JP3239537B2 - 浄水器 - Google Patents

浄水器

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JP3239537B2
JP3239537B2 JP13618693A JP13618693A JP3239537B2 JP 3239537 B2 JP3239537 B2 JP 3239537B2 JP 13618693 A JP13618693 A JP 13618693A JP 13618693 A JP13618693 A JP 13618693A JP 3239537 B2 JP3239537 B2 JP 3239537B2
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久人 原賀
博 高橋
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雅見 日浅
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東陶機器株式会社
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  • Water Treatment By Sorption (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は浄水器に関する。
【0002】
【従来の技術】水道水が不味い、お茶の味が悪いという
不満を解消するべく、活性炭をエレメントとした浄水器
が業務用および家庭用とし提案され、使用されている。
活性炭は吸着能が大きいことから、水に含まれる化学物
質や不純物を除去する作用をなす。例えば特開平2−2
90288号で浄水器が提案されている。この浄水器
は、活性炭ユニット4およびそれの加熱手段16を備
え、活性炭ユニット4を常時90℃に加熱することで活
性炭の再生を図るものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の浄水器は、加熱
手段を連続運転するので電気もしくは熱エネルギーの消
費が大きい。また、上記浄水器はいわゆる熱湯再生法に
よるものであるから、カルキ臭については良好に再生で
きる。しかし、トリハロメタン類については効果は不十
分であるし、かび臭の場合はほとんど再生されない。こ
れは吸着した物質の沸点に起因している。すなわち、ト
リハロメタン類の沸点70℃程度であるのに対して、か
び臭物質は200℃前後であり、そのためかび物質の再
生は熱湯ではほとんど再生されない。トリハロメタン
類、かび臭が取れなければ浄水器の作用としては十分と
はいえない。
【0004】そこで本発明の目的は、かび臭およびトリ
ハロメタン類を取り除くことができる浄水器を提供する
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本発明は、エレメントを沸点を越えた温度まで昇温する
加熱手段と、この加熱手段を所定の期間毎に一回始動す
る間欠タイマー手段と、エレメントの温度を直接もしく
は間接的に計測する測温手段と、沸点を越えた温度域で
の昇温率が一定値を越えたことを検知して再生完了信号
を出す昇温率判断機構と、この昇温率判断機構をバック
アップする機構として沸点を越えたある温度に達したこ
とを検知して再生完了信号を出す最高温度検知機構また
は加熱開始からの加熱時間を積算しこの積算時間が許容
時間を越えた時にそのことを検知して再生完了信号を出
す時間超過検知機構とを、浄水器に備える。エレメント
は、水蒸気吸着法により測定した活性炭素繊維の中心細
孔直径がかび臭物質の分子径の約3倍で構成するか又は
水蒸気吸着法により測定した活性炭素繊維の中心細孔直
径がかび臭物質の分子径の約3倍及びトリハロメタンの
分子径の約3倍とで構成すると良い。
【0006】
【作用】エレメントを浄水器に内蔵された加熱手段にて
所定の期間毎に加熱、乾燥することでエレメントの再生
を図る。所定の期間は、1日〜4日の範囲から選択され
る期間が望ましい。
【0007】
【実施例】本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に
説明する。図1は本発明に係る浄水器の断面図であり、
浄水器1は容器2の下部に活性炭カートリッジ10を下
蓋3とともに取付け、また容器2の上部に流路切換弁
4、ギヤセット5、弁駆動モータ6及び制御部品7を収
納し、上蓋8を被せてなる。
【0008】上記活性炭カートリッジ10は外周にフィ
ルタ11、内周に円筒形多孔ヒータ12を配置し、上板
13、下板14で空間を形成し、この空間にエレメント
16を収納してなる。なお、多孔ヒータ12はヒータマ
ウントベース17で支持され、下蓋3の端子に接続して
いる。18はサーミスタ等の測温手段であり、19,1
9は測温手段及び端子への水の侵入を防ぐパッキンであ
る。
【0009】図2(a)〜(c)は本発明のエレメント
の斜視図であり、エレメント16は活性炭素繊維製であ
ることを特徴とする。活性炭素繊維は、例えばセルロー
ス繊維、特殊フェノール繊維、ピッチ繊維、アクリル繊
維を800〜1200℃の賦活ガス雰囲気中で賦活処理
することで直径1〜4nm程度のミクロ孔が賦与された
ものである。このミクロ孔で高い吸着能を発揮すること
ができる。椰子がらを原料とした従来の活性炭は細孔径
分布が広範囲に及んでいるため、特定の物質のみを吸着
することはできない。この点、活性炭素繊維は単一の極
大を持つ細孔径分布を有し、賦活の程度により細孔径を
制御することができる。
【0010】次にエレメントに用いる活性炭素繊維の孔
径の決定方法を説明する。図3は分子径が0.9nmで
ある2−MIB(ジメチルイソボルネオール。かび臭原
因物質の1つ)試薬を添加して濃度が100pptとな
るように調整した水道水を3リットル/分で、活性炭素
繊維40gを100mm径×50mm高の円柱状に形成
してなるエレメントに通水した際の、エレメントに用い
る活性炭素繊維の中心細孔直径と除去率の関係を示す図
であり、比較例1は水蒸気吸着法により測定した活性炭
素繊維の中心細孔直径が1.65nm、比較例2は同細
孔直径が2.06nm、実施例は同細孔直径が2.73
nmであり、通水試験を実施したところ、比較例1,2
ともに除去率が急速に悪化し、一方実施例はほとんど悪
化せずに高レベルの除去率が保たれることが分った。
【0011】従って、分子径が0.9nmの2−MIB
を除去するには中心細孔直径が約3倍の2.7nmの活
性炭素繊維からなるエレメントが好適であると言える。
又、分子径が0.5nmのクロロホルム(トリハロメタ
ン類の1つ)の場合は中心細孔直径が1.5nmの活性
炭素繊維からなるエレメントが適していることも確認し
ている。
【0012】このことから図2において、中心細孔直径
が2.7nmの活性炭素繊維と1.5nmの活性炭素繊
維を積層しつつ、渦巻状円筒(図2(a))、同心円状
円筒(図2(b))またはドーナツ円盤積層円筒(図2
(c))をエレメントとして用いることにより、2−M
IBとクロロホルムとを効率的に吸着、除去することが
できる。また、熱による再生効果が、沸点の関係からク
ロロホルムに対して大きく、2−MIBに対して小さい
ことから、図2において、中心細孔直径が2.7mmの
活性炭素繊維を渦巻状円筒(図2(a))、同心円状円
筒(図2(b))、又はドーナツ円盤積層円筒(図2
(c))をエレメントとして用い、熱による再生を行な
うことによっても、2−MIBとクロロホルムとを効率
的に吸着、除去することができる。
【0013】次に本発明の浄水器の作用を説明する。な
お、浄水器1は浄水モード、逆洗モード及び再生モード
の操作が可能である。図4は本発明の浄水器の浄水モー
ド説明図(上の図は弁体4Aを主体とした平面説明図。
図5、図6も同様。)であり、矢印→→→の如
く流された水はフィルタ11で比較的大きな異物が除か
れ、活性炭素繊維製エレメント16で塩素、トリハロメ
タン類およびかび臭が除かれる。この後、矢印→→
→のルートで排出される。
【0014】図5は本発明の浄水器の逆洗モード説明図
であり、モータ6にて弁体4Aを180°回転させるこ
とにより、矢印の流れは矢印→→→の如く流
れ、フィルタ11やエレメント16に掛っていた異物が
剥離される。その異物は矢印→→のルートで捨水
口20から排出される。
【0015】図6は本発明のエレメントの再生方法を実
現するための機構配置図であり、浄水器1には先に説明
した加熱手段(円筒ヒータ)12に、電源31からの通
電をなすか否かのスイッチ機構32が接続され、このス
イッチ機構32に間欠タイマー手段33が接続されてい
る。間欠タイマー手段33は1日〜4日(24時間〜9
6時間)に範囲で任意の日数(時間)が設定できる。
【0016】また、測温手段18の温度信号は昇温率判
断機構35と最高温度検知機構36とに送られる。昇温
率判断機構35は沸点(100℃)を越えた温度域での
昇温率(℃/分)が一定値を越えたことを検知して再生
完了信号を出し、スイッチ機構32を遮断側に動作せし
める。最高温度検知機構36は側温手段18が例えば1
50℃の温度を検知した場合に再生完了信号を出し、ス
イッチ機構32を遮断側に動作せしめる。
【0017】37は時間超過検出機構であり、前記間欠
タイマー手段33のスタートを同時にスタートし始め、
その積算時間が通常の再生所要時間の例えば150%を
越えたら異常と見なして再生完了信号を出し、スイッチ
機構32を遮断側に動作せしめる。
【0018】38は動作表示板であり、昇温率判断機構
35が動作している時は橙色の正常ランプ38aが点灯
する。最高温度検知機構36が動作した場合には赤色の
異常ランプ38bが点灯し、また時間超過検出機構37
が動作した場合には赤色の異常ランプ38cが点灯す
る。即ち、昇温率判断機構35を制御のメインとし、他
の最高温度検知機構36と時間超過検出機構37をそれ
のバックアップ機構としたことに特徴がある。
【0019】逆に最高温度検知機構36をメインとする
ことは可能である。しかし、エレメント16が一様に乾
燥されるわけではないので、乾燥箇所と未乾燥の箇所と
が混在するなどして温度の検知が難しい。そこで、設定
温度を例えば130℃程度に高めに設定せざるを得な
い。
【0020】また、経過時間で制御する方法(時間超過
検出機構37で制御することに相当)もある。しかし、
エレメント16の劣化や気温の変化等の要因で再生完了
時間を特定することは難かしい。そこで設定時間を例え
ば30%増しの130%程度に長めに設定せざるを得な
い。
【0021】この点、昇温率判断機構35は沸騰中は1
00℃一定で、乾燥に入ると急に温度が上昇するという
特性をモニターするものであるから、外気温度の変化等
に関係なく乾燥状態を見ることができる。従ってもし、
この昇温率判断機構35に異常が生じた時に設備保護の
観点から最高温度検知機構36と時間超過検出機構37
の少なくとも一方でバックアップさせればよい。
【0022】図7は本発明の浄水器の再生モード説明図
であり、切換弁の弁体4Aの向きは図5と同じである。
給水系統Aおよび排水系統Bを閉止し、捨水系統Cのみ
を開放し、多孔ヒータ12に通電する。すると、ヒータ
12廻りの残留水が沸騰し、蒸発する。蒸気は矢印→
→→のルートで排出される。蒸発が完了すると、
活性炭素繊維製エレメント16は100℃を越えて加熱
される。例えば120℃で測温手段18にて再生を中止
する。上記煮沸加熱及び乾燥加熱によって、活性炭素繊
維製エレメント16中のトリハロメタン類およびかび臭
は離脱し、活性炭素繊維は再生さる。又、活性炭素繊維
の、残留塩素除去に供する官能基が再活性化される。
【0023】
【発明の効果】以上に述べた通り本発明は、エレメント
を浄水器に内蔵された加熱手段にて所定の期間毎に加熱
することでエレメントの再生を図るようにしたので、再
生のためのエネルギーは極く少なくて済む。また、エレ
メントが、かび臭物質の分子径の約3倍の細孔径又はか
び臭物質の分子径の約3倍の細孔径及びトリハロメタン
の分子径の約3倍の細孔径とで構成されているので、本
発明の浄水器はかび臭物質又はかび臭物質とトリハロメ
タンとを水から取り除き且つ再生によって寿命は長い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る浄水器の断面図
【図2】本発明のエレメントの斜視図
【図3】本発明におけるエレメントに用いる活性炭素繊
維の中心細孔直径と除去率の関係を示す図
【図4】本発明の浄水器の浄水モード説明図
【図5】本発明の浄水器の逆洗モード説明図
【図6】本発明のエレメントの再生方法を実現するため
の機構配置図
【図7】本発明の浄水器の再生モード説明図
【符号の説明】
1…浄水器、10…活性炭カートリッジ、12…加熱手
段(多孔ヒータ)、16…エレメント、18…測温手
段、32…スイッチ機構、33…間欠タイマー手段、3
5…昇温率判断機構、36…最高温度検知機構、37…
時間超過検出機構。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日浅 雅見 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番 1号 東陶機器株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−42394(JP,A) 特開 平6−246260(JP,A) 実開 平2−133492(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 1/28 B01J 20/34

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活性炭素繊維をエレメントとした浄水器
    において、この浄水器は、エレメントを水の沸点を越え
    た温度まで昇温する加熱手段と、この加熱手段を所定の
    期間毎に一回始動する間欠タイマー手段と、エレメント
    の温度を直接もしくは間接的に計測する測温手段と、沸
    点を越えた温度域での昇温率が一定値を越えたことを検
    知して再生完了信号を出す昇温率判断機構と、この昇温
    率判断機構をバックアップする機構として沸点を越えた
    ある温度に達したことを検知して再生完了信号を出す最
    高温度検知機構または加熱開始からの加熱時間を積算し
    この積算時間が許容時間を越えた時にそのことを検知し
    て再生完了信号を出す時間超過検知機構とを備えている
    ことを特徴とした浄水器。
  2. 【請求項2】 前記エレメントは、水蒸気吸着法により
    測定した活性炭素繊維の中心細孔直径がかび臭物質の分
    子径の約3倍とされていることを特徴とする請求項
    載の浄水器。
  3. 【請求項3】 前記エレメントは、水蒸気吸着法により
    測定した活性炭素繊維の中心細孔直径がかび臭物質の分
    子径の約3倍と、トリハロメタン類の分子径の約3倍と
    で構成されていることを特徴とする請求項記載の浄水
    器。
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