JP2016539794A

JP2016539794A - Ｃｄｉ方式の水処理装置

Info

Publication number: JP2016539794A
Application number: JP2016537514A
Authority: JP
Inventors: テヨンソン; スヨンリ; テソンクォン; ヒョンミンムン
Original assignee: Coway Co Ltd
Current assignee: Coway Co Ltd
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2016-12-22
Anticipated expiration: 2034-12-09
Also published as: EP3081536A1; JP6513676B2; KR101866979B1; US20160376174A1; KR20150067873A; WO2015088218A1; EP3081536A4; CN105980316B; CN105980316A

Abstract

本発明に係るCDI方式の水処理装置は、CDI方式に従って原水を浄水して精製水を排出する浄水モードと、電極を再生する再生モードとを有する第1及び第2フィルター部を備えるフィルター手段、及びフィルター手段を制御する制御手段を含む。ここで、第1及び第2フィルター部は、いずれか一つが第1時間の間浄水モードであれば、他の一つは第2時間の間再生モードである。さらに、制御手段は、浄水モードが第1時間の途中に中断されると、再生モードを中断した後に再生モードであるフィルター部を第3時間の間原水でフラッシング（flushing）する第1制御を行う。

Description

本発明は、CDI方式の水処理装置に関し、さらに詳しくは、再生モードが完了する前に再生モードが中断されても、フィルター部の再生水によってフィルター部の電極が汚染することを防止することができるCDI方式の水処理装置に関する。

浄水器のように原水を処理して精製水を生成する水処理装置は、現在多様に開示されている。ところで、最近、EDI（Electro Deionization）、CEDI（Continuous Electro Deionization）、CDI（Capacitive Deionization）のような電気脱イオン方式の水処理装置が脚光を浴びている。これらの中でも最も脚光を浴びているのが、まさにCDI方式の水処理装置である。

CDI方式は、電気的な力により電極の表面でイオンが吸着され脱着される原理を利用してイオン（汚染物質）を取り除く方式をいう。この方式を、図6と図7を参照しながらより詳述する。電極に電力を供給したまま、イオンを含んだ原水を電極の間に通過させると、図6に示しているように、陰イオンは正極に移動することになり、陽イオンは負極に移動することになる。つまり、吸着が起こることになる。このような吸着で原水に含まれているイオンが除去可能である。但し、吸着が続くと、電極はこれ以上イオンを吸着できなくなる。このような場合、図7に示しているように、電極に吸着されたイオンなどを脱着させて電極を再生させる必要がある。このために浄水時の反対極性で電圧を印加することができる。このとき、再生水が生成されて排出される。

ところで、再生モードが完了する前に再生モードが中断されると、フィルター部に残っている再生水によってフィルター部の電極が汚染する恐れがある。したがって、再生モードが途中で中断されても電極の汚染を防止することができる技術に対する開発が現在切実に要求されている。

KR 10-2013-0077784 A KR 10-2013-0107041 A JP 2013-169540 A KR 10-2006-0120370 A KR 10-2013-0100886 A

したがって、本発明は、前記のような問題などを解決するために案出されたものであって、本発明の課題は、再生モードが完了する前に再生モードが中断されても、フィルター部の再生水によってフィルター部の電極が汚染することを防止することができるCDI方式の水処理装置を提供することである。

本発明に係るCDI方式の水処理装置は、CDI方式に従って原水を浄水して精製水を排出する浄水モードと、電極を再生する再生モードとを有する第1及び第2フィルター部を備えるフィルター手段、及びフィルター手段を制御する制御手段を含む。ここで、第1及び第2フィルター部は、いずれか一つが第1時間の間浄水モードであれば、他の一つは第2時間の間再生モードである。さらに、制御手段は、浄水モードが第1時間の途中に中断されると、再生モードを中断した後に再生モードであるフィルター部を第3時間の間原水でフラッシングする第1制御を行う。

本発明に係るCDI方式の水処理装置は、再生モードが途中に中断されても、再生モードであるフィルター部を所定時間の間原水でフラッシングするため、再生モードが途中に中断されても、フィルター部の再生水によってフィルター部の電極が汚染することを防止することができるという効果がある。

本発明の一実施形態に係るフィルター手段を示している斜視図である。図1のフィルター手段を示している分解斜視図である。図1のフィルター手段のフィルター部と端子部を示している分解斜視図である。図1のフィルター手段のA-A線に沿った断面図である。本発明の一実施形態に係る水処理装置を概略的に示している概路図である。 CDI方式で浄水が行われる原理を説明している概念図である。 CDI方式で再生が行われる原理を説明している概念図である。

以下では、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。しかし、本発明は以下の実施形態によって制限されるか限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係る水処理装置は、CDI方式の水処理装置に関し、基本的にフィルター手段100と、フィルター手段100を制御する制御手段（図示省略）とを含む。以下では、図1から図4を参照しながら、先ずフィルター手段100に対して詳述する。ここで、図1は、本発明の一実施形態に係るフィルター手段を示している斜視図である。図2は、図1のフィルター手段を示している分解斜視図である。図3は、図1のフィルター手段のフィルター部と端子部を示している分解斜視図である。図4は、図1のフィルター手段のA-A線に沿った断面図である。参考までに、本実施形態におけるフィルター手段100は二つのフィルター部を含むが、便宜上、図1は一つのフィルター部を含むフィルター手段のみ示す。

［フィルター手段］
フィルター手段100は、フィルター部110、フィルターケース部130及び端子部150を含む（ここでフィルター部は、後述するところのように、第1フィルター部と第2フィルター部で設けられる。）。先ず、フィルター部110を説明する。フィルター部110は、CDI方式で原水を浄水する役割を担う。より具体的に、フィルター部110は、図3に示しているように、電極111、113とセパレーター112が交互に積層されて形成される。このとき、電極は正極111と負極113を含む。つまり、フィルター部110は、正極111と負極113がセパレーター112を介して対向するように積層されて形成される。

しかし、電極111、113は、一般に黒鉛ホイル（graphite foil）の両面に活性炭（activated carbon）を塗布して形成可能である。このとき、黒鉛ホイルは、活性炭が塗布される本体部分（図3で斜線が表示されている部分を参照）と、本体部分から突き出され、但し、活性炭が塗布されていない突出部分111a、113aを含むことができる。ここで突出部分111a、113aは電極111、113の電極タブを形成する。電極タブ111a、113aを介して電極111、113に電力（または電圧や電流）を供給し、フィルター部110を作動させることができる。

次に、フィルターケース部130を説明する。フィルターケース部130は、図2に示しているようにフィルター部110を収容する。より具体的に、フィルターケース部130は上部に開口132が形成され、内部にフィルター部110が収容される下部ケース131、及び下部ケース131の開口132を密閉する上部ケース136を含む。つまり、下部ケース131の開口132を介してフィルター部110を下部ケース131の内部に挿入した後、下部ケース131の開口132を上部ケース136で密閉する。ここで、下部ケース131は側部に原水が入水される入水口133を有し、上部ケース136は上部に精製水が出水される出水口137を有する。このとき、出水口137は、フィルター部110の出水ホール115に対応されるように形成される。

このような構造に伴い、原水は次のような過程を経て浄水される。先ず、原水は入水口133を介してフィルターケース部130の内部に供給される。その後、このような供給による圧力で、原水はフィルター部110の側面を介してフィルター部110の内部に入水される。その後、原水はフィルター部110の内部で正極111と負極113の間を流れながらCDI方式に従って浄水される。その後、原水（即ち、精製水）は出水ホール115を介してフィルター部110の外部へ排出される。その後、原水は出水口137を介してフィルターケース部130の外部へ排出される。

次に、端子部150を説明する。端子部150は電極タブ111a、113aに電気的に連結され、外部電源（図示省略）から電極111、113へ電力を供給する役割を担う。より具体的に、端子部150は、図2と図3に示しているように、一側末端で電極タブ111a、113aに接する伝導性の電極端子151を備える。電極端子の一側末端に電極タブが接した状態で電極端子の他側末端に電力を供給すれば、電極端子を介して電極タブに電力を供給することができる。

電極端子151は、ステンレススチール（stainless steel）で形成されることが好ましい。これは、後述する端子バンド152も同様である。ステンレススチールは、価格が廉価でありながらも電気伝導性が良好であるためである。しかし、ステンレススチールは電流の流れによって酸化し、さびが発生し得るという限界がある。このような限界を乗り越えるため、電極端子151をチタン（Ti）で形成することも考慮してみることができる。しかし、チタンは、電流の流れによって酸化し、電気伝導性が弱化し得るという限界がある。

したがって、電極端子151は白金（Pt）で形成されることが最も好ましい。これは、後述する端子バンド152も同様である。白金は、酸化してさびが発生するとか電気伝導性が弱化するという問題が発生しないためである。但し、高価という点を考慮し、表面に白金（Pt）をコーティングして電極端子151を形成することも考慮することができる。

ところで、端子部150は、電極端子151とともに電極タブ111aまたは113aを包囲する伝導性の端子バンド152を含むことができる。このとき、端子バンド152は、電極タブ111a、113aが内側に加圧されるように電極端子151とともに電極タブ111a、113aを包囲することが好ましい。さらに、端子バンド152は、電極タブ111a、113aの外側で、電極端子151とともに電極タブ111a、113aを少なくとも一回り包囲することが好ましい。

［殺菌手段］
殺菌手段200（図5を参照）は、フィルター部110を殺菌するため、原水で殺菌物質を生成させてフィルター部110に供給する役割を担う。このように殺菌物質を生成させるため、殺菌手段200は、原水中の塩素イオン（Cl-）を塩素（Cl2）に還元させることができる。このように塩素イオンを塩素に還元させるため、殺菌手段200は、ルテニウム（Ru）またはルテニウム酸化物（RuOx）がコーティングされた殺菌端子部（図示省略）、及び殺菌端子部を収容する殺菌ケース部210を含むことができる。これに対し、以下でより詳述する。

殺菌端子部に電力（または電流や電圧）が印加されると、殺菌端子部のルテニウムまたはルテニウム酸化物によって原水中の塩素イオンは塩素に還元され得る。原水は一般に塩素イオンをもともと含んでいる。ルテニウムは、塩素イオンを塩素に還元させるときに電位差を低める触媒の役割を担う。このように生成された塩素は、原水にすぐ溶解されてHOCl（次亜塩素酸）になり得る。HOClは、細菌を殺菌することができる殺菌物質であり、混合酸化剤（Mixed Oxidant）である。このように殺菌手段200は、原水中の塩素イオンを還元させて殺菌物質を生成させることができる。ここで、ルテニウムの代りに白金族の白金やイリジウムを用いることもできるが、ルテニウムが最も効果的である。

これに伴い、本実施形態に係る水処理装置は、殺菌物質として化学物質を追加で供給する必要なくフィルター部110を殺菌することができる。さらに、本実施形態に係る水処理装置は、このような殺菌を介して、細菌により発生する問題を予め防止して半永久的に使用可能である。

殺菌端子部は、次のように設けられ得る。先ず、電極端子151のような金属端子にルテニウムをコーティングする。その後、金属端子を高温で加熱する。このような加熱で、ルテニウムはルテニウム酸化物に酸化し得る。これに伴い、金属端子の表面の大部分にはルテニウム酸化物が存在することができる。

ところで、殺菌手段200は、後述する図5で示しているように、フィルター手段100の前端に設けられ得る。これに伴い、殺菌手段200を作動させると、殺菌物質を含んだ原水がフィルター部110に供給可能であり、殺菌手段200を停止させると、殺菌物質を含まない原水がフィルター部110に供給可能である。このように殺菌手段200を選択的に作動させると、殺菌端子部の寿命を延長させることができる。

一方、本実施形態に係る水処理装置は、浄水モード、再生モード及び殺菌モードを有することができる。浄水モードは、フィルター部110で原水を浄水して精製水を生成するモードであり、再生モードは、フィルター部110で電極111、113を再生して再生水を生成するモードであり、殺菌モードは、殺菌手段200を介してフィルター部110で細菌を殺菌するモードである。参考までに、原水は、浄水のために浄水モードでもフィルター部110に供給され、再生のために再生モードでもフィルター部110に供給される。

ところで、殺菌手段200は殺菌モードのときに作動するのが好ましい。本出願の発明者たちは、浄水モードや再生モードのようにフィルター手段100が作動中のときにHOClをフィルター手段100に供給すれば、酸化鉄（FeOx）が発生してフィルター手段100のTDS（Total Dissolved Solids、総溶存固形物）除去率が減少するという事実を見付けた。酸化鉄によって電極が十分に再生されないためである。したがって、浄水モードと再生モードがいずれも行われないときに殺菌モードが行われることが好ましい。

［水処理装置の構造］
図5は、本発明の一実施形態に係る水処理装置を概略的に示している概路図である。図5で示しているように、本発明の一実施形態に係る水処理装置は、フィルター手段100、殺菌手段200、制御手段だけでなく、バルブ手段も含むことができる（バルブ手段の制御方法は後述する。）。

図5に示しているように、フィルター手段100は、二つのフィルター部、即ち、第1フィルター部110aと第2フィルター部110bを含む。フィルター部110a、110bは、再生モードを介して電極を再生する必要がある。ところで、フィルター部が一つであれば、電極の再生中に精製水を生成することができない。したがって、電極の再生と係わりなく精製水を生成するためには、フィルター手段100が二つのフィルター部110a、110bを含むのが好ましい。

［フィルター手段の制御］
第1及び第2フィルター部110a、110bは、いずれか一つが浄水モードであれば、他の一つは再生モードであることが好ましい。一例として、第1フィルター部110aが浄水モードであれば、第2フィルター部110bは再生モードであることが好ましい。より具体的に、使用者が精製水を抽出するためにコック（cock）のような抽出部を選択すれば、制御手段は、第1及び第2フィルター部110a、110b中のいずれか一つに対して浄水モードを開始し、他の一つに対して再生モードを開始する制御を行い、使用者が抽出部を選択解除すれば、浄水モードであるフィルター部に対して浄水モードを終了する制御を行う。このような制御は、貯蔵タンクのない直水型浄水器に有利である。参考までに、使用者はコックのような抽出部を手で押して抽出部を選択することができ、抽出部から手をはなして抽出部を選択解除することができる。

ここで浄水モードが第1時間の間行われるのであれば、再生モードは第2時間の間行われ得る。例えば、浄水モードが80秒間進められるのであれば、再生モードは70秒間進められた後に10秒間待機することができる。このとき、第1時間は第2時間以上であることが好ましい。その理由は後述する。

本実施形態における制御手段は、浄水モードがいずれか一つのフィルター部に対して合計第1時間の間行われると、次にそのフィルター部に対して再生モードを行い、他の一つのフィルター部に対して浄水モードを行う制御を行う。例えば、第1時間が80秒であるとき、使用者が90秒間抽出部を選択していれば、第1フィルター部110aが80秒間浄水モードを行った後、第1フィルター部110aは再生モードを行い、第2フィルター部110bは10秒間浄水モードを行う。このようにフィルター部を作動させると、使用者に継続的に精製水を提供することができるとともにフィルター部を引続き再生することができる（このような制御は、後述する第2制御も同様である。）。

参考までに、第1時間が第2時間より短ければ、浄水モードが終了してから再生モードが終了するまで精製水を使用者に供給し難い。よって、第1時間は第2時間以上であることが好ましい。このとき、第1時間が第2時間より長ければ、再生モードが終了したフィルター部は、他のフィルター部で浄水モードが終了するまで待機することができる。

一方、浄水モードでフィルター部に第1極性で電圧が印加される場合、再生モードは第1極性に反対される第2極性でフィルター部に電圧を印加する第1モード、及び第1モード以後に第1極性でフィルター部に電圧を印加する第2モードを有することができる。例えば、図6で示しているように、浄水モードで上側電極に（+）電圧が、下側電極に（-）電圧が印加されるのであれば、図7に示しているように、第1モードで上側電極に（-）電圧が、下側電極に（+）電圧が印加されてよく、第2モードで再度上側電極に（+）電圧が、下側電極に（-）電圧が印加されてよい。

第1モードのように電圧が印加されるとイオンが容易に脱着され得るので、電極が容易に再生可能である。但し、例えば、第1フィルター部110aで第1モードが行われた後、第2モードが行われていないまま浄水モードが行われると、第1フィルター部110aに残っていた再生水が使用者に供給される恐れがある。再生水は汚染物質（イオン）を含むので、使用者に供給されてはならない。したがって、再生モードで第2モードを介してフィルター部内の再生水を予め排出するのが好ましい。さらに、第2モードは実質的に浄水モードと同一なので、再生モードが第2モードを含めば、再生モードが行われた後にフィルター部に精製水が残ることになるのでより好ましい。

若しくは、再生モードは第1モードとともに、第1モード以後にフィルター部に電圧を印加しない第3モードを有することもできる。第3モードのように、フィルター部に電圧を印加しないままフィルター部に原水を供給することだけでも、フィルター部に残っていた再生水を排出することができる。または、再生モードは、第1モード、第2モード及び第3モードを全て有することもできる。例えば、第1フィルター部110aで浄水モードが80秒間進められた後に第2フィルター部110bで浄水モードが80秒間進められるのであれば、第2フィルター部110bで浄水モードが進められる間に第1フィルター部110aで第1モードが70秒間進められ、その後、第3モードが5秒間進められ、その後、第2モードが5秒間進められ得る。参考までに、浄水モードと再生モードは、浄水と再生のためにフィルター部に原水を供給する必要がある。

一方、制御手段は、浄水モードが第1時間の途中に中断されると、一応再生モードを中断したあと、再生モードであるフィルター部を第3時間の間原水でフラッシング（flushing）する制御（第1制御）を行うことができる。例えば、使用者が抽出部を選択して第1フィルター部110aで浄水モードが開始され、第2フィルター部110bで再生モードが開始された後、第1時間が経過する前に使用者が抽出部を選択解除すれば、浄水モードも中断され再生モードも中断されるが、原水はフラッシングのために第2フィルター部110bに第3時間の間供給され得る（フラッシング中にフィルター部に電力が印加されないこともあり得る。）。

再生モードが完了する前に中断されると、フィルター部に汚染物質を含んだ再生水が残っていることがあり得る。しかし、このように再生水が残っていれば、再生水の汚染物質によって電極の汚染が齎されることがあり、その結果で浄水性能が非常に低下し得る。したがって、再生モードが完了する前に中断されるとしても、第1制御のように第3時間の間フィルター部に原水を供給して再生水を排出することが好ましい。

このとき、第3時間は、第1時間や第2時間より短いことがよい。使用者が頻繁に抽出部を選択して選択解除すれば、第1制御が繰り返され得る。しかし、このようになれば原水が無駄使いされる恐れがある。したがって、無駄使いを減らすため、第3時間は第1時間や第2時間より短いことがよい。参考までに、本明細書で第1制御に対し第1時間を基準に説明するが、第2時間を基準に説明しても同様である。一例として、第2フィルター部110bで再生モードが第2時間の途中に中断されると、第1フィルター部110aで浄水モードを中断した後、第2フィルター部110bで第3時間の間フラッシングを行うことができると説明することもできる。

一方、制御手段は、浄水モードが第1時間の途中に中断されてから抽出部が再度選択されると、抽出部が選択解除される前まで、浄水モードであったフィルター部で第1時間中の残った時間の間浄水モードを再度行い、再生モードであったフィルター部で第2時間中の残った時間の間再生モードを再度行う制御を行うことができる。

例えば、第1時間と第2時間が全て80秒であるとき、使用者が60秒で抽出部を選択解除すれば、第1フィルター部110aで浄水モードも中断され、第2フィルター部110bで再生モードも中断される（以後、第1制御が行われるはずである。）。その後、使用者が再度抽出部を選択すると、残った20秒間第1フィルター部110aで浄水モードが再度行われ、残った20秒間第2フィルター部110bで再生モードが再度行われる。勿論、残った20秒の前に使用者が抽出部を選択解除すると、浄水モードと再生モードはそのまま中断されるはずである。使用者が相変らず抽出部を選択していれば、次の80秒間第1フィルター部110aで再生モードが行われ、第2フィルター部110bで浄水モードが行われるはずである。このように、例えば、第1フィルター部110aに対して中断前後に合計第1時間の間浄水モードが行われると、次に第1フィルター部110aに対して再生モードが行われる。

参考までに、制御手段は、浄水モードが中断された時点において再生モードであるフィルター部内の原水のTDS（総溶存固形物）に従い、再生モードであるフィルター部をフラッシングする時間を決めるのが好ましい。より具体的に説明する。再生モードが開始されると、再生モードであるフィルター部で原水のTDSが増加し始める。電極からイオンが脱着されるためである。その後、原水のTDSは漸次減少する。第1制御は汚染物質を含んだ再生水を取り除くためのことなので、フラッシングする時間は、浄水モードが中断された時点、即ち、再生モードが中断された時点において、再生水のTDSに従って決めるのが好ましい。例えば、フィルター部内の原水のTDSが高ければ、フラッシングする時間を増加させる必要がある。このような制御のため、フィルター部の下端にTDSセンサーを別に設けることができる。

ところで、再生モードで電極111、113に一定の電圧が印加されるように制御する場合、原水のTDSに応じて電極111、113に流れる電流の大きさが変わる。即ち、原水のTDSが高ければ、電極111、113に流れる電流の大きさも高くなり、原水のTDSが低ければ、電極111、113に流れる電流の大きさも低くなる。したがって、別にTDSセンサーを設けなくとも、電極111、113に流れる電流の大きさに基づいて原水のTDSを推定することができる。したがって、別にTDSセンサーを設けなくとも、浄水モードが中断された時点において再生モードであるフィルター部に流れる電流の大きさに従ってフラッシングする時間を決めることもできる。

一方、制御手段は第1制御と第2制御を選択的に行うこともできる。ここで第2制御は、浄水モードが第1時間の途中に中断されると、再生モードであるフィルター部で第2時間中の残った時間の間再生モードを引続き行う制御をいう。例えば、第1時間と第2時間がいずれも80秒であるとき、使用者が60秒で抽出部を選択解除すれば、第1フィルター部で浄水モードは中断されるが、第2フィルター部110bで再生モードは残った20秒間引続き進められ得る。このような制御は、電極を十分再生することができるという長所がある。

ところで、第2制御によって再生モードが続く間に使用者が再度抽出部を選択する場合、次のように処理することができる。

第一、制御手段は、第2制御を行う間に抽出部が選択されると、抽出部が選択解除される前まで、浄水モードが中断された時点を基準に、第1時間中の残った時間の間浄水モードであったフィルター部で浄水モードを再度行い、第2時間中の残った時間の間再生モードであったフィルター部で再生モードを再度行う制御を行うことができる。

第二、制御手段は、第2制御を行う間に抽出部が選択されると、抽出部が選択解除される前まで、抽出部が選択された時点を基準に、第2時間中の残った時間の間浄水モードであったフィルター部で浄水モードを再度行い、第2時間中の残った時間の間再生モードであったフィルター部で再生モードを再度行う制御を行うことができる。

第一の方法は、浄水モードが中断された時点を基準にする反面、第二の方法は第2制御を行う間に抽出部が選択された時点を基準にするという点で差異がある。例えば、第1時間と第2時間がいずれも80秒であるとき、使用者が60秒で抽出部を選択解除すれば、第1フィルター部110aで浄水モードは中断されるが、第2制御によって、第2フィルター部110bで再生モードは残った20秒間引続き進められるはずである。このように浄水モードが中断されたあと、再生モードが 10秒間進められていた間に使用者が抽出部を選択すると、第一の方法による場合、第1フィルター部110aで20秒間浄水モードが行われ、第2フィルター部110bで20秒間再生モードが行われるはずであり、第二の方法による場合、第1フィルター部110aで10秒間浄水モードが行われ、第2フィルター部110bで10秒間再生モードを行うはずである。第2制御によれば、浄水モードが中断されても再生モードは引続き進められるはずなので、第二の方法のように制御しても電極を十分再生することができる。

さらに、第2制御によって第2時間中の残った時間の間に再生モードが全て行われたあとで使用者が再度抽出部を選択する場合、次のように処理することができる。

第一、制御手段は、第2制御を仕上げたあとで抽出部が選択されると、抽出部が選択解除される前まで、浄水モードが中断されていた時点を基準に、第1時間中の残った時間の間浄水モードであったフィルター部で浄水モードを再度行い、第2時間中の残った時間の間再生モードであったフィルター部で再生モードを再度行う制御を行うことができる。

第二、制御手段は、第2制御を仕上げたあとで抽出部が選択されると、抽出部が選択解除される前まで、浄水モードが中断されていた時点を基準に、第1時間中の残った時間の間浄水モードであったフィルター部で浄水モードを再度行い、再生モードであったフィルター部で浄水モードを行うまで再生モードを行わない制御を行うことができる。

より具体的に、第1時間と第2時間がいずれも80秒であるとき、使用者が60秒で抽出部を選択解除すれば、第1フィルター部110aで浄水モードは中断されるが、第2制御によって、第2フィルター部110bで再生モードは残った20秒間引き続き進められるはずである。このように残った20秒間第2フィルター部110bで再生モードが引き続き進められたあと、即ち、第2制御が仕上がったあと、使用者が抽出部を選択すると、第一の方法による場合、第1フィルター部110aで20秒間浄水モードが行われ、第2フィルター部110bで20秒間再生モードが行われるはずであり、第二の方法による場合、第1フィルター部110aで20秒間浄水モードが行われ、第2フィルター部110bで浄水モードも再生モードも行われないはずである。このとき、使用者が抽出部を20秒より長く選択すると、第一の方法と第二の方法でいずれも20秒以後から第1フィルター部110aで再生モードが行われ、第2フィルター部110bで浄水モードが行われるはずである。

第2制御によるとき、使用者が60秒で抽出部を選択解除しても、第2フィルター部110bで再生モードは残った20秒間引き続き進められるはずである。このように合計80秒間既に再生モードが全て行われたため、抽出部が再度選択されても、第2フィルター部110bで再生モードを再度行う必要は少ない。このように制御すれば、第一の方法に比べて原水を節約することができる。参考までに、このように第1フィルター部110aは浄水モードを行い、第2フィルター部110bは浄水モードと再生モードをいずれも行わないために、後述する供給バルブ341と取出バルブ342aのみ開放し、残りのバルブは全て閉鎖することができる（図5を参照）。

一方、第1制御は、抽出部が頻繁に選択されて再生モードが随時に中断されるとしても、定められた時間だけフィルター部を原水でフラッシングするため、電極の汚染を防止することができるとともに、第2制御のように再生モードを引き続き行うときに比べて原水の無駄使いを減らすことができる。したがって、第1制御は抽出部が頻繁に選択されるときにより適する。そして、第2制御は、再生モードが中断されるとしても再生モードを引き続き行うため、電極を十分再生することができる。したがって、第2制御は抽出部がたまに選択されるときにより適する。その結果、制御手段は、精製水を抽出するための抽出部が選択される頻度に従って、第1制御と第2制御のうちいずれか一つを選択するのが好ましい。または、使用者が第1制御と第2制御のうちいずれか一つを選択するようにすることもできる。

［バルブなどの制御］
以下では、図5を参照しながら、制御手段によるバルブなどの制御に対して詳述する。先ず、浄水モードを説明する。第1フィルター部110aが浄水モードであれば、供給バルブ341と取出バルブ342aのみ開放する。残りのバルブは閉鎖する。このように開閉すれば、原水が第1フィルター部110aを介して浄水された後に使用者に供給され得る。第2フィルター部110bが浄水モードであれば、供給バルブ341と取出ベルブ342bのみ開放する。つまり、第1フィルター部が浄水モードの場合と同様である。このように開閉すれば、原水が第2フィルター部110bを介して浄水された後に使用者に供給され得る。このとき、浄水のために制御手段は、第1フィルター部110aの電極端子や第2フィルター部110bの電極端子に電力を供給する必要がある。しかし、浄水モードで殺菌端子部に電力を供給する必要はない。これは後述する再生モードも同様である。

次に再生モードを説明する。第1フィルター部110aが再生モードであれば、供給バルブ341と排出バルブ343aのみ開放する。残りは閉鎖する。このように開閉すれば、原水が第1フィルター部110aを経て外部に排出され得る。第2フィルター部110bが再生モードであれば、供給バルブ341と排出バルブ343bのみ開放する。つまり、第1フィルター部が再生モードの場合と同様である。このように開閉すれば、原水が第2フィルター部110bを経て外部へ排出され得る。このとき、再生のために制御手段は、第1フィルター部110aの電極端子や第2フィルター部110bの電極端子に電力を供給する必要がある。

このとき、浄水モードと再生モードは複合的に行われ得る。例えば、第1フィルター部110aは浄水モード、第2フィルター部110bは再生モードであれば、供給バルブ341、取出バルブ342a、排出バルブ343bのみ開放すればよい。

次に、殺菌モードの中で逆洗浄を説明する。第1フィルター部110aを逆洗浄するとすれば、洗浄バルブ344aと排水バルブ345のみ開放する。残りは閉鎖する。このように開閉すれば、原水が第1フィルターケース部130aの出水口137aを介して第1フィルター部110aに入水されたあと、第1フィルターケース部130aの入水口133aを経て外部へ排出され得る（逆洗浄で原水が流れる方向は、浄水モードや再生モードで原水が流れる方向と逆なので「洗浄」に「逆」を付け加える。）。

第2フィルター部110bを逆洗浄するとすれば、洗浄バルブ344bと排水バルブ345のみ開放する。つまり、第1フィルター部110aを逆洗浄する場合と同様である。このように開閉すれば、原水が第2フィルターケース部130bの出水口137bを介して第2フィルター部110bに入水されたあと、第2フィルターケース部130bの入水口133bを経て外部に排水され得る。このとき、制御手段は、第1フィルター部110aや第2フィルター部110bに対する殺菌のため、逆洗浄中に殺菌端子部へ電力を供給することができる。

次に、殺菌モードの中で逆殺菌（第2殺菌）を説明する。第1フィルター部110aを逆殺菌するとすれば、洗浄バルブ344aと排水バルブ345のみ開放する。残りは閉鎖する。このように開閉すれば、原水が第1フィルターケース部130aの出水口137aを介して第1フィルター部110aに入水されたあと、第1フィルターケース部130aの入水口133aを経て外部に排出され得る（逆殺菌で原水が流れる方向は、浄水モードや再生モードで原水が流れる方向と逆なので「殺菌」に「逆」を付け加える。）。

第2フィルター部110bを逆殺菌するとすれば、洗浄バルブ344bと排水バルブ345のみ開放する。つまり、第1フィルター部110aを逆殺菌する場合と同様である。このように開閉すれば、原水が第2フィルターケース部130bの出水口137bを介して第2フィルター部110bに入水されたあと、第2フィルターケース部130bの入水口133bを経て外部に排出され得る。このとき、制御手段は、第1フィルター部110aや第2フィルター部110bに対する殺菌のため、逆殺菌中に殺菌端子部へ電力を供給する必要がある。

最後に、殺菌モードの中で正殺菌（第1殺菌）を説明する。第1フィルター部110aを正殺菌するとすれば、供給バルブ341と排出バルブ343aのみ開放する。残りは閉鎖する。このように開閉すれば、原水が第1フィルターケース部130aの入水口133aを介して第1フィルター部110aに入水されたあと、第1フィルターケース部130aの出水口137aを経て外部に排出され得る（逆殺菌と対比するため、ここで第1殺菌を正殺菌と称する。）。

第2フィルター部110bを正殺菌するとすれば、供給バルブ341と排出バルブ343bのみ開放する。つまり、第1フィルター部110aを正殺菌する場合と同様である。このように開閉すれば、原水が第2フィルターケース部130bの入水口133bを介して第2フィルター部110bに入水されたあと、第2フィルターケース部130bの出水口137bを経て外部に排出され得る。

このとき、制御手段は、第1フィルター部110aや第2フィルター部110bに対する殺菌のため、正殺菌中に殺菌端子部へ電力を供給する必要がある。参考までに、原水の流れに従い、正殺菌はフィルター部110から入水口137側の殺菌に適し、逆殺菌はフィルター部110から出水口137側の殺菌に適する。

ところで、正殺菌中に外部に排出される排出流量（原水が正殺菌中に入水口へ供給される第1流量に対応する）や、逆殺菌中に外部に排出される排出流量（原水が逆殺菌中に出水口へ供給される第2流量に対応する）は、逆洗浄中に外部へ排出される排出流量（原水が逆洗浄中に出水口に供給される第3流量に対応する）より少ないことが好ましい。

これに対して詳述する。粒子性物質は、フィルター部110から出水口137側より入水口137側に多くとどまっているので、これを取り除くためには、出水口137側から入水口133側に強く原水を流すことが好ましい（図4を参照）。これに伴い、逆洗浄の基本役割が粒子性物質の除去という点を考慮するとき、逆洗浄中の排出流量は多いことが好ましい（最大流量で排出しても構わない。）。

しかし、殺菌手段200で生成する殺菌物質の量は限定的なので、流量が増加するほど殺菌物質の濃度が減少し、殺菌効果は減少するしかない。これに伴い、正殺菌や逆殺菌の基本役割がフィルター部の殺菌という点を考慮するとき、正殺菌や逆殺菌中の排出流量は相対的に少ないことが好ましい（最大流量の30%程度が好ましい。）。参考までに、正殺菌中の排出流量は、逆殺菌中の排出流量と同一であっても構わない。

一方、フィルター手段100が二つのフィルター部110a、110bを含む場合、本実施形態に係る水処理装置は、排出バルブ343の下端に流量調節バルブ346をさらに含むことができる。ここで流量調節バルブ346は、外部に排出される再生水の量を調節して精製水と再生水の間の割合を調節することができる。

一例として、第1フィルター部110aは浄水モードで、第2フィルター部110bは再生モードであれば、取出バルブ342aと排出バルブ343bのみ開放されるはずである。残りは閉鎖されるはずである。このとき、フィルター手段100に原水を10ほど供給すると仮定する。この通りであるとき、流量調節バルブ346が第2フィルター部110bから外部に再生水が2ほど排出されるように調節すれば、第1フィルター部110aに原水が8ほど供給されるはずである。

参考までに、本実施形態に係る水処理装置は、フィルター手段100に加えて他のフィルターをさらに含むことができる。一例として、本実施形態に係る水処理装置は、図5に示しているように、主に塩素物質を取り除くための先カーボンフィルター401や、主に臭いを取り除くための後カーボンフィルター402をさらに含むことができる。

Claims

CDI方式に従って原水を浄水して精製水を排出する浄水モードと、電極を再生する再生モードとを有する第1及び第2フィルター部を備えるフィルター手段、及び前記フィルター手段を制御する制御手段を含み、
前記第1及び第2フィルター部は、いずれか一つが第1時間の間前記浄水モードであれば、他の一つは第2時間の間前記再生モードであり、
前記制御手段は、前記浄水モードが前記第1時間の途中に中断されると、前記再生モードを中断した後に前記再生モードであるフィルター部を第3時間の間前記原水でフラッシング（flushing）する第1制御を行うことを特徴とするCDI方式の水処理装置。
前記再生モードは、前記浄水モードで前記フィルター部に第1極性で電圧が印加される場合、前記第1極性に反対される第2極性で前記フィルター部に電圧を印加する第1モード、及び前記第1モード以後に前記第1極性で前記フィルター部に電圧を印加する第2モードを有することを特徴とする請求項1に記載のCDI方式の水処理装置。
前記再生モードは、前記浄水モードで前記フィルター部に第1極性で電圧が印加される場合、前記第1極性に反対される第2極性で前記フィルター部に電圧を印加する第1モード、及び前記第1モード以後に前記フィルター部に電圧を印加しない第3モードを有することを特徴とする請求項1に記載のCDI方式の水処理装置。
前記第3時間は、前記第1及び第2時間より短いことを特徴とする請求項1に記載のCDI方式の水処理装置。
前記制御手段は、前記精製水を抽出するための抽出部が選択されると、前記浄水モードと前記再生モードを開始し、前記抽出部が選択解除されると、前記浄水モードを終了する制御を行うことを特徴とする請求項1に記載のCDI方式の水処理装置。
前記制御手段は、前記浄水モードがいずれか一つのフィルター部に対して合計第1時間の間行われると、次に前記いずれか一つのフィルター部に対して前記再生モードを行い、他の一つのフィルター部に対して前記浄水モードを行う制御を行うことを特徴とする請求項5に記載のCDI方式の水処理装置。
前記制御手段は、前記浄水モードが前記第1時間の途中に中断されてから前記抽出部が再度選択されると、前記抽出部が選択解除される前まで、前記浄水モードであったフィルター部で前記第1時間中の残った時間の間前記浄水モードを再度行い、前記再生モードであったフィルター部で前記第2時間中の残った時間の間前記再生モードを再度行う制御を行うことを特徴とする請求項6に記載のCDI方式の水処理装置。
前記制御手段は、前記再生モードが中断された時点において、前記再生モードであるフィルター部内の原水のTDS（総溶存固形物）に従って前記再生モードであるフィルター部をフラッシングする時間を決めることを特徴とする請求項1に記載のCDI方式の水処理装置。
前記制御手段は、前記再生モードで前記フィルター部に一定の電圧が印加される場合、前記再生モードが中断された時点において、前記再生モードであるフィルター部に流れる電流の大きさに従って前記再生モードであるフィルター部をフラッシングする時間を決めることを特徴とする請求項1に記載のCDI方式の水処理装置。
前記制御手段は、前記第1制御と、前記浄水モードが前記第1時間の途中に中断されると、前記再生モードであるフィルター部で前記第2時間中の残った時間の間前記再生モードを引き続き行う第2制御とのうちいずれか一つを選択的に行うことを特徴とする請求項1に記載のCDI方式の水処理装置。
前記制御手段は、前記浄水モードがいずれか一つのフィルター部に対して合計第1時間の間行われると、次に前記いずれか一つのフィルター部に対して前記再生モードを行い、他の一つのフィルター部に対して前記浄水モードを行う制御を行うことを特徴とする請求項10に記載のCDI方式の水処理装置。
前記制御手段は、前記第2制御を行う間に前記精製水を抽出するための抽出部が選択されると、前記抽出部が選択解除される前まで、前記浄水モードが中断されていた時点を基準に、前記第1時間中の残った時間の間前記浄水モードであったフィルター部で前記浄水モードを再度行い、前記第2時間中の残った時間の間前記再生モードであったフィルター部で前記再生モードを再度行う制御を行うことを特徴とする請求項11に記載のCDI方式の水処理装置。
前記制御手段は、前記第2制御を行う間に前記精製水を抽出するための抽出部が選択されると、前記抽出部が選択解除される前まで、前記抽出部が選択された時点を基準に、前記第2時間中の残った時間の間前記浄水モードであったフィルター部で前記浄水モードを再度行い、前記第2時間中の残った時間の間前記再生モードであったフィルター部で前記再生モードを再度行う制御を行うことを特徴とする請求項11に記載のCDI方式の水処理装置。
前記制御手段は、前記第2制御を仕上げたあとで前記精製水を抽出するための抽出部が選択されると、前記抽出部が選択解除される前まで、前記浄水モードが中断されていた時点を基準に、前記第1時間中の残った時間の間前記浄水モードであったフィルター部で前記浄水モードを再度行い、前記第2時間中の残った時間の間前記再生モードであったフィルター部で前記再生モードを再度行う制御を行うことを特徴とする請求項11に記載のCDI方式の水処理装置。
前記制御手段は、前記第2制御を仕上げたあとで前記精製水を抽出するための抽出部が選択されると、前記抽出部が選択解除される前まで、前記浄水モードが中断されていた時点を基準に、前記第1時間中の残った時間の間前記浄水モードであったフィルター部で前記浄水モードを再度行い、前記浄水モードを行うまで前記再生モードであったフィルター部で前記再生モードを行わない制御を行うことを特徴とする請求項11に記載のCDI方式の水処理装置。
前記制御手段は、前記精製水を抽出するための抽出部が選択される頻度に従って、前記第1制御と前記第2制御のうちいずれか一つを選択することを特徴とする請求項10に記載のCDI方式の水処理装置。