JPH03293085A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一般家庭の水道蛇口に接続して使用する簡易
水処理装置に関するものである。

［発明の概要］ 本発明は、活性炭等を用いた浄水器の使用中、浄水器の
活性炭の濾過能力寿命ならびに活性炭の交換準備を告知
表示できるようにしたものである。

［従来の技術］ 従来、水道蛇口に接続して使用する水処理装置として、
活性炭等を用いた浄水器、水中にミネラル等の健康剤を
混入させる添加器、電気分解作用によってアルカリイオ
ン水を生成させる電解槽等が単独、もしくは組み合わせ
て使用されている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記浄水器は、活性炭をカートリッジ式に収納し、濾過
能力が低下したとき、カートリッジを交換できるように
したものが多用されている。

前記活性炭の濾過能力の判定は非常に難しく、従来の技
術では、浄水器の濾過能力寿命をカルキ（遊離塩素、残
留塩素）の除去能力数値で表示し、その残存濾過能力の
判定はオルト・トリジン塩酸溶液の呈色反応によって人
為的に判定する方法が採られている。

しかし、浄水器における活性炭の残存濾過能力、つまり
濾過能力寿命の場合、浄水器への給水が連続、あるいは
断続的であるため、寿命到達点を確認することは困難で
ある。

理論的には、前記浄水器の活性炭のカルキ除去能力は、
濃度機知のカルキ溶液を一定の流速で活性炭層を通過さ
せ、濾過処理後のカルキ濃度が規定濃度に達する総濾過
処理水量で決まる。したがって、浄水器除去能力は１次
式によって表わせる。

式中、ｔは通過時間である。

浄水器除去能力（ｐｐｏ＋−ｔ）　＝通過原水カルキ濃
度（ｐｐｍ）　Ｘ通過総水量（Ｑ　＝　１／１０００・
ｔ）上式から判るように、浄水器除去能力は処理原水の
カルキ濃度を知り、その原水の処理水量を知れば、浄水
器の活性炭カートリッジの寿命、カートリッジの交換時
期を知ることができる。

しかし、実際上１Ｍ水のカルキ濃度を知ることは容易で
あるが、使用量（浄水器の通水量）を把握することは非
常に難しく、非現実的である。

［発明の目的］ 本発明は、浄水器の濾過能力寿命の検知が容易にでき、
かつそれを告知表示することのできる水処理装置を提供
することを主たる目的としているものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、浄水器を含む水処理装置において、浄水器へ
の通水を定流量に制御する手段と、定流量で通水された
浄水器の通水時間の総和を浄水器の通水総和水量とし、
それが設定値に達したときに表示告知する手段とを備え
ている構成により、上述した問題点の解決を図ったもの
である。

［作用］ 上記構成の水処理装置においては、浄水器への通水が定
流量に制御されるので、それと通水時間との積によって
浄水器の通過総水量が算呂される。

よって、カルキ濃度を一定とすれば、前記通過総水量を
設定値と比較することにより、浄水器の濾過能力を知る
ことができる。

［実施例］ 第１図ないし第１３図は、本発明の一実施例を示すもの
である。

まず、第１図ないし第３図に基づいて、要部の構成を概
略的に説明する。１は複数の水処理部を収納している箱
体である。水処理部としては、浄水器Ａと、健康側添加
器、電解槽Ｃが組み合わされ、集中流路制御ユニットＤ
に接続された状態で収容されている。

浄水器Ａは、後述する目的のため、カートリッジケース
２に活性炭３と還元性無機物質３ａ、例えば亜硫酸カル
シウムを層状に充填して固定床としたものである。４は
水の流入口、５は流出口である。

健康側添加器Ｂは、水道水に炭酸カルシウムまたはグリ
セロリン酸カルシウム、グリセリンβ−Ｄ−グルコース
等のミネラル剤或いは栄養剤、ビタミン剤を混入させる
もので、タンク６のなかに前記の如き健康剤を入れたメ
ツシュ筒７を収納し、タンクの下部から上部に向けて通
水させることにより、メツシュ筒７を通して健康剤を水
に溶出させる構造のものであって、８は水の流入口、９
は流出口である。

電解槽Ｃは、槽１０内を、陰極１１を設けた陰極室１２
と、陽極１３を隔膜１４で独立状に形成した陽極室１５
とに区画して構成したもので、１６は陰極室側の流入口
、１７は流出口、１８は陽極室側の流入口、１９は流出
口である。

前記集中流路制御ユニットＤは、第１管路ｄ工と、その
一端に交叉して連通ずる第２管路ｄ２と、第２管路ｄ２
の一端に交叉して連通ずる第３管路ｄ、の３つの主要管
路を備えている。

第１管路ｄ工には、その一端に水道水の接続用管口部２
０を有し、第２管路ｄ２と交叉する部位にボール２１お
よび弁口２２よりなる逆止弁部が設けられ、このボール
弁部の近傍部位には、前記浄水器Ａの流入口４に接続さ
れる管口部２３が設けられている。２４は逆止弁部のボ
ール制止部材である。

第２管路ｄ２には、第３管路ｄ３と交叉する部位に２前
記浄水器Ａの流出口５に接続される管口部２５が設けら
れ、その近傍部位に前記健康側添加器Ｂの流入口８に接
続される管口部２６が設けられ、さらにその前方部位に
、後述する定流量制御部Ｅが設けられ、その先に前記電
解槽Ｃの陰極室側流入口１６および陽極室側流入口１８
に接続される管口部２７が設けられている。

第３管路ｄ３には、その一端に、管路の水圧変化で作動
するダイアフラム２８が設けられ、それに取付けられ突
子２９が管路の外に設けられた電解槽の運転操作マイク
ロスイッチＳに係合され。

電解槽の起動、停止、極性転換操作ができるようになっ
ている。

また、第３管路ｄ、には、ダイアフラム２８と反対方向
部位に、ボール３０および弁口３１よりなる逆止弁部が
設けられ、その先に後述する際に用いられる排水管口部
３２が設けられている。

３３は逆止弁部のボール制止部材である。３４は通気管
口部である。

前記健康側添加器Ｂの流出口９は電解槽９の陽極室側流
入口１８に流入する水に合流するように接続されている
。

第１図において、３５は水道水を第１管路の管口部２０
に導くためのホース、３６は第２管路の管口部２６から
流出する水を健康側添加器Ｂの流入口８に導くためのホ
ース、３７は添加器の流入口９から流出する水を電解槽
Ｃの陽極室側流入口１８に導くためのホース、３８は第
２管路の管口部２７から流出する水を電解槽Ｃの陰極室
側流入口１６に導くためのホース、４０は電解槽Ｃの陰
極室側流出口１９から流出するアルカリイオン水を外部
に取り出すためのホース、３９は陽極室側流出口１７か
ら流出する酸性水を外部に取り出すためのホースを示し
たものである。

１ａは浄水器Ａを支持すると共に集中流路制御ユニット
Ｄを吊持する受台であって、管口部２３゜２５は受台１
ａを通して浄水器の流入口４、流出口５に接続されてい
る。

前述した定流量制御部Ｅは、第４図および第５図に示す
ように、弁体４１と、これに重ね合わされたゴム状弾性
材料の受座体４２とから成る。弁体４１には、その中心
部位に、管路方向に貫通する通水孔４１ａがあり、また
、受座体４２と当接する端面に半径方向に貫通する複数
の通水溝４１ｂが形成されている。一方、受座体４２に
は、前記弁体４１の中心通水孔４１ａに連絡するように
、管路方向に貫通する通水孔４２ａが形成されている。

上記定流量制御部Ｅにあっては、管路の水は、弁体４１
の中心通水孔４１ａと半径方向の通水溝４１ｂの２つの
通路を通り、受座体４２の中心通水孔４２ａを至る。弁
体４１を通過する水の流量は通水孔４１ａを通る流量Ｐ
と、複数の通水溝４１ｂを通る流量Ｑとを加えた（Ｐ＋
Ｑ）となる。

しかし、管路の水圧が変化した場合、例えば水圧が高く
なった場合、弁体４１の端面に作用する押圧力も大きく
なるので、弁体４１はゴム状弾性材料の受座体４２の当
接面にくい込み、そこで通水溝４１ｂの通水断面積は、
受座体４２の変形によって絞られ、流量は減少する。こ
の場合、弁体４１の中心通水孔４１ａの通水断面は水圧
変化に影響されず、その流量は水圧に比例して増減する
。

したがって、前記定流量制御部Ｅによれば、管路の水圧
変化に対し、弁体４１を通る流量がほぼ一定に保たれる
から、電解槽Ｃへの供給水量をほぼ一定に維持させるこ
とができる。第６図のグラフは、前記弁体４１への弁作
用圧と、前記流量Ｐ。

Ｑとの関係を示したものである。

前記浄水器Ａにあっては、第７図に示すように、カート
リッジケース２の流入口４が円筒形の濾過層に対して偏
心していると、濾過効率の低下を招くので、流入口側に
流入室を形成し構造としている。

また、浄水器Ａの濾過層は、水の流れの方向に活性炭３
の第１層、還元性無機物質３ａの第２層。

活性炭３の第３層の３層で構成している。

従来の浄水器では、濾過材として活性炭の使用が一般的
であるが、活性炭だけの濾過材の場合、第８図のグラフ
において、残留塩素除去曲線（破線）に示すように、吸
着能力が緩慢で、使用初期の段階では、はぼ完全に除去
できるが、その後は活性炭未吸着の残留塩素が未処理の
状態で通過されてしまう。したがって、飲用水として考
えた場合５浄水場にて塩素殺菌を施し、消毒処理をして
いるわけであるが、フミン酸等の有機物が含まれる原水
が塩素および次亜塩素酸によって反応し、トリハロメタ
ン（ＴＨＭ）という物質を生成する。

この物質は人体に対し発ガン性をもつことが知られてお
り、塩素消毒による二次汚染をひきおこしている。

しかし、上記３層からなる浄水器によれば、二次汚染物
質の除去ならびに残留塩素、遊離塩素の除去能力を向上
させることが可能である。

つまり、水道水中の汚染物質の成分組成は、■臭気（ジ
オスミン、２−ＭＩＢなどの臭気物質＝藍藻類の植物性
プランクトン）、■塩素消毒と植物が朽ちたフミン酸と
が反応してできたトリハロメタン、■農薬など有機塩素
化合物、■重金属（カドミウム、鉛、水銀、亜鉛など）
、■残留塩素、■鉄錆、汚濁物質等である。

これらの物質を濾過材で濾過して除去する場合、■〜■
の物質は活性炭で除去可能である。しかし、活性炭は選
択性をもたず、物質の分子量の大きいもの、濾過材を通
過する流速によって、未吸着のものが生じる。その結果
、第８図のグラフに示すように、比較的初期の時点から
立上りがみられる。

これに対し、前記３層からなる浄水器Ａにあっては、前
記第１層で■〜■の物質の吸着、第２層では残留塩素の
還元反応を生じさせ、ＣΩ−と酸素に分解して無害なも
のとし、更に第３層では。

第１層の未吸着物質を再度吸着させる機能があり、残留
塩素除去に代表される浄化能力の向上を可能としている
。

第９図および第１０図は、浄水器Ａのカートリッジケー
ス２を交換する場合の固定手段を示したものである。す
なわち、受台１ａに設けられた環状壁部１ｂ内にカート
リッジケース２を入れ、ケース２に予め回動自在に嵌め
合わせであるリング２ａを回して、その一部を前記環状
壁部１ｂに形成し・である受溝ＩＣに嵌入させると共に
リング２ａの一部でケース側の環状突縁２ｂを押さえて
固定する構造としている。

次に、上記に述べた構成部分の水処理作用について説明
する。

水道蛇口（図示してない）を開くと、水道水は集中流路
制御ユニットＤの第１管路ｄ工の管口部２０から管路内
に流入する。そこで、流体圧により、ボール２１は移動
し、弁口２２は閉止され、水は管口部２３を出て浄水器
Ａの流入口４から器内に流入し、浄化処理された水は流
出口５を出て第２管路ｄ２と第３管路ｄ３の交叉部の管
口部２５が管路内に流入する。

第２管路ｄ２内の水の一部は管口部２６を出て健康側添
加器Ｂの流入口８から器内に流入し、健康剤が添加され
た水は流出口９を出て電解槽Ｃの陽極室側流入口１８か
ら槽内に送られる。また、第２管路ｄ２内の水は定流量
制御部Ｅを通り、管口部２７を出て陰極室側流入口１６
と前記陽極室側流入口１８から槽内に送られる。

一方、第３管路ｄ、内では、流体圧により、ボール３０
は移動し、弁口３１は閉止され、そこに発生する流体圧
により、ダイアフラム２８は押され、突子２９の変位に
より、マイクロスイッチＳは作動され、電解槽Ｃの給電
回路（図示してない）はオンとされ、電解槽は起動する
。

電解槽Ｃでは、水の電気分解により、アルカリイオン水
（陰極水）および酸性水（陽極水）が連続的に生成され
、アルカリイオン水は流出口１７からホース３９を介し
、飲用水として取り出され、酸性水は流出口１９からホ
ース４０を介して取り出される。

上記浄水器Ａ、健康側添加器Ｂおよび電解槽Ｃの処理に
よって得られたアルカリ性飲用水は、水道水中に含まれ
る有害物質のほとんどが除去されているので、安全で、
おいしく、かつミネラルの如き健康側成分を含む飲用水
となる。

次に、水道蛇口を閉じて、水の供給を止めると、水圧は
なくなり、ダイアフラム２８が復帰し、マイクロスイッ
チＳが作動され、電解槽Ｃの運転は停止する。また、逆
止弁部のボール２１．３０は弁口２２．３３から離れる
ので、電解槽および健康側添加器の残水は、落差により
第２管路ｄ２に戻され、弁口３１を通り、管口部３２か
らホース（図示してない）を介して外部に取り出される
。

また、ダイアフラムが復帰することにより、電解槽に逆
極性の電圧が印加され、電解槽の残水が排出する間の一
定時間洗浄処理が行われ、前記管口部３２から外部に排
出される。

前記集中流路制御ユニットＤに定流量制御部Ｅが設けら
れたことで、電解槽Ｃへの通水は、水圧の変動があって
も、はぼ一定流量に制御されるばかりでなく、浄水器Ａ
においても、流速が常に一定に制御される。

次に、前記浄水器の濾過能力寿命を告知表示する手段と
、第１１図の電気回路に基づいて説明する。

同図において、４３は交流電源であり、電源スィッチ４
６、ヒユーズ４７およびリレーＲ０の接点ｒｉを介して
トランス４８の一次側に接続され、トランスの一次側で
はトランス４９がヒユーズ４７を介して電源４３に接続
され、またトランス４８の一次側では、フォトカプラ５
０の入力および抵抗５１がスイッチ４６およびヒユーズ
４７を介して電源４３に接続されている。

トランス４８の二次側には整流回路５２が接続されてい
る。この整流回路５２の出力には、平滑コンデンサ５３
を介して前記電解槽の極性反転用リレーＲ２の接点（ｒ
−１）、（ｒｚ　　２）が接続され、このリレーの接点
は制御回路５４によって切換えられるようになっている
。トランス４９の二次側には整流回路５５が接続されて
いる。

前記制御回路５４において、整流回路５５の出力は平滑
コンデンサ５６およびマイクロコンピュータ５７の出力
を介して前記リレーＲ□、Ｒ２、電源表示用発光ダイオ
ードＬ工、電解表示用発光ダイオードＬ２、電解洗浄表
示用発光ダイオードＬ３、浄水器寿命表示用発光ダイオ
ードＬ４が接続されている。また、マイクロコンピュー
タ５７の入力には、前述した集中流路制御ユニットＤの
圧力スイッチＳ、浄水器寿命リセットスイッチＳユ、カ
ルキ濃度切換スイッチＳ２が接続されている。フォトカ
プラ５０の出力はマイクロコンピュータ５７の入力に接
続されている。

上記構成の電気回路において、電源４３から常にヒユー
ズ４７およびトランス４９を介し、整流回路５５、コン
デンサ５６を経て整流平滑された直流電圧がマイクロコ
ンピュータ５７に印加され、使用に備えている。

そこで、電源スィッチ４６をオンにすると、フォトカプ
ラ５０がオンとなり、これをマイクロコンピュータ５７
が検出して電源表示用発光ダイオードし、を点灯させる
。次に、水道蛇口を開いて給水を行うと、圧力スイッチ
Ｓを作動させてオンになり、これをマイクロコンピュー
タ５７が検出して、リレーＲ□が付勢され、接点ｒ１が
閉じ、整流回路５２からの所定極性の直流電圧がリレー
Ｒ２の接点（ｒ、　　１）、（ｒ２２）を介して電解槽
の陽極１３の正極端子（１３−１）および陰極１１の負
極端子（１１−１）に印加され、電解槽は起動する。こ
れと同時に、マイクロコンピュータ５７が、電解表示用
発光ダイオードＬ２を点灯させて電解中であることを表
示すると共に浄水器の通水時間のカウントを開始する。

水道蛇口を閉じると、通水は中断されるので、圧力スイ
ッチＳはオフとなり、電解槽電極への給電が断たれ、マ
イクロコンピュータ５７のカウントも停止され、電解表
示用ダイオードＬ２も消灯する。

上記のようにして、給水、中断が繰り返され、浄水器に
対する通水時間に伴うカウント量が設定された予告量（
浄水器の通過総水量）に達したとき、マイクロコンピュ
ータ５７が浄水器寿命表示用発光ダイオードＬ４を点滅
させて浄水器カートリッジケースの交換時期を予告する
。さらに使用を続けてカウント量が設定された寿命量に
達したとき、前記ダイオードＬ４を点灯させて浄水器の
交換を告知する。

第１２図のグラフは、前記給水、中断の繰り返しによる
時間の経過に伴うカウント量が設定予告量および設定寿
命量に至るまでの状態を表したもので、Ｔは給水の開始
から設定寿命カウント量に達するまでの時間を、またｔ
□〜ｔ４はそれぞれ前記時間Ｔ内において、マイクロコ
ンピュータのカウントが行われたことを示すものである
。

なお、制御回路５４においては、原水のカルキ濃度に合
わせて、カルキ濃度切換スイッチＳ２を設定することに
より、マイクロコンピュータのカラント量の設定予告量
および設定寿命量を変更して、浄水器の交換時間を適格
に知らせることができる。

浄水器カートリッジケースの交換後は、浄水器寿命リセ
ットスイッチＳ□をオンにして、マイクロコンピュータ
のカウント量をクリアし、次の使用に備える。

なお、浄水器への通水を定流量に制御する手段は、前記
実施例で示した定流量制御部に限定されるものではなく
、他の制御手段を任意に使用してもよい。

口発明の効果］ 以上に述べたように、本発明によれば、浄水器の濾過能
力を的確に知り、それを浄水器カートリッジの交換時期
として告知表示できる構成としたので、浄水器の実用性
を飛躍的に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す水処理装置の斜視図、
第２図は分解構成図、第３図は集中流路制御ユニットの
横断面図、第４図は定流量制御部の分解斜視図、第５図
は組み立て斜視図、第６図は定流量制御部の流量と弁作
用圧の関係を示すグラフ、第７図は浄水器の内部濾過層
を示した斜視図、第８図は浄水器の処理水の残留塩素除
去曲線を示すグラフ、第９図は浄水器カートリッジケー
スの固定手段を示す分解斜視図、第１０図はその要部の
拡大断面図、第１１図は電気回路図、第１２図は浄水器
への通水時間のカウント量と濾過能力との関係を示した
グラフである。 １・・・・・・・・・箱体、Ａ・・・・・・・・・浄水
器、Ｂ・・・・・・・・・健康側添加器、Ｃ・・・・・
・・・・電解槽、Ｄ・・・・・・・・・集中流路制御ユ
ニット、ｄｌ・・・・・・・・・第１管路、ｄ２・・・
・・・・・・第２管路、ｄ３・・・・・・−・・第３管
路、Ｅ・・・・・・・・・定流量制御部、Ｓ・・・・・
・・・・マイクロスイッチ、２０，２３゜２５．２６．
２７，３２，３４・・・・・・・・・管口部、３・・・
・・・・・・活性炭、３ａ・・・・・・・・・還元性無
機物質、４１・・・・・・・・弁体、４１ａ・・・・・
・・・・通水孔、４１ｂ・・・・・・・・・通水溝、４
２・・・・・・・・・受座体、４２ａ・・・・・・・・
・通水孔、Ｌ□・・・・・・・・・電源表示用発光ダイ
オード、Ｌ２・・・・・・・・・電解表示用発光ダイオ
ード、Ｌ３・・・・・・電解洗浄表示用発光ダイオード
、Ｌ４・・・・・・・・・浄水器寿命表示用発光ダイオ
ード、Ｓ工・・・・・・・・・浄水器寿命リセットスイ
ッチ、Ｓ２・・・・・・・・カルキ濃度切換スイッチ、
５４・・・・・・・・・制御回路、５７・・・・・・・
・マイクロコンピュータ。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 浄水器を含む水処理装置において、浄水器への通水を定
   流量に制御する手段と、定流量で通水された浄水器の通
   水時間の総和を浄水器の通過総水量とし、それが設定値
   に達したときに告知表示する手段とを備えていることを
   特徴とする水処理装置。