WO2011052531A1

WO2011052531A1 - 水処理装置

Info

Publication number: WO2011052531A1
Application number: PCT/JP2010/068834
Authority: WO
Inventors: 陽坂井
Original assignee: パナソニック電工株式会社
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2011-05-05
Also published as: TW201132597A; CN102574713A; JP2011092804A

Abstract

　通水路２に、ミネラル添加部３、浄水カートリッジ４、流量センサ５を直列に配置し、ミネラル添加部３を通水路２の迂回水路２１に配置するとともに、通水路２に、迂回水路２１を通過する水量とバイパス水路２２を通過する水量との割合を調節可能なバルブ６を設ける。そして、流量センサ５によって、フィルタ装置４を通過する流量を計測するとともに、計測されたフィルタ装置４を通過する流量およびバルブ６の開度に基づいてミネラル収納部３を通過する流量を計測するようにした。

Description

水処理装置

　本発明は、水処理装置に関する。

　従来、水処理装置として、水道水が導入される通水路に直列に配置された元バルブ、水温サーミスタ、フィルタ、流量センサおよびイオン交換樹脂と、それらの最下流側で通水路から分岐させた溶出経路に配置されたミネラルカートリッジと、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

　この特許文献１では、溶出経路の分岐部とミネラルカートリッジとの間に流量調整手段を設け、水温や流量に基づいて溶出経路の面積を調整することで、安定した濃度のミネラル水を取り出せるようにしている。

　具体的には、フィルタの下流に配置された流量センサと流量調整手段とを連動させ、流量センサによって算出されたフィルタ通過水の流量に基づいて溶出経路の面積を調整することで、安定した濃度のミネラル水を取り出せるようにしている。

特開２０００－２３７７６７号公報

　ところで、ミネラルカートリッジやフィルタは、寿命が来ると交換する必要があるが、その寿命はミネラルカートリッジを通過する水の積算流量およびフィルタを通過する水の積算流量によってそれぞれ知ることができる。

　しかしながら、上記従来の水処理装置では、フィルタを通過した水の流量については流量センサによって算出することができるが、ミネラルカートリッジを通過する水の積算流量については算出することができない。

　ここで、上記従来技術のように、取り出すミネラル水の濃度を一定にした場合、フィルタを通過する水の積算流量とミネラル濃度に基づいて、ミネラルカートリッジを通過する水の積算流量を予測することはある程度可能であるが、ミネラル水の濃度を所望の濃度に変えることのできる水処理装置の場合、フィルタを通過する水の積算流量からミネラルカートリッジを通過する水の積算流量を予測することができなかった。

　このように、従来の技術では、１つの流量センサによってフィルタおよびミネラルカートリッジの寿命を正確に予測することが難しかった。

　そこで、本発明は、ミネラル添加部やフィルタ装置などの寿命がある部品がそれぞれ異なる水路に設けられている場合であっても、１つの流量センサでそれぞれの流量をより正確に計測することのできる水処理装置を得ることを目的とする。

　本発明にあっては、内部を水が流れる通水路を備え、ミネラル添加部とフィルタ装置と１つの流量センサとが前記通水路に配置される水処理装置において、前記通水路は、当該通水路から分岐し、分岐部よりも下流側で通水路に合流する迂回水路と、前記分岐部と合流部との間を接続するバイパス水路と、を備えており、前記ミネラル添加部が、前記迂回水路に配置されるとともに、前記通水路に、前記迂回水路を通過する水量と前記バイパス水路を通過する水量との割合を調節可能なバルブを設け、前記流量センサが前記フィルタ装置を通過する流量を計測するとともに、当該計測された流量および前記バルブの開度に基づいて前記ミネラル収納部を通過する流量を計測することを特徴とする。

　本発明によれば、迂回水路とバイパス水路とを設け、ミネラル添加部を迂回水路に配置するとともに、通水路に、迂回水路を通過する水量とバイパス水路を通過する水量との割合を調節可能なバルブを設けている。そのため、流量センサで計測されたフィルタ装置を通過する流量とバルブの開度から、ミネラル収納部を通過する流量を計測することができるようになる。このように、本発明によれば、１つの流量センサを用いて、それぞれの流量をより正確に計測することが可能となる。すなわち、ミネラル添加部やフィルタ装置などの寿命がある部品がそれぞれ異なる水路に設けられている場合であっても、１つの流量センサでそれぞれの流量をより正確に計測することのできる水処理装置を得ることができる。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる水処理装置の模式図である。図２は、本発明の第１実施形態にかかるミネラルカートリッジと浄水カートリッジの積算流量を算出する方法をフローチャートによって示す説明図である。図３は、図２に示すフローチャートで用いられるバルブの開度モードを表形式で示す説明図である。図４は、本発明の第２実施形態にかかる水処理装置の模式図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。

　（第１実施形態）
　本実施形態にかかる水処理装置１は、水が導入されて内部を流れる通水路２を備え、その通水路２には、上流側から順にミネラルカートリッジ（ミネラル添加部）３と、浄水カートリッジ（フィルタ装置）４と、流量センサ５と、が直列に配置されている。そして、通水路２内を流通する原水は、ミネラルカートリッジ３によってミネラルが添加されたのち、浄水カートリッジ４によって濾過され、濾過された浄水が下流側に設けられた図示せぬ蛇口などを介して供給される。このとき、浄水カートリッジ４から吐出された浄水の流量が流量センサ５によって計測される。

　本実施形態では、通水路２は、当該通水路２から分岐し、分岐部Ｄよりも下流側で通水路２に合流する迂回水路２１と、分岐部Ｄと合流部Ｃとの間を接続するバイパス水路２２と、を備えており、ミネラルカートリッジ３が、迂回水路２１に配置されている。

　さらに、迂回水路２１が通水路２に合流する合流部Ｃには、迂回水路２１を通過する水量と、バイパス水路２２を通過する水量と、の割合を調節自在とするバルブ６が設けられている。バルブ６は、迂回水路２１とバイパス水路２２とに連通する開口面積（開度）を変化させることにより、それぞれの水路２１、２２を通過する水量を調節するようにしている。

　ミネラルカートリッジ３は、ミネラル剤３２ａを容器３２ｂに収納することにより構成されており、その容器３２ｂの一端に迂回水路２１の入口側が連通されるとともに、他端に迂回水路２１の出口側が連通され、分岐部Ｄから迂回水路２１に流入した原水は、ミネラルカートリッジ３を通過したのちバルブ６を介してバイパス水路２２内を流通する原水と混合する。このとき、迂回水路２１の原水がミネラルカートリッジ３を通過する際に、ミネラル剤３２ａから溶出したミネラル成分が含有され、バルブ６を通過する際には、ほぼ一定濃度のミネラル水が形成される。そして、このミネラル水は、バイパス水路２２を通過する原水と混合することによって希釈される。なお、ミネラル成分としては、カルシウム、ナトリウム、マグネシウムなどが一般に知られており、それらのうち１種類もしくは複数種類を混合して固形化したものをミネラル剤３２ａとして用いることができる。

　浄水カートリッジ４に流入するミネラル水のミネラル濃度は、バルブ６の開度に応じて変化させることができる。例えば、バルブ６の迂回水路２１に連通する開口面積（開度）を小さくすれば、バイパス水路２２内を流通する原水に対するミネラル水の割合が小さくなり、浄水カートリッジ４に流入するミネラル水のミネラル濃度を低くすることができる。一方、バルブ６の迂回水路２１に連通する開口面積（開度）を大きくすれば、バイパス水路２２内を流通する原水に対するミネラル水の割合が大きくなり、浄水カートリッジ４に流入するミネラル水のミネラル濃度を高めることができる。なお、バルブ６の迂回水路２１に連通する開度を小さくすることで、バイパス水路２２に連通する開度は大きくなり、バルブ６の迂回水路２１に連通する開度を大きくすることで、バイパス水路２２に連通する開度は小さくなる。

　ところで、水処理装置１を長期に亘って使用すると、ミネラルカートリッジ３のミネラル剤３２ａが水に溶解して減少し、ミネラル剤３２ａが無くなることによりミネラルカートリッジ３が寿命となる。また、浄水カートリッジ４は、フィルタに不純物や異物が付着して、ある程度目詰まりした段階で寿命となる。そして、それらミネラルカートリッジ３および浄水カートリッジ４の寿命は、水の通過量、つまり積算流量によって概ね決定することができる。

　すなわち、ミネラルカートリッジ３および浄水カートリッジ４の積算流量は、それぞれを通過した流量を積算したものであるため、ミネラルカートリッジ３および浄水カートリッジ４の使用毎の流量を積算して積算流量を計測することで、それらミネラルカートリッジ３および浄水カートリッジ４の寿命を知ることができる。

　本実施形態では、通水路２に配置した浄水カートリッジ４の流量は、同じ通水路２に配置した流量センサ５の計測値と一致するが、ミネラルカートリッジ３の流量は、迂回水路３１に設けられているため、流量センサ５の計測値とは異なってくる。そこで、本実施形態では、迂回水路２１の合流部Ｃに設けられている可変バブル６の開度と流量センサ５で計測した流量に基づいてミネラルカートリッジ２を流れる水の流量を計測するようにした。

　具体的には、本実施形態では、流量センサ５で計測される流量信号と、バルブ６の開度信号と、を入力する制御回路７を設け、その制御回路７によって浄水カートリッジ４の流量とミネラルカートリッジ３の流量とを計測するようにしている。

　本実施形態の制御回路７では、予め設定された演算式によって、ミネラルカートリッジ３を通過する流量を推定し、その推定した流量から積算流量を算出するようにしている。なお、浄水カートリッジ４の積算流量は、流量センサ５の計測値を積算することで得ることができる。

　制御回路７は、図２に示すフローチャートにしたがって積算流量を算出するようになっている。このフローチャートでは、まず、蛇口などを開いて通水が開始されると、ステップＳ１によってバルブ６の開度モードを確認する。この開度モードは、図３に示すように、バルブ６の開度によって特定されるバイパス水路２２側の流出水量と、迂回水路２１側の流出水量と、の割合を予め設定したものである。本実施形態ではモード１、モード２、モード３およびモード４が設定されている。バイパス水路２２側と迂回水路２１側からの流出水量割合は、モード１では１００：０、モード２では７５：２５、モード３では５０：５０、モード４では２５：７５となっている。なお、これら以外に任意のモードを設定することが可能であることはいうまでもない。

　そして、次のステップＳ２では、ステップＳ１で確認したモードにしたがって流量を測定する。ミネラルカートリッジ３の流量は、ステップＳ３によって、所定の演算式、Ｋ＝Ｑ×Ｃに基づいて算出することができる。

　ここで、Ｋは、ミネラルカートリッジ３の流量、Ｑは、バルブ６よりも下流の通水路２を流れる水の流量、Ｃは、バルブ６よりも下流の通水路２を流れる水の流量に対する迂回水路２１からの流出水量の割合をあらわしている。

　このとき、浄水カートリッジ４の流量は、上述したように流量センサ５の計測値と一致している。

　以下、モードとミネラルカートリッジ３の流量との関係を、モード２とモード４の場合について例示する。

　まず、モード２で、通水路２の通水量が４Ｌ（リットル）の場合、
　Ｋ＝４（Ｌ）×２５／１００＝１（Ｌ）より、ミネラルカートリッジ３の流量は１Ｌとなる。

　したがって、この場合、浄水カートリッジ４の流量は４Ｌ、ミネラルカートリッジ３の流量は１Ｌとして算出される。

　次に、モード４で、通水路２の通水量が８Ｌの場合、
　Ｋ＝８（Ｌ）×７５／１００＝６（Ｌ）より、ミネラルカートリッジ３の流量は６Ｌとなる。

　したがって、この場合、浄水カートリッジ４の流量は８Ｌ、ミネラルカートリッジ３の流量は６Ｌとして算出される。

　他のモードについても同様の要領で、浄水カートリッジ４の流量およびミネラルカートリッジ３の流量が算出される。

　次に、ステップＳ４では、上述したミネラルカートリッジ３の流量に基づいて積算流量をカウントするとともに、ステップＳ５では、浄水カートリッジ４の流量に基づいて積算流量をカウントする。このときの積算流量は、それぞれの流量に時間を掛けて累計した積分値として得ることができ、その積算流量に基づいてミネラルカートリッジ３および浄水カートリッジ４の寿命時期が判断されることになる。

　以上、説明したように、本実施形態では、通水路２に、迂回水路２１とバイパス水路２２とを設け、ミネラルカートリッジ（ミネラル添加部）３を迂回水路２１に配置するとともに、通水路２に、迂回水路２１を通過する水量とバイパス水路２２を通過する水量との割合を調節可能なバルブ６を設けている。そのため、流量センサ５で計測された浄水カートリッジ（フィルタ装置）４を通過する流量とバルブ６の開度から、ミネラルカートリッジ（ミネラル添加部）３を通過する流量を計測することができるようになる。このように、本実施形態によれば、１つの流量センサ５を用いて浄水カートリッジ（フィルタ装置）４を通過する流量を計測するだけで、ミネラルカートリッジ（ミネラル添加部）３を通過する流量を計測できるようになる。すなわち、１つの流量センサ５でそれぞれの流量をより正確に計測することができる。

　したがって、本実施形態によれば、ミネラルカートリッジ（ミネラル添加部）３や浄水カートリッジ（フィルタ装置）４などの寿命がある部品がそれぞれ異なる水路に設けられている場合であっても、１つの流量センサ５でそれぞれの流量をより正確に計測することのできる水処理装置１を得ることができる。

　また、本実施形態によれば、ミネラル水の濃度を所望の濃度に変えることのできる水処理装置１の場合であっても、１つの流量センサ５を用いるだけでミネラルカートリッジ（ミネラル添加部）３および浄水カートリッジ（フィルタ装置）４の流量をより正確に計測することができる。

　このように、ミネラルカートリッジ３や浄水カートリッジ４の個々に計測された流量から積算流量を算出することで、それらミネラルカートリッジ３や浄水カートリッジ４の寿命時期をより正確に知ることができるようになる。

　（第２実施形態）
　本実施形態にかかる水処理装置１Ａにあっても、上記第１実施形態と同様に、通水路２にミネラルカートリッジ（ミネラル添加部）３と、浄水カートリッジ（フィルタ装置）４と、流量センサ５と、が直列に配置されており、ミネラルカートリッジ３を、迂回水路２１に配置している。

　そして、迂回水路２１の合流部Ｃにバルブ６を設けるとともに、流量センサ５の流量信号およびバルブ６の開度信号を入力する制御回路７を設け、その制御回路７によって浄水カートリッジ４の流量と、ミネラルカートリッジ３の流量と、を計測するようになっている。

　ここで、本実施形態にかかる水処理装置１Ａが上記第１実施形態の水処理装置１と主に異なる点は、流量センサ５を、ミネラルカートリッジ３よりも上流側に配置したことにある。つまり、本実施形態では、通水路２の上流側から順に流量センサ５、ミネラルカートリッジ３、浄水カートリッジ４が配置されるようにしている。

　以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

　また、本実施形態によれば、流量センサ５を、ミネラルカートリッジ（ミネラル添加部）３よりも上流側に配置したため、流量センサ５にミネラルのスケールが付着するのを抑制することができ、流量センサ５の故障を抑制することができる。

　以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。

　例えば、上記各実施形態では、通水路にミネラル添加部と、フィルタ装置と、流量センサと、が直列に配置された水処理装置を例示したが、これに限らず、通水路に他の機能部品、たとえば、イオン交換樹脂装置などを設けた水処理装置にあっても本発明を適用することができる。

　また、上記各実施形態では、ミネラル添加部の下流側にフィルタ装置を配置させたものを例示したが、ミネラル添加部の上流側にフィルタ装置を配置させてもよい。

　また、上記各実施形態では、バルブを、迂回水路の合流部に配置したものを例示したが、分岐部にバルブを配置してもよいし、迂回水路とバイパス水路のそれぞれにバルブを設け、それぞれの開度を調節することで、ミネラル濃度を調節させるようにしてもよい。

　また、ミネラル添加部やフィルタ装置、通水路、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。

　本発明によれば、ミネラル添加部やフィルタ装置などの寿命がある部品がそれぞれ異なる水路に設けられている場合であっても、１つの流量センサでそれぞれの流量をより正確に計測することのできる水処理装置を得ることができる。

Claims

　内部を水が流れる通水路を備え、ミネラル添加部とフィルタ装置と１つの流量センサとが前記通水路に配置される水処理装置において、
　前記通水路は、当該通水路から分岐し、分岐部よりも下流側で通水路に合流する迂回水路と、前記分岐部と合流部との間を接続するバイパス水路と、を備えており、
　前記ミネラル添加部が、前記迂回水路に配置されるとともに、前記通水路に、前記迂回水路を通過する水量と前記バイパス水路を通過する水量との割合を調節可能なバルブを設け、
　前記流量センサが前記フィルタ装置を通過する流量を計測するとともに、当該計測された流量および前記バルブの開度に基づいて前記ミネラル収納部を通過する流量を計測することを特徴とする水処理装置。
　前記水処理装置は、前記流量センサで計測される流量信号と、前記バルブの開度信号と、を入力する制御回路を備えており、
　前記制御回路によって前記ミネラル収納部を通過する流量を計測することを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
　前記流量センサは、前記ミネラル添加部よりも上流側に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水処理装置。