JPH0353998B2

JPH0353998B2 -

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Publication number: JPH0353998B2
Application number: JP10658086A
Authority: JP
Priority date: 1986-05-12
Filing date: 1986-05-12
Publication date: 1991-08-16
Also published as: JPS62266191A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、浄水装置に係り、特に、例えば家庭
用浄水器、清涼飲料水の自動販売機、冷水器等に
適用され、細菌の繁殖を抑制するのに好適な浄水
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の浄水器としては、例えば米国特許第
4451341号に開示されているものがある。

この浄水器は、第１工程として塵芥を除去する
フイルターを通過する工程、第２工程として電解
室を通過させて、非電解室を除去する工程、第３
工程として、金属イオンを酸化して金属イオンを
除去する工程、第４工程として銀イオンが溶出し
ている槽を通過して殺菌する工程、最終工程で活
性炭槽を通過して、脱臭、吸着する工程よりなる
ものであるが、供給飲料水を弱アルカリ性にして
殺菌機能をもたせること、およびミネラル成分を
添加する機能と、これらの機能を監視する機能と
を備えたものではない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に、飲料水を飲用する際、殺菌のために塩
素処理されたのちの残留塩素ガスなどの刺激臭や
臭気を脱臭するための浄水器があり、これらの脱
臭のためには浄水器の中に活性炭を充填したもの
が多い。これにより、臭気などは脱臭かれるが、
活性炭を通過した水には殺菌作用を有する塩素ガ
スあるいは塩素イオンなどが存在しなくなるため
に細菌が繁殖しやすくなるという問題がある。

このため、これら浄水器の休止期間中に浄水器
の最終過程に残留した水に細菌が繁殖しているこ
とがある。

本発明は、前述の従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、流水中の有害イオン、臭
気を除去する浄水装置において、細菌の繁殖を抑
制し、また、必要に応じてミネラル成分で供給で
き、さらに、これらの効果を自動監視する機能を
有する浄水装置を提供することを、その目的とし
ている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る浄水
装置の構成は、少なくとも、流水中の有害イオ
ン、臭気を除去するための脱臭槽と、この脱臭槽
の、水の流入口側に装着した除塵用の第１のフイ
ルターとを備えた浄水装置において、前期脱臭槽
内に、少なくとも有害イオン、臭気を除去する活
性炭を充填し、前期脱臭槽の、水の流出口側に、
少なくともカルシウム濃度を検出するための検知
手段を内蔵した第２のフイルターを設け、前記検
知手段に接続する表示手段を装置外面に設けたも
のである。

なお付記すると、脱臭槽内に、有害イオン、臭
気を除去する活性炭のみを充填するものでは、第
２のフイルターは、細菌の繁殖を抑制する制菌性
フイルターを採用する。

また、脱臭槽内に、有害イオン、臭気を除去す
る活性炭と、流水にミネラルイオンを添加し、水
質をアルカリ性にして細菌の繁殖を抑制するため
の炭酸カルシウム添着活性炭とを混合充填するも
のでは、第２のフイルターは、除塵フイルターを
採用する。

さらに、第２のフイルター内には検知手段に係
る微小電極を具備し、この微小電極を装置外面に
設けた表示装置に電気的に接続して、細菌の繁殖
抑制の効果を監視できるようになつている。

〔作用〕

脱臭槽内に活性炭と炭酸カルシウム添着活性炭
とを混合充填したものの作用原理を説明する。

炭酸カルシウム添着活性炭からのカルシウムイ
オンの溶出は、下記の(1)式に示すように水質をア
ルカリ性化するため、飲料水系のように中性環境
で繁殖する一般細菌は死滅し、その繁殖が抑制さ
れる。

PH＝11.46−１／２log〔Ca²⁺〕 …(1) したがつて、浄水装置におけるカルシウム供給
状態、および制菌効果の有無は、浄水あるいは流
水中のカルシウムイオン濃度を検出すれば判定で
きるわけである。

次に、脱臭槽内に活性炭のみを充填し、制菌性
フイルターを採用するものの作用原理を説明す
る。

制菌性フイルターは、熱分解した炭酸カルシウ
ム粒の表面に、多孔質状のソーダガラス、石英、
バーミユキライト、パーライト、軽石などの天然
ガラスの一種あるいは数種を付着させ多孔質状に
形成したものである。

制菌性フイルターを流水が通過するとき、前記
の多孔質の天然ガラスに被覆された熱分解炭酸カ
ルシウムの一部が水と反応して下記の(2)、(3)式に
示すようにアルカリイオンを供給し、水質をアル
カリ性とする。

CaO＋H₂O→Ca（OH）₂ …(2) Ca（OH）₂→Ca²⁺＋2OH^- (3) このため、中性環境で繁殖しやすい一般細菌は
死滅し、その繁殖が抑制されることになる。

また、(3)式から明らかなようにカルシウムイオ
ン１モルからアルカリイオン２モルが供給される
ので、制菌効果の有無は、滞水あるいは流水中の
カルシウムイオン濃度を検出すれば判定できるわ
けである。

〔実施例〕

以下、本発明の各実施例を第１図ないし第３図
を参照して説明する。

まず、第１図は、本発明の一実施例に係るミネ
ラル成分供給形浄水装置の縦断面図、第２図は、
本発明の他の実施例に係る制菌形浄水装置の縦断
面図、第３図は、溶液抵抗とカルシウムイオン濃
度との関係を示す線図、第４図は、表示装置の制
御系のブロツク図である。

第１図に示すミネラル成分供給形浄水装置１
は、上部に水の流入口２を有するカバー３と、下
部に水の流出口８を有する脱臭槽６とが結合され
ている。

脱臭槽６内には、流水中の有害イオン、臭気を
吸着除去する活性炭５と、流水ミネラルイオンを
添加し、水質をアルカリ性にして細菌の繁殖を抑
制するための炭酸カルシウム添着活性炭４とが混
合充填されている。

この脱臭槽６の上部の開放口、すなわち水の流
入口２側に除塵用の第１のフイルターに係る網目
フイルター７が装着されている。また、脱臭槽６
の下部、すなわち水の流出口８側に第２のフイル
ターに係る除塵フイルター９が設置されている。
この除塵フイルター９内には、微小電極１０が設
置されており、流水あるいは滞留水のカルシウム
濃度を検出して、これを脱臭槽６の外表面に設置
された表示手段に係る表示装置１１に伝達するよ
うに構成されている。

ミネラル成分供給形浄水装置１は、このような
構成要素からなるが、さらにその各部の詳細な構
成と機能について次に説明する。

第１図において、前記カバー３は脱臭槽６と着
脱が可能となつており、当初の機能が衰退した場
合には新規な脱臭槽６との交換を容易に行うこと
ができる。

前記網目フイルター７は、流水中の砂粒子、金
属酸化物などの粗大な塵芥を除去する機能を有
し、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリエステル、
アクリル樹脂などの繊維あるいは細線により１〜
３mmの微細孔を有する形状のものである。

前記脱臭槽６内には、流水中の臭気、例えば、
殺菌の目的で添加された塩素ガスなどの残留塩
素、有機物などの臭気を脱臭する主機能と、流水
中の塩素イオン、硫酸イオン、アンモニウムイオ
ンなどの有害な不要イオンを吸着する副機能を有
する活性炭（粒径：0.1〜３mm）５と、これら活
性炭の表面に炭酸カルシウムを添着して、流水に
カルシウムイオンを添加すると同時に、水質を弱
アルカリ性とし、その表面に吸着した細菌、ある
いは周囲の細菌の繁殖を抑制する制菌機能をあわ
せて有する炭酸カルシウム添着活性炭４とを混合
して充填されている。

ここで、炭酸カルシウム添着活性炭４と活性炭
５との混合割合は、炭酸カルシウム添着活性炭４
の割合が10％以下では制菌効果がなく、80％以上
では流水のアルカリ性が強くなりPH＞９となるた
め10〜80％に限定される。

除塵フイルター９は、多孔質のポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、
シリコン、塩化ビニール、４−Ｆ−エチレン、６
−Ｆ−エチレンなどの樹脂を成形してなるもので
あり、0.1〜３mmの細孔が多数形成されている。
そして、その中央部に設けられた電極室１４内空
間に微小電極１０が埋設されており、その一端に
表面を絶縁被覆した電導線１３が接続されてい
る。

この電導線１３は脱臭槽６の外表面に設置され
た表示装置１１結線されており、微小電極１０に
より検出されたミネラル成分濃度に係るカルシウ
ムイオン濃度を表示装置１１に伝達する。

ここで、除塵フイルター９内に設置されている
電極室１４の滞留水あるいは流水の電気伝導度
は、カルシウムイオン濃度により第３図に示すよ
うに直線的に変化する。第３図は、横軸にカルシ
ウムイオン濃度（ppm）をとり、縦軸に溶液抵抗
Ωをとつて電気伝導度（溶液抵抗の逆数）の傾向
を示している。

カルシウムイオン濃度の検知結果の表示手段に
係る表示装置１１について第４図を参照して説明
する。

表示装置１１は、微小直流電源１０ａ、出力ス
イツチ１５、昇圧部１６、マルチバイブレータ１
７、交流／直流変換部１８、コンダクタンスコン
パレータ１９、表示部１１ａからなつている。

そこで、第１図に示した微小電極１０によつ
て、カルシウムイオン濃度に対応して検出される
溶液抵抗R_xは、下記の(4)式に示すように高周波
電流によるインピーダンスとして求められる。

Ｚ＝R_x＋（１／R_f＋jωC）^-1 …(4) ここに、Ｚ：インピーダンス R_x：溶液抵抗 R_f：電極表面皮膜抵抗Ｃ：電気２重層静電容量 ω＝2πf ｆ：周波数カルシウムイオン濃度を検出、表示手段の作用
を説明する。

微小直流電源１０ａは、出力スイツチ１５の入
力（ON）により昇圧部１６で増幅昇圧され、次
いでマルチバイブレータ１７により所定の交流波
形に変換されて、計測部の電極室１４に内蔵され
た微小電極１０に負荷される。

このときのインピーダンスＺは(4)式に示される
ように周波数が高くなるほど電極の皮膜抵抗の影
響が少なく、高精度に検出される。

これを再び交流／直流変換部１８で直流に変換
して、コンダクタンスコンパレータ１９におい
て、所定の溶液抵抗R_xの逆数である電気電導度
を基準として、その数値が所定値以下である場
合、換言すれば、カルシウムイオン濃度に対応す
る溶液濃度R_xをもとにカルシウムイオン濃度が
所定濃度以下となつたときは警告表示灯を表示部
１１ａで表示する。また、電気電導度の数値が所
定値以上である。すなわちカルシウムイオン濃度
が所定値以上である場合は安全表示灯を表示部１
１ａで表示するものである。

本実施例によれば、飲料水系のように中性環境
で繁殖しやすい一般細菌の繁殖が抑制でき、適度
なミネラル成分が供給できるとともに、これらの
効果を自動監視する機能を有するミネラル成分供
給形浄水装置を提供することができる。

次に、本発明の他の実施例に係る制菌形浄水装
置の例を第２図を参照して説明する。

第２図において、第１図と同一符号のものは、
先の実施例と同等部分であるから、その説明を省
略する。

第２図に示す制菌形浄水装置１Ａは、脱臭槽６
内には、流水中の有害イオン、臭気を吸着除去す
る活性炭５のみが充填され、脱臭槽６の下部、す
なわち水の流出口８側に、第２図のフイルターと
して、細菌の繁殖を抑制する制菌性フイルター１
２が設置されている。この制菌性フイルター１２
内には、電極室１４があつて微小電極１０が埋設
されており、制菌性フイルター１２内の滞留水の
カルシウムイオン濃度を検出して、第１図の実施
例と同様に脱臭槽６の外表面に設置された表示装
置１１に伝達するように構成されている。

制菌性フイルター１２は、700〜950℃で熱分解
させた炭酸カルシウム粒の表面に、多孔質状のソ
ーダガラス、石英、バーミユキライト、パーライ
ト、軽石などの天然ガラスのうちから一種または
数種を混合したもので被覆し、これを多孔質状に
形成したものである。

第２図の実施例では、ミネラル成分の供給を行
わないもので、前述のように脱臭槽６内には活性
炭５のみを充填し、脱臭槽６の下部に制菌性フイ
ルター１２を設置して制菌を行うようにしてい
る。

制菌性フイルター１２を流水が通過する際、先
に(2)、(3)式で示したは反応により水質をアルカリ
性にするため、飲料水系のように中性環境で繁殖
しやすい一般細菌は死滅し、その繁殖が抑制され
る。

(2)、(3)式からわかるように、制菌効果の有無は
カルシウムイオンの検出により可能となる。カル
シウムイオンは、先に説明したように溶液抵抗に
変化を与えるため、これらの判定は第１図の実施
例で説明したと同様、微小電極１０、表示装置１
１により行うことができる。

なお、前記の実施例における表示装置では、第
４図に示す表示部１１ａに安全表示灯、警告表示
灯の２灯を備えた例を説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではない。一つの表示灯で２種
類の発色をするものもあるので表示灯は単一でも
制菌効果の判定や警告表示が可能である。

また、経済性を無視するならば、カルシウムイ
オン供給状態、制菌効果等をデジタル表示するこ
とも容易に実施できるが、ここでは省エネルギ
ー、経済性を考慮した基本的な説明にとどめる。

次に、本発明のさらに他の実施例を第５図を参
照して説明する。

第５図は、本発明のさらに他の実施例に係る水
道用浄水装置の縦断面図である。

第５図に示す水道用浄水装置は、先に説明した
第２図の制菌形浄水装置の基本構成を、特に家庭
用の水道管に取付け可能なカートリツジ方式とし
たものである。

交換可能の浄化槽カートリツジ２０は、有害イ
オン、臭気を除去する活性炭２４を充填した脱臭
槽２３を備え、脱臭槽２３の上部の開放口、すな
わち水の流入口２１側に除塵用の第１のフイルタ
ーに係る網目フイルター２２が装着され、脱臭槽
２３の下部、すなわち水の流出口２８側に第２の
フイルターに係る制菌性フイルター２７が設置さ
れ、この制菌性フイルター２７内にある電極室２
５に微小電極２６を具備した構成となつている。

微小電極２６は、表面を絶縁被覆した電導線２
９ａに接続され、この電導線２９ａは、浄化槽カ
ートリツジ２０の下端の接点部３０に接続してい
る。

浄化槽カートリツジ２０は、水道栓に直結可能
な固定台３１に固定され、保護カバー３２で覆わ
れる。浄化槽カートリツジ２０は固定台３１に固
定されると、前記接点部３０において、固定台３
１に設置された表示装置３５と、この表示装置３
５に接続された電導線２９ｂを介して微小電極２
６とが電気回路を構成して制菌性フイルター２７
における制菌効果の有無を判定することが可能と
なる。

前記固定台３１には、浄化槽カートリツジ２０
に形成されている流入口２１、流出口２８と流路
が一致する位置にそれぞれ流入口３３、流出口３
４が形成されている。第５図において白い矢印は
水道水の流れ方向を示す。

第５図の実施例によれば、先の第２図の実施例
と同様の効果が期待されるほか、本浄水装置特有
の下記の効果がある。すなわち、本浄水装置の長
期間の使用により、活性炭２４、制菌性フイルタ
ー２７のそれぞれの一部あるいは全部が消耗した
場合、保護カバー３２を外し、浄化槽カートリツ
ジ２０を固定台３１から離脱させることによつて
新規な活性炭２４、制菌性フイルター２７に交換
することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、流水中の
有害イオン、臭気を除去する浄水装置において、
細菌の繁殖を抑制し、また、必要に応じてミネラ
ル成分を供給でき、さらに、これらの効果を自動
監視する機能を有する浄水装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るミネラル成
分供給形浄水装置の縦断面図、第２図は、本発明
の他の実施例に係る制菌形浄水装置の縦断面図、
第３図は、溶液抵抗とカルシウムイオン濃度との
関係を示す線図、第４図は、表示装置の制御系の
ブロツク図、第５図は、本発明のさらに他の実施
例に係る水道用浄水装置の縦断面図である。２，２１……流入口、４……炭酸カルシウム添
着活性炭、５，２４……活性炭、６，２３……脱
臭槽、７，２２……網目フイルター、８，２８…
…流出口、９……除塵フイルター、１０，２６…
…微小電極、１１，３５……表示装置、１２，２
７……制菌性フイルター、１３，２９ａ，２９ｂ
……電導線。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくとも、流水中の有害イオン、臭気を除
去するための脱臭槽と、この脱水槽の、水の流入
口側に装着した除塵用の第１のフイルターとを備
えた浄水装置において、前記脱臭槽内に、少なく
とも有害イオン、臭気を除去する活性炭を充填
し、前記脱臭槽の、水の流出口側に、少なくとも
カルシウムイオン濃度を検出するための検知手段
を内蔵した第２のフイルターを設け、前記検知手
段に接続する表示手段を装置外面に設けたことを
特徴とする浄水装置。２特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
脱臭槽内に、有害イオン、臭気を除去する活性炭
のみを充填するものとし、第２のフイルターは、
細菌の繁殖を抑制する制菌性フイルターとしたも
のである浄水装置。３特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
脱臭槽内に、有害イオン、臭気を除去する活性炭
と、流水にミネラルイオンを添加し、水質をアル
カリ性にして細菌の繁殖を抑制するための炭酸カ
ルシウム添着活性炭とを混合充填するものとし、
第２のフイルターは除塵フイルターとしたもので
ある浄水装置。４特許請求の範囲第２項記載のものにおいて、
制菌性フイルターは、熱分解した炭酸カルシウム
粒の表面に、多孔質状のソーダガラス、石英、バ
ーミユキライト、パーライト、軽石のうちから一
種あるいは数種を混合したもので被覆し、これを
多孔質状に形成したものとし、この制菌性フイル
ター内に、ミネラル成分濃度を検出するための検
知手段を内蔵したものである浄水装置。５特許請求の範囲第１項および第４項記載のも
ののいずれかにおいて、第２のフイルターが内蔵
する検知手段を微小電極とし、この微小電極に接
続する表示手段は、微小電極との間に高周波電圧
を負荷することにより、カルシウムイオン濃度に
対応する溶液抵抗をもとに、カルシウムイオン濃
度が所定濃度以下となつたときに警告表示を行う
ものである浄水装置。６特許請求の範囲第３項記載のものにおいて、
活性炭に混合する炭酸カルシウム添着活性炭の混
合割合は10〜80％とするものである浄水装置。