JP5339499B2

JP5339499B2 - 浄水器

Info

Publication number: JP5339499B2
Application number: JP2008179958A
Authority: JP
Inventors: 圭悟金谷; 康男米澤
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: JP2008279448A; JP2008279447A

Description

本発明は家庭等で好適に使用される浄水器に関し、特に単位時間当たりの流量の情報を示す浄水器において好適に実施できるＬＥＤなどの発光素子を備えているものに関する。

従来から、発光素子を備えた浄水器は、例えば特許文献１にみられるように種々提案されており、これにより、使用者は、水道水などの原水が浄水されていることを視覚的に判断することができる。

しかしながら、発光素子は、自ら発光するため液晶表示器等の反射型表示器よりも視認性を高くし易いという利点はあるものの消費電流値が大きく、電源に電池を使用している場合には直ぐに電池を消耗し、こまめに電池を交換しなければならなくなり、使用者は、煩わしさを感じるとともに、電池代が高くなる。

たとえば、浄水器に好適に使用できる電池ＣＲ２０３２を用いて、一般的な発光体であるＬＥＤを発光させた場合、電池ＣＲ２０３２の電池用量は約２２０ｍＡ・Ｈｒであるのに対し、ＬＥＤの通常使用での消費電流は２００ｍＡ程度であるので、１．１時間で電池
が無くなることになる。

一方、電池交換周期を長くするためにＬＥＤの消費電流値を低く抑えた場合には、その分、発光の輝度が低くなり、使用者は発光を認識することが難しくなる。

また、電池交換周期を長くするために容量の大きな電池を使用した場合には、浄水器の大きさが大きくなるため、蛇口直結型浄水器の場合には水道蛇口回りの空間が狭くなり、使用者が炊事などの作業がしにくくなるだけでなく台所の美観も損なう。
特開平６−１３４４５３号公報

活性炭等の吸着濾材を備えた浄水器では、収容している濾材の性能を最大限発揮するために濾材の接触時間が適当時間確保されるよう原水流速を調整することが好ましい。したがって、使用者に流速を報知するのがよい。

本発明は、流入原水の流速を使用者に報知しうる浄水器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、原水を濾過して浄水を得る濾過器と、該濾過器が濾過する水流により回転する水車の回転を検出して前記濾過器が前記原水を濾過していることを検出する濾過検出手段と、前記水車の回転数から単位時間当たりの流量に換算する演算機と、該演算機の出力に応じて発光する発光素子とを備え、前記演算機は、前記濾過器の活性炭の吸着濾材と前記原水との接触時間が適当時間確保されていない、使用条件から逸脱した過大流速で使用していることを前記発光素子の点灯または点滅により報知するものである浄水器を特徴とするものである。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記発光素子の点灯または点滅による報知が、発光素子の発光色または発光する発光素子の変化による報知を含む浄水器が提供される。
また、本発明の好ましい形態によれば、流路内に温度検知素子を配置し、前記演算機は、さらに、前記温度検知素子の信号に応じて、前記原水の水温が使用条件から逸脱しているか、いないかを前記発光素子の点灯または点滅により報知する機能を有する浄水器が提供される。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記演算機は、さらに、前記浄水器の性能である水の濁度および／または塩素濃度を前記発光素子の点灯または点滅により報知する機能を有する浄水器が提供される。

なお、発光素子の点灯、点滅は、すなわち、発光素子の発光色、発光する発光素子、点滅周期、点灯時間などの変化は、単位時間当たりの流量以外の浄水器の情報を示すものであってもよく、たとえば、濾材の寿命到達時期、水圧、電池電圧、浄水の流し始めの水を廃棄する時間、浄水使用開始時、水温などの浄水器の使用状態を示してもよい。さらに、濁度、塩素濃度といった浄水器の性能を示してもよく、これら使用状態と性能とを組み合わせて示してもよい。

ところで、発光素子は、自ら発光するため液晶表示器等の反射型表示器よりも視認性を高くし易いという利点はあるものの消費電流値が大きく、電源に電池を使用している場合には直ぐに電池を消耗し、こまめに電池を交換しなければならなくなり、使用者は、煩わしさを感じるとともに、電池代が高くなる。

たとえば、浄水器に好適に使用できる電池ＣＲ２０３２を用いて、一般的な発光体であるＬＥＤを発光させた場合、電池ＣＲ２０３２の電池用量は約２２０ｍＡ・Ｈｒであるのに対し、ＬＥＤの通常使用での消費電流は２００ｍＡ程度であるので、１．１時間で電池が無くなることになる。

また、電池交換周期を長くするために容量の大きな電池を使用した場合には、浄水器の大きさが大きくなるため、蛇口直結型浄水器の場合には水道蛇口回りの空間が狭くなり、使用者が炊事などの作業がしにくくなるだけでなく台所の美観も損なう。

そこで、使用者が電池を交換する手間を軽減し、電池代を低減するとともに、濾過部への通水状態を発光素子によって使用者が認識しやすく、台所の美観を損なわない浄水器を提供することも好ましい。

活性炭等の吸着濾材を備えた浄水器では、収容している濾材の性能を最大限発揮するために濾材の接触時間が適当時間確保されるよう原水流速を調整することが好ましいが、使用条件から逸脱した流速で浄水器を使用していることを使用者に報知することができる。

以下に、本発明に係る浄水器の望ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態を示す浄水器の概略正面図、図２は、図１に示す浄水器の概略縦断面図である。浄水器１は切換器２と濾過器３とからなっており、切換器２には、原水入口２１と原水出口２２と原水シャワー出口２３とレバー２４とインジケータ２５が設けられている。

インジケータ２５には、発光素子としてＬＥＤ（緑）２５１、ＬＥＤ（黄）２５２、ＬＥＤ（赤）２５３の３つが互いに離間して配置されている。なお、発光素子は発光するものであればよいが、小型のボタン型電池で使用可能となる順方向電圧が３Ｖ以下で発光するＬＥＤが好ましく、また、順方向電流を５ｍＡ流した時の光度が１０ｍｃｄ以上であるＬＥＤが好ましい。本実施形態では、順方向電圧が２Ｖで発光し、順方向電流が５ｍＡのときの光度が６５ｍｃｄであるＬＥＤを使用し、ＬＥＤの消費電流は５ｍＡとした。なお、光度は、国際基準品である測光標準電球と比較測定して求める。

本実施形態においては、発光素子としてのＬＥＤ（緑）２５１、ＬＥＤ（黄）２５２、ＬＥＤ（赤）２５３を、濾過検出手段によって濾過を検出し１０秒以内の長さで点灯させるものとしたり、また、濾過検出手段によって濾過を検出している間に０．２〜１０秒の範囲内の周期で点滅ものとすることで、濾過部への通水状態を使用者が認識できるとともに、消費電力を抑えることができ、使用者が電池を交換する手間を軽減し、電池代を低減することができる。

ＬＥＤの数は１個でもよいがたとえば３個というように複数個が好ましく、また、発光色も単色でもよいが、より発光信号を視認し易くするために異なる発光色の複数個の発光素子を用い、さらには、それら発光素子を互いに離間して配置することが好ましい。異なる発光色の発光素子を互いに離間して配置する場合には、発光する位置と色との両方によって発光信号をより視認し易くできる。発光色は、青や橙等どのような色を用いてもよい。また、３色発光のＬＥＤなどを用いてもよい。上述の実施形態では、信号機と同じ配色（緑、黄、赤の３色）の３個のＬＥＤを用いることで使用者が分かりやすくなるようにしたが、特にこの色に限定しなくてもよい。たとえば同色のＬＥＤを複数個用いる場合でも、それらＬＥＤを互いに離間させて点灯または点滅することで視認性を向上できる。

なお、ＬＥＤ等の発光素子を離間させる場合、その距離は、たとえば次のようにして定める。浄水を容器に注ぐときの使用者の視線は、通常、容器に向かっている。浄水器が蛇口直結型であれば、その使用者の視野の中に浄水器が入るが、この状態で異なる発光素子が発光していることを使用者が認識できるのが好ましい。この状況下において、浄水器を一般的な広さの台所に取り付けた場合、使用者の目と浄水器との間の距離は遠くても１〜１．５ｍ程度である。人間の肉眼で位置の差を十分認識できる角距離は、発明者の知見によれば２．８分程度以上であるので、発光素子間の距離は約０．８〜１．２ｍｍあるいはそれ以上であればよいということになる。

切換器２の内部には、図２に示すように、レバー２４と一体に可動する三方弁２６が設けられている。三方弁２６は、カムシャフト２６１と、弁座２６２ａ、２６２ｂ、２６２ｃと、球体弁２６３ａ、２６３ｂ、２６３ｃ等によって構成されている。カムシャフト２６１には、３つのカム２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃが弁座２６２ａ、２６２ｂ、２６２ｃそれぞれに対応するように配されており、また、球体弁２６３ａ、２６３ｂ、２６３ｃも弁座２６２ａ、２６２ｂ、２６２ｃそれぞれの上方に対応するように配されている。また、３つのカム２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃはそれぞれ１２０°の位相で備えられている。

さらに、弁座２６２ａ、２６２ｂ、２６２ｃは、原水入口２１と連結しており、また、弁座２６２ａは浄水出口２７と、弁座２６２ｂは原水出口２２と、弁座２６２ｃは原水シャワー出口２３とそれぞれ連通している。したがって、カム２６１ａによって球体弁２６３ａが弁座２６２ａから押し上げられて弁座２６２ａが開口され、弁座２６２ｂおよび弁座２６２ｃがそれぞれ球体弁２６３ｂ、２６３ｃで封止されている状態から、レバー２４を１２０°回動すると、これに対応してカムシャフト２６１が回動し、カム２６１ａは球体弁２６３ａから逃げ、球体弁２６３ａは自重もしくは水圧で弁座２６２ａを封止すると同時に、カム２６１ｂが球体弁２６３ｂを押し上げて弁座２６２ｂを開口させる。さらにレバー２４を１２０°回動させると、同じ原理で、弁座２６２ｂが封止されると同時に弁座２６２ｃが開口する。さらにレバー２４を１２０°回動させると、同様に、弁座２６２ｃが封止され、弁座２６２ａが開口し、元の状態に戻る。

すなわち、レバー２４の回動操作によって浄水出口２７、原水出口２２、原水シャワー出口２３のいずれかからの吐水を選択することができる。

また、切換器２は、電池２９と、演算器３０と濾過検出手段２８とを有しており、電池２９と演算機３０と濾過検出手段と２８とインジケータ２５とがそれぞれ電気的につながってる。

濾過検出手段２８は、弁座２６２ａと浄水出口２７との間に設けられており、図３に示すように、水車２８１と磁石２８２とリードスイッチ２８３などから構成されている。磁石２８２は筒状の水車２８１の内部に設けられ、水流によって水車２８１と一体的に回転し、磁界が変化するようになっている。リードスイッチ２８３は、磁石２８２の磁力変化によってＯＮ／ＯＦＦする電気的スイッチである。このような構成により、レバー２４を操作し球体弁２６３ａを開口させ、原水を濾過器３に導入し浄水出口２７から浄水を吐出させると水流により水車２８１と内部の磁石２８２が回転し、リードスイッチ２８３周辺の磁界、磁力が周期的に変化する。これにより、リードスイッチ２８３がＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、濾過していること、または、濾過していないことを検出する。

濾過検出手段２８により「濾過」が検出されるとその情報が演算機３０に伝達され、演算機３０内で累積濾過時間が計測される。演算機３０は、計測した濾過時間に応じてインジケータ２５に備えられている発光素子である３つのＬＥＤ２５１、２５２、２５３のいずれかを点灯させる。そして、濾過検出手段２８により「濾過」が非検出となると、演算機３０は演算を中断し、インジケータの点灯を中断する。なお、このとき濾過時間ではなく浄水通水量を測定して、その浄水通水量に基づいて点灯するＬＥＤ２５１、２５２、２５３を決定してもよい。また、演算機３０、インジケータ２５の点灯の動力源は電池２９であり、電池２９にはボタン型電池（たとえばＣＲ２０３２型など）を用いることができる。

次に発光素子の点灯方式について説明する。

図１に示す浄水器のインジケータ２５に使用されている発光素子は、上述したように、３つのＬＥＤ（緑２５１、黄２５２、赤２５３）から構成されているが、発光するのはいずれか一つである。どのＬＥＤが発光するかは、累積時間によって決定し、濾過器３の濾過能力の０〜７５％の時点ではＬＥＤ（緑）２５１が、濾過器３の濾過能力の７５％〜１００％の時点ではＬＥＤ（黄）が、濾過器３の濾過能力の１００％以上の時点ではＬＥＤ（赤）２５２がそれぞれ点灯するようになっている。

たとえば、濾過器３の濾過能力を通常使用で連続１２００分となるようにした場合、０分〜９００分の間ではＬＥＤ（緑）２５１が、９００分〜１２００分の間ではＬＥＤ（黄）２５２が、１２００分を超えるとＬＥＤ（赤）２５３が点灯もしくは点滅する。

濾過検出手段２８によって濾過を検出しその後ただちに、または時間をおいて１０秒以内の長さでいずれかのＬＥＤ２５１、２５２、２５３を点灯することで、濾過部への通水状態を使用者が認識しやすく、また、消費電力を低減し、使用者が電池を交換する手間を軽減し、電池代を低減することができる。また、消費電力を抑えつつ使用者の認識性を高めるためには、ろ過の検出中に０．２〜１０秒の範囲内の一定の周期で点滅する。

たとえば、濾過検出手段２８によって濾過を検出している間に発光素子を０．１秒点灯させ２．９秒消灯する３秒の周期で点滅を繰り返す場合、ＬＥＤの消費電流は常時点灯する場合の約３．３％にまで消費電力を抑えることができる。

電池２９は、ＬＥＤの他に演算機３０への電力を供給するためにも使用されるが、演算機の消費電流は一般的に数百μＡ程度であり、上記実施形態における演算機の消費電流値も４００μＡで、ＬＥＤの消費電流値２００ｍＡに対しては非常に微小な値である。すなわち、電池２９の電池容量が無くなるのはＬＥＤの消費電流値によってほぼ決定される。したがって、ＬＥＤの消費電流値が３．３％になると、必要な電池容量も約３．３％にまで抑えられる。

そのため、従来の浄水器の様に常時ＬＥＤを点灯する場合には、１２００分×（２００ｍＡ＋４００μＡ）＝４００８ｍＡ・時の電池容量が必要となるが、上記実施形態の場合、４００８ｍＡ×３．３％＝１３２ｍＡ・時だけ必要となり、浄水時には常時点灯させるようにすると、電池容量２２０ｍＡ・時のボタン型電池ＣＲ２０３２が１９個必要となるが、上記実施形態の場合は１つで十分となる。また、同容積とする場合には、上記実施形態の電池交換周期が従来の浄水器の電池交換周期の１／１９になる。

このように発光素子を点灯、点滅することで原水を濾過する濾材の寿命到達時期を表示する場合、使用者は、濾過器３の濾過能力が残りどれくらいあるのかをＬＥＤの発光色や互いに隔離して設けられたＬＥＤの発光位置で簡単に視認することができる。そのため、使用者は濾過器３を適当な時期に見逃すことなく交換することができ、また、濾過能力を失った浄水器が引き続き使用されることを防ぐこともできる。

そして、測定する濾過時間や浄水通水量に対応して発光素子の発光色や発光周期、発光する発光素子自体が変化する場合、使用者は、濾過器３の使用状況を的確に認知することができ、予め新しい濾過器３を準備することができ、より適切な時期に濾過器３を交換することができる。

発光素子の点灯、点滅によっては、単位時間当たりの流量のいずれかを報知するのがよい。このほか、浄水の流し始めの水を廃棄する時間、浄水使用開始時など浄水器の使用状態、電池電圧、水圧、水温を報知してもよい。さらに、濁度や塩素濃度といった浄水器の性能を報知してもよく、これら使用状態と性能とを組み合わせて報知してもよい。

たとえば、浄水器は、浄水を使用しない間（中断時間）に濾材と浄水出口との間に滞留した水に細菌が繁殖している可能性が否めないため、中断時間に応じて流し始めの水を捨てたい場合がある。そこで、次のように、中断時間を測定してその中断時間に基づいて発光素子を点灯、点滅することで、使用者に流し始めの水を廃棄する時間（浄水廃棄時間）および浄水が使用可能になったとき（浄水使用開始時）を報知する。

すなわち、演算機３０において、リードスイッチ２８３からのＯＮ／ＯＦＦ信号が入力されない時間、すなわち浄水を使用していない時間を計測し、この時間に応じてＬＥＤ２５１、２５２、２５３のいずれかを発光させる。例えば、浄水を使用しなかった時間が２４時間以内の場合には浄水を流し始めてから１０秒間、また、浄水を使用しなかった時間が２４時間を超える場合には浄水を流し始めてから３０秒間、ＬＥＤ（赤）２５３を点灯または点滅し、１０秒後もしくは３０秒後にＬＥＤ（赤）２５３の点灯または点滅を終了するとともにＬＥＤ（青）２５１を点灯または点滅して、使用者に浄水廃棄時間および浄水使用開始時を知らせる。

また、浄水器によっては、濾材の性能を最大限発揮するために、流入原水の温度が制限される場合がある。そのため、流路内に温度検知素子としてサーミスタなどを配置し、サーミスタからの信号を演算器３０に入力するようにして、サーミスタなどの信号に応じて適当な発光素子を点灯、点滅し、水温を、すなわち水温が使用条件から逸脱しているか、いないかを報知することもできる。

さらに、活性炭等の吸着濾材を備えた浄水器では、収容している濾材の性能を最大限発揮するために濾材の接触時間が適当時間確保されるよう原水流速を調整することが好ましい。そのため、演算機３０において、リードスイッチ２８３からのＯＮ／ＯＦＦ信号の周期から水車２８１の回転数を計算し、これを単位時間当たりの流量に換算してインジケータ２５で表示をする。これにより、使用者は使用条件を逸脱した流速で浄水器を使用していることを容易に視認することができ、流速を調節できる。

本発明に係る浄水器の一実施形態の概略正面図である。図１に示す浄水器の概略縦断面図である。図１に示す浄水器における濾過検出手段の模式図である。

符号の説明

１：浄水器
２：切換器
３：濾過器
２１：原水入口
２２：原水出口
２３：原水シャワー出口
２４：レバー
２５：インジケータ
２５１：ＬＥＤ（緑）
２５２：ＬＥＤ（黄）
２５３：ＬＥＤ（赤）
２６：３方弁
２６１：カムシャフト
２６１ａ：カム
２６１ｂ：カム
２６１ｃ：カム
２６２ａ：弁座
２６２ｂ：弁座
２６２ｃ：弁座
２６３ａ：球体弁
２６３ｂ：球体弁
２６３ｃ：球体弁
２７：浄水出口
２８：濾過検出手段
２８１：水車
２８２：磁石
２８３：リードスイッチ
２９：電池（ＣＲ２０３２）
３０：演算機

Claims

原水を濾過して浄水を得る濾過器と、該濾過器が濾過する水流により回転する水車の回転を検出して前記濾過器が前記原水を濾過していることを検出する濾過検出手段と、前記水車の回転数から単位時間当たりの流量に換算する演算機と、該演算機の出力に応じて発光する発光素子とを備え、前記演算機は、前記濾過器の活性炭の吸着濾材と前記原水との接触時間が適当時間確保されていない、使用条件から逸脱した過大流速で使用していることを前記発光素子の点灯または点滅により報知するものであることを特徴とする浄水器。
前記発光素子の点灯または点滅による報知が、発光素子の発光色または発光する発光素子の変化による報知を含むことを特徴とする請求項１に記載の浄水器。
流路内に温度検知素子を配置し、前記演算機は、さらに、前記温度検知素子の信号に応じて、前記原水の水温が使用条件から逸脱しているか、いないかを前記発光素子の点灯または点滅により報知する機能を有するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の浄水器。
前記演算機は、さらに、前記浄水器の性能である水の濁度および／または塩素濃度を前記発光素子の点灯または点滅により報知する機能を有するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の浄水器。