浄水器
【課題】濾材全体を満遍なく使用して濾材の有効利用を図る。
【解決手段】注水口７５から導水管７７を経由して第１濾過層２０の上面に原水を導く。導水管を経由することで第１濾過層の上面全体に亘って水道水が流下する。第１濾過層内を透水した水道水は、中空層６０を経て第２濾過層３０に至る。中空層によって第１濾過層を透水した水道水が不規則に第２濾過層の表面に流下するため、いわゆる水の通り道を遮断し、不規則な水の流れを作る。したがって第２濾過層内を満遍なく通過する。水道水の濾過を、より効果的に行うためさらに第３濾過層４０を設け、第３濾過層を通過した流水を最終的な浄水として使用する。濾過層内を満遍なく透水するので、濾材の寿命が長くなり、濾材を有効利用できる。
【解決手段】注水口７５から導水管７７を経由して第１濾過層２０の上面に原水を導く。導水管を経由することで第１濾過層の上面全体に亘って水道水が流下する。第１濾過層内を透水した水道水は、中空層６０を経て第２濾過層３０に至る。中空層によって第１濾過層を透水した水道水が不規則に第２濾過層の表面に流下するため、いわゆる水の通り道を遮断し、不規則な水の流れを作る。したがって第２濾過層内を満遍なく通過する。水道水の濾過を、より効果的に行うためさらに第３濾過層４０を設け、第３濾過層を通過した流水を最終的な浄水として使用する。濾過層内を満遍なく透水するので、濾材の寿命が長くなり、濾材を有効利用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は家庭などで使用して好適な浄水器に関する。詳しくは、２つの濾過層で原水を濾過することで浄水を得ると共に、２つの濾過層の間に中空層を設けて水の流れを不規則な流れとすることで、濾過層内を満遍なく透水するようにして、濾過層の汚れの偏りをなくした浄水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道水に含まれる塩素成分や、不純物などを除去する目的で使用される浄水器としては、種々提案されている。そのうち特に濾過用のフィルタを２段に亘って使用して、水道水を濾過する浄水器が知られている（例えば特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１は、環筒状体として構成された第１のフィルタ部の外周面から内周面に向かって水道水を透水させて濾過し、濾過した水道水をさらに、第１のフィルタ部の内部に配された柱状体構成の第２のフィルタ部の頂部から底部に向かって透水することで、濾過されそして浄化された浄水を得るようにしたものである。
【０００４】
また、特許文献２は、濾材として吸着剤成型体と中空糸膜を使用し、吸着剤成型体の周面から水道水を透水させて濾過し、その後中空糸膜を通すことで濾過され、浄化された浄水を得るようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３３７７７７８号
【特許文献２】特開２００４−５００８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載された技術は、水道水の含有塩素量を確保するために２つのフィルタ部を使用しているが、水道水は第１のフィルタ部本体の下側（底部側面側）から給水されるため、環状をなすこの第１のフィルタ部の上部まで満遍なく水道水（原水）が行き渡った状態で、環状をなす第１のフィルタ部の外周面側からその内周面側に透水させるのが困難である。そのため、第１のフィルタ部はその下部周辺より透水が行われる頻度が高くなり、第１のフィルタ部はその上部側より下部側の方が、汚れ易くなる傾向にある。つまり水道水を濾過したときの第１のフィルタ部の汚れ具合が偏ってしまう。その結果、第１のフィルタ部の交換時期が早まり、その寿命が短くなってしまう。
【０００７】
特許文献２にあっては、特許文献１の第１フィルタ部のような汚れの偏りは発生しないと考えられる。しかし、中空糸膜を通過する場合、水道水はその中心部に集中し易い傾向にあるから、この場合にも汚れの偏りが発生する。したがって特許文献１と同様な問題を惹起する。
【０００８】
そこで、この発明はこのような従来の課題を解決したものであって、特に水道水が満遍なく濾材内を透水するようにすることで、汚れ具合の偏りをなくして、使用寿命の改善を図った浄水器を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するため、請求項１に記載したこの発明に係る浄水器は、流入する原水を濾過する濾過層を備えた浄水器であって、
上記濾過層は、
上記原水が導かれる第１濾過層と、
上記第１濾過層よりも下流側に配設された第２濾過層と、
上記第１濾過層と上記第２濾過層とを接続する中空層とからなることを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る浄水器を家庭内で使用するときは、集中浄水器（セントラル浄水器）として使用できる。この浄水器は第１濾過層と、第２濾過層と、これら濾過層の間に設けられた中空層とで構成される。導水路を経由して第１濾過層の上面に原水（浄水する前の水道水）を導く。導水路を経由することで第１濾過層の上面全体に亘って水道水が流下する。第１濾過層内を透水することで濾過されながら水道水が流下する。
【００１１】
第１濾過層内を透水した水道水は、中空層を経て第２濾過層に至る。中空層は第１濾過層を透水した水道水を不規則に第２濾過層の表面に流下するようにするためである。
【００１２】
中空層は、濾過層を通る定常的な水の流れである、いわゆる水の通り道を遮断し、不規則な水の流れを作るためのものであるので、単純には中空であればよい。より効果的には不規則な水の流れを作り、第２濾過層内を満遍なく通過させるために、中空層として水道水の流れを乱す機構を備えればよい。その機構としては、中空層内に多数の透孔が穿設された透孔円盤を流水方向制御部として使用したり、その透孔の穿設方向がランダムとなるように複数の透孔が設けられた円盤を流水方向制御部として使用することが考えられる。
【００１３】
水道水の濾過を、より効果的に行うためには、第１濾過層および第２濾過層の他に、さらに第３濾過層を設け、第３濾過層を通過した流水を最終的な浄水として使用する。第３濾過層に対しても水の通り道が固定されて定常化されないようにするため、その濾材として粒状濾材を使用すると共に、第２濾過層を通過した流水が第３濾過層内部をその下方側から上方側に向かって透水するようにする。粒状濾材内を透水することで、水道水が活水化される。これと同時に、通過する水圧で粒状濾材が不規則に攪拌されるため、水の通り道が固定されなくなって、第３濾過層内を満遍なく透水するようになる。濾材を満遍なく使用することで、汚れ具合の偏りがなくなり、濾材の寿命が長くなる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明では、第１濾過層と第２濾過層の間に中空層を設け、第１濾過層を通過した流水が中空層を介して第２濾過層に至るようにしたものである。
【００１５】
第１濾過層には原水が給水されるので、第１濾過層内を満遍なく水道水が透水する。中空層を通過することで、流水の流下時にその流下方向が乱されることから、第１濾過層を通過した流水は、第２濾過層の表面に満遍なく流下するようになる。これにより流水は第２濾過層の濾材内を満遍なく、遍く流れ下ることになって、偏った流れを阻止できる。流れが偏ると、その部分での濾材が目詰まりなどを起こして、その個所での濾過作用が他と比べて低下してしまう。濾材の目詰まりは、濾材交換時期を早める結果となってしまう。偏った透水をなくすことで濾材の寿命を長くできるなどの特徴を有する。
【００１６】
また、偏った透水をなくすことで、偏った透水によって第２濾過層の内部に定常的な通水路が設けられてしまうことを回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
続いて、この発明に係る浄水器の好ましい実施例を図面を参照して詳細に説明する。この発明に係る浄水器は、家庭用浄水器として使用して好適である。家庭で使用する場合には集中浄水器（セントラル浄水器）として使用することができる。セントラル浄水器の場合には、水道メータを通過した後の水道水に対して浄水処理が施される。したがって、浄水器は水道メータを通過した直後の水道水に対して浄水処理を施すように設置することもできれば、家屋内であって、水道管が各所に分岐する前の水道本管内の水道水に対して浄水処理を施すように設置することでもよい。以下説明するのは図示はしないが前者の例である。後者の場合には特に集合住宅などでの設置例となる。
【実施例１】
【００１８】
図１はこの発明に係る浄水器の一例を示す。この例は３つの濾過層を使用して水道水を浄化し、そして活水化した例であり、第１濾過層と第２濾過層は主に水道水（原水）を浄水化し、残りの濾過層である第３濾過層は浄水された水道水を主に活水化する例である。
【００１９】
図１に示す浄水器１０は、中空層６０が介在された第１濾過層２０と第２濾過層３０および環状をなす第３濾過層４０で構成され、これら濾過層２０，３０，４０が、中空収納エリアを備えた環筒状体の収容容器５０内に収納された状態で使用される。第１濾過層２０および第２濾過層３０の構成から説明する。
【００２０】
図２はこれら濾過層２０，３０およびこれら濾過層２０，３０に水道水を導くための導水体７０の構成例を示す。第１濾過層２０は所定の長さとなされた筒状のハウジング２１を有し、この筒状ハウジング２１のほぼ中央部に段部２２が設けられ、この段部２２に挟持されるように、所定の濾過面積を有する筒状の濾材２３が取り付け固定される。
【００２１】
筒状ハウジング２１の上面側には多少径小であって、その外側にネジ部２４ａが形成された上螺合部２４が設けられる。同じように筒状ハウジング２１の下面側には上螺合部２４よりも長目に選定され、その内部にネジ部２５ａが形成された下螺合部２５が設けられる。この長目に選定された下螺合部２５の内部空間２５ｂが後述する中空層６０の一部として機能する。下螺合部２５の先端部には、連結時の漏水をなくすためにＯリング２６が取り付けられる。
【００２２】
筒状ハウジング２１はその成型の容易性、強度、軽さなどの諸点から樹脂によるモールド成形体が使用される。
【００２３】
第２濾過層３０も、第１濾過層２０と全く同じように構成されている。したがってモールド成型された筒状ハウジング３１を有し、内部に設けられた段部３２内に所定の濾過面積となされた筒状濾材３３が取り付け固定される。そして、筒状ハウジング３１の上端側がその外部にネジ部３４ａが形成された上螺合部３４となされ、下端部がその内部にネジ部３５ａが形成された下螺合部３５となされる。上螺合部３４の内部空間３４ｂが中空層６０の一部として機能する。
【００２４】
このように構成された第１濾過層２０と第２濾過層３０は、第２濾過層３０が下流側となるように連結される。第１濾過層２０と第２濾過層３０とを上下に配して使用する場合には、第２濾過層３０が下側となるように連結され、そして上側に位置する第１濾過層２０に水道水が給水される。
【００２５】
そのため、上述した下螺合部２５のネジ部２５ａと、上螺合部３４のネジ部３４ａは互いに螺合（螺着）できるような内径と外径に選定されている。図５のように両者を連結することによって、第１濾過層２０と第２濾過層３０を合体させて一体化できる。この一体化によって第１濾過層２０と第２濾過層３０との間に形成された空間２５ｂが中空層６０として機能することになる。厳密には、上螺合部３４によって形成される空間も中空層６０の一部として機能する。
【００２６】
図２に示すように第１濾過層２０の上面側には、収容容器５０の一部を構成する導水体７０が螺着されると共に、この導水体７０を介して第１濾過層２０に水道水が導かれる。
【００２７】
導水体７０は中空で扁平な円盤状をなす蓋体７１であって、その底面板７２ｂ側には比較的大きな開口部７３が設けられており、その中心には上面板７２ａに連結された中空の軸筒７４が設けられている。この軸筒７４は蓋体７１の底面板７２ｂより所定長だけ突出している。
【００２８】
軸筒７４の先端部にはその内部にネジ部７８ａが形成された螺合部７８となされ、この螺合部７８は上述した第１濾過層２０の上螺合部２４と螺合できるような内径に選定される。両者の螺合状態を図５に示す。螺合部７８には漏水防止用のＯリング７９が取り付けられている。
【００２９】
蓋体７１の外周面の一部には水道水の注水口７５が設けられ、図２に示すようにこの注水口７５は導水管７７によって軸筒７４の一部に連結されている。したがって導水管７７と対峙する軸筒７４は空孔７４ａとなされる。導水管７７の上面は蓋体７１の上面板７２ａの一部であり、その下面は底面板７２ｂの一部となる。
【００３０】
その結果、注水口７５に注水された水道水はこの導水管７５を介して軸筒７４に導かれる。軸筒７４に導かれた水道水の全ては導水体である蓋体７１に連結された第１濾過層２０に注がれる。
【００３１】
蓋体７１の外周面の一部であって、この例では注水口７５と対向する位置には、濾過層によって濾過された浄水を取り出すための浄水口７６が設けられている。また、図２および図４に示すように、蓋体７１の底面板７２ｂであって、軸筒７４よりも外側には、開口部７３と連なると共に底面板７２ｂと一体となるように連結筒８０が設けられている。
【００３２】
連結筒８０は開口部７３に連なって形成されるものであるから、図４に示すように導水管７７の部分のみ底面（底面板）７２ｂが存在し、それ以外が全て開口部７３となる。したがって、蓋体７１の同じ外周面に注水口７５と浄水口７６を設け、軸筒７４に濾過層２０等を介在させ、開口部７３側にも濾過層（後述する第３濾過層４０）を介在させることで、注水口７５と浄水口７６との間に濾過層２０，３０，４０を介在させた浄化用導水路を構築できる。
【００３３】
連結筒８０にはその外周面にネジ部８０ａが切られており、図５に示すような外筒８１が連結される。なお、図４では軸筒７４および連結筒８０にそれぞれ形成されたネジ部は、共に省略されている。
【００３４】
外筒８１は図１に示すように、収容容器５０の本体外筒部となるものであって、図５にその詳細を示すように、その上部内面と下部内面とにはそれぞれネジ部８２，８３が形成されると共に、それぞれの先端部には漏水防止用のＯリング８４，８５が取り付けられている。上ネジ部８２を連結筒８０に螺合させることで、外筒８１と導水体７０とが一体化される。下ネジ部８３は図６に示す収容容器５０の本体を構成する台座９０に連結するためのものである。詳細は後述する。
【００３５】
図６は第３濾過層４０と台座９０との関係を示す。台座９０は扁平な円盤状をなす基板部である。台座９０には筒状隔壁９０ａによって中心部側の空孔９１ａと外周部側の空孔９１ｂとに分割され、内側空孔９１ａと環状をなす外側空孔９１ｂとは放射状に延びる複数、この例では等間隔に配列された６つの連通孔９２によって連通している。
【００３６】
筒状隔壁９０ａの上面側には所定長の内筒９３が一体成形されている。内筒９３の内径は上述した筒状ハウジング２１，３１の外径よりも僅かに大きい。その長さは筒状ハウジング２１と３１を連結したときの長さとほぼ同じ長さに選定されている。
【００３７】
内筒９３の底部には比較的大きな内孔９４が穿設されており、この内孔９４は内側空孔９１ａと連通している。この例では、内孔９４と内側空孔９１ａとは同径である。内筒９３の外側であって、外側空孔９１ｂの上面部９５には環状をなす外孔９６が穿設されている。この環状外孔９６の外周面にはネジ部９６ａが設けられ、後述する第３濾過層４０を取り付け固定できるようになされている。
【００３８】
内筒９３および環状外孔９６の外側に面した上面部９５ａにはさらに、その外側にネジ部９７ａを有する環状嵌合部９７が形成されている。環状嵌合部９７のネジ部９７ａは上述した外筒８１のネジ部８３と螺合できるような外径に選定されている。
【００３９】
台座９０をこのように構成することで、内孔９４から環状外孔９６に至るまでの導水路を形成することができる。
【００４０】
一方、上述した内筒９３の外側には、図６に示すような第３濾過層４０が着脱自在に挿着される。第３濾過層４０は環状で中空状をなす筒状体として構成され、そのため、この第３濾過層４０を収容するハウジング４１もまた環状で、中空状なす筒状体である。この環筒状ハウジング４１内に第３濾過層用の濾材４２が収容される。
【００４１】
環筒状ハウジング４１の頂部４３は、図７に示すように中央に大きな開口４３ａが設けられると共に、環状をなす頂部フランジ４４には複数の透孔４４ａが等間隔で穿設され、浄水を取り出せるようにしている。なお、開口４３ａは、内筒９３が挿入可能な大きさとなっている。
【００４２】
一方、環筒状ハウジング４１の底面側には、第３濾過層４０を台座９０に形成された環状外孔９６のネジ部９６ａに挿着固定するための部材が設けられている。この部材は環筒状螺合部４５として構成されており、環筒状螺合部４５の外周面にネジ部４５ａが切られ、環筒状螺合部４５を環状外孔９６に螺合することで、第３濾過層４０を台座９０に挿着固定することができる。環筒状螺合部４５の底部には漏水防止用のＯリング４６が挿着されている。
【００４３】
環筒状ハウジング４１が正しく内筒９３の外側に挿着されて固定できるように、環筒状ハウジング４１の内径および外径φａ〜φｃと、台座９０における各内径および外径φｄ〜φｆとの関係は、図６に示すように、
φａ＞φｄ
φｂ＜φｅ
φｃ＝φｆ
を満足するように選定されている。このような寸法関係に選定することで、図８に示すように濾材４２を収納した環筒状ハウジング４１は内筒９３の外側に正しく挿着固定できる。
【００４４】
ここで、第１濾過層２０の濾材２３としては繊維状や粒状に成形された活性炭や、中空糸膜などの浄化用の濾材を使用することができ、第２濾過層３０の濾材３３としては上述した活性炭など浄化用の濾材を使用することができる。これらの濾材２３，３３によって原水（水道水）が濾過されて浄化される。
【００４５】
また、第３濾過層４０として使用される濾材４２としては麦飯石、セラミック材、自然石素材などをそれぞれ粒状化した活水化濾材を使用することができる。環筒状ハウジング４１内に収納される濾材４２は上述のように粒状濾材であって、内部空間を自由に運動できるように、環筒状ハウジング４１の内部全体に濾材４２を敷く（収容する）のではなく、一部空間４１ａができるように収容する。
【００４６】
さて、環筒状ハウジング４１を台座９０に挿着固定し、一方第１濾過層２０および第２濾過層３０を連結した導水体７０に外筒８１の上端を螺合させた状態で、外筒８１の下端を台座９０に設けられた環状螺合部９７に螺合させることで図１の浄水器１０が完成する。
【００４７】
収容容器５０を組み立てた状態のときには、図１に示すように第３濾過層４０の頂面側と連結筒８０との間には、水道水が通過する空間１００ができるように、外筒８１と第３濾過層４０との長さ関係が調整されているものとする。そして、このような収容容器５０を使用することで、注水口７５から浄水口７６に至る導水路（浄水路）が得られる。つまり、
「注水口７５→導水管７７→軸筒７４→第１濾過層２０（濾材２３）→中空層６０→第２濾過層３０（濾材３３）→内孔９４→内側空孔９１ａ→複数の連通孔９２→外側空孔９１ｂ→環状外孔９６→環筒状螺合部４５→第３濾過層４０（濾材４２）→透孔４４ａ→開口部７３→浄水口７６」
に至る導水路が形成されたことになる。
【００４８】
したがって、注水口７５より水道水を流せば、第１濾過層２０と第２濾過層３０とは上から下へと下流側に向かって水道水が流下する。水道水は導水管７７を経て第１濾過層２０の端面側（頂面側）に注ぎ込まれるので、その端面のほぼ全面に亘って水道水が注ぎ込まれる。その結果として水道水は濾材２３内を満遍なく透水して中空層６０に至る。したがって水道水の通り道が定常的に固定されるおそれはない。
【００４９】
中空層６０内では濾材２３を通過した水道水が不規則に流れ下って第２濾過層３０の端面側（頂面側）の全面に満遍なく到達する。そのため、第１濾過層２０と同じく、第２濾過層３０の端面のほぼ全面に水道水が注ぎ込まれるため、濾材３３内を満遍なく透水して台座９０の中空部に至る。この場合においても水道水の通り道が定常的に固定されることはない。
【００５０】
水道水の水圧で水道水は連通孔９２を介して第３濾過層４０の内部に浸透しながらその下部から上部へと至る。このとき濾材４２には水圧がかかるため、内部の濾材４２が攪拌され、不規則な運動を繰り返す。この不規則な運動によって水道水は濾材４２との接触時間が一層長くなり、これによって活水効果が高まる。これと同時に濾材４２が活発に運動するため、濾材４２内を満遍なく水道水が透水する。結果として水道水の通り道が固定されないので、水道水は濾材４２内をランダムに流れ、濾材４２の汚れ具合も一様になる。浄水口７６には浄水され、活水化された浄活水が得られる。
【実施例２】
【００５１】
図１に示した実施例は、第１濾過層２０および第２濾過層３０のそれぞれは、これらを構成する濾材の長手方向の一方から水道水を取り入れて濾過処理を行い、長手方向の他方から濾過された水道水を取り出すようにした例である。
【００５２】
この他に、濾材の内外表面を利用して水道水を濾過することが考えられる。そのときの濾材としては環筒状の濾材が使用される。このような濾材を使用する場合には濾材の外表面側から内表面側に向かって水道水を透水させるか、その内表面側から外表面側に向かって水道水を透水させることで濾過処理を行うことになる。実施例２は、第１濾過層２０と第２濾過層３０のそれぞれに対して水道水をその外表面側から水道水を透水させるときの具体例である。
【００５３】
図９〜図１２はその一例を示す浄水器１０の構成例である。図１とは第１濾過層と第２濾過層の構成のみ相違するので、図９以下を参照してこれら濾過層２２０，２３０ついて説明する。
【００５４】
この実施例２では、第１濾過層２２０、第２濾過層２３０とも、図９以下に示すように環状で筒状をなす濾材２２３，２３３が使用される。この環筒状をなす濾材２２３，２３３、例えば濾材２２３は、図１０に示すようにその上下に配された嵌合体２２４，２２５によって固定される。
【００５５】
嵌合体のうち上側の嵌合体２２４は皿状体であるのに対し、下側の嵌合体２２５はその中央下部に透孔を有する筒状体２２６が一体成形されたもので、筒状体２２６の外側にはネジ部２２６ａが切られている。嵌合体２２５の下面であって筒状体の外側には漏水防止用としてのＯリング２２７が取り付け固定されている。
【００５６】
一方この環筒状濾材２２３を収納する筒状ハウジング２２１は、図１０に示すようにその上端面の外側にネジ部２２１ａが設けられ、下端面の内側にもネジ部２２１ｂが設けられている。これらのネジ部２２１ａ、２２１ｂによって、図９に示すように、同一に構成された複数の筒状ハウジング２２１，２３１相互を連結できるようになっている。
【００５７】
また、この筒状ハウジング２２１は環筒状濾材２２３よりも一回り大きく、しかも筒状ハウジング２２１の底面側に設けられた底面板２２８のほぼ中央部に、取り付け固定用の透孔２２９が設けられている。透孔２２９の内面には上述した筒状体２２６を螺合できるようなネジ部２２９ａが切られている。
【００５８】
その結果、環筒状濾材２２３の嵌合体２２５を筒状ハウジング２２１に螺合することで、図１１に示すように筒状ハウジング２２１の内部に環筒状濾材２２３を収容した状態で固定できる。筒状ハウジング２２１は環筒状濾材２２３よりも一回り大きく、しかも環筒状濾材２２３よりも長目に選定された筒状体であるため、図１１に示すように筒状ハウジング２２１の内壁と環筒状濾材２２３との外面との間およびその上面側にはそれぞれ所定の空間２４０が生まれる。この内部空間２４０が後述するように水道水の溜まり部となる。
【００５９】
さて、図１１のようにその内部に環筒状濾材２２３（２３３）が収納された一対の筒状ハウジング２２１，２３１は、図９に示すように連結されて一体化されてから導水体７０に連結されることで、図１２に示すような浄水器１０が得られる。
【００６０】
ここで、一対の筒状ハウジング２２１，２３１を一体化すると、図９に示すように上部筒状ハウジング２２１の筒状体２２６側と、下部筒状ハウジング２３１の頂部側（ネジ部２２４側）との間に連結空間２６０が生まれる。この連結空間２６０が中空層として機能する。
【００６１】
連結された状態の一対の濾過層２２０，２３０に対し、図１の場合と同様に、注水口７５、導水管７７，軸筒７４を経て、上部筒状ハウジング２２１の頂部より水道水を給水すると、図９に示すように水道水は上部筒状ハウジング２２１の内部空間２４０を満たし、内部空間２４０を満たした水道水は、水道水に加わった水圧によってやがて環筒状濾材２２３内を透水して、環筒状濾材２２３の外周面側からその内周面側へと水道水が浸透する（破線図示）。
【００６２】
このとき内部空間２４０を水道水が満たした段階から浸透が始まるので、水道水は環筒状濾材２２３の全外周面から満遍なく、均等に、内周面側に浸透する。したがって環筒状濾材２２３の外周面の一部のみから水道水が浸透するようなおそれがないので、水道水が偏って環筒状濾材２２３内を流れるようなことがなくなる。その結果、環筒状濾材２２３の全体（全面）を使用して水道水を濾過処理することができる。
【００６３】
環筒状濾材２２３の内周面に流れ込んだ水道水は中空層である連結空間２６０を経て下部筒状ハウジング２３３の内部空間２５０へと導かれる。連結空間２６０では、第１の濾過層で濾過された水道水は下部筒状ハウジング２３１の頂面側の面内に一様にムラなく流下する。したがって筒状ハウジング２３１の内部空間２５０内を満遍なく流下して、環筒状濾材２３３の外周面を満たす。
【００６４】
環筒状濾材２３３の場合でも水道水の水圧によって、環筒状濾材２３３の外周面側から内周面側へと浸透するから、環筒状濾材２３３の全面を使用して濾過処理が行われる。これによって水道水がさらに浄化される。浄化された水道水は第３濾過層４０を経由して活水化されながら浄水口７６に導かれる。
【００６５】
このように環筒状濾材２２３，２３３の外面側から水道水を透水して浄化する場合でも、水道水を満遍なく環筒状濾材２２３，２３３内を通過させることができるから、環筒状濾材２２３，２３３の一部だけ水道水が流れ、その一部だけが利用されるような偏った浄化処理を一掃できる。
【実施例３】
【００６６】
図１に示す筒状ハウジングは何れもその頂面や底面が単一の大開口部として設けられているが、これら頂面と底面の何れか一方あるいは双方に、多数の透孔が穿設された仕切板を設けることもできる。この仕切板は中空層内を通過する水道水の流れを乱す機構として機能するものである。
【００６７】
図１３は筒状ハウジング２１，３１の各頂面と底面の何れにも流下方向制御部として機能する仕切板２７０、２８０を設けた例で、図１４にその平面構成例を示す。この例では放射状に多数の透孔（１〜３ｍｍ程度の径）２７１を形成した例である。透孔２７１は盤面（透孔盤面）に対して垂直に形成することもできれば、さらに効果を上げるために、例えば図１５に示すように盤面に対する向きを不規則に形成することもできる。
【００６８】
このような仕切板２７０，２８０を設けると、水道水の流下方向が乱されるため、流れが不規則になる。特に図１５に示すように透孔２７１の形成方向をその盤面に対して不規則とすることで、濾過層２０あるいは３０の頂面全面に亘って水道水を満遍なく流下させることができ、濾過層２０，３０への偏った水道水の流れを回避して、濾過層２０，３０の汚れのムラをなくすことができる。つまり、濾過層２０，３０を有効活用できる。
【実施例４】
【００６９】
上述した各実施例では、何れも浄水器を使用することによって、水道水に含まれる不純物などが濾材に詰まって、目詰まりが発生する。目詰まりが発生すると、浄化能力（活水化能力）が低下したり、水の流れが悪くなったりする。
【００７０】
このような場合、逆洗処理を行うことで浄活水能力が回復し、水の流れも改善される。浄水器１０にはこのような逆洗処理機能を付加することも可能である。
【００７１】
図１６よび図１７に逆洗処理機能の付いた浄水器の一例を示す。図１６から説明する。
【００７２】
図１６において、使用者宅に引き込まれた水道本管３００に水道メータ３０１が敷設され、この水道メータ３０１の下流側であって使用者宅内に引き込まれた水道管３０２の所定位置に、上述した浄水器（浄水器本体）１０が敷設される。
【００７３】
浄水器１０の下流側に敷設された宅内水道管３０３には複数の分岐管が敷設されており、その１つには台所用の蛇口３１０が取り付けられ、以下同様にその他の分岐管には洗面所用の蛇口３１１，トイレ用の蛇口３１２および浴室用の蛇口３１３がそれぞれ取り付けられている。
【００７４】
水道メータ３０１と浄水器１０との間の水道管および浄水器１０と宅内水道管３０３との間の水道管には、３方向に切り替えることができる一対の切替弁、この例では第１および第２の逆洗用電磁弁３２０，３２１がそれぞれ敷設されると共に、これら逆洗用電磁弁３２０と３２１との間を直接連結する分岐管３２２が敷設される。さらに第１の電磁弁３２０と浄水器１０との間の水道管には排水弁この例では排水用の電磁弁３３０が敷設されると共に、電磁弁３３０には排水管３３１が連結される。これら複数の電磁弁３２０，３２１および３３０は何れもコントローラ３４０からの制御信号（弁開閉信号）によって、流量方向を伴った開閉制御がなされる。コントローラ３４０は浄水器１０と一体化することもできれば、台所などに浄水器１０とは別体に設置することもできる。
【００７５】
逆洗機構をこのように構成した場合、通常の水道使用状態（浄水モード）では逆洗用の電磁弁３２０，３２１はノーマル状態に制御され、水道水が浄水器１０を経て宅内に導かれる（実線矢印）。これに対して逆洗モードのときは第１の逆洗用電磁弁３２０は分岐管３２２側に切り替えられ、第２の逆洗用電磁弁３２１は分岐管３２２側から浄水器１０側に向かうように切り替えられ、そして排水用電磁弁３３０は排水管３３１側に切り替えられる。
【００７６】
このような逆洗モードに切り替えられると、水道水は破線矢印の方向に流れるので、浄水器１０に対しても水道水が逆流する。浄水器１０内を水道水が逆流することで、濾過層内も水道水が逆流し、図１の例では、浄水口７６に導かれた水道水は、
「第３濾過層４０→第２濾過層３０→第１濾過層２０」
を経由して注水口７５に至る。注水口７５には排水用電磁弁３３０を介して排水管３３１が接続されているので、濾過層４０，３０，２０内に付着した各種の不純物が排水管３３１側に排出されて濾過層４０，３０，２０の洗浄処理が行われる。
【００７７】
このような逆洗処理は定期的に行うことができる。そのため、コントローラ３４０では逆洗モードに対する時間管理がなされ、例えば所定月数を経過したとき自動的に逆洗モードに遷移する処理が行われる。逆洗処理を手動で行うこともできる。手動の場合には、随時処理が可能になる。
【００７８】
図１７は逆洗機構の他の例である。この例では水道メータ３０１と浄水器１０との間の水道管には排水用の電磁弁３３０のみが敷設される。これに対して浄水器１０の下流側に連結された分岐管３０３の末端側にポンプ（圧力ポンプ）３５０が連結される。ポンプ３５０はコントローラ３４０によって制御される。
【００７９】
浄水モードでは水道水が実線矢印のように流れ、浄水器１０によって浄活水された水道水（浄水）が宅内に送り込まれる。これに対して逆洗モードが選択されると排水用電磁弁３３０が作動して排水管３３１側に切り替えられると共に、ポンプ３５０が作動する。分岐管３０３にはポンプ３５０に至る長さに相当する水道水が滞留しているので、この滞留水がポンプ３５０の作用で浄水器１０側にその浄水口側から送り込まれる。これによって滞留水は浄水器１０内を逆流してその注水口側に至るので、この逆流によって複数の濾過層内に付着した不純物が取り除かれて、排出される。
逆洗機構をこのように構成しても、浄水器１０に設けられた濾過層の洗浄処理を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
この発明は、水道水を浄活水化する浄水器に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】この発明に係る浄水器の一例を示す要部の断面図である。
【図２】第１濾過層と第２濾過層および導水体の分解断面図である。
【図３】導水体のＡＡ線上断面図である。
【図４】導水体のＢＢ線上断面図である。
【図５】導水体に第１および第２濾過層を連結した状態の断面図である。
【図６】第３濾過層と収容容器との関係を示す分解した状態の断面図である。
【図７】環筒状ハウジングの頂部平面図である。
【図８】第３濾過層を収容容器に取り付けたときの断面図である。
【図９】第１濾過層および第２濾過層の他の例を示す断面図である。
【図１０】図９に示した第１濾過層の分解断面図である。
【図１１】図９に示した第１濾過層の組み立てた状態の断面図である。
【図１２】この発明に係る浄水器の他の例を示す断面図である。
【図１３】第１濾過層と第２濾過層の他の例を示す断面図である。
【図１４】それに設けられた仕切板の平面図である。
【図１５】仕切版を示す他の例の断面図である。
【図１６】逆洗処理機能の付いた浄水器の配管例を示す図である。
【図１７】図１６の他の例を示す配管例を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０・・・浄水器
２０、２２０・・・第１濾過層
３０、２３０・・・第２濾過層
４０・・・第３濾過層
５０・・・収容容器
６０・・・中空層
７０・・・導水体
７５・・・注水口
７６・・・浄水口
７４・・・軸筒
７３・・・開口部
９３・・・内筒
８１・・・外筒
９０・・・台座
２７０，２８０・・・仕切板
【技術分野】
【０００１】
この発明は家庭などで使用して好適な浄水器に関する。詳しくは、２つの濾過層で原水を濾過することで浄水を得ると共に、２つの濾過層の間に中空層を設けて水の流れを不規則な流れとすることで、濾過層内を満遍なく透水するようにして、濾過層の汚れの偏りをなくした浄水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道水に含まれる塩素成分や、不純物などを除去する目的で使用される浄水器としては、種々提案されている。そのうち特に濾過用のフィルタを２段に亘って使用して、水道水を濾過する浄水器が知られている（例えば特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１は、環筒状体として構成された第１のフィルタ部の外周面から内周面に向かって水道水を透水させて濾過し、濾過した水道水をさらに、第１のフィルタ部の内部に配された柱状体構成の第２のフィルタ部の頂部から底部に向かって透水することで、濾過されそして浄化された浄水を得るようにしたものである。
【０００４】
また、特許文献２は、濾材として吸着剤成型体と中空糸膜を使用し、吸着剤成型体の周面から水道水を透水させて濾過し、その後中空糸膜を通すことで濾過され、浄化された浄水を得るようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３３７７７７８号
【特許文献２】特開２００４−５００８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載された技術は、水道水の含有塩素量を確保するために２つのフィルタ部を使用しているが、水道水は第１のフィルタ部本体の下側（底部側面側）から給水されるため、環状をなすこの第１のフィルタ部の上部まで満遍なく水道水（原水）が行き渡った状態で、環状をなす第１のフィルタ部の外周面側からその内周面側に透水させるのが困難である。そのため、第１のフィルタ部はその下部周辺より透水が行われる頻度が高くなり、第１のフィルタ部はその上部側より下部側の方が、汚れ易くなる傾向にある。つまり水道水を濾過したときの第１のフィルタ部の汚れ具合が偏ってしまう。その結果、第１のフィルタ部の交換時期が早まり、その寿命が短くなってしまう。
【０００７】
特許文献２にあっては、特許文献１の第１フィルタ部のような汚れの偏りは発生しないと考えられる。しかし、中空糸膜を通過する場合、水道水はその中心部に集中し易い傾向にあるから、この場合にも汚れの偏りが発生する。したがって特許文献１と同様な問題を惹起する。
【０００８】
そこで、この発明はこのような従来の課題を解決したものであって、特に水道水が満遍なく濾材内を透水するようにすることで、汚れ具合の偏りをなくして、使用寿命の改善を図った浄水器を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するため、請求項１に記載したこの発明に係る浄水器は、流入する原水を濾過する濾過層を備えた浄水器であって、
上記濾過層は、
上記原水が導かれる第１濾過層と、
上記第１濾過層よりも下流側に配設された第２濾過層と、
上記第１濾過層と上記第２濾過層とを接続する中空層とからなることを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る浄水器を家庭内で使用するときは、集中浄水器（セントラル浄水器）として使用できる。この浄水器は第１濾過層と、第２濾過層と、これら濾過層の間に設けられた中空層とで構成される。導水路を経由して第１濾過層の上面に原水（浄水する前の水道水）を導く。導水路を経由することで第１濾過層の上面全体に亘って水道水が流下する。第１濾過層内を透水することで濾過されながら水道水が流下する。
【００１１】
第１濾過層内を透水した水道水は、中空層を経て第２濾過層に至る。中空層は第１濾過層を透水した水道水を不規則に第２濾過層の表面に流下するようにするためである。
【００１２】
中空層は、濾過層を通る定常的な水の流れである、いわゆる水の通り道を遮断し、不規則な水の流れを作るためのものであるので、単純には中空であればよい。より効果的には不規則な水の流れを作り、第２濾過層内を満遍なく通過させるために、中空層として水道水の流れを乱す機構を備えればよい。その機構としては、中空層内に多数の透孔が穿設された透孔円盤を流水方向制御部として使用したり、その透孔の穿設方向がランダムとなるように複数の透孔が設けられた円盤を流水方向制御部として使用することが考えられる。
【００１３】
水道水の濾過を、より効果的に行うためには、第１濾過層および第２濾過層の他に、さらに第３濾過層を設け、第３濾過層を通過した流水を最終的な浄水として使用する。第３濾過層に対しても水の通り道が固定されて定常化されないようにするため、その濾材として粒状濾材を使用すると共に、第２濾過層を通過した流水が第３濾過層内部をその下方側から上方側に向かって透水するようにする。粒状濾材内を透水することで、水道水が活水化される。これと同時に、通過する水圧で粒状濾材が不規則に攪拌されるため、水の通り道が固定されなくなって、第３濾過層内を満遍なく透水するようになる。濾材を満遍なく使用することで、汚れ具合の偏りがなくなり、濾材の寿命が長くなる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明では、第１濾過層と第２濾過層の間に中空層を設け、第１濾過層を通過した流水が中空層を介して第２濾過層に至るようにしたものである。
【００１５】
第１濾過層には原水が給水されるので、第１濾過層内を満遍なく水道水が透水する。中空層を通過することで、流水の流下時にその流下方向が乱されることから、第１濾過層を通過した流水は、第２濾過層の表面に満遍なく流下するようになる。これにより流水は第２濾過層の濾材内を満遍なく、遍く流れ下ることになって、偏った流れを阻止できる。流れが偏ると、その部分での濾材が目詰まりなどを起こして、その個所での濾過作用が他と比べて低下してしまう。濾材の目詰まりは、濾材交換時期を早める結果となってしまう。偏った透水をなくすことで濾材の寿命を長くできるなどの特徴を有する。
【００１６】
また、偏った透水をなくすことで、偏った透水によって第２濾過層の内部に定常的な通水路が設けられてしまうことを回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
続いて、この発明に係る浄水器の好ましい実施例を図面を参照して詳細に説明する。この発明に係る浄水器は、家庭用浄水器として使用して好適である。家庭で使用する場合には集中浄水器（セントラル浄水器）として使用することができる。セントラル浄水器の場合には、水道メータを通過した後の水道水に対して浄水処理が施される。したがって、浄水器は水道メータを通過した直後の水道水に対して浄水処理を施すように設置することもできれば、家屋内であって、水道管が各所に分岐する前の水道本管内の水道水に対して浄水処理を施すように設置することでもよい。以下説明するのは図示はしないが前者の例である。後者の場合には特に集合住宅などでの設置例となる。
【実施例１】
【００１８】
図１はこの発明に係る浄水器の一例を示す。この例は３つの濾過層を使用して水道水を浄化し、そして活水化した例であり、第１濾過層と第２濾過層は主に水道水（原水）を浄水化し、残りの濾過層である第３濾過層は浄水された水道水を主に活水化する例である。
【００１９】
図１に示す浄水器１０は、中空層６０が介在された第１濾過層２０と第２濾過層３０および環状をなす第３濾過層４０で構成され、これら濾過層２０，３０，４０が、中空収納エリアを備えた環筒状体の収容容器５０内に収納された状態で使用される。第１濾過層２０および第２濾過層３０の構成から説明する。
【００２０】
図２はこれら濾過層２０，３０およびこれら濾過層２０，３０に水道水を導くための導水体７０の構成例を示す。第１濾過層２０は所定の長さとなされた筒状のハウジング２１を有し、この筒状ハウジング２１のほぼ中央部に段部２２が設けられ、この段部２２に挟持されるように、所定の濾過面積を有する筒状の濾材２３が取り付け固定される。
【００２１】
筒状ハウジング２１の上面側には多少径小であって、その外側にネジ部２４ａが形成された上螺合部２４が設けられる。同じように筒状ハウジング２１の下面側には上螺合部２４よりも長目に選定され、その内部にネジ部２５ａが形成された下螺合部２５が設けられる。この長目に選定された下螺合部２５の内部空間２５ｂが後述する中空層６０の一部として機能する。下螺合部２５の先端部には、連結時の漏水をなくすためにＯリング２６が取り付けられる。
【００２２】
筒状ハウジング２１はその成型の容易性、強度、軽さなどの諸点から樹脂によるモールド成形体が使用される。
【００２３】
第２濾過層３０も、第１濾過層２０と全く同じように構成されている。したがってモールド成型された筒状ハウジング３１を有し、内部に設けられた段部３２内に所定の濾過面積となされた筒状濾材３３が取り付け固定される。そして、筒状ハウジング３１の上端側がその外部にネジ部３４ａが形成された上螺合部３４となされ、下端部がその内部にネジ部３５ａが形成された下螺合部３５となされる。上螺合部３４の内部空間３４ｂが中空層６０の一部として機能する。
【００２４】
このように構成された第１濾過層２０と第２濾過層３０は、第２濾過層３０が下流側となるように連結される。第１濾過層２０と第２濾過層３０とを上下に配して使用する場合には、第２濾過層３０が下側となるように連結され、そして上側に位置する第１濾過層２０に水道水が給水される。
【００２５】
そのため、上述した下螺合部２５のネジ部２５ａと、上螺合部３４のネジ部３４ａは互いに螺合（螺着）できるような内径と外径に選定されている。図５のように両者を連結することによって、第１濾過層２０と第２濾過層３０を合体させて一体化できる。この一体化によって第１濾過層２０と第２濾過層３０との間に形成された空間２５ｂが中空層６０として機能することになる。厳密には、上螺合部３４によって形成される空間も中空層６０の一部として機能する。
【００２６】
図２に示すように第１濾過層２０の上面側には、収容容器５０の一部を構成する導水体７０が螺着されると共に、この導水体７０を介して第１濾過層２０に水道水が導かれる。
【００２７】
導水体７０は中空で扁平な円盤状をなす蓋体７１であって、その底面板７２ｂ側には比較的大きな開口部７３が設けられており、その中心には上面板７２ａに連結された中空の軸筒７４が設けられている。この軸筒７４は蓋体７１の底面板７２ｂより所定長だけ突出している。
【００２８】
軸筒７４の先端部にはその内部にネジ部７８ａが形成された螺合部７８となされ、この螺合部７８は上述した第１濾過層２０の上螺合部２４と螺合できるような内径に選定される。両者の螺合状態を図５に示す。螺合部７８には漏水防止用のＯリング７９が取り付けられている。
【００２９】
蓋体７１の外周面の一部には水道水の注水口７５が設けられ、図２に示すようにこの注水口７５は導水管７７によって軸筒７４の一部に連結されている。したがって導水管７７と対峙する軸筒７４は空孔７４ａとなされる。導水管７７の上面は蓋体７１の上面板７２ａの一部であり、その下面は底面板７２ｂの一部となる。
【００３０】
その結果、注水口７５に注水された水道水はこの導水管７５を介して軸筒７４に導かれる。軸筒７４に導かれた水道水の全ては導水体である蓋体７１に連結された第１濾過層２０に注がれる。
【００３１】
蓋体７１の外周面の一部であって、この例では注水口７５と対向する位置には、濾過層によって濾過された浄水を取り出すための浄水口７６が設けられている。また、図２および図４に示すように、蓋体７１の底面板７２ｂであって、軸筒７４よりも外側には、開口部７３と連なると共に底面板７２ｂと一体となるように連結筒８０が設けられている。
【００３２】
連結筒８０は開口部７３に連なって形成されるものであるから、図４に示すように導水管７７の部分のみ底面（底面板）７２ｂが存在し、それ以外が全て開口部７３となる。したがって、蓋体７１の同じ外周面に注水口７５と浄水口７６を設け、軸筒７４に濾過層２０等を介在させ、開口部７３側にも濾過層（後述する第３濾過層４０）を介在させることで、注水口７５と浄水口７６との間に濾過層２０，３０，４０を介在させた浄化用導水路を構築できる。
【００３３】
連結筒８０にはその外周面にネジ部８０ａが切られており、図５に示すような外筒８１が連結される。なお、図４では軸筒７４および連結筒８０にそれぞれ形成されたネジ部は、共に省略されている。
【００３４】
外筒８１は図１に示すように、収容容器５０の本体外筒部となるものであって、図５にその詳細を示すように、その上部内面と下部内面とにはそれぞれネジ部８２，８３が形成されると共に、それぞれの先端部には漏水防止用のＯリング８４，８５が取り付けられている。上ネジ部８２を連結筒８０に螺合させることで、外筒８１と導水体７０とが一体化される。下ネジ部８３は図６に示す収容容器５０の本体を構成する台座９０に連結するためのものである。詳細は後述する。
【００３５】
図６は第３濾過層４０と台座９０との関係を示す。台座９０は扁平な円盤状をなす基板部である。台座９０には筒状隔壁９０ａによって中心部側の空孔９１ａと外周部側の空孔９１ｂとに分割され、内側空孔９１ａと環状をなす外側空孔９１ｂとは放射状に延びる複数、この例では等間隔に配列された６つの連通孔９２によって連通している。
【００３６】
筒状隔壁９０ａの上面側には所定長の内筒９３が一体成形されている。内筒９３の内径は上述した筒状ハウジング２１，３１の外径よりも僅かに大きい。その長さは筒状ハウジング２１と３１を連結したときの長さとほぼ同じ長さに選定されている。
【００３７】
内筒９３の底部には比較的大きな内孔９４が穿設されており、この内孔９４は内側空孔９１ａと連通している。この例では、内孔９４と内側空孔９１ａとは同径である。内筒９３の外側であって、外側空孔９１ｂの上面部９５には環状をなす外孔９６が穿設されている。この環状外孔９６の外周面にはネジ部９６ａが設けられ、後述する第３濾過層４０を取り付け固定できるようになされている。
【００３８】
内筒９３および環状外孔９６の外側に面した上面部９５ａにはさらに、その外側にネジ部９７ａを有する環状嵌合部９７が形成されている。環状嵌合部９７のネジ部９７ａは上述した外筒８１のネジ部８３と螺合できるような外径に選定されている。
【００３９】
台座９０をこのように構成することで、内孔９４から環状外孔９６に至るまでの導水路を形成することができる。
【００４０】
一方、上述した内筒９３の外側には、図６に示すような第３濾過層４０が着脱自在に挿着される。第３濾過層４０は環状で中空状をなす筒状体として構成され、そのため、この第３濾過層４０を収容するハウジング４１もまた環状で、中空状なす筒状体である。この環筒状ハウジング４１内に第３濾過層用の濾材４２が収容される。
【００４１】
環筒状ハウジング４１の頂部４３は、図７に示すように中央に大きな開口４３ａが設けられると共に、環状をなす頂部フランジ４４には複数の透孔４４ａが等間隔で穿設され、浄水を取り出せるようにしている。なお、開口４３ａは、内筒９３が挿入可能な大きさとなっている。
【００４２】
一方、環筒状ハウジング４１の底面側には、第３濾過層４０を台座９０に形成された環状外孔９６のネジ部９６ａに挿着固定するための部材が設けられている。この部材は環筒状螺合部４５として構成されており、環筒状螺合部４５の外周面にネジ部４５ａが切られ、環筒状螺合部４５を環状外孔９６に螺合することで、第３濾過層４０を台座９０に挿着固定することができる。環筒状螺合部４５の底部には漏水防止用のＯリング４６が挿着されている。
【００４３】
環筒状ハウジング４１が正しく内筒９３の外側に挿着されて固定できるように、環筒状ハウジング４１の内径および外径φａ〜φｃと、台座９０における各内径および外径φｄ〜φｆとの関係は、図６に示すように、
φａ＞φｄ
φｂ＜φｅ
φｃ＝φｆ
を満足するように選定されている。このような寸法関係に選定することで、図８に示すように濾材４２を収納した環筒状ハウジング４１は内筒９３の外側に正しく挿着固定できる。
【００４４】
ここで、第１濾過層２０の濾材２３としては繊維状や粒状に成形された活性炭や、中空糸膜などの浄化用の濾材を使用することができ、第２濾過層３０の濾材３３としては上述した活性炭など浄化用の濾材を使用することができる。これらの濾材２３，３３によって原水（水道水）が濾過されて浄化される。
【００４５】
また、第３濾過層４０として使用される濾材４２としては麦飯石、セラミック材、自然石素材などをそれぞれ粒状化した活水化濾材を使用することができる。環筒状ハウジング４１内に収納される濾材４２は上述のように粒状濾材であって、内部空間を自由に運動できるように、環筒状ハウジング４１の内部全体に濾材４２を敷く（収容する）のではなく、一部空間４１ａができるように収容する。
【００４６】
さて、環筒状ハウジング４１を台座９０に挿着固定し、一方第１濾過層２０および第２濾過層３０を連結した導水体７０に外筒８１の上端を螺合させた状態で、外筒８１の下端を台座９０に設けられた環状螺合部９７に螺合させることで図１の浄水器１０が完成する。
【００４７】
収容容器５０を組み立てた状態のときには、図１に示すように第３濾過層４０の頂面側と連結筒８０との間には、水道水が通過する空間１００ができるように、外筒８１と第３濾過層４０との長さ関係が調整されているものとする。そして、このような収容容器５０を使用することで、注水口７５から浄水口７６に至る導水路（浄水路）が得られる。つまり、
「注水口７５→導水管７７→軸筒７４→第１濾過層２０（濾材２３）→中空層６０→第２濾過層３０（濾材３３）→内孔９４→内側空孔９１ａ→複数の連通孔９２→外側空孔９１ｂ→環状外孔９６→環筒状螺合部４５→第３濾過層４０（濾材４２）→透孔４４ａ→開口部７３→浄水口７６」
に至る導水路が形成されたことになる。
【００４８】
したがって、注水口７５より水道水を流せば、第１濾過層２０と第２濾過層３０とは上から下へと下流側に向かって水道水が流下する。水道水は導水管７７を経て第１濾過層２０の端面側（頂面側）に注ぎ込まれるので、その端面のほぼ全面に亘って水道水が注ぎ込まれる。その結果として水道水は濾材２３内を満遍なく透水して中空層６０に至る。したがって水道水の通り道が定常的に固定されるおそれはない。
【００４９】
中空層６０内では濾材２３を通過した水道水が不規則に流れ下って第２濾過層３０の端面側（頂面側）の全面に満遍なく到達する。そのため、第１濾過層２０と同じく、第２濾過層３０の端面のほぼ全面に水道水が注ぎ込まれるため、濾材３３内を満遍なく透水して台座９０の中空部に至る。この場合においても水道水の通り道が定常的に固定されることはない。
【００５０】
水道水の水圧で水道水は連通孔９２を介して第３濾過層４０の内部に浸透しながらその下部から上部へと至る。このとき濾材４２には水圧がかかるため、内部の濾材４２が攪拌され、不規則な運動を繰り返す。この不規則な運動によって水道水は濾材４２との接触時間が一層長くなり、これによって活水効果が高まる。これと同時に濾材４２が活発に運動するため、濾材４２内を満遍なく水道水が透水する。結果として水道水の通り道が固定されないので、水道水は濾材４２内をランダムに流れ、濾材４２の汚れ具合も一様になる。浄水口７６には浄水され、活水化された浄活水が得られる。
【実施例２】
【００５１】
図１に示した実施例は、第１濾過層２０および第２濾過層３０のそれぞれは、これらを構成する濾材の長手方向の一方から水道水を取り入れて濾過処理を行い、長手方向の他方から濾過された水道水を取り出すようにした例である。
【００５２】
この他に、濾材の内外表面を利用して水道水を濾過することが考えられる。そのときの濾材としては環筒状の濾材が使用される。このような濾材を使用する場合には濾材の外表面側から内表面側に向かって水道水を透水させるか、その内表面側から外表面側に向かって水道水を透水させることで濾過処理を行うことになる。実施例２は、第１濾過層２０と第２濾過層３０のそれぞれに対して水道水をその外表面側から水道水を透水させるときの具体例である。
【００５３】
図９〜図１２はその一例を示す浄水器１０の構成例である。図１とは第１濾過層と第２濾過層の構成のみ相違するので、図９以下を参照してこれら濾過層２２０，２３０ついて説明する。
【００５４】
この実施例２では、第１濾過層２２０、第２濾過層２３０とも、図９以下に示すように環状で筒状をなす濾材２２３，２３３が使用される。この環筒状をなす濾材２２３，２３３、例えば濾材２２３は、図１０に示すようにその上下に配された嵌合体２２４，２２５によって固定される。
【００５５】
嵌合体のうち上側の嵌合体２２４は皿状体であるのに対し、下側の嵌合体２２５はその中央下部に透孔を有する筒状体２２６が一体成形されたもので、筒状体２２６の外側にはネジ部２２６ａが切られている。嵌合体２２５の下面であって筒状体の外側には漏水防止用としてのＯリング２２７が取り付け固定されている。
【００５６】
一方この環筒状濾材２２３を収納する筒状ハウジング２２１は、図１０に示すようにその上端面の外側にネジ部２２１ａが設けられ、下端面の内側にもネジ部２２１ｂが設けられている。これらのネジ部２２１ａ、２２１ｂによって、図９に示すように、同一に構成された複数の筒状ハウジング２２１，２３１相互を連結できるようになっている。
【００５７】
また、この筒状ハウジング２２１は環筒状濾材２２３よりも一回り大きく、しかも筒状ハウジング２２１の底面側に設けられた底面板２２８のほぼ中央部に、取り付け固定用の透孔２２９が設けられている。透孔２２９の内面には上述した筒状体２２６を螺合できるようなネジ部２２９ａが切られている。
【００５８】
その結果、環筒状濾材２２３の嵌合体２２５を筒状ハウジング２２１に螺合することで、図１１に示すように筒状ハウジング２２１の内部に環筒状濾材２２３を収容した状態で固定できる。筒状ハウジング２２１は環筒状濾材２２３よりも一回り大きく、しかも環筒状濾材２２３よりも長目に選定された筒状体であるため、図１１に示すように筒状ハウジング２２１の内壁と環筒状濾材２２３との外面との間およびその上面側にはそれぞれ所定の空間２４０が生まれる。この内部空間２４０が後述するように水道水の溜まり部となる。
【００５９】
さて、図１１のようにその内部に環筒状濾材２２３（２３３）が収納された一対の筒状ハウジング２２１，２３１は、図９に示すように連結されて一体化されてから導水体７０に連結されることで、図１２に示すような浄水器１０が得られる。
【００６０】
ここで、一対の筒状ハウジング２２１，２３１を一体化すると、図９に示すように上部筒状ハウジング２２１の筒状体２２６側と、下部筒状ハウジング２３１の頂部側（ネジ部２２４側）との間に連結空間２６０が生まれる。この連結空間２６０が中空層として機能する。
【００６１】
連結された状態の一対の濾過層２２０，２３０に対し、図１の場合と同様に、注水口７５、導水管７７，軸筒７４を経て、上部筒状ハウジング２２１の頂部より水道水を給水すると、図９に示すように水道水は上部筒状ハウジング２２１の内部空間２４０を満たし、内部空間２４０を満たした水道水は、水道水に加わった水圧によってやがて環筒状濾材２２３内を透水して、環筒状濾材２２３の外周面側からその内周面側へと水道水が浸透する（破線図示）。
【００６２】
このとき内部空間２４０を水道水が満たした段階から浸透が始まるので、水道水は環筒状濾材２２３の全外周面から満遍なく、均等に、内周面側に浸透する。したがって環筒状濾材２２３の外周面の一部のみから水道水が浸透するようなおそれがないので、水道水が偏って環筒状濾材２２３内を流れるようなことがなくなる。その結果、環筒状濾材２２３の全体（全面）を使用して水道水を濾過処理することができる。
【００６３】
環筒状濾材２２３の内周面に流れ込んだ水道水は中空層である連結空間２６０を経て下部筒状ハウジング２３３の内部空間２５０へと導かれる。連結空間２６０では、第１の濾過層で濾過された水道水は下部筒状ハウジング２３１の頂面側の面内に一様にムラなく流下する。したがって筒状ハウジング２３１の内部空間２５０内を満遍なく流下して、環筒状濾材２３３の外周面を満たす。
【００６４】
環筒状濾材２３３の場合でも水道水の水圧によって、環筒状濾材２３３の外周面側から内周面側へと浸透するから、環筒状濾材２３３の全面を使用して濾過処理が行われる。これによって水道水がさらに浄化される。浄化された水道水は第３濾過層４０を経由して活水化されながら浄水口７６に導かれる。
【００６５】
このように環筒状濾材２２３，２３３の外面側から水道水を透水して浄化する場合でも、水道水を満遍なく環筒状濾材２２３，２３３内を通過させることができるから、環筒状濾材２２３，２３３の一部だけ水道水が流れ、その一部だけが利用されるような偏った浄化処理を一掃できる。
【実施例３】
【００６６】
図１に示す筒状ハウジングは何れもその頂面や底面が単一の大開口部として設けられているが、これら頂面と底面の何れか一方あるいは双方に、多数の透孔が穿設された仕切板を設けることもできる。この仕切板は中空層内を通過する水道水の流れを乱す機構として機能するものである。
【００６７】
図１３は筒状ハウジング２１，３１の各頂面と底面の何れにも流下方向制御部として機能する仕切板２７０、２８０を設けた例で、図１４にその平面構成例を示す。この例では放射状に多数の透孔（１〜３ｍｍ程度の径）２７１を形成した例である。透孔２７１は盤面（透孔盤面）に対して垂直に形成することもできれば、さらに効果を上げるために、例えば図１５に示すように盤面に対する向きを不規則に形成することもできる。
【００６８】
このような仕切板２７０，２８０を設けると、水道水の流下方向が乱されるため、流れが不規則になる。特に図１５に示すように透孔２７１の形成方向をその盤面に対して不規則とすることで、濾過層２０あるいは３０の頂面全面に亘って水道水を満遍なく流下させることができ、濾過層２０，３０への偏った水道水の流れを回避して、濾過層２０，３０の汚れのムラをなくすことができる。つまり、濾過層２０，３０を有効活用できる。
【実施例４】
【００６９】
上述した各実施例では、何れも浄水器を使用することによって、水道水に含まれる不純物などが濾材に詰まって、目詰まりが発生する。目詰まりが発生すると、浄化能力（活水化能力）が低下したり、水の流れが悪くなったりする。
【００７０】
このような場合、逆洗処理を行うことで浄活水能力が回復し、水の流れも改善される。浄水器１０にはこのような逆洗処理機能を付加することも可能である。
【００７１】
図１６よび図１７に逆洗処理機能の付いた浄水器の一例を示す。図１６から説明する。
【００７２】
図１６において、使用者宅に引き込まれた水道本管３００に水道メータ３０１が敷設され、この水道メータ３０１の下流側であって使用者宅内に引き込まれた水道管３０２の所定位置に、上述した浄水器（浄水器本体）１０が敷設される。
【００７３】
浄水器１０の下流側に敷設された宅内水道管３０３には複数の分岐管が敷設されており、その１つには台所用の蛇口３１０が取り付けられ、以下同様にその他の分岐管には洗面所用の蛇口３１１，トイレ用の蛇口３１２および浴室用の蛇口３１３がそれぞれ取り付けられている。
【００７４】
水道メータ３０１と浄水器１０との間の水道管および浄水器１０と宅内水道管３０３との間の水道管には、３方向に切り替えることができる一対の切替弁、この例では第１および第２の逆洗用電磁弁３２０，３２１がそれぞれ敷設されると共に、これら逆洗用電磁弁３２０と３２１との間を直接連結する分岐管３２２が敷設される。さらに第１の電磁弁３２０と浄水器１０との間の水道管には排水弁この例では排水用の電磁弁３３０が敷設されると共に、電磁弁３３０には排水管３３１が連結される。これら複数の電磁弁３２０，３２１および３３０は何れもコントローラ３４０からの制御信号（弁開閉信号）によって、流量方向を伴った開閉制御がなされる。コントローラ３４０は浄水器１０と一体化することもできれば、台所などに浄水器１０とは別体に設置することもできる。
【００７５】
逆洗機構をこのように構成した場合、通常の水道使用状態（浄水モード）では逆洗用の電磁弁３２０，３２１はノーマル状態に制御され、水道水が浄水器１０を経て宅内に導かれる（実線矢印）。これに対して逆洗モードのときは第１の逆洗用電磁弁３２０は分岐管３２２側に切り替えられ、第２の逆洗用電磁弁３２１は分岐管３２２側から浄水器１０側に向かうように切り替えられ、そして排水用電磁弁３３０は排水管３３１側に切り替えられる。
【００７６】
このような逆洗モードに切り替えられると、水道水は破線矢印の方向に流れるので、浄水器１０に対しても水道水が逆流する。浄水器１０内を水道水が逆流することで、濾過層内も水道水が逆流し、図１の例では、浄水口７６に導かれた水道水は、
「第３濾過層４０→第２濾過層３０→第１濾過層２０」
を経由して注水口７５に至る。注水口７５には排水用電磁弁３３０を介して排水管３３１が接続されているので、濾過層４０，３０，２０内に付着した各種の不純物が排水管３３１側に排出されて濾過層４０，３０，２０の洗浄処理が行われる。
【００７７】
このような逆洗処理は定期的に行うことができる。そのため、コントローラ３４０では逆洗モードに対する時間管理がなされ、例えば所定月数を経過したとき自動的に逆洗モードに遷移する処理が行われる。逆洗処理を手動で行うこともできる。手動の場合には、随時処理が可能になる。
【００７８】
図１７は逆洗機構の他の例である。この例では水道メータ３０１と浄水器１０との間の水道管には排水用の電磁弁３３０のみが敷設される。これに対して浄水器１０の下流側に連結された分岐管３０３の末端側にポンプ（圧力ポンプ）３５０が連結される。ポンプ３５０はコントローラ３４０によって制御される。
【００７９】
浄水モードでは水道水が実線矢印のように流れ、浄水器１０によって浄活水された水道水（浄水）が宅内に送り込まれる。これに対して逆洗モードが選択されると排水用電磁弁３３０が作動して排水管３３１側に切り替えられると共に、ポンプ３５０が作動する。分岐管３０３にはポンプ３５０に至る長さに相当する水道水が滞留しているので、この滞留水がポンプ３５０の作用で浄水器１０側にその浄水口側から送り込まれる。これによって滞留水は浄水器１０内を逆流してその注水口側に至るので、この逆流によって複数の濾過層内に付着した不純物が取り除かれて、排出される。
逆洗機構をこのように構成しても、浄水器１０に設けられた濾過層の洗浄処理を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
この発明は、水道水を浄活水化する浄水器に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】この発明に係る浄水器の一例を示す要部の断面図である。
【図２】第１濾過層と第２濾過層および導水体の分解断面図である。
【図３】導水体のＡＡ線上断面図である。
【図４】導水体のＢＢ線上断面図である。
【図５】導水体に第１および第２濾過層を連結した状態の断面図である。
【図６】第３濾過層と収容容器との関係を示す分解した状態の断面図である。
【図７】環筒状ハウジングの頂部平面図である。
【図８】第３濾過層を収容容器に取り付けたときの断面図である。
【図９】第１濾過層および第２濾過層の他の例を示す断面図である。
【図１０】図９に示した第１濾過層の分解断面図である。
【図１１】図９に示した第１濾過層の組み立てた状態の断面図である。
【図１２】この発明に係る浄水器の他の例を示す断面図である。
【図１３】第１濾過層と第２濾過層の他の例を示す断面図である。
【図１４】それに設けられた仕切板の平面図である。
【図１５】仕切版を示す他の例の断面図である。
【図１６】逆洗処理機能の付いた浄水器の配管例を示す図である。
【図１７】図１６の他の例を示す配管例を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０・・・浄水器
２０、２２０・・・第１濾過層
３０、２３０・・・第２濾過層
４０・・・第３濾過層
５０・・・収容容器
６０・・・中空層
７０・・・導水体
７５・・・注水口
７６・・・浄水口
７４・・・軸筒
７３・・・開口部
９３・・・内筒
８１・・・外筒
９０・・・台座
２７０，２８０・・・仕切板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入する原水を濾過する濾過層を備えた浄水器であって、
上記濾過層は、
上記原水が導かれる第１濾過層と、
上記第１濾過層よりも下流側に配設された第２濾過層と、
上記第１濾過層と上記第２濾過層とを接続する中空層と、
からなることを特徴とする浄水器。
【請求項２】
請求項１に記載の浄水器において、
上記中空層には、上記第１濾過層から上記第２濾過層へ向かう水の流れを乱す機構が備えられている
ことを特徴とする浄水器。
【請求項３】
請求項１に記載の浄水器において、
上記第１濾過層および第２濾過層として中空で柱状をなす濾材が使用されるとき、上記第１濾過層と第２濾過層は、
上記濾材の外周部から内周部に向って水が透水するか、上記濾材の内周部から外周部に向って水が透水するような濾材収容容器が使用される
ことを特徴とする浄水器。
【請求項４】
請求項１に記載の浄水器において、
上記第２濾過層の下流側には、上記第２濾過層を経た流水が透水する第３濾過層が設けられ、
該第３濾過層は粒状濾材からなる活水濾材で構成されると共に、
上記第２濾過層を経た流水が、上記第３濾過層内部をその下方側から上方側へ向かって透水するように、上記第３濾過層が設けられた
ことを特徴とする浄水器。
【請求項５】
請求項４に記載の浄水器において、
一端側に上記第１濾過層を収容するとともに他端側に上記第２濾過層を収容する筒状ハウジング部材と、
上記第３濾過層が充填された環筒状ハウジング部材と、
上記環筒状ハウジング部材を固定すると共に、上記環筒状ハウジング部材のほぼ中央の空間部内に上記筒状ハウジング部材を収容できる筒状部を有する収容容器と、
を有することを特徴とする浄水器。
【請求項６】
請求項２に記載の浄水器において、
上記中空層には、多数の透孔が穿設された円盤状をなす流水方向制御部が設けられ、
該流水方向制御部を水の流れを乱す上記機構として使用した
ことを特徴とする浄水器。
【請求項７】
請求項１に記載の浄水器であって、
上記浄水器の上流側に備えられて、上記浄水器への上水の流入を制御する切替弁機構と、
上記切替弁機構と上記浄水器との接続管路中に配設されて、該接続管路中の通水を排水可能な排水機構と、
上記浄水器の下流側から上流側へ向かう逆流水を上記浄水器に供給する逆流水供給手段と、
上記切替弁機構と上記排水機構と上記逆流水供給手段とを制御する制御装置とを備え、
上記制御装置によって、上記切替弁機構、排水機構および逆流水供給手段をそれぞれ作動させることで、上記浄水器の下流側から上記逆流水を供給して排水するようにした
ことを特徴とする浄水器。
【請求項１】
流入する原水を濾過する濾過層を備えた浄水器であって、
上記濾過層は、
上記原水が導かれる第１濾過層と、
上記第１濾過層よりも下流側に配設された第２濾過層と、
上記第１濾過層と上記第２濾過層とを接続する中空層と、
からなることを特徴とする浄水器。
【請求項２】
請求項１に記載の浄水器において、
上記中空層には、上記第１濾過層から上記第２濾過層へ向かう水の流れを乱す機構が備えられている
ことを特徴とする浄水器。
【請求項３】
請求項１に記載の浄水器において、
上記第１濾過層および第２濾過層として中空で柱状をなす濾材が使用されるとき、上記第１濾過層と第２濾過層は、
上記濾材の外周部から内周部に向って水が透水するか、上記濾材の内周部から外周部に向って水が透水するような濾材収容容器が使用される
ことを特徴とする浄水器。
【請求項４】
請求項１に記載の浄水器において、
上記第２濾過層の下流側には、上記第２濾過層を経た流水が透水する第３濾過層が設けられ、
該第３濾過層は粒状濾材からなる活水濾材で構成されると共に、
上記第２濾過層を経た流水が、上記第３濾過層内部をその下方側から上方側へ向かって透水するように、上記第３濾過層が設けられた
ことを特徴とする浄水器。
【請求項５】
請求項４に記載の浄水器において、
一端側に上記第１濾過層を収容するとともに他端側に上記第２濾過層を収容する筒状ハウジング部材と、
上記第３濾過層が充填された環筒状ハウジング部材と、
上記環筒状ハウジング部材を固定すると共に、上記環筒状ハウジング部材のほぼ中央の空間部内に上記筒状ハウジング部材を収容できる筒状部を有する収容容器と、
を有することを特徴とする浄水器。
【請求項６】
請求項２に記載の浄水器において、
上記中空層には、多数の透孔が穿設された円盤状をなす流水方向制御部が設けられ、
該流水方向制御部を水の流れを乱す上記機構として使用した
ことを特徴とする浄水器。
【請求項７】
請求項１に記載の浄水器であって、
上記浄水器の上流側に備えられて、上記浄水器への上水の流入を制御する切替弁機構と、
上記切替弁機構と上記浄水器との接続管路中に配設されて、該接続管路中の通水を排水可能な排水機構と、
上記浄水器の下流側から上流側へ向かう逆流水を上記浄水器に供給する逆流水供給手段と、
上記切替弁機構と上記排水機構と上記逆流水供給手段とを制御する制御装置とを備え、
上記制御装置によって、上記切替弁機構、排水機構および逆流水供給手段をそれぞれ作動させることで、上記浄水器の下流側から上記逆流水を供給して排水するようにした
ことを特徴とする浄水器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００７−９８３６０（Ｐ２００７−９８３６０Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９５６２１（Ｐ２００５−２９５６２１）
【出願日】平成１７年１０月７日（２００５．１０．７）
【出願人】（０００００６３０１）マックス株式会社 (1,275)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月７日（２００５．１０．７）
【出願人】（０００００６３０１）マックス株式会社 (1,275)
【Ｆターム（参考）】
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