(57)【要約】  流体処理システム（１０）は、少なくとも一つの流水式タンク（１２）と、未処理の流体と処理された流体のうち少なくとも一つの流体を処理して、処理された流体を上記少なくとも一つの流水式タンク（１２）に供給するように構成された処理装置（１６）と、少なくとも一つの流水式タンク（１２）内で流体の水質を検出するように構成された少なくとも一つの検出装置（２４）とからなる。検出装置（２４）は、上記少なくとも一つの流水式タンク（１２）内で水質を所定の水質閾値以下かあるいはそれと同等であると判断すると、少なくとも一つの流水式タンク（１２）に処理された流体を供給する処理装置（１６）に接続されている。【選択図】図１
2007512944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの流水式タンク（１２）と、
未処理の流体と処理された流体のうち少なくとも一つの流体を処理して、処理された流体を前記少なくとも一つの流水式タンク（１２）に供給するように構成された処理装置（１６）と、
前記少なくとも一つの流水式タンク（１２）内で流体（１８）の水質を検出するように構成され、前記少なくとも一つの流水式タンク（１２）内の水質が、所定の水質閾値以下かあるいはそれと同等であると判断した時、処理された流体を前記少なくとも一つの流水式タンク（１２）に供給するように、前記処理装置（１６）に接続した検出装置（２４）と、
を具備することを特徴とする流体処理システム（１０）。
【請求項２】
流体を栓状の流水方法で前記少なくとも一つの流水式タンク（１２）に供給する流入配管（１４）をさらに含む請求項１に記載の流体処理システム（１０）。
【請求項３】
前記流入配管（１４）が、スロットが作られ、穴が開けられ、あるいは遮蔽されて少なくとも一つの流水式タンク（１２）に未処理の流体を供給するように構成された端（３２）を含む請求項２に記載の流体処理システム（１０）。
【請求項４】
前記少なくとも一つの流水式タンク（１２）が前記少なくとも一つの流水式タンク（１２）の底（２０）に、前記栓状の流水方法で前記流入配管（１４）を通して供給される前記未処理の流体の供給を容易にする下地（３４）を有する請求項２に記載の流体処理システム（１０）。
【請求項５】
前記未処理の流体および処理された流体を前記少なくとも一つの流水式タンク（１２）内で混合するように構成された混合器（４４）をさらに具備する請求項１に記載の流体処理システム（１０）。
【請求項６】
前記少なくとも一つの流水式タンク（１２）内において少なくとも一つのバッフル（３５）をさらに含む請求項１に記載の流体処理システム（１０）。
【請求項７】
前記少なくとも一つの検出装置（２４）から作動信号を受信して、前記処理装置（１６）を作動させ処理済みの流水を前記少なくとも一つの流水式タンク（１２）に供給するように構成された制御パネル（２６）をさらに具備する請求項１に記載の流体処理システム（１０）。
【請求項８】
前記処理装置（１６）および前記少なくとも一つのタンク（１２）と流体的に連通して、未処理の流体を前記少なくとも一つのタンク（１２）内に流入させて前記処理装置（１６）からの流体を混合するように構成されたバイパスバルブ（８４）をさらに含む請求項１に記載の流体処理システム（１０）。
【請求項９】
前記処理装置（１６）が逆浸透システム（４６）を含み、前記逆浸透システム（４６）は、
逆浸透膜（５４）を有する圧力容器（５２）と、
前記圧力容器（５２）に接続されて、前記所定の閾値より低い水質を有するろ過された流体を排水するように構成された排水管（５６）と、
前記圧力容器（５２）に接続されて、前記所定の閾値より高い水質を有する処理された流体を受け取るように構成された生産流体配管（６０）と、
前記圧力容器（５２）に接続されて前記処理された流体を加圧するように構成されたポンプ（６２）と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の流体処理システム（１０）。
【請求項１０】
前記ポンプ（６２）は前記逆浸透膜（５４）の下流側に設けられる請求項９に記載の流体処理システム（１０）。
【請求項１１】
さらに前記処理装置（１６）に流体的に連通して前記処理された流体を貯水するように構成された流体貯蔵タンク（７４）を具備する請求項９に記載の流体処理システム（１０）。
【請求項１２】
未処理の流体を供給する工程と、
前記未処理の流体の水質が所定の閾値以下であるかどうかを判断し、もしそうであれば、前記未処理の流体の少なくとも一部を処理して処理された流体を生成する工程と、
前記未処理の流体および処理された流体の混合した流体の水質が前記所定の閾値を越えるまで、前記処理された流体と前記未処理の流体を混合する工程を具備する使用場所から要求がある際に処理された流体を供給する方法であって、
前記所定の閾値を超える前記処理された流体、前記未処理の流体、および前記混合した未処理および処理された流体のうちの少なくとも一つの流体が前記使用場所に供給されることを特徴とする流体供給方法。
【請求項１３】
さらに前記未処理の流体および処理された流体を混合する前に前記処理された流体を加圧する工程を具備する請求項１２に記載の流体供給方法。
【請求項１４】
さらに前記混合した流体を混合する工程を具備する請求項１２に記載の流体供給方法。
【請求項１５】
さらに前記所定の閾値を越えるまで前記混合した流体を再処理する工程を具備する請求項１２に記載の流体供給方法。
【請求項１６】
さらに未処理の流体を前記処理システムから分離させ、供給用の前記未処理の流体を貯水する工程を具備する請求項１２に記載の流体供給方法。
【請求項１７】
さらに処理された流体の貯蔵タンク内に前記処理された流体の少なくとも一部を貯水する工程を具備する請求項１２に記載の流体供給方法。
【請求項１８】
さらに未処理の流体の貯蔵タンク内に前記未処理の流体の少なくとも一部を貯水する工程を具備する請求項１２に記載の流体供給方法。
【請求項１９】
処理された温水の使用場所、高水質の水の使用場所、および低水質の水の使用場所のうちの少なくとも一つの使用場所に水を供給するための水処理システム（１００）であって、
生水を受け取るように構成された少なくとも一つの流水式タンク（１１８）と、
前記少なくとも一つの流水式タンク（１１８）と流体的に連通して、前記少なくとも一つの流水式タンク（１１８）内で水を処理して、高水質の処理された水の水流と低水質の処理された水の水流とを分離させるように構成した処理システム（１３２）と、
前記処理システム（１３２）と流体的に連通して前記高水質の処理された水を高水質の水の使用場所に供給するように構成された高水質の処理した水のタンク（１４６）と、
前記処理システムと流体的に連通して、低水質の水のタンク（１６８）と、下水溝（１７４）と、低水質の水の使用場所とのうちの一つに前記低水質の処理された水を供給するように構成した少なくとも一つの流体制御装置（１６２）と、
を具備することを特徴とする水処理システム（１００）。
【請求項２０】
さらに前記少なくとも一つの流水式タンク（１１８）と流体的に連通して加熱処理された水を処理された温水の使用場所に供給するように構成された温水タンク（１２６）を具備する請求項１９に記載の水処理システム（１００）。
【請求項２１】
さらに前記低水質の水のタンク（１６８）と前記少なくとも一つの流体制御装置（１６２）とに接続された圧力センサ（１７０）を具備し、
前記圧力センサ（１７０）は前記低水質の水のタンク（１６８）の圧力を監視し、前記圧力が前記低水質の水のタンク（１６８）内の圧力の上限を超えたときに、前記少なくとも一つの制御装置（１６２）を開放して、低水質の水を前記処理システム（１００）から排水する請求項１９に記載のシステム（１００）。
【請求項２２】
使用場所に流体的に連通して、処理された流体を貯水するように構成された第１の流水タンク（２０２）と、
使用場所に流体的に連通して、処理された流体を貯水するように構成された第２の流水タンク（２０４）と、
前記第１および第２のタンク（２０２、２０４）を選択するように構成され、処理された水を使用場所に供給して、前記非選択タンクに処理装置（１６）から処理された流体を受け取らせるように構成した選択機構（２１５）と、
前記第１および第２の流水式タンク（２０２、２０４）と流体的に連通して、未処理の流体を処理して処理された流体を生成する処理装置（１６）と、
前記タンク（２０２、２０４）のうちの少なくとも一つの対応するタンクに接続されて、処理された流体がいつ前記第１の選択された流水式タンクを出たかを判断し、処理装置（１６）から処理された流体を受け取り終えると、前記選択機構（２１５）に前記非選択流水式タンクを選択させ、その処理された流体を使用場所に提供し、前記第１の流水式タンクを選択しないで前記流水式タンクに処理装置（１６）から処理された水を受け取らせるように構成した少なくとも一つのセンサ（２１８）と、
を具備することを特徴とする流体処理システム（２００）。
【請求項２３】
さらに前記センサから信号を受け取り、それに呼応して、前記選択機構を前記第１の流水式タンクを選択して前記第２の流水式タンクを選択しないように、あるいは前記第１の流水式タンクを選択しないで前記第２の流水式タンクを選択するように指示するように電気的に構成された制御パネル（２６）を具備する請求項２２に記載の流体処理システム（２００）。
【請求項２４】
前記少なくとも一つのセンサ（２１８）が前記第１および第２の流水式タンク（２０２、２０４）を別々に監視する一対のセンサを具備する請求項２２に記載の流体処理システム（２００）。
【請求項２５】
前記処理装置（１６）が逆浸透システム（４６）を含み、
前記逆浸透システム（４６）が、
逆浸透膜（５４）を有する圧力容器（５２）と、
前記圧力容器（５２）に接続して、前記所定の閾値より低い水質のろ過された流体を排水するように構成された排水管（５６）と、
前記圧力容器（５２）に接続されて、前記所定の閾値より高い水質を有する処理された流体を受け取るように構成された生産流体配管（６０）と、
前記圧力容器（５２）に流体的に接続されて、前記処理装置（１６）からの前記処理された流体を加圧するように構成されたポンプ（６２）と、
を具備する請求項２２に記載の流体処理システム（２００）。
【請求項２６】
未処理の流体および処理された流体を受け取るように構成された少なくとも一つの流水式タンク（１２）と、
未処理の流体の少なくとも一部を処理して、処理された流体を前記少なくとも一つの流水式タンク（１２）に供給するように構成された処理装置（１６）と、
前記処理装置（１６）に接続して、前記少なくとも一つの流水式タンク（１２）内で流体の処理レベルを検出するように構成された少なくとも一つの検出装置（２４）と、
前記少なくとも一つの検出装置（２４）に接続して、検出された処理レベルが所定の処理閾値を下回るときに、前記処理装置（１６）からの処理された流体と未処理の流体とが、前記少なくとも一つの流水式タンク（１２）に混合形態で供給され、前記少なくとも一つの流水式タンク（１２）を前記少なくとも一つの処理閾値になるまで満水にするように構成された制御システム（２６）と、
を具備することを特徴とする流体処理システム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には、硬水軟化剤あるいは代替汚染物質削減装置などの流体処理装置に関連し、さらに詳細には、住居あるいは外食産業または水、特に処理水が用いられる他の場所などにおける商業用途におけるピーク需要および日常的な使用の両方に基づいて、使用場所に用水を供給するための流水式タンク給水系統に関連する。
【背景技術】
【０００２】
自己再生イオン交換硬水軟化剤（これ以降、「硬水軟化剤」と呼ぶ）は住居および他の設備で用いられる一般的な水処理装置である。このような硬水軟化剤は主に低コストであるという理由から、代替水処理システムとして好適に用いられる。しかしながら、このような硬水軟化剤は、再生処理において廃棄物として排出される高濃度の全固形分（例えば、ナトリウムあるいは塩化カリウム塩）によって環境問題を潜在的に含んでいる。水あるいは再生水の第二の用途、例えば農業水利は、再生水におけるこれらの高濃度の全固形分によって影響を受けることがある。そのため、再生水はこのような環境に対する影響を減少させるために頻繁に調整される。さらにまた、再生水の用途が増加すればするほど、また水の供給が限定されればされるほど、再生水の量がさらに厳しく調整されるようになるため、硬水軟化剤の用途はさらに問題となる。
【０００３】
前述のように、硬水軟化剤と代替可能であって、さらに排出される高濃度の固形分代替水処理システムが持つ問題を解決することが可能な代替水処理システムが知られている。しかしながらこのような代替水処理システムは、既存の硬水軟化剤と比較して一般的によりコストが高く複雑である点において不利である。これは、それらが住居での潜在的なピーク使用時の需要に見合うように構成される場合において特に当てはまる。ピークの使用とは、全ての放水口あるいはそれらを通して流水が同時に発生する住居での使用場所において、流れ込んでくる未処理水を処理するように水処理装置が構成される場合の需要を意味する。従来のイオン交換硬水軟化剤は広範囲での流水量の需要に合わせて調整することが可能であり、ピーク使用時の需要に応じてその大きさを決定することが可能である。このようなピーク使用時の需要によって、水処理装置は、その水の処理量が住居における日常的に要求される実際の使用量を大きく上回るように構成されることになる。そのために硬水軟化剤に関して、標準的な代替水処理システムのコストの増大を招くことになる。例えば、標準的な居住用のピーク需要を満たすような大きさに作られた代替水処理システムは、日常の水処理容量として、住居の実際に必要とされる日常的な使用量より４０倍から５０倍の容量を有することも可能となる。一分間の水の需要量が１０ガロンとなるように構成された標準的な代替水処理システムは、たとえ実際の日常的な使用量が一日、たったの３００ガロンであったとしても、一日当たり１４，４００ガロンの容量を必要とする。従って、ピーク時の用水供給需要量を満たすように構成された水処理装置は一般的に、住居において日常的な用水使用要求を単に満たすような水処理装置に比べてよりコストが高くより複雑となる。
【０００４】
上述の問題を解決するように適用された代替水処理システムの一例として、大気貯蔵タンクおよび再加圧ポンプシステムの使用が挙げられる。このシステムは、オンデマンド瞬間流を達成することができ、また、流入する未処理水の上水道の上に設定され、同様に調整水を大気貯蔵タンクに供給する水処理装置を含む。一般的に井戸水型システムにおいて用いられるポンプ／圧力タンクシステムは、そこに水を流すために使用場所が開かれる場合、要求に応じて用水を供給するために使用される。一般的にはこの水処理システムについては、二十四時間、住居で用いられる少なくとも日常の水使用料に応じてその大きさを決める必要がある。このようにして、住居で必要とされるオンデマンド用水の使用量は、加圧貯蔵タンクおよび再加圧ポンプシステムに貯水される処理水を使用することによって達成される。このシステムの再加圧ポンプは、低い圧力レベルを前もって設定して貯蔵タンクの圧力を減少させるときのみに動作する。このように再加圧ポンプは、住居において用水の需要があるたびに動作したり、加圧貯蔵タンクにおいて特定の一定の圧力を維持したりするように要求されることはない。
【０００５】
大気貯蔵タンクおよび供給ポンプ／圧力型水処理装置の欠点は、これらが一定の圧力で用水を供給しないこと、付加ポンプを用いなければならないこと、レベル調整を必要とすること、また大気貯蔵タンクあるいは補給調整システムが不十分である場合に、水を完全に流出させることが可能となることである。さらなる欠点は、これらのシステムが大気にさらされるため、処理水の汚染を防ぐために付加的なエアフィルタ装置を必要とする点である。
【０００６】
従って、日常生活に必要な用水をより安いコストでかつより複雑でない方法で住宅に供給することによって、公知の水処理システムの問題を解決することが可能な改良された水処理システムが、このようなシステムの代替システムとともに必要となる。またそれほど大きな処理容量を必要としない、処理された水の定期的な需要に見合うように改良された水処理システムも必要となる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は住宅などの設置物あるいは設備において、用水の周期的な需要また日用の需要の両方に従って、用水（液体）を供給する液体あるいは水処理装置を提供する。本発明は、既存の硬水軟化剤および他の公知の代替水処理システムの構成に比べて有利な点をいくつか提供する。まず一定の圧力が、蛇口やシャワーヘッドなどのような使用場所の各々に常に供給される。次に、水がこれらの使用場所において常に使用可能となる。たとえ需要量が貯水された処理水の総量を超えたとしても、水（未処理だとしても）は全ての使用場所で使用可能となる。さらに本発明は公知の代替水処理システムと比較して、より経済的に製造することが可能である。さらに本発明による水処理システムは、調理や飲用に適した高品質の水の貯蔵および供給用の追加タンクを含むことが可能であり、またこのシステムは比較的簡単な制御パネルあるいは制御システムによって動作する。
【０００８】
さらに詳細には、流体処理システムは、少なくとも一つの流水式タンクと、未処理の流体と処理された流体のうち少なくとも一つの流体を処理して、処理された流体を上記少なくとも一つの流水式タンクに供給するように構成された処理装置と、少なくとも一つの流水式タンク内で流体の水質を検出するように構成された少なくとも一つの検出装置とからなる。検出装置は、上記少なくとも一つの流水式タンク内で水質が所定の水質閾値以下かあるいはそれと同等であると判断すると、少なくとも一つの流水式タンクに処理された流体を供給する処理装置に接続されている。閾値は流水式タンク内に貯蔵された水の所望の水質レベルに応じて変更することが可能である。
【０００９】
水処理装置に移送された水は処理され（軟化される、イオン除去される、ろ過されるなど）、その後、キッチンの蛇口などの高水質の水を要求する使用場所の貯水場所に提供することが可能となり、および／または流水タンク内の水質を改良するために流水タンクに戻されることが可能となる。利点としては、流水タンク内の水は一定の圧力を維持し、常にオンデマンドで使用されるようになっていることである。さらに異なる品質レベルの水を住宅に供給することが可能となる。例えば、水処理装置の低水質の水は、トイレなどの低水質の水を使用する場所で用いることが可能であり、高水質の水は飲用水などを供給する場所へ供給することが可能である。
【００１０】
他の実施形態によれば、本発明による流水タンクは補助の未処理水タンクと組み合わせることが可能である。この補助の未処理水タンクは水処理装置と流体的に連通して、より高濃度の全固形分（ＴＤＳ）あるいは廃棄物として一般的に下水溝に送られる他の低水質の水を受け取る。未処理水タンクは、未処理水をより有効に用いて下水溝に送られる水量を減少させる住居における使用場所と流体的に連通する。ある例において、未処理水タンクが加圧されて水処理装置に接続されると、未処理水タンクが満水になったときに余剰の水が下水溝に流れ込む。住宅内での需要によってそのタンクの水量のレベルが下がるとこのシステムは送水してその未処理水タンクを補充するので、水が下水溝に送水されることはなくなる。
【００１１】
さらに他の実施形態においては、二重タンク装置が提供されて一つのタンクによって用水が使用場所に供給される一方、第２のタンクが処理水によって補充される。このようにしてこのタンクがオフラインとなって連続モードよりむしろ「バッチ処理」における所望の終点に条件付きで戻される前に、流水式タンクの一つのタンク内で処理された水の全てが使用可能となる。制御装置はどのタンクが処理水用に使用されるかを決定する。いったんあるタンクが完全に処理水が補充されて、運転中のタンクが、そのタンクの放水口におけるセンサによって合図されるようにそれが含む処理水全てを供給すると、この制御装置は満水になった処理済みタンクを選択する。
【００１２】
この実施形態の一例においては、二つの三方向ソレノイドからなる一組が、サービスあるいは処理モードの内外で二つのタンクを制御している。一方のソレノイドは特定のタンクの外で用水の流れを制御し、他方のタンクは処理された水の流れを反対のタンクに向ける。各タンクの放水口上の三方向バルブは、水を補充している間、排水の下水溝に経路を提供する。多位置「スプール」型バルブあるいは他のマルチポートバルブは三方向バルブの代用品とみなされている。本実施形態を選択する場合、付加的な資本コスト、必要とされる制御の複雑さ、および設置スペースに対して水の使用量の効率のバランスを取る必要がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１を参照すると、一般的に１０という参照番号が付けられる本流体あるいは水処理システムは流水式タンク１２を含む。本発明は水処理装置およびこれを動作する方法からなり、先行技術に対していくつかの利点を有している。まず一定の全流入圧が各使用場所（すなわち処理された水の供給ポート）に常に供給される。第二に、水は常に使用場所において使用可能である。さらに本水処理システム１０は公知の非硬水軟化剤水処理システムおよび装置と比較して、より小さく、より経済的である。さらに本システム１０は、より高い水質の水を生成するために追加貯蔵タンクを含むように適用することが可能であり、また比較的簡易な制御によって動作する。
【００１４】
一般的な住宅の温水ヒータに類似した本流水式タンク１２は、流入水圧未満の配管１４によって生の、未処理の、あるいは低い水質の水を受け取る。一般的に水質は、１００万（ｐｐｍ）当たりの部品ごとに表される、処理された用水の供給における汚染物質の量によって決定され、供給可能な水の使用に応じて変更することが可能である。例えば、住宅のトイレ（すなわち使用場所）へ供給される用水に対して、飲用水の蛇口（すなわち使用場所）に提供される用水とは異なる水質が要求されてもよい。
【００１５】
側流処理装置１６は、タンク１２内で水１８をタンクの底２０から除去して処理した後、その水をタンクの頂部２２に戻す。本発明において処理装置１６は、小型の硬水軟化剤、逆浸透水処理（ＲＯ）システム、ナノろ過システム、活性化炭素フィルタ、イオン除去装置、あるいは他の化学的なあるいは他の公知のＴＤＳ除去水処理技術とみなされる。水１８が処理され続けるとタンク１２の全容量は最終的に所望のあるいは選択された水質レベルになるように処理され、側流処理装置１６が停止され水の処理が中断される。次にいくつかの使用場所（図示せず）、あるいはシステム１０の出口において用水が要求されれば、タンク１２の底２０における流入圧によってタンク内の処理された水が使用場所において用水として供給される。
【００１６】
タンク１２内に少なくとも部分的に位置する、あるいはタンク１２に流体的に連通する水質センサ２４は、流水式タンク１２内の水１８の水質が所定の水質の閾値を下回るかどうかを決定して、信号を制御パネル２６に送る。この制御パネル２６は特に側流処理装置１６を動作させ、この装置の動作を再開させて、選択された水質レベルがセンサ２４によって再び検出されるまでタンク１２内の水１８の処理を続ける。一つのあるいは複数の水質センサがタンク１２あるいは水処理システム１０内の複数の位置で用いられ、制御パネル２６に情報を信号で伝えることが予想される。
【００１７】
図１に示されるように、生の流入水は配管１４に入り、チェックバルブ２８を通して供給される。その後この水はＴ型交差点３０あるいは同等の経路を介して流水式タンク１２に入り、より下部の供給口３２および砂利の下地３４を通過して、水１８をタンクの底２２内に均等に供給する。供給口３２にスロットが作られ、穴が開けられ、遮蔽されていること、また供給口３２が砂利の下地３４と組み合わさって、所望の平坦で上向きの「栓状の」水流が生成されることが分かるであろう。理想的には「栓状の」水流は、タンク１２における水１８の最小限の混合にさらされる。この「栓状の」水流をタンクを通して上向きにする代替的な下部供給システムは、例えば、タンク内バッフル３５などである。水質センサ２４は水１８の水質を監視する。水質センサ２４がタンク１２内の水１８の水質が所定の水質レベルの閾値を下回ると判断すると、制御パネル２６はセンサ２４から作動信号を受信して側流処理装置１６を作動させる。そのとき水は配管３８を介して装置１６に供給されることになる。
【００１８】
処理された水１８はその後、配管４０を介してタンク１２に戻され、処理過程において加圧された水としてＴ型交差点４１あるいは同等の接続金具を通過して、配管４２を通してタンクの頂部２２に戻される。センサ２４が水１８の水質が所定の水質閾値と同じかあるいはそれ以上であるかを決定すると、制御パネル２６に対する作動信号が中断され、側流処理装置１６が制御パネルによって停止される。この結果、配管３８を通る水１８の流れは中断される。水１８がＴ型交差点４１に接続する配管４３によって提供される一つ以上の使用場所（図示せず）において要求される場合、下部の供給口３２を介してまた砂利の下地３４を通してタンク１２に流入する生水によって、水がタンクの外に押し出され使用場所に水を供給する配管４２および４３に押し込まれる。随意的に混合器４４もタンク１２内に設けられて水１８を混ぜ合わせても良い。混合器４４は随意的に制御パネル２６によって制御されてもよい。混合器４４が電力を供給されるかあるいは静止される、または混合器４４がタンク１２あるいは内容物あるいは他の公知の混合システムを攪拌させることが考慮される。
【００１９】
硬水軟化剤あるいは脱ＴＤＳ剤を調整したり、処理したり、あるいはこれらを流体に付与する多くの技術を用いることによって、側流処理装置１６は流水式タンク１２とともに動作するように構成することが可能である。例えば、水１８内に存在するＴＤＳの濃度を減少させるＲＯあるいはナノろ過システムなどの膜組織技術を含む技術もある。ナノろ過システムおよびＲＯ装置の組み合わせを内蔵する適切な処理システムが、参照により本願に組み込まれる米国特許第６，６４５，３８３号に開示されている。これらの最近の技術は、半透性の膜上の圧力の差異を用いることによってＴＤＳの濃度が減少した水流やＴＤＳが濃縮した水流を生成し、また本水処理システム１０と連結して十分に動作する。低濃度ＴＤＳの水はタンク内の水圧に耐えうるため、所望されない水、すなわち高濃度ＴＤＳの水は下水溝に廃棄され、加圧された低濃度ＴＤＳの水を流水式タンク１２に戻すことが可能である。
【００２０】
図２は、図１の本流水式タンク１２とともに動作可能であり、一般的に参照番号４６によって表される逆浸透水処理（ＲＯ）システムの一例としての処理装置１６を示している。水質センサ２４（図１を参照）が所定の水質閾値未満の水質レベルを測定すると、水１８は配管３８を通してＲＯシステム４６に供給される。その後、水１８は制御パネル２６によって制御される開放注入口４８を通過する。前置フィルタ５０は随意的に、水１８に存在しうる任意の汚染粒子からＲＯシステム４６を保護する。次に水１８は内部ＲＯ膜５４（図では隠されている）を有する圧力容器５２に流入する。水１８は膜５４を通過して高水質の生産水と、下水溝５８に流れ込む配管５６を通過する低水質の濃縮水とに分かれる。
【００２１】
配管６０は低濃度ＴＤＳの水（すなわち高水質の水）を、制御パネル２６によって制御される圧力ポンプ６２に流す。ＲＯシステム内において圧力差異を生成するポンプは一般的に膜５４の供給側で用いられるが、この圧力ポンプ６２は、低濃度ＴＤＳの水が膜５４を通過した後、ポンプで送られるように位置決めされることが好ましい。小さいポンプが用いられるために、このようなポンプ６２の位置決めは有利である。さらにポンプ６２は、配管４０を通過して水を流水式タンク１２に戻す、低濃度ＴＤＳの生産水用の信頼性の高い圧力増幅器を提供する。
【００２２】
加圧された生産水はポンプ６２から配管６４を通過してチェックバルブ６６に至り、その後、配管６８を通過して、やはり制御パネル２６によって制御される三方向ソレノイド７０に流入する。低濃度ＴＤＳの生産水はその後、配管７２を介して下水溝５８に向けられるか、あるいは三方向ソレノイド７０および配管４０の中を流れ、流水式タンク１２に戻される。センサ２４から作動信号を受信すると、図１の制御パネル２６はソレノイドバルブ４８および７０とポンプ６２に電圧を与え、ＲＯシステム４６を作動させ低濃度ＴＤＳの生産水を生成させる。センサ２４が水質レベルを所定の閾値以上であると判断すると、制御パネル２６はもはや作動信号を受信したり、ソレノイドバルブ４８および７０とポンプ６２に電圧を与えたりすることがなくなる。そのため水１８の処理が中断され、流出口三方向ソレノイド７０は下水溝５８に対して開放され、内部ＲＯ膜５４上で任意の背圧を受ける。上述の基本的な水流のパターンが維持されるとしたら、導管の弁作動や配置が変化して用途に適応することが考えられる。
【００２３】
処理装置１６から受け取った生産水は最高の水質のものである。ＲＯシステムの場合、高水質の水は飲用および調理の目的で用いられることが望ましい。実際、現在、多くの住居において、このような飲用および調理の目的で用いられるセパレートタイプの蛇口付の小型の流し台の下置きタイプのＲＯシステムが動作している。水処理システム１０の側流処理装置１６から直接、処理された水の一部を、それがタンク１２の頂部２２に戻されて低水質の水１８と混合する前に、受け取って蓄えることによって、本処理システム１０は既存の水処理システムと比較して、住居内で付加的な水処理システムを有する必要性なしに、この高水質の水源が実現できるという利点を有している。
【００２４】
図３を参照すると、図２のＲＯシステム４６内に処理された水を貯蔵する随意的な最適の専属空気圧貯蔵タンク７４が示されている。処理システム４６からの加圧処理された水はチェックバルブ７６を圧倒し、貯蔵タンク内の抵抗圧が配管４０内の加圧処理された水の抵抗圧と等しくなるまで貯蔵タンク７４に流入する。この貯蔵タンク７４は流し台の下置きタイプのＲＯ飲料水システムにおいて一般的に最も良く使われるタンクである。配管７７から高水質の水を要求する地点（例えば、開放蛇口）で水の供給がある場合、貯蔵タンク７４内の圧縮空気７８が、これもまたこの貯蔵タンク７４内に設けられた可撓性のある障壁あるいは空気袋８０を押圧する。この空気袋８０は水１８から圧縮空気７８を分離させ、その結果、処理された水が圧力によって使用場所である「開放蛇口」に供給されることになる。貯蔵タンク７４内の圧力が配管４０内の水圧より低い場合には、これらの圧力がそれぞれ等しくなるまで処理された水が再び貯蔵タンク７４を満たす。処理された水はまた配管４２を通って流水式タンク１２の頂部２２に至る。
【００２５】
外食産業などの他の水処理の用途においては、その水を製造することが可能な逆浸透水処理システムなどの水処理システムによる水質より低いが、容器１４からの生水の水質よりは高く処理される水が必要とされることがある。例えば、ソフトドリンクやコーヒーの味は、それらを作る水のＴＤＳ濃度が５０から１００ｐｐｍの範囲内であれば良いと感じられることが多い。本流水式タンク１２の利点は、供給された生水のＴＤＳの濃度にかかわらず、水処理のレベルを異なる所望のレベルに設定させることにある。随意的な混合器４４に加えて、混合を機械的な装置や、再循環水流、または他の方法によって行うことが可能であると予想される。制御パネル２６の制御下で流入してくる処理された水を、流水式タンク１２内で高濃度のＴＤＳ流入水と混合するおよびまたは融合させることは、用水のミネラル分を有効に選択するために用いることが可能である。
【００２６】
本実施形態により、外食産業や他の実施において、処理された水および生水の複雑な混合を必要としないで、所望のレベルの水処理を迅速にかつ容易に選択できる。さらに本実施の態様における利点は、流入する生水のＴＤＳ濃度が時間とともに変化する場合にも、システム１０を変更する必要がないということである。
【００２７】
水質の調整はより従来の混合方法によってなされ得る。バイパス制御バルブ８４を用いた処理装置のバイパスと、制御パネル２６に接続され処理装置１６およびタンク１２と流体的に連通するチェックバルブ８６（図２を参照）によって、処理され迂回した（流入）水の比率が変化して、必要であればオンサイト調整を可能にする。それによって補助的な混合装置を用いることなく、特定の水質の水で流水式タンク１２が満水にされる。
【００２８】
本システム１０が他の化学物質を付加しないで流入水を処理された水流と排出された水流へと効果的に分離する逆浸透水処理などの技術を用いる場合には、本流水式タンク１２においても全流入水を使用する可能性が生まれ、住居の排水処理をゼロ（あるいはほぼゼロ）にする。ここで図４を参照して、流水式タンクからの処理された水１８は温水および飲料水の供給が必要とされるときにのみ用いることが可能である。通常、下水溝５８に排水される高濃度ＴＤＳ濃縮水は他の加圧された貯蔵タンクによって集水することが可能であり、処理された水あるいは高水質の水を必要としない他の使用場所（すなわち水洗トイレ）に供給される。
【００２９】
図４に示されるように、一般的に参照符号１００を付されるこのような増加水再利用システムは、本館から配管１０４を介して通過する水量を測定するメータ１０６までの生水を受け取る。メータ１０６を通過した水は、さらに生水あるいは低水質の水を供給する一つ以上の外部蛇口１１０を含む配管１０８に供給される。未処理の水を使用場所（図示せず）に供給する配管１１４への水流を制御するために、チェックバルブ１１２が提供される。配管１１６は配管１０８に接続され、上述の例で適用されたタンク１２に類似した流水式タンク１１８に水を供給する。流水式タンク１１８からの水は配管１２０に供給することが可能であり、チェックバルブ１２２を介して、温水タンク１２６に接続される配管１２４にまで至る。配管１２８は温水タンク１２６からの水を処理された温水の使用場所（図示せず）にまで供給する。流水式タンク１１８内の水も配管１３０を通過することができ、チェックバルブ１３１を介して水処理装置１３２に供給される。システム１０の場合と同様に、処理装置１３２は処理装置１６に類似している。低濃度ＬＤＳ処理水は配管１３４を通過することが可能であり、ポンプ１３６によって加圧された後、配管１３８を介してＴ字交差部１４０を経由する流水式タンク１１８に供給される。チェックバルブ１４２がＴ字交差部１４０に接続されて、配管１４４を介してタンク７４に類似した加圧された高水質貯蔵タンク１４６に処理された水を供給することが可能になる。またこの水は配管１４８を介して高水質の水の供給場所（図示せず）にも供給される。水処理装置１３２によって生成された（一般的に下水溝５８に送られる）低水質で高濃度ＴＤＳの水は配管１５０を通過して、配管１５２、再循環ポンプ１５４、配管１５６、チェックバルブ１５８、および配管１３０に水を供給する配管１６０を通過することによって随意的に再処理されることが可能である。この随意的な副システムは処理システム１３２の回収率を増加させる。
【００３０】
低水質で高濃度ＴＤＳの水はまた、配管１５０を通過して、配管１６４および１６６を介して未処理水貯蔵タンク１６８に接続されるソレノイドあるいは他の制御バルブ１６２に供給されてもよい。バルブ１６２は圧力スイッチ１７０に接続されて、未処理水貯蔵タンク１６８内の圧力を測定するためにこの未処理水貯蔵タンク１６８と流体的に連通している。またバルブ１６２は、タンク１６８が満水になると、配管１７２を介して低水質で高濃度ＴＤＳの水を排水管１７４に排水する。低水質で高濃度ＴＤＳの水はまた配管１６４に接続された配管１７５を通過することも可能であり、外部蛇口１１０とともに使用される配管１１４に供給されるか、あるいは未処理水の使用場所（図示せず）に供給される。水はポイント１１０あるいは１１４から引かれるために、タンク１６８内の水のレベルが減少し、圧力スイッチ１７０は下水溝１７４ではなくバルブ１６２に信号を送ってより多くの水をタンク１６８に方向付ける。チェックバルブ１７６はチェックバルブ１１２を介して流れる水が未処理水貯蔵タンク１６８に流入することを防ぐ。システム１００においてはシステム１０の場合と同様に、バルブ１６２、メータ１０６、圧力スイッチ１７０、および他の制御可能な構成要素が制御パネル２６に接続されている。
【００３１】
図５を参照して、本発明の二重タンクの実施形態は一般的に参照番号２００によって表される。このシステム１０の構成要素と類似したあるいは同一の構成要素は同一の参照番号によって表されている。本実施形態において、用水は第１のタンク２０２によって使用場所に供給され、一方、第２のタンク２０４は処理された水によって補給される。低水質のあるいは未処理の水は配管２０６の配管圧力に基づいて方向づけられ、用水を供給するためにどのタンクがソレノイドバルブ２１５によって制御されるかによって、タンク２０２あるいは２０４に流入する。第１の流水タンク２０２が用水を供給しているあいだ、センサ２１０は常に水質を監視している。センサ２１０はタンク２０２から供給された水の水質が所定の水質を下回っていると判断すると、信号を制御パネル２６に信号を送る。制御パネル２６は図１および図２に図示されたように特に処理装置１６およびバルブ２１２，２１４，２１５および２１６を動作させる。バルブ２１２、２１４、２１５、および２１６はソレノイド動作バルブであることが望ましいが、他のタイプの制御可能なバルブも考えられる。バルブ２１２、２１４、２１５、２１６、関連センサ２１０、２２４、および制御パネル２６は選択機構を形成する。
【００３２】
バルブ２１５および２１６はともにスイッチモードで動作する。つまりバルブ２１５がタンク２０４を水の供給位置に設定するときは、バルブ２１６が反対側のタンク２０２を処理された水を補給する位置に設けるということになる。バルブ２１２および２１４は、処理装置１６が動作して各タンクに水を補充したときにだけ作用する。制御パネル２６はセンサ２１０から低水質であることを示す信号を受信した後、バルブ２１５および２１６を逆転させてタンク２０４を供給位置に設定し、タンク２０２を補充位置に設定する。
【００３３】
次に制御パネル２６は処理装置１６を作動させる。処理装置１６はその後、作用し続けて、配管２０６から流入水を受け取り、タンク２０２から押し出された水が起動したバルブ２１２を通して下水溝２２２に送られたときのセンサ２１８における水質を監視する。いったん制御パネル２６がセンサ２１８における水質が所望のレベルに達したと判断すると、制御パネル２６は処理装置１６とバルブ２１２を停止する。処理された水で満たされているタンク２０２への流れが止まり、このタンクは、タンク２０４によって供給されセンサ２２４や選別機構の一部によって監視される水の水質が所望のレベルを下回ると判断されるまでこの待機位置で留まる。そのときタンク２０２および２０４は上述のようにモードを逆転させ、タンク２０２は用水の供給を開始し、タンク２０４は補充モードになる。
【００３４】
流水式タンク１２は種々の方法で調整可能であり、特定の用途において最も効率よく動作することが考えられる。効率に影響を与える要素には、水処理システムの設置スペース、要求される水質、および予想されるユーザのピーク時の水の需要と日常的な水の使用量との比率も含まれる。異なる大きさや形状を有する流水式タンクは、システムの概要に悪影響を与えることなく選択することが可能である。異なる処理技術もコスト、有効性、および利用可能性に基づいて考慮される。さらにこのような処理システムの大きさは用途に当てはまるように変更されてもよい。
【００３５】
水処理用の本流水式タンクの特定の実施形態についてはここに述べたとおりであるが、以下の請求項に示されるより広い発明から逸脱しない範囲において変化や変更がなされてもよいことは、当業者にとって自明である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の原理による流水式タンク水処理システムの概略図である。
【図２】図１の水処理システムで使用するのに適した逆浸透水処理システムの概略図である。
【図３】選択的な集水加圧貯蔵タンクを有する図２の逆浸透水処理システムの概略図である。
【図４】住宅の排水処理をゼロあるいはゼロに近づけるための水処理システムの概略図である。
【図５】バッチ型モードにおいて動作可能な、運転中のタンクを変更する二重タンク水処理システムの概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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