特許 6775985 除鉄除マンガン装置及び濾過装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6775985

(24)【登録日】2020年10月9日

(45)【発行日】2020年10月28日

(54)【発明の名称】除鉄除マンガン装置及び濾過装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/42 20060101AFI20201019BHJP

   C02F 1/50 20060101ALI20201019BHJP

   C02F 1/76 20060101ALI20201019BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/42 A

   C02F1/50 510A

   C02F1/50 520B

   C02F1/50 531P

   C02F1/50 540B

   C02F1/50 550C

   C02F1/50 550H

   C02F1/50 550L

   C02F1/50 560D

   C02F1/76 A

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-72081(P2016-72081)

(22)【出願日】2016年3月31日

(65)【公開番号】特開2017-177061(P2017-177061A)

(43)【公開日】2017年10月5日

【審査請求日】2019年1月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000148209

【氏名又は名称】株式会社川本製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(72)【発明者】

【氏名】武田 賢治

(72)【発明者】

【氏名】木谷 圭太

(72)【発明者】

【氏名】重永 幸哉

(72)【発明者】

【氏名】川村 理桜

(72)【発明者】

【氏名】岩田 健二

【審査官】 関根 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２５４４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０９４７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２４８５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１８６９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２２４７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４３２９２１５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／４２

Ｃ０２Ｆ １／５０

Ｃ０２Ｆ １／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

イオン交換式の除鉄除マンガン槽と、
前記除鉄除マンガン槽の二次側に接続された給水管と、
前記給水管の中途部に設けられた分岐管と、
前記分岐管に接続された開閉弁と、
次亜塩素酸ナトリウムを貯留するタンク、及び、前記除鉄除マンガン槽で処理され、前記給水管を流れた水に前記タンクに貯留された前記次亜塩素酸ナトリウムを注入するポンプを有する除菌器の前記タンクと前記開閉弁とを接続する配管と、
を備えることを特徴とする除鉄除マンガン装置。

【請求項2】

前記開閉弁及び前記配管は、前記除鉄除マンガン槽及び前記除菌器の間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の除鉄除マンガン装置。

【請求項3】

前記開閉弁は、手動で開閉可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載の除鉄除マンガン装置。

【請求項4】

前記タンクは、貯留する前記次亜塩素酸ナトリウムの水位を視認可能な水位検出メモリを有し、
前記開閉弁は、前記水位検出メモリに隣接して設けられることを特徴とする請求項３に記載の除鉄除マンガン装置。

【請求項5】

イオン交換式の除鉄除マンガン槽と、
前記除鉄除マンガン槽の二次側に接続された給水管と、
次亜塩素酸ナトリウムを貯留するタンク、及び、前記除鉄除マンガン槽で処理され、前記給水管を流れた水に前記タンクに貯留された前記次亜塩素酸ナトリウムを注入するポンプを有する除菌器と、
前記給水管の中途部に設けられた分岐管と、
前記分岐管に接続された開閉弁と、
前記開閉弁及び前記タンクを接続する配管と、
を備えることを特徴とする濾過装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、イオン交換式の除鉄除マンガン装置及び濾過装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、井戸の井戸水を飲用水に処理するために、除鉄除マンガン槽を用いた濾過装置により、井戸水から鉄及びマンガンを除去する技術が知られている。また、このような濾過装置に用いる除鉄除マンガン槽として、イオン交換樹脂を用いた、所謂イオン交換式の除鉄除マンガン槽が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

このような濾過装置は、除鉄除マンガン槽で処理を行った井戸水に次亜塩素酸ナトリウムを注入し、当該井戸水を除菌することで、井戸水を飲用水に処理する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−２３３６３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した濾過装置では、以下の問題があった。即ち、除鉄及び除マンガンを行った井戸水に注入する次亜塩素酸ナトリウムの原液は、濃度が５％〜６％、又は、１２％〜１３％のものが一般的に市販されている。しかし、除菌のために用いる次亜塩素酸ナトリウムの濃度は、次亜塩素酸ナトリウムの原液よりも低い濃度が求められている。

【0006】

このため、次亜塩素酸ナトリウムの原液を水により希釈して所定の濃度にした次亜塩素酸ナトリウムが除菌に用いられている。しかし、井戸が設置されている場所は、水道が布設されていない場所が多い。また、次亜塩素酸ナトリウムの原液を希釈する毎に作業者が希釈水を運搬することは、作業者の希釈水の運搬の負担が大きい。このように、濾過装置の設置場所において次亜塩素酸ナトリウムの原液の希釈水を得ることは困難である、という問題がある。

【0007】

また、希釈水に井戸水を使用した場合には、井戸水中の鉄等と次亜塩素酸ナトリウムが反応することで、沈殿物が生じることから、配管の詰まりや次亜塩素酸ナトリウムを注入するためのポンプに悪影響を与える虞もある。

【0008】

そこで、本発明は、次亜塩素酸ナトリウムの原液を希釈する希釈水を容易に得ることが可能なイオン交換式の除鉄除マンガン装置及び濾過装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の除鉄除マンガン装置及び濾過装置は次のように構成されている。

【0010】

本発明の一態様として、除鉄除マンガン装置は、イオン交換式の除鉄除マンガン槽と、前記除鉄除マンガン槽の二次側に接続された給水管と、前記給水管の中途部に設けられた分岐管と、前記分岐管に接続された開閉弁と、次亜塩素酸ナトリウムを貯留するタンク、及び、前記除鉄除マンガン槽で処理され、前記給水管を流れた水に前記タンクに貯留された前記次亜塩素酸ナトリウムを注入するポンプを有する除菌器の前記タンクと前記開閉弁とを接続する配管と、を備える。

【0011】

本発明の一態様として、濾過装置は、イオン交換式の除鉄除マンガン槽と、前記除鉄除マンガン槽の二次側に接続された給水管と、次亜塩素酸ナトリウムを貯留するタンク、及び、前記除鉄除マンガン槽で処理され、前記給水管を流れた水に前記タンクに貯留された前記次亜塩素酸ナトリウムを注入するポンプを有する除菌器と、前記給水管の中途部に設けられた分岐管と、前記分岐管に接続された開閉弁と、前記開閉弁及び前記タンクを接続する配管と、を備える。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、次亜塩素酸ナトリウムの原液を希釈する希釈水を容易に得ることが可能なイオン交換式の除鉄除マンガン装置及び濾過装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る濾過装置の構成を示す側面図。

【図2】同濾過装置の構成を一部切欠して示す平面図。

【図3】本発明の他の実施形態に係る除鉄除マンガン槽の構成を示す側面図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の一実施形態に係る濾過装置１を、図１及び図２を用いて説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る濾過装置１の構成を示す側面図、図２は濾過装置１の構成を一部切欠して示す平面図である。

【0015】

図１及び図２に示すように、濾過装置１は、ベース１０と、ベース１０上に設けられた除鉄除マンガン槽１１と、ベース１０上に設けられた除菌器１２と、除鉄除マンガン槽１１及び除菌器１２を接続する給水管１３と、給水管１３の中途部に設けられた分岐部１４と、分岐部１４に接続された開閉弁１５と、開閉弁１５及び除菌器１２を接続する配管１６と、制御盤１８と、を備えている。

【0016】

ベース１０は、濾過装置１の設置面に固定される。ベース１０は、その上面に除鉄除マンガン槽１１及び除菌器１２を隣接して配置可能に構成される。また、ベース１０は、除菌器１２の上方に制御盤１８を配置する架台１０ａを備える。

【0017】

除鉄除マンガン槽１１は、イオン交換樹脂を用いた、所謂イオン交換式の除鉄除マンガン槽である。除鉄除マンガン槽１１は、例えば、塩水タンク２１と、塩水タンク２１内に設けられた樹脂筒２２と、塩水タンク２１の上端にもうけられた制御バルブ２３と、塩水タンク２１上の制御バルブ２３を覆うカバー２４と、塩水タンク２１をベース１０に固定する支持部２５と、を備えている。

【0018】

塩水タンク２１は、塩水を供給する供給管２１ａが接続される。
樹脂筒２２は、その内部にイオン交換樹脂が収容される。樹脂筒２２は、その内部の上方に、制御バルブ２３に流体的に接続された散水管と、その内部の下方に給水管１３と流体的に接続される集水管と、を備えている。樹脂筒２２は、散水管から吐出された井戸水がイオン交換樹脂を通過して集水管から二次側の給水管１３に吐出されることで、井戸水中の鉄、マンガン及び不純物等を除去可能に構成される。なお、樹脂筒２２の一次側には、井戸に接続される配管、及び、井戸水を圧送するポンプが接続されている。

【0019】

制御バルブ２３は、井戸に接続される給水管に接続される。制御バルブ２３は、開閉することで、通常運転、樹脂筒２２を洗浄する逆洗運転、イオン交換樹脂に塩水を通水して、鉄及びマンガン等を排出する再生運転、及び、塩水タンク２１に注水を行う注水運転を切り換える。

【0020】

除菌器１２は、ベース１０上に固定される基部３１と、タンク３２と、配管ユニット３３と、薬液注入手段３４と、連結管３５と、制御部３６と、を備えている。除菌器１２は、連結管３５の一次側が給水管１３を介して除鉄除マンガン槽１１に接続される。また、除菌器１２は、連結管３５の二次側が蛇口や処理水用タンク等の給水先に接続される。

【0021】

除菌器１２は、薬液を除鉄除マンガン槽１１で処理された給水管１３を流れる井戸水に注入可能に構成される。薬液は、タンク３２に投入された所定の濃度の次亜塩素酸ナトリウムの原液を希釈水で希釈した所定の濃度の次亜塩素酸ナトリウムが用いられる。
基部３１は、高さの異なる上面を有し、タンク３２、薬液注入手段３４及び連結管３５を支持する架台である。

【0022】

タンク３２は、樹脂材料で形成され、その内部に所定の量の薬液を貯留可能に形成されている。タンク３２は、基部３１に固定される。タンク３２は、次亜塩素酸ナトリウムを貯留するタンク本体３２ａと、タンク本体３２ａの上面に設けられ、次亜塩素酸ナトリウムの原液を供給する投入口３２ｂと、投入口３２ｂを覆う蓋３２ｃと、タンク本体３２ａ内の次亜塩素酸ナトリウムの水位を視認可能に構成された水位検出メモリ３２ｄと、を備えている。タンク３２は、給水管１３の分岐部１４に開閉弁１５を介して接続された配管１６に流体的に接続される。

【0023】

タンク本体３２ａは、配管１６と流体的に接続される。投入口３２ｂは、タンク本体３２ａの上面に設けられた開口である。蓋３２ｃは、投入口３２ｂを覆う。水位検出メモリ３２ｄは、給水管１３に隣接してタンク本体３２ａに設けられる。

【0024】

配管ユニット３３は、タンク３２及び薬液注入手段３４間に接続され、タンク本体３２ａ内から薬液注入手段３４への薬液の流路を構成する。

【0025】

薬液注入手段３４は、薬液を一定量圧送し、連結管３５に注入可能なポンプ３４ａと、ポンプ３４ａ及び連結管３５を接続させるとともに、連結管３５内に注入した薬液及び連結管３５を流れる井戸水の逆流を防止可能に形成された薬液注入部３４ｂと、を備えている。ポンプ３４ａは、例えば、ソレノイドにより往復動するダイヤフラムポンプである。薬液注入部３４ｂは、可撓性を有する樹脂チューブと逆止弁等により構成される。

【0026】

連結管３５は、一次側に流量検出器３５ａが設けられる。連結管３５は、二次側に薬液注入部３４ｂが接続される。連結管３５は、一次側が給水管１３に接続され、二次側が給水先に接続される。また、連結管３５の二次側には、連結管３５の流路を開閉する電磁弁が設けられている。

【0027】

制御部３６は、例えば、流量検出器３５ａで検出された流量に基づいてポンプ３４ａのソレノイドを制御することで、ポンプ３４ａから連結管３５に注入する薬液の注入量を制御可能に構成されている。

【0028】

給水管１３は、一端が除鉄除マンガン槽１１の二次側に接続され、他端が連結管３５に接続される。給水管１３は、ベント管、直管、可撓性を有するチューブ若しくはホース、及び、分岐管等の組み合わせにより構成される。

【0029】

分岐部１４は、給水管１３の中途部に配置された分岐管である。分岐部１４は、給水管１３内の除鉄除マンガン槽１１から連結管３５への水の流れの一部を分岐する。

【0030】

開閉弁１５は、手動で開閉可能に構成される。開閉弁１５は、例えば、コックである。

【0031】

配管１６は、開閉弁１５及びタンク本体３２ａ内を流体的に接続する、例えば可撓性を有するチューブである。配管１６は、一端が開閉弁１５に接続される。配管１６は、他端がタンク本体３２ａ、投入口３２ｂ又は蓋３２ｃに接続されることで、タンク本体３２ａ内に接続される。

【0032】

制御盤１８は、連結管３５の二次側に設けられた電磁弁を切り替え可能に構成される。

【0033】

このように構成された濾過装置１によれば、除鉄除マンガン槽１１の樹脂筒２２に接続された給水管１３の中途部に分岐部１４を設け、当該分岐部１４の二次側に接続された開閉弁１５及び配管１６を介して、給水管１３をタンク３２に流体的に接続する。これにより、投入口３２ｂから次亜塩素酸ナトリウムの原液をタンク本体３２ａに投入した後に、開閉弁１５を開けることで、除鉄除マンガン槽１１で処理した井戸水を希釈水として、タンク本体３２ａ内に供給することが可能となる。

【0034】

これにより、次亜塩素酸ナトリウムの原液を希釈する希釈水に、除鉄除マンガン槽１１で処理した井戸水を利用することが可能となり、濾過装置１の設置場所に関わらず、容易に希釈水を得ることが可能となる。結果、濾過装置１の設置場所まで希釈水を調達することが不要となり、ランニングコストの低減及び作業者の希釈水の運搬の負担の低減が可能となる。

【0035】

また、希釈水として用いる井戸水は、除鉄除マンガン槽１１で除鉄及び除マンガン等の処理がなされていることから、タンク本体３２ａに投入した次亜塩素酸ナトリウムの原液を、不純物が少ない水で所定の濃度に調整することができる。結果、次亜塩素酸ナトリウムの原液を希釈したときに、次亜塩素酸ナトリウムと希釈水が反応し、沈殿物が生じることを防止できる。このため、沈殿物による配管ユニット３３等の流路の詰まりやポンプ３４ａの故障を防止できる。

【0036】

また、濾過装置１は、ベース１０上に、除鉄除マンガン槽１１及び除菌器１２を隣接して配置するとともに、水位検出メモリ３２ｄを給水管１３に隣接してタンク本体３２ａに設ける構成である。これにより、開閉弁１５の操作時に作業者が水位検出メモリ３２ｄを視認することが可能となるとともに、配管１６の長さを短くすることができる。また、次亜塩素酸ナトリウムの希釈作業は、希釈水を別途容器に適量取った後に、タンク本体３２ａに供給する作業を要せず、水位検出メモリ３２ｄを確認しながら開閉弁１５を開閉すればよく、作業性を向上させることができる。

【0037】

さらに、濾過装置１は、開閉弁１５及び配管１６を、タンク３２に取り付ける部位よりも高い位置に配置することで、作業性を向上させることができる。

【0038】

上述したように、本発明の一実施形態に係る濾過装置１によれば、除鉄除マンガン槽１１及び除菌器１２を接続する給水管１３の中途部を分岐させて開閉弁１５及び配管１６を設け、当該配管１６を除菌器１２のタンク３２に接続することで、次亜塩素酸ナトリウムの原液を希釈する希釈水を容易に得ることが可能となる。

【0039】

なお、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、上述した例では、濾過装置１として、ベース１０上に除鉄除マンガン槽１１及び除菌器１２を設け、除鉄除マンガン槽１１の二次側に接続される給水管１３に開閉弁１５及び配管１６を設ける構成を説明したがこれに限定されない。図３に示す他の実施形態に示すように、濾過装置１ではなく、除菌器１２を有さず、ベース１０、除鉄除マンガン槽１１、給水管１３、分岐部１４、開閉弁１５及び配管１６を有する除鉄除マンガン装置１Ａとする構成であってもよい。このような除鉄除マンガン装置１Ａは、除菌器１２に給水管１３及び配管１６を接続することで、上述した濾過装置１と同様に、次亜塩素酸ナトリウムの原液を希釈する希釈水を容易に得ることができる。また、このような除鉄除マンガン装置１Ａは、除菌器１２に用いる薬液に希釈を要しない次亜塩素酸ナトリウムを用いる場合には、配管１６を除菌器１２に接続せずに開閉弁１５を常時閉じておくことで、種々の除菌器１２に用いることが可能となり、高い自由度を有する。

【0040】

また、上述した例では、開閉弁１５は、手動で開閉するコックを用いる構成を説明したがこれに限定されず、制御盤１８により自動で開閉する自動開閉弁であってもよい。このような構成とすることで、次亜塩素酸ナトリウムの濃度に基づいて予め希釈水として必要な量の水を制御盤１８に記憶させ、当該記憶させた情報に基づいて開閉弁１５の開閉を制御することで、次亜塩素酸ナトリウムの濃度を調整する作業を容易とすることが可能となる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明と同等の記載を付記する。［１］ イオン交換式の除鉄除マンガン槽と、
前記除鉄除マンガン槽の二次側に接続された給水管と、
前記給水管の中途部に設けられた分岐部と、
前記分岐部に接続された開閉弁と、
次亜塩素酸ナトリウムを貯留するタンク、及び、前記給水管を流れた水に前記タンクに貯留された前記次亜塩素酸ナトリウムを注入するポンプを有する除菌器の前記タンク、並びに、前記開閉弁を接続する配管と、
を備えることを特徴とする除鉄除マンガン装置。
［２］ 前記開閉弁及び前記配管は、前記除鉄除マンガン槽及び前記除菌器の間に配置されることを特徴とする［１］に記載の除鉄除マンガン装置。
［３］ 前記開閉弁は、手動で開閉可能に構成されることを特徴とする［１］に記載の除鉄除マンガン装置。
［４］ 前記タンクは、貯留する前記次亜塩素酸ナトリウムの水位を視認可能な水位検出メモリを有し、
前記開閉弁は、前記水位検出メモリに隣接して設けられることを特徴とする［３］に記載の除鉄除マンガン装置。
［５］ イオン交換式の除鉄除マンガン槽と、
前記除鉄除マンガン槽の二次側に接続された給水管と、
次亜塩素酸ナトリウムを貯留するタンク、及び、前記給水管を流れた水に前記タンクに貯留された前記次亜塩素酸ナトリウムを注入するポンプを有する除菌器と、
前記給水管の中途部に設けられた分岐部と、
前記分岐部に接続された開閉弁と、
前記開閉弁及び前記タンクを接続する配管と、
を備えることを特徴とする濾過装置。

【符号の説明】

【0041】

１…濾過装置、１Ａ…除鉄除マンガン装置、１０…ベース、１０ａ…架台、１１…除鉄除マンガン槽、１２…除菌器、１３…給水管、１４…分岐部、１５…開閉弁、１６…配管、１８…制御盤、２１…塩水タンク、２１ａ…供給管、２２…樹脂筒、２３…制御バルブ、２４…カバー、２５…支持部、３１…基部、３２…タンク、３２ａ…タンク本体、３２ｂ…投入口、３２ｃ…蓋、３２ｄ…水位検出メモリ、３３…配管ユニット、３４…薬液注入手段、３４ａ…ポンプ、３４ｂ…薬液注入部、３５…連結管、３５ａ…流量検出器、３６…制御部。

【図1】

【図2】

【図3】