JP2018065087A - 海水・淡水兼用浄水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特許文献１の利点に着目しつつ、河川のみならず、離島、小型船舶などで、何時でも自由に使用することができること。【解決手段】可搬型収納体に内設され、海水を処理する浄水ラインに浄水処理手段を設けた海水・淡水兼用浄水装置であって、可搬型収納体は、収納ケース本体と、該収納ケース本体の開口を閉じる蓋体とから成る旅行用トランク型であり、収納ケース本体の内部は、上げ底用仕切り板を介して第１空間と第２空間に分割され、第１空間には少なくとも前記浄水処理手段を構成すると共に、蓄電部を有する電源盤、原水用の吸引・送水ポンプ、プレフィルター、高圧プランジャポンプ及び逆浸透膜濾過器がそれぞれ内蔵され、一方、第２空間には収納ケース本体の一側壁に設けた一方の接続手段と迅速に接続する他方の接続手段を有する取水ホース、飲料水取り出し具、或いは又排水ホースのいずれか一つが取り出し自在に収納されている海水・淡水兼用浄水装置。【選択図】図３

Description

本発明は、海水・淡水兼用浄水装置に関する。

特許文献１は、携帯式の浄水装置に関するもので、「持ち運び性に優れ、保管が容易である上に取り扱いが簡易であり、効率的及び効果的に浄水処理を行うことができ、かつ使用寿命が長い携帯式浄水装置を提供することを目的」としている。そして、該特許文献１には、前記目的を達成するために、水処理カラムを２つ以上使用した上で、小型直流電源式送水ポンプを用いれば、十分な浄水能を有する浄水装置を携帯化できることを見出した旨の記載がある。

しかしながら、特許文献１の使用は、湖、河川等の淡水が存在する場所に限定される、原水を吸引するポンプは小型の直流電源式ギアポンプの一台であることから、高圧力が必要な逆浸透膜濾過器を用いことができない、取水ホース、飲料水取り出し具、排水ホース等をケース本体内に収納することができる十分なスペースがない等の問題点がある。
なお、特許文献２には、キャンプやピクニックなどの野外活動において使用することができるように、旅行用のスーツケースに独立ソーラー発電及び電源装置を内設する事項が記載されている。

実用新案登録第３１１５１９１号公報 特開２０１１−５４９４３号公報

本願発明の主たる目的は、特許文献１の利点に着目しつつ、逆浸透膜濾過器を用い、海水から安全な飲料水を得ることができること、収納ケース本体の第２空間に、取水ホース、飲料水取り出し具、排水ホース等をケース本体内に収納することができること、取水ホース等の取り出し及び接続の容易化を図り、これにより使用時の利便性を向上させることができることである。

付言すると、本発明の第１目的は、海水・淡水兼用浄水装置であり、河川や湖水のみならず、離島、小型船舶などに居るときでも、何時でも自由に海水から安全な飲料水を得ることができることである。また、外部電源がない場合でも、所望量の飲料水を海・湖水・河川等の原水から得ることができることである。さらに、収納ケース本体の第２空間に収納されている取水ホース、飲料水取り出し具、排水ホース等を収納ケース本体から自由に取り出し、迅速に収納ケース本体の他方の接続手段に接続することができることである。なお、本願発明の従たる目的は、外部電源を充電することができることである。

本発明の海水・淡水兼用浄水装置は、可搬型収納体に内設され、少なくとも海水を処理する浄水ラインに浄水処理手段を設けた海水・淡水兼用浄水装置であって、前記可搬型収納体は、収納ケース本体と、該収納ケース本体の開口を閉じる蓋体とから成る旅行用トランク型であり、該収納ケース本体の内部は、上げ底用仕切り板を介して第１空間と第２空間に分割され、第１空間には少なくとも前記浄水処理手段を構成すると共に、蓄電部を有する電源盤、原水用の吸引・送水ポンプ、プレフィルター、高圧プランジャポンプ及び逆浸透膜濾過器がそれぞれ内蔵され、一方、第２空間には前記収納ケース本体の一側壁に設けた一方の接続手段と迅速に接続する他方の接続手段を有する取水ホース、飲料水取り出し具、或いは又排水ホースのいずれか一つが取り出し自在に収納されていることを特徴とする。

（ａ）請求項１に記載の発明は、特許文献１の利点（可搬性）に着目しつつ、離島、小型船舶などで、何時でも自由に使用することができる。また外部電源がない場合でも、所望量の飲料水を海・湖水・河川等の原水から得ることができる。特に、原水用の吸引・送水ポンプ以外に「高圧プランジャポンプ」を運転することにより、プレフィルターで処理した塩水を逆浸透膜濾過器に通過させることができる。また前処理段階として、細かな浮遊物を除去するプレフィルターを設けたので、前記逆浸透膜濾過器の寿命の長期化を図ることができる。さらに、収納ケース本体の第２空間に収納されている取水ホース、飲料水取り出し具、排水ホース等を収納ケース本体から自由に取り出し、迅速に収納ケース本体の接続手段に接続することができるので、使用上の利便性が向上する。
（ｂ）請求項２に記載の発明は、第２空間には、取水ホース、飲料水取り出し具及び排水ホースの全部が取り出し自在に収納されるので、さらに使用上の利便性が向上する。
ことができる。
（ｃ）請求項３に記載の発明は、取水ホース、飲料水取り出し具及び排水ホースの各接続端部には、取水ホース、飲料水取り出し具及び排水ホースの各接続端部には、オス又はメスの一方の接続手段がそれぞれ設けられ、一方、収納ケース本体の一側壁には、メス又はオスの他方の接続手段が、接続用識別標識と共に略並列状態に設けられているので、誤った接続を回避することができると共に、使用時の利便性（即時使用可能性）を向上させることができる。
（ｄ）請求項４に記載の発明は、仕切り板には、少なくとも一つの中蓋が設けられているので、メンテナンスの際、中蓋を開いて、電源盤、ポンプ、濾過器等の点検を容易にすることができる。
（ｅ）請求項５に記載の発明は、収納ケース本体の一側壁には、外部電源としてのソーラパネルと接続するコンセントが設けられ、該コンセントと電源盤は、電源ラインで接続している自然エネルギーとしての外部電源を充電することができる。
（ｆ）請求項６に記載の発明は、プレフィルターは、少なくとも砂濾過器又は活性炭濾過器のいずれかであることから、原水の細かな浮遊物を確実に除去することができる。その結果、逆浸透膜濾過器の目詰りを極力防止することができる。

図１乃至図１０は本発明の第１実施形態を示す各説明図である。
蓋体を閉じかつ収納ケース本体を床面に水平状態に置いた状態の説明図。 蓋体を開いた状態に於いて、取水ホース、飲料水取り出し具等を第２空間に収納した説明図。 取水ホース、飲料水取り出し具等を第２空間から取出した説明図。 取水ホース、飲料水取り出し具等の一方の接続手段を収納ケース本体の他方の接続手段に接続した説明図。 第１中蓋と第２中蓋をそれぞれ開いた説明図。 収納ケース本体の第１空間に内設された浄水装置の概略説明図。 原水から取水した浄水ラインの概略説明図。 飲料水取り出し具の概略説明図。 排水ラインの概略説明図。 電源ラインの概略説明図。 本発明の第２実施形態を示す説明図。

図１乃至図１０は、本発明の第１実施形態の海水・淡水兼用浄水装置Ｘ（以下、「浄水装置Ｘ」という。）である。この浄水装置Ｘは、人力によって持ち運びできる携帯かつ可搬型収納体と、この携帯かつ可搬型収納体に内設され、かつ、少なくとも海水を処理する浄水ラインＬに設けた浄水処理手段２１とから成る。

まず、図１は可搬型収納体１の一側面から見たもので、該可搬型収納体１は、収納ケース本体２と、該収納ケース本体の開口を閉じる蓋体３とから成る旅行用トランク型で、前記収納ケース本体２の内部は、上げ底用仕切り板９を介して第１空間Ａと第２空間Ｂに分割されている。

前記収納ケース本体２の背面部の下端部側に相当する端部には左右一対のキャスター４が設けられ、一方、前記背面部の上端部側に相当する他端部にはロック手段のロック解除により長さ調整可能な把手５が設けられている。可搬型収納体１は、例えば６０リッター、７０リッター等の登山用リュックサック（背負袋）であっても良いが、旅行トランクの如く、把手（５、８）を利用して引いて歩くことができる箱型状のものが望ましい。また、収納ケース本体２の縁部と蓋体３の縁部には一対の留め金具６が設けられている。また、キャスター４とは反対側の他端部には支持突起７が設けられている。さらに、蓋体３の上面の適宜箇所には蓋体用把手８が設けられている。なお、前記キャスター４の取付け位置は、任意に設計変更し得る事項である。また前記把手５は、図示しないロック手段を備えるものであるが、該ロック手段は、例えば操作頭部が伸縮軸から突出するロック片、該ロック片を常時外方向に付勢するように前記伸縮軸に組み込まれた付勢バネを備えている。

次に、図２は蓋体３を開いた状態に於いて、取水ホース１１、飲料水取り出し具１２、排水ホース１３及び外部電源接続用コード１４が収納されていることを示す。

取水ホース１１、飲料水取り出し具１２及び排水ホース１３の各接続端部には、オス又はメスの一方の接続手段１１ａ、１２ａ、１３ａがそれぞれ設けられ、一方、収納ケース本体２の一側壁２ａには、メス又はオスの他方の接続手段１１ｂ、１２ｂ、１３ｂが、接続用識別標識ａ、ｂ、ｃと共に略並列状態に設けられている。

実施形態では、取水ホース１１、飲料水取り出し具１２及び排水ホース１３の各接続端部には、一方の接続手段としての第１ソケット１１ａ、第２ソケット１２ａ及び第３ソケット１３ａがそれぞれ設けられ、一方、収納ケース本体２の一側壁２ａには、他方の接続手段としての第１プラグ１１ｂ、第２プラグ１２ｂ及び第３プラグ１３ｂが、略並列状態に設けられている。

次に、図３は取水ホース１１、飲料水取り出し具１２、排水ホース１３及び外部電源用コード１４を第２空間Ｂから取出した説明図である。取水ホース１１などの付属部品を前記第２空間Ｂから取出すと、上げ底用仕切り板９が見える。この上げ底用仕切り板９には、少なくとも一つの開閉可能な中蓋が設けられている。実施形態では、上げ底用仕切り板９の一方側（右）に不番の複数個のスイッチを有する第１中蓋１５がヒンジを介して開閉自在に設けられ、該第１中蓋１５は操作盤を兼用している。

一方、上げ底用仕切り板９の他方側（中央部を含む左）に装置の使い方を文章や図面で説明した説明欄１６ａを有する第２中蓋１６がヒンジを介して開閉自在に設けられている。なお、第１中蓋１５には開閉用操作レバー１５ａが設けられ、一方、第２中蓋１６には把手１７が設けられている。

次に、図４は接続用識別標識ａ、ｂ、ｃを目印にして、取水ホース１１、飲料水取り出し具１２等の一方の接続手段１１ａ、１２ａ、１３ａを収納ケース本体２の他方の接続手段１１ｂ、 １２ｂ、１３ｂに接続した説明図である。

次に、図５は第１中蓋１５と第２中蓋１６をそれぞれ開いた説明図である。第１中蓋１５は電源盤用中蓋に相当し、一方、第２中蓋１６は駆動源用中蓋に相当する。すなわち、第１中蓋１５を開けると、蓄電部を有する電源盤、制御部、配線等が見える。一方、第２中蓋１６を開けると、高圧プランジャポンプ、逆浸透膜濾過器、配管等が見える。
そこで、図６は収納ケース本体２の第１空間Ｂに内設された浄水装置２１の概略説明図である。

この図６に於いて、１８は取水ホース１１の先端部（一端部）に取外し可能に取付けられた取水フィルター、１９は取水フィルターに接続するフート弁である。取水の際、海・湖水・河川等の原水Ｗに前記取水フィルター１８とフート弁１９を適宜に投げ入れいる。取水ホース１１の一方の接続手段１１ａは、前述したように収納ケース本体２の他方の接続端部１１ｂに脱着自在に接続する。このようにすると、原水Ｗは取水ホース１１を介して収納ケース本体２に内設した浄水ラインＬへと案内される。飲料水取り出し具１２及び排水ホース１３の接続に関しても、前記取水ホース１１と同様である。

さて、不番の接続チューブ或いは管によって接続された浄水処理手段２１は、少なくとも、蓄電部４２を有する電源盤４３と、操作盤（第１中蓋）１５を含む制御部４４と、この制御部４４によって制御され、かつ前記電源盤４３からの直流電源を起動電源とすると共に、前記浄水ラインＬの上流側に配設された原水用の吸引・送水ポンプ２２と、この吸引・送水ポンプ２２からの第１次加圧水を通過させ、かつ該第１次加圧水に含まれている細かな浮遊物を除去するプレフィルター２３と、前記直流電源を起動電源とすると共に、前記プレフィルターで処理された細かな浮遊物除去水にさらに高圧をかける高圧プランジャポンプ２５と、この高圧プランジャポンプ２５からの第２次加圧水に含まれている塩分を除去する逆浸透膜濾過器２７を備えている。

収納ケース本体２の第１空間Ａには、少なくとも前記電源盤４３、原水用の吸引・送水ポンプ２２、プレフィルター２３、直流モータ２６付の高圧プランジャポンプ２５及び逆浸透膜濾過器２７がそれぞれ内蔵されている。そして、前記プレフィルター２３は、少なくとも砂濾過器又は活性炭濾過器のいずれかである。また前記プレフィルター２３と高圧プランジャポンプ２５の間には除菌フィルター２４が介在している。さらに、前記逆浸透膜濾過器２７の下流側にはミネラル添加手段２８が配設されている。

ここで、図７を参照にして浄水ラインＬに配設されたポンプ及び濾過器について説明する。符号２２は浄水ラインＬの上流側に配設され、電源盤４３からの直流電源を起動電源とする吸引・送水ポンプである。この吸引・送水ポンプ２２は、例えば原水としての海水Ｗを、取水ホース１１を介して第１の濾過器であるプレフィルター２３に導くものであり、逆浸透膜濾過器２７用のポンプではない。被処理水を逆浸透膜濾過器２７に通過させるには、吸引・送水ポンプ２２のみでは不可能或いは不十分であることから、実施形態では直流モータ２６付の高圧プランジャポンプ２５を用いている。

次に符号２３は、前記吸引・送水ポンプ２２からの第１次加圧水を通過させ、かつ該第１次加圧水に含まれている細かな浮遊物を除去するプレフィルターで、このプレフィルター２３の下流側には除菌フィルター２４が設けられている。次に符号２５は、前記除菌フィルター２４の下流側に設けられ、前記直流電源を起動電源とすると共に、前記プレフィルター２３で処理され、かつ前記除菌フィルター２４で殺菌された細かな浮遊物除去水にさらに高圧をかける直流モータ２６付の高圧プランジャポンプである。

次に符号２７は前記高圧プランジャポンプ２５からの第２次加圧水に含まれている塩分を除去する単数又は複数の逆浸透膜濾過器で、この逆浸透膜濾過器２７の下流側にミネラル添加手段２８が設けられている。前述した飲料水取り出し具１２は、一方の接続手段１２ａを有する浄水チューブ２０を介して前記ミネラル添加手段２８に接続する。

ところで、吸引・送水ポンプ２２は、好ましくは小型直流電源式吸引・送水ポンプであり、例えばギアポンプ、ダイヤフラムポンプ、マグネットポンプから選択されるいずれか１種である。効果的に原水Ｗを吸引および加圧送水して、プレフィルター２３及び除菌フィルター２４を通過させるためには、該吸引・送水ポンプ２２は小型直流電源式ギアポンプであることが好ましい。

またプレフィルター２３は、取水ホース１１から取水した原水Ｗを、例えば交換可能な砂濾過器、活性炭濾過器、液体サイクロン、凝集剤混合槽等の固・液分離手段を介して海水中に含まれている不純物を除去するものであるが、効果的に浄水処理を行うために、例えば、砂濾過器、活性炭フィルター、精密濾過フィルター、限外濾過フィルター、イオン交換樹脂等から選択される１種または２種以上であることが好ましい。

付言すると、前記精密濾過フィルターは、主に浮遊固形成分を除去するために用いられ、また前記活性炭フィルターは、主に有害成分を吸着除去するために用いられ、また前記限外濾過フィルターは、主に、上記精密濾過フィルターよりサイズの小さい浮遊固形成分を除去するために用いられ、さらに、イオン交換樹脂は、主に原水中のイオン成分を除去するために用いられる（軟水化）。

交換可能なプレフィルター２３を採用することにより、高圧プランジャポンプ２５よりも下流に配設された逆浸透膜濾過器２７の劣化（目詰まり）を防止することができ、例えば４〜５年程度の期間まで逆浸透膜濾過器２７を使用することができる（寿命の長期化）。

加えて、除菌フィルター２４は、殺菌灯或いはＵＶランプと称されているものが採用されている。また高圧プランジャポンプ２５は、周知の如く、シリンダの内部におけるプランジャの往復運動のポンプ作用によっておこなうもので、大別して「アキラル型」と「ラジアル型」に分かれる。実施形態の高圧プランジャポンプ２５は、軽量で・構造が簡単で・安価なものが適宜に採用されている。この場合、特に図示しないが、高圧プランジャポンプ２５の過熱、振動等を避けるために、高圧プランジャポンプ２５の運転に際して、制御部４４は周知のミニマムフロー弁の開閉を制御するのが好ましい。

また前記逆浸透膜濾過器２７は、望ましくは２本或いは３本を接続する。さらに、ミネラル添加手段２８は、特に図示しないが、逆浸透膜濾過器２７を通過した濾過済み被処理水を取り込み、かつ、該被処理水をミネラル水に生成するミネラル水生成槽である。実施形態のミネラル水生成槽は、少なくとも造礁サンゴを含む。こ好ましくは、横長箱状の中に複数の網状仕切板が設けられ、これらの網状仕切板の間に設けられた造礁サンゴ、麦飯石、活性炭、球状のチタン、石ころ、トルマリン鉱石等から選択された複数種類の無機物質とから構成されている。

次に図８は、飲料水取り出し具１２の概略説明図で。実施形態では、蛇口（水栓）１０を備えている。次に図９は排水ラインＬ１の概略説明図である。排水ラインＬ１は、前述したように、一方の接続手段１３ａを有する排水ホース１３、収納ケース本体２の他方の接続手段１３ｂ、接続手段１３ｂに配管を介して接続する逆浸透膜濾過器２７の吐出口で構成され、排水ラインＬ１の適宜箇所には圧力を表示するゲージ３１、安全弁３２等が設けられている。

次に図１０は電源ラインＬ２の概略説明図である。電源ラインＬ２は、収納ケース本体２の一側壁２ａに設けられたコンセント４１と、蓄電部４２を有する電源盤４３と、操作盤（第１中蓋）１５を含む制御部４４とで構成され、前記コンセント４１は、前述した外部電源用コード１４を介して単数又は複数の外部電源４０と接続可能である。また前記蓄電部４２を有する電源盤４３に蓄積された電力は、前述したように吸引・送水ポンプ２２並びに高圧プランジャポンプ２５の直流モータ２６にそれぞれ供給される。

付言すると、吸引・送水ポンプ２２は、制御部４４によって制御され、かつ電源盤４３からの直流電源を起動電源とする。したがって、高圧プランジャポンプ２５も同様に制御部４４によって制御され、かつ電源盤４３からの直流電源を起動電源とする。

ところで、前記電源盤４３は小型直流電源バッテリーを備えたもので、外部からの供給電源がないような場合にも浄水装置Ｘを起動することができる。また小型直流電源バッテリーであるから、図示しない自動車電源接続用ケーブルを用い、自動車のシガーソケットから外部電源（直流電源）４０の供給を受けることもできる。

なお、１００Ｖ交流電源接続用ＡＣ−ＤＣ変換アダプター、小型直流電源バッテリーとの電源切り替スイッチ等を備えると、色々な態様で外部電源（直流電源）４０の供給を受けることができる。

次に、図１１を参照にして、本発明の他の実施形態を説明する。なお、他の実施形態の説明に当って、第１実施形態と同一の部分には同一又は同様の符号を付して重複する説明を割愛する。

図１１は本発明の第２実施形態を示す説明図で、図１０と同様の概略説明図（外部電源を加味）である。この第２実施形態は、いわゆるオプションセットとして、持ち運び式のソーラパネル４０Ａを付加するものである。

すなわち、外部電源としてのソーラパネル４０Ａはシート状の可搬物で、該シート状の可搬物４０Ａは、帯状体を折り畳むような形態でも良いが、該実施形態ではロール状に巻き取ることができる。そこで、前述したように、収納ケース本体２の一側壁２ａには、外部電源としてのソーラパネルと接続するコンセント４１が設けられ、該コンセント４１と電源盤４３は、電源ラインＬ２で接続している。

本発明は、海水・淡水兼用浄水装置として、海・山・湖等で自由に使用することができる。

Ｘ…海水・淡水兼用浄水装置（浄水装置）、
Ｗ…原水、
１…可搬型収納体、
２…収納ケース本体、
Ａ…第１空間、
Ｂ…第２空間、
ａ、ｂ、ｃ…識別標識、
３…蓋体、
Ｌ…浄水ライン、
Ｌ１…排水ライン、
Ｌ２…電源ライン、
９…底上げ用仕切り板、
１１…取水ホース、
１２…飲料水取り出し具、
１３…排水ホース、
１１ａ、１２ａ、１３ａ…一方の接続手段、
１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ…他方の接続手段、
１４…外部電源用コード、
１７…保持手段、
２１…浄水処理手段、
２２…吸引・送水ポンプ、
２３…プレフィルター、
２４…殺菌フィルター、
２５…高圧プランジャポンプ、
２７…逆浸透膜濾過器、
２８…ミネラル添加手段、
４２…蓄電部、
４３…電源盤、
４４…制御部。

Claims (6)

1. 可搬型収納体に内設され、少なくとも海水を処理する浄水ラインに浄水処理手段を設けた海水・淡水兼用浄水装置であって、
   前記可搬型収納体は、収納ケース本体と、該収納ケース本体の開口を閉じる蓋体とから成る旅行用トランク型であり、該収納ケース本体の内部は、上げ底用仕切り板を介して第１空間と第２空間に分割され、第１空間には、少なくとも前記浄水処理手段を構成すると共に、蓄電部を有する電源盤、原水用の吸引・送水ポンプ、プレフィルター、高圧プランジャポンプ及び逆浸透膜濾過器がそれぞれ内蔵され、一方、第２空間には前記収納ケース本体の一側壁に設けた一方の接続手段と迅速に接続する他方の接続手段を有する取水ホース、飲料水取り出し具、或いは又排水ホースのいずれか一つが取り出し自在に収納されている海水・淡水兼用浄水装置。
2. 請求項１に於いて、第２空間には、取水ホース、飲料水取り出し具及び排水ホースの全部が取り出し自在に収納されることを特徴とする海水・淡水兼用浄水装置。
3. 請求項２に於いて、取水ホース、飲料水取り出し具及び排水ホースの各接続端部には、オス又はメスの一方の接続手段がそれぞれ設けられ、一方、収納ケース本体の一側壁には、メス又はオスの他方の接続手段が、接続用識別標識と共に略並列状態に設けられていることを特徴とする海水・淡水兼用浄水装置。
4. 請求項１に於いて、上げ底用仕切り板には、少なくとも一つの開閉可能な中蓋が設けられていることを特徴とする海水・淡水兼用浄水装置。
5. 請求項１に於いて、収納ケース本体の一側壁には、外部電源としてのソーラパネルと接続するコンセントが設けられ、該コンセントと電源盤は、電源ラインで接続していることを特徴とする海水・淡水兼用浄水装置。
6. 請求項１に於いて、プレフィルターは、少なくとも砂濾過器又は活性炭濾過器のいずれかであることを特徴とする海水・淡水兼用浄水装置。

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