JP3901248B2 - 洗浄機能を備えた飲用水生成装置 - 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)

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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