JPH10459A - 浄水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、常時浄水作用を行わせるとともに
再生効果を高め、さらには再生時間を短縮することを目
的とする。 【解決手段】 それぞれ活性炭を収納するとともに該活
性炭を加熱再生する加熱再生手段５を備えた活性炭容器
１〜４を複数個並列に配設し、原水を複数個の活性炭容
器１〜４に切換え通水することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浄水器に関する。

【０００２】

【従来の技術】浄水器は、水道水等の原水から水をまず
くする臭気成分及び有害物質等を除去しておいしい水を
供給するためのものである。この機能を得るため、従来
の浄水器は、浄水材としてカルキ臭やカビ臭のような不
快な味、臭気を呈する物質と有機物を吸着する吸着材も
しくはこれらを酸化分解するオゾンや紫外線ランプ及び
触媒、さらには固形物を除去するフィルタ等の組み合わ
せにより構成されている。中でも、活性炭からなる吸着
材と中空糸膜からなるフィルタの組み合わせによるもの
が一般的である。この浄水器の性能を調べると、カルキ
臭の除去力は十分であるが、カビ臭、トリハロメタン
（以下、ＴＨＭと記す）の除去は初期のみで除去力は十
分ではなく浄水中に混入した状態で供給される。カビ臭
は味に大きく影響するため除去する必要があるが、現状
では困難である。またカビ臭のある水を飲用して健康に
害を及ぼすという報告は現在のところはない。一方、Ｔ
ＨＭは発ガン性の物質として認められ、水質基準でも
「健康に関連する２９項目」として注目されており、除
去する必要がある。しかし、従来の浄水器におけるＴＨ
Ｍの除去力は、上記のように、初期のみというのが現状
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
浄水器は、ＴＨＭ除去力が初期のみで、除去ライフがか
なり短く、ＴＨＭは浄水中に混入した状態で供給されて
しまう。これに対し、近時、活性炭を加熱再生すること
でＴＨＭ除去力を延長できるようにした浄水器が発売さ
れている。図６は、このような浄水器の概略構成を示し
ている。水道水が、原水入口２１から再生用ヒータ２２
の取り付けられた活性炭容器２３に入り、浄水出口２５
から放出されるようになっている。２６は蒸気及び排水
の出口である。活性炭容器２３の容器サイズは、直径７
０mm、高さ１００mm、内容積４００cc程度で、かなり大
きく形成され、４０ｇ程度の活性炭が収納されている。
再生用ヒータ２２は、１００Ｗ程度のワット数のものが
用いられている。そして、活性炭容器２３に、水道水を
６０Ｌ通水する毎に、手動で２時間再生用ヒータ２２に
通電して活性炭を１００℃以上に加熱し、再生を実施す
るか、もしくはタイマで１日１回３時間活性炭の加熱再
生を行うようにしている。成人１人の１日の飲料水摂取
量は２〜３Ｌと言われており、４人家族を想定すると１
家族の１日の使用量は１０Ｌ前後となる。また業界の傾
向も１日の使用量は１０〜３０Ｌとしているものが多
い。これに対し、この浄水器は、再生までの使用量を６
０Ｌに設定し、その分の水道水を処理するのに必要な量
の活性炭を単一の活性炭容器２３に搭載しているため、
上記のように、その活性炭容器２３のサイズは大型にな
っている。その結果、加熱再生時には、多量の蒸気が排
出されるという不具合があり、また多量に水道水を通水
してから加熱再生するため、活性炭の再生効果が低いと
いう問題点もあった。また活性炭を１００℃以上に加熱
するには、再生用ヒータ２２の容量が大きく電気代がか
かる。容器が大型のため活性炭が均一に加熱され難い、
熱伝達に時間がかかるため再生時間が長く再生開始から
再び使用できるまでに２時間以上の時間がかかり、その
間、通水が不可能で浄水器を使用できない等の問題点が
あった。また手動の場合は再生を忘れるおそれがあり、
自動の場合は停電などで通電が中断されるとタイマを再
設定しないと再生されないという問題点もあった。さら
に加熱再生の終了直後は活性炭の温度が高いため、活性
炭容器２３から出る水の温度が高いが、容積が大きい分
だけ排出される温水の量が多く、多量の捨て水を行うと
いう問題点もあった。さらに加熱が終了しても活性炭の
熱い間は脱離したＴＨＭを含有した水が活性炭容器２３
内に充満しており、通水と同時に放出されるおそれもあ
った。活性炭は長時間高温に保持されるため、脆化して
通水時に浄水中に流出し、フィルタを目詰まりさせるお
それがあるなどの問題点もあった。さらに浄水器はプラ
スチック材料を多く使用しているので長時間高温にさら
されると、これらに劣化が生じるおそれもあった。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、第１に常時浄水作用を行わせることができ、第２に
活性炭が均一に加熱されて再生効果が高く、第３に再生
時間を短縮することができ、第４に加熱再生時に排出さ
れる蒸気の量を少なくし、第５に加熱再生直後に温水が
排出されず、第６に加熱再生に伴う構成部品の劣化を抑
えることができる浄水器を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、原水を少なくとも活性炭を
用いて浄化する浄水器において、それぞれ前記活性炭を
収納するとともに該活性炭を加熱再生する加熱再生手段
を備えた活性炭容器を複数個並列に配設し、前記原水を
前記複数個の活性炭容器に切換え通水させるように構成
してなることを要旨とする。この構成により、活性炭容
器を複数個並列に配設し、原水を切換え通水させるよう
にしたことで、各活性炭容器の容器サイズを小型にし、
各活性炭容器に収納する活性炭量を少量にすることが可
能となる。これにより、加熱再生時には、熱伝達が速く
活性炭が短時間で均一に加熱されて再生時間を短縮する
ことが可能となり、また排出される蒸気の量を少なくす
ることが可能となる。さらに各活性炭容器に原水を所定
の少量通水させるたびに頻繁に加熱再生を実施すること
で、活性炭の再生効果を高めることが可能となり、また
再生終了後の活性炭容器に順次原水を切換え通水させる
ことで、常時浄水作用を行わせることが可能となる。

【０００６】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の浄水器において、原水を前記複数個の活性炭容器に切
換え通水させる原水切換え弁を有することを要旨とす
る。この構成により、複数個の活性炭容器の何れか１つ
に原水が確実に切換え通水されて常時浄水作用を行わせ
ることが可能となる。

【０００７】請求項３記載の発明は、上記請求項２記載
の浄水器において、前記原水切換え弁は、前記複数個の
活性炭容器のうち前記活性炭の温度が低い活性炭容器に
前記原水を通水させるように作動することを要旨とす
る。この構成により、加熱再生終了後の活性炭が収納さ
れた活性炭容器に順次原水が切換え通水されて浄水作用
が行われる。

【０００８】請求項４記載の発明は、上記請求項１記載
の浄水器において、前記活性炭容器のそれぞれには、前
記活性炭の温度を測定する温度測定手段を設けてなるこ
とを要旨とする。この構成により、活性炭の加熱再生の
確実な実行及び再生終了等の確認を行うことが可能とな
る。

【０００９】請求項５記載の発明は、上記請求項１記載
の浄水器において、前記活性炭容器のそれぞれに通水さ
せる前記原水の量を測定する積算流量計を有することを
要旨とする。この構成により、各活性炭容器における活
性炭の再生終了から次の加熱再生までの原水の通水量、
即ち、通水間隔が所定の一定量になるように正確に計量
される。

【００１０】請求項６記載の発明は、上記請求項５記載
の浄水器において、前記活性炭の加熱再生は、一定量の
前記原水の通水後に実施するように構成してなることを
要旨とする。この構成により、活性炭の加熱再生が所定
の通水間隔で確実に行われて活性炭の再生効果を高める
ことが可能となる。

【００１１】請求項７記載の発明は、上記請求項１記載
の浄水器において、前記活性炭の加熱再生の終了後に当
該活性炭を冷却する冷却手段を有することを要旨とす
る。この構成により、活性炭の加熱再生終了後の活性炭
容器に直ぐに原水を通水することが可能となって確実に
常時の使用が可能となる。また加熱再生の直後に温水が
排出されることがなく、さらに浄水器本体が長時間熱い
状態になることが抑えられて構成部品の劣化が防止され
る。

【００１２】請求項８記載の発明は、上記請求項１記載
の浄水器において、前記活性炭は、８〜１０Åの均一な
細孔半径を有することを要旨とする。この構成により、
原水中のトリハロメタンの除去力を高く保持することが
可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図５に基づいて説明する。まず、図１を用いて、浄
水器の構成を説明する。複数個の活性炭容器１〜４が並
列に配設されている。各活性炭容器１〜４には、収納さ
れた活性炭を加熱再生するための加熱再生手段としての
再生用ヒータ５及び活性炭の温度を測定するための温度
測定手段としての温度センサ６が備えられている。各活
性炭容器１〜４の容器サイズは、直径５０mm、高さ５０
mm、内容積は１００cc程度で、図６の従来技術における
活性炭容器の容器サイズに比べるとかなり小型に形成さ
れている。各活性炭容器１〜４には１０ｇ程度づつの少
量の活性炭が収納されている。各再生用ヒータ５は２０
Ｗ程度で従来技術の再生用ヒータと比べると１／５程度
のワット数のものが用いられている。原水である水道水
は、原水入口７から積算流量計８及び原水切換え手段と
しての原水切換え弁９を経て何れかの活性炭容器１〜４
に入り、共通のフィルタ１０を通って浄水出口１１から
放出されるようになっている。また積算流量計８を通っ
た水道水の一部は、給水弁１２を経て冷却水タンク１３
に貯水されるようになっている。給水弁１２には、冷却
水供給用のポンプ１４が並列接続されている。冷却水タ
ンク１３とポンプ１４により活性炭を冷却する冷却手段
が構成されている。冷却手段からの冷却水は冷却水切換
え弁１５により、何れかの活性炭容器１〜４に供給され
るようになっている。１６は蒸気及び排水の出口であ
る。

【００１４】上述のように構成された浄水器の作用を説
明する。水道水は原水入口７より入り、積算流量計８を
通り原水切換え弁９で接続された活性炭容器１〜４の何
れかの１つで処理され、フィルタ１０を通って浄水出口
１１から放出される。これと同時に積算流量計８を通っ
た水道水は、給水弁１２を経て冷却水タンク１３が一杯
になるまで貯水される。積算流量計８の積算値が一定
量、例えば３０Ｌに達すると、各活性炭容器１〜４にお
ける活性炭の温度が温度センサ６で測定され、活性炭が
最も低温の活性炭容器へと原水切換え弁９が接続され
る。同時にこれまで通水されて水道水処理が行われてい
た活性炭容器へ冷却水切換え弁１５が切り換え接続され
る。続いて、これまで稼動していた活性炭容器は、再生
用ヒータ５により加熱再生が開始される。この加熱再生
により、活性炭容器内に滞留していた水分及び活性炭に
吸着されていたＴＨＭが気化して蒸気及び排水の出口１
６から排出される。加熱再生が終了するとポンプ１４が
作動し、冷却水タンク１３内の水が供給されて再生され
た活性炭が冷却される。冷却後の水は蒸気及び排水の出
口１６から排出される。次に、原水切換え弁９で接続さ
れた活性炭容器が一定量の水道水を処理すると別の活性
炭容器で水道水が処理され、これまで稼動していた活性
炭容器は加熱再生、再生終了後に冷却という一連の動作
が順次繰り返される。

【００１５】次に、図２乃至図５を用いて、本実施の形
態の浄水器の作用、効果を、比較例としての図６に示し
た従来の浄水器と比較しながら、さらに具体的に説明す
る。容器サイズ及び再生間隔等の両者間の構成及び動作
等の差異を、次頁の表１にまとめて記す。

【００１６】再生間隔の比較：本実施の形態の浄水器
にＴＨＭ濃度６０ppb の原水を３Ｌ／min で通水し、次
の（イ）〜（ハ）の再生条件で加熱再生を実施してＴＨ
Ｍ除去率を求めた。（イ）３０Ｌ毎、１００℃、２０分
保持、（ロ）６０Ｌ毎、１００℃、２０分保持、（ハ）
再生なし。結果を図２に示す。この結果から、（イ）の
通水量３０Ｌ毎に加熱再生した場合は、１０００Ｌの通
水後でも、ＴＨＭ除去率は９０％以上を保持して殆ど低
下せず、他の条件よりも際立って優れている。したがっ
て、加熱再生は、少量通水するたびに頻繁に実施するの
がよい。

【００１７】活性炭の比較：本実施の形態の浄水器に
次の（イ）〜（ハ）の３種の活性炭を搭載し、ＴＨＭ濃
度６０ppb の原水を３Ｌ／min で通水し、加熱再生を実
施してＴＨＭ除去率を求めた。活性炭種類（イ）９Åの
均一な細孔半径の活性炭、（ロ）５Åの均一な細孔半径
の活性炭、（ハ）１５〜３０Åの細孔半径の活性炭。結
果を図３に示す。この結果から、（イ）の９Åの均一な
細孔半径の活性炭の場合は、１０００Ｌの通水後でも、
ＴＨＭ除去率は９０％以上を保持して殆ど低下せず、他
の細孔半径の活性炭の場合よりも際立って優れている。
したがって、ＴＨＭ除去は、９Åの均一な細孔半径の活
性炭が適する。なお、９±１Åの範囲の均一な細孔半径
の活性炭であれば、上記と同様の優れたＴＨＭ除去率が
得られる。

【００１８】

【表１】 本実施の形態の浄水器 従来の浄水器 容器サイズ（mm） 直径５０、高さ５０ 直径７０、高さ１００ 容器容積 （cc） １００ ４００ 容器個数 （個） ４ １ 活性炭量 （ｇ） １０ ４０ 細孔半径 （Å） ９ ９ ヒータ （Ｗ） ２０ １００ 冷却手段 有り なし 再生間隔 （Ｌ） ３０ ６０ 再生時間 昇温(min) ７ ２０ 保持(min) ２０ ７０ 冷却(min) ３ なし 使用不能時間 (min) ０ １２０ 浄水器本体の比較：表１に示した本実施の形態の浄水
器と従来の浄水器に、それぞれＴＨＭ濃度６０ppb の原
水を３Ｌ／min で通水し、加熱再生を実施してＴＨＭ除
去率を求めた。同時に活性炭の温度測定、その他細部の
比較を行った。再生条件は、（イ）本実施の形態の浄水
器については、３０Ｌ通水する毎に加熱再生。再生終了
後に冷却手段が作動。この間、原水切換え弁９が作動し
て別の活性炭容器に原水が通水される。（ロ）従来の浄
水器については、６０Ｌ通水する毎に加熱再生。この
間、原水の通水は不可能。比較結果について、図４に通
水量に対するＴＨＭ除去率の変化を示し、図５に再生時
における活性炭の温度変化を示す。この結果から、１０
０００リットルの通水時点におけるＴＨＭ除去率は、従
来の浄水器では６０％まで低下しているのに対し、本実
施の形態の浄水器では９０％以上を保持して低下率が極
めて少ない。したがって、活性炭の加熱再生は少量通水
するたびに頻繁に実施するのがよい。また、活性炭容器
が単一の従来の浄水器では、加熱再生の開始から再び使
用できるまでに２時間以上の時間がかかる。この間、原
水の通水は不可能で、浄水器を使用することはできなか
った。さらに、この間、多量の蒸気が排出されるという
不具合があったし、加熱終了後も自然に冷却されるま
で、しばらく浄水器本体も高温になっていた。通常、浄
水器はプラスチック材料を多く使用しているので、あま
り高温で長時間放置されるのは劣化が生じやすくなり、
好ましくない。また活性炭も高温で脆化するおそれがあ
る。万が一脆化すると、通水時の圧力で粉砕され、フィ
ルタを目詰まりさせるおそれがある。これに対し、本実
施の形態の浄水器は、活性炭容器が小型のため、加熱再
生開始後５分ほどで１００℃以上に達し、そのまま２０
分間維持するが、加熱が終了すると即座に冷却されて常
温に戻る。そのため、浄水器本体が長時間熱い状態にな
ることはなく、構成材料の熱による劣化は従来の浄水器
に比べ起こりにくいし、直ぐに通水可能にもなる。また
本実施の形態の浄水器では、１つの活性炭容器が加熱再
生中の場合は別の活性炭容器に通水されるため、冷却機
能がなくても常時使用可能である。加熱再生中の排出蒸
気量も活性炭容器が小型のため、従来の浄水器に比べ少
なかった。次に、再生終了直後に原水の通水を開始する
と、従来の浄水器では排水の出口から約２Ｌの捨て水が
排出された。この間の３０秒は浄水を必要としても浄水
出口から浄水は放出されないので待たなくてはならなか
った。これに対し、本実施の形態の浄水器では、再生終
了直後に冷却水で活性炭を冷やすが、活性炭容器が小型
のため、排水量が０．５Ｌ程度の少量で済む。またユー
ザが知らない間に自動で排水されるので、無駄に感じな
いというメリットがある。さらに飲用を目的として蛇口
を開栓したときには待たずに、即浄水が供給されるので
極めて便利である。次いで、加熱再生コストを比較する
と、従来の浄水器では１００Ｗのヒータに９０分間通電
する。これに対し、本実施の形態の浄水器では２０Ｗの
ヒータに２７分間通電するので、１回の加熱再生にかか
る電気代は１／２０程度に安価になる。以上のように、
本実施の形態の浄水器は、活性炭容器を小型化し複数化
することで、従来の浄水器における多くの問題点が改善
できて極めて有効である。

【００１９】

【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、それぞれ活性炭を収納するとともに該活性
炭を加熱再生する加熱再生手段を備えた活性炭容器を複
数個並列に配設し、原水を前記複数個の活性炭容器に切
換え通水させるように構成したため、各活性炭容器の容
器サイズの小型化とともに各活性炭容器に収納する活性
炭量を少量にすることができて、加熱再生時には、熱伝
達が速く活性炭が短時間で均一に加熱されて再生時間を
短縮することができ、また排出される蒸気の量を少なく
することができる。さらに各活性炭容器に原水を所定の
少量通水させるたびに頻繁に加熱再生を実施すること
で、活性炭の再生効果を高めることができ、また再生終
了後の活性炭容器に順次原水を切換え通水させること
で、常時浄水作用を行わせることができる。

【００２０】請求項２記載の発明によれば、原水を前記
複数個の活性炭容器に切換え通水させる原水切換え弁を
具備させたため、複数個の活性炭容器の何れか１つに原
水を確実に切換え通水して常時浄水作用を行わせること
ができる。

【００２１】請求項３記載の発明によれば、前記原水切
換え弁は、前記複数個の活性炭容器のうち前記活性炭の
温度が低い活性炭容器に前記原水が通水するように作動
させたため、加熱再生終了後の活性炭が収納された活性
炭容器に順次原水が切換え通水されて常時確実な浄化作
用を行わせることができる。

【００２２】請求項４記載の発明によれば、前記活性炭
容器のそれぞれには、前記活性炭の温度を測定する温度
測定手段を設けたため、活性炭の加熱再生の確実な実行
及び再生終了等の確認を行うことができる。

【００２３】請求項５記載の発明によれば、前記活性炭
容器のそれぞれに通水させる前記原水の量を測定する積
算流量計を具備させたため、各活性炭容器における活性
炭の再生終了から次の加熱再生までの原水の通水量、即
ち、通水間隔が所定の一定量になるように正確に計量す
ることができる。

【００２４】請求項６記載の発明によれば、前記活性炭
の加熱再生は、一定量の前記原水の通水後に実施するよ
うにしたため、活性炭の加熱再生が所定の通水間隔で確
実に行われて活性炭の再生効果を高めることができる。

【００２５】請求項７記載の発明によれば、前記活性炭
の加熱再生の終了後に当該活性炭を冷却する冷却手段を
具備させたため、活性炭の加熱再生終了後の活性炭容器
に直ぐに原水を通水することができて確実に常時の浄水
使用が可能となる。また加熱再生の直後に温水が排出さ
れず、さらには浄水器本体が長時間熱い状態になること
が抑えられて構成部品の劣化を防止することができる。

【００２６】請求項８記載の発明によれば、前記活性炭
は、８〜１０Åの均一な細孔半径を有するようにしたた
め、原水中のトリハロメタンの除去力を高く保持するこ
とができて、常時の浄水作用を確実に行わせることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る浄水器の実施の形態を示すブロッ
ク構成図である。

【図２】上記実施の形態において再生間隔の差異に基づ
く通水量に対するＴＨＭ除去率の変化を示す図である。

【図３】上記実施の形態において活性炭の細孔半径の差
異に基づく通水量に対するＴＨＭ除去率の変化を示す図
である。

【図４】上記実施の形態における通水量に対するＴＨＭ
除去率の変化を従来の浄水器におけるそれと比較して示
す図である。

【図５】上記実施の形態における加熱再生時の活性炭の
温度変化を従来の浄水器におけるそれと比較して示す図
である。

【図６】従来の浄水器のブロック構成図である。

【符号の説明】 １〜４ 活性炭容器 ５ 再生用ヒータ（加熱再生手段） ６ 温度センサ（温度測定手段） ８ 積算流量計 ９ 原水切換え弁 １３ 冷却水タンク １４ 冷却水タンクとともに冷却手段を構成するポンプ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原水を少なくとも活性炭を用いて浄化す
   る浄水器において、それぞれ前記活性炭を収納するとと
   もに該活性炭を加熱再生する加熱再生手段を備えた活性
   炭容器を複数個並列に配設し、前記原水を前記複数個の
   活性炭容器に切換え通水させるように構成してなること
   を特徴とする浄水器。
2. 【請求項２】 原水を前記複数個の活性炭容器に切換え
   通水させる原水切換え弁を有することを特徴とする請求
   項１記載の浄水器。
3. 【請求項３】 前記原水切換え弁は、前記複数個の活性
   炭容器のうち前記活性炭の温度が低い活性炭容器に前記
   原水を通水させるように作動することを特徴とする請求
   項２記載の浄水器。
4. 【請求項４】 前記活性炭容器のそれぞれには、前記活
   性炭の温度を測定する温度測定手段を設けてなることを
   特徴とする請求項１記載の浄水器。
5. 【請求項５】 前記活性炭容器のそれぞれに通水させる
   前記原水の量を測定する積算流量計を有することを特徴
   とする請求項１記載の浄水器。
6. 【請求項６】 前記活性炭の加熱再生は、一定量の前記
   原水の通水後に実施するように構成してなることを特徴
   とする請求項５記載の浄水器。
7. 【請求項７】 前記活性炭の加熱再生の終了後に当該活
   性炭を冷却する冷却手段を有することを特徴とする請求
   項１記載の浄水器。
8. 【請求項８】 前記活性炭は、８〜１０Åの均一な細孔
   半径を有することを特徴とする請求項１記載の浄水器。