(57)【要約】  逆浸透水フィルターから廃水を最大100％まで回収することができる装置です。つまり温水道管や温水タンクの有無にかかわらず、電気や電気ポンプを使用せずに「ゼロ廃水」を実現することができます。廃水は冷水道管に送られます。本機器は、新しい逆浸透水フィルタ、および既存の逆浸透水フィルタ・ユニットで利用できます。本機器は、貯水タンクおよび特殊器具の2つのコンポーネントで構成されています。特殊器具は貯水タンクの内部に設置され、露出しておらず外からは見えません。貯水タンクは、使用要件に合わせて様々なサイズで使用する場合があります。本機器は、前記排水出口の外側、流入管、および蛇口への流出部に接続されています。貯水タンクは廃水を受け取って貯蔵し、特殊ガジェットは廃水を回収して蛇口出口に導きます。蛇口をオンにすることによって廃水を回収します。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄水の生成中にRO浄水システムによって生成された廃水を回収する機器。使用；本機器は、器具が内部に設置された貯水タンク(図1、2、3、4)と、外部水道設備によって構成される；電気ポンプや電気を使用せずに機能する；貯水タンクは、さまざまなスペースの制約条件に合うよう、あらゆるサイズでの対応が可能で、廃水を取り入れ保管する；本器具は水道水を取り入れるための流入管(図8、参照3)、蛇口につながる「y」字型排出管(図8参照4)、2つの回転式ホイール、および回転に同一軸を共有する小型アルキメデス・スクリュー(図6、参照5、6、7)、本機器が接続されている蛇口のオン/オフ操作が行われる際の、流れを開始および停止するための流量制御セクション(図6、参照8、図9、10)および回転式のホイールのケーシング本体、アルキメデス・スクリューによって構成される；本器具は貯水タンクから廃水を吸い込み、水道管の水と混合して使用される。
【請求項２】
請求項１に記載の機器は、新しいROユニットと既存のROユニットの両方に使用することができます。
【請求項３】
請求項１に記載の機器は、前記廃水を最大100％まで回収し、使用することができます。
【請求項４】
請求項１に記載の器具は、電気ポンプまたは電気を必要とせず機能します。
【請求項５】
請求項１に記載の機器は、温水タンクを必要とせず機能します。
【請求項６】
請求項１に記載の器具は、器具が接続されている蛇口のオン・オフ操作を行うことで、自動的に機能・停止します。
【請求項７】
新しいROユニットに使用される請求項１の貯水タンクは、側面から見ると「L字型」の断面であり、正面から水平に見た場合長方形です(図1、3、4)。
【請求項８】
新しいROユニットに使用される請求項１の貯水タンクは、浄水を貯蔵するための加圧タンクを除き、ROコンポーネントのサポート構造として使用されます。
【請求項９】
請求項１に記載の貯水タンクは拡張が可能で、拡張タンク設置により容量を増加させることができます。
【請求項１０】
請求項９に記載の拡張タンクは、自由な大きさおよび形状で使用できます。
【請求項１１】
請求項１に記載の貯水タンクには、あふれ用の流出口(図1、参照1)があります。
【請求項１２】
請求項１に記載の貯水タンクは、あふれ管出口を介して大気圧にさらされます。
【請求項１３】
請求項１の器具は、器具が接続されている配管の圧力における既存の潜在的エネルギーを利用することによって機能します。
【請求項１４】
請求項１の器具は、請求項１３の潜在的エネルギーを運動エネルギーに変換することによって機能します。
【請求項１５】
請求項１に記載の器具には、水道の流入管に沿って狭まった部分(図8)があり、これ以降の部分に比例して前記器具内の圧力の低下と連動して流速度を増大させ、また潜在的エネルギーを実質的に運動エネルギーに変換します。
【請求項１６】
請求項１５に記載の運動エネルギーは、回転式ホイールとアルキメデス・スクリューを同時に回転させ、その回転力により吸引力を発生させます。
【請求項１７】
請求項１の器具には、内部でボール形状パーツが自由に動く流量制御セクションがあります。
【請求項１８】
請求項１７に記載の自由に動くボール形状パーツは、流量制御セクション内の流れの方向に支配され、流れの方向に沿って移動します。
【請求項１９】
請求項１８に記載の自由に動くボール形状パーツは、蛇口がオンになっていない状態で、機器が接続されると円形の開口部を閉じて塞ぎます。
【請求項２０】
請求項１６に記載の吸引力、請求項１５記載の減圧は、前記ボール形状パーツを前記円形開口部から解放し、前記蛇口がオンにされた場合には前記貯水タンクからの廃水の流入を可能にします。このようにして廃水は貯水タンクから吸い込まれ、そして回転式ホイールによって補完され(図6、参照6)、「y」字型の出口管との接合部で水道水の流出につながる出口管に導かれ、再び使用されます。
【請求項２１】
請求項１に記載の器具は、様々なサイズおよび寸法で使用できます。
【請求項２２】
請求項１に記載の器具は、水道にさらに使用ポイント、またはユーティリティ使用のある場合、複数の器具が存在する可能性があります。
【請求項２３】
請求項１６に記載のアルキメデス・スクリューは、同一のシャフト上を回転する一連の小型船舶プロペラで置き換えることができます。
【請求項２４】
請求項９に記載の拡張タンクもまた、あふれ用の出口があり、大気圧にさらされます。
【請求項２５】
既存のROシステム用の機器の貯水タンクは、形状とサイズにこだわらず使用することができます。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［技術分野]
物理学の分野で確立された原理および理論を応用した、逆浸透水濾過システム機器。
【０００２】
［背景］
1)従来の逆浸透水濾過システム(以下、「ROシステム」という)は、浄水を生成する過程において多量の廃水が発生するという固有かつ不可避の弱点があります。廃水は排水管または床トラップを介して処理されます。
【０００３】
2)市場では、特許を取得した唯一のブランドが「ゼロ廃水」を主張しています。これは、ROシステムによる濾過プロセスで生成された廃水は、完全に回収されて再度使用されることを意味します。このシステムでは、スタンバイ・モードの電動ポンプを利用して廃水を温水タンクに送り、タンク内の温水と混合させて、ROシステムの稼動時に使用することで「ゼロ廃水」を達成することができます。これは他社によって既に取得されている別の特許です。
【０００４】
3)本件において特許権取得を目指す本機器は、電気ポンプを使用することなく前記の廃水を回収するという同一の目的を達成する一方で、廃水が温水タンクに送られる必要がありません。電気を使わずに廃水を冷水管に送るものです。
【０００５】
［情報開示］
1)本機器は2つの部位によって構成されます。まず第1に貯水タンク(図1、2、3および4)、そして第2に特殊器具(図5)です。(以下、「器具」という)本器具は貯水タンク内に設置されます。
【０００６】
2)貯水タンクは、ROシステムの排水出口に接続することによってROシステムに組み込まれ、生成された廃水を受け取り回収します(図3、参照2)。貯水タンクはタンクに設置された本器具を介して、冷水道管(図8、参照3)、キッチンのシンクの蛇口(図8、参照4)、あるいは別の箇所に接続されます。
【０００７】
3)水道管とは、ROシステムに供給するための分岐ポイント後に接続され、貯水タンクへの流れは、一方向逆止め弁を介してROシステムへの流れから独立しており、貯水タンク方向のみに流れる仕組みになっています。ROシステムへの流量は、ROシステム自体によって制御されます。貯水タンクへの流量は、蛇口のオン/オフ操作によって制御されます。貯水タンクへの流れは本器具の流入側に接続され、本器具の出口側が蛇口に接続されます。
【０００８】
4)貯水タンクの寸法は、3つの基準によって異なります。
第1の基準は、空間の制約です。空間制約の違いにより、様々なサイズと形状のものが必要となります。第2の基準は、ROシステムの効率性です。ROシステムの効率性により、濾過プロセス中に生成される廃水の量が決まります。より効率的であるほど廃水の量は少なくなり、またその逆が言えます。
【０００９】
効率性の高いROシステムは小さな貯水タンクしか必要とせず、効率性の低いROシステムは「ゼロ廃水」を実現するために大きな貯水タンクを必要とします。
第3の基準は、ユーザの使用パターンです。廃水は本器具によって回収され(本見出し下において後に説明)、キッチンのシンク、または本器具が接続されている他の箇所の蛇口がオンになった際に、冷水道管に送られて使用されます。料理、洗濯の頻度が少ない、またはその他の用途で水の使用が少ないために、前記の蛇口でめったに水を使用しないユーザは、「ゼロ廃水」を確実にするために大きな貯水タンクを必要とし、その逆もまた同様となります。
【００１０】
4)貯水タンクは拡張可能です。もし「ゼロ廃水」を実現する必要があるのであれば、第2の貯水タンクは、貯水タンクに付属している接続ヘッドに柔軟な配水管を接続し、第1の貯水タンクに接続することによって設置することができます(図4、参照10)。
【００１１】
5)貯水タンク内の廃水は、貯水タンク上部のあふれ管出口を介して大気圧にさらされます(図3、参照１)。
あふれ管は通常のROシステムのように、排水管または床トラップにつながる配管と接続され、生成される廃水量が貯水タンクの容量を超える場合に機能します。
想像通り、これは浄化水の使用料がより高い場合、または蛇口水の使用量が低い場合に起こり得ます。
拡張用の第2タンクには本器具が必要ないため、あふれ管は必要ありません。第2の拡張タンクには排気口があり、直立管がメイン・タンクのあふれ管と同じ高さに達します。この排気口は、2つのタンク内の水位の平衡を確実にするためのものです。
【００１２】
6)本機器は、新しいROシステム・ユニットおよび既存のROシステム・ユニットの両方に取り付けられるよう設計されています。新しいROシステム用の本機器の貯水タンクは、浄化水を貯蔵する加圧タンクを除き、ROシステム・コンポーネントのサポート構造として使用されます。新しいROシステム用の貯水タンクは、立っている大文字の「L」を側面から見た形状であり、正面から縦に見た場合は長方形です。ROシステムのコンポーネントは、「L」の縦の面に取り付けられるか、あるいは床面に置かれる「L」の底面上に設置されます(図1)。
既存のROシステム用の本機器の貯水タンクは、あらゆる形状およびサイズのものとなります。
【００１３】
7)貯水タンクは、貯水タンク用の水濾過システム業界で一般的に使用されている素材のものです。貯水タンクの厚さは、使用される素材の種類によって異なります。
【００１４】
8)貯水タンクには、図に示される本器具が装備されます(図5、図6、図7、図8、図9、図10)。図5は本器具の上面図、図6はAAの断面、図7はケーシングおよび制御セクションを除いた回転式のホイールおよびアルキメデス・スクリューの立面図、図8はBBの断面、図9はCCの断面、図10はDDの断面図です (分解図)。
【００１５】
本器具は貯水タンクの内側の縦の面、2カ所に設置されます。１つは、水道管の水が本器具を通じて入ってくるもの(図8、参照3)、もう1つは廃水と水道管の水を混合し流出させるもの(図8 参照4)です。設置は、水密性を確実にして漏れを防止する従来の方法で行われます。
【００１６】
9)本器具は下記のa)〜f)で述べられているように、6つの異なる機能別部品に分類することができます。
【００１７】
a)流入管
図8、参照3は、貯水タンクの内側と外側のパーツを示しています。外側のパーツは、蛇口がオンになった場合に水道水を流し込むために冷水道管に接続されます。図8に示される狭まったポイントまでのチューブの内径は3mm以上です。そのポイントを超えると、内径は2mm以下に縮小されます。
【００１８】
b)排出管
図8、参照4は、貯水タンクの内側と外側のパーツを示しています。内側部分は、平面図上で小文字の「y」字型の形状となっています。これは貯水タンクから廃水を運び、「y」字型配管の接合部で水道管の水と混合します。「y」字型排出管の廃水供給の外側管の内径は2.6mm以上であり、長さは最小30mmです。水道出口側の「y」字型排出管部分の内径は、狭まった部分の後の流入管と同じで、長さは最小30mmです。 「y」字型の接合部を越える末端部の管の内径は3mm以上であり、長さは最小10mmです。排出管の外側部分の直径は同じで、廃水と水道水の混合水を蛇口に送ります。
【００１９】
c)回転式ホイール
回転式ホイールは2つあます(図6、参照5および6)。2つのホイールは、参照6のホイールを超えて伸びるシャフトによって接続されており、アルキメデス・スクリューのシャフトでもあります(図6参照)。参照5のホイールは円形プレートで、その円周上に3mm以下の突起がついています。プレートの厚さは3mm以下です。プレートの直径は25mm以上です。突起のサイズ、厚さ、および高さは同一です。高さは3mm以下で、厚さについてはプレートの厚さと同一です。幅は1.5mm以下となっています。突起部分は、少なくとも5mm間隔で離れています。参照6のホイールは、参照5のホイールと同一のサイズおよび形状ですが、参照6に示されるように、参照6側には片側に円錐形の拡大部がある点で異なっています。シャフトの直径は最小2mmですが、1.5mmに縮小された図7、参照9の小さなパーツを除きます。
【００２０】
d)アルキメデス・スクリュー
これは小型のアルキメデス・スクリューです(図6、参照7)。回転式ホイールと同じシャフト上で同一速度で回転します。そのデザインからアルキメデス・スクリューという名前が使用されています。しかしこれは、一連の小型船舶プロペラの形態でもかまわず、必要な吸引力または駆動力を生成する同一のシャフトを共有します。
アルキメデス・スクリューの最先端の直径は最小15mmで、長さは最小50mmです。
【００２１】
e)ケーシング
これは、回転式ホイールと円形の断面を持つ小型アルキメデス・スクリューのハウジングです。ハウジングの内径は、回転式ホイールおよびアルキメデス・スクリューよりも、各パーツにおいて最大3mmとなっています。ケーシングのサイズは、図6に示されるように内面とシャフトの円錐表面の拡大部分との間に最小2mmの一定のギャップを維持しながら、円錐の形状(図6、参照)に従って次第にサイズが大きくなっています。
シャフト上の2つの回転式ホイール間のハウジングの内径は、シャフトの直径よりも大きくても最大0.2mmとなっています。流量制御部側のケーシングの端部は、シャフトの端部をサポートするためのパーツ(図9)で覆われています。
【００２２】
f)流量制御部
これは円錐形のセクションです。小さい側の端部には、貯水タンクから送られてくる廃水を取り入れるために円形の開口部が設けられています。円錐の他方の側は、穿孔と穴のあるパーツで覆われています(図10)。(図10は分解図)ベースの直径は、アルキメデス・スクリュー部のケーシングの直径と同じです。流量制御部の内部には、自由に動くボール形状のパーツがあります。円形開口部の最小直径は2mmです。ボール形状のパーツの最小直径は3mmとなっています。
【００２３】
10)上記のように本機器を設置して接続すると、本器具内の水圧は、蛇口がオンになっていない状態での配管の圧力に従っています。配管の圧力は、大気圧と貯水タンク内の廃水の水圧しか受けない流量制御セクション外の圧力よりも常に高くなるため、ボール形状のパーツは、本器具の内部および外部の異なる圧力によって動かされ、いったん水道管の水が開口部を通って貯水タンクに流れ始めると、より高い内部の水圧によって円形の開口部に向かって強制的に動かされプラグを塞ぎます。
【００２４】
11)蛇口をオンにして水が蛇口から流れ始めると、狭まった部分で流れの速度が著しく速まり(ベルヌーイ定理)、回転式のホイールとアルキメデス・スクリューを回転させる駆動力(運動エネルギー)を生み出します。運動エネルギーの創出は、同時に狭まったポイントから器具内の圧力を減少させます(省エネルギー法)。
【００２５】
12)アルキメデス・スクリューが回転し始めると、吸引効果が生まれます。圧力が低下して吸引効果が発生すると、流量制御セクションのボール形状パーツが解放されて円形状の開口部を離れ、それにより貯水タンクからの廃水の流入を可能にします。
【００２６】
廃水はアルキメデス・スクリューによって吸い込まれ、ホイール(図6、参照6)の力によって排出管に送られます。廃水は、「y」字型管の接合部で水道水と合流し、蛇口出口に向かって流れます。
【００２７】
13)蛇口を閉じると水の流れが止まり、同時に本器具の圧力を上昇させ、もとの水道管の圧力に戻ります。そして10)で述べられている通り、ボール形状のパーツが開口部を閉じて、水の流れを完全に止めます。
【００２８】
［発明を実施するための最良の形態］
最良の方法は、確立されたROシステム製造業者と協力して発明品の生産を行うことです。
【００２９】
［産業用アプリケーション］
ROシステムは何十年もの間、水濾過業界で使用されてきました。ですが、大量の廃水がもたらす欠点は既知の事実です。本発明が取り入れられた場合、ROシステムは非常に効率的な水濾過システムとなることが考えらえます。本発明は、既存のROシステム製造者によって歓迎され、受け入れられることとなるでしょう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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