JPH08229544A - 再生機能付き浄水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】吸気器の性能の低下を招くことなく、脱離ガス
等を吸引するのに必要な負圧を安定して確保し、浄水槽
内の流体排出を円滑に行える浄水器を提供する。 【構成】浄水装置の排水回路途中に排水管路開閉装置を
設置し、該装置内部に付勢手段及び原水の水圧によって
摺動する摺動子を収容し、これにより排水管の連通及び
遮断を行うこととし、その下流に設けた吸気器による排
水性能の低下を防止し、浄水装置内の吸着剤の再生処理
時に発生する脱離ガス等を吸引廃棄するのに必要な負圧
を安定的に確保することのできる再生機能付き浄水器を
提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水道水などの原水に含
まれる一般雑菌、異臭、有機塩素化合物等の有害物質を
吸着剤により浄化処理した後、該吸着剤を再生して吸着
能力の低下を防止する再生機能付き浄水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、水道水等の飲料用水を浄化殺菌処
理するために用いられる塩素が、その処理過程において
原水中の他の有機物と結合して、クロロホルム、ブロモ
ジクロロメタン等のトリハロメタンに変化することが知
られている。このトリハロメタンは発ガン性や催奇形性
を招く有害物質であり、問題視されている。また、水道
水等には、微量ながらも一般雑菌、臭気及び色素なども
含まれている。

【０００３】このため、飲料用水の浄水器においては、
一般に浄水器内に配置された活性炭等の吸着剤を収容し
た浄水用フィルターによって、水道水や地下水等の原水
に含まれる残留塩素成分、臭気、色素等を吸着除去して
いる。

【０００４】ところが上記吸着剤は経時的使用により吸
着除去能力が低下する。中には、活性炭内部に細菌や微
生物が繁殖することにより装置寿命の低下を招く場合も
ある。そこで、従来は吸着剤をヒータ加熱や通電加熱し
て、吸着剤内部に繁殖した細菌を殺菌除去したり、さら
に吸着した有害物質を脱離させたりして吸着剤の再生を
図ることにより、浄化効率の向上、装置のメンテナンス
や保全に対応している。具体的には、特開平２−９０９
８８号公報に示すように、活性炭等の吸着剤を収容する
カートリッジの活性炭充填部に複数個の電極を挿入し、
この電極間に電圧を印加することにより活性炭を通電加
熱し、かかる通電時に生じたジュール熱によって吸着剤
に吸着された一般雑菌などの有害物質を殺菌させる充填
型活性炭を使用した電圧印加式浄水器が知られている。

【０００５】また出願人は、特願平５−１６９０１９号
により繊維状活性炭を吸着剤として用いた浄水器を提案
している。図６を用いて従来例に係る浄水器について説
明する。

【０００６】浄水器１は、原水供給源から供給される水
道水などの原水を給水管１２によって浄化水槽２下部の
原水導入口３を介して浄化水槽２内に導入し、水槽内に
設置した導電性の活性炭等から成る吸着部４に原水を接
触させて浄化するものである。浄化された浄水は、水槽
の出口側に設けた浄水管９から取り出されて使用に供さ
れる。一方、給水管１２の管路途中からは排水管１３が
分岐しており、浄化水槽２内の貯留水を必要に応じて一
時排水できるようになっている。

【０００７】また、吸着部４の軸線方向の上下端面に
は、陰陽一対からなるドーナッツ状円盤形の第１、第２
電極５Ａ、５Ｂが接合されており、電源１０に接続する
電極端子８ａ，８ｂにより前記電極に電圧を印加するこ
とにより吸着部４を加熱している。

【０００８】ここで、排水管１３には上流側から順に逆
止弁１７、吸気器１６、そして排水弁１５が設けられて
おり、吸着部４を再生する際は給水管１２に設けられた
給水弁１４を閉じ、かつ、排水管１３に設置した排水弁
１５を開けて浄化水槽内全域に貯留した原水を排水管１
３を通じて外部に排水する。なお、吸気器１６は、アス
ピレータとも呼ばれ、吸気器内の流路を通過する流体の
水流で負圧を発生させ、これを利用して空気や気体を吸
引する器具である。

【０００９】つまり、従来の浄水器は浄化水槽内の貯留
水を排水する際に、電極５Ａ，５Ｂに電圧を印加して吸
着部４を加熱しこれに付着した吸着物質を脱離させ、前
記排水管１３から脱離ガスとして大気中等に放出する構
成としている。この場合に、前記吸気器１６などの吸引
手段を排水管１３途中に設け、かつ、吸気器の下流側に
排水弁を設置し吸気器を通過する水量を調整しつつ浄化
水槽内に負圧を発生させ、浄化水槽内の脱離ガス等の吸
引排出を促進させている。なお、脱離ガスを外部に排出
する際に、浄水管９から分岐した外気導入管９ａにより
外気を浄化水槽内に導入して脱離ガスの排出を円滑に行
っている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の浄水
器の脱離ガス等の排出処理では、排水管の吸気器下流側
に排水弁を設け、吸気器を通過する原水流量等の調整を
行っていたため以下の様な新たな問題が生じた。

【００１１】（１）吸気器を通過した原水は、その下流
に設置さた排水弁により流量調整されている。このた
め、排水弁の開度を絞った場合などには該排水弁の上下
流域で水圧差が生じ、吸気器の出口側で圧力損失を発生
させていた。かかる圧力損失が増大すると吸気器を通過
する原水の流量が減少するため、浄水槽内の脱離ガス等
を吸引するための安定した空気の流れを形成するのに必
要な負圧が得られない。したがって、脱離ガス等の排出
が不十分となり、吸着部の再生処理が十分に行われない
結果を招いていた。

【００１２】（２）前記圧力損失を減少させ脱離ガス等
を吸引するのに必要な負圧を確保するため、排水管の管
経を大きくしたり、排水管を延長したり等排水管の構造
を変更することが考えられる。しかし、かかる構造の変
更は浄水器の大型化を招く結果となり限界があった。

【００１３】以上の様に、本発明の目的は、吸気器の性
能の低下を招くことなく、脱離ガス等を吸引するのに必
要な負圧を安定して確保し、浄水槽内の流体排出を円滑
に行うことができる信頼性の高い再生機能付き浄水器を
提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による再生機能付き浄水器は、水道水などの
原水を給水管によって浄水槽内に導入し、該浄水槽内に
収納した吸着部に原水を接触させて浄化して、その浄水
を浄水槽の出口側に設けた浄水管から取り出して使用に
供するもので、浄水槽の経時的使用により吸着能力が低
下した吸着部を加熱することによって再生を図り、浄水
槽内全域に貯留した原水を排水管から排水し吸着部に付
着した吸着成分を脱離して再生する浄水装置であって、
排水管の管路途中に吸気器を接続し、かつ、該吸気器を
バイパス管によって給水管に備えた給水弁の入口側に接
続してバイパス管に連通させ、吸着部から吸着成分を脱
離させた後、給水弁を閉じて原水を給水管から排水バイ
パス管を経由して吸気器内を通過させ、このときの水流
で浄水槽内を負圧化して空気の流れを形成し、浄水槽内
の脱離ガス等を排水管から大気放出する浄水装置におい
て、前記排水バイパス管の吸気器入口側に排水弁を設
け、さらに前記排水管の吸気器入口側に排水管路開閉装
置を設置した構成としている。

【００１５】また、その請求項２に記載の発明は、排水
管路開閉装置が、排水管路に連通し軸線方向で対向する
上下一対の接続口を備えたケーシングと、該ケーシング
内に収容され排水管路を連通及び遮断する連通路を有す
る摺動子と、ケーシングによって区画形成され前記摺動
子が摺動可能な摺動室とから成り、該摺動室内には摺動
子を挟んで一端側に形成される第一空間と、他端側に形
成される第二空間とを備え、前記第一空間には給水管の
給水弁下流側から分岐して第一空間内に原水を供給する
給水バイパス管が接続され、前記第二空間内には、前記
摺動子を第一空間方向に付勢する付勢手段が収容された
構成となっており、この構成により、第一空間内の水圧
力及び前記付勢手段の付勢力との差によって、前記摺動
子を摺動室内で摺動させ、連通路と排水管路とを軸線方
向で合致させて連通させたり、或いは軸線方向でずらし
て排水管路を遮断するようにしている。

【００１６】さらに、請求項３に記載の発明では、前記
付勢手段として、排水バイパス管の吸気器入口側或いは
前記排水管の吸気器出口側と前記第二空間とを接続する
排水導入管によって第二空間内に導入された原水を利用
した構成としている。

【００１７】

【作用】排水弁を吸気器の出口側に設置せず、排水管の
吸気器下流側を開放端としたため吸気器下流側で圧力損
失が生じることがなく、吸気器内の安定した水流を確保
できる。また、排水弁を排水バイパス管の吸気器上流側
に設けているため、吸気器へ流入する原水の制御が可能
となる。

【００１８】排水管の吸気器上流側に排水管路開閉装置
を設置し排水管の開閉制御を行うたため、浄水器の通常
使用時、即ち、原水の浄化処理時に排水管路内に原水が
流入することがなく、さらに吸気器から流出するのを防
止できる。

【００１９】第一空間内に導入した水圧力及び第二空間
内に収容された付勢手段の付勢力との差によって排水管
路の連通及び遮断制御を行っているため、原水の給水操
作に同期した制御ができる。

【００２０】また、前記付勢手段に排水バイパス管から
導入した原水を利用したため、連通及び遮断の双方の制
御が原水の給水操作に同期して行えるとともに、付勢手
段を駆動するための特別の装置を必要としない。

【００２１】

【実施例】以下、図１乃至図５を参照して本発明による
再生機能付き浄水装置について説明する。尚、浄水装置
の内部構造は従来例のそれと同一のため説明を省略す
る。図１は、本発明に係る浄水装置の給排水回路を示す
概念図である。同図において、原水供給源３０から流出
した原水は給水管１２によって浄水装置１に運ばれ、原
水導入口３から浄水装置１内に流入し浄水処理された
後、浄水管９によって、例えば水道の蛇口などの浄水注
出口（図示せず）まで運ばれ使用に供される。

【００２２】給水管１２には、原水供給源側から順に、
電磁制御弁からなる給水弁１４及び逆止弁１８が設置さ
れており、それぞれ給水量の調整や逆流の防止を図って
いる。 給水管１２の給水弁１４と原水導入口３との間
には、第一管路分岐部１３ａが設けられ、ここから排水
管１３が分岐している。排水管１３には第一管路分岐部
１３ａから下流側に向かって順に排水管路開閉装置２
０、逆止弁１７及び吸気器１６が設置されている。

【００２３】給水管１２に設けられた給水弁１４と前記
第一管路分岐部１３ａとの間には、第二管路分岐部１２
ａが設けられており、ここから排水管路開閉装置２０へ
と通ずる給水バイパス管２１が分岐している。さらに、
給水弁１４の上流側には第三管路分岐部２２ａが設けら
れ排水バイパス管２２が分岐しており、前記吸気器１６
を介して排水管１３に接続している。該排水バイパス管
２２の吸気器１６の入口側には吸気器に送られる原水の
流量調整を行う電磁制御弁からなる排水弁１５が設けら
れている。

【００２４】次にかかる構成による給排水回路について
説明する。

【００２５】図１（ａ）は通常の通水工程、即ち、原水
を浄水装置１内に導入して吸着部に接触させ、浄化を行
う浄水処理時の回路を示す。同図では、給水弁１４が開
けられ同時に排水弁１５は閉じられている。このため、
原水は給水管１２内を浄水装置１の原水導入口３に向か
って流れ、排水バイパス管２２には流れない。また、原
水の一部は第二管路分岐部１２ａから給水バイパス管２
１内に流れ込み、後述する排水管路開閉装置２０の第一
空間内へ導入され、排水管路を遮断する様に作用する。
このため、通常の通水工程において給水管１２内を原水
導入口３に向かって流れる原水の一部が第一管路分岐部
１３ａから排水管１３へ流入しても、排水管路開閉装置
２０によって遮断され、これ以上排水管路内を進むこと
ができないことになる。

【００２６】次に図１（ｂ）は、前記通水工程が終了し
浄水装置１の吸着部を加熱して吸着物質を吸着部から脱
離する再生工程を示している。同図では図１（ａ）の場
合とは逆に、給水弁１４は閉じられ排水弁１５が開けら
れている。このため原水は給水管１２内へは流入せず排
水バイパス管２２へと流入し、吸気器１６を通過した後
排水管１３を介して外部に廃棄される。また、この回路
では排水管路開閉装置２０によって排水管１３が連通可
能に制御されており、浄水装置１、原水導入口３、排水
管１３及び吸気器１６は連通した状態になっている。こ
のため、原水が吸気器１６内を通過する際に発生した負
圧により、連通状態にある前記空間内に浄水装置１内か
ら排水管１３の出口方向に向かって空気流が発生する。
この空気流と共に吸着部から脱離した物質も一緒に外部
に排出される。この場合、排水管１３の吸気器１６出口
側には従来のような弁装置が設けられておらず開放され
ていることから、吸気器１６を通過した原水は抵抗を受
けることなく排水されるため、吸気器の出口付近で圧力
損失を生ずることがない。このため、吸気器１６を通過
する原水の量は常に一定量を保ち、吸気器１６によって
生ずる負圧、ひいては発生する空気流も変動することが
なく安定した脱離物質の排出が可能となる。なお、本明
細書の説明中「上流側・下流側」の語は、水或いは脱離
ガスの流れ方向を基準として用いられる。また、「管
路」の語は、配管内の流路を意味するものである。

【００２７】次に、図２をも参照して本発明に係る排水
管路開閉装置２０の構造について説明する。図２（ａ）
は通水工程における排水管路開閉装置２０の操作状態を
示す断面概念図、同（ｂ）は再生工程における排水管路
開閉装置２０の操作状態を示す断面概念図である。

【００２８】同図において、２０ａは排水管路途中に連
結された内部が中空の略円筒形状のケーシングである。
ケーシング２０ａには、軸線方向で対向する上下一対の
連通口４４ａ，４４ｂが設けられ、それぞれ排水管１３
に連結している。ケーシング２０ａにより区画形成され
た摺動室５０には、摺動子４３が該室内を摺動可能に収
容されている。また、摺動子４３には、前記上下連通口
４４ａ，４４ｂに軸線方向で一致して両連通口及び排水
管路１３を連通する連通路４４が穿設されている。

【００２９】ケーシング２０ａの内壁側には、前記摺動
子４３の摺動を円滑に行うための案内レール２０ｂが設
けられている。これにより、摺動子４３が摺動室５０内
の摺動を繰り返すことによって、前記上下の連通口４４
ａ，４４ｂが連通路４４と向き合ったときは排水管１３
が連通することになり、また摺動子が移動して上下各連
通口から連通路４４が離れると両連通口が摺動子４３に
よって塞がれ排水管１３の連通が遮断される。

【００３０】摺動室５０内には摺動子４３を挟んで一端
側に区画される第一空間４５と、他端側に区画される第
二空間４６とが形成され、摺動子４３の移動につれてそ
の空間の容積を増減させている。

【００３１】前記第一空間４５に面したケーシングの一
面には、給水管１２の管路途中の第二管路分岐部１２ａ
から分岐した給水バイパス管２１と接続する給水バイパ
ス管接続口４０が開口している。これにより、給水弁１
４が開いている時には第一空間４５内に原水が導入さ
れ、導入された原水の水圧により摺動子４３を第二空間
４６方向へ付勢する。一方、第二空間４６内或いはその
近傍には、鉄心４８とソレノイド４９で構成された電磁
アクチュエータから成る付勢手段４７が設置されてお
り、前記摺動子４３を第一空間方向に付勢している。

【００３２】なお、前記実施例では付勢手段に電磁アク
チュエータを使用したが、所定の弾性係数を有するバネ
を用いてもよい。この場合には、バネの一端は摺動子４
３の一面に接合させ、他端はケーシング２０ａの一面に
組み込まれた調整ネジによりその弾性力を調整できるよ
うにするとよい。

【００３３】この構成により、第一空間４５内に流入し
た原水の水圧力と前記付勢手段の付勢力との差によって
摺動子４３を摺動室内で摺動させ、前述したように連通
路４４と排水管路とを軸線方向で合致させて連通させた
り、或いは軸線方向でずらして排水管路を遮断するよう
にしている。具体的には、付勢手段４７の付勢力を第一
空間内の水圧より小さくなる様に予め調整しておく。第
一空間内に原水が流入した場合は、摺動子４３は水圧に
より第二空間４６方向へ移動して排水管路を遮断する。
逆に給水弁１４が閉じられ第一空間への原水の導入が止
むと、今度は付勢手段４７の付勢力により摺動子４３が
第一空間方向に移動して排水管路を連通する。

【００３４】次に図３乃至図５を参照して前記付勢手段
に原水の水圧を利用した実施例について説明する。

【００３５】図３は本発明に係る排水管路開閉装置２０
を備えた浄水装置の給排水回路を示す概念図でり基本的
には図１と同様である。従って、図１の回路図と同一部
分については説明を省略する。図４は、浄水装置の通水
工程から再生工程に至るときの排水管路開閉装置２０の
摺動子４３の移動状態を示す断面図であり、（ａ）は通
水工程、（ｂ）は通水工程から再生工程への移行途中、
（ｃ）は再生工程のそれぞれの状態を表している。ま
た、図５（ａ）は図４（ａ）のＡＡ線断面図、図５
（ｂ）は図４（ｂ）のＢＢ線断面図、図５（ｃ）は図４
（ｃ）のＣＣ線断面図、図５（ｄ）は図４（ｃ）のＤＤ
線断面図をそれぞれ示す。

【００３６】図３において、（ａ）は通常の通水工程
を、（ｂ）は再生工程における回路をそれぞれ示してい
る。図中、３１は排水バイパス管２２の吸気器１６の入
口側と前記排水管路開閉装置２０の第二空間４６とを接
続する排水導入管である。図４に示すように、該第二空
間４６に面したケーシング２０ａの一面には前記排水導
入管３１と接続する排水導入管接続口４２が開口してい
る。尚、該第二空間内には第一の実施例に示す様な付勢
手段は設けられておらず、第一空間と同様に中空状態と
なっている。

【００３７】これにより、通水工程が終了した後再生工
程に入り、給水弁１４が閉じられ排水弁１５が開けられ
ると、排水バイパス管２２に流入した原水の一部が排水
導入管３１に流入し、前記接続口４２から第二空間４６
内に入る。このとき、給水弁１４は閉じられており第一
空間４５内に原水は流入しないため、第二空間４６内に
流入した原水の水圧により摺動子４３は第一空間方向へ
付勢され移動する。摺動子４３が第一空間内いっぱいに
移動すると、連通路４４が上下連通口４４ａ，４４ｂに
軸線方向で合致し排水管路が連通する。したがって、第
一の実施例と同様に、吸気器１６によって発生した負圧
により連通状態にある浄水装置から排水管へ向かって空
気流が生じ、この空気流と共に吸着部から脱離した物質
も一緒に外部に排出される。

【００３８】この様に、摺動子４３を摺動させる付勢手
段として原水の水圧を利用することとしたため、特別の
駆動装置や制御回路を必要とせず簡単な構造にでき、応
答性や信頼性が向上する。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、吸気器の出口側で圧力損失を生じることが
ないため、浄水装置内の脱離ガス等を吸引するための安
定した空気の流れを形成することができるため、脱離ガ
ス等の十分な排出が可能となる。 また、請求項２に記
載の発明によれば、浄水装置の再生工程時の排水管路の
連通及び遮断操作を給水管から導入した原水の一部を利
用しているため応答性に優れ、また排水管の構造上の制
約が少ない利便性の高い浄水装置を提供できる。

【００４０】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
前記排水管路の連通及び遮断操作をすべて原水を利用し
ているため応答性並びに利便性に優れている上、簡単な
構造により浄水装置内の流体の排出を円滑に行うことが
できる信頼性の高い再生機能付き浄水装置を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る浄水装置の給排水回
路の概念図

【図２】本発明の第１実施例に係る給排水回路に設置さ
れた排水管路開閉装置の断面図

【図３】本発明の第２の実施例に係る浄水装置の給排水
回路の概念図

【図４】本発明の第２実施例に係る給排水回路に設置さ
れた排水管路開閉装置の断面図

【図５】本発明の第２実施例に係る給排水回路に設置さ
れた排水管路開閉装置の断面図

【図６】従来例に係る浄水装置及び給排水回路

【符号の説明】

１…浄水装置、３…原水導入管、９…浄水管、１２…給
水管、１２ａ，１３ａ，２２ａ…管路分岐部、１３…排
水管、１５…排水弁、１６…吸気器、１７，１８…逆止
弁、２１，２２…バイパス管、２０…排水管路開閉装
置、２０ａ…ケーシング、３０…原水供給源、３１…排
水導入管、２０ｂ…案内レール、４０…給水バイパス管
接続口、４２…排水導入管接続口、４３…摺動子、４４
…連通路、４４ａ，４４ｂ…連通口、４５…第一空間、
４６…第二空間、４７…付勢手段、４８…鉄心、４９…
ソレノイド、５０…摺動室、

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【手続補正書】

【提出日】平成７年６月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水道水などの原水を給水管によって浄水槽
   内に導入し、該浄水槽内に収納した吸着部に原水を接触
   させて浄化処理して、その浄水を浄水槽の出口側に設け
   た浄水管から取り出して使用に供するもので、浄水槽の
   経時的使用により吸着能力が低下した吸着部を加熱する
   ことによって再生を図り、浄水槽内全域に貯留した原水
   を排水管から排水し吸着部に付着した吸着成分を脱離し
   て再生する浄水装置であって、排水管の管路途中に吸気
   器を接続し、かつ、該吸気器をバイパス管によって給水
   管に備えた給水弁の入口側に接続してバイパス管に連通
   させ、吸着部から吸着成分を脱離させた後、給水弁を閉
   じて原水を給水管からバイパス管を経由して吸気器内を
   通過させ、このときの水流で浄水槽内を負圧化して空気
   の流れを形成し、浄水槽内の脱離ガス等を排水管から大
   気放出する浄水装置において、 前記バイパス管の吸気器入口側に排水弁を設け、 前記排水管の吸気器入口側に排水管路開閉装置を設置し
   た、ことを特徴とする再生機能付き浄水装置。
2. 【請求項２】前記排水管路開閉装置は、排水管路に連通
   し軸線方向で対向する上下一対の接続口を備えたケーシ
   ングと、該ケーシング内に収容され排水管路を連通及び
   遮断する連通路を有する摺動子と、ケーシングによって
   区画形成され前記摺動子が摺動可能な摺動室とから成
   り、 該摺動室内には摺動子を挟んで一端側に形成される第一
   空間と、他端側に形成される第二空間とを備え、 前記第一空間には給水管の給水弁下流側から分岐して第
   一空間内に原水を供給する給水バイパス管が接続され、 前記第二空間内には、前記摺動子を第一空間方向に付勢
   する付勢手段が収容されており、 第一空間内の水圧力及び前記付勢手段の付勢力との差に
   よって、前記摺動子を摺動室内で摺動させ、連通路と排
   水管路とを軸線方向で合致させて連通させたり、或いは
   軸線方向でずらして排水管路を遮断する、 ことを特徴とする請求項１に記載の再生機能付き浄水装
   置。
3. 【請求項３】前記付勢手段が、バイパス管の吸気器入口
   側と前記第二空間とを接続する導入管によって第二空間
   内に導入された原水である、 ことを特徴とする請求項２に記載の再生機能付き浄水装
   置。