(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水管が一端に接続される第１の管体部と、
末端に蛇口を取付けた配管部材が一端に接続される第２の管体部と、
上記第１および第２の管体部のそれぞれの他端が接続された貯水タンクと、
上記第１および第２の管体部の少なくとも一方に取付けられた水処理ユニットと、
上記貯水タンク内の水を上記水処理ユニットを通過する一定の経路で循環させる手段と、
上記貯水タンク内の水を上記第２の管体部に送り出し可能なポンプと、を具備している水処理装置であって、
上記水処理ユニットは、上記第２の管体部に取付けられているとともに、
上記第２の管体部の上記水処理ユニットよりも下流部分と上記貯水タンクとを連通させる第３の管体部を具備しており、かつ、
上記第３の管体部に上記ポンプが取付けられていることにより、上記ポンプよって上記貯水タンク内の水が上記一定の経路で循環可能に構成されていることを特徴とする、水処理装置。
【請求項２】
上記第３の管体部から上記第２の管体部に向けて水が流れたときに、この水が上記第２の管体部を上記貯水タンクに向けて流れることを阻止可能なバルブを具備している、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
上記給水管についての断水を検知可能な断水検知手段と、上記蛇口の開閉動作を検知可能な蛇口開閉検知手段とを具備しており、かつ、
上記断水検知手段によって断水が検知されているとともに、上記蛇口開閉検知手段によって上記蛇口の開動作が検知されたときには、上記ポンプが始動するように構成されている、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項４】
上記蛇口開閉検知手段によって上記蛇口の閉動作が検知されたときには、上記ポンプの運転が停止されるように構成されている、請求項３に記載の水処理装置。
【請求項５】
上記貯水タンク内の水量を検知可能な水量検知手段を具備しており、かつこの水量検知手段によって上記貯水タンク内の水量が所定量以下になったことが検知されたときには、上記ポンプの運転が停止されるように構成されている、請求項３に記載の水処理装置。
【請求項６】
上記蛇口の開閉動作を検知可能な蛇口開閉検知手段を具備しており、かつこの蛇口開閉検知手段によって上記蛇口の開動作後の閉動作が検知されたときには、その後上記ポンプが所定時間だけ駆動することにより、上記貯水タンク内の水が上記一定の経路で循環するように構成されている、請求項１に記載の水処理ユニット。
【請求項７】
上記水処理ユニットは、筒状のケーシングと、このケーシング内に収容された複数の磁石とを有しており、かつそれら複数の磁石どうしの間が、水流と交差する方向の磁力線を発生させる磁界が形成された流水路とされている、磁気ユニットである、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項８】
上記水処理ユニットは、電気分解用の電極を備えたユニット、水に超音波の照射が可能なユニット、水に遠赤外線の照射が可能なユニット、および水の濾過処理が可能なユニットのいずれかである、請求項１に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、一般家庭に供給される水道水やその他の水の水質を改善するのに用いられる水処理装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
水処理装置の一例としては、米国特許第４，２７８，５４９号公報に記載されているような磁気ユニットを用いたものがある。この磁気ユニットは、筒状のケーシング内に、複数の磁石を並べて設けたものであり、上記ケーシング内に供給された水は、上記複数の磁石どうしの間の磁界が形成された通路を通過するように構成されている。上記磁界の磁力線の方向は、水が流れる方向に対して交差する方向となっている。
【０００３】
このような構成の磁気ユニットを備えた水処理装置においては、不純物を含む水が上記磁界を通過することにより、上記磁界に変化が生じると、ファラデーの法則に基づき、起電力が生じる。このため、水やその不純物の電気分解が可能となり、たとえば水を弱アルカリ性にすることができる。また、水に磁性体としてのスケールが含まれている場合には、このスケールが磁力線に並ぼうとする動きが発生する一方、水が上記スケールの動作を妨げる抵抗力を発揮し、この抵抗力がスケールを破壊する力となる。したがって、このような原理によって、水に含まれている不純物を微細化し、水処理装置の後段に繋がれている管体内にスケールなどが堆積付着し難くすることができるという効果も得られる。さらには、上記起電力によって水に含まれている微粒子が高電位となるために、この微粒子が管体の内壁面に付着している物質に衝突したときに放電を生じさせることもできる。この放電は、上記物質を管体から剥離させる作用を促進する。したがって、管体の内壁面の清浄化が図れるといった効果も得られる。
【０００４】
図３を参照して、従来の水処理装置の具体的な構成について説明する。図示された水処理装置Ｂは、上記した構成の磁気ユニット９０、貯水タンク９１、およびポンプ９２を具備している。貯水タンク９１には、給水管９４に接続された第１の管体部９３Ａと、管体９５に接続された第２の管体部９３Ｂとが接続されている。管体９５は、たとえば家屋内に配管されており、その末端には蛇口８２が取り付けられている。第１の管体部９３Ａには、磁気ユニット９０と減圧弁９６とが取り付けられている。ポンプ９２は、貯水タンク９１内の水を管体９７を介して磁気ユニット９０に供給させるためのものであり、貯水タンク９１内の水は、このポンプ９２の駆動によって一定の経路で循環するようになっている。
【０００５】
このような構成の水処理装置Ｂによれば、貯水タンク４内の水を一定の経路で循環させることにより、磁気ユニット９０に繰り返して供給することができる。したがって、磁気ユニット９０を１回だけ通過した水よりも、水質改善がより充分になされた水を、蛇口８２から排出させることができる。
【０００６】
しかしながら、上記従来の水処理装置Ｂにおいては、次のような問題点があった。
【０００７】
第１に、蛇口８２が開操作されたときには、貯水タンク９１内の水は、給水管９４内の水圧ｐによって第２の管体部９３Ｂに流れ出るようになっている。その一方、ポンプ９２は、貯水タンク９１内の水を第２の管体部９３Ｂに向けて送り出すものではない。このため、上記従来の水処理装置Ｂにおいては、給水管９４から第１の管体部９３Ａへの水の供給がなくなった状態（断水）が発生すると、もはや貯水タンク９１内の水を蛇口８２に供給することができず、貯水タンク９１内の水を有効に、かつ簡便に利用することはできなかった。
【０００８】
第２に、上記従来の水処理装置Ｂにおいては、ポンプ９２を効率良く運転制御するための手段が設けられていなかった。このため、ポンプ９２を始動させた場合には、その後その運転を停止させるためのスイッチ操作がなされない限り、その運転が続行されていた。その一方、磁気ユニット９０を利用した水質の改善は、貯水タンク９１内の水を磁気ユニット９０に適当な回数だけ通過させれば充分になされる。したがって、水質改善が充分になされた後においても、ポンプ９２を運転させ続けることは合理的ではなく、ポンプの運転に要するエネルギおよびコストに無駄が生じていた。
【０００９】
【発明の開示】
本発明の目的は、上記問題点を解消または軽減することのできる水処理装置を提供することにある。
【００１０】
本発明によって提供される水処理装置は、給水管が一端に接続される第１の管体部と、末端に蛇口を取付けた配管部材が一端に接続される第２の管体部と、上記第１および第２の管体部のそれぞれの他端が接続された貯水タンクと、上記第１および第２の管体部の少なくとも一方に取付けられた水処理ユニットと、上記貯水タンク内の水を上記水処理ユニットを通過する一定の経路で循環させる手段と、上記貯水タンク内の水を上記第２の管体部に送り出し可能なポンプと、を具備している水処理装置であって、上記水処理ユニットは、上記第２の管体部に取付けられているとともに、上記第２の管体部の上記水処理ユニットよりも下流部分と上記貯水タンクとを連通させる第３の管体部を具備しており、かつ、上記第３の管体部に上記ポンプが取付けられていることにより、上記ポンプよって上記貯水タンク内の水が上記一定の経路で循環可能に構成されていることに特徴づけられる。
【００１１】
このような構成の水処理装置においては、上記給水管に断水が生じ、上記貯水タンク内の水を水圧を利用して上記蛇口に供給できない事態を生じても、上記ポンプを駆動させることによって、上記貯水タンク内の水を上記蛇口に供給することができる。したがって、貯水タンク内に溜められた水を有効に、かつ簡便に利用することができる。
【００１２】
【００１３】
また、上記ポンプが断水時に使用されるのに加え、上記貯水タンク内の水を一定の経路で循環させるのにも兼用されているために、ポンプの総数は１台でよい。したがって、装置のコスト上昇を抑制することができる。
【００１４】
好ましくは、上記第３の管体部から上記第２の管体部に向けて水が流れたときに、この水が上記第２の管体部を上記貯水タンクに向けて流れることを阻止可能なバルブを具備している。
【００１５】
このような構成によれば、上記給水管に断水が生じた場合において、上記貯水タンク内の水を上記第３の管体部から上記第２の管体部に送り込んだときに、その水が上記貯水タンク内に復帰されないようにして、その水を上記蛇口の方向に適切に流れるようにすることができる。
【００１６】
好ましくは、上記給水管についての断水を検知可能な断水検知手段と、上記蛇口の開閉動作を検知可能な蛇口開閉検知手段とを具備しており、かつ、上記断水検知手段によって断水が検知されているとともに、上記蛇口開閉検知手段によって上記蛇口の開動作が検知されたときには、上記ポンプが始動するように構成されている。
【００１７】
このような構成によれば、上記給水管に断水が生じた場合においても、上記蛇口の開操作を行うだけで、この蛇口から上記貯水タンク内の水を排出させることができる。上記ポンプをたとえば手動操作で始動させるような手間を不要にすることができる。
【００１８】
好ましくは、上記蛇口開閉検知手段によって上記蛇口の閉動作が検知されたときには、上記ポンプの運転が停止されるように構成されている。
【００１９】
このような構成によれば、上記ポンプの無駄な運転を防止することができるとともに、密閉された配管経路内において上記ポンプの吐出圧が異常に高められてしまうといった事態も回避することができる。
【００２０】
好ましくは、上記貯水タンク内の水量を検知可能な水量検知手段を具備しており、かつこの水量検知手段によって上記貯水タンク内の水量が所定量以下になったことが検知されたときには、上記ポンプの運転が停止されるように構成されている。
【００２１】
このような構成によれば、上記ポンプの空転防止を図ることができる。
【００２２】
好ましくは、上記水処理ユニットは、筒状のケーシングと、このケーシング内に収容された複数の磁石とを有しており、かつそれら複数の磁石どうしの間が、水流と交差する方向の磁力線を発生させる磁界が形成された流水路とされている、磁気ユニットである。
【００２３】
好ましくは、上記水処理ユニットは、電気分解用の電極を備えたユニット、水に超音波の照射が可能なユニット、水に遠赤外線の照射が可能なユニット、および水の濾過処理が可能なユニットのいずれかである。
【００２４】
好ましくは、上記蛇口の開閉動作を検知可能な蛇口開閉検知手段を具備しており、かつこの蛇口開閉検知手段によって上記蛇口の開動作後の閉動作が検知されたときには、その後上記ポンプが所定時間だけ駆動することにより、上記貯水タンク内の水が上記一定の経路で循環するように構成されている。
【００２５】
【００２６】
【００２７】
本発明のその他の特徴および利点は、以下に添付図面に基づいて説明する実施例からより明らかとなろう。
【００２８】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の好ましい実施例を、添付図面を参照して具体的に説明する。
【００２９】
図１に示すように、本実施例に係る水処理装置Ａは、第１の管体部１、第２の管体部２、第３の管体部３、貯水タンク４、磁気ユニット５、ポンプ６、コントローラ７、およびその他の後述する機器類を具備して構成されている。水処理装置Ａは、その構成部品の全てが１つの筐体７０内に収容されており、これにより装置全体のユニット化が図られている。
【００３０】
第１および第２の管体部１，２のそれぞれの一端は、貯水タンク４に接続されている。ただし、第１の管体部１の他端は、貯水施設などから一般家庭に向けて水を供給してくる給水管８０に接続されている。これに対し、第２の管体部２の他端は、家屋内に引き込み配管される管体８１に接続されている。管体８１の末端には、１または複数の蛇口８２が取付けられている。第１の管体部１には、開閉バルブＶ１、フロースイッチＳ１および減圧弁７１が取付けられている。第２の管体部２には、開閉バルブＶ２、フロースイッチＳ２、および圧力センサ７３が設けられている。第１および第２の管体部１，２は、開閉バルブＶ３を備えたバイパス管体部７２を介して直結されている。バイパス管体部７２は、給水管８０から供給されてくる水を貯水タンク４や磁気ユニット５に通すことなく、第１の管体部１から第２の管体部２に直接送り込む場合に利用される。したがって、磁気ユニット５を利用した水処理を行う通常時においては、開閉バルブＶ１，Ｖ２は開状態にあるとともに、開閉バルブＶ３は閉状態にある。
【００３１】
フロースイッチＳ１，Ｓ２は、第１および第２の管体部１，２内の水流または水流の停止をそれぞれ個別に検出し、かつその検出信号を出力するものである。蛇口８２を開閉すると、第２の管体部２内において水流やその停止が発生し、これをフロースイッチＳ２によって検知することができるために、フロースイッチＳ２は、蛇口８２の開閉検知手段としても機能する。
【００３２】
給水管８０に断水が生じた場合には、仮に蛇口８２から水の排出がなされることによって第２の管体部２に水流が生じても、第１の管体部１には水流が生じない。また、給水管８０に断水が生じると、圧力センサ７３によって検出される圧力も低下する。したがって、フロースイッチＳ２によって水流が検出されているにも拘わらず、フロースイッチＳ１によって水流が検出されていない場合には、給水管８０に断水が発生していると判断することができる。また、圧力センサ７３によって検出される圧力がかなり低下して所定値以下となった場合にも、給水管８０に断水が発生していると判断することができる。コントローラ７は、このようなことに基づいて、給水管８０に断水が発生しているか否かを判断するように構成されている。コントローラ７、圧力センサ７３、およびフロースイッチＳ１，Ｓ２は、断水検知手段として機能する。
【００３３】
貯水タンク４は、たとえば容積が１５０リットル程度の密閉状容器である。ただし、貯水タンク４の上部には、エア抜き弁４０が設けられており、第１の管体部１から供給される水が貯水タンク４内にスムーズに流入できるようになっている。貯水タンク４の内部または外部には、貯水タンク４内の水量が所定量以下となったときに、その旨の検知信号を出力するセンサ４２も設けられている。貯水タンク４の下部には、開閉バルブＶ４を備えた水抜管４１が接続されており、貯水タンク４内の水をこの水抜管４１を利用して外部に排出することも可能となっている。
【００３４】
図２によく表れているように、磁気ユニット５は、短管状のケーシング５０と、このケーシング５０内に収容された複数の磁石５１とを具備して構成されている。複数の磁石５１は、たとえば棒状の金属に着磁を施して形成された永久磁石であり、図示されていない適当な部材によって支持固定されている。複数の磁石５１どうしの間には、ケーシング５０の軸長方向に延びた複数の流水路５２が形成されている。複数の磁石５１は、互いに異なる磁極どうしが対面するように配列されており、流水路５２には、この流水路５２内を水が流れる方向とは直交する方向の磁力線を発生させる磁界が形成されている。磁気ユニット５は、ケーシング５０の両端に設けられているフランジ部５３を利用することにより、図１に示すように、第２の管体部２の途中に組み込まれている。第２の管体部２のうち、磁気ユニット５よりも下流部分には、コントローラ７による遠隔制御が可能な開閉バルブＶ５が取付けられている。
【００３５】
第３の管体部３は、第２の管体部２のうち、開閉バルブＶ５よりも下流部分であって、かつフロースイッチＳ２よりも上流の部分を、貯水タンク４に繋げるように配管されている。ポンプ６は、第３の管体部３の途中に取付けられており、貯水タンク４内の水を第２の管体部２に向けて吐出可能である。第３の管体部３のうち、ポンプ６の下流部分には、開閉バルブＶ６が設けられている。この開閉バルブＶ６も、開閉バルブＶ５と同様に、コントローラ７による遠隔制御が可能なものである。
【００３６】
コントローラ７は、水処理装置Ａの各部の動作制御を行うためのものであり、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されており、また図示しないタイマーをも有している。コントローラ７の具体的な動作制御内容の説明については、水処理装置Ａの作用の説明と併せて行う。
【００３７】
次に、上記構成の水処理装置Ａの作用およびコントローラ７の具体的な動作制御内容について説明する。
【００３８】
まず、給水管８０に断水が生じていない通常時の作用について説明する。給水管８０に断水が生じていない場合においては、コントローラ７は、常時は、開閉バルブＶ５を開状態にしているとともに、開閉バルブＶ６を閉状態にしている。また、第１ないし第３の管体部１，２，３や貯水タンク４内には、給水管８０からの水圧が作用している。したがって、蛇口８２が開操作されたときには、上記水圧によって貯水タンク４内の水を蛇口８２に供給することができる。
【００３９】
蛇口８２が開操作された後に閉操作されると、フロースイッチＳ２は、第２の管体部２内の水流の発生とその水流の停止を検知することとなり、これら一連の動作の検知信号がコントローラ７に送出される。すると、コントローラ７は、その後タイマーをセットするとともに、開閉バルブＶ６を開状態に切替えてから、ポンプ６を所定時間（たとえば２時間）だけ駆動させる制御を実行する。ただし、本発明では、開閉バルブＶ６の切替動作やポンプ６の駆動は、第２の管体部２の水流の停止後において直ちに実行させるのに代えて、たとえば５分程度の適当な時間だけ経過した後に実行させるようにしてもかまわない。
【００４０】
上記したコントローラ７の動作制御により、矢印Ｎ１〜Ｎ３に示すように、貯水タンク４内の水を、第３の管体部３から第２の管体部２内に送り込んで磁気ユニット５内に通過させから、貯水タンク４内に戻すように、一定の経路で循環させることができる。この循環過程において、磁気ユニット５内を水が通過するときに、その水質改善が行われる。この水質改善の具体的な内容は、従来技術として説明した内容と同様である。ただし、本実施例においては、図２に示したとおり、磁気ユニット５の磁石５１としては、その長手方向中間部にも着磁がなされたものが用いられており、米国特許第４，２７８，５４９号公報に記載されているもののように、磁石の長手方向両端が単にＮ極とＳ極とに別れるように着磁されたものとは、その構成が相違している。このため、互いに隣り合う複数の磁石５１どうしの長手方向中間部の磁束密度を、上記公報に記載されているものよりも高めることができ、水質改善効果を一層高めることができるのである。
【００４１】
上記したような水の循環動作は、蛇口８２の閉操作の終了の都度なされる。したがって、蛇口８２から水が排出されたことに伴って、第１の管体部１から貯水タンク４内に新たな水が流入しても、この新たな水に対しては、磁気ユニット５を利用した処理を早期に施すことが可能となり、貯水タンク４内には殆ど常に、充分な処理を終えた水を溜めておくことが可能となる。このため、水質改善が不十分な水が蛇口８２から排出される虞れを少なくすることができる。ポンプ６の駆動は、所定時間を経過するとコントローラ７の指令により停止されるために、ポンプ６の無駄な運転を回避することができる。したがって、水処理装置Ａのランニングコストを低減化することもできる。ただし、本発明においては、ポンプ６の運転時間は、常に一定である必要はない。たとえば、蛇口８２からの排出水量が少ない場合には、貯水タンク４内に新たに流入する水量も少なく、さほど長時間にわたって磁気ユニット５に水を循環供給する必要はないため、ポンプ６の運転時間を短くしてもかまわない。このようにすれば、ランニングコストを一層低減化することが可能となる。
【００４２】
次いで、給水管８０に断水が生じた場合について説明する。既に述べたとおり、給水管８０に断水が生じたか否かは、圧力センサ７３による圧力検出、あるいはフロースイッチＳ１，Ｓ２の水流または水流の停止の検出によって判断することができ、この判断はコントローラ７によってなされる。そして、コントローラ７が給水管８０に断水が生じたものと判断したときには、次のような動作制御を行う。
【００４３】
まず、たとえば第２の管体部２内の圧力が既に低下している状態において、蛇口８２が開操作されることにより、フロースイッチＳ１が第２の管体部２内の水流を検知すると、コントローラ７は開閉バルブＶ５を閉状態に切替えるとともに、開閉バルプＶ６を開状態に切替えてから、ポンプ６を始動させる。すると、貯水タンク４内の水は第３の管体部３を介して第２の管体部２に送り込まれることとなり、蛇口８２に水を供給することができる。開閉バルブＶ５が閉状態とされているために、第２の管体部２に送り込まれた水が蛇口８２とは反対の方向に流れることが確実に防止することができる。したがって、断水時であっても、水処理装置Ａへの電力供給が可能である限りは、貯水タンク４内に貯水されている水をポンプ６を利用して蛇口８２から有効に取り出すことができる。
【００４４】
コントローラ７は、その後蛇口８２が閉操作されて、フロースイッチＳ２による水流の停止が検出されると、その時点でポンプ６の駆動を停止させる。これにより、ポンプ６の吐出圧が異常に高まってしまうことを適切に防止することができる。コントローラ７は、ポンプ６の駆動中において、貯水タンク４内の水量が減少した結果、センサ４２から所定の検知信号が送出されてきたときには、蛇口８２の閉操作の有無には関係なく、ポンプ６の駆動を停止させる。これにより、ポンプ６の空転を防止し、その保護を図ることができる。
【００４５】
給水管８０の断水がその後解消された場合には、圧力センサ７３によって検出される圧力が元の値に復帰するため、コントローラ７はこれにより断水が解消したと判断し、先に述べた断水のない通常状態の動作モードに移行することとなる。既述したとおり、給水管８０の断水は、フロースイッチＳ１，Ｓ２からコントローラ７に送出される検知信号によっても判断可能であるため、フロースイッチＳ１，Ｓ２に基づいて断水であると判断された場合にも、上述したのと同様な動作制御が行われる。
【００４６】
本発明に係る水処理装置の各部の具体的な構成は、上述の実施形態に限定されず、種々に設計変更自在である。
【００４７】
たとえば、本発明においては、第２および第３の管体部２，３に、２つの開閉バルブＶ５，Ｖ６を設ける構成に代えて、第２および第３の管体部２，３どうしの接続部分に、三方切替えバルブを設けた構成としてもかまわない。このような構成であっても、三方切替えバルブを制御することによって、たとえば第３の管体部３から第２の管体部２に送り込まれた水が貯水タンク４に向けて流れることを許容したり、あるいはそのような流れを阻止するといったことを切替え選択することができ、上記実施形態と同様な作用を得ることが可能である。
【００４８】
また、本発明においては、断水時に貯水タンク内の水を送り出すためのポンプと、貯水タンク内の水を水処理ユニットに通過させるように循環させるためのポンプとを、それぞれ別個に設けた構成としてもかまわない。
【００４９】
本発明においては、水処理ユニットの具体的な構成も、上記したような構成の磁気ユニットに限定されるものではない。水処理ユニットとしては、たとえば電気分解用の電極を備えたユニット、水に超音波の照射が可能なユニット、水に遠赤外線の照射が可能なユニット、水の濾過処理が可能なユニット、あるいはこれら以外の種々のものを用いることが可能である。いずれの種類の水処理ユニットを用いるかは、メーカやユーザが任意に選択できる事項である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る水処理装置の一例を表す概略説明図である。
【図２】図２は、図１の水処理装置に用いられている磁気ユニットを表す概略断面図である。
【図３】図３は、従来の水処理装置の一例を表す概略説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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