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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024080219
(43)【公開日】2024-06-13
(54)【発明の名称】循環式濾過システム
(51)【国際特許分類】
C02F 1/00 20230101AFI20240606BHJP
C02F 1/44 20230101ALI20240606BHJP
C02F 1/32 20230101ALI20240606BHJP
C02F 1/78 20230101ALI20240606BHJP
【ＦＩ】
C02F1/00 G
C02F1/44 A
C02F1/32
C02F1/78
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022193228
(22)【出願日】2022-12-02
(71)【出願人】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】516104537
【氏名又は名称】株式会社Ｗａｑｕａ
(74)【代理人】
【識別番号】100108604
【弁理士】
【氏名又は名称】村松 義人
(72)【発明者】
【氏名】依田 篤士
(72)【発明者】
【氏名】城島 裕介
(72)【発明者】
【氏名】大嶺 光雄
【テーマコード（参考）】
4D006
4D037
4D050
【Ｆターム（参考）】
4D006GA03
4D006JA25A
4D006JA30Z
4D006JA53Z
4D006JA56C
4D006JA58Z
4D006JA67Z
4D006KA01
4D006KA52
4D006KA55
4D006KA56
4D006KA57
4D006KA72
4D006KB04
4D006KB11
4D006KB12
4D006KB14
4D006KB30
4D006KE23Q
4D006PA01
4D006PB02
4D037AA01
4D037AB03
4D037BA18
4D037CA03
4D037CA12
4D050AA01
4D050BB02
4D050BD06
4D050CA03
4D050CA07
4D050CA09
(57)【要約】
【課題】循環式濾過システムで発電を行えるようにする。
【解決手段】貯水タンク１０に貯められた水１１は、主流路管３１を通って、主流路管３１の途中にある逆浸透膜浄水ユニット５１で浄化されてから蛇口７１に向かい、蛇口７１から出た後貯水タンク１０に戻るという循環を行う。他方、貯水タンク１０に貯められた水１１は、定期的に駆動される第２ポンプ２３によって、蛇口７１の開閉とは無関係に副流路管３２を循環し浄化される。副流路管３２から吐出された水１１は貯水タンク１０内の発電機１００の水車１０１に当たり、それにより発電機１００が発電する。
【選択図】図４
【解決手段】貯水タンク１０に貯められた水１１は、主流路管３１を通って、主流路管３１の途中にある逆浸透膜浄水ユニット５１で浄化されてから蛇口７１に向かい、蛇口７１から出た後貯水タンク１０に戻るという循環を行う。他方、貯水タンク１０に貯められた水１１は、定期的に駆動される第２ポンプ２３によって、蛇口７１の開閉とは無関係に副流路管３２を循環し浄化される。副流路管３２から吐出された水１１は貯水タンク１０内の発電機１００の水車１０１に当たり、それにより発電機１００が発電する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
循環させて繰返し使用される水を貯める貯水タンクと、
前記貯水タンク内の水を、前記貯水タンクから、前記水を浄化する浄化設備である第１浄化設備、水の排出の許否を決定する蛇口、蛇口の下に設けられた水を受ける受皿を経て前記貯水タンクに戻す主流路を形成する管であるである主流路管と、
前記貯水タンク内の水を、前記貯水タンクから、前記水を浄化する浄化設備である第２浄化設備を経て前記貯水タンクに戻す副流路を形成する管である副流路管と、
前記主流路管と、前記副流路管内とで水を流すポンプと、
を備えており、前記副流路管内を水が流れる時間の方が、前記主流路管内を水が流れる時間よりも長くなっている、
循環式濾過システムであって、
前記貯水タンクの内部には、前記副流路管から前記貯水タンク内に吐出される水を受けて回転する水車を備えた発電機が設けられている、
循環式濾過システム。
前記貯水タンク内の水を、前記貯水タンクから、前記水を浄化する浄化設備である第１浄化設備、水の排出の許否を決定する蛇口、蛇口の下に設けられた水を受ける受皿を経て前記貯水タンクに戻す主流路を形成する管であるである主流路管と、
前記貯水タンク内の水を、前記貯水タンクから、前記水を浄化する浄化設備である第２浄化設備を経て前記貯水タンクに戻す副流路を形成する管である副流路管と、
前記主流路管と、前記副流路管内とで水を流すポンプと、
を備えており、前記副流路管内を水が流れる時間の方が、前記主流路管内を水が流れる時間よりも長くなっている、
循環式濾過システムであって、
前記貯水タンクの内部には、前記副流路管から前記貯水タンク内に吐出される水を受けて回転する水車を備えた発電機が設けられている、
循環式濾過システム。
【請求項2】
前記水車は、カップ状でありすべて同じ形状、大きさであるバケットを多数備えたペルトン水車である、
請求項１記載の循環式濾過システム。
請求項１記載の循環式濾過システム。
【請求項3】
前記副流路管の前記水車に臨む開口は、前記水車に吐出される水の勢いを増すように狭められている、
請求項１、又は２記載の循環式濾過システム。
請求項１、又は２記載の循環式濾過システム。
【請求項4】
前記水車は、カップ状でありすべて同じ形状、大きさであるバケットを多数備えたペルトン水車であり、
前記副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、前記水車に吐出される水の勢いを増すように狭められており、前記バケットの開口の面積よりも小さくされている、
請求項１記載の循環式濾過システム。
前記副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、前記水車に吐出される水の勢いを増すように狭められており、前記バケットの開口の面積よりも小さくされている、
請求項１記載の循環式濾過システム。
【請求項5】
前記副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、前記バケットの開口の面積の２０％よりも小さくされている、
請求項４記載の循環式濾過システム。
請求項４記載の循環式濾過システム。
【請求項6】
前記副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、前記バケットの開口の面積の５％よりも大きくされている、
請求項４記載の循環式濾過システム。
請求項４記載の循環式濾過システム。
【請求項7】
前記副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、前記バケットの開口の面積の１４％より小さく、５％より大きくされている、
請求項４記載の循環式濾過システム。
請求項４記載の循環式濾過システム。
【請求項8】
前記副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、前記バケットの開口の面積の１２％より小さく、７％より大きくされている、
請求項７記載の循環式濾過システム。
請求項７記載の循環式濾過システム。
【請求項9】
前記副流路菅は、前記第１浄化設備よりも基端側の位置で前記主流路管にその基端を接続されており、前記主流路管から分岐している、
請求項１記載の循環式濾過システム。
請求項１記載の循環式濾過システム。
【請求項10】
前記第１浄化設備は、逆浸透膜浄水ユニットを含んでいるとともに、
前記ポンプは、前記主流路管における、前記主流路管に対して最も先端側に位置する前記逆浸透膜浄水ユニットの基端側の位置であり、前記副流路管との分岐位置よりも先端側に設けられた、それが駆動した場合に、前記主流路管内の前記水を、前記主流路管内において前記主流路管の先端側に流すサブポンプと、前記サブポンプが駆動したときに前記サブポンプと連動して駆動する、前記主流路管の前記貯水タンク内の前記水と接する部分に設けられた、それが駆動した場合に、前記貯水タンク内の水を前記主流路管の先端側に流すメインポンプと、を含んでいる、
請求項７記載の循環式濾過システム。
前記ポンプは、前記主流路管における、前記主流路管に対して最も先端側に位置する前記逆浸透膜浄水ユニットの基端側の位置であり、前記副流路管との分岐位置よりも先端側に設けられた、それが駆動した場合に、前記主流路管内の前記水を、前記主流路管内において前記主流路管の先端側に流すサブポンプと、前記サブポンプが駆動したときに前記サブポンプと連動して駆動する、前記主流路管の前記貯水タンク内の前記水と接する部分に設けられた、それが駆動した場合に、前記貯水タンク内の水を前記主流路管の先端側に流すメインポンプと、を含んでいる、
請求項７記載の循環式濾過システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、同じ水を繰返し使用する循環式濾過システムに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、山奥の工事現場において手洗い場が必要となる。そのような場所では、同じ水を繰返し使用する循環式濾過システムが必要とされる。
なぜなら、そのような場所では、綺麗な水、もっと言えば水自体を確保することが難しいことがあるためであり、また、手洗い後の汚れた水を環境中に放出することが難しいためである。
したがって、そのような場所では、同じ水を繰返し使用することによって、必要な水の量を減らすことができ、且つ環境中に放出される汚れた水の量を減らすことができるという利点を持つ、循環式濾過システムが重宝される。
もちろんこの２つの利点の一方のみが要求されるような場合においても、循環式濾過システムは利用可能であるし、利用される場合がある。
なぜなら、そのような場所では、綺麗な水、もっと言えば水自体を確保することが難しいことがあるためであり、また、手洗い後の汚れた水を環境中に放出することが難しいためである。
したがって、そのような場所では、同じ水を繰返し使用することによって、必要な水の量を減らすことができ、且つ環境中に放出される汚れた水の量を減らすことができるという利点を持つ、循環式濾過システムが重宝される。
もちろんこの２つの利点の一方のみが要求されるような場合においても、循環式濾過システムは利用可能であるし、利用される場合がある。
【0003】
大雑把にいえば、循環式濾過システムは、次のようなものである。手洗い場に循環式濾過システムが用いられる場合を例にとって説明する。
循環式濾過システムは、水を貯める貯水タンクを備えている。貯水タンクには、水を循環させるための流路を構成する流路管の基端が接続されている。流路管のどこかにポンプが設けられており、ポンプによって、貯水タンク中の水は、流路管の基端側から先端側に向けて送られる。
流路管の途中には、水を浄化するための浄化設備が適宜設けられている。浄化設備は、例えば、水の中の固形物を除去するための濾過装置であり、或いは水の中の化学物質や微生物（細菌、ウイルス等）を除去するためのオゾン発生装置や紫外線殺菌装置である。水は、浄化設備を通過することにより、浄水となる。
流路管の先端には、蛇口が設けられており、蛇口の下には例えばシンクである、受皿が設けられている。蛇口を操作すると、流路管内の水である浄水が流れ出る。その水で手洗いをすることによって生じた汚水が、受皿によって受けられる。
受皿で受けられた水である汚水は、貯水タンクに至る。例えば、受皿が貯水タンクの真上に設けられているのであれば、受皿が受けた水である汚水は、その真下の貯水タンクに落下する。何らかの管によって受皿と貯水タンクを接続し、その管を介して、受皿から貯水タンクに汚水を導くようになっている場合もある。
循環式濾過システムは、水を貯める貯水タンクを備えている。貯水タンクには、水を循環させるための流路を構成する流路管の基端が接続されている。流路管のどこかにポンプが設けられており、ポンプによって、貯水タンク中の水は、流路管の基端側から先端側に向けて送られる。
流路管の途中には、水を浄化するための浄化設備が適宜設けられている。浄化設備は、例えば、水の中の固形物を除去するための濾過装置であり、或いは水の中の化学物質や微生物（細菌、ウイルス等）を除去するためのオゾン発生装置や紫外線殺菌装置である。水は、浄化設備を通過することにより、浄水となる。
流路管の先端には、蛇口が設けられており、蛇口の下には例えばシンクである、受皿が設けられている。蛇口を操作すると、流路管内の水である浄水が流れ出る。その水で手洗いをすることによって生じた汚水が、受皿によって受けられる。
受皿で受けられた水である汚水は、貯水タンクに至る。例えば、受皿が貯水タンクの真上に設けられているのであれば、受皿が受けた水である汚水は、その真下の貯水タンクに落下する。何らかの管によって受皿と貯水タンクを接続し、その管を介して、受皿から貯水タンクに汚水を導くようになっている場合もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで上述のごとき循環式濾過システムは、ポンプを駆動させて水を循環させる。ポンプを駆動させるには、電力が必要なことが多い。しかしながら、山奥の工事現場などの人里離れたところに循環式濾過システムが存在する場合には電力を確保するのが難しい場合もあり、また、循環式濾過システムで使用する電力のすべてを賄えないまでも、循環式濾過システム中を循環する水の運動エネルギーを電力として取出すことにより、例えば、循環式濾過システムで必要な電力の一部を賄えれば、コスト面、或いは環境面での利益がある。
しかしながらそのような循環式濾過システムは今のところ存在していない。
しかしながらそのような循環式濾過システムは今のところ存在していない。
【0005】
本願発明は、中を循環する水の運動エネルギーを電力として取出すことのできる循環式濾過システムを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願発明は、循環させて繰返し使用される水を貯める貯水タンクと、前記貯水タンク内の水を、前記貯水タンクから、前記水を浄化する浄化設備である第１浄化設備、水の排出の許否を決定する蛇口、蛇口の下に設けられた水を受ける受皿を経て前記貯水タンクに戻す主流路を形成する管である主流路管と、前記貯水タンク内の水を、前記貯水タンクから、前記水を浄化する浄化設備である第２浄化設備を経て前記貯水タンクに戻す副流路を形成する管である副流路管と、前記主流路管と、前記副流路管内とで水を流すポンプと、を備えており、前記副流路管内を水が流れる時間の方が、前記主流路管内を水が流れる時間よりも長くなっている、循環式濾過システムである。
この循環式濾過システムの前記貯水タンクの内部には、前記副流路管から前記貯水タンク内に吐出される水を受ける水車を備えた発電機が設けられている。
この循環式濾過システムの前記貯水タンクの内部には、前記副流路管から前記貯水タンク内に吐出される水を受ける水車を備えた発電機が設けられている。
【0007】
この循環式濾過システムは、主流路管によって形成される主流路と副流路管によって形成される副流路という２つの流路を備えている。
２つの流路のうち主流路は、従来の循環式濾過システムに存在していた流路と同様の性格の流路であり、その先端に蛇口が設けられている。対して副流路は、水を浄化することに特化した従来には存在しない流路である。
主流路はその途中に第１浄化設備を、副流路はその途中に第２浄化設備を備えている。第１浄化設備、第２浄化設備はともに、水を浄化させる機能を持つ。第１流路を循環する水は、蛇口から出て受皿を経て貯水タンクに戻るときに汚れた汚水となっている場合がある。したがって、循環式濾過システムには、水の汚れを除去する機能がどうしても必要となる。
しかしながら、第１浄化設備を水が通過するのは、蛇口が開放され主流路を水が先端に向かって移動するときのみである。したがって、第１浄化設備による水の浄化は蛇口が開放されたときにしか行われない。したがって、場合によっては第１浄化設備のみでは水の浄化能力が不足する場合がある。そのような点を考慮して本願の循環式濾過システムに設けられたのが、副流路である。副流路は蛇口が設けられた主流路とは別の流路であり、蛇口の開放と無関係に水を流すことが可能である。本願の循環式濾過システムでは、副流路に、主流路に水が流れるか否かと無関係に、主流路を水が流れるよりも長い時間（例えば、一日のうち８時間以上、場合によっては２４時間）水を流すことによって第２浄化設備によって、長時間水を浄化することとしているのである。
加えて、本願の循環式濾過システムでは、貯水タンクの内部に、副流路管から貯水タンク内に吐出される水の運動エネルギーを用いて発電を行う発電機を設けることとしている。これは、主流路はその内部を水が流れる時間が少ないから主流路の水の運動エネルギーを用いて発電を行ったとしても得られる電力は大して大きくならないものの、長時間流れる副流路の水を用いて発電を行えば、得られる電力が相対的に大きくなるからである。発電機を貯水タンク内に設けるのは、発電機を設置するスペースを確保しやすいからである。なお、水車と発電機は、貯水タンク内で水没しないようにされる。
２つの流路のうち主流路は、従来の循環式濾過システムに存在していた流路と同様の性格の流路であり、その先端に蛇口が設けられている。対して副流路は、水を浄化することに特化した従来には存在しない流路である。
主流路はその途中に第１浄化設備を、副流路はその途中に第２浄化設備を備えている。第１浄化設備、第２浄化設備はともに、水を浄化させる機能を持つ。第１流路を循環する水は、蛇口から出て受皿を経て貯水タンクに戻るときに汚れた汚水となっている場合がある。したがって、循環式濾過システムには、水の汚れを除去する機能がどうしても必要となる。
しかしながら、第１浄化設備を水が通過するのは、蛇口が開放され主流路を水が先端に向かって移動するときのみである。したがって、第１浄化設備による水の浄化は蛇口が開放されたときにしか行われない。したがって、場合によっては第１浄化設備のみでは水の浄化能力が不足する場合がある。そのような点を考慮して本願の循環式濾過システムに設けられたのが、副流路である。副流路は蛇口が設けられた主流路とは別の流路であり、蛇口の開放と無関係に水を流すことが可能である。本願の循環式濾過システムでは、副流路に、主流路に水が流れるか否かと無関係に、主流路を水が流れるよりも長い時間（例えば、一日のうち８時間以上、場合によっては２４時間）水を流すことによって第２浄化設備によって、長時間水を浄化することとしているのである。
加えて、本願の循環式濾過システムでは、貯水タンクの内部に、副流路管から貯水タンク内に吐出される水の運動エネルギーを用いて発電を行う発電機を設けることとしている。これは、主流路はその内部を水が流れる時間が少ないから主流路の水の運動エネルギーを用いて発電を行ったとしても得られる電力は大して大きくならないものの、長時間流れる副流路の水を用いて発電を行えば、得られる電力が相対的に大きくなるからである。発電機を貯水タンク内に設けるのは、発電機を設置するスペースを確保しやすいからである。なお、水車と発電機は、貯水タンク内で水没しないようにされる。
【0008】
前記水車は、カップ状でありすべて同じ形状、大きさであるバケットを多数備えたペルトン水車であってもよい。ペルトン水車は、小型であっても高効率での水力による発電が可能となるため、貯水タンクの中に配置して本願の循環式濾過システムに応用するのに適している。
前記副流路管の前記水車に臨む開口は、前記水車に吐出される水の勢いを増すように狭められていてもよい。副流路管は上述したように、貯水タンク内の発電機における水車に水を吐出する。そのとき、吐出される水の勢いがある程度大きい程水車は勢いよく回転し、発電機により得られる電力が大きくなる。
水車が上述の如きペルトン水車である場合、前記副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、前記水車に吐出される水の勢いを増すように狭められており、前記バケットの開口の面積よりも小さくされていてもよい。そうすることにより、副流路管からバケット外に吐出され水車を回転させるのに寄与しない水が発生することを防止できるため、発電機による発電効率が向上する。
前記副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、前記バケットの開口の面積の２０％よりも小さくされていてもよい。本願の発明者の行った実験によれば、副流路管の水車に臨む開口の面積をその程度まで絞ることによって、発電機による発電効率が直線的ではなく向上することがわかっている。前記副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、前記バケットの開口の面積の１４％よりも小さくされているのがより好ましい。そこでも、発電機による発電効率が直線的でなくより大きくなる。
他方、前記副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、バケットの開口の面積に対してあまり小さくし過ぎると発電機による発電効率が却って小さくなることがわかっている。副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、バケットの開口の面積の５％よりも大きい方が良い。
本願発明者が行った試験によれば、前記副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、前記バケットの開口の面積の１４％よりも小さく、５％よりも大きくするのが良く、より好ましくは１２％より小さく、７％より大きくされているのがよい。副流路管の開口の面積をこのような範囲、特に後者の範囲にすると、ポンプによって発生する副流路管内の水圧に多少変動があったとしても、発電機による発電効率が最も高く保たれることがわかっている。
前記副流路管の前記水車に臨む開口は、前記水車に吐出される水の勢いを増すように狭められていてもよい。副流路管は上述したように、貯水タンク内の発電機における水車に水を吐出する。そのとき、吐出される水の勢いがある程度大きい程水車は勢いよく回転し、発電機により得られる電力が大きくなる。
水車が上述の如きペルトン水車である場合、前記副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、前記水車に吐出される水の勢いを増すように狭められており、前記バケットの開口の面積よりも小さくされていてもよい。そうすることにより、副流路管からバケット外に吐出され水車を回転させるのに寄与しない水が発生することを防止できるため、発電機による発電効率が向上する。
前記副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、前記バケットの開口の面積の２０％よりも小さくされていてもよい。本願の発明者の行った実験によれば、副流路管の水車に臨む開口の面積をその程度まで絞ることによって、発電機による発電効率が直線的ではなく向上することがわかっている。前記副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、前記バケットの開口の面積の１４％よりも小さくされているのがより好ましい。そこでも、発電機による発電効率が直線的でなくより大きくなる。
他方、前記副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、バケットの開口の面積に対してあまり小さくし過ぎると発電機による発電効率が却って小さくなることがわかっている。副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、バケットの開口の面積の５％よりも大きい方が良い。
本願発明者が行った試験によれば、前記副流路管の前記水車に臨む開口の面積は、前記バケットの開口の面積の１４％よりも小さく、５％よりも大きくするのが良く、より好ましくは１２％より小さく、７％より大きくされているのがよい。副流路管の開口の面積をこのような範囲、特に後者の範囲にすると、ポンプによって発生する副流路管内の水圧に多少変動があったとしても、発電機による発電効率が最も高く保たれることがわかっている。
【0009】
前記副流路菅は、前記第１浄化設備よりも基端側の位置で前記主流路管にその基端を接続されており、前記主流路管から分岐していてもよい。
つまり、副流路は、主流路と一部において重複していても良い。この場合、主流路管の副流路管の基端が接続される部分よりも基端側の範囲は、副流路管を兼ねることとなる。
もちろん、副流路と主流路はそれらの全長にわたってそれぞれ重複していなくても良い。その場合、主流路管に副流路管を兼ねる部分は存在しないことになる。
つまり、副流路は、主流路と一部において重複していても良い。この場合、主流路管の副流路管の基端が接続される部分よりも基端側の範囲は、副流路管を兼ねることとなる。
もちろん、副流路と主流路はそれらの全長にわたってそれぞれ重複していなくても良い。その場合、主流路管に副流路管を兼ねる部分は存在しないことになる。
【0010】
前記第１浄化設備は、上述のように水を浄化する機能を有する。その限りにおいて第１浄化設備は適宜のものを選択することができる。例えば、第１浄化設備は、逆浸透膜浄水ユニットを少なくとも１つ含んでいてもよい。第１浄化設備を構成するものの他の例は、逆浸透膜浄水ユニットではない濾材、オゾン発生装置、紫外線殺菌装置、曝気装置であって、逆浸透膜浄水ユニットも含めてこれらは組合せ可能である。
第２浄化設備は上述のように水を浄化する機能を有する。その限りにおいて第２浄化設備は適宜のものを選択することができる。第２浄化設備は、例えば、逆浸透膜浄水ユニットではない濾材、オゾン発生装置、紫外線殺菌装置、曝気装置のうちの少なくとも１つを含んでいても良い。
第２浄化設備は上述のように水を浄化する機能を有する。その限りにおいて第２浄化設備は適宜のものを選択することができる。第２浄化設備は、例えば、逆浸透膜浄水ユニットではない濾材、オゾン発生装置、紫外線殺菌装置、曝気装置のうちの少なくとも１つを含んでいても良い。
【0011】
第１浄化設備が逆浸透膜浄水ユニットを含んでおり、且つ副流路管が主流路管から分岐している場合、前記ポンプを、前記主流路管における、前記主流路管に対して最も先端側に位置する前記逆浸透膜浄水ユニットの基端側の位置であり、前記副流路管との分岐位置よりも先端側に設けられた、それが駆動した場合に、前記主流路管内の前記水を、前記主流路管内において前記主流路管の先端側に流すサブポンプと、前記サブポンプが駆動したときに前記サブポンプと連動して駆動する、前記主流路管の前記貯水タンク内の前記水と接する部分に設けられた、それが駆動した場合に、前記貯水タンク内の水を前記主流路管の先端側に流すメインポンプと、を含んでいるものとすることができる。
この場合の循環式濾過システムでは、基本的には、メインポンプによって、水が主流路を循環する。ただし、メインポンプのみでは水に逆浸透膜浄水ユニットを越えさせるのは難しい。サブポンプは、逆浸透膜浄水ユニットを乗り越えるための水圧を主流路内の水にかける。それにより、メインポンプとサブポンプの協働により、水は主流路を循環することになる。つまり、メインポンプとサブポンプは、主流路の途中の第１浄化設備に逆浸透膜浄水ユニットが存在する場合には、副流路が存在しない場合であっても必須のポンプである。
上述の理由で、主流路中で水を循環させるときにはメインポンプとサブポンプが同時に駆動することが必要となるが、メインポンプは、サブポンプと独立して駆動させることができるようになっている。サブポンプが駆動していない、つまり停止しているときにメインポンプが駆動すると、サブポンプは閉まった弁のように機能して水を通過させない。
そのような構成により、サブポンプを停止した状態でメインポンプを駆動させると、水は、貯水タンクから主流路管内に至り、サブポンプの手前で分岐させられた副流路管に流れ込んで副流路管内を流れ、貯水タンクに戻ることになる。このとき、水は、副流路管の途中にある第２浄化設備によって浄化される。
つまり、上述の如きメインポンプとサブポンプを上述の位置に配置することにより、上述の如き副流路管を採用したとしても、副流路管に水を流す場合に必要なのは、元々存在していたメインポンプとサブポンプのみであり、新たなポンプを採用する必要がない。これは、循環式濾過システムの構造の単純化とコスト面で有利である。
この場合の循環式濾過システムでは、基本的には、メインポンプによって、水が主流路を循環する。ただし、メインポンプのみでは水に逆浸透膜浄水ユニットを越えさせるのは難しい。サブポンプは、逆浸透膜浄水ユニットを乗り越えるための水圧を主流路内の水にかける。それにより、メインポンプとサブポンプの協働により、水は主流路を循環することになる。つまり、メインポンプとサブポンプは、主流路の途中の第１浄化設備に逆浸透膜浄水ユニットが存在する場合には、副流路が存在しない場合であっても必須のポンプである。
上述の理由で、主流路中で水を循環させるときにはメインポンプとサブポンプが同時に駆動することが必要となるが、メインポンプは、サブポンプと独立して駆動させることができるようになっている。サブポンプが駆動していない、つまり停止しているときにメインポンプが駆動すると、サブポンプは閉まった弁のように機能して水を通過させない。
そのような構成により、サブポンプを停止した状態でメインポンプを駆動させると、水は、貯水タンクから主流路管内に至り、サブポンプの手前で分岐させられた副流路管に流れ込んで副流路管内を流れ、貯水タンクに戻ることになる。このとき、水は、副流路管の途中にある第２浄化設備によって浄化される。
つまり、上述の如きメインポンプとサブポンプを上述の位置に配置することにより、上述の如き副流路管を採用したとしても、副流路管に水を流す場合に必要なのは、元々存在していたメインポンプとサブポンプのみであり、新たなポンプを採用する必要がない。これは、循環式濾過システムの構造の単純化とコスト面で有利である。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の好ましい一実施形態と変形例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施形態及び変形例の説明において、共通する対象には共通する符号を付すものとする。また、重複する説明は場合により省略するものとする。
実施形態及び変形例の説明において、共通する対象には共通する符号を付すものとする。また、重複する説明は場合により省略するものとする。
【0014】
この実施形態における循環式濾過システム１の全体構成図を図１に示す。これには限られないが、この実施形態における循環式濾過システム１は、手洗い場の用途に用いられる。
【0015】
実施形態の循環式濾過システム１は、貯水タンク１０を備えている。貯水タンク１０は、後述する浄化設備である第１浄化設備で浄化される前の水１１を貯めるためのタンクである。
貯水タンク１０は、水１１を漏れなく貯めることができれば良く、例えば金属や樹脂によって構成されている。貯水タンク１０は、公知或いは周知のタンクで十分であり、市販のものでも良い。この実施形態における貯水タンク１０の容量は、これには限られないが、１００ｌ程度とされている。
貯水タンク１０内部の上方部分には、後述する発電機１００が取付けられる。発電機は、貯水タンク１０内部で水１１に水没しないようにされる。そのように、貯水タンク１０の大きさ、形状と、貯水タンク１０内の水１１の量とが設定される。この実施形態の発電機１００は、水を受けて回転する水車１０１と、回転する水車１０１の運動エネルギーを電力に変換する発電機本体１０２とを備える。水車１０１は、発電機本体１０２に対して軸１０３によって、回転可能に取付けられている。発電機１００の詳細については追って説明する。
貯水タンク１０は、水１１を漏れなく貯めることができれば良く、例えば金属や樹脂によって構成されている。貯水タンク１０は、公知或いは周知のタンクで十分であり、市販のものでも良い。この実施形態における貯水タンク１０の容量は、これには限られないが、１００ｌ程度とされている。
貯水タンク１０内部の上方部分には、後述する発電機１００が取付けられる。発電機は、貯水タンク１０内部で水１１に水没しないようにされる。そのように、貯水タンク１０の大きさ、形状と、貯水タンク１０内の水１１の量とが設定される。この実施形態の発電機１００は、水を受けて回転する水車１０１と、回転する水車１０１の運動エネルギーを電力に変換する発電機本体１０２とを備える。水車１０１は、発電機本体１０２に対して軸１０３によって、回転可能に取付けられている。発電機１００の詳細については追って説明する。
【0016】
貯水タンク１０の水１１と触れる範囲の適当な部分には、メインポンプ２１が配置されている。メインポンプ２１は、水を送ることのできるポンプであり、それができるのであれば、どのようなものであっても構わない。メインポンプ２１は、公知或いは周知のポンプによって構成することができ、市販のものでも良い。
メインポンプ２１は、主流路管３１の基端に接続されている。メインポンプ２１は、貯水タンク１０内の水１１を、主流路管３１内に導き、主流路管３１の先端側に向けて流すようになっている。
メインポンプ２１は、接続線２１Ａによってコンピュータ４０に接続されており、コンピュータ４０の制御下で、駆動と停止の制御が行われるようになっている。コンピュータ４０は、そのような制御を行えれば十分であり、公知或いは周知のもので良く、市販のものでも良い。コンピュータ４０がどのようにメインポンプ２１を制御するかについては後述する。
メインポンプ２１は、主流路管３１の基端に接続されている。メインポンプ２１は、貯水タンク１０内の水１１を、主流路管３１内に導き、主流路管３１の先端側に向けて流すようになっている。
メインポンプ２１は、接続線２１Ａによってコンピュータ４０に接続されており、コンピュータ４０の制御下で、駆動と停止の制御が行われるようになっている。コンピュータ４０は、そのような制御を行えれば十分であり、公知或いは周知のもので良く、市販のものでも良い。コンピュータ４０がどのようにメインポンプ２１を制御するかについては後述する。
【0017】
主流路管３１は、後述するようにして、貯水タンク１０内の水１１を循環させるための管である。主流路管３１の内部に、主流路が形成される。主流路管３１は、水を流すことができる管であれば十分であり、公知或いは周知のもので良く、市販のものでも良い。主流路管３１は、例えば、金属製、或いは樹脂製である。
【0018】
主流路管３１には、貯水タンク１０から運ばれてきた水１１を浄化して浄水１２とするための設備である第１浄化設備が設けられている。第１浄化設備は、水１１を浄化するための設備であれば良く、その詳細は問わないが、少なくとも１つの逆浸透膜浄水ユニット５１を含んでいる。
第１浄化設備は他にも、逆浸透膜ではない濾材、オゾン発生装置、紫外線殺菌装置、曝気装置を含んでいても構わないが、この実施形態では、浄化設備にそれらは含まれていない。濾材の例としては、逆浸透膜浄水ユニット５１よりも主流路管３１の上流側、例えば、サブポンプ２２よりも上流側に設けられた、公知或いは周知のセディメントフィルタを挙げることができる。
第１浄化設備のうち、主流路管３１の最も下流側にあるものを通過した水１１は浄水１２となる。この実施形態であれば、逆浸透膜浄水ユニット５１を通過すると、水１１が浄水１２となる。
濾材の一種としてのセディメントフィルタについての上述の説明から明らかなように、第１浄化設備に属する逆浸透膜浄水ユニット５１や、セディメントフィルタを含む濾材、オゾン発生装置等の他の設備は、主流路管３１において、連続して設けられている必要はない。セディメントフィルタを、主流路管３１におけるサブポンプ２２の上流側に設けることができるのと同様に、主流路管３１の、後述するアキュムレータタンクの更に下流側に、オゾン発生装置等の他の装置が設けられていても構わない。
第１浄化設備は他にも、逆浸透膜ではない濾材、オゾン発生装置、紫外線殺菌装置、曝気装置を含んでいても構わないが、この実施形態では、浄化設備にそれらは含まれていない。濾材の例としては、逆浸透膜浄水ユニット５１よりも主流路管３１の上流側、例えば、サブポンプ２２よりも上流側に設けられた、公知或いは周知のセディメントフィルタを挙げることができる。
第１浄化設備のうち、主流路管３１の最も下流側にあるものを通過した水１１は浄水１２となる。この実施形態であれば、逆浸透膜浄水ユニット５１を通過すると、水１１が浄水１２となる。
濾材の一種としてのセディメントフィルタについての上述の説明から明らかなように、第１浄化設備に属する逆浸透膜浄水ユニット５１や、セディメントフィルタを含む濾材、オゾン発生装置等の他の設備は、主流路管３１において、連続して設けられている必要はない。セディメントフィルタを、主流路管３１におけるサブポンプ２２の上流側に設けることができるのと同様に、主流路管３１の、後述するアキュムレータタンクの更に下流側に、オゾン発生装置等の他の装置が設けられていても構わない。
【0019】
逆浸透膜浄水ユニット５１について説明する。逆浸透膜浄水ユニット５１は公知或いは周知であり、市販のものでも良い。したがって、その原理を、簡単に説明するにとどめる。
逆浸透膜浄水ユニット５１の原理図を、図２に示す。逆浸透膜浄水ユニット５１は、ケース５１Ａを有している。ケース５１Ａは、例えば、円筒形の耐圧容器である。
ケース５１Ａの内部は、逆浸透膜５１Ｂによって２つの空間に分けられている。例えば、この実施形態では、逆浸透膜５１Ｂは、ケース５１Ａの軸に平行とされている。或いは、逆浸透膜５１Ｂは筒状であり、逆浸透膜５１Ｂの外と内の２つの空間に、ケース５１Ａの内部の空間を分割していても良い。逆浸透膜５１Ｂは、循環式濾過システムの特性から、海水専用である必要はなく、むしろ淡水用の低圧力で造水量が多いＲＯ膜が望ましい。例としては、FilmTec（商標）製のExtra Low Energy RO Membraneシリーズの逆浸透膜を、逆浸透膜５１Ｂとして用いることができる。
ケース５１Ａの一方側の端面（図２の下側）には、水１１が流入する流入口５１Ｃが設けられている。また、ケース５１Ａの他方側の端面には、濃縮された水１１である排水が流出する排水口５１Ｄが設けられている。流入口５１Ｃと、排水口５１Ｄは、逆浸透膜５１Ｂによって分割されたケース５１Ａ内部の２つの空間のうちの同じ空間に連通している。また、ケース５１Ａの他方側の端面には、逆浸透膜浄水ユニット５１で水１１から作られた浄水１２を排出するための浄水口５１Ｅが設けられている。浄水口５１Ｅは、逆浸透膜５１Ｂによって分割されたケース５１Ａ内部の２つの空間のうち、流入口５１Ｃと、排水口５１Ｄとが連通しない側の空間に連通させられている。
ケース５１Ａの内部には、主流路管３１が接続された流入口５１Ｃから水１１が流れ込んで来る。流入口５１Ｃからケース５１Ａの中に入った水１１には、流入口５１Ｃからの水１１の流入量と、排水口５１Ｄからの排水の流出量を適切な関係に保つことにより、高い圧力がかかるようになっている。
高い圧力のかけられた水１１のうち純水に近い水分は、逆浸透膜５１Ｂによって分割されたケース５１Ａ内部の２つの空間のうちの、流入口５１Ｃと、排水口５１Ｄとが連通している空間から、逆浸透膜５１Ｂを通過して、浄水口５１Ｅが連通している空間に滲み出る。
つまり、水１１は、ケース５１Ａ内において、逆浸透膜５１Ｂによって、浄水１２と、濃縮状態とされた水１１とに分離されることになる。そして、水１１は排水口５１Ｄを介することにより、浄水１２は浄水口５１Ｅを介することにより、それぞれケース５１Ａから出るようになっている。浄水口５１Ｅは、逆浸透膜浄水ユニット５１の下流側における主流路管３１と接続されている。排水口５１Ｄは、後述する排出管に接続されている。
逆浸透膜浄水ユニット５１の原理図を、図２に示す。逆浸透膜浄水ユニット５１は、ケース５１Ａを有している。ケース５１Ａは、例えば、円筒形の耐圧容器である。
ケース５１Ａの内部は、逆浸透膜５１Ｂによって２つの空間に分けられている。例えば、この実施形態では、逆浸透膜５１Ｂは、ケース５１Ａの軸に平行とされている。或いは、逆浸透膜５１Ｂは筒状であり、逆浸透膜５１Ｂの外と内の２つの空間に、ケース５１Ａの内部の空間を分割していても良い。逆浸透膜５１Ｂは、循環式濾過システムの特性から、海水専用である必要はなく、むしろ淡水用の低圧力で造水量が多いＲＯ膜が望ましい。例としては、FilmTec（商標）製のExtra Low Energy RO Membraneシリーズの逆浸透膜を、逆浸透膜５１Ｂとして用いることができる。
ケース５１Ａの一方側の端面（図２の下側）には、水１１が流入する流入口５１Ｃが設けられている。また、ケース５１Ａの他方側の端面には、濃縮された水１１である排水が流出する排水口５１Ｄが設けられている。流入口５１Ｃと、排水口５１Ｄは、逆浸透膜５１Ｂによって分割されたケース５１Ａ内部の２つの空間のうちの同じ空間に連通している。また、ケース５１Ａの他方側の端面には、逆浸透膜浄水ユニット５１で水１１から作られた浄水１２を排出するための浄水口５１Ｅが設けられている。浄水口５１Ｅは、逆浸透膜５１Ｂによって分割されたケース５１Ａ内部の２つの空間のうち、流入口５１Ｃと、排水口５１Ｄとが連通しない側の空間に連通させられている。
ケース５１Ａの内部には、主流路管３１が接続された流入口５１Ｃから水１１が流れ込んで来る。流入口５１Ｃからケース５１Ａの中に入った水１１には、流入口５１Ｃからの水１１の流入量と、排水口５１Ｄからの排水の流出量を適切な関係に保つことにより、高い圧力がかかるようになっている。
高い圧力のかけられた水１１のうち純水に近い水分は、逆浸透膜５１Ｂによって分割されたケース５１Ａ内部の２つの空間のうちの、流入口５１Ｃと、排水口５１Ｄとが連通している空間から、逆浸透膜５１Ｂを通過して、浄水口５１Ｅが連通している空間に滲み出る。
つまり、水１１は、ケース５１Ａ内において、逆浸透膜５１Ｂによって、浄水１２と、濃縮状態とされた水１１とに分離されることになる。そして、水１１は排水口５１Ｄを介することにより、浄水１２は浄水口５１Ｅを介することにより、それぞれケース５１Ａから出るようになっている。浄水口５１Ｅは、逆浸透膜浄水ユニット５１の下流側における主流路管３１と接続されている。排水口５１Ｄは、後述する排出管に接続されている。
【0020】
主流路管３１の逆浸透膜浄水ユニット５１の上流側（貯水タンク１０に接続された基端側）には、サブポンプ２２が設けられている。サブポンプ２２は、逆浸透膜浄水ユニット５１に対して、高い圧力で水１１を供給するためのポンプである。サブポンプ２２は、水を送ることのできるポンプであり、それができるのであれば、メインポンプ２１と同様にどのようなものであっても構わない。
サブポンプ２２は、接続線２２Ａによってコンピュータ４０に接続されており、コンピュータ４０の制御下で、駆動と停止の制御が行われるようになっている。コンピュータ４０がどのようにサブポンプ２２を制御するかについては後述する。
サブポンプ２２は、接続線２２Ａによってコンピュータ４０に接続されており、コンピュータ４０の制御下で、駆動と停止の制御が行われるようになっている。コンピュータ４０がどのようにサブポンプ２２を制御するかについては後述する。
【0021】
主流路管３１における、逆浸透膜浄水ユニット５１の下流側には、アキュムレータタンク６０が設けられている。
アキュムレータタンク６０は、後述する蛇口から出る浄水１２の水圧を所定の範囲に保つためのものである。公知或いは周知であるから詳細な説明は省略するが、アキュムレータタンク６０は、水密なタンクと、タンクの中に配された、プラダと呼ばれる、伸縮性のある膜材によって作られ、その内部に常圧よりも高い圧力で気体が充填された気密な風船のようなものとを備えている。プラダと、タンクの間の隙間に浄水１２が満たされる。アキュムレータタンク６０内の浄水１２には、アキュムレータタンク６０内の浄水１２の量を適宜の範囲とすることにより、プラダから適宜の圧力がかかるようになっている。
アキュムレータタンク６０は通常蛇口の上方に配されるが、この実施形態でもそうなっている。アキュムレータタンク６０が蛇口の上方に位置することと、プラダからアキュムレータタンク６０内の浄水１２に適宜の圧力がかかることにより、後述する蛇口から出る浄水１２は、適宜の水圧がかかった状態で、蛇口から出ることになる。アキュムレータタンク６０内で、浄水１２にプラダから十分な圧力を加えることができるのであれば、アキュムレータタンク６０は蛇口７１の上方に位置させる必要はない。
なお、アキュムレータタンク６０内の浄水１２の水圧は、図示せぬセンサによって検出されており、その水圧のデータは、例えば常時（数秒置き等、適宜の時間が経過する毎でも構わない。）センサから、コンピュータ４０に送られるようになっている。
アキュムレータタンク６０は、後述する蛇口から出る浄水１２の水圧を所定の範囲に保つためのものである。公知或いは周知であるから詳細な説明は省略するが、アキュムレータタンク６０は、水密なタンクと、タンクの中に配された、プラダと呼ばれる、伸縮性のある膜材によって作られ、その内部に常圧よりも高い圧力で気体が充填された気密な風船のようなものとを備えている。プラダと、タンクの間の隙間に浄水１２が満たされる。アキュムレータタンク６０内の浄水１２には、アキュムレータタンク６０内の浄水１２の量を適宜の範囲とすることにより、プラダから適宜の圧力がかかるようになっている。
アキュムレータタンク６０は通常蛇口の上方に配されるが、この実施形態でもそうなっている。アキュムレータタンク６０が蛇口の上方に位置することと、プラダからアキュムレータタンク６０内の浄水１２に適宜の圧力がかかることにより、後述する蛇口から出る浄水１２は、適宜の水圧がかかった状態で、蛇口から出ることになる。アキュムレータタンク６０内で、浄水１２にプラダから十分な圧力を加えることができるのであれば、アキュムレータタンク６０は蛇口７１の上方に位置させる必要はない。
なお、アキュムレータタンク６０内の浄水１２の水圧は、図示せぬセンサによって検出されており、その水圧のデータは、例えば常時（数秒置き等、適宜の時間が経過する毎でも構わない。）センサから、コンピュータ４０に送られるようになっている。
【0022】
主流路管３１の先端には、蛇口７１が取付けられている。蛇口７１は、公知或いは周知のものであり、浄水１２の流出の許否を選択できるようになっている。
周知なように、蛇口７１を開状態とすれば蛇口７１から浄水１２が出て、蛇口７１を閉状態とすれば蛇口７１から浄水１２が出ない。
蛇口７１の下方には、蛇口７１から出た浄水１２を受ける受皿７２が設けられている。受皿７２は、排水口を備えた流し台である。なお、この実施形態による循環式濾過システム１において、外部に露出させることが必須なものは、蛇口７１と受皿７２のみであり、それ以外のすべての部品は、外部に露出させる必要はない。
周知なように、蛇口７１を開状態とすれば蛇口７１から浄水１２が出て、蛇口７１を閉状態とすれば蛇口７１から浄水１２が出ない。
蛇口７１の下方には、蛇口７１から出た浄水１２を受ける受皿７２が設けられている。受皿７２は、排水口を備えた流し台である。なお、この実施形態による循環式濾過システム１において、外部に露出させることが必須なものは、蛇口７１と受皿７２のみであり、それ以外のすべての部品は、外部に露出させる必要はない。
【0023】
受皿７２の排水口には、排水管８３が接続されている。排水管８３は、受皿７２で受けられた浄水１２を貯水タンク１０に導くためのものであり、これには限られないがこの実施形態では、鉛直とされる。受皿７２で受けられた、蛇口７１から出た浄水１２は、重力によって排水管８３内を流下して、貯水タンク１０へと至るようになっている。
排水管８３の途中には、濾過部材８４が取付けられている。濾過部材８４は、排水管８３を介して受皿７２から貯水タンク１０へと向かう浄水１２を通過させて、浄水１２に含まれる泥や石鹸の成分を濾過して除去するためのものである。この実施形態における濾過部材８４は、重力によって流下する汚れた浄水１２の濾過を行う。
これには限られないがこの実施形態では、濾過部材８４は、図３に示したようなものとされている。
濾過部材８４は、バッグフィルター８４Ａを備えている。バッグフィルター８４Ａは、メッシュ状の生地で構成された袋であって、これには限られないが、上面が開放されている。バッグフィルター８４Ａとして用いることのできるバッグフィルターは数多く市販されているので、適当なものを選択して利用可能である。
バッグフィルター８４Ａの上部には、オイル吸着シート８４Ｂが内蔵されている。オイル吸着シート８４Ｂは、浄水１２に含まれた油を除去するシートである。オイル吸着シート８４Ｂは複数枚重ねて、バッグフィルター８４Ａの中に収納されている。オイル吸着シート８４Ｂとしては、例えば、旭化成ホームプロダクツ株式会社が製造販売する油吸着シート（商品名グリースクリーン（商標）シリーズ）を用いることができる。
バッグフィルター８４Ａの下部には、イオン交換樹脂と、活性炭との混合物８４Ｃが内蔵されている。イオン交換樹脂と活性炭はともに粉状であって、混合した状態で、バッグフィルター８４Ａ内に収納されている。
混合物８４Ｃ中のイオン交換樹脂は、それを通過する汚れた浄水１２に含まれている界面活性剤を除去するのに有用であり、混合物８４Ｃ中の活性炭は、それを通過する汚れた浄水１２に含まれている重金属類や悪臭の原因物質を除去するのに有用である。
なお、濾過部材８４は、オイル吸着シート８４Ｂ、イオン交換樹脂、活性炭のうちの少なくとも１つを含んでいれば足りる。
また、濾過部材８４に含まれるバッグフィルター８４Ａは、濾過部材８４の交換を容易にするためのものであり、その効果を必要としないのであれば、オイル吸着シート８４Ｂ、イオン交換樹脂、活性炭のうちの少なくとも１つは、バッグフィルター８４Ａに収納されている必要はない。
排水管８３の途中には、濾過部材８４が取付けられている。濾過部材８４は、排水管８３を介して受皿７２から貯水タンク１０へと向かう浄水１２を通過させて、浄水１２に含まれる泥や石鹸の成分を濾過して除去するためのものである。この実施形態における濾過部材８４は、重力によって流下する汚れた浄水１２の濾過を行う。
これには限られないがこの実施形態では、濾過部材８４は、図３に示したようなものとされている。
濾過部材８４は、バッグフィルター８４Ａを備えている。バッグフィルター８４Ａは、メッシュ状の生地で構成された袋であって、これには限られないが、上面が開放されている。バッグフィルター８４Ａとして用いることのできるバッグフィルターは数多く市販されているので、適当なものを選択して利用可能である。
バッグフィルター８４Ａの上部には、オイル吸着シート８４Ｂが内蔵されている。オイル吸着シート８４Ｂは、浄水１２に含まれた油を除去するシートである。オイル吸着シート８４Ｂは複数枚重ねて、バッグフィルター８４Ａの中に収納されている。オイル吸着シート８４Ｂとしては、例えば、旭化成ホームプロダクツ株式会社が製造販売する油吸着シート（商品名グリースクリーン（商標）シリーズ）を用いることができる。
バッグフィルター８４Ａの下部には、イオン交換樹脂と、活性炭との混合物８４Ｃが内蔵されている。イオン交換樹脂と活性炭はともに粉状であって、混合した状態で、バッグフィルター８４Ａ内に収納されている。
混合物８４Ｃ中のイオン交換樹脂は、それを通過する汚れた浄水１２に含まれている界面活性剤を除去するのに有用であり、混合物８４Ｃ中の活性炭は、それを通過する汚れた浄水１２に含まれている重金属類や悪臭の原因物質を除去するのに有用である。
なお、濾過部材８４は、オイル吸着シート８４Ｂ、イオン交換樹脂、活性炭のうちの少なくとも１つを含んでいれば足りる。
また、濾過部材８４に含まれるバッグフィルター８４Ａは、濾過部材８４の交換を容易にするためのものであり、その効果を必要としないのであれば、オイル吸着シート８４Ｂ、イオン交換樹脂、活性炭のうちの少なくとも１つは、バッグフィルター８４Ａに収納されている必要はない。
【0024】
実施形態における循環式濾過システム１は、副流路管３２を備えている。副流路管３２の内部に副流路が形成される。副流路管３２は、貯水タンク１０内の水１１を、主流路管３１が作る上述の循環経路とは異なる経路で、循環させるための流路を構成する管である。
副流路管３２は、その基端が、主流路管３１のサブポンプ２２よりも上流側、つまりは、主流路管３１の基端側に接続された管であり、主流路管３１から分岐している。なお、この実施形態では、主流路管３１の副流路管３２と接続された部分よりも上流側の範囲は、主流路と副流路とを兼ねている。副流路管３２を構成する管の仕様は、主流路管３１を構成する管と同じでも良いし、そうでなくても良い。
副流路管３２の先端から出た水１１は、貯水タンク１０へと至るようになっている。副流路管３２の先端から吐出された水１１は、発電機１００の水車１０１に当って下に落ちるようになっている。発電機本体１０２は水車１０１の上側に位置するため、発電機本体１０２が水車１０１に当って飛び散った水により濡れにくくなっている。発電機本体１０２は、例えば、図１に示したように貯水タンク１０の天井の下面に固定されていても良いし、貯水タンク１０の例えば副流路管３２が接続された壁面に固定されていても良い。いずれにせよ、副流路管３２の開口と、水車１０１のバケット１０１Ｂの開口との位置関係を適切に保つ必要がある。
この実施形態ではこれには限られないが、水１１は副流路管３２の先端から水平に吐出されるようになっている。また、副流路管３２から飛び出す水は、水車１０１が備える後述するバケットに正対した状態で水を吐出するようにその位置を調整されている。なお、この実施形態では副流路管３２の先端は、貯水タンク１０の内部にまで及んでいるが、副流路管３２の先端は貯水タンク１０の壁面にまでしか及んでいなくても良い。
副流路管３２は、その基端が、主流路管３１のサブポンプ２２よりも上流側、つまりは、主流路管３１の基端側に接続された管であり、主流路管３１から分岐している。なお、この実施形態では、主流路管３１の副流路管３２と接続された部分よりも上流側の範囲は、主流路と副流路とを兼ねている。副流路管３２を構成する管の仕様は、主流路管３１を構成する管と同じでも良いし、そうでなくても良い。
副流路管３２の先端から出た水１１は、貯水タンク１０へと至るようになっている。副流路管３２の先端から吐出された水１１は、発電機１００の水車１０１に当って下に落ちるようになっている。発電機本体１０２は水車１０１の上側に位置するため、発電機本体１０２が水車１０１に当って飛び散った水により濡れにくくなっている。発電機本体１０２は、例えば、図１に示したように貯水タンク１０の天井の下面に固定されていても良いし、貯水タンク１０の例えば副流路管３２が接続された壁面に固定されていても良い。いずれにせよ、副流路管３２の開口と、水車１０１のバケット１０１Ｂの開口との位置関係を適切に保つ必要がある。
この実施形態ではこれには限られないが、水１１は副流路管３２の先端から水平に吐出されるようになっている。また、副流路管３２から飛び出す水は、水車１０１が備える後述するバケットに正対した状態で水を吐出するようにその位置を調整されている。なお、この実施形態では副流路管３２の先端は、貯水タンク１０の内部にまで及んでいるが、副流路管３２の先端は貯水タンク１０の壁面にまでしか及んでいなくても良い。
【0025】
これには限られないが、この実施形態における水車１０１に臨む副流路管３２の先端の開口は、水車１０１に吐出される水の勢いを増すように狭められている。副流路管３２の先端の開口が狭められているというのは、副流路管３２の先端から若干基端よりの部分よりも、副流路管３２の先端の開口が狭くなっているということを意味している。具体的には、副流路管３２の先端付近を先細る形状としたり、或いは副流路管３２の先端に、例えば中心に孔の開けられた副流路管３２の開口全体を覆うドーナツ型の板を取付けたりすることにより、副流路管３２の先端の開口を狭めることが可能である。
副流路管３２の水車１０１に臨む開口の面積は、水車１０１に吐出される水の勢いを増すように狭められており、水車１０１が備える後述するバケットの開口の面積よりも小さくされていてもよい。副流路管３２の水車１０１に臨む開口の面積を絞ることによって、発電機１００による発電効率が向上する。
副流路管３２の水車１０１に臨む開口の面積は、バケットの開口の面積の２０％よりも小さくされていてもよい。副流路管３２の水車１０１に臨む開口の面積は、バケットの開口の面積の１４％よりも小さくされているのがより好ましい。
他方、副流路管３２の水車１０１に臨む開口の面積は、バケットの開口の面積に対してあまり小さくし過ぎると発電機１００による発電効率が却って小さくなることがわかっている。副流路管３２の水車１０１に臨む開口の面積は、バケットの開口の面積の５％よりも大きい方が良い。
副流路管３２の水車１０１に臨む開口の面積は、バケットの開口の面積の１４％よりも小さく、５％よりも大きくするのが良く、より好ましくは１２％より小さく、７％より大きくされているのがよい。
副流路管３２の水車１０１に臨む開口の面積は、水車１０１に吐出される水の勢いを増すように狭められており、水車１０１が備える後述するバケットの開口の面積よりも小さくされていてもよい。副流路管３２の水車１０１に臨む開口の面積を絞ることによって、発電機１００による発電効率が向上する。
副流路管３２の水車１０１に臨む開口の面積は、バケットの開口の面積の２０％よりも小さくされていてもよい。副流路管３２の水車１０１に臨む開口の面積は、バケットの開口の面積の１４％よりも小さくされているのがより好ましい。
他方、副流路管３２の水車１０１に臨む開口の面積は、バケットの開口の面積に対してあまり小さくし過ぎると発電機１００による発電効率が却って小さくなることがわかっている。副流路管３２の水車１０１に臨む開口の面積は、バケットの開口の面積の５％よりも大きい方が良い。
副流路管３２の水車１０１に臨む開口の面積は、バケットの開口の面積の１４％よりも小さく、５％よりも大きくするのが良く、より好ましくは１２％より小さく、７％より大きくされているのがよい。
【0026】
副流路管３２の途中には、第２浄化設備が設けられている。第２浄化設備は、副流路管３２の中を流れる水１１を浄化するための設備である。第２浄化設備は、水１１を浄化することができれば良く、その限りにおいて詳細は問わないが、オゾン発生装置、紫外線殺菌装置、曝気装置のうちの少なくとも１つを含んでいる。
オゾン発生装置は、発生させたオゾンを水１１に供給する機能を有している。水１１にオゾンを供給することにより、オゾンの持つ酸化作用によって、水１１中の有機物が分解され、水１１が浄化されることになる。有機物の分解には、例えば、プランクトンや、細菌、ウィルスの死滅又は不活化の効果も含まれ得る。オゾン発生装置は、公知或いは周知のもので良く、市販のものでも良い。オゾン発生装置としては、例えば、人が吸引しても人体への悪影響が出ない、１０００ｍｇ／ｈ程度の比較的少量のオゾンを発生させる小型のものを用いることができる。
紫外線殺菌装置は、発生させた紫外線を水１１に照射する機能を有している。水１１に紫外線を照射することにより、細菌、ウィルスの死滅又は不活化の効果を得られることになる。紫外線殺菌装置は、公知或いは周知のもので良く、市販のものでも良い。紫外線殺菌装置としては、例えば、日機装株式会社が製造、販売する深紫外線ＬＥＤランプ搭載の流水浄化用の紫外線殺菌装置を用いることができる。
曝気装置は、水１１に対して、例えば、マイクロバブル又はナノバブルを供給することにより曝気を行うものとなっている。水１１に対して曝気を行うことにより水１１中の好気性菌が活発に活動するようになり、それにより、水１１の水質が改善する。曝気装置は、公知或いは周知のもので良く、市販のものでも良い。曝気装置としては、例えば、ナノバブル発生量が１ｍｌあたり1億個以上のナノバブルが発生するものを用いるのが好ましい。
この実施形態では、これには限られないが、第２浄化設備として、オゾン発生装置９１と、紫外線殺菌装置９２とが、副流路管３２の途中に設けられている。副流路管３２を通過する水１１は、オゾン発生装置９１と、紫外線殺菌装置９２により、上述した原理によって浄化され、その水質が改善される。
第２浄化設備には、他の設備、例えばセディメントフィルタが含まれていても良い。セディメントフィルタは、例えば、第２浄化設備の最上流部に設けられるのが一般的である。
オゾン発生装置は、発生させたオゾンを水１１に供給する機能を有している。水１１にオゾンを供給することにより、オゾンの持つ酸化作用によって、水１１中の有機物が分解され、水１１が浄化されることになる。有機物の分解には、例えば、プランクトンや、細菌、ウィルスの死滅又は不活化の効果も含まれ得る。オゾン発生装置は、公知或いは周知のもので良く、市販のものでも良い。オゾン発生装置としては、例えば、人が吸引しても人体への悪影響が出ない、１０００ｍｇ／ｈ程度の比較的少量のオゾンを発生させる小型のものを用いることができる。
紫外線殺菌装置は、発生させた紫外線を水１１に照射する機能を有している。水１１に紫外線を照射することにより、細菌、ウィルスの死滅又は不活化の効果を得られることになる。紫外線殺菌装置は、公知或いは周知のもので良く、市販のものでも良い。紫外線殺菌装置としては、例えば、日機装株式会社が製造、販売する深紫外線ＬＥＤランプ搭載の流水浄化用の紫外線殺菌装置を用いることができる。
曝気装置は、水１１に対して、例えば、マイクロバブル又はナノバブルを供給することにより曝気を行うものとなっている。水１１に対して曝気を行うことにより水１１中の好気性菌が活発に活動するようになり、それにより、水１１の水質が改善する。曝気装置は、公知或いは周知のもので良く、市販のものでも良い。曝気装置としては、例えば、ナノバブル発生量が１ｍｌあたり1億個以上のナノバブルが発生するものを用いるのが好ましい。
この実施形態では、これには限られないが、第２浄化設備として、オゾン発生装置９１と、紫外線殺菌装置９２とが、副流路管３２の途中に設けられている。副流路管３２を通過する水１１は、オゾン発生装置９１と、紫外線殺菌装置９２により、上述した原理によって浄化され、その水質が改善される。
第２浄化設備には、他の設備、例えばセディメントフィルタが含まれていても良い。セディメントフィルタは、例えば、第２浄化設備の最上流部に設けられるのが一般的である。
【0027】
上述したように、逆浸透膜浄水ユニット５１では、濃縮状態とされた水１１が排水口５１Ｄから出るようになっている。排水口５１Ｄは排出管３３の基端と接続されている。排出管３３の先端は、副流路管３２の、第２浄化設備が設けられた部分よりも上流側（主流路管３１側）に接続されている。
それにより、逆浸透膜浄水ユニット５１で濃縮状態とされた水１１は、排出管３３を介して副流路管３２に至り、副流路管３２の途中に設けられた第２浄化設備によって浄化され、水質を改善された上で貯水タンク１０へと至るようになっている。
それにより、逆浸透膜浄水ユニット５１で濃縮状態とされた水１１は、排出管３３を介して副流路管３２に至り、副流路管３２の途中に設けられた第２浄化設備によって浄化され、水質を改善された上で貯水タンク１０へと至るようになっている。
【0028】
発電機１００について説明する。
上述したように発電機１００は、水車１０１と、発電機本体１０２と、両者を繋ぐ軸１０３とを備えている。
水車１０１は、これには限られないがこの実施形態ではペルトン水車である。
ペルトン水車である水車１０１の平面図を図５に示す。
水車１０１は、丸い板である円板１０１Ａを備えている。水車１０１が貯水タンク１０内に設置されるとき、円板１０１Ａは水平となる。円板１０１Ａの中心には、軸１０３が円板１０１Ａから垂直に延びるようにして取付けられている。
円板１０１の外周部分には、多数のバケット１０１Ｂが取付けられている。バケット１０１Ｂの斜視図を、図６に示す。バケット１０１Ｂはそれぞれ、水を受けるためのカップ状の窪みであるカップ部１０１Ｃを備えている。カップ部１０１Ｃを含めて、この実施形態における水車１０１に設けられたバケット１０１Ｂは、すべて同じ構成（同じ形状、大きさ）とされている。したがって、すべてのカップ部１０１Ｃの開口は、同じ形状、同じ大きさとなっている。これには限られないが、この実施形態のカップ部１０１Ｃの開口の形状は、略矩形となっている。
各バケット１０１Ｂは、円板１０１Ａの周の接線方向を向いている。各バケット１０１Ｂのカップ部１０１Ｃの開口は隣接するバケット１０１Ｂのカップ部１０１Ｃが存在しない側に臨んでおり、換言すれば、円板１０１Ａの円周方向において向きが揃っている。
上述したように発電機１００は、水車１０１と、発電機本体１０２と、両者を繋ぐ軸１０３とを備えている。
水車１０１は、これには限られないがこの実施形態ではペルトン水車である。
ペルトン水車である水車１０１の平面図を図５に示す。
水車１０１は、丸い板である円板１０１Ａを備えている。水車１０１が貯水タンク１０内に設置されるとき、円板１０１Ａは水平となる。円板１０１Ａの中心には、軸１０３が円板１０１Ａから垂直に延びるようにして取付けられている。
円板１０１の外周部分には、多数のバケット１０１Ｂが取付けられている。バケット１０１Ｂの斜視図を、図６に示す。バケット１０１Ｂはそれぞれ、水を受けるためのカップ状の窪みであるカップ部１０１Ｃを備えている。カップ部１０１Ｃを含めて、この実施形態における水車１０１に設けられたバケット１０１Ｂは、すべて同じ構成（同じ形状、大きさ）とされている。したがって、すべてのカップ部１０１Ｃの開口は、同じ形状、同じ大きさとなっている。これには限られないが、この実施形態のカップ部１０１Ｃの開口の形状は、略矩形となっている。
各バケット１０１Ｂは、円板１０１Ａの周の接線方向を向いている。各バケット１０１Ｂのカップ部１０１Ｃの開口は隣接するバケット１０１Ｂのカップ部１０１Ｃが存在しない側に臨んでおり、換言すれば、円板１０１Ａの円周方向において向きが揃っている。
【0029】
副流路管３２の先端の開口から水が吐出されると、水は水平に飛び、水車１０１のバケット１０１Ｂのカップ部１０１Ｃに当たり力を伝える。それにより、水車１０１は軸１０３を中心に回転する。水１１は、水車１０１が回転することによって次に副流路管３２の開口の前に現れたバケット１０１Ｂのカップ部１０１Ｃに当たって力を伝える。それにより、水車１０１は回転する。この実施形態では、副流路管３２の先端から吐出された水１１は事実上すべて、副流路管３２の先端の開口と正対したときに食み出でることなくカップ部６１に入るようになっている。
発電機本体１０２は、水車１０１の回転を軸１０３を介して伝えられ、その運動エネルギーを電力に変換する。そのようなことが可能な発電機本体は公知或いは周知であるから、発電機本体１０２としてはそのようなものを利用すれば良い。発電機本体１０２は、市販のものであっても構わない。
発電機本体１０２には、図示を省略の電力線が接続されており、発電機本体１０２が生じた電力は、電力線を通して発電機１００から適宜の装置や蓄電池へと送られ、適宜の装置で利用されたり、蓄電池に貯められたりする。電力線は、例えば、メインポンプ２１、サブポンプ２２であっても良いし、循環式濾過システム１外の適宜の装置であってもよい。
発電機本体１０２は、水車１０１の回転を軸１０３を介して伝えられ、その運動エネルギーを電力に変換する。そのようなことが可能な発電機本体は公知或いは周知であるから、発電機本体１０２としてはそのようなものを利用すれば良い。発電機本体１０２は、市販のものであっても構わない。
発電機本体１０２には、図示を省略の電力線が接続されており、発電機本体１０２が生じた電力は、電力線を通して発電機１００から適宜の装置や蓄電池へと送られ、適宜の装置で利用されたり、蓄電池に貯められたりする。電力線は、例えば、メインポンプ２１、サブポンプ２２であっても良いし、循環式濾過システム１外の適宜の装置であってもよい。
【0030】
次に、以上のように構成された循環式濾過システム１の使用方法、及び動作について説明する。
【0031】
この循環式濾過システム１は、上述したように手洗い場に応用される。
ユーザが手を洗おうとしたとき、ユーザは、蛇口７１を操作して、閉状態であった蛇口７１を開状態にする。
そうすると、アキュムレータタンク６０内に貯まっていた浄水１２は、蛇口７１に対して相対的に高い位置にあることによって持っている位置エネルギーと、アキュムレータタンク６０内に配された図示を省略のプラダからの圧力とにより、アキュムレータタンク６０から主流路管３１を通って蛇口７１に向かい、蛇口７１から流れ出る。アキュムレータタンク６０が蛇口７１よりも低い位置にあるなら、蛇口７１から出る浄水１２にはたらく圧力には、重力は寄与せず、プラダからの圧力のみが寄与することになる。
ユーザは、蛇口７１から出た浄水１２で手を洗う。ここで、例えばユーザが石鹸を使用すれば、浄水１２には石鹸の成分が混ざることになり、また、ユーザの手が汚れていれば浄水１２には、油や泥が混ざることになる。そのようにして汚れた浄水１２は、受皿７２によって受けられる。
ユーザが手を洗おうとしたとき、ユーザは、蛇口７１を操作して、閉状態であった蛇口７１を開状態にする。
そうすると、アキュムレータタンク６０内に貯まっていた浄水１２は、蛇口７１に対して相対的に高い位置にあることによって持っている位置エネルギーと、アキュムレータタンク６０内に配された図示を省略のプラダからの圧力とにより、アキュムレータタンク６０から主流路管３１を通って蛇口７１に向かい、蛇口７１から流れ出る。アキュムレータタンク６０が蛇口７１よりも低い位置にあるなら、蛇口７１から出る浄水１２にはたらく圧力には、重力は寄与せず、プラダからの圧力のみが寄与することになる。
ユーザは、蛇口７１から出た浄水１２で手を洗う。ここで、例えばユーザが石鹸を使用すれば、浄水１２には石鹸の成分が混ざることになり、また、ユーザの手が汚れていれば浄水１２には、油や泥が混ざることになる。そのようにして汚れた浄水１２は、受皿７２によって受けられる。
【0032】
受皿７２によって受けられた汚れた浄水１２は、受皿７２の排水口から排水管８３内を重力によって流下して貯水タンク１０へと向かう。
その途中で汚れた浄水１２は、排水管８３の途中にある濾過部材８４を通過する。上述したように濾過部材８４は、バッグフィルター８４Ａと、バッグフィルター８４Ａの内部に収納されたオイル吸着シート８４Ｂ、及びイオン交換樹脂及び活性炭の混合物８４Ｃとから構成されている。
汚れた浄水１２に含まれる固形物のうち、バッグフィルター８４Ａの目よりも大きいものはバッグフィルター８４Ａによって濾過され捉えられる。汚れた浄水１２に含まれる油は、オイル吸着シート８４Ｂによって捉えられる。汚れた浄水１２に含まれる金属イオンや、石鹸の成分の一部は、イオン交換樹脂によって捉えられる。また、汚れた浄水１２に含まれる臭気物質やトリハロメタンの一部は、活性炭によって捉えられる。
したがって、濾過部材８４を通過することにより、汚れた浄水１２はある程度綺麗になる。ある程度綺麗になった浄水１２は、排水管８３の先端から出て、貯水タンク１０に落下する。
その途中で汚れた浄水１２は、排水管８３の途中にある濾過部材８４を通過する。上述したように濾過部材８４は、バッグフィルター８４Ａと、バッグフィルター８４Ａの内部に収納されたオイル吸着シート８４Ｂ、及びイオン交換樹脂及び活性炭の混合物８４Ｃとから構成されている。
汚れた浄水１２に含まれる固形物のうち、バッグフィルター８４Ａの目よりも大きいものはバッグフィルター８４Ａによって濾過され捉えられる。汚れた浄水１２に含まれる油は、オイル吸着シート８４Ｂによって捉えられる。汚れた浄水１２に含まれる金属イオンや、石鹸の成分の一部は、イオン交換樹脂によって捉えられる。また、汚れた浄水１２に含まれる臭気物質やトリハロメタンの一部は、活性炭によって捉えられる。
したがって、濾過部材８４を通過することにより、汚れた浄水１２はある程度綺麗になる。ある程度綺麗になった浄水１２は、排水管８３の先端から出て、貯水タンク１０に落下する。
【0033】
他方、上述したように、アキュムレータタンク６０では、アキュムレータタンク６０内の浄水１２の水圧を図示せぬセンサが検知している。
その水圧についてのデータは、常時コンピュータ４０に送られている。コンピュータ４０は、浄水１２の水圧が小さくなったとき（例えば、ある値を下回ったとき）、メインポンプ２１とサブポンプ２２のそれぞれに、接続線２１Ａ、接続線２２Ａを介して駆動信号を送る。それにより、メインポンプ２１とサブポンプ２２は駆動する。つまり、このとき、メインポンプ２１とサブポンプ２２とは、連動して駆動する。
メインポンプ２１が駆動すると、メインポンプ２１が吸い込んだ貯水タンク１０内の水１１が主流路管３１の基端から、主流路管３１の先端側に送られる。他方、サブポンプ２２は、メインポンプ２１から送られてきた水１１を、水１１に含まれた水が逆浸透膜浄水ユニット５１内の逆浸透膜５１Ｂを乗り越えるだけの圧力で、逆浸透膜浄水ユニット５１に送り込む。このとき、メインポンプ２１から主流路管３１に送られる水１１の単位時間あたりの量は、サブポンプ２２から逆浸透膜浄水ユニット５１に送られる水１１の単位時間あたりの量より多くなるように、メインポンプ２１とサブポンプ２２とはコンピュータ４０によって制御される。
それにより、貯水タンク１０から主流路管３１内にメインポンプ２１によって送られた水１１のうちの大半は、サブポンプ２２によって逆浸透膜浄水ユニット５１に送られ、余剰分が副流路管３２に向かうことになる。
その水圧についてのデータは、常時コンピュータ４０に送られている。コンピュータ４０は、浄水１２の水圧が小さくなったとき（例えば、ある値を下回ったとき）、メインポンプ２１とサブポンプ２２のそれぞれに、接続線２１Ａ、接続線２２Ａを介して駆動信号を送る。それにより、メインポンプ２１とサブポンプ２２は駆動する。つまり、このとき、メインポンプ２１とサブポンプ２２とは、連動して駆動する。
メインポンプ２１が駆動すると、メインポンプ２１が吸い込んだ貯水タンク１０内の水１１が主流路管３１の基端から、主流路管３１の先端側に送られる。他方、サブポンプ２２は、メインポンプ２１から送られてきた水１１を、水１１に含まれた水が逆浸透膜浄水ユニット５１内の逆浸透膜５１Ｂを乗り越えるだけの圧力で、逆浸透膜浄水ユニット５１に送り込む。このとき、メインポンプ２１から主流路管３１に送られる水１１の単位時間あたりの量は、サブポンプ２２から逆浸透膜浄水ユニット５１に送られる水１１の単位時間あたりの量より多くなるように、メインポンプ２１とサブポンプ２２とはコンピュータ４０によって制御される。
それにより、貯水タンク１０から主流路管３１内にメインポンプ２１によって送られた水１１のうちの大半は、サブポンプ２２によって逆浸透膜浄水ユニット５１に送られ、余剰分が副流路管３２に向かうことになる。
【0034】
サブポンプ２２により送られた水１１は、逆浸透膜浄水ユニット５１のケース５１Ａに設けられた流入口５１Ｃからケース５１Ａ内に入る。
流入口５１Ｃからケース５１Ａ内に入った水１１には高い圧力がかけられている。それにより、水１１に含まれる純水に近い水分は、逆浸透膜５１Ｂによって分割されたケース５１Ａ内部の２つの空間のうちの、流入口５１Ｃと、排水口５１Ｄとが連通している空間から、逆浸透膜５１Ｂを通過して、浄水口５１Ｅが連通している空間に滲み出る。つまり、水１１は、ケース５１Ａ内において、逆浸透膜５１Ｂによって、浄水１２と、濃縮状態とされた水１１とに分離される。
そして、浄水１２は浄水口５１Ｅを介して主流路管３１に至り、主流路管３１を通ってアキュムレータタンク６０に至る。蛇口７１を開状態とすることによってアキュムレータタンク６０内の浄水１２は減ったが、逆浸透膜浄水ユニット５１から浄水１２が供給されることにより、減った分のアキュムレータタンク６０内の浄水１２が補充されることになる。上述したように、アキュムレータタンク６０内の浄水１２の水圧はセンサによって常に検知されており、水圧のデータはコンピュータ４０に常時送られている。水圧のデータが所定の範囲に達したら、例えば、蛇口７１が開状態とされる前の値に戻ったら、コンピュータ４０は、接続線２１Ａ又は接続線２２Ａを介して、メインポンプ２１とサブポンプ２２に対して、それらの駆動を停止するための停止信号を送る。それにより、メインポンプ２１とサブポンプ２２とは、駆動を停止する。
他方、濃縮された水１１は、排水口５１Ｄを介して排出管３３に至り、排出管３３から、副流路管３２に至る。濃縮された水１１は、副流路管３２を下流側に進み、第２浄化設備に至る。上述したように、この実施形態における第２浄化設備には、オゾン発生装置９１と、紫外線殺菌装置９２とが含まれている。濃縮された水１１は、オゾン発生装置９１からオゾンの供給を受け、また、紫外線殺菌装置９２から紫外線を照射されることによって、浄化され水質が改善させられる。
水質が改善させられた水１１は、副流路管３２を下流側に進み、副流路管３２の先端から出て、貯水タンク１０に落下する。
流入口５１Ｃからケース５１Ａ内に入った水１１には高い圧力がかけられている。それにより、水１１に含まれる純水に近い水分は、逆浸透膜５１Ｂによって分割されたケース５１Ａ内部の２つの空間のうちの、流入口５１Ｃと、排水口５１Ｄとが連通している空間から、逆浸透膜５１Ｂを通過して、浄水口５１Ｅが連通している空間に滲み出る。つまり、水１１は、ケース５１Ａ内において、逆浸透膜５１Ｂによって、浄水１２と、濃縮状態とされた水１１とに分離される。
そして、浄水１２は浄水口５１Ｅを介して主流路管３１に至り、主流路管３１を通ってアキュムレータタンク６０に至る。蛇口７１を開状態とすることによってアキュムレータタンク６０内の浄水１２は減ったが、逆浸透膜浄水ユニット５１から浄水１２が供給されることにより、減った分のアキュムレータタンク６０内の浄水１２が補充されることになる。上述したように、アキュムレータタンク６０内の浄水１２の水圧はセンサによって常に検知されており、水圧のデータはコンピュータ４０に常時送られている。水圧のデータが所定の範囲に達したら、例えば、蛇口７１が開状態とされる前の値に戻ったら、コンピュータ４０は、接続線２１Ａ又は接続線２２Ａを介して、メインポンプ２１とサブポンプ２２に対して、それらの駆動を停止するための停止信号を送る。それにより、メインポンプ２１とサブポンプ２２とは、駆動を停止する。
他方、濃縮された水１１は、排水口５１Ｄを介して排出管３３に至り、排出管３３から、副流路管３２に至る。濃縮された水１１は、副流路管３２を下流側に進み、第２浄化設備に至る。上述したように、この実施形態における第２浄化設備には、オゾン発生装置９１と、紫外線殺菌装置９２とが含まれている。濃縮された水１１は、オゾン発生装置９１からオゾンの供給を受け、また、紫外線殺菌装置９２から紫外線を照射されることによって、浄化され水質が改善させられる。
水質が改善させられた水１１は、副流路管３２を下流側に進み、副流路管３２の先端から出て、貯水タンク１０に落下する。
【0035】
以上の処理は、蛇口７１が閉状態から開状態にさせられたときに、その度に実行される。
他方、この循環式濾過システム１では、蛇口７１が開状態であるか閉状態であるかを問わず、以下の処理を実行する。
この循環式濾過システム１では、コンピュータ４０が、所定の時間毎に、所定の時間長さだけ、メインポンプ２１のみを駆動させる。コンピュータ４０は、タイマーを内蔵しており、予め定められた定刻が来ると、接続線２１Ａを介してメインポンプ２１に対して駆動信号を送ることにより、メインポンプ２１のみを駆動させる。
メインポンプ２１のみが駆動した場合、メインポンプ２１は、主流路管３１の基端から主流路管３１の先端側に向けて、貯水タンク１０内に貯まっていた水１１を流そうとする。しかしながら、このとき駆動していないサブポンプ２２は主流路管３１において、閉まった弁のように機能し、水１１の通過を許さない。したがって、水１１は、主流路管３１から分岐した副流路管３２に流れ込む。
副流路管３２に流れ込んだ水１１は、上述した濃縮された水１１の場合と同様に副流路管３２を下流側に進み、第２浄化設備に至る。水１１は、オゾン発生装置９１からオゾンの供給を受け、また、紫外線殺菌装置９２から紫外線を照射されることによって、浄化され水質が改善させられる。
水質が改善させられた水１１は、副流路管３２を下流側に進み、副流路管３２の先端の開口から出て、ペルトン水車である水車１０１のバケット１０１Ｂのカップ部１０１Ｃに当って水車１０１を回転させた後、貯水タンク１０に落下する。それにより発電機本体１０２は発電する。発電した電力は、上述した如き適宜の装置に送られ、当該装置で利用される。
この処理は、例えば、３０分毎に１５分の間実行される。もっとも、この処理が開始される時間間隔と、この処理が実行される１回あたりの時間長さは、常に同じである必要はない。仮に、３０分毎に１５分の間だけメインポンプ２１のみが駆動させられるとすると、１日２４時間のうち、１２時間は、貯水タンク１０に貯められた水１１は、蛇口７１が開状態にされたか否かと無関係に、第２浄化設備で浄化されることになる。繰返し第２浄化設備での浄化が行われることにより、貯水タンク１０内の水１１はある程度浄化された状態が保たれることになるので、蛇口７１から出ることになるアキュムレータタンク６０に一旦貯められる、主流路管３１にある浄化設備で浄化された浄水１２は、良い水質を保ったものとなる。
また、この処理が実行されているときには、発電機１００の水車１０１が回転して発電機本体１０２が発電を行う。この処理はメインポンプ２１とサブポンプ２２とが連動して駆動する場合と比較して長時間実行される。したがって、この処理が行われている場合に発電機本体１０２が生じる電力もある程度の大きさとなる。
メインポンプ２１のみを駆動させる処理は、１日に８時間以上実施されるのが好ましい。それにより、貯水タンク１０内の水１１の水質をある程度高く保つことが可能となり、また発電機１００によって得られる電力を大きく保つことができることになる。
なお、メインポンプ２１のみを駆動させる処理は、蛇口７１が開状態とされている場合には、実行されないようにすることができる。それをもってしても、例えば、夜間においてもメインポンプ２１のみを駆動させる処理を実行させるようにコンピュータ４０を設定しておけば、メインポンプ２１のみを駆動させる処理を１日に８時間以上実施させることは容易である。
なお、以上の説明では、メインポンプ２１とサブポンプ２２との駆動と停止は、コンピュータ４０を用いて制御されることとしていたが、同様の制御が可能なのであれば、より簡単な仕組み、例えば、アキュムレータタンク６０に設けられたセンサ、そのセンサと組合されたスイッチ、及びメインポンプ２１を駆動するためのタイマー等によって、コンピュータ４０を置換することも可能である。
他方、この循環式濾過システム１では、蛇口７１が開状態であるか閉状態であるかを問わず、以下の処理を実行する。
この循環式濾過システム１では、コンピュータ４０が、所定の時間毎に、所定の時間長さだけ、メインポンプ２１のみを駆動させる。コンピュータ４０は、タイマーを内蔵しており、予め定められた定刻が来ると、接続線２１Ａを介してメインポンプ２１に対して駆動信号を送ることにより、メインポンプ２１のみを駆動させる。
メインポンプ２１のみが駆動した場合、メインポンプ２１は、主流路管３１の基端から主流路管３１の先端側に向けて、貯水タンク１０内に貯まっていた水１１を流そうとする。しかしながら、このとき駆動していないサブポンプ２２は主流路管３１において、閉まった弁のように機能し、水１１の通過を許さない。したがって、水１１は、主流路管３１から分岐した副流路管３２に流れ込む。
副流路管３２に流れ込んだ水１１は、上述した濃縮された水１１の場合と同様に副流路管３２を下流側に進み、第２浄化設備に至る。水１１は、オゾン発生装置９１からオゾンの供給を受け、また、紫外線殺菌装置９２から紫外線を照射されることによって、浄化され水質が改善させられる。
水質が改善させられた水１１は、副流路管３２を下流側に進み、副流路管３２の先端の開口から出て、ペルトン水車である水車１０１のバケット１０１Ｂのカップ部１０１Ｃに当って水車１０１を回転させた後、貯水タンク１０に落下する。それにより発電機本体１０２は発電する。発電した電力は、上述した如き適宜の装置に送られ、当該装置で利用される。
この処理は、例えば、３０分毎に１５分の間実行される。もっとも、この処理が開始される時間間隔と、この処理が実行される１回あたりの時間長さは、常に同じである必要はない。仮に、３０分毎に１５分の間だけメインポンプ２１のみが駆動させられるとすると、１日２４時間のうち、１２時間は、貯水タンク１０に貯められた水１１は、蛇口７１が開状態にされたか否かと無関係に、第２浄化設備で浄化されることになる。繰返し第２浄化設備での浄化が行われることにより、貯水タンク１０内の水１１はある程度浄化された状態が保たれることになるので、蛇口７１から出ることになるアキュムレータタンク６０に一旦貯められる、主流路管３１にある浄化設備で浄化された浄水１２は、良い水質を保ったものとなる。
また、この処理が実行されているときには、発電機１００の水車１０１が回転して発電機本体１０２が発電を行う。この処理はメインポンプ２１とサブポンプ２２とが連動して駆動する場合と比較して長時間実行される。したがって、この処理が行われている場合に発電機本体１０２が生じる電力もある程度の大きさとなる。
メインポンプ２１のみを駆動させる処理は、１日に８時間以上実施されるのが好ましい。それにより、貯水タンク１０内の水１１の水質をある程度高く保つことが可能となり、また発電機１００によって得られる電力を大きく保つことができることになる。
なお、メインポンプ２１のみを駆動させる処理は、蛇口７１が開状態とされている場合には、実行されないようにすることができる。それをもってしても、例えば、夜間においてもメインポンプ２１のみを駆動させる処理を実行させるようにコンピュータ４０を設定しておけば、メインポンプ２１のみを駆動させる処理を１日に８時間以上実施させることは容易である。
なお、以上の説明では、メインポンプ２１とサブポンプ２２との駆動と停止は、コンピュータ４０を用いて制御されることとしていたが、同様の制御が可能なのであれば、より簡単な仕組み、例えば、アキュムレータタンク６０に設けられたセンサ、そのセンサと組合されたスイッチ、及びメインポンプ２１を駆動するためのタイマー等によって、コンピュータ４０を置換することも可能である。
【0036】
［試験例］
上述の如き循環式濾過システム１を用いて発電量についての試験を行った。
その結果を図７、図８に示す。
この試験では、発電機１００で生じた電力と比例する電圧を測定する。図７はメインポンプ２１のみを駆動させた場合であり、図８はメインポンプ２１とサブポンプ２２とを同時に駆動させた場合である。メインポンプ２１のみを駆動させた場合（図７）よりも、メインポンプ２１とサブポンプ２２とを同時に駆動させた場合の方が、副流路管３２内の水の圧力は大きくなっており、勢いよく副流路管３２から水が飛び出すことになる。
両試験では、水車１０１に設けられたバケット１０１Ｂの開口の面積を不変とし、副流路管３２の先端の開口の面積を様々に変化させて、発電機１００で生じた電気の電圧を観察した。バケット１０１Ｂの開口の面積は、１４０ｍｍ２である。なお、図７の場合も、図８の場合も、副流路管３２の開口の形状は円形である。また、副流路管３２の開口の中心を通る副流路管３２の開口に垂直な直線は、軸１０３周りに回転するバケット１０１Ｂの開口に対応する平面がその直線に垂直となったときにバケット１０１Ｂの開口の略中心を通るようになっている。
図７、図８のグラフにおける横軸は、バケット１０１Ｂの開口の面積（Ｂ）に対する副流路管３２の開口の面積（Ａ）の比（Ａ／Ｂ）である。図７、図８のグラフにおける縦軸は、発電機１００において発生した電気の電圧である。
図７に示した試験例からわかるように、メインポンプ２１のみを駆動させた場合には、副流路管３２の水車１０１に臨む開口の面積が、バケットの開口の面積の９％程度となったとき（つまり、Ａ／Ｂが９％程度となったとき、以下も同様の記載を用いる。）に最も発電効率が上がる。発電効率は、Ａ／Ｂが２０％よりも小さくなると、直線的でない上昇を見せる。また、Ａ／Ｂが５％よりも小さくなると、発電効率が著しく下がる。
図８に示した試験例からわかるように、メインポンプ２１とサブポンプ２２を駆動させた場合には、Ａ／Ｂが９．５％程度となったときに最も発電効率が上がる。発電効率は、Ａ／Ｂが２０％よりも小さくなると、直線的でない上昇を見せ、Ａ／Ｂが１４％よりも小さくなると更に直線的でない上昇を見せる。また、Ａ／Ｂが５％よりも小さくなると、発電効率が著しく下がる。
図７、図８に示した例の双方で高い発電効率が得られるのは、Ａ／Ｂが１４％よりも小さく、５％よりも大きい範囲であり、より好ましくはＡ／Ｂが１２％より小さく、７％より大きい範囲である。
上述の如き循環式濾過システム１を用いて発電量についての試験を行った。
その結果を図７、図８に示す。
この試験では、発電機１００で生じた電力と比例する電圧を測定する。図７はメインポンプ２１のみを駆動させた場合であり、図８はメインポンプ２１とサブポンプ２２とを同時に駆動させた場合である。メインポンプ２１のみを駆動させた場合（図７）よりも、メインポンプ２１とサブポンプ２２とを同時に駆動させた場合の方が、副流路管３２内の水の圧力は大きくなっており、勢いよく副流路管３２から水が飛び出すことになる。
両試験では、水車１０１に設けられたバケット１０１Ｂの開口の面積を不変とし、副流路管３２の先端の開口の面積を様々に変化させて、発電機１００で生じた電気の電圧を観察した。バケット１０１Ｂの開口の面積は、１４０ｍｍ２である。なお、図７の場合も、図８の場合も、副流路管３２の開口の形状は円形である。また、副流路管３２の開口の中心を通る副流路管３２の開口に垂直な直線は、軸１０３周りに回転するバケット１０１Ｂの開口に対応する平面がその直線に垂直となったときにバケット１０１Ｂの開口の略中心を通るようになっている。
図７、図８のグラフにおける横軸は、バケット１０１Ｂの開口の面積（Ｂ）に対する副流路管３２の開口の面積（Ａ）の比（Ａ／Ｂ）である。図７、図８のグラフにおける縦軸は、発電機１００において発生した電気の電圧である。
図７に示した試験例からわかるように、メインポンプ２１のみを駆動させた場合には、副流路管３２の水車１０１に臨む開口の面積が、バケットの開口の面積の９％程度となったとき（つまり、Ａ／Ｂが９％程度となったとき、以下も同様の記載を用いる。）に最も発電効率が上がる。発電効率は、Ａ／Ｂが２０％よりも小さくなると、直線的でない上昇を見せる。また、Ａ／Ｂが５％よりも小さくなると、発電効率が著しく下がる。
図８に示した試験例からわかるように、メインポンプ２１とサブポンプ２２を駆動させた場合には、Ａ／Ｂが９．５％程度となったときに最も発電効率が上がる。発電効率は、Ａ／Ｂが２０％よりも小さくなると、直線的でない上昇を見せ、Ａ／Ｂが１４％よりも小さくなると更に直線的でない上昇を見せる。また、Ａ／Ｂが５％よりも小さくなると、発電効率が著しく下がる。
図７、図８に示した例の双方で高い発電効率が得られるのは、Ａ／Ｂが１４％よりも小さく、５％よりも大きい範囲であり、より好ましくはＡ／Ｂが１２％より小さく、７％より大きい範囲である。
【0037】
＜変形例＞
変形例による循環式濾過システム２の全体構成図を図４に示す。これには限られないが、この実施形態における循環式濾過システム２は、手洗い場の用途に用いられる。
変形例の循環式濾過システム２は、実施形態の循環式濾過システム１とかなりの部分で共通している。以下に相違点として説明する部分を除けば、変形例の循環式濾過システム２は、実施形態の循環式濾過システム１と同様に構成されている。
変形例による循環式濾過システム２の全体構成図を図４に示す。これには限られないが、この実施形態における循環式濾過システム２は、手洗い場の用途に用いられる。
変形例の循環式濾過システム２は、実施形態の循環式濾過システム１とかなりの部分で共通している。以下に相違点として説明する部分を除けば、変形例の循環式濾過システム２は、実施形態の循環式濾過システム１と同様に構成されている。
【0038】
変形例の循環式濾過システム２は、貯水タンク１０を備えている。循環式濾過システム２が備える貯水タンク１０は、実施形態の循環式濾過システム１が備える貯水タンク１０と同じで良く、この変形例ではそうされている。
変形例の循環式濾過システム２は、実施形態の循環式濾過システム１が備えていたのと同様の、メインポンプ２１及びサブポンプ２２を連動して駆動させることにより、貯水タンク１０から貯水タンク１０へと水１１を循環させるための一連の設備を備えている。
つまり、変形例の循環式濾過システム２は、メインポンプ２１、主流路管３１、サブポンプ２２、浄化設備、アキュムレータタンク６０、蛇口７１を備えている。
変形例の循環式濾過システム２は、実施形態の循環式濾過システム１が備えていたのと同様の、メインポンプ２１及びサブポンプ２２を連動して駆動させることにより、貯水タンク１０から貯水タンク１０へと水１１を循環させるための一連の設備を備えている。
つまり、変形例の循環式濾過システム２は、メインポンプ２１、主流路管３１、サブポンプ２２、浄化設備、アキュムレータタンク６０、蛇口７１を備えている。
【0039】
基本的に、変形例の循環式濾過システム２が備えるメインポンプ２１、主流路管３１、サブポンプ２２、浄化設備、アキュムレータタンク６０、蛇口７１は、実施形態の循環式濾過システム１が備えるそれらと同じで良く、これには限られないがこの実施形態では、以下に説明する部分を除いてそうされている。
変形例の循環式濾過システム２が備えるメインポンプ２１、主流路管３１、サブポンプ２２、浄化設備、アキュムレータタンク６０、蛇口７１における実施形態との違いは、浄化設備の構成である。また、浄化設備の構成のち外に伴い、変形例の循環式濾過システム２におけるサブポンプ２２の位置が、実施形態の場合と異なるものとなっている。加えて、変形例の循環式濾過システム２における主流路管３１には、副流路管３２が接続されていない。他方、副流路管３２は、その基端が、貯水タンク１０中の水１１に届いている。
つまり、変形例における副流路管３２は、主流路管３１とは共通する部分を持たず言い換えれば、主流路管３１に副流路管３２を兼ねる部分が存在しない。これが、変形例と実施形態の顕著な相違である。
変形例の循環式濾過システム２が備えるメインポンプ２１、主流路管３１、サブポンプ２２、浄化設備、アキュムレータタンク６０、蛇口７１における実施形態との違いは、浄化設備の構成である。また、浄化設備の構成のち外に伴い、変形例の循環式濾過システム２におけるサブポンプ２２の位置が、実施形態の場合と異なるものとなっている。加えて、変形例の循環式濾過システム２における主流路管３１には、副流路管３２が接続されていない。他方、副流路管３２は、その基端が、貯水タンク１０中の水１１に届いている。
つまり、変形例における副流路管３２は、主流路管３１とは共通する部分を持たず言い換えれば、主流路管３１に副流路管３２を兼ねる部分が存在しない。これが、変形例と実施形態の顕著な相違である。
【0040】
変形例における浄化設備は、実施形態の場合と同様に、貯水タンク１０から運ばれてきた水１１を浄化して浄水とするための設備である点では実施形態と変わりない。実施形態の場合と同様に、変形例の浄化設備は、少なくとも１つの逆浸透膜浄水ユニットを含んでいる。また、実施形態の場合と同様に、変形例の循環式濾過システム２でも、浄化設備は、逆浸透膜ではない濾材（例えば、セディメントフィルタ）、オゾン発生装置、紫外線殺菌装置、曝気装置を含んでいても構わない。
ただし、実施形態では、逆浸透膜浄水ユニットは、主流路管３１に１つだけ設けられた逆浸透膜浄水ユニット５１のみであったが、変形例の循環式濾過システム２における主流路管３１には、逆浸透膜浄水ユニット５１と、逆浸透膜浄水ユニット５２という２つの逆浸透膜浄水ユニットが設けられている。
逆浸透膜浄水ユニット５１と逆浸透膜浄水ユニット５２とは同じものでも良いし、同じものでなくても良い。ただし、それらが水１１を浄化する原理は、図２を用いて説明したものであり、共通である。例えば、逆浸透膜浄水ユニット５１と逆浸透膜浄水ユニット５２とでは、図２における逆浸透膜５１Ｂのみが異なるものとなっていても構わない。この実施形態ではこれには限られないが、逆浸透膜浄水ユニット５１と逆浸透膜浄水ユニット５２とは同じものとされている。
実施形態では、サブポンプ２２は、主流路管３１における、１つのみとされた逆浸透膜浄水ユニット５１の上流側の位置に設けられていた。それに対して、変形例では、サブポンプ２２は、主流路管３１における、２つとされた逆浸透膜浄水ユニット５１及び逆浸透膜浄水ユニット５２の間に位置するようになっている。もっとも、サブポンプ２２は、逆浸透膜浄水ユニットが複数存在している場合には、その最も下流側に位置するものよりも上流側に配置すれば良い。したがって、サブポンプ２２は、逆浸透膜浄水ユニット５１よりも上流側に配置されていても構わない。この事情は、仮に実施形態の循環式濾過システム１に逆浸透膜浄水ユニットが２つ存在する場合でも同様である。
変形例でも、実施形態の場合と同様に、浄化設備のうち、主流路管３１の最も下流側にあるものを通過した水１１が浄水１２となる。変形例では、逆浸透膜浄水ユニット５２を通過することにより、水１１が浄水１２となる。
ただし、実施形態では、逆浸透膜浄水ユニットは、主流路管３１に１つだけ設けられた逆浸透膜浄水ユニット５１のみであったが、変形例の循環式濾過システム２における主流路管３１には、逆浸透膜浄水ユニット５１と、逆浸透膜浄水ユニット５２という２つの逆浸透膜浄水ユニットが設けられている。
逆浸透膜浄水ユニット５１と逆浸透膜浄水ユニット５２とは同じものでも良いし、同じものでなくても良い。ただし、それらが水１１を浄化する原理は、図２を用いて説明したものであり、共通である。例えば、逆浸透膜浄水ユニット５１と逆浸透膜浄水ユニット５２とでは、図２における逆浸透膜５１Ｂのみが異なるものとなっていても構わない。この実施形態ではこれには限られないが、逆浸透膜浄水ユニット５１と逆浸透膜浄水ユニット５２とは同じものとされている。
実施形態では、サブポンプ２２は、主流路管３１における、１つのみとされた逆浸透膜浄水ユニット５１の上流側の位置に設けられていた。それに対して、変形例では、サブポンプ２２は、主流路管３１における、２つとされた逆浸透膜浄水ユニット５１及び逆浸透膜浄水ユニット５２の間に位置するようになっている。もっとも、サブポンプ２２は、逆浸透膜浄水ユニットが複数存在している場合には、その最も下流側に位置するものよりも上流側に配置すれば良い。したがって、サブポンプ２２は、逆浸透膜浄水ユニット５１よりも上流側に配置されていても構わない。この事情は、仮に実施形態の循環式濾過システム１に逆浸透膜浄水ユニットが２つ存在する場合でも同様である。
変形例でも、実施形態の場合と同様に、浄化設備のうち、主流路管３１の最も下流側にあるものを通過した水１１が浄水１２となる。変形例では、逆浸透膜浄水ユニット５２を通過することにより、水１１が浄水１２となる。
【0041】
副流路管３２は上述のようにその基端が貯水タンク１０内の水に届くようになっている。副流路管３２の基端には、第２ポンプ２３が設けられている。第２ポンプ２３は、貯水タンク１０の水１１と触れる範囲の適当な部分に配置されている。第２ポンプ２３は、メインポンプ２１と同等のものとすることができ、水を送ることのできるポンプであれば良い。
第２ポンプ２３は、副流路管３２の基端に接続されている。第２ポンプ２３は、貯水タンク１０内の水１１を、副流路管３２内に導き、副流路管３２の先端側に向けて流すようになっている。
第２ポンプ２３は、接続線２３Ａによってコンピュータ４０に接続されており、接続線２１Ａを介してコンピュータ４０に接続されたメインポンプ２１と、接続線２２Ａを介してコンピュータ４０に接続されたサブポンプ２２と同様に、コンピュータ４０の制御下で、駆動と停止の制御が行われるようになっている。なお、変形例におけるコンピュータ４０は、実施形態におけるコンピュータ４０と同等のもので良い。
第２ポンプ２３は、副流路管３２の基端に接続されている。第２ポンプ２３は、貯水タンク１０内の水１１を、副流路管３２内に導き、副流路管３２の先端側に向けて流すようになっている。
第２ポンプ２３は、接続線２３Ａによってコンピュータ４０に接続されており、接続線２１Ａを介してコンピュータ４０に接続されたメインポンプ２１と、接続線２２Ａを介してコンピュータ４０に接続されたサブポンプ２２と同様に、コンピュータ４０の制御下で、駆動と停止の制御が行われるようになっている。なお、変形例におけるコンピュータ４０は、実施形態におけるコンピュータ４０と同等のもので良い。
【0042】
副流路管３２は、後述するようにして、貯水タンク１０内の水１１を循環させるための管である。副流路管３２の仕様は、主流路管３１と同等で良く、この実施形態ではこの限りではないがそうされている。副流路管３２の先端から出た水１１は、実施形態の副流路管３２の先端から出た水１１と同じように、貯水タンク１０内にある発電機１００の水車１０１に当たり、水車１０１を回してから貯水タンク１０内の水１１へと落下するようになっている。
実施形態では副流路管３２に存在した第２浄化設備と同等、これには限られないがこの変形例では同じものが、変形例の循環式濾過システム２の副流路管３２に設けられている。
変形例の場合でも、実施形態の場合と同様に、第２浄化設備は、副流路管３２内を流れる水１１を浄化するための設備である。変形例における第２浄化設備は、実施形態の場合と同様に、水１１を浄化することができれば良く、その限りにおいて詳細は問わないが、オゾン発生装置、紫外線殺菌装置、曝気装置のうちの少なくとも１つを含んでいる。
この実施形態では、これには限られないが、第２浄化設備として、紫外線殺菌装置９２と、曝気装置９３とが、副流路管３２の途中に設けられている。副流路管３２を通過する水１１は、紫外線殺菌装置９２と、曝気装置９３とにより、上述した原理によって浄化され、その水質が改善される。
第２浄化設備には、他の設備、例えばセディメントフィルタが含まれていても良い。セディメントフィルタは、例えば、第２浄化設備の最上流部に設けられるのが一般的である。
実施形態では副流路管３２に存在した第２浄化設備と同等、これには限られないがこの変形例では同じものが、変形例の循環式濾過システム２の副流路管３２に設けられている。
変形例の場合でも、実施形態の場合と同様に、第２浄化設備は、副流路管３２内を流れる水１１を浄化するための設備である。変形例における第２浄化設備は、実施形態の場合と同様に、水１１を浄化することができれば良く、その限りにおいて詳細は問わないが、オゾン発生装置、紫外線殺菌装置、曝気装置のうちの少なくとも１つを含んでいる。
この実施形態では、これには限られないが、第２浄化設備として、紫外線殺菌装置９２と、曝気装置９３とが、副流路管３２の途中に設けられている。副流路管３２を通過する水１１は、紫外線殺菌装置９２と、曝気装置９３とにより、上述した原理によって浄化され、その水質が改善される。
第２浄化設備には、他の設備、例えばセディメントフィルタが含まれていても良い。セディメントフィルタは、例えば、第２浄化設備の最上流部に設けられるのが一般的である。
【0043】
実施形態では、逆浸透膜浄水ユニット５１から出た濃縮状態とされた水１１は、排出管３３を介して副流路管３２内の水１１に合流させられるようになっていた。
変形例では、逆浸透膜浄水ユニット５１と、逆浸透膜浄水ユニット５２とからそれぞれ生じた濃縮状態とされた水１１が、排出管３３を介して副流路管３２の水１１に合流させられるようになっている。変形例における排出管３３の先端の副流路管３２に対する接続部分は、実施形態における排出管３３の先端の副流路管３２に対する接続部分がそうであったように、第２浄化設備が設けられた部分よりも上流側となっている。
それにより、逆浸透膜浄水ユニット５１、逆浸透膜浄水ユニット５２で濃縮状態とされた水１１は、排出管３３を介して副流路管３２に至り、副流路管３２の途中に設けられた第２浄化設備によって浄化され、水質を改善された上で貯水タンク１０へと至るようになっている。
変形例では、逆浸透膜浄水ユニット５１と、逆浸透膜浄水ユニット５２とからそれぞれ生じた濃縮状態とされた水１１が、排出管３３を介して副流路管３２の水１１に合流させられるようになっている。変形例における排出管３３の先端の副流路管３２に対する接続部分は、実施形態における排出管３３の先端の副流路管３２に対する接続部分がそうであったように、第２浄化設備が設けられた部分よりも上流側となっている。
それにより、逆浸透膜浄水ユニット５１、逆浸透膜浄水ユニット５２で濃縮状態とされた水１１は、排出管３３を介して副流路管３２に至り、副流路管３２の途中に設けられた第２浄化設備によって浄化され、水質を改善された上で貯水タンク１０へと至るようになっている。
【0044】
次に、以上のように構成された変形例における循環式濾過システム２の使用方法、及び動作について説明する。
【0045】
変形例の循環式濾過システム２は、実施形態の場合と同様に、手洗い場に応用される。
ユーザが手を洗おうとしたとき、ユーザは、蛇口７１を操作して、閉状態であった蛇口７１を開状態にする。
そうすると、アキュムレータタンク６０内に貯まっていた浄水１２は、実施形態の場合と同様に、蛇口７１から流れ出る。ユーザは、蛇口７１から出た浄水１２で手を洗う。ここで、例えばユーザが石鹸を使用すれば、浄水１２には石鹸の成分が混ざることになり、また、ユーザの手が汚れていれば浄水１２には、油や泥が混ざることになる。そのようにして汚れた浄水１２は、受皿７２によって受けられる。
受皿７２によって受けられた汚れた浄水１２は、受皿７２の排水口から排水管８３内を重力によって流下して貯水タンク１０へと向かう。
その途中で汚れた浄水１２は、排水管８３の途中にある濾過部材８４を通過して浄化される。ある程度綺麗になった浄水１２は、排水管８３の先端から出て、貯水タンク１０に落下する。
ここまでは実施形態と変わらない。
ユーザが手を洗おうとしたとき、ユーザは、蛇口７１を操作して、閉状態であった蛇口７１を開状態にする。
そうすると、アキュムレータタンク６０内に貯まっていた浄水１２は、実施形態の場合と同様に、蛇口７１から流れ出る。ユーザは、蛇口７１から出た浄水１２で手を洗う。ここで、例えばユーザが石鹸を使用すれば、浄水１２には石鹸の成分が混ざることになり、また、ユーザの手が汚れていれば浄水１２には、油や泥が混ざることになる。そのようにして汚れた浄水１２は、受皿７２によって受けられる。
受皿７２によって受けられた汚れた浄水１２は、受皿７２の排水口から排水管８３内を重力によって流下して貯水タンク１０へと向かう。
その途中で汚れた浄水１２は、排水管８３の途中にある濾過部材８４を通過して浄化される。ある程度綺麗になった浄水１２は、排水管８３の先端から出て、貯水タンク１０に落下する。
ここまでは実施形態と変わらない。
【0046】
他方、アキュムレータタンク６０では、実施形態のときと同様に、アキュムレータタンク６０内の浄水１２の水圧をセンサが検知している。
その水圧についてのデータは、常時コンピュータ４０に送られている。コンピュータ４０は、浄水１２の水圧が小さくなったとき（例えば、ある値を下回ったとき）、メインポンプ２１とサブポンプ２２のそれぞれに、接続線２１Ａ、接続線２２Ａを介して駆動信号を送る。それにより、停止していたメインポンプ２１とサブポンプ２２は駆動する。つまり、このとき、メインポンプ２１とサブポンプ２２とは、連動して駆動する。
メインポンプ２１が駆動すると、メインポンプ２１が吸い込んだ貯水タンク１０内の水１１が主流路管３１の基端から、主流路管３１の先端側に送られる。メインポンプ２１は、水１１に含まれた水が逆浸透膜浄水ユニット５１内の逆浸透膜５１Ｂを乗り越えるだけの圧力をかけつつ、水１１を逆浸透膜浄水ユニット５１に送り込む。同様に、サブポンプ２２は、水１１に含まれた水が逆浸透膜浄水ユニット５２内の逆浸透膜を乗り越えるだけの圧力をかけつつ、水１１を逆浸透膜浄水ユニット５２に送り込む。
このとき、メインポンプ２１が流す水１１の単位時間あたりの流量と、サブポンプ２２が流す水１１の単位時間あたりの流量は、前者が後者を上回るようにする。そうなるように、メインポンプ２１とサブポンプ２２とはコンピュータ４０によって制御される。
その水圧についてのデータは、常時コンピュータ４０に送られている。コンピュータ４０は、浄水１２の水圧が小さくなったとき（例えば、ある値を下回ったとき）、メインポンプ２１とサブポンプ２２のそれぞれに、接続線２１Ａ、接続線２２Ａを介して駆動信号を送る。それにより、停止していたメインポンプ２１とサブポンプ２２は駆動する。つまり、このとき、メインポンプ２１とサブポンプ２２とは、連動して駆動する。
メインポンプ２１が駆動すると、メインポンプ２１が吸い込んだ貯水タンク１０内の水１１が主流路管３１の基端から、主流路管３１の先端側に送られる。メインポンプ２１は、水１１に含まれた水が逆浸透膜浄水ユニット５１内の逆浸透膜５１Ｂを乗り越えるだけの圧力をかけつつ、水１１を逆浸透膜浄水ユニット５１に送り込む。同様に、サブポンプ２２は、水１１に含まれた水が逆浸透膜浄水ユニット５２内の逆浸透膜を乗り越えるだけの圧力をかけつつ、水１１を逆浸透膜浄水ユニット５２に送り込む。
このとき、メインポンプ２１が流す水１１の単位時間あたりの流量と、サブポンプ２２が流す水１１の単位時間あたりの流量は、前者が後者を上回るようにする。そうなるように、メインポンプ２１とサブポンプ２２とはコンピュータ４０によって制御される。
【0047】
メインポンプ２１によって逆浸透膜浄水ユニット５１に送られた水１１は、実施形態で説明したようにして、濃縮された水１１と、浄水１２に近い浄化された水１１とに分離される。浄化された水１１は、主流路管３１を介してサブポンプ２２に向かい、サブポンプ２２によって逆浸透膜浄水ユニット５２に送られる。サブポンプ２２によって逆浸透膜浄水ユニット５２に送られた水１１は、逆浸透膜浄水ユニット５１で水１１が浄化されるのと同様の原理で、濃縮された水１１と、浄水１２とに分離される。
逆浸透膜浄水ユニット５２から生じた浄水１２は、主流路管３１に至り、主流路管３１を通ってアキュムレータタンク６０に至る。これによって、蛇口７１を開状態とすることによって減ったアキュムレータタンク６０内の浄水１２が補充される。そして、アキュムレータタンク６０内の浄水１２の水圧が適当な範囲に達したら、コンピュータ４０は、メインポンプ２１とサブポンプ２２とを停止させる。
他方、逆浸透膜浄水ユニット５１と逆浸透膜浄水ユニット５２から生じた濃縮された水１１は、排出管３３を介して副流路管３２に至る。濃縮された水１１は、副流路管３２を下流側に進み、第２浄化設備に至る。上述したように、変形例における第２浄化設備には、紫外線殺菌装置９２と、曝気装置９３が含まれている。濃縮された水１１は、紫外線殺菌装置９２から紫外線を照射され、また、曝気装置９３によって曝気されることによって、浄化され水質が改善させられる。
水質が改善させられた水１１は、副流路管３２を下流側に進み、副流路管３２の先端から出て、貯水タンク１０に落下する。
逆浸透膜浄水ユニット５２から生じた浄水１２は、主流路管３１に至り、主流路管３１を通ってアキュムレータタンク６０に至る。これによって、蛇口７１を開状態とすることによって減ったアキュムレータタンク６０内の浄水１２が補充される。そして、アキュムレータタンク６０内の浄水１２の水圧が適当な範囲に達したら、コンピュータ４０は、メインポンプ２１とサブポンプ２２とを停止させる。
他方、逆浸透膜浄水ユニット５１と逆浸透膜浄水ユニット５２から生じた濃縮された水１１は、排出管３３を介して副流路管３２に至る。濃縮された水１１は、副流路管３２を下流側に進み、第２浄化設備に至る。上述したように、変形例における第２浄化設備には、紫外線殺菌装置９２と、曝気装置９３が含まれている。濃縮された水１１は、紫外線殺菌装置９２から紫外線を照射され、また、曝気装置９３によって曝気されることによって、浄化され水質が改善させられる。
水質が改善させられた水１１は、副流路管３２を下流側に進み、副流路管３２の先端から出て、貯水タンク１０に落下する。
【0048】
以上の処理は、蛇口７１が閉状態から開状態にさせられたときに、その度に実行される。
他方、この循環式濾過システム２では、蛇口７１が開状態であるか閉状態であるかを問わず、以下の処理を実行する。
この循環式濾過システム２では、コンピュータ４０が、所定の時間毎に、所定の時間長さだけ、第２ポンプ２３を駆動させる。コンピュータ４０は、タイマーを内蔵しており、予め定められた定刻が来ると、接続線２３Ａを介して第２ポンプ２３に対して駆動信号を送ることにより、第２ポンプ２３を駆動させる。
第２ポンプ２３が駆動した場合、第２ポンプ２３は、副流路管３２の基端から副流路管３２の先端側に向けて、貯水タンク１０内に貯まっていた水１１を流す。
副流路管３２内を流れる水１１は、上述した濃縮された水１１の場合と同様に副流路管３２を下流側に進み、第２浄化設備に至る。水１１は、濃縮された水１１の場合と同様に、浄化され水質が改善させられる。
水質が改善させられた水１１は、副流路管３２を下流側に進み、副流路管３２の先端から出て、貯水タンク１０に戻る。
副流路管３２の構成、機能と、発電機１００の構成、機能は、実施形態と変形例とで変わらない。したがって、副流路管３２の先端から吐出された水１１は、発電機１００が備えるペルトン水車である水車１０１のバケット１０１Ｂ内のカップ部１０１Ｃに入り、水車１０１を回転させる。それにより、副流路管３２から吐出された水１１は発電機１００に発電をさせる。
この処理が実行されるタイミングと、この処理が実行されるときの１回あたりの長さは、実施形態の循環式濾過システム１において、メインポンプ２１のみが駆動される処理が実行されるときのタイミングと、その処理が実行されるときの１回あたりの長さに準じることができる。
それにより、変形例の循環式濾過システム２でも、実施形態の循環式濾過システム１の場合と同様に、蛇口７１が開状態にされたか否かと無関係に、貯水タンク１０内の水１１が、第２浄化設備で繰返し浄化されることになる。それにより、貯水タンク１０内の水１１はある程度浄化された状態が保たれる。したがって、変形例の場合でも、蛇口７１から出ることになるアキュムレータタンク６０に一旦貯められる、主流路管３１にある浄化設備で浄化された浄水１２は、良い水質を保ったものとなる。
加えて、変形例でも、実施形態の場合と同様に、発電機１００による発電量が多くなる。
なお、変形例では、メインポンプ２１とサブポンプ２２と更には第２ポンプ２３とを同時に駆動させることも可能である。
変形例でも、実施形態の場合と同様に、コンピュータ４０を省略し、他のより簡単な仕組みに置換することが可能である。
他方、この循環式濾過システム２では、蛇口７１が開状態であるか閉状態であるかを問わず、以下の処理を実行する。
この循環式濾過システム２では、コンピュータ４０が、所定の時間毎に、所定の時間長さだけ、第２ポンプ２３を駆動させる。コンピュータ４０は、タイマーを内蔵しており、予め定められた定刻が来ると、接続線２３Ａを介して第２ポンプ２３に対して駆動信号を送ることにより、第２ポンプ２３を駆動させる。
第２ポンプ２３が駆動した場合、第２ポンプ２３は、副流路管３２の基端から副流路管３２の先端側に向けて、貯水タンク１０内に貯まっていた水１１を流す。
副流路管３２内を流れる水１１は、上述した濃縮された水１１の場合と同様に副流路管３２を下流側に進み、第２浄化設備に至る。水１１は、濃縮された水１１の場合と同様に、浄化され水質が改善させられる。
水質が改善させられた水１１は、副流路管３２を下流側に進み、副流路管３２の先端から出て、貯水タンク１０に戻る。
副流路管３２の構成、機能と、発電機１００の構成、機能は、実施形態と変形例とで変わらない。したがって、副流路管３２の先端から吐出された水１１は、発電機１００が備えるペルトン水車である水車１０１のバケット１０１Ｂ内のカップ部１０１Ｃに入り、水車１０１を回転させる。それにより、副流路管３２から吐出された水１１は発電機１００に発電をさせる。
この処理が実行されるタイミングと、この処理が実行されるときの１回あたりの長さは、実施形態の循環式濾過システム１において、メインポンプ２１のみが駆動される処理が実行されるときのタイミングと、その処理が実行されるときの１回あたりの長さに準じることができる。
それにより、変形例の循環式濾過システム２でも、実施形態の循環式濾過システム１の場合と同様に、蛇口７１が開状態にされたか否かと無関係に、貯水タンク１０内の水１１が、第２浄化設備で繰返し浄化されることになる。それにより、貯水タンク１０内の水１１はある程度浄化された状態が保たれる。したがって、変形例の場合でも、蛇口７１から出ることになるアキュムレータタンク６０に一旦貯められる、主流路管３１にある浄化設備で浄化された浄水１２は、良い水質を保ったものとなる。
加えて、変形例でも、実施形態の場合と同様に、発電機１００による発電量が多くなる。
なお、変形例では、メインポンプ２１とサブポンプ２２と更には第２ポンプ２３とを同時に駆動させることも可能である。
変形例でも、実施形態の場合と同様に、コンピュータ４０を省略し、他のより簡単な仕組みに置換することが可能である。
【符号の説明】
【0049】
１ 循環式濾過システム
２ 循環式濾過システム
１０ 貯水タンク
１１ 水
１２ 浄水
２１ メインポンプ
２２ サブポンプ
２３ 第２ポンプ
３１ 主流路管
３２ 副流路管
３３ 排出管
４０ コンピュータ
５１ 逆浸透膜浄水ユニット
５２ 逆浸透膜浄水ユニット
６０ アキュムレータタンク
７１ 蛇口
７２ 受皿
８４ 濾過部材
１００ 発電機
１０１ 水車
１０１Ａ 円板
１０１Ｂ バケット
１０１Ｃ カップ部
１０２ 発電機本体
１０３ 軸
２ 循環式濾過システム
１０ 貯水タンク
１１ 水
１２ 浄水
２１ メインポンプ
２２ サブポンプ
２３ 第２ポンプ
３１ 主流路管
３２ 副流路管
３３ 排出管
４０ コンピュータ
５１ 逆浸透膜浄水ユニット
５２ 逆浸透膜浄水ユニット
６０ アキュムレータタンク
７１ 蛇口
７２ 受皿
８４ 濾過部材
１００ 発電機
１０１ 水車
１０１Ａ 円板
１０１Ｂ バケット
１０１Ｃ カップ部
１０２ 発電機本体
１０３ 軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】