(57)【要約】【課題】貯留室に貯留されている水から発生した気泡を集合させ、貯留室に貯留されている水の流れの円滑化を図り得、更に、大気への気泡の放出性を高めることができ、貯留室における水の浄化効率を高く維持することができる浄水器および燃料電池用改質システムを提供する。【解決手段】浄水器１は、上方から原水が供給される貯留室３を有する容器２と、容器２の貯留室３に収容され原水を浄化させる浄水生成要素４と、容器２の貯留室３の上側に設けられ通水性をもつ仕切部材５とを備えている。仕切部材５は、Ｍ重力方向の上側に設けられ貯留室３で発生した気泡７Ｍを集合させると共に集合させた気泡７Ｍを大気に放出可能な気泡集合部７と、貯留室３で発生した気泡７Ｍを気泡集合部７に案内させる気泡案内部８とを有する。【選択図】図１
2009195792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方から原水が供給される貯留室を有する容器と、前記容器の前記貯留室に収容され前記貯留室に貯留されている水を浄化させる浄水生成要素と、前記容器の前記貯留室に設けられた気泡処理部材とを具備しており、
前記気泡処理部材は、前記貯留室で発生した気泡を集合させると共に集合させた気泡を大気に放出可能な気泡集合部と、前記貯留室で発生した気泡を前記気泡集合部に案内させる気泡案内部とを有する浄水器。
【請求項２】
請求項１において、前記気泡処理部材の前記気泡集合部は、前記貯留室に貯留されている水の水面の高さ位置、または、水面の高さ位置よりも重力方向の上側に配置されていることを特徴とする浄水器。
【請求項３】
請求項１または２において、前記気泡処理部材は、前記容器の高さ方向に沿って切断した断面で、斜辺部と前記斜辺部の上端部に繋がる頂角部とを有する三角形状をもつ部分を有しており、前記頂角部の下方は前記気泡集合部を構成すると共に、前記斜辺部は前記気泡案内部を構成することを特徴とする浄水器。
【請求項４】
請求項１または２において、前記気泡処理部材は、前記容器の高さ方向に沿って切断した断面で、複数の斜辺部と斜辺部の上端部同士が交差する頂角部と、前記頂角部から重力方向の上側に向けて延設された延設部を有する逆漏斗形状を有しており、前記頂角部の下方は前記気泡集合部を構成すると共に、前記斜辺部は前記気泡案内部を構成しており、前記延設部は前記気泡集合部で集合された気泡を大気に放出させる気泡放出孔を形成することを特徴とする浄水器。
【請求項５】
請求項１〜４のうちの一項において、前記容器の前記貯留室に貯留されている水の水面の高さ位置を一定値または一定幅に設定する水位設定手段が前記容器に設けられていることを特徴とする浄水器。
【請求項６】
請求項１〜５のうちの一項において、前記気泡処理部材は、前記貯留室に設けられ前記浄水生成要素の脱落および／または飛散を抑える仕切部材を兼用することを特徴とする浄水器。
【請求項７】
燃料原料を水蒸気で改質することにより水素を含む改質ガスを生成する改質部と、前記改質部に供給する水蒸気を生成する蒸発部と、原水を浄化させて浄水とする浄水器と、前記浄水器で浄化された浄水を前記蒸発部に供給する供給通路とを有する燃料電池用改質システムにおいて、前記浄水器は請求項１〜６のうちの一項に係る浄水器で構成されていることを特徴とする燃料電池用改質システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は原水を浄化させる浄水器および燃料電池用改質システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図９に示すように、上方から原水が供給される貯留室３Ｘを有する容器２Ｘと、容器２Ｘの貯留室３Ｘに収容され原水を浄化させる浄水生成要素４Ｘと、容器２Ｘの貯留室３Ｘの上側に設けられ通水性をもつ水平板状をなす仕切部材５Ｘとを備える浄水器が知られている（特許文献１）。このものによれば、上方から原水が貯留室３Ｘに供給される。貯留室３Ｘに供給された原水は、浄水生成要素４Ｘにより浄化され、底側から吐出される。
【特許文献１】特開２００２−２６３６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した浄水器によれば、図９に示すように、仕切部材５Ｘは水平板状をなしており、気泡を案内させる機能を有する気泡案内部が仕切部材５Ｘに設けられていない。このため、図９に示すように、仕切部材５Ｘと浄水生成要素４Ｘとの間隔が開いた場合など原水や浄水生成要素４Ｘに含まれていた空気や炭酸ガス等の気体が、気泡として貯留室３Ｘにおいて仕切部材５Ｘの下面側に過剰に残留することがある。この場合、貯留室３Ｘにおける水の円滑な流れを阻害するおそれがある。このため、貯留室３Ｘに原水を投入したとしても、貯留室３Ｘにおける水の流れの均一性が充分でなくなるおそれがある。この場合、貯留室３Ｘに貯留されている水の浄化効率を高めるためには、好ましくない。このため気泡を積極的に集合させ、大気への放出性を高めることが要請されている。
【０００４】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、貯留室に貯留されている水から発生した気泡を集合させ、貯留室に貯留されている水の流れの円滑化を図り得、更に、大気への気泡の放出性を高めることができ、貯留室における水の浄化効率を高く維持することができる浄水器および燃料電池用改質システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
様相１に係る浄水器は、上方から原水が供給される貯留室を有する容器と、容器の貯留室に収容され貯留室に貯留されている水を浄化させる浄水生成要素と、容器の貯留室に設けられた気泡処理部材とを具備しており、気泡処理部材は、貯留室で発生した気泡を集合させると共に集合させた気泡を大気に放出可能な気泡集合部と、貯留室で発生した気泡を気泡集合部に案内させる気泡案内部とを有することを特徴とする。
【０００６】
仮に気泡が貯留室の水面全体に過剰に分散されると、気泡が貯留室の水面全体に広く拡がるおそれがある（図９参照）。この場合、容器の貯留室に原水を投入するとき、原水の円滑な流れを妨げる面積が増加するおそれがある。この点について本発明によれば、貯留室において発生した気泡は、気泡案内部に案内されて気泡集合部に集合する。故に、気泡が貯留室の水面全体に過剰に広く拡がるおそれが低減される。従って、容器の貯留室に原水を投入するとき、気泡が原水の円滑な流れを妨げることが抑制される。
【０００７】
更に、貯留室において発生した気泡は、気泡案内部に案内されて気泡集合部に集合し、大気へ放出され易くなる。この意味においても、気泡が原水の円滑な流れを妨げることが抑制される。故に、貯留室に貯留されている原水を効率よく浄化させるのに有利となる。更に浄化された水の流れの円滑化も図り得る。
【０００８】
容器は、上方から原水が供給される貯留室を有する。容器は円筒形状でも、四角筒形状でも、三角筒形状でも良い。原水とは、浄水の原料となる水を意味し、水道水、井戸水、凝縮水、雨水、自然界の水、工業用の水等が例示される。凝縮水は水蒸気が凝縮した水を意味する。凝縮水といえども、配管経路から物質を含むことがある。浄水生成要素は容器の貯留室に収容されており、原水を浄化させる機能を有する。浄水とは、浄化されて不純物が原水よりも少ないか、あるいは、無い水を意味する。浄化させるとは、原水に含まれているＨ２Ｏ以外の物質を低減または除去させることをいう。浄水生成要素は原水を浄化させる機能を有すれば、材質および構造は何でも良く、イオン交換樹脂、活性炭等が例示され、その形態としては粒の集合体、シート状、繊維状等が例示される。
【０００９】
気泡処理部材は容器の貯留室に設けられている。気泡処理部材は複数の通水孔をもつ部材で形成したり、あるいは、多孔質性を有する材質で形成したりできる。気泡集合部は、気泡案内部よりも重力方向の上側に設けられており、貯留室で発生した気泡を集合させると共に集合させた気泡を大気に放出可能とする。本明細書では、『重力方向の上側』とは、重力方向の直上側、重力方向に沿った斜め上側側を含む意味である。気泡案内部は、貯留室で発生した原水中の気泡を気泡集合部に向けて案内させる機能をもつ。気泡処理部材は、重力方向の上側に凸を形成する形状が例示される。
【００１０】
様相２に係る浄水器によれば、上記様相において、気泡処理部材の気泡集合部は、貯留室に貯留されている水の水面の高さ位置、または、水面の高さ位置よりも重力方向の上側に配置されていることを特徴とする。この場合、気泡集合部は水面の高さ位置、または、水面の高さ位置よりも上側に位置するため、気泡集合部に集合した気泡は大気と接触して破裂し、大気に放出され易くなる。
【００１１】
様相３に係る浄水器によれば、上記様相において、気泡処理部材は、容器の高さ方向に沿った断面で、斜辺部と斜辺部の上端部に繋がる頂角部とを有する三角形状をもつ部分を有しており、頂角部の下方は気泡集合部を構成すると共に、斜辺部は気泡案内部を構成することを特徴とする。この場合、貯留室で発生した気泡は、斜辺部である気泡案内部に沿って、頂角部である気泡集合部に向けて上昇し、頂角部である気泡集合部から大気に放出され易くなる。頂角部の角度としては特に限定されず、１０〜１６０°の範囲内、殊に２０〜１４０°の範囲内、４５〜１２０°の範囲内で適宜設定できる。
【００１２】
様相４に係る浄水器によれば、上記様相において、気泡処理部材は、容器の高さ方向に沿った断面で、複数の斜辺部と斜辺部の上端部同士が交差する頂角部と、頂角部から重力方向の上側に向けて延設された延設部を有する逆漏斗形状を有しており、頂角部の下方は気泡集合部を構成すると共に、斜辺部は気泡案内部を構成しており、延設部は気泡集合部で集合された気泡を大気に放出させる気泡放出孔を形成することを特徴とする。この場合、貯留室で発生した気泡は、斜辺部である気泡案内部に沿って、頂角部である気泡集合部に向けて上昇し、頂角部である気泡集合部から気泡放出孔に至り、気泡放出孔から大気に放出される。
【００１３】
様相５に係る浄水器によれば、上記様相において、容器の貯留室に貯留されている水の水面の高さ位置を一定値または一定幅に設定する水位設定手段が設けられていることを特徴とする。この場合、貯留室において水面の高さ位置を一定値または一定幅に維持することができるため、気泡が大気に接触する位置（水面の位置）を一定値または一定幅に維持することができる。つまり、気泡が大気に放出される位置を一定値または一定幅に維持することができる。
【００１４】
様相６に係る浄水器によれば、上記様相において、気泡処理部材は、貯留室に設けられ浄水生成要素の脱落および／または飛散を抑える仕切部材を兼用することを特徴とする。この場合、気泡処理部材は仕切部材を兼用するため、部品点数の増加を抑えることができる。
【００１５】
様相７に係る燃料電池用改質システムは、燃料原料を水蒸気で改質することにより水素を含む改質ガスを生成する改質部と、改質部に供給する水蒸気を生成する蒸発部と、原水を浄化させて浄水とする浄水器と、浄水器で浄化された浄水を蒸発部に供給する供給通路とを有する改質システムにおいて、浄水器は上記した様相に係る浄水器で構成されていることを特徴とする。この場合、貯留室において発生した気泡は気泡案内部に沿って移動し、気泡を放出可能な気泡集合部に集合される。従って、貯留室における気泡を集合させ、その放出性を高めることができる。従って、気泡が貯留室に残留することが低減される。故に、貯留室に貯留されている水の流れが過剰の気泡で影響されることが低減される。故に、貯留室に貯留されている原水の浄化に有利となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、貯留室において発生した気泡は、気泡案内部に案内されて気泡集合部に集合する。故に、気泡が貯留室の水面全体に過剰に広く拡がるおそれが低減される。従って、容器の貯留室に原水を投入するとき、気泡が原水の円滑な流れを妨げることが抑制される。
【００１７】
更に、貯留室において発生した気泡は、気泡案内部に案内されて気泡集合部に集合し、大気へ放出され易くなる。この意味においても、気泡が原水の円滑な流れを妨げることが抑制される。故に、貯留室に貯留されている原水を効率よく浄化させるのに有利となる。更に浄化された水の流れの円滑化も図り得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施形態１）
本実施形態は、燃料電池改質システム等の産業機器、家庭用機器に使用される浄水器に適用したものである。図１は実施形態１に係る浄水器の断面を示す。図１は重力方向（矢印Ｇ方向）に沿って、つまり容器１の高さ方向に沿って切断した断面を示す。図１に示すように、浄水器１は、自重濾過型の浄水器であり、容器２（材質：例えば金属、硬質樹脂、セラミックス）を有する。容器２は、第１貯留室３ｆをもつ第１容器２ｆと、第２貯留室３ｓをもつ第２容器２ｓと、第１貯留室３ｆの底部と第２貯留室３ｓの底部とを連通する連通管２ｍとをもつ。第１容器２ｆおよび第２容器２ｓは横に並設されている。第２容器２ｓは大気連通口２ｗをもつ。
【００１９】
第１容器２ｆの第１貯留室３ｆ、第２容器２ｓの第２貯留室３ｓには、浄水生成要素４がそれぞれ収容されている。浄水生成要素４は原水を浄化させる機能を有する。浄水生成要素４は、イオン交換樹脂、活性炭等の粒子（サイズ：例えば１〜３０ミリメートルの範囲内の任意値）の集合体で形成されている。第１貯留室３ｆに貯留されている水の水面３０ｆよりも上側は、大気に連通されている。第２貯留室３ｓに貯留されている水の水面３０ｓよりも上側は、大気に連通されている。
【００２０】
第１容器２ｆは、第１貯留室３ｆの上面開口で形成され大気に連通する原水投入開口２０を有する。第１容器２ｆの第１貯留室３ｆの上側には、気泡処理部材として機能できる仕切部材５が設けられている。
【００２１】
仕切部材５は、第１貯留室３ｆの全面を包囲しており、重力方向の上方に向けて凸となる形状を有する。仕切部材５は第１容器２ｆの第１貯留室３ｆに対して重力方向（矢印Ｇ方向）の真上側に設けられており、原水投入開口２０の全域に対面している。仕切部材５は厚み方向に通水可能であり、複数の通水孔をもつ多孔部材で形成したり、あるいは、連通状態の細孔を有する発泡材料などの多孔質性を有する材質で形成したりできる。第２仕切部材６は第１容器２ｆの第１貯留室３ｆの下側に設けられており、通水性をもち、浄水吐出開口２１に対面している。第２仕切部材６は仕切部材５と同様に、複数の通水孔をもつ多孔部材で形成したり、あるいは、多孔質性を有する材質で形成したりできる。仕切部材５および第２仕切部材６により、第１容器１ｆからの浄水生成要素４の脱落および飛散は、防止されている。このように仕切部材５は、浄水生成要素４の脱落および飛散を防止する機能と、気泡７Ｍを消失処理する機能とを併有する。このため部品点数の増加が抑制される。なお、図１は浄水器１の概念図を示すため、浄水生成要素４のサイズ、気泡７Ｍのサイズは図１に制約されるものではない。
【００２２】
図１に示すように、第２容器２ｓの第２貯留室３ｓの上側には、通水性をもつ仕切部材５Ｂが設けられている。第２容器２ｓの第２貯留室３ｓの下側には、第２仕切部材６Ｂが設けられている。仕切部材５Ｂおよび第２仕切部材６Ｂにより、第２容器１ｓからの浄水生成要素４の脱落および／または飛散は、防止されている。
【００２３】
さて使用時には、原水投入開口２０から原水（純度が必ずしも充分でない水）が第１貯留室３ｆに投入される。投入された原水は、第１貯留室３ｆ内の浄水生成要素４により浄化され、純水度が次第に高くなる。このように浄化された水は連通管２ｍから第２貯留室３ｓに至り、第２貯留室３ｓ内の浄水生成要素４により更に浄化される。このように水の純水度は更に高くなる。このように浄化された水は、第２容器２ｓの上側の浄水吐出開口２１Ｂから自然に吐出される。浄水吐出開口２１Ｂの高さ位置ＨＡは、第２貯留室３ｓの水面３０ｓの高さを規定する。ここで、第２貯留室３ｓの水面３０ｓの高さ位置と、第１貯留室３ｆの水面３０ｆの高さ位置とは、等しく設定されている。第２貯留室３ｓと第１貯留室３ｆとは連通管２ｍで連通されているためである。従って、浄水吐出開口２１Ｂおよび連通管２ｍは、第１容器２ｆの第１貯留室３ｓに貯留されている水の水面３０ｆの高さ位置を一定値または一定幅に設定する水位設定手段として機能することができる。
【００２４】
上記したように吐出開口２１Ｂの高さ位置ＨＡと、第２貯留室３ｓの水面３０ｓの高さ位置と、第１貯留室３ｆの水面の高さ位置とが同一である場合には、第１貯留室３ｆに新しく投入される原水に相当する流量の水が第２貯留室３ｓの吐出開口２１Ｂから吐出される。
【００２５】
さて本実施例によれば、図１に示すように、第１貯留室３ｆに設けられているＭ仕切部材５は、気泡集合部７と、気泡案内部８とを構成する。気泡集合部７は、気泡７Ｍが集合する部位であり、第１貯留室３ｆの水面３０ｆに対して重力方向（矢印Ｇ方向）の上側に設けられている。従って、気泡集合部７は、第１貯留室３ｆ内の水または浄水生成要素４から発生した気泡７Ｍを集合させる機能を有すると共に、集合させた気泡７Ｍを水面３０ｆから大気に放出可能とする機能を有する。
【００２６】
気泡案内部８は、第１貯留室３ｆで溜められている水から発生した気泡７Ｍを気泡集合部７に向けて矢印Ｗ２方向に案内させる機能をもつ。ここで、第１貯留室３ｆにおいて発生した気泡７Ｍは、水に比較して低比重であるため、第１貯留室３ｆの水の内部を浮上して気泡案内部８に当たる。すると気泡７Ｍは気泡案内部８の傾斜に沿って案内されて移動し、気泡集合部７に集合する。気泡集合部７に集合された気泡７Ｍは水面３０ｆにおいて破裂し、気泡７Ｍを形成していたガスは、水面３０ｆの大気に放出される。
【００２７】
ここで、図１に示すように、気泡集合部７は、第１貯留室３ｆに貯留されている水の水面３０ｆ上、あるいは、水面３０ｆよりも重力方向（矢印Ｇ方向）の上側に位置している。このため、気泡集合部７に集合した気泡７Ｍは、水面３０ｆにおいて破裂し、気泡７Ｍのガスは水面３０ｆ上の大気に放出される。このように気泡集合部７に集合した気泡７Ｍが水面３０ｆ上において大気に放出されると、過剰の気泡７Ｍが第１貯留室３ｆに残留しないことになる。このため第１貯留室３ｆに残留する過剰の気泡７Ｍの影響で、第１貯留室３ｆを流れる水の流れが損なわれることが抑制される。よって、第１貯留室３ｆにおいて浄水生成要素４で原水を均一的に浄化させることができる。故に、第１貯留室３ｆにおいて浄水を生成させる浄化効率を高めることができる。
【００２８】
図１は、重力方向（矢印Ｇ方向）に沿って切断した断面を示す。図１に示すように、仕切部材５は、互いに対向する第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂと、頂角部５ｍとを有する三角形状をもつ部分を備えている。第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂについては、体積比で、半分程度または半分以上は、第１貯留室３ｆ内の水に浸漬されている。頂角部５ｍでは、第１斜辺部５ａの上端部および第２斜辺部５ｂの上端部が交差する。ここで、頂角部５ｍの下方（真下）は空間状の気泡集合部７とされている。気泡集合部７は、第１貯留室３ｆの水面３０ｆの高さ位置、または、水面３０ｆの高さ位置よりも重力方向の上側に位置している。
【００２９】
第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂは重力方向に対して傾斜しており、気泡７Ｍを案内させる気泡案内部８を構成する。この場合、貯留室３において発生した気泡７Ｍは水よりも比重が軽いため、水中を浮上し、第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂ（気泡案内部８）に当たる。すると、気泡７Ｍは、第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂ（気泡案内部８）の傾斜に沿って矢印Ｗ２方向に向けて上側に移動し、頂角部５ｍの下方、すなわち気泡集合部７に至り、気泡集合部７において大気に触れて破裂し、気泡の空気は水面３０ｆ上の大気に放出される。なお、頂角部５ｍの交差角度θ１としては特に限定されず、１０〜１６０°の範囲内、殊に２０〜１４０°の範囲内、４５〜１２０°の範囲内で適宜設定できる。
【００３０】
以上説明したように本実施形態によれば、浄水器１の第１貯留室３ｆにおいて発生した気泡は、第１貯留室３ｆ内の水中を浮上すると、気泡案内部８に当たり、気泡案内部８（斜辺部５ａ，５ｂ）の傾斜に案内されて移動し、気泡集合部７に局部的に集合する。故に、気泡が第１貯留室３ｆの水面３０ｆ全体に過剰に広く拡がるおそれが低減される。従って、第１容器２ｆの第１貯留室３ｆに原水を投入するとき、気泡が原水の円滑な流れを妨げることが抑制される。
【００３１】
更に、第１貯留室３ｆにおいて発生した気泡は、気泡案内部８の傾斜に案内されて気泡集合部７に局部的に集合し、気泡案内部８の空気、すなわち、水面３０ｆの大気に触れて、大気へ放出され易くなる。この意味においても、気泡が原水の円滑な流れを妨げることが抑制される。更に浄化された水の流れの円滑化も図り得る。よって、第１貯留室３ｆにおいて浄水生成要素４で原水を浄化させて浄水を生成させる浄化効率を高めることができる。故に、第１貯留室３ｆに貯留されている原水の浄化に有利となる。
【００３２】
前述したように、浄水吐出開口２１Ｂおよび連通管２ｍは、第１容器２ｆの第１貯留室３ｓに貯留されている水の水面３０ｆの高さ位置を一定値に設定する水位設定手段として機能することができる。このため仕切部材５の頂角部５ｍの下方に存在する水面３０ｆの高さ位置を一定に設定することができる。このため頂角部５ｍの下方に位置する気泡集合部７に集合させた気泡７Ｍを水面３０ｆの大気に触れさせて破裂させ、水面３０ｆ上の大気に効率よく放出させることができる。
【００３３】
更に、浄水生成要素４が消耗品である場合には、浄水生成要素４を交換するときがある。このように浄水生成要素４を交換するとき、乾燥状態の浄水生成要素４が使用される。この場合には浄水生成要素４は空気等のガスを含むことがある。このため、浄水生成要素４を交換したときには、第１貯留室３ｆにおいて浄水生成要素４等から多数の気泡７Ｍが生成されることがあるが、この点について本実施形態によれば、上記した構造により、生成された気泡７Ｍの集合性、大気への排出性を高めることができる。
【００３４】
なお、第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂの気孔率は高く設定されており、原水投入開口２０から第１貯留室３ｆに投入された原水は、ほぼ鉛直方向に沿って第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂを通過する。この場合、万一、頂角部５ｍ（気泡集合部７）の下方に気泡７Ｍが残留しているときであっても、残留している気泡７Ｍは、投入される原水の重量に基づく衝撃によって破裂されるため、気泡集合部７に集合している気泡７Ｍの消失化を促進させる効果を期待できる。
【００３５】
また図１に示すように、第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂは、頂角部５ｍ（気泡集合部７）から離間するように下降傾斜している。従って第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂの気孔率を少な目に設定すれば、原水投入開口２０から第１貯留室２ｆに供給される原水を頂角部５ｍ（気泡集合部７）からできるだけ遠ざけるように矢印Ｗ１方向に沿って案内させる比率を高めることができる。故に、万一、頂角部５ｍ（気泡集合部７）に気泡７Ｍが過剰に残留しているときであっても、原水供給が気泡７Ｍの影響を受けることを低減させることができる。
【００３６】
なお、第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂは、断面において、頂角部５ｍ（気泡集合部７）から離間するように下降傾斜している。このため仕切部材５の構造としては、第１容器１ｆが円筒形状の場合には、頂角部５ｍを頂点とする円錐構造でも良い。あるいは、第１容器１ｆが四角筒形状の場合には、第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂは、図１の紙面の厚み方向にほぼ平行にされている構造でも良い。また本実施形態によれば、気泡７Ｍの移動性を高めるべく、必要に応じて、第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂの下面に、フッ素樹脂等の撥水材（撥水膜）を設けることもできる。
【００３７】
（実施形態２）
図２は実施形態２を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。図２に示すように、第１容器２ｆの上側には、気泡処理部材としての仕切部材５が設けられている。仕切部材５は、第１容器２ｆの高さ方向に沿った断面で、互いに対向する第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂと、第１斜辺部５ａの上端部および第２斜辺部５ｂの上端部が交差する頂角部５ｍと、頂角部５ｍから重力方向の上側に向けて鉛直方向に沿って延設されたパイプ形状の延設部９を有する。従って、仕切部材５は断面で逆漏斗形状を有する。
【００３８】
ここで前記した実施形態と同様に、頂角部５ｍの下方は気泡集合部７を構成する。第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂは、第１貯留室３ｆの水に浸漬されており、気泡案内部８を構成する。延設部９は縦筒形状をなしており、頂角部５ｍから重力方向（矢印Ｇ方向）の真上（上側）に向けて延設されている。図２に示すように、延設部９の下端部９ｄは、第１貯留室３ｆの水面３０ｆよりも下方に位置している。延設部９の上端部９ｕは、第１貯留室３ｆの水面３０ｆよりも上側に突出しており、大気に臨んでいる。延設部９の上端部９ｕは、気泡集合部７で集合された気泡７Ｍを水面３０ｆ上の大気に放出させる気泡放出孔９ｋを形成する。この場合、気泡７Ｍは水に比較して低比重であるため、貯留室３の水中を浮上し、第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂ（気泡案内部８）に当たる。すると、気泡７Ｍは第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂ（気泡案内部８）の傾斜に沿って移動し、頂角部５ｍの下方の気泡集合部７に至る。更に気泡７Ｍは気泡集合部７から延設部９内を上昇し、延設部９の上端部９ｕの気泡放出孔９ｋから大気に放出される。なお、気泡７Ｍの放出性を高めるべく、必要に応じて、延設部９の内壁面９ｉには、フッ素樹脂等の撥水材（撥水膜）を保持しておくこともできる。
【００３９】
（実施形態３）
図３実施形態３を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。図３に示すように、気泡処理部材として機能できる仕切部材５は、断面で、互いに対向する第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂと、疎水性フィルタ部材６０とを有する。疎水性フィルタ部材６０は、第１斜辺部５ａの上端部および第２斜辺部５ｂの上端部が交差する頂角部に相当する領域に設けられている。疎水性フィルタ部材６０は、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等の撥水材で撥水化処理された多数の通気孔６０ｃをもつ。通気孔６０ｃは上下方向に沿って連通している。疎水性フィルタ部材６０は強い疎水性をもつ。このため、疎水性フィルタ部材６０の通気孔６０ｃの内壁面に水が接触することは制限されており、気体の通過を促進できる。
【００４０】
ここで、疎水性フィルタ部材６０の下面６０ｄは、気泡集合部７として機能することができる。第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂは気泡案内部８を構成する。この場合、第１貯留室３ｆにおいて気泡７Ｍは、浮上して第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂ（気泡案内部８）に当たると、第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂ（気泡案内部８）に傾斜に沿って移動し、疎水性フィルタ部材６０に至り、疎水性フィルタ部材６０の通気孔６０ｃから上側に流れ、更に、水面３０ｆから大気に放出される。
【００４１】
（実施形態４）
図４は実施形態４を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。図４に示すように、上記した仕切部材５Ｃは、重力方向（矢印Ｇ方向）に沿って切断した断面で、互いに対向する第１斜辺部５ａおよび第２斜辺部５ｂと、第１斜辺部５ａの上端部および第２斜辺部５ｂの上端部が交差する頂角部５ｍとを有する三角形状をもつ部分を備えている。図４に示すように、仕切部材５Ｃは、上記した三角形状をもつ部分を複数備えている。従って頂角部５ｍの下方の気泡集合部７は複数個設けられている。従って気泡集合部７が複数個設けられているため、気泡７Ｍの放出性を高めることができる。
【００４２】
（実施形態５）
図５は実施形態５を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。図５に示すように、上記した仕切部材５については、頂角部５ｍは、第１貯留室３ｆに貯留されている水の水面３０ｆよりも重力方向の上側に位置している。頂角部５ｍの下方は気泡集合部７を構成している。そして、フロート２００が頂角部５ｍの下方に位置するように水面３０ｆに浮遊する。水の表面張力、水に含まれている成分等の影響によっては、気泡７Ｍが破裂しにくくなることがある。原水投入時等において、原水投入の衝撃により水面３０ｆ上をフロート２０が揺動する。従って、万一、頂角部５ｍの下方の気泡集合部７に気泡７Ｍが過剰に残留するようなときであっても、水面３０ｆにおいて揺動するフロート２００が残留気泡７Ｍに当たる。すると、気泡集合部７において残留している気泡７Ｍの破裂をフロート２００が促進させる。このように気泡７Ｍの破裂性を高めるため、フロート２００は針等の突起２０１を有することができる。なお、突起２０１を有していなくても良い。
【００４３】
（実施形態６）
図６は実施形態６を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。図６に示すように、容器２は、第１貯留室３ｆをもつ第１容器２ｆと、縦長の第２貯留室３ｓをもつ縦長の第２容器２ｓと、第１貯留室３ｆの底部と第２貯留室３ｓの底部とを連通する連通管２ｍとをもつ。第１容器２ｆの第１貯留室３ｆには浄水生成要素４が収容されている。第２容器２ｓの第２貯留室３ｓには浄水生成要素４が収容されていない。
【００４４】
（実施形態７）
図７は実施形態７を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。図７に示すように、容器２は、貯留室３と、貯留室３の上面開口で形成された原水投入開口２０と、貯留室３の底部に設けられた浄水吐出開口２１Ｗとを有する。浄水吐出開口２１Ｗから下方に延設された吐水管２７に開閉弁２８が設けられている。貯留室３に設けられた第１水位センサ３ｗが貯留室３の水面３０ｆを検知すると、その検知信号は制御部２９に入力され、制御部２９は開閉弁２８を開弁させる。貯留室３に設けられた第２水位センサ３ｙが貯留室３の水面３０ｆの低下を検知すると、その検知信号は制御部２９に入力され、制御部２９は開閉弁２８を閉弁させる。第１水位センサ３ｗよりも下方に第２水位センサ３ｙは設けられている。上記したように貯留室３の水面３０ｆの水位は、上側の第１水位センサ３ｗと下側の第２水位センサ３ｙとの間に維持される。この結果、頂角部５ｍは、貯留室３に溜められている水の水面３０ｆよりも上側に位置している。このため頂角部５ｍの下方の気泡集合部７に集合させた気泡７Ｍを、水面３０ｆにおいて破裂させて大気に放出させ易い。従って、第１水位センサ３ｗ、第２水位センサ３ｙ、開閉弁２８および制御部２９は、容器２の貯留室３に貯留されている水の水面３０ｆの高さ位置を一定幅に設定する水位設定手段として機能することができる。
【００４５】
（適用形態１）
図８は適用形態１を示す。本適用形態は定置用または車両用の燃料電池用改質システムに適用している。図８に示すように、改質システムは、第１容器２ｆおよび第２容器２ｓを並設して有する浄水器１と、浄水器１で浄化された改質用の水を溜めるタンク１００と、燃料電池のスタック１０１と、タンク１００に溜められている水を蒸発部１０３に向けて水搬送源（例えばポンプ）１０２により供給する供給通路１０４と、燃料原料（例えば炭化水素系のガス）を水蒸気改質によりアノードガス（水素含有ガスまたは水素ガス）とする改質部１０５と、蒸発部１０３と改質部１０５とを繋ぐ水蒸気供給通路１０６と、アノードガスとなる燃料原料を改質部１０５に供給する燃料通路１０７と、改質反応に適するように改質部１０５を高温に加熱する燃焼部１０８と、燃焼部１０８に燃焼用燃料を供給する燃焼用燃料供給通路１０９と、改質部１０５で生成されたアノードガス（水素含有ガス）を凝縮器２１１を介して燃料電池のスタック１０１のアノードに供給するアノードガス供給通路１１０と、スタック１０１で発電された発電済みのアノードオフガスを凝縮器２１３を介して燃焼部１０８に供給して燃焼部１０８で燃焼させるアノードオフガス通路２１５と、燃焼部１０８で燃焼済みの排ガスを凝縮器２１７を介して排気させる排気通路２１９とを有する。
【００４６】
図８に示すように、凝縮器２１１と浄水器１の第１容器２ｆとを開閉弁３１１を介して連通させる連通路３１０が設けられている。凝縮器２１３と浄水器１の第１容器２ｆとを開閉弁３１３を介して連通させる連通路３１４が設けられている。凝縮器２１７と浄水器１の第１容器２ｆとを開閉弁３１６を介して連通させる連通路３１７が設けられている。更に、浄水器１の第１容器２ｓに水道水（原水）を開閉弁１１２を介して供給する水道水通路１１１（原水供給通路）が設けられている。上記したスタック１０１は膜電極接合体を有する。膜電極接合体は、電解質膜をアノード極およびカソード極で挟持して形成されている。電解質膜は、炭化フッ素系，炭化水素系等の高分子系膜、または、無機系膜とされている。
【００４７】
浄水器１は上記実施形態に係る浄水器に相当する。従って、第１容器２ｆおよび第２容器２ｓには、浄水生成要素４がそれぞれ収容されている。浄水生成要素４は、イオン交換樹脂の粒子の集合体で形成されている。第１容器２ｆの浄水生成要素４で浄化された水は、第２容器２ｓの浄水吐出開口２１Ｂから吐出され、連通管２ｍを介して第２容器２ｓに供給される。第２容器２ｓに溜められた水は、タンク１００に供給される。タンク１００内の水は水搬送源１０２により蒸発部１０３に供給され、蒸発部１０３で加熱されて水蒸気となる。その水蒸気は改質部１０５に供給される。改質部１０５に供給された燃料原料は、水蒸気により改質され、水素を含むアノードガスとなる。アノードガスは凝縮器２１１を介してスタック１０１のアノードに供給される。カソードガスはカソードガス供給通路４００からスタック１０１のカソードに供給される。これによりスタック１０１で発電反応が発生する。発電反応を経たアノードオフガスは燃焼成分を有するため、凝縮器２１３を介して燃焼部１０８に供給されて燃焼される。燃焼部１０８で燃焼された排ガスは凝縮器２１７を経て大気に排出される。凝縮器２１１，２１３，２１７では、これらを通過するガスに含まれている水蒸気が凝縮するため、凝縮水が生成される。凝縮器２１１の凝縮水は、開閉弁３１１が開閉すると、浄水器１の第１容器２ｆに原水として供給される。凝縮器２１３の凝縮水は、開閉弁３１３が開閉すると、浄水器１の第１容器２ｆに原水として供給される。凝縮器２１７の凝縮水は、開閉弁３１６が開閉すると、浄水器１の第１容器２ｆに原水として供給される。凝縮水は配管経路から物質が含有されることがあるため、浄水器１で凝縮水を清浄化させることは重要である。このように燃料電池システムで発生した凝縮水を水蒸気改質するための改質用水として利用するため、水循環サイクルが実現されている。凝縮水が不足する場合には、開閉弁１１２が開放し、水道水が浄水器１の第１容器２ｆに原水として供給される。水道水は塩素や鉄分等を含むため、浄水器１で水道水を清浄化させることは重要である。
【００４８】
上記した燃料電池用改質システムにおいては、浄水器１の第１容器２ｆの第１貯留室３ｆにおいて、過剰に残留する気泡により水の円滑な流れが損なわれると、蒸発部１０３に供給される浄水（改質用の水）の単位時間あたりの流量を過剰に減少させるおそれがある。この場合、スタック１０１における発電出力が低下するおそれがある。このため浄水器１の内部における残留気泡を積極的に除去することが好ましい。この点について、上記した実施形態に係る浄水器１によれば、浄水器１の第１容器２ｆの第１貯留室３ｆにおける残留気泡を積極的に除去することができるため、スタック１０１の発電出力の低下を抑制するためには、有意義である。
【００４９】
（その他）
本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。浄水器は燃料電池用改質システム以外にも適用でき、例えば、飲料用浄水システム、工業用浄水システムに利用できる。原水としては上記した水に限定されず、家庭用機器、産業機器で発生した水でも良い。上記した記載から次の技術的思想も把握できる。浄水生成要素４は粒状に限定されず、シート状でも、繊維状でも、ブロック状でも良い。
［付記項１］上方から原水が供給される貯留室を有する容器と、前記容器の前記貯留室に収容され前記貯留室に貯留されている水を浄化させる浄水生成要素とを具備する浄水器であって、貯留室の水面上に浮遊する気泡破裂用のフロートが設けられていることを特徴とする浄水器。原水の投入よりフロートが揺動するため、水面上に残留する気泡の破裂が期待される。
［付記項２］上方から原水が供給される貯留室を有する容器と、前記容器の前記貯留室に収容され前記貯留室に貯留されている水を浄化させる浄水生成要素と、前記容器の前記貯留室に設けられた気泡処理部材とを具備しており、前記気泡処理部材は、前記貯留室で発生した気泡を集合させると共に集合させた気泡を大気に放出可能な気泡集合部と、前記貯留室で発生した気泡を前記気泡集合部に案内させる気泡案内部とを有しており、気泡集合部および／または気泡案内部は撥水材を有することを特徴とする浄水器。撥水材は水の接触角を大きくさせ、水を弾くため、気泡の移動性の確保に有利である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は例えば定置用、車両用、電子機器用、電機機器用、可搬用の燃料電池システムに利用できる。更には産業機器用の浄水器、飲食用の浄水器に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施形態１に係り、浄水器の概念を示す断面図である。
【図２】実施形態２に係り、浄水器の概念を示す断面図である。
【図３】実施形態３に係り、浄水器の概念を示す断面図である。
【図４】実施形態４に係り、浄水器の概念を示す断面図である。
【図５】実施形態５に係り、浄水器の概念を示す断面図である。
【図６】実施形態６に係り、浄水器の概念を示す断面図である。
【図７】実施形態７に係り、浄水器の概念を示す断面図である。
【図８】適用形態に係り、燃料電池用改質システムの概念を示すシステム図である。
【図９】従来技術に係り、浄水器の概念を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１は浄水器、２ｆは第１容器、２ｍは連通管（水位設定手段）、２１Ｂは浄水吐出開口（水位設定手段）、２ｓは第２容器、３ｆは第１貯留室、３ｓは第２貯留室、３０ｆは水面、３０ｓは水面、４は浄水生成要素、５は仕切部材（気泡処理部材）、５ａは第１斜辺部、５ｂは第２斜辺部、５ｍは頂角部、６は仕切部材、７は気泡集合部、８は気泡案内部、９は延設部、６０はフィルタ部材、２８は開閉弁、１００はタンク、１０１はスタック、１０２は水搬送源、１０３は蒸発部、１０４は供給通路、１０５は改質部、１０６は水蒸気供給通路、１０７は燃料通路、１０８は燃焼部、１０９は燃焼用燃料供給通路、１１０はアノードガス供給通路、１１１は水道水通路、２１１，２１３，２１７は凝縮器を示す。
【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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