JP2006198555A

JP2006198555A - 飲料水供給装置

Info

Publication number: JP2006198555A
Application number: JP2005014431A
Authority: JP
Inventors: Toshio Takagi; 利夫高木
Original assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【目的】安全性の確保と同時に、機能性を有する飲料水を供給することができる飲料水供給装置を提供することを目的とする。
【構成】飲料水供給装置２０は、飲料水を貯留している水タンク２１と、飲料水を圧送する水ポンプ２２と、飲料水から臭気や不純物などを取り除く浄化フイルタ２３と、飲料水を電気分解してアルカリ水を生成するアルカリ水生成装置４０と、アルカリ水生成装置４０内で生成されたアルカリ水から残留塩素を除去する活性炭などを内蔵した塩素除去フィルタ２６と、飲料水を貯湯タンク５０に供給する給水弁２８と、タンク本体５１内部に備えた加熱ヒータ５３で加熱され貯留されている湯をミキシングボウル７０に供給する給湯弁２９と、飲料水を冷水タンク６０に供給する給水弁３０と、タンク本体６１に周設した蒸発パイプ６３で冷却され貯留されている冷水をミキシングボウル７０に供給する冷水弁３１と、を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、茶葉と湯水とを混合調理して茶飲料を供給する給茶機やカップ式飲料自動販売機などで使用する飲料水を供給する飲料水供給装置に関するものである。

例えば、茶飲料を供給する給茶機には、機器筐体の内部に飲料水供給装置が設けられている。飲料水供給装置は、茶飲料を混合調理する際に必要となる湯水を供給するもので、貯湯タンクおよび冷水タンクを備えている。貯湯タンクは電気ヒータなどの加熱手段を具備し、供給された飲料水を所望の温度（例えば、９５℃）に加熱してこれを貯留するものである。冷水タンクは冷凍サイクルの蒸発パイプ（エバポレータ）などの冷却手段を具備し、供給された飲料水を所望の温度（例えば、５℃）に冷却してこれを貯留するものである。また貯湯タンクおよび冷水タンクには供給管路が連通され、貯湯タンクに貯留されている湯や冷水タンクに貯留されている冷水をミキシングボウル（茶葉と湯水との混合調理部）に供給する。
この種の給茶機では、供給指令が与えられると、対応する供給管路に設けた弁（例えば、電磁弁）を所定の時間開放する。湯を供給する弁が開放されると、貯湯タンクに貯留されている湯がミキシングボウルに供給され、キャニスタから供給された茶葉と混合され調理された茶飲料がカップに注がれる（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−２０７９３５号公報

ところで、上記のような給茶機では、浄化フイルタを供給管路に設けて飲料水としての水道水から臭気や不純物などを取り除いて使用しているのが一般的である。
しかしながら、水道水は塩素を含有しているので、塩素が茶飲料の味、香りに影響を与えることがある。また、飲料水に対する関心が高まるにつれて、給茶機などで使用する飲料水にも安全性の確保と同時に、機能性を有する飲料水が要求されるようになってきた。
本発明は、上記実情に鑑みて、安全性の確保と同時に、機能性を有する飲料水を供給することができる飲料水供給装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る飲料水供給装置は、飲料水を供給する管路の途中に配設した容器の内部に一対の白金電極を設けるとともに、前記管路に連通させて前記容器の内部に前記飲料水を供給する給水通路および該容器の内部に供給された飲料水を外部に排出する排水通路を設け、前記給水通路および排水通路を通じて前記容器の内部に飲料水を通流し、かつ前記一対の白金電極の間に直流電圧を印加することにより、前記容器の内部でアルカリ水を生成し、前記管路からアルカリ水を供給する制御手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明の請求項２に係る飲料水供給装置は、上述した請求項１において、前記一対の白金電極の間に隔膜を設けたことを特徴とする。
また、本発明の請求項３に係る飲料水供給装置は、上述した請求項１または２において、前記排水通路の下流側の前記管路に塩素を除去する塩素除去フィルタを配設したことを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る飲料水供給装置は、上述した請求項１乃至３の何れかにおいて、前記一対の白金電極の間に直流電圧を印加する時間を制御する通電制御手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明の請求項５に係る飲料水供給装置は、上述した請求項１乃至３の何れかにおいて、前記容器の内部に飲料水のＰＨを検出するＰＨセンサを設け、前記ＰＨセンサの出力をもとに前記飲料水のＰＨを測定するＰＨ測定手段と、前記ＰＨ測定手段が測定したＰＨをもとに前記一対の白金電極の間に直流電圧を印加する電極制御手段を備えたことを特徴とする。

本発明の請求項１に係る飲料水供給装置によれば、一対の白金電極の間に直流電圧を印加することにより、容器の内部でアルカリ水を生成し、管路からアルカリ水を供給する制御手段を備えたので、安全性の確保と同時に、アルカリ水としての機能性を有する飲料水を供給することができる飲料水供給装置を実現することが可能となる。
また、本発明の請求項２に係る飲料水供給装置によれば、一対の白金電極の間に隔膜を設けたので、電気分解効率が良くなり、さらにアルカリ度の高いアルカリ水を生成することが可能となる。
また、本発明の請求項３に係る飲料水供給装置によれば、排水通路の下流側の管路に塩素を除去する塩素除去フィルタを配設したので、ＨＣｌＯを除去したアルカリ水を供給することが可能となる。

また、本発明の請求項４に係る飲料水供給装置によれば、一対の白金電極の間に直流電圧を印加する時間を制御する通電制御手段を備えたので、供給するアルカリ水のＰＨ値を管理することが可能となる。
また、本発明の請求項５に係る飲料水供給装置によれば、容器の内部に設けたＰＨセンサの出力をもとに飲料水のＰＨを測定するＰＨ測定手段と、ＰＨ測定手段が測定したＰＨをもとに一対の白金電極の間に直流電圧を印加する電極制御手段を備えので、測定した飲料水のＰＨに基づいて直流電圧を印可してアルカリ水を生成することができるので、アルカリ水のＰＨを正確に管理することが可能となる。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る飲料水供給装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１である飲料水供給装置を適用した給茶機の機器筐体内部図、図２は飲料水供給装置の供給管路を示した概念図、図３は飲料水供給装置のアルカリ水生成装置を示した図である。
図１で例示する給茶機は、利用者の要求に応じて茶飲料を調理し、これを給茶ステージに載置した容器に注出するもので、機器筐体の内部には水タンク、水ポンプ、アルカリ水生成装置、貯湯タンク、冷水タンクなどを備えている。
給茶機１は、底面の四隅に設けられた脚３によって支持される機器筐体２の前面の開口に扉４ａ、４ｂが開閉可能に装着されている。機器筐体２内部は上部を調理部５、下部をタンク部６と２層に仕切られ、タンク部６には、茶飲料調理用の飲料水（水道水）を貯留する水タンク２１、水タンク２１に貯留している飲料水を圧送する水ポンプ２２、飲料水から臭気や不純物などを取り除く浄化フイルタ２３、飲料水を電気分解してアルカリ水を生成するアルカリ水生成装置４０（図２参照）、アルカリ水生成装置４０内で生成されたアルカリ水から残留塩素を除去する活性炭などを内蔵した塩素除去フィルタ２６（図２参照）、廃水容器３３などを収容可能にしている。

調理部５には、供給された茶葉と湯水を混合調理して茶飲料とするミキシングボウル７０、その上方位置には、茶葉を貯蔵するキャニスタ７が設けられ、原料シュート８を介してキャニスタ７から供給された茶葉はミキシングボウル７０で貯湯タンク５０から供給された湯、または冷水タンク６０から供給された冷水と混合調理されて茶飲料となる。また、ミキシングボウル７０の注出口７１（図２参照）下方位置には、茶飲料を注ぎ入れる容器Ｃ（図２参照）を載置する給茶ステージ９が取り付けられている。さらに、水タンク２１から圧送された飲料水を冷やして冷たい茶飲料を調理するための冷水を作る冷却タンク６０と、冷却タンク６０に貯留する飲料水を冷却する冷凍サイクル６５を備えている。
扉４ａには供給制御部（制御手段）８０が設けられ、水タンク２１に貯留してある水を水ポンプ２２で圧送して貯湯タンク５０で加熱してミキシングボウル７０に湯を供給する、または冷水タンク６０で冷却してミキシングボウル７０に冷水を供給する。ミキシングボウル７０はキャニスタ７から供給された茶葉と湯水とを混合して調理した茶飲料を容器Ｃに注ぐようにしている。そして、扉４ａの前面に設けられた飲料選択釦（図示せず）を操作すると、選択した茶飲料の茶葉がキャニスタ７から原料シュート８を介して供給され、また、貯湯タンク５０から湯が、または冷却タンク６０から冷水が供給され、ミキシングボウル７０で混合調理されて茶飲料となり、給茶ステージ９に載置した容器Ｃに注出口７１から注がれる。

図２は、本発明の実施の形態１である飲料水供給装置を適用した供給管路の概念図を示している。飲料水供給装置２０は、茶飲料調理用の飲料水を貯留している水タンク２１と、この水タンク２１に給水管（管路）Ｔ１で連通され、供給制御部８０が出力する信号で、水タンク２１に貯留している飲料水を圧送する水ポンプ２２と、飲料水から臭気や不純物などを取り除く浄化フイルタ２３と、飲料水を電気分解してアルカリ水を生成するアルカリ水生成装置４０と、アルカリ水生成装置４０内で発生した電気分解ガス（水素ガス、酸素ガス）を放出するガス放出弁２４と、給水管Ｔ１内で貯湯タンク５０、冷水タンク６０からアルカリ水生成装置４０側に飲料水が逆流することを防止する逆止弁２５と、アルカリ水生成装置４０内で生成されたアルカリ水から残留塩素を除去する活性炭などを内蔵した塩素除去フィルタ２６と、給水管Ｔ１内を通流する飲料水の量を計測して信号を供給制御部８０に出力する流量計２７と、流量計２７と貯湯タンク５０の給水口５２とを連通する給水管Ｔ２に配設され、水ポンプ２２を駆動して圧送された飲料水を貯湯タンク５０に供給する給水弁２８と、給湯口５４とミキシングボウル７０とを連通する給湯管Ｔ３に配設され、その外壁を断熱材で構成したタンク本体５１内部に備えた加熱ヒータ５３で所望の温度（例えば、９５℃）に加熱され貯留されている湯をミキシングボウル７０に供給する給湯弁２９と、流量計２７と冷水タンク６０の給水口６２とを連通する給水管Ｔ４に配設され、水ポンプ２２を駆動して圧送された飲料水を冷水タンク６０に供給する給水弁３０と、給水口６４とミキシングボウル７０とを連通する給水管Ｔ５に配設され、その外壁を断熱材で構成したタンク本体６１に周設した冷凍サイクル６５（図４参照）の蒸発パイプ（エバポレータ）６３で所望の温度（例えば、５℃）に冷却され貯留されている冷水タンク６０の冷水をミキシングボウル７０に供給する冷水弁３１と、を有している。

図３は、本発明の実施の形態１である飲料水供給装置を適用したアルカリ水生成装置を示し、図３（ａ）はその側面一部破断図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ部における断面平面図を示している。アルカリ水生成装置４０は、飲料水（水道水）を電気分解してアルカリ水を生成するもので、底面が開口する一方、上端部が閉塞した円筒状のケーシング本体４１と、給水通路４２ｂおよび排水通路４２ｃを設けた底壁部材４２と、底壁部材４２の上面中央部に取付けた電気分解用の一対の白金電極４３、４４とを備え、ケーシング本体４１底面開口内面４１ａと底壁部材４２の上面から円筒状に突設した周壁部４２ａに設けたねじ部で螺合させることによりその内部が密閉状態となるように、着脱可能に取付けている（ケーシング本体４１と底壁部材４２で容器を構成している。）。また、ケーシング本体４１の上端部の中央にはガス抜き孔（図示せず）が設けられ、ジョイント４５で連通させたガス放出弁２４（図２参照）を開放すると電気分解ガス（水素ガス、酸素ガス）を放出する。

一対の白金電極４３、４４は、それぞれ平板状の電極４３ａ、４４ａおよび通電端子４３ｂ、４４ｂを有したもので、互いに電極４３ａ、４４ａを対向させた状態で、通電端子４３ｂ、４４ｂが底壁部材４２を貫通するように取付部材４６で取付けてある。電極４３ａ、４４ａは、チタンに白金をコーティング（例えば、電気メッキ）を施して形成されており、互いの間に隔膜４７を介在させてスペーサを有する樹脂固定具４８で相互の接触を阻止しつつ互いに近接配置（例えば、電極間隔３ｍｍ）させてある。また、隔膜４７は、電極４３ａとの間隔を電極４４ａとの間隔より小さく配置させてある。
給水通路４２ｂおよび排水通路４２ｃは、一対の白金電極４３、４４を挟んで相互に離隔する位置に設けてあり、これら給水通路４２ｂおよび排水通路４２ｃは、それぞれ底壁部材４２の底面から下方に突出し、その外周には給水管Ｔ１を連結するためのねじ部が設けられている。給水通路４２ｂは、底壁部材４２の上面でケーシング本体４１の内部に開口している。これに対して排水通路４２ｃは、ケーシング本体４１の内部に突出する態様で延在してケーシング本体４１の中間部層となる位置で内部に開口している。

底壁部材４２の底面から突出する通電端子４３ｂ、４４ｂには、通電制御部（通電制御手段）８３を接続してある。この通電制御部８３は、一対の白金電極４３、４４の間に予め設定した時間、一定の電流、例えば０．４Ａの電流が流れるように、電源部８４から通電端子４３ｂ、４４ｂの間に直流電圧を印加するものである。
このアルカリ水生成装置４０では、水ポンプ２２を駆動し、給水弁２８、給湯弁２９、または、給水弁３０、冷水弁３１を開放することにより給水通路４２ｂおよび排水通路４２ｃを通じてケーシング本体４１の内部に飲料水を通過させ、かつ一対の白金電極４３、４４の間に直流電圧を印加すれば、浄化フイルタ２３を通過した後の飲料水からアルカリ水を生成することが可能になる。
図４は、本発明の実施の形態１である飲料水供給装置を適用した給茶機の制御ブロック図を示している。給水管Ｔ１内を通流する飲料水の量を計測して信号を出力する流量計２７と、湯水を供給して茶飲料を調理するための制御を行う供給制御部８０（制御手段）と、供給制御部８０が出力する信号で各々動作する、水タンク２１に貯留している飲料水を圧送する水ポンプ２２と、アルカリ水生成装置４０内で発生した電気分解ガスを放出するガス放出弁２４と、水ポンプ２２で圧送された飲料水を貯湯タンク５０に供給する給水弁２８と、貯湯タンク５０内に貯留されている湯をミキシングボウル７０に供給する給湯弁２９と、水ポンプ２２で圧送された飲料水を冷水タンク６０に供給する給水弁３０と、冷水タンク６０内に貯留されている冷水をミキシングボウル７０に供給する冷水弁３１と、貯湯タンク５０内の飲料水を加熱する加熱ヒータ５３と、冷却タンク６０に貯留する飲料水を冷却する冷凍サイクル６５と、給茶機１各部の制御データを記憶するメモリ８１と、基準クロック発生部（図示せず）で発生するクロックをカウントして一対の白金電極４３、４４に直流電圧を印可する時間や飲料水供給装置２０の湯水供給時間等を計数するタイマー８２と、一対の白金電極４３、４４の通電端子４３ｂ、４４ｂの間に直流電圧を印加する電源部８４を有する通電制御部８３と、を備えている。この電源部８４は通電制御部８３により電圧値、極性および通電時間などが制御され、例えば、予め設定した時間、０．４Ａの電流を通電するように制御する。

図５は、上述した飲料水供給装置２０のアルカリ水生成装置４０内でのアルカリ水生成を説明するための模式図である。一対の白金電極４３、４４は、通電制御部８３の電源部８４から直流電圧が印加されており、一方の白金電極４３が陽極で、他方の白金電極４４が陰極となっている。
一対の白金電極４３、４４間に直流電圧を印加すると、
陽極の電極４３ａ側では、
２Ｈ_２Ｏ→４Ｈ^＋＋Ｏ_２＋４ｅ⁻
となり、水素イオン濃度が上昇して酸性水が生成される。
一方、陰極の電極４４ａ側では、
４Ｈ_２Ｏ＋４ｅ⁻→２Ｈ_２＋４ＯＨ⁻
となり、アルカリ水が生成される。

陽極の電極４３ａ側ではＨ^＋はＨＣｌＯの生成に使用されるためＯＨ⁻の量が多くなりアルカリ水へ傾く。
また、飲料水は塩素イオンを含有しているので、電気分解によりＨＣｌＯが発生するが、飲料水としては、塩素が味、香りに影響を与えるため、活性炭を内蔵した塩素除去フィルタ２６（図２参照）を通流させて取り除く。さらに、電気分解により電気分解ガス（水素ガス、酸素ガス）が発生するが、ガス放出弁２４を予め定めた間隔で所定時間開放して放出する。
このように、供給制御部８０が給水信号を与えられると、水ポンプ２２を駆動して水タンク２１に貯留している飲料水を圧送し、給水弁２８と給湯弁２９を開放して貯湯タンク５０内に貯留されている湯がミキシングボウル７０に供給される、または、給水弁３０と冷水弁３１を開放して冷水タンク６０内に貯留されている冷水がミキシングボウル７０に供給されるが、同時に一対の白金電極４３、４４間に直流電圧を印加すると、アルカリ水生成装置４０内でアルカリ水が生成され、塩素除去フィルタ２６でＨＣｌＯが除去されたアルカリ水が貯湯タンク５０または冷水タンク６０を介してミキシングボウル７０に供給される。このようにして供給される飲料水は、安全性の確保と同時に、アルカリ水としての機能性を有する。このアルカリ水をそのまま飲用すると飲みやすい飲料水となり、給茶機で使用すると、茶飲料の色が鮮やかになるなどの効果を得ることができる。

湯水の供給を停止した後にも一対の白金電極４３、４４間への直流電圧の印加を続けると、アルカリ度の高いアルカリ水とすることができ、通電制御部８３が電源部８４から一対の白金電極４３、４４の間に直流電圧を印加する時間を制御することにより、供給するアルカリ水のＰＨ値を管理することができる。さらに隔膜４７を、電極４３ａとの間隔を電極４４ａとの間隔より小さく配置させてあるので、陽極の電極４３ａ側で発生するＨ^＋より陰極の電極４４ａ側で発生するＯＨ⁻を多くすることができるため、よりアルカリ度の高いアルカリ水とすることができる。
また、通電制御部８３は、電気分解による電極の偏った消耗や電極面の汚れを防ぐために所定の通電時間（例えば、２４時間）間隔で電源部８４から通電端子４３ｂ、４４ｂに印加する直流電圧の正負の極性を変更するようにしてもよい。
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、通電制御部８３が電源部８４から一対の白金電極４３、４４の間に直流電圧を印加する時間を制御することにより、供給するアルカリ水のＰＨ値を管理する実施の形態で説明したが、この実施の形態２では、図６に示すように、アルカリ水生成装置９０の内部に飲料水のＰＨを検出するＰＨセンサ９１を設け、ＰＨセンサ９１の出力をもとに飲料水のＰＨを測定するＰＨ測定部（ＰＨ測定手段）９２と、ＰＨ測定部９２が測定したＰＨをもとに一対の白金電極４３、４４の間に直流電圧を印加する電極制御部（電極制御手段）９３を備えた。これにより、飲料水のＰＨに基づいて直流電圧を印加してアルカリ水を生成することができるので、アルカリ水のＰＨを正確に管理することができる。

尚、上述した実施の形態１および実施の形態２では、給茶機の飲料水供給装置を例示しているが、必ずしも給茶機に適用する必要はなく、飲料水を供給するものであれば、カップ式飲料自動販売機や飲料ディスペンサなど、その他の飲料水供給装置としても適用することが可能である。

本発明の実施の形態１である飲料水供給装置を適用した給茶機の機器筐体内部図である。図１に示した飲料水供給装置の供給管路の概念図である。図１に示した飲料水供給装置を適用したアルカリ水生成装置の側面一部破断図、および、その断面平面図である。図１に示した飲料水供給装置の制御ブロック図である。図１に示した飲料水供給装置のアルカリ水生成装置内でのアルカリ水生成を説明するための模式図である。本発明の実施の形態２である飲料水供給装置のアルカリ水生成の側面一部破断図である。

符号の説明

１給茶機
２機器筐体
５調理部
６タンク部
７キャニスタ
８原料シュート
９給茶ステージ
２０飲料水供給装置
２１水タンク
２２水ポンプ
２３浄化フイルタ
２４ガス放出弁
２６塩素除去フィルタ
２７流量計
２８給水弁
２９給湯弁
３０給水弁
３１冷水弁
４０アルカリ水生成装置
４１ケーシング本体
４２底壁部材
４３白金電極
４３ａ電極
４３ｂ通電端子
４４白金電極
４４ａ電極
４４ｂ通電端子
４７隔膜
５０貯湯タンク
６０冷水タンク
７０ミキシングボウル
８０供給制御部
８１メモリ
８２タイマー
８３通電制御部
８４電源部
９０アルカリ水生成装置
９１ＰＨセンサ
９２ＰＨ測定部
９３電極制御部
Ｃ容器

Claims

飲料水を供給する管路の途中に配設した容器の内部に一対の白金電極を設けるとともに、前記管路に連通させて前記容器の内部に前記飲料水を供給する給水通路および該容器の内部に供給された飲料水を外部に排出する排水通路を設け、前記給水通路および排水通路を通じて前記容器の内部に飲料水を通流し、かつ前記一対の白金電極の間に直流電圧を印加することにより、前記容器の内部でアルカリ水を生成し、前記管路からアルカリ水を供給する制御手段を備えたことを特徴とする飲料水供給装置。
前記一対の白金電極の間に隔膜を設けたことを特徴とする請求項１に記載の飲料水供給装置。
前記排水通路の下流側の前記管路に塩素を除去する塩素除去フィルタを配設したことを特徴とする請求項１または２に記載の飲料水供給装置。
前記一対の白金電極の間に直流電圧を印加する時間を制御する通電制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の飲料水供給装置。
前記容器の内部に飲料水のＰＨを検出するＰＨセンサを設け、前記ＰＨセンサの出力をもとに前記飲料水のＰＨを測定するＰＨ測定手段と、前記ＰＨ測定手段が測定したＰＨをもとに前記一対の白金電極の間に直流電圧を印加する電極制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の飲料水供給装置。