JP3514904B2 - 家庭用炭酸ガス添加水製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭酸ガス添加水を
得る家庭用炭酸ガス添加水製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水道水は、原水の汚染により、原水に添
加する殺菌用塩素に基づくカルキ臭や原水中に含まれる
カビに基づくカビ臭があって不味く、また安全衛生面で
も、ビルやマンションの貯水槽では、微生物汚染や赤水
の発生をはじめ、トリハロメタン等の発ガン性物質の混
入が問題となっており、安全で美味しい水に対する要望
を満たすため、浄水器やミネラルウォーターがかなり用
いられている。浄水器には、主に水道水中の残留塩素や
トリハロメタン等を除去する活性炭或いはさらに濁度成
分や細菌を除去する中空糸膜が用いられ、浄水器によれ
ば、安全な水を家庭でも容易に得られるものの、美味し
さの点ではミネラルウォーターに比べ未だ十分満足でき
るものではない。

【０００３】水中に含まれる炭酸ガスは、水を美味しい
と感じられる成分の一つである。厚生省のおいしい水研
究会によれば、飲料水中の炭酸ガス濃度を遊離炭酸と表
した場合に美味しいと感じる遊離炭酸の濃度範囲は、３
〜３０ｐｐｍといわれており、さらに炭酸ガスが溶存し
た水の場合には、水に難溶であるミネラル成分、例えば
炭酸カルシウムが炭酸ガス含有水によって容易に溶解す
ることが知られている。

【０００４】かかる好ましい特性を有する炭酸ガス添加
水を家庭で得る装置が、特開昭６１−１９２３２７号公
報、特開平４−２００６２３号公報等で提案されている
が、これら装置ではバッチ処理であるため炭酸ガス添加
水の製造量が制限され、またバッチ処理の容器のため炭
酸ガス添加水を多量に製造するには装置が大型化する。
さらに炭酸ガス流路を自動開閉式として炭酸ガス添加の
有無に切り換えようとすれば、その開閉動力に電力を必
要とし高価なものとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、安全
で、かつ美味しい炭酸ガス添加水を家庭で容易に得るこ
とのできる家庭用炭酸ガス添加水製造装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、通水圧により
炭酸ガスの流路の開閉を行う水圧応答式ガス供給弁を有
する炭酸ガス添加水製造装置であって、水の流路に水圧
応答式ガス供給弁の水流路部、定流量弁からなる水流量
制御部、水への炭酸ガス添加部及び炭酸ガス添加水吐出
口が順次配置され、さらに炭酸ガスボンベから前記炭酸
ガス添加部への炭酸ガスの流路に減圧弁、炭酸ガス流量
制御部、ガス流路開閉コック及び水圧応答式ガス供給弁
が順次配置されたことを特徴とする家庭用炭酸ガス添加
水製造装置にある。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の炭酸ガス添加水製造装置
は、水圧応答式ガス供給弁を主要構成要素として有する
炭酸ガス添加水製造装置である。水圧応答式ガス供給弁
としては、通水圧により炭酸ガス流路の開閉を行い、通
水時にのみ炭酸ガス流路を開く機構を有する水圧応答式
ガス供給弁を用いる。

【０００８】水圧応答式ガス供給弁として、例えば、図
２、図３に示すように、ダイヤフラムを内蔵する大なる
受圧部を有し水が流れる空間と、小なる受圧部を有し炭
酸ガスが流れる空間とを有し、大なる受圧部を有する空
間と小なる受圧部を有する空間との間に弁体を配置し、
通水時の通水圧の変動により、ダイヤフラムを作動させ
弁体に連結する炭酸ガス流出口の開閉量を調節して炭酸
ガスを流出させるか、通水時の通水圧の変動により、弁
体を開いてダイヤフラム上部の炭酸ガス流出口の開閉量
を調節して炭酸ガスを流出させる構造の水圧応答式ガス
供給弁が挙げられる。

【０００９】図２に示す水圧応答式ガス供給弁において
は、１０はダイヤフラム、１１は炭酸ガス流入口、１２
は炭酸ガス流出口、１３は弁体、１４は凸状ピストン、
１５は水流入口、１６は水流出口、１７はバネ、１８は
ゴム球で、通水時には、通水圧により通水側のダイヤフ
ラム１０が加圧されて凸状ピストン１４を押し上げ、さ
らに凸状ピストン１４により弁体１３を押して弁体１３
とテコの関係にある端部のゴム球１８を下げてガス流出
口１２を開き炭酸ガスが流れ出る。通水停止時には、通
水圧が下がるためガス圧によりガス流側のダイヤフラム
１０が加圧されて凸状ピストン１４を押し下げ、同時に
弁体１３とテコの関係にある端部のバネ１７にて押し上
げたゴム球１８にてガス流出口１２を閉じ炭酸ガスの流
出を止める。

【００１０】また、図３に示す水圧応答式ガス供給弁に
おいては、通水時には、通水圧によりダイヤフラム１０
が加圧されて弁体１３の支柱を押し上げて弁体１３を押
し上げ、Ｏ−リング１９との閉塞部を開放量を調節して
開放間隙を形成し、炭酸ガスはこの開放間隙を通ってダ
イヤフラム１０の上部のガス流出口１２より流れ出る。
通水停止時には、通水圧の低下によりバネ１７の押圧力
によりダイヤフラム１０押し下げ、弁体１３とＯ−リン
グ１９とで閉塞部を形成してガス流出口１２へ向かう炭
酸ガスの流出を止める。

【００１１】本発明の炭酸ガス添加水製造装置は、図１
にも示すように、水の流路に、その上流側から、水圧応
答式ガス供給弁１内の水流路部、水流量制御部２及び水
への炭酸ガス添加部３及び炭酸ガス添加水吐出口２０が
順次配置される。かかる配置により、水圧応答式ガス供
給弁の水の流路部に、より高い通水圧がかかった場合に
は、水圧応答式ガス供給弁の動作を確実に増大させて炭
酸ガス供給量を増減し、下流の水への炭酸ガス添加部で
の水中への炭酸ガスの添加、溶解量を容易に調節するこ
とができる。

【００１２】水流量制御部は、水流量を一定に制御する
部分で、例えば定量弁が用いられ、定量弁ではシリコン
ゴムやＮＢＲ等のＯ−リングが通水圧の変動によるつぶ
れの程度により水流路の開度を調節し水流量を一定に制
御する。

【００１３】水への炭酸ガス添加部は、水中に炭酸ガス
を添加し溶解させるもので、炭酸ガスと水との接触部
に、炭酸ガスの気相と水の液相とを仕切り、かつ炭酸ガ
ス流路への水の流入を防ぐ逆止弁が配置されることが好
ましい。逆止弁は、特に限定はなく、例えばムシゴム状
のものが用いられる。

【００１４】さらに、図１にも示すように、炭酸ガスボ
ンベ４から炭酸ガス添加部３に至る炭酸ガスの流路に、
その上流側から、減圧弁５、炭酸ガス流量制御部６及び
水圧応答式ガス供給弁１の炭酸ガス流路部が順次配置さ
れる。炭酸ガスボンベからの流路には減圧弁を取り付
け、ボンベ圧の直接の負荷による炭酸ガス添加水製造装
置の故障を起こさないようにするのがよく、減圧弁は、
炭酸ガスボンベに直接取り付けられたものでよい。減圧
弁により、炭酸ガス流量の調節の容易さ及び安全性か
ら、炭酸ガス圧力を５ｋｇ／ｃｍ²以下とすることが好
ましい。炭酸ガス流量制御部は、水圧応答式ガス供給弁
でのガス圧を通水圧より低くして水圧応答式ガス供給弁
の動作を確実にする。

【００１５】また、炭酸ガス流量制御部は、炭酸ガス添
加水中の炭酸ガス濃度を変化させる部分で、例えばニー
ドルバルブ、オリフィスまたは焼結体等からなり、これ
らの単体或いは複数を組み合わせて構成される。炭酸ガ
ス濃度は、水流量制御部での水流量、減圧弁でも調整さ
れるが、飲用環境、個人差等に対応しうるよう炭酸ガス
濃度を遊離炭酸で３〜１０００ｐｐｍに調節可能なるも
のとするのがよい。

【００１６】炭酸ガスの流路には、炭酸ガス流路開閉コ
ックを設けることが好ましい。炭酸ガス流路開閉コック
は、炭酸ガス添加水と炭酸ガス無添加水を切り換えて得
るようにするもので、ボールバルブ、押しボタン式の開
閉弁等が用いられる。また、炭酸ガス流路開閉コックの
設置位置は、炭酸ガスの流路であればいずれでもよい
が、好ましくは炭酸ガス流量制御部と水圧応答式ガス供
給弁の炭酸ガス流路部との間の流路に設け、また、図３
に示すように、水圧応答式ガス供給弁において、弁体を
開くとともに炭酸ガス流入口を閉じる構造として通水時
の通水圧の加減により切り換えをしてもよい。

【００１７】さらに、本発明の炭酸ガス添加水製造装置
においては、水への炭酸ガス添加部において、通水圧よ
り高いガス圧にて炭酸ガスが水に添加され溶解するが、
炭酸ガス高濃度添加水を得る場合や水温が高い場合を考
慮して、炭酸ガス添加部の下流に炭酸ガス溶解部を設け
ることが好ましい。炭酸ガス溶解部は、水と炭酸ガスと
の接触を大とする構造であればよく、例えば管の途中に
絞りを設けたベンチュリー管状の管、通水可能な細孔を
有する焼結体の充填管、水流を旋回流とする旋回流発生
管、或いは単に長い管で構成する。また、炭酸ガス溶解
部を後述のミネラル成分充填のカートリッジで兼ねても
よい。

【００１８】本発明の炭酸ガス添加水製造装置には、炭
酸ガス添加部の下流側にミネラル成分充填のカートリッ
ジを配置することができ、ミネラル成分充填のカートリ
ッジの配置により、ミネラル溶解の炭酸ガス添加水を得
ることができる。ミネラル成分としては、炭酸カルシウ
ムを主成分とする天然の石灰岩、コーラルサンド等が特
に好ましく用いられる。ミネラル成分充填のカートリッ
ジは、その構造に特に限定はないが、カートリッジケー
ス内にミネラル成分粒子が充填され、焼結フィルター、
金属メッシュ或いはさらに中空糸膜を配置してミネラル
成分粒子の流失を抑え或いは粒子から生ずるまたは水の
濁度成分を除去する構造とすることが好ましい。

【００１９】本発明の炭酸ガス添加水製造装置は、少な
くとも活性炭を用いた浄水器と組み合わせて用いること
が好ましく、組み合わせの際は、炭酸ガス添加水製造装
置における炭酸ガス添加部の上流に浄水器を配置する。
浄水器には、公知の任意の浄水器が用いられ、主に残留
塩素やトリハロメタン等を除去する活性炭或いはさらに
濁度成分や細菌を除去する中空糸膜、イオン交換樹脂等
を炉材とする浄水器が用いられる。本発明の炭酸ガス添
加水製造装置と浄水器と組み合わせによれば、安全で美
味しい水を容易に得ることができる。

【００２０】また、本発明の炭酸ガス添加水製造装置
は、水との接触する各部を抗菌性の部材で構成すること
が好ましく、水圧応答式ガス供給弁の水流路部、水流量
制御部、炭酸ガス添加部、配管等の水との接触部を抗菌
性の金属で被覆する、抗菌材練り込み部材で構成する等
が用いられる。水との接触部を抗菌性の部材で構成する
ことは、長期間の装置の不使用の際に炭酸ガス添加水製
造装置内での雑菌の繁殖を抑止する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。

【００２２】（実施例１）図１に本発明の炭酸ガス添加
水製造装置と浄水器と組み合わせた例の構成図を示す。
図１中、実線は水の流れ、点線は炭酸ガスの流れをそれ
ぞれ表し、１は図２で示す水圧応答式ガス供給弁、２は
水流量制御部、３は水への炭酸ガス添加部、４は炭酸ガ
スボンベ、５は減圧弁、６は炭酸ガス流量制御部、７は
炭酸ガス流路開閉コック、８はミネラル成分充填カート
リッジ、２０は炭酸ガス添加水吐出口、９は浄水器をそ
れぞれ表す。水は、浄水器９により塩素、濁度成分等が
除去され、水圧応答式ガス供給弁１内の水流路部を通
り、定流量弁からなる水流量制御部２により一定流量に
制御され、炭酸ガス添加部３で水に炭酸ガスが添加され
る。

【００２３】一方、炭酸ガスは、炭酸ガスボンベ４に取
り付けられた減圧弁５により減圧され炭酸ガス流量制御
部６及び炭酸ガス流路開閉コック７を介し水圧応答式ガ
ス供給弁１内の炭酸ガス流路部を通り、炭酸ガス添加部
３に導かれ、水に添加される。炭酸ガス添加部３での炭
酸ガス添加水は、石灰岩を用いたミネラル成分充填カー
トリッジ８を通し、ミネラル溶解の炭酸ガス添加水とな
る。

【００２４】本発明の炭酸ガス添加水製造装置に通水の
場合、水圧応答式ガス供給弁１が作動し炭酸ガス流出口
が開き、この時炭酸ガス流路開閉コック７が開であれ
ば、炭酸ガスは、水圧応答式ガス供給弁１内の炭酸ガス
流路部を通って炭酸ガス添加部３に導かれ、炭酸ガス添
加水を生成し、炭酸ガス流路開閉コック７が閉であれ
ば、炭酸ガスは流れず、炭酸ガス無添加水を生成する。
また、炭酸ガス添加水製造装置への通水を停止した場
合、水圧応答式ガス供給弁１内のガス流出口が閉じ炭酸
ガスは流れない。

【００２５】

【発明の効果】本発明の炭酸ガス添加水製造装置は、通
水により発生する通水圧の変動により炭酸ガスの流路の
開閉量の調節を行うようにしたため、装置の使用に際し
て炭酸ガス栓の開け忘れ、閉め忘れがなく、炭酸ガスを
有効に用いることができ、電力も用いないので経済性も
高く、また装置の小型化も可能であり、美味しい炭酸ガ
ス添加水を家庭で容易に得ることができる。また、浄水
器の併用やミネラル成分添加により安全で、より美味し
い炭酸ガス添加水を得ることができ、得られる炭酸ガス
添加水は、飲料水、食品用水、料理用水等として用いる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の炭酸ガス添加水製造装置の浄水器と組
み合わせた例の構成図である。

【図２】本発明の炭酸ガス添加水製造装置に用いる水圧
応答式ガス供給弁の例の断面図である。

【図３】本発明の炭酸ガス添加水製造装置に用いる水圧
応答式ガス供給弁の他の例の断面図である。

【符号の説明】

１ 水圧応答式ガス供給弁 ２ 水流量制御部 ３ 水への炭酸ガス添加部 ４ 炭酸ガスボンベ ５ 減圧弁 ６ 炭酸ガス流量制御部 ７ 炭酸ガス流路開閉コック ８ ミネラル成分充填カートリッジ ９ 浄水器 １０ ダイヤフラム １１ ガス流入口 １２ ガス流出口 １３ 弁体 １４ 凸状ピストン １５ 水流入口 １６ 水流出口 １７ バネ １８ ゴム球 １９ Ｏ−リング ２０ 炭酸ガス添加水吐出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 1/68 ５４０ Ｃ０２Ｆ 1/68 ５４０Ｇ Ａ２３Ｌ 2/00 Ｔ (72)発明者 小林 幸男 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60 号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究 所内 (72)発明者 加藤 辰廣 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60 号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究 所内 (72)発明者 竹田 はつ美 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60 号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究 所内 (72)発明者 岡崎 博行 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60 号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究 所内 (56)参考文献 特開 平８−19784（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−267196（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−146656（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−139727（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−38292（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−114788（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−11497（ＪＰ，Ｕ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通水圧により炭酸ガスの流路の開閉を行
   う水圧応答式ガス供給弁を有する炭酸ガス添加水製造装
   置であって、水の流路に水圧応答式ガス供給弁の水流路
   部、定流量弁からなる水流量制御部、水への炭酸ガス添
   加部及び炭酸ガス添加水吐出口が順次配置され、さらに
   炭酸ガスボンベから前記炭酸ガス添加部への炭酸ガスの
   流路に減圧弁、炭酸ガス流量制御部、ガス流路開閉コッ
   ク及び水圧応答式ガス供給弁が順次配置されたことを特
   徴とする家庭用炭酸ガス添加水製造装置。
2. 【請求項２】 炭酸ガス流量制御部がニードルバルブ、
   オリフィス及び焼結体の少なくとも一つから構成されて
   いる請求項１記載の家庭用炭酸ガス添加水製造装置。
3. 【請求項３】 炭酸ガス添加部の下流に炭酸ガス溶解部
   を設けた請求項１または請求項２記載の家庭用炭酸ガス
   添加水製造装置。
4. 【請求項４】 炭酸ガス添加部の炭酸ガスと水との接触
   部に、炭酸ガスと水とを仕切り、かつ炭酸ガス流路への
   水の流入を防ぐ逆止弁が配置された請求項１、請求項２
   または請求項３記載の家庭用炭酸ガス添加水製造装置。
5. 【請求項５】 炭酸ガス添加部の下流にミネラル成分充
   填のカートリッジを配置した請求項１、請求項２、請求
   項３または請求項４記載の家庭用炭酸ガス添加水製造装
   置。
6. 【請求項６】 炭酸ガス添加部の上流に少なくとも活性
   炭を用いた浄水器を配置した請求項１、請求項２、請求
   項３、請求項４または請求項５記載の家庭用炭酸ガス添
   加水製造装置。
7. 【請求項７】 水との接触する各部を抗菌性の部材で構
   成した請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求
   項５または請求項６記載の家庭用炭酸ガス添加水製造装
   置。