浄水装置

【課題】小型でありながら高い放射性物質除去効果（除染効果）を有し、一般住宅や学校等の施設で使用されるのに好適な浄水装置を提供する。
【解決手段】複数の濾過ユニット３を備える浄水装置１であって、各濾過ユニット３は、液体中の汚染物質を濾過するための濾材を収容しているとともに、水平方向に対して傾斜方向を交互に変えて上下に多段状に連結されている。また、本発明の一態様として、各濾過ユニットは、液体を流入する流入口と、液体を流出する流出口とを備え、各濾過ユニット内において流入口から前記流出口に繋がる流路が蛇行状に形成されていることが好ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾材を用いた濾過方式の浄水装置に関し、特に一般住宅や学校等の施設の水道水等を浄化するのに好適な浄水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、水道水に含まれる塩素や重金属、不純物等を除去する様々な浄水装置が開発されている。従来の浄水装置としては、活性炭やセラミック、イオン交換樹脂等の濾材を濾材容器内に充填した浄水装置が代表的であり、このような浄水装置内に水道水を通過させることにより、水道水に含まれる塩素や重金属、不純物などを濾材で吸着、除去することができる（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、塩素や重金属、不純物だけでなく、水道水中にセシウム等の放射性物質が含まれる地域では、これらの有害物質についても除去することのできる浄水装置が望まれている。
【０００４】
一方、特許文献２には、放射性汚染水をイオン交換樹脂で処理する装置において、イオン交換樹脂を収容する処理槽と、処理槽の上部に設けたイオン交換樹脂の追加投入手段と、処理槽に放射性汚染水を循環させる循環系統と、循環系統における処理槽の入口側と出口側に設けた放射性核種の濃度を直接的にまたは間接的に測定可能な入口側水質測定手段および出口側水質測定手段と、循環水の流量を測定する流量測定手段を備える放射性汚染水の処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１９３８８号公報
【特許文献２】特開２００４−２３３３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に開示された装置は、原子力発電所等の放射性物質を取り扱う施設から排出される放射性汚染水を処理対象としており、高レベルの放射性廃液を環境に影響を与えないレベルにまで浄化して排出するための装置である。そのため、当該装置を、飲料水としても使用される水道水を対象にする一般住宅や学校等の施設で使用される浄水装置に適用する場合には、装置が大きすぎたり、また放射性物質の除去レベルが低すぎるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、小型でありながら高い放射性物質除去効果（除染効果）を有し、一般住宅や学校等の施設で使用されるのに好適な浄水装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る浄水装置は、複数の濾過ユニットを備える浄水装置であって、各濾過ユニットは、液体中の汚染物質を濾過するための濾材を収容しているとともに、水平方向に対して傾斜方向を交互に変えて上下に多段状に連結されている。
【０００９】
また、本発明の一態様として、各濾過ユニットは、液体を流入する流入口と、液体を流出する流出口とを備え、各濾過ユニット内において流入口から流出口に繋がる流路が蛇行状に形成されていることが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明の一態様として、各濾過ユニットは、長尺状の複数の濾過カートリッジを着脱可能に並行に連結することによって構成されており、各濾過カートリッジは、一方の端部に液体を流入する内部流入口を備え、他方の端部に液体を流出する内部流出口とを備え、隣設された各濾過カートリッジの内部流出口と内部流入口とを連結することにより各濾過ユニット内の蛇行状の流路を形成してもよい。
【００１１】
また、本発明の一態様として、濾過ユニットの水平方向に対する傾斜角度を１０度以上２０度以下とすることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明の一態様として、濾材は、少なくともゼオライトを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、小型でありながら高い放射性物質除去効果（除染効果）を有し、一般住宅や学校等に設置して水道水等の除染をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る浄水装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本実施形態の濾過カートリッジを示す右側面図である。
【図３】本実施形態の濾過カートリッジを示す左側面図である。
【図４】本実施形態の濾過カートリッジを示す図３の縦断面図である。
【図５】本実施形態の濾過ユニットを示す斜視図である。
【図６】本実施形態における濾過ユニットを示す正面図である。
【図７】図６における７Ａ−７Ａ線断面図である。
【図８】本実施形態における濾過ユニットの傾斜角度を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る浄水装置の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１６】
本実施形態の浄水装置１は、図１に示すように、主として、濾材を収容する複数の濾過カートリッジ２を交互に反転させて連結してなる濾過ユニット３と、さらに各濾過ユニット３を連結するための連結パイプ４と、上下複数段に連結した濾過ユニット３を固定するためのフレーム５とから構成される。以下、各構成部について詳細に説明する。
【００１７】
濾過ユニット３を構成する複数の濾過カートリッジ２のうち、浄水装置１へ流入する液体を最初に濾過する濾過カートリッジ２を例にとって図２乃至図４に示す。なお、本実施形態において、液体は水道水としているが、一般的に浄水装置で浄化される液体であれば、これに限定されない。
【００１８】
本実施形態において、濾過カートリッジ２は、図２乃至図４に示すように、長尺状の直方体形状であるカートリッジ本体２１と、濾材（図示せず）を収容するために開口された穴を塞ぐ蓋２２と、水道水が流入する内部流入口２３と、隣接する濾過カートリッジ２の内部流入口２３へ濾材であるゼオライトで濾過した水道水を流出する内部流出口２４とを備えている。
【００１９】
濾過カートリッジ２の内部流入口２３および内部流出口２４には、図２乃至図４に示すように、その内側から金網２５が取り付けられており、水道水中に含まれる不純物を濾過するフィルターとしての役割と、濾材であるゼオライトを隣接する濾過カートリッジ２に流出させないための仕切りとしての役割を果たしている。図２乃至図４に示す濾過カートリッジ２には、内部流入口２３と内部流出口２４のいずれにも金網が取り付けられているが、各濾過カートリッジ２の内部流出口２４と内部流入口２３とが連結されている部分においては、内部流出口２４のみに金網を設ければよい。また、内部流入口２３と内部流出口２４とはそれぞれ濾過カートリッジ２の反対面の対角位置に離れて設けられている。なお、濾過カートリッジ２内に収容する濾材の量は除染すべき水道水の汚染の程度に応じて適宜増減変更することが可能である。
【００２０】
次に、浄水装置１を構成する上下３段の濾過ユニット３のうち、中段の濾過ユニット３を例にとって図５乃至図７に示す。
【００２１】
本実施形態において、濾過ユニット３は、図５乃至図７に示すように、４本の濾過カートリッジ２を交互に反転させ、隣接する濾過カートリッジ２の内部流出口２４と内部流入口２３とを連結することによりユニット全体として蛇行状の流路が構成される。このように蛇行状の流路を構成することにより、一般家庭等の限られた狭い空間内で可能な限り長い濾過距離を確保することが可能となる。なお、濾過ユニット３は、図５乃至図７に示すように、流入口３１と流出口３２を備えており、外側に位置する両側の濾過カートリッジ２の内部流入口２３および内部流出口２４は、それぞれ濾過ユニット３の流入口３１と流出口３２を兼ねている。
【００２２】
つづいて、本実施形態において、浄水装置１を構成する複数の濾過ユニット３は、図８に示すように、水平方向に対して交互に傾斜方向を変えて多段状に連結されている。本実施形態では、小型化と除染効果のバランスを考慮して３つの濾過ユニット３を３段に連結して特有の効果を得ているが、これに限定されるものではなく、状況に応じて適宜変更してもよい。また、各濾過ユニット３を通過する水道水中の放射性物質を十分に濾過するためには、ゆっくりと時間をかけて放射性物質をゼオライトに吸着させることが必要であることから、好適な傾斜角度を選択することが望ましい。本実施形態では、狭い空間において、より効果的な濾過距離と濾過速度が確保されるようにするため水平方向に対する傾斜角度θは１０〜２０度に設定されている。
【００２３】
連結パイプ４は、上下に配置された各濾過ユニット３を連結するためのものであり、本実施形態では、上段の濾過ユニット３の流出口３２と中段の濾過ユニット３の流入口３１とを連結し、また、中段の濾過ユニット３の流出口３２と下段の濾過ユニット３の流入口３１とを連結している。
【００２４】
フレーム５は、矩形状の枠体に構成されており、連結された各濾過ユニット３が固定されて所定位置に支持されている。また、本実施形態では、フレーム５の上面中央位置に補強用のフレーム５が架設されているが、このような補強材は使用場所やニーズに応じて適宜増減させてよい。
【００２５】
つぎに、上述した本実施形態の浄水装置１の作用について説明する。
【００２６】
本実施形態の浄水装置１を使用する場合、最上段の濾過ユニット３の流入口３１に水道水を供給する管を連結し、前記濾過ユニット３内に水道水を流入させる。流入した水道水は、最上段の濾過ユニット３を構成する各濾過カートリッジ２内を順次流れることにより蛇行状の流路内の濾材で濾過される。そして、４つめの濾過カートリッジ２で濾過された水道水は流出口３２から連結パイプ４を介して図５に示す中段の濾過ユニット３の流入口３１に流入する。
【００２７】
そして、図７に示すように、左端の濾過カートリッジ２の内部流入口２３（３１）より流入した水道水はカートリッジ本体２１の中を通過してゼオライトによりセシウム等の放射性物質が吸着され、内部流出口２４より隣接する濾過カートリッジ２の内部流入口２３に流入する。それを繰り返して水道水は蛇行状の流路を流れ、右端の濾過カートリッジ２の内部流入口２３に流入し、カートリッジ本体２１内でさらにゼオライトによって濾過されて内部流出口２４（３２）より流出され、最下段の濾過ユニット３へ流入する。
【００２８】
このように、流路を全体として蛇行状とすることにより、流路を直列に連結する場合に比べて、浄水装置１を小型化することができる。また、濾過ユニット３を複数の濾過カートリッジ２を連結して構成したことにより、ばらして容易に運搬することができる。
【００２９】
以上のような本実施形態の浄水装置１によれば、以下のような効果を奏する。
１．濾過ユニット３内の流路を蛇行状に形成することにより、濾過ユニット３を小型化することができる。
２．濾過ユニット３を傾斜方向を交互に変えて上下に多段状に連結することにより、浄水装置１全体を小型化できるとともに、除染に十分な時間を確保しつつ淀ませ過ぎずに流すことができ、高い放射性物質除去効果、すなわち高い除染効果を得ることができる。
３．各濾過ユニット３の傾斜角度を１０〜２０度の範囲に設定することにより、より効果的で確実に高い除染効果を奏することができる。
【００３０】
なお、本実施形態においては、濾材として高い放射性物質除去効果が確認されているゼオライトを採用しているが、放射性物質を吸着・除去できる物質であれば、ゼオライトに限定されず、また他の放射性物質除去効果（除染効果）を有する物質をゼオライトとともに使用することもできる。
【００３１】
そのほか、濾材として放射性物質除去効果を有する物質ともに、貝化石等の物質を使用することにより、放射性物質除去効果（除染効果）のみならず、ミネラル分の豊富な水を得ることもできる。また、濾材として放射性物質除去効果を有する物質でない、活性炭やセラミック、貝化石等の濾材のみを使用することで、水道水に含まれる塩素や重金属、不純物などの除去、またおいしい水を作るためといった、放射性物質除去を目的としない浄水装置としても使用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１浄水装置
２濾過カートリッジ
３濾過ユニット
４連結パイプ
５フレーム
２１カートリッジ本体
２２蓋
２３内部流入口
２４内部流出口
２５金網
３１流入口
３２流出口

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の濾過ユニットを備える浄水装置であって、
前記各濾過ユニットは、液体中の汚染物質を濾過するための濾材を収容しているとともに、水平方向に対して傾斜方向を交互に変えて上下に多段状に連結されている浄水装置。
【請求項２】
前記各濾過ユニットは、液体を流入する流入口と、液体を流出する流出口とを備え、前記各濾過ユニット内において前記流入口から前記流出口に繋がる流路が蛇行状に形成されている請求項１に記載の浄水装置。
【請求項３】
前記各濾過ユニットは、長尺状の複数の濾過カートリッジを着脱可能に並行に連結することによって構成されており、
前記各濾過カートリッジは、一方の端部に液体を流入する内部流入口を備え、他方の端部に液体を流出する内部流出口とを備え、隣設された前記各濾過カートリッジの前記内部流出口と前記内部流入口とを連結することにより前記各濾過ユニット内の蛇行状の流路を形成してなる請求項１または請求項２に記載の浄水装置。
【請求項４】
前記濾過ユニットの水平方向に対する傾斜角度を１０度以上２０度以下とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の浄水装置。
【請求項５】
前記濾材は、少なくともゼオライトを含む請求項１から請求項４のいずれかに記載の浄水装置。

【図１】