(57)【要約】      （修正有）【課題】水道水等の加圧水で、強制的にフィルターに水を通過させると、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特定の水路ができて、その水路のみを水が通過して、極端に水質改善効果が落ちてしまう欠点を防止する。【解決手段】加圧水を導入して水質改善する水質改善手段の上部に原水導入部を設け、適正水位維持手段によってこの原水導入部の適正水位を維持するとともに、水質改善手段の下流に設けた清浄水貯留手段の上部空間と、前記水質改善手段の原水導入部の上部空間を大気に連通させるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道水など加圧水を供給源として取入れる原水取入れ手段とこの原水取入れ手段の下流に設け水質改善材を収納した水質改善手段と、前記原水取入れ手段からの原水の通水量を制御して前記水質改善手段の原水導入部の適正水位を維持するための適正水位維持手段と、前記水質改善手段の下流に設け水質改善後の水を貯留する清浄水貯留手段と、この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、前記水質改善手段の原水導入部の上部空間、及び清浄水貯留手段の上部空間を、大気に連通させる大気連通部を設けたことを特徴とする飲料水供給装置。
【請求項２】
前記適正水位維持手段が原水導入部の水位を検知する水位検知手段と通水量制御手段からなり前記通水量制御手段が入口から受け入れた原水を水質改善手段の原水導入部側の出口へ導く流路とこの流路を開閉する流路開閉機構とこの流路開閉機構の開閉を制御する流路開閉機構制御手段からなること特徴とする請求項1項記載の飲料水供給装置。
【請求項３】
前記水位検知手段はフロート状の浮力発生部材であり、前記流路開閉機構制御手段が一方の端に回動可能とした回転中心と、この回転中心近傍に設けた作用点と、他方の端に前記フロート状の浮力発生部材を一体的に接続した力点を有するリンク部材であって、前記作用点が前記流路開閉機構に接続、押圧又は連結するものであることを特徴とする請求項２または３記載の飲料水供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
喫茶店や食堂などの各種飲食店、社員食堂あるいはオフィスなどに設置され、温水、冷水、又は両者を取り出すことができる飲料水供給装置に関し、特に、貯水タンクを排除して、水道水を直接取り込むことにより、貯水タンクを運搬したり、貯水タンクの付け替え作業をなくすことができるようにした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に示すように、冷水タンクや温水タンクの内側、または冷水温水タンクの上流に、水道水の圧力で水道を濾過するフィルターを取り付けて、フィルターに水道水を通して濾過するものがあった。
また、特許文献２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ったため、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たり、極端な場合には水質改善材中に特定の水路ができてしまい、その水路のみを水が通過して、極端に水質改善効果が落ちてしまう事があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２-１０７０３１号
【特許文献２】特開平５-１４９６６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の飲料水供給装置において、水質改善材によってさらなる水質の改善を図るために原水が水質改善材に接する時間を十分に保証することが要請されていたが水道水、あるいはポンプ等でくみ上げ式の加圧水においては期待値と現実では圧力によりその作用が異なることがあった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような要請に鑑み、十分な水質改善を図ることが可能な飲料水供給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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本第１発明では、水道水など加圧水を供給源として取入れる原水取入れ手段と、この原水取入れ手段の下流に設け水質改善材を収納した水質改善手段と、前記原水取入れ手段からの原水の通水量を制御して前記水質改善手段の原水導入部の適正水位を維持するための適正水位維持手段と、前記水質改善手段の下流に設け水質改善後の水を貯留する清浄水貯留手段と、この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、前記水質改善手段の原水導入部の上部空間、及び清浄水貯留手段の上部空間、大気に連通させる大気連通部を設けるようにした。
【０００７】
このため水質改善材の上部にかかる圧力は大気圧と原水導入部の適正水位維持手段によってきまる所定の水圧のみとなる。従って適正水位を水質改善材の上端近くに設定しておくと、ほぼ大気圧だけで決まる圧力となる。
また、水質改善手段の下流側にある清浄水貯留手段も大気と連通させているから、給水手段を開放した時に冷水は清浄水貯留手段から供給されるので、水質改善手段側には圧力的な負担は生じない（大気圧レベル）。
すなわち、水質改善材の上部に大きな圧力がかかることがなくなり、水質改善材の下部が大きな圧力で吸引されることもなくなる。
したがって、水質改善材中の水はその自重による自然流の落下速度で流下し、それ以上の速度で流下することがなくなった。
【０００８】
また、水が水質改善材中に意図しない特定の水路を作ってしまい、その通路のみを通過することによって、極端に水質改善効果が落ちてしまうという問題も生じない。
したがって、水質改善材中の水の自重による自然流の落下速度によって、十分な水質改善時間が得られるような水質改善手段を用いれば、常に十分な水質改善がされた飲料水が得られる。
【０００９】
本第二発明では前記適正水位維持手段が原水導入部の水位を検知する水位検知手段と通水量制御手段からなり、前記通水量制御手段が入口から受け入れた原水を水質改善手段の原水導入部側の出口へ導く流路とこの流路を開閉する流路開閉機構とこの流路開閉機構の開閉を制御する流路開閉機構制御手段からなるようにした。
【００１０】
これによって、大気連通された原水導入部の水位を実際に検知しながら、通水量が制御できるので常に正確な水位を検知することができ、圧力水であっても流路を開閉する流路開閉機構を流路開閉機構制御手段で制御するだけで、流路の通水量が調整できるので、水質改善手段の原水導入部の水位を安定かつ適正に保つことができる。
【００１１】
本第三発明では、前記水位検知手段をフロート状の浮力発生部材とし、前記流路開閉機構制御手段を一方の端に回動可能な回転中心を設け、この回転中心近傍に設けた作用点を有し、他方の端に前記フロート状の浮力発生部材を一体的に接続して力点としたリンク部材であって、前記作用点が前記流路開閉機構に接続、押圧又は連結するようにした。
【００１２】
このため、前記フロートの浮力を大幅に増幅可能であり、流路開閉部材の動作を、加圧水に対抗可能なほど強力な流路閉鎖圧にすることができるので、確実な動作を実現できる。
また動作圧力支点の位置、フロートの形状や大きさ全体の長さ等パラメータを変更することで流路閉鎖圧を自由に設定可能である。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明の飲料水供給装置によれば、水道水に代表される加圧水が飲料水供給装置の原水として供給される際、加圧水としての圧力が除かれ、大気圧で支配されるようになり、また水位を予め定めた任意の位置に安定させることができるので、安定かつ効果的な水質改善効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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】飲料水供給装置の垂直断面図である。
【図３】飲料水供給装置の部分拡大垂直断面図である。
【図４】通水量制御ユニットの動作説明図である。
【図５】弁体の正面図と底面図と、A−A断面図である。
【図６】原水取入れ手段と、水質改善手段と、適正水位維持手段と、清浄水貯留手段主要部品の動作及び状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図に基づいて本発明の飲料水供給装置の実施形態を説明する。
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。
【００１６】
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。
そして、これら給水コック（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給水コック（175、170）が開放されるようになっている。  
【００１７】
図2は飲料水供給装置の垂直断面図である。
図3は飲料水供給装置の部分拡大垂直断面図である。
図2、図3に示すように
濾過容器130の上部外周は、貯留槽150の上端外周にパッキング等のシール部材157を介して密閉的に固定されている。
濾過容器130は、蓋130aを有し、パッキング等のシール材134を介して密閉的に閉鎖されている。
濾過容器130の蓋130aには通水量制御手段にあたる通水量制御ユニット110がネジ部110ａにより固定されており本体背面に設けられた水道水接続口120から図示しない内部配管を通じて、通水量制御ユニットの上部流路111a  に接続され、原水取り入れ手段を構成している。
ただし、外部ホースを前記通水量制御ユニット上部110の上部流路111aに直接接続する場合はこの上部部流路111aが原水取り入れ手段となる。
【００１８】
130ｂは第一の大気連通部であり蓋130aにエアフィルターを介して大気の流通を可能とせしめ、濾過容器130の導入部131内の上部空間を大気開放している。
154は第二の大気連通部であり濾過容器130の外周の一部にエアフィルターを介して大気の流通を可能とし、貯留槽150の上部空間を大気開放している。
第一の大気連通部130ｂ、第二の大気連通部154とも図示しないハウジング外連通部よってハウジング外の大気と連通している。
【００１９】
次に、図３、図４及び図５に従って、水位検知手段と通水量制御手段である通水量制御ユニット110について説明する。
ここで、図５（ａ）は図４の弁体113の正面図、図５（ｂ）はその底面図、図５（ｃ）は図６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
通水量制御ユニット110には上部流路111ａと、この上部流路111ａより内径が若干太い下部流路111ｂからなる流路111が形成されており、その段部111ｃに弁座112を配置し、内径の太い下部流路111ｂに配置した弁体113の弁部113ａを弁座112に押圧また離間して流路111を開閉できる様にしている。
【００２０】
弁体113は弁部113ａとスライドガイド部113ｂからなり「弁座開口部112ａの径＜弁部113ａの径＜スライドガイド部113ｂの径」の関係となっている。
スライドガイド部113ｂの周囲には溝部113ｃ、113ｄを設けて弁部113ａが弁座112から離間した時、ユニット内流路111aから入った水を下部流路111ｂを経て流路111の出口に放出できる。
【００２１】
弁部113aによる弁座開口部112ａの開閉動作は、一方の端に浮力発生手段であるフロート115を一体的に結合し他方の端に回転中心116aとその回転中心の近傍に作用点116ｂを設け板状アーム116のリンク部材によって、前記作用点116ｂで、スライドガイド部113ｂを下から押圧または、押し圧解除することにより行う。
【００２２】
下部流路111ｃの下側には、スリット111ｄが形成されており、同様に弁体113のスライドガイド部113ｂの下側にもスリット113eが形成されている。
板状アーム116の回転中心116ａは、下部流路111ｃの横側のスリット111ｄ延長上にもうけられた回転中心形成板111eの図示しない回転中心孔に回動可能に固定されている。
【００２３】
板状アーム116は下部流路111ｃの下部のスリット111ｄ及び弁体113のスライドガイド部113ｂのスリット113e内で管路の中央を横断し、横方向の動きを規制されるかたちでフロート本体に繋がり、フロートの上昇時は管路の中央を横断する板状アーム116が、その作用点116ｂで弁体113を押し上げる方向に接している。
【００２４】
動作としては、水位が基準水位Ｓより低くなり、フロート115が下向して反時計方向に動くと、下部流路110dのスリット111ｄで管路の中央を横断する板状アーム116も反時計方向に動く。
これによって、弁体113が下がる方向にスライドし、弁部11３aはドーム状弁座112の開口部112ａから離間する方向に下がって、流路111が繋がる。
これによって、通水量制御ユニット110の上部流路111ａ  から加圧された原水を受け入れられ、水質改善手段導入部に供給される。
水質改善手段の導入部に原水が供給されると系の水位はＬからＳに上昇しフロート115も上昇する。
【００２５】
フロート115が上昇して時計方向に動くと通水量制御ユニット110の下部流路110ｂのスリット111ｅ内で管路の中央を横断する板状アーム116の作用点116ｂも弁体113を押上げる方向にスライドし、その弁部113aを通水量制御ユニット110の流路111の段部111cに形成したドーム状の弁座112の開口部に当接する方向に押し上げる。
これによって、流路111が閉鎖され、通水量制御ユニット110の上部流路111ａからの加圧された原水は供給を停止される。この状態で水質改善手段導入部に原水は十分供給され  系は基準水位Ｓに達する。
【００２６】
したがって、フロート位置が下がると流路開閉部材も下がり水道水の流路を形成する、またフロート位置が上がると流路開閉部材も上がり水道水の流路を閉鎖する、という動作を常時連続的に行うことによって概ね一定の貯蔵水位を維持することができる。
【００２７】
水質改善システムについて初期状態から説明する。
通水量制御ユニット110内の流路111の下部から供給される原水である被水質改善水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、その底部に設置したメッシュ132で第一弾の水質改善を受ける。
【００２８】
さらに被水質改善水121aは第二セクションである活性炭137で第二段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。
【００２９】
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。
【００３０】
さらに被水質改善水121aは第三セクションである中空糸膜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。
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。
したがって、この下端部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。
【００３１】
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。
【００３２】
尚、通水量制御ユニット110内の流路111の下部から放出された水は、水質改善手段の濾過容器130の導入部131に導入される。
水質改手段の濾過容器130の導入部131に導入された水に対し、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、「通水量制御ユニット110内の流路111の下部からの流入量＞＞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、水質改手段の濾過容器130の導入部131は比較的早い時期から適正水位を維持するが水質改善システムを通過した清浄水貯留手段内の清浄水121ｂは徐々に上昇し最終的に水質改善手段の導入部131と平衡状態（水質改手段の濾過容器130の導入部131と清浄水貯留手段の貯留槽150の上部150が同一水面）となって通水量制御ユニット110内の流路111が閉鎖され、通水量制御ユニット上部110a  に接続されている加圧された原水の供給が停止される。  
【００３３】
つまり、水質改手段の濾過容器130の導入部131の基準水位は通水量制御ユニットにより流量制御動作を繰り返し常時、基準水位の前後で概ね一定の水位を維持する。
【００３４】
水質改善後の清浄水121ｂは清浄水貯留手段である貯留槽150及び貯留槽冷却室155に導入され貯留される。
ここで、清浄水貯留手段は、第2の大気連通部154により大気開放されていて、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。
清浄水貯留手段の上部150、下部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。
【００３５】
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、貯留槽冷却室155の底部から液面位置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。
【００３６】
液面位置152が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が基準117まで上昇した時点で均衡し、下端部143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121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。    
【００３７】
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。
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。
【００３８】
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。
この時貯留槽150の適正水位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下部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が適正水位117に戻るまで継続する。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
冷水コック170を解放すると適正水位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。
温水の取り出しは温水供給管163（一部図示せず）が温水槽160から温水コック175に接続されているので、温水コック175を開くと、清浄水121ｂが満たされた適正水位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。
【００４３】
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。
【００４４】
水質改善手段の原水導入部に設ける適正水位維持手段は、フロート式を例にとって説明したが、前記適正水位検知手段は水位を電気信号に変換して出力する電気的水位検知機構とし、流路開閉機構が電磁バルブ、あるいはモータ等電気の回転手段で流路を開閉する電気機械的流路開閉機構であって、この電気機械的流路開閉機構の開閉を流路開閉機構制御手段が前記電気的水位検知手段からの電気信号を制御して前記電気機械的流路開閉機構を制御するようにしても良い。
また、水位検知手段は磁気的部材に比重１以下のフロート機能を持たせた磁気的浮力発生部材とリードスイッチと組み合わせた水位センサとしても良い。
さらに、水位検知手段を超音波式近接センサ、光学式近接センサ等、直接水面を検知する水面直接検知センサーとし、前記流路開閉機構制御手段が水面直接検知センサーからの電気信号で前記電気機械的流路開閉機構を制御するようにしても良い。
水圧によっては、原水供給手段にレギュレータを仲介させた方が安定する。
【００４５】
第６図は本発明の実施例における原水取入れ手段と、水質改善手段と、適正水位維持手段、と清浄水貯留手段に於いて、原水を注水して適正水位まで清浄水が入って満水となる過程と、各手段の主要部品の動作及び状態を示す説明図である。
その後、清浄水を通常使用する場合は、使用される清浄水量によって水位A、水位B、水位Cの如く状態から随時適正水位まで清浄水が入って適正水位に戻る。
【符号の説明】
【００４６】
120…本体水道水接続口、130…濾過容器、137…活性炭、139…活性炭収容部、141…中空糸膜、142…ガイドケース、117…適正水位、150…貯留槽、151…仕切り板、160…温水槽、167…冷凍機 、169…冷却部 、175…温水コック、170…冷水コック
【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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