净水装置及家庭用净水器

技术领域

本发明涉及净水装置及家庭用净水器。

背景技术

近年来，提出了使用反渗透膜(RO膜)的净水装置。

通过RO膜，将水分子与杂质完全分离是非常困难的，因此在要求进一步的净化的情况下，例如在专利文献1中公开了如下技术:具备使用了RO膜的多个净化机构，通过反复进行净化来提高纯度。

作为用于提高净化水的纯度的新方法，近年来，采用使用离子交换树脂的方法。具体而言，将在通水用的壳体中填充了离子交换树脂的过滤器(以下，DI过滤器)配置在RO膜的后段，通过将透过了RO膜的纯净化水通水至DI过滤器，进一步除去残留的杂质，由此得到较高的净化性能(例如专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国公开专利公报“特开2006-263542号公报”专利文献2：日本国公开专利公报“特开2013-107031号公报”

发明内容

发明所要解决的课题

然而，与采用RO膜反复净化的方法相比，利用了上述的DI过滤器的净化水具有其结构简便这样的优点，另一方面，DI过滤器的净化功能有限，存在除去一定量的杂质时丧失其功能的问题。因此，在使用了DI过滤器的水的净化中，要求将其功能维持得更长，需要为了抑制其性能的消耗而下功夫。一般来说，这不仅针对DI过滤器，而且针对进行净化功能有限的杂质的吸附除去的吸附除去部件也可以说是这样的。

本发明的一个方面的目的在于，在并用RO膜和进行杂质的吸附除去的吸附除去部件的情况下，实现减少吸附除去部件的消耗、能够抑制功能的降低的净水装置。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题，本发明的一方面所涉及的净水装置是使用反渗透膜和进行杂质的吸附除去的吸附除去部件来净化水的净水装置，其特征在于，在从上述反渗透膜至被该反渗透膜净化后的净化水的取水口的路径上，配置上述吸附除去部件；在从上述反渗透膜至上述吸附除去部件的通水路径上，设置有阻断该通水路径中的水的往来的第一阻断机构。

有益效果

根据本发明的一方式，能够实现减少吸附除去部件的消耗、可以抑制功能的降低的净水装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的净水装置的概略结构的示意图。

图2是表示本发明的实施方式2所涉及的净水装置的概略结构的示意图。

图3是表示图2所示的净水装置的变形例的示意图。

图4是表示本发明实施方式3所涉及的净水装置的概略结构的示意图。

图5是表示图4所示的净水装置的变形例的示意图。

图6是表示本发明的实施方式4所涉及的净水装置的概略结构的示意图。

图7是表示图6所示的净水装置的变形例的示意图。

图8是表示图6所示的净水装置的其他变形例的示意图。

具体实施方式

[实施方式1]

以下，关于本发明的一个实施方式，进行详细说明。

(净水装置的结构)

如图1所示，净水装置1是利用了填充有反渗透膜(RO膜)和离子交换树脂的过滤器(DI过滤器)的生活用水的净化装置。该净水装置1具备主路径(流路)50，其从一端侧的引入口50a引入原水，从另一端侧的取出口50b吐出净化水。在净水装置1为家庭用净水器的情况下，引入口50a与自来水水管(原水)连接，取出口50b上连接有水龙头等的取出口开闭机构。另外，后述的第一排水路径(废弃路径)51例如与水槽下的排水管连接。

从主路径50的最上游侧开始依次配置有压力开关10、电磁阀31、减压阀11、PP(聚丙烯)过滤器12、前侧TDS13、水温计14、前侧流量计15、AC(活性炭)过滤器16、Pump17、RO膜(反渗透膜)18、开闭机构(第一阻断机构)32、DI过滤器(杂质吸附除去部件)19、后侧流量计20以及后侧TDS21。

压力开关10是在一定压力以上导通的开关，向主路径50供给原水，在能够检测到原水的压力(自来水压力)的情况下导通。减压阀11使流经主路径50的自来水的水压恒定。

PP(聚丙烯)过滤器12是由聚丙烯(PP)构成的网眼相对稀疏的无纺布，除去包含在原水中的锈蚀等的相对较大的杂质。另外，材质不受限制，也可以由聚乙烯(PE)构成。通过在到达之前预先除去相对大的杂质，能够抑制后述的反渗透膜(以下称为RO膜)的劣化。

前侧TDS13和后侧TDS21是测量表示水质的指标的水质传感器，测量水的导电率来检测水的杂质的浓度。前侧TDS13测量从引入口50a引入的原水的水质，后侧TDS21测量从取出口50b取出的净化水的水质。这些测量结果被发送到未图示的控制部，控制部根据前侧TDS13的测量值和后侧TDS21的测量值来计算净化率。

水温计14用于校准前侧TDS13和后侧TDS21。这是由于前侧TDS13和后侧TDS21所测量的导电率具有温度依赖性。检测结果被输出到控制部。

AC过滤器16用活性炭除去原水中含有的游离氯化合物等的游离物。另外，RO膜18由于作为原水的自来水中所包含的游离氯化合物(所谓的氯)而劣化。因此，在到达之前通过AC过滤器16除去游离氯化合物，可以抑制RO膜18的劣化。

Pump17用于在施加预定压力的同时将水输送至后段的RO膜18，用于实现基于后述的RO膜18的交叉流动方式。

前侧流量计15及后侧流量计20是测量主路径50中流动的水的流量的传感器。测量结果被输出到控制部，控制部根据作为前侧流量计15的测量值的原水的引入量(使用量)和作为后侧流量计20的测量值的净化水的生成量，计算回收率。

作为前侧流量计15的配置位置，如图1所示，优选将前侧流量计15设在PP过滤器12和AC过滤器16之间。这是由于通过配置在PP过滤器12的后段(下游侧)，能够防止污垢附着在前侧流量计15上。

另外，根据需要，设置上述的减压阀11、PP过滤器12、前侧TDS13、水温计14、AC过滤器16、后侧流量计20以及后侧TDS21即可。

RO膜18分离水分子和杂质。在此，通过利用Pump17施加水压的同时使净化对象水流向RO膜18的表面，分离为透过了该RO膜18的处理水和未透过的排水。通过所谓的交叉流动方式，RO膜18分离为处理水(净化水)和排水(浓缩水)。

处理水在主路径(50)中流动，向RO膜18的后段的DI过滤器19流动，排水从第一排水路径51的废弃口排出。如上所述，废弃口与例如水槽下的排水管连接。

在第一排水路径51上设置有冲洗电磁阀22。冲洗电磁阀22是限制第一排水路径51中流动的排水的流量的流量限制阀。例如，冲洗电磁阀22发挥如下功能：在关闭的状态(电源断开状态(非通电时))下限制流量，在打开的状态(电源接通状态(通电时))下尽可能地开放流路而使水流动。

(基于RO膜18的净化)

根据RO膜18，不论有害·无害，除去溶解在水中的几乎全部杂质，能够得到高纯度的纯水。RO膜18由通过交联形成的网孔状的高分子膜形成，根据该网孔的大小，基本上仅水分子透过该高分子膜，因此与杂质进行分离，能够得到上述的净化性能。

交叉流动方式是一边施加一定的水压，一边在RO膜18的表面上通过净化对象的水，此时，将通过水压透过了RO膜18的水作为净化水取出，将未透过RO膜18而残留的水作为排水废弃的方式。因此，交叉流动方式始终通过使RO膜18的表面通过液体而进行杂质与水分子的分离。排水侧的水在RO膜18的表面上流动的过程中，由于仅水分子透过RO膜18而消失，因此与在RO膜18的表面上通水之前相比，杂质相对被浓缩，成为浓度上升的状态而被废弃。这样，在利用了RO膜18的净化水中，伴有一定量的排水(浓缩水)。

在此，为了一边施加水压一边在RO膜18表面上进行通水，使用配置在RO膜18的前段的Pump17(电动泵)和配置在作为RO膜18的后段的第一排水路径51上的作为流量限制机构的冲洗电磁阀22。通过对Pump17输送的水量在RO膜18的后段进行流量限制，从Pump17通过RO膜18表面而到达冲洗电磁阀22的路径内借助Pump17的力量被增压。由于该压力越高，透过RO膜18的净化水的水量也越增加，所以实际上，考虑到这些平衡，确定Pump17的送液性能和流量限制量，以获得目标压力和净化水。

并且，如上所述，冲洗电磁阀22具备在关闭的状态下如前述那样限制流量、在打开的状态下尽可能地开放流路而使水流动这样的功能。由此，能电气切换除了对RO膜18表面上施加压力而生成净化水的功能以外，根据需要进行大量的通水以冲洗RO膜18的表面上这样的两种功能。

另外，如上所述，由于RO膜18具有微细的结构，因此，为了维持该性能，一般进行净化对象的水的前处理。例如，由以PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)等的纤维为主材料的过滤器(称为细滤器等:PP过滤器12)进行的堆积物、微粒、粘着物质等的除去、由以活性炭为主材料的过滤器(AC过滤器16)进行的自来水管的杀菌处理等中所使用的氯、有机物质等的吸附除去相当于此。

(基于DI过滤器19的净化)

DI过滤器19是在通水用的壳体中填充了离子交换树脂的过滤器。作为离子交换树脂，优选在水的净化中利用具有除去作为杂质成分的阳离子和阴离子这两者的功能的离子交换树脂。即，在DI过滤器19中，分别将阳离子交换成氢离子，将阴离子交换成氢氧化物离子，通过释放出的氢离子和氢氧化物离子在水中中和而返回到水，由此进行水的净化。因此，DI过滤器19也可以说是对由RO膜18净化后的水所含的杂质进行吸附除去的杂质吸附除去部件。

(开闭机构32的功能及效果)

开闭机构32设置在连接RO膜18和DI过滤器19的路径(主路径50)的途中，是阻断溶解于水中的杂质的扩散的机构。在该情况下，开闭机构32在净化运转时开放主路径50而成为可通水的状态，在净化运转停止时阻断主路径50而阻断夹着该开闭机构32的水的往来。

由此，在停止净化运转的期间，通过DI过滤器19所除去的杂质的总量被抑制，防止不必要的净化性能的消耗，能够更长地利用DI过滤器19的净化功能。

通常，在继续实施水的净化运转的情况下，被净化后的水和杂质被浓缩后的排水夹着RO膜18而分离，向DI过滤器19仅供给杂质少的RO膜18所产生的净化水。然而，若停止净化运转而不进行净水装置1内的通水，则产生在透过RO膜18的前段的区域残留的水中所含有的杂质在处于通过了RO膜18后的净化水侧的水中，透过该RO膜18并随时间扩散的现象。因此，在未设置如上所述的路径的阻断机构(开闭机构32)的情况下，像这样透过了RO膜18的杂质逐渐扩散至DI过滤器19，并被该DI过滤器19内的离子交换树脂净化。该现象持续到夹着RO膜18的水之中的杂质浓度变为相等为止，因此最终滞留在RO膜18的近前侧的所有区域中的水的杂质被DI过滤器19净化之前继续该现象。因此，原本作为由RO膜18产生的浓缩水而应该被废弃的杂质也通过DI过滤器19进行净化，DI过滤器19的净化性能被大量消耗而造成浪费。因此，如上所述，在连接RO膜18和DI过滤器19的路径上，通过设置用于阻断溶解在水中的杂质的扩散的开闭机构32，能够防止上述那样的伴随着物质扩散的杂质到达DI过滤器19。

此外，如上所述，为了极力缩窄夹着RO膜18的杂质的物质扩散的扩散范围、在净化运转再次开始时减少DI过滤器19所净化的杂质量，开闭机构32最好设置在尽可能接近RO膜18的地方。

(效果)

根据上述结构，在净化运转停止时，能够通过开闭机构32抑制从RO膜18渗出的杂质的扩散。由此，到达DI过滤器(19)的杂质较少，无需进行净化运转停止时的不必要的杂质的除去，因此能够抑制DI滤波器19的劣化，即延长寿命。即，根据净水装置1，在利用RO膜18净化后，进一步利用DI过滤器19进行净化的净化机构中，能够防止该DI过滤器19的不必要的净化性能的消耗，长时间维持功能寿命。

另外，如果将开闭机构32尽可能地设置在靠近RO膜18的位置(紧随其后的位置)，则能够尽可能地使净化运转停止时的漂浮于RO膜18附近的浓缩水不会扩散至DI过滤器19。由此，能够进一步延长DI过滤器19的功能寿命。

另外，在本实施方式中，设置于将RO膜18和DI过滤器19之间连接的途中的开闭机构32可以是以无电力方式进行开闭的机构(例如手动开闭机构(阀)、单向阀)，也可以是通过电力进行开闭的机构(例如电磁阀等)。

[实施方式2]

以下，对本发明的另一实施方式进行说明。需要注意的是，为了便于说明，对具有与在上述实施方式中说明的部件相同的功能的部件标记相同的附图标记，不重复其说明。

(净水装置的结构)

如图2所示，本实施方式所涉及的净水装置1A与上述实施方式1的净水装置1不同，代替RO膜18与DI过滤器19之间的开闭机构32，使用能够仅向顺流方向(在此为取出口50b侧)通水的单向阀33。净水装置1A除了使用单向阀33来代替开闭机构32以外，是与上述实施方式1的净水装置1相同的结构。

(效果)

在使用单向阀33作为开闭机构32的情况下，在进行净化运转的期间中，阀通过其顺流方向的水压打开而进行通水。然而，由于在运转停止中水压消失而阀关闭，因此能够阻断隔着该阀的杂质的扩散，并且产生使开闭机构的动作与净化运转能够自动地联动这样的便利性。

而且，由于单向阀33以无电力的方式动作，所以在停电时也工作。另外，由于不像电磁阀那样昂贵，因此能够廉价地制作净水装置1A。

[变形例]

如图3所示，本变形例所涉及的净水装置1B示出了将图2所示的净水装置1A中配置在压力开关10和减压阀11之间的电磁阀(第二阻断机构)31配置在冲洗电磁阀22的下游侧的例子。此外，在净水装置1B中，在主路径50的取出口50b上设置有水龙头，以作为用于开闭该取出口50b的开闭机构的一种。在该情况下，通过打开水龙头的动作，接通净水装置1的电源，通过关闭水龙头的动作，断开净水装置1的电源。

因此，通过关闭水龙头，能够使净化运转停止。由此，在净化运转停止时，能够将电磁阀31设为断开状态来关闭第一排水路径51，因此从冲洗电磁阀22流动的浓缩水不会被废弃。而且，在净化运转停止时，由于设置在主路径50的取出口50b的水龙头关闭，因此通过单向阀33和断开状态的电磁阀31维持R0膜18附近的压力。由此，在净化运转再次开始时，能够无时间延迟地取出净化水。也就是说，除了单向阀33之外，在取出口50b还设有作为取出口开闭机构的一种的水龙头，使该水龙头的开闭与净化运转联动。由此，除了能够在净化运转再次开始时无时间延迟地取出净化水的效果之外，还起到能够配合净化运转的停止，立即停止净化水的吐出这样的效果。

此外，电磁阀31也可以配置在RO膜18和冲洗电磁阀22之间。在该情况下，也能够得到与将电磁阀31配置在冲洗电磁阀22的下游侧时相同的效果。

另外，也可以将图2所示的净水装置1A的单向阀33作为与净化运转联动的开闭机构而使用电磁阀。例如，如图4所示的净水装置1C所示，也可以在RO膜18和DI过滤器19之间设置电磁阀34。

同样地，如图5所示的净水装置1D所示，也可以将图3所示的净水装置1B的单向阀33替换为电磁阀34。

电磁阀(34)在净化运转时处于接通状态，打开主路径(50)使水从RO膜(18)流到DI过滤器(19)中，在净化运转停止时处于断开状态，关闭主路径(50)而使水不会从RO膜(18)流到DI过滤器(19)中。也就是说，电磁阀34与净化运转停止连动地阻断通水路径，在净化运转再次开始时连动地开放通水路径。

另外，在图5所示的净水装置1D中，由于在净化运转停止时电磁阀34联动而成为断开状态，因此即使不如图3所示的净水装置1B那样在取出口50b设置水龙头，也能够在净化运转停止时维持压力。

也就是说，在单向阀33的情况下，由于顺流方向的通水持续至路径内的水压消失，因此为了在停止净化运转的同时无时差地停止净化水的吐出，需要在取水口设置水龙头等，使其开塞机构与净化运转联动。

此外，如图3所示的净水装置1B或者图5所示的净水装置1D所示，也可以构成为:将与净化运转连动的作为新的开闭机构的电磁阀31设置在成为R0膜18的后段的第一排水路径51上，在净化运转中开放第一排水路径51，在净化运转停止中阻断第一排水路径51。由此，除了前述的效果之外，例如在将自来水这样始终施加水压的水作为原水的情况下，能够防止在净化运转停止时水通过该第一排水路径51经常被废弃，并且能够无时差地立即进行运转再次开始时的净化水的吐出。这是由于通过在净化运转停止时关闭电磁阀31，从而第一排水路径51内的水压被维持。

另外，在上述实施方式1、2中，作为在R0膜18与DI过滤器19之间设置的开闭机构，说明了使用单向阀、电磁阀的例子，但在下述的实施方式3中，对使用了切换流路的流路切换机构的例子进行说明。

[实施方式3]

以下对本发明的另一实施方式进行说明。需要注意的是，为了便于说明，对具有与在上述实施方式中说明的部件相同的功能的部件标记相同的附图标记，不重复其说明。

(净水装置的结构)

如图6所示，本实施方式所涉及的净水装置1E与上述实施方式1的净水装置1不同，使用流路切换机构35来代替RO膜18与DI过滤器19之间的开闭机构32。净水装置1E除了使用流路切换机构35来代替开闭机构32以外，是与上述实施方式1的净水装置1相同的结构。

流路切换机构35对从RO膜18到达DI过滤器19的第一流路(1)和从RO膜18到达第二排水路径52的第二流路(2)进行切换。在此，流路切换机构35在净化运转时切换成第一流路(1)，使得透过了RO膜18的水流入DI过滤器19；在净化运转停止时切换成第二流路(2)，使得透过了RO膜18的水不流入DI过滤器19。由此，流路切换机构35起到与单向阀、电磁阀同样的作用。

因此，本实施方式所涉及的净水装置1E能够获得与上述实施方式1的净水装置1、上述实施方式2的净水装置1A、1C相同的效果。

而且，流路切换机构35通过在净化运转停止时切换为第二流路(2)，以使透过了RO膜18的水不流入DI过滤器19，由此能够将透过RO膜18的浓缩水从第二排水路径52废弃。由此，在净化运转停止时，由于在RO膜18与DI过滤器19之间不会积存浓缩水，因此在净化运转再次开始时，从RO膜18流向DI过滤器19的初始的水所含有的杂质较少，能够减轻对该DI过滤器19的负担。

另外，优选的是，在净化运转再次开始时，不借助流路切换机构35从第二流路(2)直接切换为第一流路(1)，而是在经过预定的时间后从第二流路(2)切换为第一流路(1)。在该情况下，在净化运转再次开始时，不向DI过滤器19通水，而将滞留在RO膜18附近的水、尤其是透过了RO膜18的后段侧的水(在运转停止中杂质浓度上升的水)从第二流路(2)废弃。之后，通过切换成第一流路(1)，能够将用RO膜18适当地净化后的水送到DI过滤器19。由此，能够实现DI过滤器19的进一步的长寿命化。

也可以从第二排水路径52直接废弃浓缩水，但也可以例如如图7所示的净水装置1F那样，将第二排水路径52与第一排水路径51的冲洗电磁阀22的后段连接。在该情况下，能够使应废弃的浓缩水集中在一条路径中流动。

此外，如图8所示的净水装置IG那样，将第二排水路径连接在第一排水路径51的冲洗电磁阀22的后段，在第一排水路径51和第二排水路径的汇合部的后段，设置作为与净化运转连动的新的开闭机构的电磁阀31。通过该电磁阀31，也可以构成为：在净化运转中开放第一排水路径51，在净化运转停止中阻断第一排水路径51。在这种情况下，能够起到与所述实施方式2的净水装置1B、1D同样的效果。即，例如在将自来水这样始终施加有水压的水作为原水的情况下，能够防止在净化运转停止时水通过第一排水路径51经常被废弃，并且能够无时差地立即进行运转再次开始时的净化水的吐出。

另外，在各实施方式中说明的净水装置中，在RO膜18的后段配置有DI过滤器19。然而，并不限定于DI过滤器19，也可以是AC(活性炭)过滤器，只要是能够吸附除去其他杂质的过滤器，则可以是任何的过滤器。根据这次的发明特别发挥效果的是，净化功能有限的吸附除去过滤器。

本发明不限于上述的各实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行各种变更，对于适当组合在不同的实施方式中分别公开的技术手段而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。而且，通过组合各实施方式分别公开的技术手段，能够形成新的技术特征。

附图标记说明

1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G 净水装置

10 压力开关

11 减压阀

12 PP过滤器

13 前侧TDS

14 水温计

15 前侧流量计

16 AC过滤器

17 Pump

18 RO膜

19 DI过滤器(吸附除去部件)

20 后侧流量计

21 后侧TDS

22 冲洗电磁阀

31、34 电磁阀

32 开闭机构

33 单向阀

35 流路切换机构

50 主路径

50a 引入口

50b、51b 取出口

51 第一排水路径(废弃路径)

52 第二排水路径