JP2023041568A - 浄水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】濾過フィルタの交換が容易な浄水装置を提供する。【解決手段】複数の濾過フィルタを浄水装置本体内に備えられたフィルタ収納箱２１に収める。フィルタ収納箱は、挿抜容易な継手３４、３５を介し、浄水装置本体から容易に脱着することができる。ユーザにとって、複数の濾過フィルタの中で交換が必要なフィルタを見分けること、及びそれを取り外し、取り付けることは困難であるが、フィルタ収納箱ごと交換することにより、これを解決する。【選択図】図５

Description

本発明は、原水を浄化して飲料水や生活用水等に利用できるようにした浄水装置に関するものである。

原水を浄化して飲料水や生活用水等に利用できる浄水装置の分野において、災害時等の非常時における飲料水等確保を主目的とした、浄水装置が知られている。それらは、移動が容易である、あるいは動力源としてのソーラーパネルを搭載等、非常時における使用を想定し様々な工夫が施されている（特許文献１、特許文献２）。

特許６０１６３０５号公報 特許６５８０５３３号公報

非常時における使用を主目的とした浄水装置に限らず、原水を飲料水等に適した水質レベルにまで浄化するためには、一般に複数の浄化用フィルタによる浄化工程を経る必要がある。そして、その浄化用フィルタは使用、不使用にかかわらず定期的に交換しなければならない。

定期交換において、一般的にはすべての浄化フィルタの交換を同時に行わない。各浄化用フィルタの適切な交換時期は、その種類や各浄化用フィルタの原水の流路順等に依存するものであり、それぞれ別個の時期での交換が経済的に望ましい。しかし、ユーザでは交換が必要な浄化用フィルタの特定が困難であるという課題がある。もっとも各浄化用フィルタにセンサ等を付設することにより、特定の浄化用フィルタの交換時期を報知する方法もあるが、制御のための回路構成や配線が複雑になり現実的な策とはいえない。

また、各浄化用フィルタ間は管路が入り組んで配管されていること、そして各浄化用フィルタ自体も装置本体の狭い空間内に入り組んで配設されていることから、ユーザによる脱着が容易ではないという課題がある。

よって、従来は、装置本体をメーカや保守事業者に輸送し、浄化用フィルタ交換をメーカの工場等で行う、あるいはメーカ等の保守担当者が出張して浄化用フィルタの交換を行うことが一般的であり、装置の輸送コストや保守担当者の移動コストや、保守期間中、装置が稼働できないことが問題になっていた。

本発明の目的は、従来メーカや保守事業者で実施していた浄化用フィルタ交換をユーザが実施できることを可能とする浄水装置を提供することである。

本発明は、本体と、本体内部に、複数の浄化用フィルタを収納及び配設するフィルタ収納箱を備えることを特徴とする浄水装置である。本発明のおけるフィルタ収納箱は、本体から脱着容易である。いずれかの浄化用フィルタの交換時期に至った時、ユーザ自身により、交換時期に至った浄化用フィルタを収納及び配設するフィルタ収納箱を取り外し、使用可能な浄化用フィルタを収納及び配設する予備フィルタ収納箱と交換することにより、浄化用フィルタ交換のためのメーカへの装置本体の輸送、又は保守担当者の出張の必要が無くなり、生産性向上に貢献できる。

ここで、浄化用フィルタは、濾過フィルタや吸着フィルタ等、水質改善のためのいかなる種類の浄化用フィルタを含む。また、本発明におけるフィルタ収納箱内に、装置で使用する全ての浄化用フィルタを収納及び配設する必要はない。例えば、著しく交換頻度の低い特定の浄化用フィルタについては、フィルタ収納箱外部に配設してもよい。また、収納等するものは浄化用フィルタに限られない。例えば、配管部品、部材等いかなる部品、部材も収納等することができる。

ユーザは、取り外したフィルタ収納箱をメーカや保守事業者へ輸送する。メーカ等は、フィルタ収納箱内の交換が必要な浄化用フィルタのみを交換し、あらためてユーザに返送する。フィルタ収納箱は、装置本体と比較して小型軽量であることから、装置本体を輸送するよりも輸送コストの低減を図ることができる。

本発明は、本体内部に、多段の棚を備えることを特徴とする。棚には、交換用の予備フィルタ収納箱、原水タンク、貯水タンク、ソーラーパネル付き充電器、ガロンボトル等を収納、保管できる。特に、本体内部の棚に交換用の予備フィルタ収納箱を常時保管することで、ユーザ自身による遅滞なき浄化用フィルタの交換が可能になる。

棚に収納、保管するものは上記に限定されない。例えば、配管部品、部材等の保守用部品、部材、及び工具等、さまざまなものを収納、保管することができる。

本発明は、複数の浄化用フィルタは一つ以上の逆浸透膜モジュールを含み、その逆浸透膜モジュールに水圧をかけるための圧力ポンプは、本体内部であってフィルタ収納箱の外部に配設することを特徴とする。

一般的に、逆浸透膜モジュールによる濾過工程の前段として、大きめな異物や臭気除去のための活性炭等を用いた濾過フィルタ（以下プレフィルタと言う。）を配設する。そして、これもフィルタ収納箱に収納及び配設する。

逆浸透膜モジュールに水圧をかけるための圧力ポンプは逆浸透膜モジュールの直近に配設することが通常であるが、その場合、プレフィルタ、圧力ポンプ、逆浸透膜モジュールの順での配設構成となるから、フィルタ収納箱内に圧力ポンプを配設する必要が生じる。そうすると、フィルタ収納箱の容量、重量が増すこと、及び圧力ポンプを駆動させるための電源線処理の問題により、フィルタ収納箱の装置本体からの脱着容易性が妨げられる。

そこで、圧力ポンプをプレフィルタの前段、つまり圧力ポンプをフィルタ収納箱の外部に配設することで、上記脱着容易性の問題を解決した。

本発明は、フィルタ収納箱は直方体の外形を有し、その外形を構成する六面のうち上面に、外周が長方形の貫通穴を設け、その長方形を構成する一対の対向する辺の縁から、それぞれ対向方向かつ下方向の成分を有し延伸する、二つの傾斜面を備えることを特徴とする。

この貫通穴と、二つの傾斜面により、フィルタ収納箱の外形を構成する一つの面に、凹部が構成される。一方の傾斜面は、挿抜容易な継手を嵌通し、支持する。
他方の傾斜面は、嵌通、支持される継手と対をなす継手の挿抜時の案内のためのものである。ここで、継手とは、配管を接続する部品を意味するが、例えば、カップリング、アタッチメント、コネクタ等、他の名称で称される場合もある。

ユーザは、フィルタ収納箱交換の際、この継手の挿抜により、装置本体の配管とフィルタ収納箱内の配管の切り離しを行う。挿抜容易な継手であること、そして、この二つの傾斜面により、継手の挿抜作業性が向上することから、フィルタ収納箱の脱着が容易になる。

つまり、ユーザは、装置本体の棚とフィルタ収納箱間の狭空間に手のみを差し入れて継手の挿抜を行うが、この二つの傾斜面がフィルタ収納箱内部に向かって凹む方向に傾斜することにより、手やフィルタ収納箱が棚と干渉することを防ぎ、凹部を継手挿抜の際の有効な空間として利用できること。そして一方の傾斜面は継手の保持、他方の傾斜面は継手の挿抜する際の継手の案内の機能があることから、継手の挿抜作業性が向上する。

本発明は、本体正面上端部に操作パネルを備え、その操作パネルに運転状況を報知する発光ダイオードを並設し、本体正面に、その発光ダイオードの点灯に連動して発光する面状発光部を備えることを特徴とする。

操作パネルに、例えば、青色、緑色、赤色、橙色の発光ダイオードを並設する。青色点灯時は造水中、緑色点灯時はタンク満水、赤色点灯時は水質異常、橙色点灯時は濾過フィルタ交換等、装置の運転状況を報知する。もちろん、発光ダイオードの色はこれに限定されるものではなく、いかなる色の選択が可能である。

操作パネルは、本体色と同色の不透明なカバーを有する。カバーを開けることで、発光ダイオードの視認ができる。カバーの開けた状態を保持することはできるが、発光ダイオードの大きさや光量の点から、遠方からでは発光ダイオードの視認ができず運転状況の確認ができない場合がある。

そこで、発光ダイオードと連動して同色の十分強い発光をし、相当の面積を持つ面状発光部を装置の正面に配設する。面状発光部からの発光によって、カバーが閉じている、あるいは装置が遠方にある等、操作パネル内の発光ダイオードの視認ができない場合であっても、運転状況の確認をすることができる。特に、浄化用フィルタ交換時期の報知等、重要情報の確実な報知に有益である。

ここで、面状発光部は、例えば、装置本体内に別途並設した発光ダイオードを光源とする導光板等を利用しての間接光、有機ＥＬパネル等による直接光等、発光が可能であれば発光形態の種類を問わない。また相当の面積とは、例えば、体育館程度の広さを持つ屋内において、いずれの場所であっても昼夜問わず発光を視認できる程度の大きさを意味する。

本発明によれば、ユーザが浄化用フィルタ交換時期を明確に把握でき、ユーザが遅滞なく容易に浄化用フィルタの交換をすることができる浄水装置の提供が可能である。

本発明の浄水装置を示す斜視図である。 同浄水装置の正面扉を開けた状態での正面図である。 同浄水装置の背面側からみた斜視図である。 同浄水装置の背面扉を外した状態での背面図である。 同浄水装置に備えられたフィルタ収納箱を示す斜視図である。 同フィルタ収納箱上面に形成された凹部の詳細を示す斜視図である。 ソーラーパネル付き充電器を取り出した同浄水装置の背面図である。

以下、本発明の浄水装置にかかる好適な実施形態について図１から図７を参照して詳細に説明する。なお、特に断りの無い限り、紙面の上下左右の方向は、本発明にかかる装置及びフィルタ収納箱の上下左右の方向と一致する。

図１は、浄水装置本体１の正面側からの斜視図である。本体１正面に、上側扉２、下側扉３を備え、それぞれ横方向に開閉する。本体１正面上端部左側に、操作パネル４を備え、運転スイッチ、リセットスイッチ、及び運転状況を報知するための横方向に並設する四つの発光ダイオードを配設する。操作パネル４は、上方向に開閉する本体色と同色の不透明なカバーで通常は覆われており、ユーザは必要に応じてカバーを開き、運転スイッチの操作等を行う。

四つの発光ダイオードは、それぞれ、青色、緑色、赤色、橙色の点灯色のものが割り当てられ、青色の発光ダイオード点灯時は造水中、緑色の発光ダイオード点灯時はタンク満水、赤色の発光ダイオード点灯時は水質異常、橙色の発光ダイオード点灯時は濾過フィルタ交換を報知する。

上側扉２には、それぞれが横長と縦長の二つの面状発光部５を備える。二つの面状発光部５は、導光機能を有する略透明のアクリル板であり、エッジライト方式により発光する。光源として、本体１内部の導光板上部に、操作パネル４内の発光ダイオードよりも光量が大きい四つの発光ダイオードを配設する。

その発光ダイオードは、操作パネル４内の発光ダイオードに連動して同色に点灯し、二つの面状発光部５も同様に発光する。よって、操作パネル４を覆うカバーが閉じた状態であっても、二つの面状発光部５からの発光によって、ユーザは運転状況を把握することができる。また、それらは、丁度アルファベットＴの字を示すように組み合わされ、装置正面の上部側に配置されることで、遠方からの視認性を一層確保することができ、例えば、体育館程度の広さを持つ屋内において、本体１の正面が見えるいずれの位置からも昼夜問わず、視認することができる。

図２は、浄水装置本体１の上側扉２、下側扉３を開けた状態における正面から見た図である。本体１は略直方体の外形を有し、本体１の内部には、本体１の外形を構成する左側面板と右側面板間を架設するように、上段、中段、下段と、３段の棚６を備える。なお、下段の棚６は、本体１の外形を構成する底面板を兼ねることもできる。

上段の棚６には、採水口７から飲料水等を採水するための、ガロンボトル２４を収納する。もっとも、棚６の上段は、収納や保管目的ではなく、採水用の容器の支持台として用いてもよく、容器は、ガロンボトル２４に限られずいずれの形状の容器、例えば、災害用ウォータータンク、鍋、魔法瓶等を用いることができる。

下段の棚６には、右側に原水タンク２３、左側にフィルタ収納箱２１を、収納する。原水タンク２３は、浄化前の原水を貯水するためのものである。
フィルタ収納箱２１に収納、配設される浄化用フィルタへの給水は、二つの給水経路のいずれかから行う。通常時は、水道からの給水経路により水道水を供給し、非常時（断水時）は、原水タンク２３からの給水経路により原水を供給する。

それぞれの給水経路を構成する配管の端に挿抜容易な継手を備え、給水経路の切り換えは、この継手を切り替えることにより行う。フィルタ収納箱２１と原水タンク２３を、棚６の下段において可能な限り隣接に近い状態に配置することで、非常時における給水経路を短く、かつ配管の引き回しを単純にすることができる。

中段の棚６には、交換用の予備フィルタ収納箱２２を収納し保管する。本体１内に、利用可能な予備フィルタ収納箱２２を常時保管することで、浄化用フィルタ交換の必要性が生じたときに、遅滞なく交換でき、装置の運転への影響を最小限に迎えることができる。

図３は、浄水装置本体１の背面側からの斜視図である。本体背面には、上側に上板８、下側に下板８を備え、それぞれ本体１から容易に取り外すことができる。

図４は、上板８、下板８を取り外したときの浄水装置本体１の背面図である。上段の棚６の背面側には、ソーラーパネル付き充電器２６を収納し保管する。非常時（停電時）は、同充電器２６から電源を供給する。

下段の棚６の背面側には、貯水タンク２５を収納する。貯水タンク２５は、フィルタ収納箱２１の浄化用フィルタにより浄化された水を貯水するためのものである。なお、バルブの操作により貯水タンク２５に貯水せずに採水口７から採水することもできる。例えば、通常時、一般浄水器的に使用する際は、貯水タンク２５に貯水せず直接採水口７から採水をする。

本体１の背面中央部右側に、ファイナルフィルタ９を配設する。ファイナルフィルタ９は、フィルタ収納箱２１内の浄化用フィルタの破損等により水質改善機能上の不具合等が生じた場合を想定したバックアップ的位置づけのものである。

よって、ファイナルフィルタ９は、フィルタ収納箱２１内の浄化用フィルタよりも、フィルタが汚れにくく交換頻度が低いことから、フィルタ収納箱２１内には収納、配設していない。また、フィルタ収納箱２１外の、可能な限り採水口７への流路に近いところにファイナルフィルタ９を配設することで、装置内全体の配管経路における部品や部材の経年劣化等に起因する異物の除去の確度を上げることができる。

図５は、浄水装置本体１に備えられたフィルタ収納箱２１を示す斜視図である。フィルタ収納箱２１は略直方体の外形を有し、紙面左側に視認できるフィルタ収納箱２１の外形を構成する縦長面が正面である。フィルタ収納箱２１は、本体１の外形を構成する左側面板の内側に沿うように、下段の棚６に配置する。下段の棚６の上面にはガイド部１５が略コの字形状を有し突出する。さらに、その左側面板の内面からはストッパー１６が突出する。

ストッパー１６は、その左側面板の内面へ取り付けるためのフランジを有し、フィルタ収納箱２１の上面と背面のそれぞれに向かい合う面を有する。もっともストッパー１６は、フィルタ収納箱２１の、本体１に対する奥行き方向（背面方向）への動きを止めるいわゆるストッパーの機能を果たす形状であれば、いかなる形状でもよい。

フィルタ収納箱２１は、スライドにより本体１からの取り外しや本体１への配置を行うことができる。その際、ガイド部１５によって本体１の左右方向についての案内がされる。また、ガイド部１５は、ストッパー１６同様のストッパーの機能も有する。すなわち、ストッパー１６に、フィルタ収納箱２１の背面上部が当接し、ガイド部１５に、フィルタ収納箱２１の背面下部が当接することで、フィルタ収納箱２１は、安定して本体１の所定の位置に配置することができる。

フィルタ収納箱２１内には、四つの浄化用フィルタ、すなわち活性炭による二つのプレフィルタ３０、３１、逆浸透膜モジュールによる一つのメインフィルタ３２、イオン交換樹脂による一つのサブフィルタ３３を収納、配設する。フィルタ収納箱２１上面には、継手３４、３５を配設する。

継手３４、３５は、それぞれ２系統の管路を備え、継手３４の２系統の管路のうち一方の管路から流入する水道水又は原水は、最初にプレフィルタ３０、３１に並列に流入する。プレフィルタ３０、３１を通過した水道水又は原水は、続いてメインフィルタ３２、サブフィルタ３３の順序で流入する。なお、継手３４の２系統の管路のうち他方の管路は、メインフィルタ３２の濾過により生じる排出水を排出するためのものである。この排出水は、再利用のため再度原水タンク２３に貯水、又は本体１の外に廃棄する。

原水タンク２３に、再利用のための排出水が貯水されるとともに、原水の水質は一層悪化する。つまり、再利用頻度の増加にともない、より濃縮された原水が貯水されることになる。サブフィルタ３３は、この濃縮された原水の濾過のためのメインフィルタ３２の濾過能力を補完する目的があり、サブフィルタ３３を備えることで、想定されるどのような濃縮された原水からでも飲料水等に適した水質に浄化することができる。

四つの浄化用フィルタを通して浄化された水は、継手３５の２系統の管路を介し、貯水タンク２５、又は直接採水口７へ向かう。貯水タンク２５に貯水するか、直接採水するかの制御は、その２系統の管路に備えるバルブの開閉によって行うことができる。

図６は、フィルタ収納箱２１上面に形成された凹部の詳細を示す斜視図である。フィルタ収納箱２１の上面は、継手３４、３５を配設するため、一部が下方に向かって凹部を形成する。凹部は、フィルタ収納箱２１上面に設けられた長方形形状の貫通穴と、継手受面４１、継手案内面４２から形成される。継手受面４１と継手案内面４２は、貫通穴の外周の長方形を構成する一対の対向する辺の縁から、それぞれ対向方向かつ下方向の成分を有し延伸し傾斜する。なお、貫通穴は、その外周を構成する四辺が、フィルタ収納箱２１上面を構成する四辺と、それぞれが平行する関係にあればいずれの場所であってもよい。

継手受面４１は、貫通穴の外周を構成する四辺のうち、フィルタ収納箱２１正面に近いその正面と平行に延びる辺を端として、フィルタ収納箱２１上面と、４５°から８５°の範囲のいずれかの角度となるように、下方に傾斜する。

継手案内面４２は、貫通穴の外周を構成する四辺のうち、フィルタ収納箱２１背面に近いその背面と平行に延びる辺を端として、継手受面４１と９０°の角度で当接するように、下方に傾斜する。なお、それぞれの傾斜の端となる辺間の距離は５０ｍｍから１５０ｍｍの範囲のいずれかの長さで設定する。

なお、凹部を構成する継手受面４１と継手案内面４２は、フィルタ収納箱２１の上面の一部を折り曲げてもよく、他部品をフィルタ収納箱２１の上面の、上面側又は下面側に組み付ける方法でもよい。

継手３４は、いわゆるワンタッチ方式の継手であり継手３４の表面上のボタンを押し下げることで、継手３４―１と継手３４―２に容易に分離することができる。継手３４－２は、継手受面４１に対して嵌通し、継手受面４１で支持される。なお、継手３５についても同様である。

ユーザは、操作パネル４の発光ダイオード又は面状発光部５の発光による浄化用フィルタ交換時期の報知を受け、継手３４、３５を分離し、フィルタ収納箱２１を中段の棚６に保管する予備フィルタ収納箱２２と交換する。その際、フィルタ収納箱２１上面の凹部、すなわち、四角形状の貫通穴と、貫通穴の下方向に向かって傾斜する継手受面４１と継手案内面４２により、継手３４、３５の挿抜が容易になる。

つまり、フィルタ収納箱２１上面の上部には、本体１の中段の棚６があるため、ユーザは、その棚６と、フィルタ収納箱２１上面間の狭空間に、手のみを差し入れて継手３４、３５の挿抜の必要があるが、継手３４、３５は、上記の凹部に配設されていること、そして、継手３４－２は、継手受面４１に支持されているから、継手案内面４２の傾斜に沿って継手３４－１を移動させるだけで、容易に継手３４の挿抜ができる。さらに、継手３４－２は、フィルタ収納箱２１上面から突出しないため、フィルタ収納箱２１の輸送時における、継手３４－２の破損を予防することができる。なお、継手３５についても、挿抜方法、フィルタ収納箱２１の上面から突出しないこと等、全く同様である。

交換用の予備フィルタ収納箱２２は、本体１内のフィルタ収納箱２１の傍で保管しているため、遅滞のない交換が可能である。ユーザは継手３４、３５を分離し、フィルタ収納箱２１をスライドさせながら本体１から取り外す。次に、予備フィルタ収納箱２２をガイド部１５の案内に沿って、ガイド部１５、ストッパー１６に予備フィルタ収納箱２２の背面が当接するまで、同じくスライドにより配置する。そして、先にフィルタ収納箱２１から抜いた継手３４－１を、フィルタ収納箱２２の継手３４－２へ継手案内面４２に沿わせながら挿入する。継手３５についても同様である。以上より、ユーザは容易に遅滞なく浄化用フィルタの交換を行うことができる。

図７は、浄水装置本体１の背面側上段の棚６に収納されたソーラーパネル付き充電器２６を取り出し、ソーラーパネルを展開した同充電器２６と、浄水装置本体１の背面図である。停電時には、ソーラーパネル付き充電器２６により本体１へ電源を供給する。

本体１の上段の棚６の上部に、本体１の背面と並行に仕切り１０を配設する。仕切り１０の上部にはＵＶ装置１２を、その下部には圧力ポンプ１１を配設する。ＵＶ装置１２は、浄化用フィルタを通した水を殺菌するためのものであり、殺菌は、ＵＶ装置１２と採水口７に備わる逆汚染防止ＵＶ灯により行われる。圧力ポンプ１１は、仕切り１０に配設されたガード１３により、ソーラーパネル付き充電器２６を収納する際の衝突から保護される。

圧力ポンプ１１は、フィルタ収納箱２１に収納された逆浸透膜モジュールによるメインフィルタ３２に水圧をかけるためのものである。メインフィルタ３２とプレフィルタ３１間に、配設することが一般的であるが、そうすると圧力ポンプ１１は、フィルタ収納箱２１の内部に配設する必要があり、フィルタ収納箱２１の重量や容量が増し、また、圧力ポンプ１１を動作させるための電源線をフィルタ収納箱２１内部へ配線する必要があることから、フィルタ収納箱２１の本体１からの脱着容易性が妨げられる。

そこで、圧力ポンプ１１を、フィルタ収納箱２１の外部の仕切り１０の位置に配設する。なお、原水タンク２３から、原水を給水するための給水用ポンプは、仕切り１０に圧力ポンプ１１と並設する。

以上、本発明の浄水装置における実施形態について説明したが、本発明は説明した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲において各種変形を行うことができる。

１本体２上側扉３下側扉６棚７採水口８上板、下板１０仕切り１１圧力ポンプ１５ガイド部１６ストッパー２１フィルタ収納箱３４、３５継手

Claims (5)

1. 本体と、本体内部に、複数の浄化用フィルタを収納及び配設するフィルタ収納箱を備えることを特徴とする浄水装置。
2. 本体内部に、多段の棚を備えることを特徴とする請求項１に記載の浄水装置。
3. 前記複数の浄化用フィルタは一つ以上の逆浸透膜モジュールを含み、該逆浸透膜モジュールに水圧をかけるための圧力ポンプは、本体内部であって前記フィルタ収納箱の外部に配設することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の浄水装置。
4. 前記フィルタ収納箱は直方体の外形を有し、該外形を構成する六面のうち上面に、外周が長方形の貫通穴を設け、該長方形を構成する一対の対向する辺の縁から、それぞれ対向方向かつ下方向の成分を有し延伸する、二つの傾斜面を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一の請求項に記載の浄水装置。
5. 本体正面上端部に操作パネルを備え、該操作パネルに運転状況を報知する発光ダイオードを並設し、本体正面に、該発光ダイオードの点灯に連動して発光する面状発光部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一の請求項に記載の浄水装置。

Images