JP2010149031A - 紫外線浄水器 - Google Patents

Abstract

【目的】原水を浄化して浄水タンクに貯留する浄水システムにおいて、浄水タンク内の浄水の紫外線殺菌処理を低価格且つ高効率に行うことのできる紫外線浄水器を提供する。
【構成】液面センサ３２の監視により、浄水タンク２６内の貯留浄水の量が上限位置ＬＨと下限位置ＬＬの間で適正に充填され、浄水タンク１内の浄水が所定量、貯留された貯水状態で、制御回路部４１は制御信号Ｓ１により紫外線殺菌灯３１を点灯させる。紫外線殺菌灯３１は、浄水タンク２６内に上限量の浄水が貯留されるまで点灯され、上限量の浄水が貯留された場合に所定時間経過後に消灯される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、集合住宅、飲食店、ホテル、旅館、事務所、工場、レジャー施設等において使用する浄水を紫外線殺菌する紫外線浄水器に関するものである。

従来、この種の浄水生成システムの一例として、例えば、特許文献１に示すように、水道水等の原水槽から汲み出した原水を、活性炭充填槽及びろ過膜フィルタを通過させて浄水化し供給先に提供するようにしている。この浄水生成システムでは、浄水は一旦、貯水槽に収容され、貯水槽内の水位が一定に保持されるように浄水の生成と貯水が行われる。ろ過膜フィルタには、０．０１〜０．５μｍの細孔を有するろ過膜を使用することが記載されている。

ろ過膜フィルタには、中空糸膜によるマイクロフィルタあるいは限外ろ過によるウルトラフィルタが使用されるが、これらのフィルタによる不純物除去効果は０．０１μｍ程度の粒子除去が限界となっている。このため、原水に溶解している、各種塩素化合物、トリハロメタン、ダイオキシン等の不純物は０．０１μｍよりはるかに小さく、ろ過膜フィルタでは除去できないといった問題があった。

一方、純水の生成方法のひとつに、逆浸透膜（ＲＯ膜）を使用する方法があり、ＲＯ膜によって水道水から純水に近い水を生成することができる。ＲＯ膜は、約０．０００１μｍの孔を無数に持った人工膜からなり、半透膜と同様の性質を有して、水に溶解した微細な不純物、例えば、細菌、塩素、砒素、トリハロメタン、さび、ダイオキシン等を取り除くことができる。従って、ＲＯ膜による純水生成システムを原水の通水経路に適用すれば、ろ過膜フィルタよりも一層、浄化された浄水を得ることができる。

ところで、ＲＯ膜の逆浸透作用によって高純水化すると、水道水の次亜塩素酸など、原水に含まれる殺菌成分を全て除去してしまうため、浄水を浄水タンクに一旦貯留する場合には、貯留タンク内でＲＯ膜を透過した水に細菌やカビ等が繁殖するといった問題を生ずる。
特開平３−１３１３８３号公報 特開２００４−２５０１８号公報

貯水槽における細菌やカビ等の繁殖を防ぐには、滅菌剤として塩素を塩素ガスや次亜塩素酸塩により貯水槽に投入する方法があるが、塩素添加に伴ってトリハロメタンの有害物質が生成してしまう欠点がある。そこで、例えば、特許文献２に示すように、有害物質の発生を伴わずに滅菌するためには、紫外線による殺菌方法が利用されている。紫外線殺菌には簡易な紫外線殺菌灯を用いるのが一般的である。

しかしながら、紫外線殺菌灯を貯水槽に設置して用いる場合、常時、点灯して使用すると、殺菌灯としての消耗が早まってしまい、設備費用が嵩み、しかも、電力消費が多くなり、殺菌処理コストが高くなる問題があった。

本発明の目的は、上記課題に鑑み、原水を浄化して浄水タンクに貯留する浄水システムにおいて、浄水タンク内の浄水の紫外線殺菌処理を低価格且つ高効率に行うことのできる紫外線浄水器を提供することである。

本発明の第１の形態は、原水を貯留する原水タンクと、前記原水タンクから供給される原水を浄化する浄化部と、前記浄化部から供給される浄水を所定の上限量まで貯留する浄水タンクと、前記浄水タンクから前記浄水を必要量だけ供給する浄水提供部とから構成され、前記浄水タンク内に紫外線殺菌灯を配置して前記紫外線殺菌灯により貯留浄水を殺菌し、前記紫外線殺菌灯は、前記浄水タンク内に前記所定の上限量の浄水が貯留されるまで点灯され、前記上限量の浄水が貯留された場合に所定時間経過後に消灯される紫外線浄水器である。

本発明の第２の形態は、前記第１の形態において、前記紫外線殺菌灯は、消灯後、前記浄水タンク内の貯水量が所定の下限量に達した場合に点灯される紫外線浄水器である。

本発明の第３の形態は、前記第１又は第２の形態において、前記紫外線殺菌灯が消灯しているとき、前記浄水タンク内への浄水供給の停止時間を監視し、前記停止時間が所定時間を超えるとき、前記紫外線殺菌灯を点灯させる紫外線浄水器である。

本発明の第４の形態は、前記第１、第２又は第３の形態において、前記前記浄化部は、前記原水タンクから前記原水をポンプにより供給する原水供給管と、前記原水供給管を流通する前記原水の不純物濃度を計測する原水センサと、前記原水供給管から前記原水を通水して前記原水中の不純物を除去して浄水を生成するＲＯ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ：逆浸透）膜を少なくとも含む浄化フィルタ部と、前記ＲＯ膜の浄化作用により生ずる濃縮水を前記原水タンクに帰還させる濃縮水帰還管によって構成され、前記浄化フィルタ部から浄水を前記浄水タンクに供給する浄水供給管と、前記浄水供給管を流通する前記浄水の不純物濃度を計測する浄水センサとを有する紫外線浄水器である。

本発明の第５の形態は、前記第４の形態において、前記原水タンクに前記原水が貯留された後、前記原水センサにより最初に計測される最先原水濃度を記憶する最先原水濃度記憶手段と、前記浄水センサにより継続的に計測される浄水濃度を記憶する浄水濃度記憶手段と、前記最先原水濃度から計算される基準濃度と前記浄水濃度を比較する比較手段と、前記浄水濃度が前記基準濃度より大きくなったときに、前記原水の交換及び／又は前記ＲＯ膜の交換を報知する報知手段とを少なくとも具備する制御回路部を付設した紫外線浄水器である。

本発明の第６の形態は、前記第５の形態において、前記浄水濃度が前記基準濃度より大きくなったときに、前記送水ポンプの送水を停止させる送水停止手段を前記制御回路部に設けた紫外線浄水器である。

本発明の第７の形態は、前記第５又は第６の形態において、前記原水センサにより、前記原水タンクが空になったことを検出して報知する空報知手段を前記制御回路部に設けた紫外線浄水器である。

本発明の第８の形態は、前記第１〜第７のいずれかの形態において、前記濃縮水帰還管は、前記ＲＯ膜の浸透圧を所定値に保持する流量調整流路と、前記流量調整流路に併設された開閉自在のバイパス流路とを含み、前記ＲＯ膜の通水初期時に前記バイパス流路を開放する紫外線浄水器である。

本発明の第９の形態は、前記第１〜第８のいずれかの形態において、前記原水センサ及び前記浄水センサは、水に溶け込んだ全溶解性物質を測定するセンサからなる紫外線浄水器である。

本発明の第１０の形態は、前記第１〜第９のいずれかの形態において、前記浄化フィルタ部の、少なくとも原水導入側流路に、前記原水を活性炭槽を通過させて浄化する活性炭処理部を設け、前記活性炭槽を通過した原水を前記ＲＯ膜に通水する紫外線浄水器である。

本発明の第１１の形態は、前記第１〜第１０のいずれかの形態において、前記浄水提供部は、前記浄水タンクの貯留水を取水する浄水取水部と、前記浄水タンクから取り出した浄水を加熱して貯留する温水部から温浄水を取水する温浄水取水部とを有する紫外線浄水器である。

本発明は、滞水状態に長時間放置したとき細菌やカビ等の繁殖が進むが、流水下や浄水タンクへの給水が行われているときには、タンク内での繁殖が進行しない点に着目してなされたものであり、本発明の第１の形態によれば、前記原水タンクから供給される原水を浄化する前記浄化部からの浄水を貯留する前記浄水タンク内に紫外線殺菌灯を配置して前記紫外線殺菌灯により貯留浄水を殺菌し、前記紫外線殺菌灯は、前記浄水タンク内に前記所定の上限量の浄水が貯留されるまで点灯され、前記上限量の浄水が貯留された場合に所定時間経過後に消灯される。従って、本形態においては、浄水のタンク貯留量に関係なく、常時、前記紫外線殺菌灯を点灯させるのではなく、浄水の貯留量が前記上限量より少なく給水可能な場合、あるいは上限貯留後の前記所定時間だけ、前記紫外線殺菌灯を点灯させるので、浄水タンク内の浄水の紫外線殺菌処理を低価格且つ高効率に行うことができる。

本発明の第２の形態によれば、前記紫外線殺菌灯は、消灯後、前記浄水タンク内の貯水量が所定の下限量に達した場合に点灯されるので、下限量に達してから浄水の供給が行われるまでの間も殺菌処理でき、下限量に達してから浄水の供給が行われない不測の事態が生じても、滞水状態における繁殖の進行を未然に防ぐことができる。

本発明の第３の形態によれば、前記紫外線殺菌灯が消灯しているとき、前記浄水タンク内への浄水供給の停止時間を監視し、前記停止時間が所定時間を超えるとき、前記紫外線殺菌灯を点灯させるので、滞水状態が長時間継続しても細菌等の繁殖の進行を未然に防ぐことができる。

上述のように、ＲＯ膜はろ過膜フィルタよりも格段に純水に近い浄水を得ることができるが、前記ろ過膜フィルタでは通水の全量を浄水として取り出すことになる一方、前記ＲＯ膜の純水処理では、膜を通過しなかった塩類を連続的に排出させなければ、加圧側の塩類濃度が限りなく上昇してしまって、浸透圧が高まって水が通過できなくなるため、ＲＯ膜からは必ず、塩類や不純物が濃縮された水（以下、これを濃縮水という。）が連続的に排出されることになる。即ち、ＲＯ膜を通過した水は浄水と濃縮水に分離されるので、浄水の回収量（率）を上げる場合には、濃縮水を原水タンクに戻して、ＲＯ膜に再度供給する循環式再処理システムを使用するのが好ましい。

しかしながら、原水タンクに濃縮水を戻すと、タンク内の全溶解性物質あるいは総溶解固形分（ＴＤＳ：Ｔｏｔａｌ Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ）の濃度が徐々に高くなり、ＲＯ膜への負担が増大してしまい、ＴＤＳ濃度が高くなると、その除去率が低下するため、使用者に安全な飲料水として浄水を提供できなくなる。従って、原水タンクに濃縮水を戻す場合には、使用者、浄水提供者あるいはメンテナンス業者等の作業者がタンク内のＴＤＳ濃度を定期的に測定して、ＲＯ膜の劣化を監視する必要があるため、ＲＯ膜の交換に手間がかかると共に、メンテナンス費用を要する。

そこで、本発明の第４の形態によれば、前記濃縮水帰還管により、前記ＲＯ膜の浄化作用により生ずる濃縮水を前記原水タンクに帰還させる濃縮水帰還流路を設けた浄水生成システムにおいて、少なくとも原水供給開始時ないしそれ以降の所定時間経過時における、前記原水の不純物濃度を前記原水センサにより予め計測し、その初期計測値と、前記浄水タンクに供給する浄水の不純物濃度を前記浄水センサにより計測した浄水の計測値とを比較することにより、前記原水タンク内の不純物濃度の変化を監視しながら浄水供給することができる。従って、前記原水センサ及び前記浄水センサによる自動監視を行うことにより、前記原水タンクに前記濃縮水を戻して前記ＲＯ膜による再浄化を行わせる浄化循環システムにおいて、前記原水や前記ＲＯ膜の交換に手間がかからず、またメンテナンスの人件費を削減して、浄水処理コストの低減を図ることができる。しかも、前記ＲＯ膜により高純度化された浄水の貯留量に応じて、前記紫外線殺菌灯の点灯・消灯を切り換えるので、浄水タンク内の高純度浄水の紫外線殺菌処理を低価格且つ高効率に行うことができる。

前記ＲＯ膜には、膜孔が約１〜２ナノメートル以下のものを使用するのが好ましく、ＲＯ膜による逆浸透作用により、水道水に含まれる全溶解性物質、例えば、細菌、砒素、塩素、トリハロメタン、さび、ダイオキシン等を除去することができる。

本発明の第５の形態によれば、前記浄水濃度が前記基準濃度より大きくなったとき、前記報知手段により、前記原水の交換及び／又は前記ＲＯ膜の交換を報知するので、定期的に作業員が浄水濃度を計測しなくても、前記報知により前記原水の交換及び／又は前記ＲＯ膜の交換を知ることができ、メンテナンス作業の省力化を実現でき、浄水処理コストの低減を図ることができる。報知出力の態様には、アラーム音、アラームランプ点灯・点滅、アラーム表示等が含まれる。

本発明の第６の形態によれば、前記送水停止手段により前記浄水濃度が前記基準濃度より大きくなったときに、前記送水ポンプの送水を停止させるので、純度の低下した浄水を前記浄水タンクに送水することなく、前記原水の交換及び／又は前記ＲＯ膜の交換を促すことができる。

前記原水センサは前記原水供給管を流通する前記原水の不純物濃度を計測するので、前記原水タンクの原水供給状態、つまりタンクの空状態も監視することが可能になる。即ち、本発明の第７の形態によれば、前記空報知手段により前記原水タンクが空になったことを報知するので、前記原水の交換時期を適切に知ることができ、前記原水タンクの監督作業を簡素化することができ、浄水処理コストの低減に寄与する。

本発明の第８の形態によれば、前記濃縮水帰還管は、前記ＲＯ膜の浸透圧を所定値に保持する流量調整流路と、前記流量調整流路に併設された開閉自在のバイパス流路とを含み、前記ＲＯ膜の通水初期時に前記バイパス流路を開放するので、前記ＲＯ膜を交換した際には、通水初期時に前記バイパス流路を開放した後、原水を加圧して供給し、前記ＲＯ膜の水圧が所定値を超えたときに前記バイパス流路を閉塞することができ、前記ＲＯ膜交換後の再稼動を自動化して、浄水処理の省力化・自動化を実現することができる。

本発明の第９の形態によれば、前記原水センサ及び前記浄水センサは、水に溶け込んだ全溶解性物質を測定するＴＤＳセンサからなるので、夫々、前記原水、前記浄水の不純物濃度を高精度に計測して、前記原水の交換及び／又は前記ＲＯ膜の交換の時期を適切に検出して報知することができる。

本発明の第１０の形態によれば、前記浄化フィルタ部の、少なくとも原水導入側流路に、前記原水を活性炭槽を通過させて浄化する活性炭処理部を設け、前記活性炭槽を通過した原水を前記ＲＯ膜に通水するので、前記ＲＯ膜に供給する前段階で、前記活性炭槽によって原水中の有害物質を吸着、除去して、より効率的に不純物が除去された高純度の浄水を生成することができる。

本発明の第１１の形態によれば、前記浄水提供部は、前記浄水タンクの貯留水を取水する浄水取水部と、前記浄水タンクから取り出した浄水を加熱して貯留する温水部から温浄水を取水する温浄水取水部とを有するので、低コストで紫外線殺菌処理された高純度浄水を使用者ニーズに応じて非温水又は温水として提供することができる。前記浄水タンクに冷却機能を付与すれば、貯留浄水を冷水化して、冷水と上記温水の選択的利用を図ることができる。

本発明の実施形態に係る紫外線ＲＯ浄水器を含む浄水処理システムを図面を参照して以下に説明する。この紫外線ＲＯ浄水器は浄水生成用のＲＯ膜を使用し、且つ貯留浄水を紫外線殺菌灯３１により紫外線殺菌処理する機能を具備する。
図１は本実施形態の浄水処理システムの概略構成図である。図１では流通する水流経路を実線で示し、電磁弁等への電気系統の信号線を破線で示している。

この浄水処理システムにおける紫外線ＲＯ浄水器は、水道水の原水２を貯留する原水タンク１と、原水タンク１から原水２を送水ポンプ６により送水、供給する原水供給管３と、原水供給管３を流通する原水２の不純物濃度を計測する原水センサ５と、原水供給管３から原水２を通水して原水２中の不純物を除去して浄水を生成するＲＯ膜装置９を含む浄化フィルタ部と、ＲＯ膜の浄化作用により生ずる濃縮水を原水タンク１に帰還させる濃縮水帰還管２３と、浄水２９を貯留する浄水タンク２６と、前記浄化フィルタ部から浄水を浄水タンク２６に供給する浄水供給管２４と、浄水供給管２４を流通する浄水の不純物濃度を計測する浄水センサ２５と、浄水タンク２６から浄水２９を必要量だけ供給する浄水提供部とを有し、浄水の回収率を上げるために、濃縮水を原水タンク１に戻して、ＲＯ膜に再度供給する循環式再処理システムを使用している。原水タンク１及び浄水タンク２６の容積は、夫々、１０〜２０リットル、４〜８リットルである。

前記浄化フィルタ部はＲＯ膜装置９と、その前後に配設された３つの活性炭槽７、８、１０からなる。ＲＯ膜装置９の前方の流路側には、２つの活性炭槽７、８が直列状に接続され、後方側にも活性炭槽９が直列状に接続されている。活性炭槽７、８、１０はタワー形状をなし、最前段の活性炭槽７の原水導入口には、原水供給管３の送水端６が連結されている。原水センサ５及び送水ポンプ４は原水供給管３に配設されている。原水センサ５は送水ポンプ４により原水タンク１から汲み出された原水２に含有されるＴＤＳの含有量を計測するＴＤＳセンサからなる。原水センサ５は原水のＴＤＳの計測信号Ｓ８を出力する。原水供給管３の取水端は原水タンク１の底部付近まで延設されている。送水ポンプ４は電動ポンプからなり、後述の制御回路部４１からの駆動信号Ｓ４により駆動制御される。

活性炭槽７、８は連結管１１により連結されている。活性炭槽８とＲＯ膜装置９は連結管１２により連結されている。原水タンク１から汲み出された原水２は連結管１１、１２を介して活性炭槽７、８を順次、通過し、活性炭の吸着作用により、原水２に含まれる塩素イオンや有機化合物等の有害物質を吸着して除去する。連結管１２の中間には三方弁１３が配設されている。活性炭槽７、８の活性炭を入替える際、新品の活性炭に含まれる塵埃がＲＯ膜に流れ込まないように、三方弁１３を出口側流路１４に切換え、活性炭槽７、８内部を洗い流す活性炭前処理を行う。この活性炭前処理を施した後、三方弁１３をＲＯ膜装置９に切換え、活性炭槽７、８を通過した原水をＲＯ膜装置９の給水口（原水導入口）に流入させる。ＲＯ膜装置９の後方側にも、連結管１５を介して最終段の活性炭槽１０が配設されている。

ＲＯ膜装置９は、ＲＯ膜（図示せず）を収納させた筒状容器からなり、容器上には、給水口、純水排出口及び濃縮水排出口が設けられている。純水排出口からは給水した水から不純物を高度に除去した純水が排出され、濃縮水排出口からは逆浸透作用により生じた濃縮水が排出される。ＲＯ膜には中空糸膜、スパイラル膜あるいはチューブラー膜等を使用でき、膜材質としては酢酸セルロース、芳香族ポリアミド、ポリビニルアルコールあるいはポリスルホン等を使用することができる。

ＲＯ膜装置９の浄水排出口（純水排出口）は連結管１５を介して活性炭槽１０に接続されている。ＲＯ膜装置９の濃縮水排出口は連結管１８を介して濃縮水帰還管２３に連結している。濃縮水帰還管２３の排出口は原水タンク１内部に収設され、ＲＯ膜を経て不純物が濃縮された濃縮水を原水タンク１に帰還させ、再処理に供する。原水タンク１に戻された濃縮水は原水２となって、送水ポンプ６により再び前記浄化フィルタ部に送水される。連結管１５及び濃縮水帰還管２３によって、濃縮水を原水として原水タンク１に戻し、ＲＯ膜装置９に循環させる循環処理システムが構成されている。

濃縮水帰還管２３には、連結管１８から分岐して、ＲＯ膜装置９のＲＯ膜の浸透圧を所定値に保持する流量調整流路１９と、流量調整流路１９に併設されたバイパス流路２０が設けられている。流量調整流路１９には、所定のオリフィスからなる流量調整器２２が配設されている。ＲＯ膜装置９のＲＯ膜による逆浸透作用を働かせるには加圧流をＲＯ膜に流す必要があるので、流量調整器２２により、濃縮水帰還管２３に流す濃縮水の流量を特定流量、例えば２００ミリリットル／分に制限して、前記加圧流を生成している。

流量調整流路１９に併設されたバイパス流路２０には電磁弁２１が設置されている。原水タンク１の原水２又はタンク自体の取替え時、あるいは活性炭槽７、８、１０、ＲＯ膜装置９の取替え時には、通水初期に電磁弁２１を開放側に切り換えて、ＲＯ膜装置９から排出される濃縮水を大量に排出させ、その後、ＲＯ膜全体に通水が満たされたとき、電磁弁２１を閉成側に切り換えて、バイパス流路２０への流通を遮断する。バイパス流路２０の遮断により、濃縮水は流量調整流路１９にのみ流れ、前記流量調整器２２による流量の絞込みによって加圧流を生じて、円滑に逆浸透膜作用を原水に及ぼすことができる。電磁弁２１は制御回路部４１からの駆動信号Ｓ５により開閉制御される。

ＲＯ膜装置９と活性炭槽１０の間の連結管１５の中間には三方弁１６が配設されている。ＲＯ膜装置９の入替え時等において、最初に流れ出る浄水には、活性炭やＲＯ膜に付着している僅かの汚れが混入しているおそれがあるので、三方弁１６を出口側流路１７に切換えて外部に排出させることができる。この排出処理を施した後、三方弁１６を活性炭槽１０に切換え、ＲＯ膜装置９により生成された浄水を活性炭槽１０の浄水導入口に流入させる。活性炭槽１０に導入された浄水は活性炭槽１０を通過することにより、活性炭の吸着作用により、原水２に含まれる微量の有害物質も取り除かれて、活性炭槽１０の浄水排水口に接続された浄水供給管２４を通じて浄水タンク２６に排出される。浄水供給管２４に設けた浄水センサ２５は、浄水に含有されるＴＤＳの含有量を計測するＴＤＳセンサからなる。浄水センサ２５は浄水のＴＤＳの計測信号Ｓ３を出力する。

前記浄水提供部は、浄水タンク２６の浄水を蛇口３８を通じて冷水又は温水として提供可能に構成されている。浄水供給管２４の排水端は、浄水タンク２６の上蓋４５に取着され、その排水口はタンク内部に臨んでいる。浄水供給管２４の排水端にはフロート弁２７が設けられている。また、浄水タンク２６の上蓋４５には、タンク内部に向けて、紫外線殺菌灯３１と液面センサ３２が取着されている。紫外線殺菌灯３１は制御回路部４１からの制御信号Ｓ１により点灯・消灯制御される。液面センサ３２は収容された浄水液面に接触することにより、所定量の浄水が貯留されているか否かを検出する。液面センサ３２は所定量の浄水が貯留されていることを検出する検出手段であり、液面の上昇・下降に応じて上下動するフロートを有し、液面の上限位置と下限位置を検出するフロートスイッチからなる。液面センサ３２が液面の上限位置ＬＨ又は下限位置ＬＬを検出したとき検出信号Ｓ２を出力する。制御回路部４１は検出信号Ｓ２の受信により送水ポンプ４を停止させて、浄水タンク２６への浄水の送水を停止させる。送水の停止後、所定時間が経過したとき、制御回路部４１は駆動信号Ｓ４を送水ポンプ４に送信して駆動させ、浄水の送水を開始する。液面センサ３２による浄水量の監視と送水ポンプ４の間欠駆動により、浄水タンク２６内の浄水が一定の水位に保持されるように浄水量の制御が行われる。液面センサ３２のフロートスイッチに代えて、上限位置ＬＨと下限位置ＬＬを夫々、検知する一対のレベルセンサを設置してもよい。

フロート弁２７のフロート２８の設置位置は液面センサ３２の上限検出位置よりも上方に位置し、液面センサ３２の検出後も貯留水量が増大したとき、液面上昇によりフロート２８が浮力で動作して、フロート弁２７を強制的に閉成して、浄水の供給を緊急に停止させることができる。浄水タンク２６の底面にはドレイン管４３が配設され、ドレイン管４３は開閉弁３０により開閉される。

浄水タンク２６には冷却装置（図示せず）が付設されており、貯留水を５〜１０℃程度まで冷却して冷水化することができる。冷却温度は任意に設定することができる。浄水タンク２６には２本の取水管３３、４２がタンク内に連通して取着されている。取水管３３の一端はホットタンク３４の内部に延設されている。ホットタンク３４は加熱ヒータ（図示せず）により加熱され、取水管３３を通じて浄水タンク２６から供給された浄水を加熱して温水化する。ホットタンク３４の底面にはドレイン管４４が配設され、ドレイン管４４は開閉弁３６により開閉される。ホットタンク３４には温水管３５が接続され、温水管３５の一端には電磁弁３７と蛇口３８が配設されている。ホットタンク３４の温水は浄水タンク２６からの水圧で温水管３５を通じて蛇口３８より排水される。

取水管４２の一端には電磁弁４０が配設され、更に、排出管３９を介して蛇口３８に接続されている。浄水タンク２６の浄水は前記冷却装置により冷水化されて、冷水として浄水タンク２６からの水圧で取水管４２及び排出管３９を通じて蛇口３８より排水される。電磁弁３７、４０は夫々、制御回路部４１からの開閉信号Ｓ６、Ｓ７により開閉される。
なお、本実施形態における電磁弁には、電磁石（ソレノイド）の磁力によりプランジャを可動させるソレノイド弁等を使用することができる。また、原水センサ５及び浄水センサ２５には、０〜２０００ｐｐｍの範囲でＴＤＳ検出が可能で、０．１〜１０ｐｐｍの分解能を有するＴＤＳセンサを使用することができる。

制御回路部４１はマイクロプロセッサにより構成され、本発明に係る浄水処理プログラム、取水処理プログラム及び殺菌灯の点灯制御プログラムを記憶するプログラム記憶メモリ４６を有する。制御回路部４１には、液面センサ３２の液面レベル検出信号Ｓ２、浄水センサ２５の計測信号Ｓ３及び原水センサ５の計測信号Ｓ８が与えられ、これらの信号データを記憶するワークメモリ４７が制御回路部４１に設けられている。外部出力手段として、原水又はＲＯ膜の交換時期をアラーム報知する警報器４８と、アラーム内容を表示するディスプレイ４９が制御回路部４１に接続されている。外部入力手段として、各種操作キーからなる入力手段５０が制御回路部４１に接続されている。

図２は制御回路部４１の浄水処理プログラムにより実行される浄水処理制御を示すフローチャートである。
浄水処理の開始に先立ち、事前に、各種前処理が行われる。活性炭槽７、８の活性炭入替えを行うときは、三方弁１３のマニュアル開閉によって上記活性炭前処理を行っておく。また、原水タンク１の原水２又はタンク自体の取替えた時、あるいは活性炭槽７、８、１０、ＲＯ膜装置９の取替えた時には、初期設定が行われる(ステップＳＴ０)。即ち、浄水前処理開始の指示入力を入力手段５０により制御回路部４１に与えることによって、通水初期時に、制御回路部４１から駆動信号Ｓ５が送信され、電磁弁２１を開放側に切り換える。ついで、ＲＯ膜装置９から排出される濃縮水を大量に排出させて、ＲＯ膜全体に通水が満たされたとき、電磁弁２１を閉成側に切り換えて、バイパス流路２０への流通を遮断し、加圧水流状態に自動設定しておく。

浄水処理の開始を入力手段５０により制御回路部４１に与えることによって、浄水処理が開始される。まず、原水センサ５によって計測された原水ＴＤＳ濃度の計測値が読み取られる(ステップＳＴ１)。このＴＤＳデータ値はワークメモリ４７に最先原水濃度Ｃ１として記憶される（ステップＳＴ２）。ついで、最先原水濃度Ｃ１から基準濃度Ｃ０が算出される（ステップＳＴ３）。一般に、原水に用いる水道水のＴＤＳは５０〜２００ｐｐｍであるので、基準濃度Ｃ０としては最先原水濃度Ｃ１の例えば２０％(α％)の値に設定されるが、α値は浄化要求度に応じて種々に設定できる。算出された基準濃度Ｃ０の値はワークメモリ４７に記憶される（ステップＳＴ４）。基準濃度Ｃ０は浄化の目標ＴＤＳ除去率に相当し、α値を制御回路部４１に対して可変設定可能にして任意に設定でき、水道水、天然水等の原水源の濃度に応じて任意に設定することができる。本実施形態では、基準濃度Ｃ０と実測濃度との比較により、臨界濃度に達したことにより原水又はＲＯ膜の交換時期を判別するが、原水供給管３内に配置された原水センサ５が通水を検出しなくなった時には、原水タンク１は空になったと判断して、タンクの空状態の発生を報知することができる。

ＲＯ膜装置９と活性炭槽７、８、１０による浄水化の進行に伴い、浄水供給管２４を通じて浄水タンク２６に順次、浄水の移送が行われていくが、このとき浄水供給管２４に流れる浄水に対して、浄水センサ２５によりＴＤＳ濃度が計測され、その計測値Ｃｔが読み取られる(ステップＳＴ５)。原水供給管３内に配置された原水センサ５が通水を検出しなくなった時には、計測値Ｃｔの読み取りが行われないので(ステップＳＴ６)、原水タンク１は空になったと判断して、タンクの空状態の発生を報知する(ステップＳＴ９)。
計測値Ｃｔの読み取りが正常に行われた場合には(ステップＳＴ６)、所定時間（例えば、１分）内の前記浄水ＴＤＳ濃度Ｃｔの平均値が算出され、浄水ＴＤＳ濃度Ｃｔの平均値と基準濃度Ｃ０の比較が行われる(ステップＳＴ７)。この比較により浄水ＴＤＳ濃度Ｃｔが基準濃度Ｃ０より大きくなったとき、駆動信号４により送水ポンプ４の駆動を停止させると共に、原水２及びＲＯ膜装置９の交換を促す警報処理を行う(ステップＳＴ８)。警報処理は警報器４８のアラーム音の出力と、ディスプレイ４９上のアラームメッセージの表示が行われる。このとき、ＲＯ膜装置９の取付時期（前回の交換時期）を予め記憶しておき、警報と共に、使用中のＲＯ膜装置９の所要使用時間を表示するようにすれば、ＲＯ膜の寿命の判断に役立つ。比較処理(ステップＳＴ７)により、浄水ＴＤＳ濃度Ｃｔが基準濃度Ｃ０を超えていないときは、警報処理は行われない。その後、前記所定時間（例えば、１分）内の前記浄水ＴＤＳ濃度Ｃｔの平均値が新たに読み取られ、上記比較処理が繰り返される(ステップＳＴ５〜ＳＴ７)。

上記比較処理(ステップＳＴ７)は、本発明における、最先原水濃度から計算される基準濃度と浄水濃度を比較する比較手段に対応する。また、浄水濃度が基準濃度より大きくなったときに、原水の交換及び／又はＲＯ膜の交換を報知する報知手段は、警報器４８、ディスプレイ４９及び警報処理(ステップＳＴ８)により構成される。

以上のように、濃縮水帰還管２３により、前記ＲＯ膜の浄化作用により生ずる濃縮水を原水タンク１に帰還させる濃縮水帰還流路を設けた浄水生成システムにおいて、浄水処理開始時に、原水２のＴＤＳ濃度を原水センサ５により予め計測し、その初期計測値から算出した基準値Ｃ０と、浄水タンク２６に供給する浄水のＴＤＳ濃度を浄水センサ２５により計測した計測値Ｃｔとを比較することにより、原水タンク１内の不純物濃度の変化を監視しながら浄水供給することが可能になる。従って、原水センサ５及び浄水センサ２５による自動監視により、原水タンク１に濃縮水を戻して、前記ＲＯ膜による再浄化を行わせる浄化循環システムを実現でき、原水やＲＯ膜の交換に手間がかからず、またメンテナンスに必要な人件費を削減して、浄水処理費用の低減を図ることができる。

図３は本実施形態に係る浄水処理システムにおける取水処理制御を示す。
浄水タンク２６からの取水は浄水処理が可能な状態で行われる。上述の浄水処理の前処理を終えていない状態、つまり活性炭やＲＯ膜あるいは原水の取替中における警報発生時には取水停止の報知が行われる(ステップＳＴ１１、ＳＴ１７)。また、浄水の浄水タンク２６への供給不良のとき、つまり、送水ポンプ４の駆動不良等時などにおいて、液面センサ３２の監視により、浄水タンク２６内の貯留浄水の量が上限位置ＬＨと下限位置ＬＬの間で適正に充填されていない場合にも、取水停止の報知が行われる(ステップＳＴ１２、ＳＴ１７)。

取水停止の報知が行われていず、上記前処理を完了し、浄水の浄水タンク２６への供給不良も生じていない状態 (ステップＳＴ１１、ＳＴ１２)、取水モードの設定を行うことができる(ステップＳＴ１３)。入力手段５０により、取水開始を指示するキーインを行うと共に、温水又は冷水の区別をキー入力する(ステップＳＴ１４)。温水を選択した場合には、電磁弁３７のみを開成してホットタンク３４を経由して加熱された浄水を排出可能にする(ステップＳＴ１５)。冷水を選択した場合には、電磁弁４０のみを開成して浄水タンク２６内の浄水を排出可能にする(ステップＳＴ１６)。

上記取水モードに設定した通常の浄水使用状態において、液面センサ３２による浄水タンク２６の貯水量保持の監視処理(後述のステップＳＴ３２〜ＳＴ３４、ＳＴ３７〜ＳＴ４１参照)が行われる。貯水量の監視処理は取水モード設定に関わりなく、浄水処理中、強制的に行うことができるようにしてもよい。

浄水タンク２６内の浄水はＲＯ膜の逆浸透作用によって高純度化されるものの、水道水の次亜塩素酸など、原水に含まれる殺菌成分を全て除去してしまうため、ＲＯ膜を透過した水に細菌やカビなどが繁殖しないとも限らない。そこで、本実施形態においては、紫外線殺菌灯３１を浄水タンク２６内に投入して浄水２９の紫外線殺菌を行っている。

紫外線殺菌灯３１を常時、点灯して使用すると、その消耗が早まり、設備費用が嵩むので、本実施形態においては紫外線殺菌灯３１の省電力制御システムを導入している。

図４は本実施形態における貯水量保持の監視処理及び浄水殺菌処理を示す。
この貯水量保持の監視処理及び浄水殺菌処理制御は、上記取水モードに設定した浄水処理可能状態で実行される(ステップＳＴ３１)。浄水処理可能状態においては、浄水処理が実行され、送水ポンプによる浄水タンク２６への送水が行われる。液面センサ３２により、所定量の浄水が上限位置ＬＨまで貯留されていることを検出したとき、その旨の検出信号Ｓ２が出力される(ステップＳＴ３２)。ＬＨ検出の検出信号Ｓ２の受信により、制御回路部４１は、制御信号Ｓ４により送水ポンプ４の駆動が停止する(ステップＳＴ３３)。送水ポンプ４の停止により浄水タンク２６への浄水の送水が停止されると、送水停止状態を監視するための送水停止タイマ（図示せず）が起動される(ステップＳＴ３４)。この送水停止タイマは制御回路部４１に内蔵されている。このように、液面センサ３２による浄水量の監視と送水ポンプ４の間欠駆動により、浄水タンク２６内の浄水が一定の水位に保持されるので、取水に必要な浄水量を常時、確保しておくことができる。

タンク内の浄水が上限位置ＬＨと下限位置ＬＬの間の水位に所定量貯留された貯水状態で、制御回路部４１は制御信号Ｓ１により紫外線殺菌灯３１を点灯させている(ステップＳＴ３８)。従って、送水ポンプ４の停止(ステップＳＴ３３)に至るまでには紫外線殺菌灯３１の点灯状態が継続されており、十分に殺菌処理が行われている。流水中や十分に新しい浄水が浄水タンク２６へ供給されているときには、タンク内で細菌やカビなどの繁殖が進行せず、滞水状態に長時間放置するとき繁殖が進むので、十分に紫外線を照射した後は省電力のために消灯させて寿命を維持するのが好ましい。そこで、送水ポンプ４の停止後、１時間経過したときには、紫外線殺菌灯３１を消灯する(ステップＳＴ３５、ＳＴ３６)。

上限位置ＬＨまで貯水されている状態から浄水の使用により徐々に液面が低下していく。液面センサ３２により下限位置ＬＬまで貯水量が低下したことを検出したとき、その旨の検出信号Ｓ２が出力される(ステップＳＴ３７)。このとき、送水ポンプ４の再駆動に先立ち、紫外線殺菌灯３１を点灯しておく(ステップＳＴ３８)。何らかの原因により浄水供給が間に合わず、少量の貯水で滞水が長引くおそれがあるので、紫外線殺菌灯３１の点灯を開始している。この点灯後、送水開始タイマ（図示せず）を起動し、そのタイマで１分を計時したとき(ステップＳＴ３９)、制御回路部４１は制御信号Ｓ４により送水ポンプ４を駆動させる(ステップＳＴ４０)。このように下限量に達してから浄水の供給が行われるまでの間も殺菌処理を開始できるため、下限位置ＬＨに達してから浄水の供給が行われない不測の事態が生じても、滞水状態における繁殖の進行を未然に防ぐことができる。送水開始タイマは制御回路部４１に内蔵されている。送水ポンプ４の駆動開始により前記送水停止タイマはリセットされる(ステップＳＴ４１)。

上記取水モードに設定した浄水処理可能状態においては、ステップＳＴ３２〜ＳＴ４１にて貯水量保持の監視処理及び浄水殺菌処理が制御される。しかし、例えば、店舗等における閉店時には、取水モードから稼働停止モードになり、送水が停止される。このときは貯水量保持の監視処理が実行されず、稼働停止モードにおける浄水殺菌処理(ステップＳＴ４２〜ＳＴ４６)が実行される。勿論、送水ポンプ４の故障等により取水モードが解除されたりして稼働停止モードになると、浄水殺菌処理(ステップＳＴ４２〜ＳＴ４６)が実行される。

浄水殺菌処理においては、前記送水停止タイマによる監視が行われる (ステップＳＴ４２)。タンク内の浄水が上限位置ＬＨと下限位置ＬＬの間の水位に所定量貯留された貯水状態では、上述のように、送水ポンプ４の停止後、１時間経過すると紫外線殺菌灯３１を消灯させている(ステップＳＴ３３〜ＳＴ３６)。このとき前記送水停止タイマが起動されており(ステップＳＴ３４)、その計時時間が７時間経過したか否か判断される(ステップＳＴ４３)。滞水状態が７時間を超えると雑菌の繁殖が開始するおそれが強くなるので、この時点で前記送水停止タイマをリセットして、紫外線殺菌灯３１を１時間点灯させ、雑菌の増殖を未然に防止する(ステップＳＴ４４、ＳＴ４５)。１時間の点灯後は紫外線殺菌灯３１を消灯させて、前記送水停止タイマを再起動させ、７時間監視を継続する(ステップＳＴ４６、ＳＴ４２)。

上記浄水殺菌処理制御によれば、紫外線殺菌灯３１は、浄水タンク２６内に所定量又はそれ以上の浄水が貯留すべく送水ポンプ４を駆動している場合に点灯され、浄水タンク２６内に十分給水されて、送水ポンプ４を停止した後は所定時間経過後に消灯されるので、常時点灯ではなく、貯水状態に応じて点灯・消灯を切り換えることにより紫外線殺菌灯３１の寿命を延長でき、且つ点灯消費電力を低減して消電力化を実現することができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含するものであることは云うまでもない。

本発明によれば、ＲＯ膜等を用いて高純度化した浄水を貯留し、その貯留水を低価格且つ高効率に、紫外線殺菌灯で殺菌して、常時、良質の浄水を提供できる紫外線浄水器を実現することができる。

本発明の一実施形態である浄水処理システムの概略構成図である 前記浄水処理システムにおける浄水処理制御を示すフローチャートである。 前記浄水処理システムにおける取水処理制御を示すフローチャートである。 前記浄水処理システムにおける貯水量保持の監視処理及び浄水殺菌処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 原水タンク
２ 原水
３ 原水供給管
４ 送水ポンプ
５ 原水センサ
６ 送水端
７ 活性炭槽
８ 活性炭槽
９ ＲＯ膜装置
１０ 活性炭槽
１１ 連結管
１２ 連結管
１３ 三方弁
１４ 出口側流路
１５ 連結管
１６ 三方弁
１７ 出口側流路
１８ 連結管
１９ 流量調整流路
２０ バイパス流路
２１ 電磁弁
２２ 流量調整器
２３ 濃縮水帰還管
２４ 浄水供給管
２５ 浄水センサ
２６ 浄水タンク
２７ フロート弁
２８ フロート
２９ 浄水
３０ 開閉弁
３１ 紫外線殺菌灯
３２ 液面センサ
３３ 取水管
３４ ホットタンク
３５ 温水管
３６ 開閉弁
３７ 電磁弁
３８ 蛇口
３９ 排出管
４０ 電磁弁
４１ 制御回路部
４２ 取水管
４３ ドレイン管
４４ ドレイン管
４５ 上蓋
４６ プログラム記憶メモリ
４７ ワークメモリ
４８ 警報器
４９ ディスプレイ
５０ 入力手段
Ｓ１ 制御信号
Ｓ２ 検出信号
Ｓ３ 計測信号
Ｓ４ 駆動信号
Ｓ５ 開閉信号
Ｓ６ 開閉信号
Ｓ７ 開閉信号
Ｓ８ 計測信号

Claims (11)

1. 原水を貯留する原水タンクと、前記原水タンクから供給される原水を浄化する浄化部と、前記浄化部から供給される浄水を所定の上限量まで貯留する浄水タンクと、前記浄水タンクから前記浄水を必要量だけ供給する浄水提供部とから構成され、前記浄水タンク内に紫外線殺菌灯を配置して前記紫外線殺菌灯により貯留浄水を殺菌し、前記紫外線殺菌灯は、前記浄水タンク内に前記所定の上限量の浄水が貯留されるまで点灯され、前記上限量の浄水が貯留された場合に所定時間経過後に消灯されることを特徴とする紫外線浄水器。
2. 前記紫外線殺菌灯は、消灯後、前記浄水タンク内の貯水量が所定の下限量に達した場合に点灯される請求項１に記載の紫外線浄水器。
3. 前記紫外線殺菌灯が消灯しているとき、前記浄水タンク内への浄水供給の停止時間を監視し、前記停止時間が所定時間を超えるとき、前記紫外線殺菌灯を点灯させる請求項１又は２に記載の紫外線浄水器。
4. 前記浄化部は、前記原水タンクから前記原水をポンプにより供給する原水供給管と、前記原水供給管を流通する前記原水の不純物濃度を計測する原水センサと、前記原水供給管から前記原水を通水して前記原水中の不純物を除去して浄水を生成するＲＯ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ：逆浸透）膜を少なくとも含む浄化フィルタ部と、前記ＲＯ膜の浄化作用により生ずる濃縮水を前記原水タンクに帰還させる濃縮水帰還管によって構成され、前記浄化フィルタ部から浄水を前記浄水タンクに供給する浄水供給管と、前記浄水供給管を流通する前記浄水の不純物濃度を計測する浄水センサとを有する請求項１、２又は３に記載の紫外線浄水器。
5. 前記原水タンクに前記原水が貯留された後、前記原水センサにより最初に計測される最先原水濃度を記憶する最先原水濃度記憶手段と、前記浄水センサにより継続的に計測される浄水濃度を記憶する浄水濃度記憶手段と、前記最先原水濃度から計算される基準濃度と前記浄水濃度を比較する比較手段と、前記浄水濃度が前記基準濃度より大きくなったときに、前記原水の交換及び／又は前記ＲＯ膜の交換を報知する報知手段とを少なくとも具備する制御回路部を付設した請求項４に記載の紫外線浄水器。
6. 前記浄水濃度が前記基準濃度より大きくなったときに、前記送水ポンプの送水を停止させる送水停止手段を前記制御回路部に設けた請求項５に記載の紫外線浄水器。
7. 前記原水センサにより、前記原水タンクが空になったことを検出して報知する空報知手段を前記制御回路部に設けた請求項５又は６に記載の紫外線浄水器。
8. 前記濃縮水帰還管は、前記ＲＯ膜の浸透圧を所定値に保持する流量調整流路と、前記流量調整流路に併設された開閉自在のバイパス流路とを含み、前記ＲＯ膜の通水初期時に前記バイパス流路を開放する請求項１〜７のいずれに記載の紫外線浄水器。
9. 前記原水センサ及び前記浄水センサは、水に溶け込んだ全溶解性物質を測定するセンサからなる請求項１〜８のいずれに記載の紫外線浄水器。
10. 前記浄化フィルタ部の、少なくとも原水導入側流路に、前記原水を活性炭槽を通過させて浄化する活性炭処理部を設け、前記活性炭槽を通過した原水を前記ＲＯ膜に通水する請求項１〜９のいずれかに記載の紫外線浄水器。
11. 前記浄水提供部は、前記浄水タンクの貯留水を取水する浄水取水部と、前記浄水タンクから取り出した浄水を加熱して貯留する温水部から温浄水を取水する温浄水取水部とを有する請求項１〜１０のいずれかに記載の紫外線浄水器。

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