除菌器及び濾過装置
【課題】信頼性の向上が可能な除菌器及び濾過装置を提供すること。
【解決手段】濾過装置１００に用いられ、薬液を連結管６内の流体に注入することで、除菌を行う除菌器１０１として、薬液を貯留する薬液槽４と、薬液槽４に貯留された薬液を圧送する注入ポンプ１７と、注入ポンプ１７に接続され、圧送された薬液を連結管６の二次側注入する薬液注入器１９と、連結管６の一次側に設けられ、この回転翼４１の回転により連結管６内の流量を検出可能に形成された流量検出器３２と、連結管６内であって、流量検出器３２及び薬液注入器１９間に設けられ、連結管６内の流れが停止することで閉となる弁体３５と、を備えることを構成とした。
【解決手段】濾過装置１００に用いられ、薬液を連結管６内の流体に注入することで、除菌を行う除菌器１０１として、薬液を貯留する薬液槽４と、薬液槽４に貯留された薬液を圧送する注入ポンプ１７と、注入ポンプ１７に接続され、圧送された薬液を連結管６の二次側注入する薬液注入器１９と、連結管６の一次側に設けられ、この回転翼４１の回転により連結管６内の流量を検出可能に形成された流量検出器３２と、連結管６内であって、流量検出器３２及び薬液注入器１９間に設けられ、連結管６内の流れが停止することで閉となる弁体３５と、を備えることを構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を薬液により除菌を行う除菌器、及び、流体の除菌及び濾過を行う濾過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
井戸水等を利用する際には、例えば、給水ポンプで井戸水を増圧し、各供給先へと供給される。なお、井戸水を生活用水等に利用する際には、濾過装置を用いて、井戸水に含有する鉄やマンガンの除去や、不純物の濾過、及び、除菌が行われる。
【０００３】
このような濾過装置には、例えば、井戸水中に薬液を注入する除菌器と、鉄や不純物、及び、井戸水中に含有するマンガンを除去する濾過槽と、が用いられる。
【０００４】
除菌器は、井戸水を給水する給水ポンプの二次側に順次設けられ、薬液、例えば次亜塩素酸ナトリウムを給水ポンプで給水された井戸水に注入し、除菌を行う。また、除菌器は、薬液により井戸水中の鉄を酸化させて析出させる。濾過槽は、この析出させた鉄を濾過することで、除鉄を行う。なお、濾過槽は、その内部に設けられた濾過材により、マンガンを吸着することで、除マンガンを行う。
【０００５】
このような濾過装置に用いられる除菌器は、薬液を貯留する薬液槽と、井戸水を流通させる連結管と、井戸水の流量を検出する流量検出器と、薬液を注入する薬液注入部を有する薬液注入器と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような除菌器は、流量検出器で検出された流量に応じて薬液を連結管の注入部に設けられた薬液注入部から注入する構成が用いられている。
【０００６】
なお、この除菌器に用いられる流量検出器は、例えば、回転翼の回転を検出するものが用いられる。また、薬液注入部において、塩素のオーバフィートを防止するチェック弁と、井戸水中に含有される鉄分からチェック弁を保護するノズルを有する構成も知られている。
【０００７】
さらには、低温度下での使用の際に、連結管内の凍結を防止するために、凍結防止用ヒータを連結管に設ける構成も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−８１９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した除菌器及び除菌器を用いた濾過装置では、以下の問題があった。即ち、上述した除菌器は、薬液により除菌だけでなく、鉄分の酸化析出を行う。しかし、析出した鉄が流量検出器に付着すると、回転翼の回転が阻害される虞がある。このため、流量検出器は、薬液の注入部よりも一次側に設けることが考えられる。
【００１０】
しかし、除菌器の二次側に設けられた濾過槽は、その水位が除菌器の水位よりも高くなる。このため、給水ポンプの停止時等において、除菌器の二次側から一次側への逆流が発生する虞がある。この逆流により、析出した鉄が回転翼に付着する虞もある。
【００１１】
なお、当該逆流が発生しない場合であっても、給水ポンプの停止時において、連結管内に残留する薬液の濃度が高い場合には、連結管内の濃度勾配が大となり、連結管内の薬液が流量検出部まで拡散し、析出した鉄が回転翼に付着する虞がある。同様に、薬液注入部の延長ノズル内に溜まった薬液も、同様に、連結管内に拡散し、回転翼に鉄が付着する虞もある。このため、流量検出器の精度が低下するといった虞があった。
【００１２】
また、上述した凍結防止用ヒータを連結管に設ける除菌器では、効率のよい熱伝導とするために、熱伝導率の高い金属材料で連結部を形成する場合に、熱伝導率だけでなく、薬液に対する耐食性を考慮する必要がある。このため、例えば、ＳＵＳ３１６等のステンレス材料を用いる必要があり、製造コストが増大するだけでなく、除菌器の重量が増大する虞もある。このため、製造コストの低コスト化や、除菌器の低重量化の要望もある。
【００１３】
そこで本発明は、信頼性を向上が可能な除菌器及び濾過装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の除菌器及び濾過装置は次のように構成されている。
【００１５】
本発明の一態様として、薬液を流体に注入することで、除菌を行う除菌器において、前記薬液を貯留する薬液槽と、前記流体の流路を形成する連結管と、前記薬液槽に接続され、前記薬液槽に貯留された前記薬液を圧送する注入ポンプと、前記注入ポンプに接続され、前記圧送された薬液を前記連結管の二次側に注入する薬液注入器と、前記連結管内に配置される回転翼を有し、この回転翼の回転により前記連結管内の流量を検出する、前記連結管の一次側に設けられた流量検出器と、前記連結管内であって、前記流量検出器及び前記薬液注入器間に設けられ、前記連結管内の前記流体の流れが停止することで閉となる弁体と、を備えることを特徴とする除菌器が提供される。
【００１６】
本発明の一態様として、薬液を流体に注入することで、除菌を行う除菌器において、前記薬液を貯留する薬液槽と、前記流体の流路を形成する連結管と、前記薬液槽に接続され、前記薬液槽に貯留された前記薬液を圧送する注入ポンプと、前記注入ポンプに接続され、前記圧送された薬液を前記連結管の二次側に注入する薬液注入器と、前記連結管内に配置される回転翼を有し、この回転翼の回転により前記連結管内の流量を検出する、前記連結管の一次側に設けられた流量検出器と、前記連結管内の水を過熱するヒータと、を備え、前記連結管は、一次側に設けられ、樹脂材料により形成された管部と、二次側に設けられ、前記弁体を介して前記管部と接続される金属材料で形成された注入部と、を具備し、前記注入部は、前記薬液注入器、及び、前記ヒータを固定可能に形成されることを特徴とする除菌器が提供される。
【００１７】
本発明の一態様として、供給源から水を給水する供給ポンプと、薬液を貯留する薬液槽と、前記供給源から給水された水の流路を形成する連結管と、前記薬液槽に接続され、前記薬液槽に貯留された前記薬液を圧送する注入ポンプと、前記注入ポンプに接続され、前記圧送された薬液を前記連結管の二次側に注入する薬液注入器と、前記連結管内に配置される回転翼を有し、この回転翼の回転により前記連結管内の流量を検出する、前記連結管の一次側に設けられた流量検出器と、前記連結管内であって、前記流量検出器及び前記薬液注入器間に設けられ、前記連結管内の前記流体の流れが停止することで閉となる弁体と、を備え、薬液を流体に注入する除菌器と、前記除菌器の二次側に設けられた濾過槽と、前記濾過槽の二次側に設けられた逆洗ポンプと、前記流量検出器により検出された流量を積算するとともに、前記逆洗ポンプの駆動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記積算した前記流量が所定の流量を超えた場合に、前記逆洗ポンプを駆動し、前記濾過槽に水を圧送させることを特徴とする濾過装置が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、流量検出器の回転翼への鉄の付着が防止可能であって、且つ、製造コスト及び重量の増大を防止し、信頼性を向上することが可能な除菌器及び濾過装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る濾過装置の構成を模式的に示す説明図。
【図２】同濾過装置に用いられる除菌器の構成を示す平面図。
【図３】同除菌器の構成を示す断面図。
【図４】同除菌器の要部構成を示す断面図。
【図５】同除菌器の要部構成を示す断面図。
【図６】同除菌器の要部構成を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態に係る濾過装置１００及び濾過装置１００に用いられる除菌器１０１を図１〜６を用いて説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る濾過装置１００の構成を模式的に示す説明図、図２は濾過装置１００に用いられる除菌器１０１の構成を示す平面図、図３は除菌器１０１の構成をＡ−Ａ断面で示す断面図、図４は除菌器１０１の要部であって、特に、連結管６及び薬液注入部１９の構成をＣ−Ｃ断面で示す断面図、図５は連結管６の構成をＤ−Ｄ断面で示す断面図、図６は同連結管６に用いられる弁体３５の構成を示す平面図である。なお、図１中、はボルトを、Ｆは井戸水の流れを、Ｇは薬液の流れを、Ｓは信号線を、Ｘは通常運転による水の流れを、Ｙは逆洗運転による水の流れを、Ｚは洗浄運転による水の流れをそれぞれ示している。
【００２１】
図１に示す濾過装置１００は、例えば、井戸Ｗ等の原水を揚水し、除菌、除鉄、除マンガン及び固形物等の不純物の濾過に用いられる。このような濾過装置１００は、除菌器１０１と、除菌器１０１の二次側に設けられた濾過槽１０２と、制御手段１０３と、を備えている。
【００２２】
濾過装置１００は、例えば、除菌器１０１の一次側に、給水ポンプ１０４及び砂濾し器１０５を備えている。濾過装置１００は、これら給水ポンプ１０４及び砂濾し器１０５が、除菌器１０１と配管Ｔにより接続されている。また、濾過装置１００は、濾過槽１０２の一次側に接続された第１三方弁１０６を備えている。なお、第１三方弁１０６は、そのポートの一が排水部Ｄに接続され、ポートの切り換えにより、第１三方弁１０６の二次側からの水を排水部Ｄに排水可能に形成されている。
【００２３】
濾過装置１００は、例えば、濾過槽１０２の二次側に、第２三方弁１１０と、第３三方弁１１１と、ストレーナ１１２と、第１仕切弁１１３と、貯水槽１１４と、を順次備えている。濾過装置１００は、濾過槽１０２と、これら第２三方弁１１０、第３三方弁１１１、ストレーナ１１２、第１仕切弁１１３及び貯水槽１１４が配管Ｔにより接続されている。濾過装置１００は、貯水槽１１４に、ビルや住居等の建造物Ｇに給水する給水ユニット２００等が接続されている。また、第３三方弁１１１は、そのポートの一が、排水部Ｄに接続され、排水可能に形成されている。
【００２４】
また濾過装置１００は、第２仕切弁１１６と、逆洗ポンプ１１７と、を備えている。濾過装置１００は、貯水槽１１４に第２仕切弁１１６が配管Ｔにより接続されるとともに、第２仕切弁１１６と第２三方弁１１０とが、逆洗ポンプ１１７を介して配管Ｔにより接続されている。
【００２５】
濾過装置１００は、温度、例えば外気温を検出可能、且つ、除菌器１０１及び制御手段１０３に検出した温度データを送信可能に形成された温度検出手段１１９を備えている。温度検出手段１１９は、除菌器１０１及び制御手段１０３に信号線Ｓを介して接続されている。
【００２６】
除菌器１０１は、図２、３に示すように、架台３と、薬液タンク（薬液槽）４と、薬液注入手段１９と、連結管６と、フランジ７と、制御部８と、を備えている。このような除菌器１０１は、その一次側が砂濾し器１０５を介して給水ポンプ１０４に、その二次側が濾過槽１０２にそれぞれ接続される。なお、除菌器１０１は、薬液として、例えば、次亜塩素酸ナトリウムが用いられる。
【００２７】
薬液タンク４は、架台３上に設けられ、その内部に、所定の量の薬液を貯留可能に形成されている。薬液タンク４は、薬液供給管１５を介して薬液注入手段１９と接続されている。
【００２８】
薬液注入手段１９は、薬液を定量注入可能な注入ポンプ１７と、注入ポンプ１７の吐出口に設けられた薬液吐出管１８と、薬液吐出管１８に設けられ連結管６の二次側に設けられた薬液注入器１９と、を備えている。なお、注入ポンプ１７は、例えば、ダイヤフラムポンプが用いられる。注入ポンプ１７は、薬液タンク４に接続され、薬液タンク４に貯留された薬液を圧送可能に形成されている。
【００２９】
図４に示すように、薬液注入器１９は、ノズル２１と、このノズル２１内に設けられた逆止弁２２と、ノズル２１の先端に設けられたノズルキャップ２３と、ノズル２１を連結管６に接続する接続手段２４と、を備えている。薬液注入器１９は、注入ポンプ１８に接続され、圧送された薬液を連結管６内に注入可能に形成されている。
【００３０】
ノズル２１は、薬液吐出管１８に固定される。また、ノズル２１は、接続手段２４を介して連結管６の二次側に固定される。ノズル２１は、その先端から薬液を吐出する吐出孔２１ａを有している。逆止弁２２は、例えば、ボール２５及びスプリング２６を有している。
【００３１】
このような逆止弁２２は、スプリング２６によりボール２５が押圧されて流路を閉とするとともに、注入ポンプ１７による薬液の圧送により、ボール２５が移動し、流路を開とする。即ち、逆止弁２２は、注入ポンプ１７から圧送された薬液を通過可能とするとともに、連結管６内に注入した薬液及び井戸水が薬液吐出管１８へ流れること（逆流）を防止可能に形成されている。
【００３２】
ノズルキャップ２３は、例えば、可撓性を有する弾性材料で形成され、その先端に、切欠部２３ａを備えている。なお、切欠部２３ａは、吐出孔２１ａよりも大きく形成されていることがこのましい。このノズルキャップ２３は、注入ポンプ１７の停止時に、ノズル２１内の薬液が連結管６内に流出することを防止可能に形成されている。
【００３３】
連結管６は、井戸水（流体）の流路である管路を形成する。図３及び図４に示すように、連結管６は、管路を形成する管部３１と、管部３１の一次側に設けられた流量検出器３２と、その二次側に設けられた注入部３３と、ヒータ３４と、弁体３５と、を備えている。また、連結管６は、その両端面にそれぞれボルトＢ等によりフランジ７を締結し固定可能に形成されている。
【００３４】
図３〜５に示すように、管部３１は、流量検出器３２の取付部３７を有している。この取付部３７は、管部３１の流路の中心側から離間する方向にオフセットして設けられ、流量検出器３２の一部が流路内に位置するように設けられる。
【００３５】
具体的には、取付部３７は、図５に示すように、流量検出器３２の後述する回転翼４１を収納する、流路に隣り合って設けられた収納室３７ａを有している。なお、収納室３７ａは、回転翼４１の一部、具体的には、回転翼４１の回転軸４１ａを中心に、回転翼４１の一方側の一部が少なくとも流路に位置するように、形成されている。
【００３６】
流量検出器３２は、連結管６内の流体の流れに応じて回転する回転翼４１と、回転翼４１の回転をそれぞれ検出する２つの磁石４２と、磁石４２で検出した回転翼４１の回転情報（信号）を制御部８及び制御手段１０３に送信する信号線Ｓと、を備えている。回転翼４１は、回転軸４１ａと、この回転軸４１ａに放射状に等間隔に設けられた複数枚の翼部４１ｂを有している。
【００３７】
流量検出器３２は、管部３１の流路内に、回転軸４１ａを中心に一方側に位置する翼部４１ｂの一部が配置され、取付部３７の収納室３７ａに、翼部４１ｂの他部が配置される。即ち、流量検出器３２は、管部３１内の流路に対して回転翼４１が回転するように配置される。
【００３８】
この流量検出器３２は、磁石４２で検出した回転翼４１の回転（流量）の情報（信号）を、信号線Ｓを介して制御部８及び制御手段１０３に送信可能に形成されている。また、流量検出器３２は、流量の情報を信号線Ｓを介して制御手段１０３に送信可能に形成されている。
【００３９】
注入部３３は、管部３１の二次側に弁体３５を介して設けられ、薬液をその管路内に注入可能に薬液注入器１９を配設する配設部４５を有し、且つ、連結管６の流路の一部を形成する、所謂接続管である。また、注入部３３は、ヒータ３４の取付部４６を備えている。
【００４０】
注入部３３は、ヒータ３４の熱を効率よく流路内の井戸水及び薬液、及び、ノズル２１に伝達可能に、熱伝導率の高い材料であって、且つ、薬液に対して耐性を有する材料で形成されている。注入部３３は、例えば、ステンレス材料等の鋳造によって形成されている。
【００４１】
配設部４５は、接続手段２４を固定可能に形成されている。例えば、配設部４５及び接続手段２４は、互いに螺合可能なねじ部がそれぞれ設けられており、これらねじ部を螺合することで、配設部４５に接続手段２４を固定する。
【００４２】
ヒータ３４は、取付部４６に設けられるとともに、給電線Ｒを介して制御部８に設けられている。ヒータ３４は、弁体３５の二次側に設けられた取付部に設けられ、注入部３３又は連結管６内の井戸水を加熱可能に形成されている。なお、このようなヒータ３４は、例えば、通電することで加熱する電気ヒータが用いられる。
【００４３】
弁体３５は、ゴム材等の弾性力を有する弾性材料により形成されている。図６に示すように、弁体３５は、円板状に形成されている。弁体３５は、その中央側は開閉可能に、その中心から放射状に広がるように、複数の切れ込みが等間隔に形成されている。言い換えると、弁体３５は、複数の切れ込みにより形成された複数の弁部４８を備えている。
【００４４】
この弁体３５は、流路の流れによって、弁部４８が流れ方向に曲折し、撓むことで、その中心側に流路が形成される、即ち、開状態となり、流路を形成する。また、弁体３５は、流路内の流れが停止すると、その復元力によりその中心に向って複数の弁部４８が復元することで、弁体３５は円板状となる、即ち閉状態となり、流路を閉塞する。このように、弁体３５は、給水ポンプ１０４から井戸水が圧送された場合、又は、逆洗ポンプ１１７から貯水槽１１４の浄化水が圧送された場合には開となり、給水ポンプ１０４が停止した場合には、流路を閉とする。
【００４５】
フランジ７は、連結管６の両端にボルトＢ等により接続されている。フランジ７は、配管Ｔと接続可能に形成されている。
【００４６】
制御部８は、流量検出器３２から送信された流量の信号に基づいて、注入ポンプ１７から注入される薬液量を制御（調整）可能に形成されている。また、制御部８は、温度検出手段１１９により検出した温度データに基づいてヒータ３４の加熱を制御可能に形成されている。
【００４７】
具体的には、制御部８は、流量に対する薬液の注入量、及び、ヒータ３４の駆動及び停止を行う外気温を記憶する記憶部８ａを備えている。例えば、記憶部８ａは、濾過装置１００の使用において給水ポンプ１０４で供給される井戸水の流量に対する薬液の注入量がそれぞれ記憶されている。また、記憶部８ａは、ヒータ３４を駆動する外気温、及び、ヒータ３４を停止する外気温が記載されている。なお、ここで、ヒータ３４を駆動する外気温とは、例えば、連結管内の井戸水が凍結する温度等である。
【００４８】
制御部８は、流量検出器３２により検出された流量、及び、記憶部８ａに記憶された流量に対する注入量比率から、注入する薬液の量を算出する。制御部８は、この算出した薬液の量を注入するように、注入ポンプ１７の往復動の速度や移動量を制御し、注入する薬液の量を制御する。
【００４９】
制御部８は、温度検出手段により検出された外気温、及び、記憶部８ａに記憶されたヒータ３４の駆動及び停止の外気温から、ヒータ３４の駆動及び停止を行う。例えば、制御部８は、外気温がヒータ３４を駆動すべき温度まで低下した際に、ヒータ３４に通電することで、連結管６内の井戸水を加熱可能に形成されている。
【００５０】
濾過槽１０２は、図１に示すように、その一次側に第１三方弁１０６が接続されている。なお、除菌器１０１は、濾過槽１０２に接続された第１三方弁１０６の一次側に接続されている。濾過槽１０２は、タンク１０２ａを有し、除菌器１０１からタンク１０２ａ内部への井戸水の流路を形成する内部配管１０２ｂを備えている。濾過槽１０２は、タンク１０２ａの底部に吐出管として配管Ｔが接続される。この配管Ｔは、第２三方弁１１０に接続される。
【００５１】
濾過槽１０２は、タンク１０２ａ内の底面に濾過材と、除マンガン用濾過材と、除鉄用濾過材が順次積層され、例えば、析出した鉄を補足及び除去可能、且つ、井戸水中のマンガンを接触酸化等により除去可能に形成されている。
【００５２】
内部配管１０２ｂは、濾過槽１０２の上方側面から内部に配設されるとともに、濾過槽１０２の中央付近から天井（蓋体）に向って湾曲して形成されている。即ち、内部配管１０２ｂは、給水ポンプ１０４から圧送された井戸水を、タンク１０２ａの天井部に向って吐出することで、吐出された井戸水を、濾過材上に均一に拡散可能に形成されている。
【００５３】
制御手段１０３は、信号線Ｓを介して、制御部８、流量検出器３２、給水ポンプ１０４、各三方弁１０６、１１０、１１１、及び、逆洗ポンプ１１７に接続されている。制御手段１０３は、流量検出器３２による流量の情報に基づいて、給水ポンプ１０４の給水量を制御可能に形成されている。
【００５４】
また、制御手段１０３は、次の機能を少なくとも有している。
【００５５】
（１）各三方弁１０６、１１０、１１１の各ポートの開閉を切り換える切換機能。
（２）給水ポンプ１０４に供給された井戸水の除菌及び濾過を行う通常運転機能。
（３）逆洗ポンプ１１７により、濾過槽１０２を洗浄する逆洗運転を行なう逆洗運転機能。
（４）逆洗運転後に、給水ポンプ１０４により供給された井戸水で流路内を洗浄する洗浄運転機能。
（５）薬液の流量比例注入による積算流量に基づき逆洗運転を行う機能。
（６）通常運転、逆洗運転、洗浄運転及び運転停止を切り換える運転切換機能。
【００５６】
なお、制御手段１０３は、例えば、上記各機能（１）〜（６）以外の機能として、濾過槽１０２内の流量を報知可能な報知手段等を有しているが、ここではその説明は省略する。
【００５７】
このように構成された除菌器１０１を用いた濾過装置１００は、給水ポンプ１０４により井戸水を供給し、除菌器１０１及び濾過槽１０２により除菌及び濾過を行う、所謂通常使用による通常運転が行われる。また、濾過装置１００は、井戸水の供給された流量を積算し、この積算された流量が所定の流量となった場合に、濾過装置１００内の洗浄、特に、濾過槽１０２を洗浄する逆洗運転が行われる。また、濾過装置１００は、逆洗運転により発生した不純物を除去する洗浄運転が行なわれる。
【００５８】
なお、濾過装置１００の通常運転においては、制御手段１０３は、図１中、水の流れＸとなるように、各三方弁１０６，１１０，１１１を切り替えるとともに、給水ポンプ１０４及び除菌器１０１を駆動する。これにより、給水ポンプ１０４で揚水された井戸水は、除菌器１０１により薬液が井戸水中に注入されるとともに、濾過槽１０２により井戸水が濾過される。これら除菌器１０１及び濾過槽１０２により浄化された水が、貯水槽１１４に貯留され、例えば、この貯留された浄化水が、給水ユニット２００により、建造物Ｇの各給水先Ｈに給水されることとなる。
【００５９】
濾過装置１００の逆洗運転においては、制御手段１０３は、図１中、水の流れＹとなるように、各三方弁１０６，１１０，１１１を切り替えるとともに、逆洗ポンプ１１７を駆動する。
【００６０】
なお、濾過装置１００の逆洗運転においては、逆洗ポンプ１１７により、貯水槽１１４内の水が揚水され、濾過槽１０２に水が通過することで、濾過槽１０２内の鉄やマンガン等の不純物を流し、排水部Ｄへと排水することとなる。
【００６１】
濾過装置１００の洗浄運転においては、制御手段１０３は、図１中、水の流れＺとなるように、各三方弁１０６，１１０，１１１を切り替えるとともに、給水ポンプ１０４を駆動する。
【００６２】
なお、濾過装置１００の洗浄運転においては、給水ポンプ１０４により井戸水が圧送され、逆洗運転時の濾過槽１０２内の不純物を含む水が第３三方弁１１１を経由して排水部Ｄから排水される。これにより、逆洗運転時の不純物を含む水が、貯水槽１１４へ流入することを防止する。なお、制御手段１０３は、洗浄運転を所定時間行なった後、通常運転にその運転を切り替えるとともに、積算流量をリセットする。
【００６３】
次に、濾過装置１００に用いられる除菌器１０１について図２〜６を用いて説明する。
除菌器１０１は、通常運転時において、給水ポンプ１０４により揚水された井戸水の流量を流量検出器３２により検出する。制御部８は、流量検出器３２により検出された流量に基づいて、薬液の注入量を制御する。
【００６４】
薬液注入器１９は、注入部３３内の井戸水中に所定の注入量の薬液を注入する。これにより、連結管６内で、井戸水と薬液とが混合し、井戸水が除菌されるとともに、井戸水中に含有される鉄と薬液とが反応、具体的には、井戸水中の鉄が薬液により酸化し、鉄が水酸化第二鉄Ｆｅ（ＯＨ）３として析出する。なお、この井戸水が、除菌器１０１の二次側に流れ、濾過槽１０２により井戸水中の鉄及びマンガンが濾過される。
【００６５】
除菌器１０１は、濾過装置１００の運転停止時において、濾過装置１００に設けられた温度検出手段１１９により検出した外気温に基づいて、ヒータ３４を駆動させる。このとき、ヒータ３４により加熱された熱は、注入部３３を介して井戸水に伝導され、井戸水を加熱し、井戸水の凍結を防止する。
【００６６】
このように構成された除菌器１０１を用いた濾過装置１００によれば、流量検出器３２が、制御部８及び制御手段１０３にそれぞれ接続され、制御部８は、記憶部８ａに記憶された注入量及び流量に基づいた、所謂流量比例注入により薬液を注入する。
【００６７】
なお、この流量と原水の調査データから、概ねの濾過槽１０２内で濾過した不純物を確定することが可能となる。このため、濾過装置１００は、制御手段１０３により、時間でなく、井戸水の流量に基づいた所謂積算流量により濾過槽１０２を洗浄する逆洗運転を行うことが可能となる。
【００６８】
除菌器１０１は、薬液注入器１９を設ける注入部３３を熱伝導率が高い材料により形成し、且つ、注入部３３にヒータ３４を設けることで、ヒータ３４の熱を効率よく注入部３３を介して井戸水及び薬液注入器１９に伝達させることが可能となる。
【００６９】
また、ヒータ３４の熱を効率よく伝熱するための熱伝達率が高い材料は、連結管６の注入部３３のみに用い、管部３１を樹脂材料等により成形することで、除菌器１０１の製造コスト及び重量の低減とすることが可能となる。
【００７０】
また、薬液注入器１９は、薬液を吐出するノズル２１の先端に、ノズル２１の吐出孔２１ａよりも大きい切欠部２３ａを有する弾性を有する材料（シリコン材料等）で形成されたノズルキャップ２３を設けることで、注入ポンプ１７の停止時に、薬液の流出及び逆流を防止することが可能となる。
【００７１】
具体的には、ノズルキャップ２３は、注入ポンプ１７の駆動時に、その先端部が外側に膨張するように弾性変形し、結果、切欠部２３ａも拡口し、薬液が注入される。また、ノズルキャップ２３は、注入ポンプ１７が停止時であって、井戸水の流れがない場合には、膨張していた先端部が復元し、切欠部２３ａは、閉止される。このため、薬液が井戸水中へと流出することを防止できる。
【００７２】
また、管部３１と注入部３３との間に弁体３５を設けることで、濾過装置１００の運転の停止時等のように井戸水の流れが停止しているときに、連結管６の二次側の薬液及び薬液が攪拌された井戸水が、その一次側に逆流することを防止できる。即ち、弁体３５は、井戸水の流れが停止している際に閉となるため、弁体３５の二次側の薬液が一次側へ移動することを防止することができる。
【００７３】
これにより、薬液により流量検出器３２の周囲で鉄が析出し、弁体３５の一次側に配置された流量検出器３２に鉄が付着することがない。このため、流量検出器３２の回転翼４１の固着や検出精度の低下を防止することが可能となる。なお、弁体３５は、井戸水の流れがある場合には、開となるため、通常運転及び洗浄運転時において、井戸水の流れを阻害することがない。
【００７４】
上述したように、本実施の形態に係る除菌器１０１を用いた濾過装置１００によれば、積算流量に基づく逆洗運転が可能となる。また、除菌器１０１は、ヒータ３４の熱を効率よく注入部３３を介して井戸水及び薬液注入器１９に伝達させることが可能となり、濾過装置１００の停止時において、冬季等に連結管６内の凍結を防止することが可能となる。また、熱伝達率が高い材料は、注入部３３のみに用いることで、除菌器１０１の製造コスト及び重量の低減とすることが可能となる。
【００７５】
また、除菌器１０１は、薬液注入器１９の薬液を吐出するノズル２１の先端に、ノズル２１の吐出孔２１ａよりも大きい切欠部２３ａを有する弾性材料で形成されたノズルキャップ２３を設けることで、薬液の流出及び逆流を防止することが可能となる。
【００７６】
さらに、除菌器１０１は、管部３１と注入部３３との間の弁体３５により、濾過装置１００の運転停止時の薬液の逆流を防止し、流量検出器３２へ薬液により析出される鉄の付着を防止し、流量検出器３２の機能停止や精度の低下を防止可能となる。
【００７７】
これらのことから、除菌器１０１は、精度の高い薬液の注入が可能となり、信頼性の向上となる。即ち、信頼性の高い除菌器１０１及び濾過装置１００を提供することが可能となる。
【００７８】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、弁体３５は、複数の弁部４８を設ける構成としたがこれに限定されない。例えば、弁体３５は、図６の二点鎖線で示すように、その中央側に小径の開口部９０を有する構成であってもよい。なお、この開口部９０は、小径とあるが、例えば、極力薬液の逆流を防止可能である内径であることが望ましい。
【００７９】
即ち、弁部４８の先端を切欠させる構成とし、小径の開口部９０を設けることで、弁体３５の一次側及び二次側は、開口部９０により連続することとなる。このため、薬液の逆流を防止しつつ、ヒータ３４により熱せられた熱を効率よく弁体３５の二次側に伝達することが可能となる。
【００８０】
また、上述した濾過装置１００は、本発明の要旨を逸脱しなければ上記構成でなくてもよい。例えば、濾過槽１０２の二次側に、さらに不純物を除去する濾過槽をさらに有してもよく、又、各流路において、温度や圧力を検出する手段を設けても良い。さらには、貯水槽１１４に水を溜めるのではなく、直接供給先に供給する構成であってもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００８１】
３…架台、４…薬液タンク（薬液槽）、５…薬液注入手段、６…連結管、７…フランジ、８…制御部、８ａ…記憶部、１５…薬液供給管、１７…注入ポンプ、１８…薬液吐出管、１９…薬液注入器、２１…ノズル、２１ａ…吐出孔、２２…逆止弁、２３…ノズルキャップ、２３ａ…切欠部、２４…接続手段、２５…ボール、２６…スプリング、３１…管部、３２…流量検出器、３３…注入部、３４…ヒータ、３５…弁体、３７…取付部、３７ａ…収納室、４１…回転翼、４１ａ…回転軸、４１ｂ…翼部、４２…磁石、４５…配設部、４６…取付部、４８…弁部、９０…開口部、１００…濾過装置、１０１…除菌器、１０２…濾過槽、１０２ａ…タンク、１０２ｂ…内部配管、１０３…制御手段、１０４…給水ポンプ、１０５…砂濾し器、１０６…第１三方弁、１０７…逆洗ポンプ、１１０…第２三方弁、１１１…第３三方弁、１１２…ストレーナ、１１３…仕切弁、１１４…貯水槽、１１６…仕切弁、１１７…逆洗ポンプ、１１９…温度検出手段、１２１…ノズル、２００…給水ユニット、Ｂ…ボルト、Ｄ…排水部、Ｇ…建造物、Ｈ…給水先、Ｒ…給電線、Ｓ…信号線、Ｔ…配管、Ｗ…井戸。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を薬液により除菌を行う除菌器、及び、流体の除菌及び濾過を行う濾過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
井戸水等を利用する際には、例えば、給水ポンプで井戸水を増圧し、各供給先へと供給される。なお、井戸水を生活用水等に利用する際には、濾過装置を用いて、井戸水に含有する鉄やマンガンの除去や、不純物の濾過、及び、除菌が行われる。
【０００３】
このような濾過装置には、例えば、井戸水中に薬液を注入する除菌器と、鉄や不純物、及び、井戸水中に含有するマンガンを除去する濾過槽と、が用いられる。
【０００４】
除菌器は、井戸水を給水する給水ポンプの二次側に順次設けられ、薬液、例えば次亜塩素酸ナトリウムを給水ポンプで給水された井戸水に注入し、除菌を行う。また、除菌器は、薬液により井戸水中の鉄を酸化させて析出させる。濾過槽は、この析出させた鉄を濾過することで、除鉄を行う。なお、濾過槽は、その内部に設けられた濾過材により、マンガンを吸着することで、除マンガンを行う。
【０００５】
このような濾過装置に用いられる除菌器は、薬液を貯留する薬液槽と、井戸水を流通させる連結管と、井戸水の流量を検出する流量検出器と、薬液を注入する薬液注入部を有する薬液注入器と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような除菌器は、流量検出器で検出された流量に応じて薬液を連結管の注入部に設けられた薬液注入部から注入する構成が用いられている。
【０００６】
なお、この除菌器に用いられる流量検出器は、例えば、回転翼の回転を検出するものが用いられる。また、薬液注入部において、塩素のオーバフィートを防止するチェック弁と、井戸水中に含有される鉄分からチェック弁を保護するノズルを有する構成も知られている。
【０００７】
さらには、低温度下での使用の際に、連結管内の凍結を防止するために、凍結防止用ヒータを連結管に設ける構成も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−８１９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した除菌器及び除菌器を用いた濾過装置では、以下の問題があった。即ち、上述した除菌器は、薬液により除菌だけでなく、鉄分の酸化析出を行う。しかし、析出した鉄が流量検出器に付着すると、回転翼の回転が阻害される虞がある。このため、流量検出器は、薬液の注入部よりも一次側に設けることが考えられる。
【００１０】
しかし、除菌器の二次側に設けられた濾過槽は、その水位が除菌器の水位よりも高くなる。このため、給水ポンプの停止時等において、除菌器の二次側から一次側への逆流が発生する虞がある。この逆流により、析出した鉄が回転翼に付着する虞もある。
【００１１】
なお、当該逆流が発生しない場合であっても、給水ポンプの停止時において、連結管内に残留する薬液の濃度が高い場合には、連結管内の濃度勾配が大となり、連結管内の薬液が流量検出部まで拡散し、析出した鉄が回転翼に付着する虞がある。同様に、薬液注入部の延長ノズル内に溜まった薬液も、同様に、連結管内に拡散し、回転翼に鉄が付着する虞もある。このため、流量検出器の精度が低下するといった虞があった。
【００１２】
また、上述した凍結防止用ヒータを連結管に設ける除菌器では、効率のよい熱伝導とするために、熱伝導率の高い金属材料で連結部を形成する場合に、熱伝導率だけでなく、薬液に対する耐食性を考慮する必要がある。このため、例えば、ＳＵＳ３１６等のステンレス材料を用いる必要があり、製造コストが増大するだけでなく、除菌器の重量が増大する虞もある。このため、製造コストの低コスト化や、除菌器の低重量化の要望もある。
【００１３】
そこで本発明は、信頼性を向上が可能な除菌器及び濾過装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の除菌器及び濾過装置は次のように構成されている。
【００１５】
本発明の一態様として、薬液を流体に注入することで、除菌を行う除菌器において、前記薬液を貯留する薬液槽と、前記流体の流路を形成する連結管と、前記薬液槽に接続され、前記薬液槽に貯留された前記薬液を圧送する注入ポンプと、前記注入ポンプに接続され、前記圧送された薬液を前記連結管の二次側に注入する薬液注入器と、前記連結管内に配置される回転翼を有し、この回転翼の回転により前記連結管内の流量を検出する、前記連結管の一次側に設けられた流量検出器と、前記連結管内であって、前記流量検出器及び前記薬液注入器間に設けられ、前記連結管内の前記流体の流れが停止することで閉となる弁体と、を備えることを特徴とする除菌器が提供される。
【００１６】
本発明の一態様として、薬液を流体に注入することで、除菌を行う除菌器において、前記薬液を貯留する薬液槽と、前記流体の流路を形成する連結管と、前記薬液槽に接続され、前記薬液槽に貯留された前記薬液を圧送する注入ポンプと、前記注入ポンプに接続され、前記圧送された薬液を前記連結管の二次側に注入する薬液注入器と、前記連結管内に配置される回転翼を有し、この回転翼の回転により前記連結管内の流量を検出する、前記連結管の一次側に設けられた流量検出器と、前記連結管内の水を過熱するヒータと、を備え、前記連結管は、一次側に設けられ、樹脂材料により形成された管部と、二次側に設けられ、前記弁体を介して前記管部と接続される金属材料で形成された注入部と、を具備し、前記注入部は、前記薬液注入器、及び、前記ヒータを固定可能に形成されることを特徴とする除菌器が提供される。
【００１７】
本発明の一態様として、供給源から水を給水する供給ポンプと、薬液を貯留する薬液槽と、前記供給源から給水された水の流路を形成する連結管と、前記薬液槽に接続され、前記薬液槽に貯留された前記薬液を圧送する注入ポンプと、前記注入ポンプに接続され、前記圧送された薬液を前記連結管の二次側に注入する薬液注入器と、前記連結管内に配置される回転翼を有し、この回転翼の回転により前記連結管内の流量を検出する、前記連結管の一次側に設けられた流量検出器と、前記連結管内であって、前記流量検出器及び前記薬液注入器間に設けられ、前記連結管内の前記流体の流れが停止することで閉となる弁体と、を備え、薬液を流体に注入する除菌器と、前記除菌器の二次側に設けられた濾過槽と、前記濾過槽の二次側に設けられた逆洗ポンプと、前記流量検出器により検出された流量を積算するとともに、前記逆洗ポンプの駆動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記積算した前記流量が所定の流量を超えた場合に、前記逆洗ポンプを駆動し、前記濾過槽に水を圧送させることを特徴とする濾過装置が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、流量検出器の回転翼への鉄の付着が防止可能であって、且つ、製造コスト及び重量の増大を防止し、信頼性を向上することが可能な除菌器及び濾過装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る濾過装置の構成を模式的に示す説明図。
【図２】同濾過装置に用いられる除菌器の構成を示す平面図。
【図３】同除菌器の構成を示す断面図。
【図４】同除菌器の要部構成を示す断面図。
【図５】同除菌器の要部構成を示す断面図。
【図６】同除菌器の要部構成を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態に係る濾過装置１００及び濾過装置１００に用いられる除菌器１０１を図１〜６を用いて説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る濾過装置１００の構成を模式的に示す説明図、図２は濾過装置１００に用いられる除菌器１０１の構成を示す平面図、図３は除菌器１０１の構成をＡ−Ａ断面で示す断面図、図４は除菌器１０１の要部であって、特に、連結管６及び薬液注入部１９の構成をＣ−Ｃ断面で示す断面図、図５は連結管６の構成をＤ−Ｄ断面で示す断面図、図６は同連結管６に用いられる弁体３５の構成を示す平面図である。なお、図１中、はボルトを、Ｆは井戸水の流れを、Ｇは薬液の流れを、Ｓは信号線を、Ｘは通常運転による水の流れを、Ｙは逆洗運転による水の流れを、Ｚは洗浄運転による水の流れをそれぞれ示している。
【００２１】
図１に示す濾過装置１００は、例えば、井戸Ｗ等の原水を揚水し、除菌、除鉄、除マンガン及び固形物等の不純物の濾過に用いられる。このような濾過装置１００は、除菌器１０１と、除菌器１０１の二次側に設けられた濾過槽１０２と、制御手段１０３と、を備えている。
【００２２】
濾過装置１００は、例えば、除菌器１０１の一次側に、給水ポンプ１０４及び砂濾し器１０５を備えている。濾過装置１００は、これら給水ポンプ１０４及び砂濾し器１０５が、除菌器１０１と配管Ｔにより接続されている。また、濾過装置１００は、濾過槽１０２の一次側に接続された第１三方弁１０６を備えている。なお、第１三方弁１０６は、そのポートの一が排水部Ｄに接続され、ポートの切り換えにより、第１三方弁１０６の二次側からの水を排水部Ｄに排水可能に形成されている。
【００２３】
濾過装置１００は、例えば、濾過槽１０２の二次側に、第２三方弁１１０と、第３三方弁１１１と、ストレーナ１１２と、第１仕切弁１１３と、貯水槽１１４と、を順次備えている。濾過装置１００は、濾過槽１０２と、これら第２三方弁１１０、第３三方弁１１１、ストレーナ１１２、第１仕切弁１１３及び貯水槽１１４が配管Ｔにより接続されている。濾過装置１００は、貯水槽１１４に、ビルや住居等の建造物Ｇに給水する給水ユニット２００等が接続されている。また、第３三方弁１１１は、そのポートの一が、排水部Ｄに接続され、排水可能に形成されている。
【００２４】
また濾過装置１００は、第２仕切弁１１６と、逆洗ポンプ１１７と、を備えている。濾過装置１００は、貯水槽１１４に第２仕切弁１１６が配管Ｔにより接続されるとともに、第２仕切弁１１６と第２三方弁１１０とが、逆洗ポンプ１１７を介して配管Ｔにより接続されている。
【００２５】
濾過装置１００は、温度、例えば外気温を検出可能、且つ、除菌器１０１及び制御手段１０３に検出した温度データを送信可能に形成された温度検出手段１１９を備えている。温度検出手段１１９は、除菌器１０１及び制御手段１０３に信号線Ｓを介して接続されている。
【００２６】
除菌器１０１は、図２、３に示すように、架台３と、薬液タンク（薬液槽）４と、薬液注入手段１９と、連結管６と、フランジ７と、制御部８と、を備えている。このような除菌器１０１は、その一次側が砂濾し器１０５を介して給水ポンプ１０４に、その二次側が濾過槽１０２にそれぞれ接続される。なお、除菌器１０１は、薬液として、例えば、次亜塩素酸ナトリウムが用いられる。
【００２７】
薬液タンク４は、架台３上に設けられ、その内部に、所定の量の薬液を貯留可能に形成されている。薬液タンク４は、薬液供給管１５を介して薬液注入手段１９と接続されている。
【００２８】
薬液注入手段１９は、薬液を定量注入可能な注入ポンプ１７と、注入ポンプ１７の吐出口に設けられた薬液吐出管１８と、薬液吐出管１８に設けられ連結管６の二次側に設けられた薬液注入器１９と、を備えている。なお、注入ポンプ１７は、例えば、ダイヤフラムポンプが用いられる。注入ポンプ１７は、薬液タンク４に接続され、薬液タンク４に貯留された薬液を圧送可能に形成されている。
【００２９】
図４に示すように、薬液注入器１９は、ノズル２１と、このノズル２１内に設けられた逆止弁２２と、ノズル２１の先端に設けられたノズルキャップ２３と、ノズル２１を連結管６に接続する接続手段２４と、を備えている。薬液注入器１９は、注入ポンプ１８に接続され、圧送された薬液を連結管６内に注入可能に形成されている。
【００３０】
ノズル２１は、薬液吐出管１８に固定される。また、ノズル２１は、接続手段２４を介して連結管６の二次側に固定される。ノズル２１は、その先端から薬液を吐出する吐出孔２１ａを有している。逆止弁２２は、例えば、ボール２５及びスプリング２６を有している。
【００３１】
このような逆止弁２２は、スプリング２６によりボール２５が押圧されて流路を閉とするとともに、注入ポンプ１７による薬液の圧送により、ボール２５が移動し、流路を開とする。即ち、逆止弁２２は、注入ポンプ１７から圧送された薬液を通過可能とするとともに、連結管６内に注入した薬液及び井戸水が薬液吐出管１８へ流れること（逆流）を防止可能に形成されている。
【００３２】
ノズルキャップ２３は、例えば、可撓性を有する弾性材料で形成され、その先端に、切欠部２３ａを備えている。なお、切欠部２３ａは、吐出孔２１ａよりも大きく形成されていることがこのましい。このノズルキャップ２３は、注入ポンプ１７の停止時に、ノズル２１内の薬液が連結管６内に流出することを防止可能に形成されている。
【００３３】
連結管６は、井戸水（流体）の流路である管路を形成する。図３及び図４に示すように、連結管６は、管路を形成する管部３１と、管部３１の一次側に設けられた流量検出器３２と、その二次側に設けられた注入部３３と、ヒータ３４と、弁体３５と、を備えている。また、連結管６は、その両端面にそれぞれボルトＢ等によりフランジ７を締結し固定可能に形成されている。
【００３４】
図３〜５に示すように、管部３１は、流量検出器３２の取付部３７を有している。この取付部３７は、管部３１の流路の中心側から離間する方向にオフセットして設けられ、流量検出器３２の一部が流路内に位置するように設けられる。
【００３５】
具体的には、取付部３７は、図５に示すように、流量検出器３２の後述する回転翼４１を収納する、流路に隣り合って設けられた収納室３７ａを有している。なお、収納室３７ａは、回転翼４１の一部、具体的には、回転翼４１の回転軸４１ａを中心に、回転翼４１の一方側の一部が少なくとも流路に位置するように、形成されている。
【００３６】
流量検出器３２は、連結管６内の流体の流れに応じて回転する回転翼４１と、回転翼４１の回転をそれぞれ検出する２つの磁石４２と、磁石４２で検出した回転翼４１の回転情報（信号）を制御部８及び制御手段１０３に送信する信号線Ｓと、を備えている。回転翼４１は、回転軸４１ａと、この回転軸４１ａに放射状に等間隔に設けられた複数枚の翼部４１ｂを有している。
【００３７】
流量検出器３２は、管部３１の流路内に、回転軸４１ａを中心に一方側に位置する翼部４１ｂの一部が配置され、取付部３７の収納室３７ａに、翼部４１ｂの他部が配置される。即ち、流量検出器３２は、管部３１内の流路に対して回転翼４１が回転するように配置される。
【００３８】
この流量検出器３２は、磁石４２で検出した回転翼４１の回転（流量）の情報（信号）を、信号線Ｓを介して制御部８及び制御手段１０３に送信可能に形成されている。また、流量検出器３２は、流量の情報を信号線Ｓを介して制御手段１０３に送信可能に形成されている。
【００３９】
注入部３３は、管部３１の二次側に弁体３５を介して設けられ、薬液をその管路内に注入可能に薬液注入器１９を配設する配設部４５を有し、且つ、連結管６の流路の一部を形成する、所謂接続管である。また、注入部３３は、ヒータ３４の取付部４６を備えている。
【００４０】
注入部３３は、ヒータ３４の熱を効率よく流路内の井戸水及び薬液、及び、ノズル２１に伝達可能に、熱伝導率の高い材料であって、且つ、薬液に対して耐性を有する材料で形成されている。注入部３３は、例えば、ステンレス材料等の鋳造によって形成されている。
【００４１】
配設部４５は、接続手段２４を固定可能に形成されている。例えば、配設部４５及び接続手段２４は、互いに螺合可能なねじ部がそれぞれ設けられており、これらねじ部を螺合することで、配設部４５に接続手段２４を固定する。
【００４２】
ヒータ３４は、取付部４６に設けられるとともに、給電線Ｒを介して制御部８に設けられている。ヒータ３４は、弁体３５の二次側に設けられた取付部に設けられ、注入部３３又は連結管６内の井戸水を加熱可能に形成されている。なお、このようなヒータ３４は、例えば、通電することで加熱する電気ヒータが用いられる。
【００４３】
弁体３５は、ゴム材等の弾性力を有する弾性材料により形成されている。図６に示すように、弁体３５は、円板状に形成されている。弁体３５は、その中央側は開閉可能に、その中心から放射状に広がるように、複数の切れ込みが等間隔に形成されている。言い換えると、弁体３５は、複数の切れ込みにより形成された複数の弁部４８を備えている。
【００４４】
この弁体３５は、流路の流れによって、弁部４８が流れ方向に曲折し、撓むことで、その中心側に流路が形成される、即ち、開状態となり、流路を形成する。また、弁体３５は、流路内の流れが停止すると、その復元力によりその中心に向って複数の弁部４８が復元することで、弁体３５は円板状となる、即ち閉状態となり、流路を閉塞する。このように、弁体３５は、給水ポンプ１０４から井戸水が圧送された場合、又は、逆洗ポンプ１１７から貯水槽１１４の浄化水が圧送された場合には開となり、給水ポンプ１０４が停止した場合には、流路を閉とする。
【００４５】
フランジ７は、連結管６の両端にボルトＢ等により接続されている。フランジ７は、配管Ｔと接続可能に形成されている。
【００４６】
制御部８は、流量検出器３２から送信された流量の信号に基づいて、注入ポンプ１７から注入される薬液量を制御（調整）可能に形成されている。また、制御部８は、温度検出手段１１９により検出した温度データに基づいてヒータ３４の加熱を制御可能に形成されている。
【００４７】
具体的には、制御部８は、流量に対する薬液の注入量、及び、ヒータ３４の駆動及び停止を行う外気温を記憶する記憶部８ａを備えている。例えば、記憶部８ａは、濾過装置１００の使用において給水ポンプ１０４で供給される井戸水の流量に対する薬液の注入量がそれぞれ記憶されている。また、記憶部８ａは、ヒータ３４を駆動する外気温、及び、ヒータ３４を停止する外気温が記載されている。なお、ここで、ヒータ３４を駆動する外気温とは、例えば、連結管内の井戸水が凍結する温度等である。
【００４８】
制御部８は、流量検出器３２により検出された流量、及び、記憶部８ａに記憶された流量に対する注入量比率から、注入する薬液の量を算出する。制御部８は、この算出した薬液の量を注入するように、注入ポンプ１７の往復動の速度や移動量を制御し、注入する薬液の量を制御する。
【００４９】
制御部８は、温度検出手段により検出された外気温、及び、記憶部８ａに記憶されたヒータ３４の駆動及び停止の外気温から、ヒータ３４の駆動及び停止を行う。例えば、制御部８は、外気温がヒータ３４を駆動すべき温度まで低下した際に、ヒータ３４に通電することで、連結管６内の井戸水を加熱可能に形成されている。
【００５０】
濾過槽１０２は、図１に示すように、その一次側に第１三方弁１０６が接続されている。なお、除菌器１０１は、濾過槽１０２に接続された第１三方弁１０６の一次側に接続されている。濾過槽１０２は、タンク１０２ａを有し、除菌器１０１からタンク１０２ａ内部への井戸水の流路を形成する内部配管１０２ｂを備えている。濾過槽１０２は、タンク１０２ａの底部に吐出管として配管Ｔが接続される。この配管Ｔは、第２三方弁１１０に接続される。
【００５１】
濾過槽１０２は、タンク１０２ａ内の底面に濾過材と、除マンガン用濾過材と、除鉄用濾過材が順次積層され、例えば、析出した鉄を補足及び除去可能、且つ、井戸水中のマンガンを接触酸化等により除去可能に形成されている。
【００５２】
内部配管１０２ｂは、濾過槽１０２の上方側面から内部に配設されるとともに、濾過槽１０２の中央付近から天井（蓋体）に向って湾曲して形成されている。即ち、内部配管１０２ｂは、給水ポンプ１０４から圧送された井戸水を、タンク１０２ａの天井部に向って吐出することで、吐出された井戸水を、濾過材上に均一に拡散可能に形成されている。
【００５３】
制御手段１０３は、信号線Ｓを介して、制御部８、流量検出器３２、給水ポンプ１０４、各三方弁１０６、１１０、１１１、及び、逆洗ポンプ１１７に接続されている。制御手段１０３は、流量検出器３２による流量の情報に基づいて、給水ポンプ１０４の給水量を制御可能に形成されている。
【００５４】
また、制御手段１０３は、次の機能を少なくとも有している。
【００５５】
（１）各三方弁１０６、１１０、１１１の各ポートの開閉を切り換える切換機能。
（２）給水ポンプ１０４に供給された井戸水の除菌及び濾過を行う通常運転機能。
（３）逆洗ポンプ１１７により、濾過槽１０２を洗浄する逆洗運転を行なう逆洗運転機能。
（４）逆洗運転後に、給水ポンプ１０４により供給された井戸水で流路内を洗浄する洗浄運転機能。
（５）薬液の流量比例注入による積算流量に基づき逆洗運転を行う機能。
（６）通常運転、逆洗運転、洗浄運転及び運転停止を切り換える運転切換機能。
【００５６】
なお、制御手段１０３は、例えば、上記各機能（１）〜（６）以外の機能として、濾過槽１０２内の流量を報知可能な報知手段等を有しているが、ここではその説明は省略する。
【００５７】
このように構成された除菌器１０１を用いた濾過装置１００は、給水ポンプ１０４により井戸水を供給し、除菌器１０１及び濾過槽１０２により除菌及び濾過を行う、所謂通常使用による通常運転が行われる。また、濾過装置１００は、井戸水の供給された流量を積算し、この積算された流量が所定の流量となった場合に、濾過装置１００内の洗浄、特に、濾過槽１０２を洗浄する逆洗運転が行われる。また、濾過装置１００は、逆洗運転により発生した不純物を除去する洗浄運転が行なわれる。
【００５８】
なお、濾過装置１００の通常運転においては、制御手段１０３は、図１中、水の流れＸとなるように、各三方弁１０６，１１０，１１１を切り替えるとともに、給水ポンプ１０４及び除菌器１０１を駆動する。これにより、給水ポンプ１０４で揚水された井戸水は、除菌器１０１により薬液が井戸水中に注入されるとともに、濾過槽１０２により井戸水が濾過される。これら除菌器１０１及び濾過槽１０２により浄化された水が、貯水槽１１４に貯留され、例えば、この貯留された浄化水が、給水ユニット２００により、建造物Ｇの各給水先Ｈに給水されることとなる。
【００５９】
濾過装置１００の逆洗運転においては、制御手段１０３は、図１中、水の流れＹとなるように、各三方弁１０６，１１０，１１１を切り替えるとともに、逆洗ポンプ１１７を駆動する。
【００６０】
なお、濾過装置１００の逆洗運転においては、逆洗ポンプ１１７により、貯水槽１１４内の水が揚水され、濾過槽１０２に水が通過することで、濾過槽１０２内の鉄やマンガン等の不純物を流し、排水部Ｄへと排水することとなる。
【００６１】
濾過装置１００の洗浄運転においては、制御手段１０３は、図１中、水の流れＺとなるように、各三方弁１０６，１１０，１１１を切り替えるとともに、給水ポンプ１０４を駆動する。
【００６２】
なお、濾過装置１００の洗浄運転においては、給水ポンプ１０４により井戸水が圧送され、逆洗運転時の濾過槽１０２内の不純物を含む水が第３三方弁１１１を経由して排水部Ｄから排水される。これにより、逆洗運転時の不純物を含む水が、貯水槽１１４へ流入することを防止する。なお、制御手段１０３は、洗浄運転を所定時間行なった後、通常運転にその運転を切り替えるとともに、積算流量をリセットする。
【００６３】
次に、濾過装置１００に用いられる除菌器１０１について図２〜６を用いて説明する。
除菌器１０１は、通常運転時において、給水ポンプ１０４により揚水された井戸水の流量を流量検出器３２により検出する。制御部８は、流量検出器３２により検出された流量に基づいて、薬液の注入量を制御する。
【００６４】
薬液注入器１９は、注入部３３内の井戸水中に所定の注入量の薬液を注入する。これにより、連結管６内で、井戸水と薬液とが混合し、井戸水が除菌されるとともに、井戸水中に含有される鉄と薬液とが反応、具体的には、井戸水中の鉄が薬液により酸化し、鉄が水酸化第二鉄Ｆｅ（ＯＨ）３として析出する。なお、この井戸水が、除菌器１０１の二次側に流れ、濾過槽１０２により井戸水中の鉄及びマンガンが濾過される。
【００６５】
除菌器１０１は、濾過装置１００の運転停止時において、濾過装置１００に設けられた温度検出手段１１９により検出した外気温に基づいて、ヒータ３４を駆動させる。このとき、ヒータ３４により加熱された熱は、注入部３３を介して井戸水に伝導され、井戸水を加熱し、井戸水の凍結を防止する。
【００６６】
このように構成された除菌器１０１を用いた濾過装置１００によれば、流量検出器３２が、制御部８及び制御手段１０３にそれぞれ接続され、制御部８は、記憶部８ａに記憶された注入量及び流量に基づいた、所謂流量比例注入により薬液を注入する。
【００６７】
なお、この流量と原水の調査データから、概ねの濾過槽１０２内で濾過した不純物を確定することが可能となる。このため、濾過装置１００は、制御手段１０３により、時間でなく、井戸水の流量に基づいた所謂積算流量により濾過槽１０２を洗浄する逆洗運転を行うことが可能となる。
【００６８】
除菌器１０１は、薬液注入器１９を設ける注入部３３を熱伝導率が高い材料により形成し、且つ、注入部３３にヒータ３４を設けることで、ヒータ３４の熱を効率よく注入部３３を介して井戸水及び薬液注入器１９に伝達させることが可能となる。
【００６９】
また、ヒータ３４の熱を効率よく伝熱するための熱伝達率が高い材料は、連結管６の注入部３３のみに用い、管部３１を樹脂材料等により成形することで、除菌器１０１の製造コスト及び重量の低減とすることが可能となる。
【００７０】
また、薬液注入器１９は、薬液を吐出するノズル２１の先端に、ノズル２１の吐出孔２１ａよりも大きい切欠部２３ａを有する弾性を有する材料（シリコン材料等）で形成されたノズルキャップ２３を設けることで、注入ポンプ１７の停止時に、薬液の流出及び逆流を防止することが可能となる。
【００７１】
具体的には、ノズルキャップ２３は、注入ポンプ１７の駆動時に、その先端部が外側に膨張するように弾性変形し、結果、切欠部２３ａも拡口し、薬液が注入される。また、ノズルキャップ２３は、注入ポンプ１７が停止時であって、井戸水の流れがない場合には、膨張していた先端部が復元し、切欠部２３ａは、閉止される。このため、薬液が井戸水中へと流出することを防止できる。
【００７２】
また、管部３１と注入部３３との間に弁体３５を設けることで、濾過装置１００の運転の停止時等のように井戸水の流れが停止しているときに、連結管６の二次側の薬液及び薬液が攪拌された井戸水が、その一次側に逆流することを防止できる。即ち、弁体３５は、井戸水の流れが停止している際に閉となるため、弁体３５の二次側の薬液が一次側へ移動することを防止することができる。
【００７３】
これにより、薬液により流量検出器３２の周囲で鉄が析出し、弁体３５の一次側に配置された流量検出器３２に鉄が付着することがない。このため、流量検出器３２の回転翼４１の固着や検出精度の低下を防止することが可能となる。なお、弁体３５は、井戸水の流れがある場合には、開となるため、通常運転及び洗浄運転時において、井戸水の流れを阻害することがない。
【００７４】
上述したように、本実施の形態に係る除菌器１０１を用いた濾過装置１００によれば、積算流量に基づく逆洗運転が可能となる。また、除菌器１０１は、ヒータ３４の熱を効率よく注入部３３を介して井戸水及び薬液注入器１９に伝達させることが可能となり、濾過装置１００の停止時において、冬季等に連結管６内の凍結を防止することが可能となる。また、熱伝達率が高い材料は、注入部３３のみに用いることで、除菌器１０１の製造コスト及び重量の低減とすることが可能となる。
【００７５】
また、除菌器１０１は、薬液注入器１９の薬液を吐出するノズル２１の先端に、ノズル２１の吐出孔２１ａよりも大きい切欠部２３ａを有する弾性材料で形成されたノズルキャップ２３を設けることで、薬液の流出及び逆流を防止することが可能となる。
【００７６】
さらに、除菌器１０１は、管部３１と注入部３３との間の弁体３５により、濾過装置１００の運転停止時の薬液の逆流を防止し、流量検出器３２へ薬液により析出される鉄の付着を防止し、流量検出器３２の機能停止や精度の低下を防止可能となる。
【００７７】
これらのことから、除菌器１０１は、精度の高い薬液の注入が可能となり、信頼性の向上となる。即ち、信頼性の高い除菌器１０１及び濾過装置１００を提供することが可能となる。
【００７８】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、弁体３５は、複数の弁部４８を設ける構成としたがこれに限定されない。例えば、弁体３５は、図６の二点鎖線で示すように、その中央側に小径の開口部９０を有する構成であってもよい。なお、この開口部９０は、小径とあるが、例えば、極力薬液の逆流を防止可能である内径であることが望ましい。
【００７９】
即ち、弁部４８の先端を切欠させる構成とし、小径の開口部９０を設けることで、弁体３５の一次側及び二次側は、開口部９０により連続することとなる。このため、薬液の逆流を防止しつつ、ヒータ３４により熱せられた熱を効率よく弁体３５の二次側に伝達することが可能となる。
【００８０】
また、上述した濾過装置１００は、本発明の要旨を逸脱しなければ上記構成でなくてもよい。例えば、濾過槽１０２の二次側に、さらに不純物を除去する濾過槽をさらに有してもよく、又、各流路において、温度や圧力を検出する手段を設けても良い。さらには、貯水槽１１４に水を溜めるのではなく、直接供給先に供給する構成であってもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００８１】
３…架台、４…薬液タンク（薬液槽）、５…薬液注入手段、６…連結管、７…フランジ、８…制御部、８ａ…記憶部、１５…薬液供給管、１７…注入ポンプ、１８…薬液吐出管、１９…薬液注入器、２１…ノズル、２１ａ…吐出孔、２２…逆止弁、２３…ノズルキャップ、２３ａ…切欠部、２４…接続手段、２５…ボール、２６…スプリング、３１…管部、３２…流量検出器、３３…注入部、３４…ヒータ、３５…弁体、３７…取付部、３７ａ…収納室、４１…回転翼、４１ａ…回転軸、４１ｂ…翼部、４２…磁石、４５…配設部、４６…取付部、４８…弁部、９０…開口部、１００…濾過装置、１０１…除菌器、１０２…濾過槽、１０２ａ…タンク、１０２ｂ…内部配管、１０３…制御手段、１０４…給水ポンプ、１０５…砂濾し器、１０６…第１三方弁、１０７…逆洗ポンプ、１１０…第２三方弁、１１１…第３三方弁、１１２…ストレーナ、１１３…仕切弁、１１４…貯水槽、１１６…仕切弁、１１７…逆洗ポンプ、１１９…温度検出手段、１２１…ノズル、２００…給水ユニット、Ｂ…ボルト、Ｄ…排水部、Ｇ…建造物、Ｈ…給水先、Ｒ…給電線、Ｓ…信号線、Ｔ…配管、Ｗ…井戸。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液を流体に注入することで、除菌を行う除菌器において、
前記薬液を貯留する薬液槽と、
前記流体の流路を形成する連結管と、
前記薬液槽に接続され、前記薬液槽に貯留された前記薬液を圧送する注入ポンプと、
前記注入ポンプに接続され、前記圧送された薬液を前記連結管の二次側に注入する薬液注入器と、
前記連結管内に配置される回転翼を有し、この回転翼の回転により前記連結管内の流量を検出する、前記連結管の一次側に設けられた流量検出器と、
前記連結管内であって、前記流量検出器及び前記薬液注入器間に設けられ、前記連結管内の前記流体の流れが停止することで閉となる弁体と、
を備えることを特徴とする除菌器。
【請求項２】
前記弁体は、弾性を有する樹脂材料により形成され、円板状であって、その中央から放射状に設けられた切れ込みにより開閉する複数の弁部を有することを特徴とする請求項１に記載された除菌器。
【請求項３】
薬液を流体に注入することで、除菌を行う除菌器において、
前記薬液を貯留する薬液槽と、
前記流体の流路を形成する連結管と、
前記薬液槽に接続され、前記薬液槽に貯留された前記薬液を圧送する注入ポンプと、
前記注入ポンプに接続され、前記圧送された薬液を前記連結管の二次側に注入する薬液注入器と、
前記連結管内に配置される回転翼を有し、この回転翼の回転により前記連結管内の流量を検出する、前記連結管の一次側に設けられた流量検出器と、
前記連結管内の水を過熱するヒータと、を備え、
前記連結管は、一次側に設けられ、樹脂材料により形成された管部と、二次側に設けられ、前記弁体を介して前記管部と接続される金属材料で形成された注入部と、を具備し、
前記注入部は、前記薬液注入器、及び、前記ヒータを固定可能に形成される
ことを特徴とする除菌器。
【請求項４】
前記薬液注入器は、
前記注入ポンプに接続され、前記薬液を吐出する吐出孔を有するノズルと、
前記ノズル内に設けられ、前記ノズルの二次側から一次側への流れを防止する逆止弁と、
その先端に切欠部を有し、前記ノズルを覆う弾性材料で形成されたノズルキャップと、
を具備することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の除菌器。
【請求項５】
供給源から水を給水する供給ポンプと、
薬液を貯留する薬液槽と、前記供給源から給水された水の流路を形成する連結管と、前記薬液槽に接続され、前記薬液槽に貯留された前記薬液を圧送する注入ポンプと、前記注入ポンプに接続され、前記圧送された薬液を前記連結管の二次側に注入する薬液注入器と、前記連結管内に配置される回転翼を有し、この回転翼の回転により前記連結管内の流量を検出する、前記連結管の一次側に設けられた流量検出器と、前記連結管内であって、前記流量検出器及び前記薬液注入器間に設けられ、前記連結管内の前記流体の流れが停止することで閉となる弁体と、を備え、薬液を流体に注入する除菌器と、
前記除菌器の二次側に設けられた濾過槽と、
前記濾過槽の二次側に設けられた逆洗ポンプと、
前記流量検出器により検出された流量を積算するとともに、前記逆洗ポンプの駆動を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記積算した前記流量が所定の流量を超えた場合に、前記逆洗ポンプを駆動し、前記濾過槽に水を圧送させることを特徴とする濾過装置。
【請求項１】
薬液を流体に注入することで、除菌を行う除菌器において、
前記薬液を貯留する薬液槽と、
前記流体の流路を形成する連結管と、
前記薬液槽に接続され、前記薬液槽に貯留された前記薬液を圧送する注入ポンプと、
前記注入ポンプに接続され、前記圧送された薬液を前記連結管の二次側に注入する薬液注入器と、
前記連結管内に配置される回転翼を有し、この回転翼の回転により前記連結管内の流量を検出する、前記連結管の一次側に設けられた流量検出器と、
前記連結管内であって、前記流量検出器及び前記薬液注入器間に設けられ、前記連結管内の前記流体の流れが停止することで閉となる弁体と、
を備えることを特徴とする除菌器。
【請求項２】
前記弁体は、弾性を有する樹脂材料により形成され、円板状であって、その中央から放射状に設けられた切れ込みにより開閉する複数の弁部を有することを特徴とする請求項１に記載された除菌器。
【請求項３】
薬液を流体に注入することで、除菌を行う除菌器において、
前記薬液を貯留する薬液槽と、
前記流体の流路を形成する連結管と、
前記薬液槽に接続され、前記薬液槽に貯留された前記薬液を圧送する注入ポンプと、
前記注入ポンプに接続され、前記圧送された薬液を前記連結管の二次側に注入する薬液注入器と、
前記連結管内に配置される回転翼を有し、この回転翼の回転により前記連結管内の流量を検出する、前記連結管の一次側に設けられた流量検出器と、
前記連結管内の水を過熱するヒータと、を備え、
前記連結管は、一次側に設けられ、樹脂材料により形成された管部と、二次側に設けられ、前記弁体を介して前記管部と接続される金属材料で形成された注入部と、を具備し、
前記注入部は、前記薬液注入器、及び、前記ヒータを固定可能に形成される
ことを特徴とする除菌器。
【請求項４】
前記薬液注入器は、
前記注入ポンプに接続され、前記薬液を吐出する吐出孔を有するノズルと、
前記ノズル内に設けられ、前記ノズルの二次側から一次側への流れを防止する逆止弁と、
その先端に切欠部を有し、前記ノズルを覆う弾性材料で形成されたノズルキャップと、
を具備することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の除菌器。
【請求項５】
供給源から水を給水する供給ポンプと、
薬液を貯留する薬液槽と、前記供給源から給水された水の流路を形成する連結管と、前記薬液槽に接続され、前記薬液槽に貯留された前記薬液を圧送する注入ポンプと、前記注入ポンプに接続され、前記圧送された薬液を前記連結管の二次側に注入する薬液注入器と、前記連結管内に配置される回転翼を有し、この回転翼の回転により前記連結管内の流量を検出する、前記連結管の一次側に設けられた流量検出器と、前記連結管内であって、前記流量検出器及び前記薬液注入器間に設けられ、前記連結管内の前記流体の流れが停止することで閉となる弁体と、を備え、薬液を流体に注入する除菌器と、
前記除菌器の二次側に設けられた濾過槽と、
前記濾過槽の二次側に設けられた逆洗ポンプと、
前記流量検出器により検出された流量を積算するとともに、前記逆洗ポンプの駆動を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記積算した前記流量が所定の流量を超えた場合に、前記逆洗ポンプを駆動し、前記濾過槽に水を圧送させることを特徴とする濾過装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−４０４６３（Ｐ２０１２−４０４６３Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８１３５８（Ｐ２０１０−１８１３５８）
【出願日】平成２２年８月１３日（２０１０．８．１３）
【出願人】（０００１４８２０９）株式会社川本製作所 (161)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１３日（２０１０．８．１３）
【出願人】（０００１４８２０９）株式会社川本製作所 (161)
【Ｆターム（参考）】
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