(57)【要約】【課題】十分な流量を確保し、かつ、長期に亘り安定な運転を維持する水処理装置を提供すること。【解決手段】入口部１２と出口部１３が連結された容器１１に、水浄化媒質１４が入口部保持体１５と出口部保持体１６に保持されて配置され、水処理装置１０が構成される。入口部１２には、それぞれ入水遮断弁１９と排水遮断弁１１０を具備する入水配管１７と排水配管１８が接続される。入口部保持体１５の水浄化媒質１４と対向しない対向面は親水処理され、入口部保持体１５からの水の流入抵抗を低下させ水の流入を容易にし、水処理装置１０の流量を十分に確保する。入口部保持体１５の水浄化媒質１４と対向する入水面は撥水処理され、水処理装置１０から水を排水する際の水の流出を阻害し、水浄化媒質１４の保水状態を維持し、水処理装置１０の長期安定な運転を維持する。【選択図】図１
2012050902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水が通水する入口部及び出口部を有する容器と、該容器の内部に保持される水浄化媒質と、前記容器の入口部に配置され、前記水浄化媒質を保持する保持体とを具備する水処理装置であって、
前記保持体は、該保持体の水浄化媒質が対向する側の表面の臨界表面張力が、該保持体の水浄化媒質が対向しない側の表面の臨界表面張力より小さい保持体であることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記保持体は、該保持体の水浄化媒質が対向する側の表面が撥水処理され、かつ、該保持体の水浄化媒質が対向しない側の表面が親水処理されている保持体であることを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
【請求項３】
前記保持体は、多孔製金属板で形成され、該多孔製金属板の水浄化媒質が対向しない側の表面が不動態化処理されている多孔製金属板であることを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
【請求項４】
前記保持体は、前記水浄化媒質が対向する側に配置される第１の保持体と、前記水浄化媒質が対向しない側に配置される第２の保持体とが積層されて形成され、前記第１の保持体における前記水浄化媒質が対向する側の表面の臨界表面張力が、前記第２の保持体の水浄化媒質が対向しない側の表面の臨界表面張力より小さいことを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
【請求項５】
前記保持体は、前記第１の保持体と前記第２の保持体との間に積層された第３の保持体を備え、前記第１〜前記第３の保持体の互いに隣接する各表面の臨界表面張力は、前記水浄化媒質に近い側の表面の臨界表面張力が前記水浄化媒質に遠い側の表面の臨界表面張力より小さいことを特徴とする請求項４記載の水処理装置。
【請求項６】
前記保持体は多孔体で形成されると共に、前記水浄化媒質が対向する側に配置される第４の保持体と、前記水浄化媒質が対向しない側に配置される第５の保持体とが積層されて形成され、前記第４の保持体が有する多孔体の平均孔径は前記第５の保持体が有する多孔体の平均孔径より小さいことを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
【請求項７】
前記保持体は、前記第４の保持体と前記第５の保持体との間に積層された第６の保持体を備え、前記第４〜前記第６の保持体の互いに隣接する多孔体の平均孔径は前記水浄化媒質に近い側の多孔体の平均孔径が前記水浄化媒質に遠い側の多孔体の平均孔径より小さいことを特徴とする請求項６記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道水等を浄化処理する水処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水処理装置はタンク等の容器に貯えられた水を、当該水処理装置の入口部から送水し、イオン交換樹脂等の水浄化媒質を介してイオン成分や残留塩素成分を取り除き、前記水処理装置の出口部から浄化水を取り出す装置である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような、特許文献１に記載された水処理装置の一般的な構成を図７に示す。
【０００４】
図７は、従来の水処理装置の構成を示す断面図である。
【０００５】
図７に示すように、水処理装置７０は、シェル７１と、入口開口７２と、出口開口７３と、粒状媒質７４と、多孔性粒子フィルタ７５とから構成されている。
【０００６】
粒状媒質７４は、多孔性粒子フィルタ７５で保持され、シェル７１と多孔性粒子フィルタ７４との隙間に出口開口７３が設けられている。入口開口７２から入水した水は、粒状物質７４と接触した後、多孔性粒子フィルタ７５を通過し、出口開口７３から流出する。粒状物質７４は、イオン交換樹脂、ゼオライト、粒状活性炭等の化学物質から構成され、水処理装置７０に流入した水を浄化する機能を果たす。
【０００７】
ここで、粒状媒質７４と接触した水が、多孔性粒子フィルタ７５を円滑に通過するのを促進し、出口開口７３から流出する水の流量を十分に確保するため、多孔性粒子フィルタ７５は親水性物質から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１６６０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の構成では、水処理装置を長期に亘って安定に使用することができないという課題を有していた。つまり、水処理装置を長期に亘って使用する場合、凍結等によって、シェル等の構成部材が破損するのを防止するため、水処理装置から一旦水を排水し、水処理装置が、水を充填していない状態で放置される場合があり、その放置状態において、粒状媒質の表面から水が徐々に離脱することで粒状媒質の水浄化機能が低下することによって、水処理装置の長期安定性が損なわれるという課題があった。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、水処理装置から水を排水した状態で、長期間に亘り水処理装置を放置する場合においても、水浄化媒質から水が離脱するのを抑止できる手段を提供し、長期に亘って十分な流量を確保でき、かつ、安定な運転を実現できる水処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の水処理装置は、水が通水する入口部及び出口部を有する容器と、該容器の内部に保持される水浄化媒質と、前記容器の入口部に配置され、前記水浄化媒質を保持する保持体とを具備し、前記保持体の水浄化媒質が対向する
側の表面の臨界表面張力が、該保持体の水浄化媒質が対向しない側の表面の臨界表面張力より小さくなる構成としたものである。
【００１２】
これによって、水処理装置の入口部における保持体の水浄化媒質と対向しない面、つまり水が入水する面（以下、入水面という）の表面張力を大きくすることができるため、水処理装置に入水する水の流入抵抗を軽減することができる。また、保持体の水浄化媒質と対向する面（以下、対向面という）の表面張力を小さくすることができるため、水処理装置から水を排水する際に、保持体の対向面と水浄化媒質との界面に水が残存し、この残存した水により水浄化媒質の保水状態を維持することができる。
【００１３】
また、本発明の水処理装置は、前記保持体を、該保持体の水浄化媒質が対向する側の表面が撥水処理され、かつ、該保持体の水浄化媒質が対向しない側の表面が親水処理された構成としたものである。
【００１４】
これによって、水処理装置の入口部における保持体の表面張力を、入水面と対向面で変えることができる。また、水処理装置の入口部において、保持体の入水面の表面張力を大きくすることができるため、水処理装置に入水する水の流入抵抗を軽減することができる。また、保持体の対向面の表面張力を小さくすることができるため、水処理装置から水を排水する際に、保持体の対向面と水浄化媒質との界面に水が残存し、この残存した水により水浄化媒質の保水状態を維持することができる。
【００１５】
また、本発明の水処理装置は、前記保持体を、水浄化媒質が対向しない側の表面が不動態化処理された多孔製金属板で構成するものである。
【００１６】
これによって、水処理装置の入口部における保持体の表面張力を入水面と対向面で変えることができる。また、不動態化処理により金属表面の表面張力を大きくすることができるため、水処理装置に入水する水の流入抵抗を軽減できる。さらに、保持体の対向面は、不動態化処理が施されず、表面張力が小さいため、水処理装置から水を排水する際に、保持体の対向面と水浄化媒質との界面に水が残存し、この残存した水により水浄化媒質の保水状態を維持することができる。
【００１７】
また、本発明の水処理装置は、前記保持体を、水浄化媒質が対向する側に配置される第１の保持体と、水浄化媒質が対向しない側に配置される第２の保持体とを積層して形成し、第１の保持体における水浄化媒質が対向する側の表面の臨界表面張力が、第２の保持体の水浄化媒質が対向しない側の表面の臨界表面張力より小さくなる構成としたものである。
【００１８】
これによって、水処理装置の入口部における保持体の表面張力を入水面と対向面で変えることができる。また、水処理装置の入口部において、保持体の入水面の表面張力を大きくすることができるため、水処理装置に入水する水の流入抵抗を軽減できる。またさらに、保持体の水浄化媒体との対向面の表面張力を小さくすることができるため、水処理装置から水を排水する際に、保持体の水浄化媒質との対向面と水浄化媒質との界面に水が残存し、この残存した水により水浄化媒質の保水状態を維持することができる。またさらには、第１の保持体と第２の保持体について、各保持体毎に、イオン交換機能や残留塩素除去機能等を別々に付与することができ、水浄化装置の水浄化機能をより向上させることができる。
【００１９】
また、本発明の水処理装置は、前記保持体を、前記第１の保持体と前記第２の保持体との間に積層された第３の保持体を備えて形成し、第１〜第３の保持体の互いに隣接する各表面の臨界表面張力を、水浄化媒質に近い側の表面の臨界表面張力が水浄化媒質に遠い側
の表面の臨界表面張力より小さいくなる構成としたものである。
【００２０】
これによって、水処理装置の入口部における保持体の表面張力を水の入水面と水浄化媒質との対向面で変えることができる。また、水処理装置の入口部において、保持体の入水面における表面張力を大きくすることができるため、水処理装置に入水する水の流入抵抗を軽減できる。さらに、保持体の水浄化媒体との対向面の表面張力を小さくすることができるため、水処理装置から水を排水する際に、保持体の水浄化媒質との対向面と水浄化媒質との界面に水が残存し、この残存した水により水浄化媒質の保水状態を維持することができる。またさらには、第３の保持体にイオン交換機能や残留塩素除去機能等を付与することができ、水処理装置の多機能化を実現することができる。
【００２１】
また、本発明の水処理装置は、前記保持体を、多孔体で形成すると共に、水浄化媒質が対向する側に配置される第４の保持体と、水浄化媒質が対向しない側に配置される第５の保持体とを積層して形成し、第４の保持体が有する多孔体の平均孔径を第５の保持体が有する多孔体の平均孔径より小さくなる構成としたものである。
【００２２】
これによって、水処理装置の入口部における保持体の入水面における圧力損失を小さくすることができるため、水処理装置に入水する水の流入抵抗を軽減できる。また、保持体の対向面の圧力損失を大きくすることができるため、水処理装置から水を排水する際に、保持体の対向面と水浄化媒質との界面に水が残存し、この残存した水により水浄化媒質の保水状態を維持することができる。さらに、第４の保持体と第５の保持体について、各保持体毎にイオン交換機能や残留塩素除去機能等を別々に付与することができ、水浄化装置の水浄化機能をより向上させることができる。
【００２３】
また、本発明の水処理装置は、前記保持体を、前記第４の保持体と前記第５の保持体との間に積層された第６の保持体を備えて形成し、第４〜第６の保持体の互いに隣接する多孔体の平均孔径を前記水浄化媒質に近い側の多孔体の平均孔径が水浄化媒質に遠い側の多孔体の平均孔径より小さくなる構成としたものである。
【００２４】
これによって、水処理装置の入口部における保持体の入水面における圧力損失を小さくすることができるため、水処理装置に入水する水の流入抵抗を軽減できる。また、保持体の対向面の圧力損失を大きくすることができるため、水処理装置から水を排水する際に、保持体の対向面と水浄化媒質との界面に水が残存し、この残存した水により水浄化媒質の保水状態を維持することができる。さらに、第６の保持体にイオン交換機能や残留塩素除去機能等を付与することができ、水処理装置の多機能化を実現することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の水処理装置は、水処理装置の入口部における入水抵抗を軽減でき、また、水処理装置の放置時における、水浄化媒質からの水分の離脱を抑止でき、十分な流量を確保し、かつ、長期に亘り安定な運転を確保し得る水処理装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態１における水処理装置を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態２における水処理装置を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態３における水処理装置を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態４における水処理装置を示す断面図
【図５】本発明の実施の形態５における水処理装置を示す断面図
【図６】本発明の実施の形態６における水処理装置を示す断面図
【図７】従来の水処理装置を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
第１の発明は、水が通水する入口部及び出口部を有する容器と、該容器の内部に保持される水浄化媒質と、前記容器の入口部に配置され、前記水浄化媒質を保持する保持体とを具備する水処理装置であって、前記保持体は、該保持対の水浄化媒質が対向する側の表面の臨界表面張力が、該保持体の水浄化媒質が対向しない側の表面の臨界表面張力より小さい保持体である水処理装置である。
【００２８】
この構成により、水処理装置の入口部における保持体の入水面の表面張力を大きくすることができるため、水処理装置に入水する水の流入抵抗を軽減でき、水処理装置の流量を十分に確保することができる。また、保持体の対向面の表面張力を小さくすることができるため、水処理装置から水を排水する際に、保持体の対向面と水浄化媒質との界面に水が残存し、この残存した水により水浄化媒質の保水状態を維持することができ、水処理装置を長期に亘り安定に運転することができることになる。
【００２９】
第２の発明は、特に、第１の発明の保持体を、該保持体の水浄化媒質が対向する側の表面が撥水処理され、かつ、該保持体の水浄化媒質が対向しない側の表面が親水処理された保持体とした水処理装置である。
【００３０】
この構成により、水処理装置の入口部における保持体の表面張力を入水面と対向面で変えることができる。また、水処理装置の入口部における保持体の入水面の表面張力を大きくすることができるため、水処理装置に入水する水の流入抵抗を軽減でき、水処理装置の流量を十分に確保することができる。さらに、保持体の対向面の表面張力を小さくすることができるため、水処理装置から水を排水する際に、保持体と水浄化媒質との界面に水が残存し、この残存した水により水浄化媒質の保水状態を維持することができ、水処理装置を長期に亘り安定に運転することができることになる。
【００３１】
第３の発明は、特に、第１の発明の保持体を、多孔製金属板とし、該多孔製金属板の水浄化媒質が対向しない側の表面が不動態化処理された保持体とした水処理装置である。
【００３２】
この構成により、水処理装置の入口部における保持体の表面張力を入水面と対向面で変えることができる。また、不動態化処理により金属表面の表面張力を大きくすることができるため、水処理装置に入水する水の流入抵抗を軽減でき、水処理装置の流量を十分に確保することができる。さらに、保持体の対向面は、不動態化処理が施されず、表面張力が小さくなるため、水処理装置から水を排水する際に、保持体の対向面と水浄化媒質との界面に水が残存し、この残存した水により水浄化媒質の保水状態を維持することができ、水処理装置を長期に亘り安定に運転することができることになる。
【００３３】
第４の発明は、特に、第１の発明の保持体を、前記水浄化媒質が対向する側に配置される第１の保持体と、前記水浄化媒質が対向しない側に配置される第２の保持体とが積層されて形成される保持体であって、前記第１の保持体における前記水浄化媒質が対向する側の表面の臨界表面張力が、前記第２の保持体の水浄化媒質が対向しない側の表面の臨界表面張力より小さいこととする水処理装置である。
【００３４】
この構成により、水処理装置の入口部における保持体の表面張力を入水面と対向面で変えることができる。また、水処理装置の入口部における保持体の入水面における表面張力を大きくすることができるため、水処理装置に入水する水の流入抵抗を軽減でき、水処理装置の流量を十分に確保することができる。さらに、保持体の対向面の表面張力を小さくすることができるため、水処理装置から水を排水する際に、保持体の対向面と水浄化媒質との界面に水が残存し、この残存した水により水浄化媒質の保水状態を維持することができ、水処理装置を長期に亘り安定に運転することができることになる。またさらには、第
１の保持体と第２の保持体について、各保持体毎に、イオン交換機能や残留塩素除去機能等を別々に付与することができ、水浄化装置の水浄化機能をより向上させることができることになる。
【００３５】
第５の発明は、特に、第４の発明の保持体を、前記第１の保持体と前記第２の保持体との間に積層された第３の保持体を備えて構成し、前記第１〜前記第３の保持体の互いに隣接する各表面の臨界表面張力は、前記水浄化媒質に近い側の表面の臨界表面張力が前記水浄化媒質に遠い側の表面の臨界表面張力より小さいこととする水処理装置である。
【００３６】
この構成により、水処理装置の入口部における保持体の表面張力を入水面と対向面で変えることができる。また、水処理装置の入口部における保持体の入水面における表面張力を大きくすることができるため、水処理装置に入水する水の流入抵抗を軽減でき、水処理装置の流量を十分に確保することができる。さらに、保持体の対向面の表面張力を小さくできるため、水処理装置から水を排水する際に、保持体の対向面と水浄化媒質との界面に水が残存し、この残存した水により水浄化媒質の保水状態を維持することができ、水処理装置を長期に亘り安定に運転することができることになる。またさらには、第３の保持体にイオン交換機能や残留塩素除去機能等を付与することができ、水処理装置の多機能化を実現することができることになる。
【００３７】
第６の発明は、特に、第１の発明の保持体を、多孔体で形成すると共に、前記水浄化媒質が対向する側に配置される第４の保持体と、前記水浄化媒質が対向しない側に配置される第５の保持体とが積層されて形成され、前記第４の保持体が有する多孔体の平均孔径は前記第５の保持体が有する多孔体の平均孔径より小さいこととする水処理装置である。
【００３８】
この構成により、水処理装置の入口部における保持体の入水面における圧力損失を小さくすることができるため、水処理装置に入水する水の流入抵抗を軽減でき、水処理装置の流量を十分に確保することができる。また、保持体の対向面の圧力損失を大きくすることができるため、水処理装置から水を排水する際に、保持体の対向面と水浄化媒質との界面に水が残存し、この残存した水により水浄化媒質の保水状態を維持することができ、水処理装置を長期に亘り安定に運転することができることになる。さらには、第４の保持体と第５の保持体について、各保持体毎にイオン交換機能や残留塩素除去機能等を別々に付与することができ、水浄化装置の水浄化機能を向上させることができることになる。
【００３９】
第７の発明は、特に、第６の発明の保持体を、前記第４の保持体と前記第５の保持体との間に積層された第６の保持体を備えて構成し、前記第４〜前記第６の保持体の互いに隣接する多孔体の平均孔径は前記水浄化媒質に近い側の多孔体の平均孔径が前記水浄化媒質に遠い側の多孔体の平均孔径より小さいこととする水処理装置である。
【００４０】
この構成により、水処理装置の入口部における保持体の入水面における圧力損失を小さくすることができるため、水処理装置に入水する水の流入抵抗を軽減でき、水処理装置の流量を十分に確保することができる。また、保持体の対向面の圧力損失を大きくできるため、水処理装置から水を排水する際に、保持体の対向面と水浄化媒質との界面に水が残存し、この残存した水により水浄化媒質の保水状態を維持することができ、水処理装置を長期に亘り安定に運転することができることになる。さらには、第６の保持体にイオン交換機能や残留塩素除去機能等を付与することができ、水処理装置の多機能化を実現することができることになる。
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００４２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における水処理装置の構成図を示すものである。
【００４３】
図１において、容器１１には入口部１２と出口部１３が連結され、その内部に、水浄化媒質１４が保持される。また、入口部保持体１５が入口部１２に、出口部保持体１６が出口部１３に、それぞれ水浄化媒質１４に面して配置され、水浄化媒質１４を保持し、水処理装置１０が構成される。水処理装置１０の入口部１２には、該水処理装置１０に水を入水する為の入水配管１７と、該水処理装置１０から水を排水する為の排水配管１８が接続され、前記入水配管１７と排水配管１８には、それぞれ、入水及び排水の状態を調整する為の入水遮断弁１９と排水遮断弁１１０が配置されている。
【００４４】
以上により構成された水処理装置について、以下、各構成部材の材料について具体的に説明する。
【００４５】
容器１１はポリプロピレン等の樹脂で構成される。入口部保持体１５と出口部保持体１６は、ポリプロピレン等の樹脂で構成される焼結体フィルタであって、入口部保持体１５の水浄化媒質１４と対向する対向面（図１において、ｂ面）は撥水剤（例えば、コニシ株式会社製の防水スプレー；商品名  防水スプレーＦ）のコーティングによる撥水処理が施され、その臨界表面張力は２０ｄｙｎｅ／ｃｍに維持されている。また、入口部保持体１５の水浄化媒質１４と対向しない入水面（図１において、ａ面）はプラズマ照射による親水処理が施され、その臨界表面張力は３８ｄｙｎｅ／ｃｍに維持されている。
【００４６】
次に、以上のように構成された水処理装置について、その動作、作用を説明する。
【００４７】
まず、水処理装置１０へ水を入水する際の水の流れと作用について説明する。
【００４８】
水処理装置１０には、その入口部１２に接続された入水配管１７を通して水が流入し、入口部保持体１５を通過して水浄化媒質１４に流れ込む。この時、排水配管１８は排水遮断弁１１０により閉止されている。また、入口部保持体１５の水浄化媒質１４と対向しない入水面（図１において、ａ面）は、水浄化媒質１４と対向する対向面（図１において、ｂ面）に比べ、その臨界表面張力が大きく設定されており、入口部保持体１５からの水の流入抵抗を低下させ水の流入を容易にしている。入口部保持体１５を通過して、水浄化媒質１４に流入した水は、水浄化媒質１４と接触しながら出口部保持体１６に向かって流れる。この時、水に含まれるイオン性物質等の不純物が水浄化媒質１４に吸着することで取り除かれ浄化される。水浄化媒質１４を通り抜けた水は出口部保持体１６を通って、出口部１３から浄化水として流出する。なお、入水配管１７を介した入口部１２への水の流入は、水を貯えた貯水タンクからポンプ等の送水手段で行うことができ、また、前記貯水タンクを水処理装置１０の位置より高い位置に配置し、貯水タンクと水処理装置１０との水頭差を利用して行うこともできる。
【００４９】
続いて、水処理装置１０から水を排水する際の水の流れと作用について説明する。
【００５０】
水処理装置１０に充填されている水は、水浄化媒質１４及び入口部保持体１５を通って流れ、入口部１２に接続された排水配管１８から排水される。この時、入水配管１７は入水遮断弁１９により閉止されている。また、入口部保持体１５の水浄化媒質１４と対向する対向面（図１において、ｂ面）は、水浄化媒質１４と対向しない入水面（図１において、ａ面）に比べ、その臨界表面張力が小さく設定されており、入口部保持体１５からの水の流出を阻害し、入口部保持体１５の水浄化媒質１４と対向する対向面（図１において、ｂ面）と水浄化媒質１４との界面に水が残存し、水浄化媒質１４の保水状態を維持できるようにしている。
【００５１】
以上のように、本実施の形態においては、水処理装置を構成する保持体を、水浄化媒質が対向する側の表面の臨界表面張力を、該保持体の水浄化媒質が対向しない側の表面の臨界表面張力より小さい保持体とすることで、水処理装置に水が入水する際の流入抵抗を低減でき、また、水処理装置からの排水時において、水処理装置からの流出を阻害することで、入口部保持体と水浄化媒質との界面に水を残存させることができるため、水浄化媒質からの水の離脱を抑えることができる。その結果、十分な流量を確保し、かつ、長期にわたり安定な運転を維持できる水処理装置が実現できることになる。
【００５２】
なお、撥水処理は上記した実施の形態に記載した撥水剤を保持体にコーティングするコーティング法に限られるものではなく、撥水性物質を含む液を保持体に含浸させる含浸法、圧着機で保持体の表面に撥水剤を塗布する方法などが利用できる。また、親水処理は上記した実施の形態に記載した保持体にプラズマを照射するプラズマ処理法以外に、保持体に紫外線を照射する紫外線処理法、保持体にオゾンを照射するオゾン処理法、保持体にコロナ放電を行うコロナ放電法、保持体にポリシロキサン結合等で構成される親水性塗膜を設ける親水性塗膜法などが利用できる。
【００５３】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における水処理装置の構成図を示すものである。なお、図２において、図１と同一の構成は同じ符号を用い、説明を省略する。
【００５４】
図２において、容器には、入口部１２と出口部１３が連結され、その内部に、水浄化媒質１４が保持される。また、入口部保持体２１が入口部１２に、また、出口部保持体２２が出口部１３に、それぞれ水浄化媒質１４に面して配置され、水浄化媒質１４を保持し、水処理装置２０が構成される。水処理装置２０の入口部１２には、該水処理装置２０に水を入水する為の入水配管１７と、該水処理装置２０から水を排水する為の排水配管１８が接続され、前記入水配管１７と排水配管１８には、それぞれ、入水及び排水の状態を調整する為の入水遮断弁１９と排水遮断弁１１０が配置されている。
【００５５】
以上により構成された水処理装置について、以下、各構成部材の材料について具体的に説明する。
【００５６】
入口部保持体２１はステンレス等の金属で構成される焼結体フィルタである。入口部保持体２１の水浄化媒質１４と対向しない入水面（図２において、ｃ面）は硝酸による不動態化処理が施され、その臨界表面張力は４０ｄｙｎｅ／ｃｍに維持されている。一方、入口部保持体２１の水浄化媒質１４と対向する対向面（図２において、ｄ面）は不動態化処理が施されることなく、その臨界表面張力は３０ｄｙｎｅ／ｃｍに維持されている。
【００５７】
次に、以上のように構成された水処理装置について、その動作、作用を説明する。
【００５８】
まず、水処理装置２０へ水を入水する際の水の流れと作用について説明する。
【００５９】
水処理装置２０には、その入口部１２に接続された入水配管１７を通して水が流入し、入口部保持体２１を通過して水浄化媒質１４に流れ込む。この時、排水配管１８は排水遮断弁１１０により閉止されている。また、入口部保持体２１の水浄化媒質１４と対向しない入水面（図２において、ｃ面）は、水浄化媒質１４と対向する対向面（図２において、ｄ面）に比べ、その臨界表面張力が大きく設定されており、入口部保持体２１からの水の流入抵抗を低下させ水の流入を容易にしている。入口部保持体２１を通過して、水浄化媒質１４に流入した水は、水浄化媒質１４と接触しながら出口部保持体１６に向かって流れる。この時、水に含まれるイオン性物質等の不純物が水浄化媒質１４に吸着することで取
り除かれ浄化される。水浄化媒質１４を通り抜けた水は出口部保持体１６を通って、出口部１３から浄化水として流出する。なお、入水配管１７を介した入口部１２への水の流入は、水を貯えた貯水タンクからポンプ等の送水手段で行うことができ、また、前記貯水タンクを水処理装置２０の位置より高い位置に配置し、貯水タンクと水処理装置２０との水頭差を利用して行うこともできる。
【００６０】
続いて、水処理装置２０から水を排水する際の水の流れと作用について説明する。
【００６１】
水処理装置２０に充填されている水は、水浄化媒質１４及び入口部保持体１５を通って流れ、入口部１２に接続された排水配管１８から排水される。この時、前述した入水配管１７は入水遮断弁１９により閉止されている。また、入口部保持体２１の水浄化媒質１４と対向する対向面（図２において、ｄ面）は、水浄化媒質１４と対向しない入水面（図２において、ｃ面）に比べ、その臨界表面張力が小さく設定されており、入口部保持体２１からの水の流出を阻害し、入口部保持体２１の水浄化媒質１４と対向する対向面（図２において、ｄ面）と水浄化媒質１４との界面に水が残存し、水浄化媒質１４の保水状態を維持できるようにしている。
【００６２】
以上のように、本実施の形態においては、水処理装置を構成する保持体を、金属製多孔体とし、その金属製多孔体の水浄化媒質と対向しない側の表面を不動態化処理して、水浄化媒質が対向しない側の表面の臨界表面張力を、該保持体の水浄化媒質が対向する側の表面の臨界表面張力より大きい保持体とすることで、水処理装置に水が入水する際の流入抵抗を低減でき、また、水処理装置からの排水時において、水処理装置からの流出を阻害することで、入口部保持体と水浄化媒質との界面に水を残存させることができ、水浄化媒質からの水の離脱を抑えることができる。その結果、十分な流量を確保し、かつ、長期にわたり安定な運転を維持できる水処理装置が実現できることになる。
【００６３】
（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態における水処理装置の構成図を示すものである。なお、図３において、図１と同一の構成は同じ符号を用い、説明を省略する。
【００６４】
図３に示すように、本実施の形態の水処理装置３０は、入口部保持体を第１の保持体３１と第２の保持体３２で構成した点で、実施の形態１の水処理装置とは異なる。
【００６５】
ここで、第１の保持体３１は水浄化媒質１４と対向して配置され、第２の保持体３２は水浄化媒質１４と離れて、入口部１２により近い位置に配置される。第１の保持体３１と第２の保持体３２は、ポリプロピレン等の樹脂で構成される焼結体フィルタである。
【００６６】
第１の保持体３１は、撥水剤（例えば、コニシ株式会社製の防水スプレー；商品名：防水スプレーＦ）のコーティングによる撥水処理が施され、その臨界表面張力は２０ｄｙｎｅ／ｃｍに維持されている。また、第２の保持体３２はプラズマ照射による親水処理が施され、その臨界表面張力は３８ｄｙｎｅ／ｃｍに維持されている。
【００６７】
以上のように構成された水処理装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００６８】
まず、水処理装置３０へ水を入水する際の水の流れと作用について説明する。
【００６９】
水処理装置３０には、その入口部１２に接続された入水配管１７を通して水が流入し、第２の保持体３２を通過して水浄化媒質１４に流れ込む。この時、排水配管１８は排水遮断弁１１０により閉止されている。また、第２の保持体３２は、第１の保持体３１に比べ、その臨界表面張力が大きく設定されており、第２の保持体３２からの水の流入抵抗を低
下させ水の流入を容易にしている。第２の保持体３２と第１の保持体３１を通過して、水浄化媒質１４に流入した水は、水浄化媒質１４と接触しながら出口部保持体１６に向かって流れる。この時、水に含まれるイオン性物質等の不純物が水浄化媒質１４に吸着することで取り除かれ浄化される。水浄化媒質１４を通り抜けた水は出口部保持体１６を通って、出口部１３から浄化水として流出する。なお、入水配管１７を介した入口部１２への水の流入は、水を貯えた貯水タンクからポンプ等の送水手段で行うことができ、また、前記貯水タンクを水処理装置３０の位置より高い位置に配置し、貯水タンクと水処理装置３０との水頭差を利用して行うこともできる。
【００７０】
続いて、水処理装置３０から水を排水する際の水の流れと作用について説明する。
【００７１】
水処理装置３０に充填されている水は、水浄化媒質１４及び第１の保持体３１と第２の保持体３２を通って流れ、入口部１２に接続された排水配管１８から排水される。この時、入水配管１７は入水遮断弁１９により閉止されている。また、第１の保持体３１は、第２の保持体３２に比べ、その臨界表面張力が小さく設定されており、第１の保持体３１からの水の流出を阻害し、第１の保持体３１と水浄化媒質１４との界面に水が残存し、水浄化媒質１４の保水状態を維持できるようにしている。
【００７２】
以上のように、本実施の形態においては、水処理装置を構成する保持体を、水浄化媒質と対向する側に配置される第１の保持体と、水浄化媒質と離れ、入口部に近い位置に配置される第２の保持体で構成し、第１の保持体の臨界表面張力を、第２の保持体の臨界表面張力より小さい構成とすることで、水処理装置に水が入水する際の流入抵抗を低減でき、また、水処理装置からの排水時において、水処理装置からの流出を阻害することで、保持体と水浄化媒質との界面に水を残存させることができるため、水浄化媒質からの水の離脱を抑えることができる。その結果、十分な流量を確保し、かつ、長期にわたり安定な運転を維持できる水処理装置が実現できることになる。
【００７３】
なお、撥水処理は上記した実施の形態に記載した撥水剤を保持体にコーティングするコーティング法に限られるものではなく、撥水性物質を含む液を保持体に含浸させる含浸法、圧着機で保持体の表面に撥水剤を塗布する方法などが利用できる。また、親水処理は上記した実施の形態に記載した保持体にプラズマを照射するプラズマ処理法以外に、保持体に紫外線を照射する紫外線処理法、保持体にオゾンを照射するオゾン処理法、保持体にコロナ放電を行うコロナ放電法、保持体にポリシロキサン結合等で構成される親水性塗膜を設ける親水性塗膜法などが利用できる。
【００７４】
（実施の形態４）
図４は、本発明の第４の実施の形態における水処理装置の構成図を示すものである。なお、図４において、図３と同一の構成は同じ符号を用い、説明を省略する。
【００７５】
図３に示すように、本実施の形態の水処理装置４０は、入口部保持体の構成において、第１の保持体３１と第２の保持体３２との間に第３の保持体４１を配置した構成とした点で、実施の形態３の水処理装置とは異なる。
【００７６】
ここで、第１の保持体３１は水浄化媒質１４と対向して配置され、第２の保持体３２は水浄化媒質１４と離れて、入口部１２により近い位置に配置される。第１の保持体３１と第２の保持体３２の間に第３の保持体４１が配置される。
【００７７】
第３の保持体４１は、活性炭を主成分とする繊維状フィルタであって、その臨界表面張力は３０ｄｙｎｅ／ｃｍである。また、この第３の保持体４１である活性炭を主成分とする繊維状フィルタは、水浄化装置に入水した水から残留塩素成分を除去する機能を果たす
。
【００７８】
以上のように構成された水処理装置について、その動作、作用を説明する。
【００７９】
まず、水処理装置４０へ水を入水する際の水の流れと作用について説明する。
【００８０】
水処理装置４０には、その入口部１２に接続された入水配管１７を通して水が流入し、第２の保持体３２を通過して水浄化媒質１４に流れ込む。この時、排水配管１８は排水遮断弁１１０により閉止されている。また、第２の保持体３２は、第３の保持体４１及び第１の保持体３１に比べ、その臨界表面張力が大きく設定されており、第２の保持体３２からの水の流入抵抗を低下させ水の流入を容易にしている。第２の保持体３２と第３の保持体４１及び第１の保持体３１を通過して、水浄化媒質１４に流入した水は、水浄化媒質１４と接触しながら出口部保持体１６に向かって流れる。この時、水に含まれるイオン性物質等の不純物が水浄化媒質１４に吸着することで取り除かれ浄化される。水浄化媒質１４を通り抜けた水は出口部保持体１６を通って、出口部１３から浄化水として流出する。なお、入水配管１７を介した入口部１２への水の流入は、水を貯えた貯水タンクからポンプ等の送水手段で行うことができ、また、前記貯水タンクを水処理装置４０の位置より高い位置に配置し、貯水タンクと水処理装置４０との水頭差を利用して行うこともできる。
【００８１】
続いて、水処理装置４０から水を排水する際の水の流れと作用について説明する。
【００８２】
水処理装置４０に充填されている水は、水浄化媒質１４及び第１の保持体３１と第３の保持体４１及び第２の保持体３２を通って流れ、入口部１２に接続された排水配管１８から排水される。この時、入水配管１７は入水遮断弁１９により閉止されている。また、第１の保持体３１は、第３の保持体４１及び第２の保持体３２に比べ、その臨界表面張力が小さく設定されており、第１の保持体３１からの水の流出を阻害し、第１の保持体３１と水浄化媒質１４との界面に水が残存し、水浄化媒質１４の保水状態を維持できるようにしている。
【００８３】
以上のように、本実施の形態においては、水処理装置を構成する保持体を、水浄化媒質と対向する側に配置される第１の保持体と、水浄化媒質と離れ、入口部に近い位置に配置される第２の保持体と、前記第１の保持体と第２の保持体の間に配置される第３の保持体とで構成し、第１の保持体の臨界表面張力を、第３の保持体の臨界表面張力より小さい構成とし、また、第３の保持体の臨界表面張力を、第２の保持体の臨界表面張力より小さい構成することで、水処理装置に水が入水する際の流入抵抗を低減でき、また、水処理装置からの排水時において、水処理装置からの流出を阻害することで、保持体と水浄化媒質との界面に水を残存させることができるため、水浄化媒質からの水の離脱を抑えることができる。その結果、十分な流量を確保し、かつ、長期にわたり安定な運転を維持できる水処理装置が実現できることになる。
【００８４】
（実施の形態５）
図５は、本発明の第５の実施の形態における水処理装置の構成図を示すものである。なお、図５において、図１と同一の構成は同じ符号を用い、説明を省略する。
【００８５】
図５に示すように、本実施の形態の水処理装置５０は、入口部保持体を第４の保持体５１と第５の保持体５２で構成した点で、実施の形態１の水処理装置とは異なる。
【００８６】
ここで、第４の保持体５１は水浄化媒質１４と対向して配置され、第５の保持体５２は水浄化媒質１４と離れて、入口部１２により近い位置に配置される。第４の保持体５１は平均気孔径が１００μｍのポリプロピレン等の樹脂で構成される焼結体フィルタである。
一方、第５の保持体５２は、平均気孔径が４００μｍのポリプロピレン等の樹脂で構成される焼結体フィルタである。
【００８７】
以上のように構成された水処理装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００８８】
まず、水処理装置５０へ水を入水する際の水の流れと作用について説明する。
【００８９】
水処理装置５０には、その入口部１２に接続された入水配管１７を通して水が流入し、第５の保持体５２を通過して水浄化媒質１４に流れ込む。この時、排水配管１８は排水遮断弁１１０により閉止されている。また、第５の保持体５２は、第４の保持体５１に比べ、その平均気孔径が大きく設定されており、第５の保持体５２からの水の流入抵抗を低下させ水の流入を容易にしている。第５の保持体５２と第４の保持体５１を通過して、水浄化媒質１４に流入した水は、水浄化媒質１４と接触しながら出口部保持体１６に向かって流れる。この時、水に含まれるイオン性物質等の不純物が水浄化媒質１４に吸着することで取り除かれ浄化される。水浄化媒質１４を通り抜けた水は出口部保持体１６を通って、出口部１３から浄化水として流出する。なお、入水配管１７を介した入口部１２への水の流入は、水を貯えた貯水タンクからポンプ等の送水手段で行うことができ、また、前記貯水タンクを水処理装置５０の位置より高い位置に配置し、貯水タンクと水処理装置５０との水頭差を利用して行うこともできる。
【００９０】
続いて、水処理装置５０から水を排水する際の水の流れと作用について説明する。
【００９１】
水処理装置５０に充填されている水は、水浄化媒質１４及び第４の保持体５１と第５の保持体５２を通って流れ、入口部１２に接続された排水配管１８から排水される。この時、入水配管１７は入水遮断弁１９により閉止されている。また、第４の保持体５１は、第５の保持体５２に比べ、その平均気孔径が小さく設定されており、第４の保持体５１からの水の流出を阻害し、第４の保持体５１と水浄化媒質１４との界面に水が残存し、水浄化媒質１４の保水状態を維持できるようにしている。
【００９２】
以上のように、本実施の形態においては、水処理装置を構成する保持体を、水浄化媒質と対向する側に配置される第４の保持体と、水浄化媒質と離れ、入口部に近い位置に配置される第５の保持体で構成し、第４の保持体の平均気孔径を、第５の保持体の平均気孔径より小さい構成とすることで、水処理装置に水が入水する際の流入抵抗を低減でき、また、水処理装置からの排水時において、水処理装置からの流出を阻害することで、第４の保持体と水浄化媒質との界面に水を残存させることができるため、水浄化媒質からの水の離脱を抑えることができる。その結果、十分な流量を確保し、かつ、長期にわたり安定な運転を維持できる水処理装置が実現できることになる。
【００９３】
（実施の形態６）
図６は、本発明の第６の実施の形態における水処理装置の構成図を示すものである。なお、図６において、図５と同一の構成は同じ符号を用い、説明を省略する。
【００９４】
図６に示すように、本実施の形態の水処理装置６０は、入口部保持体の構成において、第４の保持体５１と第５の保持体５２との間に第６の保持体６１を配置した構成とした点で、実施の形態５の水処理装置とは異なる。
【００９５】
ここで、第４の保持体５１は水浄化媒質１４と対向して配置され、第５の保持体５２は水浄化媒質１４と離れて、入口部１２により近い位置に配置される。第４の保持体５１と第５の保持体５２の間に第６の保持体６１が配置される。
【００９６】
第６の保持体６１は平均気孔径が３００μｍの活性炭を主成分とする繊維状フィルタである。
【００９７】
以上のように構成された水処理装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００９８】
まず、水処理装置６０へ水を入水する際の水の流れと作用について説明する。
【００９９】
水処理装置６０には、その入口部１２に接続された入水配管１７を通して水が流入し、第５の保持体５２を通過して水浄化媒質１４に流れ込む。この時、排水配管１８は排水遮断弁１１０により閉止されている。また、第５の保持体５２は、第６の保持体６１及び第４の保持体５１に比べ、その平均気孔径が大きく設定されており、第５の保持体５２からの水の流入抵抗を低下させ水の流入を容易にしている。第５の保持体５２と第６の保持体６１及び第４の保持体５１を通過して、水浄化媒質１４に流入した水は、水浄化媒質１４と接触しながら出口部保持体１６に向かって流れる。この時、水に含まれるイオン性物質等の不純物が水浄化媒質１４に吸着することで取り除かれ浄化される。水浄化媒質１４を通り抜けた水は出口部保持体１６を通って、出口部１３から浄化水として流出する。なお、入水配管１７を介した入口部１２への水の流入は、水を貯えた貯水タンクからポンプ等の送水手段で行うことができ、また、前記貯水タンクを水処理装置６０の位置より高い位置に配置し、貯水タンクと水処理装置６０との水頭差を利用して行うこともできる。
【０１００】
続いて、水処理装置６０から水を排水する際の水の流れと作用について説明する。
【０１０１】
水処理装置６０に充填されている水は、水浄化媒質１４及び第４の保持体５１と第６の保持体６１及び第４の保持体５１を通って流れ、入口部１２に接続された排水配管１８から排水される。この時、入水配管１７は入水遮断弁１９により閉止されている。また、第４の保持体５１は、第６の保持体６１及び第５の保持体５２に比べ、その平均気孔径が小さく設定されており、第４の保持体５１からの水の流出を阻害し、第４の保持体５１と水浄化媒質１４との界面に水が残存し、水浄化媒質１４の保水状態を維持できるようにしている。
【０１０２】
以上のように、本実施の形態においては、水処理装置を構成する保持体を、水浄化媒質と対向する側に配置される第４の保持体と、水浄化媒質と離れ、入口部に近い位置に配置される第５の保持体と、前記第４の保持体と第５の保持体に間に配置される第６の保持体とで構成し、第４の保持体の平均気孔径を、第６の保持体の平均気孔径より小さい構成とし、また、第５の保持体の平均気孔径を、第６の保持体の平均気孔径より小さい構成とすることで、水処理装置に水が入水する際の流入抵抗を低減でき、また、水処理装置からの排水時において、水処理装置からの流出を阻害することで、第４の保持体と水浄化媒質との界面に水を残存させることができるため、水浄化媒質からの水の離脱を抑えることができる。その結果、十分な流量を確保し、かつ、長期にわたり安定な運転を維持できる水処理装置が実現できることになる。
【０１０３】
なお、上記した各実施の形態において、水処理装置から水を排水した状態で放置する際に、出口部からの水の蒸発を抑止し、水浄化媒質の保水状態をより向上させるため、出口部保持体の水浄化媒質と対向する対向面の臨界表面張力を小さくする構成がより好ましい。また、上記した各実施の形態においては、水浄化媒質としてイオン交換樹脂を使用しているが、これに限られるわけではなく、活性炭、ゼオライトなどの水浄化媒質、または、これら水浄化媒質を複数混合して利用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
以上のように、本発明に係る水処理装置は、水処理装置の入口部における入水抵抗と、
水処理装置の放置時における、水浄化媒質からの水分の離脱を軽減できるため、十分な流量を確保し、かつ、長期に亘り安定な運転を確保する水処理装置を利用する燃料電池システム等の産業分野に適用できる。
【符号の説明】
【０１０５】
１０，２０，３０，４０，５０，６０  水処理装置
１１  容器
１２  入口部
１３  出口部
１４  水浄化媒質
１５、２１  入口部保持体
１６、２２  出口部保持体
１７  入水配管
１８  排水配管
１９  入水遮断弁
１１０  排水遮断弁
３１  第１の保持体
３２  第２の保持体
４１  第３の保持体
５１  第４の保持体
５２  第５の保持体
６１  第６の保持体
【図１】
2012050902.tif 000003
【図２】
2012050902.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012050902.tif 000006
【図５】
2012050902.tif 000007
【図６】
2012050902.tif 000008
【図７】
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