JP2005507771A - ユースポイント水精製法およびそのための装置 - Google Patents

Abstract

コンパクトな蒸留システム（１０）は、垂直に積み重なるように配置された構成要素を有している。ハウジング（１２）には、二重壁部のボイラー容器（４２）が含まれる。水は外部供給源から適当なフィルター（３２）を通ってボイラー容器（４２）に供給される。加熱要素（５８）が、ボイラー容器内の水を沸騰させて蒸気を発生させるために設けられている。生じた蒸気は、ボイラーよりも下方に配置される貯留コンテナー（８２）に送られる。ボイラー内の水位は、ノンインベイシブ型液体レベルセンサーおよびコントローラー（４０）によって維持されている。コントローラーは、貯留リザーバーが水を必要とする際にボイラーを作動させるために設けられている。

Description

【技術分野】
【０００１】
発明の背景
本出願は、米国仮特許出願第６０／３２６２２６号（２００１年１０月２日提出）および米国仮特許出願第６０／３４４８０９号（２００２年１月７日提出）の優先権を主張するものであり、それらの内容は、引用することにより本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、一般的に、ユースポイント型蒸留システムに関し、より詳細には、飲料水を精製するためのコンパクトな（または小型の）連続流式蒸留器に関する。
【０００３】
飲料水中の化学薬品、バクテリアおよびウィルスより引き起こされる健康問題が文書等で十分に裏付けされていることから、安全な飲料水に対しての世界的な需要が存在することが一般的な認識となっている。水蒸留デバイスを含む多くの製品が、安全な飲料水を供すべく開発されているものの、問題は依然存在する。例えば、逆浸透法（ＲＯ）を用いるユースポイント型水精製システムでは、汚染物の除去に制限があり、かかる除去を持続するように行うことができないため、濾過膜上にバイオフィルムが形成され、汚水がもたらされてしまう。研究によって、タイムクリティカルなメンテナンスによってバイオフィルムの形成を減じることができるものの、バイオフィルムを完全に取り除くことができず、逆洗によってシステムが汚染されてしまう場合がある。紫外線（ＵＶ）を用いる水精製システムのみが、生物汚染の問題に対して処理を行っているが、そのシステムでは、他の汚染物が水から除去されることはない。更に、かかるシステムでは、水の濁り状態が変えられると、微生物（または細菌）を死滅させる機能が低下することになる。ユースポイント式の水の精製では、蒸留が最も古くからの最も信頼性のある技術となっている。なぜなら、蒸留は、他のどの技術よりも信頼性があり、連続操作が可能であることに加えて、多くの汚染物が水から除去されるからである。しかしながら、条件を満たすようなユースポイント型蒸留器の開発には困難を伴い、幅広い使用が妨げられている。
【０００４】
従来技術の蒸留器の一般的な問題は、ボイラーを適切にクリーニングし難しいことである。なぜなら、通常は、ボイラーにアクセスしにくく（または手が届きにくく）、そのボイラーの内部からスケールを除去するクリーニングが困難となっているからである。蒸留器のボイラー・タンク内のスケールの蓄積は、スケールの生成をもたらす炭酸イオンを生じる重炭酸イオンが未処理の流入水に含まれることに起因している。流入水を予め調整したり、軟水にすることによって、そして、流入水がボイラーをボイラーに入れる前に予め加熱することによって、そのような問題を解決することができる。ボイラーから完全に排出（またはドレーン）する代わりに、部分的にボイラーから排出することによってもスケールの蓄積を減じることができるものの、定期的なクリーニングが依然必要とされ、大部分の従来の蒸留器の構造に対しては、クリーニング・プロセスが複雑になってしまうので、蒸留器の効率が徐々に低下してしまうことになる。
【０００５】
蒸留器のスケール除去およびクリーニングを容易にするために多くに試みが行われているものの、かかる試みのほとんどが、配管条件または構成要素が付加的に必要とされ、ユニットの購入費およびメンテナンス費が増加してしまう。例えば、幾つかの蒸留器は、水を冷却する凝縮機（または凝縮器）を有しており、その凝縮機のために、排水が生じることになる。また、蒸留器では、ボイラーから定期的かつ自動的に排出が行われることがあるものの、スケールの蓄積は依然減じられず、クリーニングの困難性が依然排除されていない。
【０００６】
蒸気を発生する典型的な蒸留装置の適当な洗浄には、相当な時間、労力および長い運転停止時間が必要とされる。場合によっては、クリーニングでは、クリーニング剤を装置に導入し、その後、ある時間をかけてクリーニング剤を適所に及ばせることになる。これによって、運転休止時間が長くなるだけでなく、蒸留装置に望ましくない汚染およびコンタミネーションの原因がもたらされてしまう。
【０００７】
蒸留デバイスのエネルギー効率が良くないことが、蒸留デバイスを使用する際の懸念となっている。蒸留された水が連続的に流れることが可能となっているエネルギー効率の良いユースポイント型蒸留器を供するために、蒸留器ボイラーで安定した液体レベル（または液面）を維持することが必要とされる。しかしながら、レベルセンサー（または液面検出器もしくは水位検出器）および制御手段は、一般的に、ボイラーに配置され、必要とされる安定した液体レベルを維持することが困難となっている上、ボイラーのクリーニングが相当困難となる。更に、冷たい水をボイラーに導入することによって、蒸気の生成が妨げられ、エネルギー効率が低下してしまうことになる。
【０００８】
蒸留デバイスの更なる別の懸念としては、蒸留プロセスの間で放出される揮発性有機化合物および化学物質（ＶＯＣ’ｓ）を排気することが挙げられる。このようなＶＯＣ’ｓがボイラーから放出される場合、そのようなＶＯＣ’ｓの放出によって、留出物（または蒸留された液）が浄化されることになる。従来技術の他の問題としては、水精製システムによって過剰な熱が生じてしまい、電気冷却ファンがやかましくなる傾向を有することが含まれる。
【０００９】
ユースポイント（ＰＯＵ）型デバイスの衛生面に関して政府の規制が予測されることが、昨今の最大の関心事となっている。衛生面に関する規制によって、更なる費用がもたらされてしまい、ＰＯＵ業界にとっては潜在的にマイナスに作用することになる。逆心浸透デバイスの上流および下流にＵＶを加えることでは、ＲＯ膜のバイオフィルムを完全に除去することができず、蒸留における汚染除去に適していない。蒸留デバイスが汚染されることはあまりないものの、衛生面の問題は、必要に応じて、蒸留水用貯留リザーバーの衛生処理を容易にすることによって適切に取り組まなければならない。
【００１０】
従って、クリーニングおよびメンテナンスが速くて容易であり、エネルギー的に効率が良く、熱エネルギーが回収され、また、周囲への発熱が実質的に減じられると共に、やかましくなく、衛生処理が容易で、更には、構造がシンプルな連続流式の水蒸留システムであって、長期にわたって効率よく、信頼性を有するように持続的に操作を行うことができる連続流式水蒸留システムが必要とされる。
【００１１】
発明の説明
それゆえ、本発明の目的は、きれいな澄んだ飲料水が供されるように、簡易でエネルギー効率がよく、メンテナンスが容易な連続流通式ユースポイント型蒸留器を提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、蒸気を発生させるために、内側コンテナーおよび外側コンテナーから成る着脱可能な（または取り外し可能な）容器を有するボイラーを利用したユースポイント型連続流式水蒸留器であって、かかる装置の適切な洗浄に通常要すると考えられる時間、労力および運転停止時間が減じられている蒸留器を提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、時間、労力および運転停止時間を減じることによってもたらされる節約によって、デバイスに関するイニシャル・コストが償却されることになる飲料水蒸留器を提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、蒸留器システムに設けられる着脱可能な蒸気発生容器内の液体レベルを検知（または検出）、制御および維持する簡単なシステムを用いる飲料水用蒸留器を提供することである。
【００１５】
本発明の更なる目的は、広範な種々の他の用途に利用することができ、また、コンテナーを実質的に変更することなく種々のコンテナーと組み合わせることができるノンインベイシブ型（または非侵襲型もしくは非挿入型、ｎｏｎｉｎｖａｓｉｖｅ）の蒸留器用液体レベル計測デバイスを提供することである。
【００１６】
本発明の別の目的は、ユースポイント型蒸留器に用いる予熱（または予備加熱）チャンバーであって、蒸気の発生を阻害する流入物を排除することによってエネルギー効率が実質的に増加し、また、ボイラーに導入するのに先立って流入水からＶＯＣ’ｓが放出および排出される予熱チャンバーを提供することである。
【００１７】
本発明の別の目的は、エネルギー効率を更に増加させ、周辺（または外界）へと放出される熱を実質的に減少させるように熱エネルギーを回収する熱交換機を提供することである。
【００１８】
本発明の別の目的は、気体力学を考慮することによって冷却ファンの音（または騒音）を減じることである。
【００１９】
本発明の更なる別の目的は、必要に応じて、衛生処理が容易な高価でないデバイスを提供することである。
【００２０】
つまり、本発明は、迅速かつ容易に点検、メンテナンスおよび衛生処理を行うことができるエネルギー効率の良いコンパクトな蒸留デバイスが供されるように、構成要素を垂直に積み重ねて配置した連続流式飲料水蒸留器を対象としている。デバイスには、蒸留器用のボイラーとして機能する二重壁容器を含むハウジングが含まれており、適当なフィルターを通って外部源から当該ボイラーへと水が供給されるようになっている。二重壁容器内の水を沸騰させ、蒸気を発生させるように加熱源が供されている。なお、蒸気は凝縮機に供給され、凝縮物がボイラーの下方に配置される貯留コンテナーに送られることになる。ノンインベイシブ型液体レベルセンサーによって、ボイラー内の水位（または水レベル）が維持されることになる。貯留リザーバーに水が必要な場合にボイラーを作動させるようにコントローラーが供されている。必要に応じてリザーバーからの水を受容した後で冷却を行うチラー・タンクが、蒸留デバイスの垂直に積み重ねられたリザーバーとボイラーとの間に配置されている。
【００２１】
本発明のデバイスは、混じりけのない凝縮されたスチームによりもたらされる蒸留水が生じる完全閉鎖系であり、その結果、他の技術のよりも衛生面の懸念が少なくなっている。しかしながら、貯留リザーバーを衛生処理する必要がある場合、キャビネットのサイド・パネルを取り外した後でリザーバーを容易に引っ張り出し、それによって、衛生処理が行われるように、または、衛生処理されたリザーバーと交換することができるように、デバイスが構成されてもよい。別法にて、スチームでリザーバーをクリーニングできるように、ボイラーの蒸気ポートとリザーバーとを接続する蒸気清浄管（図示せず）を設けてもよい。別の代替法としては、凝縮機のファンを単に停止することによって、留出物ではなくスチームをボイラーからリザーバーに送る方法がある。
【００２２】
より詳細には、本発明の好ましい形態では、幾分大きい外側コンテナー内に嵌め込まれる内側コンテナーがボイラー容器に含まれる。容器を構成する内側コンテナーおよび外側コンテナーは、ステンレス製であってよい。例えば、各々のコンテナーは、底壁部および略円筒形状の側壁部を有し、上部の周縁エッジ部で外向きに延在するフランジが形成されるものであってよい。外側容器が、蒸留デバイス内で装置を支持および／または取り付けるための付加的なレッグ部を有していてもよいものの、他の取付けデバイスを用いてもよく、外側コンテナーの上部フランジおよび当該フランジをシールするのに適当なガスケットによって、内側コンテナーが外側コンテナー内で外側コンテナーから離隔して支持される。加熱される水または他の液体は、外側コンテナーの側壁部を通るように入口ポート（当該入口ポートには入口管が取り付けられている）から、好ましくは所望の液体レベルよりも下方となるように二重壁部を成すボイラーに送られる。必要に応じて、ボイラーから液体が排出されるように、排出ポートを外側コンテナーの底部に配置し、その排出ポートに排出ラインを取り付けてもよい。加熱される液体をボイラーに送ることができるように、かかる排出ポートを「Ｔ」フィッティングに接続してもよい。
【００２３】
好ましい内側ボイラー容器および外側ボイラー容器の代わりに、単一の容器のボイラーを用いてよく、その場合には、上部が開いた絶縁性ボイラー・ハウジングまたはポケット部内において着脱可能に容器が配置されることになる。排出パイプは、容器の底壁部の排出ポートに取り付けられており、ハウジングまたはポケット部の底壁部のオリフィスを通るように垂直に下方向に突出している。適当なクイックコネクト（ｑｕｉｃｋ ｃｏｎｎｅｃｔ）によって、排出管と排出パイプとを着脱可能に接続することができる。好ましく処理される水は、排出ラインに取り付けられたニップル（または管継手）または「Ｔ」コネクターに接続される供給ラインを通って単一容器のボイラーに送られる。
【００２４】
本発明の好ましい態様において、入口ポートから導入される液体を受容するチャンバーが予熱されるように、内側コンテナーの側壁部および底壁部は、内側コンテナーよりも幾分大きくなった外側コンテナーの側壁部および底壁部から離隔している。予熱プロセスで放出される揮発性有機化合物および化学物質が排出されるように、外側容器の側壁部の上部であって、予熱チャンバー内の水位よりも上方にて小さいポート部を設けてもよい。内側コンテナーの底部のオリフィスによって、入口ポートから予熱チャンバーを通って内側容器内へと液体が流れることが可能となる。二重壁部を成す容器に熱源を供することができる。好ましくは、熱源は、ボイラー蓋部に取り付けられるヒーターであって、内側コンテナー内で液体中へと下方向に延在するヒーターである。ヒーターが作動すると、内側コンテナー内で加熱された熱がコンテナーの間の空間に放射され、予熱チャンバー内の液体が予熱されることになる。
【００２５】
ボイラー蓋部には、ボイラー内から凝縮機へと蒸気を移送するのに用いる蒸気出口管が取り付けられる。留出物は、凝縮機から貯留リザーバーに移送されることになる。
【００２６】
熱エネルギーが回収されるように、ボイラーと凝縮機との間のラインに熱交換機を設けてもよい。熱交換機によって、エネルギー効率が増加し、周辺へと放射される熱が実質的に減少することになる。流入液体が予熱チャンバーに入る前に予め加熱されるように熱交換機が取り付けられている。
【００２７】
本発明の蒸留器のボイラー容器内での所望な液体レベルが検知され、制御され、そして維持されるように、ノンインベイシブ・センサーおよびコントローラーが設けられる。本発明の蒸留器の一部品としてセンサーおよびコントローラーを説明するものの、コンテナーがどのようなものであっても液体レベルを非挿入された状態で制御するのに、かかるセンサーおよびコントローラーを用いることができる。更に、異なる液体温度、粘度、混濁度および比重ならびに操作圧力であっても、かかるセンサーおよびコントローラーを使用することができる。ボイラー内で安定的な液体レベルが維持されると、液体レベルが変動することによって生じるスケール生成が実質的に減じられることになるので、蒸留器でセンサーを使用することは有用となる。関連するコンテナーおよび底部から排出が行われるコンテナー内において空レベルまたは下方（または低い）液体レベルが単に検知されるように単に変更された装置は有用である。
【００２８】
本発明のノンインベイシブ・センサーおよびコントローラー（以後、単にセンサーとよぶ）によって、コンテナーの外側からコンテナー内の液体レベルが検知、測定および制御される。１つの態様において、センサーには、例えば、円筒形状側壁部を有するコンテナーであって、上部クロージャー（または上部キャップ）および底部クロージャー(または上部キャップ）でもって閉鎖されたコンテナーが含まれる。第１配管は、ハウジングの底部キャップを通るように延在しており、コンテナー（当該コンテナー内で液体レベルが測定される）の排出管と接続されている。センサー・ハウジングの上部は、上部センサーのキャップの配管を介することで大気（または周辺雰囲気）とつながっている。上部キャップに取り付けられたリード・フロートスイッチ・アッセンブリは、センサー・ハウジング内に向かって下方向に突出している。検知される必要があるコンテナー内の所望のレベルでリードスイッチが作動するようにセンサーが配置されており、従って、コンテナー内で最も低いレベルまたはコンテナー内で最も高いレベルが検知されるようにセンサーを配置してもよく、または、それらの双方のレベルが測定されるように、２つのスイッチをセンサー・ハウジングに設けてもよい。
【００２９】
ノンインベイシブ・センサーの別の態様には、コンテナー内の液体の種々のレベルを検知すると共に、コンテナーへと流入する水の流れを制御（または調整）するソレノイドバルブを制御する多数のリードスイッチが含まれている。流入する水は、ソレノイドバルブからセンサー・ハウジングを通って流れた後、制御が行われるコンテナーに流れるか、または、ソレノイドバルブから「Ｔ」コネクターへと流れた後、そのコネクターからセンサーおよびコンテナーに流れることになる。例えば、ボイラーと凝縮機との間のラインに熱交換機を用いる場合には「Ｔ」コネクター方に流れるのが望ましい。
【００３０】
更なる態様では、センサー・ハウジングの上方部分とコンテナーの上方部分とを接続してよい。この場合には、センサーとコンテナーとの間の圧力が等しくなるように液体レベルが制御されることになる。このような接続は、制御されるコンテナーが大気圧よりも高い圧力で操作される場合に望ましい。また、ソレノイドが制御する入口バルブの出口と、液体コンテナー（または当該コンテナーの排水ライン）とをセンサー・ハウジングを介して接続するのではなく、当該入口バルブの出口を液体コンテナーまたはコンテナーの排水ラインに直接的に接続してもよいことを理解されよう。更に、センサーに接続される適当なアラームを設けてもよい。
【００３１】
本発明の蒸留器は、スタンドアローン型フロアユニット（または単体の床置き型ユニット）であってもよい。または、ボイラーが迅速かつ容易に取り外され、または洗浄されるように、完全に開いた上部を有し、洗浄する必要のない熱源を有するポータブルなカウンタートップ型（またはカウンター上で用いられる）バッチ式または連続流式蒸留装置として本発明の蒸留器を構成してもよい。上述の特徴を有するように本発明の蒸留器を構成してもよいものの、流しの蛇口、冷凍製氷機、冷水の供給部または種々の用途に純水を送る便利な供給源が供されるように、本発明の蒸留器を典型的なキッチンのアンダーカウンター型およびアンダーシンク型設備（またはカウンターおよび流しの下で用いられる設備）として適合させてもよい。
【００３２】
本発明の上述の目的、特徴および利点、または更なる目的、特徴および利点は、図面および以下の好ましい態様の詳細な説明から当業者に明らかとなるであろう。
【００３３】
本発明のベストモードの説明
次に、本発明の好ましい態様のより詳細な説明に移る。図１、２、３および４には、垂直に積み重ねるように設けられたユースポイント型水蒸留器（一般に１０で表す）が示される。側壁部１４，１６、正面壁部１８（図２）、上壁部２０および底壁部２２を有する適当なハウジング１２内に、かかる蒸留器１０は備えられている。蒸留される流入液体（好ましくは水）は、供給ライン３０を介して適当な供給源（図示せず）から蒸留器１０へと送られる。好ましくは、スケール生成を防止するように調整するインライン予備フィルター（または配管の途中に取り付けられる予備フィルター）３２を通った後、粒状物を取り除くストレーナー３４を通って水が供給される。そして、蒸留器へと向かう水流れを制御するインライン・ソレノイドバルブ３６（以下でより詳細に説明する）を通って水が供給された後、ソレノイドの動作を制御してボイラー容器４２へと水が供給されるようにする遠隔制御可能なノンインベイシブ型液体レベルセンサーおよびコントローラー４０（以下でより詳細に説明する）を通って水が供給されることになる。センサー４０は、容器４２で下方水レベルを検知すると、ソレノイド出口４４から水が供給されるようにソレノイド３６を作動させる。この場合、コントローラー入口４６を経由してセンサー４０を通るようにソレノイド出口４４から容器４２（容器４２は以下で説明する）へと水が供給されるか、または、直接的にソレノイド出口４４から容器４２へと水が供給されることになる。水がセンサー４０を経由して容器に供給される場合、センサー出口ライン４８を経由してコントローラーから容器４２へと水が送られる。なお、ソレノイド出口４４から熱交換機４９（以下で説明する）を通るように水を容器４２に供給してもよい。
【００３４】
例えば、ハウジング１２に設けた上方取付け台５０上にボイラー容器４２を設けてもよい。容器は、二重壁のボイラー容器が形成されるように、内側コンテナー５２およびその内側コンテナーの外側に離隔して設けられる外側コンテナー５４を含んでいる。なお、当該コンテナー５２，５４の上端部は、着脱可能な蓋部またはカバー５６によって閉鎖されている。蓋部が閉鎖されると内側コンテナー内に延在するような加熱要素５８であって、水６０の水位よりも下方にまで延在する加熱要素５８をカバー５６に設けてもよい。水が加熱要素５８によって加熱される場合、加熱により生じる蒸気が、容器４２の上方部分６１に集まる。蒸気は、その後、カバー５６のポート６２および蒸気管６４を通って凝縮機６８（凝縮機６８は取付け台５０上で支持されることが好ましい）の入口６６に移動することになる。蒸気管６４のラインに接続される熱交換機４９（必要に応じて設けられる熱交換機）を通って蒸気が通過するようにしてもよい。凝縮機６８の蛇管（またはコイル）７２を冷却するためにファン７０を設けてよい。凝縮機６８で生じる精製された蒸留水は、ライン８０（図２）を通ってリザーバー８２（当該リザーバー８２はハウジング１２に設けられる下方取付け台８４上で支持されている）に送られることになる。リザーバー８２に供給されることになる蒸留水をライン８０の中間フィルター８６を通るように供給してもよい。なお、当該ライン８０には、例えば、精製された水をきれいにするカーボンフィルターを備えてもよい。蒸留されて濾過された水は、ライン８０を経由してフィルター８６からリザーバー８２の入口８７に供給される。
【００３５】
リザーバー出口ライン９０は、リザーバー８２の底部に配置されており、ポンプ９２の入口とつながっている。なお、ポンプ出口ライン９６を通るようにリザーバーからチラー・タンク９４へと水が移送されるようにポンプ９２を作動させることができる。ハウジング１２に取り付けられた中央取付け台９７によって、チラー・タンクを支持してもよい。冷却された精製水は、チラー・タンク９４からディスペンスされ、出口９８および蛇口１００を通るように移動する。必要に応じて、冷却しない精製水をチラー・タンク９４の上方からディスペンスされるように第２蛇口を設けてもよい。
【００３６】
３つのフロートスイッチ（一般に１０４で表す）がリザーバー８２に設けられている。３つのフロートスイッチは、リザーバーが十分に満たされた時を検知する上方レベルセンサー・スイッチ１０６、中間の液体レベルである時を検知する中間レベルセンサー・スイッチ１０８およびリザーバーが空である時を検知する下方レベルまたは底部レベルスイッチ１１０から構成される。これらの全てのスイッチは、ハウジング１２に配置される制御回路１１２に接続されており、その結果、上方レベルセンサー・スイッチ１０６が作動すると、制御回路によって水蒸気の生成が停止させられる一方、リザーバー内の水位が、選択された中間レベルになると、蒸気の生成を開始する信号が中間スイッチ１０８によって供されるようになり、また、リザーバー内に水がなくなると、下方スイッチ１１０がポンプ９２の運転を停止させることになる。精製プロセスが大気圧またはそれに近い圧力で操作することができるように、リザーバー８２の上部に空気ベント部／フィルター１２０が設けられている。
【００３７】
チラー・タンク９４には、高いレベル（１２４で示すレベル）と低いレベル（１２６で示すレベル）との間で変化するタンク内の水位に応じてポンプ９２が作動および停止するように、制御回路１１２に接続されるフロートスイッチ１２２が含まれている。チラー・タンクの上方部分の周辺温度（または外界温度）の水とチラー・タンクの下方部分の冷却された水とが分けられるように、バッフル（または仕切板）１２８をチラー・タンクに設けてもよい。バッフル１２８によって、冷却された水を下方部分から上述の蛇口１００に供給することができる一方、周辺温度の水を上方部分から蛇口１０２に供給することができるようになる。チラー９４の上壁部のベント部／フィルター１３０によって、水が自重で蛇口１００および１０２へと流れることが可能となる。コンプレッサー１４０は、操作が可能となるようにチラー・タンク９４（当該タンク９４内では水が冷却される）に接続されている。なお、レッグ部１４４で支持された台１４２を用いることによって、ハウジング１２の底壁部２２上でコンプレッサー１４０を支持してもよい。常套の冷凍凝縮機の蛇管は、操作が可能となるようにコンプレッサー１４０に接続されている。
【００３８】
上述の種々の構成要素にアクセスできるように（または手が届くように）、着脱可能なパネルの形態の壁部を有するハウジング１２を適当な内側フレーム（当該フレームは常套なフレームであるので図示しない）によって支持してもよいことを理解されよう。本発明の好ましい態様では、蛇口１００，１０２を保護する凹部１５０がフロント・パネル１８に形成されており、当該凹部によって、清潔なドリップトレイ１５４、例えば、同時継続中の米国出願第０９／５９７８０７号（２０００年６月１９日提出）によって開示されているドリップトレイ（当該開示事項は引用することにより本明細書に組み込まれている）を受容するためのシート部（または着座部）１５２が提供されることになる。更に、清潔なシールド、例えば、同時継続中の米国出願第０９／５５２６６０号（２０００年４月１９日提出）によって開示されているシールド（当該開示事項は引用することにより本明細書に組み込まれている）を蛇口１００，１０２に組み込んでもよい。
【００３９】
次に参照される図５に、容器４２がより詳細に拡大図で示されている。図示されるように、容器４２には、好ましくは略円筒形状側壁部１６２および下方向にテーパーが付けられた底壁部１６６を有する内側コンテナー５２、ならびに好ましくは略円筒形状側壁部１６４および下方向にテーパーが付けられた底壁部１６８を有する外側コンテナー５４が含まれる。内側コンテナー５２の高さおよび直径は、外側コンテナー５４の高さおよび直径よりも僅かに小さくなっている。それゆえ、内側コンテナー５２と外側コンテナー５４とを入れ子構造で組み合わすと、それらの側壁部および底部がそれぞれ離隔して、内側コンテナー５２と外側コンテナー５４との間に予備加熱チャンバー１７０が形成されることになる。２つの容器の上端部は開いている。その上端部には外向きに延在するフランジが形成されている。内側容器のフランジ１８０は、コンテナーが組み合わされる際に外側コンテナーの外向き延在フランジ１８２に及ぶように形成されている。双方のフランジは、それぞれのコンテナーの上方周縁エッジ部の周りに形成されることになる。好ましくは、単一の環状スペーシング・ガスケット（ｓｐａｃｉｎｇ ｇａｓｋｅｔ）およびシーリング・ガスケット１８４が、フランジ１８０上に取り付けられる。なお、ガスケットの底面はフランジ１８２と係合するようになっており、ガスケットの上面は容器のカバー５６を受容するようになっている。ガスケット１８４は、フランジ１８０よりも僅かに外向きに延在することが好ましく、カバー５６の位置を決定付ける上方向延在環状ショルダー部１８５およびガスケットのフランジ１８２への配置を決定付ける下方向延在環状ショルダー部１８６を有している。必要に応じて、２つの別個のガスケットを用いてもよい。カバー５６を着脱可能に取り付けるために適当なクランプ（図示せず）を用いてもよい。また、内側コンテナーが外側コンテナー内で中心に位置するように取り付けられている状態を保持するためにも、適当なクランプ（図示せず）を用いてもよい。なお、その場合には、ガスケット１８４の厚みおよびコンテナー側壁部の相対的な高さによって、底壁部１６６と底壁部１６８との間の空間が調整されることになる。
【００４０】
図１〜４に関して上述したように、適当な取付けブラケット（例えば１８６で示すようなブラケット）によって、取付け台５０上で外側コンテナーを支持してもよい。外側コンテナーには水ライン４８に接続するための入口ポート１９０が含まれている。水は、ライン４８からポート１９０を通って加熱チャンバー１７０（なお、離隔する側壁部１６２と側壁部１６４との間を下方向に流れた後、離隔する底壁部１６６と底壁部１６８との間を水は流れる）に流れ込んだ後、上方向に底壁部１６６のオリフィス１９２を通って内側コンテナー５２内（６０で示される）へと流れ込むことになる。図示するように、好ましくはカバー５６に取り付けられる加熱要素５８は、加熱コイル１９４が水６０の表面１９５よりも下方に位置するように内側コンテナー内部で下方向に延在する。カバー５６を通るように延在する電気コンタクト（または電気接触子）１９８，１９９によって制御回路１１２を介して適当な電圧源１９６に加熱要素５８が接続される。リザーバー８２が蒸留水を必要とすると中間フロートスイッチ１０８（図２）が信号を発し、コントローラー１１２が加熱要素を作動させるので、内側コンテナー内の水が沸騰し、蒸気が生じることになる。なお、蒸気は、出口６２から排出され、配管６４（場合によっては、上述のようにラインに取り付けられた熱交換機４９（図４））を通って凝縮機６８に移動する。内側コンテナー５２内で加熱された水は、予熱チャンバー１７０内の水を予熱する機能を有している。必要に応じて、このようにして予熱した水が加熱されることによって放出され得る揮発性有機化合物および化学物質が排出されるように、外側チャンバー５４の上方周縁部の周りに複数のベント部２００が設けられてもよい。
【００４１】
外側コンテナー５４の底壁部１６８には排出出口ポート２０２が設けられており、液体ボイラー容器４２から排出が行われることになる。出口ポート２０２は、ライン２０４を介して排出バルブ２０６に接続されている。必要に応じて、ライン４８からポート１９０に通すように水を流す代わりに、ライン４８から排出ライン２０４のＴコネクターを通るように予熱チャンバー内へと水を流し込んでもよい。
【００４２】
着脱可能なカバー５６がガスケット１８４の上部と係合するので、ボイラー容器が閉鎖され、水位６０よりも上方の内側コンテナー５２内に蒸気チャンバー２１０が形成されることになる。ヒーター要素５８は着脱可能なカバーに接続されるように図示されているものの、別の位置に配置することも可能であり、例えば、必要に応じて、ヒーターを、内側コンテナー５２の底壁部の開口部１９２を通って上方向に突出するように外側コンテナー５４の底壁部に取り付けてもよいことを理解されよう。
【００４３】
運転に際しては、蒸発される液体（好ましくは水）が、例えば入口ライン４８を通って予熱チャンバー１７０内に導入される。その後、液体はコンテナー５２の内部に流れ込み、そこで、水蒸気が必要とされる際に加熱要素５８で加熱されることになる。内側コンテナー内で水が加熱される場合、予熱チャンバー１７０内の水も加熱されることになり、内側コンテナーに送られる前で望ましくないＶＯＣ’ｓが除去されることになる。これによって、かかるＶＯＣ’ｓが出口６２に向かうことが防止されるので、本発明のデバイスによって供される蒸留水の純度が上がることになる。コンテナー５２の内部に入る予熱された流入水では、蒸気の発生を阻害する冷たい水が排除されているので、エネルギー効率が実質的に増加することになる。
【００４４】
本明細書で説明するようなボイラーでのスケール蓄積は、ボイラー内で炭酸イオンへと変化する重炭酸イオンが新しい未処理の流入水に含まれていることに起因している。予熱チャンバー１７０内で流入水を予熱することに併せて予備フィルター３２で流入水を予め調整または軟水にすることと、ボイラー容器から定期的に部分的に排出を行ってボイラー４２の液体レベルを一定に維持することとを組み合わせることによって、スケールの蓄積をほぼ防ぐことができる。しかしながら、長期にわたって操作が行われると、沈殿物が内側容器の表面に蓄積し、定期的なクリーニングが必要となる。本発明のボイラー容器では内側コンテナーおよび外側コンテナーが設けられており、それによって、適当なクリーニングに関連する労力および運転停止時間が相当に減少することになる。なぜなら、クリーニングするために内側コンテナーを迅速かつ容易に取り外すことができるからである。従って、カバー５６が外され、取り除かれるので、内側コンテナーから加熱要素５８を持ち上げて取り出すことができる。外側コンテナーから内側コンテナー５２を単に持ち上げるように取り出した後、都合のよい方法でクリーニングしたり、または単に新しいコンテナーもしくは洗浄したコンテナーと取り替えた後で、カバーが再度配置されて取り付けられる。予備の内側コンテナーを利用すると、デバイスの運転休止時間が大幅に減じられる。
【００４５】
上述の二重コンテナー容器の代わりに、図６に示すような単一コンテナーから成るボイラー２２０を用いてもよい。ボイラーには、１つのコンテナー２２２が含まれている。かかるコンテナー２２２は、ハウジング１２内にて取付け台に取り付けられた上部が開いた絶縁性ボイラー・ハウジングまたはポケット部２２４内に着脱可能に取り付けられる。排出パイプ２２６は、コンテナー２２２の底壁部２３０の排出ポート２２８に取り付けられている。排出パイプ２２６は、ハウジングまたはポケット部２２４の底壁部２３４のオリフィス２３２を通るように下方向に垂直に突出している。例えば適当なクイックコネクト２３８によって、または、ドレーン・パイプ上に摺動するシリコーンゴム管を用いることによって、排出管２３６を排出パイプ２２６に着脱可能に接続させる。排出ライン２３６に取り付けられたニップルまたは「Ｔ」２４２に接続される供給ライン２４０によって、処理される水が単一のコンテナー２２２内に導入されることになる。
【００４６】
クリーニングまたは取り替えを行うために、ハウジングまたはポケット部２１２から単一のコンテナー２２２を取り外すことができる。しかしながら、上述の二重コンテナー容器４２の内側コンテナーとは違って、排出した後に、排出管２３６を外さなければならない。なお、かかる単一コンテナーのボイラー２２０には予熱チャンバーおよびＶＯＣポートが設けられていないので、二重コンテナーから成るボイラーが好ましい。
【００４７】
図７および図８には、本発明の好ましい凝縮機６８がより詳細に示される。凝縮機は、最大限の冷却効率がもたらされるように、円錐形状となるように渦巻き状に巻かれた単一のフィンチューブ２４４であり、従って、ファン２４６からの冷却空気がチューブのフィンと効率的に係わり合うことになるので無駄な空気流れが防止される。
【００４８】
ファン２４６を包囲するゴム製ベース部２４８が形成される環状部材の上部は、凝縮機６８の蛇管底部２４９の形状と適合し、当該蛇管底部２４９を受容する。同様に、凝縮機６８の上部に配置するように形成されるゴム製キャップ２５０の底部は、凝縮機の蛇管上部２５１の形状と適合する。このため、ファンからの冷却空気の全てが、凝縮機のチューブ２４４の周りで対称的にフィンを通って通過することになる。
【００４９】
スパイダー２５３によってファン２４６用ハウジング２５４の上部に取り付けられるタイロッド２５２は、凝縮機６８の中心を通るように、上部キャップ２５０の中心の穴部２５６を通って垂直に上方向に突出している。ハウジング２５４は、ベース部２４８の内部のショルダー部２５８に適合し、係合する。ワッシャ（または座金）および蝶ナット２６０がタイロッド２５２の上部から挿通され、ユニットが固定される。
【００５０】
熱交換機４９（図４）には、両端が開口する内側管２７０が含まれると共に、当該内側管２７０を包囲する外側管であって、当該内側管２７０よりも大きくて幾分より短い同心の外側管２７２が含まれており、内側管２７０の両端の短いセクションが露出されたままとなっている。内側管２７０と外側管２７２との間でチャンバー２８０が形成されるように、外側管２７２の各端部は、内側管２７０の周縁部周りの２７４および２７６で密閉されるように閉鎖されている。チャンバー２８０は、一方の端部に入口２８２を有しており、他方の端部に出口２８４を有している。熱交換機４９は、ステンレス鋼管から形成されてよく、好ましくは、蒸気管６４の途中に設けられることが好ましい。ソレノイドバルブ３６に設けられる出口ライン４４は、流体が流れることができるように熱交換機４９の入口２８２と接続される。水がセンサー入口４６（図３）またはセンサー４０の「Ｔ」コネクター２９０を介することによってボイラー４２に供給されるように、出口２８４が接続されている。なお、コネクター２９０は、流体が流れることができるように、ライン２９２によってセンサー４０と接続されると共に、ライン４８によって容器５４と接続されている。
【００５１】
運転に際して、流入水は、ソレノイド出口４４から入口２８２および出口２８４を介して熱交換機４９のチャンバー２８０を通って流れることになり、その後、「Ｔ」コネクター２９０、センサー４０につながるライン２９２を通過すると共に、コンテナー５２とコンテナー５４との間の予熱チャンバー１７０につながるライン４８を通過することになる。加熱が行われるコンテナー５２内に流れる水および容器５２内で生じる蒸気は、ポート６２および蒸気管６４を通って凝縮機６８の方へ移動することになる。蒸気は、凝縮機６８に入る前に、蒸気管６４の途中に設けられた熱交換機４９の内側管２７０を通るように通過する。蒸気が内側管２７０を通過すると、チャンバー２８０を通過する冷たい流入水によって、相当量の熱が蒸気から吸収されることになる。従って、熱交換機では、周辺への発熱が実質的に減じられると共に、加熱された流水を用いて、回収された熱エネルギーを容器４２へと戻すように移動させることによって、熱エネルギーの回収が行われることになる。
【００５２】
次に参照される図９に、本発明のノンインベイシブ型液体レベルセンサーおよびコントローラー４０の好ましい態様および本発明のコントローラー４０がより詳細に示される。上述のように、検出器４０は、ボイラー容器４２等のコンテナー内の液体レベルを検知、制御および維持する簡単なデバイスである。センサーは、液体レベルを制御することが必要な種々の他のコンテナーまたはデバイスに使用することができる。図示されるように、センサー４０はボイラー容器から離して設けられており、ノンインベイシブ型となっている。即ち、センサー４０は、内側コンテナー５２に含まれる液体とは直接的に接触しておらず、クリーニングを必要とする際に内側コンテナーからセンサー４０を取り外さなくてもよい。その結果、センサー４０は、液体レベルを制御する他のデバイスよりも信頼性を有している。
【００５３】
センサー４０には、略円筒形状のボディー部３００、上部クロージャー（または上部キャップ）３０２および底部クロージャー（または底部キャップ）３０４が含まれている。出口ポート３０６によって、センサーの内部３０８と出口ライン４８とが接続される。かかる態様では、上述のように、出口ライン４８が、入口ポート１９０を介して、外側コンテナー５４の側壁部を通って内部の予備ヒーター空間１７０と接続されている。また、底部クロージャー３０４には、ソレノイドバルブ３６（図１）からの入口ライン４４をセンサー４０の内部３０８に接続するための入口ポート４６が含まれている。ソレノイド３６の操作は、コントローラー１１２（当該コントローラーはケーブル３１０を用いてソレノイドに接続されている）によって制御される。
【００５４】
リード・フロートスイッチ・アッセンブリ３１２が、センサー４０の内部に備えられている。好ましくは、リード・フロートスイッチ・アッセンブリ３１２が上部キャップ３０２に取り付けられ、センサーの内部へと下方向に延在している。常套のスイッチ・アッセンブリ、例えばケー・アイ・ピー・インク（ＫＩＰ Ｉｎｃ．）（コネチカット州フラミントン スプリング・レーン（Ｓｐｒｉｎｇ Ｌａｎｅ、Ｆａｒｍｉｎｇｔｏｎ、Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）７２）より市販のスイッチには、ケーブル３１４を用いてコントローラー１１２に接続されるリードスイッチが２つのレベルに設けられている。第１レベルスイッチは、一般に３１６で示される位置に配置されている。ボイラー容器４２の所望の液体レベル範囲に関連するレベルに第１スイッチが配置されるように、センサー４０がボイラー容器４２に取り付けられている。従って、ボイラー容器で維持される好ましい上方水位３２０および下方水位３２２に対して感度を有するように、第１レベルスイッチが配置されている。センサー４０の内部３０８は、ライン４８によってボイラー容器４２の内部と通じているので、水位３２０および３２２で図示されるように、検出器内の液体レベルとボイラー容器内の液体レベルとが等しくなっている。
【００５５】
リードスイッチは、センサー内で水位に応じて動くことができるフロート３２４によって操作される。水位が３２２で示される下方レベルに達すると、フロートが３１６に配置される第１リードスイッチを作動させるので、コントローラー１１２によってソレノイドバルブ３６が開かれることになる。これによって、水が供給源３０からセンサーを通ってボイラー容器に流れることになるので、水位が所望の上方レベル３２０にまで回復する。そして、水位が所望の上方レベル３２０にまで回復すると、ソレノイドバルブ３６が閉鎖されるように３１６のリードスイッチがコントローラーに信号を送ることになる。
【００５６】
センサー４０の底部付近の３３０で示される位置に第２リードスイッチまたは下方レベルのリードスイッチが設けられている。どのような原因に起因しようとも、ボイラー容器４２内の水が、３３２で示される所定の下方液体レベルにまで下がった場合、第２リードスイッチまたは下方レベルのリードスイッチがフロート３２４に応答することになるので、ヒーター５８（図１）の電力を切るようにコントローラー１１２に信号が送られる。均圧管３３４は、上部キャップ３０２を通って上方に延在しており、センサーの内部と周辺とを通じるようにしている。
【００５７】
ポート１９０，３０６の直径およびライン４８の直径は、入口ライン４４およびポート４６の直径よりも大きいので、水がセンサー４０を通ってボイラー容器４２内へと迅速に流れることができ、それゆえ、検出器が必要以上に迅速に充填されたり、第１レベル検知スイッチが予定より早く作動してしまうことが防止されることに留意されたい。図示されるシステム試験機は、入口ライン４４が１／８インチの内径を有し、出口ライン４８が３／８インチの内径を有するものであった。流入速度がボイラー容器の消費速度よりも僅かに大きく、蒸留器の連続操作の間でソレノイドバルブのデューティサイクル（または使用率）が２．６／時間となるように、ソレノイドバルブのフローレギュレーター（または流量調整弁）が設定される。より速い速度で液体が消費されることになるコンテナーに関連する用途に対しては、より大きい出口ライン４８を使用することができるように、検出器ボディー３００の直径をより大きくしてよく、また、それに応じて流量調節弁３６が設定される。センサー４０の垂直方向に関した配置によって、ボイラー容器４２の所望の液体レベルが決められることを理解されよう。
【００５８】
運転に際して、容器４２内の水が消費されると、フロート３２４が下降し、３２２で示されるレベルに到達することになる。３２２で示されるポイントにフロート３２４が達すると、ソレノイドバルブがサイクル動作を開始することになり、容器４２が再充填される。容器４２内の水位が上がると、フロート３２４が上昇し、フロート３２４が３２０で示される水位に達すると、ソレノイドバルブ３６が閉じられることになる。容器４２内で更に水が消費されると、フロート３２４は再度下降し、水位３２２に達することになる。なお、３２２で示されるポイントにフロート３２４が達すると、ソレノイドバルブ３６がサイクル動作を再度開始し、容器４２が再び充填されることになる。水位３２０と水位３２２との間のサイクルによって、予め決められた実質的に一定の液体レベル範囲が容器４２で維持されることになる。必要に応じて、かかる範囲を数インチの範囲内になるように維持してもよい。容器４２内の液体レベルを予め決められた一定の範囲に維持することによって、コンテナー５２（図１〜３）内の水温度は、操作される間にて沸点よりも低く下がることがないので、蒸気および留出物の生成が連続的なものとなる。均圧管３３４によって、センサー４０の液体レベルよりも上方の空間が大気圧または大気圧に近い圧力に維持されるので、液体が自由に流れることができ、リード・フロートスイッチ・アッセンブリの操作が信頼性を有することになる。
【００５９】
何らかの理由で、供給源３０からの液体がなくなり、その結果、容器４２内のレベルが予め決められた下方液体レベル（例えば３３２で示されるレベル）にまで下がると、ヒーター５８（図１〜４）の電力を切るようにレベル３３０のスイッチからコントローラー１１２へと信号が送られることになる。また、必要に応じて、システムの故障を知らせるために、アラームまたは他の信号が発せられるデバイスを３３０のスイッチで作動させてもよい。必要に応じて、センサー内の液体レベルを目視確認できるようにボディー３００を半透明にしてもよい。
【００６０】
次に参照される図１０に、図９のセンサー・システムを変更した態様が示される。かかる態様では、図５に示される出口ポート２０２が用いられることによって、ノンインベイシブ・レベルセンサーおよびコントローラー３４０とボイラー容器４２の外側コンテナー５４とが接続されている。かかる場合の出口ポート２０２は、「Ｙ」フィッティング３４４の共通レッグ３４２に接続されている。「Ｙ」フィッティングの第２レッグ３４４は排出ライン２０４に接続されている。その一方、「Ｙ」フィッティングの第３レッグ３４６は、水ライン３４８を介してセンサー３４０の内部３５２につながる入口ポート３５０に接続されている。図示されるように、センサー３４０には、上端部が上部キャップ３５６によって閉鎖されると共に、下端部が底部キャップ３５８で閉鎖される円筒形状ボディー３５４が含まれている。入口ポート３５０は、底部キャップ３５８を通ってボディー部の内部にまで延在している。フロート３６２およびそれに対応するリードスイッチ（図示せず）を含む常套のリード・フロートスイッチ３６０は、上部キャップ３５６から懸架されるように設けられている。なお、リードスイッチ（図示せず）は、支持配管３６４内に配置されている。ワイヤー３６６が、上部キャップを通ってリードスイッチから延在し、上述のコントローラー１１２に接続されている。ベント管（または通気管）３６８は、コンテナー４２に供される最大限の液体レベルよりも上方にて上方向に延在しており、上部キャップ３５６を通るように設けられている。
【００６１】
例示を目的として、検出器３４０につながるライン３４８が、底部から排出を行うコンテナーの「Ｙ」フィッティングに接続されているものの、かかるラインを、所望の方法でモニターされるコンテナーの底部または底部付近に接続してもよいことが理解されよう。
【００６２】
容器４２およびセンサー３４０内の所定の空の状態または下方液体レベル（３７０で示される）が、フロートスイッチ・アッセンブリ３６０のレベル検知機構で検知されるように、モニターされる容器４２に関連するフレームまたは台（図示せず）にセンサー３４０を取り付けてもよい。ベント管３６８は、容器の所望の最大充填レベル３７２（容器および配管３６８内で示されるレベル）よりも上方で延在する。ボディー３５４およびベント管３６８は、容器４２内の液体レベルを直接的に見ることができるように半透明であってもよいことが理解されよう。
【００６３】
上述の方法で液体を蒸発させたり、排出ライン２０４を通してコンテナーから液体を排出させることによって、液体が容器４２から取り出されると、センサー３４０およびベント管３６８内の液体レベルが、容器４２内の液体レベルと同様のレベルにまで下がることになる。液体レベルが所定の空のレベルまたは下方液体レベル３７０に達すると、必要に応じて、リード・フロートスイッチ・アッセンブリ３６０のスイッチ機構によってコントローラーに信号を送ったり、またはコントローラーを作動させることによって、容器を再度充填してもよい。
【００６４】
本発明のノンインベイシブ型液体レベルセンサーの第３態様が図１１に３８０で示される。このセンサーは、上述のように、ボイラー容器４２等、関連する容器内の望ましい所定の液体レベルを非挿入的に制御、維持および検知するのに有用であるものの、大気圧よりも大きい圧力で操作される容器またはコンテナーに関連してセンサー３８０が用いられることが好ましい。図示するデバイスは、図９に示されるデバイスと同様であるので、同様な構成要素には同じ参照番号が用いられている。しかしながら、図１１では、図９のデバイスのベント管３３４が、圧力管コネクター３８２と置き換えられている。圧力管コネクター３８２は、センサー３８０の上部キャップ３０２を通るように延在し、ボディー３００の内部３０８と連通している。コネクター３８２が、容器４２の上部のカバーまたは蓋部にポートが形成されるコネクター３８８を介して、容器４２内の最も上方の部分３８６と接続されるように、均圧管３８４が用いられる。かかる均圧管３８４によって、センサー・ボディー３００の内部３０８の液体レベルよりも上方の空気が含まれる空間の圧力とチャンバー３８６の圧力とが等しくなるので、レベル検出器の操作が信頼性を有することになる。
【００６５】
次に参照される図１２に、本発明の液体レベルセンサーの第４態様が示される。かかる態様では、レベルセンサーおよびコントローラー４００が、本発明のボイラー容器４２として用いられ得る容器またはコンテナー４０２に対して使用されている。かかる態様は、迅速な流速でもって液体を容器４０２に導入できる点、および供給液体をコンテナー内の液体レベルよりも上方の位置で導入するのに適当となっている点で図９および１１の態様と異なっている。かかる態様では、センサー４００は、その前の図のセンサーと同様であり、図９にて３１２で示されるのと同様な２つのレベルに設けられるリードスイッチ・アッセンブリ４０４、およびセンサー４００の底部と容器４０２の底部とを接続するコネクター・ライン４０６がセンサー４００に含まれている。その結果、所望の最も低い水位４０８よりも下方の位置において、センサー４００と容器４０２とが相互に接続されている。センサーは容器４０２と垂直方向に関して並ぶように配置されているので、上述のように、リードスイッチ・アッセンブリ４０４によって、所望の水位が検知されることになる。
【００６６】
液体供給ライン４１２は、フローレギュレーター４１８を含むソレノイドバルブ４１６の入口４１４に接続されている。ソレノイドの出口４２０は、フィード・ライン４２２を用いることによって容器４０２の入口ポート４２４に接続されている。容器４０２内の所望の最も高い液体レベル４２６よりも上方に位置するように入口ポート４２４を配置してもよい。別法にて、点線で図示するようなフィード・ライン４２２’および入口４２４’を用いることによって、最も低い水位４０８よりも下方にフィード・ラインを接続してもよい。
【００６７】
図９にて３３４で示されるベント管４３０をセンサー４００に含めてもよい。または、必要に応じて、均圧管（例えば図１１の均圧管３８４等）をセンサー４００に組み込んでもよい。
【００６８】
図１２の態様に関する運転は、上述した態様に関する運転と同様であるものの、センサー４００の内部を経由せずに、バルブ４１６および供給ライン４２２を通って液体が直接的にコンテナー４０２に導入される点が異なっている。このため、流体をコンテナー４０２内により迅速に送ることができ、ソレノイドバルブ４１６のデューティサイクルが減じられることになる。
【００６９】
次に参照される図１３に、本発明のノンインベイシブ型液体レベルセンサーおよびコントローラーの第５態様が示される。水はソレノイド出口ライン４４からセンサー４５０を通って移送されるのではなく、「Ｔ」コネクター４５４の入口４５２に移送された後、「Ｔ」出口４５６を経由してセンサー４５０へ移送される共に、「Ｔ」出口４５８およびライン４６０を通って容器５４へと移送される。この点が、図１３のセンサー４５０と図９に示す態様との相違点である。かかる態様は、熱交換機４９が用いられる場合に特に適当となり得、その場合は、熱交換機４９（図４）で加熱された流入水をセンサー４５０で収容するに際して必要とされる材料コストの増加が回避されている。
【００７０】
上述の本発明の水処理プロセスは、図１４に概略図で示される。本発明の水処理プロセスでは、処理される原水が、予備フィルター３２、ソレノイドバルブ３６および熱交換機４９を通った後、ボイラー４２とセンサー４０と双方に送られる。それと同時に、蒸気がボイラー４２から熱交換機４９および凝縮機６８を通るように移動し、その後、着脱可能なピッチャー（ｐｉｔｃｈｅｒ）、ボトルまたはリザーバー８２内へとディスペンスされることになる。
【００７１】
図１５〜１７は、本発明の蒸留器の別の態様の上面、左側面および右側面の一部（選択的に切り取った部分）を示している。例えばカウンタートップに使用するのに適当な目立たないコンパクトな連続流式蒸留器ユニット５００となるように、種々の要素が形成されている。
【００７２】
この態様では、蒸留器は、図１〜１４に関して上述した種々の構成要素を含んでいる。かかる構成要素には、便宜上同様な参照番号が付けられているものの、構成要素の詳細な形状は、上述で例示した形状から変更してもよいことを理解されよう。
【００７３】
ユニット５００は、ボイラー４２および凝縮機６８を包囲するハウジング５０２を含んでおり、その正面には、リザーバー８２を受容するための凹部５０４が形成されている。ハウジングには、ヒンジ５０８によってハウジングに取り付けられるヒンジ式蓋部５０６が含まれており、そのヒンジ式蓋部５０６はリザーバー８２に及ぶように延在している。図１６では、凝縮機６８に対するフィルター３２の相対的な位置および凝縮機６８に対するソレノイドバルブ３６の相対的な位置が示されるように、ボイラー４２が削除されている。その一方、図１７では、ボイラー４２に対する液体レベル制御機４０の相対的な位置およびボイラー４２に対するボイラーの排出用カップ５０９の相対的な位置が示されるように、凝縮機６８が削除されている。
【００７４】
かかる図に示されるようなカウンタートップ型の構成では、リザーバー８２が十分に満たされた時を検知するために、ヒンジ式カバー５０６にフロートスイッチ５１０を取り付けてもよい。また、リザーバーの有無を検知するために、ハウジング５０２（好ましくは凹部５０４）に安全スイッチ５１２を配置してもよい。これらの２つのスイッチ５１０，５１２は、制御回路１１２に接続されていることが好ましく、リザーバーが適当な位置に配置されていない時またはリザーバーが十分に満たされた時にボイラー４２のヒーターの電力が切られるようになっていることが好ましい。
【００７５】
図１７に示すように、絶縁性ブランケットまたは層５１４でボイラー４２を包囲し、デバイスの効率を上げてもよい。本明細書で説明した他の全ての場合と同じように、かかる態様では、点検およびメンテナンスに際して種々の蒸留器の構成要素にアクセスできるように、ハウジングの少なくとも一部分が取り外しできるようになっていることに留意されたい。図１５〜１７に示される構成では、ヒンジ式の蓋部５０６が用いられており、構成要素の幾つかにアクセスできるようになっている。１つ以上のピッチャーまたはボトル（リザーバー）を設けてもよく、それゆえ、ピッチャーまたはボトル（リザーバー）を充填する間にて、十分に満たされた別のピッチャーまたはボトル（リザーバー）を家庭用冷却装置に配置することができることを理解されよう。このように、純水に近い冷却された飲料水の連続的な供給を常に行うことが可能となる。
【００７６】
本発明の別の蒸留装置が、ポータブルなバッチ式蒸留器として、図１８および１９にて５２０で概略的に一般に示される。かかるバッチ式蒸留器には、側壁部５２４，５２６を有するベースとなるハウジング５２２、背面壁部５２８ならびに足部５３２を有する底壁部５３０が含まれている。上部が開いた着脱可能なボイラー５３６であって側壁部５３８および底壁部５４０を有するボイラー５３６が受容されるように、絶縁されたボイラー・ポケット部５３４がハウジング５２２内に設けられている。ボイラー５３６によって、加熱されることになる原水５４２が受容される。原水を加熱して、水の表面よりも上方の蒸気チャンバー５４６に蒸気を発生させるために、ポケット部５３４の底部にホット・プレート５４４が設けられている。所定の温度上昇が検知された際にホット・プレート１１０の電力が切られるように、熱センサー５４６が設けられている。
【００７７】
かかる態様では、ハウジングは、ベースとなるハウジング５２２から取り外すことが可能な上部またはカバー部５５０（側壁部５５２および上壁部５５４を有する上部またはカバー部５５０）を含んでいる。そのため、ボイラー５３６にアクセスでき、ボイラー５３６を原水５４２で満たすことができる。また、ボイラーを取り外して容易にクリーニングまたは交換できる。チャンバー５４６で生じる蒸気を凝縮して純水を生成する凝縮機５６０、凝縮機５６０を冷却するファン５６２、およびベースとなるハウジング５２２の上方の上部ハウジング５５０が所定の位置に配置される際に、ボイラー５３６を密閉するように閉鎖する蓋部５６４が、上部ハウジング５２２内に設けられる。蓋部５６４には、蒸気管５６８を用いて凝縮機５６０に操作可能に取り付けられる蒸気ポート５６６が組み込まれている。
【００７８】
凝縮機５６０から流れる精製水の品質を良くするカーボンフィルター５７０には、凝縮機５６０の留出物出口５７４に着脱可能に取り付けられる入口５７２が含まれていると共に、濾過された水が送り出されることになる出口５７６が含まれている。なお、濾過された水は、カーボンフィルター５７０よりも下方のハウジング底壁部５３０の一部に取り外しができるように配置されるボトルまたはピッチャー５８０へと送られることになる。
【００７９】
バッチ式蒸留器５２０の運転に際しては、所定体積の原水５４２がボイラー５３６内に導入される。なお、ベースとなるハウジング５２２の上部には上部ハウジング５５０が配置されている。ホット・プレート５４４によって水５４２が加熱されると、チャンバー５４６内で蒸気が発生する。蒸気は、蒸気ポート５６６および配管５６８を経由することによって凝縮機５６０内に移動した後、当該蒸気が凝縮されることによって純水が生成する。重力によって、純水は着脱可能なカーボン・フィルター５７０を通ってボトル５８０内へと流れることになる。温度上昇を検知してホット・プレートの電力を切る機能を有するヒート・センサー５４６が制御されることによって純水の生成が終了する。
【００８０】
本発明の蒸留器の更なる別の態様は、図２０、２１および２２にて６００で示される新しいコンパクトな消費者向けの装置形態であって、コンパクトな皿洗い機またはゴミ圧縮機と同様にカウンターの下に置かれる機器に適するように構成されており、好ましくは必要なスペースが最小限となるような幅および奥行き（または高さ）を有している。アンダーカウンター型蒸留器ユニット６００には、図１〜４に関して上述したような構成要素が多く組み込まれている（同様の構成要素には便宜上同じ参照番号が付けられている）。従って、ユニット６００には、ボイラー４２が含まれており、更に、ライン６４でボイラー４２と接続される凝縮機６８であって、当該ボイラー４２で生じる蒸気を受容し、ファン７０によって冷却される凝縮機６８が含まれている。水は、入口ライン３０から予備フィルター３２およびソレノイドバルブ３６を経由してボイラー４２へと供給される。ボイラー内の水位は、レベルセンサー４０によって制御される。
【００８１】
これらの構成要素は、幅が狭く奥行きのあるハウジング６０４内に取り付けた支持台６０２上に設けられている。従って、台６０２をローラー・ハウジング６０８内の適当なローラー６０６に取り付けてもよい。ローラー・ハウジングによって、カウンター６１０の下の所望の位置に蒸留器ユニットを配置することができる。例えば、ローラーによってカウンターの下から前方へと蒸留器ユニットを動かすことができ、点検および交換を行うべく構成要素にアクセスできるようになっている。
【００８２】
また、フィルター８６を経由して凝縮機６８から送られてくる蒸留水６１２を受容するリザーバー８２が、ハウジング６０４内にて支持台６０２の下方に配置されている。必要に応じて、リザーバーから流し（ｓｉｎｋ）の蛇口、冷凍製氷機または他の場所へと水を移送するポンプ９０を上述の制御回路１１２（当該制御回路１１２はコード６１８によって適当な電源から電力が供給され得る）で制御してもよい。ボイラー４２のクリーニングまたは交換を可能とするために、図５に関して説明したようなボイラーの排水ライン２０４が、バルブ２０６を介して、ハウジング６０４内（例えば台６２２）で支持される排水カップ６２０と接続されている。ハウジング６０４の前部または側部の適当なアクセス・パネルによって、このドレン・カップにアクセスできるようにしてよい。
【００８３】
ハウジング６０４の正面の開口部６３２に取り付けられることが好ましい交換可能な入口フィルター６３０を経由することによって、空気が、蒸留器ハウジングを通るように流れることになる。ハウジングの上部にはエアー・ベント部６３４が設けられている。内部の構成要素をダストから保護すると共に、周辺の室内空気を清浄するために、フィルターを２つ設けてもよい。
【００８４】
図２３、２４および２５には、キッチンの流し等の下で使用するのに適当となるように変更した本発明の蒸留器の更なる態様が６５０で示される。アンダーカウンター型蒸留器ユニット６５０には、図１〜４に関して上述したような構成要素が多く組み込まれている（同様の構成要素には便宜上同じ参照番号が付けられている）。従って、ユニット６５０には、ボイラー４２が含まれており、更に、ライン６４でボイラー４２と接続される凝縮機６８であって、当該ボイラー４２から蒸気を受容し、ファン７０によって冷却される凝縮機６８が含まれている。水は、入口ライン３０から予備フィルター３２およびソレノイドバルブ３６を通ってボイラーへと供給される。ボイラー内の水位は、レベルセンサー４０によって制御される。
【００８５】
このような構成要素は、短くしたハウジング（図示せず）内に取り付けた支持台６５２上に設けられるので、キッチンの流しの下等で一般に見られるような小さい領域に備えることが可能になる。所望の位置に蒸留器ユニットを配置するために、ローラー・ハウジング内の適当なローラーに蒸留器を取り付けてもよい。これによって、上述のように、流しの下から前方へと蒸留器ユニットを動かすことができ、点検および交換を行うべく構成要素にアクセスできるようになっている。
【００８６】
上述のように、フィルター８６を経由して凝縮機６８から送られてくる蒸留水を受容する前方が短くなったリザーバー６５４が、支持台６５２の下方に配置されている。制御回路１１２で制御されることによって、ポンプ９０が、必要に応じてリザーバーから流しの蛇口、冷凍製氷機または他の場所へと水を移送することになる。ボイラー４２から定期的な排出が行われるように、図５に関して説明したボイラーの排出ライン２０４がバルブ２０６を介して排出カップ６２０と接続されている。蒸留器ハウジングの前部または側部の適当なアクセス・パネルによって、このドレン・カップにアクセスできるようにしてよい。
【００８７】
ハウジングの正面の開口部に取り付けられることが好ましい交換可能な空気入口フィルターを経由することによって、空気が、蒸留器ハウジングを通って流れることになる。ハウジングの上部にはエアー・ベント部６３４が設けられている。内部の構成要素をダストから保護すると共に、周辺の室内空気を清浄するために、フィルターを２つ設けてもよい。
【００８８】
好ましい態様に関して本発明を説明してきたが、特許請求の範囲で説明した本発明の概念または範囲から逸脱することなく、多くの修正および変更を加えることができることを当業者は理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１は、本発明のユースポイント型蒸留器の概念的な正面図（部分切除図）である。
【図２】図２は、図１のデバイスの概念的な側面図（部分切除図）である。
【図３】図３は、図２のデバイスの上方部分の拡大図である。
【図４】図４は、図３と同様なものであるものの、熱交換機が備えられたデバイスの上方部分の拡大図であり、Ｔコネクターが示されている。
【図５】図５は、図１のシステムに利用される二重コンテナーを成すボイラー容器の概念的な断面図である。
【図６】図６は、図１のシステムに利用することができる代替的な単一コンテナーから成るボイラーの概念的な断面図である。
【図７】図７は、本発明のデバイスの円錐形状凝縮機の蛇管が組み立てられた図を示す。
【図８】図８は、本発明のデバイスの円錐形状凝縮機の蛇管の分解図を示す。
【図９】図９は、本発明の蒸留器に使用することができるノンインベイシブ型液体レベル検出器およびコントローラーの第１態様の概念的な正面図であり、部分的に断面で表されている。
【図１０】図１０は、図９の液体レベル・コントローラーおよび検出器の第２態様を部分的に表した概念的な正面図である。
【図１１】図１１は、図９のデバイスの第３態様を部分的に表した概念的な正面図であり、部分的に断面で表されている。
【図１２】図１２は、図９の液体レベルセンサーおよびコントローラーの第４態様を部分的に表した概念的な図であり、部分的に断面で表されている。
【図１３】図１３は、図１のデバイスに利用することができる図９の液体レベルセンサーおよびコントローラーの第５態様を部分的に表した概念的な正面図であり、一部分が断面で表されている。
【図１４】図１４は、本発明の構成要素を概念的に示したものである。
【図１５】図１５は、カウンタートップ型蒸留器として使用するのに適当な本発明の連続式蒸留器の態様の上面図の一部を概略的に表している。
【図１６】図１６は、カウンタートップ型蒸留器として使用するのに適当な本発明の連続式蒸留器の態様の左側面図の一部を概略的に表している。
【図１７】図１７は、カウンタートップ型蒸留器として使用するのに適当な本発明の連続式蒸留態様の右側面図の一部を概略的に表している。
【図１８】図１８は、別の態様のポータブルなバッチ式蒸留器を示す。
【図１９】図１９は、別の態様のポータブルなバッチ式蒸留器を示す。
【図２０】図２０は、アンダー・カウンター型設備として適当なコンパクトな蒸留器の側面図を概念的に示す。
【図２１】図２１は、アンダー・カウンター型設備として適当なコンパクトな蒸留器の上面図を模式的に示す。
【図２２】図２２は、アンダー・カウンター型設備として適当なコンパクトな蒸留器の正面図を概念的に示す。
【図２３】図２３は、アンダーシンク型設備として適当なコンパクトな蒸留器の側面図を概念的に示す。
【図２４】図２４は、アンダーシンク型設備として適当なコンパクトな蒸留器の上面図を概念的に示す。
【図２５】図２５は、アンダーシンク型設備として適当なコンパクトな蒸留器の端面図を概念的に示す。

Claims (24)

1. ハウジング、
   該ハウジング内に備えられ、蒸留される水を受容する二重コンテナーのボイラー容器、
   該容器内で水を沸騰させて、水蒸気を発生させるためのヒーター、
   該ハウジング内に備えられる凝縮機であって、該容器と接続されており、該水蒸気を受容して凝縮させて蒸留水とする凝縮機、
   該ハウジング内に備えられる貯留タンクであって、該凝縮機と接続されており、蒸留水を受容して貯留する貯留タンク、
   該ハウジング内に備えられ、該蒸留水をディスペンスする手段、および
   該ボイラー容器内の水位を制御するノンインベイシブ・センサー
   を有して成るコンパクトな連続流式蒸留システム。
2. 前記ボイラー容器が、
   前記蒸留される水を受容する入口ポートを有する外側コンテナー、
   該外側コンテナー内に設けられる内側コンテナーであって、該外側コンテナーと該内側コンテナーとの間に該入口ポートからの水を受容する予熱領域が形成されるように該外側コンテナーと離隔するように設けられる内側コンテナー、および
   該予熱領域から該内側コンテナーへ水を供給する内側コンテナー入口ポート
   を含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ボイラー容器を閉鎖するためのカバーであって、前記内側コンテナーおよび前記予熱領域内の水が加熱されるように該内側コンテナー内で前記ヒーターを支持するためのカバーを更に含む、請求項２に記載のシステム。
4. 前記ヒーターに接続され、該ヒーターの操作を制御するコントローラーを更に含む、請求項３に記載のシステム。
5. 前記内側コンテナーが、前記外側コンテナー内で着脱可能に支持される、請求項４に記載のシステム。
6. 前記内側コンテナーにアクセスして該内側コンテナーを取り外すことができるように、前記カバーが取り外し可能である、請求項５に記載のシステム。
7. 前記外側コンテナーが排水ポートを更に有する、請求項６に記載のシステム。
8. 前記内側コンテナーが前記外側コンテナー内で着脱可能に支持されるように、該内側コンテナーが周縁にて外向きに延在するフランジを有する、請求項４に記載のシステム。
9. 前記内側コンテナーにアクセスして該内側コンテナーを取り外すことができるように、前記カバーが前記フランジに着脱可能に配置されている、請求項８に記載のシステム。
10. 前記ノンインベイシブ・センサーが、
    側壁部、上部キャップおよび底部キャップを有するセンサー・ハウジング、
    該センサー・ハウジングの内部と前記ボイラー容器の内部とを接続する水ライン、および
    該センサー・ハウジング内に備えられ、該ボイラー容器内の水位に応答するフロートスイッチ・アッセンブリ
    を含んでおり、
    該センサー・ハウジングが該ボイラー容器の外側に配置される、請求項１に記載のシステム。
11. 前記フロートスイッチに接続されるコントローラーを更に含む、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記フロートスイッチは、前記ボイラー容器内の所望の最も低い水位を検知するように配置されており、また、前記水ラインが、該ボイラー容器の下方端部において該ボイラー容器の内部と接続されている、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記フロートスイッチ・アッセンブリは、前記ボイラー容器内の上方および下方の水位に応答する上方スイッチおよび下方スイッチを含み、各々のスイッチが前記コントローラーに接続されている、請求項１１に記載のシステム。
14. 前記センサー・ハウジングの内部から前記水ラインを通って前記ボイラー容器の内部へと水が供給されるように接続される水入口ラインを更に含む、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記水入口ラインに設けられる制御可能なバルブであって、前記コントローラーに接続され、前記スイッチの少なくとも１つに応答して作動するバルブを更に含む、請求項１４に記載のシステム。
16. 水が前記ボイラー容器の内部に直接的に供給されるように接続される水入口ライン、および、該水入口ラインに設けられる制御可能なバルブを更に含む、請求項１３に記載のシステム。
17. 前記スイッチの少なくとも１つに応答して操作されるように、前記バルブが前記コントローラーに接続される、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記センサー・ハウジングの内部が、周辺雰囲気に通じている、請求項１３に記載のシステム。
19. 水位よりも上方の前記センサー・ハウジングの内部は、水位よりも上方の前記ボイラー容器の内部と接続されており、該センサー・ハウジングの内部の圧力と該ボイラー容器の内部の圧力とが等しくなる、請求項１３に記載のシステム。
20. 前記バルブの操作を制御することによって前記ボイラー容器内の選択した水位が維持されるように、前記上方レベルスイッチが配置される、請求項１３に記載のシステム。
21. 前記ボイラー容器内で最も高い水位および最も低い水位が検知されるように、前記上方レベルスイッチおよび下方レベルスイッチがそれぞれ配置される、請求項２０に記載のシステム。
22. 蒸留器に用いられる二重コンテナーのボイラー容器であって、
    蒸留される水を受容する入口ポートを有する外側コンテナー、
    該外側コンテナー内に設けられる内側コンテナーであって、該外側コンテナーと該内側コンテナーとの間に該入口ポートからの水を受容する予熱領域が形成されるように該外側コンテナーと離隔するように設けられる内側コンテナー、
    該予熱領域から該内側コンテナーへと水を供給する内側コンテナー入口ポート、
    該内側コンテナーの周縁にて外向きに延在するフランジであって、該外側コンテナー内で該内側コンテナーを着脱可能に支持するフランジ、
    該内側コンテナーにアクセスして該内側コンテナーを取り外すことができるように該フランジに着脱可能に配置され、該ボイラー容器を閉鎖するカバー、および
    該外側コンテナーの排水ポート
    を有して成るボイラー容器。
23. 蒸留器に用いられるノンインベイシブ・センサーであって、
    側壁部、上部キャップおよび底部キャップを有するセンサー・ハウジング、
    検知される水位よりも下方に位置する蒸留器の容器内部とセンサー・ハウジングの内部とを相互に接続する水ライン、および
    該センサー・ハウジング内に備えられ、蒸留器の容器内の所望の最も低い水位が少なくとも検知されるように配置されるフロートスイッチ・アッセンブリ
    を有して成り、
    該センサー・ハウジングが、該蒸留器の容器内の水位を検知するように、該蒸留器の容器の近傍に配置されるノンインベイシブ・センサー。
24. 前記センサー・ハウジングおよび前記水ラインを通って蒸留器の容器へと水が供給されるように、該センサー・ハウジングに接続される水供給部、および
    検知される水位に応じてボイラー容器に送られる水供給が制御されるように、前記スイッチ・アッセンブリに応答する該水供給部に設けられるバルブ
    を更に含む、請求項２３に記載のセンサー。

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