(57)【要約】      （修正有）【課題】水質改善手段の流入部と流出部を大気開放し、水質改善手段中を水が自然流下して、十分な水質改善ができるようにした飲料水供給装置においては、空間にホコリや細菌が侵入した場合に、細菌が増殖するのを防止する。【解決手段】原水供給手段の下流に設けた水質改善材を収納した水質改善手段と、水質改善手段の満水位置を決める満水位置決定手段と水質改善後の水を貯留する清浄水貯留手段と清浄水貯留手段に貯留された水を飲料水として取り出す給水手段とを有し、原水供給手段とその原水供給手段の下流に設けた水質改善手段、及び水質改善手段とその水質改善手段の下流に設けた清浄水貯留手段の、それぞれの内部空間を密閉構造としつつ、内部空間は、エアフィルタを有する大気連通部を介して大気開放するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水質改善手段の流入部と流出部を大気開放し、水質改善手段中を水が自然流下して 十分な水質改善ができるようにした飲料水供給装置において、原水供給手段の下流に設けた水質改善材を収納した水質改善手段と、水質改善手段の満水位置を決める満水位置決定手段と水質改善後の水を貯留する清浄水貯留手段と清浄水貯留手段に貯留された水を飲料水として取り出す給水手段とを有し、原水供給手段とその原水供給手段の下流に設けた水質改善手段、及び水質改善手段とその水質改善手段の下流に設けた清浄水貯留手段の、それぞれの内部空間を密閉構造としつつ、内部空間は、エアフィルタを有する大気連通部を介して大気開放するようにした事を特徴とする飲料水供給装置。   
【請求項２】
前期大気連通部は、原水供給手段とその原水供給手段の下流に設けた水質改善手段、及び水質改善手段とその水質改善手段の下流に設けた清浄水貯留手段の、それぞれの内部空間をそれぞれ独立して設けてエアフィルタを解して大気連通する大気連通部を設けたことを特徴とする１項記載の飲料水供給装置。   
【請求項３】
前期大気連通部は、前記原水供給手段と前記水質改善体との間の内部空間又は、前記水質改善体と貯留手段の間の内部空間のうちの一方の内部空間がエアフィルタを介して大気と連通し、前者の内部空間と後者の内部空間は空気流通手段で連通するようにしたことを特徴とする１項記載の飲料水供給装置。
【請求項４】
水質改善手段が清浄水貯留手段に浸漬されるようにしたことを特徴とする１項記載の飲料水供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は飲料水供給装置に関し、特に、取替式の給水タンクから供給される原水を水質改善して飲料水として供給する飲料水供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
飲料水供給装置としては例えば特許文献１に示されるように 冷水機本体の内部上側部分に冷水タンクを配置し、この冷水タンクの内部を貯水部と冷水部に仕切る仕切部材を配置し、この仕切部材の下面にたとえば活性炭を不織布で包んで収納したカートリッジを設け、水道水を濾過して飲料水として供給するものがあった。
しかし、従来の技術においては上流からの水圧で水を水質改善材中に強制的に通過させる方式である点と、水質改善済の冷水部の水を飲料水として供給するために供給口を開くと、冷水部が負圧になって貯留部の水を吸引するため、十分な水質改善時間が得られないまま水が水質改善材中を通過し、極端な場合には水質改善材中に水が特定の水路を作ってしまい、その通路のみを通過して、極端に水質改善効果が落ちてしまう事があった。
【０００３】
この問題を解決するため、本発明者らは平成26年6月23日に、特願２０1４−127992を出願した。
この出願は、前者の問題を解決するために、原水供給手段と水質改善手段を切り離し、原水供給手段と水質改善手段の間に形成される水面上の空間を大気開放するとともに水質改善材の上端の水位を水質改善材の上端に近い一定の水位に保つ満水位置決定手段を設けた。
さらに、後者の問題を解決するため、水質改善手段と改善後の水を貯留する清浄水貯留手段を切り離し、水質改善手段と浄水貯留手段の間に形成される水面上の空間を大気開放したものである。
しかしながら、前者では原水供給手段と水質改善手段の間に形成される水面上の空間を、後者では水質改善手段と浄水貯留手段の間に形成される水面上の空間を大気開放するので、これらの大気開放部から外部のごみや最近が水中に混入する問題が生じた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平-149663
【特許文献２】WO2007/094364
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前者の空間にホコリや細菌が侵入した場合には、水質改善材中に細菌が入って、これが増殖する原因となったり、余分なホコリが入って水質改善手段の劣化を早めたりする原因となる。
また後者の空間に細菌やゴミが侵入した場合には水質改善材で除去した清浄な水に大気中の細菌やホコリ、等を添加されてしまうので水質を改善した意味が半減してしまう問題があった。
そこで、これらの大気開放した空間にごみや細菌が侵入できないようにする必要が生じた。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑み、先の出願において十分な水質改善できるシステムをさらに改良し、その水質改善効果を発揮しつつ、大気環境に関係なく、水質改善後の水に大気中のゴミやホコリが入らないようにして、さらに良好な水質の飲料水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】
【０００７】
上記目的を達成する為に、本第1発明では水質改善手段の流入部と流出部を大気開放し、水質改善手段中を水が自然流下して 十分な水質改善ができるようにした飲料水供給装置において、原水供給手段の下流に設けた水質改善材を収納した水質改善手段と、水質改善手段の満水位置を決める満水位置決定手段と水質改善後の水を貯留する清浄水貯留手段と清浄水貯留手段に貯留された水を飲料水として取り出す給水手段とを有し、原水供給手段とその原水供給手段の下流に設けた水質改善手段、及び水質改善手段とその水質改善手段の下流に設けた清浄水貯留手段の、それぞれの内部空間を密閉構造としつつ、内部空間は、エアフィルタを有する大気連通部を介して大気開放するようにした。
【０００８】
本第２発明では前期大気連通部は、原水供給手段とその原水供給手段の下流に設けた水質改善手段、及び水質改善手段とその水質改善手段の下流に設けた清浄水貯留手段の、それぞれの内部空間をそれぞれ独立して設けてエアフィルタを解して大気連通する大気連通部を設けた。
【０００９】
このため単に個々の空間に大気と連通する連通部とエアフィルタを設ければよく大気連通部の形成に設計上の制約を受けにくい利点がある。
【００１０】
本第３発明では前期大気連通部は、前記原水供給手段と前記水質改善体との間の内部空間又は、前記水質改善体と貯留手段の間の内部空間のうちの一方の内部空間がエアフィルタを介して大気と連通し、前者の内部空間と後者の内部空間は空気流通手段で連通するようにした。
【００１１】
このためエアフィルタが1個でもよく、部品点数を減らすことができるとともにフィルターの交換も1つでよくメンテナンス性も向上する利点がある。
【００１２】
本第４発明では水質改善手段が清浄水貯留手段に浸漬されているようにした。
【００１３】
このため万一、細菌などが混入した場合でもその繁殖を防ぐことができ、一層衛生的な飲料水が提供できる利点がある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の飲料水供給装置によれば、水質改善材中の水が大気圧で自然流下する速度より早い水通水量にならない様にして、水が水質改善材で十分改善される時間を確保できるシステムにしつつ、さらに、周囲の大気環境に関係なく、水質改善の前後の水に大気中のゴミやホコリが入らないようにして、良好で衛生的な水質の飲料水を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態を示す飲料水供給装置の全体斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す飲料水供給装置の垂直断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す飲料水供給装置の部分拡大垂直断面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示す一部拡大断面図である。
【図５】本発明の一実施形態を示すボトルの正面図である。
【図６】本発明の一実施形態を示す給液キャップの正面図である。
【図７】本発明の一実施形態を示す封止弁の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。
【００１７】
図１は飲料水供給装置の斜視図を示す。
図１において、飲料水供給装置のハウジング201は前方へやや湾曲膨出する縦長の略直方体形状をなし、フロアＦ上に設置されている。 ハウジング201の前面（図１の左面）は上下方向の中間位置が凹陥して、凹陥部211の左右位置に給水部として温水用および冷水用の公知の各給水コック（175，170）が突設されている。各給水コック（175，170）の下方の、凹陥部211の下側面が飲用カップの 置き台214になっている。
各給水コック（175，170）には湾曲して下方へ延びるレバー体215が設けられて、 レバー体215を前方から押し操作することによって各給水コック（175，170）が開放されるようになっている。
【００１８】
ハウジング201の頂部は、平面視で角型の上カバー110で閉鎖されている。そして上カバー110には上カバーガイド部111が形成されている。 上カバー110はボトルウオーター等液体容器（以降『ボトル』と略）の天地を逆さに倒立して取り付けた状態で、ボトル120の保持機能を兼ねる。 上カバーガイド部111は周方向の一か所（本実施形態では後方位置）が下方へ凹陥しており、凹陥部118の底面にはこれを上下方向へ貫通して大気連通部133が設けられている。
【００１９】
図2、3に示すようにボトル120の容器内には原水121を保存している。ボトル120は、図５、図６に示すように着脱可能な給液キャップ122で外気と遮断されている。 給液キャップ122は封止弁123を有し、単独状態で密閉状態を形成する閉鎖状態に維持するよう図７（ａ）に示すように、弾性部材124により押圧習性されている。
したがってボトル全体として単独の状態では液体が漏れることはない。
【００２０】
次に第２図、第３図、に基づいて説明すると、上カバー110の上カバーガイド部111はすり鉢形状からストレート形状に移行するボトルガイド112を有し、その底部113には筒状の突起114と開口穴115を有する。 上カバーの上カバーガイド部111は、すり鉢形状からストレート形状に移行するこのボトルガイド112でボトル120をガイドして、開口穴115とボトル120給液キャップ122を嵌合する。
開口穴115の内側はシステム内部に対し開口部116となっている。
【００２１】
さらにメカニズム的には、ボトル120給液キャップ122が、上カバーガイド部111のすり鉢形状からストレート形状部に移行して、ボトルガイド112の底部113に到達した際、筒状の突起114が弾性押圧している弾性部材124を押し縮め（押し上げられる）、この時、図7（ｂ）に示すように、給液キャップ122についている封止弁123を開き開状態にする。 この状態は筒状の突起114にある開口穴115とボトル120との間では流路を形成したことになる。
したがって、この流路を構成したボトル120と上カバー110との給液キャップ122で原水供給手段を構成していることになる。
【００２２】
次に、水質改善システムについて初期状態から説明する。 開口部116から流出した被水質改善水121aは水質改善手段の第一セクションである水質改善手段の導入部131に放出され、水流拡散板201で水流を拡散された後、その底部に設置したつまり、水質改善手段のメッシュ132で第一弾の水質改善を受ける。 水流拡散板201は、メッシュ132の上または下に設けても良く、メッシュ132と一体にしても良い。
【００２３】
被水質改善水121aは第二セクションである活性炭137で第二弾の水質改善を受ける。前記活性炭は、粉末状、顆粒状、ペレット状、固形状いずれでもよい。交換しやすいよう図示しない透水性のパッケージで覆われ、筒状の活性炭収容部139に収納され、底面は第一セクション同様メッシュ157に支持・固定されている。
【００２４】
メッシュ132及び活性炭素137によってゴミや微生物が吸着捕集されるとともに、脱臭が行われる。活性炭素の捕集対象物はカルキ、トリハロメタン、有機物、臭気物質、および塩素系有機物等である。活性炭素としては植物由来の天然繊維や鉱物由来の合成繊維、あるいは天然繊維と合成繊維の混合物を炭化してバインダを用いて調製した繊維状活性炭が好適に使用できる。ここで活性炭素には、人体の体液に最も近いバランス割合の鉱物成分（Ｋ，Ｃａ，Ｎａ，Ｍｇ）を有する等張液として供給可能な生物ミネラルを添加しても良い。
【００２５】
被水質改善水121aは中空糸膜141で第三の水質改善を受ける。 中空糸膜141には中空糸の束を集積固着しその断面を底面として露出させ、糸の表面より吸収した水分子を中空糸の一端を解放した断面から放出することにより0.3ミクロン程度の細かさでフィルタリングする。ここでは中空糸膜141を筒状のガイドケース142にセットし、第二セクション二セクションである活性炭137の下面側に形成した。 
ガイドケース142は、活性炭収容部139のネジ部138にネジ止め固定されている。 ネジ144はガイドケース142の内ネジ部である。
第三セクション141では通過するさらに被水質改善水121aは中空糸膜の定める透過速度で通過して下方へ落下しその 下端部143から放出される。
下端部143が水質改された水を自然落下で放出する水質改善手段の放出部となる。
【００２６】
さらに図3、図４に示すように、水質改善手段は、導入部の上側内部に原水供給手段との結合部である段部136aを有し、さらにその上側に、清浄水貯留手段と結合するツバ部202を有する。
したがって水質改善手段は、ツバ部202、段部136、導入部131、活性炭収容部139を一体に形成した筒状のケースにメッシュ132と メッシュ157及び活性炭137を収容し、活性炭137の下面側に筒状のガイドケース142にセットされた中空糸膜141が取り付けられて構成されている。
【００２７】
中空糸膜としては、孔径が０．０１〜０．０９μｍで周壁部にスリット状の超微細孔を設けた繊維の集合体が好適に使用できる。
ここで、前記原水供給手段と前記水質改善体により形成された空間（以下Ａ空間という）は大気連通部133により大気開放されているが大気連通部133の下側にはエアフィルタ203が取り付けられている。 また図４に示すように原水供給手段と水質改善手段の結合部は、原水供給手段の上カバー110に形成された環状結合部136ｂの外周面と水質改善手段の段部136a上の内周面でその間に配置された、パッキン部等のシール材207によって機密に密閉固定されている。
したがってＡ空間は大気連通部133のエアフィルタ203を開始してのみ大気と連通する状態となっている。
【００２８】
次に、開口部116から流出した被水質改善水121aに対し水質改善システムには水質改善材でのフィルタリングによる水流通抵抗があり水質改善システム内に貯水傾向状態にあり、「開口部116からの流入量＞＞第三セクション141の中空糸膜透過量」の関係にある。したがって、水質改善システム内の水は徐々に上昇し被水質改善水121aが満水位置117まで上昇するにつれて、開口部116からの流出は一端抑制される。
【００２９】
導入部131の水面が、ボトルガイド112内の底部113よりわずかに上方の満水位置117まで上昇するとボトル120 内からの水の落下は自動停止する。この満水位置117を決めるのが満水位置決定手段である。
満水位置117は、底部113とボトルガイド112を有する上カバー110の環状結合部136ｂが水質改善手段の段部136a上で結合されたときの導入部131内のボトルガイド底部113の位置により決まる。
したがって、水質改善手段の導入部131、ボトルガイド底部113と環状結合部136ｂとを一体的に結合している上カバー110及び 環状結合部136ｂを受けて結合する水質改善手段の段部136aによって満水位置決定手段が構成されている。
【００３０】
次に清浄水121ｂは清浄水貯留手段に導入され貯留される。清浄水貯留手段は、上部を貯留槽150、下部を貯留槽冷却室155にと一部を仕切り板151で上下に二分された部屋を有する構成となっている。
ここで、水質改善手段と清浄水貯留手段の間に形成された内部空間（以下Ｂ空間という）は大気連通部154を介して上カバー110と ハウジング201を貫通する孔によって形成されるハウジング外連通部134によってハウジング外の大気と連通しているが大気連通部154の下側にはエアフィルタ204が取り付けられている。
また図４に示すように水質改善手段のツバ部202と清浄水貯留手段の上部開口端205はシール材206を介して機密に密閉固定、封止されている。 したがって、Ｂ空間は、エアフィルタ204を介してのみ大気と連通する。 
【００３１】
尚、Ｂ空間の大気連通方法として、水質改善手段の満水位置117より上に図示しない、連通孔を設けても良い。 この場合Ｂ空間はこの孔を介してＡ空間とつながり大気連通部133のエアフィルタ203を介してのみ大気と連通する。
これによって、フィルターの数を減らすことができ、構造も簡略化できる。 
同様に、Ｂ空間のみに大気連通部154、アフィルタ204を設けて、Ｂ空間を介してＡ空間を大気に連通させても良いことはいうまでもない。
貯留槽150、貯留槽冷却室155は、これらの断熱と固定をかねる発泡スチロール等の断熱材で形成された断熱固定部材130で覆われている。
さて、最初は清浄水121ｂによる液面位置152が貯留槽冷却室155の底部付近にあるが、徐々に、液面位置152を上昇させていく。
この第三セクション141から貯留槽150内の清浄水121ｂに落下している状態をパターン1（大気放出）と定義し、大気圧のみが作用する力関係で状態が決定される。 
【００３２】
水質改善手段の下端を越えると水質改善手段の出口側には大気圧に加えて、超えた水位の水頭差分の圧力がかかるが、さらに時間が経過するにつれて液面位置152は上昇しつづけ、上部の貯留槽150を満たし清浄水121ｂが満水位置117まで上昇した時点で均衡し、開口部116からの清浄水121ｂの流出は停止する。 この第三セクション141から貯留槽150の清浄水121ｂ中に落下している状態をパターン２（水中放出）と定義する。 
【００３３】
浄水貯留手段の下方にはさらに温水槽160があり、清浄水121ｂを導入するための清浄水取り入れ口156が仕切り板151近傍上部に設置され貯留槽冷却室155より上の液体を導入できるよう供給管153が配置され他端は温水槽160の下部161に接続されている。 温水槽160には温水取り出し用に、温水槽160の上部162に接続される温水供給管163（一部図示しない）が温水コック175に接続されている。
しかし、今の状態では温水コック175が閉じられているので空気で満たされている温水槽160には清浄水121ｂはほとんど流入できない。 
【００３４】
ここで温水コック175を開くと貯留槽150の清浄水121ｂは供給管153を通って温水槽160を満たす。 貯留槽150の満水位置117にあった液面位置152は温水槽160の容積分供給されるため一時的に大幅に低下する。 
このため、均衡がこわれ、前述の第二パターンに従って再び開口部116から清浄水121ｂが流出し、前述のパターン1、パターン2に従って液面位置152が満水位置117に戻るまで継続する。 
【００３５】
温水槽160には図示しない加熱手段があり、図示しない加熱制御手段により温水槽160の清浄水121ｂは所望の温度の温水になる。 
【００３６】
一方で、貯留槽冷却室155に蓄積された清浄水121ｂは、本体下方に設置した冷凍機167からの冷媒伝達管を貯留槽冷却室155の外周に巻き回した冷却部169により冷却され所望の冷水になる。
冷凍機167は貯留槽冷却室155に取り付けた図示しないセンサを用いて図示しない温度制御手段により制御することは言うまでもない。 
【００３７】
次に、冷温水の使用状態を説明する。 冷水の取り出しは、貯留槽冷却室155の底部と冷水コック170が図示しない冷水供給管で接続されているので、所望の温度で保存されている冷水を取り出すには、冷水コック170を解放する。 
【００３８】
冷水コック170を解放すると満水位置117と冷水コック170の水頭差により貯留槽冷却室155の底部から図示しない冷水排出管を通して冷却された清浄水121ｂが供給される。
温水供給管163（一部図示せず）が温水槽160から今の状態では温水コック175に接続されているので、ここで温水コック175を開くと、清浄水121ｂが満たされた満水位置117と温水コック175の水頭差（冷水コックと同じ位置）により温水になった清浄水121ｂが排出される。
【００３９】
この時水の流れは、取り出した温水と同量の清浄水121ｂが貯留槽150から供給管153を通して温水槽160へ補填される。
尚、温水槽160において供給管153を底部に配置し、温水供給管163を上部に配置した理由は、常温の清浄水121ｂを導入するため、熱対流を考慮して補填水は下部、取り出しは上部としている。 
【００４０】
水質改善手段の原水導入部に設ける満水位置決定手段は、光学式、フロート式等の水位センサ―を用いて水質改善材上部の水位を検出できるようにし、原水供給手段の流路に電磁弁を設けて前記水位センサ―からの信号により所定の満水位置で電磁弁を閉じるように構成しても良い。 
【００４１】
また、原水供給手段の他の実施例としてタンクに、原水を使用するに従って収縮する軟質タンクを用いることも可能であるし、上部に原水供給部がある上部が大気解放された容器型のものを用いても良い。
この場合は、水質改善手段の原水導入部に設ける満水位置決定手段は、光学式、フロート式等の水位センサ―を用いて水質改善材上部の水位を検出できるようにし、原水供給手段の流路に電磁弁を設ける前述の満水位置決定手段を用いると、実施が容易となる。
【符号の説明】
【００４２】
110…上カバー、111…上カバーガイド部、112…ボトルガイド、117…満水位置、120…ボトル、121…原水、121a…被水質改善水、121ｂ…清浄水、122…給液キャップ、123…封止弁、124…弾性部材、130…断熱固定部材、131…導入部、134…ハウジング外連通部、136a…段部、136ｂ…環状結合部、137…活性炭、141…中空糸膜、142…ガイドケース、150…貯留槽、151…仕切り板、152…液面位置、155…貯留槽冷却室、156…清浄水取り入れ口、160…温水槽、163…温水供給管、167…冷凍機、169…冷却部、170…冷水コック、175…温水コック、200…水流拡散板、201…ハウジング、202…ツバ部、206…シール材、207…シール材、214…置き台、215…レバー体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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