浄水器
【課題】原水の水質に応じて、濾材の使用可能期間の残余を予測することが可能な浄水器を提供する。
【解決手段】浄水器１は、濾材２９と、水量計測部２２と、水圧計測部２３と、演算部２７とを備える。濾材２９は、原水を通過させて浄水にするものである。水量計測部２２は、濾材２９を通過する水量を検知するものである。水圧計測部２３は、濾材２９の原水側の水圧を検知するものである。演算部２７は、水量計測部２２によって検知される水量と水圧計測部２３によって検知される水圧との比に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【解決手段】浄水器１は、濾材２９と、水量計測部２２と、水圧計測部２３と、演算部２７とを備える。濾材２９は、原水を通過させて浄水にするものである。水量計測部２２は、濾材２９を通過する水量を検知するものである。水圧計測部２３は、濾材２９の原水側の水圧を検知するものである。演算部２７は、水量計測部２２によって検知される水量と水圧計測部２３によって検知される水圧との比に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には浄水器に関し、特定的には、中空糸膜や限外濾過膜（ＵＦ膜）等の濾材により原水を濾過し浄水を生成する方式の浄水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、濾材により原水を濾過し浄水を生成する方式の浄水器では、浄水時間、すなわち、浄水器の動作時間が長くなるほど濾材の目詰まりが多くなり、浄水性能が低下する。
【０００３】
そこで、各浄水器メーカでは、水道水などの原水の標準的な水質や使用量を想定し、想定されたデータから、濾材の標準的な寿命、すなわち、濾材の標準的な使用可能期間を設定している。濾材の寿命は、カートリッジ方式の浄水器ではカートリッジ交換目安時期、逆洗（逆洗浄）による濾材再生方式の浄水器では逆洗目安時期となる。濾材の標準的な寿命を超えると、濾材の十分な浄水性能が得られなくなる。
【０００４】
そのため、使用者が濾材の標準的な寿命を超えて使用したり、標準的な水質よりも悪い水質の原水を浄水したり、あるいは標準的な使用量よりも多い量の原水を浄水したりすると、浄水性能が低下した浄水器を使用することになる。浄水性能が低下した浄水器を使用すると、浄水の出が悪くなる等の利便性の低下や、不充分に浄化された水を飲むことによる使用者の健康被害の恐れがある。
【０００５】
あるいは、使用者が濾材の標準的な寿命の前に濾材を交換したり、標準的な水質よりもよい水質の原水を浄水したり、あるいは標準的な使用量よりも少ない量の原水を浄水したりすることで、浄水性能がまだ低下していないにもかかわらず、濾材を交換することになり、不経済である。
【０００６】
そこで、適切な時期に濾材を交換することができるように、濾材の寿命を計測、あるいは予測し、使用者に知らせる機能を有する浄水器が提案されている。
【０００７】
例えば、実開平６−７７８７８号公報（特許文献１）には、水道水を止水栓からフィルターに直接導き入れて浄化する浄水装置において、止水栓とカートリッジ式の浄化フィルターが収納されたフィルター収納部とを連通する管路に流量計測手段を設け、浄化フィルターに流れ込んだ水の量を計測して表示させる浄水装置が記載されている。この浄水装置の使用者は、表示された実浄水量を視認することにより、フィルターの交換時期を把握する。
【０００８】
また、特開平６−１２６２７４号公報（特許文献２）には、浄水器の浄水側通水路での積算流量の測定を可能にするために、浄水通路に浄水が滞留しないように構成された浄水器が記載されている。
【０００９】
また、特開２００４−１７０３１号公報（特許文献３）には、流量センサを備え、この流量センサにより浄化ユニットに流している水量を検知し、浄水可能な許容流量以上の水量の場合に報知手段により報知する浄水管理ユニットが記載されている。また、圧力センサを備え、圧力センサと演算装置により浄化ユニットに流している水量を検知し、浄水可能な許容流量以上の水量の場合に報知手段により報知する浄水管理ユニットが記載されている。
【００１０】
また、特開２００７−７５７４７号公報（特許文献４）には、フィルターを通過した総水量を計算する通過水量計算手段と、通過水量計算手段が計算した通過水量を表示する通過水量表示手段とを備える浄水器が記載されている。
【００１１】
また、特開２００８−１１０３２７号公報（特許文献５）には、濾材で処理した浄水の通水を検知し、流量を計測する流量計と、計測した流量を表示する表示部とを備える浄水器が記載されている。
【００１２】
また、特開平９−６６２０７号公報（特許文献６）には、濾過フィルターの前後の流路中に圧力センサを組み込んでそれぞれの圧力を測定し、差圧から、濾過フィルターの使用中の圧力損失を検出する浄水装置が記載されている。この浄水装置は、濾過フィルターの使用開始後の経過時間または濾過フィルターの圧力損失が設定値を超えると、濾過フィルターの交換が必要である旨を表示するように構成されている。
【００１３】
なお、特開平９−２０６５０３号公報（特許文献７）には、フィルターの圧力損失や水量低下を抑えてフィルターの寿命を長くする液体清浄化装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】実開平６−７７８７８号公報
【特許文献２】特開平６−１２６２７４号公報
【特許文献３】特開２００４−１７０３１号公報
【特許文献４】特開２００７−７５７４７号公報
【特許文献５】特開２００８−１１０３２７号公報
【特許文献６】特開平９−６６２０７号公報
【特許文献７】特開平９−２０６５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、積算水量の規定値は、水道水の標準的な水質を想定して決められているものであり、同じ積算水量でも、浄化前の原水の水質によって、実際の濾材寿命、すなわち、実質的な濾材寿命が変化する。
【００１６】
例えば、標準的な水質よりも水質の悪い原水を浄化した場合、積算水量が規定値に達する前に濾材寿命に達する。逆に、標準的な水質よりも水質のよい原水を浄化した場合、積算水量が規定値に達した後も、濾材の浄水性能が低下せず、引き続き同じ濾材を使用することが可能である。
【００１７】
また、同じ原水を浄化する場合でも、季節により原水の水質が変化する場合は、積算水量の規定値を一意に定めることができない。
【００１８】
また、特開平９−６６２０７号公報（特許文献６）に記載の浄水装置のように、濾過フィルターの使用開始後の経過時間または濾過フィルターの圧力損失に基づいて、濾材の寿命を正確に予測することは難しい。
【００１９】
そこで、この発明の目的は、原水の水質に応じて、濾材の使用可能期間の残余を予測することが可能な浄水器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明に従った浄水器は、濾材と、水量検知部と、水圧検知部と、演算部とを備える。
【００２１】
濾材は、原水を通過させて浄水にするものである。水量検知部は、濾材を通過する水量を検知するものである。水圧検知部は、濾材の原水側の水圧、または、濾材の原水側の水圧と濾過水側の水圧との差圧を検知するものである。演算部は、水量検知部によって検知される水量と水圧検知部によって検知される水圧または差圧との比に基づいて濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【００２２】
濾材により原水が濾過されるときの水の水量と、水圧または差圧との関係は、次の式１の濾過方程式で表すことができる（水科篤郎・桐栄良三編、「化学工学概論」、産業図書、１９７９年、Ｐ．２７６）。
【００２３】
【数１】
ただし、水量（単位時間当りの濾液量）をＦr、水圧または差圧（濾過圧）をＰr、濾過面積（通水路断面の面積）をＡ、原水（濾液）の抵抗をμ、濾滓（濾材を目詰まりさせる物質）の抵抗をＲc、濾材の抵抗をＲmとする。この式を変形させると、式２となる。
【００２４】
【数２】
すなわち、水量Ｆrと濾過圧Ｐrとの比（Ｆr／Ｐr）は、濾過面積Ａ、原水の抵抗μ、濾滓の抵抗Ｒc、濾材の抵抗Ｒmに依存する。ここで、濾過面積Ａと濾材の抵抗Ｒmは定数であり、原水の抵抗μもほぼ一定と考えられるので、水量Ｆrと濾過圧Ｐrの比（Ｆr／Ｐr）の変化は、ほぼ濾滓の抵抗Ｒcにのみ依存する。
【００２５】
したがって、式２により、濾滓の抵抗Ｒc、すなわち、濾材の詰まり具合が大きくなると、水量Ｆrと濾過圧Ｐrの比、ここでは水量Ｆr／濾過圧Ｐrが小さくなることがわかる。
【００２６】
濾滓の抵抗Ｒcがある限界値より大きくなると、濾材が目詰まりして、使用可能でなくなる、すなわち、濾過時間（動作時間）が濾材の寿命に達する。濾滓の抵抗Ｒcが大きくなると、検知される水量Ｆr／濾過圧Ｐrの値が小さくなる。このように、水量Ｆr／濾過圧Ｐrの値を検知することによって、濾滓の抵抗Ｒcの大きさを検知して、濾材の目詰まりの程度から濾材の使用可能な期間の残余、すなわち、濾材の寿命を算出することができる。
【００２７】
このように、浄水器の水量検知部が濾材を通過する水量Ｆrを検知し、水圧検知部が濾材の原水側の濾過圧Ｐrを検知して、演算部が、水量検知部によって検知される水量Ｆrと水圧検知部によって検知される濾過圧Ｐrとの比に基づいて濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることによって、原水の水質に応じて、実際の濾材の使用可能期間を予測することができる。
【００２８】
このようにすることにより、原水の水質に応じて、濾材の使用可能期間の残余を予測することが可能な浄水器を提供することができる。
【００２９】
特に、濾過圧Ｐrが水圧と濾過水側の水圧との差圧である場合、すなわち、浄水器の水量検知部が濾材を通過する水量Ｆrを検知し、水圧検知部が濾材の原水側の水圧と濾過水側の水圧との差圧を検知する場合には、演算部が、水量検知部によって検知される水量Ｆrと水圧検知部によって検知される差圧との比に基づいて濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることによって、濾材の濾過水側の気圧が大気圧でない場合にも、濾材にかかる圧力に基づいて、原水の水質に応じて、濾材の使用可能期間の残余を予測することが可能な浄水器を提供することができる。なお、濾材の濾過水側の気圧が大気圧でない場合とは、例えば、水位が高い場合や、濾材以外のフィルターなど圧損となるものが配置されている場合などである。
【００３０】
この発明に従った浄水器は、濾材の使用開始後に水が濾材を通過した累積濾過時間を検知する累積濾過時間検知部を備えることが好ましい。
【００３１】
演算部は、累積濾過時間検知部によって所定の累積濾過時間が検知されたときに水量検知部が検知する水量と水圧検知部が検知する水圧または差圧との比と、累積濾過時間検知部によって検知された累積濾過時間との組を作成し、複数の組に基づいて濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることが好ましい。
【００３２】
浄水器の濾過時間の経過とともに、濾材は目詰まりする。濾材の目詰まりによって、水量と水圧または差圧との比（Ｐr／Ｆr）の値は、濾過時間の経過とともに徐々に小さくなる。
【００３３】
図１は、水量と水圧または差圧の比と、累積濾過時間との関係を模式的に示す図である。図１に示すように、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を水量／（水圧または差圧）として、水量Ｆrと濾過圧Ｐrの比の値をプロットして線で結ぶと単調減少のグラフとなる。
【００３４】
そこで、水量／（水圧または差圧）が所定の値（Ｆr／Ｐrt）より小さくなると濾材寿命（Ｔot）に達している、例えば、カートリッジ交換時期、あるいは逆洗時期である等と定義した場合、図１に破線で示すように、その所定の値（Ｆr／Ｐrt）まで上述のグラフの線を延長することで、濾材の使用可能な期間の残余、すなわち、現在（Ｔ）から濾材寿命までの濾過時間（Ｔor）をより正確に予測することができる。
【００３５】
なお、上記の説明では、水量と水圧または差圧との比として水量／（水圧または差圧）を用いているが、（水圧または差圧）／水量を用いてもよい。（水圧または差圧）／水量を用いる場合には、濾過時間の経過とともに濾材の目詰まりによって値が徐々に大きくなる。すなわち、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を（水圧または差圧）／水量として、複数の（水圧または差圧）／水量の値をプロットして線で結ぶと、単調増加のグラフとなる。この場合には、（水圧または差圧）／水量がある決められた値より大きくなると濾材寿命に達していると定義すればよい。
【００３６】
この発明に従った浄水器は、当該浄水器の使用開始後に経過した累積経過時間を検知する累積経過時間検知部を備えることが好ましい。
【００３７】
演算部は、累積経過時間検知部によって所定の累積経過時間が検知されたときに水量検知部が検知する水量と水圧検知部が検知する水圧または差圧との比と、累積濾過時間検知部によって検知された累積濾過時間と、累積経過時間検知部によって検知された累積経過時間との組を作成し、複数の組に基づいて濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることが好ましい。
【００３８】
累積経過時間は、累積濾過時間の増加とともに、値が大きくなる。
【００３９】
図２は、累積濾過時間と累積経過時間との関係を模式的に示す図である。図２に示すように、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を累積経過時間として、検知された複数の累積濾過時間と累積経過時間の組をプロットして線で結ぶと、単調増加のグラフとなる。
【００４０】
そこで、水圧または差圧と水量との比と累積濾過時間とを用いて濾材の使用可能な期間を算出し、図２に示すように、算出された濾材の使用可能な期間の終期（Ｔot）までグラフの線を延長することで、濾材の使用可能な期間の終期（Ｔot）までの累積経過時間（Ｔet）を予測することができる。また、現在（Ｔ）から濾材寿命までの累積経過時間の残余（Ｔer）をより正確に予測することができる。
【００４１】
この発明に従った浄水器においては、演算部は、第１累積濾過時間演算行程と、第２累積濾過時間演算行程と、第３累積濾過時間演算行程とを行うことによって、濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることが好ましい。
【００４２】
第１累積濾過時間演算行程においては、累積濾過時間をｘとし、累積濾過時間ｘが検知されたときに水量検知部が検知する水量と水圧検知部が検知する水圧または差圧との比をｙ1とし、ｘとｙ1との複数の組について最小二乗法を用いて、ｙ1をｘの近似関数としてｙ1＝ｆ1（ｘ）の形で表す。
【００４３】
第２累積濾過時間演算行程においては、第１累積濾過時間演算行程で表された近似関数において、濾材の原水側の水量と水圧または差圧との比の所定の値をｙ1に代入して濾材の原水側の水量と水圧または差圧との比が所定の値になるときのｘを求める。
【００４４】
第３累積濾過時間演算行程においては、第２累積濾過時間演算行程で求められたｘから、累積濾過時間検知部によって検知された最大の累積濾過時間を減算する。
【００４５】
このようにすることにより、濾材の使用可能な期間の残余、すなわち、現在から濾材寿命までの濾過時間をより正確に予測することができる。
【００４６】
この発明に従った浄水器は、当該浄水器の使用開始後に経過した累積経過時間を検知する累積経過時間検知部を備えることが好ましい。
【００４７】
演算部は、第１累積経過時間演算行程と、第２累積経過時間演算行程と、第３累積経過時間演算行程とを行うことによって、濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることが好ましい。
【００４８】
第１累積経過時間演算行程においては、累積濾過時間をｘとし、累積濾過時間ｘが検知されたときに累積経過時間検知部が検知する累積経過時間をｙ2とし、ｘとｙ2との複数の組について最小二乗法を用いて、ｙ2をｘの近似関数としてｙ2＝ｆ2（ｘ）の形で表す。
【００４９】
第２累積経過時間演算行程においては、第１累積経過時間演算行程で表された近似関数において、第２累積濾過時間演算行程で求められたｘを代入してｙ2を求める。
【００５０】
第３累積経過時間演算行程においては、第２累積経過時間演算行程で求められたｙ2から、累積経過時間検知部によって検知された最大の累積経過時間を減算する第３累積経過時間演算行程とを行なう。
【００５１】
このようにすることにより、濾材の使用可能な期間の残余、すなわち、現在から濾材寿命までの累積経過時間をより正確に予測することができる。
【００５２】
この発明に従った浄水器においては、演算部は、所定の時間間隔をあけて水量検知部によって検知される水量と水圧検知部によって検知される水圧または差圧との複数の比の平均に基づいて、濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることが好ましい。
【００５３】
水量検知部と水圧検知部が、それぞれ１回だけ計測を行う場合、検知される水量や水圧または差圧の誤差が大きくても、その値を使わざるを得ない。そこで、所定の時間間隔をあけて水量検知部によって検知される水量と水圧検知部によって検知される水圧または差圧との複数の比の平均を用いることで、誤差を相殺させる、あるいは、相対誤差が大きいと思われる値、例えば、比較的小さな値を用いずに、濾材の使用可能な期間の残余を算出することができる。
【００５４】
この発明に従った浄水器においては、水量検知部によって検知される水量と水圧検知部によって検知される水圧または差圧との複数の比の平均は、所定の時間間隔をあけて水量検知部によって検知される水量と水圧検知部によって検知される水圧または差圧との複数の比のうち、水圧検知部によって検知される水圧または差圧が所定の値以上の大きさの複数の比の平均であることが好ましい。
【００５５】
水圧検知部によって所定の間隔をあけて検知された複数の水圧または差圧の平均を用いても、比較的小さな値では、求められる濾材の使用可能な期間の残余の誤差が大きい場合がある。そこで、相対誤差が大きいと思われる比較的小さな値を用いずに、濾材の使用可能な期間の残余を算出することによって、より正確に濾材の使用可能な期間の残余を算出することができる。
【００５６】
この発明に従った浄水器は、報知部を備えることが好ましい。報知部は、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下であることを使用者に報知するように構成されていることが好ましい。
【００５７】
濾材の使用可能な期間の残余が０になった後は、浄水器は浄水を供給することができない、また、濾材の洗浄や交換にはある程度の時間がかかる。濾材の洗浄や交換を行っている間、浄水器は浄水を供給することができない。そのため、濾材の使用可能な期間の残余が０になった後に濾材の洗浄や交換を行うと、濾材の使用可能な期間の残余が０になる前に濾材の洗浄や交換を行う場合と比較して、浄水器が浄水を供給することができない期間が長くなる。
【００５８】
そこで、報知部が、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下であることを使用者に報知するように構成されていることにより、使用者は、濾材の使用可能な期間の残余が０になるまでの間に、濾材を洗浄したり、交換したりする時期を決定することができる。
【００５９】
このようにすることにより、浄水器が浄水を供給することができない期間を比較的短くすることができる。
【００６０】
この発明に従った浄水器は、報知部と、濾材を洗浄する洗浄部とを備えることが好ましい。洗浄部は、使用者によって洗浄剤を供給され、洗浄剤を用いて濾材を洗浄することが可能であるように構成されていることが好ましい。報知部は、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、洗浄部に洗浄剤を供給するように使用者に報知するように構成されていることが好ましい。
【００６１】
このようにすることにより、使用者は、濾材の使用可能な期間の残余が０になるまでの間に、濾材を洗浄したり、交換したりする時期を決定することができる。また、浄水器が浄水を供給することができない期間を比較的短くすることができる。さらに、洗浄部が洗浄剤を用いて濾材を洗浄することによって、濾材を効果的に洗浄することができる。
【００６２】
この発明に従った浄水器は、報知部と、濾材を洗浄する洗浄部とを備えることが好ましい。洗浄部は、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に濾材の洗浄を行うように構成されていることが好ましい。報知部は、濾材の洗浄を行った後に算出された濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、使用者に濾材の交換が必要であることを報知するように構成されていることが好ましい。
【００６３】
濾材の洗浄を行った後に算出された濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合には、濾材に洗浄不可能な汚れ成分が堆積していると考えられる。このような場合には、さらに濾材を洗浄しても、汚れ成分が除去されないと考えられる。そこで、報知部が、濾材の洗浄を行った後に算出された濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、使用者に濾材の交換が必要であることを報知するように構成されていることにより、使用者は、洗浄しても汚れ成分を除去することができなくなった濾材を交換することができる。
【００６４】
この発明に従った浄水器は、報知部と、濾材を洗浄する洗浄部とを備えることが好ましい。洗浄部は、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に濾材の洗浄を行うように構成されていることが好ましい。報知部は、濾材の洗浄を行う前に算出された濾材の使用可能な期間の残余と濾材の洗浄を行った後に算出された濾材の使用可能な期間の残余との差が所定の値以下である場合に、使用者に濾材の交換が必要であることを報知するように構成されていることが好ましい。
【００６５】
濾材の洗浄を行う前に算出された濾材の使用可能な期間の残余と濾材の洗浄を行った後に算出された濾材の使用可能な期間の残余との差が所定の値以下である場合には、濾材を洗浄しても、濾材に堆積された汚れ成分が除去されていない。このような場合には、濾材に洗浄不可能な汚れ成分が堆積していると考えられる。そこで、報知部は、濾材の洗浄を行う前に算出された濾材の使用可能な期間の残余と濾材の洗浄を行った後に算出された濾材の使用可能な期間の残余との差が所定の値以下である場合に、使用者に濾材の交換が必要であることを報知するように構成されている。このようにすることにより、使用者は、洗浄しても汚れ成分を除去することができなくなった濾材を交換することができる。
【００６６】
この発明に従った浄水器は、濾材への原水の供給を停止するための原水供給停止部を備えることが好ましい。原水供給停止部は、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、濾材への原水の供給を停止するように構成されていることが好ましい。
【００６７】
濾材に汚れ成分が堆積して、濾材の使用可能な期間の残余がある程度よりも短くなっているときに、濾材に原水を供給すると、濾材に加えられる水圧が、濾材の使用可能な期間の残余が長い場合と比較して、大きくなる。濾材に加えられる水圧が大きくなると、濾材が損傷される場合がある。濾材が損傷されると、原水に濾材を通過させても、原水から細菌など除去されるべき物質を除去することができなくなる。そこで、原水供給停止部は、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、濾材への原水の供給を停止するように構成されていることによって、濾材の損傷を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００６８】
以上のように、この発明によれば、原水の水質に応じて、濾材の使用可能期間の残余を予測することが可能な浄水器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】水量と水圧または差圧の比と、累積濾過時間との関係を模式的に示す図である。
【図２】累積濾過時間と累積経過時間との関係を模式的に示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る浄水器の全体を模式的に示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る浄水器の全体を模式的に示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態に係る浄水器の全体を模式的に示す図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【図９】本発明の第４実施形態に係る浄水器の全体を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る浄水器の全体を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第６実施形態に係る浄水器の全体を模式的に示す図である。
【図１４】本発明の第６実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第７実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第８実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第９実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００７１】
（第１実施形態）
図３に示すように、この発明の第１実施形態の浄水器１は、浄水・原水切換部２１と、水量検知部として水量計測部２２と、水圧検知部として水圧計測部２３と、カートリッジ式の濾材２９を収容するカートリッジ装着部２４と、累積濾過時間検知部２５と、メモリ２６と、演算部２７と、表示部２８とを備える。
【００７２】
浄水器１は、濾材２９が内蔵されたカートリッジを定期的に交換することで浄水性能を維持するカートリッジ方式を採用している。
【００７３】
浄水・原水切換部２１は、図示しない切換レバー等により、浄水器１が浄水を出力する浄水モードと、原水を出力する原水モードとを浄水器１の使用者が選択するとともに、浄水が出力されている、すなわち、浄水モードでかつ水が流れている場合にのみ、浄水出力信号を累積濾過時間検知部２５に出力する。
【００７４】
水量計測部２２は、累積濾過時間検知部２５から計測命令信号が入力されると、浄水器１の通水路内の原水側の水量を計測し、計測された水量値をメモリ２６に出力する。なお、水量計測部２２としては、流量センサなどを用いることができる。また、水量計測部２２は、定流量弁を用いるなどして、浄水器１内の単位時間当たりの流量をほぼ一定にすることを含み、その場合は、その一定値と原水を通水路内に供給する時間の長さとに基づいて、濾材を通過する水量を算出することができる。
【００７５】
水圧計測部２３は、累積濾過時間検知部２５からの計測命令信号が入力されると、浄水器通水路内の原水側の水圧を計測し、計測された水圧値をメモリ２６に出力する。
【００７６】
なお、水量計測部２２及び水圧計測部２３は、１回の計測命令信号の受信で、指定された計測時間間隔（≪指定された濾過時間間隔）で、複数回、水量及び水圧を計測してもよい。
【００７７】
カートリッジ装着部２４には、図示しないカートリッジが装着されている。カートリッジ装着部２４は、カートリッジ内部の中空糸膜や限外濾過膜（ＵＦ膜）等の濾材２９により、原水を濾過し浄水を生成する。また、カートリッジの取り替え時に自動的にリセット命令が出力され、累積濾過時間検知部２５内の累積濾過時間とメモリ２６内のデータがリセットされる。あるいは、カートリッジ装着部２４は、カートリッジ取り替え時に、図示しないリセットボタンを使用者が押すことで、リセット命令が出力される構造にしてもよい。
【００７８】
累積濾過時間検知部２５は、浄水・原水切換部２１から出力される浄水出力信号が受信されている場合、すなわち、原水が濾材２９によって濾過されて浄水が出力されている場合にのみ、現カートリッジの使用開始時からの累積濾過時間を計測し、メモリ２６に出力する。なお、この累積濾過時間は、カートリッジ装着部２４からのリセット信号を受信した時点でリセットされる。
【００７９】
累積濾過時間検知部２５はまた、指定された濾過時間間隔で、水量計測部２２と水圧計測部２３に対し、計測命令信号を出力し、水量と水圧の計測を促す。
【００８０】
メモリ２６は、水量計測部２２、水圧計測部２３、累積濾過時間検知部２５からそれぞれ出力された水量と水圧との比として水量／水圧と、累積濾過時間の組を格納する。なお、水量と水圧は、それぞれ同じ数で複数格納してもよい。
【００８１】
演算部２７は、メモリ２６にデータが追加されたときに、メモリ２６に格納されている、各濾過時間間隔で計測された２組以上の水量／水圧、及び累積濾過時間の組から、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間を算出し、表示部２８に出力する。
【００８２】
表示部２８は、演算部２７から出力された、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間、すなわち、濾材の使用可能な期間の残余を入力し、表示する。濾材の使用可能な期間の残余の求め方は後述する。
【００８３】
以上のように構成された浄水器１の動作を説明する。
【００８４】
図４に示すように、ステップＳ１１では、メモリ２６に格納されている水量、及び水圧のデータから、式３により水量／水圧を算出する。
【００８５】
【数３】
ただし、ｉ＝１，２，…，Ｎi、Ｎiは指定された濾過時間間隔でメモリ２６に格納されたデータの数(＞１)、Ｆr［ｉ］は指定された濾過時間間隔ごとに計測されたｉ番目の水量、Ｐr［ｉ］は指定された濾過時間間隔ごとに計測されたｉ番目の水圧、ＦrＰr［ｉ］は指定された濾過時間間隔ごとに計測されたｉ番目の水量／水圧である。
【００８６】
ステップＳ１１の処理を、指定された濾過時間間隔でメモリ２６に格納されたデータの数だけ繰り返す。
【００８７】
あるいは、ステップＳ１１では、指定された計測時間間隔で、指定された回数だけ水量と水圧の計測が行われた場合は、式４により水量／水圧を算出する。
【００８８】
【数４】
ただし、ｊ＝１，２，…，Ｎj、Ｎjは指定された計測時間間隔でメモリ２６に格納された水量／水圧の数(＞１)、Ｆr［ｉ］［ｊ］は指定された濾過時間間隔におけるｉ番目で、指定された計測時間間隔におけるｊ番目の水量、Ｐr［ｉ］［ｊ］は指定された濾過時間間隔におけるｉ番目で、指定された計測時間間隔におけるｊ番目の水圧である。
【００８９】
あるいは、ステップＳ１１ではさらに、水圧が所定値以上の組のみに対して水量／水圧を算出する場合は、式５と式６により、水量／水圧を算出する。
【００９０】
【数５】
【数６】
ただし、Ｐrlは水圧の所定値（下限値）、Ｎkは指定された計測時間間隔でメモリ２６に格納された水量／水圧の組の中で水圧が所定値以上の組の数、ｆif（ａ，ｂ，ｃ）は、判定式ａが真であればｂの値、偽であればｃの値を出力する関数である。
【００９１】
なお、式５でＮk＝０となった場合は、水圧の所定値を下げてＮkを再計算するか、あるいは、ｉ番目のデータ（水量／水圧）は、いずれも誤差が大きいので無効と判断して、ｉ番目のデータを以後の計算に用いないようにしてもよい。
【００９２】
次にステップＳ１２では、複数の累積濾過時間、水量／水圧の組（(Ｔo［１］，ＦrＰr［１］)，(Ｔo［２］，ＦrＰr［２］)，…(Ｔo［Ｎi］，ＦrＰr［Ｎi］)）を、入力ｘを累積濾過時間、出力ｙを水量／水圧とする関数（曲線）ｙ＝ｆ1(ｘ)で近似する。ステップＳ１２は、第１累積濾過時間演算行程の一例である。
【００９３】
ただし、Ｔo［ｉ］はｉ番目の累積濾過時間、ｙ＝ｆ1(ｘ)は入力ｘを累積濾過時間、出力ｙを水量／水圧とする近似関数である。
【００９４】
次に、ステップＳ１３では、式７により、カートリッジ使用開始時（前回のカートリッジ交換時）から、（今回の）カートリッジ交換時までの全濾過時間を算出する。ステップＳ１３は、第２累積濾過時間演算行程の一例である。
【００９５】
【数７】
ただし、Ｔotは（カートリッジ使用開始時からカートリッジ交換時までの）全濾過時間、ＦrＰrtはカートリッジ交換時における水量／水圧である。なお、ＦrＰrtは、カートリッジ性能を保つことができる水量／水圧の下限値を表し、カートリッジの種類に応じて決定され、予めメモリ２６に格納されている。
【００９６】
次に、ステップＳ１４では、式８により、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間を算出する。ステップＳ１４は、第３累積濾過時間演算行程の一例である。
【００９７】
【数８】
ただし、Ｔorは現時点からカートリッジ交換までの濾過時間である。このようにして、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間を予測することができる。
【００９８】
なお、Ｔorが０以下になった場合は、既にカートリッジ寿命が尽きていることを意味するので、表示部２８で、その旨を表示する。
【００９９】
ここで、ｙ＝ｆ1(ｘ)の具体的な関数式について考察する。
【０１００】
まず、入力を濾過時間Ｔo、出力を濾滓の抵抗Ｒcと濾材の抵抗Ｒmを足し合わせた濾過抵抗Ｒ(Ｒ＝Ｒc＋Ｒm)とする近似関数をｆR(ｘ)で表すと、式９になる。
【０１０１】
【数９】
式９を式２に代入すると、式１０になる。
【０１０２】
【数１０】
よって近似関数ｙ＝ｆ1(ｘ)は、式１１になる。
【０１０３】
【数１１】
例えば、濾材としてセラミックＭＦ膜を用いた場合の、定水量濾過時における、濾過時間と濾過抵抗の関係は、式１２のような指数関数で近似できることが知られている（都築佑太著、岐阜大学水質安全研究室修士論文「粒径の異なる微粒子群が膜ろ過抵抗に与える影響の評価」、２００７年）。
【０１０４】
【数１２】
ただし、ａ＞０、ｂ＞０とする。式１２を式１１に代入すると、式１３になる。
【０１０５】
【数１３】
よって、計測された複数の累積濾過時間、水量／水圧の組より、最小二乗法を用いて、係数ａ，ｂを算出することで、ｆ1(ｘ)の関数式を一意に定めることができる。
【０１０６】
セラミックＭＦ膜以外の濾材を用いた場合でも、実験等により、ｆR(ｘ)の式を求めることで、ｆ1(ｘ)の式を明らかにすることができる。
【０１０７】
ただし、式１２は、定水量濾過時、かつ原水の水質が一定という条件の下での式であるため、実際の浄水器の使用状況によっては、厳密には式１３を満たさない場合が考えられる。
【０１０８】
しかし、濾過時間と水量／水圧の関係は必ず単調減少になるという点において、式１３から大きくずれることはないともいえる。
【０１０９】
さらに、濾過時間が経過するほど、グラフの線の延長度合いが小さくなってくるので、濾材寿命算出時の誤差が小さくなる。
【０１１０】
第１実施形態の浄水器１は、カートリッジ方式の浄水器であるが、逆洗による濾材再生方式の浄水器にも有効である。
【０１１１】
逆洗方式の浄水器では、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間の代わりに、現時点から逆洗による濾材再生が必要となるまでの濾過時間を予測することができる。
【０１１２】
さらに、逆洗直後の水量及び水圧を計測し、水量／水圧を求めることで、逆洗による濾材２９の再生度合いを評価することもできる。
【０１１３】
例えば、逆洗直後の水量／水圧が所定値より小さければ、さらに念入りに逆洗を行い、それでも所定値より大きくならなければ、濾材の寿命と判断し、濾材、あるいは浄水器自体の交換を促すこともできる。
【０１１４】
以上のように、第１実施形態の浄水器１は、濾材２９と、水量計測部２２と、水圧計測部２３と、演算部２７とを備える。
【０１１５】
濾材２９は、原水を通過させて浄水にするものである。水量計測部２２は、濾材２９を通過する水量を検知するものである。水圧計測部２３は、濾材２９の原水側の水圧を検知するものである。演算部２７は、水量計測部２２によって検知される水量と水圧計測部２３によって検知される水圧との比に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０１１６】
このようにすることにより、原水の水質に応じて、濾材２９の使用可能期間の残余を予測することが可能な浄水器１を提供することができる。
【０１１７】
また、第１実施形態の浄水器１は、濾材２９の使用開始後に水が濾材２９を通過した累積濾過時間を検知する累積濾過時間検知部２５を備える。
【０１１８】
演算部２７は、累積濾過時間検知部２５によって所定の累積濾過時間が検知されたときに水量計測部２２が検知する水量と水圧計測部２３が検知する水圧との比と、累積濾過時間検知部２５によって検知された累積濾過時間との組を作成し、複数の組に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０１１９】
浄水器１の濾過時間の経過とともに、濾材２９は目詰まりする。濾材２９の目詰まりによって、水量と水圧との比（Ｐr／Ｆr）の値は、濾過時間の経過とともに徐々に小さくなる。すなわち、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を水量／水圧として、水量Ｆrと水圧Ｐrの比の値をプロットして線で結ぶと、単調減少のグラフとなる。
【０１２０】
そこで、水量／水圧が所定の値より小さくなると濾材寿命に達している、例えば、カートリッジ交換時期、あるいは逆洗時期である等と定義した場合、その所定の値まで上述のグラフの線を延長することで、濾材２９の使用可能な期間の残余、すなわち、現在から濾材寿命までの濾過時間をより正確に予測することができる。
【０１２１】
なお、上記の説明では、水量と水圧との比として水量／水圧を用いているが、水圧／水量を用いてもよい。水圧／水量を用いる場合には、濾過時間の経過とともに濾材２９の目詰まりによって値が徐々に大きくなる。すなわち、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を水圧／水量として、複数の水圧／水量の値をプロットして線で結ぶと、単調増加のグラフとなる。この場合には、水圧／水量がある決められた値より大きくなると濾材寿命に達していると定義すればよい。
【０１２２】
また、第１実施形態の浄水器１においては、演算部２７は、第１累積濾過時間演算行程と、第２累積濾過時間演算行程と、第３累積濾過時間演算行程とを行うことによって、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０１２３】
第１累積濾過時間演算行程においては、累積濾過時間をｘとし、累積濾過時間ｘが検知されたときに水量計測部２２が検知する水量と水圧計測部２３が検知する水圧との比をｙとし、ｘとｙとの複数の組について最小二乗法を用いて、ｙをｘの近似関数としてｙ＝ｆ1（ｘ）の形で表す。
【０１２４】
第２累積濾過時間演算行程においては、第１累積濾過時間演算行程で表された近似関数において、濾材２９の原水側の水量と水圧との比の所定の値をｙに代入して濾材２９の原水側の水量と水圧との比が所定の値になるときのｘを求める。
【０１２５】
第３累積濾過時間演算行程においては、第２累積濾過時間演算行程で求められたｘから、累積濾過時間検知部によって検知された最大の累積濾過時間を減算する。
【０１２６】
このようにすることにより、濾材２９の使用可能な期間の残余、すなわち、現在から濾材寿命までの濾過時間をより正確に予測することができる。
【０１２７】
また、第１実施形態の浄水器１においては、演算部２７は、所定の時間間隔をあけて水量計測部２２によって検知される水量と水圧計測部２３によって検知される水圧との複数の比の平均に基づいて、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることが好ましい。
【０１２８】
水量計測部２２と水圧計測部２３が、それぞれ１回だけ計測を行う場合、検知される水量や水圧の誤差が大きくても、その値を使わざるを得ない。そこで、所定の時間間隔をあけて水量計測部２２によって検知される水量と水圧計測部２３によって検知される水圧との複数の比の平均を用いることで、誤差を相殺させる、あるいは、相対誤差が大きいと思われる値、例えば、比較的小さな値を用いずに、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出することができる。
【０１２９】
また、第１実施形態の浄水器１においては、水量計測部２２によって検知される水量と水圧計測部２３によって検知される水圧との複数の比の平均は、所定の時間間隔をあけて水量計測部２２によって検知される水量と水圧計測部２３によって検知される水圧との複数の比のうち、水圧計測部２３によって検知される水圧が所定の値以上の大きさの複数の比の平均であることが好ましい。
【０１３０】
水圧計測部２３によって所定の間隔をあけて検知された複数の水圧の平均を用いても、比較的小さな値では、求められる濾材２９の使用可能な期間の残余の誤差が大きい場合がある。そこで、相対誤差が大きいと思われる比較的小さな値を用いずに、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出することによって、より正確に濾材２９の使用可能な期間の残余を算出することができる。
【０１３１】
（第２実施形態）
第１実施形態の浄水器１では現時点からカートリッジ交換までの濾過時間、すなわち、原水が濾材２９を通過する時間を予測していたが、第２実施形態の浄水器では、浄水器の使用時と未使用時とに関わらず、浄水器の使用開始後に経過した累積経過時間も加味することで、カートリッジ交換時期を予測することができる。例えば、今から何日後に、さらには何年何月何日にカートリッジ交換を行えばよいかを予測することができる。
【０１３２】
図５に示すように、第２実施形態の浄水器２が第１実施形態の浄水器１と異なる点としては、累積経過時間検知部３５と、演算部３７と、表示部３８とを備える。浄水器２のその他の構成は、第１実施形態の浄水器１と同様である。
【０１３３】
累積経過時間検知部３５は、現カートリッジの使用開始時から経過時間を計測する。累積経過時間検知部３５は、浄水器未使用時、すなわち、浄水器２から浄水も原水も排出されない時間も含めた累積経過時間を計測する。なお、この累積経過時間は、カートリッジ装着部２４からのリセット信号を受信した時点でリセットされる。
【０１３４】
演算部３７は、メモリ２６に格納されている複数の水量／水圧、累積濾過時間、及び累積経過時間の組から、カートリッジ交換時期を算出し、出力する。
【０１３５】
表示部３８は、演算部３７から出力されたカートリッジ交換時期を入力し、表示する。
【０１３６】
なお、第１実施形態の浄水器１と同一の処理部に対しては、第１実施形態と同じ番号を付けるとともに、詳細説明を省略する。
【０１３７】
以上のように構成される第２実施形態の浄水器２の動作について説明する。
【０１３８】
図６に示すように、ステップＳ１１からステップＳ１４は、第１実施形態の演算部２７で行われるステップＳ１１からステップＳ１４と同様である。
【０１３９】
ステップＳ２５では、複数の累積濾過時間、累積経過時間の組（(Ｔo［１］，Ｔe［１］)，(Ｔo［２］，Ｔe［２］)，…(Ｔo［Ｎi］，Ｔe［Ｎi］)）を、入力ｘを累積濾過時間、出力ｙを累積経過時間とする関数（曲線）ｙ＝ｆ2(ｘ)で近似する。近似関数は、(Ｔo［１］，Ｔe［１］)＝(０，０)を通るようにする。ステップＳ２５は第１累積経過時間演算行程の一例である。
【０１４０】
ただし、Ｔe［ｉ］はｉ番目の累積経過時間、ｙ＝ｆ2(ｘ)は入力ｘを累積濾過時間、出力ｙを累積経過時間とする近似関数である。
【０１４１】
なお、濾過時間と経過時間はほぼ比例すると考えられるので、ｙ＝ｆ2(ｘ)の関数式として、原点を通る１次関数（ｙ＝ａｘの形式で表される一次関数であって、ａ＞０とする）で近似するとよい。
【０１４２】
ステップＳ２６では、式１４により、カートリッジ使用開始時から、カートリッジ交換時までの全経過時間を算出する。ステップＳ２６は、第２累積経過時間演算行程の一例である。
【０１４３】
【数１４】
ただし、カートリッジ使用開始時から、カートリッジ交換時までの全経過時間をＴetとする。
【０１４４】
ステップＳ２７では、式１５により、現時点からカートリッジ交換までの経過時間を算出する。ステップＳ２７は、第３累積経過時間演算行程の一例である。
【０１４５】
【数１５】
ただし、現時点からカートリッジ交換までの経過時間をＴerとする。
【０１４６】
このようにして、現時点からカートリッジ交換までの経過時間を予測することができる。
【０１４７】
なお、Ｔerの値が０以下になった場合は、既にカートリッジ寿命が尽きていることを意味するので、表示部３８で、その旨を表示する。
【０１４８】
以上のように、第２実施形態の浄水器２は、当該浄水器２の使用開始後に経過した累積経過時間を検知する累積経過時間検知部３５を備える。
【０１４９】
演算部３７は、累積経過時間検知部３５によって所定の累積経過時間が検知されたときに水量計測部２２が検知する水量と水圧計測部２３が検知する水圧との比と、累積濾過時間検知部２５によって検知された累積濾過時間と、累積経過時間検知部３５によって検知された累積経過時間との組を作成し、複数の組に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０１５０】
累積経過時間は、累積濾過時間の増加とともに、値が大きくなる。すなわち、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を累積経過時間として、検知された複数の累積濾過時間と累積経過時間の組をプロットして線で結ぶと、単調増加のグラフとなる。
【０１５１】
そこで、水圧と水量との比と累積濾過時間とを用いて濾材２９の使用可能な期間を算出し、算出された濾材２９の使用可能な期間の終期までグラフの線を延長することで、濾材２９の使用可能な期間の終期までの累積経過時間を予測することができる。また、現在から濾材寿命までの累積経過時間の残余をより正確に予測することができる。
【０１５２】
また、第２実施形態の浄水器２においては、演算部３７は、第１累積経過時間演算行程と、第２累積経過時間演算行程と、第３累積経過時間演算行程とを行うことによって、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０１５３】
第１累積経過時間演算行程においては、累積濾過時間をｘとし、累積濾過時間ｘが検知されたときに累積経過時間検知部３５が検知する累積経過時間をｙとし、ｘとｙとの複数の組について最小二乗法を用いて、ｙをｘの近似関数としてｙ＝ｆ2（ｘ）の形で表す。
【０１５４】
第２累積経過時間演算行程においては、第１累積経過時間演算行程で表された近似関数において、第２累積濾過時間演算行程で求められたｘを代入してｙを求める。
【０１５５】
第３累積経過時間演算行程においては、第２累積経過時間演算行程で求められたｙから、累積経過時間検知部３５によって検知された最大の累積経過時間を減算する第３累積経過時間演算行程とを行なう。
【０１５６】
このようにすることにより、濾材２９の使用可能な期間の残余、すなわち、現在から濾材寿命までの累積経過時間をより正確に予測することができる。
【０１５７】
（第３実施形態）
図７に示すように、この発明の第３実施形態の浄水器３は、浄水・原水切換部２１と、水量検知部として水量計測部２２と、水圧検知部として差圧計測部４３と、カートリッジ式の濾材２９を収容するカートリッジ装着部２４と、累積濾過時間検知部２５と、メモリ２６と、演算部２７と、表示部２８とを備える。
【０１５８】
浄水器３は、第１実施形態の浄水器１と同様に、濾材２９が内蔵されたカートリッジを定期的に交換することで浄水性能を維持するカートリッジ方式を採用している。
【０１５９】
浄水・原水切換部２１は、図示しない切換レバー等により、浄水器３が浄水を出力する浄水モードと、原水を出力する原水モードとを浄水器３の使用者が選択するとともに、浄水が出力されている、すなわち、浄水モードでかつ水が流れている場合にのみ、浄水出力信号を累積濾過時間検知部２５に出力する。
【０１６０】
水量計測部２２は、累積濾過時間検知部２５から計測命令信号が入力されると、浄水器３の通水路内の原水側の水量を計測し、計測された水量値をメモリ２６に出力する。
【０１６１】
差圧計測部４３は、累積濾過時間検知部２５からの計測命令信号が入力されると、浄水器通水路内の濾材２９の原水側の水圧と濾過水側の水圧との差圧を計測し、計測された差圧値をメモリ２６に出力する。
【０１６２】
なお、水量計測部２２及び差圧計測部４３は、１回の計測命令信号の受信で、指定された計測時間間隔（≪指定された濾過時間間隔）で、複数回、水量及び差圧を計測してもよい。
【０１６３】
カートリッジ装着部２４には、図示しないカートリッジが装着されている。カートリッジ装着部２４は、カートリッジ内部の中空糸膜や限外濾過膜（ＵＦ膜）等の濾材２９により、原水を濾過し浄水を生成する。また、カートリッジの取り替え時に自動的にリセット命令が出力され、累積濾過時間検知部２５内の累積濾過時間とメモリ２６内のデータがリセットされる。あるいは、カートリッジ装着部２４は、カートリッジ取り替え時に、図示しないリセットボタンを使用者が押すことで、リセット命令が出力される構造にしてもよい。
【０１６４】
累積濾過時間検知部２５は、浄水・原水切換部２１から出力される浄水出力信号が受信されている場合、すなわち、原水が濾材２９によって濾過されて浄水が出力されている場合にのみ、現カートリッジの使用開始時からの累積濾過時間を計測し、メモリ２６に出力する。なお、この累積濾過時間は、カートリッジ装着部２４からのリセット信号を受信した時点でリセットされる。
【０１６５】
累積濾過時間検知部２５はまた、指定された濾過時間間隔で、水量計測部２２と差圧計測部４３に対し、計測命令信号を出力し、水量と差圧の計測を促す。
【０１６６】
メモリ２６は、水量計測部２２、差圧計測部４３、累積濾過時間検知部２５からそれぞれ出力された水量と差圧との比として水量／差圧と、累積濾過時間の組を格納する。なお、水量と差圧は、それぞれ同じ数で複数格納してもよい。
【０１６７】
演算部２７は、メモリ２６にデータが追加されたときに、メモリ２６に格納されている、各濾過時間間隔で計測された２組以上の水量／差圧、及び累積濾過時間の組から、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間を算出し、表示部２８に出力する。
【０１６８】
表示部２８は、演算部２７から出力された、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間、すなわち、濾材の使用可能な期間の残余を入力し、表示する。濾材の使用可能な期間の残余の求め方は後述する。
【０１６９】
以上のように構成された浄水器３の動作を説明する。
【０１７０】
図８に示すように、ステップＳ３１では、メモリ２６に格納されている水量、及び差圧のデータから、式３により水量／差圧を算出する。
【０１７１】
【数３】
ただし、ｉ＝１，２，…，Ｎi、Ｎiは指定された濾過時間間隔でメモリ２６に格納されたデータの数(＞１)、Ｆr［ｉ］は指定された濾過時間間隔ごとに計測されたｉ番目の水量、Ｐr［ｉ］は指定された濾過時間間隔ごとに計測されたｉ番目の差圧、ＦrＰr［ｉ］は指定された濾過時間間隔ごとに計測されたｉ番目の水量／差圧である。
【０１７２】
ステップＳ３１の処理を、指定された濾過時間間隔でメモリ２６に格納されたデータの数だけ繰り返す。
【０１７３】
あるいは、ステップＳ３１では、指定された計測時間間隔で、指定された回数だけ水量と差圧の計測が行われた場合は、式４により水量／差圧を算出する。
【０１７４】
【数４】
ただし、ｊ＝１，２，…，Ｎj、Ｎjは指定された計測時間間隔でメモリ２６に格納された水量／差圧の数(＞１)、Ｆr［ｉ］［ｊ］は指定された濾過時間間隔におけるｉ番目で、指定された計測時間間隔におけるｊ番目の水量、Ｐr［ｉ］［ｊ］は指定された濾過時間間隔におけるｉ番目で、指定された計測時間間隔におけるｊ番目の差圧である。
【０１７５】
あるいは、ステップＳ３１ではさらに、差圧が所定値以上の組のみに対して水量／差圧を算出する場合は、式５と式６により、水量／差圧を算出する。
【０１７６】
【数５】
【数６】
ただし、Ｐrlは差圧の所定値（下限値）、Ｎkは指定された計測時間間隔でメモリ２６に格納された水量／差圧の組の中で差圧が所定値以上の組の数、ｆif（ａ，ｂ，ｃ）は、判定式ａが真であればｂの値、偽であればｃの値を出力する関数である。
【０１７７】
なお、式５でＮk＝０となった場合は、差圧の所定値を下げてＮkを再計算するか、あるいは、ｉ番目のデータ（水量／差圧）は、いずれも誤差が大きいので無効と判断して、ｉ番目のデータを以後の計算に用いないようにしてもよい。
【０１７８】
次にステップＳ３２では、複数の累積濾過時間、水量／差圧の組（(Ｔo［１］，ＦrＰr［１］)，(Ｔo［２］，ＦrＰr［２］)，…(Ｔo［Ｎi］，ＦrＰr［Ｎi］)）を、入力ｘを累積濾過時間、出力ｙを水量／差圧とする関数（曲線）ｙ＝ｆ1(ｘ)で近似する。ステップＳ３２は、第１累積濾過時間演算行程の一例である。
【０１７９】
ただし、Ｔo［ｉ］はｉ番目の累積濾過時間、ｙ＝ｆ1(ｘ)は入力ｘを累積濾過時間、出力ｙを水量／差圧とする近似関数である。
【０１８０】
次に、ステップＳ３３では、式７により、カートリッジ使用開始時（前回のカートリッジ交換時）から、（今回の）カートリッジ交換時までの全濾過時間を算出する。ステップＳ３３は、第２累積濾過時間演算行程の一例である。
【０１８１】
【数７】
ただし、Ｔotは（カートリッジ使用開始時からカートリッジ交換時までの）全濾過時間、ＦrＰrtはカートリッジ交換時における水量／差圧である。なお、ＦrＰrtは、カートリッジ性能を保つことができる水量／差圧の下限値を表し、カートリッジの種類に応じて決定され、予めメモリ２６に格納されている。
【０１８２】
次に、ステップＳ３４では、式８により、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間を算出する。ステップＳ３４は、第３累積濾過時間演算行程の一例である。
【０１８３】
【数８】
ただし、Ｔorは現時点からカートリッジ交換までの濾過時間である。このようにして、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間を予測することができる。
【０１８４】
なお、Ｔorが０以下になった場合は、既にカートリッジ寿命が尽きていることを意味するので、表示部２８で、その旨を表示する。
【０１８５】
ここで、ｙ＝ｆ1(ｘ)の具体的な関数式について考察する。
【０１８６】
まず、入力を濾過時間Ｔo、出力を濾滓の抵抗Ｒcと濾材の抵抗Ｒmを足し合わせた濾過抵抗Ｒ(Ｒ＝Ｒc＋Ｒm)とする近似関数をｆR(ｘ)で表すと、式９になる。
【０１８７】
【数９】
式９を式２に代入すると、式１０になる。
【０１８８】
【数１０】
よって近似関数ｙ＝ｆ1(ｘ)は、式１１になる。
【０１８９】
【数１１】
例えば、濾材としてセラミックＭＦ膜を用いた場合の、定水量濾過時における、濾過時間と濾過抵抗の関係は、式１２のような指数関数で近似できることが知られている（都築佑太著、岐阜大学水質安全研究室修士論文「粒径の異なる微粒子群が膜ろ過抵抗に与える影響の評価」、２００７年）。
【０１９０】
【数１２】
ただし、ａ＞０、ｂ＞０とする。式１２を式１１に代入すると、式１３になる。
【０１９１】
【数１３】
よって、計測された複数の累積濾過時間、水量／差圧の組より、最小二乗法を用いて、係数ａ，ｂを算出することで、ｆ1(ｘ)の関数式を一意に定めることができる。
【０１９２】
セラミックＭＦ膜以外の濾材を用いた場合でも、実験等により、ｆR(ｘ)の式を求めることで、ｆ1(ｘ)の式を明らかにすることができる。
【０１９３】
ただし、式１２は、定水量濾過時、かつ原水の水質が一定という条件の下での式であるため、実際の浄水器の使用状況によっては、厳密には式１３を満たさない場合が考えられる。
【０１９４】
しかし、濾過時間と水量／差圧の関係は必ず単調減少になるという点において、式１３から大きくずれることはないともいえる。
【０１９５】
さらに、濾過時間が経過するほど、グラフの線の延長度合いが小さくなってくるので、濾材寿命算出時の誤差が小さくなる。
【０１９６】
第３実施形態の浄水器３は、カートリッジ方式の浄水器であるが、逆洗による濾材再生方式の浄水器にも有効である。
【０１９７】
逆洗方式の浄水器では、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間の代わりに、現時点から逆洗による濾材再生が必要となるまでの濾過時間を予測することができる。
【０１９８】
さらに、逆洗直後の水量及び差圧を計測し、水量／差圧を求めることで、逆洗による濾材２９の再生度合いを評価することもできる。
【０１９９】
例えば、逆洗直後の水量／差圧が所定値より小さければ、さらに念入りに逆洗を行い、それでも所定値より大きくならなければ、濾材の寿命と判断し、濾材、あるいは浄水器自体の交換を促すこともできる。
【０２００】
以上のように、第３実施形態の浄水器３は、濾材２９と、水量計測部２２と、差圧計測部４３と、演算部２７とを備える。
【０２０１】
濾材２９は、原水を通過させて浄水にするものである。水量計測部２２は、濾材２９を通過する水量を検知するものである。差圧計測部４３は、濾材２９の原水側の差圧を検知するものである。演算部２７は、水量計測部２２によって検知される水量と差圧計測部４３によって検知される差圧との比に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０２０２】
このようにすることにより、原水の水質に応じて、濾材２９の使用可能期間の残余を予測することが可能な浄水器３を提供することができる。
【０２０３】
特に、演算部２７が、水量計測部２２によって検知される水量Ｆrと差圧計測部４３によって検知される差圧との比に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることによって、濾材２９の濾過水側の気圧が大気圧でない場合にも、濾材２９にかかる圧力に基づいて、原水の水質に応じて、濾材２９の使用可能期間の残余を予測することが可能な浄水器３を提供することができる。なお、濾材２９の濾過水側の気圧が大気圧でない場合とは、例えば、水位が高い場合や、濾材２９以外のフィルターなど圧損となるものが配置されている場合などである。
【０２０４】
また、第３実施形態の浄水器３は、濾材２９の使用開始後に水が濾材２９を通過した累積濾過時間を検知する累積濾過時間検知部２５を備える。
【０２０５】
演算部２７は、累積濾過時間検知部２５によって所定の累積濾過時間が検知されたときに水量計測部２２が検知する水量と差圧計測部４３が検知する差圧との比と、累積濾過時間検知部２５によって検知された累積濾過時間との組を作成し、複数の組に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０２０６】
浄水器３の濾過時間の経過とともに、濾材２９は目詰まりする。濾材２９の目詰まりによって、水量と差圧との比（Ｐr／Ｆr）の値は、濾過時間の経過とともに徐々に小さくなる。すなわち、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を水量／差圧として、水量Ｆrと差圧Ｐrの比の値をプロットして線で結ぶと、単調減少のグラフとなる。
【０２０７】
そこで、水量／差圧が所定の値より小さくなると濾材寿命に達している、例えば、カートリッジ交換時期、あるいは逆洗時期である等と定義した場合、その所定の値まで上述のグラフの線を延長することで、濾材２９の使用可能な期間の残余、すなわち、現在から濾材寿命までの濾過時間をより正確に予測することができる。
【０２０８】
なお、上記の説明では、水量と差圧との比として水量／差圧を用いているが、差圧／水量を用いてもよい。差圧／水量を用いる場合には、濾過時間の経過とともに濾材２９の目詰まりによって値が徐々に大きくなる。すなわち、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を差圧／水量として、複数の差圧／水量の値をプロットして線で結ぶと、単調増加のグラフとなる。この場合には、差圧／水量がある決められた値より大きくなると濾材寿命に達していると定義すればよい。
【０２０９】
また、第３実施形態の浄水器３においては、演算部２７は、第１累積濾過時間演算行程と、第２累積濾過時間演算行程と、第３累積濾過時間演算行程とを行うことによって、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０２１０】
第１累積濾過時間演算行程においては、累積濾過時間をｘとし、累積濾過時間ｘが検知されたときに水量計測部２２が検知する水量と差圧計測部４３が検知する差圧との比をｙとし、ｘとｙとの複数の組について最小二乗法を用いて、ｙをｘの近似関数としてｙ＝ｆ1（ｘ）の形で表す。
【０２１１】
第２累積濾過時間演算行程においては、第１累積濾過時間演算行程で表された近似関数において、濾材２９の原水側の水量と差圧との比の所定の値をｙに代入して濾材２９の原水側の水量と差圧との比が所定の値になるときのｘを求める。
【０２１２】
第３累積濾過時間演算行程においては、第２累積濾過時間演算行程で求められたｘから、累積濾過時間検知部によって検知された最大の累積濾過時間を減算する。
【０２１３】
このようにすることにより、濾材２９の使用可能な期間の残余、すなわち、現在から濾材寿命までの濾過時間をより正確に予測することができる。
【０２１４】
また、第３実施形態の浄水器３においては、演算部２７は、所定の時間間隔をあけて水量計測部２２によって検知される水量と差圧計測部４３によって検知される差圧との複数の比の平均に基づいて、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることが好ましい。
【０２１５】
水量計測部２２と差圧計測部４３が、それぞれ１回だけ計測を行う場合、検知される水量や差圧の誤差が大きくても、その値を使わざるを得ない。そこで、所定の時間間隔をあけて水量計測部２２によって検知される水量と差圧計測部４３によって検知される差圧との複数の比の平均を用いることで、誤差を相殺させる、あるいは、相対誤差が大きいと思われる値、例えば、比較的小さな値を用いずに、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出することができる。
【０２１６】
また、第３実施形態の浄水器３においては、水量計測部２２によって検知される水量と差圧計測部４３によって検知される差圧との複数の比の平均は、所定の時間間隔をあけて水量計測部２２によって検知される水量と差圧計測部４３によって検知される差圧との複数の比のうち、差圧計測部４３によって検知される差圧が所定の値以上の大きさの複数の比の平均であることが好ましい。
【０２１７】
差圧計測部４３によって所定の間隔をあけて検知された複数の差圧の平均を用いても、比較的小さな値では、求められる濾材２９の使用可能な期間の残余の誤差が大きい場合がある。そこで、相対誤差が大きいと思われる比較的小さな値を用いずに、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出することによって、より正確に濾材２９の使用可能な期間の残余を算出することができる。
【０２１８】
第３実施形態の浄水器３のその他の構成と効果は、第１実施形態の浄水器１と同様である。
【０２１９】
（第４実施形態）
第３実施形態の浄水器３では現時点からカートリッジ交換までの濾過時間、すなわち、原水が濾材２９を通過する時間を予測していたが、第４実施形態の浄水器では、浄水器の使用時と未使用時とに関わらず、浄水器の使用開始後に経過した累積経過時間も加味することで、カートリッジ交換時期を予測することができる。例えば、今から何日後に、さらには何年何月何日にカートリッジ交換を行えばよいかを予測することができる。
【０２２０】
図９に示すように、第４実施形態の浄水器４が第３実施形態の浄水器３と異なる点としては、累積経過時間検知部３５と、演算部３７と、表示部３８とを備える。浄水器４のその他の構成は、第３実施形態の浄水器３と同様である。
【０２２１】
累積経過時間検知部３５は、現カートリッジの使用開始時から経過時間を計測する。累積経過時間検知部３５は、浄水器未使用時、すなわち、浄水器４から浄水も原水も排出されない時間も含めた累積経過時間を計測する。なお、この累積経過時間は、カートリッジ装着部２４からのリセット信号を受信した時点でリセットされる。
【０２２２】
演算部３７は、メモリ２６に格納されている複数の水量／差圧、累積濾過時間、及び累積経過時間の組から、カートリッジ交換時期を算出し、出力する。
【０２２３】
表示部３８は、演算部３７から出力されたカートリッジ交換時期を入力し、表示する。
【０２２４】
なお、第３実施形態の浄水器３と同一の処理部に対しては、第３実施形態と同じ番号を付けるとともに、詳細説明を省略する。
【０２２５】
以上のように構成される第４実施形態の浄水器４の動作について説明する。
【０２２６】
図１０に示すように、ステップＳ４１からステップＳ４４は、第３実施形態の演算部２７で行われるステップＳ３１からステップＳ３４と同様である。
【０２２７】
ステップＳ４５では、複数の累積濾過時間、累積経過時間の組（(Ｔo［１］，Ｔe［１］)，(Ｔo［２］，Ｔe［２］)，…(Ｔo［Ｎi］，Ｔe［Ｎi］)）を、入力ｘを累積濾過時間、出力ｙを累積経過時間とする関数（曲線）ｙ＝ｆ2(ｘ)で近似する。近似関数は、(Ｔo［１］，Ｔe［１］)＝(０，０)を通るようにする。ステップＳ４５は第１累積経過時間演算行程の一例である。
【０２２８】
ただし、Ｔe［ｉ］はｉ番目の累積経過時間、ｙ＝ｆ2(ｘ)は入力ｘを累積濾過時間、出力ｙを累積経過時間とする近似関数である。
【０２２９】
なお、濾過時間と経過時間はほぼ比例すると考えられるので、ｙ＝ｆ2(ｘ)の関数式として、原点を通る１次関数（ｙ＝ａｘの形式で表される一次関数であって、ａ＞０とする）で近似するとよい。
【０２３０】
ステップＳ４６では、式１４により、カートリッジ使用開始時から、カートリッジ交換時までの全経過時間を算出する。ステップＳ４６は、第２累積経過時間演算行程の一例である。
【０２３１】
【数１４】
ただし、カートリッジ使用開始時から、カートリッジ交換時までの全経過時間をＴetとする。
【０２３２】
ステップＳ４７では、式１５により、現時点からカートリッジ交換までの経過時間を算出する。ステップＳ４７は、第３累積経過時間演算行程の一例である。
【０２３３】
【数１５】
ただし、現時点からカートリッジ交換までの経過時間をＴerとする。
【０２３４】
このようにして、現時点からカートリッジ交換までの経過時間を予測することができる。
【０２３５】
なお、Ｔerの値が０以下になった場合は、既にカートリッジ寿命が尽きていることを意味するので、表示部３８で、その旨を表示する。
【０２３６】
以上のように、第４実施形態の浄水器４は、当該浄水器４の使用開始後に経過した累積経過時間を検知する累積経過時間検知部３５を備える。
【０２３７】
演算部３７は、累積経過時間検知部３５によって所定の累積経過時間が検知されたときに水量計測部２２が検知する水量と差圧計測部４３が検知する差圧との比と、累積濾過時間検知部２５によって検知された累積濾過時間と、累積経過時間検知部３５によって検知された累積経過時間との組を作成し、複数の組に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０２３８】
累積経過時間は、累積濾過時間の増加とともに、値が大きくなる。すなわち、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を累積経過時間として、検知された複数の累積濾過時間と累積経過時間の組をプロットして線で結ぶと、単調増加のグラフとなる。
【０２３９】
そこで、差圧と水量との比と累積濾過時間とを用いて濾材２９の使用可能な期間を算出し、算出された濾材２９の使用可能な期間の終期までグラフの線を延長することで、濾材２９の使用可能な期間の終期までの累積経過時間を予測することができる。また、現在から濾材寿命までの累積経過時間の残余をより正確に予測することができる。
【０２４０】
また、第４実施形態の浄水器４においては、演算部３７は、第１累積経過時間演算行程と、第２累積経過時間演算行程と、第３累積経過時間演算行程とを行うことによって、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０２４１】
第１累積経過時間演算行程においては、累積濾過時間をｘとし、累積濾過時間ｘが検知されたときに累積経過時間検知部３５が検知する累積経過時間をｙとし、ｘとｙとの複数の組について最小二乗法を用いて、ｙをｘの近似関数としてｙ＝ｆ2（ｘ）の形で表す。
【０２４２】
第２累積経過時間演算行程においては、第１累積経過時間演算行程で表された近似関数において、第２累積濾過時間演算行程で求められたｘを代入してｙを求める。
【０２４３】
第３累積経過時間演算行程においては、第２累積経過時間演算行程で求められたｙから、累積経過時間検知部３５によって検知された最大の累積経過時間を減算する第３累積経過時間演算行程とを行なう。
【０２４４】
このようにすることにより、濾材２９の使用可能な期間の残余、すなわち、現在から濾材寿命までの累積経過時間をより正確に予測することができる。
【０２４５】
第４実施形態の浄水器４のその他の構成と効果は、第３実施形態の浄水器３と同様である。
【０２４６】
（第５実施形態）
図１１に示すように、第５実施形態の浄水器５は、浄水・原水切換部２１と、水量検知部として水量計測部２２と、水圧検知部として水圧計測部２３と、カートリッジ式の濾材２９を収容するカートリッジ装着部２４と、累積濾過時間検知部２５と、メモリ２６と、演算部２７と、表示部２８と、報知部５１とを備える。
【０２４７】
浄水器５は、第１実施形態の浄水器１と同様に構成されている。浄水器５の各部材は、浄水器１の各部材と同様に構成されている。浄水器５が浄水器１と異なる点としては、浄水器５は、報知部５１を備える。
【０２４８】
報知部５１は、演算部２７から信号を受信して、使用者に報知を行う。報知は、音や光、振動等によって行われる。報知部５１は、演算部２７から出力された、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間、すなわち、濾材２９の使用可能な期間の残余についての情報を使用者に報知する。
【０２４９】
浄水器５のその他の構成は浄水器１と同様である。
【０２５０】
以上のように構成された浄水器５の動作を説明する。
【０２５１】
図１２に示すように、ステップＳ５１では、演算部２７は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であるかどうかを判断する。演算部２７は、第１実施形態と第２実施形態のいずれの方法で濾材２９の使用可能な期間の残余を求めてもよい。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であれば、ステップＳ５２に進む。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下でなければ、ステップＳ５１に戻る。
【０２５２】
ステップＳ５２では、演算部２７は、報知部５１に制御信号を送信して、使用者に、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下であることを報知させる。
【０２５３】
なお、第５実施形態の浄水器５では、水量計測部２２によって検知される水量Ｆrと水圧計測部２３によって検知される水圧との比に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されているように説明したが、第３実施形態の浄水器３のように、水量計測部２２によって検知される水量Ｆrと、濾材２９の原水側の水圧および濾過水側の水圧との差圧とによって濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていてもよい。
【０２５４】
以上のように、第５実施形態の浄水器５は、報知部５１を備える。報知部５１は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下であることを使用者に報知するように構成されている。
【０２５５】
濾材２９の使用可能な期間の残余が０になった後は、浄水器５は浄水を供給することができない、また、濾材２９の洗浄や交換にはある程度の時間がかかる。濾材２９の洗浄や交換を行っている間、浄水器５は浄水を供給することができない。そのため、濾材２９の使用可能な期間の残余が０になった後に濾材２９の洗浄や交換を行うと、濾材２９の使用可能な期間の残余が０になる前に濾材２９の洗浄や交換を行う場合と比較して、浄水器５が浄水を供給することができない期間が長くなる。
【０２５６】
そこで、報知部５１が、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下であることを使用者に報知するように構成されていることにより、使用者は、濾材２９の使用可能な期間の残余が０になるまでの間に、濾材２９を洗浄したり、交換したりする時期を決定することができる。
【０２５７】
このようにすることにより、浄水器５が浄水を供給することができない期間を比較的短くすることができる。
【０２５８】
第５実施形態の浄水器５のその他の構成と効果は、第１実施形態の浄水器１と同様である。
【０２５９】
（第６実施形態）
図１３に示すように、第６実施形態の浄水器６は、浄水・原水切換部２１と、水量検知部として水量計測部２２と、水圧検知部として水圧計測部２３と、カートリッジ式の濾材２９を収容するカートリッジ装着部２４と、累積濾過時間検知部２５と、メモリ２６と、演算部２７と、表示部２８と、報知部５１と、洗浄部５２とを備える。
【０２６０】
浄水器６は、第５実施形態の浄水器５と同様に構成されている。浄水器６の各部材は、浄水器５の各部材と同様に構成されている。浄水器６が浄水器５と異なる点としては、浄水器６は、濾材２９を洗浄する洗浄部５２を備える。
【０２６１】
洗浄部５２は、洗浄剤を用いて濾材２９を洗浄することが可能であるように構成されている。使用者は、洗浄部５２に洗浄剤を供給することができる。洗浄剤としては、例えば、クエン酸や炭酸水素ナトリウム等を用いることができる。この実施形態においては、洗浄剤を「薬剤」と表す。しかし、洗浄剤は、化学的に合成された薬剤である必要はなく、濾材２９の汚れを除去するために用いられるものであれば何でもよい。
【０２６２】
浄水器６は、例えば、使用者が薬剤を洗浄部５２に供給した後、ボタン（図示しない）を押すように構成されている。使用者に押されたボタンは、演算部２７に信号を送信する。演算部２７は、ボタンから信号を受信することによって、洗浄部５２に薬剤が投入されたと判断する。
【０２６３】
また、報知部５１は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、洗浄部５２に洗浄剤を供給するように使用者に報知するように構成されている。
【０２６４】
なお、第６実施形態の浄水器６においても、例えば、水量計測部２２によって検知される水量Ｆrと水圧計測部２３によって検知される水圧との比に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。また、第３実施形態の浄水器３のように、水量計測部２２によって検知される水量Ｆrと、濾材２９の原水側の水圧および濾過水側の水圧との差圧とによって濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていてもよい。
【０２６５】
浄水器６のその他の構成は浄水器５と同様である。
【０２６６】
以上のように構成された浄水器６の動作を説明する。
【０２６７】
図１４に示すように、ステップＳ６１では、演算部２７は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であるかどうかを判断する。演算部２７は、第１実施形態と第２実施形態のいずれの方法で濾材２９の使用可能な期間の残余を求めてもよい。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であれば、ステップＳ６２に進む。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下でなければ、ステップＳ６１に戻る。
【０２６８】
ステップＳ６２では、演算部２７は、報知部５１に制御信号を送信して、使用者に、洗浄部５２に薬剤を供給することを促す報知をさせる。
【０２６９】
ステップＳ６３では、演算部２７は、使用者によって洗浄部５２に薬剤が供給されたかどうかを確認する。使用者によって洗浄部５２に薬剤が供給された場合には、ステップＳ６４に進む。使用者によって洗浄部５２に薬剤が供給されていない場合には、ステップＳ６３に戻る。
【０２７０】
ステップＳ６４では、演算部２７が洗浄部５２に制御信号を送信して、洗浄部５２が濾材２９を洗浄するように制御する。ステップＳ６５では、濾材２９の洗浄を終了する。
【０２７１】
以上のように、第６実施形態の浄水器６は、報知部５１と、濾材２９を洗浄する洗浄部５２とを備えることが好ましい。洗浄部５２は、使用者によって洗浄剤を供給され、洗浄剤を用いて濾材２９を洗浄することが可能であるように構成されている。報知部５１は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、洗浄部５２に洗浄剤を供給するように使用者に報知するように構成されている。
【０２７２】
このようにすることにより、使用者は、濾材２９の使用可能な期間の残余が０になるまでの間に、濾材２９を洗浄したり、交換したりする時期を決定することができる。また、浄水器６が浄水を供給することができない期間を比較的短くすることができる。さらに、洗浄部５２が洗浄剤を用いて濾材２９を洗浄することによって、濾材２９を効果的に洗浄することができる。
【０２７３】
なお、洗浄部５２としては、濾材の洗浄を行う機能があれば、他の方式によるものであってもよい。例えば、浄水を用いて濾材を逆洗したり、原水を用いて濾材表面を洗浄したりする方式などである。また、この場合に薬剤を供給するには、浄水、または、原水の経路中に投入するなどすればよい。
【０２７４】
第６実施形態の浄水器６のその他の構成と効果は、第５実施形態の浄水器５と同様である。
【０２７５】
（第７実施形態）
第７実施形態の浄水器は、第６実施形態の浄水器６（図１３）と同様に構成されている。以下に、第７実施形態の浄水器の動作について説明する。
【０２７６】
図１５に示すように、ステップＳ７１では、演算部２７は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であるかどうかを判断する。演算部２７は、第１実施形態と第２実施形態のいずれの方法で濾材２９の使用可能な期間の残余を求めてもよい。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であれば、ステップＳ７２に進む。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下でなければ、ステップＳ７１に戻る。
【０２７７】
ステップＳ７２では、演算部２７は洗浄部５２に制御信号を送信して、濾材２９を洗浄するように制御する。
【０２７８】
ステップＳ７３では、演算部２７は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下であるかどうかを判断するために、濾材２９を洗浄した後に計測された水量と水圧（または差圧）との比が所定の値以下であるかどうかを判断する。ここで、差圧とは、濾材２９の原水側の水圧と濾過水側の水圧との差圧である。濾材２９を洗浄した後に計測された水量と水圧（または差圧）との比が所定の値以下であれば、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である。この場合には、ステップＳ７４に進む。濾材２９を洗浄した後に計測された水量と水圧（または差圧）との比が所定の値以下でなければ、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下ではないといえる。この場合には、ステップＳ７１に戻る。
【０２７９】
ステップＳ７４では、演算部２７は、報知部５１に制御信号を送信して、使用者に、濾材２９を交換する必要があることを報知させる。
【０２８０】
ステップＳ７５では、演算部２７は、濾材２９が交換されたかどうかを判断する。濾材２９が交換されていれば、濾材２９の洗浄の制御処理を終了する。濾材２９が交換されていなければ、ステップＳ７５に戻る。
【０２８１】
以上のように、第７実施形態の浄水器は、報知部５１と、濾材２９を洗浄する洗浄部５２とを備える。洗浄部５２は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に濾材２９の洗浄を行うように構成されている。報知部５１は、濾材２９の洗浄を行った後に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、使用者に濾材２９の交換が必要であることを報知するように構成されている。
【０２８２】
濾材２９の洗浄を行った後に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合には、濾材２９に洗浄不可能な汚れ成分が堆積していると考えられる。このような場合には、さらに濾材２９を洗浄しても、汚れ成分が除去されないと考えられる。そこで、報知部５１が、濾材２９の洗浄を行った後に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、使用者に濾材２９の交換が必要であることを報知するように構成されていることにより、使用者は、洗浄しても汚れ成分を除去することができなくなった濾材２９を交換することができる。
【０２８３】
第７実施形態の浄水器のその他の構成と効果は、第６実施形態の浄水器と同様である。
【０２８４】
（第８実施形態）
第８実施形態の浄水器は、第６実施形態の浄水器６（図１３）と同様に構成されている。以下に、第８実施形態の浄水器の動作について説明する。
【０２８５】
図１６に示すように、ステップＳ８１では、演算部２７は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であるかどうかを判断する。演算部２７は、第１実施形態と第２実施形態のいずれの方法で濾材２９の使用可能な期間の残余を求めてもよい。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であれば、ステップＳ８２に進む。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下でなければ、ステップＳ８１に戻る。
【０２８６】
ステップＳ８２では、演算部２７は洗浄部５２に制御信号を送信して、濾材２９を洗浄するように制御する。
【０２８７】
ステップＳ８３では、演算部２７は、濾材２９の洗浄前の濾材２９の使用可能な期間の残余と濾材２９の洗浄後の濾材２９の使用可能な期間の残余との差が所定の値以下であるかどうかを判断するために、濾材２９の洗浄前に計測された水量／水圧（または差圧）と濾材２９を洗浄した後に計測された水量／水圧（または差圧）との差が所定の値以下であるかどうかを判断する。ここで、差圧とは、濾材２９の原水側の水圧と濾過水側の水圧との差圧である。濾材２９の洗浄前に計測された水量／水圧（または差圧）と濾材２９を洗浄した後に計測された水量／水圧（または差圧）との差が所定の値以下であれば、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である。この場合には、ステップＳ８４に進む。濾材２９の洗浄前に計測された水量／水圧（または差圧）と濾材２９を洗浄した後に計測された水量／水圧（または差圧）との差が所定の値以下でなければ、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下ではないといえる。この場合には、ステップＳ８１に戻る。
【０２８８】
ステップＳ８４では、演算部２７は、報知部５１に制御信号を送信して、使用者に、濾材２９を交換する必要があることを報知させる。
【０２８９】
ステップＳ８５では、演算部２７は、濾材２９が交換されたかどうかを判断する。濾材２９が交換されていれば、濾材２９の洗浄の制御処理を終了する。濾材２９が交換されていなければ、ステップＳ８５に戻る。
【０２９０】
以上のように、第８実施形態の浄水器は、報知部５１と、濾材２９を洗浄する洗浄部５２とを備える。洗浄部５２は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に濾材２９の洗浄を行うように構成されている。報知部５１は、濾材２９の洗浄を行う前に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余と濾材２９の洗浄を行った後に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余との差が所定の値以下である場合に、使用者に濾材２９の交換が必要であることを報知するように構成されている。
【０２９１】
濾材２９の洗浄を行う前に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余と濾材２９の洗浄を行った後に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余との差が所定の値以下である場合には、濾材２９を洗浄しても、濾材２９に堆積された汚れ成分が除去されていない。このような場合には、濾材２９に洗浄不可能な汚れ成分が堆積していると考えられる。そこで、報知部５１は、濾材２９の洗浄を行う前に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余と濾材２９の洗浄を行った後に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余との差が所定の値以下である場合に、使用者に濾材２９の交換が必要であることを報知するように構成されている。このようにすることにより、使用者は、洗浄しても汚れ成分を除去することができなくなった濾材２９を交換することができる。
【０２９２】
第８実施形態の浄水器のその他の構成と効果は、第６実施形態の浄水器と同様である。
【０２９３】
（第９実施形態）
第９実施形態の浄水器は、第６実施形態の浄水器６（図１３）と同様に構成されている。浄水・原水切換部２１（図１３）は、原水供給停止部の一例である。以下に、第９実施形態の浄水器の動作について説明する。
【０２９４】
図１７に示すように、ステップＳ９１では、演算部２７は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値Ａ以下であるかどうかを判断する。演算部２７は、第１実施形態と第２実施形態のいずれの方法で濾材２９の使用可能な期間の残余を求めてもよい。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であれば、ステップＳ９２に進む。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下でなければ、ステップＳ９１に戻る。
【０２９５】
ステップＳ９２では、演算部２７は報知部５１に制御信号を送信して、濾材２９を洗浄するように使用者に促すための報知をするように制御する。
【０２９６】
ステップＳ９３では、演算部２７は、濾材２９の洗浄が実施されていないかどうかを判断する。濾材２９の洗浄が実施されていない場合には、ステップＳ９４に進む。濾材２９の洗浄が実施されている場合には、ステップＳ９１に戻る。
【０２９７】
ステップＳ９４では、演算部２７は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値Ｂ以下であるかどうかを判断する。所定値Ｂは、所定値Ａよりも小さい値であるとする。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値Ｂ以下であれば、ステップＳ９５に進む。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値Ｂ以下でなければ、ステップＳ９４に戻る。
【０２９８】
ステップＳ９５では、演算部２７は、浄水・原水切換部２１に制御信号を送信して、濾材２９への原水の供給を停止させる。
【０２９９】
以上のように、第９実施形態の浄水器は、濾材２９への原水の供給を停止するための浄水・原水切換部２１を備える。浄水・原水切換部２１は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、濾材２９への原水の供給を停止するように構成されている。
【０３００】
濾材２９に汚れ成分が堆積して、濾材２９の使用可能な期間の残余がある程度よりも短くなっているときに、濾材２９に原水を供給すると、濾材２９に加えられる水圧が、濾材２９の使用可能な期間の残余が長い場合と比較して、大きくなる。濾材２９に加えられる水圧が大きくなると、濾材２９が損傷される場合がある。濾材２９が損傷されると、原水に濾材２９を通過させても、原水から細菌など除去されるべき物質を除去することができなくなる。そこで、浄水・原水切換部２１は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、濾材２９への原水の供給を停止するように構成されていることによって、濾材２９の損傷を防ぐことができる。
【０３０１】
第９実施形態の浄水器のその他の構成と効果は、第６実施形態の浄水器と同様である。
【０３０２】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。
【符号の説明】
【０３０３】
１，２：浄水器、２１：浄水・原水切換部、２２：水量計測部、２３：水圧計測部、２５：累積濾過時間検知部、２６：メモリ、２７：演算部、２９：濾材、３５：累積経過時間検知部、３７：演算部、３８：表示部、４３：差圧計測部、５１：報知部、５２：洗浄部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には浄水器に関し、特定的には、中空糸膜や限外濾過膜（ＵＦ膜）等の濾材により原水を濾過し浄水を生成する方式の浄水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、濾材により原水を濾過し浄水を生成する方式の浄水器では、浄水時間、すなわち、浄水器の動作時間が長くなるほど濾材の目詰まりが多くなり、浄水性能が低下する。
【０００３】
そこで、各浄水器メーカでは、水道水などの原水の標準的な水質や使用量を想定し、想定されたデータから、濾材の標準的な寿命、すなわち、濾材の標準的な使用可能期間を設定している。濾材の寿命は、カートリッジ方式の浄水器ではカートリッジ交換目安時期、逆洗（逆洗浄）による濾材再生方式の浄水器では逆洗目安時期となる。濾材の標準的な寿命を超えると、濾材の十分な浄水性能が得られなくなる。
【０００４】
そのため、使用者が濾材の標準的な寿命を超えて使用したり、標準的な水質よりも悪い水質の原水を浄水したり、あるいは標準的な使用量よりも多い量の原水を浄水したりすると、浄水性能が低下した浄水器を使用することになる。浄水性能が低下した浄水器を使用すると、浄水の出が悪くなる等の利便性の低下や、不充分に浄化された水を飲むことによる使用者の健康被害の恐れがある。
【０００５】
あるいは、使用者が濾材の標準的な寿命の前に濾材を交換したり、標準的な水質よりもよい水質の原水を浄水したり、あるいは標準的な使用量よりも少ない量の原水を浄水したりすることで、浄水性能がまだ低下していないにもかかわらず、濾材を交換することになり、不経済である。
【０００６】
そこで、適切な時期に濾材を交換することができるように、濾材の寿命を計測、あるいは予測し、使用者に知らせる機能を有する浄水器が提案されている。
【０００７】
例えば、実開平６−７７８７８号公報（特許文献１）には、水道水を止水栓からフィルターに直接導き入れて浄化する浄水装置において、止水栓とカートリッジ式の浄化フィルターが収納されたフィルター収納部とを連通する管路に流量計測手段を設け、浄化フィルターに流れ込んだ水の量を計測して表示させる浄水装置が記載されている。この浄水装置の使用者は、表示された実浄水量を視認することにより、フィルターの交換時期を把握する。
【０００８】
また、特開平６−１２６２７４号公報（特許文献２）には、浄水器の浄水側通水路での積算流量の測定を可能にするために、浄水通路に浄水が滞留しないように構成された浄水器が記載されている。
【０００９】
また、特開２００４−１７０３１号公報（特許文献３）には、流量センサを備え、この流量センサにより浄化ユニットに流している水量を検知し、浄水可能な許容流量以上の水量の場合に報知手段により報知する浄水管理ユニットが記載されている。また、圧力センサを備え、圧力センサと演算装置により浄化ユニットに流している水量を検知し、浄水可能な許容流量以上の水量の場合に報知手段により報知する浄水管理ユニットが記載されている。
【００１０】
また、特開２００７−７５７４７号公報（特許文献４）には、フィルターを通過した総水量を計算する通過水量計算手段と、通過水量計算手段が計算した通過水量を表示する通過水量表示手段とを備える浄水器が記載されている。
【００１１】
また、特開２００８−１１０３２７号公報（特許文献５）には、濾材で処理した浄水の通水を検知し、流量を計測する流量計と、計測した流量を表示する表示部とを備える浄水器が記載されている。
【００１２】
また、特開平９−６６２０７号公報（特許文献６）には、濾過フィルターの前後の流路中に圧力センサを組み込んでそれぞれの圧力を測定し、差圧から、濾過フィルターの使用中の圧力損失を検出する浄水装置が記載されている。この浄水装置は、濾過フィルターの使用開始後の経過時間または濾過フィルターの圧力損失が設定値を超えると、濾過フィルターの交換が必要である旨を表示するように構成されている。
【００１３】
なお、特開平９−２０６５０３号公報（特許文献７）には、フィルターの圧力損失や水量低下を抑えてフィルターの寿命を長くする液体清浄化装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】実開平６−７７８７８号公報
【特許文献２】特開平６−１２６２７４号公報
【特許文献３】特開２００４−１７０３１号公報
【特許文献４】特開２００７−７５７４７号公報
【特許文献５】特開２００８−１１０３２７号公報
【特許文献６】特開平９−６６２０７号公報
【特許文献７】特開平９−２０６５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、積算水量の規定値は、水道水の標準的な水質を想定して決められているものであり、同じ積算水量でも、浄化前の原水の水質によって、実際の濾材寿命、すなわち、実質的な濾材寿命が変化する。
【００１６】
例えば、標準的な水質よりも水質の悪い原水を浄化した場合、積算水量が規定値に達する前に濾材寿命に達する。逆に、標準的な水質よりも水質のよい原水を浄化した場合、積算水量が規定値に達した後も、濾材の浄水性能が低下せず、引き続き同じ濾材を使用することが可能である。
【００１７】
また、同じ原水を浄化する場合でも、季節により原水の水質が変化する場合は、積算水量の規定値を一意に定めることができない。
【００１８】
また、特開平９−６６２０７号公報（特許文献６）に記載の浄水装置のように、濾過フィルターの使用開始後の経過時間または濾過フィルターの圧力損失に基づいて、濾材の寿命を正確に予測することは難しい。
【００１９】
そこで、この発明の目的は、原水の水質に応じて、濾材の使用可能期間の残余を予測することが可能な浄水器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明に従った浄水器は、濾材と、水量検知部と、水圧検知部と、演算部とを備える。
【００２１】
濾材は、原水を通過させて浄水にするものである。水量検知部は、濾材を通過する水量を検知するものである。水圧検知部は、濾材の原水側の水圧、または、濾材の原水側の水圧と濾過水側の水圧との差圧を検知するものである。演算部は、水量検知部によって検知される水量と水圧検知部によって検知される水圧または差圧との比に基づいて濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【００２２】
濾材により原水が濾過されるときの水の水量と、水圧または差圧との関係は、次の式１の濾過方程式で表すことができる（水科篤郎・桐栄良三編、「化学工学概論」、産業図書、１９７９年、Ｐ．２７６）。
【００２３】
【数１】
ただし、水量（単位時間当りの濾液量）をＦr、水圧または差圧（濾過圧）をＰr、濾過面積（通水路断面の面積）をＡ、原水（濾液）の抵抗をμ、濾滓（濾材を目詰まりさせる物質）の抵抗をＲc、濾材の抵抗をＲmとする。この式を変形させると、式２となる。
【００２４】
【数２】
すなわち、水量Ｆrと濾過圧Ｐrとの比（Ｆr／Ｐr）は、濾過面積Ａ、原水の抵抗μ、濾滓の抵抗Ｒc、濾材の抵抗Ｒmに依存する。ここで、濾過面積Ａと濾材の抵抗Ｒmは定数であり、原水の抵抗μもほぼ一定と考えられるので、水量Ｆrと濾過圧Ｐrの比（Ｆr／Ｐr）の変化は、ほぼ濾滓の抵抗Ｒcにのみ依存する。
【００２５】
したがって、式２により、濾滓の抵抗Ｒc、すなわち、濾材の詰まり具合が大きくなると、水量Ｆrと濾過圧Ｐrの比、ここでは水量Ｆr／濾過圧Ｐrが小さくなることがわかる。
【００２６】
濾滓の抵抗Ｒcがある限界値より大きくなると、濾材が目詰まりして、使用可能でなくなる、すなわち、濾過時間（動作時間）が濾材の寿命に達する。濾滓の抵抗Ｒcが大きくなると、検知される水量Ｆr／濾過圧Ｐrの値が小さくなる。このように、水量Ｆr／濾過圧Ｐrの値を検知することによって、濾滓の抵抗Ｒcの大きさを検知して、濾材の目詰まりの程度から濾材の使用可能な期間の残余、すなわち、濾材の寿命を算出することができる。
【００２７】
このように、浄水器の水量検知部が濾材を通過する水量Ｆrを検知し、水圧検知部が濾材の原水側の濾過圧Ｐrを検知して、演算部が、水量検知部によって検知される水量Ｆrと水圧検知部によって検知される濾過圧Ｐrとの比に基づいて濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることによって、原水の水質に応じて、実際の濾材の使用可能期間を予測することができる。
【００２８】
このようにすることにより、原水の水質に応じて、濾材の使用可能期間の残余を予測することが可能な浄水器を提供することができる。
【００２９】
特に、濾過圧Ｐrが水圧と濾過水側の水圧との差圧である場合、すなわち、浄水器の水量検知部が濾材を通過する水量Ｆrを検知し、水圧検知部が濾材の原水側の水圧と濾過水側の水圧との差圧を検知する場合には、演算部が、水量検知部によって検知される水量Ｆrと水圧検知部によって検知される差圧との比に基づいて濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることによって、濾材の濾過水側の気圧が大気圧でない場合にも、濾材にかかる圧力に基づいて、原水の水質に応じて、濾材の使用可能期間の残余を予測することが可能な浄水器を提供することができる。なお、濾材の濾過水側の気圧が大気圧でない場合とは、例えば、水位が高い場合や、濾材以外のフィルターなど圧損となるものが配置されている場合などである。
【００３０】
この発明に従った浄水器は、濾材の使用開始後に水が濾材を通過した累積濾過時間を検知する累積濾過時間検知部を備えることが好ましい。
【００３１】
演算部は、累積濾過時間検知部によって所定の累積濾過時間が検知されたときに水量検知部が検知する水量と水圧検知部が検知する水圧または差圧との比と、累積濾過時間検知部によって検知された累積濾過時間との組を作成し、複数の組に基づいて濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることが好ましい。
【００３２】
浄水器の濾過時間の経過とともに、濾材は目詰まりする。濾材の目詰まりによって、水量と水圧または差圧との比（Ｐr／Ｆr）の値は、濾過時間の経過とともに徐々に小さくなる。
【００３３】
図１は、水量と水圧または差圧の比と、累積濾過時間との関係を模式的に示す図である。図１に示すように、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を水量／（水圧または差圧）として、水量Ｆrと濾過圧Ｐrの比の値をプロットして線で結ぶと単調減少のグラフとなる。
【００３４】
そこで、水量／（水圧または差圧）が所定の値（Ｆr／Ｐrt）より小さくなると濾材寿命（Ｔot）に達している、例えば、カートリッジ交換時期、あるいは逆洗時期である等と定義した場合、図１に破線で示すように、その所定の値（Ｆr／Ｐrt）まで上述のグラフの線を延長することで、濾材の使用可能な期間の残余、すなわち、現在（Ｔ）から濾材寿命までの濾過時間（Ｔor）をより正確に予測することができる。
【００３５】
なお、上記の説明では、水量と水圧または差圧との比として水量／（水圧または差圧）を用いているが、（水圧または差圧）／水量を用いてもよい。（水圧または差圧）／水量を用いる場合には、濾過時間の経過とともに濾材の目詰まりによって値が徐々に大きくなる。すなわち、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を（水圧または差圧）／水量として、複数の（水圧または差圧）／水量の値をプロットして線で結ぶと、単調増加のグラフとなる。この場合には、（水圧または差圧）／水量がある決められた値より大きくなると濾材寿命に達していると定義すればよい。
【００３６】
この発明に従った浄水器は、当該浄水器の使用開始後に経過した累積経過時間を検知する累積経過時間検知部を備えることが好ましい。
【００３７】
演算部は、累積経過時間検知部によって所定の累積経過時間が検知されたときに水量検知部が検知する水量と水圧検知部が検知する水圧または差圧との比と、累積濾過時間検知部によって検知された累積濾過時間と、累積経過時間検知部によって検知された累積経過時間との組を作成し、複数の組に基づいて濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることが好ましい。
【００３８】
累積経過時間は、累積濾過時間の増加とともに、値が大きくなる。
【００３９】
図２は、累積濾過時間と累積経過時間との関係を模式的に示す図である。図２に示すように、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を累積経過時間として、検知された複数の累積濾過時間と累積経過時間の組をプロットして線で結ぶと、単調増加のグラフとなる。
【００４０】
そこで、水圧または差圧と水量との比と累積濾過時間とを用いて濾材の使用可能な期間を算出し、図２に示すように、算出された濾材の使用可能な期間の終期（Ｔot）までグラフの線を延長することで、濾材の使用可能な期間の終期（Ｔot）までの累積経過時間（Ｔet）を予測することができる。また、現在（Ｔ）から濾材寿命までの累積経過時間の残余（Ｔer）をより正確に予測することができる。
【００４１】
この発明に従った浄水器においては、演算部は、第１累積濾過時間演算行程と、第２累積濾過時間演算行程と、第３累積濾過時間演算行程とを行うことによって、濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることが好ましい。
【００４２】
第１累積濾過時間演算行程においては、累積濾過時間をｘとし、累積濾過時間ｘが検知されたときに水量検知部が検知する水量と水圧検知部が検知する水圧または差圧との比をｙ1とし、ｘとｙ1との複数の組について最小二乗法を用いて、ｙ1をｘの近似関数としてｙ1＝ｆ1（ｘ）の形で表す。
【００４３】
第２累積濾過時間演算行程においては、第１累積濾過時間演算行程で表された近似関数において、濾材の原水側の水量と水圧または差圧との比の所定の値をｙ1に代入して濾材の原水側の水量と水圧または差圧との比が所定の値になるときのｘを求める。
【００４４】
第３累積濾過時間演算行程においては、第２累積濾過時間演算行程で求められたｘから、累積濾過時間検知部によって検知された最大の累積濾過時間を減算する。
【００４５】
このようにすることにより、濾材の使用可能な期間の残余、すなわち、現在から濾材寿命までの濾過時間をより正確に予測することができる。
【００４６】
この発明に従った浄水器は、当該浄水器の使用開始後に経過した累積経過時間を検知する累積経過時間検知部を備えることが好ましい。
【００４７】
演算部は、第１累積経過時間演算行程と、第２累積経過時間演算行程と、第３累積経過時間演算行程とを行うことによって、濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることが好ましい。
【００４８】
第１累積経過時間演算行程においては、累積濾過時間をｘとし、累積濾過時間ｘが検知されたときに累積経過時間検知部が検知する累積経過時間をｙ2とし、ｘとｙ2との複数の組について最小二乗法を用いて、ｙ2をｘの近似関数としてｙ2＝ｆ2（ｘ）の形で表す。
【００４９】
第２累積経過時間演算行程においては、第１累積経過時間演算行程で表された近似関数において、第２累積濾過時間演算行程で求められたｘを代入してｙ2を求める。
【００５０】
第３累積経過時間演算行程においては、第２累積経過時間演算行程で求められたｙ2から、累積経過時間検知部によって検知された最大の累積経過時間を減算する第３累積経過時間演算行程とを行なう。
【００５１】
このようにすることにより、濾材の使用可能な期間の残余、すなわち、現在から濾材寿命までの累積経過時間をより正確に予測することができる。
【００５２】
この発明に従った浄水器においては、演算部は、所定の時間間隔をあけて水量検知部によって検知される水量と水圧検知部によって検知される水圧または差圧との複数の比の平均に基づいて、濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることが好ましい。
【００５３】
水量検知部と水圧検知部が、それぞれ１回だけ計測を行う場合、検知される水量や水圧または差圧の誤差が大きくても、その値を使わざるを得ない。そこで、所定の時間間隔をあけて水量検知部によって検知される水量と水圧検知部によって検知される水圧または差圧との複数の比の平均を用いることで、誤差を相殺させる、あるいは、相対誤差が大きいと思われる値、例えば、比較的小さな値を用いずに、濾材の使用可能な期間の残余を算出することができる。
【００５４】
この発明に従った浄水器においては、水量検知部によって検知される水量と水圧検知部によって検知される水圧または差圧との複数の比の平均は、所定の時間間隔をあけて水量検知部によって検知される水量と水圧検知部によって検知される水圧または差圧との複数の比のうち、水圧検知部によって検知される水圧または差圧が所定の値以上の大きさの複数の比の平均であることが好ましい。
【００５５】
水圧検知部によって所定の間隔をあけて検知された複数の水圧または差圧の平均を用いても、比較的小さな値では、求められる濾材の使用可能な期間の残余の誤差が大きい場合がある。そこで、相対誤差が大きいと思われる比較的小さな値を用いずに、濾材の使用可能な期間の残余を算出することによって、より正確に濾材の使用可能な期間の残余を算出することができる。
【００５６】
この発明に従った浄水器は、報知部を備えることが好ましい。報知部は、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下であることを使用者に報知するように構成されていることが好ましい。
【００５７】
濾材の使用可能な期間の残余が０になった後は、浄水器は浄水を供給することができない、また、濾材の洗浄や交換にはある程度の時間がかかる。濾材の洗浄や交換を行っている間、浄水器は浄水を供給することができない。そのため、濾材の使用可能な期間の残余が０になった後に濾材の洗浄や交換を行うと、濾材の使用可能な期間の残余が０になる前に濾材の洗浄や交換を行う場合と比較して、浄水器が浄水を供給することができない期間が長くなる。
【００５８】
そこで、報知部が、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下であることを使用者に報知するように構成されていることにより、使用者は、濾材の使用可能な期間の残余が０になるまでの間に、濾材を洗浄したり、交換したりする時期を決定することができる。
【００５９】
このようにすることにより、浄水器が浄水を供給することができない期間を比較的短くすることができる。
【００６０】
この発明に従った浄水器は、報知部と、濾材を洗浄する洗浄部とを備えることが好ましい。洗浄部は、使用者によって洗浄剤を供給され、洗浄剤を用いて濾材を洗浄することが可能であるように構成されていることが好ましい。報知部は、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、洗浄部に洗浄剤を供給するように使用者に報知するように構成されていることが好ましい。
【００６１】
このようにすることにより、使用者は、濾材の使用可能な期間の残余が０になるまでの間に、濾材を洗浄したり、交換したりする時期を決定することができる。また、浄水器が浄水を供給することができない期間を比較的短くすることができる。さらに、洗浄部が洗浄剤を用いて濾材を洗浄することによって、濾材を効果的に洗浄することができる。
【００６２】
この発明に従った浄水器は、報知部と、濾材を洗浄する洗浄部とを備えることが好ましい。洗浄部は、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に濾材の洗浄を行うように構成されていることが好ましい。報知部は、濾材の洗浄を行った後に算出された濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、使用者に濾材の交換が必要であることを報知するように構成されていることが好ましい。
【００６３】
濾材の洗浄を行った後に算出された濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合には、濾材に洗浄不可能な汚れ成分が堆積していると考えられる。このような場合には、さらに濾材を洗浄しても、汚れ成分が除去されないと考えられる。そこで、報知部が、濾材の洗浄を行った後に算出された濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、使用者に濾材の交換が必要であることを報知するように構成されていることにより、使用者は、洗浄しても汚れ成分を除去することができなくなった濾材を交換することができる。
【００６４】
この発明に従った浄水器は、報知部と、濾材を洗浄する洗浄部とを備えることが好ましい。洗浄部は、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に濾材の洗浄を行うように構成されていることが好ましい。報知部は、濾材の洗浄を行う前に算出された濾材の使用可能な期間の残余と濾材の洗浄を行った後に算出された濾材の使用可能な期間の残余との差が所定の値以下である場合に、使用者に濾材の交換が必要であることを報知するように構成されていることが好ましい。
【００６５】
濾材の洗浄を行う前に算出された濾材の使用可能な期間の残余と濾材の洗浄を行った後に算出された濾材の使用可能な期間の残余との差が所定の値以下である場合には、濾材を洗浄しても、濾材に堆積された汚れ成分が除去されていない。このような場合には、濾材に洗浄不可能な汚れ成分が堆積していると考えられる。そこで、報知部は、濾材の洗浄を行う前に算出された濾材の使用可能な期間の残余と濾材の洗浄を行った後に算出された濾材の使用可能な期間の残余との差が所定の値以下である場合に、使用者に濾材の交換が必要であることを報知するように構成されている。このようにすることにより、使用者は、洗浄しても汚れ成分を除去することができなくなった濾材を交換することができる。
【００６６】
この発明に従った浄水器は、濾材への原水の供給を停止するための原水供給停止部を備えることが好ましい。原水供給停止部は、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、濾材への原水の供給を停止するように構成されていることが好ましい。
【００６７】
濾材に汚れ成分が堆積して、濾材の使用可能な期間の残余がある程度よりも短くなっているときに、濾材に原水を供給すると、濾材に加えられる水圧が、濾材の使用可能な期間の残余が長い場合と比較して、大きくなる。濾材に加えられる水圧が大きくなると、濾材が損傷される場合がある。濾材が損傷されると、原水に濾材を通過させても、原水から細菌など除去されるべき物質を除去することができなくなる。そこで、原水供給停止部は、濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、濾材への原水の供給を停止するように構成されていることによって、濾材の損傷を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００６８】
以上のように、この発明によれば、原水の水質に応じて、濾材の使用可能期間の残余を予測することが可能な浄水器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】水量と水圧または差圧の比と、累積濾過時間との関係を模式的に示す図である。
【図２】累積濾過時間と累積経過時間との関係を模式的に示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る浄水器の全体を模式的に示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る浄水器の全体を模式的に示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態に係る浄水器の全体を模式的に示す図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【図９】本発明の第４実施形態に係る浄水器の全体を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る浄水器の全体を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第６実施形態に係る浄水器の全体を模式的に示す図である。
【図１４】本発明の第６実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第７実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第８実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第９実施形態に係る浄水器の制御処理を順に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００７１】
（第１実施形態）
図３に示すように、この発明の第１実施形態の浄水器１は、浄水・原水切換部２１と、水量検知部として水量計測部２２と、水圧検知部として水圧計測部２３と、カートリッジ式の濾材２９を収容するカートリッジ装着部２４と、累積濾過時間検知部２５と、メモリ２６と、演算部２７と、表示部２８とを備える。
【００７２】
浄水器１は、濾材２９が内蔵されたカートリッジを定期的に交換することで浄水性能を維持するカートリッジ方式を採用している。
【００７３】
浄水・原水切換部２１は、図示しない切換レバー等により、浄水器１が浄水を出力する浄水モードと、原水を出力する原水モードとを浄水器１の使用者が選択するとともに、浄水が出力されている、すなわち、浄水モードでかつ水が流れている場合にのみ、浄水出力信号を累積濾過時間検知部２５に出力する。
【００７４】
水量計測部２２は、累積濾過時間検知部２５から計測命令信号が入力されると、浄水器１の通水路内の原水側の水量を計測し、計測された水量値をメモリ２６に出力する。なお、水量計測部２２としては、流量センサなどを用いることができる。また、水量計測部２２は、定流量弁を用いるなどして、浄水器１内の単位時間当たりの流量をほぼ一定にすることを含み、その場合は、その一定値と原水を通水路内に供給する時間の長さとに基づいて、濾材を通過する水量を算出することができる。
【００７５】
水圧計測部２３は、累積濾過時間検知部２５からの計測命令信号が入力されると、浄水器通水路内の原水側の水圧を計測し、計測された水圧値をメモリ２６に出力する。
【００７６】
なお、水量計測部２２及び水圧計測部２３は、１回の計測命令信号の受信で、指定された計測時間間隔（≪指定された濾過時間間隔）で、複数回、水量及び水圧を計測してもよい。
【００７７】
カートリッジ装着部２４には、図示しないカートリッジが装着されている。カートリッジ装着部２４は、カートリッジ内部の中空糸膜や限外濾過膜（ＵＦ膜）等の濾材２９により、原水を濾過し浄水を生成する。また、カートリッジの取り替え時に自動的にリセット命令が出力され、累積濾過時間検知部２５内の累積濾過時間とメモリ２６内のデータがリセットされる。あるいは、カートリッジ装着部２４は、カートリッジ取り替え時に、図示しないリセットボタンを使用者が押すことで、リセット命令が出力される構造にしてもよい。
【００７８】
累積濾過時間検知部２５は、浄水・原水切換部２１から出力される浄水出力信号が受信されている場合、すなわち、原水が濾材２９によって濾過されて浄水が出力されている場合にのみ、現カートリッジの使用開始時からの累積濾過時間を計測し、メモリ２６に出力する。なお、この累積濾過時間は、カートリッジ装着部２４からのリセット信号を受信した時点でリセットされる。
【００７９】
累積濾過時間検知部２５はまた、指定された濾過時間間隔で、水量計測部２２と水圧計測部２３に対し、計測命令信号を出力し、水量と水圧の計測を促す。
【００８０】
メモリ２６は、水量計測部２２、水圧計測部２３、累積濾過時間検知部２５からそれぞれ出力された水量と水圧との比として水量／水圧と、累積濾過時間の組を格納する。なお、水量と水圧は、それぞれ同じ数で複数格納してもよい。
【００８１】
演算部２７は、メモリ２６にデータが追加されたときに、メモリ２６に格納されている、各濾過時間間隔で計測された２組以上の水量／水圧、及び累積濾過時間の組から、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間を算出し、表示部２８に出力する。
【００８２】
表示部２８は、演算部２７から出力された、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間、すなわち、濾材の使用可能な期間の残余を入力し、表示する。濾材の使用可能な期間の残余の求め方は後述する。
【００８３】
以上のように構成された浄水器１の動作を説明する。
【００８４】
図４に示すように、ステップＳ１１では、メモリ２６に格納されている水量、及び水圧のデータから、式３により水量／水圧を算出する。
【００８５】
【数３】
ただし、ｉ＝１，２，…，Ｎi、Ｎiは指定された濾過時間間隔でメモリ２６に格納されたデータの数(＞１)、Ｆr［ｉ］は指定された濾過時間間隔ごとに計測されたｉ番目の水量、Ｐr［ｉ］は指定された濾過時間間隔ごとに計測されたｉ番目の水圧、ＦrＰr［ｉ］は指定された濾過時間間隔ごとに計測されたｉ番目の水量／水圧である。
【００８６】
ステップＳ１１の処理を、指定された濾過時間間隔でメモリ２６に格納されたデータの数だけ繰り返す。
【００８７】
あるいは、ステップＳ１１では、指定された計測時間間隔で、指定された回数だけ水量と水圧の計測が行われた場合は、式４により水量／水圧を算出する。
【００８８】
【数４】
ただし、ｊ＝１，２，…，Ｎj、Ｎjは指定された計測時間間隔でメモリ２６に格納された水量／水圧の数(＞１)、Ｆr［ｉ］［ｊ］は指定された濾過時間間隔におけるｉ番目で、指定された計測時間間隔におけるｊ番目の水量、Ｐr［ｉ］［ｊ］は指定された濾過時間間隔におけるｉ番目で、指定された計測時間間隔におけるｊ番目の水圧である。
【００８９】
あるいは、ステップＳ１１ではさらに、水圧が所定値以上の組のみに対して水量／水圧を算出する場合は、式５と式６により、水量／水圧を算出する。
【００９０】
【数５】
【数６】
ただし、Ｐrlは水圧の所定値（下限値）、Ｎkは指定された計測時間間隔でメモリ２６に格納された水量／水圧の組の中で水圧が所定値以上の組の数、ｆif（ａ，ｂ，ｃ）は、判定式ａが真であればｂの値、偽であればｃの値を出力する関数である。
【００９１】
なお、式５でＮk＝０となった場合は、水圧の所定値を下げてＮkを再計算するか、あるいは、ｉ番目のデータ（水量／水圧）は、いずれも誤差が大きいので無効と判断して、ｉ番目のデータを以後の計算に用いないようにしてもよい。
【００９２】
次にステップＳ１２では、複数の累積濾過時間、水量／水圧の組（(Ｔo［１］，ＦrＰr［１］)，(Ｔo［２］，ＦrＰr［２］)，…(Ｔo［Ｎi］，ＦrＰr［Ｎi］)）を、入力ｘを累積濾過時間、出力ｙを水量／水圧とする関数（曲線）ｙ＝ｆ1(ｘ)で近似する。ステップＳ１２は、第１累積濾過時間演算行程の一例である。
【００９３】
ただし、Ｔo［ｉ］はｉ番目の累積濾過時間、ｙ＝ｆ1(ｘ)は入力ｘを累積濾過時間、出力ｙを水量／水圧とする近似関数である。
【００９４】
次に、ステップＳ１３では、式７により、カートリッジ使用開始時（前回のカートリッジ交換時）から、（今回の）カートリッジ交換時までの全濾過時間を算出する。ステップＳ１３は、第２累積濾過時間演算行程の一例である。
【００９５】
【数７】
ただし、Ｔotは（カートリッジ使用開始時からカートリッジ交換時までの）全濾過時間、ＦrＰrtはカートリッジ交換時における水量／水圧である。なお、ＦrＰrtは、カートリッジ性能を保つことができる水量／水圧の下限値を表し、カートリッジの種類に応じて決定され、予めメモリ２６に格納されている。
【００９６】
次に、ステップＳ１４では、式８により、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間を算出する。ステップＳ１４は、第３累積濾過時間演算行程の一例である。
【００９７】
【数８】
ただし、Ｔorは現時点からカートリッジ交換までの濾過時間である。このようにして、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間を予測することができる。
【００９８】
なお、Ｔorが０以下になった場合は、既にカートリッジ寿命が尽きていることを意味するので、表示部２８で、その旨を表示する。
【００９９】
ここで、ｙ＝ｆ1(ｘ)の具体的な関数式について考察する。
【０１００】
まず、入力を濾過時間Ｔo、出力を濾滓の抵抗Ｒcと濾材の抵抗Ｒmを足し合わせた濾過抵抗Ｒ(Ｒ＝Ｒc＋Ｒm)とする近似関数をｆR(ｘ)で表すと、式９になる。
【０１０１】
【数９】
式９を式２に代入すると、式１０になる。
【０１０２】
【数１０】
よって近似関数ｙ＝ｆ1(ｘ)は、式１１になる。
【０１０３】
【数１１】
例えば、濾材としてセラミックＭＦ膜を用いた場合の、定水量濾過時における、濾過時間と濾過抵抗の関係は、式１２のような指数関数で近似できることが知られている（都築佑太著、岐阜大学水質安全研究室修士論文「粒径の異なる微粒子群が膜ろ過抵抗に与える影響の評価」、２００７年）。
【０１０４】
【数１２】
ただし、ａ＞０、ｂ＞０とする。式１２を式１１に代入すると、式１３になる。
【０１０５】
【数１３】
よって、計測された複数の累積濾過時間、水量／水圧の組より、最小二乗法を用いて、係数ａ，ｂを算出することで、ｆ1(ｘ)の関数式を一意に定めることができる。
【０１０６】
セラミックＭＦ膜以外の濾材を用いた場合でも、実験等により、ｆR(ｘ)の式を求めることで、ｆ1(ｘ)の式を明らかにすることができる。
【０１０７】
ただし、式１２は、定水量濾過時、かつ原水の水質が一定という条件の下での式であるため、実際の浄水器の使用状況によっては、厳密には式１３を満たさない場合が考えられる。
【０１０８】
しかし、濾過時間と水量／水圧の関係は必ず単調減少になるという点において、式１３から大きくずれることはないともいえる。
【０１０９】
さらに、濾過時間が経過するほど、グラフの線の延長度合いが小さくなってくるので、濾材寿命算出時の誤差が小さくなる。
【０１１０】
第１実施形態の浄水器１は、カートリッジ方式の浄水器であるが、逆洗による濾材再生方式の浄水器にも有効である。
【０１１１】
逆洗方式の浄水器では、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間の代わりに、現時点から逆洗による濾材再生が必要となるまでの濾過時間を予測することができる。
【０１１２】
さらに、逆洗直後の水量及び水圧を計測し、水量／水圧を求めることで、逆洗による濾材２９の再生度合いを評価することもできる。
【０１１３】
例えば、逆洗直後の水量／水圧が所定値より小さければ、さらに念入りに逆洗を行い、それでも所定値より大きくならなければ、濾材の寿命と判断し、濾材、あるいは浄水器自体の交換を促すこともできる。
【０１１４】
以上のように、第１実施形態の浄水器１は、濾材２９と、水量計測部２２と、水圧計測部２３と、演算部２７とを備える。
【０１１５】
濾材２９は、原水を通過させて浄水にするものである。水量計測部２２は、濾材２９を通過する水量を検知するものである。水圧計測部２３は、濾材２９の原水側の水圧を検知するものである。演算部２７は、水量計測部２２によって検知される水量と水圧計測部２３によって検知される水圧との比に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０１１６】
このようにすることにより、原水の水質に応じて、濾材２９の使用可能期間の残余を予測することが可能な浄水器１を提供することができる。
【０１１７】
また、第１実施形態の浄水器１は、濾材２９の使用開始後に水が濾材２９を通過した累積濾過時間を検知する累積濾過時間検知部２５を備える。
【０１１８】
演算部２７は、累積濾過時間検知部２５によって所定の累積濾過時間が検知されたときに水量計測部２２が検知する水量と水圧計測部２３が検知する水圧との比と、累積濾過時間検知部２５によって検知された累積濾過時間との組を作成し、複数の組に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０１１９】
浄水器１の濾過時間の経過とともに、濾材２９は目詰まりする。濾材２９の目詰まりによって、水量と水圧との比（Ｐr／Ｆr）の値は、濾過時間の経過とともに徐々に小さくなる。すなわち、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を水量／水圧として、水量Ｆrと水圧Ｐrの比の値をプロットして線で結ぶと、単調減少のグラフとなる。
【０１２０】
そこで、水量／水圧が所定の値より小さくなると濾材寿命に達している、例えば、カートリッジ交換時期、あるいは逆洗時期である等と定義した場合、その所定の値まで上述のグラフの線を延長することで、濾材２９の使用可能な期間の残余、すなわち、現在から濾材寿命までの濾過時間をより正確に予測することができる。
【０１２１】
なお、上記の説明では、水量と水圧との比として水量／水圧を用いているが、水圧／水量を用いてもよい。水圧／水量を用いる場合には、濾過時間の経過とともに濾材２９の目詰まりによって値が徐々に大きくなる。すなわち、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を水圧／水量として、複数の水圧／水量の値をプロットして線で結ぶと、単調増加のグラフとなる。この場合には、水圧／水量がある決められた値より大きくなると濾材寿命に達していると定義すればよい。
【０１２２】
また、第１実施形態の浄水器１においては、演算部２７は、第１累積濾過時間演算行程と、第２累積濾過時間演算行程と、第３累積濾過時間演算行程とを行うことによって、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０１２３】
第１累積濾過時間演算行程においては、累積濾過時間をｘとし、累積濾過時間ｘが検知されたときに水量計測部２２が検知する水量と水圧計測部２３が検知する水圧との比をｙとし、ｘとｙとの複数の組について最小二乗法を用いて、ｙをｘの近似関数としてｙ＝ｆ1（ｘ）の形で表す。
【０１２４】
第２累積濾過時間演算行程においては、第１累積濾過時間演算行程で表された近似関数において、濾材２９の原水側の水量と水圧との比の所定の値をｙに代入して濾材２９の原水側の水量と水圧との比が所定の値になるときのｘを求める。
【０１２５】
第３累積濾過時間演算行程においては、第２累積濾過時間演算行程で求められたｘから、累積濾過時間検知部によって検知された最大の累積濾過時間を減算する。
【０１２６】
このようにすることにより、濾材２９の使用可能な期間の残余、すなわち、現在から濾材寿命までの濾過時間をより正確に予測することができる。
【０１２７】
また、第１実施形態の浄水器１においては、演算部２７は、所定の時間間隔をあけて水量計測部２２によって検知される水量と水圧計測部２３によって検知される水圧との複数の比の平均に基づいて、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることが好ましい。
【０１２８】
水量計測部２２と水圧計測部２３が、それぞれ１回だけ計測を行う場合、検知される水量や水圧の誤差が大きくても、その値を使わざるを得ない。そこで、所定の時間間隔をあけて水量計測部２２によって検知される水量と水圧計測部２３によって検知される水圧との複数の比の平均を用いることで、誤差を相殺させる、あるいは、相対誤差が大きいと思われる値、例えば、比較的小さな値を用いずに、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出することができる。
【０１２９】
また、第１実施形態の浄水器１においては、水量計測部２２によって検知される水量と水圧計測部２３によって検知される水圧との複数の比の平均は、所定の時間間隔をあけて水量計測部２２によって検知される水量と水圧計測部２３によって検知される水圧との複数の比のうち、水圧計測部２３によって検知される水圧が所定の値以上の大きさの複数の比の平均であることが好ましい。
【０１３０】
水圧計測部２３によって所定の間隔をあけて検知された複数の水圧の平均を用いても、比較的小さな値では、求められる濾材２９の使用可能な期間の残余の誤差が大きい場合がある。そこで、相対誤差が大きいと思われる比較的小さな値を用いずに、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出することによって、より正確に濾材２９の使用可能な期間の残余を算出することができる。
【０１３１】
（第２実施形態）
第１実施形態の浄水器１では現時点からカートリッジ交換までの濾過時間、すなわち、原水が濾材２９を通過する時間を予測していたが、第２実施形態の浄水器では、浄水器の使用時と未使用時とに関わらず、浄水器の使用開始後に経過した累積経過時間も加味することで、カートリッジ交換時期を予測することができる。例えば、今から何日後に、さらには何年何月何日にカートリッジ交換を行えばよいかを予測することができる。
【０１３２】
図５に示すように、第２実施形態の浄水器２が第１実施形態の浄水器１と異なる点としては、累積経過時間検知部３５と、演算部３７と、表示部３８とを備える。浄水器２のその他の構成は、第１実施形態の浄水器１と同様である。
【０１３３】
累積経過時間検知部３５は、現カートリッジの使用開始時から経過時間を計測する。累積経過時間検知部３５は、浄水器未使用時、すなわち、浄水器２から浄水も原水も排出されない時間も含めた累積経過時間を計測する。なお、この累積経過時間は、カートリッジ装着部２４からのリセット信号を受信した時点でリセットされる。
【０１３４】
演算部３７は、メモリ２６に格納されている複数の水量／水圧、累積濾過時間、及び累積経過時間の組から、カートリッジ交換時期を算出し、出力する。
【０１３５】
表示部３８は、演算部３７から出力されたカートリッジ交換時期を入力し、表示する。
【０１３６】
なお、第１実施形態の浄水器１と同一の処理部に対しては、第１実施形態と同じ番号を付けるとともに、詳細説明を省略する。
【０１３７】
以上のように構成される第２実施形態の浄水器２の動作について説明する。
【０１３８】
図６に示すように、ステップＳ１１からステップＳ１４は、第１実施形態の演算部２７で行われるステップＳ１１からステップＳ１４と同様である。
【０１３９】
ステップＳ２５では、複数の累積濾過時間、累積経過時間の組（(Ｔo［１］，Ｔe［１］)，(Ｔo［２］，Ｔe［２］)，…(Ｔo［Ｎi］，Ｔe［Ｎi］)）を、入力ｘを累積濾過時間、出力ｙを累積経過時間とする関数（曲線）ｙ＝ｆ2(ｘ)で近似する。近似関数は、(Ｔo［１］，Ｔe［１］)＝(０，０)を通るようにする。ステップＳ２５は第１累積経過時間演算行程の一例である。
【０１４０】
ただし、Ｔe［ｉ］はｉ番目の累積経過時間、ｙ＝ｆ2(ｘ)は入力ｘを累積濾過時間、出力ｙを累積経過時間とする近似関数である。
【０１４１】
なお、濾過時間と経過時間はほぼ比例すると考えられるので、ｙ＝ｆ2(ｘ)の関数式として、原点を通る１次関数（ｙ＝ａｘの形式で表される一次関数であって、ａ＞０とする）で近似するとよい。
【０１４２】
ステップＳ２６では、式１４により、カートリッジ使用開始時から、カートリッジ交換時までの全経過時間を算出する。ステップＳ２６は、第２累積経過時間演算行程の一例である。
【０１４３】
【数１４】
ただし、カートリッジ使用開始時から、カートリッジ交換時までの全経過時間をＴetとする。
【０１４４】
ステップＳ２７では、式１５により、現時点からカートリッジ交換までの経過時間を算出する。ステップＳ２７は、第３累積経過時間演算行程の一例である。
【０１４５】
【数１５】
ただし、現時点からカートリッジ交換までの経過時間をＴerとする。
【０１４６】
このようにして、現時点からカートリッジ交換までの経過時間を予測することができる。
【０１４７】
なお、Ｔerの値が０以下になった場合は、既にカートリッジ寿命が尽きていることを意味するので、表示部３８で、その旨を表示する。
【０１４８】
以上のように、第２実施形態の浄水器２は、当該浄水器２の使用開始後に経過した累積経過時間を検知する累積経過時間検知部３５を備える。
【０１４９】
演算部３７は、累積経過時間検知部３５によって所定の累積経過時間が検知されたときに水量計測部２２が検知する水量と水圧計測部２３が検知する水圧との比と、累積濾過時間検知部２５によって検知された累積濾過時間と、累積経過時間検知部３５によって検知された累積経過時間との組を作成し、複数の組に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０１５０】
累積経過時間は、累積濾過時間の増加とともに、値が大きくなる。すなわち、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を累積経過時間として、検知された複数の累積濾過時間と累積経過時間の組をプロットして線で結ぶと、単調増加のグラフとなる。
【０１５１】
そこで、水圧と水量との比と累積濾過時間とを用いて濾材２９の使用可能な期間を算出し、算出された濾材２９の使用可能な期間の終期までグラフの線を延長することで、濾材２９の使用可能な期間の終期までの累積経過時間を予測することができる。また、現在から濾材寿命までの累積経過時間の残余をより正確に予測することができる。
【０１５２】
また、第２実施形態の浄水器２においては、演算部３７は、第１累積経過時間演算行程と、第２累積経過時間演算行程と、第３累積経過時間演算行程とを行うことによって、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０１５３】
第１累積経過時間演算行程においては、累積濾過時間をｘとし、累積濾過時間ｘが検知されたときに累積経過時間検知部３５が検知する累積経過時間をｙとし、ｘとｙとの複数の組について最小二乗法を用いて、ｙをｘの近似関数としてｙ＝ｆ2（ｘ）の形で表す。
【０１５４】
第２累積経過時間演算行程においては、第１累積経過時間演算行程で表された近似関数において、第２累積濾過時間演算行程で求められたｘを代入してｙを求める。
【０１５５】
第３累積経過時間演算行程においては、第２累積経過時間演算行程で求められたｙから、累積経過時間検知部３５によって検知された最大の累積経過時間を減算する第３累積経過時間演算行程とを行なう。
【０１５６】
このようにすることにより、濾材２９の使用可能な期間の残余、すなわち、現在から濾材寿命までの累積経過時間をより正確に予測することができる。
【０１５７】
（第３実施形態）
図７に示すように、この発明の第３実施形態の浄水器３は、浄水・原水切換部２１と、水量検知部として水量計測部２２と、水圧検知部として差圧計測部４３と、カートリッジ式の濾材２９を収容するカートリッジ装着部２４と、累積濾過時間検知部２５と、メモリ２６と、演算部２７と、表示部２８とを備える。
【０１５８】
浄水器３は、第１実施形態の浄水器１と同様に、濾材２９が内蔵されたカートリッジを定期的に交換することで浄水性能を維持するカートリッジ方式を採用している。
【０１５９】
浄水・原水切換部２１は、図示しない切換レバー等により、浄水器３が浄水を出力する浄水モードと、原水を出力する原水モードとを浄水器３の使用者が選択するとともに、浄水が出力されている、すなわち、浄水モードでかつ水が流れている場合にのみ、浄水出力信号を累積濾過時間検知部２５に出力する。
【０１６０】
水量計測部２２は、累積濾過時間検知部２５から計測命令信号が入力されると、浄水器３の通水路内の原水側の水量を計測し、計測された水量値をメモリ２６に出力する。
【０１６１】
差圧計測部４３は、累積濾過時間検知部２５からの計測命令信号が入力されると、浄水器通水路内の濾材２９の原水側の水圧と濾過水側の水圧との差圧を計測し、計測された差圧値をメモリ２６に出力する。
【０１６２】
なお、水量計測部２２及び差圧計測部４３は、１回の計測命令信号の受信で、指定された計測時間間隔（≪指定された濾過時間間隔）で、複数回、水量及び差圧を計測してもよい。
【０１６３】
カートリッジ装着部２４には、図示しないカートリッジが装着されている。カートリッジ装着部２４は、カートリッジ内部の中空糸膜や限外濾過膜（ＵＦ膜）等の濾材２９により、原水を濾過し浄水を生成する。また、カートリッジの取り替え時に自動的にリセット命令が出力され、累積濾過時間検知部２５内の累積濾過時間とメモリ２６内のデータがリセットされる。あるいは、カートリッジ装着部２４は、カートリッジ取り替え時に、図示しないリセットボタンを使用者が押すことで、リセット命令が出力される構造にしてもよい。
【０１６４】
累積濾過時間検知部２５は、浄水・原水切換部２１から出力される浄水出力信号が受信されている場合、すなわち、原水が濾材２９によって濾過されて浄水が出力されている場合にのみ、現カートリッジの使用開始時からの累積濾過時間を計測し、メモリ２６に出力する。なお、この累積濾過時間は、カートリッジ装着部２４からのリセット信号を受信した時点でリセットされる。
【０１６５】
累積濾過時間検知部２５はまた、指定された濾過時間間隔で、水量計測部２２と差圧計測部４３に対し、計測命令信号を出力し、水量と差圧の計測を促す。
【０１６６】
メモリ２６は、水量計測部２２、差圧計測部４３、累積濾過時間検知部２５からそれぞれ出力された水量と差圧との比として水量／差圧と、累積濾過時間の組を格納する。なお、水量と差圧は、それぞれ同じ数で複数格納してもよい。
【０１６７】
演算部２７は、メモリ２６にデータが追加されたときに、メモリ２６に格納されている、各濾過時間間隔で計測された２組以上の水量／差圧、及び累積濾過時間の組から、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間を算出し、表示部２８に出力する。
【０１６８】
表示部２８は、演算部２７から出力された、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間、すなわち、濾材の使用可能な期間の残余を入力し、表示する。濾材の使用可能な期間の残余の求め方は後述する。
【０１６９】
以上のように構成された浄水器３の動作を説明する。
【０１７０】
図８に示すように、ステップＳ３１では、メモリ２６に格納されている水量、及び差圧のデータから、式３により水量／差圧を算出する。
【０１７１】
【数３】
ただし、ｉ＝１，２，…，Ｎi、Ｎiは指定された濾過時間間隔でメモリ２６に格納されたデータの数(＞１)、Ｆr［ｉ］は指定された濾過時間間隔ごとに計測されたｉ番目の水量、Ｐr［ｉ］は指定された濾過時間間隔ごとに計測されたｉ番目の差圧、ＦrＰr［ｉ］は指定された濾過時間間隔ごとに計測されたｉ番目の水量／差圧である。
【０１７２】
ステップＳ３１の処理を、指定された濾過時間間隔でメモリ２６に格納されたデータの数だけ繰り返す。
【０１７３】
あるいは、ステップＳ３１では、指定された計測時間間隔で、指定された回数だけ水量と差圧の計測が行われた場合は、式４により水量／差圧を算出する。
【０１７４】
【数４】
ただし、ｊ＝１，２，…，Ｎj、Ｎjは指定された計測時間間隔でメモリ２６に格納された水量／差圧の数(＞１)、Ｆr［ｉ］［ｊ］は指定された濾過時間間隔におけるｉ番目で、指定された計測時間間隔におけるｊ番目の水量、Ｐr［ｉ］［ｊ］は指定された濾過時間間隔におけるｉ番目で、指定された計測時間間隔におけるｊ番目の差圧である。
【０１７５】
あるいは、ステップＳ３１ではさらに、差圧が所定値以上の組のみに対して水量／差圧を算出する場合は、式５と式６により、水量／差圧を算出する。
【０１７６】
【数５】
【数６】
ただし、Ｐrlは差圧の所定値（下限値）、Ｎkは指定された計測時間間隔でメモリ２６に格納された水量／差圧の組の中で差圧が所定値以上の組の数、ｆif（ａ，ｂ，ｃ）は、判定式ａが真であればｂの値、偽であればｃの値を出力する関数である。
【０１７７】
なお、式５でＮk＝０となった場合は、差圧の所定値を下げてＮkを再計算するか、あるいは、ｉ番目のデータ（水量／差圧）は、いずれも誤差が大きいので無効と判断して、ｉ番目のデータを以後の計算に用いないようにしてもよい。
【０１７８】
次にステップＳ３２では、複数の累積濾過時間、水量／差圧の組（(Ｔo［１］，ＦrＰr［１］)，(Ｔo［２］，ＦrＰr［２］)，…(Ｔo［Ｎi］，ＦrＰr［Ｎi］)）を、入力ｘを累積濾過時間、出力ｙを水量／差圧とする関数（曲線）ｙ＝ｆ1(ｘ)で近似する。ステップＳ３２は、第１累積濾過時間演算行程の一例である。
【０１７９】
ただし、Ｔo［ｉ］はｉ番目の累積濾過時間、ｙ＝ｆ1(ｘ)は入力ｘを累積濾過時間、出力ｙを水量／差圧とする近似関数である。
【０１８０】
次に、ステップＳ３３では、式７により、カートリッジ使用開始時（前回のカートリッジ交換時）から、（今回の）カートリッジ交換時までの全濾過時間を算出する。ステップＳ３３は、第２累積濾過時間演算行程の一例である。
【０１８１】
【数７】
ただし、Ｔotは（カートリッジ使用開始時からカートリッジ交換時までの）全濾過時間、ＦrＰrtはカートリッジ交換時における水量／差圧である。なお、ＦrＰrtは、カートリッジ性能を保つことができる水量／差圧の下限値を表し、カートリッジの種類に応じて決定され、予めメモリ２６に格納されている。
【０１８２】
次に、ステップＳ３４では、式８により、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間を算出する。ステップＳ３４は、第３累積濾過時間演算行程の一例である。
【０１８３】
【数８】
ただし、Ｔorは現時点からカートリッジ交換までの濾過時間である。このようにして、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間を予測することができる。
【０１８４】
なお、Ｔorが０以下になった場合は、既にカートリッジ寿命が尽きていることを意味するので、表示部２８で、その旨を表示する。
【０１８５】
ここで、ｙ＝ｆ1(ｘ)の具体的な関数式について考察する。
【０１８６】
まず、入力を濾過時間Ｔo、出力を濾滓の抵抗Ｒcと濾材の抵抗Ｒmを足し合わせた濾過抵抗Ｒ(Ｒ＝Ｒc＋Ｒm)とする近似関数をｆR(ｘ)で表すと、式９になる。
【０１８７】
【数９】
式９を式２に代入すると、式１０になる。
【０１８８】
【数１０】
よって近似関数ｙ＝ｆ1(ｘ)は、式１１になる。
【０１８９】
【数１１】
例えば、濾材としてセラミックＭＦ膜を用いた場合の、定水量濾過時における、濾過時間と濾過抵抗の関係は、式１２のような指数関数で近似できることが知られている（都築佑太著、岐阜大学水質安全研究室修士論文「粒径の異なる微粒子群が膜ろ過抵抗に与える影響の評価」、２００７年）。
【０１９０】
【数１２】
ただし、ａ＞０、ｂ＞０とする。式１２を式１１に代入すると、式１３になる。
【０１９１】
【数１３】
よって、計測された複数の累積濾過時間、水量／差圧の組より、最小二乗法を用いて、係数ａ，ｂを算出することで、ｆ1(ｘ)の関数式を一意に定めることができる。
【０１９２】
セラミックＭＦ膜以外の濾材を用いた場合でも、実験等により、ｆR(ｘ)の式を求めることで、ｆ1(ｘ)の式を明らかにすることができる。
【０１９３】
ただし、式１２は、定水量濾過時、かつ原水の水質が一定という条件の下での式であるため、実際の浄水器の使用状況によっては、厳密には式１３を満たさない場合が考えられる。
【０１９４】
しかし、濾過時間と水量／差圧の関係は必ず単調減少になるという点において、式１３から大きくずれることはないともいえる。
【０１９５】
さらに、濾過時間が経過するほど、グラフの線の延長度合いが小さくなってくるので、濾材寿命算出時の誤差が小さくなる。
【０１９６】
第３実施形態の浄水器３は、カートリッジ方式の浄水器であるが、逆洗による濾材再生方式の浄水器にも有効である。
【０１９７】
逆洗方式の浄水器では、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間の代わりに、現時点から逆洗による濾材再生が必要となるまでの濾過時間を予測することができる。
【０１９８】
さらに、逆洗直後の水量及び差圧を計測し、水量／差圧を求めることで、逆洗による濾材２９の再生度合いを評価することもできる。
【０１９９】
例えば、逆洗直後の水量／差圧が所定値より小さければ、さらに念入りに逆洗を行い、それでも所定値より大きくならなければ、濾材の寿命と判断し、濾材、あるいは浄水器自体の交換を促すこともできる。
【０２００】
以上のように、第３実施形態の浄水器３は、濾材２９と、水量計測部２２と、差圧計測部４３と、演算部２７とを備える。
【０２０１】
濾材２９は、原水を通過させて浄水にするものである。水量計測部２２は、濾材２９を通過する水量を検知するものである。差圧計測部４３は、濾材２９の原水側の差圧を検知するものである。演算部２７は、水量計測部２２によって検知される水量と差圧計測部４３によって検知される差圧との比に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０２０２】
このようにすることにより、原水の水質に応じて、濾材２９の使用可能期間の残余を予測することが可能な浄水器３を提供することができる。
【０２０３】
特に、演算部２７が、水量計測部２２によって検知される水量Ｆrと差圧計測部４３によって検知される差圧との比に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることによって、濾材２９の濾過水側の気圧が大気圧でない場合にも、濾材２９にかかる圧力に基づいて、原水の水質に応じて、濾材２９の使用可能期間の残余を予測することが可能な浄水器３を提供することができる。なお、濾材２９の濾過水側の気圧が大気圧でない場合とは、例えば、水位が高い場合や、濾材２９以外のフィルターなど圧損となるものが配置されている場合などである。
【０２０４】
また、第３実施形態の浄水器３は、濾材２９の使用開始後に水が濾材２９を通過した累積濾過時間を検知する累積濾過時間検知部２５を備える。
【０２０５】
演算部２７は、累積濾過時間検知部２５によって所定の累積濾過時間が検知されたときに水量計測部２２が検知する水量と差圧計測部４３が検知する差圧との比と、累積濾過時間検知部２５によって検知された累積濾過時間との組を作成し、複数の組に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０２０６】
浄水器３の濾過時間の経過とともに、濾材２９は目詰まりする。濾材２９の目詰まりによって、水量と差圧との比（Ｐr／Ｆr）の値は、濾過時間の経過とともに徐々に小さくなる。すなわち、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を水量／差圧として、水量Ｆrと差圧Ｐrの比の値をプロットして線で結ぶと、単調減少のグラフとなる。
【０２０７】
そこで、水量／差圧が所定の値より小さくなると濾材寿命に達している、例えば、カートリッジ交換時期、あるいは逆洗時期である等と定義した場合、その所定の値まで上述のグラフの線を延長することで、濾材２９の使用可能な期間の残余、すなわち、現在から濾材寿命までの濾過時間をより正確に予測することができる。
【０２０８】
なお、上記の説明では、水量と差圧との比として水量／差圧を用いているが、差圧／水量を用いてもよい。差圧／水量を用いる場合には、濾過時間の経過とともに濾材２９の目詰まりによって値が徐々に大きくなる。すなわち、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を差圧／水量として、複数の差圧／水量の値をプロットして線で結ぶと、単調増加のグラフとなる。この場合には、差圧／水量がある決められた値より大きくなると濾材寿命に達していると定義すればよい。
【０２０９】
また、第３実施形態の浄水器３においては、演算部２７は、第１累積濾過時間演算行程と、第２累積濾過時間演算行程と、第３累積濾過時間演算行程とを行うことによって、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０２１０】
第１累積濾過時間演算行程においては、累積濾過時間をｘとし、累積濾過時間ｘが検知されたときに水量計測部２２が検知する水量と差圧計測部４３が検知する差圧との比をｙとし、ｘとｙとの複数の組について最小二乗法を用いて、ｙをｘの近似関数としてｙ＝ｆ1（ｘ）の形で表す。
【０２１１】
第２累積濾過時間演算行程においては、第１累積濾過時間演算行程で表された近似関数において、濾材２９の原水側の水量と差圧との比の所定の値をｙに代入して濾材２９の原水側の水量と差圧との比が所定の値になるときのｘを求める。
【０２１２】
第３累積濾過時間演算行程においては、第２累積濾過時間演算行程で求められたｘから、累積濾過時間検知部によって検知された最大の累積濾過時間を減算する。
【０２１３】
このようにすることにより、濾材２９の使用可能な期間の残余、すなわち、現在から濾材寿命までの濾過時間をより正確に予測することができる。
【０２１４】
また、第３実施形態の浄水器３においては、演算部２７は、所定の時間間隔をあけて水量計測部２２によって検知される水量と差圧計測部４３によって検知される差圧との複数の比の平均に基づいて、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていることが好ましい。
【０２１５】
水量計測部２２と差圧計測部４３が、それぞれ１回だけ計測を行う場合、検知される水量や差圧の誤差が大きくても、その値を使わざるを得ない。そこで、所定の時間間隔をあけて水量計測部２２によって検知される水量と差圧計測部４３によって検知される差圧との複数の比の平均を用いることで、誤差を相殺させる、あるいは、相対誤差が大きいと思われる値、例えば、比較的小さな値を用いずに、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出することができる。
【０２１６】
また、第３実施形態の浄水器３においては、水量計測部２２によって検知される水量と差圧計測部４３によって検知される差圧との複数の比の平均は、所定の時間間隔をあけて水量計測部２２によって検知される水量と差圧計測部４３によって検知される差圧との複数の比のうち、差圧計測部４３によって検知される差圧が所定の値以上の大きさの複数の比の平均であることが好ましい。
【０２１７】
差圧計測部４３によって所定の間隔をあけて検知された複数の差圧の平均を用いても、比較的小さな値では、求められる濾材２９の使用可能な期間の残余の誤差が大きい場合がある。そこで、相対誤差が大きいと思われる比較的小さな値を用いずに、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出することによって、より正確に濾材２９の使用可能な期間の残余を算出することができる。
【０２１８】
第３実施形態の浄水器３のその他の構成と効果は、第１実施形態の浄水器１と同様である。
【０２１９】
（第４実施形態）
第３実施形態の浄水器３では現時点からカートリッジ交換までの濾過時間、すなわち、原水が濾材２９を通過する時間を予測していたが、第４実施形態の浄水器では、浄水器の使用時と未使用時とに関わらず、浄水器の使用開始後に経過した累積経過時間も加味することで、カートリッジ交換時期を予測することができる。例えば、今から何日後に、さらには何年何月何日にカートリッジ交換を行えばよいかを予測することができる。
【０２２０】
図９に示すように、第４実施形態の浄水器４が第３実施形態の浄水器３と異なる点としては、累積経過時間検知部３５と、演算部３７と、表示部３８とを備える。浄水器４のその他の構成は、第３実施形態の浄水器３と同様である。
【０２２１】
累積経過時間検知部３５は、現カートリッジの使用開始時から経過時間を計測する。累積経過時間検知部３５は、浄水器未使用時、すなわち、浄水器４から浄水も原水も排出されない時間も含めた累積経過時間を計測する。なお、この累積経過時間は、カートリッジ装着部２４からのリセット信号を受信した時点でリセットされる。
【０２２２】
演算部３７は、メモリ２６に格納されている複数の水量／差圧、累積濾過時間、及び累積経過時間の組から、カートリッジ交換時期を算出し、出力する。
【０２２３】
表示部３８は、演算部３７から出力されたカートリッジ交換時期を入力し、表示する。
【０２２４】
なお、第３実施形態の浄水器３と同一の処理部に対しては、第３実施形態と同じ番号を付けるとともに、詳細説明を省略する。
【０２２５】
以上のように構成される第４実施形態の浄水器４の動作について説明する。
【０２２６】
図１０に示すように、ステップＳ４１からステップＳ４４は、第３実施形態の演算部２７で行われるステップＳ３１からステップＳ３４と同様である。
【０２２７】
ステップＳ４５では、複数の累積濾過時間、累積経過時間の組（(Ｔo［１］，Ｔe［１］)，(Ｔo［２］，Ｔe［２］)，…(Ｔo［Ｎi］，Ｔe［Ｎi］)）を、入力ｘを累積濾過時間、出力ｙを累積経過時間とする関数（曲線）ｙ＝ｆ2(ｘ)で近似する。近似関数は、(Ｔo［１］，Ｔe［１］)＝(０，０)を通るようにする。ステップＳ４５は第１累積経過時間演算行程の一例である。
【０２２８】
ただし、Ｔe［ｉ］はｉ番目の累積経過時間、ｙ＝ｆ2(ｘ)は入力ｘを累積濾過時間、出力ｙを累積経過時間とする近似関数である。
【０２２９】
なお、濾過時間と経過時間はほぼ比例すると考えられるので、ｙ＝ｆ2(ｘ)の関数式として、原点を通る１次関数（ｙ＝ａｘの形式で表される一次関数であって、ａ＞０とする）で近似するとよい。
【０２３０】
ステップＳ４６では、式１４により、カートリッジ使用開始時から、カートリッジ交換時までの全経過時間を算出する。ステップＳ４６は、第２累積経過時間演算行程の一例である。
【０２３１】
【数１４】
ただし、カートリッジ使用開始時から、カートリッジ交換時までの全経過時間をＴetとする。
【０２３２】
ステップＳ４７では、式１５により、現時点からカートリッジ交換までの経過時間を算出する。ステップＳ４７は、第３累積経過時間演算行程の一例である。
【０２３３】
【数１５】
ただし、現時点からカートリッジ交換までの経過時間をＴerとする。
【０２３４】
このようにして、現時点からカートリッジ交換までの経過時間を予測することができる。
【０２３５】
なお、Ｔerの値が０以下になった場合は、既にカートリッジ寿命が尽きていることを意味するので、表示部３８で、その旨を表示する。
【０２３６】
以上のように、第４実施形態の浄水器４は、当該浄水器４の使用開始後に経過した累積経過時間を検知する累積経過時間検知部３５を備える。
【０２３７】
演算部３７は、累積経過時間検知部３５によって所定の累積経過時間が検知されたときに水量計測部２２が検知する水量と差圧計測部４３が検知する差圧との比と、累積濾過時間検知部２５によって検知された累積濾過時間と、累積経過時間検知部３５によって検知された累積経過時間との組を作成し、複数の組に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０２３８】
累積経過時間は、累積濾過時間の増加とともに、値が大きくなる。すなわち、横軸を累積濾過時間とし、縦軸を累積経過時間として、検知された複数の累積濾過時間と累積経過時間の組をプロットして線で結ぶと、単調増加のグラフとなる。
【０２３９】
そこで、差圧と水量との比と累積濾過時間とを用いて濾材２９の使用可能な期間を算出し、算出された濾材２９の使用可能な期間の終期までグラフの線を延長することで、濾材２９の使用可能な期間の終期までの累積経過時間を予測することができる。また、現在から濾材寿命までの累積経過時間の残余をより正確に予測することができる。
【０２４０】
また、第４実施形態の浄水器４においては、演算部３７は、第１累積経過時間演算行程と、第２累積経過時間演算行程と、第３累積経過時間演算行程とを行うことによって、濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。
【０２４１】
第１累積経過時間演算行程においては、累積濾過時間をｘとし、累積濾過時間ｘが検知されたときに累積経過時間検知部３５が検知する累積経過時間をｙとし、ｘとｙとの複数の組について最小二乗法を用いて、ｙをｘの近似関数としてｙ＝ｆ2（ｘ）の形で表す。
【０２４２】
第２累積経過時間演算行程においては、第１累積経過時間演算行程で表された近似関数において、第２累積濾過時間演算行程で求められたｘを代入してｙを求める。
【０２４３】
第３累積経過時間演算行程においては、第２累積経過時間演算行程で求められたｙから、累積経過時間検知部３５によって検知された最大の累積経過時間を減算する第３累積経過時間演算行程とを行なう。
【０２４４】
このようにすることにより、濾材２９の使用可能な期間の残余、すなわち、現在から濾材寿命までの累積経過時間をより正確に予測することができる。
【０２４５】
第４実施形態の浄水器４のその他の構成と効果は、第３実施形態の浄水器３と同様である。
【０２４６】
（第５実施形態）
図１１に示すように、第５実施形態の浄水器５は、浄水・原水切換部２１と、水量検知部として水量計測部２２と、水圧検知部として水圧計測部２３と、カートリッジ式の濾材２９を収容するカートリッジ装着部２４と、累積濾過時間検知部２５と、メモリ２６と、演算部２７と、表示部２８と、報知部５１とを備える。
【０２４７】
浄水器５は、第１実施形態の浄水器１と同様に構成されている。浄水器５の各部材は、浄水器１の各部材と同様に構成されている。浄水器５が浄水器１と異なる点としては、浄水器５は、報知部５１を備える。
【０２４８】
報知部５１は、演算部２７から信号を受信して、使用者に報知を行う。報知は、音や光、振動等によって行われる。報知部５１は、演算部２７から出力された、現時点からカートリッジ交換までの濾過時間、すなわち、濾材２９の使用可能な期間の残余についての情報を使用者に報知する。
【０２４９】
浄水器５のその他の構成は浄水器１と同様である。
【０２５０】
以上のように構成された浄水器５の動作を説明する。
【０２５１】
図１２に示すように、ステップＳ５１では、演算部２７は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であるかどうかを判断する。演算部２７は、第１実施形態と第２実施形態のいずれの方法で濾材２９の使用可能な期間の残余を求めてもよい。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であれば、ステップＳ５２に進む。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下でなければ、ステップＳ５１に戻る。
【０２５２】
ステップＳ５２では、演算部２７は、報知部５１に制御信号を送信して、使用者に、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下であることを報知させる。
【０２５３】
なお、第５実施形態の浄水器５では、水量計測部２２によって検知される水量Ｆrと水圧計測部２３によって検知される水圧との比に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されているように説明したが、第３実施形態の浄水器３のように、水量計測部２２によって検知される水量Ｆrと、濾材２９の原水側の水圧および濾過水側の水圧との差圧とによって濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていてもよい。
【０２５４】
以上のように、第５実施形態の浄水器５は、報知部５１を備える。報知部５１は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下であることを使用者に報知するように構成されている。
【０２５５】
濾材２９の使用可能な期間の残余が０になった後は、浄水器５は浄水を供給することができない、また、濾材２９の洗浄や交換にはある程度の時間がかかる。濾材２９の洗浄や交換を行っている間、浄水器５は浄水を供給することができない。そのため、濾材２９の使用可能な期間の残余が０になった後に濾材２９の洗浄や交換を行うと、濾材２９の使用可能な期間の残余が０になる前に濾材２９の洗浄や交換を行う場合と比較して、浄水器５が浄水を供給することができない期間が長くなる。
【０２５６】
そこで、報知部５１が、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下であることを使用者に報知するように構成されていることにより、使用者は、濾材２９の使用可能な期間の残余が０になるまでの間に、濾材２９を洗浄したり、交換したりする時期を決定することができる。
【０２５７】
このようにすることにより、浄水器５が浄水を供給することができない期間を比較的短くすることができる。
【０２５８】
第５実施形態の浄水器５のその他の構成と効果は、第１実施形態の浄水器１と同様である。
【０２５９】
（第６実施形態）
図１３に示すように、第６実施形態の浄水器６は、浄水・原水切換部２１と、水量検知部として水量計測部２２と、水圧検知部として水圧計測部２３と、カートリッジ式の濾材２９を収容するカートリッジ装着部２４と、累積濾過時間検知部２５と、メモリ２６と、演算部２７と、表示部２８と、報知部５１と、洗浄部５２とを備える。
【０２６０】
浄水器６は、第５実施形態の浄水器５と同様に構成されている。浄水器６の各部材は、浄水器５の各部材と同様に構成されている。浄水器６が浄水器５と異なる点としては、浄水器６は、濾材２９を洗浄する洗浄部５２を備える。
【０２６１】
洗浄部５２は、洗浄剤を用いて濾材２９を洗浄することが可能であるように構成されている。使用者は、洗浄部５２に洗浄剤を供給することができる。洗浄剤としては、例えば、クエン酸や炭酸水素ナトリウム等を用いることができる。この実施形態においては、洗浄剤を「薬剤」と表す。しかし、洗浄剤は、化学的に合成された薬剤である必要はなく、濾材２９の汚れを除去するために用いられるものであれば何でもよい。
【０２６２】
浄水器６は、例えば、使用者が薬剤を洗浄部５２に供給した後、ボタン（図示しない）を押すように構成されている。使用者に押されたボタンは、演算部２７に信号を送信する。演算部２７は、ボタンから信号を受信することによって、洗浄部５２に薬剤が投入されたと判断する。
【０２６３】
また、報知部５１は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、洗浄部５２に洗浄剤を供給するように使用者に報知するように構成されている。
【０２６４】
なお、第６実施形態の浄水器６においても、例えば、水量計測部２２によって検知される水量Ｆrと水圧計測部２３によって検知される水圧との比に基づいて濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている。また、第３実施形態の浄水器３のように、水量計測部２２によって検知される水量Ｆrと、濾材２９の原水側の水圧および濾過水側の水圧との差圧とによって濾材２９の使用可能な期間の残余を算出するように構成されていてもよい。
【０２６５】
浄水器６のその他の構成は浄水器５と同様である。
【０２６６】
以上のように構成された浄水器６の動作を説明する。
【０２６７】
図１４に示すように、ステップＳ６１では、演算部２７は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であるかどうかを判断する。演算部２７は、第１実施形態と第２実施形態のいずれの方法で濾材２９の使用可能な期間の残余を求めてもよい。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であれば、ステップＳ６２に進む。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下でなければ、ステップＳ６１に戻る。
【０２６８】
ステップＳ６２では、演算部２７は、報知部５１に制御信号を送信して、使用者に、洗浄部５２に薬剤を供給することを促す報知をさせる。
【０２６９】
ステップＳ６３では、演算部２７は、使用者によって洗浄部５２に薬剤が供給されたかどうかを確認する。使用者によって洗浄部５２に薬剤が供給された場合には、ステップＳ６４に進む。使用者によって洗浄部５２に薬剤が供給されていない場合には、ステップＳ６３に戻る。
【０２７０】
ステップＳ６４では、演算部２７が洗浄部５２に制御信号を送信して、洗浄部５２が濾材２９を洗浄するように制御する。ステップＳ６５では、濾材２９の洗浄を終了する。
【０２７１】
以上のように、第６実施形態の浄水器６は、報知部５１と、濾材２９を洗浄する洗浄部５２とを備えることが好ましい。洗浄部５２は、使用者によって洗浄剤を供給され、洗浄剤を用いて濾材２９を洗浄することが可能であるように構成されている。報知部５１は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、洗浄部５２に洗浄剤を供給するように使用者に報知するように構成されている。
【０２７２】
このようにすることにより、使用者は、濾材２９の使用可能な期間の残余が０になるまでの間に、濾材２９を洗浄したり、交換したりする時期を決定することができる。また、浄水器６が浄水を供給することができない期間を比較的短くすることができる。さらに、洗浄部５２が洗浄剤を用いて濾材２９を洗浄することによって、濾材２９を効果的に洗浄することができる。
【０２７３】
なお、洗浄部５２としては、濾材の洗浄を行う機能があれば、他の方式によるものであってもよい。例えば、浄水を用いて濾材を逆洗したり、原水を用いて濾材表面を洗浄したりする方式などである。また、この場合に薬剤を供給するには、浄水、または、原水の経路中に投入するなどすればよい。
【０２７４】
第６実施形態の浄水器６のその他の構成と効果は、第５実施形態の浄水器５と同様である。
【０２７５】
（第７実施形態）
第７実施形態の浄水器は、第６実施形態の浄水器６（図１３）と同様に構成されている。以下に、第７実施形態の浄水器の動作について説明する。
【０２７６】
図１５に示すように、ステップＳ７１では、演算部２７は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であるかどうかを判断する。演算部２７は、第１実施形態と第２実施形態のいずれの方法で濾材２９の使用可能な期間の残余を求めてもよい。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であれば、ステップＳ７２に進む。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下でなければ、ステップＳ７１に戻る。
【０２７７】
ステップＳ７２では、演算部２７は洗浄部５２に制御信号を送信して、濾材２９を洗浄するように制御する。
【０２７８】
ステップＳ７３では、演算部２７は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下であるかどうかを判断するために、濾材２９を洗浄した後に計測された水量と水圧（または差圧）との比が所定の値以下であるかどうかを判断する。ここで、差圧とは、濾材２９の原水側の水圧と濾過水側の水圧との差圧である。濾材２９を洗浄した後に計測された水量と水圧（または差圧）との比が所定の値以下であれば、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である。この場合には、ステップＳ７４に進む。濾材２９を洗浄した後に計測された水量と水圧（または差圧）との比が所定の値以下でなければ、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下ではないといえる。この場合には、ステップＳ７１に戻る。
【０２７９】
ステップＳ７４では、演算部２７は、報知部５１に制御信号を送信して、使用者に、濾材２９を交換する必要があることを報知させる。
【０２８０】
ステップＳ７５では、演算部２７は、濾材２９が交換されたかどうかを判断する。濾材２９が交換されていれば、濾材２９の洗浄の制御処理を終了する。濾材２９が交換されていなければ、ステップＳ７５に戻る。
【０２８１】
以上のように、第７実施形態の浄水器は、報知部５１と、濾材２９を洗浄する洗浄部５２とを備える。洗浄部５２は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に濾材２９の洗浄を行うように構成されている。報知部５１は、濾材２９の洗浄を行った後に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、使用者に濾材２９の交換が必要であることを報知するように構成されている。
【０２８２】
濾材２９の洗浄を行った後に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合には、濾材２９に洗浄不可能な汚れ成分が堆積していると考えられる。このような場合には、さらに濾材２９を洗浄しても、汚れ成分が除去されないと考えられる。そこで、報知部５１が、濾材２９の洗浄を行った後に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、使用者に濾材２９の交換が必要であることを報知するように構成されていることにより、使用者は、洗浄しても汚れ成分を除去することができなくなった濾材２９を交換することができる。
【０２８３】
第７実施形態の浄水器のその他の構成と効果は、第６実施形態の浄水器と同様である。
【０２８４】
（第８実施形態）
第８実施形態の浄水器は、第６実施形態の浄水器６（図１３）と同様に構成されている。以下に、第８実施形態の浄水器の動作について説明する。
【０２８５】
図１６に示すように、ステップＳ８１では、演算部２７は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であるかどうかを判断する。演算部２７は、第１実施形態と第２実施形態のいずれの方法で濾材２９の使用可能な期間の残余を求めてもよい。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であれば、ステップＳ８２に進む。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下でなければ、ステップＳ８１に戻る。
【０２８６】
ステップＳ８２では、演算部２７は洗浄部５２に制御信号を送信して、濾材２９を洗浄するように制御する。
【０２８７】
ステップＳ８３では、演算部２７は、濾材２９の洗浄前の濾材２９の使用可能な期間の残余と濾材２９の洗浄後の濾材２９の使用可能な期間の残余との差が所定の値以下であるかどうかを判断するために、濾材２９の洗浄前に計測された水量／水圧（または差圧）と濾材２９を洗浄した後に計測された水量／水圧（または差圧）との差が所定の値以下であるかどうかを判断する。ここで、差圧とは、濾材２９の原水側の水圧と濾過水側の水圧との差圧である。濾材２９の洗浄前に計測された水量／水圧（または差圧）と濾材２９を洗浄した後に計測された水量／水圧（または差圧）との差が所定の値以下であれば、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である。この場合には、ステップＳ８４に進む。濾材２９の洗浄前に計測された水量／水圧（または差圧）と濾材２９を洗浄した後に計測された水量／水圧（または差圧）との差が所定の値以下でなければ、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下ではないといえる。この場合には、ステップＳ８１に戻る。
【０２８８】
ステップＳ８４では、演算部２７は、報知部５１に制御信号を送信して、使用者に、濾材２９を交換する必要があることを報知させる。
【０２８９】
ステップＳ８５では、演算部２７は、濾材２９が交換されたかどうかを判断する。濾材２９が交換されていれば、濾材２９の洗浄の制御処理を終了する。濾材２９が交換されていなければ、ステップＳ８５に戻る。
【０２９０】
以上のように、第８実施形態の浄水器は、報知部５１と、濾材２９を洗浄する洗浄部５２とを備える。洗浄部５２は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に濾材２９の洗浄を行うように構成されている。報知部５１は、濾材２９の洗浄を行う前に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余と濾材２９の洗浄を行った後に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余との差が所定の値以下である場合に、使用者に濾材２９の交換が必要であることを報知するように構成されている。
【０２９１】
濾材２９の洗浄を行う前に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余と濾材２９の洗浄を行った後に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余との差が所定の値以下である場合には、濾材２９を洗浄しても、濾材２９に堆積された汚れ成分が除去されていない。このような場合には、濾材２９に洗浄不可能な汚れ成分が堆積していると考えられる。そこで、報知部５１は、濾材２９の洗浄を行う前に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余と濾材２９の洗浄を行った後に算出された濾材２９の使用可能な期間の残余との差が所定の値以下である場合に、使用者に濾材２９の交換が必要であることを報知するように構成されている。このようにすることにより、使用者は、洗浄しても汚れ成分を除去することができなくなった濾材２９を交換することができる。
【０２９２】
第８実施形態の浄水器のその他の構成と効果は、第６実施形態の浄水器と同様である。
【０２９３】
（第９実施形態）
第９実施形態の浄水器は、第６実施形態の浄水器６（図１３）と同様に構成されている。浄水・原水切換部２１（図１３）は、原水供給停止部の一例である。以下に、第９実施形態の浄水器の動作について説明する。
【０２９４】
図１７に示すように、ステップＳ９１では、演算部２７は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値Ａ以下であるかどうかを判断する。演算部２７は、第１実施形態と第２実施形態のいずれの方法で濾材２９の使用可能な期間の残余を求めてもよい。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下であれば、ステップＳ９２に進む。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値以下でなければ、ステップＳ９１に戻る。
【０２９５】
ステップＳ９２では、演算部２７は報知部５１に制御信号を送信して、濾材２９を洗浄するように使用者に促すための報知をするように制御する。
【０２９６】
ステップＳ９３では、演算部２７は、濾材２９の洗浄が実施されていないかどうかを判断する。濾材２９の洗浄が実施されていない場合には、ステップＳ９４に進む。濾材２９の洗浄が実施されている場合には、ステップＳ９１に戻る。
【０２９７】
ステップＳ９４では、演算部２７は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値Ｂ以下であるかどうかを判断する。所定値Ｂは、所定値Ａよりも小さい値であるとする。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値Ｂ以下であれば、ステップＳ９５に進む。濾材２９の使用可能な期間の残余が所定値Ｂ以下でなければ、ステップＳ９４に戻る。
【０２９８】
ステップＳ９５では、演算部２７は、浄水・原水切換部２１に制御信号を送信して、濾材２９への原水の供給を停止させる。
【０２９９】
以上のように、第９実施形態の浄水器は、濾材２９への原水の供給を停止するための浄水・原水切換部２１を備える。浄水・原水切換部２１は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、濾材２９への原水の供給を停止するように構成されている。
【０３００】
濾材２９に汚れ成分が堆積して、濾材２９の使用可能な期間の残余がある程度よりも短くなっているときに、濾材２９に原水を供給すると、濾材２９に加えられる水圧が、濾材２９の使用可能な期間の残余が長い場合と比較して、大きくなる。濾材２９に加えられる水圧が大きくなると、濾材２９が損傷される場合がある。濾材２９が損傷されると、原水に濾材２９を通過させても、原水から細菌など除去されるべき物質を除去することができなくなる。そこで、浄水・原水切換部２１は、濾材２９の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、濾材２９への原水の供給を停止するように構成されていることによって、濾材２９の損傷を防ぐことができる。
【０３０１】
第９実施形態の浄水器のその他の構成と効果は、第６実施形態の浄水器と同様である。
【０３０２】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。
【符号の説明】
【０３０３】
１，２：浄水器、２１：浄水・原水切換部、２２：水量計測部、２３：水圧計測部、２５：累積濾過時間検知部、２６：メモリ、２７：演算部、２９：濾材、３５：累積経過時間検知部、３７：演算部、３８：表示部、４３：差圧計測部、５１：報知部、５２：洗浄部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を通過させて浄水にする濾材と、
前記濾材を通過する水量を検知する水量検知部と、
前記濾材の原水側の水圧、または、前記濾材の原水側の水圧と濾過水側の水圧との差圧を検知する水圧検知部と、
前記水量検知部によって検知される水量と前記水圧検知部によって検知される水圧または差圧との比に基づいて前記濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている演算部とを備える、浄水器。
【請求項２】
前記濾材の使用開始後に水が前記濾材を通過した累積濾過時間を検知する累積濾過時間検知部を備え、
前記演算部は、前記累積濾過時間検知部によって所定の累積濾過時間が検知されたときに前記水量検知部が検知する水量と前記水圧検知部が検知する水圧または差圧との比と、前記累積濾過時間検知部によって検知された累積濾過時間との組を作成し、複数の前記組に基づいて前記濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている、請求項１に記載の浄水器。
【請求項３】
当該浄水器の使用開始後に経過した累積経過時間を検知する累積経過時間検知部を備え、
前記演算部は、前記累積経過時間検知部によって所定の累積経過時間が検知されたときに前記水量検知部が検知する水量と前記水圧検知部が検知する水圧または差圧との比と、前記累積濾過時間検知部によって検知された累積濾過時間と、前記累積経過時間検知部によって検知された累積経過時間との組を作成し、複数の前記組に基づいて前記濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている、請求項２に記載の浄水器。
【請求項４】
前記演算部は、前記累積濾過時間をｘとし、前記累積濾過時間ｘが検知されたときに前記水量検知部が検知する水量と前記水圧検知部が検知する水圧または差圧との比をｙ1とし、ｘとｙ1との複数の組について最小二乗法を用いて、ｙ1をｘの近似関数としてｙ1＝ｆ1（ｘ）の形で表す第１累積濾過時間演算行程と、
前記第１累積濾過時間演算行程で表された近似関数において、前記濾材の原水側の水量と水圧または差圧との比の所定の値をｙ1に代入して前記濾材の原水側の水量と水圧または差圧との比が所定の値になるときのｘを求める第２累積濾過時間演算行程と、
前記第２累積濾過時間演算行程で求められたｘから、前記累積濾過時間検知部によって検知された最大の前記累積濾過時間を減算する第３累積濾過時間演算行程とを行なうことによって、前記濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている、請求項２に記載の浄水器。
【請求項５】
当該浄水器の使用開始後に経過した累積経過時間を検知する累積経過時間検知部を備え、
前記演算部は、前記累積濾過時間をｘとし、前記累積濾過時間ｘが検知されたときに前記累積経過時間検知部が検知する累積経過時間をｙ2とし、ｘとｙ2との複数の組について最小二乗法を用いて、ｙ2をｘの近似関数としてｙ2＝ｆ2（ｘ）の形で表す第１累積経過時間演算行程と、
前記第１累積経過時間演算行程で表された近似関数において、前記第２累積濾過時間演算行程で求められたｘを代入してｙ2を求める第２累積経過時間演算行程と、
前記第２累積経過時間演算行程で求められたｙ2から、前記累積経過時間検知部によって検知された最大の累積経過時間を減算する第３累積経過時間演算行程とを行なうことによって、前記濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている、請求項４に記載の浄水器。
【請求項６】
前記演算部は、所定の時間間隔をあけて前記水量検知部によって検知される水量と前記水圧検知部によって検知される水圧または差圧との複数の比の平均に基づいて、前記濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている、請求項１に記載の浄水器。
【請求項７】
前記水量検知部によって検知される水量と前記水圧検知部によって検知される水圧または差圧との複数の比の平均は、所定の時間間隔をあけて前記水量検知部によって検知される水量と前記水圧検知部によって検知される水圧または差圧との複数の比のうち、前記水圧検知部によって検知される水圧または差圧が所定の値以上の大きさの複数の比の平均である、請求項６に記載の浄水器。
【請求項８】
報知部を備え、
前記報知部は、前記濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、前記濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下であることを使用者に報知するように構成されている、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の浄水器。
【請求項９】
報知部と、
前記濾材を洗浄する洗浄部とを備え、
前記洗浄部は、使用者によって洗浄剤を供給され、洗浄剤を用いて前記濾材を洗浄することが可能であるように構成され、
前記報知部は、前記濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、前記洗浄部に洗浄剤を供給するように使用者に報知するように構成されている、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の浄水器。
【請求項１０】
報知部と、
前記濾材を洗浄する洗浄部とを備え、
前記洗浄部は、前記濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に前記濾材の洗浄を行うように構成され、
前記報知部は、前記濾材の洗浄を行った後に算出された前記濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、使用者に前記濾材の交換が必要であることを報知するように構成されている、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の浄水器。
【請求項１１】
報知部と、
前記濾材を洗浄する洗浄部とを備え、
前記洗浄部は、前記濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に前記濾材の洗浄を行うように構成され、
前記報知部は、前記濾材の洗浄を行う前に算出された前記濾材の使用可能な期間の残余と前記濾材の洗浄を行った後に算出された前記濾材の使用可能な期間の残余との差が所定の値以下である場合に、使用者に前記濾材の交換が必要であることを報知するように構成されている、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の浄水器。
【請求項１２】
前記濾材への原水の供給を停止するための原水供給停止部を備え、
前記原水供給停止部は、前記濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、前記濾材への原水の供給を停止するように構成されている、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の浄水器。
【請求項１】
原水を通過させて浄水にする濾材と、
前記濾材を通過する水量を検知する水量検知部と、
前記濾材の原水側の水圧、または、前記濾材の原水側の水圧と濾過水側の水圧との差圧を検知する水圧検知部と、
前記水量検知部によって検知される水量と前記水圧検知部によって検知される水圧または差圧との比に基づいて前記濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている演算部とを備える、浄水器。
【請求項２】
前記濾材の使用開始後に水が前記濾材を通過した累積濾過時間を検知する累積濾過時間検知部を備え、
前記演算部は、前記累積濾過時間検知部によって所定の累積濾過時間が検知されたときに前記水量検知部が検知する水量と前記水圧検知部が検知する水圧または差圧との比と、前記累積濾過時間検知部によって検知された累積濾過時間との組を作成し、複数の前記組に基づいて前記濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている、請求項１に記載の浄水器。
【請求項３】
当該浄水器の使用開始後に経過した累積経過時間を検知する累積経過時間検知部を備え、
前記演算部は、前記累積経過時間検知部によって所定の累積経過時間が検知されたときに前記水量検知部が検知する水量と前記水圧検知部が検知する水圧または差圧との比と、前記累積濾過時間検知部によって検知された累積濾過時間と、前記累積経過時間検知部によって検知された累積経過時間との組を作成し、複数の前記組に基づいて前記濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている、請求項２に記載の浄水器。
【請求項４】
前記演算部は、前記累積濾過時間をｘとし、前記累積濾過時間ｘが検知されたときに前記水量検知部が検知する水量と前記水圧検知部が検知する水圧または差圧との比をｙ1とし、ｘとｙ1との複数の組について最小二乗法を用いて、ｙ1をｘの近似関数としてｙ1＝ｆ1（ｘ）の形で表す第１累積濾過時間演算行程と、
前記第１累積濾過時間演算行程で表された近似関数において、前記濾材の原水側の水量と水圧または差圧との比の所定の値をｙ1に代入して前記濾材の原水側の水量と水圧または差圧との比が所定の値になるときのｘを求める第２累積濾過時間演算行程と、
前記第２累積濾過時間演算行程で求められたｘから、前記累積濾過時間検知部によって検知された最大の前記累積濾過時間を減算する第３累積濾過時間演算行程とを行なうことによって、前記濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている、請求項２に記載の浄水器。
【請求項５】
当該浄水器の使用開始後に経過した累積経過時間を検知する累積経過時間検知部を備え、
前記演算部は、前記累積濾過時間をｘとし、前記累積濾過時間ｘが検知されたときに前記累積経過時間検知部が検知する累積経過時間をｙ2とし、ｘとｙ2との複数の組について最小二乗法を用いて、ｙ2をｘの近似関数としてｙ2＝ｆ2（ｘ）の形で表す第１累積経過時間演算行程と、
前記第１累積経過時間演算行程で表された近似関数において、前記第２累積濾過時間演算行程で求められたｘを代入してｙ2を求める第２累積経過時間演算行程と、
前記第２累積経過時間演算行程で求められたｙ2から、前記累積経過時間検知部によって検知された最大の累積経過時間を減算する第３累積経過時間演算行程とを行なうことによって、前記濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている、請求項４に記載の浄水器。
【請求項６】
前記演算部は、所定の時間間隔をあけて前記水量検知部によって検知される水量と前記水圧検知部によって検知される水圧または差圧との複数の比の平均に基づいて、前記濾材の使用可能な期間の残余を算出するように構成されている、請求項１に記載の浄水器。
【請求項７】
前記水量検知部によって検知される水量と前記水圧検知部によって検知される水圧または差圧との複数の比の平均は、所定の時間間隔をあけて前記水量検知部によって検知される水量と前記水圧検知部によって検知される水圧または差圧との複数の比のうち、前記水圧検知部によって検知される水圧または差圧が所定の値以上の大きさの複数の比の平均である、請求項６に記載の浄水器。
【請求項８】
報知部を備え、
前記報知部は、前記濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、前記濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下であることを使用者に報知するように構成されている、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の浄水器。
【請求項９】
報知部と、
前記濾材を洗浄する洗浄部とを備え、
前記洗浄部は、使用者によって洗浄剤を供給され、洗浄剤を用いて前記濾材を洗浄することが可能であるように構成され、
前記報知部は、前記濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、前記洗浄部に洗浄剤を供給するように使用者に報知するように構成されている、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の浄水器。
【請求項１０】
報知部と、
前記濾材を洗浄する洗浄部とを備え、
前記洗浄部は、前記濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に前記濾材の洗浄を行うように構成され、
前記報知部は、前記濾材の洗浄を行った後に算出された前記濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、使用者に前記濾材の交換が必要であることを報知するように構成されている、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の浄水器。
【請求項１１】
報知部と、
前記濾材を洗浄する洗浄部とを備え、
前記洗浄部は、前記濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に前記濾材の洗浄を行うように構成され、
前記報知部は、前記濾材の洗浄を行う前に算出された前記濾材の使用可能な期間の残余と前記濾材の洗浄を行った後に算出された前記濾材の使用可能な期間の残余との差が所定の値以下である場合に、使用者に前記濾材の交換が必要であることを報知するように構成されている、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の浄水器。
【請求項１２】
前記濾材への原水の供給を停止するための原水供給停止部を備え、
前記原水供給停止部は、前記濾材の使用可能な期間の残余が所定の値以下である場合に、前記濾材への原水の供給を停止するように構成されている、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の浄水器。
【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２０１１−９８３３１（Ｐ２０１１−９８３３１Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６９８７３（Ｐ２０１０−６９８７３）
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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