JP2003132423A

JP2003132423A - 水の自動供給機及びその制御方法

Info

Publication number: JP2003132423A
Application number: JP2001323503A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Hoshina; 壽治保科
Original assignee: Kankyo Kogaku Co Ltd
Current assignee: Kankyo Kogaku Co Ltd
Priority date: 2001-10-22
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2003-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】流水を常に調理状態としておくことによっ
て、経済性や運営効率に優れ、水質の維持向上を図るこ
とができる水の自動供給機及びその制御方法を提供す
る。【解決手段】流路内の逆浸透膜ＲＯにより原水から浄
水を生成し、生成した浄水を供給する水の自動供給機に
おいて、浄水の流路を供給側と排水側とに切り替える浄
水供給弁ＳＶ３、浄水排水弁ＳＶ４及び浄水バイパス弁
ＳＶ８と、供給時には逆浸透膜ＲＯからの浄水が供給さ
れ、非供給時には逆浸透膜ＲＯからの浄水が排水される
ように、ＳＶ３，４，８を制御するＣＰＵ１と、逆浸透
膜ＲＯへの通水量を、供給時よりも非供給時の方が少な
くなるように調節する加圧ポンプＰを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原水を処理して生
成した浄水を供給する水の自動供給機及びその制御方法
の改良に関するものであり、特に、常時調理状態を実現
するようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、工業技術の進展に伴い、各種商品
の自動販売機が普及し、とりわけ各種飲物類の自動販売
機はその普及が著しい。特に最近では、グルメ志向、健
康志向、衛生志向の高まりに伴い、金属缶等に充填した
ナチュラルミネラルウォーターなどの清涼飲料水を自動
販売機で扱う例も増加している。

【０００３】さらに、水道水等の原水を逆浸透膜（Ｒｅ
ｖｅｒｓｅＯｓｍｏｓｉｓ：ＲＯと略称されている）
と浄水器により処理した清涼飲料水や調理水を、利用者
の持参する所定規格のコップやボトル等の容器に給水し
販売するシステムも実用化されている。例えば、マイク
ロフィルターと前処理吸着という２段階の前処理と、逆
浸透膜（ＲＯ）処理による１０００万分の５ｍｍ程の分
離処理に加え、後処理吸着、ＵＶ（紫外線殺菌）、除菌
後処理等のオプションを適宜組み合わせることによる水
処理装置を適用したシステムがある。

【０００４】このように自動販売機によって販売又は頒
布される水については、以下の（１）清涼飲料水、
（２）調理水という２種類のものが存在する。（１）清涼飲料水これは、厚生労働省の定める各規格基準に適合し、かつ
所轄保健所により喫茶店営業の許可を必要とし、販売又
は無償にて頒布される水である。但し、この清涼飲料水
としては、以下の食品衛生法の規格基準の内、「その都
度調理する」という基準が厳格に踏襲されている。（食品衛生法）Ｃ．器具及び容器包装の規格基準４．食品の自動販売機（１）自動販売機本体１．材質２．構造及び機能ｈ．調理を行なうものにあっては、調理が販売の都度自
動的に行なわれるものであること（２）調理水これは、公的機関の定める各規格基準への適合が不要で
あり、また所轄保健所による営業許可も不要である水の
なかで、飲用可能であるにもかかわらず、利用上は「飲
用不可」であり、加熱殺菌等の調理が行なわれることを
前提とした水である。

【０００５】以上のことから、清涼飲料水の販売又は頒
布には、「調理」を行なうことが不可欠となる。このよ
うな「調理」の概念は、必ずしも明確ではないが、例え
ば、従来の自動販売機で販売されていた清涼飲料水の場
合には、清涼飲料水の原液その他の原料を、飲用適の水
によって、溶解、抽出、希釈、混合されるものとして解
釈されていた。また、上述の逆浸透膜利用の水処理装置
による浄水の生成のようなものも、「調理」の概念に含
まれるものと考えられる。

【０００６】また、「その都度調理」についての解釈
は、厚生省の見解は、機器に水道水が供給されてから、
供給水の吐水までの工程を、毎回新しく行うようことを
要件としている。特に、「水」を販売するコップ販売式
自動販売機の規格基準において、厚生省の見解によれ
ば、「清涼飲料水」（いわゆる直接飲料可）とする条件
は、機器内部（ハウジング・チューブ等）に滞留してい
る水をその都度排出することであり、タンク等を設け
て、一時貯留後に販売する形式については、「調理用
水」の範疇にあり、「直接飲用不可」・「生での飲用は
できません」等の表示が義務づけられている。

【０００７】これに対処するため、例えば、上述の逆浸
透膜利用の水処理装置を調理機器として使用する自動販
売機においては、１回の販売毎にシステムを停止して、
装置内に滞留する余剰水を排出し、上水より供給される
原水を、その都度調理（浄水化）して販売するという方
法をとっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような「その都度調理」への対処では、１回の販売毎に
システムを停止して余剰水を排水することから、次のよ
うな問題があった。ａ．大量の水が毎回廃棄されることになり、経済性の点
で不利である。ｂ．逆浸透膜システムを利用しているため、１回毎にシ
ステムを停止することによって、水が滞留して透過水の
溶解物質濃度が上昇してしまう「ＲＯクリープ」をもた
らす可能性があり、水質管理に手間がかかる。ここで、
「ＲＯクリープ」の原因としては、運転時の加圧状況で
は分子集団の小さな水しか透過水側には移動しないが、
運転停止状況において内部圧力の平衡状態では、逆浸透
膜内外の圧力差がなくなることにより、透過水と逆浸透
膜間濃縮水との間で浸透圧原理による一部物質の移動が
あるため、逆浸透膜透過水側の水質が低下するものと考
えられている。ｃ．１回毎の余剰水排水に時間がかかり、その結果、顧
客の待ち時間が長く不効率な運営状況となる。

【０００９】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたもので、その目的は、流水
を常に調理状態としておくことによって、経済性や運営
効率に優れ、水質の維持向上を図ることができる水の自
動供給機及びその制御方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、流路内の逆浸透膜により原水か
ら浄水と濃縮排水とを分離生成し、そのうちの浄水を供
給する水の自動供給機において、浄水の流路を供給側と
排水側とに切り替える切替手段と、供給時には前記逆浸
透膜からの浄水が供給され、非供給時には前記逆浸透膜
からの浄水が排水されるように、前記切替手段を制御す
る制御手段とを有することを特徴とする。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１の発明を方法
という観点からとらえたものであり、流路内の逆浸透膜
により原水から浄水と濃縮排水とを分離生成し、そのう
ちの浄水を供給する水の自動供給機の制御方法におい
て、前記逆浸透膜への通水を常時行ない、供給時には前
記逆浸透膜からの浄水を供給し、非供給時には前記逆浸
透膜からの浄水を排水するように、浄水の流路を切り替
えることを特徴とする。

【００１２】以上のような請求項１及び４記載の発明で
は、逆浸透膜に常時通水して調理状態としておくことが
できるので、１回の販売毎にシステムを停止して大量の
余剰水を排水する必要がなく、経済的である。また、水
の滞留がないので、ＲＯクリープを効果的に防止するこ
とができる。さらに、販売する際に余剰排水を行なうた
めの時間がかからないので、顧客の待ち時間が少なく、
効率的な運営が可能である。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１記載の水の自
動供給機において、前記逆浸透膜への通水量を、供給時
よりも非供給時の方が少なくなるように調節する通水量
調節手段を有することを特徴とする。

【００１４】請求項５の発明は、請求項２の発明を方法
という観点からとらえたものであり、請求項４記載の水
の自動供給機の制御方法において、前記逆浸透膜への通
水量が、供給時よりも非供給時の方が少なくなるよう
に、前記逆浸透膜への通水量を調節することを特徴とす
る。

【００１５】以上のような請求項２及び５の発明では、
非販売時にも逆浸透膜への通水を行ない調理状態を維持
しつつ、水量を少なくすることによって、排水量を節約
することができる。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１又は２記載の
水の自動供給機において、供給時における前記逆浸透膜
の内圧を高めるように、前記逆浸透膜から排水される濃
縮排水の流量を調節する濃縮水量調節手段を有すること
を特徴とする。

【００１７】請求項６の発明は、請求項３の発明を方法
という観点からとらえたものであり、請求項４又は請求
項６記載の水の自動供給機の制御方法において、供給時
における前記逆浸透膜の内圧を高めるように、前記逆浸
透膜から排水される濃縮排水の流量を調節することを特
徴とする。

【００１８】以上のような請求項３及び６の発明では、
濃縮排水の排水量を調節することによって、逆浸透膜の
内圧を高めることができるので、高品質の浄水を生成
し、供給することが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態（以下
「本実施形態」と呼ぶ）について、添付の図面を参照し
て具体的に説明する。本実施形態は、本発明の水の自動
供給機を、自動販売機として構成したもので、以下のよ
うな構成・作用・効果により、衛生の担保された水を、
安全な運用方法をもって供給するシステムである。

【００２０】〔１．構成〕本実施形態は、流路内の逆浸
透膜により原水から浄水を生成し、生成した浄水を容器
に給水して販売する水の自動販売機（以下「本機」と呼
ぶ）及びその制御方法に関するもので、本機は、図１の
機能ブロック図に示すように、主として、逆浸透膜ＲＯ
への水の供給流路に配設された複数台の加圧ポンプＰ
（請求項に記載の通水量調節手段）と、各流路に配設さ
れた複数の開閉弁ＳＶ１〜ＳＶ８と、加圧ポンプＰ及び
各開閉弁ＳＶ１〜ＳＶ８等を制御するＣＰＵ１（請求項
に記載の制御手段）とを備えたものである。本機は、こ
のような複数台の加圧ポンプＰを運転制御することによ
り、逆浸透膜のための液流を常時発生させるように構成
されている。なお、本機では開閉弁ＳＶ１〜ＳＶ８とし
て電磁弁を用いている。

【００２１】図１において、ＳＶ１は、漏水時に原水
（水道水）を遮断する開閉弁であり、原水供給弁と呼
ぶ。ＲＯは原水から浄水及び濃縮水を生成する逆浸透膜
であり、図示はしないが、ツリー配管等の技術を適宜適
用する。また、ＳＶ３は逆浸透膜ＲＯで生成された浄水
を給水出口へ通流させる開閉弁であり、浄水供給弁と呼
ぶ。ＳＶ４は、前記浄水を排水出口へ通流させる開閉弁
であり、浄水排水弁と呼ぶ。ＳＶ８は、前記浄水の流路
を、浄水排水弁ＳＶ４側に対してバイパスさせる浄水バ
イパス弁である。これらの浄水供給弁ＳＶ３、浄水排水
弁ＳＶ４及び浄水バイパス弁ＳＶ８によって、請求項に
記載の切換手段が構成されている。なお、Ｔ１は、ＳＶ
８を通流した浄水のための定流量弁である。

【００２２】ＳＶ７は、逆浸透膜ＲＯで生成された濃縮
水を通流させる開閉弁であり、濃縮水元弁と呼ぶ。Ｔ２
は、濃縮水元弁ＳＶ７を通流した濃縮水のための定流量
弁である。ＳＶ６は、逆浸透膜ＲＯで生成された濃縮水
を、ＳＶ７の手前で分岐させて通流させる開閉弁であ
り、濃縮水通流弁と呼ぶ。Ｔ３は、濃縮水通流弁ＳＶ６
を通流した濃縮水のための定流量弁である。ＳＶ５は、
ＳＶ６を通流した濃縮水の流路を、定流量弁Ｔ３側に対
してバイパスさせる開閉弁であり、濃縮水バイパス弁と
呼ぶ。これらの濃縮水元弁ＳＶ７、濃縮水通流弁ＳＶ
６、濃縮水バイパス弁ＳＶ５、定流量弁Ｔ２，Ｔ３によ
って、請求項に記載の濃縮水量調節手段が構成されてい
る。

【００２３】また、原水供給弁ＳＶ１と加圧ポンプＰと
の間には、プレフィルターＰＦが配設されている。そし
て、本機は、図１に示すように、止水ボールバルブ、圧
力計、一方弁、低圧センサー、高圧センサー、パルスセ
ンサー、光センサー、漏水用フロートセンサー等が、適
宜配設されている。なお、本機に備える各種センサーの
具体的種類や構成は自由であり、上述のものはその一例
に過ぎない。従って、その他、例えば、人感センサー、
導電率センサー、流量計、温度センサー、明るさセンサ
ー、防犯センサーなどを備えることもできる。さらに、
本機には、下部に落下した水を受けて排水させるドレン
Ｄが設けられている。

【００２４】また、制御手段であるＣＰＵ１は、組込プ
ログラムの作用により、後述する「低速調理状態」で
は、複数の加圧ポンプＰの一部若しくは可変能力を持つ
１台の加圧ポンプＰを所望の適切な出力で作動させると
ともに、濃縮水元弁ＳＶ７及び浄水バイパス弁ＳＶ８を
開かせ、「高速調理状態」では、複数の加圧ポンプＰの
全部若しくは可変能力を持つ１台の加圧ポンプＰを所望
の適切な出力で作動させ、濃縮水元弁ＳＶ７及び浄水バ
イパス弁ＳＶ８を閉じて、濃縮水通流弁ＳＶ６、浄水供
給弁ＳＶ３を開かせるように構成されている。

【００２５】また、図示はしないが、本機における給水
出口には、水を入れる容器を装着するための装着部、装
着部を保護するための扉、所定の場合以外は扉をロック
するロック機構、各種の操作ボタンスイッチ等を備えて
いる。

【００２６】また、ＣＰＵ１は、日常管理システム、異
常管理システム、課金システム、ＰＯＳシステムや、Ｐ
ＨＳ網などの通信回線経由で接続される中央管理システ
ムなどと必要な情報をやり取りしながら、各センサー類
から入力ユニット２を経て情報の入力を受け付け、加圧
ポンプＰや開閉弁ＳＶ１〜ＳＶ８へ出力ユニット３を経
て指令信号を出力することにより、本機各部を制御する
ように構成されている。図１における細い実線の矢印は
各センサー類から入力ユニット２への信号線、破線矢印
は出力ユニット３から加圧ポンプＰ及び各開閉弁ＳＶ１
〜ＳＶ８等への制御信号線を表す。

【００２７】〔２．作用〕上記のように構成された本実
施形態は次のように作用する。なお、図１に示す流路の
うち、二重線は原水、実線は浄水、太い実線は濃縮水を
表す。〔２−１．作用の概略〕本実施形態では、水を供給販売
していない場合であっても、常時調理状態とすることに
より（以下、「低速調理状態」と呼ぶ）、水の供給販売
時に一旦システムを停止させることなく、顧客に即座に
浄水を供給する（以下、「高速調理状態」と呼ぶ）こと
ができる。ここで、「低速調理状態」は、電気機器にお
ける「電気の待機モード」に相当し、いわば水の自動販
売機における「水の待機モード」と呼ぶことができる。
そして、「低速調理状態」においては、計算された少量
の水が、常に原水より供給されており、供給口から供給
される水は常に「その都度調理された水」といえる。以
下、より具体的な作用を説明する。

【００２８】〔２−２．低速調理状態〕まず、ＣＰＵ１
が、原水供給弁ＳＶ１、濃縮水元弁ＳＶ７及び浄水バイ
パス弁ＳＶ８を開として、複数台の加圧ポンプＰの一部
を作動させるか、又はこれに代え、可変能力を持つ１台
の加圧ポンプＰを所望の適切な出力で作動させる。浄水
供給弁ＳＶ３、濃縮水通流弁ＳＶ６及び濃縮水バイパス
弁ＳＶ５は閉のままとする。すると、システムに供給さ
れた水道水が、プレフィルターＰＦを経由して、逆浸透
膜ＲＯへ移動する。逆浸透膜ＲＯにおいては、水道水か
ら不純物を含む汚水が分離濃縮され、この濃縮水が濃縮
水元弁ＳＶ７を経由して排水される。一方、逆浸透膜Ｒ
Ｏにおいて、分離され不純物を除去された浄水は、浄水
バイパス弁ＳＶ８を経由して排水される。この浄水の流
量は、排水量が節約できる程度の少量となるように、加
圧ポンプＰの作動台数、定流量弁Ｔ１の流量設定によっ
て調節する。これにより、原水から供給される水が常に
調理状態にある。

【００２９】〔２−３．高速調理状態〕次に、顧客が給
水出口の装着部に容器を装着し、所定の購入操作を行な
うと、ＣＰＵ１は全ての加圧ポンプＰを作動させるか、
又はこれに代え、可変能力を持つ１台の加圧ポンプＰを
所望の適切な出力で作動させ、逆浸透膜ＲＯ内の圧力を
上昇させるとともに、濃縮水元弁ＳＶ７及び浄水バイパ
ス弁ＳＶ８を閉とし、濃縮水通流弁ＳＶ６及び浄水排水
弁ＳＶ４を開とする。すると、濃縮水は、開となったＳ
Ｖ６を介して排水される。逆浸透膜ＲＯの内圧が十分高
まるように、定流量弁Ｔ３の流量設定を行なうことによ
り、水質向上に寄与する。一方、不純物を除去された浄
水は、浄水排水弁ＳＶ４を経由して排水される。このよ
うに継続的な調理状態を維持しつつ、浄水排水弁ＳＶ４
を閉として、浄水供給弁ＳＶ３を開とする。すると、短
いタイムラグの後、高い水質となった浄水が、浄水供給
弁ＳＶ３を経由して、装着部に装着された顧客の容器へ
供給される。

【００３０】〔３．効果〕以上のように、本実施形態で
は、水を常時調理状態とすることによって、１回の調理
毎に機器を停止させて余剰水を排水させ、大量の排水後
に新たに調理を行なう場合に比べて、水の無駄使いを防
止することができるとともに、経済的にも有利となる。
特に、加圧ポンプＰ、定流量弁Ｔ１による流量調節によ
って、低速調理状態時の排水量を抑えることにより、水
の節約ができる。

【００３１】また、１回毎にシステムを停止する必要が
ないので、加圧ポンプＰ等の消耗部材への起電時の負担
が大幅に減少する。特に、通電・停止の繰り返しが減少
し、電気料金の低減が図れる。そして、加圧・急停止・
急加圧の繰り返しが減少するので、各部の磨耗疲労が改
善される。

【００３２】また、１回毎のシステムの停止がなく、常
時通水状態で圧力が確保されているので、逆浸透膜ＲＯ
内の水の滞留がない。従って、ＲＯクリープが減少し、
水質が良好に安定するので、水質管理に余分な手間がか
からない。特に、加圧ポンプＰ、濃縮水通流弁ＳＶ６及
び定流量弁Ｔ３による流量調節によって、逆浸透膜ＲＯ
の内圧を高めることができるので、高品質の浄水を供給
することができる。

【００３３】また、１回毎にシステム停止、余剰水廃
棄、再調理という工程を踏まず、常時調理状態であるた
め、顧客の求める時にすぐに対応でき、待ち時間がな
い。従って、効率のよい運営が可能となる。特に、開閉
弁ＳＶ１〜ＳＶ８の開閉によって、低速調理状態から高
速調理状態への切り替えを行なうので、浄水を供給可能
な状態へ即座に且つスムーズに移行させることができ
る。

【００３４】〔４．他の実施形態〕なお、本発明は上記
実施形態に限定されるものではなく、次に例示するよう
な他の実施形態も含むものである。すなわち、非給水時
間内に、定期的に又は不定期に逆浸透膜の膜内洗浄を行
なうように設定することも可能である。例えば、上記の
実施の形態において、濃縮水バイパス弁ＳＶ５によって
濃縮排水の流速と流量を調節することで、膜内洗浄を行
なうことができる。また、非給水時間となり所定の時間
が経過した場合（顧客が来ない場合）には、浄水の排水
を一時的に停止することによって、水を節約する設定と
してもよい。

【００３５】加圧ポンプ、開閉弁、定流量弁の数や組み
合わせについては、上記の実施の形態で例示したものに
は限定されず、設計時に自由に変更可能である。また、
逆浸透膜ＲＯにＵＶ紫外線殺菌装置を併設してもよい。
水を販売する場合の代金収納については、硬貨や紙幣の
他、プリペイドやポストペイドカードによる決済手法を
適用してもよい。ＩＤカード等によって会員認証を行な
うことを条件として購入を受け付けてもよい。また、販
売用ではなく、水を無料で供給するサーバとして用いる
こともできる。さらに、給水部分の構造についても、特
定のものには限定されない。例えば、最初に、給水用の
容器の洗浄を行なうようにしてもよい。品質保持期限の
ラベルが印字されるプリンタを併設してもよい。容器を
用いない給水機としてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、流水を
常に調理状態としておくことによって、経済性や運営効
率に優れ、水質の維持向上を図ることが可能な水の自動
供給機及びその制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の構成を示す機能ブロック
図。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ２…入力ユニット３…出力ユニットＰ…圧力ポンプＳＶ１…原水供給弁ＳＶ３…浄水供給弁ＳＶ４…浄水排水弁ＳＶ５…濃縮水バイパス弁ＳＶ６…濃縮水通流弁ＳＶ７…濃縮水元弁ＳＶ８…浄水バイパス弁Ｔ１〜Ｔ３…定流量弁ＲＯ…逆浸透膜ＰＦ…プレフィルター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ａ２３Ｌ 2/00 ＸＦターム(参考） 3E047 BA10 GA06 JA01 4B017 LP01 LT02 4D006 GA03 JA53Z JA55Z JA63Z KA02 KA12 KB14 KE03Q KE04Q KE07P KE08P KE08Q KE24Q PA01 PB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流路内の逆浸透膜により原水から浄水と
濃縮排水とを分離生成し、そのうちの浄水を供給する水
の自動供給機において、浄水の流路を供給側と排水側とに切り替える切替手段
と、供給時には前記逆浸透膜からの浄水が供給され、非供給
時には前記逆浸透膜からの浄水が排水されるように、前
記切替手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする水の自動供給機。
【請求項２】前記逆浸透膜への通水量を、供給時より
も非供給時の方が少なくなるように調節する通水量調節
手段を有することを特徴とする請求項１記載の水の自動
供給機。
【請求項３】供給時における前記逆浸透膜の内圧を高
めるように、前記逆浸透膜から排水される濃縮排水の流
量を調節する濃縮水量調節手段を有することを特徴とす
る請求項１又は請求項２記載の水の自動供給機。
【請求項４】流路内の逆浸透膜により原水から浄水と
濃縮排水とを分離生成し、そのうちの浄水を供給する水
の自動供給機の制御方法において、前記逆浸透膜への通水を常時行ない、供給時には前記逆浸透膜からの浄水を供給し、非供給時
には前記逆浸透膜からの浄水を排水するように、浄水の
流路を切り替えることを特徴とする水の自動供給機の制
御方法。
【請求項５】前記逆浸透膜への通水量を、供給時より
も非供給時の方が少なくなるように調節することを特徴
とする請求項４記載の水の自動供給機の制御方法。
【請求項６】供給時における前記逆浸透膜の内圧を高
めるように、前記逆浸透膜から排水される濃縮排水の流
量を調節することを特徴とする請求項４又は請求項５記
載の水の自動供給機の制御方法。