JP3901247B2 - 積層フィルタを用いた飲用水生成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水等の原水を被処理水として水質処理部に循環させ、ミネラルを適度に付加または低減させて所望の飲用味の飲用水を生成するための飲用水生成装置に関し、特に、貯水タンク内部の水質処理部に積層フィルタ構造を有した水質処理層を設けることにり、所望の貯水容量に対してタンクの底面積の縮小化を図り、ひいては飲用水生成装置の全体規模の小型化を達成し、家庭用途にも容易に適用可能にした積層フィルタを用いた飲用水生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、循環式飲用水生成装置においては、ミネラル添加フィルタに原水を循環させ、原水よりミネラル成分を多く含有する飲用水を生成していた。
また、種類の異なる水質を得るには、異なる水質処理用フィルタを容器内部に並列に設置し原水が当該フィルタ内を通過する必要があり、故に、切替弁等の切替え手段によって貯水タンク内部における原水の循環路を切替え、目的の水質処理用フィルタを通過させることにより所望の水質処理を施した飲用水を生成するようにした水質可変制御の構成をとる必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、上述した従来の飲用水生成装置の構成では、少なくとも複数の切替え弁や複数の並列配置の水質処理フィルタ、更に必要に応じて複数の循環起動ポンプ等が必要となり、飲用水生成装置の規模が大型化するのを回避することができなかった。また、複数の切替え弁のオン・オフ切替え制御を行う制御部が必要となり、水質の可変制御が複雑化する傾向があった。
依って、本発明の目的は、積層フィルタ構造を有した筒状の水質処理部を備えることにより、複数種の所望の水質の飲用水を得ることができる共に貯水タンクの貯水容積部を縦型化して底面積の低減を図り、以て飲用水生成装置の小型化を図った積層フィルタを用いた飲用水生成装置を提供せんとするものである。
また、本発明の他の目的は 水質処理の可変制御を簡単化させることが可能な積層フィルタを用いた飲用水生成装置を提供せんとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述した発明目的に鑑みて、本発明は、貯水タンク内に設けた水質処理フィルタを備えた水質処理部を通して原水を循環経路に沿って流動させ、所望水質の飲用水を生成する飲用水生成装置において、
前記水質処理部は、前記原水の流入口を最下部である一端部位に有し、上下積層方向に複数段にして複数の異なる水質処理フィルタを積層化して備え、中間部位であって前記水質処理フィルタの境界部位近傍に少なくとも１つの処理水流出口を備えて成り、
前記原水の流動を生起するポンプ手段と、
前記ポンプ手段の揚程を制御して前記原水が通過する前記水質処理フィルタ層を増減調節する揚程制御手段と、
を具備して構成された積層フィルタを用いた飲用水生成装置を提供するものである。
この場合に、上記複数の水質処理フィルタは、上記原水流入口側から標準水質処理フィルタ、第１の付加水質処理フィルタ、第２の付加水質処理フィルタ・・・第ｎの付加水質処理フィルタの順位に積層されて成る複数層の積層された水質処理フィルタとして構成されることが好ましい。
また、本発明は、水の流入口を最下部に設けたフィルタケースと、
前記ケース内に積層、収納された複数の水質処理フィルタとを具備し、
前記フィルタケースは、前記水質処理フィルタの境界部位の近傍であって中間部位に水の流出口を具備して構成された積層型の水処理フィルタを提供するものである。
上述した本発明の構成によれば、水質処理フィルタは、それぞれ異なる水質処理機能を備えた複数種の水質処理フィルタを上下に積層し、その下層又は上層側に設けた原水流入口から所望の水質に応じて１ないし複数の水質処理フィルタを通過する循環流となって貯水タンク内を流動し、その結果、同タンク内に所望の硬度または軟度を有する飲用水が生成される。特に、複数の水質処理フィルタ層を原水の流入口側から原水に対する処理必須度の高い標準的な水質処理フィルタから嗜好に応じた処理必須度の比較的低い水質処理フィルタへと順次に積層し、中間部位のフィルタ層の境界領域に水質処理された飲用水の流出口を設け、原水を所望の水質処理必須度のフィルタ層を通過、循環して流出口からタンク内に還流するように構成すれば、貯水タンク内部に配設される水質処理部を上下方向に延設させることが可能となり、従って複数の水質処理フィルタを備えながら、水質処理部の底面積を十分に低減させることが可能となる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１を参照すると、本発明の実施形態による積層フィルタを用いた飲用水生成装置１０は、水道水等の原水を貯留するための中空の概ね直方体形状をした適宜貯水容量の貯水タンク１２と、該貯水タンクの開口した上端部を閉鎖する略矩形々状の閉蓋１４と、貯水タンク１２の上端部の前方部位に配設された操作パネル１６と、該操作パネル１６の下方部位に垂設された飲用水の送出口１８を有している。閉蓋１４は、貯水タンク１２の開口した上端部において、背面側の側壁の頂部に開閉回動が自在に取着されている。貯水タンク１２の前方側壁には、該貯水タンク１２内の水量レベルを表示する透視型のレベル計１２ａが配設されている。なお、貯水タンク１２は家庭用途の場合には、通常の３〜５人程度の家族構成において１日の飲用々途に供される一般的な水量と、補充回数を勘案して例えば、２リットルタンク程度に形成されているものと観念すれば良い。
【０００６】
図２を参照すると、操作パネル１６の概ね中央部には取水ツマミ１６ａが配設されている。取水ツマミ１６ａは、ダイヤル式のツマミとして形成され、同ツマミの回転位置に応じて送出口１８からの飲用水の取水量が制御される。
本実施形態では、図２に示す状態から取水ツマミ１６ａを反時計回りの方向に回転させることにより、引用水の送出口１８からの飲用水の流量が増加するようになっている。操作パネル１６の面上には、更に、種々の機能スイッチ１６ｃ、１６ｅ、１６ｉおよび各々のスイッチにより選択された機能を表示する発光ダイオード等を備えた表示部１６ｂ、１６ｄ、１６ｆ、１６ｇ、１６ｈが配設されている。例えば、利用者が上記機能スイッチの１つである飲用水生成開始スイッチ１６ｉを押すことにより、飲用水生成装置１０は、後述する飲用水の生成プロセスを開始し、飲用水の生成中であることを表示するために発光ダイオード１６ｇが点灯する。その後、飲用水の生成プロセスを終了すると、発光ダイオード１６ｇが消灯すると共に、飲用水ができあがったことを表示する発光ダイオード１６ｈが点灯する。飲用水生成装置１０は、後述する揚程制御手段におけるアクチュエータとして機能する水質選択スイッチ１６ｃを押すことにより、飲用水生成装置１０の作動モードを、例えば、低ミネラル処理モード、中間ミネラル処理モード、高ミネラル処理モード、更に養分付加処理モード、風味付加処理モード等の中ら選択することが可能であり、選択された水質処理作用モードに応じて水質処理の種類識別ランプ１６ｂの３つの発光ダイオードのうち対応する１つの発光ダイオードが点灯する。
【０００７】
次に、図３、図４を参照すると、飲用水生成装置１０の貯水タンク１２内に水質処理手段３０が必要に応じて着脱自在に設けられ、貯水タンク１２の外部、好ましくは貯水タンク１２の底壁の下側に２つのポンプ、つまり注水ポンプ２２、循環ポンプ２６が配設されている。
【０００８】
飲用水生成装置１０は、フィルタの着脱状態、つまり、フィルタが装着されているか否かを判断するフィルタ状態検出手段を構成するリミットスイッチ３４を具備している。このフィルタ状態検出手段３４は、リミットスイッチに限るものではなく、光スイッチ等の他種のスイッチやセンサ等により構成することもできる。
【０００９】
さて、水質処理手段３０の水質処理フィルタは、図４に示す略円柱状または角柱状のハウジング３０ａの内部に複数の水質処理フィルタ層Ｉ，II・・・Ｎ等を積層状態にして具備し、これらの水質処理フィルタ層に対して本例では、下端側に貯水タンク１２内に予め注入された水道水等の原水が流入する流入口３１を備え、また中間部位の水質処理フィルタ層Ｉ，IIの境界領域に水質処理された被処理水を貯水タンク１２内に還流するための流出口３２が具備されている。このようにして、貯水タンク１２に予め注水された原水は、循環ポンプ２６により貯水タンク１２の底部から管路２６ａを経て吸引され、循環ポンプ２６の出口側から管路２６ｂを介して水質処理手段３０の底部の流入口３１に供給される。
この原水は、水質処理手段３０の中を循環ポンプ２６の揚程に従って上昇し、水質処理フィルタ層Ｉ又は複数の水質処理フィルタ層Ｉ，II・・・水質処理フィルタ層Ｎ等の内部を流通し、被処理水の流出口３２から漏出して、貯水タンク１２内に循環する。なお、図示例では説明を簡単にするために、２つの水質処理フィルタ層Ｉ，IIを設けた例としたので、被処理水の流出口３２を両層の境界領域に１つ設け、水質処理フィルタ層Ｉだけを循環した被処理水も水質処理フィルタ層Ｉ，IIの両者を循環した被処理水も共に流出口３２からタンク１２内部に還流し得る構成としたが、３つ以上の水質処理フィルタ層を積層化して設ける場合には、当該水質処理フィルタ層の層数に応じて境界領域に流出口を設け、従って複数の流出口３２が水質処理部３０に設けられるようにしても良いことは明らかである
なお、水質処理フィルタ層Ｉ，IIの具体的な構成としては、図４に示すように例えば、各水質処理フィルタ層Ｉ，II・・・Ｎがそれぞれ異なる種類のミネラル添加成分を包含した構成としても良く、１つの水質処理フィルタ層の中に所定の複数種のミネラル成分を順次に堆積させた構成としても良く、或いは同じミネラル添加成分であっても原水に対する溶質度がそれぞれ異なる複数（Ｎ）の水質処理フィルタ層Ｉ〜Ｎとしても良く、更に、ミネラル成分の他に原水に溶解する栄養素成分または風味付けをする適宜成分を包含した１つの水質処理フィルタ層を構成しても良い。然しながら、原水の流入口３１に近い部位には処理必須度の高い水質処理フィルタ層を配設し、流入口３１から遠ざかる積層方向に順次に処理必須度の低い、例えば添加嗜好性の低いミネラル成分を包含した水質処理フィルタ層を配設する構成とすることが必要である。
【００１０】
飲用水生成装置１０は、更に、注水ポンプ２２を有しており、該注水ポンプ２２の吸込ポート（図示せず）は給水管路２２ａを介して貯水タンク１２の底部に連通し、注水ポンプ２２の吐出ポート（図示せず）は、管路２２ｂと開閉弁２０とを介して既述した飲用水の送出口１８に連通している。
【００１１】
他方、上述した循環ポンプ２６及び注水ポンプ２２は、ポンプ揚程制御手段２４に結合され、このポンプ揚程制御手段２４自体は、既述した貯水タンク１２の操作パネル１６に接続した要素として例えば、タンク側面部位内等に組み込まれる。そして、このポンプ揚程制御手段２４は、循環ポンプ２６の揚程を選択スイッチ１６ｃから入力される水質処理信号、つまり、どのうよな水質処理が所望、選択されたかを一義的に示すそれぞれの水質選択信号に応じて制御する構成を有している。このように循環ポンプ２６の揚程を可変選定することにより原水が貯水タンク１２の内部で循環されることにより形成される循環流の経過する水質処理フィルタ層Ｉ，II，・・・Ｎ等が異なることになり、故に、それぞれ異なる水質処理結果が得られるのである。
他方、ポンプ揚程制御手段２４は、注水ポンプ２２の作動を制御する機能も有し、既述したスイッチ１６ａが押動されて送出された起動信号に従って同注水ポンプを起動し、かつまた同注水ポンプ２２の作動を停止するポンプ動作の制御機能も有している。
以下、図５に示す制御フローチャートを参照して飲用水生成装置１０の作用を説明する。図５の制御フローチャートは例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＵＰを備えたマイクロプロセッサにより実施することが可能であり、同マイクロプロセッサは上述したポンプ揚程制御手段２４と共に貯水タンク１２の側部等に組み込まれている。
【００１２】
装置利用者が、水質選定手段として機能する選択スイッチ１６ｃを押して例えば、所望のミネラル度や栄養分添加をするか否か、風味付けをするか否か等を選択し、飲用水生成開始スイッチ１６ｉ（図２）を押動することにより、図５のフローチャートにおける水質処理ステップが開始される（ステップＳ１０）。
例えば、上記のように選択スイッチ１６ｃの押下でミネラル度を選定、指定されると、水質処理ステップの開始後、これに応じてマイクロプロセッサは貯水タンク１２内の水質処理部３０に積層された各種の水質処理フィルタ層Ｉ，II・・・Ｎ等の何れの層を通過、循環させれば、原水が指定された水質に処理されるかを判断し、これに応じて原水の循環経路、つまり、水質処理フィルタ層Ｉだけを経過する循環経路Ａか、水質処理フィルタ層Ｉ，IIの両者を経過する循環路かが決定される。この決定結果に従って、循環ポンプ２６の揚程決定が行われる（ステップＳ１２）。
そして、水質処理フィルタ層Ｉだけを経過する循環経路であれば、循環ポンプ２６の揚水容量を小に設定（ポンプ揚程を小に設定）する（ステップＳ１４）。この結果、循環ポンプ２６は、貯水タンク１２内に貯水された原水を水質処理フィルタ層Ｉだけを経過する循環経路Ａに沿って循環、流動させるようにポンプ作動する（ステップＳ１６）。こうして原水の循環、流動により水質処理が漸進して水質処理がやがて終了する（ステップＳ２２）。
他方、水質処理フィルタ層Ｉ，IIの両者を経過する循環路と決定された場合には、循環ポンプ２６の揚水容量を大に設定（ポンプ揚程を大に設定）する（ステップＳ１８）。
この結果、循環ポンプ２６は、貯水タンク１２内に貯水された原水を水質処理フィルタ層Ｉ，IIの両者を経過する循環路Ｂに沿って循環、流動させるようにポンプ作動する（ステップＳ２０）。こうして、循環流動した原水全体が処理されて上述と同様にやがて水質処理が終了する（ステップＳ２２）。
このように、飲用水生成装置１０は、循環ポンプ２６の揚程制御を介して水質処理手段３０に積層されている水質処理フィルタ層Ｉ，II・・・Ｎ等を経過して流出口３２から貯水タンク１２の内部に戻ることにより、順次に同タンク１２内の原水全量を所望の水質に処理するのである。ここで、原水全量の水質処理の終了（ステップ２２）は、予め循環ポンプ２６の作動時間Ｔを決定しておき、この時間Ｔが経過したとき、循環を停止する等の方法とすれば良い。
【００１３】
なお、水質処理フィルタ層が３以上の複数層を成して水質処理手段３０に組み込まれている場合には、流出口３２を各層の境界領域に設けて複数の流出口から被処理水が流出し得るように構成すれば、複数種の水質処理の指定、設定が可能となる。また、流出口３２を各層の境界領域の近傍に各層毎に設けても良い。この場合は、上側に配置された水質処理フィルタに水が流入、経過し易くなる。
【００１４】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、水質処理手段として積層フィルタを用いた飲用水生成装置が構成され、貯水タンク内の水質処理部においては、複数種の水質処理が可能でありながら、上下に積層された複数の水質処理フィルタ層を内蔵した単一の水質処理手段だけを配設すれば良く、従って同水質処理手段の貯水タンク内における占有容積は縦長構造化されることにより底面積占有率を低減化させることが可能となり、故に飲用水生成装置は、横広がりの少ないコンパクトな構造に形成し得ると言う効果を有する。このような効果は、特に、家庭用途に用いる飲用水生成装置においては、設置場所の占拠面積を低減させることが可能と成ることから、使用場所を自由に選定できると言う利用上の効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による積層フィルタを用いた飲用水生成装置の略示斜視図である。
【図２】図１の飲用水生成装置の表示パネルの拡大図である。
【図３】図１の飲用水生成装置の構成を示すブロック図である。
【図４】水質処理手段を構成する積層構造の水質処理フィルタ層の構成を示した略示断面図である。
【図５】水質処理の制御フローチャートである。
【符号の説明】
１０…飲用水生成装置
１２…貯水タンク
１６ｃ…選択スイッチ
１８…送出口
２２…注水ポンプ
２４…ポンプ揚程制御手段
２６…循環ポンプ
３０…水質処理手段
３１…流入口
３２…流出口

Claims (3)

1. 貯水タンク内に設けた水質処理フィルタを備えた水質処理部を通して原水を循環経路に沿って流動させ、所望水質の飲用水を生成する飲用水生成装置において、
   前記水質処理部は、前記原水の流入口を最下部である一端部位に有し、上下積層方向に複数段にして複数の異なる水質処理フィルタを積層化して備え、中間部位であって水質処理フィルタの境界部位近傍に少なくとも１つの処理水流出口を備えて成り、
   前記原水の流動を生起するポンプ手段と、
   前記ポンプ手段の揚程を制御して前記原水が通過する前記水質処理フィルタ層を増減調節する揚程制御手段と、
   を具備して構成されることを特徴とする積層フィルタを用いた飲用水生成装置。
2. 前記複数の水質処理フィルタは、前記原水流入口側から標準水質処理フィルタ、第１の付加水質処理フィルタ、第２の付加水質処理フィルタ・・・第ｎの付加水質処理フィルタの順位に積層されて成る請求項１に記載の積層フィルタを用いた飲用水生成装置。
3. 水の流入口を最下部に設けたフィルタケースと、
   前記ケース内に積層、収納された複数の水質処理フィルタ層とを具備し
   前記フィルタケースは、前記水質処理フィルタの境界部位近傍であって中間部位に水の流出口を有することを特徴とする積層型の水処理フィルタ。

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