JP4022211B2 - 浄水装置及びそれに使用する洗面台 - Google Patents

Description

本発明は、スーパーマーケットなど、人が大勢訪れる場所に設置され、所定の操作が行われると原水（水道水）を濾過し、生成した浄水を飲料水や調理用水として利用するため容器に注水できる浄水装置に関する。

原水（水道水）を濾過して生成した浄水を、注水口から容器等に注水する浄水装置は既に知られている。そして、この種浄水装置では、水道水を浄水に変換する濾過部（フィルター）から注水口に至る浄水の通路を洗浄するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載の浄水自動販売機は、原水（水道水）を濾過する濾過部からその下流側の注水口に至る注水用配管路に洗浄水（浄水）を流して、洗浄し、その洗浄水は容器を載せる載置部に開口した排水口に接続された排水管から排水するように構成されている。叉、排水管への排水は、上記した注水用配管路を洗浄した洗浄水のみならず、逆浸透膜方式での濃縮水も排水される。

そして、この排水は下水道（下水管）に流れていくが、上記したような浄水装置をスーパーマーケットなど、人が大勢訪れる場所に新たに設置する場合、通常は店内などの屋内のしかもお客の目に付きやすい場所に設置される為、その設置場所から下水道（下水管）まで多くの場合はコンクリートの床下に所定の傾斜を付けた排水溝を設ける工事を行う必要がある。
しかし、この工事費用は浄水装置の設置に要する費用総額を大きく押し上げる程の多大な額になる場合がある、という問題があった。

特開２００３−１４１６２９号公報

本発明は上記した従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、浄水装置の設置場所から下水道まで床下に排水溝の工事を施すことなく、洗浄水等の排水を行うことができる浄水装置を提供することにある。

上記目的を達成する為に本発明が講じた技術的手段は、原水を濾過して生成された浄水を、載置台に載置された容器に注水する浄水装置において、生成された浄水を容器に注水する注水口を洗浄する洗浄手段と、前記注水口を洗浄した後、洗浄に使用した排水等を加圧して外部に排水するポンプと、を備えたことを特徴とする。
そのポンプは、浄水装置の内外何れに配置してもよい。叉、ポンプの種類は問わない。濾過方式は、逆浸透膜方式、活性炭フィルター方式、ミネラル分を追加する方式、或いは電解水方式等、水道水よりも飲用、或いは調理用として優れた水を生成できるものであればよい。また、洗浄手段は、浄水を流して洗浄することに限定されず、専用の洗浄剤やお湯を流して行うものであってもよい。
上記手段によれば、洗浄後の排水などはポンプにより加圧して排水するため、浄水装置から排水管に至る排水路を自然流下排水（傾斜による排水）によることなく、高所を径由して既設の排水管に排水することができる。即ち、浄水装置の排水口にホース等を接続し、そのホースを壁或いは天井などに沿わせて既設の排水管に案内することで、床に排水溝を設ける工事を不要に出来る。

前記ポンプは、容器を載せる載置台の下方に配置した場合は、空間の有効利用につながる。即ち、容器を載せる載置台は、使用者が容器を載せたり下ろしたりし易い高さに設計されている為、その載置台の下方にはポンプを配置するだけの空間が存在する。この空間を有効利用することで、ポンプ設置の為に別途スペースを確保する必要がなく、装置全体を小型化できる。

叉、前記ポンプより上流側には排水の有無を検出する排水センサを設け、該排水センサが排水を検出した場合は前記ポンプが故障と判断し、前記注水を開始する為の操作を禁止するようにしてもよい。また、該排水センサが排水を検出した場合は、前記洗浄と注水の動作を禁止するようにしてもよい。尚、上記排水センサはポンプより上流側に配置する排水溜内に設け、排水の水位を検出できるものであればよい。例えば、フロート式水位センサ等が挙げられる。
上記手段によれば、注水口等を洗浄した洗浄水は排水溜に流れるが、該排水溜に排水が所定量貯留された場合にポンプが作動して排水を加圧して排水管へ圧送排水する。しかし、排水溜に排水が所定量を超えて貯留した場合は、前記ポンプが故障していると判断して、注水開始の為の操作を禁止する。それにより、排水が溢れるトラブルの発生を未然に防止できる。また、排水の貯留が検出された場合は、洗浄と注水の動作が禁止されるので、排水が溢れるトラブルを未然に防止できる。

排水を加圧圧送する前記ポンプは問わないが、ベーンポンプが本発明の目的から有効である。
上記手段によれば、ベーンポンプは加圧力を高くできる為、浄水装置から既存の排水管に至る排水路を比較的高い位置に設置することができる。それにより、排水路の設置について自由度を高めることができる。また、密閉性が高いため、排水路途中のトラップ（異臭防止）を不要にすることが可能となる。

また、上記浄水装置は原水（水道水）の供給等との関係により、浄水装置の側部に洗面台を配置し、前記ポンプは浄水装置の排水のみならず、洗面台の排水をも加圧排水するようにしてもよい（請求項１）。そして、その場合、前記ポンプは洗面台側に移動してもよい（請求項２）。
上記手段によれば、浄水装置の排水と洗面台の排水を一緒に加圧して排水するため、洗面台の排水の費用を安価にできる。

本発明の浄水装置は請求項１、２記載の構成により、浄水装置の排水と洗面台の排水を一緒に加圧して排水できるため、洗面台の排水の費用を安価にできる。そして、排水を加圧圧送するため、浄水装置から既設の排水管までの排水路を、ホースなどを用いて壁や天井などの高い所を径由して形成することができる。それにより、コンクリートの床に排水溝を形成する工事を不要にでき、排水設備の工事費用を安価にできる。
特に、スーパーマーケット等の大型小売店に浄水装置を設置する場合、設置部の床はコンクリートで、更に、その設置場所付近には排水管がない場合が多い為、上記手段により低減される排水工事の費用は多大である。

以下、本発明の実施の形態を自動販売機のタイプについて図面に基いて説明する。尚、以下の実施例は、本発明を具体化した一例であって、本発明はその要旨を変えない限り変更可能であり、この実施の形態に限定されるものではない。

図１及び図２は、自動販売機タイプの浄水装置１を示し、一般的な飲料の自動販売機と同様の外観を呈し、正面に容器（ボトル）２を出し入れする載置台３を備え、該載置台３の前面に扉４を開閉可能に設けており、中央部にはコイン投入口５を備え、その上下に注水ボタン６，７を配設している。

注水ボタン６，７は、注水量を違えた操作ボタンであり、例えば、注水ボタン６は１．９リットル用、注水ボタン７は３．８リットル用であって、コイン投入口５に所定金額のコインが投入されると、その金額に対応した注水ボタン６，７が点灯し、所望の注水ボタン６又は７を押すことにより浄水ユニット１０から浄水が容器２に注水され、その注水量が所定量（１．９リットル又は３．８リットル）に達すると注水を停止する。即ち、浄水装置１は、周知の自動販売機能を有する制御部により制御されて浄水を定量販売するものである。

又、載置台３の前面に設けられる扉４は、一側のヒンジを中心として手動で開けることができ、且つ閉める時はバネ力によって自動的に閉鎖されるように構成されている。そして、その扉４はロック機構２０により閉じ状態が保持され、そのロック機構２０がＯＮの時、扉４は開けることができない。そのロック機構２０は、電磁ソレノイドによって構成され、ロック（固定）或いは解除し得るようになっている。

また、浄水装置１に装備される浄水ユニット８は、図２に示すように、一端側を原水である水道水を供給する水道管９に連結し、他端側に該浄水装置１の載置台３の直上に位置させて注水口１０を設け、その水道管９と注水口１０との間に逆浸透膜型濾過手段１１を配設すると共に、水道管９と前記濾過手段１１との間の給水用配管路１２及び前記濾過手段１１と注水口１０との間の注水用配管路１４にそれぞれ作動部材を配設して構成される。
即ち、水道水を活性炭フィルターＦ２，Ｆ３で一次浄化し、それを逆浸透膜フィルター１１ａ，１１ｂで純水にして容器２に注水する。そして、逆浸透膜フィルター１１ａ，１１ｂ周辺での雑菌の繁殖を抑えるために、所定の時間間隔で浄水（純水）を前記逆浸透膜フィルターの入口に戻して循環させ、逆浸透膜型濾過手段１１から注水口１０に至る注水用配管路１４を洗浄するようになっている。

上記洗浄水を排水する排水管路は、前記載置台３の直下に水受け皿１５を配置し、その水受け皿１５の排水口１５’に排水溜１６を連結し、更にその排水溜１６の排出側にポンプ１７の流入口１７ａが接続され、このポンプ１７の作動で排水溜１６に貯留した洗浄水等を加圧し、該ポンプ１７の流出口１７ｂに接続されたホース等の配管１８を介して既設の下水管（図示省略）に圧送排水し得るように構成されている。
上記排水を加圧圧送するポンプ１７としては加圧力を高くできるベーンポンプが好適である。勿論、一般に採用されている排水ポンプでもよい。

叉、上記排水溜１６の内部には排水の有無（貯留量）を検出する排水センサ１９が設けられ、その排水センサ１９の検出信号によって前記ポンプ１７の作動が制御されるように構成されている。
その排水センサ１９としては、排水溜１６内の排水の量を水位の上下動を利用して検出する水位センサで、排水に浮遊するボールをセンサで検出するようにする。尚、この排水の有無を検出する排水センサは、上記構成に限定されるものではない。

以下、上記した浄水装置における逆浸透膜型濾過手段１１から注水口１０に至る注水用配管路を洗浄する洗浄制御システムを図３の電気ブロック図及び図４のフローチャートに基づいて説明する。
図３は洗浄制御システムの構成を示す電気ブロック図で、ＣＰＵはＲＯＭに記憶された動作プログラムを読み出して実行することにより、装置全体の制御を行うものである。
ＲＡＭは、ＣＰＵが動作するために必要なワークエリアが設けてあり、各種設定データを記憶する書換え可能なメモリーである。
入金部は、所定のコイン（又は紙幣）が入金されたことを検出して前記ＣＰＵにその旨を通知する。尚、無料で提供する場合（初期設定状態）は、入金部は機能しない。
浄水制御部は、浄水装置に組み込まれている各電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ５、ポンプＰ、流量計ＦＭ等、浄水装置を制御するものである。
扉ロック用ソレノイドは、扉ロック機構をロック（固定）、或いは解除するものである。
容器検出センサは、注水できる位置（例えば、注水口の直下）に容器２が置かれているか否かを検出するものである。このセンサとしては、例えば、投光器と受光器からなるセンサが一般的である。
１．９リットルＳＷは、購入する浄水の量を選択するスイッチで、浄水を１．９リットル注水するためのキースイッチである。
３．８リットルＳＷは、購入する浄水の量を選択するスイッチで、浄水を３．８リットル注水するためのキースイッチである。
排水センサは、洗浄等に使用された水（排水）が所定時間経過しても排水溜に所定量以上残留しているか否かを検出するセンサで、排水の量が所定量以上残留するのを検出した場合は、排水を加圧圧送して排水するポンプ１７が故障と判断する。
ポンプ（ベーンポンプ）制御部は、排水溜の排水を加圧圧送して排水するポンプ１７の作動／停止を制御するものである。
そして、上記した浄水制御部、扉ロック用ソレノイド、容器検出センサ、１．９リットルＳＷ、３．８リットルＳＷ、排水センサ、ポンプ（ベーンポンプ）制御部はインターフェースを介して前記ＣＰＵ、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、入金部と接続されている。

次に、本発明の浄水装置１におけるＣＰＵの動作の概略を、図４のフローチャート図に基づいて説明する。尚、このフローチャートは、浄水装置の電源を入れることでスタートする。叉、浄水の注水は無料で販売する初期設定の状態とする。
ＳＴ１…浄水装置における載置台３の前面に設けられた扉４の閉じ状態を、ロック機構２０の扉ロック用ソレノイドの作動でロック（固定）する。
ＳＴ２…浄水購入者が注水を開始する為の操作をしたか否かを判断する。即ち、購入者が購入する浄水の量を選択するスイッチ、１．９リットルＳＷ叉は３．８リットルＳＷの何れかのスイッチが操作されたかで判断する。どちらのスイッチも操作されていない場合（ＮＯ）はＳＴ２に戻り、どちらかのスイッチが操作されている場合（ＹＥＳ）はＳＴ３へ進む。尚、有償販売に設定されている場合は、浄水購入に必要な代金の支払いの有無で判断する。

ＳＴ３…所定時間経過後、排水センサが排水溜に排水があることを検出したか否かを判断し、排水が有ることを検出した場合（ＹＥＳ）は排水用のポンプ１７が故障と判断してエラー表示（不図示）（ＳＴ４）をして装置を停止させ、前記ポンプ１７の故障が修復されるまで動作しないようにする。排水の残量がなく排水センサが検出しない場合（ＮＯ）は
ＳＴ５に進む。
ＳＴ５…浄水ユニット８を稼動させて浄水を作り、注水口１０から排水する。この動作を所定時間（例えば、５秒間〜１０秒間）行う。この洗浄作業により、浄水ユニット８の逆浸透膜フィルター１１から注水口１０までの浄水の通路、即ち注水用配管路１４内が洗浄される。尚、この洗浄作業中は、扉４は閉じ状態がロックされて外部から開かないようになっている。それにより、容器２を載置台３に置くことはできない。洗浄後の排水は注水口から水受け皿１５を介して排水溜に流下する。

ＳＴ６…ＳＴ５の終了により、ロック機構２０の電磁ソレノイドが作動して扉４のロックを解除し、購入者が容器２を載置台３にセットできるようにする。
ＳＴ７…容器２が載置台３の所定位置にセットされているか否かが容器検出センサで判断される。容器２が載置台３の所定位置にセットされているのが前記検出センサで検出された場合はＳＴ８に移行し、容器の検出がＮＯの場合は、検出（ＹＥＳ）されるまでＳＴ７が繰り返される。
ＳＴ８…容器２が載置台３にセットされているのが検出されると、注水口１０の直下にセットされた容器２に、所定量の浄水の注水が行われる。所定量の浄水とは、前記ＳＴ２で選択した注水ボタン６又は注水ボタン７の量である。
ＳＴ９…ＳＴ８の終了後、所定時間経過後に電磁弁ＳＶ３が開き、逆浸透膜型濾過手段１１内の濃縮水（逆浸透膜を透過せず不純物を含む非透過水）を排水管路２１を通して水受け皿１５と排水溜１６とを結ぶ管路に排水する。その後に電磁弁ＳＶ３を閉じ、そして電磁弁ＳＶ１を開いて原水（水道水）を補給する。

ＳＴ１０…所定量の浄水が容器２に注水された後、その容器２が載置台３から取り除かれているか否かが容器検出センサで検出され、載置台３に容器２が無いこと（ＮＯ）が検出されるまで繰り返し行われる。そして、容器２の不存在（ＮＯ）が検出されるとＳＴ１１に移行する。
ＳＴ１１…前記ＳＴ１０で容器２が取り除かれた後、扉４はバネ力によって自動的に閉鎖される。その閉鎖状態がロック機構８の作動でロック（固定）され、ステップ２に戻り、次の注入動作を待つ。

上記処理はメインの処理で、この処理中にＣＰＵの割り込み処理が１秒に１回程度、周期的に行われる。以下、その割り込み処理を図５のフローチャート図に基づいて説明する。
ＳＴ２１…排水センサが排水が有ることを検出（ＹＥＳ）するとＳＴ２２に進み、排水を検出しない場合（ＮＯ）はＳＴ２３に進む。
ＳＴ２２…排水のポンプ１７を起動させて処理を終了する。
ＳＴ２３…排水のポンプ１７を停止させて処理を終了する。

図６は前示実施例１における浄水装置１に近接して洗面台を設置し、前記浄水装置１の排水溜１６と排水を加圧圧送するポンプ（ベーンポンプ）１７を洗面台２２側に移動して該洗面台２２の内部下方に設置し、浄水装置１の排水を洗面台２２の排水に合流させて排水するようにした装置である。
具体的には、浄水装置１の排水が洗面台２２側に設置した排水溜１６に流入するように、浄水装置１の水受け皿１５の排水口１５’に接続した排水管２３を、洗面台２２のボール部２４と排水溜１６とを連結する排水路２５に接続する。
また、洗面台２２に設置した排水溜１６内の排水センサ１９とポンプ１７は浄水装置１の制御システム（ＣＰＵ）が制御してもよいし、洗面台２２側に別途制御システムを設け、それで制御する等、何れでもよいものである。
この実施例２に示す構成は、喫茶店やレストラン（食堂）等の飲食を行なう店では洗面台の設置が必要であり、洗面台と浄水装置の排水工事を兼用でき、更に割安にできるという効果が得られる。

本発明は上記した実施例において、下記に示すような変更等が可能である。
（１）濾過手段から注水口に至る注水用配管路を洗浄する洗浄水は浄水に限らず、専用の特殊な洗浄水を利用してもよいものである。
（２）排水は、洗浄に使用した水だけでなく、どのようなものでもよい。
（３）排水を加圧するポンプはベーンポンプに限らず、他のポンプでもよい。但し、ベーンポンプの使用により排水口の上流側の悪臭を防ぐトラップの設置を不要にできたが、他のポンプ使用の場合は、トラップを設置する必要がある。
（４）実施例２において、浄水装置と洗面台はそれぞれ筺体を別々にしたが、筺体を１つにまとめてもよい。その場合、排水センサを備えた排水溜と排水用のポンプは浄水装置、洗面台どちらの排水管路に設けてもよい。
（５）浄水装置は自動販売機タイプに限らず、社員食堂等に設けて社員が無料で自由に注水できるものでもよい。
（６）浄水装置の濾過方式は、逆浸透膜方式に限らず、活性炭フィルター方式等他の方式でもよい。

本発明の実施例１を示し、（ａ）は一部切欠正面図、（ｂ）は一部切欠側面図。 浄水装置の概略を示すシステム図。 洗浄制御システムの構成を示す電気ブロック図。 浄水装置のメインの動作を示すフローチャート図。 メインの動作中に実行される割り込み処理のフローチャート図。 本発明の実施例２を示す概略正面図。

符号の説明

１…浄水装置 ２…容器
３…載置台 ８…浄水ユニット
１０…注水口 １６…排水溜
１７…排水用のポンプ １９…排水センサ
２２…洗面台

Claims (2)

1. 原水を濾過して生成された浄水を、載置台に載置された容器に注水する浄水装置において、
   生成された浄水を容器に注水する注水口に至る注水用配管路を洗浄する洗浄手段と、
   前記注水用配管路を洗浄した後、洗浄に使用した排水等を加圧して外部に排水するポンプと、
   を備え、更に前記浄水装置の側部に、蛇口からの給水を受けるボール部、及びそれに繋がる排水管を備えた洗面台を配置し、前記ポンプの排水側を洗面台の排水管に接続し、洗面台の排水も加圧排水することを特徴とする浄水装置。
2. 原水を濾過して生成された浄水を、載置台に載置された容器に注水する浄水装置において、
   生成された浄水を容器に注水する注水口に至る注水用配管路を洗浄する洗浄手段と、
   前記注水用配管路を洗浄した後、洗浄に使用した排水等を外部に排水する排水管と、
   前記浄水装置の側部に、蛇口からの給水を受けるボール部、及びそれに繋がる排水管と、
   更にその排水管路の排水等を加圧して外部に排出するポンプと、前記ポンプより上流側に排水溜を備えた洗面台と、
   を備え、
   前記浄水装置の排水管を、前記洗面台のボール部と排水溜とを連結する排水路に接続したことを特徴とする浄水装置。

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