JPH0819777A

JPH0819777A - 活性炭再生式浄水器

Info

Publication number: JPH0819777A
Application number: JP17748694A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Enomoto; 和幸榎本; Toshio Eki; 驛　　利男; Tomohiro Nishi; 智寛西; Ayako Hirano; 綾子平野
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1994-07-06
Filing date: 1994-07-06
Publication date: 1996-01-23

Abstract

(57)【要約】【目的】活性炭として活性炭素繊維を使用し、ヒータに
よって活性炭カートリッジを随時加熱することにより活
性炭素繊維を煮沸滅菌すると共に再生するようになった
活性炭再生式の浄水器において、カートリッジの空焚き
を防止し、活性炭素繊維の焼損を防止することを目的と
する。【構成】浄水器（10）はヒータ（60）によって加熱され
る活性炭素繊維カートリッジ（34）を備え、毎日設定さ
れた時刻に活性炭素繊維を煮沸滅菌すると共に活性炭素
繊維を再生するようになっている。設定された活性炭再
生時刻が到来しても、カートリッジ（34）内に滞留水が
存在しない場合には、再生はキャンセルされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】本発明は、活性炭を随時加熱する
ことにより活性炭を煮沸滅菌すると共に再生し、長期間
にわたって活性炭の吸着能力を維持するようになった、
活性炭再生式の浄水器に関する。本発明は、特に、活性
炭として活性炭素繊維を用いた活性炭再生式の浄水器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】水道水を活性炭に接触させることによ
り、水道水中に溶存する残留塩素や、トリハロメタンの
ような有害な有機塩素化合物や、２メチルイソボルネオ
ールやジオスミンのような黴くさい物質を活性炭に吸着
させて除去するようになった浄水器は市販されている。

【０００３】水道水を活性炭に接触させると、次亜塩素
酸イオンが除去され、水の殺菌力が失われるので、不使
用時には活性炭のところでバクテリアが繁殖するおそれ
がある。そこで、従来技術においては、浄水器にヒータ
を設け、活性炭を随時煮沸滅菌することが提案されてい
る（例えば、特公昭51-23817号）。また、加熱により、
沸点の低いトリハロメタンのような物質は活性炭から脱
着されると共に、活性炭表面の活性点が復活するので、
活性炭が再生される。斯る活性炭再生式の浄水器は、長
期間にわたって活性炭の浄化能力を維持することがで
き、高価な活性炭カートリッジの交換に伴うランニング
コストを低減できるという利点がある。

【０００４】浄水器の活性炭としては、粒状活性炭を使
用するのが一般的である。しかし、近年では、アクリル
系やフェノール系等の繊維を炭化し活性化することによ
り製造される活性炭素繊維も利用可能である。活性炭素
繊維は、粒状活性炭に比べて、吸着速度と脱着速度が速
いので、活性炭再生式の浄水器の吸着剤として特に適し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、活性炭素繊
維は直径５〜２０μｍの非常に細い繊維からなるので、
再生にあたり空気中で加熱すると、焼損するおそれがあ
る。焼損が起こると、活性炭素繊維の吸着性能が失われ
るだけでなく、活性炭素繊維がボロボロに崩れ、水流と
共に流出する。

【０００６】本発明の目的は、活性炭素繊維を用いた活
性炭再生式の浄水器において、活性炭素繊維カートリッ
ジのいわゆる空焚きを回避し、活性炭素繊維の焼損を防
止することにある。

【０００７】

【発明の構成】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、活
性炭素繊維を用いた活性炭再生式の浄水器において、活
性炭容器への通水を検出する通水検出手段と加熱手段を
制御する制御手段とを設け、設定された活性炭再生時刻
が到来した時、又は、使用者が再生を指令した時には、
予め容器に通水がなされていた場合にのみ加熱手段を作
動させるようにしたことを特徴とするものである。

【０００８】このように、活性炭の加熱再生にあたり、
予め活性炭容器に通水がなされていた場合にのみ加熱手
段を作動させるようにしたので、活性炭容器内に滞留水
が残留する状態で加熱が開始されることになる。容器内
の滞留水が沸騰するに伴い、発生した水蒸気によって容
器内の空気は駆逐され、活性炭素繊維は水蒸気雰囲気に
包まれる。従って、容器内の滞留水が乾枯するまで加熱
しても、活性炭素繊維が焼損することがない。

【０００９】好ましい実施態様においては、活性炭再生
後の積算通水量が例えば６０ｌを超えた時には、液晶表
示パネルやブサーを作動させることにより、活性炭の再
生を行うよう使用者に勧告する。このようにすれば、高
度に浄化された浄水を供給することができる。

【００１０】

【実施例】添付図面を参照しながら本発明の浄水器の好
適な実施例を説明する。初めに図１に基づいて本発明の
浄水器の使用例を説明するに、この浄水器１０は、例え
ば、流し１２を備えた台所カウンター１４上に載置して
使用することができる。図示した使用例では、流しには
シングルレバー型の湯水混合栓１６が設置してあり、こ
の湯水混合栓１６には給湯パイプ１６Ａを介して給湯機
（図示せず）からの湯が供給され、水道管（図示せず）
に接続された給水パイプ１６Ｂから上水が供給されるよ
うになっている。

【００１１】水栓１６のスパウト１８には切換え弁機構
を内蔵した蛇口アダプタ２０が取付けてあり、このアダ
プタ２０は上水供給ホース２２と浄水吐出ホース２４と
により浄水器１０に接続されている。アダプタ２０のハ
ンドル２６を所定位置に回すと、水栓１６からの上水は
上水供給ホース２２により浄水器１０に送られ、処理さ
れた水は浄水吐出ホース２４からアダプタ２０に送り返
され、その出口２８から吐出される。ハンドル２６を他
の位置に回すと、水栓１６からの未処理の上水（又は湯
水混合物）は浄水器１０を経由することなくアダプタ２
０の出口２８からそのまゝ吐出される。浄水器１０から
は、更に、排水ホース３０が延長させてあり、活性炭の
再生時に発生した熱水や水蒸気を流し１２に排出させる
ようになっている。

【００１２】図２を参照するに、この浄水器１０は、水
道水中に浮遊する赤錆や微生物などの粒子成分を予めフ
ィルターの濾過作用により除去した上で、水道水中に溶
存する残留塩素やトリハロメタンや臭気物質のような有
害な或いは不本意な物質を活性炭素繊維の吸着作用によ
り除去するようになっている。このため、この浄水器１
０は、中空糸膜フィルターのようなフィルターが内蔵さ
れた濾過段３２と、活性炭素繊維が充填されたカートリ
ッジ３４からなる吸着段とを備えている。浄水器のこれ
らの構成要素は、底板３６付きのベース３８に支持さ
れ、外側ケース４０によって囲われている。

【００１３】水栓１６からの上水は上水供給ホース２２
を介して濾過段３２に送られ、濾過された上水はホース
４２を介して活性炭カートリッジ３４に送られる。濾過
段３２の出口には、従来型の流量センサ４４が内蔵して
あり、浄水器を流れる水の流量を検出するようになって
いる。この流量センサ４４は、また、浄水器への通水を
検出するためにも利用されるもので、浄水器の他の任意
の場所に配置することができる。流量センサ４４に代え
て、圧力センサや圧力スイッチを使用して通水を検出す
ると共に、通水時間に応じて流量を演算してもよい。

【００１４】図３に示したように、活性炭カートリッジ
３４はステンレス鋼板などからなる缶胴４６と缶蓋４８
を巻き締め製缶してなり、ホース４２が接続される入口
５０を有する。カートリッジ３４の中央にはスケレトン
状の芯枠５２が配置してあり、その周りには活性炭エレ
メント５４が固定してある。エレメント５４は活性炭素
繊維を耐熱性バインダーなどで成形することにより形成
することができる。入口５０からカートリッジ３４内に
流入した上水は環状の空間５６に分配され、エレメント
５４を通過しながら浄化され、カートリッジ３４の出口
５８から流出する。

【００１５】活性炭カートリッジ３４の底部には電気ヒ
ータ６０が固定してあり、ヒータへの通電時にカートリ
ッジ３４を底部から加熱するようになっている。このた
め、缶胴４６の底部には複数のネジ６２が溶接してあ
り、ナットにより電気ヒータ６０が締結してある。ヒー
タ６０は、カップ状の金属放熱板６４と発熱体６６とで
構成することができ、発熱体６６には、ニクロム線を雲
母箔で挟んだマイカヒータやシーズヒータを使用するこ
とができる。発熱体６６と缶胴底部との間にはアルミニ
ウム伝熱板６８を挟み、発熱体の熱が充分に容器に伝達
されるようにするのが好ましい。

【００１６】カートリッジ３４の中央部は上げ底になっ
ており、この中央上げ底部にはその温度検出するための
サーミスタ７０が伝熱関係で接触させてある。サーミス
タ７０はコイルばね７２によって放熱板６４に支持され
たサーミスタホルダー７４に支持されており、中央上げ
底部に弾力接触されている。缶胴４６と放熱板６４との
継ぎ目には、アルミニウム箔テープ７６を貼付し、ヒー
タの熱が良好にカートリッジ３４伝わるようにするのが
好ましい。

【００１７】図２を参照するに、カートリッジ３４の出
口５８には切換え弁７８が装着してあり、活性炭再生時
にカートリッジ３４内に発生した熱水や水蒸気を排水ホ
ース３０を介して流し１２に排出させるようになってい
る。この切換え弁７８は感温型のもので、カートリッジ
３４から流出する熱水や水蒸気の温度に応じて出口が自
動的に切換わるようになっている。

【００１８】図４および図５に示したように、切換え弁
７８は、熱膨張性ワックス組成物などからなる感温エレ
メントを内蔵した可動部８０と浄水出口８２と熱水出口
８４を備え、雰囲気温度の上昇に伴いスピンドル８６が
伸長して弁体８８を図４において右方に移動させ、カー
トリッジ３４からの熱水や水蒸気を熱水出口８４に流出
させるようになっている。この切換え弁７８は、例え
ば、雰囲気温度が６０℃以下の時には流体は浄水出口８
２に送られ、上記温度を超えると熱水出口８４に送られ
るように設定することができる。図２に示したように、
切換え弁７８の浄水出口８２には浄水吐出ホース２４を
接続し、熱水出口８４には排水ホース３０を接続するこ
とができる。

【００１９】電気ヒータ６０はベース３８内に設けた制
御装置９０によって制御されるもので、制御装置９０へ
の電力は電源コード９２（図１）から得られる。浄水器
１０のベース３８には、また、表示・操作部９４が設け
てある。図６には、制御装置９０の構成の一例を示す。
制御装置９０はプログラムされたマイクロコンピュータ
（以下、マイコン）９６により構成することができ、流
量センサ４４およびサーミスタ７０の出力はマイコン９
６に入力される。マイコン９６はソリッド・ステート・
リレー（ＳＳＲ）９８を介してヒータ６０への通電を制
御するようになっている。電源回路１００の交流出力
は、ＳＳＲ９８と温度ヒューズ１０２を介してヒータに
供給される。

【００２０】表示・操作部９４には、液晶表示パネル１
０４と再生時刻設定スイッチ１０６と手動再生スイッチ
１０８を設けることができる。マイコン９６は、電源コ
ード９２のプラグをコンセントに差し込むと再生時刻が
例えば１３時間後にデフォルト設定され、再生時刻設定
スイッチ１０６を押すことにより再生時刻が１時間単位
でインクレメントされるようにプログラムすることがで
きる。使用者は、浄水器を使用しない深夜などに再生時
刻を設定しておくのが好ましい。

【００２１】次にこの浄水器１０の作動と使用の態様に
ついて説明するに、概略的には、この浄水器は、使用者
が設定した再生時刻（或いは、デフォルト設定された再
生時刻）が到来した時には毎日自動的に、および、使用
者が手動再生スイッチ１０８が押された場合にはその都
度、カートリッジ３４に予め通水がなされていることを
条件としてヒータ６０に通電し、活性炭素繊維エレメン
ト５４を煮沸滅菌すると共に活性炭素繊維を再生するよ
うになっている。また、前回の再生以降の積算通水量が
例えば６０ｌを超えたときには、液晶表示パネル１０４
に点滅表示を行うか、ブザー１１０を鳴らすことによ
り、活性炭の再生を使用者に勧告するようになってい
る。

【００２２】より詳しくは、図７以下のフローチャート
を参照するに、電源コードのプラグをコンセントに差し
込むと、マイコン９６の初期化（Ｓ２０１）が行われた
後、電源プラグが抜かれない限りＳ２０２〜Ｓ２０５の
処理が繰り返される。即ち、サーミスタ７０の出力が入
力されると共に流量センサ４４からの信号により流量が
演算され（Ｓ２０２）、表示操作部９４のスイッチ入力
が読み込まれ（Ｓ２０３）、表示パネルが駆動され（Ｓ
２０４）、図８および図９のフローチャートのルーチン
が周期的に実行される（Ｓ２０５）。

【００２３】図８および図９を参照するに、電源プラグ
差し込み後、使用者が水栓１６を開いて浄水器に通水す
ると、流量センサ４４からの信号により通水が検知され
（Ｓ３０１）、マイコン９６のメモリを利用して構成さ
れた積算通水量カウンタがインクレメントされる（Ｓ３
０２）。積算通水量が６０ｌになるまでは（Ｓ３０
３）、活性炭再生の勧告（Ｓ３１６）はスキップされ
る。

【００２４】予め設定された活性炭再生時刻が到来する
か（Ｓ３０４）、使用者が手動再生スイッチ１０８を押
すと（Ｓ３０５）、積算通水量がチェックされる（Ｓ３
０６）。積算通水量がゼロの場合には、カートリッジ３
４内に滞留水が存在しないおそれがあるので、カートリ
ッジ３４の空焚きを回避するため、ヒータ６０は作動さ
れない。

【００２５】積算通水量がゼロでない場合には、使用者
が誤って浄水器を使用するのを防止するため表示パネル
１０４に“再生中”または“準備中”などの使用禁止表
示をした後（Ｓ３０７）、ＳＳＲ９８が励磁され、ヒー
タ６０への通電が開始される（Ｓ３０８）。また、ヒー
タへの通電時間を計測するタイマーが始動され（Ｓ３０
９）、通電時間が監視される（Ｓ３１０）。ヒータへの
通電時間を監視するのは、通電開始後例えば２時間経っ
た時には、強制的に通電を終了させるためである。これ
により、サーミスタ７０の故障や断線などにより必要以
上にヒータに通電がなされるのが回避され、活性炭素繊
維の焼損を防止することができる。

【００２６】ヒータの作動により活性炭カートリッジ３
４は加熱され、カートリッジ３４内の滞留水は熱水とな
りやがて沸騰する。沸騰に伴い、カートリッジ３４内の
空気は追い出され、カートリッジ３４内には水蒸気が充
満する。従って、カートリッジ３４を加熱することによ
り活性炭素繊維エレメント５４が焼損することがない。
ヒータ６０の作動時には、感温切換え弁７８のワックス
が膨張し、感温切換え弁７８が切換わるので、カートリ
ッジ３４内に発生した熱水と水蒸気は排水ホース３０を
介して流し１２に排出される。熱水と水蒸気の作用によ
り、カートリッジ３４内の活性炭素繊維は煮沸滅菌され
ると共に、活性炭素繊維に吸着されたトリハロメンのよ
うな揮発性の物質や塩素イオンは脱着され、活性炭素繊
維が再生される。

【００２７】カートリッジ３４内の滞留水と活性炭素繊
維に含まれた水が蒸発し、活性炭の再生が完了すると、
カートリッジ３４の底部の温度が上昇する。サーミスタ
７０の信号に基づいて温度が例えば１２０℃を超えたこ
とが検知されると（Ｓ３１１）、ヒータ６０への通電は
終了される（Ｓ３１２）。温度が更に４０℃まで下がる
と（Ｓ３１３）、“READY”表示がなされ（Ｓ３１
４）、積算通水量カウンタがクリヤされる（Ｓ３１
５）。

【００２８】このようにして活性炭素繊維の再生が終了
すると、翌日の再生までの使用中に積算通水量が６０ｌ
を超過したときには（Ｓ３０３）、ブザー１１０による
警報と共に或いは警報なしで、液晶表示パネル１０４に
“再生必要”又は“手動再生スイッチを押して下さい”
などの点滅表示がなされ（Ｓ３１６）、使用者に活性炭
の再生を勧告する。

【００２９】以上には本発明の特定の実施例について記
載したが、本発明は斯る実施例に限定されるものではな
く、種々の設計変更を加えることができる。例えば、濾
過段３２は省略することができる。また、浄水器への通
水を遮断させる電磁弁を設け、活性炭再生後の積算通水
量が６０ｌを超えたときには強制的に通水を停止させて
もよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明の浄水器においては、活性炭素繊
維カートリッジ３４の空焚きが回避されるので、活性炭
素繊維の焼損を防止し寿命を延長させることができる。
従って、例えば約７年という長期間にわたってカートリ
ッジ３４を交換することなく浄水器を使用することがで
きる。

【００３１】また、活性炭再生後の積算通水量が所定値
を超えたときに活性炭素繊維の再生を使用者に勧告する
ようにした場合には、高度に浄化された浄水を供給する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の浄水器の使用例を示す斜視図
である。

【図２】図２は、図１に示した浄水器の分解斜視図であ
る。

【図３】図３は、図２に示した活性炭カートリッジの一
部切欠き断面図である。

【図４】図４は、図２に示した感温切換え弁の断面図で
ある。

【図５】図５は、図４に示した感温切換え弁の可動部の
斜視図である。

【図６】図６は、図２に示した浄水器の制御装置のブロ
ック図である。

【図７】図７は、図６に示した制御装置の動作を示すフ
ローチャートである。

【図８】図８は、図７の割り込みルーチンの詳細を示す
フローチャートである。

【図９】図９は、図８のフローチャートの続きである。

【符号の説明】

１０：浄水器３４：活性炭素繊維カートリッジ４４：流量センサ（通水検出手段）６０：ヒータ９０：制御手段９４／９０：報知手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西智寛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 (72)発明者平野綾子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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活性炭素繊維を容器に収容し、上水を活
性炭素繊維に接触させることにより上水を浄化し、加熱
手段によって容器を随時加熱することにより活性炭素繊
維を煮沸滅菌すると共に再生するようになった活性炭再
生式の浄水器において、前記容器への通水を検出する通水検出手段と、前記加熱
手段を制御する制御手段とを設け、前記制御手段は、設
定された活性炭再生時刻が到来した時、又は、使用者が
再生を指令した時において、予め容器に通水がなされて
いた場合にのみ、前記加熱手段を作動させることを特徴
とする活性炭再生式浄水器。
【請求項２】前記制御手段により制御される報知手段
を更に備え、前記制御手段は活性炭再生後の積算通水量
が所定値を超えた時には報知手段を作動させることによ
り活性炭の再生を使用者に勧告することを特徴とする請
求項１に基づく活性炭再生式浄水器。
【請求項３】前記制御手段は、加熱手段の作動開始後
所定時間が経過した時には加熱手段の作動を終了させる
ことを特徴とする請求項１又は２に基づく活性炭再生式
浄水器。
【請求項４】前記通水検出手段は浄水器に流れる水の
流量を検出する流量センサである請求項１から３のいづ
れかに基づく活性炭再生式浄水器。