JP5358894B2 - 浄水装置 - Google Patents
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Description
ところで、上記浄水装置、例えば、スーパーマーケット等に設置されている浄水自動販売装置の水質管理は、該マーケットの従業員が例えば毎朝、使用開始前に装置を作動させて透過水を容器に採り、その透過水を水質計測器具(例えば、TDSメーター)を用いてTDS値(ppm)を測定することで、透過水の水質が基準値内か否かの確認を行い、その上で使用を開始している。原水(水道水)は110ppm前後が平均的な数値で、逆浸透膜を通した透過水(浄水)は0ppm〜1ppm位まで改善される。
従って、安定した水質の確保、及びその為の保守点検等が効率よく行われていないという問題点を有する。
又、上記水質の変化に関係する部材の変化を的確に把握して保守点検を効率よく行うことができる浄水装置を提供することにある。
又、除去率は原水(水道水)のTDS値(ppm)と透過水のTDS値(ppm)を用い、除去率=(原水(水道水)のTDS値(ppm)−透過水のTDS値(ppm)/(原水(水道水)のTDS値(ppm))×100)で算出できる。その算出は、浄水装置或いは検知データを受信する外部管理装置で算出し、判断するようにしてもよい。
上記手段によれば、原水の水質データと比較することでフィルターの目詰まりを判断できる。
即ち、前記水質検知手段による検知は、逆浸透膜型濾過手段の透過水出口と注水口との間に配置した電磁弁を閉鎖し、前記循環経路に原水を加えて循環させ、前記逆浸透膜型濾過手段で濾過された水を注水口から排水した後に、行われるようにする(請求項3)。
具体的には、前記逆浸透膜型濾過手段に原水、又は濃縮水を加圧供給する加圧手段(加圧ポンプ)を挟んで上流位置と下流位置に水圧検知手段を配置する(請求項4)。
前記水圧検知手段としては、例えば圧力センサで、該圧力センサから出力されるデータをデジタル圧力値に変換するA/D変換器を介して水圧データとして出力する。
上流位置に配置する水圧検知手段は、水道圧センサで加圧手段に供給される原水、濃縮水の圧力の下限値を管理し、下流位置に配置する水圧検知手段は加圧手段より吐出される原水、濃縮水の圧力の上限値を管理する。
又、浄水装置と外部管理装置とで通信を行う送信手段は、例えば、浄水装置からPHS無線通信によりPHS公衆網を介して通信センターへ送信し、通信センターから管理装置へ例えばVPN(Virtual Private Network)にて送信する。VPNを利用することでセキュリティの問題を少なくできる。又、浄水装置から外部管理装置への送信手段は、前記中継を介して行う間接送信に限らず、例えば、LAN等によりインターネットを介して直接送信するようにしてもよい。
又、外部管理装置のハードウェア構成は、通常のコンピュータと同様である。
尚、水圧データが異常値である場合、実際は浄水装置の作動を停止するので、送信側(浄水装置)で判断し、そのエラーメッセージと共に外部管理装置に送信するようにしてもよい。
又、請求項2記載の構成により、原水の水質データと比較することによりフィルターの目詰まりを判断できる。
更に、請求項3記載の構成により、逆浸透膜の汚れを除去した後の状態で除去率を測定することが可能なので、より安定した水質を検知でき、逆浸透膜ユニットの正しい交換時期を伝えることが可能になる。実際に注水される直前の水質を検知することができるので、浄水装置として最も必要な注水される透過水(浄水)が、原水に対してどのくらい濾過(不純物が除去)されたものであるかを適確に知ることができる。そして、除去率が低下している場合は、改善処理に的確に対応することができる。
更に、請求項5、6記載の構成により、浄水装置が設置された場所から離れた遠隔地において、浄水装置の作動状況を的確に把握することができる。それによりトラブルの予兆も知ることができるので、トラブル発生を未然に防止することができる。そして、外部管理装置がメンテナンス会社に設置された管理装置である場合、トラブルに対して迅速に対応することが可能となる。
また、請求項7載の構成により、検知データの異常に応じて自動的にメンテナンス指示が表示/報知されるので、浄水装置が設置されている現場の管理者が気付かなくても、浄水装置のメンテナンスが可能になり、トラブル発生から迅速な処理が可能になる。
図1は浄水装置1を示し、一般的な飲料の自動販売機と同様の外観を呈し、正面に容器(ボトル)2を出し入れする載置台3を備え、該載置台3の前面に扉4が開閉可能に設けられており、中央部にはコイン投入口5を備え、その上方に注水を開始する為のスタートスイッチ6と、注水を受けることができない容器であることを報知するエラーランプ7が配設されている。
又、注水用管路13には、逆浸透膜型濾過手段11で濾過生成された透過水を容器2に注水又は停止する給水ユニット18が、循環経路14には循環排水ユニット19が設置されている。
前記受水ユニット15の下流に配置される前処理ユニット16は、二つの分岐路に配置したセディメントフィルタ(原水に含まれている比較的大きな不純物を除去するフィルタ)F1,F2と、その下流の三つの分岐路に配置したカーボンフィルタF3,F4,F5と、逆止弁CH1と、水抜き用のシャットオフバルブV4とで構成されている。
前記前処理ユニット16で比較的大きな不純物の除去が行われた原水を逆浸透膜型濾過手段11に加圧供給するポンプユニット17は加圧ポンプP1で構成されている。
そして、逆浸透膜型濾過手段11から流出される濃縮水を前記浄水装置1の載置台3の受け皿に排水する管路23には電磁弁SV4、水質検知手段26、SV5、手動バルブV3、ノズルOF2、逆止弁CH5が配置され、更に前記手動バルブV3にメンテナンス用経路21が分岐形成され、そのメンテナンス用経路21の端部は前記受水ユニット15の手動バルブV2に接続されている。
原水と透過水のTDS値に基づき、逆浸透膜型濾過手段の除去率を判断でき、又、通常、濃縮水のTDS値と原水のTDS値とを比較すると、濃縮水の値の方の方が大きいのが通常であるが、原水と濃縮水のTDS値の差がなくなってくると逆浸透膜での濾過がされてなく、目詰まり等を起こしていると判断することができる。
そして、上記水質検知手段24,25,26は、予め決められた時間に検知作業を実行するように浄水装置1のCPU(中央処理装置)30によって制御されている。
そして、前記水質検知手段と同様、予め決められた時間に検知作業を実行するように浄水装置1のCPU(中央処理装置)30によって制御されている。
図3は浄水装置1の制御システムの構成を示す電気ブロック図で、CPU30はROM31に記憶された動作プログラムを読み出して実行することにより、浄水装置1全体の制御を行うものである。尚、図3には本発明に関係する部材について示し、関係しない部材(例えば、入金部、計量部等)については記載を省略する。
ROM31には、容器重量と給水量の関係を決めたボトルテーブル等が記憶されている。
RAM32は、CPU30が動作する為に必要なワークエリアが設けてあり、水質データ、水圧データ等を記憶する書換え可能なメモリーである。
送信手段33は、前記浄水装置1に装備した水質検知手段24〜26が検知した「原水」、「透過水」、「濃縮水」の水質(TDS値)データと、ポンプユニット(加圧手段)17の上流側と下流側に配置した水圧検知手段27,28の水圧データ等を外部管理装置36へ送信するものである。その構成としては、図6のシステム構成図に示すように、例えば、浄水装置1に通信モジュール(送信手段)33を装備し、その通信モジュール33からPHS無線通信によりPHS公衆網を介して通信センター37へ送信し、更に通信センター37から外部管理装置36へ例えばVPN(Virtual Private Network)接続にて送信する。
浄水制御部34は、浄水装置に組み込まれている水質検知手段24〜26、水圧検知手段27,28、各電磁弁SV1〜SV、ポンプユニット(加圧手段)17、流量計等、浄水装置を制御するものである。
扉ロック用ソレノイド29は、扉4の閉鎖状態をロック(固定)、或いは解除するものである。
そして、上記した浄水制御部34、扉ロック用ソレノイド29、スタートスイッチ6、水質検知手段24〜26、水圧検知手段27〜28は、インターフェース35を介して前記CPU30、及びROM31、RAM32、通信モジュール(送信手段)33に接続されている。
外部管理装置36は、表示部を有する通常のコンピュータと同様のハードウェア構成で、図5に示すようにCPU39、RAM40、ROM41、HDD42、通信手段43、表示部(警報手段)38等から構成されており、RAM40には予め逆浸透膜ユニット(フィルター)の交換時の基準である除去率80%や、使用するポンプ、逆浸透膜の耐圧を満たす基準の水圧データ等が記憶され、HDD42に前記浄水装置1から送信された水質(TDS値)データや水圧データが装置毎に、後述の実績ファイル(図9参照)のように記憶されている。そして、CPU39は受信したTDS値から除去率を算出する。
しかし、逆浸透膜の汚れを除去した後に水質等を検知する方が、実際に容器2に注水される水質自体の真値に近くなるので、図4の経路洗浄工程図に示すように、「1.フラッシング(60秒)」→「2.放置(40秒)」→「3.プリ循環(60秒)」→「4.循環(60秒)」→「5.給水(40秒)」の全ての工程を経て経路洗浄を行うのが好適である。但し、全ての水質検知手段、水圧検知手段にて検知される為、最後に「5.給水」があることが必要だが、それ以前の順序は問わない。
また、「5.給水」での検知タイミングは、「5.給水」の終了直前、あるいは「5.給水」の直後であってもよい。つまり、終了直前であれば、全ての水質検知手段24,25,26に水が流れるので、そのタイミングで検知可能である。また、終了後であれば、電磁弁SV2、SV3、SV5は閉じられるので、水質検知手段24,26については検知でき、また、水質検知手段25についてはSV3を閉じることで、管路に負圧が生じ、SV3から注水口までの管路に水が残っているので、その水を利用して検知するようにしてもよい。
このように、新たな水道水が加わり、一定量は装置外へ排出させることで循環させる水の濃縮度が一定以上になることを抑え、且つ、給水ユニット18の電磁弁SV3が閉じられているので、逆浸透膜に対して圧を加えることができ、膜に付着する不純物を除去し、徐々に装置外へ排出することが可能になる。
「循環」動作は、給水ユニット18の電磁弁SV2,SV3を閉じ、且つ、循環排水ユニット19の電磁弁SV4,SV5を閉じることで、逆浸透膜型濾過手段11の透過水出口から流出される透過水と濃縮水出口から排水される濃縮水と、をポンプユニット(加圧手段)17の作動で、逆浸透膜型濾過手段11と循環排水ユニット19との間で循環させる。
「プリ循環」動作は、上記「循環」動作に原水(水道水)を少し加えて、つまり、電磁弁SV2を開き循環させる。
「放置]は、何も動作しない状態である。
「給水」動作は、電磁弁SV2を開き、原水(水道水)を供給し、給水ユニット18の電磁弁SV3、循環排水ユニット19の電磁弁SV5を開放し、逆浸透膜型濾過手段11に通して濾過し、透過水を生成する動作で、この動作により、水質検知手段24,25,26、水圧検知手段27,28の全ての箇所に水が流れ、前記水質、水圧の検知を行うことができる。
即ち、浄水装置1を特定する装置番号、全経路洗浄時のデータか否かを識別するフラグ、原水(水道水)のTDS値(ppm)、透過水のTDS値(ppm)、濃縮水のTDS値(ppm)、ポンプユニット(加圧手段)17の入口側(IN)に配置した水圧検知手段27の水圧(kPa)、ポンプユニット(加圧手段)17の出口側(OUT)に配置した水圧検知手段28の水圧(kPa)、日時データが送信される。
実績ファイルには、装置番号毎に、データが取得された日時、原水のTDS値、透過水のTDS値、濃縮水のTDS値、以下に説明する除去率、除去率が80%以下であった場合エラーとなるので、エラーが発生した場合は「1」、エラーでない時は「0」が記憶されるエラー項目(1)、ポンプの入力側と出力側の水圧データ、水圧データが基準値を満たさなかったときエラーとなるが、エラーが発生した場合には「1」、エラーでないときは「0」が記憶されるエラー項目(2)、が記憶されている。尚、除去率に関しては、受信した原水、透過水のTDS値により、前記した式に基づき外部管理装置36のCPU39が演算し、該演算されたデータを図9の実績ファイルに記憶させるよう予めプログラムが作られている。そして、演算された除去率が80%を下回った場合、或いは、受信したポンプユニットの入力側、出力側それぞれの圧力データが、使用しているポンプ仕様を満たさなかった場合には、CPU39は異常と判断する。そして、外部管理装置36のCPU39が異常と判断した場合、CPU39は、受信した装置番号から該管理装置36に記憶されている顧客ファイル(図10参照)を参照し、前記装置番号が付与された浄水装置1が設置されている店舗名、住所等を参照し、管理装置36に装備又は接続されている警報手段38によって、エラー発生の店舗名、異常データの内容、改善指示内容等(図11参照)を表示及び/又は音声で報知する。
前記警報手段38としては、表示部、スピーカー等が挙げられる。
又、エラー発生のデータを受信した場合、そのエラー発生店舗を担当しているサービスマンに、エラーが発生している店舗に浄水装置のメンテナンスに行くよう指示してもよい。尚、担当サービスマンへの指示は、管理装置からサービスマンが携帯する携帯端末に自動的に送信、或いは表示部の内容に基づいて事務員がサービスマンに連絡(電話、メール等)を入れる等、何れでもよい。
従って、水質を管理する為の水質検知作業を、手数を掛けずに自動的に行うことができ、しかも逆浸透膜の除去率の変化等を適確に把握できるため、透過水の水質を適確に管理でき、水質の安定した透過水を供給することができる。
従って、その検知したデータが管理装置の表示部(警報手段)に表示されるので、データの記録等を手数を掛けずに行うことができる。そして、その管理装置がメンテナンス会社の管理装置である場合は、浄水装置のトラブル発生に対して迅速に対応することができる。それにより、浄水装置がトラブル発生によって休止する時間を短くすることができる。
つまり、図7に示す検知ファイルに検知データがRAM32に記憶されているので、浄水装置のCPU30にて除去率を算出し、ROM31に除去率、水圧データの基準値を予め記憶させ、該基準値に基づき、その基準を満たしているかどうかを判断するようにしてもよい。そして、この場合、浄水装置1から外部管理装置36へ送信するデータは図8に示すデータに、除去率やエラーが発生していれば、除去率が低下しているのか、或いは水圧が異常なのかを識別するフラグと共に送信するようにする。そして、外部管理装置36へ送信すると共に、除去率が低下している旨、或いは水圧データが異常である旨を、浄水装置の表示部やランプ等で報知するようにしてもよい。
又、外部管理装置36に検知データを通常は送信せず、RAM32に記憶される水質、水圧等の検知データを管理者が、例えば取り外しが可能な記録媒体(メモリ)等に書き込む作業を一日のうちの決められた時間に行い、そのデータを事務所の管理PCへ移し替え、該管理PCで管理するようにしてもよい。そして、RAM32に記憶される検知データに異常がある場合のみ、浄水装置1の表示部やランプ等で報知すると共に、外部管理装置36へ前記異常なデータと共にその旨を送信するようにしてもよい。
更に、本発明に係る浄水装置は、実施例で示した入金部を備えた浄水自動販売機に限らず、入金部を取り除いた浄水装置、例えばメンバーカードの読み取りによって注水を受ける浄水装置にも適用できるものである。
又、「フラッシング」、「放置」、「プリ循環」、「循環」の全てがなくても、例えば、「フラッシング」のみにして、フラッシングの動作時間を長くするようにしてもよい。
また、「フラッシング」、「放置」、「プリ循環」、「循環」、「給水」の各動作の時間は問わない。
又、水圧データの検知は、経路洗浄工程の給水動作で水質データと同じタイミング測る説明をしたがこれに限らず、水圧データは装置に電源が入っている間は、短い時間間隔(例えば、5分間)で検知し続け、異常値と浄水装置1のCPU30が判断した場合、外部管理装置36へ送信するようにしてもよい。
又、全経路洗浄の給水動作が実行される際に、全ての水質検知手段、水圧検知手段にて検知される説明をしたが、これに限らず、全経路洗浄後に別途、水質検知手段、水圧検知手段にて検知させる為に、給水動作をさせるようにしてもよい。
また、経路洗浄後に水質、水圧データの検知をする方がより好ましいが、それに限定することなく、例えば、経路洗浄動作中の給水ではなく、お客が使用する通常の給水動作をカウントして、一日のうちの所定回数毎に、水質、水圧データを検知するようにしてもよい。これにより、特別な操作をせずに水質、水圧データの検知が可能になる。
また、経路洗浄を一日のうちで例えば5回実施すると説明したが、その経路洗浄中に、スタートスイッチ6が押されることで、通常の給水動作をスタートさせる信号を浄水装置のCPU30が認識した場合、経路洗浄を止めて、お客への通常の給水動作を優先させるよう制御させてもよい。これにより、お客を待たせることがなく、スムーズなサービスの提供ができる。そして、その給水動作終了後、所定時間(例えば1分間)、スタートスイッチの入力信号がCPU30にて認識されない場合は、再度経路洗浄を開始するよう制御してもよい。
又、外部管理装置36や浄水装置1で除去率を算出し判断する際に、原水のTDS値と濃縮水のTDS値とを比較し、両値の差が一定以上かどうかも併せて判断するようにしてもよい。
又、検知した水質、水圧データは検知する毎に管理装置に送信するようにしたが、これに限らず、例えば、前記検知を一日のうちの8:00AM、10:00AM、6:00PM、8:00PM、10:00PMの5回にして、10:00PM以降の深夜に1日分のデータを一つのファイルとして外部管理装置36へ送信するようにしてもよい。
また、水圧データ等の装置の運転そのものに影響を与えるようなデータは、検知毎にデータを送信するようにしてもよい。
また、除去率80%は1つの例で、85%、或いは90%等、設定可能である。
又、逆浸透膜ユニット(フィルター)交換の基準値となる除去率を80%、警報除去率を例えば83%と設定し場合、該警報除去率である83%が検知された場合、外部管理装置36はその旨を警報し、お客に対して交換時期が近いことを伝えるようにしてもよい。
又、前記実施例では、逆浸透膜を利用した浄水装置の除去率での説明をしたが、これに限らず、例えば、麦飯石とフィルターを利用した麦飯石自然濾過方式の浄水装置で、該浄水装置で利用される例えば原水(水道水)と、フィルターを透過した透過水との、例えばTDS値である水質データ夫々を検知し、該データを外部管理装置へ送信し、該除去率を判断するようにしてもよい。そして、前記逆浸透膜を利用した場合と同様、検知された除去率が、フィルターの交換時期の基準となる除去率以下になった場合には、外部管理装置の警報を表示部に表示するようにしてもよい。また、フィルターに流入する水は原水のみに限らない。つまり、フィルターより上流の水質と、フィルターより下流の水質を検知することで、フィルターの除去率を判断することができる。
11…逆浸透膜型濾過手段 14…循環経路
17…加圧手段 24〜26…水質検知手段
27,28…水圧検知手段 33…送信手段(通信モジュール)
36…外部管理装置 38…警報手段
SV3…電磁弁
Claims (7)
- 原水の取水口、透過水出口及び濃縮水出口を有する逆浸透膜ユニットで構成された逆浸透膜型濾過手段により原水を濾過して透過水と濃縮水とに分離し、注水操作に応じて所定量の透過水を注水口より注水し、更に、濃縮水出口から流出する濃縮水を原水取水口に戻して再度前記逆浸透膜型濾過手段で濾過させるよう循環させる循環経路を有する浄水装置において、
透過水出口と注水口との間に配置した電磁弁を閉鎖し、原水を加えながら排水して前記逆浸透膜型濾過手段の逆浸透膜ユニットの膜に付着する不純物を除去する洗浄動作を有し、
前記逆浸透膜型濾過手段より上流の原水の水質を検知できる位置と、逆浸透膜型濾過手段より下流の透過水の水質を検知できる位置に、それぞれ水質検知手段を配置し、前記洗浄終了後に水質検知手段による検知を行い、その検知データに基づいて逆浸透膜ユニットの不純物除去率が逆浸透膜ユニットを交換すべき値であるかを判断する判断手段を備えることを特徴とする浄水装置。 - 前記逆浸透膜型濾過手段より下流で、濃縮水が流れる位置に、水質検知手段が配置されていることを特徴とする請求項1記載の浄水装置。
- 前記水質検知手段による検知は、逆浸透膜型濾過手段の透過水出口と注水口との間に配置した電磁弁を閉鎖し、前記循環経路に原水を加えて循環させ、前記逆浸透膜型濾過手段で濾過された水を注水口から排水する経路洗浄後に、行われることを特徴とする請求項1又は2記載の浄水装置。
- 前記逆浸透膜型濾過手段に原水、又は濃縮水を加圧供給する加圧手段を挟んで上流位置と下流位置に水圧検知手段が配置されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の浄水装置。
- 前記水質検知手段によって検知した水質データを、外部管理装置へ送信する送信手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の浄水装置。
- 前記送信手段は、水圧検知手段によって検知した水圧データを、外部管理装置へ送信することを特徴とする請求項5記載の浄水装置。
- 前記外部管理装置は、前記水質データ、水圧データが、予め設定された基準値との比較により異常データと送信側の浄水装置又は受信側の該外部管理装置で判断された時、その異常データに関連する対象部のメンテナンス指示を表示及び/又は報知する警報手段を備えることを特徴とする請求項5又は6記載の浄水装置。
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