(57)【要約】【課題】一般家庭で使用可能な純水生成器付洗車装置を提供する。【解決手段】水道水を供給するための水道ホースと、水道ホースの先端部を連通し、内部に水拡散機構部を備えたイオン交換樹脂筒体を複数本収容配設した純水生成器と、純水生成器で生成した純水を導出するために純水生成器の導出口に連通した純水ホースと、純水ホースの終端に連結した散水ノズルと、より構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道水を供給するための水道水ホースと、
水道ホースの先端部を連通した純水生成器と、
純水生成器で生成した純水を導出するために純水生成器の導出口に連通した純水ホースと、
純水ホースの終端に連結した散水ノズルとより構成したことを特徴とする純水生成器付洗車装置。
【請求項２】
純水生成器は、
下部にキャスターを有し略方形状の生成水ケースと、
生成水ケース中に前後左右均等に複数本を収容配設し、かつ筒体上部は平坦に形成し、筒体下部は先端先細のテーパー形状に形成して、導水孔と吐出孔を備えた略胴長漏斗状のイオン交換樹脂筒体と、
各イオン交換樹脂筒体の下部から隣接するイオン交換樹脂筒体の下部間に連通した通水用の連通パイプと、
前記導水孔とイオン交換樹脂筒体内に収容したイオン交換樹脂の収納体の底面との間に介設した水拡散機構部と、より構成したことを特徴とする請求項１記載の純水生成器付洗車装置。
【請求項３】
水拡散機構部は、
下端に連通パイプと連通する導水孔を形成した略漏斗状の下部カバーと、
その内方に形成して下部は導水孔と連通し、上部は前記イオン交換樹脂の収納体の底面と連通した拡散室と、
前記拡散室内には、導入水を拡散可能に収納した整流プレートと、より構成したことを特徴とする請求項２記載の純水生成器付洗車装置。
【請求項４】
前記整流プレートは、導水孔に対向して配設された円盤状のじゃま板と、当該じゃま板を支持する当該じゃま板から前記拡散室の周面に向かって放射状に延設された複数の支柱とから構成したことを特徴とする請求項３記載の純水生成器付洗車装置。
【請求項５】
じゃま板を支持する複数の支柱は、水平面に対して所定の角度をもって配設され、全体として螺旋状の複数の整流プレート形成したことを特徴とする請求項４記載の純水生成器付洗車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交換可能に収容したカートリッジ式イオン交換樹脂により水道水から純水を生成し、生成された純水を用いて自動車などの車両の洗浄を行う純水生成器付洗車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車などの車両の洗浄に水道水を使用することが一般に広く行われている。
しかし、洗車に水道水を使用すると、車体に付着した塵埃は除去できるものの、洗ったままにしておくと「水道水」に含まれるカルシウムやマグネシウムといったミネラル分が、乾いた際に塗装面に残ってしまい、いわゆる「ウォータースポット」と呼ばれる「水ジミ」が残るという問題があった。特に車体の色が黒色などの場合には、かなり目立つ汚れとなる。このため、水が乾く前にふき取る必要があり、洗車に手間を要していた。
【０００３】
そこで、洗車の際に「純水」を使うことにより、車体につく水ジミを圧倒的に少なく保つことができる。このため、主として業務用の洗車機に「純水」が用いられている。そして、業務用の洗車機には、イオン交換樹脂や逆浸透膜法を利用した純水生成装置が使用されている。
【０００４】
特許文献１には、洗浄剤又は水洗いした車体に純水を濯ぐ際、純水の純度を低下させることなく、また利便に使用できる純水洗車装置が開示されている。
すなわち、純水洗車装置は、第１の洗車ユニットと純水噴出しユニットとを備えており、純水噴出しユニットは、純水生成ユニット内に収納されている純水生成装置及び純水を送水する加圧タンクと、純水を車体に向けて噴き出す噴射ノズルとを備えている。そして、噴射ノズルを横パイプの先端に装着すると共に、横パイプを中央パイプと直交する方向に延設し、当該横パイプは、車体の上面に噴き付ける張出し長さの短い横パイプと、車体の側面に噴き付ける張出し長さの長い横パイプとに形成して、車体全体に満遍なく噴き付けるように構成している。
【０００５】
また、前記純水生成ユニット内には純水生成モジュールが二基配置されており、水道水供給口から供給された水は、第１の純水生成モジュールの下方から流入し、一方で生成された純水を第１の純水生成モジュールの上方から加圧タンクに流入し、他方で第１の純水生成モジュールの排水を第２の純水生成モジュールの上方から流入する。第２の純水生成モジュールの下方において、一方で第２の純水生成モジュールで生成された純水を加圧タンクに流入し、他方で第２の純水生成モジュールの排水を排水口から外部に排出するよう構成されている。
この純水生成モジュールは、逆浸透膜法によって純水を生成するものである。
【０００６】
実用新案登録文献２には、洗車時に使用される純水または脱イオン水を生成するための小型のイオン交換器の保持具についての技術が開示されている。
すなわち、従来の保持具は、イオン交換器を載せる載置台と、イオン交換器を固定する壁と、壁に取付けられた取手とを備えていたので、大型になっていた。本文献２に記載された考案は、載置台には車輪を付けて移動可能ではあるが、移動や大型で取回しが悪いという問題点を解決するものである。
当該考案に係る保持具は、イオン交換器の蓋に固定される固定部と、固定部に取付けられた取手部と、固定部に連結し蓋の被覆部の外側へと延びる連結部と、連結部から屈曲し容器本体の側面に沿って延びる一対の脚部とから構成されている。
【０００７】
また、従来のイオン交換樹脂を利用した一般的な純水生成器の構造としては、例えば、次のようなものが知られている。すなわち、図１２に示すように、コラムと呼ばれる長円筒状のケース９１中にイオン交換樹脂９２が略８分目程度の高さまで充填され、ケース９１の中心部分に細長い集水管９３が略底面付近まで挿入されている。ケース９１の上部には、原水入口９４と純水出口９５が対向して配設されている。原水入口９４は原水の流入口であり、水道水などの原水が矢印方向に流入する。原水入口９４から流入した原水は、イオン交換樹脂９２上に流入し、ケース９１内に溜水して、イオン交換樹脂９２を浸漬する。
【０００８】
イオン交換樹脂９２を浸漬した原水は、イオン交換樹脂９２中を矢印方向に通過する際に原水中のイオンが交換されて純水が生成される。イオン交換樹脂９２により生成された純水は、ケース９１の下部の集水管９３に集水され、集水管９３内を通って純水出口９５から外部に導出される。
【０００９】
このように、イオン交換樹脂９２は、イオン交換樹脂９２中を通過する原水の水路長を長くとることによって、原水がイオン交換樹脂９２と接触しやすくし、イオン交換の効率を高めることによって、原水がイオン交換されないまま外部に流出しないように構成している。このために、市販されているイオン交換樹脂９２を使用した純水生成器の収納ケース９１の高さは、数十ｃｍから１．３ｍ程度の高さとなっている。したがって、一般家庭で使用するには、背が高く、取り回しがよくないという問題につながっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−０８２８５４号公報
【特許文献２】実用新案登録第３２０２０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に記載された発明は、業務用の純水生成ユニット及び純水洗車装置であり、大型であるため設置場所の確保が必要となり、保守には専門知識が必要で、イオン交換器は背が高く重量があるため素人による移動や交換は容易ではない。このため、一般家庭で使用することができず、現在はガソリンスタンド限定のサービスにとどまっているという問題がある。
【００１２】
また、実用新案登録文献２に記載されたイオン交換器は、図１２で説明した従来の純水生成器と同様に背が高いため、固定しないと倒れやすく、移動することができず又は可動域制限があり、価格が高く、カートリッジ交換に時間がかかり、一般家庭で使用するには取回しがよくないという問題がある。
【００１３】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、一般家庭で使用可能な純水生成器付洗車装置を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明では、
水道水を供給するための水道ホースと、
水道ホースの先端部を連通した純水生成器と、
純水生成器で生成した純水を導出するために純水生成器の導出口に連通した純水ホースと、
純水ホースの終端に連結した散水ノズルと、より構成したことを特徴とする。
【００１５】
また、純水生成器は、
下部にキャスターを有し略方形状の生成水ケースと、
生成水ケース中に前後左右均等に複数本を収容配設し、かつ筒体上部は平坦に形成し、筒体下部は先端先細のテーパー形状に形成して、導水孔と吐出孔を備えた略胴長漏斗状のイオン交換樹脂筒体と、
各イオン交換樹脂筒体の下部から隣接するイオン交換樹脂筒体の下部間に連通した通水用の連通パイプと、
前記導水孔とイオン交換樹脂筒体内に収容したイオン交換樹脂の収納体の底面との間に介設した水拡散機構部と、より構成したことを特徴とする。
【００１６】
また、水拡散機構部は、
下端に連通パイプと連通する導水孔を形成した略漏斗状の下部カバーと、
その内方に形成して下部は導水孔と連通し、上部は前記イオン交換樹脂の収納体の底面と連通した拡散室と、
前記拡散室内には、導入水を拡散可能に収納した整流プレートと、より構成したことを特徴とする。
【００１７】
また、前記整流プレートは、導水孔に対向して配設された円盤状のじゃま板と、当該じゃま板を支持する当該じゃま板から前記拡散室の周面に向かって放射状に延設された複数の支柱とから構成したことを特徴とする。
【００１８】
また、じゃま板を支持する複数の支柱は、水平面に対して所定の角度をもって配設され、全体として螺旋状の複数枚の整流プレート形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、水道水を供給するための水道ホースと、水道ホースの先端部を連通した純水生成器と、純水生成器で生成した純水を導出するために純水生成器の導出口に連通した純水ホースと、純水ホースの終端に連結した散水ノズルと、より構成されているため、純水の生成及び散水は水道水の圧力を利用して行うことができ、ポンプ等の動力が不要となる。
【００２０】
また、このように構成することにより、従来製品は電源をコンセントからとるのに対し、本発明品には外部からの電源は不要のため、電源コードレス化を実現し、電源コード長による可動範囲の制約を受けることなく、広範囲な移動が可能となる。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、純水生成器は、
下部にキャスターを有し略方形状の生成水ケースと、
生成水ケース中に前後左右均等に複数本を収容配設し、かつ筒体上部は平坦に形成し、筒体下部は先端先細のテーパー形状に形成して、導水孔と吐出孔を備えた略胴長漏斗状のイオン交換樹脂筒体と、
各イオン交換樹脂筒体の下部から隣接するイオン交換樹脂筒体の下部間に連通した通水用の連通パイプと、
前記導水孔とイオン交換樹脂筒体内に収容したイオン交換樹脂の収納体の底面との間に介設した水拡散機構部と、より構成されている。
【００２２】
これにより、純水生成器は、その高さを低くすることができ、低重心構造とすると共に、純水生成器の下部四隅を張り出してキャスターを備えることにより、安定して倒れにくく、かつ移動が容易となる。
【００２３】
また、生成水ケース中のイオン交換樹脂筒体を上記のように連通パイプで接続することにより、水は、イオン交換樹脂筒体の下端から上端に向かって流入し、連通パイプとイオン交換樹脂筒体の導水孔の連結部分の周端をテーパー形状に形成することにより、連通パイプとの連結部分の水流が滑らかになるため、エア溜まりの発生を抑制することができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、水拡散機構部は、
下端に連通パイプと連通する導水孔を形成した略漏斗状の下部カバーと、
その内方に形成して下部は導水孔と連通し、上部は前記イオン交換樹脂の収納体の底面と連通した拡散室と、
前記拡散室内には、導入水を拡散可能に収納した整流プレートと、より構成されている。
これにより、イオン交換樹脂筒体の内筒内に流入した水流の勢いを整流プレートで一旦阻止することにより水流の低速化と均一化を実現することができ、イオン交換を効率よくすることができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、前記整流プレートは、導水孔に対向して配設された円盤状のじゃま板と、当該じゃま板を支持する当該じゃま板から前記拡散室の周面に向かって放射状に延設された複数の支柱とから構成されているために、導水孔から流入してきた流水は、じゃま板に衝突して水平方向に放射状に分流し拡散する。
これにより、イオン交換樹脂筒体の内筒に収容されたイオン交換樹脂を収納したカートリッジの底面に直接流水が当たらないようにすることができ、前記内筒内に流入する水流の低速化と均一化を実現することができるため、さらに、イオン交換を効率よくすることができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明によれば、じゃま板を支持する複数本の支柱は、水平面に対して所定の角度をもって配設され、全体として螺旋状の複数枚の整流プレートを形成しているために、導水孔から流入して支柱に衝突した流水は、支柱が水平方向に対して所定の角度で配設されていることにより所定の角度に転流し、旋回する渦状の流れを形成して拡散する。
これにより、イオン交換樹脂筒体に流入する水流の低速化と均一化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る純水生成器付洗車装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る純水生成器付洗車装置の配管系統を示す接続図である。
【図３】イオン交換樹脂筒体と連通パイプの形状による水流の説明図である。
【図４】イオン交換樹脂筒体に水拡散機構部を設けないときの導水孔近傍の水流の説明図である。
【図５】本発明に係る純水生成器付洗車装置の水拡散機構部の上方斜視図である。
【図６】図５に示す水拡散機構部のＡ−Ａ方向視断面図である。
【図７】本発明に係る純水生成器付洗車装置のイオン交換樹脂筒体に水拡散機構部を設けたときの導水孔近傍の水流の説明図である。
【図８】本発明に係る純水生成器付洗車装置のイオン交換樹脂筒体に水拡散機構部を設けたときの流速分布図である。
【図９】本発明に係る水拡散機構部の他の実施例における上方斜視図である。
【図１０】図９に示す他の実施例におけるＢ−Ｂ方向視断面図である。
【図１１】図９に示す他の実施例における平面視の水流の説明図である。
【図１２】従来の純水生成器の構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の純水生成器付洗車装置の要旨は、水道水の水圧を利用して純水の生成及び散水を行うよう構成することにより動力電源を不要とするものである。
また、電源コードレス化により電源コード長による可動範囲の制約をなくして、広範囲に移動可能となるよう構成したものである。
また、水道水から純水を生成する複数のイオン交換樹脂筒体同士を連通パイプで連結して一のイオン交換樹脂筒体を形成することにより純水生成器の高さを低くし、低重心化を実現するものである。
【００２９】
また、流水は、イオン交換樹脂筒体内の内筒下端に形成された導水孔から流入し、内筒に収容したイオン交換樹脂を収納したカートリッジを通って上方から外筒に溢水し、外筒の下端に形成された吐出孔から吐出するよう構成されている。そして、連通パイプは、イオン交換樹脂筒体の吐出孔と隣接する次段のイオン交換樹脂筒体の導水孔とを連結し、イオン交換樹脂筒体は、当該連通パイプとの連結部分をテーパー形状として水流を滑らかにし、これによりエア溜まりの発生を抑制するものである。
また、イオン交換樹脂筒体下部に配設した拡散室には水拡散機構部を備えることにより流入する水流の低速化と均一化を実現するものである。
【００３０】
以下、本発明の実施形態について図面に基づき説明する。ただし、図面は模式的なものであり、各部の配置や寸法の比率等は現実のものとは必ずしも一致するものではない。
【００３１】
図１は、本発明に係る純水生成器付洗車装置１００の構成を示す斜視図である。本図において、本発明の実施形態に係る純水生成器付洗車装置１００は、原水である水道水を供給するための水道ホース２１と、水道ホース２１から供給された水道水から純水を生成する純水生成器１と、純水生成器１で生成した純水を導出する純水ホース２９と、純水ホース２９の終端に連結した散水ノズル４と、から構成されている。
【００３２】
水道ホース２１は、原水である水道水を純水生成器１に供給するものである。水道ホース２１は、その受口が水道の蛇口２０に接続され、出口が純水生成器１の継手２２に接続されており、蛇口２０を捻ることにより吐出された水道水を純水生成器１に供給する。
【００３３】
純水生成器１は、水道ホース２１を介して供給された水道水から純水を生成するものである。水道水は、継手２２を介して純水生成器１の生成水ケース１０内に矢印方向に流入し、Ｔ字管２４及び連通パイプ２５ａ〜２５ｄを介して生成水ケース１０内に配設されたイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄに流入する。以下、図面の配管中の矢印は水流方向を示す。
【００３４】
純水生成器１は、略方形状の生成水ケース１０中に、例えば、前後左右均等に４本のイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄを収容配設している。
イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄは、その筒体下部を先端先細のテーパー形状に形成し、筒体上部は平坦に形成して略胴長漏斗状をなしている。
そして、当該略胴長漏斗状の外装を構成する外筒１９と、その内部にはイオン交換樹脂を収納したカートリッジ１７を収容する内筒１８が形成され、全体として二重筒体を構成している。内筒１８は、イオン交換樹脂を収納した当該カートリッジ１７中を水道水が通過する際に、当該イオン交換樹脂の作用により水道水から純水を生成するものである。なお、詳細は後述する。
【００３５】
また、生成水ケース１０下部の四隅にはキャスター１３を配設し、移動可能となっている。また、その上部には、手前から上方向に片開きのカバー１２を配設しており、カバー１２を開くことによって前記イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの内筒１８内に収容されているカートリッジ１７の交換、切替バルブ２６の開閉操作及び内部の保守点検などを可能としている。
【００３６】
切替バルブ２６は、レバーハンドル２７を９０度回転させることにより、生成された純水又は流入してきた水道水を純水ホース２９へ導出する切り替えを行う弁である。すなわち、レバーハンドル２７を「純水」側にすると、後述するイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄを経由して生成された純水は、純水ホース２９へ供給される。また、レバーハンドル２７を「原水」側にすると、流入してきた水道水は、そのまま直通パイプ２８を経由して純水ホース２９へ供給される。
散水ノズル４は、純水ホース２９から供給された純水又は水道水を車両６に散水する。
【００３７】
したがって、洗車する車両６の大まかな汚れを落とす際は、レバーハンドル２７を「原水」側に切り替えて水道水を使用し、仕上げの際は、レバーハンドル２７を「純水」側に切り替えて純水を使用するのが望ましい。
【００３８】
すなわち、図２に示すように、蛇口２０は、水道ホース２１の受口に接続され、水道ホース２１の出口は、継手２２の受口に接続されて生成水ケース１０内に導入される。継手２２は、Ｔ字管２４の受口に接続されている。
Ｔ字管２４は、流水路を分岐するものである。すなわち、Ｔ字管２４が分岐した出口の一端は、連通パイプ２５ａの受口に接続され、分岐の他端は、直通パイプ２８の受口に接続されている。前記接続された連通パイプ２５ａの出口は、イオン交換樹脂筒体１４ａ下端の導水孔１５ａに接続され、イオン交換樹脂筒体１４ａの外筒１９下端の吐出孔１６ａは、隣接する次段の連通パイプ２５ｂの受口に接続され、連通パイプ２５ｂの出口は、イオン交換樹脂筒体１４ｂの内筒１８下端の導水孔１５ｂに接続されている。
【００３９】
以下、同様にして、イオン交換樹脂筒体１４ｂの外筒１９下端の吐出孔１６ｂは、連通パイプ２５ｃの受口に接続され、連通パイプ２５ｃの出口は、イオン交換樹脂筒体１４ｃの内筒１８下端の導水孔１５ｃに接続され、イオン交換樹脂筒体１４ｃの外筒１９下端の吐出孔１６ｃは、連通パイプ２５ｄの受口に接続され、連通パイプ２５ｄの出口は、イオン交換樹脂筒体１４ｄの内筒１８下端の導水孔１５ｄに接続され、イオン交換樹脂筒体１４ｄの外筒１９下端の吐出孔１６ｄは、連通パイプ２５ｅを介して切替バルブ２６の一方の受口に接続されている。また、前記直通パイプ２８の出口は、切替バルブ２６の他方の受口に接続されている。
【００４０】
また、切替バルブ２６の出口は、継手２３に接続され、継手２３の出口は純水ホース２９に接続され、純水ホース２９の終端には散水ノズル４が接続されている。
【００４１】
流水路は、以上のような配管接続により形成されているために、図２に示すように、４本のイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄは連通して一本の流水路を形成している。
【００４２】
そして、切替バルブ２６のレバーハンドル２７を「純水」側に切り替えると、流水の始端の蛇口２０から終端の散水ノズル４までが、４本のイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄを介して連通し、一本の流水路を形成する。したがって、蛇口２０を捻ると水道水は、水道ホース２１を介して生成水ケース１０内に配設されたイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄに流入し、イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの内筒１８内において純水が生成され、生成された純水は、純水ホース２９を介して散水ノズル４に供給され、散水ノズル４により車両６に散水される。
【００４３】
また、切替バルブ２６のレバーハンドル２７を「原水」側に切り替えると、流水の始端の蛇口２０から終端の散水ノズル４までが直通パイプ２８を介して連通し、一本の流水路を形成する。したがって、蛇口２０を捻ると水道水は、水道ホース２１を介して生成水ケース１０内配設された直通パイプ２８を通過し、純水ホース２９を介して散水ノズル４に供給され、散水ノズル４によりそのまま車両６に散水される。
【００４４】
水質センサ３１は、切替バルブ２６の出口の配管に設けられ、水質計３に接続されている。水質計３は、水質センサ３１からの信号を受けて水質測定回路３２において純水又は水道水の導電率を測定し、表示器３３に測定結果である水質状態を表示する。表示器３３は、液晶表示器（ＬＣＤ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成され、測定結果をデジタル数字、アナログバー又は正常（緑）注意（黄）異常（赤）などの色別の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いて表示を行う。これにより純水又は水道水の水質状態を知ることができ、例えば、黄色ランプが点灯したときは、カートリッジ１７の交換時期が来たことを知ることができるため、カートリッジ１７を購入又は発注するなどの措置をとることができる。
【００４５】
水質計３は、電池３４を駆動電源としている。すなわち、水質計３の回路の消費電力は極めて小さく構成できるため、例えば、市販の９Ｖ角型電池（００６Ｐ型アルカリ乾電池）を使用した場合、約４００台の車両６の洗車が可能であることを、試験を行って確認している。また、水質計３を電池駆動可能とすることにより、電源をコンセントからとる必要がなく、電源コードレス化を実現し、電源コード長による可動範囲の制約を受けることなく、広範囲な移動を可能としている。
【００４６】
次に、各イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄに水道水を流入させる構成について説明する。ここで、イオン交換樹脂は、合成樹脂の一種で分子構造の一部にイオン交換基として電離する構造をしており、原水中に含まれているイオンを取り除くときは自らが持つイオンを原水中に出して、代わりに原水中に存在する他のイオンと交換する性質を有する多孔質の合成樹脂で形成されたイオン交換体である。したがって、イオン交換樹脂が持つイオンを原水中のイオンと全て交換してしまうと、もはや純水が生成しきれなくなるためイオン交換樹脂の交換が必要になる。なお、イオン交換樹脂の形状は、一般に直径１ｍｍ弱の粒状に形成されている。
【００４７】
カートリッジ１７は、イオン交換樹脂を収納する透水性を有する容器である。イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄは、イオン交換樹脂を収納したカートリッジ１７を内筒１８の内部に収容し、そのイオン交換機能を利用して、流入してきた水道水から純水を生成する。
【００４８】
また、このカートリッジ１７は、交換可能な構造としている。例えば、イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの外筒１９は、上端外周面に雄ネジを螺設し、上蓋５５は、当該蓋の内周面に雌ネジを螺設し、パッキン５６を介して螺合可能に構成する。そして、蛇口２０を閉めた状態において、カバー１２を開き、イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの上部にある上蓋５５を左側に回して取り外し、内筒１８からカートリッジ１７を取り出す。そして、代わりのカートリッジ１７を収容し、前記取り外した上蓋５５を右側に回して蓋をし、カバー１２を閉じるように構成する。この場合に、上蓋５５に取手を設けて回すことができるようにしてもよい。勿論上蓋５５をネジ止め構造とすることもできる。
【００４９】
本発明に係る純水生成器付洗車装置に使用するイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄは、例えば、高さを約３００ｍｍ程度に低く抑えると共に、４本直列に接続することにより水路長を確保して、純水の生成を可能とするものである。
【００５０】
このために、イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄは、先述のように、その筒体下部を先端先細のテーパー形状に形成し、筒体上部は平坦に形成して略胴長漏斗状をなしている。
そして、当該略胴長漏斗状の外装を構成する外筒１９と、その内部には内筒１８が形成され、全体として二重筒体を構成している。イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの内筒１８の下端には導水孔１５ａ〜１５ｄが形成され、外筒１９は、内筒１８の外周を取り囲む中空円筒状の流水路を形成し、その下端には、吐出孔１６ａ〜１６ｄが形成されている。そして、当該吐出孔１６ａ〜１６ｄは、隣接する次段のイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの内筒１８の下端に形成された導水孔１５ａ〜１５ｄと、連通パイプ２５ａ〜２５ｄによりそれぞれ直列に接続されている。
【００５１】
連通パイプ２５ａ〜２５ｄに連結されたイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの内筒１８へは導水孔１５ａ〜１５ｄを介して流水が流入する。
導水孔１５ａ〜１５ｄから流入した流水は、内筒１８内に収容されたイオン交換樹脂を収納したカートリッジ１７を通って内筒１８の上部から外筒１９に溢水する。当該溢水は、外筒１９内に形成された前記内筒１８の外周を取り囲む流水路を経由して、外筒１９下端に形成された吐出孔１６ａ〜１６ｄから、連通パイプ２５ａ〜２５ｄを介して、隣接する次段のイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄに流入する。
【００５２】
イオン交換樹脂筒体１４ａの下端に形成された導水孔１５ａから水道水を流入するように構成したのは、イオン交換樹脂筒体１４ａ〜ｄの高さが約３００ｍｍと低いために、水道水を上方から流入したのでは、流水時に気泡が発生すると共に、それがそのまま気泡だまりとして流水路中に残留し、流水がイオン交換樹脂に接触する時間が十分確保できないことや、これに伴い圧力損失を生じたり、流速が不安定になることを防止するためである。
【００５３】
すなわち、イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄは、図２、図３に示すように、筒体下部を先端先細のテーパー形状に形成している。このように形成することにより、図３の矢印に示すように、連通パイプ２５ａ〜２５ｄとの連結部分の水流が滑らかになると共に、気泡だまりが発生しにくくなる。
【００５４】
また、イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄは、その下部に導水孔１５ａ〜１５ｄからの流水を分流し拡散させる水拡散機構部５を配設している。
【００５５】
水拡散機構部５は、導水孔１５ａ〜１５ｄを通ってイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの内筒１８内に流入してきた水道水が水拡散機構部５のじゃま板５１に衝突して、水道水の水流の勢いを一旦阻止することにより、流速を低速化すると共に、流速の均一化を図るものである。
【００５６】
すなわち、水拡散機構部５がない場合には、図４の導水孔１５ａ〜１５ｄの近傍における水流の説明図に示すように、導水孔１５ａ〜１５ｄを通ってイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの内筒１８内に流入してきた水道水は、流水の中央部の流速が大きく、周縁部の流速は小さくなるため、水道水の流速が均一化されない。したがって、流水は、イオン交換樹脂を収納したカートリッジ１７の底面中央部に大きな流速で直接当たり、イオン交換樹脂でイオン交換が十分になされないまま次段のイオン交換樹脂筒体１４ｂ〜１４ｄに流入してしまうため、純水の純度がよくならないという問題を生じる。
【００５７】
水拡散機構部５は、このような問題を解決するためのものであり、図５、図６に示すように、イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの下部に形成された略漏斗状の下部カバー５３と、導水孔１５ａ〜１５ｄの上部空間に配設された略円板状のじゃま板５１と、下部カバー５３の円形開口縁内に十文字に架設し、十文字の交差する中心部に当該じゃま板５１を設けた支柱５２とから構成され、
流水の拡散室５４を形成している。
【００５８】
じゃま板５１は、水拡散機構部５において、以上のように配設されているために、導水孔１５ａ〜１５ｄから流入してきた水道水は、図７に示すように、上方に噴出して、直接じゃま板５１に衝突し、じゃま板５１を中心にして水平方向に放射状に分流し拡散する。
【００５９】
分流した水道水は、イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの内筒１８の内壁面方向に流れたのち、上方に流れてゆく。また、じゃま板５１の周端部分では、じゃま板上部及び下方に流れ込む渦流が発生し、渦流を経たのち上方に流れて拡散してゆく。
【００６０】
したがって、導水孔１５ａ〜１５ｄから流入してきた水道水は、図７に示すように、上方に噴出し、直接じゃま板５１に衝突し、そこで減速され、低速化する。また、じゃま板５１に衝突して水平方向に放射状に分流した流水は、前記内筒１８の内壁面方向に流れたのち、上方に流れたり、渦流を経た後上方に流れてゆく。
このため、前記内筒１８内にカートリッジ１７を収容していないときの水流分布は、図８の導水孔１５ａ〜１５ｄ近傍における水流の流速分布図に示すように、水流全体としては、減速による低速化及び流速の均一化を実現することができる。なお、図中、流速は、縦縞、斜め縞、横縞、点線の斜め縞、無地の順に遅くなる。
【００６１】
このようにして低速化され流速が略均一化された流水は、分流や渦流による拡散により内筒１８内のカートリッジ１７に収納されたイオン交換樹脂をかき混ぜながら、全体的に満遍なく時間をかけて接触し、通過していくため、原水中のイオン交換を効率よくすることができ、純水の生成を確実に行うことができる。
【００６２】
次に、水拡散機構部５の他の実施形態について図９乃至図１１に基づき説明する。
水拡散機構部５は、図９に示すように、容器を構成するイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの下部に形成された略漏斗状の下部カバー５３と、
導水孔１５ａ〜１５ｄの上部空間に配設された略円板状のじゃま板５１と、下部カバー５３の円形開口縁内に十文字に架設し、十文字の交差する中心部に当該じゃま板５１を設けた、傾斜した断面を有する支柱５２とから構成されている。したがって、導水孔１５ａ〜１５ｄから流入してきた流水は、じゃま板５１に衝突して水平方向に放射状に分流されると共に、流水の一部は、前記複数本の支柱５２にも衝突する。
【００６３】
本発明に係る水拡散機構部５の他の実施形態は、当該複数本の支柱５２に衝突する水流の方向を変えて転流を図るものである。すなわち、図９に示すように、支柱５２の断面を傾けて形成することにより流水の方向を変えるよう構成している。
【００６４】
具体的には、支柱５２の断面を図１０（ａ）に示すように形成した場合は、支柱５２に衝突した流水は、水平方向に放射状に均等に分流されて拡散する。
本発明に係る水拡散機構部５の他の実施形態は、図１０（ｂ）に示すように、支柱５２の断面を傾けて形成することにより流水の方向を変えるよう構成している。また、この傾きは、じゃま板５１にも連なって形成されている。したがって、支柱５２に衝突した流水は、図１０（ｃ）に示すように、入射角θに対し、反射角θの角度でもって転流される。
【００６５】
支柱５２に衝突して転流された流水は、図１１の平面図に示すように、イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの内筒１８内で矢印方向に旋回する渦状の流れを形成して拡散する。すなわち、じゃま板５１及び支柱５２に衝突した流水は、転流されてイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの内筒１８内を旋回しながら渦巻状に上昇していき、カートリッジ１７に収納されたイオン交換樹脂をかき混ぜながら、全体的に満遍なく時間をかけて接触し、通過していくため、さらに原水中のイオン交換を効率よくすることができ、純水の生成を確実に行うことができる。
【００６６】
本発明に係る純水生成器付洗車装置１００は、以上のように構成されているために、純水の生成及び散水は水道水の圧力を利用して行うことができ、ポンプ等の動力を不要とする効果を奏する。
また、従来製品はポンプ等の動力電源をコンセントからとるのに対し、本発明は動力を有しないため電源コードレス化を実現し、電源コード長による可動範囲の制約を受けることなく、広範囲な移動を可能とする効果を奏する。
また、水回りにおいては電源系統の絶縁劣化は禁物であるが、本発明はコンセント電源を必要としないため、電源系統の絶縁劣化等による感電事故の発生を心配する必要もない。
【００６７】
また、純水生成器１は、イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄを、生成水ケース１０中に前後左右均等に４本収容配設することにより、水路長を確保しつつ高さを低くすることができ、低重心構造とすると共に、純水生成器１の下部四隅を張り出してキャスター１３を備えることにより、安定して倒れにくく、かつ、移動が容易となる効果を奏する。
【００６８】
また、生成水ケース１０中の連通パイプ２５ａ〜２５ｄとイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄと導水孔１５ａ〜１５ｄの連結部分の周端をテーパー形状に形成することにより、連通パイプ２５ａ〜２５ｄとの連結部分の水流が滑らかになるため、エア溜まりの発生を抑制することができる効果を奏する。
【００６９】
また、水拡散機構部５は、以上のように構成されているために、イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの内筒１８内に流入した水流の低速化と均一化を実現することができるため、イオン交換を効率よくすることができる効果を奏する。
【００７０】
また、整流プレートは、導水孔１５ａ〜１５ｄから流入してきた流水を、じゃま板５１に衝突させて水平方向に放射状に分流し拡散するよう構成しているため、導水孔１５ａ〜１５ｄの上方に配設されたイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの内筒１８に収容されたイオン交換樹脂を収納したカートリッジ１７の底面に直接流水が当たらないようにすることができ、イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの内筒１８内に流入する水流の低速化と均一化を実現することができるため、イオン交換を効率よくすることができる効果を奏する。
【００７１】
また、じゃま板５１を支持する複数本の支柱５２は、水平面に対して所定の角度をもって配設され、全体として螺旋状の複数枚の整流プレートを形成しているために、導水孔１５ａ〜１５ｄから流入してきた流水は、じゃま板５１及び支柱５２に衝突すると所定の角度に転流され、その方向に旋回する渦状の流れを形成して拡散する。このために、イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの内筒１８内に流入する水流の低速化と均一化を実現することができる。
すなわち、流水は、イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの内筒１８内を旋回しながら渦巻状に上昇していき、カートリッジ１７に収納されたイオン交換樹脂をかき混ぜながら、全体的に満遍なく時間をかけて接触し、通過していくため、さらに原水中のイオン交換を効率よくすることができ、純水の生成を確実に行うことができる効果を奏する。
【００７２】
以上の実施形態において説明した本発明に係る純水生成器付洗車装置１００は、上述した実施形態に限られず、上述した実施形態の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更した構成、公知発明及び上述した実施形態の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更した構成等も含まれる。また、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物にまで及ぶものである。
【００７３】
例えば、本発明の実施形態では、イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄは、説明の便宜上４本の例について説明したが、４本に限定されるものではなく６本や９本であっても何ら差し支えない。要は、必要な純水の純度や流量等によって決めればよい。
【００７４】
また、じゃま板５１は、その形状を円盤状であるとして説明したが、導水孔１５ａ〜１５ｄから流入される流水を阻止して転流できる形状であれば、例えば、三角形や四角形であっても差し支えなく、円盤状に限定されるものではない。また、高さや位置や大きさについても本明細書又は図面に記載されたものに限定されるものではない。
【００７５】
また、支柱５２は、図５、図６及び図９、図１０では細長い棒状であるとして説明したが、流水の低速化や流水の方向を変えることのできる形状であれば差し支えなく、幅及び厚みはこのような形状に限定されるものではない。例えば、幅広であったり、扇状であったり、断面に曲面を有して流水の方向を湾曲させるような形状であってもよい。
【００７６】
また、支柱５２は、図５では４本の例を示しているが、４本に限定されるものではなく、何本であってもよい。
【００７７】
また、電池３４は、市販の９Ｖ角型電池に限定されるものではなく、電圧、容量等は用途に応じて必要な電圧や容量のものを使用しても差し支えない。
【００７８】
また、車両６を洗浄するために使用する散水ノズル４の代わりに、高圧洗浄機を純水ホース２９に接続して使用することは当然可能であり、コンセント電源を必要とするからという理由によって高圧洗浄機の使用までも排除するものではない。
【００７９】
また、生成水ケース１０内に溜まった水の排水や、生成水ケース１０内を水洗いしたときの排水をするために、生成水ケース１０の下部に排水口と排水弁を設けてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１      純水生成器
３      水質計
４      散水ノズル
５      水拡散機構部
６      車両
９      従来の純水生成器
１０    生成水ケース
１２    カバー
１３    キャスター
１４ａ〜１４ｄ    イオン交換樹脂筒体
１５ａ〜１５ｄ    導水孔
１６ａ〜１６ｄ    吐出口
１７    カートリッジ
１８    内筒
１９    外筒
２０    蛇口
２１    水道ホース
２２、２３    継手
２４    Ｔ字管
２５ａ〜２５ｄ    連通パイプ
２６    切替バルブ
２７    レバーハンドル
２８    直通パイプ
２９    純水ホース
３１    水質センサ
３４    電池
５１    じゃま板
５２    支柱
５３    下部カバー
５４    拡散室
１００  純水生成器付洗車装置
【図１】
2020157817.tif 000003
【図２】
2020157817.tif 000004
【図３】
2020157817.tif 000005
【図４】
2020157817.tif 000006
【図５】
2020157817.tif 000007
【図６】
2020157817.tif 000008
【図７】
2020157817.tif 000009
【図８】
2020157817.tif 000010
【図９】
2020157817.tif 000011
【図１０】
2020157817.tif 000012
【図１１】
2020157817.tif 000013
【図１２】
2020157817.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月11日(2020.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道水を供給するための水道水ホースと、
水道ホースの先端部を連通した純水生成器と、
純水生成器で生成した純水を導出するために純水生成器の導出口に連通した純水ホースと、
純水ホースの終端に連結した散水ノズルとより構成し、
純水生成器は、
イオン交換樹脂を内蔵したイオン交換樹脂筒体を複数本収納した生成水ケースと、
筒体下部を先端先細のテーパー形状とし、筒体下部に導水孔と吐出孔をそれぞれ有する略胴長漏斗状のイオン交換樹脂筒体と、
イオン交換樹脂筒体の吐出孔と隣接するイオン交換樹脂筒体の導水孔との間に連通した連通パイプと、
導水孔とイオン交換樹脂を収納した収納体との間に介設した水拡散機構部と、より構成したことを特徴とする純水生成器付洗車装置。
【請求項２】
水拡散機構部は、
下端に連通パイプと連通する導水孔を形成した略漏斗状の下部カバーと、
その内方に形成して下部は導水孔と連通し、上部は前記イオン交換樹脂の収納体の底面と連通した拡散室と、
前記拡散室内には、導入水を拡散可能に収納した整流プレートと、より構成したことを特徴とする請求項１記載の純水生成器付洗車装置。
【請求項３】
前記整流プレートは、導水孔に対向して配設された円盤状のじゃま板と、当該じゃま板を支持する当該じゃま板から前記拡散室の周面に向かって放射状に延設された複数の支柱とから構成したことを特徴とする請求項２記載の純水生成器付洗車装置。
【請求項４】
じゃま板を支持する複数の支柱は、水平面に対して所定の角度をもって配設され、全体として螺旋状の複数の整流プレート形成したことを特徴とする請求項３記載の純水生成器付洗車装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、請求項１に記載の発明によれば、純水生成器は、
イオン交換樹脂を内蔵したイオン交換樹脂筒体を複数本収納した生成水ケースと、
筒体下部を先端先細のテーパー形状とし、筒体下部に導水孔と吐出孔をそれぞれ有する略胴長漏斗状のイオン交換樹脂筒体と、
イオン交換樹脂筒体の吐出孔と隣接するイオン交換樹脂筒体の導水孔との間に連通した連通パイプと、
導水孔とイオン交換樹脂を収納した収納体との間に介設した水拡散機構部と、より構成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
これにより、純水生成器は、その高さを低くすることができ、低重心構造にして安定して倒れにくくすることができる。なお、純水生成器の下部四隅を張り出してキャスターを備えることとすれば、移動が容易となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、水拡散機構部は、
下端に連通パイプと連通する導水孔を形成した略漏斗状の下部カバーと、
その内方に形成して下部は導水孔と連通し、上部は前記イオン交換樹脂の収納体の底面と連通した拡散室と、
前記拡散室内には、導入水を拡散可能に収納した整流プレートと、より構成されている。
これにより、イオン交換樹脂筒体の内筒内に流入した水流の勢いを整流プレートで一旦阻止することにより水流の低速化と均一化を実現することができ、イオン交換を効率よくすることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、前記整流プレートは、導水孔に対向して配設された円盤状のじゃま板と、当該じゃま板を支持する当該じゃま板から前記拡散室の周面に向かって放射状に延設された複数の支柱とから構成されているために、導水孔から流入してきた流水は、じゃま板に衝突して水平方向に放射状に分流し拡散する。
これにより、イオン交換樹脂筒体の内筒に収容されたイオン交換樹脂を収納したカートリッジの底面に直接流水が当たらないようにすることができ、前記内筒内に流入する水流の低速化と均一化を実現することができるため、さらに、イオン交換を効率よくすることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、じゃま板を支持する複数本の支柱は、水平面に対して所定の角度をもって配設され、全体として螺旋状の複数枚の整流プレートを形成しているために、導水孔から流入して支柱に衝突した流水は、支柱が水平方向に対して所定の角度で配設されていることにより所定の角度に転流し、旋回する渦状の流れを形成して拡散する。
これにより、イオン交換樹脂筒体に流入する水流の低速化と均一化を実現することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
純水生成器１は、略方形状の生成水ケース１０中に、例えば、前後左右均等に４本のイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄを収容配設している。
イオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄは、その筒体下部を先端先細のテーパー形状に形成し、筒体上部は平坦に形成して略胴長漏斗状をなしている。
そして、当該略胴長漏斗状の外装を構成する外筒１９と、その内部にはイオン交換樹脂を収納した収納体１７’としてのカートリッジ１７を収容する内筒１８が形成され、全体として二重筒体を構成している。内筒１８は、イオン交換樹脂を収納した当該カートリッジ１７中を水道水が通過する際に、当該イオン交換樹脂の作用により水道水から純水を生成するものである。なお、詳細は後述する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
水拡散機構部５は、導水孔１５ａ〜１５ｄを通ってイオン交換樹脂筒体１４ａ〜１４ｄの内筒１８内に流入する水道水が水拡散機構部５のじゃま板５１に衝突して、水道水の水流の勢いを一旦阻止することにより、流速を低速化すると共に、流速の均一化を図るものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2020157817.tif 000015
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2020157817.tif 000016