JP3756217B2 - 浄水装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は原水を濾過手段により浄化する浄水装置に関し、特に浄化後の純水と不純物を含む残余の水とを分けて供給する浄水装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のとして特開平2−86891号公報及び米国特許第5296148号公報等に開示されるものがある。この従来の浄水装置の全体概略構成図を図5に示す。
【0003】
同図において従来の浄水装置は、水道水又は原水槽等の蛇口100に接続され、この蛇口100から放出される原水を直接外部への供給(非浄水側)と後段への供給(浄水側)とを切換える原水切換弁1と、この原水切換弁1の後段側に配設され、この原水切換弁1から後段側に供給される原水の不純物を除去して一次浄水を生成する一次フィルタ2と、この一次フィルタ2の後段側に配設され、この生成された一次浄水の臭気や微細な不純物を吸着除去して二次浄水を生成する二次フィルタ3と、この二次フィルタ3の後段側に配設され、この生成された二次浄水をさらに浄化して略純水に近い水(以下、純水という)を逆浸透作用により生成して純水供給口41から供給すると共に、この逆浸透後の残余の原水を残余原水排出口42から排出する逆浸透膜(以下RO膜;Reverse Osmosis)フィルタ4とを備える構成である。
【0004】
前記一次フィルタ2は、例えば沈澱フィルタ等で形成され、原水に含有される夾雑物等の主に10μm以上の大きさの不純物を除去する構成である。また、前記二次フィルタ3は、例えば、カーボンフィルタ、中空糸膜、マイクロフィルタ等で形成され、原水に含有される不純物の内0.01μmまでの大きさの不純物を除去する構成である。
【0005】
次に、前記構成に基づく従来の浄水装置の動作について説明する。
まず、原水切換弁1のレバー1aを調整して浄水側に選択切換えられた場合に、蛇口100を操作して原水を所定の圧力で一次フィルタ2へ供給する。この一次フィルタ2は大きな不純物を沈澱させる等して除去して一次浄水を生成し、さらにこの一次浄水を二次フィルタ3でさらに小さな不純物を濾過して二次浄水を生成する。
【0006】
この二次浄水はRO膜フィルタ4に所定の圧力で供給され、このRO膜フィルタ4は二次浄水が供給される側に浸透圧P0以上の圧力P(P>P0)を印加して他側に純水を移動させて供給すると共に、前記純水が除かれた残余の二次浄水(残余原水)を排出する。
このようにして原水に含まれる純水を残余原水から分離して供給されることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来のは以上のように構成されていたことから、RO膜フィルタで生成される純水以外の残余原水は何等利用されることなく排棄されて流されることとなり、水資源を浪費するという課題を有する。特に、RO膜等を用いて純水を生成する際には多量の残余原水を生じることとなる。
本発明は前記課題を解消するためになされたもので、浄化後の不純物を含む残余の残余原水を有効利用する浄水装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る浄水装置は、原水を取込み口から取込み、当該取込んだ原水を原水供給口から直接外部へ供給するか又は後段側へ供給するかの切換を行なう原水切換弁と、前記原水切換弁から後段側へ供給される原水を濾過して純水を供給すると共に、当該純水を濾過された残りの残余原水を排出する逆浸透膜と、前記逆浸透膜から排出される残余原水を前記原水切換弁の原水供給口から外部へ供給させる還流流路と、前記原水切換弁と逆浸透膜との間に配設され、切換弁から供給される原水を濾過して浄水を生成し、当該浄水を逆浸透膜に供給する前段濾過手段を備える浄水装置において、前記前段濾過手段と逆浸透膜との間に、当該前段濾過手段から供給される浄水を浄水貯留槽へ供給するか、濾過手段へ供給するかを切り換える浄水切換弁を備えるものである。
【0013】
【作用】
本発明においては、原水を直接に原水供給口側と浄水側とを原水切換弁により切換え、浄水側へ切換えて供給される原水を逆浸透膜により純水と残余原水とに分けて生成し、この残余原水を原水切換弁の原水供給口に還流流路を介して供給させることにより、逆浸透膜の濾過により生成される残余原水を廃棄することなく有効利用できる。
【0014】
本発明においては、原水を濾過して浄水を生成する前段濾過手段を逆浸透膜の前段に配設するようにしているので、逆浸透膜で生成される残余原水が浄水に極めて近い水質とすることができることとなり、還流流路からの残余原水を浄水として利用できると共に、逆浸透膜の劣化を極力抑制することができる。
【0015】
本発明においては、浄水切換弁を前段濾過手段と逆浸透膜との間に配設し、この前段濾過手段にて生成される浄水を直接外部への供給か逆浸透膜側への供給かを切換るようにしているので、逆浸透膜で純水を生成しない場合にも前段濾過手段から浄水を生成できる。
【0016】
本発明においては、前段濾過手段で生成した浄水を浄水貯留層に貯留するようにしているので、逆浸透膜が純水を生成しない場合においても、前段濾過手段で生成した浄水を予め貯留することができる。
【0018】
【実施例】
(本発明の第1の実施例)
以下、本発明の第1の実施例を図1に基づいて説明する。この図1は本実施例に係る浄水装置の全体概略構成図である。
前記各図において本実施例に係る浄水装置は、前記図5に記載の従来装置と同様に原水切換弁10(図4中の1に相当)、一次フィルタ2、二次フィルタ3及びRO膜フィルタ4とを共通して備え、前記原水切換弁10の構造及びRO膜フィルタ4の残余原水排出口42から残余原水を排出する構成を異にする。前記RO膜フィルタ4の残余原水排出口42と、原水切換弁10の原水供給口10bとの間に還流流路6が接続され、この還流流路6は、残余原水排出口42から排出される残余原水を原水切換弁10側へ供給させる構成である。前記原水切換弁10は、蛇口100から放出される原水を原水供給口10bから直接外部に供給する原水モードと、この蛇口100からの原水を前記一次フィルタ2に供給すると共に前記還流される残余原水を前記原水切換弁10の原水供給口10bから外部に供給する浄水モードとを切換えて供給する構成である。
【0019】
次に、前記構成に基づく本実施例装置の動作について説明する。まず、前記浄水動作を行なう場合には、原水切換弁10のレバー10aを浄水モードに切換え、また、前記図4に記載する従来の装置と同様に蛇口100のコックを操作して原水を所定の圧力で一次フィルタ2へ供給する。さらに、前記従来装置と同様に一次フィルタ2、二次フィルタ3及びRO膜フィルタ4で各々濾過動作を行なうことにより、RO膜フィルタ4の純水供給口41から純水を供給すると共に、残余原水排出口42から残余原水を排出する。この排出された残余原水が還流流路6を通って原水切換弁10の原水供給口10b側に還流供給される。
【0020】
このようにRO膜フィルタ4で生成される純水を供給しつつ、原水切換弁10からは前記残余原水を供給できることとなり、残余原水を単に排出して排棄することなく有効利用することができる。なお、前記蛇口100から直接に原水の供給を受ける場合には、原水切換弁10のレバー10aを原水モードに切換えることにより行なうことができる。
【0021】
(本発明の第2の実施例)
図2は本発明の第2の実施例に係る浄水装置の全体概略構成図である。
同図において本実施例に係る浄水装置は、前記図1に記載の実施例装置と同様に原水切換弁11(図1中において10に相当する。)、一次フィルタ2、二次フィルタ3及びRO膜フィルタ4を共通して備え、前記原水切換弁11の構成を異にすると共に、前記二次フィルタ3で構成される浄水を後段側へ供給する経路を異にし、さらに前記RO膜フィルタ4から供給される純水を貯留する純水貯留槽7を追加する構成である。
【0022】
前記原水切換弁11は、前記蛇口100から原水を直接外部に供給する原水モードと、前記原水を一次フィルタ2の浄水側に供給すると共に、RO膜フィルタ4からの残余原水又は二次フィルタ3からの浄水を外部に供給する浄水モードとを内蔵する電磁切換弁11a及び一次フィルタ2の前段に配設される電磁切換弁11cにより切換える構成である。この電磁切換弁11aは、前記純水貯留槽7の水位を検知する満水センサ71及び給水センサ72の満水・給水の各検知信号に基づく図示を省略する制御部の演算制御により、前記満水検知信号が出力され、且つ給水検知信号が出力されていない状態において開放状態となるように駆動制御される。前記電磁切換弁11cは、前記純水貯留槽7の水位を検知する満水センサ71及び給水センサ72の満水・給水の各検知信号に基づく図示を省略する制御部の演算制御により、前記給水検知信号が出力され、且つ満水検知信号が出力されていない状態において開放状態となるように駆動制御される。また、前記二次フィルタ3とRO膜フィルタ4との間には電磁切換弁31が配設され、この電磁切換弁31は操作者が供給口10bから浄水を必要とする場合に図示を省略する浄水ボタンを押下操作することにより起動し、RO膜フィルタ4側への浄水の給水(純水生成モード)から浄水還流流路60を介して前記原水切換弁11への還流給水(浄水生成モード)への切換動作を行なう。前記浄水ボタンが押下操作された場合には浄水生成モードへの切換と同時に、前記電磁切換弁11aを閉塞状態とすると共に電磁切換弁11cを開放状態とする信号を制御部へ出力する構成である。
【0023】
前記純水貯留槽7は、RO膜フィルタ4から供給される純水の水位が満水レベルとなった場合を検知して満水検知信号を出力する満水センサ71と、この純水の水位が給水レベルとなった場合を検知して給水検知信号を出力する給水センサ72とを備え、貯留された純水を給水ポンプ9により吸引して供給する構成である。この満水、給水の各検知信号は図示を省略する制御部に入力され、この制御部の演算制御動作により前記各電磁切換弁11a、11cの切換動作を制御する。
【0024】
次に、前記構成に基づいて本実施例装置の動作について説明する。まず、操作者が浄水ボタンを押下することなく、また、満水センサ71からの満水検知信号が出力されない場合には、通常の純水生成モードで起動されて前記電磁切換弁11aが閉結状態で且つ電磁切換弁11cが開放状態となり、蛇口100からの原水を一次フィルタ2側へ所定圧力で供給する。また、二次フィルタ3の後段に配設される電磁切換弁31は浄水ボタンが押下されていないことから一次フィルタ2及び二次フィルタ3で生成された浄水をRO膜フィルタ4側へ供給するように切換られた純水生成モード状態にある。
【0025】
このような状態において前記原水切換弁11からの原水が一次フィルタ2及びに二次フィルタ3を介して浄化されて浄水としてRO膜フィルタ4へ供給される。このRO膜フィルタ4は供給された浄水を逆浸透方式により純水と残余原水(浄水から純水を除いたもの)とを分離して生成し、純水供給口41から純水貯留槽7へ純水を供給すると共に、残余原水排出口42から還流流路6を介して原水切換弁11へ残余原水を供給する。この残余原水は一次フィルタ2及び二次フィルタ3で濾過されたものであることから、原水よりも若干水質レベルが高い値を有する。この水質レベルを有する残余原水が還流流路6を介して原水切換弁11へ供給されてこの原水切換弁11の供給口10bから供給される。
【0026】
前記純水貯留槽7へ貯留される純水が満水レベルに達すると満水センサ71が満水検知信号を制御部に出力し、この制御部が電磁切換弁11a、11cを原水供給モードに切換える。この電磁切換弁11aが開放状態となり電磁切換弁11cが閉結状態となると、前記還流流路6を介して供給されていた残余原水の供給が停止し、この停止に代わりに蛇口100から直接に原水切換弁11の供給口10bを介して原水が供給される。
【0027】
次に、操作者が浄水ボタンを押下すると制御部が電磁切換弁31を浄水生成モードに切換わり、一次フィルタ2及び二次フィルタ3で生成された浄水が浄水還流流路60を介して原水切換弁11へ還流され、この原水切換弁11の供給口10bから浄水が供給される。さらに、純水生成が完了した後、即ち、純水貯留槽7の純水が満水レベルに達した場合においても操作者の選択により浄水還流流路60から浄水が前記供給口10bを介して供給できることとなる。
【0028】
また、前記還流流路6には自動弁6aが介装されると共に、この自動弁6aに並列にフラッシング開放弁6bが配設される構成である。このフラッシング開放弁6bを開放状態とすることによりRO膜フィルタ4の一次側における浄水供給圧力を瞬時に減少させてRO膜に付着した塵埃等の夾雑物を洗浄して除去できることとなる。
【0029】
なお、本実施例においては原水切換弁10を電磁切換弁11a、11cの各自動切換えにより原水モード又は浄水モードのいずれかに切換えるように構成したが、操作者の選択により任意に原水モード又は浄水モードに切換える切換コックを前記原水切換弁11に設け、蛇口100からの原水を供給口10b又は一次フィルタ2(浄水モード)のいずれかへ切換えると共に、この浄水モードで動作している間において還流流路6からの残余原水又は浄水還流流路60からの浄水のいずれかを供給口10bから供給するように選択的に切換える構成とすることもできる。
【0030】
(本発明の第3の実施例)
図3は本発明の第3の実施例に係る浄水装置の全体概略構成図である。
同図において本実施例に係る浄水装置は、前記図2に記載の実施例装置と同様に原水切換弁12(図2中において11に相当する。)、一次フィルタ2、二次フィルタ3、RO膜フィルタ4、純水貯留槽7、給水ポンプ9及び電磁切換弁31を共通して備え、前記電磁切換弁31からの浄水を貯留する浄水貯留槽8を追加して備える構成である。この浄水貯留槽8は、二次フィルタ3から供給される浄水の水位が満水レベルとなった場合を検知して満水検知信号を出力するる満水センサ81と、この浄水の水位が給水レベルとなった場合を検知して給水検知信号を出力する給水センサ82とを備え、貯留した浄水が供給切換弁91を介して給水ポンプ9により吸引されて供給する構成である。
【0031】
前記原水切換弁12内に内蔵される電磁切換弁12a(図2中において11aに相当する。)及びこの原水切換弁12と一次フィルタ2との間に配設される電磁切換弁12c(図2中において11cに相当する。)は、前記純水貯留槽7における満水センサ71の検知信号若しくは浄水貯留槽8における満水センサ81の検知信号又は図示を省略する原水ボタンの押下により出力される信号により切換え動作が起動される構成である。この原水ボタンは、操作者により押下動作がなされた場合に原水切換弁12の供給口10bから原水を供給する原水モードとなり、操作者により押下動作がなされない場合に原水切換弁12から原水を一次フィルタ2側へ供給する浄水モードとなるように制御する各信号を制御部へ出力する構成である。
【0032】
次に、前記構成に基づく本実施例の動作について図4に基づいて説明する。この図4は図3に記載の実施例装置における動作フローチャートを示す。
まず、概略的には操作者が蛇口100のコックを操作して原水ボタン(図示を省略)を押圧しなければ浄水を生成することとなる。即ち、蛇口100のコックが操作されると常時浄水貯留槽8の浄水水位を満水センサ81により検知し、この検知結果により満水レベルに達していなければ自動的に浄水を生成することとなる。また、蛇口100のコックを操作して原水ボタンを押圧すれば純水貯留槽7の純水水位を満水センサ71により検知し、満水レベルに達していなければ残余原水を供給口10bから供給しつつ純水貯留槽7に純水を貯留する。この純水貯留槽7が満水レベルに達すると蛇口10bからの原水を供給口10bから直接供給する。
【0033】
さらに、供給動作を図4に基づいて詳細に説明すると、操作者が蛇口100のコックを操作してこの蛇口100から原水を後段側へ供給する(ステップ1)。このときに操作者により原水ボタンが押下されて原水供給信号が出力されいるか否かを制御部が判断する(ステップ2)。この原水供給信号が出力されていないと判断された場合には、即ち原水ボタンが押下されていない場合には、さらに浄水貯留槽8における満水センサ81から満水検知信号が出力されているか否か、即ち浄水貯留槽8が満水レベルにあるか否かを制御部が判断する(ステップ3)。この制御部により満水レベルに達していないと判断された場合には、電磁切換弁31を浄水生成モードに切換える(ステップ31)。この浄水生成モードにより電磁切換弁12aが閉結状態で且つ電磁切換弁12cが開放状態にあることから、前記蛇口100からの原水が一次フィルタ2及び二次フィルタ3へ供給され、この一次フィルタ2及び二次フィルタ3で生成された浄水が浄水貯留槽8に供給されて貯留される。
【0034】
また、前記ステップ3において満水レベルに達していると制御部にて判断された場合には、前記ステップ2に戻り前記各動作を繰返すこととなる。
前記ステップ2において原水ボタンが押下されていると制御部が判断した場合には、さらに純水貯留槽7におおける満水センサ71から満水検知信号が出力されているか否か、即ち純水貯留槽7が満水レベルにあるか否かを制御部が判断する(ステップ4)。この制御部により満水レベルに達していないと判断された場合には、電磁切換弁31を純水生成モードに切換える(ステップ41)。この純水生成モードに切り換えられた後は前記一次フィルタ2及び二次フィルタ3により生成された浄水を所定の圧力でRO膜フィルタ4へ供給し、このRO膜フィルタ4の逆透圧の作用により浄水を純水と残余原水とに分離する。この生成された純水は純水貯留槽7へ供給されて貯留され、また残余原水は還流流路6を介して原水切換弁12へ供給されて原水切換弁12の供給口10bから外部へ供給されることとなる。
【0035】
前記ステップ4において純水貯留槽7が満水レベルに達してると制御部により判断された場合、原水切換弁12の電磁切換弁12aを開放状態に切換えると共に、電磁切換弁12cを閉結状態に切換えて原水モードとする(ステップ5)。この原水モードに切換えることにより原水切換弁12から一次フィルタ2への原水の供給を遮断して原水切換弁12の供給口10bから原水を外部へ供給できることとなる。
【0036】
なお、純水の供給を受けたい場合には供給切換弁91を純水側に切換えるとポンプ9の吸引により純水貯留槽7に貯留された純水が供給されることとなる。また、浄水の供給を受けたい場合には供給切換弁91を浄水側に切換えるとポンプ9の吸引力により浄水貯留槽8に貯留された浄水が供給されることとなる。
【0037】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、原水を直接に原水供給口側と浄水側とを原水切換弁により切換え、浄水側へ切換えて供給される原水を逆浸透膜により純水と残余原水とに分けて生成し、この残余原水を原水切換弁の原水供給口に還流流路を介して供給させることにより、逆浸透膜の濾過により生成される残余原水を廃棄することなく有効利用できるという効果を奏する。また、本発明においては、原水を濾過して浄水を生成する前段濾過手段を逆浸透膜の前段に配設するようにしているので、逆浸透膜で生成される残余原水が浄水に極めて近い水質とすることができることとなり、還流流路からの残余原水を浄水として利用できると共に、逆浸透膜の劣化を極力抑制することができるという効果を有する。
また、本発明においては、浄水切換弁を前段濾過手段と濾過手段との間に配設し、この前段濾過手段にて生成される浄水を直接外部への供給か逆浸透膜側への供給かを切換るようにしているので、逆浸透膜で純水を生成しない場合にも前段濾過手段から浄水を生成できるという効果を有する。
また、本発明においては、前段濾過手段で生成した浄水を浄水貯留層に貯留するようにしているので、逆浸透膜が純水を生成しない場合においても、前段濾過手段で生成した浄水を予め貯留することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る浄水装置の全体概略構成図である。
【図2】本発明の第2の実施例に係る浄水装置の全体概略構成図である。
【図3】本発明の第3の実施例に係る浄水装置の全体概略構成図である。
【図4】図3に記載の浄水装置における動作フローチャートである。
【図5】従来の浄水装置の全体概略構成図である。
【符号の説明】
1、10、11、12 原水切換弁
2 一次フィルタ
3 二次フィルタ
4 RO膜フィルタ
6 還流流路
7 純水貯留槽
8 浄水貯留槽
9 給水ポンプ
11a、11c、31 電磁切換弁
41 純水供給口
42 残余原水排出口
71、81 満水センサ
72、82 給水センサ
73、83 渇水センサ
91 給水切換弁
100 蛇口
Claims (1)
- 原水を取込み口から取込み、当該取込んだ原水を原水供給口から直接外部へ供給するか又は後段側へ供給するかの切換を行なう原水切換弁と、前記原水切換弁から後段側へ供給される原水を濾過して純水を供給すると共に、当該純水を濾過された残りの残余原水を排出する逆浸透膜と、前記逆浸透膜から排出される残余原水を前記原水切換弁の原水供給口から外部へ供給させる還流流路と、前記原水切換弁と逆浸透膜との間に配設され、切換弁から供給される原水を濾過して浄水を生成し、当該浄水を逆浸透膜に供給する前段濾過手段を備える浄水装置において、前記前段濾過手段と逆浸透膜との間に、当該前段濾過手段から供給される浄水を浄水貯留槽へ供給するか、濾過手段へ供給するかを切り換える浄水切換弁を備えることを特徴とする浄水装置。
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