JPH11277079A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミネラル調整水を得るためのミネラル添加手
段を備えた水処理装置に於いて、処理されるミネラル調
整水のミネラル濃度を一定に保ち、且つカルシウムのほ
かマグネシウムも付加したミネラル調整水を提供する。 【解決手段】 ミネラル添加手段６は、内部に添加材格
納手段１７を備えた二重構造とし、添加材格納手段に複
数の孔を設け、孔より下方部のみ被処理水がミネラル添
加材に接触するような構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として一般家庭
用・業務用として使用される水処理装置に関し、特にミ
ネラル添加材などにより、ミネラル調整水を得ることを
可能にせしめるミネラル添加手段を具備した水処理装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ミネラル材を添加してミネラル水
を得るミネラル整水器が普及しつつある。

【０００３】ミネラルの添加は、隔膜と陽極板および陰
極板より構成される電解槽部を備えた電解水生成器に於
いて、電解槽部での電解水（酸性水およびアルカリ性
水）の生成を促進するための電解促進手段として、或い
は生物に好適なミネラル成分の飲用を含む調理水より摂
取するためのミネラル補給手段として行われているもの
である。

【０００４】従来のこの種の水処理装置、例えば、一般
のミネラル整水器は図８に示すように構成するものであ
り、図８は従来の一般のミネラル整水器を示す要部断面
図である。

【０００５】図８のミネラル整水器は、水を収容する容
器３０と、上記容器内の水を循環させる循環経路３１
と、容器内の水を外部に流出させる出水経路３２と、上
記循環経路３１の途中に設けられたミネラル添加手段３
３及び上記出水経路の途中に設けられた浄水手段３４と
を備えている。

【０００６】上記ミネラル添加手段３３内には、麦飯石
や医王石、珊瑚石などの天然の活性鉱物が収納され、浄
水手段３４内には、活性炭や中空糸膜などの有害物質除
去物質が収納されている。

【０００７】上記容器３０内に収容された水道水は、循
環ポンプの駆動により循環経路３１を通して循環するよ
うに流通しながら容器３０内に貯留される。そして水道
水がミネラル添加手段３３を通過する際に、ミネラル添
加手段内の活性鉱物を介して水にミネラル成分が付与さ
れる。

【０００８】さらに容器内のミネラル水が出水ポンプの
駆動により出水経路３２を通り、浄水手段３４内を通過
する際に浄水手段内の活性炭により水中に含まれている
不純物や残留塩素カルキ臭等が吸収され、また、中空糸
膜を通過することにより濁り成分や雑菌が捕集される。
これによりミネラル成分を含み、且つ不純物、残留塩素
カルキ臭のないミネラル水が出水経路から給水される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
ミネラル整水器では、水道水を天然石に接触させるだけ
であるので、天然石に含まれるミネラル成分を十分に溶
出させることができず、高濃度のミネラル水を得ること
が困難であった。

【００１０】これを解決する方法として、活性鉱物の代
わりに乳酸カルシウム等の人工的なミネラル溶出物質を
粒状、板状、顆粒状に成形したものを充填する方法が数
多く提案されている。

【００１１】しかし、上記の場合、充填されたミネラル
添加材はミネラル成分がある程度溶出しやすい組成或い
は構造になっているため、長期間の通水によりミネラル
添加材が減少し、延いては水中に溶出するミネラル成分
も減少し、ミネラル成分濃度の制御が困難であった。

【００１２】これを解決する方法として、特開平７−３
２３２８６号公報や特開平７−２２２９８１号公報に
は、流量の積算量や生成水の導電率などで検知し、ユー
ザーにやミネラル添加材の減少を報知する方法が提案さ
れている。

【００１３】しかしながら、これらの整水器に於いて
は、ミネラル添加筒内のミネラル添加材の有無を検出す
るものであり、ミネラルの濃度が下がってからミネラル
添加材を補充するのでは安定したミネラル水を供給する
とは言い難いものであった。

【００１４】また、数あるミネラル整水器より摂取でき
るミネラル成分はカルシウムがほとんどで、マグネシウ
ム材を充填しているものであっても、その溶出量はごく
微量に留まっていた。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の水処理装置は、
上記の課題を解決するためになされたもので、請求項
１、請求項２記載の発明は、ミネラル添加材を収納した
ミネラル添加筒によりミネラル調整水を得るミネラル添
加手段を有し、さらに、活性炭および中空糸膜などから
成る浄水手段、若しくは電気分解により酸性及びアルカ
リ性のイオン水を生成する電解槽、或いはイオン交換樹
脂などを充填した軟水化手段などを併設、または、ミネ
ラル添加手段との組み合わせから成る水処理装置に於い
て、ミネラル添加手段内のミネラル添加筒の形状を二重
構造にし、ミネラル添加筒の下部から供給された水が内
筒中央部から流出するよう内筒に複数の孔を設けてなる
ものである。

【００１６】また、請求項３、請求項４記載の発明は、
ミネラル添加手段中に充填するミネラル添加材としてカ
ルシウム材とマグネシウム材の両ミネラル成分から成る
ものであり、それぞれの添加材を複数層に仕切る通水性
のよいフィルター状のものをミネラル添加筒内に具備し
てなるものである。

【００１７】そして、請求項５記載の発明は、ミネラル
添加手段内に水位検知手段を設け、最下層部の容積若し
くは高さによって自動的に止水するような制御をおこな
う制御部を具備してなるものである。

【００１８】そしてまた、請求項６記載の発明は、ミネ
ラル添加材の成分比を重量比にしてカルシウム（Ｃａ）
／マグネシウム（Ｍｇ）＝４以下に配分してなるもので
ある。

【００１９】さらに、請求項７記載の発明は、ミネラル
添加手段のミネラル調整水取水部にミネラル成分の濃度
を検知するイオンセンサーを設け、且つ、ミネラル添加
筒を通過しない外部の経路より水道水を供給する経路を
配設してなるものである。

【００２０】さらにまた、請求項８記載の発明は、ミネ
ラル添加材を通水性のよい不織布などで成形してなるも
のである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の水処理装置の実施
の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２２】図１は、本発明の水処理装置の実施の形態
を示す要部断面図である。

【００２３】図１に於いて、１は箱型に形成される水処
理装置本体であり、その一側面には水道蛇口より繋がる
給水口２が内外に開口させて形成されている。水処理装
置１はイオン交換樹脂等脱イオンを目的としたイオン交
換機能を持つ材料或いは吸着材を充填した軟水化手段３
と、活性炭槽４及び中空糸膜槽５を充填した浄水手段
（図示せず）と、水中のミネラル成分を増加させること
を目的としたミネラル添加材を格納するミネラル添加手
段６および複数の隔壁を介して対向配置されている複数
の電極板を有し、この電極板に直流電流を印加すること
により隔壁によって区画された陽極室側に酸性水を、陰
極室側にアルカリ性水を生成する電解槽７より形成され
る。

【００２４】次に、図１を参照して、本発明の水処理装
置の水の流れについて簡単に説明する。

【００２５】まず、水道蛇口より給水された水道水４０
は、給水管８及び９の間に設けられた三方弁１０を介し
て軟水化手段３に供給される。ここで、ユーザーの意思
により脱イオン水が選択されなかった場合には、三方弁
１０の制御により前記軟水化手段３は通らずに直接活性
炭槽４、中空糸膜槽５に供給される。浄水手段に供給さ
れた水道水４０は、活性炭槽４にて水道水４０に含まれ
る不純物や残留塩素、カルキ臭等が除去される。また、
中空糸膜５を通過することにより、濁り成分や雑菌が捕
集され浄水となる。

【００２６】次にユーザーがミネラル調整水を選択した
場合、中空糸膜槽５とミネラル添加手段６とを繋ぐ連通
管に設けられた三方弁１１の制御により、浄水はミネラ
ル添加手段６に流入される。ここで、ミネラル添加手段
６の入口に配された流量計１２にて検出された流量は制
御部１４にて演算され、その計算値に従い流量調整バル
ブ１５を調整することによりミネラル添加手段内に流れ
る浄水の水量を制御し、単位体積当たりのミネラル分の
溶出量を調整する。こうしてミネラル添加手段６に供給
された浄水は、添加材から溶出されるミネラル成分を多
く含んだミネラル調整水となる。ミネラル添加手段６の
構造は後述する。

【００２７】なお、ミネラル分を必要としない場合は、
浄水は前記三方弁１１の制御により中空糸膜槽５よりそ
のまま次工程の電解槽７へ繋がる連通管へと流入され
る。

【００２８】次に、最適なミネラル濃度の調整されたミ
ネラル調整水は、引き続き電解槽７に流入される。電解
槽７は隔膜と電極板が配設されており、直流電源１６の
作動により電極板間に数〜数十ボルトの直流電圧を印加
すると、電解槽７内に供給されたミネラル調整水、若し
くは浄水は、電気分解により酸性水及びアルカリ性水に
分離することができる。電解水を要さない場合は、電流
を流さないことでミネラル添加手段６内で得たミネラル
調整水をそのまま摂取することが可能である。

【００２９】なお、本発明の水処理装置は上記のすべて
の水処理手段を備えていなくてもよく、ミネラル添加手
段を具備していれば、他の手段はなくても、また、単独
でミネラル添加手段と併設されていてもよい。

【００３０】図２以降は、本発明の水処理装置のさらな
る実施の形態を示したものであるが、水処理装置として
共通のものは同一符号を付し、本発明にかかるミネラル
添加手段以外の部分の説明は省略する。

【００３１】ここで、本発明の水処理装置は、ミネラル
添加手段６内に添加材格納容器１７を内装しており、前
記添加材格納容器１７内にはミネラル添加材の充填量を
検知する添加材量検知手段（図示せず）が設けられてい
る。この添加材量検知手段は経時的に添加材の体積変化
を検知しており、検知した値を制御回路にてランプ点滅
等の表示、若しくは音声に変換し報知する。

【００３２】図２は本発明の水処理装置のミネラル添加
手段の要部断面図である。

【００３３】図２の水処理装置は、ミネラル添加手段６
内に添加材格納容器１７を内装しており、二重構造とな
っている。この内部には添加されたミネラル添加材を押
さえる押さえカバー１８を配設しており、バネ１９によ
って添加材格納容器１７の上蓋２０に繋がっている。上
蓋２０は水処理装置１本体の上部にねじ式の開閉可能な
ものとして形成されており、上蓋２０をはずすことによ
りミネラル添加材の補充が可能となる。この上蓋２０を
開けるとバネ１９が緩和され、押さえカバー１８が上昇
する。よって、格納されたミネラル添加材は常にバネ１
９にて押さえカバー１８を介して押さえられているた
め、添加材の体積減少に伴い、押さえカバー１８も下方
に下がっていくことになる。

【００３４】ここで、被処理水は添加材格納容器１７下
部から供給され、添加材格納容器１７の中腹部に配置さ
れた複数の孔２１よりミネラル添加材中に入りミネラル
添加材と接触しながらミネラル添加手段６下部より排出
され、ミネラル調整水として取水される。添加材格納容
器１７に供給された被処理水は孔２１より下方に充填さ
れたミネラル添加材とのみ接触し、前記孔２１より上方
のミネラル添加材はミネラル添加材の体積減少に伴い順
次充填される。

【００３５】なお、このミネラル添加手段６は流路へ差
し込むカートリッジ形式の構造をとり、ミネラル添加手
段６ごと取り外すことが可能である。

【００３６】図３、図４はミネラル添加手段６内に充填
するミネラル添加材の充填方法の一例を示したものであ
る。

【００３７】図３に於いて、添加材格納容器１７内には
ミネラル成分の異なるミネラル添加材を複数層に分離し
て格納すべく、通水性のよい不織布などのフィルター状
のもの２２を配している。このフィルター状の材料２２
を介して上層部にはミネラルの溶出速度の早いカルシウ
ム材２３を、下層部には溶出速度の遅いマグネシウム材
２４を充填する。この場合、通水することによりカルシ
ウム材が主として溶け出すため、ミネラル添加材の充填
はカルシウム材のみを補充するだけでよい。

【００３８】なお、ミネラル添加材を複数層に分離させ
て充填するのは成分の異なるミネラル添加材が混在しな
いようにする目的であり、例えば図４に示すように分離
すべき箇所でミネラル添加手段６が２パーツに分離され
るようにねじ式２５などによって取り外し可能になって
いる構造でもよい。取り外した断面は図示したようにミ
ネラル添加材の粒径よりも小さいメッシュのフィルター
状とする。この場合、下層部に格納するマグネシウム材
は体積変化のあまりないものが望ましい。

【００３９】しかし、体積変化の大きい組成のものであ
れば、前記ねじ式の部分２５をはずすことによりマグネ
シウム材を補充することも可能である。これは前記のよ
うにミネラル添加手段６そのものが取り外し可能な構造
となっているため、ミネラル添加手段６をはずしたうえ
で作業ができ、扱いが容易である。

【００４０】図５は、本発明の水処理装置の他の実施の
形態であり、マグネシウム材が最下層部に充填された場
合の状態を示す。

【００４１】図５に於いて、マグネシウム材２５が添加
材格納容器１７の最下層部に格納された場合、ミネラル
調整水の取水後すべての水を取水（排水）してしまうの
ではなく、ミネラル添加手段６内に配された水位検知手
段２６により、前記フィルター２２で仕切られた位置
（マグネシウム材が充填されている位置）まで水を滞留
させる。これにより、格納されたマグネシウム材が溶出
速度の遅い組成のものであっても、ゆっくり時間をかけ
て滞留水中に溶出させることができる。

【００４２】図６（ａ）、（ｂ）は、カルシウム材とマ
グネシウム材の重量比によるマグネシウム濃度と総硬度
を示したものである。

【００４３】カルシウムの割合が多いほど総硬度は高く
なるが、マグネシウム材の量が少ないうえマグネシウム
材の溶解度が小さいため、マグネシウムとしてのイオン
濃度は低くなる。反対に、マグネシウムが多いほどマグ
ネシウムイオン濃度は高くなるが、溶解度のよいカルシ
ウム材が少なくなるため、総硬度として高いものは得ら
れ難い。生体に最適とされるカルシウム（Ｃａ）／マグ
ネシウム（Ｍｇ）の割合は２：１と言われているが、そ
れぞれの材の溶解度、溶出速度、溶出量を考慮して、Ｃ
ａ／Ｍｇ＝４以下が望ましい。

【００４４】なお、ユーザーが所望するイオン濃度（総
硬度）よりも濃い濃度のミネラル調整水になったとき
は、蛇口若しくは浄水手段からの別経路の連通管（図示
せず）を通って水道水或いは浄水を混合させることによ
りミネラル調整水を希釈し、適切な硬度のミネラル調整
水を取水する。ミネラル調整水のイオン濃度はミネラル
添加手段６の取水部に配設されたイオンセンサー２７を
もって検知し、制御部に送られたイオン濃度値に応じて
混合させる水道水或いは浄水の水量を決定する。

【００４５】これまでのミネラル添加手段に充填したミ
ネラル添加材は、表面積を大きくするために粒状、若し
くは顆粒状、粉末状のものとしたが、これは粒状のもの
をそのまま充填する必要はなく、多孔質で通水性のよい
材料、例えば布や不織布などからなる袋状のものを図７
に示すようにミネラル添加手段内に設置してもよい。

【００４６】このような形状をとることにより、着脱が
簡単で、ミネラル添加材の補充の際の交換が容易とな
る。また、これらの不織布がフィルターの効果も持ち合
わせる材料であれば、長期間の通水によりミネラル添加
材が崩壊して水中に粉末が混入し、白濁を生じるような
ことがあっても、添加材格納容器１７の底部にろ過性を
有するフィルター２８を配設する必要がなくなる。

【００４７】

【発明の効果】本発明の水処理装置は上記のような構造
であるため、請求項１および請求項２記載の発明は、ミ
ネラル添加手段内のミネラル添加筒中腹部より水を供給
し、中に充填されたミネラル添加材すべてが浸水するこ
とがなく、絶えず新しいミネラル添加材が上部より供給
されるため、ミネラル添加材の減少に伴う硬度低下が生
じず、安定した濃度のミネラル調整水を持続的に得るこ
とができる。

【００４８】また、請求項３記載の発明は、上記の効果
に加えて、マグネシウム材を充填し、しかもカルシウム
材と混合させずに分離して充填することにより、一方が
他方のミネラル添加材のミネラル溶出を阻害することが
なく、効率良くマグネシウム、カルシウムの溶出がなさ
れ、常時高濃度のマグネシウムが添加されたミネラル調
整水を得ることができる。しかも、成分別のミネラル添
加筒を併設することなく、添加筒１本のみのコンパクト
なものとなる。

【００４９】さらに、請求項４記載の発明は、上記複数
層のうち、下層部にマグネシウム材を、上層部にカルシ
ウム材を配することにより、添加材の補充の際に、溶出
速度の比較的早いカルシウム材は一定期間（月単位）毎
に、溶出速度の遅いマグネシウム材は年単位の補充でよ
く、ミネラル添加材の補充の手間を省くことができる。

【００５０】また、請求項５記載の発明は、上記複数層
の最下層部にマグネシウム材を充填した場合、最下層部
に水道水を滞留させるよう制御することにより、溶出速
度の遅いマグネシウム材であっても、時間をかけて溶出
させることになり、高濃度のマグネシウムが含まれたミ
ネラル調整水を得ることができる。

【００５１】そして、請求項６記載の発明は、カルシウ
ムとマグネシウムの重量比をＣａ／Ｍｇ＝４以下にする
ことにより、生体に適度なマグネシウムを補給すること
ができ、且つ、調理水として使用する場合に必要な高硬
水を得ることができる。

【００５２】さらに、請求項７記載の発明は、イオンセ
ンサーを設けることにより、カルシウム材、マグネシウ
ム材から溶出されたイオン濃度を検知し、取水中のイオ
ン濃度に応じて水道水或いは浄水と混合させることによ
って、ユーザーの希望にあった硬度の水に調整すること
ができる。

【００５３】また、請求項８記載の発明は、粒状或いは
粉末状のミネラル添加材を不織布などの通水性のよい材
料に充填し、これをミネラル添加筒にセットすることに
より、固体として扱うことができ、ミネラル添加材の補
充、交換する場合に、手間が省ける。また、ミネラル添
加材を充填した不織布がフィルターの効果も併せ持ち、
仮にミネラル添加材が崩壊して粉末状態になったとして
も、ミネラル添加筒下部のフィルター詰まりの原因にな
ることなく、通水がスムーズにおこなわれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水処理装置の実施の形態を示す要部断
面図である。

【図２】本発明の水処理装置の実施の形態を示すミネラ
ル添加手段の要部断面図である。

【図３】本発明の水処理装置の実施の形態を示すミネラ
ル添加手段の第１の他の例を示す要部断面図である。

【図４】本発明の水処理装置の実施の形態を示すミネラ
ル添加手段の第２の他の例を示す要部断面図である。

【図５】本発明の水処理装置の実施の形態を示すミネラ
ル添加手段の第３の他の例を示す要部断面図である。

【図６】本発明の水処理装置の実施の形態を示すカルシ
ウムとマグネシウムの配合比によるマグネシウムイオン
濃度と総硬度の経日変化を示すグラフである。

【図７】本発明の水処理装置の実施の形態を示すミネラ
ル添加手段の第４の他の例を示す要部断面図である。

【図８】従来の水処理装置の実施の形態を示す要部断面
図である。

【符号の説明】

１ 水処理装置本体 ６ ミネラル添加手段 １７ 添加材格納容器 ２１ 孔 ２２ フィルター ２３ カルシウム材 ２４ マグネシウム材 ２６ 水位検知手段 ２７ イオンセンサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 1/68 ５４０ Ｃ０２Ｆ 1/68 ５４０Ｃ ５４０Ｄ ５４０Ｅ 1/28 1/28 Ｒ 1/42 1/42 Ａ 1/46 1/46 Ａ (72)発明者 安部 剛夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ミネラル添加筒などによりミネラル調整
   水を得るミネラル添加手段に、活性炭および中空糸膜な
   どから成る浄水手段、若しくは電気分解などにより酸性
   およびアルカリ性のイオン水を生成する電解槽、或いは
   イオン交換樹脂などを充填した軟水化手段などを併設、
   またはミネラル添加手段との組み合わせから成る水処理
   装置、若しくはミネラル添加手段を具備したミネラル整
   水器に於いて、前記ミネラル添加手段は、充填されたミ
   ネラル添加材の中央部から水道水等の水が供給されミネ
   ラル調整水を得ることを特徴とする水処理装置。
2. 【請求項２】 前記ミネラル添加手段は、取り外し可能
   なカートリッジ形式であることを特徴とする請求項１記
   載の水処理装置。
3. 【請求項３】 前記ミネラル添加材としてカルシウム材
   とマグネシウム材を複数層に分離させて充填することを
   特徴とする請求項１若しくは請求項２記載の水処理装
   置。
4. 【請求項４】 前記ミネラル添加材を下層部にマグネシ
   ウム材、上層部にカルシウム材を分離された複数層にて
   充填することを特徴とする請求項１若しくは請求項２ま
   たは請求項３記載の水処理装置。
5. 【請求項５】 前記ミネラル添加材の充填が、マグネシ
   ウム材の充填された層が最下層部であった場合に、最下
   層部に絶えず水道水等の水を滞留させることを特徴とす
   る請求項１乃至請求項４記載の何れか一つの水処理装
   置。
6. 【請求項６】 前記ミネラル添加材は、重量比にしてカ
   ルシウム（Ｃａ）／マグネシウム（Ｍｇ）＝４以下に充
   填することを特徴とする請求項１乃至請求項５記載の何
   れか一つの水処理装置。
7. 【請求項７】 前記ミネラル添加手段の取水部にカルシ
   ウム、マグネシウムなどのミネラル成分のイオン濃度を
   検知するイオンセンサーを設けてなることを特徴とする
   請求項１記載の水処理装置。
8. 【請求項８】 前記ミネラル添加材として、粒状または
   粉末状のカルシウムおよびマグネシウムのミネラル添加
   材を不織布などの通水性のよい材料に充填することを特
   徴とする請求項１記載の水処理装置。