JPWO2010007696A1

JPWO2010007696A1 - 浄水装置

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Publication number: JPWO2010007696A1
Application number: JP2010520729A
Authority: JP
Inventors: 生田　一誠; 一誠生田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2012-01-05
Also published as: WO2010007696A1

Abstract

濾過手段で濾過された濾過水に含まれている雑菌を除去する雑菌分離手段、雑菌分離手段に接続されかつ該雑菌分離手段で処理された処理清水を通過させて該処理清水にミネラル成分を加味するミネラル水生成手段、該ミネラル水生成手段の再生時に機体に設けた制御部からの制御信号により配管中に設けた第１切換え弁を切り換えると共にミネラル水生成手段を加熱させてミネラル水生成手段に内装されたミネラル剤を煮沸する煮沸手段、また雑菌分離手段の再生時に制御部からの制御信号により配管中に設けた第２切換え弁を切り換えると共に雑菌分離手段に分離膜再生溶液を所定時間循環させて雑菌分離手段を洗浄する膜再生手段とから成り、ミネラル水生成手段及び雑菌分離手段の両方を制御部の制御により自動的にかつより良く再生することができる浄水装置。

Description

本発明は、水道水、貯水槽、湖水、海水、井戸水等の給水源から得た給水を「ミネラルを含んだ美味しい飲み水」にすることができる浄水装置に関する。

特許文献１の発明の課題は、有害物質の除去や雑菌の繁殖防止だけでなく、水においしさを付加することができる浄水装置を提供することである。特許文献１に記載の浄水装置１は、水中の有害物質や臭い成分等の不純物を吸着除去する活性炭処理槽６と、水中で雑菌が繁殖することを防止するための塩素剤を注入する塩素剤注入装置７と、粒度調整を行ったミネラル剤を充填し、かつ水中にミネラル分を添加するミネラル添加槽８とを備えている（符号は公報記載のもの）。そして、前記ミネラル剤として、炭酸カルシウムを主成分（約90％）とする風化造礁サンゴを適宜に粒度調整して用いる旨が記載されている（段落００１１）。この特許文献１の問題点は、水の経路中に活性炭処理槽６とミネラル添加槽８とをそれぞれ別個・独立に配設するので、層が増えることである。

特許文献２には、「麦飯石は、水溶液中の金属イオン及び水素イオンをイオン結合により除去する作用を有する旨」が記載されている。付言すると、特許文献２には、麦飯石は、水溶液中の重金属イオン又は水素イオンをイオン結合により麦飯石の表面に吸着する吸着作用を有するので、水溶液を浄化するために有効である旨が記載さていれる。しかしながら、該特許文献２には、一つの層に麦飯石と共にミネラル剤を内装する事項、機体に制御部を設ける事項、膜再生手段等が記載されていない。したがって、美味しい処理水を得ることができないという問題点がある。

特許文献３には、「加熱装置を備えた容器内に吸着剤を収容し、給水源から給水管を通して導いた水に含まれる有害物質を前記吸着剤に吸着させて除去した後、前記水を、吐水管を通して吐出する一方、適宜の時期に前記加熱装置を用いて前記吸着剤を煮沸し、吸着された前記有害物質を水蒸気と一緒に排出するようにした浄水器において、吐水管の出口を吐水側と排水側とに分ける切換弁を設け、吸着剤の煮沸中は前記切換弁を排水側に切り換え、水蒸気を、前記吐水管を通して排出するようにしたことを特徴とする浄水器」が開示されている。この特許文献３の問題も前記特許文献２と同様である。

特許文献４には、「逆浸透膜分離装置に原水を供給し、膜透過水を処理水として取り出す逆浸透膜処理方法において、逆浸透膜分離装置の連続運転中に逆浸透膜分離装置に供給される原水のｐＨを一時的に１０〜１２とするｐＨ調整を行い、該ｐＨ調整中も膜透過水を処理水として取り出すことを特徴とする逆浸透膜処理方法」が開示されている。この特許文献４の問題点は、特許文献２と同様であるが、ｐＨ調整が必要である点、また逆浸透膜分離装置の洗浄が十分でない点である。
特開２０００−１５２５０号公報特公平３−７９０７８号公報特開平９−２４８５６４号公報特開平１１−１２８９１９号公報

本発明の所期の目的は、井戸水、水道水、貯水槽、湖水等の原水に含まれているゴミ、ヒ素、コレラ菌等の不純物乃至雑菌を除去すると共に、原水を処理してミネラルを含んだ美味しい飲み水に変えることである。第２の目的は、原水の処理手段であるミネラル水生成手段及び雑菌分離手段の両方を制御部の制御により自動的にかつより良く再生することである。第３の目的は、ミネラル水生成手段及び雑菌分離手段の両方を機体にコンパクな状態に取付けると共に、これらの処理手段を選択的に利用することができることである。第４の目的は、車両に簡単に搭載することができることである。

本発明の浄水装置は、給水源の原水に含まれているゴミを除去する濾過手段と、この濾過手段に接続されかつ該濾過手段で濾過された濾過水に含まれている雑菌を除去する雑菌分離手段と、この雑菌分離手段に接続されかつ該雑菌分離手段で処理された処理清水を通過させて該処理清水にミネラル成分を加味するミネラル水生成手段と、該ミネラル水生成手段の再生時に、機体に設けた制御部からの制御信号により、配管中に設けた第１切換え弁を切り換えると共に、前記ミネラル水生成手段を加熱させて前記ミネラル水生成手段に内装されたミネラル剤を煮沸する煮沸手段と、また前記雑菌分離手段の再生時に、前記制御部からの制御信号により、配管中に設けた第２切換え弁を切り換えると共に、前記雑菌分離手段に分離膜再生溶液を所定時間循環させて雑菌分離手段を洗浄する膜再生手段とから成る。

（ａ）井戸水、水道水、貯水槽、湖水等の原水に含まれているゴミ、ヒ素、コレラ菌等の不純物乃至雑菌を除去すると共に、原水を処理してミネラルを含んだ美味しい飲み水に変えることができる。したがって、例えば水の少ない国・地域・離島に済んでいる人々に健康的な美味しい飲み水を提供することができる。
（ｂ）原水の処理手段であるミネラル水生成手段及び雑菌分離手段の両方を制御部の制御により自動的にかつより良く再生することができる。
（ｃ）請求項２に記載の発明は、ミネラル水生成手段は、ミネラル水を生成すると同時に、活性（浄化）作用の役割も果たすことができる。
（ｄ）請求項３及び請求項４に記載の発明は、ミネラル水生成手段及び雑菌分離手段の両方を機体にコンパクな状態に取付けることができると共に、これらの処理手段を選択的に利用することができる。
（ｅ）請求項５に記載の発明は、電解層等を設ける必要がない。
（ｆ）その他、車両に搭載することができるように人力で運搬可能な箱型に形成されている実施例の場合には、地震等の災害時、被災地で活用することができる。

図１乃至図７は本発明の最良の実施例を示す各説明図。
発明の実施の環境を示す概略説明図（概念図）。実施化レベルの一例を示す概略説明図。要部（濾過手段とミネラル水生成手段）の概略説明図。要部（濾過手段とミネラル水生成手段）の概略説明図。要部（ミネラル水生成手段）の概略説明図。ミネラル水生成手段８の再生時のフローチャート。雑菌分離手段用の再生手段と再生時の概略説明図。

符号の説明

Ｘ…浄水装置、1…給水源、２、２Ａ…給水管、２Ｂ…高圧ポンプ、３…濾過手段、４…雑菌分離手段、５…分岐配管、６…清水配管、７…排出管、８…ミネラル水生成手段、９…底壁、１０…網状水平受け板、１１…所要空間、１２…煮沸手段（ヒーター）、１３…支持アーム、１４…上壁、１５…吐出用配管、１６…排出用配管、１７…貯留用配管、１８…貯留用切換え弁、２１…雑菌分離手段用の膜再生手段、２２…貯水槽、２３…アルカリ水溶液槽、２４…循環用ポンプ、５０…機体、５１…下部支持台、５２…第１支持板、５４…第２支持板、５５…締付け手段、５６…制御部、ａ…風化したサンゴ（ミネラル剤）、ｂ…麦飯石、ｃ…活性炭、ｄ…チタン、ｅ…トルマリン鉱石、Ｖ１〜Ｖ３…第１切換え弁、Ｖ４〜Ｖ９…第２切換え弁、Ｖ１１…排出用切換え弁。

以下、図１乃至図７に示す本発明を実施するための最良の形態（第１実施例）により説明する。

（１）発明の実施の環境
図１は発明の実施の環境を示す概略説明図（概念図）である。また、図２は実施化レベルの一例を示す概略説明図である。さらに、図３及び図４は、機体に取り外し可能に取付けた要部の概略説明図である。

まず、Ｘは供給源１から得た原水（給水）を「ミネラルを含んだ美味しい水」にすることができる浄水装置である。前記給水源１は、例えば水道水、貯水槽、湖水、井戸水、高架水槽等である。図１では給水源１として、水道の蛇口１ａと貯水槽（受水槽）１ｂをそれぞれ示している。原水（被処理水）を蛇口１ａから得る場合には、蛇口１ａに接続する不番のコックや給水管２（例えば接続ホース）を介して濾過手段３に取り込む。これに対して、川、湖水、海水等からバケツやホースを用いて貯水槽１ｂに給水を取り入れた場合には、給水管２Ａ及び高圧ポンプ２Ｂを介して前記濾過手段３に取り込む。

次に、濾過手段３は給水源１の原水に含まれるゴミを除去するために、本実施例では雑菌分離手段４の前処理工程として用いられる。濾過手段３は、両端部に給水の入口３ａと出口３ｂを有するボビン型の容器であり、その内部には給水中のゴミや雑菌を除去する中空糸膜を含む複数のフィルタが積層状態に設けられている。したがって、濾過手段３は、フィルタを有する容器型の濾過槽である。ボビン型容器の濾過槽３は、本実施例では図３および図４で示すように、機体５０を構成する箱状の下部支持台５１の内部に、複数枚の第１支持板５２を介して横方向に複数個取り外し可能に並設されている。これらの濾過手段３は、望ましくはその給水の入口３ａが上下方向に向くようにそれぞれ縦状態に隣接して設置する。なお、機体５０は制御部５６を備え、図示しない車両に搭載することができるように人力で運搬可能な箱型に形成されている。

次に、前述した雑菌分離手段４は、分岐配管５を介して濾過手段３に接続され、該濾過手段で濾過された濾過水に含まれている雑菌を除去する。雑菌分離手段４は、両端部に濾過水の入口４ａと複数（２個）の出口４ｂ、４ｃを有する細長いタンク状の容器であり、その内部には、いわゆるＲＯ膜（逆浸透膜）が設けられている。したがって、雑菌分離手段４は、「逆浸透膜分離装置」とも称されているが、数ミクロンの膜を有するタンク型の雑菌処理槽である。タンク状雑菌処理槽４は、本実施例では図３および図４で示すように、機体５０を構成する箱状の上部支持台５３の内部に端面Ｌ型の１つの第２支持板５４及び複数個の締付け手段５５等を介して上下方向に複数個取り外し可能に並設されている。複数個の雑菌分離手段４は、望ましくはその濾過水の入口４ａが左右方向に向くようにそれぞれ横状態に隣接して設置する。なお、雑菌分離手段４等を機体５０に取り外し可能に装着した理由は、メンテナンスを考慮したためである。

ところで、図３を基準にすると、符号４ａは雑菌処理槽４の一端（左端）部に設けられ、分岐配管５からの濾過水を取り込む入口であり、一方、符号４ｂは雑菌処理槽４の他端（右端）部に設けられ、該雑菌処理槽４で処理された処理清水（膜透過水）を清水配管６へ流す第１出口であり、また、符号４ｃは前記他端部に設けられ、該雑菌処理槽４で処理された雑菌水を排出管７側へ流す第２出口である。

次に、ミネラル水生成手段８は、清水配管６に接続され、雑菌分離手段４で処理された処理清水を通過させてミネラル水を生成（ミネラル成分を加味）する。ここで、図５を参照にしてミネラル水生成手段８の構成を説明する。ミネラル水生成手段８は、両端部に処理清水（膜透過水）の入口８ａと複数（２個）の出口８ｂ、８ｃを有する縦長状の容器であることから、「ミネラル水生成層」ということができる。このミネラル水生成層８の下端部には、前記入口８ａを有する底壁９と所要空間１１を形成するように網状水平受け板１０が取り外し可能に内設されている。そして、前記所要空間１１内には、制御部と電気的に接続する煮沸手段（ヒーター）１２が複数本の支持アーム１３を介して水平状態に設けられている。

しかして、前記網状水平受け板１０と複数の出口８ｂ、８ｃを有する上壁１４との間に相当するミネラル水生成層８の内部には、少なくとも風化したサンゴ（ミネラル剤）ａを含み、さらに、石ころ或は板片状の麦飯石ｂ・活性炭ｃ・球状のチタンｄ・石ころ或は板片状のトルマリン鉱石ｅが適宜に積層状態に内装されている。本実施例では、網状水平受け板１０の上面に、まず、形状が均等に調整されたチタンボールｄを敷き、次に、風化したサンゴ（ミネラル剤）ａをその上に敷き、次に、形状が均等に調整された板片状の麦飯石ｂを敷き、次に、形状が均等に調整された板片状のトルマリン鉱石ｅを敷き、さらに、適当に砕いた備長炭ｃを敷いている。このように、ミネラル水生成層８の内部に積層されたこれらの物質ａ〜ｅは、それぞれ適宜形状に調整されている。

ところで、積層された各物質ａ〜ｅの効能は、公知事項であるが、例えば風化した造礁サンゴ（ミネラル剤）ａは、特許文献１の段落００１１に記載されているように、炭酸カルシウムを主成分（約90％）とし、カルシウム、マグネシウム等のミネラルを含有し、これに水を接触させると、水中にミネラルが溶出し、美味しい水が得られることが知見されている。また麦飯石ｂは特許文献２に記載されているように水溶液中の重金属イオン又は水素イオンをイオン結合により麦飯石の表面に吸着する吸着作用を有するので、水溶液を浄化するために有効であることが知見されている。また活性炭ｃ・トルマリン鉱石あるはその焼結体（セラミックス）ｅ・チタンｄは、それぞれ水を活性化することが知見されている（例えば特開平１０−７６２８０号公報）。したがって、本実施例のミネラル水生成手段８は、雑菌分離手段４の後処理工程に於いて、処理清水に少なくともサンゴ（ミネラル剤）ａのミネラル成分を加味する役割を果たすと同時に、処理清水の臭いを除去する役割（活性化作用）も果たす。

また、前述した上壁１４には複数の出口８ｂ、８ｃが設けられているが、図５を基準にすると、左側の第１出口８ｂには、生成されたミネラル水を吐出する吐出用配管１５が接続し、一方、左側の第２出口８ｃには、ミネラル水生成手段の再生時に、ミネラル剤等を煮沸した時に発生する洗浄水（蒸気）を排出するための排出用配管１６が接続している。そして、前記吐出用配管１５、排出用配管１６及び前述した清水配管６には、複数個の第１切換え弁Ｖ１〜Ｖ３が設けられ、これらの第１切換え弁Ｖ１〜Ｖ３は、例えば機体５０に設けた制御部５６からの制御信号により適宜に切り換る電磁弁が用いられている。

（２）ミネラル水生成手段の再生時
ここでは、図６を参照にして、ミネラル水生成手段８の再生時の流れを説明する。ミネラル水生成手段８を再生する場合には、制御部５６の前面パネルに設けられた再生ボタンを押す（Ｓ１）。再生ボタンを押すと、ミネラル水を吐出できる通常モードから再生モードになる（Ｓ２）。この時、清水配管６側の第１切換え弁Ｖ１と吐出用配管１５側の第１切換え弁Ｖ２は「閉」、一方、排出用配管１６の第１切換え弁Ｖ３は「開」にそれぞれ切り換る。

次いで、制御部５６は電気コード１９を介して煮沸手段１２に通電を開始する。つまり、ヒータＯＮである（Ｓ３）。ヒータＯＮになると、ミネラル水生成手段８内の処理水が沸騰して蒸気（洗浄水）となる。

次いで、制御部５６は所定時間経過したか否かをチェックする（Ｓ４）。例えば各物質ａ〜ｅに吸着した水分が十分に蒸気するのに適した時間、例えば１時間経過すると、制御部５６は前記煮沸手段１２への通電を停止する。つまり、ヒータＯＦＦである（Ｓ５）。
次に、制御部５６は吐出用配管１５側の第１切換え弁Ｖ２と排出用配管１６の第１切換え弁Ｖ３をそのままの状態にして、清水配管６側の第１切換え弁Ｖ１のみを「開」に切換えて洗浄モードとする（Ｓ６）。この洗浄モードでは、洗浄に必要な時間、例えば１分間経過したか否かをチェックする（Ｓ７）。制御部５６は所定時間経過したならば、清水配管６側の第１切換え弁Ｖ１を「開」のままにした状態で、吐出用配管１５側の第１切換え弁Ｖ２を「開」にすると共に、排出用配管１６の第１切換え弁Ｖ３を「閉」に切換えて通常モードにする（Ｓ８）。

以上のように、ミネラル水生成手段８の再生時、配管中に設けた第１切換え弁ＶＩ〜Ｖ３は、機体５０に設けた制御部５６からの制御信号により自動的に切り換ると共に、前記制御部５６はミネラル水生成手段８を加熱乃至洗浄するように制御する。

（３）雑菌分離手段用の再生手段と再生時
本実施例では、前項のミネラル水生成手段用の再生手段１２の他に、雑菌分離手段用の膜再生手段２１が加味されている。ここで図７を参照にして膜再生手段２１を説明すると、該膜再生手段２１は、濾過手段３で濾過された濾過水を貯留する貯水槽２２と、アルカリ水溶液を収容するアルカリ水溶液槽２３とを含み、雑菌分離手段の再生時に、前記貯水槽２２の濾過水（中和剤溶液）と前記アルカリ水溶液槽２３のアルカリ水溶液とを混合して分離膜再生溶液にする。

図７では、雑菌分離手段の再生時、制御部５６からの制御信号（破線矢印）により、配管中に設けた複数個の第２切換え弁Ｖ４〜Ｖ９が切り換り、雑菌分離手段４に分離膜再生溶液を所定時間循環させて雑菌分離手段を洗浄することを示している。図７の実線矢印は分離膜再生溶液が配管（循環路）を流れる状態を概略的に示す。

図７に於いて、符号１７は分岐配管５に連続する貯留用配管で、この貯留用配管１７の適宜箇所には貯留用切換え弁１８が設けられている。また、符号Ｖ４〜Ｖ９は、配管（循環路）等に適宜に設けられた複数個の第２切換え弁である。さらに、符号２４は配管（循環路）に設けられた循環用ポンプである。

しかして、雑菌分離手段４の再生は、前項のミネラル水生成手段用の再生時と同様に制御部５６の制御パネルに設けられている操作ボタンを押すと、膜再生モードとなり、循環用ポンプ２４が所定時間、例えば２時間駆動した後に停止し、その後に制御部５６の制御信号により第２切換え弁Ｖ４〜Ｖ９が切り換り、洗浄用の循環水が排出管７を介して排出される。

付言すると、雑菌分離手段４の再生時、アルカリ水溶液混入用のボタンを押すと、第２切換え弁Ｖ５が一時的に「開」となり、配管（循環路）にアルカリ水溶液槽２３内のアルカリ水溶液が、数リットル（例えば３リットル）混入する。そして、前記第２切換え弁Ｖ５が「閉」の状態になると、図７で示すように、第２切換え弁中の切換え弁Ｖ４、切換え弁Ｖ６、切換え弁Ｖ８はそれぞれ「開」となる反面、分岐配管５側の切換え弁Ｖ７と排出管７側の切換え弁Ｖ９はそれぞれ「閉」の状態になり、その後に循環用ポンプ２４が起動する。循環用ポンプ２４が所定時間駆動した後に停止すると、制御部５６は循環水を外に排出するために、貯水槽２２に接続した排出配管の排出用切換え弁Ｖ１１を「開」にする等して汚れた循環水（クリーニングした水）を外部に排出し、その後に前記排出用切換え弁Ｖ１１を「閉」にして通常のモードに復帰させる。

発明の実施の形態で示した実施例に於いて、例えば図２、図３で示すように、機体５０には、複数個の濾過手段３が並列状態に配設され、これらの濾過手段３は、制御部５６からの制御信号により、配管中に設けた第３切換え弁Ｖ１０、Ｖ１０を介して選択的に利用される。また、同様に前記機体５０には、複数個の雑菌分離手段４が前記濾過手段３に直交の並列状態に配設され、これらの雑菌分離手段４は複数個の第２切換え弁Ｖ７、Ｖ７を介して選択的に利用される。このような実施例は、一方の濾過手段３や雑菌分離手段４が「いわゆる目詰まり」した時に、他方を稼動することができるという利点がある。なお、濾過手段３及び雑菌分離手段４は、３個、４個、５個、６個等であっても良い。

本発明は、水の少ない国・地域・離島に済んでいる人々に健康的な美味しい飲み水を提供するために、浄水装置を製造、販売、使用する業界で利用される。

Claims

給水源の原水に含まれているゴミを除去する濾過手段と、この濾過手段に接続されかつ該濾過手段で濾過された濾過水に含まれている雑菌を除去する雑菌分離手段と、この雑菌分離手段に接続されかつ該雑菌分離手段で処理された処理清水を通過させて該処理清水にミネラル成分を加味するミネラル水生成手段と、該ミネラル水生成手段の再生時に、機体に設けた制御部からの制御信号により、配管中に設けた第１切換え弁を切り換えると共に、前記ミネラル水生成手段を加熱させて前記ミネラル水生成手段に内装されたミネラル剤を煮沸する煮沸手段と、また前記雑菌分離手段の再生時に、前記制御部からの制御信号により、配管中に設けた第２切換え弁を切り換えると共に、前記雑菌分離手段に分離膜再生溶液を所定時間循環させて雑菌分離手段を洗浄する膜再生手段とから成る浄水装置。
請求項１に於いて、ミネラル水生成手段は、容器の下部に設けられた煮沸手段と、前記容器の中に敷設されかつ風化したサンゴが含まれ、これに少なくとも麦飯石・活性炭・チタン・トルマリン鉱石のいずれか一つ以上の活性物質が加味されていることを特徴とする浄水装置。
請求項１に於いて、機体には、複数個の雑菌分離手段が並列状態に配設され、これらの雑菌分離手段は切換え弁を介して選択的に利用されることを特徴とする浄水装置。
請求項１に於いて、機体には、複数個の濾過手段が並列状態に配設され、これらの濾過手段は、制御部からの制御信号により、配管中に設けた切換え弁を介して選択的に利用されることを特徴とする浄水装置。
請求項１に於いて、膜再生手段は、濾過手段で濾過された濾過水を貯留する貯水槽と、アルカリ水溶液を収容するアルカリ水溶液槽とを含み、雑菌分離手段の再生時に、前記貯水槽の濾過水と前記アルカリ水溶液槽のアルカリ水溶液とを混合して分離膜再生溶液にすることを特徴とする浄水装置。