浄水器
【課題】活性炭処理した後に中空糸膜や逆浸透膜またはナノろ過膜で膜ろ過処理し、膜ろ過水を貯水タンクに貯留する浄水器において、膜処理した浄水を貯留させる貯水タンク等における雑菌汚染を長期間抑制できる浄水器を提供する。
【解決手段】銀添着活性炭で水をろ過処理する前処理カートリッジ４０と、逆浸透膜またはナノろ過膜で膜ろ過処理する膜ろ過カートリッジ１５とで処理する浄水器であって、電圧を印加した電極から抗菌性金属イオンを溶出する抗菌ユニット７０を、前記膜ろ過カートリッジ１５と前記貯水タンク１８との間に配するとともに、水温検出手段５０と前記前処理カートリッジ４０と前記貯水タンク１８との間に３方切換弁５５を有している浄水器。
【解決手段】銀添着活性炭で水をろ過処理する前処理カートリッジ４０と、逆浸透膜またはナノろ過膜で膜ろ過処理する膜ろ過カートリッジ１５とで処理する浄水器であって、電圧を印加した電極から抗菌性金属イオンを溶出する抗菌ユニット７０を、前記膜ろ過カートリッジ１５と前記貯水タンク１８との間に配するとともに、水温検出手段５０と前記前処理カートリッジ４０と前記貯水タンク１８との間に３方切換弁５５を有している浄水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は原水をろ過する浄水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道水などの原水を浄化する浄水器としては、蛇口に直接取り付けるタイプの他に、 キッチンに据え置くタイプ、キッチン内部に収納設置するタイプ、電気分解を行うアルカリイオン整水器等、様々な種類の浄水器が使用されている。また、浄水器に組込む浄化手段としては、活性炭と精密ろ過レベルの中空糸膜とを組み合わせた浄化処理カートリッジが一般的に用いられている。
【０００３】
この浄化処理カートリッジを複数取り付けてろ過能力を高めた浄水器や、ろ過精度の高い逆浸透膜を用いた浄水器も提案されている。このようにろ過処理された水が浄水器中の浄化処理カートリッジから直接供給されるタイプの浄水器のほか、浄化処理された水を一旦タンク内に貯水し、使用時に必要な量だけ供給して使用するタイプの浄水器（以後「貯水タンク付き浄水器」と呼ぶ。）も提供されている。
【０００４】
このような活性炭により水道水中の残留塩素を分解・除去するタイプの浄水器は活性炭以降の通水路やタンク内に、ユースポイントから侵入する細菌が繁殖して汚染される、いわゆる二次汚染の問題がある。
【０００５】
この膜ろ過水の雑菌汚染問題を解決するための手段として、例えば特許文献１で開示されているように、膜ろ過処理した水を銀添着活性炭や銀ゼオライト処理した後に、貯水タンクに貯留する方法が提案されている。
【０００６】
銀イオンは細菌の繁殖を抑制するのに効果がある。しかし、極端に高濃度の銀イオンは好ましくはない。この点特許文献１には、実施例を含め銀イオン濃度の制御については言及されていない。
【０００７】
透過水の銀イオン濃度は、日本の水道水質基準においては管理項目にはないが、ＷＨＯ（世界保健機構）のガイドラインでは「１００μｇ／Ｌ以下とすることが望ましい。」との記載があり、また、ＵＳＥＰＡ（米国環境保護庁）が規定している安全飲料水法水質基準においてもＷＨＯと同じく１００μｇ／Ｌ以下と定められている。
【０００８】
抗菌性を有する銀イオン濃度をコントロールすることは容易ではない。その理由はいくつか考えられるが、大きな要因の一つに水温がある。つまり、銀イオンの溶出特性は水温に対して依存性をもつ。より具体的には、銀イオンは低温では溶出し難く、高温では溶出し易い特性がある。
【０００９】
ろ過水中に存在させる銀イオン濃度の制御を実現する方法として、本発明と目的は異なるが、例えば特許文献２，３では水温を検出して原水を遮断し、一定以上の温水を活性炭層や膜ろ過部に流入しない技術が記載されている。しかし、この方法では自然に水温が設定温度以下になるまで使用できないという不具合がある。
【００１０】
また特許文献４によれば４０℃以上で流路を切換え、銀添着活性炭通過後の温水は中空糸膜を通過せず、直接吐水口より浄水器の系外に吐水させる技術が開示されている。しかし、この方法でも、活性炭層で繁殖した細菌は中空糸膜を通過しないため阻止されず、浄水に混入して流出する可能性がある。このため特許文献５では銀添着活性炭カートリッジの前にバイパスを設け、熱水を感知した場合バイパスより熱水を排出する技術が開示されている。しかしこの方法では、夏場などに外気の温度が高くなった場合、活性炭カートリッジ内の滞留水もまた高温になるため、抗菌剤が溶出し易くなるため前記水質基準を超えた浄水が流出する懸念がある
【特許文献１】特開平１０−８５５９０号公報
【特許文献２】特開２００５−５８９８３号公報
【特許文献３】特開平８−２５２５７３号公報
【特許文献４】特開平７−８０４４８号公報
【特許文献５】特開平１０−１１３６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
二次汚染を解決するためには、活性炭で処理した後にろ過膜でろ過処理したろ過水中の銀イオンといった抗菌性を有する金属イオン濃度を適正に制御する必要がある。しかも、そのように処理されたろ過水を長期間安全にかつ安定に供給できる方法は、従来開示されていなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記の課題を解決し、浄水器内の二次汚染を長期間抑制できる安全で信頼性の高い浄水器を提供することにある。
【００１３】
すなわち、
供給された被処理水の温度を計測し、前記温度に基づいて三方弁制御信号を出力する水温検出手段と、
前記三方弁制御信号を受信して前記被処理水を排水ラインか通水路のいずれかに切り替える三方弁と、
前記通水路から供給された前記被処理水を膜でろ過しろ過水を得る膜ろ過部と、
前記ろ過水の流量を計測する流量計と、
受信した制御信号に従って前記ろ過水に金属イオンを溶出させ金属イオン含有ろ過水を得る抗菌ユニットと、
前記流量計の計測値に基づいて前記抗菌ユニットに前記制御信号を出力する制御部と、
前記金属イオン含有ろ過水を貯留する貯水タンクと、
前記貯水タンクの下流側に設けた給水ポンプと、
前記給水ポンプを介して前記貯水タンク中の前記金属イオン含有ろ過水を浄水ノズルから外部に供給する給水ラインと、
前記給水ラインの途中に配設され前記貯水タンクの水面上へ通じるバイパスラインとを有する浄水器を提供するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、水道水を銀添着活性炭で遊離塩素を処理すると同時に銀イオンを溶出させた後に中空糸膜や逆浸透膜（以下、ＲＯ膜と呼ぶ。）またはナノろ過膜（以下、ＮＦ膜と呼ぶ。）で膜ろ過処理する貯水タンク付浄水器において、浄水器内に銀イオンを溶出させる抗菌手段を有しているため、二次汚染を長期間にわたり抑制することができる。
【００１５】
また、温度検出手段で検出された一定以上の温度の水は三方弁により浄水器の系外に排出されるため、抗菌手段へは供給されず、貯水タンクには常に所定の銀イオン濃度のろ過水だけが貯留されるので、二次汚染がなくしかも銀イオンの強い影響もないろ過水を安定して供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施態様に限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明に係る浄水器の構成および水処理工程の一実施形態を示す図である。
【００１８】
本実施形態の浄水器１００の構成は例えば図１に示すように、水道配管１から止水栓７で分岐して水道水を浄水器内に取り入れ使用する。この場合は水道水が原水となる。なお、原水は被処理水である。ストレーナ８とフローコントロールバルブ９および原水電磁弁１０は一体構造を成して止水栓７と耐圧ホース５を介して連結されている。
【００１９】
原水電磁弁１０よりラインを２方に分岐し、一方はリリーフ弁２２から排水ラインＡ（２５）を通じて浄水器１００の系外に水道水を排水する。もう一方は前処理カートリッジ４０から膜ろ過カートリッジ１５および抗菌ユニット７０を経て貯水タンク１８に至る。
【００２０】
この通水路において、原水電磁弁１０と前処理カートリッジ４０との間に水温検出手段５０と、前処理カートリッジ４０と膜ろ過カートリッジ１５との間に３方切換弁５５とが設けてある。３方切換弁５５の出力側の一方のラインは通水路を介して膜ろ過カートリッジ１５と連結し、他方のラインは排水ラインＡ（２５）に接続されている。
【００２１】
さらに、前処理カートリッジ４０と膜ろ過カートリッジ１５との間には流量計Ａ（１４ａ）が配置されており、膜ろ過カートリッジ１５と抗菌ユニット７０との間には流量計Ｂ（１４ｂ）を具備している。
【００２２】
膜ろ過カートリッジ１５の濃縮ライン４５は定流量弁２３を介して排水ラインＡ（２５）に接続され、また、貯水タンク１８のオーバーフローライン１６も排水ラインＡ（２５）に連結されるとともに、貯水タンク１８は水位センサ３０を有している。
【００２３】
貯水タンク１８の最下部より排水弁２４を介して排水ラインＢ（２６）の先端は浄水器１００の系外に延び、また貯水タンク１８と排水弁２４との間から分岐して、給水ポンプ１９と、膜ろ過水を外部に供給する浄水ノズル２０が給水ライン６０により接続され、さらに給水ポンプ１９と浄水ノズル２０との間にバイパスライン２１を設けて浄水器１００を形成している。
【００２４】
図１を参照にして、本実施形態の浄水器１００をさらに詳細に説明する。
浄水器１００の外観部に取り付けたスイッチ（図示せず）を入れると原水電磁弁１０が開き水道水は浄水器内に流入する。このときリリーフ弁２２の水圧を例えば０．４ＭＰａに設定しておけばそれ以上の水圧ではリリーフ弁２２が開となり、水道水は排水ラインＡ（２５）から浄水器１００の系外に排出されるため、原水電磁弁１０より下流側には設定水圧以上の水圧が加わることはなく、通水経路の水漏れや破損を防止できる。
【００２５】
また水道水中の異物や鉄錆の固まりはストレーナ８の金網に捕捉されるため、原水電磁弁１０やリリーフ弁２２の弁座が損傷したり異物を噛み込むこともない。金網のサイズは８０〜１５０メッシュの範囲がよく、材質はＳＵＳ製が良い。該金網部はストレーナ８のハウジングに着脱自在に係累しているため金網に異物が詰まると取り外して洗浄できる。
【００２６】
原水電磁弁１０のもう一方はホース１７を介して前処理カートリッジ４０に通じている。前処理カートリッジ４０は、平均孔径が０．１〜１０μｍの円筒状のフィルター１３と銀添着活性炭１２を充填したものである。原水は前処理部内のフィルター１３と銀添着活性炭１２を通過する。
【００２７】
ここで使用するフィルター１３は平均孔径が０．１〜１０μｍであればろ層形状は特に制限されるものではなく、プリーツ型、ワインド型、デプス型等のいずれでもよい。材質も、特に制限されるものではなく、ポリプロピレン、ポリエステル等のいずれでも構わない。
【００２８】
また使用する銀添着活性炭１２を通過した後の水中の銀イオンの濃度の下限を５μｇ／Ｌとすることが好ましい。これは、一般細菌の増殖の抑制が大きく期待できるためであり、また上限を１００μｇ／Ｌ以下とするのは前述したとおりである。再掲すると、銀イオン濃度は、日本の水道水質基準においては管理項目にはないが、ＷＨＯ（世界保健機構）のガイドラインでは「１００μｇ／Ｌ以下とすることが望ましい。」との記載がある。また、ＵＳＥＰＡ（米国環境保護庁）が規定している安全飲料水法水質基準においてもＷＨＯと同じく１００μｇ／Ｌ以下と定められている。
【００２９】
もし、上限が各国・地域により水質基準が定められている場合は、その値を上限とする。なお、本実施形態で規定する銀イオン濃度は、ＩＣＰ発光分光分析装置で測定した数値である。
【００３０】
銀添着活性炭１２の形状は粉末、粒状、繊維状等のいずれでも構わない。抗菌性を有する銀イオン濃度は銀の添着量と前処理カートリッジ４０内の流速および水温の影響により変化する。活性炭の重量および銀の添着量は前処理カートリッジ４０の寿命をいくらに設定するかにより決定するが、添着量が多いと銀イオン濃度は１００μｇ／Ｌをオバーし、少ないと抗菌効果を有する５μｇ／Ｌに達しない。
【００３１】
また流速が早いと銀添着活性炭との接触時間が短くなるため、銀イオンの溶出量は少なく、流速が遅いと多く溶出する傾向にある。しかしこれらの課題は銀添着量をパラメータとして溶出試験を行えば容易に解決する場合が多い。
【００３２】
銀の溶出量に大きな影響を及ぼす要因の一つに、前述したとおり水温がある。定性的に低温では溶出量は少なく、高温では多く溶出する傾向にある。このため、夏場に一晩放置すれば外気温により、前処理カートリッジ４０内の滞留水の水温が上昇し、銀イオン濃度が１００μｇ／Ｌを越える可能性がある。また銀イオンは一度溶出すると滞留水の水温が下がっても銀イオン濃度は余り変化しない傾向にある。
【００３３】
かかる問題を解決するため、本実施形態では浄水器１００内に設置した水温検出手段５０により水温を測定し浄水器１００に搭載した記憶手段やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）（図示せず）で一連の制御を行う。
【００３４】
温水検出手段５０はより細かくは温度を直接測定する温度計と、温度計の出力に基づいて三方弁制御信号を出力するＭＰＵや記憶手段を含む。温度計は水温を電気量や機械的な変位に変換できるものであれば特に制限されるものではない。例えば、熱伝対、サーミスタ、形状記憶合金、バイメタルなどが好適に利用できる。また、三方弁制御信号は、電圧、電流のどちらでもよく、また直流、パルス波のいずれであってもよい。また、制御信号は、電気以外の信号でもよく、例えば機械的な力の伝達や光または音であってもよい。
【００３５】
ＭＰＵは製品の制御手段であり、カートリッジ寿命となる積算流量のカウンタをクリアしたり、スイッチ等で入力して製品を操作する操作手段、通水および止水のために電磁弁を駆動させる電磁弁駆動手段、流量センサ等で製品に流れる流量データを入力する流量入力手段、操作手段からから入力された状態を、電磁弁駆動手段に出力したり、流量入力手段から入力した流量データから積算流量および瞬時流量を演算したり、タイマーやデータの演算や動作する上で必要なデータの入出力等を行う。
【００３６】
従って、運転モードに入ると滞留水が一度でも設定温度以上になった場合、温度計と記憶手段とＭＰＵなどからなる水温検出手段から発信される三方弁制御信号により、３方切換弁５５は膜ろ過カートリッジ１５のラインを閉止すると同時に排水ラインＡ（２５）と連通するため、前処理カートリッジ４０内の高い銀イオン濃度の滞留水は浄水器１００の系外に排出される。このため、銀イオン濃度は前記したＷＨＯやＵＳＥＰＡで定められている基準内に管理可能となる。
【００３７】
本実施形態において設定温度は使用者の利便性を考慮して４０℃が好ましく、さらに銀イオンの濃度は水温５℃のとき抗菌性能を発揮できる５μｇ／Ｌ以上で、水温４０℃では銀添着活性炭のバラツキを考慮して８０μｇ／Ｌ以下にすることが好ましい条件である。
【００３８】
水質の影響を除外すると一般細菌の増殖も水温の影響を大きく受け、水温５℃付近ではほとんど増殖しないが、４０℃付近では飛躍的に増加することが一般的である。
【００３９】
しばらく通水を行い、水道水の温度が４０℃以下になったことを、水温検出手段５０が検知した場合、３方切換弁５５は切り替わり排水ラインＡ（２５）のラインを閉止し、膜ろ過カートリッジ１５のラインを開いて通常の運転モードに戻る。
【００４０】
このとき、設定水温以下を検出してからタイマーで時間を設定し、充分滞留水を排出してから通水路を切り替ることも好ましく、また滞留時間が長いため銀イオン濃度が高くなる現象に対しては、浄水器１００の停止時間をタイマーで計測し、停止時間が設定時間を越えた場合前述の排水動作を行うこともまた好ましい方法である。
【００４１】
水温検出手段５０の設置位置は浄水器の系内であれば特に規定するものではなく、また３方切換弁５５の設置位置も前処理カートリッジ４０と貯水タンク１８の間であれば良い。
【００４２】
本実施形態では貯水タンク１８を設けているが、貯水タンクの不要な浄水器であれば、３方切換弁５５の設置位置は前処理カートリッジ４０とユースポイントの間に設置すれば良い。
【００４３】
前処理カートリッジ４０の寿命は流量計Ａ（１４ａ）により積算流量を測定し表示する。さらに前処理カートリッジ４０の上流側に逆止弁１１を設置すれば例え配管に負圧がかかっても活性炭などのろ材が流出することもない。
【００４４】
本実施形態で用いるＲＯ膜またはＮＦ膜を有する膜ろ過カートリッジ１５に使用される分離膜としては、脱塩率が９３％以上（評価条件 ＮａＣｌ濃度：５００ｍｇ／Ｌ、操作圧力：０．１ＭＰａ）のＲＯ膜や、脱塩率が５％以上９３％未満（評価条件 ＮａＣｌ濃度：５００ｍｇ／Ｌ、操作圧力：０．１ＭＰａ）のＮＦ膜を選択して用いることができる。
【００４５】
かかる性能を有する分離膜の素材として、ＲＯ膜の場合は酢酸セルロース、セルロース系のポリマー、ポリアミド、およびビニルポリマー等の高分子材料を用いることができる。また、ＮＦ膜の場合にはポリアミド系、ポリピペラジンアミド系、ポリエステルアミド系、あるいは水溶性のビニルポリマーを架橋したものなどを用いることができる。代表的なＲＯ膜としては、酢酸セルロース系またはポリアミド系の非対称膜、およびポリアミド系の活性層を有する複合膜を挙げることができ、中でも、ポリアミド系の活性層の表層にポリビニルアルコールを被覆させた複合膜は、高排除性能かつ高透水性かつ高耐汚染性を有するので好ましい。
【００４６】
分離膜の形状としてはＲＯ膜、ＮＦ膜ともに平膜または中空糸膜であることが好ましく、例えば分離膜の膜厚を１０μｍ〜１ｍｍの範囲、中空糸膜の場合は外径を５０μｍ〜４ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００４７】
また、中空糸膜は外壁に孔径０．１μｍ程度を有する中空形状の膜であり、ＲＯ膜やＮＦ膜より孔径が大きいため、主に補足できる物質は濁質や細菌が中心となるが、ろ過処理できる水量が多くなる利点を有する。
【００４８】
ＲＯ膜やＮＦ膜の形状は、分離膜が平膜状の場合にはスパイラル型、プリーツ型、プレート・アンド・フレーム型、円盤状のディスクを積み重ねたディスクタイプがあり、中空糸膜の場合には、中空糸膜をＵ字状やＩ字状に束ねて容器に収納した円筒型があるが本実施形態ではいずれのカートリッジ形状を用いてもよい。これらの膜ろ過カートリッジ１５は、ランニングコストを抑えるという観点から低圧で運転できるものであるのが好ましい。
【００４９】
また浄水器に供給される原水の状態によって使用する膜を適宜選択することができるが、溶存物質を選択的に除去でき、目標とする水質に調整しやすい点からＮＦ膜を使用することが好ましい。
【００５０】
ＮＦ膜が持つ選択的な除去能力を利用し１価イオンの脱塩率を１０〜９３％の範囲内とすれば膜ろ過カートリッジ１５を通過後の水道水はカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の２価のミネラル成分を適度に含む水となり、おいしい水を供給することができる。
【００５１】
このろ過膜を水が通過するためには一定以上の水圧が必要となるが、膜ろ過カートリッジ１５の濃縮ライン４５に定流量弁２３を配して濃縮水の流量を制御すれば良い。膜ろ過カートリッジを通過した水をろ過水と呼ぶ。
【００５２】
ろ過水は次に抗菌ユニット７０を通過する。
本実施形態で用いる抗菌ユニット７０は、流入口から流出口へと膜ろ過処理水が流れる水流に沿う形で、２枚の板状電極が向かいあわせに配置され、電極は銀単独、銀と銅の合金、銀と亜鉛の合金等、抗菌性金属イオンのもとになる金属を含む金属材料で構成されている。そのため、両電極に電圧を印加すると、陽極側から銀イオン等の抗菌性金属イオンが溶出する。ろ過水に溶出させる金属イオンは、抗菌能力が高く、極微量で効果がある点で、銀イオン、銅イオンが好ましく、最も多種の菌に対して抗菌効果が有効である点で銀イオンが特に好ましい。なお、以下の説明では銀イオンで説明を続けるが、他の金属イオンを排除する意味ではない。
【００５３】
この抗菌ユニット７０は、流量計Ｂ（１４ｂ）で膜ろ過処理したろ過水の流量を測定し、流量出力に応じて電極間に電流を流すように制御される。具体的には、膜ろ過処理水の流量が大きい場合は、電流を大きくし銀イオン溶出量を増やし、流量が小さい場合は電流を小さくして銀イオン溶出量を減らすように制御が行われる。より詳細には、流量計Ｂの出力から抗菌ユニットの電極間に流す電流量を制御する制御信号が制御部によって作られる。抗菌ユニット７０はこの制御信号を受けて、制御信号に応じた電流を電極間に流す。
【００５４】
制御信号は電圧、電流のどちらでもよく、また直流、交流、パルス波のいずれであってもよい。また、制御信号は、電気以外の信号でもよく、例えば機械的な力の伝達や光または音であってもよい。
【００５５】
制御部は抗菌ユニット７０に送る制御信号を作成する部分であればよく、ＭＰＵとプログラムを用いた制御装置であったり、流量計自体であってもよい。なお、ここで用いるＭＰＵは水温検出手段で用いるＭＰＵと同じであってもよいし、別々のＭＰＵであってもよい。
【００５６】
このようにろ過水の流量に応じた銀イオンを溶出させることで、ろ過水の流量が変動しても、ろ過水中の銀イオン濃度を一定にすることができる。所定量の銀イオンを溶出させるが、所定量の銀イオンを溶出するためのろ過水の流量と抗菌ユニットに供給する電流との関係は、ＲＯ膜やＮＦ膜のろ過特性の一つである除去率に応じて適宜設定する必要がある。
【００５７】
これは銀添着活性炭１２から溶出した銀イオンが膜ろ過カートリッジ１５で除去されるためである。つまり［銀イオン濃度５μｇ／Ｌ〜１００μｇ／Ｌ］＝［膜ろ過カートリッジろ過後の銀イオン濃度］＋［抗菌ユニットから溶出する銀イオン濃度］となるように設定する。
【００５８】
このとき抗菌ユニット７０から溶出される銀イオンの濃度は流量計１４ｂで検出された流量に従い制御されるため、概ね一定となるが均一ではない。また、銀イオンは拡散し難いため、貯水タンク１８内の銀イオン濃度には分布ができる。なお、金属イオンが溶出したろ過水を金属イオン含有ろ過水と呼ぶ。銀イオンが溶出したろ過水も金属イオン含有ろ過水である。以下の説明では「銀イオン含有ろ過水」という言葉を用いる場合があるが、これは金属イオン含有ろ過水の中で特に抗菌性の高い銀イオンを溶出させたろ過水を指す。
【００５９】
抗菌ユニット７０を通過した銀イオン含有ろ過水は貯水タンク１８に導入され、貯水タンク１８に設置した上限センサ３０ｂが感知するまで貯水タンクに貯留される。本実施の形態の浄水器１００は、水道から水が供給されている間運転を継続する。上限センサ３０ｂが貯水タンクの水面が所定の位置に達したことを感知すると、上限センサから信号が送られ自動的に原水供給弁１０が閉となり運転を停止する。このようにして銀イオン含有ろ過水は、常に貯水タンクが一杯になるまでろ過され貯留される。
【００６０】
次に膜ろ過水を外部に供給する方法を説明する。
貯水タンク１８から浄水を給水する場合には、浄水器１００の外部に設置した給水ボタン（図示せず）を押せば、給水ポンプ１９により浄水ノズル２０から給水される。
【００６１】
給水ポンプ１９と浄水ノズル２０との間に設置したバイパスライン２１は貯水タンク１８の上部に位置し、給水時には常に浄水の一部がバイパスライン２１を通って貯水タンク１８に還流される。
【００６２】
このバイパスラインから貯水タンクへの還流で貯水タンク１８内は撹拌され、銀イオン濃度は均一となる。
【００６３】
浄水ノズル１８からの給水量とバイパスライン２１の還流量は必要に応じて給水ポンプ１９を選定すれば良く、また給水量と還流量の比はバイパスライン２１の内径を変更すれば任意に設定できる。またバイパスライン２１内にオリフィスを設けることも好ましい態様である。
【００６４】
もし、バイパスライン２１がなければ、給水ポンプ１９を停止しても、浄水ノズル２０の先端が貯水タンク１８の液面より下に位置していた場合、貯水タンク１８と給水ポンプ１９と浄水ノズル２０は給水ライン６０を介して水密的に連通した状態が保持される。そのため、貯水タンク１８内の膜ろ過水はサイフォン現象により浄水ノズル２０から、流出し続ける。
【００６５】
しかし、本実施形態では給水ポンプ１９と浄水ノズル２０との間にバイパスライン２１を設けるとともに、バイパスライン２１と貯水タンク１８の間には空間を有しているため、給水ポンプ１９を停止した場合、浄水ノズル２０内の滞留水は自重によりバイパスライン２１を逆流して貯水タンク１８内に戻される。また同時に浄水ノズル２０内は空気と置換される。このため貯水タンク１８内の膜ろ過水がサイフォン現象により排出されることはない。
【００６６】
給水を継続して貯水タンク１８の水位が低下し上限センサ３０ｂを下回れば原水電磁弁１０が開となり自動的に水道水の供給を開始し、下限センサ３０ａが水面を感知すれば信号が送られ自動的に給水ポンプ１９はＯＦＦとなり膜ろ過水の供給は停止されるが、運転は水位が上限センサ３０ｂに達するまで継続される。
【００６７】
また貯水タンク１８にはオーバーフローライン１６が設置しているため上限センサ３０ｂで検出不良が発生しても浄水器１００からシンク３上に水漏れすることはない。オーバーフロー水は濃縮水ラインとリリーフ弁からの排出ラインと連結して排出ラインＡ（２５）を形成し浄水器１００の系外に排出される。
【００６８】
また、長時間浄水器を使用しない場合、貯水タンク１８の滞留水に一般細菌が増殖する懸念がある。この解決手段として設定時間（例えば２４時間など）になると排水弁２４が自動的に開き貯水タンク１８の滞留水を排水ラインＢ２６から浄水器１００の系外に排出させるようにするのが好ましい。
【００６９】
水位が下限センサ３０ａ以下となれば排水弁２４は自動的に閉となるが、この自動停止のタイミングは下限センサ３０ａを検知してから所定の時間経過後に停止させても良い。排水後は自動的に原水供給弁１０が開となって水道水の供給が開始される。前処理カートリッジ４０と膜ろ過カートリッジ１５は寿命となったら交換する。
【００７０】
この寿命検知方法は、例えば総積算流量で設定することが出来る。前処理カートリッジ４０の総積算流量は、流量計Ａ（１４ａ）で測定し、また膜ろ過カートリッジ１５の総積算流量は、流量計Ｂ（１４ｂ）で測定する。またタイマーによるカートリッジの使用時間でも寿命を設定できる。寿命になったときには浄水器の外部にＬＥＤやＬＣＤで表示すれば劣化したカートリッジを継続して使用することもない。
【００７１】
本浄水器は上述した構造や動作により、細菌の繁殖が抑制できるとともに規定値以上の銀イオン濃度の浄水が流出することのない、安全な水を供給することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は浄水器を含む水処理装置に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係る浄水器の一実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
【００７４】
１：水道配管
２：片チーズ
３：シンク
４：水栓
５：耐圧ホース
７：止水栓
８：ストレーナ
９：フローコントロールバルブ
１０：原水電磁弁
１１：逆止弁
１２：銀添着活性炭
１３：フィルター
１４ａ：流量計Ａ
１４ｂ：流量計Ｂ
１５：膜ろ過カートリッジ
１６：オーバーフローライン
１７：ホース
１８：貯水タンク
１９：給水ポンプ
２０：浄水ノズル
２１：バイパスライン
２２：リリーフ弁
２３：定流量弁
２４：排水弁
２５：排水ラインＡ
２６：排水ラインＢ
３０：水位センサ
３０ａ：水位下限センサ
３０ｂ：水位上限センサ
３５：膜ろ過ライン
４０：前処理カートリッジ
４５：濃縮水ライン
５０：水温検出手段
５５：３方切換弁
６０：給水ライン
７０：抗菌ユニット
１００：浄水器
【技術分野】
【０００１】
本発明は原水をろ過する浄水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道水などの原水を浄化する浄水器としては、蛇口に直接取り付けるタイプの他に、 キッチンに据え置くタイプ、キッチン内部に収納設置するタイプ、電気分解を行うアルカリイオン整水器等、様々な種類の浄水器が使用されている。また、浄水器に組込む浄化手段としては、活性炭と精密ろ過レベルの中空糸膜とを組み合わせた浄化処理カートリッジが一般的に用いられている。
【０００３】
この浄化処理カートリッジを複数取り付けてろ過能力を高めた浄水器や、ろ過精度の高い逆浸透膜を用いた浄水器も提案されている。このようにろ過処理された水が浄水器中の浄化処理カートリッジから直接供給されるタイプの浄水器のほか、浄化処理された水を一旦タンク内に貯水し、使用時に必要な量だけ供給して使用するタイプの浄水器（以後「貯水タンク付き浄水器」と呼ぶ。）も提供されている。
【０００４】
このような活性炭により水道水中の残留塩素を分解・除去するタイプの浄水器は活性炭以降の通水路やタンク内に、ユースポイントから侵入する細菌が繁殖して汚染される、いわゆる二次汚染の問題がある。
【０００５】
この膜ろ過水の雑菌汚染問題を解決するための手段として、例えば特許文献１で開示されているように、膜ろ過処理した水を銀添着活性炭や銀ゼオライト処理した後に、貯水タンクに貯留する方法が提案されている。
【０００６】
銀イオンは細菌の繁殖を抑制するのに効果がある。しかし、極端に高濃度の銀イオンは好ましくはない。この点特許文献１には、実施例を含め銀イオン濃度の制御については言及されていない。
【０００７】
透過水の銀イオン濃度は、日本の水道水質基準においては管理項目にはないが、ＷＨＯ（世界保健機構）のガイドラインでは「１００μｇ／Ｌ以下とすることが望ましい。」との記載があり、また、ＵＳＥＰＡ（米国環境保護庁）が規定している安全飲料水法水質基準においてもＷＨＯと同じく１００μｇ／Ｌ以下と定められている。
【０００８】
抗菌性を有する銀イオン濃度をコントロールすることは容易ではない。その理由はいくつか考えられるが、大きな要因の一つに水温がある。つまり、銀イオンの溶出特性は水温に対して依存性をもつ。より具体的には、銀イオンは低温では溶出し難く、高温では溶出し易い特性がある。
【０００９】
ろ過水中に存在させる銀イオン濃度の制御を実現する方法として、本発明と目的は異なるが、例えば特許文献２，３では水温を検出して原水を遮断し、一定以上の温水を活性炭層や膜ろ過部に流入しない技術が記載されている。しかし、この方法では自然に水温が設定温度以下になるまで使用できないという不具合がある。
【００１０】
また特許文献４によれば４０℃以上で流路を切換え、銀添着活性炭通過後の温水は中空糸膜を通過せず、直接吐水口より浄水器の系外に吐水させる技術が開示されている。しかし、この方法でも、活性炭層で繁殖した細菌は中空糸膜を通過しないため阻止されず、浄水に混入して流出する可能性がある。このため特許文献５では銀添着活性炭カートリッジの前にバイパスを設け、熱水を感知した場合バイパスより熱水を排出する技術が開示されている。しかしこの方法では、夏場などに外気の温度が高くなった場合、活性炭カートリッジ内の滞留水もまた高温になるため、抗菌剤が溶出し易くなるため前記水質基準を超えた浄水が流出する懸念がある
【特許文献１】特開平１０−８５５９０号公報
【特許文献２】特開２００５−５８９８３号公報
【特許文献３】特開平８−２５２５７３号公報
【特許文献４】特開平７−８０４４８号公報
【特許文献５】特開平１０−１１３６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
二次汚染を解決するためには、活性炭で処理した後にろ過膜でろ過処理したろ過水中の銀イオンといった抗菌性を有する金属イオン濃度を適正に制御する必要がある。しかも、そのように処理されたろ過水を長期間安全にかつ安定に供給できる方法は、従来開示されていなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記の課題を解決し、浄水器内の二次汚染を長期間抑制できる安全で信頼性の高い浄水器を提供することにある。
【００１３】
すなわち、
供給された被処理水の温度を計測し、前記温度に基づいて三方弁制御信号を出力する水温検出手段と、
前記三方弁制御信号を受信して前記被処理水を排水ラインか通水路のいずれかに切り替える三方弁と、
前記通水路から供給された前記被処理水を膜でろ過しろ過水を得る膜ろ過部と、
前記ろ過水の流量を計測する流量計と、
受信した制御信号に従って前記ろ過水に金属イオンを溶出させ金属イオン含有ろ過水を得る抗菌ユニットと、
前記流量計の計測値に基づいて前記抗菌ユニットに前記制御信号を出力する制御部と、
前記金属イオン含有ろ過水を貯留する貯水タンクと、
前記貯水タンクの下流側に設けた給水ポンプと、
前記給水ポンプを介して前記貯水タンク中の前記金属イオン含有ろ過水を浄水ノズルから外部に供給する給水ラインと、
前記給水ラインの途中に配設され前記貯水タンクの水面上へ通じるバイパスラインとを有する浄水器を提供するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、水道水を銀添着活性炭で遊離塩素を処理すると同時に銀イオンを溶出させた後に中空糸膜や逆浸透膜（以下、ＲＯ膜と呼ぶ。）またはナノろ過膜（以下、ＮＦ膜と呼ぶ。）で膜ろ過処理する貯水タンク付浄水器において、浄水器内に銀イオンを溶出させる抗菌手段を有しているため、二次汚染を長期間にわたり抑制することができる。
【００１５】
また、温度検出手段で検出された一定以上の温度の水は三方弁により浄水器の系外に排出されるため、抗菌手段へは供給されず、貯水タンクには常に所定の銀イオン濃度のろ過水だけが貯留されるので、二次汚染がなくしかも銀イオンの強い影響もないろ過水を安定して供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施態様に限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明に係る浄水器の構成および水処理工程の一実施形態を示す図である。
【００１８】
本実施形態の浄水器１００の構成は例えば図１に示すように、水道配管１から止水栓７で分岐して水道水を浄水器内に取り入れ使用する。この場合は水道水が原水となる。なお、原水は被処理水である。ストレーナ８とフローコントロールバルブ９および原水電磁弁１０は一体構造を成して止水栓７と耐圧ホース５を介して連結されている。
【００１９】
原水電磁弁１０よりラインを２方に分岐し、一方はリリーフ弁２２から排水ラインＡ（２５）を通じて浄水器１００の系外に水道水を排水する。もう一方は前処理カートリッジ４０から膜ろ過カートリッジ１５および抗菌ユニット７０を経て貯水タンク１８に至る。
【００２０】
この通水路において、原水電磁弁１０と前処理カートリッジ４０との間に水温検出手段５０と、前処理カートリッジ４０と膜ろ過カートリッジ１５との間に３方切換弁５５とが設けてある。３方切換弁５５の出力側の一方のラインは通水路を介して膜ろ過カートリッジ１５と連結し、他方のラインは排水ラインＡ（２５）に接続されている。
【００２１】
さらに、前処理カートリッジ４０と膜ろ過カートリッジ１５との間には流量計Ａ（１４ａ）が配置されており、膜ろ過カートリッジ１５と抗菌ユニット７０との間には流量計Ｂ（１４ｂ）を具備している。
【００２２】
膜ろ過カートリッジ１５の濃縮ライン４５は定流量弁２３を介して排水ラインＡ（２５）に接続され、また、貯水タンク１８のオーバーフローライン１６も排水ラインＡ（２５）に連結されるとともに、貯水タンク１８は水位センサ３０を有している。
【００２３】
貯水タンク１８の最下部より排水弁２４を介して排水ラインＢ（２６）の先端は浄水器１００の系外に延び、また貯水タンク１８と排水弁２４との間から分岐して、給水ポンプ１９と、膜ろ過水を外部に供給する浄水ノズル２０が給水ライン６０により接続され、さらに給水ポンプ１９と浄水ノズル２０との間にバイパスライン２１を設けて浄水器１００を形成している。
【００２４】
図１を参照にして、本実施形態の浄水器１００をさらに詳細に説明する。
浄水器１００の外観部に取り付けたスイッチ（図示せず）を入れると原水電磁弁１０が開き水道水は浄水器内に流入する。このときリリーフ弁２２の水圧を例えば０．４ＭＰａに設定しておけばそれ以上の水圧ではリリーフ弁２２が開となり、水道水は排水ラインＡ（２５）から浄水器１００の系外に排出されるため、原水電磁弁１０より下流側には設定水圧以上の水圧が加わることはなく、通水経路の水漏れや破損を防止できる。
【００２５】
また水道水中の異物や鉄錆の固まりはストレーナ８の金網に捕捉されるため、原水電磁弁１０やリリーフ弁２２の弁座が損傷したり異物を噛み込むこともない。金網のサイズは８０〜１５０メッシュの範囲がよく、材質はＳＵＳ製が良い。該金網部はストレーナ８のハウジングに着脱自在に係累しているため金網に異物が詰まると取り外して洗浄できる。
【００２６】
原水電磁弁１０のもう一方はホース１７を介して前処理カートリッジ４０に通じている。前処理カートリッジ４０は、平均孔径が０．１〜１０μｍの円筒状のフィルター１３と銀添着活性炭１２を充填したものである。原水は前処理部内のフィルター１３と銀添着活性炭１２を通過する。
【００２７】
ここで使用するフィルター１３は平均孔径が０．１〜１０μｍであればろ層形状は特に制限されるものではなく、プリーツ型、ワインド型、デプス型等のいずれでもよい。材質も、特に制限されるものではなく、ポリプロピレン、ポリエステル等のいずれでも構わない。
【００２８】
また使用する銀添着活性炭１２を通過した後の水中の銀イオンの濃度の下限を５μｇ／Ｌとすることが好ましい。これは、一般細菌の増殖の抑制が大きく期待できるためであり、また上限を１００μｇ／Ｌ以下とするのは前述したとおりである。再掲すると、銀イオン濃度は、日本の水道水質基準においては管理項目にはないが、ＷＨＯ（世界保健機構）のガイドラインでは「１００μｇ／Ｌ以下とすることが望ましい。」との記載がある。また、ＵＳＥＰＡ（米国環境保護庁）が規定している安全飲料水法水質基準においてもＷＨＯと同じく１００μｇ／Ｌ以下と定められている。
【００２９】
もし、上限が各国・地域により水質基準が定められている場合は、その値を上限とする。なお、本実施形態で規定する銀イオン濃度は、ＩＣＰ発光分光分析装置で測定した数値である。
【００３０】
銀添着活性炭１２の形状は粉末、粒状、繊維状等のいずれでも構わない。抗菌性を有する銀イオン濃度は銀の添着量と前処理カートリッジ４０内の流速および水温の影響により変化する。活性炭の重量および銀の添着量は前処理カートリッジ４０の寿命をいくらに設定するかにより決定するが、添着量が多いと銀イオン濃度は１００μｇ／Ｌをオバーし、少ないと抗菌効果を有する５μｇ／Ｌに達しない。
【００３１】
また流速が早いと銀添着活性炭との接触時間が短くなるため、銀イオンの溶出量は少なく、流速が遅いと多く溶出する傾向にある。しかしこれらの課題は銀添着量をパラメータとして溶出試験を行えば容易に解決する場合が多い。
【００３２】
銀の溶出量に大きな影響を及ぼす要因の一つに、前述したとおり水温がある。定性的に低温では溶出量は少なく、高温では多く溶出する傾向にある。このため、夏場に一晩放置すれば外気温により、前処理カートリッジ４０内の滞留水の水温が上昇し、銀イオン濃度が１００μｇ／Ｌを越える可能性がある。また銀イオンは一度溶出すると滞留水の水温が下がっても銀イオン濃度は余り変化しない傾向にある。
【００３３】
かかる問題を解決するため、本実施形態では浄水器１００内に設置した水温検出手段５０により水温を測定し浄水器１００に搭載した記憶手段やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）（図示せず）で一連の制御を行う。
【００３４】
温水検出手段５０はより細かくは温度を直接測定する温度計と、温度計の出力に基づいて三方弁制御信号を出力するＭＰＵや記憶手段を含む。温度計は水温を電気量や機械的な変位に変換できるものであれば特に制限されるものではない。例えば、熱伝対、サーミスタ、形状記憶合金、バイメタルなどが好適に利用できる。また、三方弁制御信号は、電圧、電流のどちらでもよく、また直流、パルス波のいずれであってもよい。また、制御信号は、電気以外の信号でもよく、例えば機械的な力の伝達や光または音であってもよい。
【００３５】
ＭＰＵは製品の制御手段であり、カートリッジ寿命となる積算流量のカウンタをクリアしたり、スイッチ等で入力して製品を操作する操作手段、通水および止水のために電磁弁を駆動させる電磁弁駆動手段、流量センサ等で製品に流れる流量データを入力する流量入力手段、操作手段からから入力された状態を、電磁弁駆動手段に出力したり、流量入力手段から入力した流量データから積算流量および瞬時流量を演算したり、タイマーやデータの演算や動作する上で必要なデータの入出力等を行う。
【００３６】
従って、運転モードに入ると滞留水が一度でも設定温度以上になった場合、温度計と記憶手段とＭＰＵなどからなる水温検出手段から発信される三方弁制御信号により、３方切換弁５５は膜ろ過カートリッジ１５のラインを閉止すると同時に排水ラインＡ（２５）と連通するため、前処理カートリッジ４０内の高い銀イオン濃度の滞留水は浄水器１００の系外に排出される。このため、銀イオン濃度は前記したＷＨＯやＵＳＥＰＡで定められている基準内に管理可能となる。
【００３７】
本実施形態において設定温度は使用者の利便性を考慮して４０℃が好ましく、さらに銀イオンの濃度は水温５℃のとき抗菌性能を発揮できる５μｇ／Ｌ以上で、水温４０℃では銀添着活性炭のバラツキを考慮して８０μｇ／Ｌ以下にすることが好ましい条件である。
【００３８】
水質の影響を除外すると一般細菌の増殖も水温の影響を大きく受け、水温５℃付近ではほとんど増殖しないが、４０℃付近では飛躍的に増加することが一般的である。
【００３９】
しばらく通水を行い、水道水の温度が４０℃以下になったことを、水温検出手段５０が検知した場合、３方切換弁５５は切り替わり排水ラインＡ（２５）のラインを閉止し、膜ろ過カートリッジ１５のラインを開いて通常の運転モードに戻る。
【００４０】
このとき、設定水温以下を検出してからタイマーで時間を設定し、充分滞留水を排出してから通水路を切り替ることも好ましく、また滞留時間が長いため銀イオン濃度が高くなる現象に対しては、浄水器１００の停止時間をタイマーで計測し、停止時間が設定時間を越えた場合前述の排水動作を行うこともまた好ましい方法である。
【００４１】
水温検出手段５０の設置位置は浄水器の系内であれば特に規定するものではなく、また３方切換弁５５の設置位置も前処理カートリッジ４０と貯水タンク１８の間であれば良い。
【００４２】
本実施形態では貯水タンク１８を設けているが、貯水タンクの不要な浄水器であれば、３方切換弁５５の設置位置は前処理カートリッジ４０とユースポイントの間に設置すれば良い。
【００４３】
前処理カートリッジ４０の寿命は流量計Ａ（１４ａ）により積算流量を測定し表示する。さらに前処理カートリッジ４０の上流側に逆止弁１１を設置すれば例え配管に負圧がかかっても活性炭などのろ材が流出することもない。
【００４４】
本実施形態で用いるＲＯ膜またはＮＦ膜を有する膜ろ過カートリッジ１５に使用される分離膜としては、脱塩率が９３％以上（評価条件 ＮａＣｌ濃度：５００ｍｇ／Ｌ、操作圧力：０．１ＭＰａ）のＲＯ膜や、脱塩率が５％以上９３％未満（評価条件 ＮａＣｌ濃度：５００ｍｇ／Ｌ、操作圧力：０．１ＭＰａ）のＮＦ膜を選択して用いることができる。
【００４５】
かかる性能を有する分離膜の素材として、ＲＯ膜の場合は酢酸セルロース、セルロース系のポリマー、ポリアミド、およびビニルポリマー等の高分子材料を用いることができる。また、ＮＦ膜の場合にはポリアミド系、ポリピペラジンアミド系、ポリエステルアミド系、あるいは水溶性のビニルポリマーを架橋したものなどを用いることができる。代表的なＲＯ膜としては、酢酸セルロース系またはポリアミド系の非対称膜、およびポリアミド系の活性層を有する複合膜を挙げることができ、中でも、ポリアミド系の活性層の表層にポリビニルアルコールを被覆させた複合膜は、高排除性能かつ高透水性かつ高耐汚染性を有するので好ましい。
【００４６】
分離膜の形状としてはＲＯ膜、ＮＦ膜ともに平膜または中空糸膜であることが好ましく、例えば分離膜の膜厚を１０μｍ〜１ｍｍの範囲、中空糸膜の場合は外径を５０μｍ〜４ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００４７】
また、中空糸膜は外壁に孔径０．１μｍ程度を有する中空形状の膜であり、ＲＯ膜やＮＦ膜より孔径が大きいため、主に補足できる物質は濁質や細菌が中心となるが、ろ過処理できる水量が多くなる利点を有する。
【００４８】
ＲＯ膜やＮＦ膜の形状は、分離膜が平膜状の場合にはスパイラル型、プリーツ型、プレート・アンド・フレーム型、円盤状のディスクを積み重ねたディスクタイプがあり、中空糸膜の場合には、中空糸膜をＵ字状やＩ字状に束ねて容器に収納した円筒型があるが本実施形態ではいずれのカートリッジ形状を用いてもよい。これらの膜ろ過カートリッジ１５は、ランニングコストを抑えるという観点から低圧で運転できるものであるのが好ましい。
【００４９】
また浄水器に供給される原水の状態によって使用する膜を適宜選択することができるが、溶存物質を選択的に除去でき、目標とする水質に調整しやすい点からＮＦ膜を使用することが好ましい。
【００５０】
ＮＦ膜が持つ選択的な除去能力を利用し１価イオンの脱塩率を１０〜９３％の範囲内とすれば膜ろ過カートリッジ１５を通過後の水道水はカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の２価のミネラル成分を適度に含む水となり、おいしい水を供給することができる。
【００５１】
このろ過膜を水が通過するためには一定以上の水圧が必要となるが、膜ろ過カートリッジ１５の濃縮ライン４５に定流量弁２３を配して濃縮水の流量を制御すれば良い。膜ろ過カートリッジを通過した水をろ過水と呼ぶ。
【００５２】
ろ過水は次に抗菌ユニット７０を通過する。
本実施形態で用いる抗菌ユニット７０は、流入口から流出口へと膜ろ過処理水が流れる水流に沿う形で、２枚の板状電極が向かいあわせに配置され、電極は銀単独、銀と銅の合金、銀と亜鉛の合金等、抗菌性金属イオンのもとになる金属を含む金属材料で構成されている。そのため、両電極に電圧を印加すると、陽極側から銀イオン等の抗菌性金属イオンが溶出する。ろ過水に溶出させる金属イオンは、抗菌能力が高く、極微量で効果がある点で、銀イオン、銅イオンが好ましく、最も多種の菌に対して抗菌効果が有効である点で銀イオンが特に好ましい。なお、以下の説明では銀イオンで説明を続けるが、他の金属イオンを排除する意味ではない。
【００５３】
この抗菌ユニット７０は、流量計Ｂ（１４ｂ）で膜ろ過処理したろ過水の流量を測定し、流量出力に応じて電極間に電流を流すように制御される。具体的には、膜ろ過処理水の流量が大きい場合は、電流を大きくし銀イオン溶出量を増やし、流量が小さい場合は電流を小さくして銀イオン溶出量を減らすように制御が行われる。より詳細には、流量計Ｂの出力から抗菌ユニットの電極間に流す電流量を制御する制御信号が制御部によって作られる。抗菌ユニット７０はこの制御信号を受けて、制御信号に応じた電流を電極間に流す。
【００５４】
制御信号は電圧、電流のどちらでもよく、また直流、交流、パルス波のいずれであってもよい。また、制御信号は、電気以外の信号でもよく、例えば機械的な力の伝達や光または音であってもよい。
【００５５】
制御部は抗菌ユニット７０に送る制御信号を作成する部分であればよく、ＭＰＵとプログラムを用いた制御装置であったり、流量計自体であってもよい。なお、ここで用いるＭＰＵは水温検出手段で用いるＭＰＵと同じであってもよいし、別々のＭＰＵであってもよい。
【００５６】
このようにろ過水の流量に応じた銀イオンを溶出させることで、ろ過水の流量が変動しても、ろ過水中の銀イオン濃度を一定にすることができる。所定量の銀イオンを溶出させるが、所定量の銀イオンを溶出するためのろ過水の流量と抗菌ユニットに供給する電流との関係は、ＲＯ膜やＮＦ膜のろ過特性の一つである除去率に応じて適宜設定する必要がある。
【００５７】
これは銀添着活性炭１２から溶出した銀イオンが膜ろ過カートリッジ１５で除去されるためである。つまり［銀イオン濃度５μｇ／Ｌ〜１００μｇ／Ｌ］＝［膜ろ過カートリッジろ過後の銀イオン濃度］＋［抗菌ユニットから溶出する銀イオン濃度］となるように設定する。
【００５８】
このとき抗菌ユニット７０から溶出される銀イオンの濃度は流量計１４ｂで検出された流量に従い制御されるため、概ね一定となるが均一ではない。また、銀イオンは拡散し難いため、貯水タンク１８内の銀イオン濃度には分布ができる。なお、金属イオンが溶出したろ過水を金属イオン含有ろ過水と呼ぶ。銀イオンが溶出したろ過水も金属イオン含有ろ過水である。以下の説明では「銀イオン含有ろ過水」という言葉を用いる場合があるが、これは金属イオン含有ろ過水の中で特に抗菌性の高い銀イオンを溶出させたろ過水を指す。
【００５９】
抗菌ユニット７０を通過した銀イオン含有ろ過水は貯水タンク１８に導入され、貯水タンク１８に設置した上限センサ３０ｂが感知するまで貯水タンクに貯留される。本実施の形態の浄水器１００は、水道から水が供給されている間運転を継続する。上限センサ３０ｂが貯水タンクの水面が所定の位置に達したことを感知すると、上限センサから信号が送られ自動的に原水供給弁１０が閉となり運転を停止する。このようにして銀イオン含有ろ過水は、常に貯水タンクが一杯になるまでろ過され貯留される。
【００６０】
次に膜ろ過水を外部に供給する方法を説明する。
貯水タンク１８から浄水を給水する場合には、浄水器１００の外部に設置した給水ボタン（図示せず）を押せば、給水ポンプ１９により浄水ノズル２０から給水される。
【００６１】
給水ポンプ１９と浄水ノズル２０との間に設置したバイパスライン２１は貯水タンク１８の上部に位置し、給水時には常に浄水の一部がバイパスライン２１を通って貯水タンク１８に還流される。
【００６２】
このバイパスラインから貯水タンクへの還流で貯水タンク１８内は撹拌され、銀イオン濃度は均一となる。
【００６３】
浄水ノズル１８からの給水量とバイパスライン２１の還流量は必要に応じて給水ポンプ１９を選定すれば良く、また給水量と還流量の比はバイパスライン２１の内径を変更すれば任意に設定できる。またバイパスライン２１内にオリフィスを設けることも好ましい態様である。
【００６４】
もし、バイパスライン２１がなければ、給水ポンプ１９を停止しても、浄水ノズル２０の先端が貯水タンク１８の液面より下に位置していた場合、貯水タンク１８と給水ポンプ１９と浄水ノズル２０は給水ライン６０を介して水密的に連通した状態が保持される。そのため、貯水タンク１８内の膜ろ過水はサイフォン現象により浄水ノズル２０から、流出し続ける。
【００６５】
しかし、本実施形態では給水ポンプ１９と浄水ノズル２０との間にバイパスライン２１を設けるとともに、バイパスライン２１と貯水タンク１８の間には空間を有しているため、給水ポンプ１９を停止した場合、浄水ノズル２０内の滞留水は自重によりバイパスライン２１を逆流して貯水タンク１８内に戻される。また同時に浄水ノズル２０内は空気と置換される。このため貯水タンク１８内の膜ろ過水がサイフォン現象により排出されることはない。
【００６６】
給水を継続して貯水タンク１８の水位が低下し上限センサ３０ｂを下回れば原水電磁弁１０が開となり自動的に水道水の供給を開始し、下限センサ３０ａが水面を感知すれば信号が送られ自動的に給水ポンプ１９はＯＦＦとなり膜ろ過水の供給は停止されるが、運転は水位が上限センサ３０ｂに達するまで継続される。
【００６７】
また貯水タンク１８にはオーバーフローライン１６が設置しているため上限センサ３０ｂで検出不良が発生しても浄水器１００からシンク３上に水漏れすることはない。オーバーフロー水は濃縮水ラインとリリーフ弁からの排出ラインと連結して排出ラインＡ（２５）を形成し浄水器１００の系外に排出される。
【００６８】
また、長時間浄水器を使用しない場合、貯水タンク１８の滞留水に一般細菌が増殖する懸念がある。この解決手段として設定時間（例えば２４時間など）になると排水弁２４が自動的に開き貯水タンク１８の滞留水を排水ラインＢ２６から浄水器１００の系外に排出させるようにするのが好ましい。
【００６９】
水位が下限センサ３０ａ以下となれば排水弁２４は自動的に閉となるが、この自動停止のタイミングは下限センサ３０ａを検知してから所定の時間経過後に停止させても良い。排水後は自動的に原水供給弁１０が開となって水道水の供給が開始される。前処理カートリッジ４０と膜ろ過カートリッジ１５は寿命となったら交換する。
【００７０】
この寿命検知方法は、例えば総積算流量で設定することが出来る。前処理カートリッジ４０の総積算流量は、流量計Ａ（１４ａ）で測定し、また膜ろ過カートリッジ１５の総積算流量は、流量計Ｂ（１４ｂ）で測定する。またタイマーによるカートリッジの使用時間でも寿命を設定できる。寿命になったときには浄水器の外部にＬＥＤやＬＣＤで表示すれば劣化したカートリッジを継続して使用することもない。
【００７１】
本浄水器は上述した構造や動作により、細菌の繁殖が抑制できるとともに規定値以上の銀イオン濃度の浄水が流出することのない、安全な水を供給することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は浄水器を含む水処理装置に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係る浄水器の一実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
【００７４】
１：水道配管
２：片チーズ
３：シンク
４：水栓
５：耐圧ホース
７：止水栓
８：ストレーナ
９：フローコントロールバルブ
１０：原水電磁弁
１１：逆止弁
１２：銀添着活性炭
１３：フィルター
１４ａ：流量計Ａ
１４ｂ：流量計Ｂ
１５：膜ろ過カートリッジ
１６：オーバーフローライン
１７：ホース
１８：貯水タンク
１９：給水ポンプ
２０：浄水ノズル
２１：バイパスライン
２２：リリーフ弁
２３：定流量弁
２４：排水弁
２５：排水ラインＡ
２６：排水ラインＢ
３０：水位センサ
３０ａ：水位下限センサ
３０ｂ：水位上限センサ
３５：膜ろ過ライン
４０：前処理カートリッジ
４５：濃縮水ライン
５０：水温検出手段
５５：３方切換弁
６０：給水ライン
７０：抗菌ユニット
１００：浄水器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された被処理水の温度を計測し、前記温度に基づいて三方弁制御信号を出力する水温検出手段と、
前記三方弁制御信号を受信して前記被処理水を排水ラインか通水路のいずれかに切り替える三方弁と、
前記通水路から供給された前記被処理水を膜でろ過しろ過水を得る膜ろ過部と、
前記ろ過水の流量を計測する流量計と、
受信した制御信号に従って前記ろ過水に金属イオンを溶出させ金属イオン含有ろ過水を得る抗菌ユニットと、
前記流量計の計測値に基づいて前記抗菌ユニットに前記制御信号を出力する制御部と、
前記金属イオン含有ろ過水を貯留する貯水タンクと、
前記貯水タンクの下流側に設けた給水ポンプと、
前記給水ポンプを介して前記貯水タンク中の前記金属イオン含有ろ過水を浄水ノズルから外部に供給する給水ラインと、
前記給水ラインの途中に配設され前記貯水タンクの水面上へ通じるバイパスラインとを有する浄水器。
【請求項２】
前記金属イオンは銀イオンである請求項１に記載された浄水器。
【請求項３】
前記膜ろ過部に供給される被処理水が通過する前処理部を有する請求項１または２のいずれかの請求項に記載された浄水器。
【請求項４】
前記前処理部には銀添着活性炭が配設されている請求項１乃至３のいずれか１の請求項に記載された浄水器。
【請求項５】
前記銀イオン含有ろ過水中の銀イオン濃度は５μｇ／Ｌ以上１００μｇ／Ｌ以下である請求項１乃至４のいずれか１の請求項に記載された浄水器。
【請求項１】
供給された被処理水の温度を計測し、前記温度に基づいて三方弁制御信号を出力する水温検出手段と、
前記三方弁制御信号を受信して前記被処理水を排水ラインか通水路のいずれかに切り替える三方弁と、
前記通水路から供給された前記被処理水を膜でろ過しろ過水を得る膜ろ過部と、
前記ろ過水の流量を計測する流量計と、
受信した制御信号に従って前記ろ過水に金属イオンを溶出させ金属イオン含有ろ過水を得る抗菌ユニットと、
前記流量計の計測値に基づいて前記抗菌ユニットに前記制御信号を出力する制御部と、
前記金属イオン含有ろ過水を貯留する貯水タンクと、
前記貯水タンクの下流側に設けた給水ポンプと、
前記給水ポンプを介して前記貯水タンク中の前記金属イオン含有ろ過水を浄水ノズルから外部に供給する給水ラインと、
前記給水ラインの途中に配設され前記貯水タンクの水面上へ通じるバイパスラインとを有する浄水器。
【請求項２】
前記金属イオンは銀イオンである請求項１に記載された浄水器。
【請求項３】
前記膜ろ過部に供給される被処理水が通過する前処理部を有する請求項１または２のいずれかの請求項に記載された浄水器。
【請求項４】
前記前処理部には銀添着活性炭が配設されている請求項１乃至３のいずれか１の請求項に記載された浄水器。
【請求項５】
前記銀イオン含有ろ過水中の銀イオン濃度は５μｇ／Ｌ以上１００μｇ／Ｌ以下である請求項１乃至４のいずれか１の請求項に記載された浄水器。
【図１】
【公開番号】特開２００９−２３３５７０（Ｐ２００９−２３３５７０Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８２７４５（Ｐ２００８−８２７４５）
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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