JP3174016U - 逆浸透膜式浄水器 - Google Patents
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Abstract
【課題】平時に水道水を浄化でき、災害時に汚水を浄化できる使い勝手の良い逆浸透膜式浄水器を提供する。
【解決手段】逆浸透膜式浄水器Mは、原水が注入される注入口11a,11bから浄水の注出口12に通じる流路21と、流路21に介在される、少なくともメンブレンフィルタROを有するフィルタユニットと、メンブレンフィルタROの下流側でこのメンブレンフィルタからの排水を排除する排水路22と、メンブレンフィルタROの上流側に設けられて流路21内の水を加圧する加圧ポンプPと、メンブレンフィルタROの上流側の水圧を監視し、この水圧が規定値以下になったときに加圧ポンプPを作動させない低圧力スイッチLPSとを備える。更に、低圧力スイッチLPSを無効にする無効スイッチSWを備える。
【選択図】図1
【解決手段】逆浸透膜式浄水器Mは、原水が注入される注入口11a,11bから浄水の注出口12に通じる流路21と、流路21に介在される、少なくともメンブレンフィルタROを有するフィルタユニットと、メンブレンフィルタROの下流側でこのメンブレンフィルタからの排水を排除する排水路22と、メンブレンフィルタROの上流側に設けられて流路21内の水を加圧する加圧ポンプPと、メンブレンフィルタROの上流側の水圧を監視し、この水圧が規定値以下になったときに加圧ポンプPを作動させない低圧力スイッチLPSとを備える。更に、低圧力スイッチLPSを無効にする無効スイッチSWを備える。
【選択図】図1
Description
本考案は、逆浸透膜式浄水器に関する。
近年、一般家庭、特にマンションのような集合住宅の家庭では、水道水(原水)に含まれる不純物を取り除いて飲み水や調理用の水(以下、「浄水」という)を得るために、キッチンや風呂等に浄水器を設置することが多い。不純物を効果的に除去し得る浄水器として逆浸透膜式浄水器が知られている(例えば、特許文献1参照)。
このものは、例えばキッチンのシンクに設けられた水栓(水道給水配管)から分岐したホースが接続される注入口と、浄水の注出口と、注入口から注出口まで通じる流路とを備え、この流路にフィルタユニットが介設されている。フィルタユニットとしては、セディメントフィルタ、カーボンフィルタ及びメンブレンフィルタ(逆浸透膜フィルタ)で構成されるものがある。そして、注入口に原水が注入されると、原水は、先ずセディメントフィルタを通過して物理的に濾過され、次に、この濾過された水がカーボンフィルタを通過し、塩素や有機化合物が吸着除去され、最後に、メンブレンフィルタにより水分子のみを選択的に透過させることで、重金属やバクテリアが除去された浄水が得られる。なお、マンションのような集合住宅では、メンブレンフィルタを透過して浄化できるまでの水圧に達しない場合が多い。この場合、水分子がメンブレンフィルタを透過することができず、浄水が得られない。通常は、メンブレンフィルタの直前に加圧用ポンプが設けられ、水道水が加圧ポンプにより加圧されるようにしている。
ところで、上記浄水器は、例えば大規模な火災や地震等の災害が発生して水道水の供給が停止されたような場合、もはや使用することができない。このような場合、他の水源(河川の水や風呂の残り湯等の汚水)から浄水が得られることが望ましいが、汚水源から汚水を流路内に吸い込んで加圧しながら上記フィルタユニットに水を流す必要がある。他方、上記の如く、加圧ポンプを備えた浄水器では、器具の破損防止(つまり、加圧ポンプの空運転防止)のために、流路に低圧力スイッチを設けるのが一般であり、流路での水圧が規定値以下になると、この低圧力スイッチにより加圧ポンプへの通電が中止されている。このため、電力供給されているような場合でも、汚水を浄化に利用できないという問題がある。そこで、低圧力スイッチの配線を変更したりして、加圧用ポンプを強制的に作動させることが考えられるが、このような作業を利用者に要求するのでは器具の使い勝手が悪い。そこで、平時に水道水を浄化できるだけでなく、災害時に汚水を浄化できる使い勝手の良い逆浸透膜式浄水器の開発が望まれていた。
本考案は、以上の点に鑑み、平時に水道水を浄化でき、災害時に汚水を浄化できる使い勝手の良い逆浸透膜式浄水器を提供することをその課題とする。
上記課題を解決するために、本考案の逆浸透膜式浄水器は、原水が注入される注入口から浄水の注出口に通じる流路と、前記流路に介在される、少なくともメンブレンフィルタを有するフィルタユニットと、前記メンブレンフィルタの下流側でこのメンブレンフィルタからの排水を排除する排水路と、前記メンブレンフィルタの上流側に設けられて流路内の水を加圧する加圧ポンプと、前記メンブレンフィルタの上流側の水圧を監視し、この水圧が規定値以下になったときに前記加圧ポンプを作動させない停止手段と、を備え、前記停止手段を無効にする無効手段を更に備えることを特徴とする。
本考案によれば、平時には、注入口を水栓(水道給水配管)に接続することで、水道水が注入口に注入される。この注入された水道水は流路を流れ、少なくともメンブレンフィルタを有するフィルタユニットを通過する。尚、逆浸透膜式浄水器を水道水の水圧が低い集合住宅で使用する場合であっても、加圧ポンプにより加圧された水がメンブレンフィルタに流入するため、メンブレンフィルタを透過した浄水が得られる。このメンブレンフィルタを透過し得ない重金属やバクテリアはメンブレンフィルタ下流側の排水路に排出される。また、メンブレンフィルタ上流側の水圧が規定値以下になると、停止手段により加圧ポンプの作動が禁止されるため、加圧ポンプの空運転を防止できる。
また、災害時に水道水の供給が停止されたときには、注入口の接続先を水栓から汚水源に変更し、この汚水源から汚水を流路内に吸い込み、この吸い込んだ汚水を加圧してフィルタユニットに流す必要がある。ここで、注入口と汚水源を連通させると、メンブレンフィルタ上流側の水圧が規定値以下になり、停止手段により加圧ポンプを作動させることができず、浄水が得られない。そこで、本考案では、無効手段によって停止手段を無効にすることで、加圧ポンプを強制的に作動させることができる。このため、汚水源から流路内に汚水を吸い込み、この吸い込んだ汚水を加圧してメンブレンフィルタを透過させることができ、結果として、汚水から浄水を得ることができる。しかも、本考案では、利用者が停止手段の配線を変更するといった作業を行う必要がなく、使い勝手が良い。
本考案において、前記フィルタユニット及び加圧ポンプを収容する筐体を更に備え、この筐体の壁面に前記注入口と注出口とが設けられ、これらの注入口と注出口とにホースを着脱自在に接続可能とした。これによれば、災害時に、注入口及び注出口に夫々接続したホースを取り外せば、逆浸透膜式浄水器を簡単に持ち運ぶことができる。そして、例えば河川等の汚水源の近くまで逆浸透膜式浄水器を運び、汚水源に通じるホースを注入口に接続し、加圧ポンプを作動させることにより、汚水源の汚水から浄水を得ることができる。
本考案において、前記フィルタユニットは、前記メンブレンフィルタの上流側に原水に含まれる沈殿物の物理的濾過を行うセディメントフィルタを有し、このセディメントフィルタの上流側で前記流路が分岐され、この分岐された分岐路が汚水源に接続可能とすると共に、第1の開閉弁を備えることが好ましい。これによれば、第1の開閉弁を操作するだけで汚水源からの汚水を注入口に注入できる。尚、本考案において、分岐路で第1の開閉弁が介設される箇所には、流路からの分岐箇所を含むものとする。分岐箇所に設ける第1の開閉弁としては、三方弁を好適に用いることができる。また、本考案において、セディメントフィルタには、セディメントフィルタとカーボンフィルタとが一体化されたセディメントカーボンフィルタが含まれるものとする。
本考案において、前記汚水源は、汚水を貯留する容器であり、この容器には手押し式ポンプと、容器内の圧力が規定値を超えたときに開弁する安全弁とが設けられ、前記第1の開閉弁よりも前記容器側の分岐路に第2の開閉弁を介設し、前記手押し式ポンプの操作により容器内の圧力が所定値以上になったときに前記第2の開閉弁が開弁するように構成することが好ましい。これによれば、災害時に電力供給が停止されたときでも、手押し式ポンプの操作により、容器内の汚水を流路に吸い込むことができる。そして、手押し式ポンプの操作により容器内の圧力が所定値以上になったときに第2の開閉弁を開くようにすれば、効率的に汚水を流路に送水できる。
以下、図面を参照して、本考案の実施形態の逆浸透膜式浄水器について、一般家庭のキッチンのシンク下の収納スペースに設置され、平時には水道水を浄化し、災害時には汚水を浄化するものを例に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
図1に示す本実施形態の逆浸透膜式浄水器Mは、筐体1を備える。この筐体1の上壁1aには、水道水注入口11a、汚水注入口11b、排出口12、タンク接続口13、注出口14及び無効スイッチ(無効手段)SWが夫々設けられている。そして、注入口11a、11b、排出口12、タンク接続口13及び注出口14には、後述するホースを着脱自在に接続可能とした。即ち、水道水注入口11aには、シンクの水栓(水道給水配管)から分岐したホース31が接続され、平時に水道水が注入される。汚水注入口11bには、汚水源33に通じるホース32が接続され、災害時に汚水が注入される。排出口12には、シンクの排水口から分岐したホース34が接続され、メンブレンフィルタROからの排水を排出できるようになっている。タンク接続口13には、タンク35に通じるホース36が接続されている。注出口14には、蛇口(フォー)Fに通じるホース37が接続され、浄水を蛇口Fから吐出できるようになっている。また、筐体1の上壁1aには取手Hが設けられており、逆浸透膜式浄水器Mを簡単に持ち運ぶことができるようになっている。尚、取手Hに代えてベルトを設けてもよい。
筐体1内には、水道水注入口11aから注出口14に通じる流路21が形成されている。流路21には開閉弁V1aが介設されており、この開閉弁V1aを開いて後述の開閉弁V1bを閉じることで水道水を流路21に供給できる。この開閉弁V1aの下流側で流路21から分岐路21aが分岐され、この分岐路21aは、汚水注入口11bに接続されている。分岐路21aには開閉弁(第1の開閉弁)V1bが介設され、この開閉弁V1bを開いて上記開閉弁V1aを閉じることで流路21と汚水源33とを連通させることができる。汚水源33たる汚水貯留容器には、例えば浴槽や屋外の防火槽等から汲み取られた汚水が貯留される。汚水貯留容器33としては、例えばバケツを用いることができる。そして、開閉弁V1bを開き開閉弁V1aを閉じた状態で、後述の如く無効スイッチSWをONにして加圧ポンプPを作動させることで、汚水貯留容器33内の汚水を流路21に供給できる。
尚、停電時には、汚水源として、上記汚水貯留容器33に代えて、図2に示す密閉式の汚水貯留容器33aが用いられる。この汚水貯留容器33aは、手押し式ポンプ34と、汚水貯留容器33a内の圧力が規定値以上となったときに開く安全弁34aとを備える。この手押し式ポンプ34のハンドルを操作することにより、後述の加圧ポンプPが作動できない停電時であっても、汚水を流路21に供給できる。汚水貯留容器33a近傍のホース32には開閉弁(第2の開閉弁)V2が介設されている。そして、手押し式ポンプ34のハンドル操作によって容器内の圧力がある程度高くなった状態で開閉弁V2を開くことで、汚水を効率良く流路21に供給できる。
筐体1内には、上記流路21に介在される、少なくともメンブレンフィルタROを有するフィルタユニットが収容されている。フィルタユニットは、セディメントフィルタS、カーボンフィルタC、メンブレンフィルタRO及びポストカーボンフィルタPCで構成されている。セディメントフィルタSは、原水に含まれる沈殿物を物理的に濾過するものであり、カーボンフィルタCは、有機化合物を吸着除去するものである。メンブレンフィルタROは、孔径が例えば0.0001μm程度であり、水分子のみを選択的に通過させる超微細孔を有する逆浸透膜を備える。そして、この逆浸透膜を透過した水を下流側に流すと共に、透過できない重金属やバクテリアを分離除去して排出口から排出する。ポストカーボンフィルタPCは、浄水の臭みを除去してまろやかな味にするものである。
メンブレンフィルタROの上流側(本実施形態ではセディメントフィルタSとカーボンフィルタCとの間)には加圧ポンプPが設けられ、0.6MPa程度の水圧まで加圧した水をメンブレンフィルタROに送ることができるようになっている。このように加圧ポンプPをセディメントフィルタSの下流側に設けることで、上流側に設ける場合に比べてポンプ内部へのゴミの流入を低減でき、ポンプの寿命を延ばすことができる。加圧ポンプPは、後述する低圧力スイッチLPS、高圧力スイッチHPS及びトランスTを介して電源に接続されており、両圧力スイッチLPS、HPSがオンのときに通電されて作動するようになっている。電源としては、家庭用電源のほか、バッテリー等の非常用電源、市販のインバータを用いれば自動車内のシガレット電源を用いることができる。
メンブレンフィルタROの排水口には排水路22が接続され、この排水路22の終端は排出口12に接続され、メンブレンフィルタROからの排水を排出できるようになっている。流路21の終端は注出口14に接続され、ポストカーボンフィルタPCを通過した浄水を蛇口Fから吐出できるようになっている。また、メンブレンフィルタROとポストカーボンフィルタPCとの間で流路21が分岐され、この分岐された分岐路23の終端はタンク接続口13に接続されている。分岐路23には開閉弁V3が介設されている。また、タンク接続口13とタンク35とを接続するホース36には開閉弁V4が介設されており、これらの開閉弁V3、V4を開弁すると、メンブレンフィルタROを透過した浄水をタンク35内に貯留できるようになっている。
メンブレンフィルタROの下流側には逆止弁CVが設けられ、タンク35が満水になって水圧が高くなったとき、その水圧がメンブレンフィルタRO側に漏れることを防止している。逆止弁CVの下流側には高圧力スイッチHPSが設けられており、逆止弁CV下流側の水圧が規定値を超えたときに加圧ポンプPを停止させるようになっている。
更に、流路21にはゴム製の自動閉止弁ASVが介設され、逆止弁CV下流側の水圧が高くなったときに、メンブレンフィルタRO上流側(本実施形態ではセディメントフィルタSと加圧ポンプPとの間)の流路21が閉止されるようになっている。これにより、加圧ポンプPに水道水の圧力が加わることを防止でき、メンブレンフィルタROへの通水が停止されるので、メンブレンフィルタROから排水路22への排水を停止できる。
ここで、メンブレンフィルタRO上流側の流路21を閉止するものとして、従来電磁弁を設けることが一般的であるが、電力供給が停止されたとき(停電時)に電磁弁は常に閉弁される(すなわち、流路21が閉止される)ので、上記手押し式ポンプ34を操作してもメンブレンフィルタROに汚水を供給できなくなる。それに対し、本実施形態で用いられる自動閉止弁ASVは停電時でも常に閉弁されることはないため、手押し式ポンプ34を操作させることでメンブレンフィルタROに汚水を通水できる。
メンブレンフィルタRO上流側(本実施形態では加圧ポンプPとカーボンフィルタCとの間)には停止手段たる低圧力スイッチLPSが設けられており、メンブレンフィルタRO上流側(本実施形態ではセディメントフィルタS下流側)の水圧が規定値以下になったときに加圧ポンプPを停止させることで、加圧ポンプPの空運転を防止できるようになっている。また、筐体1の上壁1aには、低圧力スイッチLPSを無効にする無効手段たる無効スイッチSWが設けられ、例えば水道水の供給が停止され汚水を吸い込む場合等、メンブレンフィルタRO上流側の水圧が規定値以下になったときに無効スイッチSWをONにすることで、加圧ポンプPを強制的に作動できるようになっている。以下、上記逆浸透膜式浄水器の平時及び災害時(断水時、停電時)の動作を説明する。
水道水及び電力が供給される平時には、開閉弁V1aを開き開閉弁V1bを閉じることで、水道水が原水注入口11を介して流路21に通水される。そして、加圧ポンプPを作動させると、水道水に含まれる沈殿物がセディメントフィルタSにより濾過され、有機化合物がカーボンフィルタCにより吸着除去され、重金属やバクテリアがメンブレンフィルタROにより分離除去される。このとき、開閉弁V3、V4を閉じると、ポストカーボンフィルタPCを通過した浄水が蛇口Fから吐出される。開閉弁V3、V4を開くと、メンブレンフィルタROを透過した浄水がタンク35内に貯留される。そして、タンク35が満水になると、逆止弁CV下流側の水圧が高くなり、高圧スイッチHPSにより加圧ポンプPが停止されると共に、自動閉止弁ASVによりメンブレンフィルタROへの通水が停止され、メンブレンフィルタROから排水(濃縮水)が排出されなくなる。
災害時に水道水の供給が停止されると(断水時)、ホース32を汚水タンク33に接続し、開閉弁V1aを閉じ開閉弁V1bを開くことで、汚水タンク33と流路21とを連通させる。このとき、メンブレンフィルタRO上流側の水圧が低くなり、低圧力スイッチLPSが働いて加圧ポンプPを作動させることができない。本実施形態では、低圧力スイッチLPSを無効にする無効スイッチSWをONにすることで、加圧ポンプPを強制的に作動させるようにした。これにより、汚水タンク33の汚水が流路21に吸い込まれる。この流路21に吸い込まれた汚水は、セディメントフィルタS、カーボンフィルタC、メンブレンフィルタRO、ポストカーボンフィルタPCを順番に通過して浄化され、浄化により得られた浄水が蛇口Fから吐出される。また、開閉弁V3、V4を開くことで、メンブレンフィルタROを通過した浄水をタンク35内に貯留することができる。
また、電力供給が停止されると(停電時)、加圧ポンプPを作動させることができないため、汚水貯留容器33aに付設された手押し式ポンプ34のハンドルを上下方向に操作する。このとき、開閉弁V2を開いた状態でハンドルを操作しても、汚水貯留容器33a内の圧力が分岐路32を介して流路21に逃げてしまうので、汚水を効率的に流路21に通水できない。開閉弁V2を閉じた状態で所定回数(例えば数十回)ハンドル操作して汚水貯留容器33a内の圧力を高めた後、開閉弁V2を開くことで、汚水を効率的に流路21に通水できる。
以上説明した実施形態では、水道水の供給が停止されたときに無効スイッチSWにより低圧力スイッチLPSを無効にすることで、加圧ポンプPを強制的に作動させることができる。このため、ホース32を汚水源たる汚水貯留容器33に予め接続しておけば、流路21に汚水を吸い込むことができ、汚水を浄化することができる。従って、本実施形態の逆浸透膜式浄水器Mを用いれば、平時は水道水を浄化でき、災害時には汚水を浄化できる。しかも、災害時に無効スイッチSWの操作だけで加圧ポンプPを作動できるため、配線の変更を行う必要がないので、利用者にとって使い勝手が良い。
なお、本考案は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、逆浸透膜式浄水器をキッチンのシンク下に設置する場合を例に説明したが、例えば、災害時に一定量の汚水を確保できない場合等には、逆浸透膜式浄水器Mを取り外して屋外に持ち出して使用することもできる。このとき、開閉弁V1a、V3、V4を閉じ、筐体1の上壁1aの注入口11a,11b、排出口12、タンク接続口13、注出口14に夫々着脱自在に接続されたホース31、32、34、36、37を取り外すことで、河川や防火水槽のような汚水源の近くまで逆浸透膜式浄水器を簡単に持ち運ぶことができる。そして、図示は省略するが、注入口11bと汚水源とをホースで接続し、排出口12と排水を貯留する排水貯留容器とをホースで接続し、注出口14と浄水を貯留する浄水貯留容器とをホースで接続する。これによれば、汚水源からの汚水を浄化し、この浄化により得た浄水を浄水貯留容器に貯留できる。尚、開閉弁V1aに代えて開閉弁V1bを閉じ、注入口11bに代えて注入口11aと汚水源とをホースで接続してもよい。また、逆浸透膜式浄水器Mを持ち運ぶ際に、排出口12を図示省略のキャップで塞ぐことで、この排出口12から排水が滲み出るのを防ぐことができる。
上記実施形態では、筐体1内で流路21から流路21aを分岐しているが、図3に示す如く、筐体1の外側でホース31を分岐し、この分岐されたホース32を汚水貯留容器33に接続し、ホース31、32に開閉弁V1a、V1bを介設してもよい。そして、開閉弁V3も筐体1外側のホース36に介設してもよい。これによれば、筐体1を開けることなく、各開閉弁の操作を行うことができるため、利用者の作業性を向上させることができる。
さらに、筐体1の外側でホース31からホース32を分岐する場合、図4に示す如くホース31からホース32が分岐される位置に切換弁V1たる三方弁を設けることが好ましい。これによれば、図3に示す如く構成した場合に比べて構成部品点数が少なくなるため製造コストを低減でき、しかも水道水と汚水との切換を1つの切換弁V1の切換操作だけで行えるので利用者の作業性を更に向上させることができる。
また、上記実施形態では、セディメントフィルタSとカーボンフィルタCとを別個に構成する場合について説明したが、図5に示す如くセディメントフィルタとカーボンフィルタとを一体化してセディメントカーボンフィルタSCとして構成する場合にも本考案を適用できる。この場合、セディメントカーボンフィルタSCとメンブレンフィルタROとの間に加圧ポンプPを設ければよい。
また、上記実施形態では、排出口12に接続されたホース34をシンクの排水口に接続しているが、このホース34を汚水貯留容器33、33aに接続してもよい。この場合、メンブレンフィルタROからの排水が再利用されるため、多量の汚水を確保できない場合に水を有効活用できてよい。
M…逆浸透膜式浄水器、S…セディメントフィルタ、C…カーボンフィルタ、MO…メンブレンフィルタ、P…加圧ポンプ、LPS…低圧力スイッチ(停止手段)、SW…無効スイッチ(無効手段)、V1b…開閉弁(第1の開閉弁)、V2…開閉弁(第2の開閉弁)、11…注入口、14…注出口、21…流路、22…排水路、31、34…ホース。
Claims (4)
- 原水が注入される注入口から浄水の注出口に通じる流路と、
前記流路に介在される、少なくともメンブレンフィルタを有するフィルタユニットと、
前記メンブレンフィルタの下流側でこのメンブレンフィルタからの排水を排除する排水路と、
前記メンブレンフィルタの上流側に設けられて流路内の水を加圧する加圧ポンプと、
前記メンブレンフィルタの上流側の水圧を監視し、この水圧が規定値以下になったときに前記加圧ポンプを作動させない停止手段と、を備え、
前記停止手段を無効にする無効手段を更に備えることを特徴とする逆浸透膜式浄水器。 - 前記フィルタユニット及び加圧ポンプを収容する筐体を更に備え、この筐体の壁面に前記注入口と注出口とが設けられ、これらの注入口と注出口とにホースを着脱自在に接続可能としたことを特徴とする請求項1記載の逆浸透膜式浄水器。
- 前記フィルタユニットは、前記メンブレンフィルタの上流側に原水に含まれる沈殿物の物理的濾過を行うセディメントフィルタを有し、このセディメントフィルタの上流側で前記流路が分岐され、この分岐された分岐路が汚水源に接続可能とすると共に、第1の開閉弁を備えることを特徴とする請求項1または2記載の逆浸透膜式浄水器。
- 前記汚水源は、汚水を貯留する容器であり、この容器には手押し式ポンプと、容器内の圧力が規定値を超えたときに開弁する安全弁とが設けられ、
前記第1の開閉弁よりも前記容器側の分岐路に第2の開閉弁を介設し、前記手押し式ポンプの操作により容器内の圧力が所定値以上になったときに前記第2の開閉弁が開弁するように構成したことを特徴とする請求項3記載の逆浸透膜式浄水器。
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