CN1248219A - 饮用水分配器 - Google Patents

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Abstract

一种饮用水分配器,用于从可拆卸式饮用水容器提供饮用水。该分配器包含有:用于加热饮用水容器所供水的热水箱、用于冷却饮用水容器所供水的冷水箱、以及用于连接饮用水容器和水箱的供水管。消毒系统通过在其中进行热水循环而对冷水箱和供水管进行消毒。

Description

饮用水分配器
本发明涉及用于供给饮用水的分配器，更具体来说，涉及能够一直提供热水和冷水的饮用水分配器。而且，它还能对储水箱以及分配器中的管路系统进行加热消毒、并且能够抑制微生物污染分配器。该方案提高了杀菌控制的安全度并且能够保持分配器所供饮用水的自然品质。此外，该方案提高了诸如安装饮用水容器等操作性能并改进了分配器的尺寸。
市场上现已有了各种类型的饮用水分配器。随着使用者对饮用水越来越关心，对于饮用水安全的保证和对饮用水自然品质的质量追求已经提出了更高的要求。对于保证饮用水的安全而言，当分配器用于供给自来水时，由于自来水凭借添加在自来水中用于杀菌的余留氯气而具有一定的消毒作用，微生物在自来水中的生长受到抑制，因而能够确保安全。
然而，当饮用水是天然矿泉水等情况下，由于饮用水中没有添加用于杀菌的氯气，因此考虑微生物在饮用水中生长是重要的。如果微生物是致病性的，那么微生物在饮用水中生长是有害的。即使微生物不是致病性的，也会给饮用水带来怪异口味和气味并使饮用水混浊。一般是通过一直连续地供给饮用水来防止微生物在分配器中生长。然而，如果饮用水在分配器中存放较长时间，例如在用于办公室的情况下经过一夜或一个周末，就有可能在饮用水中生长微生物。而且长期使用会导致微生物菌落在分配器中生长。
按照常规，为了抑制微生物在分配器中生长，已经提出许多种能进行消毒的分配器，它们是通过从外部向其管路系统中灌注杀菌剂或高温水并进行循环来消毒，或者将分配器设计成具有过滤装置，用于去除微生物污染物。然而，向分配器的管路系统中灌注杀菌剂或高温水，就需要提供向分配器中灌注这类杀菌剂的装置以及在循环之后用于排放的装置，并且需要用于灌注以及排放该杀菌剂的空间。此外，这种操作是复杂的并要占用预定的时间。而且，在使用杀菌剂后，必须将杀菌剂清洗干净。在具有过滤装置的情况下，对其过滤器的维护是复杂的并且存在下述问题：被过滤装置挡住的微生物可能会在过滤装置中生长并增殖菌落。
因此，本发明的发明者曾提出一种用于从以前的饮水包装容器来供给饮用水的分配器，如日本专利临时公报第6-48488号中所公开。所提出的饮用水分配器包含有：冷却系统，用于对饮水包装容器以及在管路系统中存储饮用水的水箱进行冷却；以及消毒系统，用于借助加热器对管路系统进行加热灭菌，该加热器使用加热装置或热水流动装置。这种加热消毒系统由自动执行装置来控制。借助这一消毒系统的防护措施，饮用水分配器能杀灭分配器中生长的微生物、提供了一种简单而有效的消毒方法、并对经常处于热或冷条件下的饮用水提供了安全保证。
然而，由于这种传统饮用水分配器设计为：在管路系统、冷水箱和热水箱中各具有一个加热器，因此必须为这些加热器提供较大的空间，并且要消耗大量电能。因而就提高了分配器的生产成本及其运行成本。尽管这种传统饮用水分配器的加热消毒方法有效地成为一种具有足够多优点的消毒方法，但由于传统分配器的细部结构使其中有一部分未被加热。因此，有时其消毒完成得不够彻底。例如，传统饮用水分配器设计为利用I型接头来连接饮用水容器部分与管路系统。尽管这种接头通常便于安装软管并且能简化分配器内的结构，但热水不会流经I型接头本身，因此I型接头不会受到热水的加热消毒。
一般来讲，在被少量微生物污染或被非致病性微生物污染的情况下，可通过对污染分配器的微生物进行加热消毒来保证饮用水的安全性。然而，在受到大量微生物污染或被致病性微生物所污染的情况下，微生物的污染降低了饮用水的安全性，饮用水的品质质量也会下降。为了保持饮用水的安全性及其品质质量，必须提供一种既能尽可能防止微生物侵入分配器、又能避免经常性进行加热消毒的消毒方式。此外，还必须便于对分配器进行维护、并能防止分配器的各个部分安全性降低。而且，在分配器用做供给饮用水的分配器的情况下，更具体来说，在分配器用做供给具有美妙口味和气味、且其自然品质易受影响的饮用水例如天然矿泉水时，重要的是要注意那些与饮用水直接接触部件所添加的轻微怪异口味和气味。此外，分配器需要具有良好的可控性、易于处理、且具有无需太大空间的紧凑外观。
因此本发明的目的是提供一种改进的饮用水分配器，其通过加热消毒提高了杀菌控制的安全度、并且能够保持分配器所供饮用水的自然品质。此外，这种改进的饮用水分配器提高了诸如安装饮用水容器等操作性能并且改进了其尺寸。
根据本发明的饮用水分配器的作用是从一个可拆卸式饮用水容器来供给饮用水。饮用水分配器包含有热水箱、冷水箱、供水管、以及消毒系统。热水箱对饮用水容器所供饮用水进行加热与储存。冷水箱对饮用水容器所供饮用水进行冷却与储存。供水管将饮用水容器与热水箱和冷水箱连接起来。消毒系统通过将热水箱中的热水在各部分之间循环而对热水箱、冷水箱及供水管进行消毒。
图1为示意图，图示了根据本发明之分配器的结构。
图2是图1中分配器的管路系统的分解视图。
图3A为图1中分配器的三通接头的正视图，图3B为三通接头的顶视图，图3C为三通接头的侧视图。
图4是用于本发明分配器之管路系统中的软管的局部剖视图。
图5A是图1中分配器之水龙头的侧视图，图5B是水龙头的底视图，图5C是水龙头的后视图。
图6为本发明分配器之实施例的饮水机的正视图。
图7为图6中饮水机的顶视图。
图8为图6中饮水机的侧面剖视图。
图9为图6中饮水机的后视图。
图10为沿图9中X-X箭头方向所做的剖视图。
图11为图8的局部放大视图。
图12为图11的底视图。
图13A是图示将饮用水容器安装到分配器上的操作过程的透视图，图13B为图13A中局部XIII的放大视图。
图14是图示将饮用水容器安装到分配器上的操作过程的透视图。
图15是图示将饮用水容器安装到分配器上的操作过程的另一透视图。
参照图1至15，其中图示了根据本发明之饮用水分配器的实施例。如图1所示，饮用水容器1，例如可以是箱套袋式(bag in box type)容器(以下简称为BIB容器)，收纳于冰箱25中。BIB容器1借助重力通过供水管2向两种储水箱例如热水箱3和冷水箱4提供饮用水。安装在热水箱3中的加热器5加热饮用水，安装在冷水箱4中的冷却器6冷却饮用水。热水从与热水箱3相连的热水龙头7中放出，冷水从与冷水箱4相连的冷水龙头8中放出。另外，连接管路11将热水箱3和冷水箱4连通。如图1所示，循环泵9和循环电磁阀10设置在连接管路11中。于是，当进行加热消毒时，热水龙头7和冷水龙头8关闭，循环电磁阀10打开，循环泵9运转。随着这些操作，从热水箱3流出的热水在连接管路11、冷水箱4和供水管2中按所述次序进行循环。在加热消毒过程中，在分配器中沿加热消毒回路进行循环的热水由安装在热水箱3中的加热器5来加热，使得热水的温度高于或等于70摄氏度。也就是说，水管2和11的内部是由保持在加热消毒所必需的温度的热水来进行消毒的，由上述说明清楚可见，热水箱3、连接管路11、循环泵9以及循环电磁阀10组成加热消毒系统。
与热水箱3相连的还有用于排空热水箱3中蒸汽的蒸汽排气管12以及用于排放热水箱3中热水的热水排放阀13。与冷水箱4相连的是冷水排放阀14。分配器含有致冷系统，用于冷却冷水箱4和冰箱25。致冷系统含有电动压缩机19，它对致冷剂进行加压并将其排放至致冷器17。致冷剂在冷凝器17中液化，冷凝器17由电风扇18来冷却。液化致冷剂经电磁选择阀16、致冷剂供给管15和22，分别供给冷却器6和安装在冰箱25中的蒸发器23。电磁选择阀16设计用于控制向冷却器6和蒸发器23供给致冷剂，从而防止冰箱25内的温度或冷水箱4的温度达到等于或大于预设值。致冷剂排放管20和21与冷却器6和蒸发器23相连，将致冷剂返回压缩机19。
冰箱25包含有蒸发器23、冰箱风扇电机24、箱门26、用于分隔冰箱25内部空间的隔墙27以及用于放置饮用水容器的搁板28。
放置在根据本发明之分配器中的饮用水容器1是一个密封容器，它是一个箱套袋式容器(BIB容器)。与BIB容器1的内袋相连的出水口29与冰箱25中的供水管2相连。出水口29成形为一个颈状部，可除去式封口29b装在此颈状部的顶面上。密封膜29c设在颈状部的内部较深部位。饮用水在无菌条件下注入BIB容器1，密封膜29c和可除去式封口29b使BIB容器1保持无菌状态。当饮用水容器1与分配器的供水管2连接时，将可除去式封口29b除去。存放BIB容器1的冰箱25由包含蒸发器23和致冷风扇电机24的致冷系统来冷却，从而将BIB容器1中的饮用水冷却到约4至10摄氏度。
该致冷系统的用途是将饮用水降至适宜饮用的适当低温，并在抑制微生物的状态下储存饮用水，以降低BIB容器1中的饮用水受到微生物污染的可能性。此外，由于BIB容器1与分配器之间的连接部位放在冰箱内，从而与外界空气隔离并且处于低温环境中，因此抑制了微生物的侵害与生长。
按照惯例，尽管经供水软管与BIB容器出口相连的分配器接头安装在分配器上，但在饮用水容器的连接操作过程中仍会受到微生物侵害或连接部位受到微生物污染。这是由于饮用水容器的接头要用手来处理。也就是说，这种传统式连接操作是不卫生的。如果使用美国或欧洲常见的瓶子来做瓶装饮用水容器，则设有一个机构来开启瓶口的封塞，以将倒转后的瓶口插入安装在分配器上部的供水槽中。然而，这种传统式分配器的供水槽和瓶口暴露于外部空气中，它们之间的连接部位即使在连接以后也未与外部空气隔绝。因此，在这种传统式常见瓶子的情况下，往往会发生微生物侵入并附着于饮用水容器和分配器的现象。
下面将参照图2详细说明根据本发明之分配器的管路系统。供水管2被设计成一对软管32和32借助夹子33和33与三通接头31固定连接。三通接头31插入BIB容器1的出水口29并由O型圈30来密封。每根软管32和32均借助一个夹子35与一根管子34固定连接。三通接头31由不锈钢制成，且如图3所示，被设计成从主体36向横向两侧各伸出一个连接管部分37和37。此外，三通接头31具有T形通孔38和锥形圆柱部分39，该部分带有尖端部位39a，用于穿透BIB容器出水口29的密封膜29c。三通接头31设置在出水口29附近，因此即使是分配器端部附近也能通过热水循环进行加热消毒。由于三通接头31由金属制成，因此靠近出水口29的部位是通过三通接头31的导热性来消毒的。O型圈30由硅橡胶制成并且设置在三通接头31的锥形圆柱部分39的凹槽中，从而防止O型圈30易于垂直向移动。因此，当锥形圆柱部分39与BIB容器1的出水口29相连时，O型圈30起到防止饮用水在连接部位渗漏的作用。软管32由橡胶或合成树脂例如苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)制成，其内、外表面均涂有线性低密度聚乙烯(LLDPE)涂层32a和32b，如示出了其垂直截面结构的图4中所示。外表面涂层32b的厚度比内表面涂层32a的厚度薄一些。管子34由不锈钢制成。
再如图2所示，管子34和34借助夹子41分别与软管40和40固定连接。软管40和40借助夹子43和43分别与从热水箱3和从冷水箱4伸出的管子42和42固定连接。连接管路系统11被设计成：借助夹子46将软管45与从热水箱3底部伸出的T形管44固定连接，借助夹子48将管子47与软管45固定连接，借助夹子50将软管49与管子47固定连接。软管49借助夹子52与循环泵9的入口51固定连接。循环泵9的出口53借助夹子55与软管54固定连接。此外，软管54借助夹子57与管子56固定连接。另外，管子56借助夹子59与软管58固定连接，软管58借助夹子61与循环电磁阀10的入口60a固定连接。软管40、45、49、54及58用与软管32相同的材料制成。管子42、47和56用与管子34相同的材料制成。循环泵9被设计成：其外壳和叶轮由玻璃纤维增强聚丙烯制成，心轴由陶瓷制成，止推器由聚乙烯制成，O型圈由氟橡胶制成，轴承由Rulon合金制成。循环电磁阀10被构造成：阀体由聚缩醛制成，阀板和填密件由硅橡胶制成，阀导承和弹簧由不锈钢制成，活塞由不锈钢制成。
循环电磁阀10的出口60b借助夹子63与软管62固定连接。软管62借助夹子65与从冷水箱4伸出的管子66上的支管64固定连接。冷水龙头8安装在管路系统附近，从而易于对其进行加热消毒。冷水龙头8经填密件67与管子66相连。热水龙头7与冷水龙头8相同，经填密件69与从热水箱3伸出的管子68相连。如图5A至5C所示，热水龙头7和冷水龙头8的每一个被设计成其连接管部位78与主体79整体连接形成L形状。在主体79的出口79c的末端成形有缺口部位例如狭缝79d。于是，水在出水口79c的末端部位的表面张力被破坏，存留在出水口79c附近的水势必会流出。也就是说，根据本发明的分配器改善了水的滴落性能。由于出水口79c附近部位暴露于外部空气中，所以在此存留的水非常易于引起微生物侵害及生长。因此，这种缺口结构非常有效地防止了微生物侵害及生长。
从冷水箱4的底部向下伸出一个排放管70，冷水排放阀14与排放管70相连。热水排放阀13与冷水排放阀14相同。用于热水箱3的蒸汽排气管12被设计成：从热水箱3伸出的不锈钢管71借助夹子73与软管72固定连接，软管72借助夹子75与管子74固定连接，管子74借助夹子77与软管76固定连接。水龙头7和8由合成树脂例如聚砜制成，热水箱3和冷水箱4由不锈钢制成，管子64和66用与水箱3和4相同的材料制成，填密件67和69由硅橡胶制成。
排放阀13和14由黄铜制成，从而当通过热水循环对系统进行加热消毒时，能利用材料的热传导对其进行加热消毒。重要之处在于：分配器中接触饮用水的零件的材料要根据零件在分配器中所起的作用来选择。重要之处还在于：零件对于饮用水来讲应是卫生的，并且决不能影响饮用水的自然品质。
然而，传统式分配器并没有考虑到所选择的材料对饮用水自然品质的影响。因此，经常会在饮用水加入异味例如金属味或橡胶味及其它由金属产生的怪异口味。更具体来说，如果饮用水具有美妙气味和口味例如是天然矿泉水，就必须保持其气味和口味。因此，热水箱、冷水箱和管路系统中的各管子所用材料需加以选择以满足抗腐蚀性、导热性、老化退化耐久性，并且不会影响饮用水的自然品质。
因此，根据本发明的分配器设计使用不锈钢材料。例如根据本发明之分配器的管子和水箱优选为使用SUS316和SUS304(日本工业标准定义的不锈钢品种)。此外，软管的材料也应当加以选择以满足柔韧性、即使在漏气条件下仍具有内部空间保持性、抗高温性和抗低温性、以及对怪异口味和气味具有低吸附性。因此，硅橡胶和SEBS可用做根据本发明之分配器中的软管材料。为了尽可能抑制对自然品质的影响，优选的是使用涂有线性低密度聚乙烯的材料。至于涂布方法，优选的是在挤出成形的同时进行，这是由于考虑到饮用水的安全性和对其自然品质的影响，使用粘结剂是不合适的。
至于根据本发明的分配器中的O型圈、填密件、以及电磁阀的阀件，为了满足高温耐久性、低温耐久性、以及对怪异口味与气味材料具有低吸附性，应选用硅橡胶或氟橡胶。至于热水龙头7和冷水龙头8，可选择聚砜或聚丙烯，以满足高温耐久性、低温耐久性、尺寸精度、外观、以及对怪异口味和气味材料具有低吸附性。至于水龙头的阀门，考虑到抗变形的形状恢复特性、抗裂性、高温耐久性和低温耐久性、以及对怪异口味和气味材料具有低吸附性，应选用硅橡胶或氟橡胶。至于循环泵的外壳和叶轮以及循环电磁阀的阀体，选用聚缩醛、玻璃纤维增强聚丙烯或聚砜，以满足高温耐久性、低温耐久性、抗裂性、尺寸精度、尺寸稳定性、以及对怪异口味和气味材料具有低吸附性。至于三通接头，考虑其导热性、抗高温性、抗低温性、尺寸精度、戳破BIB容器出口部位的密封膜的锐度和耐久性、以及对怪异口味和气味材料的低吸附性，应选择不锈钢或聚砜。当用不锈钢时，优选的是选用SUS316或SUS304。至于冷水排放管、热水排放管以及排放管，优选的是选用金属例如导热性不锈钢和黄铜。
图6至15示出了根据本发明之分配器的一个示例，它被装配在饮水机中。
竖长机体80高约为140厘米，前面宽度约为35厘米，长度约为45厘米。机体80设计为上部具有冰箱25的箱门26，且成形为可密封箱形，如图1和图8所示。在机体80中，设备占用区81设在冰箱25下面。面板82安装在箱门26下面和前面中间部位。面板82包含热水最适温度指示灯83、冷水最适温度指示灯84和卫生指示灯85。此外，在面板82下面，成形有内凹部分86。热水龙头7和冷水龙头8设在内凹部分86的上部，用于放置杯子的可拆卸式接水盘87设在内凹部分86的下部。
如图8所示，在冰箱25中，蒸发器23和箱内风扇电机24固定在冰箱25内的后侧。机内隔墙27悬置在蒸发器23和箱内风扇电机24外表面的前面。搁板28水平放置在隔墙27的下部。饮用水容器1置于搁板28上。
如图11至15所示，搁板28上具有朝箱门开口的半圆形缺口部位98，为的是卡住容器出水口29的颈部。在缺口部位98的前侧，成形有三角状锥形部位99，99，以便连接搁板28的前部和缺口部位98。半圆形缺口98的一对手指抵压(hock)部位100，100设在搁板28上的锥形部位99的两侧。紧固手柄101的端部旋转固定于设在搁板28上的锥形部位99的下面，从而与搁板28平行。当紧固手柄101扣紧后，饮用水容器1形成锁定状态。为了将饮用水容器1放置在搁板28上，首先将紧固手柄101的锁定松开。接着，先将饮用水容器1放置在搁板28的前部，饮用水容器出水口29的颈部基本上由锥形部位99来调节。然后将饮用水容器1向搁板28的后方移动。通过这些操作，出水口29的颈部被精确地导向锥形部位99，很容易地与缺口部位98相吻合。因此，出水口29被固定在一个连接分配器所必需的位置。进而，通过扣合紧固手柄101，使饮用水容器1的出水口29的位置固定并处于锁定状态。
与三通接头31固定相连的连接手柄92设置在缺口部位98的最长部分的中间下部，以便在垂直方向绕轴93转动。尖端部位39a设在三通接头31的末端部。连接手柄92前端部的把手92a设计成能绕轴95沿(水平)右、左两方向摆动。大致呈T形的导轨102设置在连接手柄92的可活动区域周围。导轨102的纵向部分大致形成开口向上的U形，从而在垂直方向导引连接手柄92。轴93设置在支承板94上，该板固定于搁板28下侧后部中央部位。
因此，当饮用水容器1和分配器彼此连接后，如图13A和13B所示，首先将饮用水容器1放在搁板28上。接着通过将饮用水容器1的出水口29插入缺口部位98而使成形于饮用水容器1颈部的凹槽29a与锥形部位99，99相吻合，再扣紧紧固手柄101以进行锁定，如图14所示。然后，将手指抵住搁板28的手指抵压部位100直到将手稳住，然后用手指将连接手柄92的把手92a沿导轨102的垂直部分向上移动。借助这些操作，三通接头31的尖端部位39a向上移动并插进出水口29内。于是，放在出水口29内部的密封膜29c被尖端部位39a穿透，饮用水借助其重力从饮用水容器1流向三通接头31。然后在尖端部位39a穿透出水口29内部的密封膜29c后，通过将连接手柄92的把手92a向左、右方向之一移动，使连接手柄92处于折叠状态，如图15所示。由于支承着连接手柄92的轴93固定在饮用水分配器的后部，轴93的固定点为支点，并且距离连接手柄92的把手92a的力作用点有一段预定距离。因此，相对于三通接头31的尖端部位39a的作用点，用很小的作用力就能轻易将出水口29内部的密封膜29c一下子穿透。此外，由于连接手柄92沿导轨102移动，因此能正确完成其操作。由于在饮用水容器1出水口的密封膜29c被穿透以后，通过如图15所示绕轴95将把手92a朝左、右侧之一横向移动，而使连接手柄92由导轨102水平部分来支承，因此导轨102防止了连接手柄92落下并将其锁定而不会松脱。此外，由于连接手柄92的把手92a被折叠成紧凑状态，因此无需在冰箱内浪费空间。
若要松开饮用水容器1和分配器之间的连接，则沿横向反向移动连接手柄92的把手92a，并将连接手柄92向下移动，直到被调整到导轨102的纵向部分为止。通过这些操作，饮用水容器1与分配器之间的连接即被松开。
如图8至10所示，热水箱3和冷水箱4设在冰箱25下面的设备占用区81的对角线上，而循环电磁阀10设置在水箱上。循环泵9设在热水箱3和冷水箱4附近。由于体积庞大的热水箱3和冷水箱4是沿对角线设置的，因此饮用水分配器设计紧凑、其管路系统亦布局紧凑。在热水箱3和冷水箱4下面设置有电气设备箱103，在电气设备箱103前面设有卫生定时器96。卫生定时器96以预定的时间间隔控制循环电磁阀10进入开启状态以及循环泵9进入运转状态。在电气设备箱103中装有一组电路，用于在经过进行加热消毒所必须的时间段之后，通过将循环电磁阀10和循环泵9全部关闭而将它们恢复到初始状态。热水排放阀13设在电气设备箱103的侧面。冷凝器17和冷凝器电风扇18设在电气设备箱103和热水排放阀13下面前侧。电动压缩机19设置在电气设备箱103和热水排放阀13下面最长部位。为了操作热水排放阀13和卫生定时器96，在设备下表面可拆卸地安装有罩盖97。此外，箱门26的表面被设计成能够在其上自由显示饮用水容器1内饮用水的质量及其制造厂商。
在办公室或餐厅中安装这样设计的饮水机并将其启动，则借助蒸发器23使冰箱25内部适当降温，以使容器1中的饮用水安全存放，从而抑制微生物增长。此外，在管路系统中饮用水W沿图1中白箭头所示方向流动，以提供适宜的控温水。流入热水箱3的饮用水W受到加热器5加热，而流入冷水箱4的饮用水W由冷却器6来进一步降温。当面板82的热水最适温度指示灯83和冷水最适温度指示灯84亮后，按下热水龙头7的手柄即可流出最适宜的热水，而按下冷水龙头8的手柄就会流出最适宜的冷水。
通过设定卫生定时器96，能够以预定的时间间隔对包括热水箱3和冷水箱4在内的管路系统自动进行加热消毒，当经过所设定时间后，面板82的卫生指示灯85闪亮，且热水最适温度指示灯83和冷水最适温度指示灯84熄灭。此外，常闭型循环电磁阀10开启、循环泵9运转。于是管路系统中的水沿着图1中黑箭头所示方向流动。在热水箱3中被加热的饮用水W经连接管路11流入冷水箱4并流入供水管2。然后，饮用水W流回热水箱3。在加热消毒过程中，热水箱3中的饮用水W的温度被设定为等于或高于70摄氏度。因此，污染供水管2、水箱3和4的微生物全部被保持高温的循环热水杀灭。另外，当热水循环时，利用零件的金属导热性，可使系统端部亦受到灭菌。当经过预定时间后，循环电磁阀10关闭、循环泵9止动。此外，对热水箱的加热器5的温度设定又回复到正常设定。完成这些操作后，加热消毒过程自动结束。
[示例]
根据本发明已制成如图1至15所示的分配器(A)。并且还制成分配器(B)、(C)和(D)以做为对照物。分配器(B)与分配器(A)相似，只是设置在分配器和饮用水容器出口之间的连接部分附近的三通接头31由塑料制成。分配器(C)与分配器(A)相似，只是用三通接头与管路系统相连，而取代了传统分配器中所使用的带有尖锐圆柱部位的不锈钢I形接头，并且I形接头位于冰箱内。分配器(D)与分配器(A)相似，只是冷水龙头8采用不带缺口部位的传统式水龙头。
每种分配器(A)、(B)、(C)、(D)被设定为：放在冰箱25中的容器1中饮用水的温度低于10摄氏度，冷水温度的设定范围为4至10摄氏度，热水温度的设定范围为80至90摄氏度。每个热水箱3和冷水箱4的有效容积为2.7升。安装在热水箱中的加热器为401瓦。
实验I：分配器的加热消毒性能评测：
本实验采用已知的水生微生物：少动鞘氨醇单胞菌(ATCC29837)和荧光假单胞菌(ATCC13525)，已证明这类微生物能够在矿泉水中生长。将这些微生物在标准琼脂培养基中以27摄氏度保温培养5天后，将每种培养菌的一个铂环悬于10毫升矿泉水中。进而将每种悬混液用矿泉水稀释成浓度约为102CFU/毫升，将每份稀释的试样在27摄氏度保温培养5天。完成保温培养后，将每种培养液悬混于市售新BIB容器内的10升矿泉水中，并在25摄氏度保温培养48小时，以获得两种含微生物矿泉水。含有少动鞘氨醇单胞菌的含微生物矿泉水的浓度为1.76×105CFU/毫升，含有荧光假单胞菌的含微生物矿泉水的浓度为3.04×106CFU/毫升。
利用这两种含微生物矿泉水，对根据本发明的分配器(A)进行以下实验。在用70％的酒精水溶液在分配器(A)中循环5分钟后，将装有10升矿泉水的市售新BIB容器1连到分配器上。矿泉水在分配器(A)中循环，同时被放出以使分配器中的酒精水溶液排出。然后将排放阀13和14打开，排放出分配器中的所有矿泉水。在这种条件下，将装有含微生物矿泉水的BIB容器连到分配器上。在确认冷水箱已充满含微生物矿泉水后，从冷水龙头8中放出200毫升含微生物的冷水，并处理成试样I。此时，由于分配器中装的只有来自于含微生物矿泉水的BIB容器1中的含微生物矿泉水，并且由于水已从冷水龙头8流出，所以含微生物矿泉水已到达整个分配器，也就是说已到达水龙头的末端。
接着，将含微生物矿泉水的BIB容器1从分配器上取下，再将装有10升矿泉水的市售新BIB容器连到分配器上。然后，启动分配器的加热消毒装置。分配器的加热消毒装置被设定成：当热水箱中的热水温度大于等于70摄氏度时，设在热水箱3中的加热器5即停止加热，并且循环泵运转60分钟。在这段时间内，分配器的水箱3和4以及管路系统中充满先前与分配器相连的BIB容器1中的含微生物矿泉水。
在刚刚加热消毒之后，从冷水龙头8接到相当于一杯水的200毫升水并处理为试样II。在加热消毒之后两小时，从冷水龙头8接到相当于一杯水的200毫升水并处理为试样III。在此之后，为了放出冷水箱4的一半以上容积，故将1500毫升冷水放出并处理为试样IV。
对每种试样进行微生物检测。微生物检测是将0.1毫升试样稀释1至100倍后完成的。将稀释后试样散布在标准琼脂培养基上并在27摄氏度保温培养7天。然后测出所培养试样的菌落计数。其结果示于表1：
表1
含少动鞘氨醇单胞菌的含微生物矿泉水 含荧光假单胞菌的含微生物矿泉水
含微生物矿泉水 1.76×105CFU/毫升 3.04×106CFU/毫升
试样I(含微生物矿泉水安装时) 1.46×103CFU/毫升 3.81×104CFU/毫升
试样II(刚刚加热消毒之后) 10CFU/毫升或更少 10CFU/毫升或更少
试样III(消毒后2小时，200毫升) 10CFU/毫升或更少 5CFU/毫升或更少
试样IV(消毒后2小时，1500毫升) 75CFU/毫升 75CFU/毫升
因此已经证明：通过加热消毒装置的工作，即使是微生物在分配器中生长的情况下，本发明的分配器仍足以进行消毒。
实验II：通过分配器零件的加热消毒对加热效果的验证。
使用本发明的分配器(A)以及制成做为对照物的分配器(B)和(C)，通过下述实验对分配器中每个零件加热消毒的加热效果进行验证，至于加热消毒的程度，设定其温度在55摄氏度保持超过5分钟。
在35摄氏度室温下，将装有10升矿泉水的市售新BIB容器1与分配器连接。然后在一小时后开始进行实验。此时，放置在分配器之冰箱25中的BIB容器1内的饮用水温度为14摄氏度。
将每个分配器的加热消毒装置设定成：当热水箱3中的热水温度受加热器5的加热而高于70摄氏度时即停止加热。设定循环泵9运转70分钟。从循环泵9开始启动到其后90分钟这段时间内，测量分配器各部分的温度以观察其历时变化。在此期间，在分配器(A)中要测量三通接头31的锥形圆柱部分39的底部a、三通接头31的主体中部b、以及冰箱内管路系统中与热水箱3相连的管子部分c。在分配器(B)中，要测量三通接头31的锥形圆柱部分39的底部a’、三通接头31的主体中部b’、以及冰箱内管路系统中与热水箱相连的管子部分c’。在分配器(C)中，要测量I型接头位于饮用水容器1出口附近的部位d、I型接头的中部e、I型接头之靠近管路系统的部位f、以及I型接头与管路系统之间的连接部位g。
在各分配器(A)和(B)的三通接头31的主体中部b、b’、以及冰箱内管路系统中与热水箱3相连的管子c、c’处，从循环泵启动时起温度升高，在17分钟时达到55摄氏度。然后温度继续升高并最高达到75摄氏度，然后从装在热水箱上的加热器关断时起温度下降。从加热器启动开始历时90分钟时，温度为63摄氏度。在根据本发明之分配器(A)的三通接头31的锥形圆柱部分底部a，从循环泵启动时起温度升高，在33分钟时达到55摄氏度。然后温度继续升高并最高达到65摄氏度，然后从加热器5关断时起温度下降。从加热器5启动开始历时90分钟时，温度为57摄氏度。在分配器(B)的塑料三通接头31的锥形圆柱部分底部a’，温度变化范围为28至最高52摄氏度。
至于分配器(C)，在I型接头与管路系统之间的连接部位g，从循环泵9启动时起温度升高，并在22分钟时达到55摄氏度。然后温度继续升高并最高达到74摄氏度，然后从加热器5关断时起温度下降。在加热器5启动开始历时90分钟时，温度为61摄氏度。在I型接头靠近饮用水容器1出水口的部位d，在循环泵启动26分钟后温度开始升高并最高达到45摄氏度。然后从加热器5关断时起温度下降。在加热器5启动开始历时90分钟时，温度为26摄氏度。在I型接头的中部e，在循环泵9启动26分钟后温度开始升高并最高达到45摄氏度。然后从加热器5关断时起温度下降。在加热器5启动开始历时90分钟时，温度为26摄氏度。在I型接头靠近管路系统的部位f，在循环泵9启动8分钟后温度开始升高、最高达到57摄氏度。55摄氏度以上温度保持了4分钟。然后从加热器5关断时起温度下降。在加热器5启动开始历时90分钟时，温度为45摄氏度。
结果可见，如果将所要遵守的消毒生效温度及其时间限定为55摄氏度或更高且至少保持5分钟的话，对于根据本发明的分配器(A)来讲，三通接头31的锥形圆柱部分底部a、三通接头31的主体中部b、以及冰箱内管路系统的管子部分c全部都能达到消毒条件，即保持55摄氏度或更高温度至少5分钟。
在分配器(B)中，只有塑料三通接头31的锥形圆柱部分底部a’未达到55摄氏度以上温度，因此不能保证消毒效果。
在分配器(A)中，由于三通接头31由金属制成，其温度借助热水的循环而升高，而三通接头的底部则借助其导热性而升高温度。因此，可以肯定三通接头31的尖锐圆柱部分底部a的温度升高到55摄氏度或更高并保持该温度至少5分钟。然而，在分配器(B)的塑料三通接头31的锥形圆柱部分底部a’处，可以肯定其温度几乎没有升高并且很大程度上受BIB容器1中冷的饮用水温度影响，因此其温度没有升高。
在分配器(C)中，由于I型接头中没有任何部位能在55摄氏度或更高温度保持5分钟以上，因此无法保证加热消毒效果，这是因为I型接头中没有热水循环而是来自BIB容器1的冷水在I型接头中流动，且I型接头设在冰箱25中以保持饮用水为冰凉状态。因此，即使I型接头能够接收到在I型接头附近进行循环的热水并且能够利用其导热性的话，I型接头的温度也不会升高。I型接头位于分配器中的最上游部位。因此，如果微生物在该部位污染或生长的话，则整个分配器会由于分配器的使用而受到污染。也就是说，I型接头在消毒中是最重要的部位。
此外，在根据本发明的分配器(A)中，测量了以下部位的温度：冷水龙头8底部、循环电磁阀10、循环泵9、热水箱底部、冷水箱底部、以及通过排放管与冷水箱相连的冷水排放阀14。从循环泵启动时起各处温度均升高并在55摄氏度或更高温度保持至少30分钟。此外，在根据本发明的分配器(A)中，对放在冰箱25中的BIB容器1中的饮用水的温度以及冰箱25内的温度也进行测量。BIB容器1中饮用水的温度以及冰箱25中的温度最多升高5摄氏度，但不会显著变化。因此，冰箱25内部和放在冰箱25中的BIB容器1中的饮用水仍保持冰凉。也就是说，在加热菌消毒之后无需过度进行冷却，而仍能维持用来抑制微生物在BIB容器1内饮用水中生长的低温状态。
实验III：冷水龙头出水口处缺口部位的效用
对于局部暴露于空气中的冷水龙头8的出水口末端部和热水龙头7的出水口末端部这两个部位，在安放于办公室房间内的市售传统式分配器中可观察到微生物污染的情况。观察方法如下：首先，用被无菌水浸湿的棉拭子将出水口末端部位包裹住。将包裹后的棉拭子在试管中用1.0毫升无菌水清洗。用溶剂对0.1毫升清洗液进行混合与稀释。然后，对清洗液溶剂进行培养并对培养后试样的菌落数量进行计数。观察结果显示：在分配器冷水龙头8的出水口末端部位，检测到的微生物大于等于103CFU/毫升，在热水龙头7的出水口末端部位，检测到的微生物小于等于10CFU/毫升。在出水口末端部位检测到的微生物以及对出水口末端部位残留水的观察可以得出结论：微生物从外部附着于出水口、并且所附着的微生物在出水口末端部位的残留水中生长。因此，为了证明对冷水龙头8处微生物生长的抑制作用，利用分配器(D)进行下述实验，该分配器(D)用做本发明分配器(A)的对照物。如上所述，分配器(D)的冷水龙头8不带缺口部位。
将上述实验I中所使用的菌种，即少动鞘氨醇单胞菌(ATCC29837)和荧光假单胞菌(ATCC13525)，在标准琼脂培养基中以27摄氏度保温培养5天。然后将每种培养菌的铂环悬于10毫升矿泉水中。然后用矿泉水将每种悬混液稀释到浓度约为102CFU/毫升，每种稀释后试样在27摄氏度保温培养5天。完成培养后，将每种培养液悬混于市售新BIB容器1中的10升矿泉水，并在25摄氏度保温培养48小时，以获得两种含微生物矿泉水。微生物浓度为2.40×105CFU/毫升。
在将所有饮用水排出而使分配器变成全空状态后，将装有含微生物矿泉水的BIB容器1连到分配器上。在验证冷水箱已全部充满含微生物水之后，从冷水龙头放出500毫升水。此时，由于分配器中只有来自装满含微生物矿泉水的BIB容器1的含微生物矿泉水，因此通过从冷水龙头8放水已使含微生物矿泉水到达整个分配器。这意味着水已经完全到达水龙头7、8的末端。其后，将含微生物矿泉水的BIB容器1从分配器取下，将装有10升矿泉水的市售新BIB容器1与分配器连接。然后启动加热消毒装置。分配器的加热消毒装置被设定成：当热水箱3中的热水温度大于等于70摄氏度时，设在热水箱3中的加热器5即停止加热，并且循环泵9运转120分钟。在此期间，分配器的水箱和管路系统中充满先前与分配器相连的BIB容器1中的含微生物矿泉水。
在完成加热消毒后，将分配器放置一天不使用，以保持矿泉水仍留在分配器中的状态。每当分配器这样放置一日之后，从冷水龙头8中放出1升水。将每升这种水的前10毫升和最后10毫升做成试样并进行微生物检测。进而在10天后，将装有10升矿泉水的市售新BIB容器连到分配器上。然后，同样进行取样和进行微生物检测。进行该观察的目的在于：确定在加热消毒之后与矿泉水在分配器中存留时间相对应的微生物数量的周期性变化。所放出的1升水中的前10毫升试样所含的是残留在冷水龙头8的出水口末端部位的水；而最后10毫升试样中所含的则是水箱中的矿泉水，与出水口末端部位所残留的水完全无关。
在分配器放置一日后，分配器的加热消毒装置不工作。进行微生物检测的方式为：将每种试样的0.1毫升涂在标准琼脂培养基上并在23摄氏度保温培养7天，然后对其菌落数进行计数。
其结果是：在分配器(D)中，第一天的前10毫升中微生物为1.68×106CFU/毫升，第一天的最后10毫升中微生物为9.52×103CFU/毫升。在分配器(A)中，第一天的前10毫升中微生物为220CFU/毫升，第一天的最后10毫升中微生物为11CFU/毫升。然后，在分配器(D)中，第二天的前10毫升中微生物为2.20×105CFU/毫升，第二天的最后10毫升中微生物为1.15×103CFU/毫升。第三天的前10毫升中微生物为2.18×105CFU/毫升，第三天的最后10毫升中微生物为1.06×103CFU/毫升。第四天的前10毫升中微生物为1.17×104CFU/毫升，第四天的最后10毫升中微生物为556CFU/毫升。从第五天到第二十天期间，所检测出的微生物数量均与第四天相似。
在本发明的分配器(A)中，尽管从第二天到第五天期间，所检测出的微生物数量与第一天相似，但在第五天之后，前10毫升和最后10毫升中的微生物数量均在从0到最高14的范围内。
如上所述，由于根据本发明的分配器(A)被设计为冷水龙头8的出水口末端部位具有缺口，因此防止了饮用水在冷水龙头8出水口部位存留。其结果是防止了微生物在该部位生长。可以肯定：倘若在加热消毒期间冷水龙头8的出水口部位未被充分加热的话，则微生物会附着在出水口部位并且在残留水中生长。在热水龙头的出水口末端部位检测不到微生物的原因在于：由于从热水龙头中流出的热水温度保持55摄氏度，即使微生物附着在热水龙头的出水口末端部位，由于该部位放出热水因而一直处于加热消毒状态。因此，微生物被杀灭而不会生长。
根据如上所述的本发明，加热消毒装置亦即加热器5仅设在热水箱3处，而对管路系统和冷水箱等零件的加热器的构造得到了简化。因此，减少了加热器安装部位的数量并降低了电能消耗。因而设备的生产成本和分配器的运行成本均得以降低。
此外，由于将三通接头设置在饮用水容器1出水口的连接部位附近，并且将冷水龙头8设置在管路系统附近，因而通过热水循环能对整个分配器有效地进行加热消毒。另外，由于三通接头31和排放阀13与14由高导热性金属制成，因而有可能对这些零件的周围部位进行加热。分配器中与饮用水连接的零件，它们与未被循环热水直接消毒的三通接头31相比位于更靠近连接部位处，这些零件在密封状态下放入冰箱25并处于低温环境中。因此，它们处于微生物难以生长的条件下。另外，饮用水容器1被设计成能够装在冰箱25中。借助分配器的这种设计以及通过循环热水所进行的加热消毒，分配器中与微生物有关的饮水安全性得到严格保证。即使在将饮用水容器1向分配器安装和从其上拆卸时，与饮用水接触的各部位通常不会被人触及，因此几乎没有微生物侵害的可能性。
另外，由于具有锥形部位99、缺口部位98、导轨部分102、以及连接手柄92，因此用较小的力气即可容易且牢固地完成饮用水容器1的安装与拆卸，且饮用水容器1在使用状态下绝不会松脱。此外，由于连接手柄92除了在安装和拆卸操作时外，在通常状态下是折叠的，因此可被紧凑容纳并有效利用空间。
在根据本发明的分配器中，即使用于具有美妙自然品质的饮用水例如天然矿泉水时，分配器中与饮用水相接触的各部件也不会给饮水加进怪异口味和气味。此外，由于选择和使用了能防止对零件加进怪异口味和气味的材料，因此根据本发明的分配器不会降低水的美妙口味，且绝不会给饮用水加进怪异口味和气味，即使连续地长期使用也是如此。
此外，由于体积较大的饮用水容器1收放在分配器的上部，且热水龙头7和冷水龙头8对角地设在下部，因而有可能生产出紧凑型分配器装置。
于1997年12月26日申请的日本专利申请第9-358667号的全部公开，包括说明书、权利要求书、附图以及摘要在内，均包含在此，以供参考。
权利要求书
1.饮用水分配器，用于从可拆卸式饮用水容器提供饮用水，其包含：
热水箱，用于加热和储存饮用水容器所供的饮用水；
冷水箱，用于冷却和储存饮用水容器所供的饮用水；
供水管，连接饮用水容器与所述热水箱和所述冷水箱；
三通接头，具有第一、第二和第三出口，第一出口与饮用水容器相连，第二和第三出口与所述供水管相连，通过该接头可将饮用水容器中的饮用水分别供给所述热水箱和所述冷水箱；以及
消毒系统，用于对所述热水箱、所述冷水箱以及所述供水管通过在它们之间循环热水而进行消毒，所述消毒系统包含：连接所述热水箱和所述冷水箱的连接管，以及用来对消毒用热水循环进行控制的循环泵和循环电磁阀。
2.如权利要求1所述的饮用水分配器，其特征在于：所述消毒系统还包含有定时器，用于控制循环泵和循环电磁阀。
3.如权利要求1所述的饮用水分配器，其特征在于：所述热水箱、所述冷水箱、阀门、龙头、所述供水管、连接管、循环泵和循环电磁阀均由不会影响饮用水自然品质的材料制成。
4.如权利要求3所述的饮用水分配器，其特征在于：还包含有软管，用于对管子、所述热水箱和所述冷水箱加以连接，所述软管涂有合成树脂，它不会影响饮用水的自然品质。
5.如权利要求1所述的饮用水分配器，其特征在于：还包含有与所述冷水箱相连的冷水龙头，所述冷水龙头含有带缺口部位的出水口。
6.如权利要求1所述的饮用水分配器，其特征在于，还包含有：冰箱，饮用水容器在其中存放并冷却，所述冰箱设置在沿对角设在其间的所述热水箱和所述冷水箱上；致冷系统，用于所述冷水箱和所述冰箱，所述致冷系统含有：电动压缩机、冷凝器、用于所述冷水箱的蒸发器、以及用于所述冰箱的蒸发器，所述致冷系统的电动压缩机和冷凝器设置在所述热水箱和所述冷水箱下面。
7.如权利要求1所述的饮用水分配器，其特征在于：所述三通接头的第一出口带有锥形圆柱部分，借助它可穿透饮用水容器的密封膜。
8.如权利要求1所述的饮用水分配器，其特征在于，在所述冰箱中设置有：搁板，用于将饮用水容器放置在其上；连接手柄，用于将所述三通接头和与三通接头固定连接的饮用水容器连接形成沿垂直方向可转动；导轨，用于引导连接手柄；该搁板带有半圆形缺口部位和与半圆形缺口部位相延续的一对儿锥形部位。
              简要说明关于发明名称和摘要，申请人接受当局所作的修改。现呈上根据第19条所作的修改。由对比文件1(CA 2101212A(TAMURA等))，注意到原权利要求1限定得太宽，以致相对对比文件1没有专利性。因此，对原权利要求1进行了修改，使其包括原权利要求7的特征。此外，对原权利要求8和9进行了修改，使其从属于新权利要求1。因此，申请人准备并提交所附的一套新的权利要求，使新权利要求1及其从属权利要求相对对比文件1具有专利性。

Claims (9)

1.饮用水分配器，用于从可拆卸式饮用水容器供给饮用水，其包含：
热水箱，用于加热和储存饮用水容器所供的饮用水；
冷水箱，用于冷却和储存饮用水容器所供的饮用水；
供水管，连接饮用水容器与所述热水箱和所述冷水箱；以及
消毒系统，用于对所述热水箱、所述冷水箱以及所述供水管通过在它们之间循环热水而进行消毒，所述消毒系统包含：连接所述热水箱和所述冷水箱的连接管，以及用来对消毒用热水循环进行控制的循环泵和循环电磁阀。
2.如权利要求1所述的饮用水分配器，其特征在于：所述消毒系统还包含有定时器，用于控制循环泵和循环电磁阀。
3.如权利要求1所述的饮用水分配器，其特征在于：所述热水箱、所述冷水箱、阀门、龙头、所述供水管、连接管、循环泵和循环电磁阀均由不会影响饮用水自然品质的材料制成。
4.如权利要求3所述的饮用水分配器，其特征在于：还包含有软管，用于对管子、所述热水箱和所述冷水箱加以连接，所述软管涂有合成树脂，它不会影响饮用水的自然品质。
5.如权利要求1所述的饮用水分配器，其特征在于：还包含有与所述冷水箱相连的冷水龙头，所述冷水龙头含有带缺口部位的出水口。
6.如权利要求1所述的饮用水分配器，其特征在于，还包含有：冰箱，饮用水容器在其中存放并冷却，所述冰箱设置在沿对角设在其间的所述热水箱和所述冷水箱上；致冷系统，用于所述冷水箱和所述冰箱，所述致冷系统含有：电动压缩机、冷凝器、用于所述冷水箱的蒸发器、以及用于所述冰箱的蒸发器，所述致冷系统的电动压缩机和冷凝器设置在所述热水箱和所述冷水箱下面。
7.如权利要求1所述的饮用水分配器，其特征在于：还包含有三通接头，其具有第一、第二和第三出口，第一出口与饮用水容器相连，第二和第三出口与所述供水管相连，通过该接头可将饮用水容器的饮用水分别供给所述热水箱和所述冷水箱，所述三通接头设在所述冰箱中。
8.如权利要求7所述的饮用水分配器，其特征在于：所述三通接头的第一出口带有锥形圆柱部分，借助它可穿透饮用水容器的密封膜。
9.如权利要求7所述的饮用水分配器，其特征在于，在所述冰箱中设置有：搁板，用于将饮用水容器放置在其上；连接手柄，用于将所述三通接头和与三通接头固定连接的饮用水容器连接形成沿垂直方向可转动；导轨，用于引导连接手柄；该搁板带有半圆形缺口部位和与半圆形缺口部位相延续的一对儿锥形部位。
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