閉じるとともに、ランプ４８が消灯する（状態４）。以降、タイマＡ及びタイマＢによって前記状態４（膜分離処理）及び状態５（洗浄処理）が所定時間ずつ交互に繰り返される。

そして、コック３１が閉じられると、給水管３０から透過水が吐出されなくなって当該給水管３０内の水圧が上昇し（状態６）、第２圧力スイッチ４１によって検出される水圧が０．４ＭＰａとなるまで上昇すると、当該第２圧力スイッチ４１の電気接点が開いて、第２原水供給弁２５が閉じるとともに、供給ポンプ２２の作動が停止し、待機状態となる（状態７）。

以後は、コック３１が開かれると、前記状態４となり、コック３１が閉じられると、前記状態６を経て前記状態７の待機状態に戻る。

このように構成された逆浸透装置３によっても、膜分離処理と洗浄処理とを、前記設定機構（図示せず）によってそれぞれ設定された各処理時間ずつ交互に繰り返して実行することができるとともに、コック３１が閉じているときには、供給ポンプ２２の作動を停止させた状態とすることができるので、上記逆浸透装置１と同様の効果を得ることができる。

また、前記逆浸透装置３では、制御回路５５により供給ポンプ２２，第２原水供給弁２５及び第１排水弁３６の作動を制御するように構成したが、これに限られるものではなく、図１０に示すように、制御装置６０によって供給ポンプ２２，第２原水供給弁２５及び第１排水弁３６の作動を制御するように構成することもできる。

この場合、当該逆浸透装置４は、前記制御回路５５に代えて前記制御装置６０を、前記第１圧力スイッチ４０及び第２圧力スイッチ４１に代えて第１圧力センサ６１及び第２圧力センサ６２を備える。第１圧力センサ６１は、供給管２１の、第２フィルタ処理部１８ｂと第２原水供給弁２５との間に設けられて当該供給管２１内の水圧を絶対圧で検出し、第２圧力センサ６２は、給水管３０の、逆止弁３２と流量計３３との間に設けられて当該給水管３０内の水圧を絶対圧で検出する。

前記制御装置６０は、第１圧力センサ６１及び第２圧力センサ６２によって検出された水圧を基に、図１１に示すようにして、供給ポンプ２２及び原水供給弁２５の作動を制御するとともに、第１排水弁３６の作動を制御して、膜分離処理と洗浄処理とを、前記設定機構（図示せず）によってそれぞれ設定された各処理時間ずつ交互に繰り返して実行する。

即ち、供給管２１の他端側が水道管（図示せず）に接続された後、第１原水供給弁２３が開かれると、水道管（図示せず）内の水圧により原水が供給管２１内に流入して、供給管２１の、他端側と第２原水供給弁２５との間の水圧が上昇することから、制御装置６０は、第１圧力センサ６１によって検出される水圧が０．２ＭＰａ以上となったか否かを確認し（ステップＳ１１）、０．２ＭＰａ以上になったと判断した場合に、第２原水供給弁２５を作動させて開いた状態にするとともに、供給ポンプ２２を作動させて原水を容器体１１内に供給する（ステップＳ１２）。

容器体１１内に原水を供給すると、給水管３０内の水圧が上昇することから、第２圧力センサ６２によって検出される水圧が０．４ＭＰａ以上となったか否かを確認して（ステップＳ１３）、０．４ＭＰａ以上になったと判断した場合に、第２原水供給弁２５を閉じるとともに、供給ポンプ２２の作動を停止させて待機状態とする（ステップＳ１４）。

この後、第２圧力センサ５２によって検出される給水管３０内の水圧が０．４ＭＰａよりも低下したか否かを確認し、即ち、コック３１が開かれて、給水管３０内の水圧が約０ＭＰａまで低下したか否かを確認し（ステップＳ１５）、０．４ＭＰａよりも低下したと判断した場合には、第２原水供給弁２５を作動させて開いた状態にし、供給ポンプ２２を作動させて原水を容器体１１内に供給するとともに、膜分離処理及び洗浄処理を所定時間ずつ交互に繰り返す（ステップＳ１６）。

容器体１１内に供給された原水は、制御装置６０による制御の下、膜分離処理の実行中（第１排水弁３６が閉じた状態）であるときには、一部が逆浸透膜１５を透過して給水管３０から吐出され、残りが排水管３５の流路３５ａ内を流通して排出される一方、洗浄処理の実行中（第１排水弁３６が開いた状態）であるときには、一部が逆浸透膜１５を透過して給水管３０から吐出され、残りが水管３５の流路３５ａ及び流路３５ｂ内を流通して排出される。

この後、第２圧力センサ６２によって検出される給水管３０内の水圧が０．４ＭＰａ以上となったか否かを確認し（ステップＳ１７）、０．４ＭＰａ以上になったと判断した場合に、コック３１が閉じられたと判断して、第２原水供給弁２５を閉じるとともに、供給ポンプ２２の作動を停止させて待機状態とする（ステップＳ１８）。

そして、以降は、ステップＳ１５〜ステップＳ１８の処理を繰り返して実行する。また、ステップＳ１で、第１圧力センサ６１によって検出される水圧が０．２ＭＰａよりも低いと判断した場合には、処理を終了する。

このように制御装置６０が構成された逆浸透装置４によっても、膜分離処理と洗浄処理とを、前記設定機構（図示せず）によってそれぞれ設定された各処理時間ずつ交互に繰り返して実行することができるとともに、コック３１が閉じているときには、供給ポンプ２２の作動を停止させた状態とすることができるので、上記逆浸透装置１と同様の効果を得ることができる。

また、図７に示した逆浸透装置３や図１０に示した逆浸透装置４において、透過水をバッファタンクに一時貯留する場合など給水のＯＮ，ＯＦＦ制御を大まかに行えば足りる場合には、第１原水供給弁２３のみでこれを行えば良く、コック３１を特に設ける必要はない。

また、上例では、供給ポンプ２２及び（第２）原水供給弁２５の制御状態を切り換えるための水圧を、０．２ＭＰａ及び０．４ＭＰａを基準にしたが、これに限られるものではなく、この水圧は適宜設定することができる。また、上例では、膜分離処理の処理時間を３分と、洗浄処理の処理時間を１０秒としたが、これに限られるものではなく、これらの各処理時間は適宜設定することができる。また、原水は水道水に限られるものではない。

本発明の一実施形態に係る逆浸透装置の概略構成を示した模式図である。図１に示した逆浸透装置の制御回路図である。本実施形態に係る膜分離機構の概略構成を示した断面図である。本実施形態に係る逆浸透装置の動作状態を説明するための説明図である。本発明の他の実施形態に係る逆浸透装置の概略構成を示した模式図である。本発明の他の実施形態に係る制御装置の処理手順を示したフローチャートである。本発明の他の実施形態に係る逆浸透装置の概略構成を示した模式図である。図７に示した逆浸透装置の制御回路図である。本発明の他の実施形態に係る逆浸透装置の動作状態を説明するための説明図である。本発明の他の実施形態に係る逆浸透装置の概略構成を示した模式図である。本発明の他の実施形態に係る制御装置の処理手順を示したフローチャートである。

符号の説明

１逆浸透装置
１０膜分離機構
１１容器体
１５逆浸透膜
１８前処理機構
２０供給機構
２１供給管
２２供給ポンプ
２５原水供給弁
３０給水管
３１コック
３５排水管
３６第１排水弁
４０圧力スイッチ
４５制御回路
４６電源

Claims

原水中に含まれる分離対象物を分離，除去する逆浸透装置であって、
逆浸透膜を備え、該逆浸透膜により前記原水から前記分離対象物を分離する膜分離手段と、前記原水を加圧して前記膜分離手段に供給する供給手段と、前記膜分離手段に接続し、前記逆浸透膜を透過した原水を外部に供給する給水管と、前記膜分離手段に接続し、前記逆浸透膜を透過しない原水を外部に排出する排水管と、前記排水管に設けられた排水弁と、前記排水弁の作動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記排水弁を閉じた状態にして、前記膜分離手段に供給された原水から前記分離対象物を分離する膜分離処理と、前記排水弁を開いた状態にして、前記膜分離手段に供給された原水により前記逆浸透膜を洗浄する洗浄処理とを、それぞれ予め設定された時間ずつ交互に繰り返して実行するように構成された逆浸透装置において、
前記膜分離処理の開始から終了までの時間と、前記洗浄処理の開始から終了までの時間をそれぞれ設定するための設定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記設定手段によって設定された時間行う前記膜分離処理と、前記設定手段によって設定された時間行う前記洗浄処理とを交互に繰り返すように構成されてなることを特徴とする逆浸透装置。
前記供給手段は、一端側が前記膜分離手段に接続し、他端側から前記原水が供給される供給管と、該供給管の、一端側と他端側との間に設けられ、他端側から供給された原水を加圧して前記膜分離手段に供給する供給ポンプとからなり、
前記逆浸透装置は、前記給水管の管路と、前記供給管の、他端側と前記供給ポンプとの間の管路とを同時に開閉するとともに、前記給水管の管路を開いたときには前記供給管の管路も開き、前記給水管の管路を閉じたときには前記供給管の管路も閉じる給水弁と、前記供給管内の、他端側と前記供給ポンプとの間の水圧を検出する検出手段とを更に備え、
前記制御手段は、前記検出手段によって検出された水圧と、前記供給ポンプを作動させるときの前記供給管内の、他端側と前記供給ポンプとの間の水圧として予め設定され、前記給水弁が開いているときの前記供給管内の、他端側と前記供給ポンプとの間の水圧よりも低い基準値とに基づいて前記供給ポンプの作動を制御し、前記検出水圧が前記基準値まで上がると、前記供給ポンプを作動させて前記膜分離手段に前記原水を供給するとともに、前記検出水圧が前記基準値よりも下がると、前記供給ポンプの作動を停止させるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の逆浸透装置。
前記給水管に設けられた給水弁と、前記給水管内の水圧を検出する検出手段とを更に備えてなり、
前記制御手段は、前記検出手段によって検出された水圧と、前記供給手段を停止させるときの前記給水管内の水圧として予め設定され、前記給水弁が開いているときの前記給水管内の水圧よりも高い基準値とに基づいて前記供給手段の作動を制御し、前記検出水圧が前記基準値よりも下がると、前記供給手段を作動させて前記膜分離手段に前記原水を供給するとともに、前記検出水圧が前記基準値まで上がると、前記供給手段の作動を停止させるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の逆浸透装置。