(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性活性炭の吸着部に原水を通過させ浄水を生成する浄水モードと、該吸着部を電気加熱することにより該吸着部の吸着機能を回復させるとともに、細菌類を殺菌する再生モードとをタイマ手段により所定のインターバルで行う浄水殺菌装置において、
前記吸着部を通過した原水を蛇口等に導く導出口にはエアー導入弁を備えた大気開放の空気導入管を接続しており、
前記再生モードは、
吸着部に含まれている水を排水する排水モードと、
該排水モードの後に該吸着部を電気加熱して有機物や細菌等を該吸着部から脱離させる脱離モードと、
該脱離モードの後に該吸着部への原水の供給及び排水を繰り返して該吸着部を洗浄する洗浄モードと、
該洗浄モードの後にエアー導入弁を開放した状態で、該吸着部内に原水を供給するとともに、大気開放の空気導入管を通じて該吸着部内の空気を排出する空気抜きモードとを有する
ことを特徴とする浄水殺菌装置。
【請求項２】
導電性活性炭の吸着部に原水を通過させ浄水を生成する浄水モードと、該吸着部を電気加熱することにより該吸着部の吸着機能を回復させるとともに、細菌類を殺菌する再生モードとをタイマ手段により所定のインタバールで行う浄水殺菌装置において、
前記吸着部を通過した原水を蛇口等に導く導出口にはエアー導入弁を備えた大気開放の空気導入管を接続しており、
前記再生モードは、
吸着部に含まれている水を排水する排水モードと、
該排水モードの後に該吸着部を電気加熱して有機物や細菌等を該吸着部から脱離させる脱離モードと、
該脱離モードの後にエアー導入弁を開放した状態で、該吸着部へ原水を供給するとともに、大気開放の空気導入管を通じて該吸着部から溢水と空気を排出して該吸着部の洗浄及び空気抜きを行う洗浄・空気抜きモードとを有する
ことを特徴とする浄水殺菌装置。
【請求項３】
前記エアー導入弁の入口に二股に分岐した一対の分岐管を連結し、一方の分岐管は大気開放され、他方の分岐管は前記吸着部の原水を排水する排水管に連結した
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の浄水殺菌装置。
【請求項４】
前記一方の分岐管には原水の流出を規制する逆止弁を設けた
ことを特徴とする請求項３記載の浄水殺菌装置。
【請求項５】
前記吸着部は電気加熱することにより吸着部自体が発熱するものである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の浄水殺菌装置。
【請求項６】
前記空気抜きモードは該吸着部への原水の供給が完了した後、所定時間経過後に該エアー導入弁を閉鎖するようにした
ことを特徴とする請求項１記載の浄水殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水や地下水等の原水を浄化殺菌して一般家庭用及び業務用の飲料水として供給する浄水殺菌装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の浄水殺菌装置において原水の殺菌に関する最近の技術動向としては、中空糸膜モジュール（市販製品）を用いて細菌等の微生物を除菌し繁殖を抑制する装置、原水を電気分解して殺菌する装置、そして適量に発生させた塩素で殺菌を行う装置などが知られている。
【０００３】
一般に、水処理装置としての浄水装置の場合、水道水や地下水等の原水に含まれる次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）などの残留塩素成分、かび臭、トリハロメタン、有機塩素系化合物或いは色素は、活性炭の吸着部に通過させて吸着除去される。また、これらは経時使用によって、吸着剤の除去能力が低下してしまうし、吸着部には藻類、細菌や微生物が繁殖する。そこで、この吸着部に付着した、かび臭、トリハロメタン、有機塩素系化合物等及び細菌類を除去するため、原水を浄水する浄水モードの後に、この吸着部を再生させる再生モードに移行するようになっている。
【０００４】
この再生モードは、吸着部に含まれている水を排水する排水モードと、この排水モードの後に電気加熱して有機塩素化合物お吸着部から脱離させ、また、細菌等を殺菌させる脱離モードと、脱離モードの後に吸着部を水により洗浄してこの脱離した有機化合物や細菌等を排出する洗浄モードとからなっており、この一連の各モードを順次行うことにより再生モードが終了する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の浄水殺菌装置では、浄水モードと再生モードとを所定のインターバルで行うようになっているが、この再生モードの最終モードである洗浄モードでは、この吸着部への給水操作及びこの吸着部からの排水操作を交互に行って吸着部を洗浄する。この給水及び排水操作で、この洗浄モードの終了時に吸着部に空気が残留する場合がある。
【０００６】
このように洗浄モードの終了後に吸着部に空気が残留するときは、その後に行われる最初の浄水操作時にこの残留空気が供給され、浄水供給量が少なくなるという問題点を有していた。このような事態は家庭用の浄水殺菌装置においてはさほど問題とはならないが、コールド飲料或いはホット飲料を販売する自動販売機に搭載される浄水殺菌装置においては大きな問題である。即ち、洗浄モードの後の第１回目の飲料販売時においては、この残留空気が所定時間に亘ってカップに供給されるため、飲料供給量を時間で制御している自動販売機では、空気の供給時間の分だけ、本来の飲料供給量が少なくなるという問題点を有するし、一方、飲料供給量をカップへの供給重量で制御しているときは、その空気供給時間の分だけ販売時間が遅延するという問題点を有している。
【０００７】
本発明の目的は前記従来の課題に鑑み、再生モードの終了の後に行われる浄水モードにおいて空気が供給されることがない浄水殺菌装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、請求項１の発明は、導電性活性炭の吸着部に原水を通過させ浄水を生成する浄水モードと、該吸着部を電気加熱することにより該吸着部の吸着機能を回復させるとともに、細菌類を殺菌する再生モードとをタイマ手段により所定のインターバルで行う浄水殺菌装置において、前記吸着部を通過した原水を蛇口等に導く導出口にはエアー導入弁を備えた大気開放の空気導入管を接続しており、前記再生モードは、吸着部に含まれている水を排水する排水モードと、該排水モードの後に該吸着部を電気加熱して有機物や細菌等を該吸着部から脱離させる脱離モードと、該脱離モードの後に該吸着部への原水の供給及び排水を繰り返して該吸着部を洗浄する洗浄モードと、該洗浄モードの後にエアー導入弁を開放した状態で、該吸着部内に原水を供給するとともに、大気開放の空気導入管を通じて該吸着部内の空気を排出する空気抜きモードとを有する構造となっている。
【０００９】
請求項１の発明によれば、洗浄モードの後に吸着部内の空気を排出する空気抜きモードを有するから、その後に浄水モードに移行したとき、この浄水モードで空気が供給されることがない。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の浄水殺菌装置に係る洗浄モードと空気抜きモードを一括して行う洗浄・空気抜きモードに置き換えたものである。この洗浄・空気抜きモードでは吸着部に原水を供給しつつ、この吸着部から溢れ出た水を排出して吸着部を洗浄し、かつ、この吸着部に溜め込まれた水により吸着部内の空気抜きを行う。
【００１１】
請求項３の発明は、前記請求項１又は請求項２記載の浄水殺菌装置において、エアー導入弁の入口に二股に分岐した一対の分岐管を連結し、一方の分岐管は大気開放され、他方の分岐管は吸着部の原水を排水する排水管に連結したので、空気抜きモードで残留空気と混じってエアー導入弁に流入する原水が排水管を通じて排出される。
【００１２】
請求項４の発明は、前記請求項３の浄水殺菌装置において、一方の分岐管には原水の流出を規制する逆止弁を設けているから、空気抜きモードで残留空気が混入した原水が外に漏れることなく、排水管に確実に排出できる。
【００１３】
請求項６の発明は、前記請求項１に記載の浄水殺菌装置において、空気抜きモードは吸着部への原水の供給が完了した後、所定時間経過後にエアー導入弁を閉鎖するようにしている。これにより、吸着部に残留する空気がこの遅延時間の間にエアー導入弁から排出され、その後に続く浄水モードの浄水処理において空気が蛇口等に供給されることがない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１乃至図５は本発明に係る浄水殺菌装置の第１実施形態を示すもので、図１は浄水殺菌装置の断面図、図２は浄水殺菌装置の制御回路を示すブロック図、図３は浄水殺菌装置の制御フローチャートの１、図４は浄水殺菌装置の制御フローチャートの２、図５は浄水殺菌装置の制御を示すタイムチャートである。
【００１５】
この浄水殺菌装置は原水を貯留する筒状の水槽１０を有している。この水槽１０はその上下をキャップ１１，１２で閉塞する一方、この上キャップ１１には図示しない蛇口等に連通する導出口１１ａを設け、下キャップ１２には原水を水槽１０内に導く導入口１２ａを設けている。この導入口１２ａには給水弁１３ａ、プレフィルタ１３ｂ及び逆止弁１３ｃを設置した給水管１３が連結しており、この給水弁１３ａにより原水の通水及び非通水を行い、また、逆止弁１３ｃにより水槽１０からの逆流を規制している。また、この導入口１２ａには排水弁１４ａを有する排水管１４が連結しており、この排水弁１４ａを開動作させるとき、この水槽１０内の水が排出される。
【００１６】
他方、導出口１１ａにはエアー導入弁１５ａを有する空気導入管１５が連通し、このエアー導入弁１５ａの入口側は二股に分岐され、一方の分岐管１５ｂは大気開放され、他方の分岐管１５ｃは排水弁１４ａの出口側の排水管１４に連結している。
【００１７】
また、この水槽１０内には、円筒状の吸着部２０が配置されている。この吸着部２０は導電性を有する繊維状の活性炭を用いて形成され、その上端は板状の第１電極２１を介して上キャップ１１に保持され、下端は板状の第２電極２２を介してホルダー２３により保持されている。また、この吸着部２０の外面と水槽１０の内面との間には導入口１２ａと連通する環状の通路２４が形成され、導入口１２ａから流入した原水をこの通路２４を介して吸着部２０内に流入するようになっている。更に、この吸着部２０はその下端と下キャップ１２との間に導電性のコイルバネ２５を介在し、このコイルバネ２５により上キャップ１１に向かって吸着部２０を付勢し、この吸着部２０を水槽１０内に固定している。更にまた、この吸着部２０には温度センサ２６が装着され、この温度センサ２６により吸着部２０の温度を検知するようになっている。
【００１８】
このように構成された吸着部２０の内側には上下に延在された注出管２７が配置され、この注出管２７の多数の通水孔２７ａを通じて吸着部２０を通過した水を導出口１１ａに導くようになっている。ここで、この注出管２７は導電性材料で形成され、第３電極を構成している。
【００１９】
以上のように本実施形態に係る浄水殺菌装置は第１電極２１、第２電極２２及び第３電極２７を有しており、後述する浄水モード時は第２電極２２と第３電極２７を通じて吸着部２０に直流電圧を印加して細菌等の繁殖を抑制し、他方、再生モードの脱離モード時は、第１電極２１及び第２電極２２を通じて吸着部２０に交流電圧を印加してトリハロメタンや有機物の脱離及び殺菌の殺菌等を行うようになっている。
【００２０】
次に、本実施形態に係る浄水殺菌装置の駆動制御回路を図２のブロック図を参照して説明する。
【００２１】
本実施形態に係る浄水殺菌装置はマイクロコンピュータ等による制御装置３０を備えて自動化されている。制御装置３０は中央演算装置（ＣＰＵ）３１、制御プログラムを記憶しているメモリ３２を有している。また、この制御装置３０は、タイマ３３と制御装置３０との間の信号の入出力、或いは、制御装置３０と給水弁１３ａ、排水弁１４ａ及びエアー導入弁１５ａとの間の信号を入出力するＩ／Ｏポート３４，３５とを有している。これにより、タイマ３３からの信号に基づき、各種弁１３ａ，１４ａ，１５ａを制御する。
【００２２】
これらの駆動制御回路に基づき浄水モード及び再生モードを所定のインターバルで駆動するが、その特徴的構成である再生モードにおける駆動制御を図３及び図４のフローチャート並びに図５のタイムチャートを参照して説明する。
【００２３】
即ち、浄水を蛇口に給送する浄水モードが長時間に亘って行われ、吸着部２０の初期の吸着能力が得られなくなったとき、具体的には浄化処理の累積時間が予め定めた限界値に達したときは、吸着部２０の再生が必要であると判定される（Ｓ１）。この再生要の判定に基づき、今現在が停水中（浄化処理が実施されていない状態）であるか否かを判断し、浄化処理が実施中であるときはその終了（給水弁１３ａの閉鎖）を待って吸着部２０の再生処理を開始する（Ｓ２）。ここで、この再生モードは、排水モードと、脱離モードと、洗浄モードと、空気抜きモードとから構成され、これらの各モードは予め定められた時間間隔で順次実施される。
【００２４】
この排水モードは、給水弁１３ａを閉じ、エアー導入弁１５ａ及び排水弁１４ａを開けた状態で実施される（Ｓ３，Ｓ４）。この排水モードは、水槽１０内の貯留水の全てが排水管１４を通じて排出されるまで、具体的には水槽１０における貯留水量の自然落下能力に応じて予め定められた排水時間が経過するまで継続される（Ｓ６）。
【００２５】
この排水モードの後、脱離モードに移行する。この脱離モードでは第１電極２１及び第２電極２２を通じて吸着部２０に所定の交流電圧を印加することにより実施される。これにより、電気抵抗体である吸着部２０自らがジュール熱によって発熱し、この発熱による温度上昇によって浄水モード時に吸着された物質がこの吸着部２０から脱離し、これと同時に吸着部２０に付着した細菌や微生物等が死滅する。この脱離モードは、基本的には予め定められた脱離時間が経過するまで継続されるが、時間経過前に吸着部２０の温度が予め設定された上限温度に達したことを温度センサ２６で検知したとき、各電極２１，２２への交流電圧の印加を停止し（Ｓ７〜Ｓ１０）、吸着部２０の温度が予め設定された下限温度に達したことを温度センサ２６で検出した場合、各電極２１，２２への交流電圧の印加を再開するようにしてもよい。
【００２６】
この脱離モードの後、洗浄モードに移行する。この洗浄モードでは、排水弁１４ａを閉状態でエアー導入弁１５ａ及び給水弁１３ａを開状態にして実施される（Ｓ１１，Ｓ１２）。これにより、原水が給水管１３を通じて水槽１０内に取り込まれ、通路２４を通じて吸着部２０を通過し、注出管２７内に流れる。これにより、脱離モードで死滅した細菌等が吸着部２０から脱離して原水に混入する。この原水の給水時間は、水槽１０内が原水で満杯となる時間まで継続され、満杯となったときは、給水弁１３ａを閉じる一方、排水弁１４ａを所定時間（満水状態から空になるまでの排水時間）に亘って開く（Ｓ１３〜Ｓ１９）。これにより、死滅菌等が混入した原水が排水管１４を通じて排出される。このような洗浄処理を設定回数（Ｎ回）繰り返すことにより（Ｓ２０）、吸着部２０内の死滅細菌等が全て排出され、吸着部２０の再生処理が行われる。
【００２７】
この洗浄モードの後、空気抜きモードに移行する。この空気抜きモードでは、排水弁１４ａを閉状態でエアー導入弁１５ａ及び給水弁１３ａを開状態にして実施される（Ｓ２１，Ｓ２２）。これにより、原水が給水管１３を通じて水槽１０内に取り込まれ、前述の洗浄モードと同様に水槽１０内に原水が流入するが、その給水時間は前記洗浄モードよりも若干長く設定されており、水槽１０が原水で満たされるとともに、この水槽１０内の原水が空気導入管１５を通じてエアー導入弁１５ａに至る程度に原水が供給される（Ｓ２３，Ｓ２４）。この給水が終了（給水弁１３ａが閉鎖）したときは、その後多少時間をおいてエアー導入弁１５ａを閉じる（Ｓ２５〜Ｓ２７）。これにより、水槽１０内に残留している空気がこの遅延時間の間に徐々に一方の分岐管１５ｂを通じて外に排出され、水槽１０内への空気の残留を防止している。
【００２８】
このような一連の排水モード、脱離モード、洗浄モード及び空気抜きモードを順次行うことにより、吸着部２０の再生モードが終了する。
【００２９】
本実施形態によれば、前述の再生モードにより細菌等の死滅及び死滅細菌等の排出等の作用を有することはもとより、この再生モードの最終モードである空気抜きモードで水槽１０内の残留空気を完全に排出できるため、浄水モードで浄水処理する際に空気が供給されるという不具合を起こすことがない。
【００３０】
また、この空気抜きモードにおいて、残留空気が一方の分岐管１５ｂを通じて排出される際に、この残留空気は水を含み泡立つように排出されるが、その水分の多くが他方の分岐管１５ｃを通じて排水管１４に排出されるため、分岐管１５ｃからの水漏れ等も極力防止できる。
【００３１】
図６は本発明に係る浄水殺菌装置の第２実施形態を示すもので、この実施形態では、一方の分岐管１５ｂに逆止弁１６を設け、この分岐管１５ｂから原水が外へ流出するのを規制している。
【００３２】
本実施形態によれば、空気抜きモードの際に排出される残留空気で、その中に含まれている水はこの逆止弁１６により流通規制され、全て他方の分岐管１５ｃを通じて排水管１４に流される。従って、一方の分岐管１５ｂからの水漏れが完全に防止される。なお、その他の構成、作用は前記実施形態と同様である。
【００３３】
図７及び図８は本発明に係る浄水殺菌装置の第３実施形態を示すもので、図７はフローチャート、図８はタイムチャートである。
【００３４】
この実施形態では、再生モードにおいて、前記第１実施形態と同様の排水モード及び脱離モードを有し、異なるところは、前記第１実施形態の洗浄モード及び空気抜きモードに換えてこれらの各モードを一括して行う洗浄・空気抜きモードを有する点にある。よって、浄水モードから再生モードに切り替わるステップ（Ｓ１，Ｓ２）、この再生モードにおける排水モード（Ｓ３〜Ｓ６）、排水モードの後に行われる脱離モード（Ｓ７〜Ｓ１０）は前記第１実施形態と同様であるから、その説明を省略する。
【００３５】
洗浄・空気抜き工程においては、排水弁１４ａを閉状態でエアー導入弁１５ａ及び給水弁１３ａを開状態にして実施される（Ｓ１１，Ｓ１２）。これにより、原水が給水管１３を通じて水槽１０内に取り込まれ、通路２４を通じて吸着部２０を通過し、注出管２７内に流れる。これにより、脱離モードで死滅した細菌等が吸着部２０から脱離して原水に混入する。この原水の給水時間は、水槽１０内が完全に洗浄される時間まで継続され、この水槽１０から溢れ出た水は水槽１０内の残留している空気と一緒に、エアー導入弁１５ａを通り、一方の分岐管１５ｂを通じて外に排出される。これにより、吸着部２０の洗浄を行うとともに、水槽１０内の空気抜きを行っている。なお、その他の構成、作用は前記第１実施形態と同様である。
【００３６】
なお、前記各実施形態に係る浄水殺菌装置では、吸着部２０の電気加熱手段として第１電極２１及び第１電極２２に交流電圧を印加する電圧印加方式を使用しているが、吸着部２０を加熱できるものであれば何れの電気加熱手段でも良く、例えば水槽１０に電熱ヒータ（図示しない）を巻き付け、この電熱ヒータへの通電により吸着部２０を加熱するようにしても良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１及び請求項６の発明によれば、洗浄モードの後に吸着部内の空気を排出する空気抜きモードを有するから、その後に浄水モードに移行したとき、この浄水モードで空気が供給されることがない。また、洗浄モードにおいて、給水及び排水を設定された回数繰り返すことにより、吸着部内の脱離有機物や死滅細菌等の再付着がない。
【００３８】
請求項２の発明によれば、洗浄・空気抜きモードを一括して行うため、短時間で洗浄及び空気抜きができる。
【００３９】
請求項３の発明によれば、空気抜きモードで残留空気と混じってエアー導入弁に流入する原水が排水管を通じて排出されるし、また、請求項４の発明では、この残留空気に混入した原水の全てが排水管に流れ、原水が一方の分岐管を通じて外に漏れることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態に係る浄水殺菌装置の断面図
【図２】  第１実施形態に係る浄水殺菌装置の制御回路を示すブロック図
【図３】  第１実施形態に係る浄水殺菌装置の制御フローチャートの１
【図４】  第１実施形態に係る浄水殺菌装置の制御フローチャートの２
【図５】  第１実施形態に係る浄水殺菌装置の制御を示すタイムチャート
【図６】  第２実施形態に係る浄水殺菌装置の要部を示す回路図
【図７】  第３実施形態に係る浄水殺菌装置の制御フローチャート
【図８】  第３実施形態に係る浄水殺菌装置の制御を示すタイムチャート
【符号の説明】
１０…水槽、１３ａ…給水弁、１４ａ…排水弁、１５ａ…エアー導入弁、１５ｂ，１５ｃ…分岐管、２０…吸着部。
【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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