JP2012217925A - 浄水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エネルギー消費を抑制しつつ、内部を衛生的に保つことができる浄水装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る浄水装置１は、原水を浄化することによって浄水を生成する浄化部１０と、殺菌成分を含むオゾンガスを生成するオゾン生成部６０と、オゾンガスを循環させるオゾン循環部７０と、浄化部１０よりも下流側に位置する二次側流路１２に配設され、浄水を保持する浄水保持部４０と、浄水保持部４０又は浄水保持部４０よりも下流側に位置する流路から分岐し、分岐した地点から上流側に連通する循環流路５０とを備える。オゾン循環部７０は、オゾン生成部６０によって生成されたオゾンガスを浄水保持部４０上に通過させた後、循環流路５０に流入させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、原水を浄化することによって浄水を生成する浄化部を備えた浄水装置に関する。

従来、主に医療用（例えば、歯医者用）の装置として、オゾン生成部（流体生成部）で生成されたオゾンガスをポンプ（流体循環部）によって殺菌室内に循環させる殺菌装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この殺菌装置では、特に、オゾンガスによる殺菌作用を効果的に発揮するために、殺菌部の側部に、オゾンガスを加湿する加湿器が設けられる。

ところで、近年においては、水道水などの原水を浄化して浄水を生成する浄化部を備えた浄水装置に、上述したようなオゾンガスを発生させるオゾン生成部を配設することによって、浄水装置の内部を衛生的に保つことが広く行われている。

特開２００７−２０３９６６号公報（第２〜第４頁、第１及び第２図）

しかしながら、従来の殺菌装置を単に浄水装置に用いると、オゾンガスによる殺菌作用を効果的に発揮するために、加湿器どの機器を設ける必要があり、浄水装置のエネルギー消費が大きくなってしまう。

そこで、本発明は、エネルギー消費を抑制しつつ、内部を衛生的に保つことができる浄水装置の提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、原水を浄化することによって浄水を生成する浄化部（浄化部１０）と、殺菌成分を含む流体（オゾンガス）を生成する流体生成部（オゾン生成部６０）と、前記流体を循環させる流体循環部（オゾン循環部７０）と、前記浄化部よりも下流側に位置する二次側流路（二次側流路１２）に配設され、前記浄水を保持する浄水保持部（浄水保持部４０）と、前記浄水保持部又は前記浄水保持部よりも下流側に位置する流路から分岐し、分岐した地点から上流側に連通する循環流路（循環流路５０）とを備え、前記流体循環部は、前記流体生成部によって生成された前記流体を前記浄水保持部上に通過させた後、前記循環流路に流入させることすることを要旨とする。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記浄水保持部は、前記浄水を貯水するタンク（タンク４１）によって構成されることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記浄水保持部には、前記浄水が流入する流入部分（流入部分４０ａ）と、前記浄水が流出する流出部分（流出部分４０ｂ）とが形成され、前記流入部分は、前記流出部分よりも高い位置に設けられることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至第３の特徴に係り、前記浄水保持部には、前記浄水が流出する流出部分が形成され、前記流出部分には、前記浄水を吐出する吐出口（吐出口３１）が接続されることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１乃至第４の特徴に係り、前記浄水保持部には、前記浄水保持部内に保持される前記浄水の表面積を増やす面積増大機構（回転機構４２）が設けられることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第１乃至第５の特徴に係り、前記浄水保持部には、前記浄水保持部内に保持される前記浄水の状態を検知する浄水状態検知手段（センサ４３，４４）が設けられることを特徴とする浄水装置。

本発明の第７の特徴は、本発明の第１乃至第６の特徴に係り、前記循環流路は、
前記浄化部よりも上流側に位置する一次側流路（一次側流路１１）に連通する一次側環流路（一次側環流路５１０）と、前記二次側流路に連通する二次側環流路（二次側環流路５２０）とに分岐することを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、本発明の第７の特徴に係り、前記一次側環流路又は前記二次側環流路の何れかに前記流体を分岐可能な流路切替機構（三方弁５３０）を備えることを要旨とする。

本発明の特徴によれば、エネルギー消費を抑制しつつ、内部を衛生的に保つことができる浄水装置を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係る浄水装置１を説明するための概略図である。 図２は、第１実施形態に係る浄水装置１をブロック図である。 図３は、第１実施形態に係る浄水保持部４０近傍を示す図である。 図４は、第１実施形態の変更例１に係る浄水保持部４０Ａ近傍を示す図である（その１）。 図５は、第１実施形態の変更例１に係る浄水保持部４０Ａ近傍を示す図である（その２）。 図６は、第１実施形態の変更例２に係る浄水保持部４０Ｂ近傍を示す図である（その１）。 図７は、第１実施形態の変更例２に係る浄水保持部４０Ｂ近傍を示す図である（その２）。 図８は、第２実施形態に係る浄水装置２を示す構成図である。

次に、本発明に係る浄水装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）第１実施形態、（２）第２実施形態、（３）その他の実施形態について説明する。

なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。

（１）第１実施形態
（１−１）浄水装置１の構成
まず、第１実施形態に係る浄水装置１について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る浄水装置１を示す構成図である。図２は、第１実施形態に係る浄水装置１をブロック図である。

図１に示すように、浄水装置１は、水道水などの原水を浄水する装置である。この浄水装置１は、原水を浄化することによって浄水を生成する浄化部１０を備える。例えば、浄化部１０は、ＲＯ（逆浸透）、ＮＦ、ＵＦ（限外ろ過）、ＭＦ（精密ろ過）などの分離膜（カートリッジ）によって構成される。なお、浄化部１０は、必ずしも分離膜によって構成される必要はない。例えば、浄化部１０は、活性炭などの吸着手段や砂濾過、イオン交換樹脂などによって構成されていてもよい。

このような浄化部１０の上流側には、原水が通過する一次側流路１１が配接される。また、浄化部１０の下流側には、浄化部１０によって生成された浄水が通過する二次側流路１２が配接される。

一次側流路１１には、原水を供給する原水供給部２０が配接される。原水供給部２０には、原水が流入する原水口２１と、原水口２１を封止する電磁弁２２が設けられる。

一方で、二次側流路１２には、水栓部３０と、浄水保持部４０と、循環流路５０と、オゾン生成部６０（流体生成部）と、オゾン循環部７０（流体循環部）と、排水部８０とが配設される。

水栓部３０には、浄水を吐出する吐出口３１と、吐出口３１を封止する切替弁３２（図２及び図３参照）と、切替弁３２を操作可能な操作部３３（いわゆる、蛇口）が設けられる。水栓部３０の上流側には、浄水保持部４０が配設される。

浄水保持部４０は、浄化部１０と水栓部３０との間に配設され、浄水を保持するように構成される。なお、浄水保持部４０の詳細については、後述する。

循環流路５０は、浄水保持部４０又は浄水保持部４０よりも下流側に位置する流路から分岐し、分岐した地点から上流側に連通する。本実施形態では、循環流路５０は、浄水保持部４０から分岐して、浄化部１０の出口側に連通している。循環流路５０の一端５１ａ（浄水保持部４０側の端部）には、一端５１ａを封止する電磁弁５１が設けられる。また、循環流路５０の他端５２ａ（浄化部１０側の端部）には、他端５２ａを封止する電磁弁５２が設けられる。このような循環流路５０の途中には、オゾン生成部６０及びオゾン循環部７０が配設される。

オゾン生成部６０は、二次側流路１２及び循環流路５０内で殺菌成分を含むオゾンガス（流体）を生成する。例えば、オゾン生成部６０は、ダイヤモンド電極などの電気分解方式やオゾン紫外線方式などによってオゾンガスを生成する。

オゾン循環部７０は、電磁弁５２とオゾン生成部６０との間に配設され、二次側流路１２及び循環流路５０内にオゾンガスを循環させる。具体的には、オゾン循環部７０は、オゾン生成部６０によって生成されたオゾンガスを浄水保持部４０上に通過させた後、循環流路５０に流入させている。すなわち、オゾン循環部７０は、循環流路５０の一端５１ａから他端５２ａに向けてオゾンガスを循環させる。このオゾン循環部７０は、例えばポンプによって構成される。

排水部８０は、二次側流路１２内の浄水を排出する。排水部８０は、二次側流路１２から分岐することによって構成される。排水部８０には、浄水を排水する排水口８１と、排水口８１を封止する電磁弁８２が設けられる。

このような浄水装置１は、各部の制御や各種演算を行う制御部９０を備える。制御部９０は、ＣＰＵ、メモリ部、計時部などを有するコンピュータによって構成される。また、図２に示すように、制御部９０には、電磁弁２２、切替弁３２、電磁弁５１，５２，８２、オゾン生成部６０、オゾン循環部７０が接続される。制御部９０は、浄化部１０によって生成された浄水を水栓部３０（吐出口３１）から吐出する通常モードと、二次側流路１２及び循環流路５０内を循環させる殺菌モードとを切り替える。

（１−２）浄水保持部４０の構成
次に、上述した浄水保持部４０の構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、第１実施形態に係る浄水保持部４０近傍を示す図である。

図３に示すように、浄水保持部４０は、浄水を貯水する箱状のタンク４１によって構成される。浄水保持部４０の上面下流側には、循環流路５０の一端５１ａが連通している。また、浄水保持部４０には、浄水が流入する流入部分４０ａと、浄水が流出する流出部分４０ｂとが形成される。流入部分４０ａは、流出部分４０ｂよりも高い位置に設けられる。また、流出部分４０ｂには、上述した吐出口３１が接続される。

このような浄水保持部４０は、二次側流路１２よりも低い位置に設けられる。特に、浄水保持部４０は、電磁弁２２及び電磁弁５２，８２よりも低い位置に設けられることが好ましい。

（１−３）浄水装置１の動作
（１−３−１）通常モード
通常モードでは、電磁弁２２及び切替弁３２が開き、電磁弁５１，５２が閉じた状態となる。この状態で、原水口２１から流入された原水は、一次側流路１１を介して浄化部１０を通過する。浄化部１０を通過することによって生成された浄水は、二次側流路１２を通過して吐出口３１から外部へ吐出される。

（１−３−２）殺菌モード
殺菌モードでは、電磁弁２２及び切替弁３２が閉じて、電磁弁５１，５２が開いた状態となる。このとき、二次側流路１２内が浄水により塞がれている場合には、電磁弁８２が開いて排水口８１から浄水を排出された後に電磁弁８２が閉じる。これにより、二次側流路１２及び循環流路５０内が加湿状態となる。

そして、オゾン生成部６０及びオゾン循環部７０が稼働することによって、二次側流路１２及び循環流路５０内をオゾンガスが環流する。これにより、二次側流路１２及び循環流路５０内が殺菌され、二次側流路１２及び浄水保持部４０に残った浄水にオゾンガスが含有される。

オゾンガスが含有された浄水は、殺菌モードから通常モードに切り替わった際に、切替弁３２が開くことによって吐出口３１から外部へ吐出される。これにより、水栓部３０（吐出口３１）が殺菌される。

（１−４）作用・効果
以上説明した第１実施形態では、浄水装置１は、浄化部１０と、浄水保持部４０と、循環流路５０と、オゾン生成部６０と、オゾン循環部７０とを備える。これにより、オゾン生成部６０によって生成されるオゾンガスは、二次側流路１２及び循環流路５０を循環する。このため、二次側流路１２を確実に殺菌でき、浄水装置１の内部を衛生的に保つことができる。

また、オゾン生成部６０によって生成されるオゾンガスは、二次側流路１２及び循環流路５０を循環する際に、必ず浄水保持部４０を通過する。このため、オゾンガスが浄水保持部４０内に保持される浄水によって加湿され、オゾンガスによる殺菌作用を効果的に発揮できる。このため、オゾンガスによる殺菌作用を効果的に発揮するために、従来のような加湿器を設ける必要がないため、浄水装置１のエネルギー消費を抑制できる。

第１実施形態では、浄水保持部４０は、タンク４１によって構成される。これにより、二次側流路１２を通過する浄水がタンク４１内に確実に貯めることができる。このため、従来のような加湿器を設けることなく、オゾンガスを容易に加湿できる。

第１実施形態では、二次側流路１２に連通する流入部分４０ａは、流出部分４０ｂよりも高い位置に設けられる。すなわち、浄水保持部４０は、二次側流路１２よりも低い位置に設けられる。これにより、二次側流路１２内を浄水が塞ぐことないため、オゾンガスが二次側流路１２内を通過し易くなり、二次側流路１２をより確実に殺菌できる。また、二次側流路１２内の浄水を排水部８０から排水しても、浄水保持部４０に一定量の浄水を貯めることができ、オゾンガスを容易に加湿できる。

第１実施形態では、流出部分４０ｂには、吐出口３１が接続される。オゾンガスが浄水保持部４０を通過する際、オゾンガスが浄水により加湿されるとともに、浄水保持部４０内の浄水にオゾン成分が含有される。このオゾン成分が含有された浄水が吐出口３１から吐出されるため、吐出口３１をも殺菌できる。

（１−５）変更例
次に、上述した第１実施形態に係る浄水保持部４０の変更例について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した第１実施形態に係る浄水保持部４０と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

（１−５−１）変更例1
まず、第１実施形態の変更例１に係る浄水保持部４０Ａの構成について、図面を参照しながら説明する。図４及び図５は、第１実施形態の変更例１に係る浄水保持部４０Ａ近傍を示す図である。

変更例１では、浄水保持部４０Ａは、上述した第１実施形態に係る浄水保持部４０の構成に加えて、以下の構成をさらに備える。すなわち、図４に示すように、浄水保持部４０Ａは、浄水を貯水する箱状のタンク４１と、タンク４１内に保持される浄水の表面積を増やす回転機構４２（面積増大機構）とを備える。

回転機構４２は、軸心に対して回転可能な複数の羽部を備える。回転機構４２は、二次側流路１２や浄水保持部４０Ａを流れる浄水や、二次側流路１２及び循環流路５０内を環流するオゾンガスによって回転する。なお、回転機構４２は、軸心に連結されるモータ（不図示）の駆動によって羽部を回転するものであってもよい。

このような変更例１では、浄水保持部４０Ａは、タンク４１と回転機構４２とを備えることによって、タンク４１内の浄水を波立たせることができる。このため、タンク４１内の浄水の表面積が増大し、オゾンガスがさらに加湿され易くなる。

ここで、浄水保持部４０Ａは、図５に示すように、タンク４１内に保持される浄水の状態（例えば、水位や水量、水質）を検知するセンサ４３（浄水状態検知手段）が設けられていてもよい。なお、浄水の状態とは、浄水の化学的成分や物理的及び電気的な性質等の全般的な性質を示し、センサ４３は、それら各性質の少なくとも１つで浄水の状態を検知するような構成であればよい。これにより、タンク４１内の浄水量（吐水量）等を把握でき、浄水装置１を殺菌するタイミングを計ることができる。

（１−５−２）変更例２
次に、第１実施形態の変更例２に係る浄水保持部４０Ｂの構成について、図面を参照しながら説明する。図６及び図７は、第１実施形態の変更例２に係る浄水保持部４０Ｂ近傍を示す図である。

上述した変更例１では、タンク４１は、箱状に形成される。これに対して、変更例２では、タンク４１は、図６に示すように、円筒状に形成される。具体的には、タンク４１には、浄水が流入する流入部分４１ａと、浄水が流出する流出部分４１ｂとが形成される。流入部分４１ａは、流出部分４１ｂよりも高い位置に設けられる。

回転機構４２は、変更例１と同様に、複数の羽部を有しており、浄水やオゾンガスによって回転する。なお、回転機構４２は、軸心に連結されるモータ（不図示）の駆動によって羽部を回転するものであってもよい。

このような変更例２では、変更例１と同様の作用・効果を得ることができるとともに、タンク４１が円筒状に形成されることによって、タンク４１内に浄水が貯まりやすくなり、オゾンガスがさらに加湿され易くなる。

ここで、浄水保持部４０Ｂは、図７に示すように、タンク４１内に保持される浄水の状態（例えば、水位や水量、水質）を検知するセンサ４４（浄水状態検知手段）が設けられていてもよい。これにより、タンク４１内の浄水量（吐水量）等を把握でき、浄水装置１を殺菌するタイミングを計ることができる。

なお、タンク４１は、必ずしも円筒状に形成される必要はなく、回転機構４２が回転可能な大きさや形状であればよい。また、回転機構４２は、必ずしも回転する機構である必要はなく、超音波等のタンク４１内の浄水を波立たせること（バブリング）が可能なものであればよい。

（２）第２実施形態
以下において、第２実施形態に係る浄水装置２について、図面を参照しながら説明する。図８は、第２実施形態に係る浄水装置２を示す構成図である。なお、上述した第１実施形態に係る浄水装置１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

上述した第１実施形態では、循環流路５０は、浄水保持部４０から分岐して、浄化部１０の出口側に連通している。これに対して、第２実施形態では、浄化部１０の入口側と出口側とに分岐する。

具体的には、図８に示すように、循環流路５０は、一次側流路１１に連通する一次側環流路５１０と、二次側流路１２に連通する二次側環流路５２０とに分岐する。

一次側環流路５１０には、一次側環流路５１０を封止する電磁弁５１１が設けられる。一方、二次側環流路５２０には、二次側環流路５２０を封止する電磁弁５２１が設けられる。

一次側環流路５１０と二次側環流路５２０との分岐点には、一次側環流路５１０又は二次側環流路５２０の何れかに流体を分岐可能な三方弁５３０（流路切替機構）が設けられる。

以上説明した第２実施形態では、一次側環流路５１０と二次側環流路５２０との分岐点に三方弁５３０が設けられる。これにより、オゾンガスを一次側流路１１及び二次側流路１２に通過させることができる。このため、一次側流路１１及び二次側流路１２を確実に殺菌でき、浄水装置１の内部をさらに衛生的に保つことができる。

また、オゾンガスが一次側環流路５１０及び一次側流路１１を介して浄化部１０を通過する。これにより、浄化部１０に付着した不純物等を分解することができ、浄化部１０の寿命を延ばすことができる。例えば、浄化部１０が活性炭などの吸着手段によって構成される場合、オゾンガスが浄化部１０を通過することによって無害化される。このため、始めに二次側環流路５２０を介して二次側流路１２にオゾンガスを環流させ、その後、一次側環流路５１０を介して一次側流路１１にオゾンガスを環流させることが好ましい。これにより、オゾンガスが浄化部１０により無害化される前に、二次側流路１２が殺菌され、その後、一次側流路１１が殺菌される。このため、浄水装置１の内部をより衛生的に保つことができる。

（３）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、浄水装置１は、排水部８０を備えるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、排水部８０を備えていなくてもよい。

また、浄水保持部４０は、タンクによって構成されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、綿や布、スポンジ、多孔質材、合成樹脂繊維（例えば、ポリマー）などによって構成されていてもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

１，２…浄水装置
１０…浄化部
１１…一次側流路
１２…二次側流路
２０…原水供給部
３０…水栓部
３１…吐出口
４０，４０Ａ，４０Ｂ…浄水保持部
４１…タンク
４０ａ，４１ａ…流入部分
４０ｂ，４１ｂ…流出部分
４２…回転機構（面積増大機構）
４３，４４…センサ（浄水状態検知手段）
５０…還流流路
５１０…一次側環流路
５２０…二次側環流路
５３０…三方弁（流路切替機構）
６０…オゾン生成部
７０…オゾン循環部
８０…排水部
９０…制御部

Claims (8)

1. 原水を浄化することによって浄水を生成する浄化部と、
   殺菌成分を含む流体を生成する流体生成部と、
   前記流体を循環させる流体循環部と、
   前記浄化部よりも下流側に位置する二次側流路に配設され、前記浄水を保持する浄水保持部と、
   前記浄水保持部又は前記浄水保持部よりも下流側に位置する流路から分岐し、分岐した地点から上流側に連通する循環流路と
   を備え、
   前記流体循環部は、前記流体生成部によって生成された前記流体を前記浄水保持部上に通過させた後、前記循環流路に流入させることを特徴とする浄水装置。
2. 請求項１に記載の浄水装置であって、
   前記浄水保持部は、前記浄水を貯水するタンクによって構成されることを特徴とする浄水装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の浄水装置であって、
   前記浄水保持部には、
   前記浄水が流入する流入部分と、
   前記浄水が流出する流出部分と
   が形成され、
   前記流入部分は、前記流出部分よりも高い位置に設けられることを特徴とする浄水装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の浄水装置であって、
   前記浄水保持部には、前記浄水が流出する流出部分が形成され、
   前記流出部分には、前記浄水を吐出する吐出口が接続されることを特徴とする浄水装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の浄水装置であって、
   前記浄水保持部には、前記浄水保持部内に保持される前記浄水の表面積を増やす面積増大機構が設けられることを特徴とする浄水装置。
6. 請求項１乃至請求項５の何れかに記載の浄水装置であって、
   前記浄水保持部には、前記浄水保持部内に保持される前記浄水の状態を検知する浄水状態検知手段が設けられることを特徴とする浄水装置。
7. 請求項１乃至請求項６の何れかに記載の浄水装置であって、
   前記循環流路は、
   前記浄化部よりも上流側に位置する一次側流路に連通する一次側環流路と、
   前記二次側流路に連通する二次側環流路と
   に分岐することを特徴とする浄水装置。
8. 請求項７に記載の浄水装置であって、
   前記一次側環流路又は前記二次側環流路の何れかに前記流体を分岐可能な流路切替機構を備えることを特徴とする浄水装置。

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