(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道水からの放射線を検出する放射線検出手段と、
前記放射線検出手段の下流側に設けられ、前記水道水を浄化する浄化手段と、
前記放射線検出手段の下流側であって前記浄化手段の上流側に設けられ、当該放射線検出手段により前記水道水からの放射線を検出した場合、当該水道水の当該浄化手段への流路を遮断する流路遮断手段と、
を有することを特徴とする浄水器。
【請求項２】
前記放射線検出手段により前記水道水からの放射線を検出した場合、当該水道水が排出される排出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の浄水器。
【請求項３】
前記放射線検出手段により前記水道水からの放射線を検出した場合、当該放射線の検出を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の浄水器。
【請求項４】
前記浄化手段は、光触媒を坦持した多孔質炭化ケイ素構造材を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の浄水器。
【請求項５】
さらに、前記浄化手段は、前記多孔質炭化ケイ素構造材の内部に坦持された前記光触媒に紫外線エネルギが照射可能に配置された紫外線導光体を備えることを特徴とする請求項４に記載の浄水器。
【請求項６】
さらに、前記浄化手段は、前記紫外線導光体中に紫外線エネルギが導入可能に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えることを特徴とする請求項５に記載の浄水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、飲料水として使用する水道水を、より安全な水にする等の目的で浄水器が使用されている。例えば、特許文献１には、取り入れた水道水等から逆浸透圧により不浄化物を採取するメンブレン・フィルタと、メンブレン・フィルタの下流側に設けた他のフィルタとを有する浄水器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−５７７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、水道水中に、ヨウ素１３１等の放射性物質が混入した場合、従来のフィルタを用いても放射性物質の除去は困難と考えられている。そのため、一般に、放射性物質が混入した水道水の使用は、人体に害を及ぼす可能性があることが指摘されている。
本発明の目的は、浄水器による水道水の浄化処理を行う前に、人体に有害な影響を及ぼす程度に放射性物質が混入した水道水の使用を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かくして、以下の［１］〜［６］に係る発明が提供される。
［１］請求項１に係る発明は、水道水からの放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線検出手段の下流側に設けられ、前記水道水を浄化する浄化手段と、前記放射線検出手段の下流側であって前記浄化手段の上流側に設けられ、当該放射線検出手段により前記水道水からの放射線を検出した場合、当該水道水の当該浄化手段への流路を遮断する流路遮断手段と、を有することを特徴とする浄水器である。
［２］請求項２に係る発明は、前記放射線検出手段により前記水道水からの放射線を検出した場合、当該水道水が排出される排出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の浄水器である。
［３］請求項３に係る発明は、前記放射線検出手段により前記水道水からの放射線を検出した場合、当該放射線の検出を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の浄水器である。
［４］請求項４に係る発明は、前記浄化手段は、光触媒を坦持した多孔質炭化ケイ素構造材を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の浄水器である。
［５］請求項５に係る発明は、さらに、前記浄化手段は、前記多孔質炭化ケイ素構造材の内部に坦持された前記光触媒に紫外線エネルギが照射可能に配置された紫外線導光体を備えることを特徴とする請求項４に記載の浄水器である。
［６］請求項６に係る発明は、さらに、前記浄化手段は、前記紫外線導光体中に紫外線エネルギが導入可能に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えることを特徴とする請求項５に記載の浄水器である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、浄水器による水道水の浄化処理を行う前に、人体に有害な影響を及ぼす程度に放射性物質が混入した水道水の使用を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態が適用される浄水器の一例を説明するフローシートである。
【図２】制御部における制御ステップを説明するフローチャートである。
【図３】本実施の形態が適用される浄水器の浄化槽を構成する浄化フィルタの一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。
【０００９】
図１は、本実施の形態が適用される浄水器の一例を説明するフローシートである。
図１に示すように、浄水器Ａは、水道の蛇口１から流出する水道水（被浄化水）の上流から下流に沿って、水道水に含まれる放射性物質からの放射線を検出する放射線検出器２（放射線検出手段）と、放射線の検出信号に基づき開閉する電磁弁３と、水道水を浄化する浄化槽５（浄化手段）とが、配管により連結されている。
電磁弁３は、放射線検出器２により放射線を検出した場合、水道水の流路を遮断（流路遮断手段）する遮断弁３１と、放射線が検出された水道水を排出する排水弁３２（排出手段）とが設けられた三方弁である。また、放射線検出器２により放射線を検出した場合、その旨を表示する表示装置４（表示手段）を有している。さらに、放射線検出器２により放射線を検出した場合、電磁弁３の開閉及び表示装置４の作動を制御する制御部６を備えている。
【００１０】
放射線検出器２は、特に限定されず、例えば、ガイガー＝ミュラー（ＧＭ）計数管、シンチレーション検出器、比例計数管、電離箱等が挙げられる。
電磁弁３は、水道水の流路の遮断と排水の両方を兼ね備えた三方弁である。通常、水道水の浄化槽５への流路を確保するために開放状態とされているが、放射線検出器２により放射線を検出した場合、水道水の浄化槽５への流路を遮断弁３１により遮断し、排水弁３２を開放して放射性物質を含む水道水を排出する。
表示装置４は、特に限定されず、例えば、表示ランプ等の光による表示；ブザー等の音による表示；着色等の色による表示等が挙げられる。
浄化槽５は、内部に水道水を浄化するための浄化フィルタが設けられている。浄化フィルタとしては特に限定されず、例えば、逆浸透膜、活性炭、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ケイ素等が挙げられる。
本実施の形態では、遮断弁３１と排水弁３２の開閉、表示装置４の動作は、放射線検出器２による放射線の検出信号に基づき、制御部６により制御されている。
【００１１】
図２は、制御部６における制御ステップを説明するフローチャートである。
先ず、水道の蛇口１が開けられ（ステップ１０１）、被浄化水としての水道水は、配管１ａの放射線検出器２が設けられた部分を通過し（ステップ１０２）、放射線の検出により人体に有害な影響を与える程度の放射性物質の有無が判定される（ステップ１０３）。
放射線検出器２による放射線の検出の結果、放射線が検出されず人体に有害な影響を与える程度の放射性物質が存在しないと判断された場合（ＹＥＳ）、電磁弁３の遮断弁３１が開放し（ステップ１０４）且つ排水弁３２が閉止することにより、水道水は、配管２ａ→電磁弁３→配管３ｂを介して浄化槽５に送られ、浄化処理が行われる（ステップ１０５）。浄化処理後の水道水は配管５ａを介して飲料水等として使用に供される。
【００１２】
一方、放射線検出器２による放射線の検出の結果、人体に有害な影響を与える程度の放射性物質が存在すると判断された場合（ＮＯ）、電磁弁３の遮断弁３１が閉止し水道水の流路が遮断される（ステップ１０６）。次いで、排水弁３２が開放され（ステップ１０７）、同時に表示装置４により放射線検出が表示（ステップ１０８）された後、水道水は、配管２ａ→電磁弁３（排水弁３２）→配管３ａを介して排水される（ステップ１０９）。これにより、浄水器Ａによる水道水の浄化処理を行う前に、人体に有害な影響を及ぼす程度に放射性物質が混入した水道水の使用を防止することができる。
【００１３】
図３は、本実施の形態が適用される浄水器Ａの浄化槽５（図１参照）を構成する浄化フィルタ１００の一例を説明する図である。
図３に示すように、浄化フィルタ１００は、光触媒３０を坦持した多孔質炭化ケイ素構造材１０と、紫外線導光体２０と、を備えている。紫外線導光体２０は、被浄化水の流れる方向（Ｂ）に略平行に配置されている。
多孔質炭化ケイ素構造材１０は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を骨格とし、フィルタとして使用する際、浄化対象の流体が通過可能な３次元多孔質構造を有している。炭化ケイ素（ＳｉＣ）の骨格は、架橋太さの平均が１ｍｍ以下、気孔率が８５容量％以上である。
【００１４】
紫外線導光体２０は、多孔質炭化ケイ素構造材１０の内部に坦持された光触媒３０に、波長２００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線エネルギを照射するために、多孔質炭化ケイ素構造材１０の内部に配置されている。紫外線導光体２０には、浄化フィルタ１００の外部に設けた電源（図示せず）を用い、発光ダイオード（ＬＥＤ）２００により発生した紫外線エネルギが導入される。本実施の形態では、発光ダイオード（ＬＥＤ）２００として、ナイトライド・セミコンダクタ株式会社製ＮＳ３７５Ｌ−５ＲＬＬ（発光波長３７５ｎｍ〜３８０ｎｍ、発光出力８．４ｍＷ〜１４．０ｍＷ）等が挙げられる。
【００１５】
本実施の形態では、紫外線導光体２０は、波長３００ｎｍの紫外線の光線透過率が７０％以上である紫外線透過性材料から形成されることが好ましい。通常、光触媒３０は、波長４００ｎｍ以下の紫外線エネルギの照射により触媒作用を発揮することが知られている。このため、紫外線の光線透過率が高い材料を用いて紫外線導光体２０を形成することにより、多孔質炭化ケイ素構造材１０の内部に坦持された光触媒３０が効率よく活性化される。紫外線透過性材料としては、例えば、紫外線透過性アクリル樹脂が挙げられる。このようなアクリル樹脂としては、例えば、株式会社クラレ株式会社製メタクリル樹脂パラグラス（登録商標）、住友化学株式会社製スミペックス０１０等の市販品が挙げられる。
【００１６】
光触媒３０は、浄化対象としての汚水等の流体中に含まれる有害有機物質等を酸化分解による光触媒反応が可能な金属酸化物が挙げられ、特に限定されるものではない。例えば、二酸化チタン（特に、アナタース型二酸化チタン）、ルチル型二酸化チタン、ブルッカイト型二酸化チタン等が挙げられる。さらに、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉛、酸化第二鉄等を含んでいても良い。本実施の形態では、光触媒３０としては、アナタース型二酸化チタンを５０質量％以上含んでいるものが好ましい。尚、これらの化合物は、複数種を適宜混合して用いてもよい。また、光触媒３０は、粉末状、塊状、粒状、平板状、繊維状等の様々な形態のものを用いることができる。本実施の形態では、平均粒径１ｎｍ〜１００ｎｍの粉末状の二酸化チタンを使用している。
多孔質炭化ケイ素構造材１０の内部に坦持された光触媒３０の量は特に限定されない。本実施の形態では、０．０１〜９９．９％の範囲で調製される。
【００１７】
多孔質炭化ケイ素構造材１０は、例えば、以下の製造方法により製造される。
先ず、スポンジ状多孔質構造体の有形骨格に、炭素源としての樹脂とシリコン粉末を混合したスラリー（Ｓｉスラリー）を含浸させた後、約７０℃で１２時間程度乾燥する。このとき、スラリー液が連続気孔部を塞がない程度にスラリー液を絞ることが好ましい。
スポンジ状多孔質構造体としては、例えば、発泡ポリウレタン等が挙げられる。Ｓｉスラリーの樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、フラン樹脂、有機金属ポリマー等が挙げられる。なお、必要に応じて炭素粉末、黒鉛粉末、カーボンブラック、骨材、酸化防止剤等の添加剤を添加する。シリコン粉末としては、平均粒径が１μｍ〜１０μｍ程度の微粉末が特に好ましい。Ｓｉスラリーの分散媒には、メチルアルコール、エチルアルコール等が挙げられる。
【００１８】
次に、スラリー液に含浸後乾燥したスポンジ状多孔質構造体を、真空又はアルゴン等の不活性雰囲気下において、９００℃〜１３５０℃程度の温度で炭素化する。これによって炭素化した多孔質構造体が得られる。この多孔質構造体は、フェノール樹脂の炭素化による炭素部分とシリコン粉末が混ざりあった炭素化複合体である。続いて、この炭素化した多孔質構造体は、真空又はアルゴン等の不活性雰囲気下において、１３５０℃以上の温度で焼成処理し、炭素とシリコンとを反応させ、炭化ケイ素が多孔質構造体の有形骨格部分に形成された多孔質構造焼結体を得る。さらに、この多孔質構造焼結体は、真空又は不活性化雰囲気下で１３００℃〜１８００℃程度の温度における加熱により、有形骨格上にシリコンを溶融含浸した多孔質炭化ケイ素構造材１０が得られる。
なお、本実施の形態では、多孔質炭化ケイ素構造材１０の製造において使用するシリコン粉末のシリコン（Ｓｉ）とフェノール樹脂等の炭素（Ｃ）との混合の割合は、シリコン（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）との原子比がＳｉ／Ｃ＝０．０５〜４になるように選ぶのが望ましい。
【００１９】
本実施の形態において、光触媒３０は、通常、以下の手順により多孔質炭化ケイ素構造材１０に坦持される。即ち、上述した製造方法により調製された多孔質炭化ケイ素構造材１０を、二酸化チタン（ＴｉＯ２）等の光触媒３０を含有するスラリー（ＴｉＯ２スラリー）に浸漬し、乾燥後、大気中において１００℃〜８００℃程度の温度で焼成する。尚、ＴｉＯ２スラリーの分散媒として水を使用する。
本実施の形態では、ＴｉＯ２スラリーには、例えば、ポリビニルアルコールの水溶液中に二酸化チタン（ＴｉＯ２）等を添加、所定の粘度に調整する。ポリビニルアルコールはＴｉＯ２を多孔質炭化ケイ素構造材１０の表面に固定する結着剤としても有用である。
ＴｉＯ２スラリー中の二酸化チタン（ＴｉＯ２）の濃度は特に限定されないが、本実施の形態では、多孔質炭化ケイ素構造材１０に坦持した際に、チタン（Ｔｉ）と炭素（Ｃ）のモル比（Ｔｉ／Ｃ）が０．１〜２の範囲内になるように調整されている。
【００２０】
本実施の形態が適用される浄水器Ａは、水道水の水を浄化槽５による浄化処理を行う前に、予め、放射線を測定することにより、人体に有害な影響を与える程度の放射性物質が存在すると判断された場合は、その水道水を排出し、飲料水等としての使用が防止される。
また、本実施の形態が適用される浄水器Ａによる放射線の検出は、水道の蛇口から流出する水道水に限定されない。例えば、野菜等の洗浄に使用した水を浄水器Ａ中に注入することにより検出が可能である。
【００２１】
さらに、図示しないが、放射線検出器２による放射線の検出の結果、人体に有害な影響を与える程度の放射性物質が存在すると判断された場合、浄水器Ａの制御部６により制御される動作として、例えば、以下の事項が挙げられる。
（１）自宅に供給される水道水の供給ラインを閉止する。これにより、浄水器Ａと連結されていない自宅の他の蛇口等から放射性物質に汚染された水道水の使用を回避することができる。
（２）携帯電話機の端末、インターネットあるいは通信機器等へ危険情報を送信する。これにより、関係機関への自動通報が行われ、危険情報の共有化および情報の集約が可能になる。
（３）浄水器Ａの再使用を停止する。これにより、浄水器Ａの安全確認措置を行うことができる。
【符号の説明】
【００２２】
１…蛇口、２…放射線検出器、３…電磁弁、４…表示装置、５…浄化槽、６…制御部、１０…多孔質炭化ケイ素構造材、２０…紫外線導光体、３０…光触媒、３１…遮断弁、３２…排水弁、１００…浄化フィルタ、２００…発光ダイオード（ＬＥＤ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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