JPH0365290A - 携帯用浄水装置 - 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】 本発明は、汚染水からの水を再生する装置に関し、より
詳しくは、汚染水から汚染物質を除去できる携帯用の装
置に関する。

飲料に適した水の正規の供給が得られない場合に、純粋
な飲料水の供給が望まれるこεがしばしばある。例えば
、キャンバ−、ハンター　リクリエーション車両の搭乗
者、レジャー用ボートの搭乗者、及び兵員等にとっては
、飲料水の供給が全く得られない上うな状況下で、しば
しば純粋飲料水が必要とされる。しかしながら、そのよ
うな場合に入手できるのは、微生物、炭化水素その他の
汚染物質で汚染された水である。このような遠闇領域に
おいて生じる状況だけでなく、世界の中には純粋な水が
殆ど供給されていない国もある。

本発明の譲受人に譲渡された本願出願人の米国特許出願
第１９４．９８４号には、炭化水素及びハロゲン化炭化
水素で汚染された水からこれらの炭化水素及びハロゲン
化炭化水素を分離する方法が記載されている。この方法
は、再生キュプラセルロース（再生銅アンモニアセルロ
ース）又はビスコースセルロースで作られた中空繊維を
使用している。

またこの方法によれば、炭化水素及びハロゲン化炭化水
素を乾燥させる手段、並びに炭化水素及びハロゲン化炭
化水素を含まない透過が得られる。

本発明によれば、入手した供給水すなわち、ウィルス、
バクテリア、かび（糸状菌）、藻類、及び寄生虫のよう
な他の細胞小器官（ｎｎｉｃｒｏｏｒｇａｎ　１−５ｍ
５）等が含有されているかも知れない疑わしい水から、
これらの微生物等を現場で有効に除去できる携帯用の浄
化装置が提供される。また、本発明によれば、上記のよ
うな疑わしい水から、細胞小器官を除去すると同時に油
性の汚染物質をも除去できる携帯用の装置が提供される
。更に本発明によれば、電気又は付加装置を使用せずし
て水を浄化できる携帯用の装置が提供される。

本発明により提供される携帯用浄水装置は、入手した汚
染水を収容しておくポータプルな水リザーバ手段と、汚
染水保有液（ｅｏｎｔａｍｉ−ｎａｔｅｄｗａｔｅｒ　
ｒｅｔｅｎｔａｔｅ）から水と水溶性物質透過液とを分
離するためのセパレータ手段とを有している。

該セパレータ手段には、前記浄水装置から水ε水溶性物
質とを排出できるように透過液出口が連結されるように
なっている。また、セパレータ手段とリザーバ手段との
間には戻り導管が連結されて、汚染水保有液をリザーバ
手段に戻すようになっている。本発明の特徴は、前記リ
ザーバ手段に連結されるプランジャ手段であって、リザ
ーバ手段から汚染水を吸引する入口チャンバを備えてい
るプランジャ手段を有していることにある。このプラン
ジャ手段内には前記セパレータ手段が収容されていて、
入口チャンバ内の汚染水をセパレータ手段に通して押し
出し、透過液を透過液出口から流出させかつ前記汚染水
保有液を前記戻り導管に流入させるように構、成されて
いる。

本発明の他の特徴は、添付図面を参照して述べる以下の
詳細な説明により容易に明らかになりかつ理解されるで
あろう。

図面において、本発明に従って構成された携帯用浄水装
置の全体が番号１０で示されている。この浄水装置１０
は、汚染水１４を収容しておくポータプルなりサーバ１
２を有しており、該リザーバ１２は、内部流体チャンバ
１６を備えた容器の形態をなしている。内部流体チャン
バ１６は、頂面１８と、底面２０と、これらの間に延在
している側壁２２とを備えている。容器（リザーバ）１
２にはハンドル２４が連結されていて、装置１０を容易
に運搬できる手段を構成している。容器１２の容積は、
例えば１．３．５又は１０ガロン（それぞれ、約３．８
．１１．４．１８゜９．３７．９ｆ）の大きさに変えら
れるようにしてもよい。容器１２は充填ポート２６を備
えていて、該容器１２に汚染水１４を充填できるように
なっている。

リザーバ１２には、バレル２８を連結できるようになっ
ている。バレル２８は、セパレータチャンバ３０及び入
口チャンバ３２を備えている。入口チャンバ３２はセパ
レータチャンバ３ｏに隣接して配置されておりかつ該セ
パレータチャンバ３０に連通している。バレル２８の底
部には、戻り出口３４を形成しているテーパ状のくびれ
部が設けられている。戻り出口３４には出口導管３６が
連通しており、該出口導管３６の端部３８は容器１２の
内部チャンバ（内部流体チャンバ）１６内に配置されて
いる。入口チャンバ３２には入口導管４０が連通してお
り、該入口導管４０の端部４２は流体チャンバ（内部流
体チャンバ）１６内に配置されている。

入口導管４０は第１一方向弁４４を備えていて、流体が
内部流体チャンバ１６から入口チャンバ３２に向かって
一方向に流れることができるようにしている。また、出
口導管３６は第２一方向弁４６を備えていて、流体が戻
り出口３４からリザーバ１２の内部チャンバ１６に向か
って一方向に流れることができるようにしている。

本発明の浄水装置１０は、汚染水保有液からの水と水溶
性物質透過液とを分離するためのセパレータ手段を有し
ている。より詳しくは、セパレータ手段は全体を番号４
８で示すカートリッジを有しており、該カートリッジ４
８は再生キュプラセルロース又はビスコースセルロース
のようなポリグルコース繊維（ｐｏｌｙｇｌｕｅｏｓｅ
　ｆｉｂｅｒｓ）　５０からなる複数の中空繊維膜を備
えている。透過水から炭化水素又はハロゲン化炭化水素
を分離するのに使用するこれらの繊維については、本願
出願人に係る米国特許出願第１９４．９８４号において
詳細に説明されている。これらの好ましい膜は、ビスコ
ース法又は銅安法（ｃｕｐｒｏａｍｒｎｏｎｉｕｍ　ｐ
ｒｏｃｅｓｓ）等で作られる再生セルロースで形成され
る。水質浄化モジュールの膜として、再生セルロースの
中空繊維を使用することが便利であるが、ビスコース又
は銅安法による再生セルロースの螺旋状巻回シート又は
チューブを使用することもできる。このような膜は、ウ
ィルス、バクテリア、かび（糸状菌）、藻類、及び寄生
虫等の細胞小器官のような微生物類から水を分離できる
能力を有している。また、これらの膜は、細胞小器官の
除去と同時に、油性汚染物質を除去することもできる。

これらの膜は、ノンポーラスな性質を有しており、上記
のような微生物を含む非水溶性生成物は透過しないけれ
ども、水は透過するこεができる。更に、これらの膜は
、炭化水素及びハロゲン化炭化水素のような汚染物質と
の接触状態に置かれても、品質低下をきたすことがない
。

各繊維は内側コアと外表面とを有している。第１図に示
すように、内側コアは入口チャンバ３２及び出口３４ど
流体連通している。また、外表面は、分離チャンバ（セ
パレータチャンバ）３０及び透過液出口５２と連通して
いる。この透過液出口５２はセパレークモジュール（カ
ートリッジ）４８に連結されて、装置１０から水及び水
溶性物質を取り出すことができるようになっている。

本発明の浄水装置ｌＯは、リザーバ１２に連結できるよ
うになったプランジャ手段を有している。

このプランジャ手段は、リザーバ１２から汚染水を吸引
して該汚染水をセパレータモジュール４８に通して押し
出し、これにより、透過液の流れが透過液出口５２から
流出し、かつ汚染水保有液の流れ（ｒｅｔｅｎｔ　ｆｌ
ｏｗ）が戻り導管（出口導管）３６に流入するようにな
る。より詳しく説明すると、プランジャ手段は、入口チ
ャンバ３２と、該入口チャンバ３２内で軸線方向に摺動
自在に配置されたプランジャ（その全体を番号５４で示
す）とを備えている。入口チャンバ３２の周囲には壁５
８が配置されている。プランジャ５４は、入口チャンバ
３２内に配置されたピストン６０を備えており、該ピス
トン６０は、この周囲に配置された前記壁５８εシール
係合している。ピストン６０は、壁５８に対して軸線方
向に往復運動することができる。ピストン６０にはロッ
ド６２が連結されている。該ロッド６２は、ピストン６
０から軸線方向に延在していて、バレル２８の外部に露
出している。バレル２８の外部に露出したロッド６２の
端部にはハンドル部材６４が連結されている。プランジ
ャ５４は、汚染水をリザーバ１２から入口チャンバ３２
内に吸引して、次に、該入口チャンバ３２からセパレー
クモジュール４８を通して汚染水を押し出すポンプ機構
を構成している。

第１図に示しかつ上述したように、繊維５０の中空コア
は、直接入口チャンバ３２と流体連通している。しかし
ながら、別の方法として、入口チャンバ３２を繊維５０
の外表面と流体連通させ、透過液が繊維５０の中空コア
（該中空コアは、セパレータチャンバ３０及び透過液出
口５２と流体連通している）に流入するように構成する
こともできる。

操作に際し、バレル２８（該バレル２８内には、セパレ
ータモジュール４８が配置されている）が、浄化すべき
水を入れるためのリザーバ容器１２に取り付けられる。

次に、充填ポート２６から容器１２内に汚染水が充填さ
れる。次いで、プランジャ５４を上方に移動させて、汚
染水を入口チャンバ３２内に吸引する。次に、プランジ
ャ５４を下方に押し下げて、汚染水をセパレータモジュ
ール４８内に押し出す。これにより、汚染水が中空繊維
５０を透過して、透過液出口５２から流出される。汚染
水保有液は中空繊維５０のコア内に残留して、出口３４
から出口導管３６内に押し出され最終的には容器１２内
に押し出される。出口導管３６の端部３８は入口導管４
０の端部４２から間隔を隔てて配置されており、これに
より、出口導管３６の端部３８から出る汚染水保有液が
、入口導管４０の端部４２内に吸引される前に、容器１
２内に収容された水と混合されるようになっている。第
１図に示すように、入口導管４０の端部４２は容器１２
の底面２０に隣接して配置されており、これに対し出口
導管３６の端部３８は容器１２の頂面１８に近い位置に
配置されている。このため、出口導管３６の出口（端部
）３８から出る汚染水保有液は、該液が入口導管４０の
端部４２内に吸引される前に、容器１２内の汚染水と混
合される。一方向弁４４．４６が設けであるため、プラ
ンジャ５４によって、入口チャンバ３２内の汚染水が入
口導管４０を通って押し戻されること、及び汚染水が出
口導管３６内に吸引されることが防止される。

忽 鮭−１ 銅安法により作られた再生セルロースからなる中空繊維
の束の両端部をポリウレタン内に封入することにより、
中空繊維からなるセパレータモジュールを製造した。ポ
リウレタンの注封材料を、露出する開放中空繊維を介し
て切断した。中空繊維の束を、ポリカーボネート材料で
作られた管状ハウジング内に固定した。中空繊維膜から
なる水質浄化モジュールの作用表面積はＯ１２がである
。

中空繊維膜装置にハンドポンプを取り付け、全組立体を
リザーバに連結した。ポンプを用いて汚染水をリザーバ
から吸引し、前述の中空繊維水質浄化モジュールのボア
に汚染水を通した。０゜５％のテトラクロロエチレン及
び０゜５％のディーゼル燃料を含有している汚染水をリ
ザーバに入れておき浄化した。中空繊維膜を透過した水
を収集して、炭化水素及びハロゲン化炭化水素の存在を
ガスクロマトグラフにより分析した。

結果 中空繊維モジュールを透過した水のガスクロマトグラフ
分析の結果、この水からは何らの炭化水素及びハロゲン
化炭化水素も検出されなかった。

この分析方法の検出限界は、０．０５　ｍｇ＃７である
。

園−１ 上記例１に記載の装置に、流れが滞留している箇所の水
を充填した。この滞留水は明確な緑色を呈しており、こ
れらは、顕微鏡検査したところ、藻類及び他の細胞小器
官であった。藻類で汚染された滞留水をポンピングして
、上記例１の装置の一部として説明した膜装置に通し、
顕微鏡分析を行うためサンプルを収集した。膜装置に通
した後に収集した水サンプルは、ガラスのように透明で
輝いていた。膜に通した後の浄化水には、藻類その他の
細胞小器官は存在しなかった。次に、浄化水のサンプル
を３７℃で７日間培養した。７日間の培養後、藻類は全
く成長しておらず、サンプルはガラスのような透明度と
輝きを保っていた。７日間培養後の水サンプルを顕微鏡
検査したところ、微生物学的成長が全く生じていないこ
とが確認された。

以上、本発明を例示的手法により説明したが、ここに使
用した用語は説明用語の本来の意味をもつものであり、
決して制限的なものではないことは理解されよう。

」二記教示の範囲内において、本発明につき種々の変更
を行うことができるが、そのような変更は本願の特許請
求の範囲内のものであり、また、特許請求の範囲の記載
中に使用される参照番号は単に便宜上のものであり、決
して制限的なものではないことは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って構成した携帯用浄水装置の一
部を断面した側面図である。 第２図は、本発明の装置に使用する中空繊維の拡大断面
図である。 ・・・第１一方向弁、 ・・・カートリッジ ・・・中空繊維、 ・・・プランジャ、 ・・・ロッド、 ４６・・・第２一方向弁、 （セパレークモジュール）、 ５２・・・透過液出口、 ６０・・・ピストン、 ６４・・・ハンドル部材。 ０ ４ ４ ８ ０ ２ ６ ０ ・・・浄水装置、 ・・・汚染水、 ・・・ハンドル、 ・・・バレル、 ・・・セパレータチャ ・・・入口チャンバ、 ・・・出口導管、 ・・・入口導管、 １２・・・リザーバ（容器）、 １６・・・内部流体チャンバ、 ２６・・・充填ポート、 ンバ、 ３４・・・戻り出口、 ３８・・・出口導管の端部、 ４２・・・入口導管の端部、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）携帯用浄水装置（１０）であって、汚染水（１４
   ）を収容しておくポータブルなリザーバ手段（１２）と
   、汚染水保有液から水と水溶性物質の透過液とを分離す
   るためのセパレータ手段（４８）と、前記浄水装置（１
   ０）から水と水溶性物質とを排出できるように前記セパ
   レータ手段（４８）に連結される透過液出口（５２）と
   、汚染水保有液を前記リザーバ手段（１２）に戻すべく
   前記セパレータ手段（４８）と前記リザーバ手段（１２
   ）との間に連結される戻り導管（３６）とを有している
   携帯用浄水装置（１０）において、前記リザーバ手段（
   １２）に連結されるプランジャ手段（５４）であって前
   記リザーバ手段（１２）から汚染水を吸引する入口チャ
   ンバ（３２）を備えているプランジャ手段（５４）を有
   しており、該プランジャ手段（５４）内には前記セパレ
   ータ手段（４８）が収容されていて、前記入口チャンバ
   （３２）内の汚染水を前記セパレータ手段（４８）に通
   して押し出し、前記透過液を前記透過液出口（５２）か
   ら流出させかつ前記汚染水保有液を前記戻り導管（３６
   ）に流入させるように構成したことを特徴とする携帯用
   浄水装置。（２）前記リザーバ手段（１２）にはバレル
   （２８）が連結されており、該バレル（２８）が、前記
   セパレータ手段（４８）を備えたセパレータチャンバ（
   ３０）を有しており、更に前記バレル（２８）が入口チ
   ャンバ（３２）を有しており、該入口チャンバ（３２）
   が前記セパレータチャンバ（３０）に隣接して配置され
   ていることを特徴とする請求項（１）に記載の携帯用浄
   水装置。 （３）前記入口チャンバ（３２）が、その周囲に配置さ
   れた壁（５８）を備えており、前記プランジャ手段（５
   ４）が更に、前記入口チャンバ（３２）内に配置されて
   いて前記壁（５８）に対して軸線方向に往復運動できる
   ように前記壁（５８）とシール係合しているピストン（
   ６０）と、該ピストン（６０）に連結されておりかつ該
   ピストン（６０）から軸線方向に延在していて前記バレ
   ル（２８）の外部に露出しているロッド（６２）と、前
   記バレル（２８）の外部で前記ロッド（６２）に連結さ
   れたハンドル部材（６４）とを備えていることを特徴と
   する請求項（２）に記載の携帯用浄水装置。 （４）前記セパレータ手段（４８）が、再生キュプラセ
   ルロース又はビスコースセルロースの繊維からなる複数
   の中空繊維膜（５０）を備えており、前記各繊維が、外
   表面と内側中空コアとを備えており、前記入口チャンバ
   （３２）及び戻り導管（３６）が、前記外表面又は内側
   中空コアのいずれか一方と直接流体連通しており、前記
   透過液出口（５２）が、前記外表面又は内側中空コアの
   他方と直接流体連通していることを特徴とする請求項（
   ３）に記載の携帯用浄水装置。 （５）前記リザーバ手段（１２）が、汚染水を収容する
   ための流体チャンバ（１６）を備えており、該流体チャ
   ンバ（１６）が、頂面（１８）と、底面（２０）と、こ
   れらの両面（１８、２０）の間に延在している閉鎖壁（
   ２２）とを備えており、前記出口導管（３６）が前記バ
   レル（２８）から前記流体チャンバ（１６）内に延入し
   ていて端部（３８）を備えており、入口導管（４０）を
   更に有しており、該入口導管（４０）が、前記入口チャ
   ンバ（３２）と流体連通している第１端部と、前記流体
   チャンバ（１６）内において前記出口導管（３６）の前
   記端部（３８）から間隔を隔てて配置されている第２端
   部（４２）とを備えていることを特徴とする請求項（３
   ）に記載の携帯用浄水装置。 （６）前記出口導管（３６）の前記端部（３８）が前記
   頂面（１８）の近くに配置されており、前記入口導管（
   ４０）の前記第２端部（４２）が前記底面（２０）の近
   くに配置されていることを特徴とする請求項（５）に記
   載の携帯用浄水装置。 （７）前記出口導管（３６）が第１一方向弁手段（４６
   ）を備えていて、前記バレル（２８）から前記リザーバ
   手段（１２）へと一方向のみに流すことができるように
   なっており、前記入口導管（４０）が第２一方向弁手段
   （４４）を備えていて、前記リザーバ手段（１２）から
   前記入口チャンバ（３２）へと一方向のみに流すことが
   できるようになっていることを特徴とする請求項（５）
   に記載の携帯用浄水装置。 （８）前記リザーバ手段（１２）が充填ポート（２６）
   を備えていて、前記リザーバ手段（１２）に汚染水（１
   ４）を充填できるようになっていることを特徴とする請
   求項（１）に記載の携帯用浄水装置。 （９）携帯用浄水装置（１０）であって、汚染水保有液
   から水と水溶性物質の透過液とを分離するためのセパレ
   ータ手段（４８）と、前記浄水装置（１０）から水と水
   溶性物質とを排出できるように前記セパレータ手段（４
   ８）に連結される透過液出口（５２）と、汚染水保有液
   を前記リザーバ手段（１２）に戻すべく前記セパレータ
   手段（４８）と前記リザーバ手段（１２）との間に連結
   される戻り導管（３６）とを有している携帯用浄水装置
   （１０）において、前記リザーバ手段（１２）に連結さ
   れるプランジャ手段（５４）であって前記リザーバ手段
   （１２）から汚染水を吸引する入口チャンバ（３２）を
   備えているプランジャ手段（５４）を有しており、該プ
   ランジャ手段（５４）内には前記セパレータ手段（４８
   ）が収容されていて、前記入口チャンバ（３２）内の汚
   染水を前記セパレータ手段（４８）に通して押し出し、
   前記透過液を前記透過液出口（５２）から流出させかつ
   前記汚染水保有液を前記戻り導管（３６）に流入させる
   ように構成したことを特徴とする携帯用浄水装置。