(57)【要約】【課題】活性炭を充填した浄水シリンダーにおいて、水を満遍なくろ過することにより浄化能力を高める。【解決手段】一方の端部に未処理水の流入口１を、他方の端部に既処理水の流出口２を備えるとともに、内部に活性炭を充填した活性炭層３を備え、流入口１から流入する水を、活性炭層３を通過させた後、流出口２から流出させて、水の浄化処理を行う浄水シリンダー１０において、流入口１と活性炭層３の間に、活性炭よりも大粒の粒状体５を充填した分離室４を設ける。【選択図】図１
2006159039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部に未処理水の流入口を、他方の端部に既処理水の流出口を備えるとともに、内部に活性炭を充填した活性炭層を備え、前記流入口から流入する水を、前記活性炭層を通過させた後、前記流出口から流出させて、水の浄化処理を行う浄水シリンダーにおいて、
前記流入口と前記活性炭層の間に、前記活性炭よりも大粒の粒状体を充填した分離室を設けたことを特徴とする浄水シリンダー。
【請求項２】
一方の端部に未処理水の流入口を、他方の端部に既処理水の流出口を備えるとともに、内部に活性炭を充填した活性炭層を備え、前記流入口から流入する水を、前記活性炭層を通過させた後、前記流出口から流出させて、水の浄化処理を行う浄水シリンダーにおいて、
前記流入口と前記活性炭層の間、及び前記活性炭層と前記流出口の間に、前記活性炭よりも大粒の粒状体を充填した同一の大きさと構成の分離室をそれぞれ設けたことを特徴とする浄水シリンダー。
【請求項３】
前記粒状体は、セラミック又は鉱石であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の浄水シリンダー。
【請求項４】
前記分離室と前記活性炭層の間に、活性炭の流出防止及び未処理水内の不純物遮断のためのフィルターを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一つに記載の浄水シリンダー。
【請求項５】
前記流入口を上面に、前記流出口を下面に配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか一つに記載の浄水シリンダー。
【請求項６】
前記活性炭には、少なくとも銀イオン、鉛除去剤、亜硫酸カルシウムが混合されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれか一つに記載の浄水シリンダー。
【請求項７】
一方の端部に未処理水の流入口を、他方の端部に既処理水の流出口を備えるとともに、内部に活性炭を充填した活性炭層を備え、前記流入口から流入する水を、前記活性炭層を通過させた後、前記流出口から流出させて、水の浄化処理を行う浄水シリンダーの製造方法において、
シリンダーを振動させながら活性炭を内部に充填し、充填した活性炭に圧力をかけて圧縮することにより前記活性炭層を形成することを特徴とする浄水シリンダーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道水などの飲料水、生活水を浄化、活性させる水質改善機器に用いられる浄水シリンダーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、浄水器などの水質改善機器には、内部に活性炭を充填した活性炭層を備えた浄水シリンダーが用いられている。
図４はこうした浄水シリンダー１００の（ａ）正面図，（ｂ）平面図を示している。
浄水シリンダー１００の一方の端部には未処理水を流入させる流入口１が備えられ、他方の端部には既処理水（浄水後の水）を流出させる流出口２が備えられている。そして、シリンダー本体部８の内部には活性炭が充填されて活性炭層３が形成されている。
流入口１から流入した水は、活性炭層３を通過しながら浄化されたのち、流出口２から流出する。
【０００３】
従来、このような浄水シリンダー１００を製造する場合には、単に活性炭をそのままシリンダー本体部８内に充填する方法や、活性炭と繊維状のろ過剤とを溶剤により固める方法がとられてきた。
さらに、浄水シリンダー１００のろ過能力を高めるために、充填する活性炭の量を増やしたり、中空糸膜や逆浸透膜を利用することが行われてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、充填する活性炭の量を増やすためには、シリンダー自体を大型としなければならず、設置スペース上の問題が生じてしまう。
一方、中空糸膜や逆浸透膜を用いた場合には、水質改善効果を高めることはできても、得られる水量が少なくなり利用用途が限定されてしまうこととなる。
【０００５】
また、図４のＡ−Ａ拡大断面図である図５に示すように、浄水シリンダー１００内の活性炭層３においては、活性炭の粒子と粒子の間に隙間が存在するため、非処理水を通過させると、非処理水が集中する部分の活性炭が周囲に分散されて、水路９が形成されてしまう。
そうすると、流入口１から流入した水は、水路９に沿って活性炭層３を通過してしまい、満遍なくろ過できず活性炭の浄化作用が十分に発揮できない。
【０００６】
そこで本発明は、上記従来の問題を解決するためのものであり、活性炭を充填した浄水シリンダーにおいて、水を満遍なくろ過することにより浄化能力を高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明の浄水シリンダーは、一方の端部に未処理水の流入口（１）を、他方の端部に既処理水の流出口（２）を備えるとともに、内部に活性炭を充填した活性炭層（３）を備え、前記流入口（１）から流入する水を、前記活性炭層（３）を通過させた後、前記流出口（２）から流出させて、水の浄化処理を行う浄水シリンダー（１０）において、前記流入口（１）と前記活性炭層（３）の間に、前記活性炭よりも大粒の粒状体（５）を充填した分離室（４）を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明の浄水シリンダーは、一方の端部に未処理水の流入口（１）を、他方の端部に既処理水の流出口（２）を備えるとともに、内部に活性炭を充填した活性炭層（３）を備え、前記流入口（１）から流入する水を、前記活性炭層（３）を通過させた後、前記流出口（２）から流出させて、水の浄化処理を行う浄水シリンダー（２０）において、前記流入口（１）と前記活性炭層（３）の間、及び前記活性炭層（３）と前記流出口（２）の間に、前記活性炭よりも大粒の粒状体（５）を充填した同一の大きさと構成の分離室（４）をそれぞれ設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記粒状体（５）は、セラミック又は鉱石であることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のうちいずれか一つに記載の発明において、前記分離室（４）と前記活性炭層（３）の間に、活性炭の流出防止及び未処理水内の不純物遮断のためのフィルター（６）を設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のうちいずれか一つに記載の発明において、前記流入口（１）を上面に、前記流出口（２）を下面に配置したことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のうちいずれか一つに記載の発明において、前記活性炭には、少なくとも銀イオン、鉛除去剤、亜硫酸カルシウムが混合されていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７に係る発明の浄水シリンダーの製造方法は、一方の端部に未処理水の流入口（１）を、他方の端部に既処理水の流出口（２）を備えるとともに、内部に活性炭を充填した活性炭層（３）を備え、前記流入口（１）から流入する水を、前記活性炭層（３）を通過させた後、前記流出口（２）から流出させて、水の浄化処理を行う浄水シリンダーの製造方法において、シリンダーを振動させながら活性炭を内部に充填し、充填した活性炭に圧力をかけて圧縮することにより前記活性炭層（３）を形成することを特徴とする。
【００１４】
なお、括弧内の記号は、発明を実施するための最良の形態および図面に記載された対応要素または対応事項を示す。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、未処理水の流入口と活性炭層の間に分離室を設け、分離室内に活性炭よりも大粒の粒状体を充填するので、流入口から流入した水は、まず分離室内に到達し、粒状体に衝突してシャワー状に分散する。そして分散された状態で水が活性炭層に到達するため、活性炭層の一ヶ所に水流が集中することがない。従って、水路ができるのを防ぐことができ、活性炭層に水を満遍なく通過させて浄化能力を高めることができる。
【００１６】
同様に、請求項２に記載の発明によれば、流入口から流入した水は、まず分離室内に到達し、粒状体に衝突してシャワー状に分散する。そして分散された状態で水が活性炭層に到達するため、活性炭層の一ヶ所に水流が集中することがない。従って、水路ができるのを防ぐことができ、活性炭層に水を満遍なく通過させて浄化能力を高めることができる。
さらに、同一の大きさと構成の分離室を、流入口と活性炭層の間、及び活性炭層と流出口の間の両側に設けるので、通常の使用により流入口側の分離室に不純物やゴミが溜まった場合に、逆方向の流出口側から水を入れて洗浄することにより、溜まった不純物やゴミをシリンダー外へ排出することができる。
また、流入口側と流出口側が同一の大きさと構成であるため、どちら側を流入口としてもよいので、取付時の間違いをなくすことができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用効果に加えて、分離室に充填する粒状体をセラミック又は鉱石とするので、抗菌作用等による水質改善を行うことができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３のうちいずれか一つに記載の発明の作用効果に加えて、分離室と活性炭層の間に、活性炭の流出防止及び未処理水内の不純物遮断のためのフィルターを設けるので、活性炭が分離室側に流出したり、未処理水内の不純物が活性炭層に到達して活性炭が目詰まりするのを防止することができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項４のうちいずれか一つに記載の発明の作用効果に加えて、流入口を上面に、流出口を下面に配置するので、シリンダーが縦向きとなり、横向きの場合と比べて、水がより満遍なく活性炭層を通過することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項５のうちいずれか一つに記載の発明の作用効果に加えて、活性炭に、少なくとも銀イオン、鉛除去剤、亜硫酸カルシウムが混合されているので、微生物の繁殖を抑制し水を衛生的に保つことができる。さらに、水中の重金属（特に溶解性鉛）を除去するとともに、活性炭と併用して亜硫酸カルシウムが残留塩素を除去することができる。
ここで、銀イオンは、Ａｇ+イオンを溶出することにより、微生物の増殖を抑制することで、処理水の抗菌作用を高め、水を衛生的に保つ働きがある。
また、鉛除去剤として、ヒドロキシアパタイトやイオン交換樹脂を用いることで、カルシウムＣａやナトリウムＮａと水中に含まれる鉛Ｐｂとをイオン交換して、除去させる効果を有する。
また、亜硫酸カルシウムは、ＣａＳＯ3・１／２Ｈ2Ｏの形であり、水道水中に含まれる次亜塩素酸の酸素を奪って、炭酸カルシウムや炭酸カルシウムなどの無害なイオンに分解する。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明によれば、シリンダーを振動させながら活性炭を内部に充填するので、活性炭の粒子の隙間を埋めながら充填することができる。さらに、充填した活性炭に圧力をかけて圧縮することにより活性炭層を形成するので、活性炭の密度が高まり、浄化能力を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る浄水シリンダー１０について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る浄水シリンダー１０の断面図であり、浄水シリンダーの外観を示す図４のＡ−Ａ断面図に該当する。また図２は、図１に示す浄水シリンダー１０の流入口１側の拡大断面図である。
【００２３】
浄水シリンダー１０は金属あるいはＡＢＳなどの樹脂を用いて作られており、図１に示すように、円筒形のシリンダー本体部８と、シリンダー本体部８の一方の端部に設けられた未処理水の流入口１、及び他方の端部に設けられた既処理水の流出口２を備えている。
さらに、シリンダー本体部８の内部には、活性炭が充填されて活性炭層３が形成されている。
【００２４】
流入口１と活性炭層３の間には分離室４が設けられ、流入口１から流入した水が直接活性炭層３に到達しないよう隔離されている。
分離室４の容積は、内径や長さ・容積に関係なく、少なくとも１ｃｍ3以上とすることが望ましい。
【００２５】
分離室４の内部には粒状体５が満遍なく充填されている。この粒状体５は流入口１から流入した水をシャワー状に分散させるためのものであり、その大きさは少なくとも活性炭層３に充填された活性炭よりも大粒で、直径１ｍｍ以上とすることが好ましい。
さらに、粒状体５としてセラミック又は鉱石を用いると、水質改善効果を高めることができる。
【００２６】
分離室４と活性炭層３の間には、活性炭の流出防止及び未処理水内の不純物遮断のためにフィルター６が設けられている。
フィルター６としては、１〜１００ミクロン程度の繊維フィルターを用いて、できれば二層以上とすることにより、遮断効果を高めることができる。
また、殺菌フィルターを用いることも好ましい。
【００２７】
流入口１と分離室４の間には、金属又は樹脂製で格子状のメッシュフィルター７が設けられており、未処理水の水流により粒状体５が流出しないようにしている。
金属製のものとしては、ＳＵＳ（ステンレス）メッシュなどを用いることができる。
【００２８】
上記構成の浄水シリンダー１０において、シリンダー内部に活性炭を充填して活性炭層３を形成する際には、浄水シリンダー１０を微振動させながら活性炭をゆっくり充填するとともに、充填した活性炭に圧力をかけて圧縮させることにより行う。このとき、充填する活性炭の容積が、形成される活性炭層３の容積の少なくとも１．２倍以上となるように圧縮するとよい。これにより、活性炭の粒子間の隙間を縮めて、高密度とすることができる。
【００２９】
本実施形態に係る浄水シリンダー１０によれば、未処理水の流入口１と活性炭層３の間に分離室４を設け、分離室４内に活性炭よりも大粒の粒状体５を充填するので、流入口１から流入した水は、まず分離室４内に到達し、粒状体５に衝突してシャワー状に分散する。そして分散された状態で水が活性炭層３に到達するため、活性炭層３の一ヶ所に水流が集中することがない。従って、図５の従来例にあるような水路９ができるのを防ぐことができ、活性炭層３に水を満遍なく通過させて浄化能力を高めることができる。
【００３０】
さらに、分離室４に充填する粒状体５をセラミック又は鉱石とすれば、抗菌作用等による水質改善を行うことができる。
【００３１】
また、本実施形態のように、分離室４と活性炭層３の間に、活性炭の流出防止及び未処理水内の不純物遮断のためのフィルター６を設ければ、活性炭が分離室４側に流出したり、未処理水内の不純物が活性炭層３に到達して活性炭が目詰まりするのを防止することができるため、好ましい。
【００３２】
また、シリンダーを振動させながら活性炭を内部に充填するので、活性炭の粒子の隙間を埋めながら充填することができる。さらに、充填した活性炭に圧力をかけて圧縮することにより活性炭層３を形成するので、活性炭の密度が高まり、浄化能力を高めることができる。
【００３３】
次に図３を参照して、本発明の他の実施形態に係る浄水シリンダー２０について説明する。
図３は、他の実施形態に係る浄水シリンダー２０の断面図であり、浄水シリンダーの外観を示す図４のＡ−Ａ断面図に該当する。
浄水シリンダー２０は、図３に示すように、流入口１と活性炭層３の間に設けた分離室４と同一の大きさと構成の分離室４を、活性炭層３と流出口２の間にも設けている。
【００３４】
浄水シリンダー２０によれば、浄水シリンダー１０と同様に、流入口１から流入した水は、まず分離室４内に到達し、粒状体５に衝突してシャワー状に分散する。そして分散された状態で水が活性炭層３に到達するため、活性炭層３の一ヶ所に水流が集中することがない。従って、図５の従来例にあるような水路９ができるのを防ぐことができ、活性炭層３に水を満遍なく通過させて浄化能力を高めることができる。
さらに、同一の大きさと構成の分離室４を、流入口１と活性炭層３の間、及び活性炭層３と流出口２の間の両側に設けるので、通常の使用により流入口１側の分離室４に不純物やゴミが溜まった場合に、逆方向の流出口２側から水を入れて洗浄することにより、溜まった不純物やゴミをシリンダー外へ排出することができる。
また、流入口１側と流出口２側が同一の大きさと構成であるため、どちら側を流入口としてもよいので、取付時の間違いをなくすことができる。
【００３５】
また、上記実施形態においては、浄水シリンダー１０，２０の配置の向きについては限定されないが、流入口１を上面に、流出口２を下面に配置すれば、シリンダーが縦向きとなり、横向きの場合と比べて、水がより満遍なく活性炭層３を通過することができる。
【００３６】
また、上記実施形態においては、シリンダー内に活性炭のみを充填する構成としたが、充填する活性炭に少なくとも銀イオン、鉛除去剤、亜硫酸カルシウムを混合するとよい。
これにより、微生物の繁殖を抑制し水を衛生的に保つことができる。さらに、水中の重金属（特に溶解性鉛）を除去するとともに、活性炭と併用して亜硫酸カルシウムが残留塩素を除去することができる。
ここで、銀イオンは、Ａｇ+イオンを溶出することにより、微生物の増殖を抑制することで、処理水の抗菌作用を高め、水を衛生的に保つ働きがある。
また、鉛除去剤として、ヒドロキシアパタイトやイオン交換樹脂を用いることで、カルシウムＣａやナトリウムＮａと水中に含まれる鉛Ｐｂとをイオン交換して、除去させる効果を有する。
また、亜硫酸カルシウムは、ＣａＳＯ3・１／２Ｈ2Ｏの形であり、水道水中に含まれる次亜塩素酸の酸素を奪って、炭酸カルシウムや炭酸カルシウムなどの無害なイオンに分解する。
【００３７】
また、浄水シリンダーに未処理水を流入させるにあたっては、流入口１を水流トルネード構造とすることが可能である。
水流トルネード構造は、流入口１から未処理水が渦を巻いて浸入するようにさせるものであり、流入する水に衝撃を与えることができるものである。
このように水に衝撃を与えることにより、水の分子集団が小さくなり吸収されやすい水にすることができる。また、酸素の多い水を作り、銀イオンやセラミックとともに、微生物の繁殖を抑え、水を衛生的に保つことができる。
また、渦を巻いた水流を起こすことにより、活性炭層に満遍なく水を分散させることができる。
【００３８】
本発明者らは、本実施形態に係る浄水シリンダーを使用して、水道水を通過させて浄水能力を測定する実験を行った。
実験に用いた浄水シリンダーは、内径３０ｍｍ、長さ２１４ｍｍで、内部に活性炭６０ｇを充填したものである。そして、活性炭をそのまま内部に挿入した従来型の浄水シリンダーと、シリンダーを微振動させながら活性炭を圧縮充填するとともに流入口と活性炭層の間に分離室を設けた本実施形態の浄水シリンダーを用いて、両者を比較することにより行った。
未処理水としては、毎分５リッターの広島市の水道水を通水させた。その他の条件は以下のとおりである。
（測定条件）
測定日時：平成１６年５月２０日
水温：２０度
水圧：１．２ｋｇ／ｃｍ
ＰＨ（水素イオン指数）：７．０
ＯＲＰ（酸化還元電位）：６００ｍｖ
残留塩素濃度：０．６ｐｐｍ
総トリハロメタン量：０．０５６ｐｐｍ
有機化合物：０．０８ｐｐｍ
窒素酸化物：０．０５ｐｐｍ
【００３９】
このときの実験結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
2006159039.tif 000003
【００４１】
この実験結果から本実施形態に係る浄水シリンダーを用いた場合に、従来と比較して以下の効果が得られることを確認した。
（１）ＰＨ（水素イオン指数）を水道水の７．０から８．３にまで高めることができ、弱アルカリ性とすることにより、人体の体液に近い水質に安定することができた。
（２）ＯＲＰ（酸化還元電位）は、数値が小さいほど酸化しにくいものであり、水道水の６００ｍｖから２５０ｍｖまで大幅に引き下げて酸化しにくい水とすることができた。
（３）ＮＭＲ値を引き下げて、水の分子が小さく吸収され易く健康に良い水とすることができた。なお、ＮＭＲ値は日本電子の松下和弘氏が発表した理論で、水の分子集団を数値化できると記録されており、数値が低いほど水の分子が小さく吸収の高い健康に良い水と言われている。
（４）塩素、総トリハロメタン、有機化合物、窒素酸化物といった有害物質を水道水に比べて極端に減少させることができた。
以上のように、いずれの項目においても従来型の浄水シリンダーを用いた場合と比較して、良好な測定値を示しており、浄水能力の優位性を確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る浄水シリンダーの断面図である。
【図２】図１に示す浄水シリンダーの流入口側の拡大断面図である。
【図３】他の実施形態に係る浄水シリンダーの断面図である。
【図４】浄水シリンダーの外観を示す（ａ）正面図，（ｂ）平面図である。
【図５】従来例に係る浄水シリンダーの流入口側の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１      流入口
２      流出口
３      活性炭層
４      分離室
５      粒状体
６      フィルター
７      メッシュフィルター
８      シリンダー本体部
９      水路
１０      浄水シリンダー
２０      浄水シリンダー
１００      浄水シリンダー
【図１】
2006159039.tif 000004
【図２】
2006159039.tif 000005
【図３】
2006159039.tif 000006
【図４】
2006159039.tif 000007
【図５】
2006159039.tif 000008