JPH0999289A - おいしい水製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 飲用水から残留塩素やトリハロメタンな
どの臭気物質を除去するとともに、炭酸ガスを添加して
飲用水中の遊離炭酸を増加させ、かつ適温に冷却して、
おいしい水を供給するおいしい水製造装置を得る。 【解決手段】 飲用水流路の下流側に向けて順次、飲用
水を浄化する第一浄水器２と、流路に絞りを設け増速に
よる圧力降下により炭酸ガス添加用の弁体の開閉を行う
炭酸ガス添加装置５と、冷却機構を備えた貯水タンク６
と、逆汚染を防ぐ第二浄水器９とを連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飲用水から残留塩
素やトリハロメタンなどを除去するとともに、炭酸ガス
を添加して飲用水中の遊離炭酸を増加させ、かつ適温に
冷却して給水する、おいしい水製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、水道水は水源の汚染などによりカ
ビ臭やカルキ臭が年々ひどくなり、まずくなる一方であ
る。安全衛生面でも、ビルやマンションの高架水槽など
における微生物汚染や赤水の発生をはじめ、無機微粒子
やトリハロメタンなどの飲料水への混入問題が指摘さ
れ、安全でおいしい水に対する要求は日増しに高くなっ
ており、これにともなって浄水器やミネラルウォーター
が広く普及してきている。

【０００３】おいしい水とは、厚生省のおいしい水研究
会が発表した「おいしい水の要件」に示されているが、
河川水やダム、湖沼などの貯水を原水として利用してい
る水道水は、臭気や濁度の問題ばかりでなく、遊離炭酸
が、おいしい水の要件とされる３〜３０ｐｐｍに達しな
いものが多い。また、水温も、季節によっては最高２０
℃以下とされるおいしい水の要件に外れることが多い。

【０００４】一方、通常の浄水器は、活性炭などの吸着
材と中空糸膜などの濾材とからなるカートリッジで構成
されており、これに水道水などの飲用水を通水させる
と、残留塩素やトリハロメタン、微生物、濁度成分など
は除去されるが、遊離炭酸を増加させることはできな
い。また、水温の高い飲用水の温度を下げるには、いっ
たんボトルなどに蓄え、冷蔵庫などで冷やさなければな
らず煩雑である。

【０００５】この遊離炭酸と水温の問題を解決する手段
として、飲用水中に炭酸ガスを溶解させる浄水器や冷水
機などが提案されている（特開昭５２−１４２５１号公
報、特開平５−２１２３８８号公報、実開平１−１２２
８３３号公報など）。

【０００６】これらの浄水器や冷水機において、炭酸ガ
スの添加方法としては、通水圧力を感知し炭酸ガス添加
用のバルブや弁体を開閉させる方法や、通水中の圧力や
流量をセンサで感知し炭酸ガス添加用の電磁弁を開閉す
る方法などが用いられている。

【０００７】また、炭酸ガスを溶解させる方法として
は、圧力容器中で溶解させる方法、加圧下で多孔性濾過
板を用いて溶解させる方法、散気管で水中に炭酸ガスを
気泡状に放出、溶解させる方法などが提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、炭酸ガスを添
加するに際して、通水時の圧力を感知しバルブや弁体を
開閉する方法は、圧力を感知するダイアフラムやスプリ
ングなどが必要なため構造が複雑で大きな装置になって
しまう。また通水中に圧力や流量をセンサで感知し電磁
弁を開閉する方法も、圧力センサや流量センサ、電磁弁
などを必要とし構造が複雑になる。

【０００９】一方、炭酸ガスを飲用水に溶解させるに際
して、加圧容器中で溶解させる方法や加圧下で多孔性濾
過板を用いて溶解させる方法は、耐圧性の容器や設備を
必要とし装置が大きくなる。また、散気管を用いる方法
は、炭酸ガスの多くが大気中に放出され、炭酸ガスの一
部しか有効に利用されないので、無駄が多い。

【００１０】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、従ってその目的は、飲用水から残留塩
素やトリハロメタンなどを除去するとともに、簡単に無
駄なく炭酸ガスを添加して飲用水中の遊離炭酸を増加さ
せ、かつ冷却して給水することができる、おいしい水製
造装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、飲用水流
路の下流側に向けて順次、飲用水を浄化する第一の浄水
器と、流路に絞りを設け増速による圧力降下により炭酸
ガス添加用の弁体の開閉を行う炭酸ガス添加装置と、冷
却機構を備えた貯水タンクと、逆汚染を防ぐ第二の浄水
器とが連結されてなる、おいしい水製造装置を提供する
ことによって解決できる。

【００１２】上記の第一の浄水器は、活性炭と中空糸膜
とからなるものであることが好ましい。また第二の浄水
器は、中空糸膜からなるものであることが好ましい。更
にこの第二の浄水器は、難溶性のミネラル成分含有物質
を含むものであることが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の一形態を、図
面を用いて説明する。図１は、本発明のおいしい水製造
装置の一例を示すシステム図である。図１において、こ
のおいしい水製造装置（以下、「本装置」という）は、
飲用水流路の下流側に向けて順次、飲用水路を本装置に
切り替える切替コック１と、飲用水を浄化する第一浄水
器２と、流路に絞りを設け増速による圧力降下により炭
酸ガス添加用の弁体を開閉して炭酸ガスを供給する炭酸
ガス添加装置５と、冷却機構を備えた貯水タンク６と、
ミネラル成分を補給し逆汚染を防ぐ第二浄水器９とが連
結され、おいしい水が給水口１１から供給されるように
なっている。

【００１４】第一浄水器２は、活性炭３と中空糸膜４と
から構成され、切替コック１から流入した原水（水道
水）は、第一浄水器１内で先ず活性炭３と接触すること
によって、残留塩素、トリハロメタン類、カビ臭など、
臭気の原因となる物質が吸着除去され、次いで孔径０．
００１μｍ〜１μｍの微細な孔が多数形成された中空糸
膜４を透過することによって、錆や砂などの微粒子や微
生物体などの濁度成分が除去される。また、この中空糸
膜４は、下流側における動水圧の変動を最小限に抑え、
炭酸ガス添加装置５における炭酸ガスの添加を安定化さ
せる効果もある。

【００１５】炭酸ガス添加装置５は、上記の第一浄水器
２によって浄化された水（浄化水）に、高圧炭酸ガスボ
ンベ１２から減圧装置１３および流量調整装置１４を経
て供給される炭酸ガスを導入し、溶解するための装置で
あって、例えば図２に示す構造を有している。すなわ
ち、浄化水の流路に絞り部１５が形成され、この絞り部
１５の中間部に貫通孔１６が形成され、この貫通孔１６
が弁体室１７に通じている。

【００１６】弁体室１７は、流量調整装置１４を経て送
られて来る炭酸ガスが導入される導入口２１と、弁体室
１７の室内にあってこの導入口２１の開閉を行う弁体１
８と、この弁体１８を付勢して導入口２１に押し付ける
バネ１９とを有している。

【００１７】第一浄水器２によって浄化された浄化水が
炭酸ガス添加装置５に流入し、その絞り部１５を通過す
ると、この部分では水流速が増大するので、増速による
圧力降下現象が起こって、貫通孔１６によって通じてい
る弁体室１７内部の圧力が低下する。弁体室１７内部の
圧力が低下すると、減圧装置１３によって調整された炭
酸ガス圧力と、バネ１９による弁体１８の押圧力との均
衡が破れ、弁体１８が押し下げられ、炭酸ガスが導入口
２１から弁体室１７に流入し、更に貫通孔１６を通って
絞り部１５において浄化水と接触し、これに溶解され
る。この炭酸ガス添加装置５において、弁体１８の開度
は水流速に依存するので、浄化水の流量に応じて、一定
濃度の炭酸ガスがこれに溶解されることになる。

【００１８】貯水タンク６は、炭酸ガスが溶解された浄
化水を一時的に蓄え、これを、おいしいと感じる温度、
例えば１０℃〜２０℃の範囲に冷却するためのものであ
って、この冷却には、コンプレッサ７と連結され、タン
クの外周に配設された熱交換器８が用いられている。

【００１９】第二浄水器９は、難溶性のミネラル成分含
有物質２２と中空糸膜１０とから構成されている。貯水
タンク６から流出した冷水は、第二浄水器９において先
ずミネラル成分含有物質２２と接触して、微量のミネラ
ル成分が溶解され、次いで孔径０．００１μｍ〜１μｍ
の微細な孔が多数形成された中空糸膜１０を透過した
後、おいしい水として給水口１１から流出する。この中
空糸膜１０は、第一浄水器２より下流において発生する
かも知れない濁度成分を除去するとともに、給水口１１
から浸入するかも知れない微生物などの逆汚染を防止
し、本装置の内部を常に清浄に保つ。

【００２０】本装置は、切替コック１を開くと、原水が
水圧によって第一浄水器２に流入し、ここで原水中の残
留塩素、トリハロメタン類、カビ臭などの臭気原因物質
および鉄錆、微粒砂、微生物体などの濁度成分が除去さ
れ、炭酸ガス添加装置５において適量の炭酸ガスが添加
され、貯水タンク６において適温に冷却された状態で貯
えられ、第二浄水器９によってミネラル成分が補給さ
れ、更に濾過されて濁度成分が除去され、おいしい水と
して給水口１１から供給される。

【００２１】本装置は、都市水道など、水圧を有する水
源に接続される。水圧は本装置の上流側に設置された水
流ポンプや高架水槽によっても得ることができる。本装
置に供給する原水の水圧は、０．５ｋｇ／ｃｍ² Ｇ〜８
ｋｇ／ｃｍ² Ｇ程度とすることが好ましい。

【００２２】本装置の第一浄水器２は、活性炭を必須と
するものではなく、イオン交換樹脂やゼオライトなどの
吸着材を用いることもできるが、しかし、原水中の残留
塩素、トリハロメタン類、カビ臭などの臭気原因物質を
効果的にかつ経済的に除去するには、活性炭を用いるこ
とが好ましい。活性炭はこれらの臭気原因物質を効果的
に吸着するが、寿命があるので、定期的に交換できるよ
うに通水性の袋またはカートリッジに収容されているこ
とが好ましい。

【００２３】本装置の第一浄水器２および第二浄水器９
は、いずれも中空糸膜の使用を必須とするものではな
く、濁度成分が効果的に除去できるものであれば、いず
れか一方または双方に、ステンレス金網や合成樹脂の通
水性発泡成形物などを用いてもよい。しかし、多くの場
合、細菌やコロイド状に分散した濁度成分まで除去する
ことが望まれるので、双方ともに中空糸膜を使用するこ
とが好ましい。

【００２４】第一浄水器２および第二浄水器９に用いる
ことができる中空糸膜は、シリコーン系、ポリオレフィ
ン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリスルフォン
系、セルロース系、ポリウレタン系などの高分子膜を隔
壁として有する、外径が１０μｍ〜５０００μｍの中空
糸であって、この隔壁には、孔径０．００１μｍ〜１μ
ｍの微細な孔が、好ましくは空隙率１０％〜９０％の範
囲内で形成されていて、隔壁の一方の側から他方の側
へ、加圧下に水を透過することができるものである。

【００２５】上記の実施形態において用いた炭酸ガス添
加装置５は、図２に示すように、弁体１８が押し下げら
れたとき、炭酸ガスがバネ１９の周辺を通って浄化水に
添加されるが、炭酸ガスがバネ１９と直接接触すること
を避けたい場合は、例えば図３に示す構造の炭酸ガス添
加装置５を用いることもできる。

【００２６】図３に示す炭酸ガス添加装置は、ピストン
状の弁体１８がシリンダ状の弁体室１７の内壁に摺動自
在に挿入されていて、バネ１９が、この弁体１８を貫通
孔１６の側から付勢して導入口２１に押し付けている。
弁体室１７の導入口２１近傍からは、炭酸ガス用の流路
２０が絞り部１５に通じている。

【００２７】この装置の場合は、流水が絞り部１５を通
過すると、増速による圧力降下現象によって、貫通孔１
６と通じている弁体室１７のバネ側が減圧となり、導入
口２１側の炭酸ガスの圧力によって弁体１８が押し下げ
られ、加圧された炭酸ガスが導入口２１と弁体１８との
間隙を抜けて炭酸ガス用の流路２０を経て絞り部１５に
おいて浄化水と混合され、溶解される。従って、炭酸ガ
スがバネ１９と接触することがない。

【００２８】炭酸ガス添加装置５は、上記のいずれの方
式のものであっても、減圧装置１３および流量調整装置
１４による炭酸ガスの供給圧力および流量と、絞り部１
５の流速による減圧効果と、バネ１９の押圧力とを調整
することによって、通水量に対応した好適量の炭酸ガス
を浄化水に供給することができる。

【００２９】弁体１８の形状は特に限定されるものでは
なく、円柱状、円錐状、球状など、または円盤の中央か
ら炭酸ガス導入口２１内に摺動軸が延びるコマ状であっ
てもよい。更に、導入口２１の一辺部に丁番機構により
搖動自在に取り付けられた蓋板状であってもよい。

【００３０】炭酸ガス添加装置５に設ける絞り部１５
は、オリフィス、ノズル、ベンチュリ管などから構成す
ることができるが、そこを通過する水流の圧力損失を少
なくするためには、ノズルまたはベンチュリ管を用いる
ことが好ましい。

【００３１】炭酸ガス添加装置５において、炭酸ガス
は、絞り部１５によって増速された水流の中間部または
その上流側に供給することが好ましい。これによって、
炭酸ガスは、きわめて微細な気泡となって混合され、浄
化水への溶解が促進される。

【００３２】炭酸ガスの供給源としては、上記実施形態
では高圧炭酸ガスボンベ１２を用いたが、固形炭酸や化
学反応で発生する炭酸ガスを供給源として用いることも
可能である。

【００３３】炭酸ガス添加装置５は、第一浄水器２の下
流に設けることが必要である。これを逆にすると、活性
炭は炭酸ガスを吸着しやすいので、炭酸ガス添加装置５
で供給した炭酸ガスが無駄になるとともに、活性炭の寿
命も短縮することになり、好ましくない。

【００３４】貯水タンク６は、内部または外周部に熱交
換器８が設置された貯水タンクと冷凍機とによって構成
される。冷凍機としては、コンプレッサ方式の冷凍機ま
たはペルチェ素子を用いた電子冷却装置などが好適に使
用できる。

【００３５】第二浄水器９は、好ましくは難溶性のミネ
ラル成分含有物質２２を含んでいる。この難溶性のミネ
ラル成分含有物質２２は、ミネラル成分としてカルシウ
ム、マグネシウム、カリウム、ケイ酸イオンなどが飲用
水中に、おいしい水の要件とされる蒸発残留物質で３０
ｍｇ／ｌ〜２００ｍｇ／ｌ、または硬度として１０ｍｇ
／ｌ〜１００ｍｇ／ｌの範囲となるように溶解させるこ
とができる物質であり、例えば石灰岩、コーラルサン
ド、ケイ藻土、花崗斑岩などが用いられる。

【００３６】第二浄水器９は、図１に示すように貯水タ
ンク６とは別体として装着することもできるが、貯水タ
ンク６の内部に、または貯水タンク６と一体化して組み
込むこともでき、この場合は、貯水タンク６から直接
に、第二浄水器９で濾過されたおいしい水を給水するこ
とができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明のおいしい水製造装置は、飲用水
流路の下流側に向けて順次、飲用水を浄化する第一の浄
水器と、流路に絞りを設け増速による圧力降下により炭
酸ガス添加用の弁体の開閉を行う炭酸ガス添加装置と、
冷却機構を備えた貯水タンクと、逆汚染を防ぐ第二の浄
水器とが連結されてなるものであるので、通常の飲用水
から、臭気物質が除去され、遊離炭酸含量が増加し、か
つ適温に冷却されたおいしい水が容易に供給できるよう
になる。

【００３８】第一浄水器が活性炭と中空糸膜とからなる
ものであれば、原水中の残留塩素やトリハロメタンなど
の臭気物質と微粒子や微生物体などの濁度成分とを有効
に除去することができ、かつ下流側における動水圧の変
動を最小限に抑え、炭酸ガス添加装置における炭酸ガス
の添加を安定化させることができる。

【００３９】第二浄水器が、中空糸膜からなるものであ
れば、第一浄水器より下流において発生するかも知れな
い濁度成分を除去するとともに、給水口から浸入するか
も知れない微生物などによる逆汚染を防止し、本装置の
内部を常に清浄に保つことができる。

【００４０】第二浄水器が、難溶性のミネラル成分含有
物質を含むものであれば、微量のミネラル成分を供給水
に溶解させることができ、更においしい水を供給するこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示すシステム図。

【図２】 上記実施形態に用いる炭酸ガス添加装置を示
す断面図。

【図３】 炭酸ガス添加装置の他の一例を示す断面図。

【符号の説明】

１……切替コック ２……第一浄水器 ３……活性炭 ４……中空糸膜 ５……炭酸ガス添加装置 ６……貯水タンク ８……熱交換器 ９……第二浄水器 １０……中空糸膜 １１……給水口 １２……高圧炭酸ガスボンベ ２２……難溶性ミネラル成分含有物質

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 1/68 ５３０ Ｃ０２Ｆ 1/68 ５３０Ｚ ５４０ ５４０Ａ ５４０Ｄ 1/28 1/28 Ｇ 1/44 1/44 Ｈ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 飲用水流路の下流側に向けて順次、飲用
   水を浄化する第一の浄水器と、流路に絞りを設け増速に
   よる圧力降下により炭酸ガス添加用の弁体の開閉を行う
   炭酸ガス添加装置と、冷却機構を備えた貯水タンクと、
   逆汚染を防ぐ第二の浄水器とが連結されてなる、おいし
   い水製造装置。
2. 【請求項２】 第一の浄水器が、活性炭と中空糸膜とか
   らなるものである請求項１に記載のおいしい水製造装
   置。
3. 【請求項３】 第二の浄水器が、中空糸膜からなるもの
   である請求項１に記載のおいしい水製造装置。
4. 【請求項４】 第二の浄水器が、難溶性のミネラル成分
   含有物質を含むものである請求項１に記載のおいしい水
   製造装置。