JP3901248B2 - 洗浄機能を備えた飲用水生成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水等の原水を処理部に循環させて、処理された飲用水中のミネラル成分を除去または添加できる飲用水生成装置に関し、特に、水の循環する経路を原水としての水道水により洗浄可能とした飲用水生成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、ゼオライト等の天然石や活性炭等を備えたフィルタに水道水等の原水を通過させ、飲用に不要な成分の除去およびミネラル成分の添加等の水処理を施して飲用水を生成する飲用水生成装置が実用化されている。
【0003】
こうした飲用水生成装置は、原水および水処理された生成水を貯留するための貯水タンクと、ゼオライト等の天然石と、ミネラル添加剤および活性炭等から成る濾材を筒状のハウジングに充填したミネラル添加フィルタと、ゼオライト等の天然石と、活性炭およびイオン交換樹脂より成る濾材を筒状のハウジングに充填したミネラル除去フィルタと、これらのフィルタと貯水タンクとの間で原水または被処理水を循環させる循環ポンプとを備えている。こうした飲用水生成装置は、更に、水処理を施された生成水を貯水タンクからコップ等の容器に注ぎ出す送出口と、貯水タンク内の水を送出口に送るための注水ポンプとを備えている。
【0004】
この飲用水生成装置の使用に際して、まず、貯水タンクに所定量の水道水を原水または被処理水として注水する。次いで、循環ポンプにより原水を貯水タンクとフィルタとの間で所定時間循環させ、この間に原水がフィルタにより処理され、水道水等の原水中に含有されている塩素イオンやトリハロメタン等の飲用に不要なまたは有害な物質が除去され、ミネラル成分が添加または除去される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来の飲用水生成装置では、フィルタ内の活性炭により塩素を除去してしまうために、水道水等の原水中の塩素による雑菌類の抑制力を失い、処理水を長期間使用しない場合に、貯水タンクやフィルタ、循環ポンプを含む循環経路、出水経路などの水と接触する部分に雑菌類が繁殖することがある。これを防止するために、雑菌類が繁殖する前に、定期的に加熱洗浄を行うようにした飲用水生成装置が開発されている。然しながら、原水または被処理水として水道水を用いる場合には、処理前の水道水は塩素を有しており雑菌類の繁殖が抑制されているので、この水道水を有効に利用することが、飲用水生成装置の衛生状態を維持する上で有効である。
本発明は、水道水を有効に利用して装置内の衛生状態の維持を図った飲用水生成装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、原水としての水道水を貯留するための貯水タンクと、
被処理水から塩素を除去するフィルタを含む水質処理部と、
前記貯水タンク内の水を前記水質処理部を通して再び前記貯水タンク内に戻す飲料水生成のための循環経路と、
前記循環経路に水を循環させるための循環ポンプと、
前記貯水タンク内の飲用水を外部に取り出すための送出口を有する給水管路を通して再び前記貯水タンク内に戻す給水経路と、
前記給水経路に水を循環させるための注水ポンプと、
前記循環ポンプの起動に先立って前記注水ポンプを所定時間作動させる制御装置と、を具備する、
ことを特徴とした洗浄機能付飲用水生成装置を要旨とする。
【0007】
【作用】
水質処理部により飲用水を生成する前に、水道水を注水経路に循環させることにより、水道水から塩素が除去される前に注水経路を水道水の塩素により洗浄することが可能となる。
【0008】
【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洗浄機能を備えた飲用水生成装置10は、水道水等の原水または被処理水を貯留するための中空の概ね直方体形状をした貯水タンク12と、該貯水タンクの開口した上端部を閉鎖する概ね矩形の閉蓋14と、貯水タンク12の上端部の前部に配設された操作パネル16と、該操作パネル16の下側において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回動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内の水位を表示する透視型のレベル計12aが配設されている。
【0009】
図2を参照すると、操作パネル16の概ね中央部には注水ツマミ16aが配設されている。注水ツマミ16aは、ダイヤル式のツマミであり、その回転位置により送出口18からの飲用水の流量が制御される。本実施形態では、図2に示す状態から注水ツマミ16aを反時計回りの方向に回転させることにより、飲用水の送出口18からの飲用水の流量が増加するようになっている。注水ツマミ16aは、後述する弁20と連動しており、注水ツマミ16aを反時計方向に回転させて飲用水を送出口18からコップ等の容器に注ぎ入れるとき、弁20が開くように構成されている。
【0010】
操作パネル16には、更に、種々の機能スイッチ16b、16c、16dと、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16e、16f、16g、16h、16i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16d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16h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16h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16iが点灯する。また、飲用水生成装置10は水質設定手段としての選択スイッチ16bを押すことにより、飲用水生成装置10の作動モードを「軟水モード」と「硬水モード」の間で選択することが可能であり、選択された作動モードに応じて硬度設定ランプ16eの発光ダイオードが点灯する。
【0011】
次に、図3を参照すると、飲用水生成装置10は、更に、貯水タンク12の下側に配設された注水ポンプ22と、第1と第2の循環ポンプ24、26とを具備している。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内の底部に連通している。注水ポンプ22の吐出ポート(図示せず)に接続された給水管路22bは、貯水タンク12の前方側面に沿って上方に延設され、上端部において二股に分岐して、その一方が弁20を介して送出口18に連通し、他方が連通管路22cを介して貯水タンク12の内部に連通している。注水ポンプ22と、それに関連する管路22a、22bが注水経路を形成している。送出口18と給水管路22bとの間に配設された弁20は、既述のように注水ツマミ16aに関連して作動する。給水管路22bには、前記透視型のレベル計12aと、電熱ヒータ32が配設されている。電熱ヒータ32は、例えば、ヒータ駆動回路42g(図4参照)に接続された棒状の電気抵抗式の発熱体を、給水管路22bに沿って延設させることにより形成することができる。
【0012】
飲用水生成装置10は、更に、貯水タンク12内に着脱自在に設けられた硬度調整手段としての第1と第2のフィルタ28、30と、貯水タンク12の外部、好ましくは貯水タンク12の底壁の下側に設けられた3つのポンプ22、24、26とを具備している。更に、飲用水生成装置10は貯水タンク12の底壁の外表面に取り付けられた温度センサ48を具備している。
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ために、フィルタ状態検出手段としてリミットスイッチ(図示せず)を設けてもよい。
【0013】
第1のフィルタとしてのミネラル除去フィルタ28は、例えば概ね円柱状または角柱状のハウジングの内部に複数のフィルタ層、例えば、抗菌粒状活性炭層または抗菌繊維状活性炭層と、陽イオン交換樹脂を含むミネラル除去処理層とを含んで形成することができる。ミネラル除去フィルタ28はゼオライト、アルバイト、マグネタイト等の天然石層を備えていてもよい。ミネラル除去フィルタ28の下端部は循環管路24bを介して第1の循環ポンプ24の吐出ポート(図示せず)に連通している。他方、第1の循環ポンプ24の吸込ポート(図示せず)は循環管路24aを介して貯水タンク12の内部に連通している。こうして、貯水タンク12に貯留された原水は、第1の循環ポンプ24により貯水タンク12の底部から吸引されミネラル除去フィルタ28の底部に供給され、ミネラル除去フィルタ28の内部を流通し、該ミネラル除去フィルタ28の頂部から漏出して、貯水タンク12内に循環する。ミネラル除去フィルタ28および第1の循環ポンプ24と、それに関連する管路24a、24bが第1の水質処理経路を形成している。
【0014】
原水または被処理水がミネラル除去フィルタ28の活性炭層を通過する際、この原水中に含有される塩素やトリハロメタン等の物質が活性炭に吸着、除去され、ミネラル除去処理層を通過するとき、この原水中に含有される主としてカルシウムイオンを含む硬水成分が陽イオン交換樹脂により除去される。こうして、原水が第1の水質処理経路に従って循環することにより、原水中のカルシウムイオン等の硬水成分が除去され飲用水として軟水が生成される。また、ミネラル除去フィルタ28が天然石層を有している場合には、原水または被処理水が天然石層を通過するとき、この処理後の軟水に天然水に似た風味が加えられる。
【0015】
第2のフィルタとしてのミネラル添加フィルタ30は、例えば概ね円柱状または角柱状のハウジングの内部に抗菌粒状活性炭層または抗菌繊維状活性炭層と、硫酸カルシウムを含むミネラル添加処理層とを含んで形成することができる。ミネラル添加フィルタ30はゼオライト、アルバイト、マグネタイト等の天然石層を備えていてもよい。ミネラル添加フィルタ30の下端部は循環管路26bを介して第2の循環ポンプ26の吐出ポート(図示せず)に連通している。第2の循環ポンプ26の吸込ポート(図示せず)は循環管路26aを介して貯水タンク12の内部に連通している。こうして、貯水タンク12に貯留された原水は、第2の循環ポンプ26により貯水タンク12の底部から吸引されミネラル添加フィルタ30の底部に供給され、ミネラル添加フィルタ30の内部を流通し、該ミネラル添加フィルタ30の頂部から漏出して、貯水タンク12内に循環する。こうして、ミネラル添加フィルタ30と、第2の循環ポンプ26と、それに関連する管路26a、26bが第2の水質処理経路を形成している。
【0016】
なお、硬度調整手段としてのフィルタは、既述の実施形態のように2つのフィルタに限定されず、3以上のフィルタを備えていてもよい。例えば,ミネラル除去フィルタ28と、ミネラル添加フィルタ30に加えて、単に塩素イオンを除去するフィルタや、天然石のみを含むフィルタを配設して、より多くの利用者の嗜好に合致した飲用水を生成できるようにしてもよい。
【0017】
原水または被処理水がミネラル添加フィルタ30の活性炭層を通過する際、この原水中に含有される塩素やトリハロメタン等の物質が活性炭に吸着、除去され、ミネラル添加処理層を通過するとき、ミネラル添加処理層からミネラル成分として主にカルシウムイオンが被処理水に溶出する。こうして、原水が第2の水質処理経路に従って循環することにより、水処理が施された飲用水にカルシウムイオン等のミネラル成分が添加され飲用水として硬水が生成される。また、ミネラル添加フィルタ30が天然石層を有している場合には、原水または被処理水が天然石層を通過するとき、この処理後の硬水に天然水に似た風味が加えられる。
【0018】
次に、図4を参照して飲用水生成装置10の制御装置40について説明する。制御装置40は、CPU40aと、ROM40bと、RAM40cと、インプットポート40eと、アウトプットポート40fと、これらを接続する双方向バス40dを含んで形成されている。インプットポート40eには、上述した操作パネル16のスイッチ類16a〜16dがAD変換器42aを介して接続され、温度センサ48がAD変換器42bを介して接続されている。温度センサ48は熱電対やサーミスタ等の周知の手段にて構成することができる。
【0019】
アウトプットポート40fに、注水ポンプ22の駆動モータ22Mと、第1と第2の循環ポンプ24、26の駆動モータ24M、26Mが、各々モータ駆動回路42d、42e、42fを介して接続され、電熱ヒータ32がヒータ駆動回路42gを介して接続され、前記操作パネルの発光ダイオード16e〜16iが適当な駆動回路42hを介して接続されている。更に、注水ポンプ22の駆動モータ22Mへ供給される電流値を測定して注水ポンプ22の作動状況、特に注水ポンプ22が空転していないかどうかを監視するために、該駆動モータ22Mのモータ駆動回路42dに電流計44が接続されており、該電流計44にて測定された駆動モータ22Mへの電流値がAD変換器42cを介してインプットポート40eに供給される。
【0020】
以下、図5から図7を参照して、飲用水生成装置10の水道水の塩素イオンによる洗浄プロセスと、水道水から飲用水としての軟水または硬水を生成する水処理プロセスを説明する。
【0021】
利用者が、貯水タンク12に原水または被処理水として水道水を注水して、水質設定手段としての選択スイッチ16bにより所望の水質を選択する(フローチャートには特に図示されていない)。選択スイッチ16bは、例えば、トグルスイッチとして、利用者が選択スイッチ16bを押した回数により、「軟水モード」すなわち、原水からミネラル成分を除去して飲用水として軟水を生成する作動モードと、「硬水モード」すなわち、ミネラル成分を添加して飲用水として硬水を生成する作動モ−ドとの間で所望の水質を選択するようにできる。
【0022】
次に利用者が飲用水生成開始スイッチ16dを入れることにより図5のフローチャートが開始される。注水ポンプ22の駆動モータ22Mに電力が供給され注水ポンプ22が起動する(ステップS10)。次いでステップS12において、駆動モータ22Mに供給される電力、特に電流値aが電流計44により測定され、その値が変数αに入力される。電流値αが所定の値A以下の場合、すなわち、ステップS14において「No」の場合、注水ポンプ22には負荷がかかっていないと判断され、すなわち、貯水タンク12には十分に水が貯留されておらず、注水ポンプ22が空転していると判断され(ステップS14においてNo)、駆動モータ22Mを停止し(ステップS16)、発光ダイオード16e〜16iにより「水不足」または「空転」等の異常状態を表示する。
【0023】
ステップS14において「Yes」の場合、すなわち、駆動モータ22Mへの電流値αが所定値Aよりも大きい場合、注水ポンプ22は循環待機時間T1 のあいだ作動し続ける。すなわち、水処理ルーチンはステップS22からステップS26において循環待機T1 を計測し、この間、注水ポンプ22の起動状態が維持される。このとき、弁20は閉止されているので、貯水タンク12の底部から注水ポンプ22に吸い込まれた原水は、注水ポンプ22の吐出ポートから給水管路22bおよび連通管路22cを流通して貯水タンク12へ再び戻る。
【0024】
原水としての水道水には、塩素が含有されており、第1と第2のフィルタに原水を流通させて、飲用水生成の水処理を行う前に上述のように給水経路を流通させ貯水タンクとの間で循環させることにより、水道水による注水経路の洗浄が行われる。こうした、飲用水生成装置の通常の使用態様では、生成した飲用水を水処理を行ったその日のうちに全て使用し、翌日新たに原水としての水道水を貯水タンク12に注水して、以下に説明する水処理が実施される。従って、上述のように水処理を施す前の水道水を注水経路と貯水タンク12との間で循環させることにより注水経路が、毎日、水道水により洗浄されることとなり衛生状態を維持される。
【0025】
循環待機時間T1 が経過すると、すなわち、ステップS26において「Yes」の場合、注水ポンプ22の駆動モータ22Mが停止され(ステップS28)、次いでステップS30において、水処理を施したことを示すフラグFに1が入力される。次いで、ステップS32において、利用者が選択した水処理作動モードを判断する。
【0026】
すなわち、水処理プロセスが開始されたときに、「軟水モード」が選択されている場合には(ステップS32において「No」の場合)、水処理ルーチンはステップS34に進んで「軟水モード」のサブルーチン(図6参照)が開始され、「硬水モード」が選択されている場合、すなわち、ステップS32において「Yes」の場合、ステップS35に進んで「硬水モード」のサブルーチン(図7参照)が開始される。
【0027】
次に、図6を参照すると、「軟水モード」の場合(ステップS34)、先ず、第1の循環ポンプ24の駆動モータ24Mが起動され(ステップS36)、この状態が第1の処理時間T2 のあいだ継続される(ステップS38からステップS42)。これにより、貯水タンク12内の原水または被処理水は、第1の循環ポンプ24によ第1のフィルタとしてのミネラル除去フィルタ28の底部から該ミネラル除去フィルタ28内に供給され、同ミネラル除去フィルタ28の頂部から溢れて貯水タンク12内に戻る。ステップS38からステップS42において、この循環作用が第1の処理時間T2 のあいだ継続される。第1の処理時間T2 が経過すると(ステップS42で「Yes」)、第1の循環ポンプ24の駆動モータ24Mが停止して「軟水モード」による水処理プロセスが完了する(ステップS58)。
【0028】
次に、図7を参照すると、「硬水モード」の場合(ステップS35)、先ず、第2の循環ポンプ26の駆動モータ26Mが起動され(ステップS48)、この状態が第2の処理時間T3 のあいだ継続される(ステップS50からステップS54)。これにより、貯水タンク12内の原水または被処理水は、第2の循環ポンプ26により第2のフィルタとしてのミネラル添加フィルタ30の底部から該ミネラル添加フィルタ30内に供給され、同ミネラル添加フィルタ30の頂部から溢れて貯水タンク12内に戻る。ステップS50からステップS54において、この循環作用が第2の処理時間T3 のあいだ継続される。第2の処理時間T3 が経過すると(ステップS54で「Yes」)、第2の循環ポンプ26の駆動モータ26Mが停止して「硬水モード」による水処理プロセスが完了する(ステップS58)。
【0029】
又、図示する実施形態では、水処理プロセスが開始されたときは、注水ポンプ22の駆動モータ22Mを停止するようにしているが、水処理プロセス中もポンプ22を作動させるようにしてもよい。この場合は注水管路内の水も水処理される。
なお、図示する実施形態ではステップS30でフラグFに1を入力しているが、「軟水モード」または「硬水モード」での水処理が終了した後に、すなわち、図6においてステップS44の後、および、図7においてステップS56の後でフラグFに1を入力してもよい。
【0030】
飲用水生成装置10は、上述の水道水による洗浄に加えて、貯水タンク12内の原水または処理済の水を雑菌類が死滅する温度、例えば70°C以上に加熱して、この加熱水を飲用水生成装置10内の各部を循環させて加熱洗浄を実施することも可能である。
【0031】
水道水は塩素を含んでおり一定の雑菌抑制作用を有しているが、活性炭を含むフィルタにより水処理を行うと水道水中の塩素が除去されるために、この抑制作用が失われてしまう。上述のように、毎日、原水として新鮮な水道水を貯水タンク12内に注入して、水処理をしている場合には、水道水が貯水タンク12内に貯留されるので、貯水タンク12内および第1と第2のフィルタ28、30内が洗浄でき雑菌類の繁殖は抑制される。
【0032】
【発明の効果】
本発明の飲用水生成装置によれば、硬度調整手段により飲用水を生成する前に水道水を注水経路に循環させるので、該注水経路が水道水により洗浄される。更に、該注水経路に設けられた水位計が水道水により洗浄される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施形態による硬度調整手段を備え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】制御装置の略示ブロック図である。
【図5】飲用水を生成する水処理の制御フローチャートである。
【図6】飲用水を生成する水処理の制御フローチャートである。
【図7】飲用水を生成する水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…循環ポンプ
26…循環ポンプ
28…ミネラル除去フィルタ
30…ミネラル添加フィルタ
Claims (1)
- 原水としての水道水を貯留するための貯水タンクと、
被処理水から塩素を除去するフィルタを含む水質処理部と、
前記貯水タンク内の水を前記水質処理部を通して再び前記貯水タンク内に戻す飲料水生成のための循環経路と、
前記循環経路に水を循環させるための循環ポンプと、
前記貯水タンク内の飲用水を外部に取り出すための送出口を有する給水管路を通して再び前記貯水タンク内に戻す給水経路と、
前記給水経路に水を循環させるための注水ポンプと、
前記循環ポンプの起動に先立って前記注水ポンプを所定時間作動させる制御装置と、
を具備することを特徴とした洗浄機能付飲用水生成装置。
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