JP3143177U - 水浄化還元ろ過器 - Google Patents

Abstract

【課題】処理対象水中に含まれる濁度成分、金属イオン、鉛イオン、遊離残留塩素、有機塩素化合物、トリハロメタン，ＣＡＴ、２−ＭＩＢ、硝酸性窒素、クリプトスポリジウムなどの菌類など、すべての有害物質を除去できると同時に、還元機能を有する機能水を作り出すことができる水浄化還元ろ過器を提供する。
【解決手段】濁度成分除去、有害塩素化合物、有害金属イオンの吸着を主目的とした第１系列カートリッジ群６と、金属イオン交換、主たるミネラルイオン溶出を目的とした第２系列カートリッジ群７とを備え、該第１および第２系列カートリッジ群を構成する複数個のカートリッジ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂを取付架台５上に載置固定するとともに、接続ジョイント８によって原水導入口９から処理水吐出口１０に向かって第１、第２系列カートリッジ群の順に直列接続し、導入した処理対象水を第１、第２系列カートリッジ群の順に通して浄化還元するようにした。
【選択図】 図１

Description

本考案は、水道水、井戸水、工場用水などの処理対象水中に含まれるすべての有害物質を除去できると同時に、還元機能を有する機能水を作り出すことができる水浄化還元ろ過器に関するものである。

従来より、水（原水）中に含まれる赤さび、残留塩素、有機塩素化合物などを除去する手段として、浄水器やプール用ろ過器などの単体ろ過器が広く使用されている。この種のろ過器における浄化機構としては、サンドフィルターおよび活性炭、セラッミックス粒子あるいはＵＦ、ＭＦ膜を用いて懸濁物質（ＳＳ）を除去するもの、水中の金属イオンを吸着除去するためにカチオンあるいはキレートイオン交換樹脂を単一カートリッジに充填したもの、水中の硝酸性窒素を除去する目的でイオン交換樹脂を充填したもの（特許文献１）、限界ろ過膜（ＲＯ）を使用したもの（特許文献２）、また、塩素イオン、臭気、ＣＯＤ成分を吸着除去するために活性炭を用いたもの（特許文献３）などが知られている。しかしながら、これらのろ過器はそれぞれ独立した単体の装置であり、すべての有害物質に対処するには除去対象物質の種類の数だけろ過器を設置する必要があった。

また、還元機能水を得るための電気分解型浄水器、マグネシウム電解活水器なども知られている。さらに、永久磁石などを用いた磁気水処理器においては、通水型インライン方式として別途ろ過器を装着する方法が一般的に知られているが、別途装着したろ過器のカートリッジを外部から磁気によって活性化することは不可能であった。

特開平１０−２９０９０８号公報（全文、全図） 特開２００３−１５５９７４号公報（全文、全図） 特開２００４−８１９７８号公報（全文、全図）

上記したように、従来のろ過器は、硝酸性窒素、濁度物質（ＳＳ）、金属イオン、有機塩素化合物、菌類などのいずかを除去することを目的とするものであり、これらのすべてを同時に除去することはできなかった。上記有害物質のすべてを同時に除去しようとすると、有害物質の種類に対応した数の複数台のろ過器が必要となり、装置が大型化するという問題があった。また、除去対象物質の変更や除去率の変更があった場合などには、ろ過装置全体を交換する必要があった。

また、硝酸性窒素、金属イオン、ＣＡＴ（農薬成分）、２−ＭＩＢ（カビ臭）を同時に除去できるＲＯ型ろ過器においては、処理水量が０．１Ｌ／ｍｉｎ以下と小容量であり、大容量処理には不向きある。そのため、大容量処理に用いるには、前処理システムを組み込む必要があった。

本考案は、上記事情に基づきなされたもので、処理対象水中に含まれる濁度（ＳＳ）成分、金属イオン、鉛イオン、遊離残留塩素、有機塩素化合物、トリハロメタン，ＣＡＴ（農薬成分）、２−ＭＩＢ（カビ臭）、硝酸性窒素、クリプトスポリジウムなどの菌類など、すべての有害物質を除去できると同時に、還元機能を有する機能水を作り出すことができる水浄化還元ろ過器を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、本考案では以下のような構成を採用した。
すなわち、請求項１記載の水浄化還元ろ過器は、濁度成分除去、有害塩素化合物、有害金属イオンの吸着を主目的とした第１系列カートリッジ群と、金属イオン交換、主たるミネラルイオン溶出を目的とした第２系列カートリッジ群とを備え、該第１および第２系列カートリッジ群のそれぞれは、除去対象物質に応じた複数個のカートリッジから構成され、これら複数個のカートリッジを取付架台上に載置固定するとともに、接続ジョイントによって原水導入口から処理水吐出口に向かって第１系列カートリッジ群、第２系列カートリッジ群の順に直列接続し、導入された処理対象水を第１カートリッジ群から第２カートリッジ群の順に通して浄化還元することを特徴とするものである。

請求項２記載の水浄化還元ろ過器は、請求項１記載の水浄化還元ろ過器において、前記第１および第２系列カートリッジ群を構成する各カートリッジについて、不織布フィルターをストレーナとして用いた整流板によってカートリッジ内に充填されているろ材（剤）間を仕切ることにより、充填ろ材（剤）を層分けしたことを特徴とするものである。

請求項３記載の水浄化還元ろ過器は、請求項１または請求項２記載の水浄化還元ろ過器において、前記第１および第２系列カートリッジ群を構成する各カートリッジについて、充填ろ材（剤）の種類と処理対象水のカートリッジ通過順番を変更可能としたことを特徴とするものである。

請求項４記載の水浄化還元ろ過器は、請求項１〜３のいずれかに記載の水浄化還元ろ過器において、前記カートリッジを直列接続する接続ジョイントについて、接続ジョイントのフレキシブルチューブ先端面に、断面半球状をしたシーリング用突起が通水穴の周りを一周してリング状に一体形成されていることを特徴とするものである。

請求項５記載の水浄化還元ろ過器は、請求項１〜４のいずれかに記載の水浄化還元ろ過器において、前記第１および第２系列カートリッジ群を構成する各カートリッジを、取付架台上に直線状に一列に並べて載置固定するとともに、該直線状一列に並んだカートリッジの側面近傍位置に磁気活水ユニットを並設し、該磁気活水ユニットから放射される磁気によってカートリッジ内部を通過する処理対象水を磁気活性化することを特徴とするものである。

請求項６記載の水浄化還元ろ過器は、請求項５記載の水浄化還元ろ過器において、前記磁気活水ユニットと対面するろ過器ケースの外側面にＳＵＳ板を取り付けたことを特徴とするものである。

請求項１記載の水浄化還元ろ過器によれば、濁度成分除去、有害塩素化合物、有害金属イオンの吸着を主目的とした第１系列カートリッジ群と、金属イオン交換、主たるミネラルイオン溶出を目的とした第２系列カートリッジ群を備えているので、処理対象水中に含まれる濁度（ＳＳ）成分、金属イオン、鉛イオン、遊離残留塩素、有機塩素化合物、トリハロメタン，ＣＡＴ（農薬成分）、２−ＭＩＢ（カビ臭）、硝酸性窒素、クリプトスポリジウムなどの菌類など、すべての有害物質を単一のろ過器で除去して浄化還元することができる。

請求項２記載の水浄化還元ろ過器によれば、カートリッジ内の充填ろ材（剤）間を、不織布フィルターをストレーナとして用いた整流板で仕切って層分けしているので、充填ろ材（剤）同士が混合することを防止できるととともに、通過する処理対象水の水道ショートカットを防止することができる。また、処理対象水と充填ろ材（剤）間に発生する摩擦エネルギーによる充填ろ材（剤）微粉末の流出も防止することができる。

請求項３記載の水浄化還元ろ過器によれば、カートリッジの充填ろ材（剤）の種類やカートリッジ通水順番を変えることにより、除去対象物質の変更や処理対象水の違いなどに対して柔軟に対処することでき、水道水、井戸水、工場用水など、あらゆる処理対象水について簡単かつ確実に浄化還元することができる。

請求項４記載の水浄化還元ろ過器によれば、カートリッジ接続時、接続チューブのフレキシブルチューブ先端面に形成した断面半球状のシーリング用突起が相手側接触面に密着するので、Ｏリング、その他のパッキン材を使用することなしに水密性を確保することができ、各カートリッジを水漏れなく確実に直列接続することができる。

請求項５記載の水浄化還元ろ過器によれば、直列状一列に並んだカートリッジの側面近傍位置に磁気活水ユニットを並設したので、磁気活水ユニットから放射される磁気を効果的に各カートリッジに照射することができ、カートリッジ内部を通過する処理対象水を効率的に磁気活性化することができる。

請求項６記載の水浄化還元ろ過器によれば、磁気活水ユニットと対面するろ過器ケースの外側面にＳＵＳ板を取り付けたので、ケース外にも磁気を放射することができ、カートリッジ内の液体を活性化すると同時に、ケース外の液体も活性化することができる。

以下、本考案の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は実施の形態に係る水浄化還元ろ過器の内部構造を示す図、図２は各カートリッジに充填されたろ材（剤）の例を示す図である。

この実施の形態に係る水浄化還元ろ過器は、図１に示すように、接続ジョイント８によって直列接続された４本のカートリッジリッジ１ａ，１ｂ、２ａ，２ｂと、磁気活水ユニット３とから構成されており、４本のカートリッジ１ａ，１ｂ、２ａ，２ｂをろ過器ケース４内の取付架台５上に直線状一列に並べて載置固定するとともに、これら４本のカートリッジの側面に沿わせて磁気活水ユニット３を並設し、さらに磁気活水ユニット３と対面するろ過器ケース４の外側面にはＳＵＳ（ステンレス）板１２を取り付けたものである。

前記第１カートリッジ１ａと第２カートリッジ１ｂは、濁度（ＳＳ）成分除去、有害塩素化合物、有害金属イオンの吸着を主目的とした第１カートリッジ群６を構成している。また、第３カートリッジ２ａと第４カートリッジ２ｂは、金属イオン交換、主たるミネラルイオン溶出を目的とした第２カートリッジ群７を構成している。そして、これら第１、第２カートリッジ群６，７を構成する４本のカートリッジは、ろ過器ケース４の左側面（図１（ｂ）において）に設けられた原水導入口９から右側面に設けられた処理水吐出口１０に向かって、接続ジョイント８によって直列接続されている。

図２に示すように、第１カートリッジ群６を構成する第１カートリッジ１ａには、ろ材（剤）として、上流側から下流側に向かって、粒状活性炭、銀添着活性炭が順に充填されているとともに、第２カートリッジ１ｂには、ゼオライトが充填されている。なお、充填されたろ材（剤）が混ざり合ったり流れ出たりあるいは水道ショートカットが生じることがないようにするため、各ろ材（剤）間およびカートリッジの出入り口には整流板１１が嵌挿され、充填ろ材（剤）を層状に仕切っている。

また、第２カートリッジ群７を構成する第３カートリッジ２ａには、ろ材（剤）として、上流側から下流側に向かって、半導体セラミックス、ＣＲＲセラミックス、麦飯石セラミックスが順に充填されているとともに、第４カートリッジ２ｂには、還元セラミックスと鉛除去繊維フィルターが順に充填されている。なお、充填されたろ材（剤）が混ざり合ったり流れ出たりあるいは水道ショートカットが生じることがないようにするため、各ろ材（剤）間およびカートリッジの出入り口には整流板１１が嵌挿され、充填ろ材（剤）を層状に仕切っている。

図３に、前記整流板１１の構造例を示す。この整流板１１は、円筒状のケーシング１１ａ内に、ＳＵＳ（ステンレス）製金網１１ｂと、ストレーナの役目を果たす不織布フィルター１１ｃを重ね合わせて取り付けるとともに、ケーシング１１ａの外周面に水密用のＯリング１１ｄを備えたものである。

図４に、接続ジョイント８の構造例を示す。この接続ジョイント８は、軟質塩化ビニルなどからなるフレキシブルチューブ８ａの左右両端部に螺着式の取付用カップリング８ｂを備えたもので、取り付け用カップリング８ｂを相手側の取付口に螺着することにより、各カートリッジ間、原水導入口９、処理水吐出口１０の間を水密に接続するものである。

なお、図示例の接続ジョイント８の場合、フレキシブルチューブ８ａの先端面に、断面半球状をしたシーリング用突起８ｄが通水穴８ｃの周りを一周してリング状に一体形成されており、カートリッジ接続時、該シーリング用突起８ｄが相手側接触面に密着することにより、Ｏリング、その他のパッキン材を使用することなしに水密に接続できるものである。

図５〜図７に、磁気活水ユニット３の構造を示す。この磁気活水ユニット３は、先に本出願人が特許第１７７４２９７号として特許を取得した「流体の磁化浄化装置」と同じ構造になるものであって、流体の持つ磁気モーメント（スピン）と磁界の相互作用によって処理対象水の水質の改善と浄化を図るものである。

すなわち、この磁気活水ユニット３は、図５に示すように、軸方向に磁化された中空盤状永久磁石３ａを互いに異極（Ｎ極とＳ極）が接するように同軸に複数個連接して所定厚みとした中空筒状コア３ｂ（図５（ａ））と、該中空筒状コア３ｂの中空部内に緩挿可能な大きさからなり、かつ、軸方向に磁化された中空盤状永久磁石３ｃを互いに異極（Ｎ極とＳ極）が接するように同軸に複数個連接して所定厚みとした中空筒状コア３ｄ（図５（ｂ））とを用意し、中空筒状コア３ｂの軸心中空部に中空筒状コア３ｄを磁気浮遊状態に緩挿することによって中空筒体３ｅ（図５（ｃ））を形成し、この中空筒体３ｅを非磁性体のケース３ｆ内に必要な数だけ並設（図６，図７）したものである。

上記構造になる磁気活水ユニット３は、ケース３ｆ内に収容した中空筒体３ｅから磁気が発生し、ケース３ｆ外へと放射される。したがって、この磁気活水ユニット３の近傍に配置されているカートリッジ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂに処理対象水が流れると、流体の持つ磁気モーメント（スピン）と磁界の相互作用によって流体の分子が励起され、流体分子の内部エネルギーを変化させる。これによって流体が磁気活性化され、内部系態に物理的変化を生じて水質の改善と浄化が実現されるものである。

図１の水浄化還元ろ過器において、処理対象水（原水）は、ケース４の側面に形成された原水導入口９から流入され、第１カートリッジ群６を構成する第１カートリッジ１ａ、第２カートリッジ１ｂを通った後、第２カートリッジ群７を構成する第３カートリッジ２ａ，第４カートリッジ２ｂを通り、処理水吐出口１１から吐出される。

そして、導入された処理対象水が原水流出口９から処理水吐出口１１まで流れていく間に、第１のカートリッジ群６において濁度（ＳＳ）成分除去、有害塩素化合物、有害金属イオンの吸着などが行なわれ、第２カートリッジ群７において金属イオン交換、主たるミネラルイオン溶出が行なわれ、さらに、磁気活水ユニット３によって水質の改善と浄化が行なわれ、処理対象水は磁気活性化された浄化還元機能水となって吐出される。

また、磁気活水ユニット３と対面するろ過器ケース４の側面にはＳＵＳ板１２が取り付けられているので、磁気活水ユニットの磁気をケース外にも効率的に放射することができる。このため、カートリッジ内の液体を活性化すると同時に、ケース外の液体も活性化することが可能となる。

なお、前記第１および第２系列カートリッジ群６，７を構成する各カートリッジ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂは、カートリッジ充填ろ材（剤）の種類および処理対象水のカートリッジ通過順番を変更することが可能である。

上記構成になる本考案の水浄化還元ろ過器について、性能試験を行なった。なお、この性能試験は、財団法人日本食品分析センターにて行なわれたものである。

（１）遊離残留塩素除去性能試験
試験概要：JISS3201 1999「家庭用浄水器試験方法」の連鎖式浄水器によって、遊離残留塩素を２±０．２ｍｇ／Ｌの濃度に、水温を２０±３℃に設定した試料水を調整し、本考案の水浄化還元ろ過器にろ過流量３．０Ｌ／ｍｉｎで１０分間通水後、ろ過水および試料水を採取して遊離残留塩素を測定した。また、ろ過水および試料水の測定値から除去率を算出した。なお、ろ過水中の濃度が検出限界以下の場合は、検出限界から求めた。試験結果を表１に示す。

（２）総トリハロメタン除去性能試験
試験概要：JISS3201 1999「家庭用浄水器試験方法」の連鎖式浄水器によって、総トリハロメタン構成物質を表２の濃度に、水温を２０±３℃に設定した試料水を調整し、本考案の水浄化還元ろ過器にろ過流量３．０Ｌ／ｍｉｎで１０分間通水後、ろ過水および試料水を採取して総トリハロメタンを測定した。また、ろ過水および試料水の測定値から除去率を算出した。試験結果を表３に示す。

（３）ＣＡＴ除去性能試験
試験概要：JISS3201 1999「家庭用浄水器試験方法」の連鎖式浄水器によって、ＣＡＴ（2-クロロ-4, 6-ビスエチルアミノ-1, 5-トリアジン）を0.0030±0.0006ｍｇ／Ｌの濃度に、水温を２０±３℃に設定した試料水を調整し、本考案の水浄化還元ろ過器にろ過流量３．０Ｌ／ｍｉｎで１０分間通水後、ろ過水および試料水を採取してＣＡＴを測定した。試験結果を表４に示す。

（４）溶解性鉛ろ過能力試験
試験概要：JISS3201 1999「家庭用浄水器試験方法」の連鎖式浄水器によって、鉛を0.050±0.005ｍｇ／Ｌの濃度に、水温を２０±３℃に設定した試料水を調整し、本考案の水浄化還元ろ過器にろ過流量３．０Ｌ／ｍｉｎで１０分間通水後、ろ過水および試料水を採取して溶解性鉛を測定した。また、ろ過水および試料水の測定値から除去率を算出した。試験結果を表５に示す。

（５）硝酸性窒素除去性能試験
試験概要：硝酸性窒素の濃度を１５ｍｇ／Ｌに、水温を２０±３℃に設定した水を調整し、本考案の水浄化還元ろ過器にろ過流量３．０Ｌ／ｍｉｎで１０分間通水後、ろ過水および原水を採取して硝酸性窒素を測定した。試験結果を表６に示す。

実施の形態に係る水浄化還元ろ過器の内部構造を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図である。 図１中のカートリッジのろ材（剤）充填例を示す図である。 図２中の整流仕切板の構造を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面である。 図１中の接続ジョイントの構造を示すもので、（ａ）は一部切断正面図、（ｂ）は取付用カップリング部分の底面図、（ｃ）はフレキシブルチューブの先端面に形成されたシーリング用突起部分の拡大断面図である。 磁気活水ユニットの構成部品を示すもので、（ａ）は径の大きな中空筒状コアの断面図、（ｂ）は径の小さな中空筒状コアの断面図、（ｃ）は（ａ）と（ｂ）の中空筒状コアを組み合わせた中空筒体の断面図である。 図５（ｃ）の中空筒体を並べることによって得られる磁気活水ユニットの断面図である。 図６中のVII−VII線断面図である。

符号の説明

１ａ 第１カートリッジ
１ｂ 第２カートリッジ
２ａ 第３カートリッジ
２ｂ 第４カートリッジ
３ 磁気活水ユニット
４ ろ過器ケース
５ 取付架台
６ 第１系列カートリッジ群
７ 第２系列カートリッジ群
８ 接続ジョイント
８ａ フレキシブルチューブ
８ｄ シーリング用突起
９ 原水導入口
１０ 処理水吐出口
１１ 整流板
１２ ＳＵＳ板

Claims (6)

1. 濁度成分除去、有害塩素化合物、有害金属イオンの吸着を主目的とした第１系列カートリッジ群と、金属イオン交換、主たるミネラルイオン溶出を目的とした第２系列カートリッジ群とを備え、
   該第１および第２系列カートリッジ群のそれぞれは、除去対象物質に応じた複数個のカートリッジから構成され、
   これら複数個のカートリッジを取付架台上に載置固定するとともに、接続ジョイントによって原水導入口から処理水吐出口に向かって第１系列カートリッジ群、第２系列カートリッジ群の順に直列接続し、
   導入された処理対象水を第１カートリッジ群から第２カートリッジ群の順に通して浄化還元することを特徴とする水浄化還元ろ過器。
2. 請求項１記載の水浄化還元ろ過器において、
   前記第１および第２系列カートリッジ群を構成する各カートリッジについて、不織布フィルターをストレーナとして用いた整流板によってカートリッジ内に充填されているろ材（剤）間を仕切ることにより、充填ろ材（剤）を層分けしたことを特徴とする水浄化還元ろ過器。
3. 請求項１または請求項２記載の水浄化還元ろ過器において、
   前記第１および第２系列カートリッジ群を構成する各カートリッジについて、充填ろ材（剤）の種類と処理対象水のカートリッジ通過順番を変更可能としたことを特徴とする水浄化還元ろ過器。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の水浄化還元ろ過器において、
   前記カートリッジを直列接続する接続ジョイントについて、接続ジョイントのフレキシブルチューブ先端面に、断面半球状をしたシーリング用突起が通水穴の周りを一周してリング状に一体形成されていることを特徴とする水浄化還元ろ過器。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の水浄化還元ろ過器において、
   前記第１および第２系列カートリッジ群を構成する各カートリッジを、取付架台上に直線状に一列に並べて載置固定するとともに、該直線状一列に並んだカートリッジの側面近傍位置に磁気活水ユニットを並設し、該磁気活水ユニットから放射される磁気によってカートリッジ内部を通過する処理対象水を磁気活性化することを特徴とする水浄化還元ろ過器。
6. 請求項５記載の水浄化還元ろ過器において、
   前記磁気活水ユニットと対面するろ過器ケースの外側面にＳＵＳ板を取り付けたことを特徴とする水浄化還元ろ過器。

Images