WO2021166628A1 - 薬剤溶解装置、水処理システム及び固形薬剤カートリッジ - Google Patents

Abstract

薬剤溶解装置（１００）は、固形薬剤（１１０）を収容する薬剤槽（１２０）と、薬剤槽の内側へ被処理水（Ｗ）を導入する導入管（１４０）と、薬剤槽の底壁（１２１）の下面（１２１ａ）に一端（１５１）が接続し、固形薬剤が溶解した被処理水を薬剤槽の内側から導出する導出管（１５０）と、導出管の他端（１５２）と接続し、固形薬剤が溶解した被処理水を送水する送水器（１７０）と、薬剤槽の底壁の上面（１２１ｃ）に接続し、導出管と連通する放出管（１６０）と、を備える。放出管の管壁（１６３）は、固形薬剤が溶解した被処理水が通過する複数の貫通孔（１６４）を有する。そして、放出管はネット（１６５）で被覆されている。水処理システム（１）は、薬剤溶解装置を備える。

Description

薬剤溶解装置、水処理システム及び固形薬剤カートリッジ

　本発明は、薬剤溶解装置、水処理システム及び固形薬剤カートリッジに関する。

　発展途上国では、生活用水として井水を使うことが多い。しかしながら、井水はし尿により汚染されていることが多く、さらに鉄分やマンガン等によっても汚染されていることがあるため、生活用水として使用し難い場合がある。そのため、井水の代わりに雨水を貯留して、生活用水として使用することが提案されている。

　雨水は凝縮水であることから、汚染度合いも少なく良好な水源となる。しかしながら、例えば建物の屋根に降った雨水を集めた場合、屋根に付着した鳥の糞等により汚染される場合がある。さらに、近年の大気汚染に起因する酸性雨の問題から、雨水のｐＨが４～５の酸性となり、水道水としての基準を満たさない場合がある。このような雨水は、洗濯やトイレ用の水、庭木の散水として使用する分には問題ないが、水道基準を満たしていないため、シャワーや風呂、炊事には使用できない。そのため、このような雨水を生活用水として使用するには、除菌用の薬剤及びｐＨ調整剤を雨水に投入する必要がある。

　従来より、このような薬剤を、雨水などの被処理水に効率的に投入するための薬剤溶解装置の開発が行われている。特許文献１では、塩素系固形薬剤を用いて被処理水に塩素を供給するための供給装置を開示している。そして、当該供給装置の内部には、固形薬剤が格納されており、さらに薬剤が制御された状態で水に浸されているため、薬剤を被処理水に継続して供給することができる。

特許第４７４６８３９号公報

　しかしながら、従来の薬剤溶解装置を用いて固形薬剤を溶解しようとした場合、被処理水が飽和状態のときには速溶性の薬剤でも容易に溶解しないことから、顆粒状の塊（ダマ）がそのまま配管に運ばれてしまう。そのため、顆粒状の塊により、配管が閉塞してしまう可能性があった。また、薬剤が顆粒状の塊として薬剤溶解装置から流出した場合、被処理水中の薬剤濃度にバラツキが生じ、濃度を一定に保つことが困難となる可能性があった。

　本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、固形薬剤が顆粒状で流出することを抑制し、被処理水中の薬剤濃度を略一定に保つことが可能な薬剤溶解装置、及び当該薬剤溶解装置を用いた水処理システムを提供することにある。また、本発明の目的は、当該薬剤溶解装置を用いられる固形薬剤カートリッジを提供することにある。

　上記課題を解決するために、本発明の第一の態様に係る薬剤溶解装置は、固形薬剤を収容する薬剤槽と、薬剤槽の内側へ被処理水を導入する導入管と、薬剤槽の底壁の下面に一端が接続し、固形薬剤が溶解した被処理水を薬剤槽の内側から導出する導出管と、導出管の他端と接続し、固形薬剤が溶解した被処理水を送水する送水器と、薬剤槽の底壁の上面に接続し、導出管と連通する放出管と、を備える。放出管の管壁は、固形薬剤が溶解した被処理水が通過する複数の貫通孔を有する。そして、放出管はネットで被覆されている。

　本発明の第二の態様に係る薬剤溶解装置は、固形薬剤カートリッジを収容する薬剤槽と、薬剤槽の内側へ被処理水を導入する導入管と、薬剤槽の底壁の下面に一端が接続し、固形薬剤が溶解した被処理水を薬剤槽の内側から導出する導出管と、導出管の他端と接続し、固形薬剤が溶解した被処理水を送水する送水器と、を備える。固形薬剤カートリッジは、筒状部材と、筒状部材の上部の開口を塞ぐ上部ネットと、筒状部材の下部の開口を塞ぐ下部ネットと、筒状部材、上部ネット及び下部ネットにより形成された内部空間に保持された固形薬剤と、を備える。

　本発明の第三の態様に係る水処理システムは、薬剤溶解装置を備える。

　本発明の第四の態様に係る固形薬剤カートリッジは、筒状部材と、筒状部材の上部の開口を塞ぐ上部ネットと、筒状部材の下部の開口を塞ぎ、筒状部材の内面に固定された下部ネットと、筒状部材、上部ネット及び下部ネットにより形成された内部空間に保持された固形薬剤と、を備える。筒状部材の上下方向において、下部ネットと筒状部材の下端との間には、固形薬剤が溶解した被処理水が流通可能な空隙が存在する。

図１は、第一実施形態に係る水処理システムの一例を示す概略図である。 図２は、第一実施形態に係る水処理システムの他の例を示す概略図である。 図３は、第一実施形態に係る水処理システムの他の例を示す概略図である。 図４は、第一実施形態に係る薬剤溶解装置の例を概略的に示す断面図である。 図５は、薬剤溶解装置に設けられる送水器の例を概略的に示す断面図である。図５（ａ）はベンチュリ管からなる送水器を示し、図５（ｂ）はオリフィス板を備える送水器を示し、図５（ｃ）はノズルを備える送水器を示す。 図６は、第一実施形態に係る水処理システムを住宅に適用した例を示す概略図である。 図７は、第二実施形態に係る薬剤溶解装置の一例を概略的に示す断面図である。 図８は、第二実施形態に係る固形薬剤カートリッジの一例を概略的に示す斜視図である。 図９は、第三実施形態に係る薬剤溶解装置の一例を概略的に示す断面図である。 図１０は、薬剤溶解装置における薬剤槽及び導入管の一例を示す平面図である。 図１１は、第四実施形態に係る薬剤溶解装置における薬剤槽及び導入管の一例を示す平面図である。 図１２は、第四実施形態に係る薬剤溶解装置における薬剤槽及び導入管の他の例を示す斜視図である。 図１３は、第五実施形態に係る薬剤溶解装置における薬剤槽及び導入管の一例を示す斜視図である。 図１４は、第五実施形態に係る薬剤溶解装置において、薬剤槽の蓋体から突出する凸部と、導入管に設けられた二方弁のツマミ部との位置関係を示す平面図である。図１４（ａ）は二方弁が開状態の場合における凸部とツマミ部との位置関係を示し、図１４（ｂ）は二方弁が閉状態の場合における凸部とツマミ部との位置関係を示す。

　以下、図面を用いて本実施形態に係る薬剤溶解装置、当該薬剤溶解装置を用いた水処理システム、及び当該薬剤溶解装置を用いられる固形薬剤カートリッジについて詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。

［第一実施形態］
　図１から図６を用いて、第一実施形態の薬剤溶解装置１００及び水処理システム１を説明する。図１に示すように、本実施形態の薬剤溶解装置１００は、水処理システム１に組み込まれている。

　水処理システム１は、被処理水Ｗである雨水を貯留する被処理水タンク３０を備える。さらに、水処理システム１は第一主配管２０Ａを備えており、第一主配管２０Ａの一端は被処理水タンク３０に接続され、他端は蛇口４０に接続されている。また、被処理水タンク３０には、被処理水Ｗである雨水を被処理水タンク３０に導くための第二主配管２０Ｂが接続されている。第二主配管２０Ｂは、例えば建物の屋根に設置された雨樋に一端が接続され、被処理水タンク３０の上部に他端が接続されている。そのため、屋根に降った雨水は雨樋に集められ、第二主配管２０Ｂを通じて被処理水タンク３０に導入される。

　水処理システム１に用いられる被処理水タンク３０は、被処理水Ｗを貯留することができれば特に限定されず、例えば３００～２０００Ｌ程度の容量のタンクを用いることができる。また、被処理水タンク３０の形状や材質も特に限定されない。ただ、後述するように、被処理水タンク３０に貯留する被処理水Ｗに塩素が含まれる場合や、被処理水タンク３０の内部でオゾンを発生させる場合があることから、被処理水タンク３０は、耐塩素仕様又は耐オゾン仕様であることが好ましい。

　図１に示すように、被処理水タンク３０は、第二主配管２０Ｂを通じて導入された雨水が被処理水タンク３０からオーバーフローしないように、過剰な雨水を排出するための排水管３１が設けられている。なお、図１から図３の水処理システム１では、被処理水タンク３０が一つの場合を例示したが、被処理水タンク３０の数は特に限定されず、二以上であってもよい。

　第一主配管２０Ａにおける被処理水タンク３０の下流には、送水ポンプＰが接続されている。送水ポンプＰは、被処理水タンク３０に貯留されている被処理水Ｗを、薬剤溶解装置１００、濾過器５０及び活性炭処理器６０に送水する。このような送水ポンプＰとしては、例えばアキュムレータと圧力スイッチとを備えた電動ポンプを使用することができる。なお、後述するように、送水ポンプＰにより送水する被処理水には、塩素又はオゾンが溶存していることから、送水ポンプＰは耐塩素仕様又は耐オゾン仕様のものを使用することが好ましい。

　水処理システム１は、酸化剤を被処理水Ｗに添加する除菌装置７０を備える。上述のように、建物の屋根に降った雨水は、屋根に付着した鳥の糞等の影響により、細菌やウイルスで汚染されている場合がある。そのため、除菌装置７０を用いて被処理水Ｗである雨水に酸化剤を添加することにより、細菌及び／又はウイルスを除去することができる。このような酸化剤は特に限定されないが、例えば塩素系薬剤及びオゾンを用いることができる。

　被処理水Ｗに塩素系薬剤を投入する除菌装置７０（７０Ａ）としては、固形の塩素系薬剤を溶解して投入することが可能な固形薬剤溶解器、又は液体の塩素系薬剤を投入することが可能な定量ポンプを用いることができる。ただ、定量ポンプは耐塩素対策が必要であり高価格となりやすいことから、除菌装置７０Ａとしては固形薬剤溶解器を用いることが好ましい。塩素系薬剤としては、例えば次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウムなどを挙げることができる。塩素系薬剤は、板状などに固められ、積み重ねることが可能な塊状の薬剤であってもよく、粒状の薬剤であってもよく、変形可能な粘性材料からなる薬剤であってもよい。塩素系薬剤は、その硬さや材質は如何なるものであってもよい。

　水処理システム１において、被処理水Ｗに塩素系薬剤を投入する除菌装置７０Ａは、被処理水タンク３０の上流側及び下流側並びに被処理水タンク３０の内部の少なくとも一箇所に設置することが好ましい。具体的には、図１に示すように、被処理水タンク３０の上流側である第二主配管２０Ｂに、除菌装置７０Ａを設置してもよい。この際、除菌装置７０Ａは、バイパス配管７１を用いて第二主配管２０Ｂに接続してもよく、第二主配管２０Ｂに直接接続してもよい。

　また、図２に示すように、除菌装置７０Ａは、被処理水タンク３０の内部に設置してもよい。この際、除菌装置７０Ａを被処理水タンク３０の上部から吊り下げ、除菌装置７０Ａの少なくとも一部を被処理水Ｗに浸漬することが好ましい。このように、除菌装置７０Ａを被処理水タンク３０の内部に吊り下げるように配置することで、塩素系薬剤を被処理水Ｗに直接徐放することができる。なお、図示しないが、除菌装置７０Ａは、被処理水タンク３０の下流側に設置してもよく、例えば被処理水タンク３０と送水ポンプＰの間の第一主配管２０Ａに設置してもよい。

　被処理水Ｗにオゾンを注入する除菌装置７０Ｂも、被処理水タンク３０の上流側又は下流側に設置してもよいが、除菌装置７０Ｂは被処理水タンク３０の内部に設置することが好ましい。具体的には、図３に示すように、除菌装置７０Ｂは、被処理水タンク３０の下部に設置され、被処理水タンク３０に貯留された被処理水Ｗにオゾンを注入する。除菌装置７０Ｂは、例えば、高電圧を利用してオゾンを生成するオゾン生成器７２と、被処理水タンク３０の内部に設置され、オゾン生成器７２と接続した散気器７３とを備える。散気器７３としては、例えば、微細なオゾンの気泡を発生させる散気管を用いることができる。

　水処理システム１において、被処理水タンク３０及び薬剤溶解装置１００の下流側には濾過器５０が設けられており、濾過器５０は被処理水Ｗを濾過して不溶物を除去する。このような濾過器５０は、不溶物を除去できれば特に限定されないが、例えば濾材としてマンガン砂を備えたものを用いることができる。

　また、被処理水タンク３０及び薬剤溶解装置１００の下流側には活性炭処理器６０が設けられており、活性炭処理器６０は内部に活性炭を備える。活性炭は、微小な疎水性有機物及び過剰な塩素を吸着することができる。そのため、被処理水Ｗが活性炭処理器６０の内部を通過し、被処理水Ｗが活性炭と接触することにより、被処理水Ｗ中の疎水性有機物及び過剰な塩素を吸着除去することができる。活性炭としては、粉末活性炭及び粒状活性炭の少なくとも一つを用いることができる。また、活性炭としては、生物活性炭を用いることもできる。なお、図１から図３では、濾過器５０の下流側に活性炭処理器６０が設けられているが、活性炭処理器６０の下流側に濾過器５０が設けられてもよい。

　本実施形態の薬剤溶解装置１００は、図４に示すように、固形薬剤１１０を内部に収容する薬剤槽１２０を備える。薬剤槽１２０は、板状の底壁１２１と、底壁１２１から上方へ延び、かつ、底壁１２１の上側の空間を取り囲む周壁１２２とを備える。そして、底壁１２１と周壁１２２とにより形成された内部空間に、固形薬剤１１０を収容している。薬剤槽１２０は、上端が開放されており、上方から内部に固形薬剤１１０を投入することができる。なお、底壁１２１の形状は、上方から見た場合、矩形状であってもよく、円形状であってもよい。また、周壁１２２の形状は筒状であってもよく、中空の錐台状であってもよい。

　薬剤溶解装置１００において、固形薬剤１１０としては、被処理水ＷのｐＨを調節するｐＨ調整剤を用いることができる。このようなｐＨ調整剤としては、被処理水Ｗに溶解することにより、被処理水ＷのｐＨを飲料水の水質基準である５．８～８．６にすることが可能な薬剤を用いることができる。具体的には、ｐＨ調整剤としては、炭酸水素ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム及び炭酸ナトリウムからなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。

　薬剤溶解装置１００は、薬剤槽１２０の上端の開口を塞ぐ蓋体１３０を備えており、蓋体１３０は、薬剤槽１２０に取り外し可能な状態で取り付けられている。蓋体１３０は、板状の上壁１３１と、上壁１３１の外周端から垂れ下がり、薬剤槽１２０の周壁１２２よりも一回り大きな周壁１３２とを有している。

　薬剤溶解装置１００は、薬剤槽１２０の内側へ被処理水Ｗを導入する導入管１４０を備える。導入管１４０の一端１４１は周壁１２２の供給口１２２ａに接続されており、他端１４２は第一主配管２０Ａに接続されている。そして、導入管１４０は、第一主配管２０Ａから薬剤槽１２０の内部へ導入する被処理水Ｗの流量を調整するための二方弁１４３を備える。なお、周壁１２２に対する導入管１４０の一端１４１の接続位置は特に限定されないが、例えば固形薬剤１１０の上端１１１よりも上方とすることができる。

　薬剤溶解装置１００は、薬剤槽１２０の内側から被処理水Ｗを導出する導出管１５０を備える。導出管１５０の一端１５１は、底壁１２１の下面１２１ａに接続されており、底壁１２１の排出口１２１ｂと連通している。また、導出管１５０の他端１５２は、送水器１７０に接続されている。そして、導出管１５０は、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗの流量を調節する弁体１５５を備える。なお、底壁１２１に対する導出管１５０の一端１５１の接続位置、つまり排出口１２１ｂの位置は特に限定されないが、例えば、上方から見た場合、底壁１２１の中心であってもよく、当該中心からずれていてもよい。

　薬剤溶解装置１００は、薬剤槽１２０の底壁１２１の上面１２１ｃに接続する放出管１６０を備える。放出管１６０は、底壁１２１の上面１２１ｃから上方に向けて設けられている。放出管１６０の一端１６１は、底壁１２１の上面１２１ｃに接続されており、底壁１２１の排出口１２１ｂと連通している。また、放出管１６０の他端１６２は、開放状態となっている。なお、底壁１２１に対する放出管１６０の一端１６１の接続位置も特に限定されないが、例えば、上方から見た場合、底壁１２１の中心であってもよく、当該中心からずれていてもよい。

　放出管１６０の管壁１６３は、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗが通過する複数の貫通孔１６４を有している。貫通孔１６４は、放出管１６０の長手方向に垂直な方向に沿って管壁１６３を貫通している。そして、貫通孔１６４は、管壁１６３に所定間隔で設けられている。なお、貫通孔１６４の孔径は特に限定されないが、被処理水Ｗが容易に通過することが可能な大きさであることが好ましい。

　そして、薬剤溶解装置１００において、放出管１６０の周囲はネット１６５で被覆されている。具体的には、放出管１６０の上端１６２及び管壁１６３は、有底筒状のネット１６５で覆われており、上端１６２の開口及び貫通孔１６４もネット１６５で覆われている。このようなネット１６５の目開きの大きさは、固形薬剤１１０が顆粒状の塊となって流出し、放出管１６０及び導出管１５０を閉塞することがないような大きさとすることが好ましい。そのため、ネット１６５のメッシュ数は、５０～１００とすることが好ましい。

　薬剤溶解装置１００は、導出管１５０の他端１５２と接続し、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗを送水する送水器１７０を備える。送水器１７０は第一主配管２０Ａに接続しており、第一主配管２０Ａを通過する被処理水Ｗの流量に応じて、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗの送水量を調整することができる。このような送水器１７０としては、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗを、ベンチュリ効果により送水する送水器を用いることが好ましい。ベンチュリ効果は、流体の流れの断面積を狭めて流速を増加させると、圧力が低い部分が作り出される現象のことである。このような送水器は、例えば電動ポンプやタンクを用いる必要がないため、簡易かつ安価な構造とすることができる。

　具体的には、送水器１７０としては、図５（ａ）に示すようなベンチュリ管からなる送水器１７０Ａを使用することができる。送水器１７０Ａは、入口円筒部１７１、入口円錐管１７２、スロート部１７３、出口円錐管１７４及び出口円筒部１７５より形成されている。入口円筒部１７１、スロート部１７３及び出口円筒部１７５は円筒形状であり、入口円錐管１７２及び出口円錐管１７４は円錐台形状である。そして、入口円筒部１７１及び出口円筒部１７５の内径は、スロート部１７３の内径よりも大きい。そのため、入口円筒部１７１とスロート部１７３とを接続する入口円錐管１７２は、入口円筒部１７１からスロート部１７３に向かうにつれて、内径が徐々に縮径している。また、スロート部１７３と出口円筒部１７５とを接続する出口円錐管１７４は、スロート部１７３から出口円筒部１７５に向かうにつれて、内径が徐々に拡径している。

　導出管１５０の他端１５２は、送水器１７０Ａのスロート部１７３に接続されている。この際、図５に示すように、導出管１５０の他端部の内径が、スロート部１７３に向かって徐々に縮径している。

　このような送水器１７０Ａに被処理水Ｗが流通する場合、入口円筒部１７１から導入された被処理水Ｗは、入口円筒部１７１、入口円錐管１７２、スロート部１７３、出口円錐管１７４を通過して出口円筒部１７５から排出される。この際、入口円錐管１７２は、被処理水Ｗの流れ方向に沿って断面積が徐々に小さくなることから、入口円錐管１７２において、被処理水Ｗの流速は徐々に高まる。そして、スロート部１７３において、ベンチュリ効果により負圧が発生するため、導出管１５０の内部に存在する、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗが、スロート部１７３の内部に吸い込まれる。スロート部１７３に吸い込まれた、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗは、送水器１７０Ａを流通する被処理水Ｗと混合され、出口円筒部１７５から排出される。この際、第一主配管２０Ａから送水器１７０Ａに導入される被処理水Ｗが増加するほどスロート部１７３での流速が高まり負圧が上昇するため、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗの添加量も増加する。逆に、第一主配管２０Ａから送水器１７０Ａに導入される被処理水Ｗが減少するほどスロート部１７３での流速が低くなり負圧が低下するため、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗの添加量も減少する。そのため、送水器１７０Ａを用いることにより、送水器１７０Ａを流れる被処理水Ｗの流量に応じて、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗの添加量を調整することができる。

　なお、ベンチュリ効果により送水する送水器１７０は上述のベンチュリ管からなる送水器１７０Ａに限定されず、例えば図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すような送水器１７０Ｂ，１７０Ｃも挙げることができる。図５（ｂ）に示す送水器１７０Ｂは、円筒管１７６の内部にオリフィス板１７７が設けられている。そして、オリフィス板１７７の中央には絞り孔１７７ａが設けられており、絞り孔１７７ａの径は円筒管１７６の内径よりも小さくなっている。そして、オリフィス板１７７の下流直下に導出管１５０が接続されている。

　図５（ｃ）に示す送水器１７０Ｃは、円筒管１７６の内部にノズル１７８が設けられている。そして、ノズル１７８の中央には、円筒状のスロート部１７８ａが設けられており、スロート部１７８ａは、流れ方向に沿って内径が徐々に縮径している。そして、ノズル１７８の下流直下に導出管１５０が接続されている。このような送水器１７０Ｂ，１７０Ｃも送水器１７０Ａと同様に、ベンチュリ効果により、導出管１５０の内部に存在する被処理水Ｗを、送水器１７０Ｂ，１７０Ｃを流れる被処理水Ｗに混合することができる。

　上述のように、導出管１５０は、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗの流量を調節する弁体１５５を備える。このような弁体１５５は、被処理水Ｗの逆流を抑制する逆止弁であることが好ましい。具体的には、図４に示すように、弁体１５５は、止水栓１５５Ａと、止水栓１５５Ａとの間を密閉可能なように導出管１５０に設けられた密閉壁１５５ａと、止水栓１５５Ａに支持される弾性体１５５Ｂとを備える。さらに、弁体１５５は、導出管１５０において密閉壁１５５ａよりも下流側に設けられ、弾性体１５５Ｂを支持する導出管側支持壁１５５ｃを備える。

　止水栓１５５Ａは、導出管１５０に流れる被処理水Ｗをせき止める役割を有する。止水栓１５５Ａは、遮蔽部１５５ｅと、密閉部１５５ｆと、弾性体支持部１５５ｇと、を有する。

　遮蔽部１５５ｅは、止水栓１５５Ａにおける導出管１５０の上流側に配置されており、導出管１５０内の被処理水Ｗの流路を遮蔽することにより、導出管１５０内の被処理水Ｗが止水される。

　密閉部１５５ｆは、導出管１５０の密閉壁１５５ａとの間を隙間がないように密閉し、導出管１５０を流れる被処理水Ｗを止水することができる。このとき、導出管１５０と止水栓１５５Ａとの間から微量の水が漏れ出ないようにするため、止水栓１５５Ａの密閉部１５５ｆと導出管１５０の密閉壁１５５ａとの間にゴム製オーリングなどの弾性体１５５ｄを配置することが好ましい。

　弾性体支持部１５５ｇは弾性体１５５Ｂを支持し、弾性体１５５Ｂからの反発力を受け止める役割を有する。弾性体支持部１５５ｇは、側壁部と底壁部とを有し、側壁部と底壁部とにより断面Ｕ字状に形成されている。そして、弾性体支持部１５５ｇは、弾性体１５５Ｂを収容するように配置されている。

　密閉壁１５５ａは、止水栓１５５Ａとの間を密閉可能なように導出管１５０に設けられている。図４では、密閉壁１５５ａは、導出管１５０の径の大きさを、弁体１５５の入口に対して徐々に拡張するようにして形成されている。

　接続壁１５５ｂは、導出管１５０に設けられ、密閉壁１５５ａの下流側と導出管側支持壁１５５ｃの上流側とを接続している。図４において、接続壁１５５ｂは、弁体１５５の上下における導出管１５０と断面視において平行に配置されている。

　導出管側支持壁１５５ｃは、導出管１５０における接続壁１５５ｂの下流側に設けられ、弾性体１５５Ｂを支持する。図４では、導出管側支持壁１５５ｃは、断面視において、導出管１５０の水流方向に対して垂直に配置されている。すなわち、接続壁１５５ｂと導出管側支持壁１５５ｃとにより形成される角度は約９０度となっている。ただし、接続壁１５５ｂと導出管側支持壁１５５ｃとにより形成される角度は特に限定されず、７０度～１２０度とすることが好ましい。そして、導出管側支持壁１５５ｃの一方は接続壁１５５ｂの下流側と接続されており、導出管側支持壁１５５ｃの他方は弁体１５５の下流側の導出管１５０と接続されている。

　弾性体１５５Ｂは、止水栓１５５Ａの弾性体支持部１５５ｇに支持される。弾性体１５５Ｂは、導出管側支持壁１５５ｃを支点として反発し、弾性体支持部１５５ｇを介して止水栓１５５Ａを導出管１５０の上流側に押し戻す役割を有する。図４では、弾性体１５５Ｂとしてコイル状のバネを用いているが、止水栓１５５Ａを押し戻すことができれば特に限定されない。

　上述のような構成を備えた水処理システム１及び薬剤溶解装置１００の動作について説明する。

　まず、図１から図３に示すように、建物の屋根に降った雨水は雨樋に集められ、第二主配管２０Ｂを通じて被処理水タンク３０に送られて貯留される。そして、第二主配管２０Ｂ又は被処理水タンク３０に設置された除菌装置７０により、被処理水Ｗである雨水に塩素系薬剤又はオゾンを添加し、被処理水Ｗ中の細菌及び／又はウイルスを除去する。

　次に、使用者が蛇口４０を開けた場合、第一主配管２０Ａに水が流れる。第一主配管２０Ａに水が流れて水圧が変化した場合、水圧の変化を送水ポンプＰの圧力スイッチが検知し、送水ポンプＰが稼働する。送水ポンプＰは、被処理水タンク３０に貯留されている被処理水Ｗを薬剤溶解装置１００に送水する。

　薬剤溶解装置１００に到達した被処理水Ｗの一部は導入管１４０に流れ込み、被処理水Ｗの残部は送水器１７０に流れ込む。導入管１４０に流れ込んだ被処理水Ｗは、二方弁１４３を通過して、薬剤槽１２０の内部に流れ込む。この際、被処理水Ｗは、薬剤槽１２０の内部に保持された固形薬剤１１０の上端１１１から内部に浸透し、固形薬剤１１０が被処理水Ｗに溶解する。そして、固形薬剤１１０が溶解して飽和した被処理水Ｗは、ネット１６５の隙間、並びに放出管１６０における管壁１６３の貫通孔１６４及び上端１６２の開口を通過して、放出管１６０の内部から下方に流下し、弁体１５５に到達する。

　弁体１５５では、通常、弾性体１５５Ｂの反発力により止水栓１５５Ａが上方に押圧されている。そのため、被処理水Ｗが止水栓１５５Ａを超えて下方に流出しないようになっている。

　ここで、第一主配管２０Ａから送水器１７０に流れ込んだ被処理水Ｗは、送水器１７０の内部を通過するが、この際、ベンチュリ効果により、導出管１５０の下部に負圧が発生する。この負圧により、弁体１５５内の止水栓１５５Ａが下方に引き寄せられ、導出管１５０の密閉壁１５５ａと止水栓１５５Ａの密閉部１５５ｆとの間に隙間が生じる。そのため、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗが、この隙間を通って送水器１７０に到達する。

　弁体１５５を通過して送水器１７０に到達した、固形薬剤１１０を含む被処理水Ｗは、送水器１７０の内部に吸い込まれ、送水器１７０を流通する被処理水Ｗと混合される。ここで、上述のように、固形薬剤１１０はｐＨ調整剤であることから、被処理水Ｗに固形薬剤１１０が溶解することにより、被処理水ＷのｐＨを５．８～８．６にすることができる。

　そして、除菌装置７０により塩素系薬剤またはオゾンが注入され、薬剤溶解装置１００によりｐＨ調整剤が添加された被処理水Ｗは、濾過器５０を通過することにより、不溶物が除去される。そして、濾過器５０を通過した被処理水Ｗは、活性炭処理器６０を通過することにより、微小な疎水性有機物及び過剰な塩素が除去される。このようにして、細菌及び／又はウイルス並びに不溶物及び有機物が除去され、ｐＨが５．８～８．６となった清潔な水が、蛇口４０から使用者に供給される。

　使用者が蛇口４０を閉めた場合、第一主配管２０Ａの内部における水の流れが停止する。そして、水の流れが停止することで水圧が変化した場合、水圧の変化を送水ポンプＰの圧力スイッチが検知し、送水ポンプＰが停止する。

　本実施形態の薬剤溶解装置１００では、図４に示すように、導入管１４０から薬剤槽１２０に流れ込んだ被処理水Ｗは、固形薬剤１１０を通過する。その後、被処理水Ｗは、ネット１６５の隙間、並びに放出管１６０における管壁１６３の貫通孔１６４及び上端１６２の開口を通過して、放出管１６０の内部に流れ込む。そのため、被処理水Ｗは固形薬剤１１０の層を通過し、固形薬剤１１０と効率的に接触することから、固形薬剤１１０の飽和水溶液を容易に得ることができる。さらに、放出管１６０の周囲は、ネット１６５で被覆されている。具体的には、放出管１６０の上端１６２及び管壁１６３はネット１６５で覆われており、上端１６２の開口及び貫通孔１６４もネット１６５で覆われている。そのため、固形薬剤１１０の塊が放出管１６０の上端１６２の開口及び貫通孔１６４に進入しようとしても、ネット１６５により抑制される。したがって、固形薬剤１１０の塊が導出管１５０の内部に流れ込んで閉塞することを抑制できる。さらに、固形薬剤１１０の塊が薬剤溶解装置１００から流出することが抑制されるため、被処理水Ｗ中の薬剤濃度のバラツキを防ぎ、薬剤濃度を略一定に保つことが可能となる。

　また、薬剤溶解装置１００において、導出管１５０は、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗの流量を調節する弁体１５５を備える。具体的には、弁体１５５は、送水器１７０で発生する負圧により開度が変化し、負圧が高い場合には開度が大きくなり、負圧が低い場合には開度が小さくなる。そのため、弁体１５５の開度により、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗの流量を調節し、被処理水Ｗへ添加する固形薬剤１１０の量を略一定に保つことが可能となる。

　さらに、弁体１５５は、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗの逆流を抑制する逆止弁であることが好ましい。これにより、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗが送水器１７０から第一主配管２０Ａへ漏洩することを防ぐことから、被処理水Ｗ中における固形薬剤１１０の濃度のバラツキを抑制し、濃度管理を一層容易にすることが可能となる。

　薬剤溶解装置１００において、送水器１７０は、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗを、ベンチュリ効果により送水することが好ましい。このような送水器１７０は、例えば電動ポンプやタンクを用いる必要がないため、簡易かつ安価な構造とすることができる。また、送水器１７０は、通過する被処理水Ｗの流量に応じて、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗの添加量を調整することができる。

　ここで、本実施形態の水処理システム１を使用したシステム構成の例を説明する。図６では、建物２００に、水処理システム１を適用した例を示している。

　建物２００は、例えば、個人住宅、店舗又は工場であるが、以下、建物２００は一般的な個人住宅であるものとして説明する。

　本実施形態の水処理システム１は、上水道２１０を備える建物２００に組み込むことができる。具体的には、水処理システム１の第一主配管２０Ａにおける蛇口４０側の端部は、三方弁２２０を介して上水道２１０に接続されている。また、水処理システム１の第二主配管２０Ｂの一端は、建物２００の屋根２０１に設置された雨樋２０２に接続されている。

　水処理システム１において、被処理水タンク３０には水位センサー３２が設けられており、被処理水タンク３０に貯留されている雨水（被処理水Ｗ）の量を測定することができる。具体的には、図６に示すように、水位センサー３２は、被処理水タンク３０に貯留されている雨水が高水位Ｈ１の場合と低水位Ｈ２の場合とを検知することができる。

　このような水処理システム１を建物２００に設置した場合、最初は被処理水タンク３０に雨水が貯留されていない。そのため、建物２００の住人は、生活用水として、上水道２１０より供給される上水を用いる。

　次いで、被処理水タンク３０において、雨水の貯水量が増加し、貯留されている雨水が高水位Ｈ１となった場合には、水処理システム１を稼働し、水処理システム１により浄化された処理水を供給する。ここで、水処理システム１の第一主配管２０Ａは三方弁２２０を介して上水道２１０に接続されている。そのため、住人は、三方弁２２０を調整して、水処理システム１により浄化された処理水のみを生活用水として使用してもよく、また当該処理水と上水を混合して、生活用水として使用してもよい。そして、水処理システム１により浄化された処理水は、風呂２１２、トイレ２１３及び洗濯機２１４などに配水して使用される。なお、図６では、キッチン２１１には上水のみを配水しているが、水処理システム１により浄化された処理水をキッチン２１１に配水してもよい。その後、キッチン２１１、風呂２１２、トイレ２１３及び洗濯機２１４から排出された排水は、排水管２３０を通じて下水道に排出される。

　なお、被処理水タンク３０において、雨水の貯水量が減少し、貯留されている雨水が低水位Ｈ２となった場合には、水処理システム１の稼働を停止する。そのため、住人は、生活用水として、上水道２１０より供給される上水を用いる。

　ここで、建物２００への降水量が増加し、被処理水タンク３０において雨水の貯水量が高水位Ｈ１を超えて過剰になった場合には、雨水が被処理水タンク３０からオーバーフローしないように、排水管３１から雨水を排水する。

　このように、本実施形態の薬剤溶解装置１００は、固形薬剤１１０を収容する薬剤槽１２０と、薬剤槽１２０の内側へ被処理水Ｗを導入する導入管１４０とを備える。薬剤溶解装置１００は、さらに、薬剤槽１２０の底壁１２１の下面１２１ａに一端１５１が接続し、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗを薬剤槽１２０の内側から導出する導出管１５０を備える。薬剤溶解装置１００は、さらに、導出管１５０の他端１５２と接続し、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗを送水する送水器１７０と、薬剤槽１２０の底壁１２１の上面１２１ｃに接続し、導出管１５０と連通する放出管１６０と、を備える。そして、放出管１６０の管壁１６３は、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗが通過する複数の貫通孔１６４を有し、放出管１６０はネット１６５で被覆されている。薬剤溶解装置１００では、放出管１６０の周囲がネット１６５で覆われているため、固形薬剤１１０の塊が放出管１６０の内部に進入しようとしても、ネット１６５により抑制される。したがって、固形薬剤１１０の塊が導出管１５０の内部を閉塞することを抑制することができる。さらに、固形薬剤１１０の塊が薬剤溶解装置１００から流出することが抑制されるため、被処理水Ｗにおける薬剤濃度のバラツキを防ぎ、薬剤濃度を略一定に保つことが可能となる。

　なお、薬剤溶解装置１００において、被処理水Ｗに溶解する固形薬剤１１０は、ｐＨ調整剤に限定されない。固形薬剤１１０は、例えば、上述の塩素系薬剤であってもよく、また被処理水Ｗ中に分散している粒子を凝集させる凝集剤であってもよい。凝集剤としては、例えば硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄などを挙げることができる。

　本実施形態の水処理システム１は、薬剤溶解装置１００を備える。さらに、水処理システム１は、被処理水Ｗを貯留する被処理水タンク３０と、塩素系薬剤又はオゾンを被処理水に添加する除菌装置７０と、を備える。そして、除菌装置７０は、被処理水タンク３０の上流側及び下流側並びに被処理水タンク３０の内部の少なくとも一箇所に設置されている。そして、薬剤溶解装置１００は被処理水タンク３０及び除菌装置７０の下流側に設けられ、固形薬剤１１０はｐＨ調整剤である。このような水処理システム１では、除菌装置７０により細菌及び／又はウイルスを除去し、薬剤溶解装置１００によりｐＨを中性とすることができるため、雨水を清潔な生活用水に浄化することが可能となる。

　水処理システム１は、被処理水Ｗを濾過して不溶物を除去する濾過器５０と、活性炭を備える活性炭処理器６０とをさらに備え、濾過器５０及び活性炭処理器６０は、被処理水タンク３０、除菌装置７０及び薬剤溶解装置１００の下流側に設けられることが好ましい。このような水処理システム１では、濾過器５０を通過することにより不溶物が除去され、活性炭処理器６０を通過することにより微小な疎水性有機物及び過剰な塩素が除去されるため、より清潔な水を得ることが可能となる。

［第二実施形態］
　次に、第二実施形態に係る薬剤溶解装置、水処理システム及び固形薬剤カートリッジについて、図面に基づき詳細に説明する。なお、第一実施形態の薬剤溶解装置及び水処理システムと同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

　第一実施形態の薬剤溶解装置１００において、使用者が固形薬剤１１０を補給する場合には、薬剤槽１２０に取り付けられた蓋体１３０を取り外した後、塊状又は粒状の固形薬剤１１０を内部に投入する。そのため、使用者は、投入の際、固形薬剤に直接触れなければならない場合がある。また、粒状の固形薬剤１１０を薬剤槽１２０の内部に直接投入するのは、煩雑な場合がある。

　そのため、本実施形態の薬剤溶解装置１００Ａは、固形薬剤１１０を容易に補給できるように、固形薬剤カートリッジ３００を使用している。

　本実施形態に係る薬剤溶解装置１００Ａは、第一実施形態と同様に、水処理システム１に組み込まれる。具体的には、薬剤溶解装置１００Ａは、第一主配管２０Ａにおける送水ポンプＰと濾過器５０との間に接続される。薬剤溶解装置１００Ａは、図７に示すように、固形薬剤１１０を内部に収容する薬剤槽１２０を備える。薬剤槽１２０は、板状の底壁１２１と、底壁１２１から上方へ延び、かつ、底壁１２１の上側の空間を取り囲む周壁１２２とを備える。そして、底壁１２１と周壁１２２とにより形成された内部空間に、固形薬剤カートリッジ３００を収容する。薬剤槽１２０は、上端が開放されており、上方から内部に固形薬剤カートリッジ３００を挿入することができる。

　薬剤溶解装置１００Ａは、薬剤槽１２０の上端の開口を塞ぐ蓋体１３０を備えており、蓋体１３０は、薬剤槽１２０に取り外し可能な状態で取り付けられている。また、薬剤溶解装置１００Ａは、薬剤槽１２０の内側へ被処理水Ｗを導入する導入管１４０を備える。導入管１４０の一端１４１は周壁１２２の供給口１２２ａに接続されており、他端１４２は第一主配管２０Ａに接続されている。なお、周壁１２２に対する導入管１４０の一端１４１の接続位置は特に限定されないが、例えば固形薬剤カートリッジ３００の上端よりも上方とすることができる。

　薬剤溶解装置１００Ａは、薬剤槽１２０の内側から被処理水Ｗを導出する導出管１５０を備える。導出管１５０の一端１５１は、底壁１２１の下面１２１ａに接続されており、底壁１２１の排出口１２１ｂと連通している。また、導出管１５０の他端１５２は、送水器１７０に接続されている。そして、導出管１５０は、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗの流量を調節する弁体１５５を備える。

　薬剤溶解装置１００Ａは、導出管１５０の他端１５２と接続し、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗを送水する送水器１７０を備える。送水器１７０は、第一主配管２０Ａを通過する被処理水Ｗの流量に応じて、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗの送水量を調整することができる。

　薬剤槽１２０の内部空間に収容される固形薬剤カートリッジ３００は、図８に示すように、筒状部材３１０を備えている。筒状部材３１０の形状は、円筒状であってもよく、角筒状であってもよい。筒状部材３１０の形状は、薬剤槽１２０の周壁１２２の形状に合わせることが好ましい。

　筒状部材３１０は、さらに、筒状部材３１０の上部の開口を塞ぐ上部ネット３１１と、筒状部材３１０の下部の開口を塞ぐ下部ネット３１２とを備える。上部ネット３１１は、筒状部材３１０の上部の開口全体を塞いでおり、筒状部材３１０の上部から固形薬剤１１０が流出することを抑制している。同様に、下部ネット３１２は、筒状部材３１０の下部の開口全体を塞いでおり、筒状部材３１０の下部から固形薬剤１１０が流出することを抑制している。なお、上部ネット３１１及び下部ネット３１２の目開きの大きさは、固形薬剤１１０が顆粒状の塊となって流出し、導出管１５０を閉塞することがないような大きさとすることが好ましい。そのため、上部ネット３１１及び下部ネット３１２のメッシュ数は、５０～１００とすることが好ましい。

　そして、固形薬剤カートリッジ３００は、筒状部材３１０、上部ネット３１１及び下部ネット３１２により形成された内部空間に、固形薬剤１１０を保持している。なお、固形薬剤１１０の形状は、第一実施形態と同様に、塊状又は粒状とすることができる。

　図７に示すように、筒状部材３１０は、上下方向において、下部ネット３１２と筒状部材３１０の下端３１３との間には、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗが流通することが可能な空隙３１４が存在することが好ましい。つまり、下部ネット３１２は、筒状部材３１０の内面に固定されることにより、筒状部材３１０の下部の開口を塞いでいる。そして、筒状部材３１０の下端３１３は、底壁１２１の上面１２１ｃと接触する。これにより、下部ネット３１２と底壁１２１との間には、空隙３１４が形成されることから、上部ネット３１１、固形薬剤１１０及び下部ネット３１２を通過した被処理水Ｗが空隙３１４を通過し、底壁１２１の排出口１２１ｂから流下することができる。

　なお、固形薬剤カートリッジ３００の上下方向において、下部ネット３１２と筒状部材３１０の下端３１３との間の距離ｄは、空隙３１４が形成されれば特に限定されないが、例えば２ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。

　上述のような構成を備えた薬剤溶解装置１００Ａの作用について説明する。薬剤溶解装置１００Ａは、第一実施形態と同様に、水処理システム１に組み込まれる。そして、第一主配管２０Ａを通過して薬剤溶解装置１００Ａに到達した被処理水Ｗは、一部が導入管１４０に流れ込み、残部が送水器１７０に流れ込む。導入管１４０に送られた被処理水Ｗは二方弁１４３を通過して、薬剤槽１２０の内部に流れ込む。この際、被処理水Ｗは、薬剤槽１２０の内部に保持された固形薬剤カートリッジ３００の上部ネット３１１から内部に浸透し、固形薬剤１１０が被処理水Ｗに溶解する。そして、固形薬剤１１０が溶解して飽和した被処理水Ｗは、下部ネット３１２を通過して空隙３１４を流れ、底壁１２１の排出口１２１ｂから下方に流下し、弁体１５５に到達する。弁体１５５を通過して送水器１７０に到達した、固形薬剤１１０を含む被処理水Ｗは、送水器１７０の内部に吸い込まれ、送水器１７０を流通する被処理水Ｗと混合される。

　薬剤溶解装置１００Ａにおいて、被処理水Ｗは固形薬剤１１０の層を通過し、固形薬剤１１０と効率的に接触することから、固形薬剤１１０の飽和水溶液を容易に得ることができる。さらに、固形薬剤１１０は、筒状部材３１０、上部ネット３１１及び下部ネット３１２で覆われている。そのため、固形薬剤１１０の塊が底壁１２１の排出口１２１ｂから導出管１５０の内部に流れ込んで閉塞することを抑制できる。さらに、固形薬剤１１０の塊が薬剤溶解装置１００Ａから流出することが抑制されるため、被処理水Ｗ中の薬剤濃度のバラツキを防ぎ、薬剤濃度を略一定に保つことが可能となる。

　さらに、薬剤溶解装置１００Ａでは、固形薬剤１１０の補給は、固形薬剤カートリッジ３００を取り替えるだけで行うことができる。また、固形薬剤１１０の補給の際、固形薬剤１１０を計量する必要もない。そのため、使用者が固形薬剤１１０に直接触れることもなく、粒状の固形薬剤１１０でも容易に補給することができる。

　このように、本実施形態の薬剤溶解装置１００Ａは、固形薬剤カートリッジ３００を収容する薬剤槽１２０と、薬剤槽１２０の内側へ被処理水Ｗを導入する導入管１４０とを備える。薬剤溶解装置１００Ａは、さらに、薬剤槽１２０の底壁１２１の下面１２１ａに一端１５１が接続し、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗを薬剤槽１２０の内側から導出する導出管１５０を備える。薬剤溶解装置１００Ａは、さらに、導出管１５０の他端１５２と接続し、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗを送水する送水器１７０を備える。そして、薬剤溶解装置１００Ａにおいて、固形薬剤カートリッジ３００は、筒状部材３１０と、筒状部材３１０の上部の開口を塞ぐ上部ネット３１１と、筒状部材３１０の下部の開口を塞ぐ下部ネット３１２とを備える。固形薬剤カートリッジ３００は、さらに、筒状部材３１０、上部ネット３１１及び下部ネット３１２により形成された内部空間に保持された固形薬剤１１０を備える。このような薬剤溶解装置１００Ａでは、固形薬剤１１０が筒状部材３１０、上部ネット３１１及び下部ネット３１２で覆われているため、固形薬剤１１０の塊による導出管１５０の閉塞及び薬剤濃度のバラツキを抑制することができる。さらに、固形薬剤カートリッジ３００を用いることで、固形薬剤１１０の補給も容易に行うことができる。

　また、本実施形態の固形薬剤カートリッジ３００は、筒状部材３１０と、筒状部材３１０の上部の開口を塞ぐ上部ネット３１１と、筒状部材３１０の下部の開口を塞ぎ、筒状部材３１０の内面に固定された下部ネット３１２とを備える。固形薬剤カートリッジ３００は、さらに、筒状部材３１０、上部ネット３１１及び下部ネット３１２により形成された内部空間に保持された固形薬剤１１０を備える。そして、筒状部材３１０の上下方向において、下部ネット３１２と筒状部材３１０の下端３１３との間には、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗが流通可能な空隙３１４が存在する。このような固形薬剤カートリッジ３００は、筒状部材３１０の下部に空隙３１４を有していることから、固形薬剤１１０及び下部ネット３１２を通過した被処理水Ｗを、底壁１２１の排出口１２１ｂから効率的に流下させることが可能となる。

［第三実施形態］
　次に、第三実施形態に係る薬剤溶解装置及び水処理システムについて、図面に基づき詳細に説明する。なお、第一実施形態の薬剤溶解装置及び水処理システムと同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

　本実施形態に係る薬剤溶解装置１００Ｂは、第一実施形態と同様に、水処理システム１に組み込まれる。具体的には、薬剤溶解装置１００Ｂは、第一主配管２０Ａにおける送水ポンプＰと濾過器５０との間に接続される。薬剤溶解装置１００Ｂは、図９に示すように、固形薬剤１１０を内部に収容する薬剤槽１２０を備える。薬剤槽１２０は、板状の底壁１２１と、底壁１２１から上方へ延び、かつ、底壁１２１の上側の空間を取り囲む周壁１２２とを備える。そして、底壁１２１と周壁１２２とにより形成された内部空間に、固形薬剤１１０を収容する。

　薬剤溶解装置１００Ｂは、薬剤槽１２０の上端の開口を塞ぐ蓋体１３０を備えており、蓋体１３０は、薬剤槽１２０に取り外し可能な状態で取り付けられている。また、薬剤溶解装置１００Ｂは、薬剤槽１２０の内側へ被処理水Ｗを導入する導入管１４０を備える。導入管１４０の一端１４１は周壁１２２の供給口１２２ａに接続されており、他端１４２は第一主配管２０Ａに接続されている。

　薬剤溶解装置１００Ｂは、薬剤槽１２０の内側から被処理水Ｗを導出する導出管１５０を備える。導出管１５０の一端１５１は、底壁１２１の下面１２１ａに接続されており、底壁１２１の排出口１２１ｂと連通している。また、導出管１５０の他端１５２は、送水器１７０に接続されている。そして、導出管１５０は、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗの流量を調節する弁体１５５を備える。

　薬剤溶解装置１００Ｂは、導出管１５０の他端１５２と接続し、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗを送水する送水器１７０を備える。

　薬剤溶解装置１００Ｂは、薬剤槽１２０の底壁１２１の上面１２１ｃに接続する放出管１６０Ａを備える。放出管１６０Ａは、底壁１２１の上面１２１ｃから上方に向けて設けられている。放出管１６０Ａの一端１６１は、底壁１２１の上面１２１ｃに接続されており、底壁１２１の排出口１２１ｂと連通している。また、放出管１６０Ａの他端１６２は、開放状態となっている。なお、底壁１２１に対する放出管１６０Ａの一端１６１の接続位置は特に限定されないが、例えば、上方から見た場合、底壁１２１の中心であってもよく、当該中心からずれていてもよい。

　放出管１６０Ａは、第一実施形態の放出管１６０と異なり、複数の貫通孔１６４を管壁１６３に有していない。そのため、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗは、放出管１６０Ａの上端１６２の開口を通過して、放出管１６０Ａの内部から下方に流下し、弁体１５５に到達する。

　ここで、薬剤溶解装置１００Ｂでは、放出管１６０Ａの周囲はネット１６５で被覆されていない。そのため、固形薬剤１１０が放出管１６０Ａの上端１６２の開口を通過して、放出管１６０Ａの内部に進入しないようにする必要がある。そのため、放出管１６０Ａの上端１６２は、固形薬剤１１０の上端１１１よりも上方に位置する。なお、周壁１２２に対する導入管１４０の一端１４１の接続位置は特に限定されないが、例えば固形薬剤１１０の上端１１１よりも上方とすることが好ましい。

　上述のような構成を備えた薬剤溶解装置１００Ｂの作用について説明する。薬剤溶解装置１００Ｂは、第一実施形態と同様に、水処理システム１に組み込まれる。そして、第一主配管２０Ａを通過して薬剤溶解装置１００Ｂに到達した被処理水Ｗは、一部が導入管１４０に流れ込み、残部が送水器１７０に流れ込む。導入管１４０に送られた被処理水Ｗは二方弁１４３を通過して、薬剤槽１２０の内部に流れ込む。

　薬剤槽１２０の内部に流れ込んだ被処理水Ｗは、固形薬剤１１０と接触して溶解する。この際、被処理水Ｗが薬剤槽１２０の内部で激しく回流した場合には、固形薬剤１１０が巻き上がり、固形薬剤１１０が放出管１６０Ａの上端１６２の開口を通過して、放出管１６０Ａの内部に進入する可能性がある。そのため、被処理水Ｗは、薬剤槽１２０の内部を緩流することが好ましい。

　そして、固形薬剤１１０が溶解して飽和した被処理水Ｗは、放出管１６０Ａの上端１６２の開口を通過して、放出管１６０Ａの内部から下方に流下し、弁体１５５に到達する。弁体１５５を通過して送水器１７０に到達した、固形薬剤１１０を含む被処理水Ｗは、送水器１７０の内部に吸い込まれ、送水器１７０を流通する被処理水Ｗと混合される。

　このように、本実施形態の薬剤溶解装置１００Ｂは、固形薬剤１１０を収容する薬剤槽１２０と、薬剤槽１２０の内側へ被処理水Ｗを導入する導入管１４０とを備える。薬剤溶解装置１００は、さらに、薬剤槽１２０の底壁１２１の下面１２１ａに一端１５１が接続し、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗを薬剤槽１２０の内側から導出する導出管１５０を備える。薬剤溶解装置１００は、さらに、導出管１５０の他端１５２と接続し、固形薬剤１１０が溶解した被処理水Ｗを送水する送水器１７０と、薬剤槽１２０の底壁１２１の上面１２１ｃに接続し、導出管１５０と連通する放出管１６０Ａと、を備える。そして、放出管１６０Ａの上端１６２は、固形薬剤１１０の上端１１１よりも上方である。そのため、放出管１６０Ａの周囲をネットで被覆しなくても、固形薬剤１１０の塊が放出管１６０Ａの上端１６２の開口から導出管１５０の内部に流れ込んで閉塞することを抑制できる。

［第四実施形態］
　次に、第四実施形態に係る薬剤溶解装置について、図面に基づき詳細に説明する。なお、第一から第三実施形態の薬剤溶解装置と同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

　本実施形態の薬剤溶解装置は、第一から第三実施形態の薬剤溶解装置と同様に、薬剤槽１２０が、底壁１２１と、底壁１２１から上方へ延び、かつ、底壁１２１の上側の空間を取り囲む周壁１２２とを備える。そして、底壁１２１と周壁１２２とにより形成された内部空間に、固形薬剤１１０又は固形薬剤カートリッジ３００を収容する。また、底壁１２１の形状は円板状となっており、周壁１２２の形状は円筒状となっている。

　薬剤溶解装置は、薬剤槽１２０の内側へ被処理水Ｗを導入する導入管１４０を備える。導入管１４０の一端１４１は周壁１２２の供給口１２２ａに接続されており、他端１４２は第一主配管２０Ａに接続されている。

　図１０及び図１１では、薬剤槽１２０の周壁１２２に対する、導入管１４０の一端１４１の接続位置を、上から見た場合で示している。図１０に示すように、薬剤槽１２０に対する導入管１４０の接続位置は、導入管１４０を介した被処理水Ｗの注水方向Ｄが、当該接続位置において、周壁１２２の径方向と略平行になるように設定することができる。または、図１１に示すように、薬剤槽１２０に対する導入管１４０の接続位置は、導入管１４０を介した被処理水Ｗの注水方向Ｄが、当該接続位置において、周壁１２２への接線と略平行になるように設定することができる。

　ここで、図１０のように、被処理水Ｗの注水方向Ｄが周壁１２２の径方向と略平行になるように導入管１４０を接続した場合、薬剤槽１２０の内部では、被処理水Ｗの渦流が複数個発生する。ただ、このように発生した個々の渦流は、粒状の固形薬剤１１０に対する攪拌力が小さい。そして、この場合には、被処理水Ｗに固形薬剤１１０が溶解して飽和状態となるまでに、時間がかかる可能性がある。

　これに対して、図１１のように、被処理水Ｗの注水方向Ｄが周壁１２２への接線と略平行になるように導入管１４０を接続した場合、薬剤槽１２０の内部では、被処理水Ｗの旋回流が発生する。この被処理水Ｗの旋回流は、円筒状の周壁１２２の内面に沿って旋回しており、粒状の固形薬剤１１０に対する攪拌力が大きい。そして、この場合には、固形薬剤１１０と被処理水Ｗが効率的に攪拌されることから、被処理水Ｗに固形薬剤１１０が溶解して飽和状態となるまでに、時間がかからない。

　このように、本実施形態の薬剤溶解装置において、導入管１４０は、被処理水Ｗが周壁１２２に沿って旋回する旋回流を形成するように、周壁１２２に接続している。これにより、固形薬剤１１０と被処理水Ｗが効率的に攪拌されることから、被処理水Ｗに対して固形薬剤１１０を、飽和溶液レベルまで容易に溶解することが可能となる。

　なお、被処理水Ｗが旋回流を形成するような接続方法は、図１１のような方法に限定されない。例えば、図１２に示すように、被処理水Ｗの注水方向Ｄが周壁１２２の径方向と略平行になるように導入管１４０を接続した後、導入管１４０の一端１４１にＬ字管１４４を取り付けてもよい。Ｌ字管１４４を使用することにより、被処理水Ｗの注水方向Ｄを、薬剤槽１２０の内面に沿うように調整することができる。

［第五実施形態］
　次に、第五実施形態に係る薬剤溶解装置について、図面に基づき詳細に説明する。なお、第一から第四実施形態の薬剤溶解装置と同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

　図１３に示すように、本実施形態の薬剤溶解装置は、第一から第四実施形態の薬剤溶解装置と同様に、薬剤槽１２０が、底壁１２１と、底壁１２１から上方へ延び、かつ、底壁１２１の上側の空間を取り囲む周壁１２２とを備えている。そして、薬剤槽１２０の周壁１２２の上端は、蓋体１３０で塞がれている。さらに、底壁１２１と周壁１２２と蓋体１３０とにより形成された内部空間に、固形薬剤１１０を収容している。

　蓋体１３０の周壁１３２の内面と薬剤槽１２０の周壁１２２の外面には、互いに対応するネジ山が形成されている。また、蓋体１３０の周壁１３２と薬剤槽１２０の周壁１２２は、共に円筒形状である。そのため、蓋体１３０は、周壁１２２に対して取り外し可能な状態で螺合されている。つまり、図１４（ａ）に示すように、例えば蓋体１３０を周方向（反時計回り）Ｃに回転することにより、蓋体１３０を周壁１２２から取り外すことができる。

　薬剤槽１２０には、薬剤槽１２０の内側へ被処理水Ｗを導入する導入管１４０が接続されている。そして、導入管１４０は、第一主配管２０Ａから薬剤槽１２０の内部へ導入する被処理水Ｗの流量を調整するための二方弁１４３を備える。二方弁１４３の上部には、二方弁１４３の開閉を操作するツマミ部１４３ａを備えている。

　ツマミ部１４３ａは、図１３及び図１４に示すように、例えば板状とすることができる。そして、図１４（ａ）に示すように、二方弁１４３が開状態の場合、ツマミ部１４３ａは導入管１４０の長手方向に略平行に位置し、図１４（ｂ）に示すように、二方弁１４３が閉状態の場合、ツマミ部１４３ａは導入管１４０の長手方向に対して略垂直に位置する。そのため、ツマミ部１４３ａを導入管１４０の長手方向から垂直方向に回動させることにより、導入管１４０を流れる被処理水Ｗの流量を絞ることができる。

　ここで、蓋体１３０の側面は、蓋体１３０の径方向に突出する凸部１３３を設けている。そして、図１４（ａ）に示すように、二方弁１４３が開状態の場合に蓋体１３０を周方向Ｃに回転しようしたとき、凸部１３３がツマミ部１４３ａに接触して係合する。そのため、二方弁１４３が開状態の場合には、蓋体１３０は周方向Ｃへ回転できなくなる。これに対し、図１４（ｂ）に示すように、二方弁１４３が閉状態の場合に蓋体１３０を周方向Ｃに回転したとき、凸部１３３はツマミ部１４３ａに接触しない。そのため、二方弁１４３が閉状態の場合、蓋体１３０は周方向Ｃへ回転することができる。

　このような構成の薬剤溶解装置において、使用者が薬剤槽１２０に固形薬剤１１０を補給しようとする場合、まず二方弁１４３のツマミ部１４３ａを操作して閉状態とする。この際、ツマミ部１４３ａは導入管１４０の長手方向に対して略垂直に位置するため、蓋体１３０の凸部１３３はツマミ部１４３ａに接触せず、蓋体１３０を周方向Ｃに回転させて周壁１２２から取り外すことができる。そして、固形薬剤１１０を薬剤槽１２０の内部に投入するか、固形薬剤カートリッジ３００を薬剤槽１２０の内部に挿入する。このように、二方弁１４３が閉状態となっている場合には、薬剤槽１２０の内部に被処理水Ｗが流入しないため、固形薬剤１１０を薬剤槽１２０に安全に投入することができる。

　これに対し、二方弁１４３が開状態の場合、二方弁１４３のツマミ部１４３ａは導入管１４０の長手方向に略平行に位置するため、蓋体１３０の凸部１３３はツマミ部１４３ａに接触して係合する。そのため、二方弁１４３が開状態の場合、蓋体１３０が周方向Ｃへ回転できず、蓋体１３０を周壁１２２から取り外すことができない。このように、薬剤槽１２０の内部に被処理水Ｗが流入している状態では、固形薬剤１１０を薬剤槽１２０に投入することができないため、安全性を確保することができる。

　このように、本実施形態の薬剤溶解装置において、薬剤槽１２０は、底壁１２１と、底壁１２１から上方へ延び、かつ、底壁１２１の上側の空間を取り囲む周壁１２２とを備え、薬剤槽１２０の周壁１２２の上端は蓋体１３０で塞がれている。そして、底壁１２１と周壁１２２と蓋体１３０とにより形成された内部空間に、固形薬剤１１０を収容する。蓋体１３０は、周壁１２２に対して取り外し可能な状態で螺合されている。蓋体１３０の側面には、蓋体１３０の径方向に突出する凸部１３３を設けている。導入管１４０は、開閉を操作するツマミ部１４３ａを備えた二方弁１４３を備える。そして、二方弁１４３が開状態の場合に蓋体１３０を周方向Ｃに回転したとき、凸部１３３がツマミ部１４３ａに係合して蓋体１３０の回転が係止する。また、二方弁１４３が閉状態の場合に蓋体１３０を周方向Ｃに回転したとき、凸部１３３がツマミ部１４３ａに係合しない。

　本実施形態の薬剤溶解装置では、二方弁１４３が開状態で薬剤槽１２０に被処理水Ｗが流入している状態では、周壁１２２から蓋体１３０を取り外すことができない。これに対し、二方弁１４３が閉状態で薬剤槽１２０に被処理水Ｗが流入していない状態になると、周壁１２２から蓋体１３０を取り外すことができる。そのため、蓋体１３０を取り外した際に、薬剤槽１２０から被処理水Ｗが溢れ出ないことから、固形薬剤１１０の補給作業をより安全に行うことが可能となる。

　以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。具体的には、第一から第五実施形態に係る薬剤溶解装置、水処理システム及び固形薬剤カートリッジの構成は、任意に組み合わせることが可能である。

　特願２０２０－０２５４４９号（出願日：２０２０年２月１８日）の全内容は、ここに援用される。

　本開示によれば、固形薬剤が顆粒状で流出することを抑制し、被処理水中の薬剤濃度を略一定に保つことが可能な薬剤溶解装置、当該薬剤溶解装置を用いた水処理システム、及び当該薬剤溶解装置を用いられる固形薬剤カートリッジを提供することができる。

　１　水処理システム
　３０　被処理水タンク
　５０　濾過器
　６０　活性炭処理器
　７０，７０Ａ，７０Ｂ　除菌装置
　１００，１００Ａ，１００Ｂ　薬剤溶解装置
　１１０　固形薬剤
　１２０　薬剤槽
　１２１　薬剤槽の底壁
　１２１ａ　薬剤槽の底壁の下面
　１２１ｃ　薬剤槽の底壁の上面
　１２２　薬剤槽の周壁
　１３０　蓋体
　１３２　蓋体の周壁
　１３３　凸部
　１４０　導入管
　１４３　二方弁
　１４３ａ　ツマミ部
　１５０　導出管
　１５１　導出管の一端
　１５２　導出管の他端
　１５５　弁体
　１６０，１６０Ａ　放出管
　１６３　放出管の管壁
　１６４　貫通孔
　１６５　ネット
　１７０，１７０Ａ，１７０Ｂ，１７０Ｃ　送水器
　２００　建物
　２０１　屋根
　２０２　雨樋
　３００　固形薬剤カートリッジ
　３１０　筒状部材
　３１１　上部ネット
　３１２　下部ネット
　３１３　筒状部材の下端
　３１４　空隙
　Ｗ　被処理水

Claims (13)

1. 　固形薬剤を収容する薬剤槽と、
   　前記薬剤槽の内側へ被処理水を導入する導入管と、
   　前記薬剤槽の底壁の下面に一端が接続し、前記固形薬剤が溶解した被処理水を前記薬剤槽の内側から導出する導出管と、
   　前記導出管の他端と接続し、前記固形薬剤が溶解した被処理水を送水する送水器と、
   　前記薬剤槽の底壁の上面に接続し、前記導出管と連通する放出管と、
   　を備え、
   　前記放出管の管壁は、前記固形薬剤が溶解した被処理水が通過する複数の貫通孔を有し、
   　前記放出管はネットで被覆されている、薬剤溶解装置。
2. 　固形薬剤カートリッジを収容する薬剤槽と、
   　前記薬剤槽の内側へ被処理水を導入する導入管と、
   　前記薬剤槽の底壁の下面に一端が接続し、固形薬剤が溶解した被処理水を前記薬剤槽の内側から導出する導出管と、
   　前記導出管の他端と接続し、前記固形薬剤が溶解した被処理水を送水する送水器と、
   　を備え、
   　前記固形薬剤カートリッジは、
   　　筒状部材と、
   　　前記筒状部材の上部の開口を塞ぐ上部ネットと、
   　　前記筒状部材の下部の開口を塞ぐ下部ネットと、
   　　前記筒状部材、前記上部ネット及び前記下部ネットにより形成された内部空間に保持された固形薬剤と、
   　　を備える、薬剤溶解装置。
3. 　前記導出管は、前記固形薬剤が溶解した被処理水の流量を調節する弁体を備える、請求項１又は２に記載の薬剤溶解装置。
4. 　前記弁体は、前記固形薬剤が溶解した被処理水の逆流を抑制する逆止弁である、請求項３に記載の薬剤溶解装置。
5. 　前記送水器は、前記固形薬剤が溶解した被処理水を、ベンチュリ効果により送水する、請求項１から４のいずれか一項に記載の薬剤溶解装置。
6. 　前記固形薬剤カートリッジにおいて、前記下部ネットは前記筒状部材の内面に固定されており、
   　前記筒状部材の上下方向において、前記下部ネットと前記筒状部材の下端との間には、前記固形薬剤が溶解した被処理水が流通可能な空隙が存在する、請求項２に記載の薬剤溶解装置。
7. 　前記薬剤槽は、前記底壁と、前記底壁から上方へ延び、かつ、前記底壁の上側の空間を取り囲む周壁とを備え、前記底壁と前記周壁とにより形成された内部空間に前記固形薬剤を収容し、
   　前記導入管は、前記被処理水が前記周壁に沿って旋回する旋回流を形成するように、前記周壁に接続している、請求項１に記載の薬剤溶解装置。
8. 　前記薬剤槽は、前記底壁と、前記底壁から上方へ延び、かつ、前記底壁の上側の空間を取り囲む周壁とを備え、前記底壁と前記周壁とにより形成された内部空間に前記固形薬剤カートリッジを収容し、
   　前記導入管は、前記被処理水が前記周壁に沿って旋回する旋回流を形成するように、前記周壁に接続している、請求項２に記載の薬剤溶解装置。
9. 　前記薬剤槽は、前記底壁と、前記底壁から上方へ延び、かつ、前記底壁の上側の空間を取り囲む周壁とを備え、前記薬剤槽の前記周壁の上端は蓋体で塞がれており、前記底壁と前記周壁と前記蓋体とにより形成された内部空間に前記固形薬剤を収容し、
   　前記蓋体は、前記周壁に対して取り外し可能な状態で螺合されており、
   　前記蓋体の側面には、前記蓋体の径方向に突出する凸部を設け、
   　前記導入管は、開閉を操作するツマミ部を備えた二方弁を備え、
   　前記二方弁が開状態の場合に前記蓋体を周方向に回転したとき、前記凸部が前記ツマミ部に係合して前記蓋体の回転が係止し、前記二方弁が閉状態の場合に前記蓋体を周方向に回転したとき、前記凸部が前記ツマミ部に係合しない、請求項１から８のいずれか一項に記載の薬剤溶解装置。
10. 　請求項１から９のいずれか一項に記載の薬剤溶解装置を備える、水処理システム。
11. 　被処理水を貯留する被処理水タンクと、
    　塩素系薬剤又はオゾンを被処理水に添加する除菌装置と、
    　をさらに備え、
    　前記除菌装置は、前記被処理水タンクの上流側及び下流側並びに前記被処理水タンクの内部の少なくとも一箇所に設置されており、
    　前記薬剤溶解装置は、前記被処理水タンク及び前記除菌装置の下流側に設けられ、
    　前記固形薬剤はｐＨ調整剤である、請求項１０に記載の水処理システム。
12. 　被処理水を濾過して不溶物を除去する濾過器と、
    　活性炭を備える活性炭処理器と、
    　をさらに備え、
    　前記濾過器及び前記活性炭処理器は、前記被処理水タンク、前記除菌装置及び前記薬剤溶解装置の下流側に設けられる、請求項１１に記載の水処理システム。
13. 　筒状部材と、
    　前記筒状部材の上部の開口を塞ぐ上部ネットと、
    　前記筒状部材の下部の開口を塞ぎ、前記筒状部材の内面に固定された下部ネットと、
    　前記筒状部材、前記上部ネット及び前記下部ネットにより形成された内部空間に保持された固形薬剤と、
    　を備え、
    　前記筒状部材の上下方向において、前記下部ネットと前記筒状部材の下端との間には、前記固形薬剤が溶解した被処理水が流通可能な空隙が存在する、固形薬剤カートリッジ。

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