JP2013126631A - 浄水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 原水を浄化するカートリッジを衛生的に保つことができ、より安全な飲料水を提供することができる浄水装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る浄水装置１は、原水を浄化することによって浄水を生成するカートリッジを有する浄化部２０と、殺菌成分を含むオゾンガスを生成するオゾン生成部３０とを備える。オゾン生成部３０は、浄水装置１の初期使用時及びカートリッジの交換時において、浄化部２０にオゾンガスを導入することによってカートリッジを殺菌する。
【選択図】図２

Description

本発明は、原水を浄化して浄水を生成する浄水装置に関する。

従来から、活性炭等を備えた浄化部によって、水道水等の原水を浄化して浄水を生成する浄水装置について、様々な提案がなされている。

例えば、濾過膜や活性炭等を収容する複数の浄化部と、鉱石砕片を収容するミネラルタンクと、オゾンガスを生成するオゾン発生器に連通して内部に紫外線照射器を有する殺菌タンクとを備える浄水装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

複数の浄化部としては、粗目の濾過膜を収容する第１浄化部（粗濾過タンク）と、活性炭を収容する第２浄化部（活性炭濾過タンク）と、微細な濾過膜を収容する第３浄化部（精密ろ過タンク）とによって構成されている。

このような浄水装置では、第１浄化部に導入された原水が粗く濾過された後、第２浄化部、ミネラルタンク及び殺菌タンクの間を一回以上循環し、第３浄化部にて再濾過された後、放出されるようになっている。そして、オゾンガスは、紫外線によって分解されるため、安全でミネラル分の豊富な飲料水（浄水）を提供することができる。

特開平１１−１９７６５６号公報（第２〜第３頁、第６図）

ところで、上述した各浄化部には、濾過膜や活性炭などのカートリッジが装着可能に設けられている。しかしながら、上述した従来の浄水装置では、浄水装置の使い始めである初期使用時や、カートリッジの交換時（新たなカートリッジが装着された時）において、カートリッジ自体が汚染されていることがあり、カートリッジが必ずしも衛生的であるとは限らなかった。つまり、浄水装置の初期使用時やカートリッジの交換時では、汚染された飲料水が提供されてしまう可能性があった。

そこで、本発明は、原水を浄化するカートリッジを衛生的に保つことができ、より安全な飲料水を提供することができる浄水装置の提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、原水を浄化することによって浄水を生成するカートリッジを有する浄化部と、殺菌成分を含む流体を生成する流体生成部とを備える浄水装置であって、前記流体生成部は、前記浄水装置の使い始めである初期使用時、及び、前記カートリッジの交換時において、前記浄化部に前記流体を導入することによって前記カートリッジを殺菌することを要旨とする。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記カートリッジの交換時を検知する交換時検知部を備えることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記初期使用時を検知する初期時検知部を備えることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至第３の特徴に係り、前記流体を無害化する流体無害化手段を備えることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１乃至第４の特徴に係り、前記カートリッジは、前記流体を無害化する活性炭であり、前記流体無害化手段は、前記活性炭によって構成されることを要旨とする。

本発明の特徴によれば、浄水装置の初期使用時及びカートリッジの交換時において、カートリッジ自体が汚染されていても、流体生成部が浄化部に流体を導入することによってカートリッジを殺菌している。これにより、カートリッジを衛生的に保つことができ、より安全な飲料水（浄水）を提供することができる。

第１実施形態に係る浄水装置の通水モードを示す構成図である。 第１実施形態に係る浄水装置の殺菌モードを示す構成図である。 第２実施形態に係る浄水装置の浄化部近傍を示す構成図である。 第２実施形態に係る浄化部内のカートリッジの未装着時・装着時を示す図である。 第３実施形態に係る浄水装置を示す構成図である。 第４実施形態に係る浄水装置を示す構成図である。

次に、本発明に係る浄水装置の実施形態について、図面を参照しながら説明するなお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。

［第１実施形態］
（浄水装置の構成）
まず、第１実施形態に係る浄水装置１について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る浄水装置１の通水モードを示す構成図である。図２は、第１実施形態に係る浄水装置１の殺菌モードを示す構成図である。

図１及び図２に示すように、浄水装置１は、原水を浄水して浄化することによって浄水を生成する装置であり、ユーザーが任意で浄水を給水できるようになっている。この浄水装置１は、原水槽１０と、浄化部２０と、オゾン生成部３０と、操作部４０と、制御部５０とを備えている。

原水槽１０は、原水を供給する原水供給部１１と、原水槽１０内の原水の水位を検知する水位センサ１２とを有している。原水槽１０には、水位センサ１２の他に、原水の圧力を検知する圧力センサ等が設けられていてもよい。

原水槽１０の下流側には、浄化部２０と連通する原水配管１３と、原水を吐出する吐出配管１４とが設けられている。原水配管１３には、原水を浄化部２０に供給する原水供給ポンプ１５が設けられており、吐出配管１４には、吐出配管１４を封止可能な排水弁１６が設けられている。

浄化部２０は、原水を浄化することによって浄水を生成するカートリッジ（図１及び図２では不図示）を有している。カートリッジは、活性炭などの吸着手段によって構成されている。なお、カートリッジは、必ずしも活性炭などの吸着手段によって構成される必要はない。例えば、カートリッジは、ＲＯ（逆浸透）、ＮＦ、ＵＦ（限外ろ過）、ＭＦ（精密ろ過）などの分離膜や砂濾過、イオン交換樹脂等によって構成されていてもよい。

浄化部２０の下流側には、浄水を吐出する吐出口２１と連通する浄水配管２２が設けられている。浄水配管２２の吐出口２１側には、浄水配管２２を封止可能な浄水吐出弁２３が設けられている。また、浄水配管２２の途中には、オゾン生成部３０が設けられる流体供給配管２４と、浄水配管２２と原水槽１０とを連通する流体循環配管２５とが設けられている。

オゾン生成部３０は、流体供給配管２４内で殺菌成分を含む流体としてのオゾンガスを生成する。例えば、オゾン生成部３０は、ダイヤモンド電極などの電気分解方式やオゾン紫外線方式などによってオゾンガスを生成する。

オゾン生成部３０には、流体供給配管２４内にオゾンガスを供給する流体供給ポンプ３１が隣接されている。流体供給ポンプ３１は、原水槽１０、原水配管１３、浄化部２０、浄水配管２２、流体供給配管２４、流体循環配管２５内にオゾンガスを循環させる。なお、流体供給ポンプ３１がオゾンガスを循環させる経路については適宜設定できる。

また、流体供給配管２４の途中には、浄水配管２２と流体供給配管２４を連通可能な流体導通弁３２が設けられている。そして、流体循環配管２５には、原水槽１０と流体循環配管２５とを封止可能な流体循環弁３３が設けられている。

操作部４０は、浄水装置１の各種操作を行うものである。具体的には、操作部４０は、通水モード或いは殺菌モードを選択可能に構成され、通水モード及び殺菌モードを含む情報を制御部５０に送信する。なお、通水モードとは、浄化部２０によって生成された浄水を吐出口２１から吐出する状態（図１参照）を示す。また、殺菌モードとは、浄水装置１の使い始めである初期使用時、及び、浄化部２０内のカートリッジの交換時において、浄水装置１内にオゾンガスを循環させて浄水装置１内（特に、カートリッジ）を殺菌する状態（図２参照）を示す。

制御部５０は、各部の制御や各種演算を行うＣＰＵ、メモリ部、計時部などを有するコンピュータによって構成されている。この制御部５０には、電源や水位センサ１２、原水供給ポンプ１５、排水弁１６、浄水吐出弁２３、オゾン生成部３０、流体供給ポンプ３１、流体導通弁３２、流体循環弁３３等が接続されている。

制御部５０は、操作部４０からの情報（例えば、操作部４０に設けられる通水モード又は殺菌モードを起動するボタンの押圧等）に基づいて、通水モード及び殺菌モードを切り替える。

ここで、制御部５０は、必ずしも操作部４０からの情報に基づいて、通水モードから殺菌モードに切り替える必要はなく、殺菌モードと判断することによって自動で通水モードから殺菌モードに切り替えてもよい。

例えば、制御部５０は、初期使用時のプログラムが予め組み込まれており、初期使用時に殺菌モードに切り替えるようになっていてもよい。この場合、制御部５０は、初期使用時を判断する方法としては、特に限定されるものではなく、初めて浄水装置１に電源が投入された際に殺菌モードに切り替えてもよい。また、制御部５０は、原水槽１０内の水位センサ１２や圧力センサ（不図示）等を用いて、原水が原水供給部１１に供給されたことを検知することによって殺菌モードに切り替えてもよい。

（浄水装置の動作）
次に、上述した浄水装置１の動作（通水モード及び殺菌モード）について、図１及び図２を参照しながら説明する。

（通水モード）
図１に示すように、通水モードでは、浄水吐出弁２３が開いた状態で、排水弁１６、流体導通弁３２、流体循環弁３３が閉じた状態である。そして、原水供給部１１から原水槽１０に供給された原水は、原水配管１３を介して浄化部２０を通過する。浄化部２０を通過することによって生成された浄水は、浄水配管２２を通過して吐出口２１から外部へ吐出される。

（殺菌モード）
図２に示すように、殺菌モードでは、浄水装置１の使い始めである初期使用時、及び、浄化部２０内のカートリッジの交換時に作動する。まず、原水槽１０内の原水が吐出配管１４から全て吐出された後、流体導通弁３２及び流体循環弁３３が開いた状態で、排水弁１６及び浄水吐出弁２３が閉じた状態となる。

そして、オゾン生成部３０及び流体供給ポンプ３１が稼働することによって、原水槽１０、原水配管１３、浄化部２０、浄水配管２２、流体供給配管２４、流体循環配管２５内をオゾンガスが循環する。すなわち、オゾン生成部３０は、初期使用時及びカートリッジの交換時において、浄化部２０にオゾンガスを導入することによってカートリッジを殺菌している。

ここで、浄水装置１は、タイマーにより殺菌可能な時間が経過したと判断した場合に、殺菌モードから通水モードに切り替える構成であってもよい。

（作用・効果）
以上説明した第１実施形態では、浄水装置１の初期使用時及びカートリッジの交換時において、カートリッジ自体が汚染されていても、オゾン生成部３０が浄化部２０にオゾンガスを導入することによってカートリッジを殺菌している。これにより、カートリッジを衛生的に保つことができ、より安全な飲料水（浄水）を提供することができる。

［第２実施形態］
以下において、第２実施形態に係る浄水装置２について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した第１実施形態に係る浄水装置１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

上述した第１実施形態では、操作部４０によってカートリッジの交換時における殺菌モードが選択された際に、通水モードから殺菌モードに切り替わる。これに対して、第２実施形態では、自動的にカートリッジの交換時を検知して、通水モードから殺菌モードに切り替わる。

（浄水装置の構成）
まず、第２実施形態に係る浄水装置２の構成について、図面を参照しながら説明する。図３は、第２実施形態に係る浄水装置２の浄化部２０近傍を示す構成図である。図４（ａ）は、浄化部２０内のカートリッジの未装着時を示す図であり、図４（ｂ）は、浄化部２０内のカートリッジの装着時を示す図である。

図３に示すように、浄化部２０は、本体部２６Ａと、本体部２６Ａに着脱可能なカートリッジ２６Ｂとを備えている。図４に示すように、本体部２６Ａには、カートリッジ２６Ｂの交換時を検知する交換時検知部２７が設けられている。

交換時検知部２７は、スイッチ２８によって構成されている。スイッチ２８は、制御部５０と接続されたセンサ部２８Ａと、スイッチ２８に当接可能な当接部２８Ｃが設けられた基部２８Ｂを有している。

センサ部２８Ａは、浄化部２０に隣接する壁面２８Ｄに設けられている。一方、基部２８Ｂは、本体部２６Ａ側に向かってバネ等（不図示）によって常に付勢されており、当接部２８Ｃとセンサ部２８Ａとが接触可能となっている。

（スイッチ部の動作）
図４（ａ）に示すように、カートリッジ２６Ｂの未装着時では、当接部２８Ｃとセンサ部２８Ａとが接触していないため、制御部５０は、当接部２８Ｃがオフ状態（図４（ａ）参照）であると判断する。つまり、制御部５０は、浄化部２０内にカートリッジ２６Ｂが未装着であることを検知する。

一方、図４（ｂ）に示すように、カートリッジ２６Ｂの装着時では、基部２８Ｂがカートリッジ２６Ｂによって押し上げられ、当接部２８Ｃとセンサ部２８Ａとが接触するため、制御部５０は、当接部２８Ｃがオン状態（図４（ｂ）参照）であると判断する。つまり、制御部５０は、浄化部２０内にカートリッジ２６Ｂが装着されたことを検知する。

なお、カートリッジ２６Ｂが本体部２６Ａから取り外されると、バネ等の復元力によって基部２８Ｂがもとの位置に戻り、当接部２８Ｃとセンサ部２８Ａとが接触しなくなる。このため、制御部５０は、当接部２８Ｃがオフ状態（図４（ａ）参照）であると判断できる。

（作用・効果）
以上説明した第２実施形態では、第１実施形態の作用・効果と同様に、カートリッジ２６Ｂの着脱を検知してカートリッジ２６Ｂを確実に殺菌できるため、カートリッジ２６Ｂを衛生的に保つことができ、より安全な飲料水を提供することができる。

ここで、外気との接触をなるべく避けるようにするなら、原水配管１３と浄化部２０との間（いわゆる、一次側）や、浄化部２０と浄水配管２２との間（いわゆる、二次側）にシャッター（不図示）のようなものが設けられていてもよい。この場合、カートリッジ２６Ｂを取り外した後に自動でシャッターが閉まる構造にするのが好ましい。

また、交換時検知部２７は、必ずしもスイッチ２８である必要はなく、例えば、光学センサやICタグ、マグネットなどカートリッジ２６Ｂの着脱を検知できるものであればどのような構成を用いてもよい。また。スイッチ２８は、カートリッジ２６Ｂの着脱を検知できれば、取り付け方法および取り付け位置についても適宜変更できる。

［第３実施形態］
以下において、第３実施形態に係る浄水装置３について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した第１，２実施形態に係る浄水装置１，２と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

上述した第１，２実施形態では、浄水装置１，２は、通水モード及び殺菌モードを切り替え可能であり、オゾンガスを無害化していない。これに対して、第３実施形態では、浄水装置３は、通水モード及び殺菌モードに加えて無害化モードにも切り替え可能であり、オゾンガスを無害化する。

（浄水装置の構成）
まず、第３実施形態に係る浄水装置３の構成について、図面を参照しながら説明する。図５は、第３実施形態に係る浄水装置３を示す構成図である。

図５に示すように、浄水装置３は、第１実施形態や第２実施形態の構成に加えて、オゾンガスを無害化するオゾン無害化手段６０を備えている。なお、無害化とは、人体に悪影響を及ぼすおそれのある物質（副生物）が吐出口２１から吐出する浄水に存在しないようにすることを示す。

オゾン無害化手段６０は、流体供給ポンプ３１に隣接されており、制御部５０に接続されている。オゾン無害化手段６０は、活性炭や紫外線、ヒーターなど、オゾンガスを分解する手段であればよい。なお、オゾン無害化手段６０は、オゾン生成部３０がオゾンガス以外の流体を発生する場合、その流体成分にあった分解手段であることが好ましい。

（浄水装置の動き）
図５に示すように、無害化モードでは、殺菌モードが終了した際に行われ、浄水装置３内に残留したオゾンガスを分解する。具体的には、流体供給ポンプ３１が稼働することによって、原水槽１０、原水配管１３、浄化部２０、浄水配管２２、流体供給配管２４、流体循環配管２５内を循環したオゾンガスがオゾン無害化手段６０を通過する。これにより、浄水装置３内のオゾンガスが分解される。

（作用・効果）
以上説明した第３実施形態では、オゾンガスを無害化することができるため、浄水装置３内にオゾンガスが残留することを防止でき、より安全な飲料水を提供することができる。

［第４実施形態］
以下において、第４実施形態に係る浄水装置４について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した第３実施形態に係る浄水装置３と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

上述した第３実施形態では、オゾン無害化手段６０は、流体供給配管２４の途中に設けられている。これに対して、第３実施形態では、オゾン無害化手段６０は、第３実施形態のように別途設けられていない。

（浄水装置の構成）
まず、第４実施形態に係る浄水装置４の構成について、図面を参照しながら説明する。図６は、第４実施形態に係る浄水装置４を示す構成図である。

図６に示すように、カートリッジ（不図示）は、活性炭などの吸着手段によって構成されていており、オゾン無害化手段は、浄化部２０内のカートリッジ（活性炭）によって構成されている。

第４実施形態では、流体供給配管２４には、外部に連通して気体を供給可能な気体供給管２９が設けられている。気体供給管２９には、外部と流体供給配管２４とを封止可能な気体供給弁３４が設けられている。

（浄水装置の動き）
図６に示すように、無害化モードでは、殺菌モードが終了した際に行われ、浄水装置４内に残留したオゾンガスを分解する。具体的には、流体供給ポンプ３１が稼働することによって、気体供給管２９から気体が導入されて、原水槽１０、原水配管１３、浄化部２０、浄水配管２２、流体供給配管２４、流体循環配管２５内を循環したオゾンガスが気体と共にカートリッジ（活性炭）を通過する。これにより、浄水装置４内のオゾンガスが分解される。

（作用・効果）
以上説明した第４実施形態では、第３実施形態の作用・効果と同様に、オゾンガスを無害化することができるため、浄水装置４内にオゾンガスが残留することを防止でき、より安全な飲料水を提供することができる。

また、オゾン無害化手段６０は、第３実施形態のように別途設けられていないため、浄水装置４のコンパクト化や低コスト化をも実現することができる。

［その他の実施形態］
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、浄水装置１〜４は、殺菌モードや無害化モードが終了して通常モードに切り替わった直後においては、一定時間（例えば、１０秒）浄水を流す構成であってもよい。また、浄水装置１〜４は、オゾンガス（殺菌性流体））が浄水に残留しないことを報知する報知手段を備えていてもよい。

また、オゾン生成部３０は、必ずしもダイヤモンド電極などの電気分解方式やオゾン紫外線方式などによってオゾンガスを生成する必要はない。例えば、オゾン生成部３０は、コロナ放電方式、沿面放電方式、グロー放電方式、無声放電方式、アーク放電方式などによってオゾンを生成していてもよく、オゾンを発生できれば特に形式を問わない。

また、オゾン生成部３０は、オゾンガスを生成するのに限らず、例えば、エチレンオキシド、ホルムアルデヒドなど殺菌成分を持つ気体を生成するものであってもよい。また、オゾン生成部３０は、オゾンガスなどの気体に限らず、オゾンを含む水や次亜塩素酸を含む水などを生成するものであってもよい。

また、オゾン生成部３０は、遊離塩素、過酸化水素、オゾンなどが発生させる水電解装置によって構成されていてもよい。例えば、この水電解装置として、チタン、プラチナ、イリジウム、カーボンやそれらの混合物が挙げられるが、次亜塩素酸、過酸化水素、オゾンを発生できるものであれば特に形式を問わない。

なお、浄水装置１〜４については、様々な組み合わせも可能であるとともに、各実施形態で説明した構成以外であってもよいことは勿論である。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

１〜４…浄水装置
１０…原水槽
２０…浄化部
２６Ａ…本体部
２６Ｂ…カートリッジ
３０…オゾン生成部（流体生成部）
４０…操作部
５０…制御部
６０…オゾン無害化手段（流体無害化手段）

Claims (5)

1. 原水を浄化することによって浄水を生成するカートリッジを有する浄化部と、
   殺菌成分を含む流体を生成する流体生成部と
   を備える浄水装置であって、
   前記流体生成部は、前記浄水装置の使い始めである初期使用時、及び、前記カートリッジの交換時において、前記浄化部に前記流体を導入することによって前記カートリッジを殺菌することを特徴とする浄水装置。
2. 請求項１に記載の浄水装置であって、
   前記カートリッジの交換時を検知する交換時検知部を備えることを特徴とする浄水装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の浄水装置であって、
   前記初期使用時を検知する初期時検知部を備えることを特徴とする浄水装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の浄水装置であって、
   前記流体を無害化する流体無害化手段を備えることを特徴とする浄水装置。
5. 請求項４に記載の浄水装置であって、
   前記カートリッジは、前記流体を無害化する活性炭であり、
   前記流体無害化手段は、前記活性炭によって構成されることを特徴とする浄水装置。

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