(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を取込み口から取込み、当該取込んだ原水を原水供給口から直接外部へ供給するか又は後段側へ供給するかの切換を行なう原水切換弁と、前記原水切換弁から後段側へ供給される原水を濾過して純水を供給すると共に、当該純水を濾過された残りの残余原水を排出する逆浸透膜と、前記逆浸透膜から排出される残余原水を前記原水切換弁の原水供給口から外部へ供給させる還流流路と、前記原水切換弁と逆浸透膜との間に配設され、切換弁から供給される原水を濾過して浄水を生成し、当該浄水を逆浸透膜に供給する前段濾過手段を備える浄水装置において、前記前段濾過手段と逆浸透膜との間に、当該前段濾過手段から供給される浄水を浄水貯留槽へ供給するか、濾過手段へ供給するかを切り換える浄水切換弁を備えることを特徴とする浄水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は原水を濾過手段により浄化する浄水装置に関し、特に浄化後の純水と不純物を含む残余の水とを分けて供給する浄水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のとして特開平２−８６８９１号公報及び米国特許第５２９６１４８号公報等に開示されるものがある。この従来の浄水装置の全体概略構成図を図５に示す。
【０００３】
同図において従来の浄水装置は、水道水又は原水槽等の蛇口１００に接続され、この蛇口１００から放出される原水を直接外部への供給（非浄水側）と後段への供給（浄水側）とを切換える原水切換弁１と、この原水切換弁１の後段側に配設され、この原水切換弁１から後段側に供給される原水の不純物を除去して一次浄水を生成する一次フィルタ２と、この一次フィルタ２の後段側に配設され、この生成された一次浄水の臭気や微細な不純物を吸着除去して二次浄水を生成する二次フィルタ３と、この二次フィルタ３の後段側に配設され、この生成された二次浄水をさらに浄化して略純水に近い水（以下、純水という）を逆浸透作用により生成して純水供給口４１から供給すると共に、この逆浸透後の残余の原水を残余原水排出口４２から排出する逆浸透膜（以下ＲＯ膜；Reverse Osmosis）フィルタ４とを備える構成である。
【０００４】
前記一次フィルタ２は、例えば沈澱フィルタ等で形成され、原水に含有される夾雑物等の主に１０μｍ以上の大きさの不純物を除去する構成である。また、前記二次フィルタ３は、例えば、カーボンフィルタ、中空糸膜、マイクロフィルタ等で形成され、原水に含有される不純物の内０．０１μｍまでの大きさの不純物を除去する構成である。
【０００５】
次に、前記構成に基づく従来の浄水装置の動作について説明する。
まず、原水切換弁１のレバー１ａを調整して浄水側に選択切換えられた場合に、蛇口１００を操作して原水を所定の圧力で一次フィルタ２へ供給する。この一次フィルタ２は大きな不純物を沈澱させる等して除去して一次浄水を生成し、さらにこの一次浄水を二次フィルタ３でさらに小さな不純物を濾過して二次浄水を生成する。
【０００６】
この二次浄水はＲＯ膜フィルタ４に所定の圧力で供給され、このＲＯ膜フィルタ４は二次浄水が供給される側に浸透圧Ｐ0以上の圧力Ｐ（Ｐ＞Ｐ0）を印加して他側に純水を移動させて供給すると共に、前記純水が除かれた残余の二次浄水（残余原水）を排出する。
このようにして原水に含まれる純水を残余原水から分離して供給されることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のは以上のように構成されていたことから、ＲＯ膜フィルタで生成される純水以外の残余原水は何等利用されることなく排棄されて流されることとなり、水資源を浪費するという課題を有する。特に、ＲＯ膜等を用いて純水を生成する際には多量の残余原水を生じることとなる。
本発明は前記課題を解消するためになされたもので、浄化後の不純物を含む残余の残余原水を有効利用する浄水装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る浄水装置は、原水を取込み口から取込み、当該取込んだ原水を原水供給口から直接外部へ供給するか又は後段側へ供給するかの切換を行なう原水切換弁と、前記原水切換弁から後段側へ供給される原水を濾過して純水を供給すると共に、当該純水を濾過された残りの残余原水を排出する逆浸透膜と、前記逆浸透膜から排出される残余原水を前記原水切換弁の原水供給口から外部へ供給させる還流流路と、前記原水切換弁と逆浸透膜との間に配設され、切換弁から供給される原水を濾過して浄水を生成し、当該浄水を逆浸透膜に供給する前段濾過手段を備える浄水装置において、前記前段濾過手段と逆浸透膜との間に、当該前段濾過手段から供給される浄水を浄水貯留槽へ供給するか、濾過手段へ供給するかを切り換える浄水切換弁を備えるものである。
【００１３】
【作用】
本発明においては、原水を直接に原水供給口側と浄水側とを原水切換弁により切換え、浄水側へ切換えて供給される原水を逆浸透膜により純水と残余原水とに分けて生成し、この残余原水を原水切換弁の原水供給口に還流流路を介して供給させることにより、逆浸透膜の濾過により生成される残余原水を廃棄することなく有効利用できる。
【００１４】
本発明においては、原水を濾過して浄水を生成する前段濾過手段を逆浸透膜の前段に配設するようにしているので、逆浸透膜で生成される残余原水が浄水に極めて近い水質とすることができることとなり、還流流路からの残余原水を浄水として利用できると共に、逆浸透膜の劣化を極力抑制することができる。
【００１５】
本発明においては、浄水切換弁を前段濾過手段と逆浸透膜との間に配設し、この前段濾過手段にて生成される浄水を直接外部への供給か逆浸透膜側への供給かを切換るようにしているので、逆浸透膜で純水を生成しない場合にも前段濾過手段から浄水を生成できる。
【００１６】
本発明においては、前段濾過手段で生成した浄水を浄水貯留層に貯留するようにしているので、逆浸透膜が純水を生成しない場合においても、前段濾過手段で生成した浄水を予め貯留することができる。
【００１８】
【実施例】
（本発明の第１の実施例）
以下、本発明の第１の実施例を図１に基づいて説明する。この図１は本実施例に係る浄水装置の全体概略構成図である。
前記各図において本実施例に係る浄水装置は、前記図５に記載の従来装置と同様に原水切換弁１０（図４中の１に相当）、一次フィルタ２、二次フィルタ３及びＲＯ膜フィルタ４とを共通して備え、前記原水切換弁１０の構造及びＲＯ膜フィルタ４の残余原水排出口４２から残余原水を排出する構成を異にする。前記ＲＯ膜フィルタ４の残余原水排出口４２と、原水切換弁１０の原水供給口１０ｂとの間に還流流路６が接続され、この還流流路６は、残余原水排出口４２から排出される残余原水を原水切換弁１０側へ供給させる構成である。前記原水切換弁１０は、蛇口１００から放出される原水を原水供給口１０ｂから直接外部に供給する原水モードと、この蛇口１００からの原水を前記一次フィルタ２に供給すると共に前記還流される残余原水を前記原水切換弁１０の原水供給口１０ｂから外部に供給する浄水モードとを切換えて供給する構成である。
【００１９】
次に、前記構成に基づく本実施例装置の動作について説明する。まず、前記浄水動作を行なう場合には、原水切換弁１０のレバー１０ａを浄水モードに切換え、また、前記図４に記載する従来の装置と同様に蛇口１００のコックを操作して原水を所定の圧力で一次フィルタ２へ供給する。さらに、前記従来装置と同様に一次フィルタ２、二次フィルタ３及びＲＯ膜フィルタ４で各々濾過動作を行なうことにより、ＲＯ膜フィルタ４の純水供給口４１から純水を供給すると共に、残余原水排出口４２から残余原水を排出する。この排出された残余原水が還流流路６を通って原水切換弁１０の原水供給口１０ｂ側に還流供給される。
【００２０】
このようにＲＯ膜フィルタ４で生成される純水を供給しつつ、原水切換弁１０からは前記残余原水を供給できることとなり、残余原水を単に排出して排棄することなく有効利用することができる。なお、前記蛇口１００から直接に原水の供給を受ける場合には、原水切換弁１０のレバー１０ａを原水モードに切換えることにより行なうことができる。
【００２１】
（本発明の第２の実施例）
図２は本発明の第２の実施例に係る浄水装置の全体概略構成図である。
同図において本実施例に係る浄水装置は、前記図１に記載の実施例装置と同様に原水切換弁１１（図１中において１０に相当する。）、一次フィルタ２、二次フィルタ３及びＲＯ膜フィルタ４を共通して備え、前記原水切換弁１１の構成を異にすると共に、前記二次フィルタ３で構成される浄水を後段側へ供給する経路を異にし、さらに前記ＲＯ膜フィルタ４から供給される純水を貯留する純水貯留槽７を追加する構成である。
【００２２】
前記原水切換弁１１は、前記蛇口１００から原水を直接外部に供給する原水モードと、前記原水を一次フィルタ２の浄水側に供給すると共に、ＲＯ膜フィルタ４からの残余原水又は二次フィルタ３からの浄水を外部に供給する浄水モードとを内蔵する電磁切換弁１１ａ及び一次フィルタ２の前段に配設される電磁切換弁１１ｃにより切換える構成である。この電磁切換弁１１ａは、前記純水貯留槽７の水位を検知する満水センサ７１及び給水センサ７２の満水・給水の各検知信号に基づく図示を省略する制御部の演算制御により、前記満水検知信号が出力され、且つ給水検知信号が出力されていない状態において開放状態となるように駆動制御される。前記電磁切換弁１１ｃは、前記純水貯留槽７の水位を検知する満水センサ７１及び給水センサ７２の満水・給水の各検知信号に基づく図示を省略する制御部の演算制御により、前記給水検知信号が出力され、且つ満水検知信号が出力されていない状態において開放状態となるように駆動制御される。また、前記二次フィルタ３とＲＯ膜フィルタ４との間には電磁切換弁３１が配設され、この電磁切換弁３１は操作者が供給口１０ｂから浄水を必要とする場合に図示を省略する浄水ボタンを押下操作することにより起動し、ＲＯ膜フィルタ４側への浄水の給水（純水生成モード）から浄水還流流路６０を介して前記原水切換弁１１への還流給水（浄水生成モード）への切換動作を行なう。前記浄水ボタンが押下操作された場合には浄水生成モードへの切換と同時に、前記電磁切換弁１１ａを閉塞状態とすると共に電磁切換弁１１ｃを開放状態とする信号を制御部へ出力する構成である。
【００２３】
前記純水貯留槽７は、ＲＯ膜フィルタ４から供給される純水の水位が満水レベルとなった場合を検知して満水検知信号を出力する満水センサ７１と、この純水の水位が給水レベルとなった場合を検知して給水検知信号を出力する給水センサ７２とを備え、貯留された純水を給水ポンプ９により吸引して供給する構成である。この満水、給水の各検知信号は図示を省略する制御部に入力され、この制御部の演算制御動作により前記各電磁切換弁１１ａ、１１ｃの切換動作を制御する。
【００２４】
次に、前記構成に基づいて本実施例装置の動作について説明する。まず、操作者が浄水ボタンを押下することなく、また、満水センサ７１からの満水検知信号が出力されない場合には、通常の純水生成モードで起動されて前記電磁切換弁１１ａが閉結状態で且つ電磁切換弁１１ｃが開放状態となり、蛇口１００からの原水を一次フィルタ２側へ所定圧力で供給する。また、二次フィルタ３の後段に配設される電磁切換弁３１は浄水ボタンが押下されていないことから一次フィルタ２及び二次フィルタ３で生成された浄水をＲＯ膜フィルタ４側へ供給するように切換られた純水生成モード状態にある。
【００２５】
このような状態において前記原水切換弁１１からの原水が一次フィルタ２及びに二次フィルタ３を介して浄化されて浄水としてＲＯ膜フィルタ４へ供給される。このＲＯ膜フィルタ４は供給された浄水を逆浸透方式により純水と残余原水（浄水から純水を除いたもの）とを分離して生成し、純水供給口４１から純水貯留槽７へ純水を供給すると共に、残余原水排出口４２から還流流路６を介して原水切換弁１１へ残余原水を供給する。この残余原水は一次フィルタ２及び二次フィルタ３で濾過されたものであることから、原水よりも若干水質レベルが高い値を有する。この水質レベルを有する残余原水が還流流路６を介して原水切換弁１１へ供給されてこの原水切換弁１１の供給口１０ｂから供給される。
【００２６】
前記純水貯留槽７へ貯留される純水が満水レベルに達すると満水センサ７１が満水検知信号を制御部に出力し、この制御部が電磁切換弁１１ａ、１１ｃを原水供給モードに切換える。この電磁切換弁１１ａが開放状態となり電磁切換弁１１ｃが閉結状態となると、前記還流流路６を介して供給されていた残余原水の供給が停止し、この停止に代わりに蛇口１００から直接に原水切換弁１１の供給口１０ｂを介して原水が供給される。
【００２７】
次に、操作者が浄水ボタンを押下すると制御部が電磁切換弁３１を浄水生成モードに切換わり、一次フィルタ２及び二次フィルタ３で生成された浄水が浄水還流流路６０を介して原水切換弁１１へ還流され、この原水切換弁１１の供給口１０ｂから浄水が供給される。さらに、純水生成が完了した後、即ち、純水貯留槽７の純水が満水レベルに達した場合においても操作者の選択により浄水還流流路６０から浄水が前記供給口１０ｂを介して供給できることとなる。
【００２８】
また、前記還流流路６には自動弁６ａが介装されると共に、この自動弁６ａに並列にフラッシング開放弁６ｂが配設される構成である。このフラッシング開放弁６ｂを開放状態とすることによりＲＯ膜フィルタ４の一次側における浄水供給圧力を瞬時に減少させてＲＯ膜に付着した塵埃等の夾雑物を洗浄して除去できることとなる。
【００２９】
なお、本実施例においては原水切換弁１０を電磁切換弁１１ａ、１１ｃの各自動切換えにより原水モード又は浄水モードのいずれかに切換えるように構成したが、操作者の選択により任意に原水モード又は浄水モードに切換える切換コックを前記原水切換弁１１に設け、蛇口１００からの原水を供給口１０ｂ又は一次フィルタ２（浄水モード）のいずれかへ切換えると共に、この浄水モードで動作している間において還流流路６からの残余原水又は浄水還流流路６０からの浄水のいずれかを供給口１０ｂから供給するように選択的に切換える構成とすることもできる。
【００３０】
（本発明の第３の実施例）
図３は本発明の第３の実施例に係る浄水装置の全体概略構成図である。
同図において本実施例に係る浄水装置は、前記図２に記載の実施例装置と同様に原水切換弁１２（図２中において１１に相当する。）、一次フィルタ２、二次フィルタ３、ＲＯ膜フィルタ４、純水貯留槽７、給水ポンプ９及び電磁切換弁３１を共通して備え、前記電磁切換弁３１からの浄水を貯留する浄水貯留槽８を追加して備える構成である。この浄水貯留槽８は、二次フィルタ３から供給される浄水の水位が満水レベルとなった場合を検知して満水検知信号を出力するる満水センサ８１と、この浄水の水位が給水レベルとなった場合を検知して給水検知信号を出力する給水センサ８２とを備え、貯留した浄水が供給切換弁９１を介して給水ポンプ９により吸引されて供給する構成である。
【００３１】
前記原水切換弁１２内に内蔵される電磁切換弁１２ａ（図２中において１１ａに相当する。）及びこの原水切換弁１２と一次フィルタ２との間に配設される電磁切換弁１２ｃ（図２中において１１ｃに相当する。）は、前記純水貯留槽７における満水センサ７１の検知信号若しくは浄水貯留槽８における満水センサ８１の検知信号又は図示を省略する原水ボタンの押下により出力される信号により切換え動作が起動される構成である。この原水ボタンは、操作者により押下動作がなされた場合に原水切換弁１２の供給口１０ｂから原水を供給する原水モードとなり、操作者により押下動作がなされない場合に原水切換弁１２から原水を一次フィルタ２側へ供給する浄水モードとなるように制御する各信号を制御部へ出力する構成である。
【００３２】
次に、前記構成に基づく本実施例の動作について図４に基づいて説明する。この図４は図３に記載の実施例装置における動作フローチャートを示す。
まず、概略的には操作者が蛇口１００のコックを操作して原水ボタン（図示を省略）を押圧しなければ浄水を生成することとなる。即ち、蛇口１００のコックが操作されると常時浄水貯留槽８の浄水水位を満水センサ８１により検知し、この検知結果により満水レベルに達していなければ自動的に浄水を生成することとなる。また、蛇口１００のコックを操作して原水ボタンを押圧すれば純水貯留槽７の純水水位を満水センサ７１により検知し、満水レベルに達していなければ残余原水を供給口１０ｂから供給しつつ純水貯留槽７に純水を貯留する。この純水貯留槽７が満水レベルに達すると蛇口１０ｂからの原水を供給口１０ｂから直接供給する。
【００３３】
さらに、供給動作を図４に基づいて詳細に説明すると、操作者が蛇口１００のコックを操作してこの蛇口１００から原水を後段側へ供給する（ステップ１）。このときに操作者により原水ボタンが押下されて原水供給信号が出力されいるか否かを制御部が判断する（ステップ２）。この原水供給信号が出力されていないと判断された場合には、即ち原水ボタンが押下されていない場合には、さらに浄水貯留槽８における満水センサ８１から満水検知信号が出力されているか否か、即ち浄水貯留槽８が満水レベルにあるか否かを制御部が判断する（ステップ３）。この制御部により満水レベルに達していないと判断された場合には、電磁切換弁３１を浄水生成モードに切換える（ステップ３１）。この浄水生成モードにより電磁切換弁１２ａが閉結状態で且つ電磁切換弁１２ｃが開放状態にあることから、前記蛇口１００からの原水が一次フィルタ２及び二次フィルタ３へ供給され、この一次フィルタ２及び二次フィルタ３で生成された浄水が浄水貯留槽８に供給されて貯留される。
【００３４】
また、前記ステップ３において満水レベルに達していると制御部にて判断された場合には、前記ステップ２に戻り前記各動作を繰返すこととなる。
前記ステップ２において原水ボタンが押下されていると制御部が判断した場合には、さらに純水貯留槽７におおける満水センサ７１から満水検知信号が出力されているか否か、即ち純水貯留槽７が満水レベルにあるか否かを制御部が判断する（ステップ４）。この制御部により満水レベルに達していないと判断された場合には、電磁切換弁３１を純水生成モードに切換える（ステップ４１）。この純水生成モードに切り換えられた後は前記一次フィルタ２及び二次フィルタ３により生成された浄水を所定の圧力でＲＯ膜フィルタ４へ供給し、このＲＯ膜フィルタ４の逆透圧の作用により浄水を純水と残余原水とに分離する。この生成された純水は純水貯留槽７へ供給されて貯留され、また残余原水は還流流路６を介して原水切換弁１２へ供給されて原水切換弁１２の供給口１０ｂから外部へ供給されることとなる。
【００３５】
前記ステップ４において純水貯留槽７が満水レベルに達してると制御部により判断された場合、原水切換弁１２の電磁切換弁１２ａを開放状態に切換えると共に、電磁切換弁１２ｃを閉結状態に切換えて原水モードとする（ステップ５）。この原水モードに切換えることにより原水切換弁１２から一次フィルタ２への原水の供給を遮断して原水切換弁１２の供給口１０ｂから原水を外部へ供給できることとなる。
【００３６】
なお、純水の供給を受けたい場合には供給切換弁９１を純水側に切換えるとポンプ９の吸引により純水貯留槽７に貯留された純水が供給されることとなる。また、浄水の供給を受けたい場合には供給切換弁９１を浄水側に切換えるとポンプ９の吸引力により浄水貯留槽８に貯留された浄水が供給されることとなる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、原水を直接に原水供給口側と浄水側とを原水切換弁により切換え、浄水側へ切換えて供給される原水を逆浸透膜により純水と残余原水とに分けて生成し、この残余原水を原水切換弁の原水供給口に還流流路を介して供給させることにより、逆浸透膜の濾過により生成される残余原水を廃棄することなく有効利用できるという効果を奏する。また、本発明においては、原水を濾過して浄水を生成する前段濾過手段を逆浸透膜の前段に配設するようにしているので、逆浸透膜で生成される残余原水が浄水に極めて近い水質とすることができることとなり、還流流路からの残余原水を浄水として利用できると共に、逆浸透膜の劣化を極力抑制することができるという効果を有する。
また、本発明においては、浄水切換弁を前段濾過手段と濾過手段との間に配設し、この前段濾過手段にて生成される浄水を直接外部への供給か逆浸透膜側への供給かを切換るようにしているので、逆浸透膜で純水を生成しない場合にも前段濾過手段から浄水を生成できるという効果を有する。
また、本発明においては、前段濾過手段で生成した浄水を浄水貯留層に貯留するようにしているので、逆浸透膜が純水を生成しない場合においても、前段濾過手段で生成した浄水を予め貯留することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る浄水装置の全体概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る浄水装置の全体概略構成図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係る浄水装置の全体概略構成図である。
【図４】図３に記載の浄水装置における動作フローチャートである。
【図５】従来の浄水装置の全体概略構成図である。
【符号の説明】
１、１０、１１、１２  原水切換弁
２  一次フィルタ
３  二次フィルタ
４  ＲＯ膜フィルタ
６  還流流路
７  純水貯留槽
８  浄水貯留槽
９  給水ポンプ
１１ａ、１１ｃ、３１  電磁切換弁
４１  純水供給口
４２  残余原水排出口
７１、８１  満水センサ
７２、８２  給水センサ
７３、８３  渇水センサ
９１  給水切換弁
１００  蛇口
【図１】
0003756217.tif 000002
【図２】
0003756217.tif 000003
【図３】
0003756217.tif 000004
【図４】
0003756217.tif 000005
【図５】
0003756217.tif 000006