JPS592551B2 - 純水供給方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、原水から不純物を凍結法により除去して純
水を製造し、これを適宜貯留し必要に応じて放出するこ
とができるようにした純水の供給方法および装置に関す
るものである。

近時、水の需要が増大し、これに応じる水資源の不足か
ら供給量が不足し、従って水質の低下したものが一般家
庭用の飲料水として供給されている現状にある。

このような事情に鑑み、従来より汚染水の浄化手段とし
て、イオン交換等による化学的処理方法、曝気による生
物学的処理方法、蒸留法、冷凍法等が知られているが、
処理水の保存に際して雑菌等の繁殖を防止し得る点で冷
凍法が好適に利用されている。

然しなから、従来の冷凍法による精製方法は主として海
水を真水にする場合に使用され、海水に冷媒を吹込んで
瞬間的に凍結して氷と塩水との混合物をつくり、次に氷
を塩水から分離して得られた氷を洗った後、融解して真
水を得るものであり、連続的に真水の精製を行う点にお
いて能率的であるが、塩水と氷とを分離する工程におい
て氷の表面から塩分を除去するための装置が複雑となる
難点があった。

また、淡水から純水を得る冷凍手段として、例えば、特
許第１１６６６３号公報記載の方法が提案されているが
、この方法によれば凍結ないしは氷結を管状体の内部で
行うため氷成長度が遅く、また一度成長した氷層は管体
の外部から加熱しても熱伝達不良で融解しにくく、従っ
て製氷効率が悪く、製氷能率を上げるため氷の融解を急
ぐあまり、過大な加熱を行うと純水は温水となりバクテ
リアの繁殖の因をなす。

そこで、発明者は比較的簡単な方法で、主として淡水か
ら純度の高い純水を得、これを供給する便宜な手段を提
供すべく鋭意研究を重ねた結果、原水を製氷機構に循環
供給して氷結を行うことにより、原水中に含有される各
種の不純物を分離して純度の高い氷を製造し、次いで製
氷機構からの加熱回収を行い、得られた氷塊を一旦貯氷
室に貯留するか、または直接加温手段に通してその全部
ないしは一部を融解してこれを氷塊と共に貯水槽に導入
し、この貯水槽を冷却状態に保持すると共に貯水槽の水
位を検知して製氷機構の製氷工程を停止ないしは運転し
、さらに前記貯水槽から弁装置を介して放水管を導出す
る方法および装置により、所望に応じて冷却された純粋
な飲料水を随時供給することができることを突き止めた
。

この発明に係る方法によれば、水に含まれる不純物質ば
かりでなく、カルキも含めてほとんど除去され、従って
得られた純水を常温で貯留すると腐敗ないしは雑菌の繁
殖が生じやすい。

そこで、本発明においては、貯留された純水を所定の低
温に保持する手段として、氷塊を加温部において全部融
解しないで半融解状態で貯水槽へ供給する方法、加温部
では全融解するが製造された氷塊の一部を加温部を通過
させないで貯水槽へ直接案内する方法もしくは貯水槽自
体を外部から、例えば、蒸発器または冷却排水管を利用
して冷却する方法等が有効に利用される。

本発明の方法を実施する装置として、不純物の分離と製
氷を効率的に行うため、製氷工程においては、製氷板に
所要量の製氷用水をポンプ動作により循環供給して凍結
速度を次第に増大させると共に、不純物の含まれる製氷
残水は一製氷サイクル毎に排水除去するようにした製氷
機構を使用することが好ましい。

また、貯水室を製氷機構の下方に配置して、製氷機構で
製造された氷を落下回収し、しかもこの貯水室の底部に
は製氷機構に付設される冷凍機構の凝縮管を格子状に配
設して氷塊受板を構成し、これにより貯氷室内の氷塊の
融解と冷凍系の冷媒の凝縮とを同時に達成し、さらに前
記貯氷室の底部に貯水槽を臨ませ、前記貯氷室で生成さ
れる氷の融解水を半融解氷片と共に貯水槽に導入して、
これを飲料水として常に所定温度に保持し、所望に応じ
て適宜供給することができる。

なお、落下する氷塊を受けてこれを融解する格子状受板
の一部を開口して氷塊の一部を直接貯水槽に案内するこ
とにより貯水槽の冷却を行うことができる。

また、貯水槽より導出する放出管に設けた弁装置を前金
制御機構の作用下に操作するよう構成すれば、純水の自
動販売機として活用することもできる。

さらに、貯氷室の氷を放出する放出管を純水の放出管と
併設することにより、純水と氷との放出を個別に又は同
時に行うように構成することも可能である。

次に、本発明に係る純水供給方法につき、これを実施す
る装置との関係において以下図面を参照しながら詳細に
説明する。

第１図において、参照符号１０は製氷機構を示し、この
製氷機構１０は冷凍系１２の蒸発器１４によって冷却さ
れる製氷部を備え、この製氷部は給水源１６から自動弁
１８を介して所要量の製氷用水を導入し、さらにこれを
製氷用水クンク２０とポンプ２２とを経て循環させるこ
とにより製氷用水循環系２４を構成する。

なお、ここに使用する製氷機構１０としては、製氷部に
対して製氷用水を噴水方式又は流下方式等により供給し
て、遂次氷結層を成長させるように構成したものが好適
に使用される。

このようにして、前記ポンプ２２を作動することによっ
て、製氷用水を製氷部に循環供給することにより、原水
中の不純物を残して製氷部に次第に氷結が成長する。

製氷が完了すると、不純物の多く含まれた製氷残水は、
製氷用水タンク２０より排水管２６を介して全て排水除
去し、一方冷凍系１２のホットガスを蒸発器１４に供給
して除氷操作を行う。

次いで、除氷された氷塊は製氷機構１０の下方に設けた
貯水室２８に全て回収し、ここで加温装置３０により氷
塊の融解を行う。

すなわち、加温装置３０としては、冷凍系１２の圧縮機
３２の冷媒吐出側に設けられる凝縮管３４を貯水室２８
の底部に格子状に配設することにより、氷塊の融解と冷
媒の凝縮とを経済的に達成することができる。

この結果、貯水室２８における氷塊の融解水は半融解氷
片と共に凝縮管３４の格子間よりその下方に設けた貯水
槽３６内へ落下し、貯水槽３６内で氷片と共に所要温度
に保冷される。

従って、貯水槽３６は断熱構造とするのが好ましい。

なお、冷凍系１２の凝縮管３４を氷塊の融解用加温装置
として使用した場合、貯水室２８に氷がない時あるいは
外気温が極端に高い条件下には冷媒の凝縮作用が行われ
なくなるため、冷凍系１２に第２凝縮器４０を設けてこ
の第２凝縮器４０を空冷又は水冷にて作動させ、さらに
バイパス管６４を設けてその分岐点に外気温を検知して
冷媒通路を自動的に切換える三方弁６６を設ける必要が
ある。

（第１図参照）代案として、貯水室２８内に配設した冷
凍系１２の凝縮管３４の前段に冷凍系１２の主たる凝縮
器を設けて氷塊の融解と冷媒の凝縮とを効果的に達成す
ることもできる。

このようにして貯水槽３６に貯留された冷却純水は、貯
水槽３６の一側部から弁装置４２を介して放出管４４を
導出し、前記弁装置４２を手動又は自動操作することに
より円滑に放出される。

また、本発明によれば貯水槽３６には水位検知装置４６
を設け、純水が所定貯留量まで達した場合に直ちにこの
状態を検知して、冷凍系１２の運転を停止して製氷操作
を中止し、また、純水が所定貯留量まで減少した場合に
直ちにこの状態を検知して冷凍系１２の運転を再開して
製氷操作を行うよう制御回路を構成し、好適な状態で装
置を運転する。

本発明装置において、貯水室２８内における氷塊の融解
を促進するため、電気ヒータ等の加熱手段を付設すれば
効果的である。

なお、先に説明した加熱手段として凝縮器を利用するこ
とに代えて電気ヒータ等を使用することもできる。

また、貯水室２８の一側部より氷塊放出管（図示せず）
を導出することにより、所望に応じて氷と純水との供給
を個別に行わせることもできる。

さらに、前金制御機構を組合せ、純水放出管４４に設け
た弁装置４２を前金制御機構の作用下に自動的に開閉制
御することにより、純水の自動販売機として活用するこ
とができる。

なお、この場合に使用する製氷機構１０としては、例え
ば、第２図に示すように、縦形に構成配置した製氷板４
８と、前記製氷板４８に給水する所要量の製氷用水を貯
留する製氷用水タンク５０と、このタンク５０内の製氷
用水をポンプ５２を介して製氷板４８の上方から散水ノ
ズル５４により供給すると共に製氷用水タンク５０へ循
環させる製氷用水循環系５６とからなり、除氷に際して
蒸発器１４にホットガスを流して凍結した板氷を下方に
自重により落下させた後クラッシャ５８で所要の大きさ
に破砕するように構成したものを使用することができる
。

なお、製氷用水タンク５０内の製氷残水は一製氷サイク
ル終了毎に排水するようにする。

また、第３図に示すように、下向きに開口する多数の製
氷小室を有する製氷室４８と、前記製氷室４８に給水す
る所要量の製氷用水を貯留する製氷用水タンク５０と、
このタンク５０内の製氷用水をポンプ５２を介して製氷
室４８の下方から噴水ノズル５４により供給すると共に
製氷用水タンク５０へ循環させる製氷用水循環系５６と
からなり、除氷に際して蒸発器１４にホットガスを流し
て凍結した角氷を製氷室４８の下方に傾斜配置した水皿
６０上へ自重により落下させるように構成したものを使
用することができる。

この場合、水皿６０には噴水ノズル５４よりの噴水を通
過させるためのスリット６２を適宜穿設しておく必要が
ある。

本発明に使用する製氷機構１０の別の実施例としては、
第４図に示すように下方に傾斜して開口する多数の製氷
小室を有する製氷板４８を縦形に構成配置し、前記製氷
板４８の上方から製氷用水を散水するためのノズル５４
を設け、所要量の製氷用水を貯留する製氷用水タンク５
０及びこのタンク５０内の製氷用水を散水ノズル５４ヘ
ポンプ５２の作用下に供給して製氷板４８の各製氷小室
へ順次流下させながら一部を製氷小室内に氷結すると共
に残水を製氷用水クンク５０へ循環させて製氷用水循環
系５６を構成し、除氷に際して蒸発器１４にホットガス
を流して凍結した角氷を下方に自重により落下させるよ
うに構成したものを使用することができる。

さらに、本発明に使用する製氷機構１０としては、製氷
室４８と、製氷用水タンク５０と、製氷用水循環系５６
とを第３図に示す実施例と同様に構成し、除氷に際して
蒸発器１４にホットガスを流して凍結した角氷を製氷室
４８の底部水皿の傾動開放操作により斜め下方へ落下し
、これと同時に製氷用水タンク５０内の製氷残水を排水
皿６３を介して排水するように構成したものも好適に使
用することができる（第５図参照）。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明において使用可能な原水の給水源としては、水道水は
勿論、雨水、川水、池水、湖水および海水等を使用する
ことができ、家庭用、病院その他の業務用、船舶用等の
給水設備として便利である。

その他、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、種
々の設計変更をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する装置の系統図、第２図乃
至第５図は本発明において好適に使用される製氷機構の
実施例をそれぞれ示す要部断面図である。 １０・・・・・・製氷機構、１２・・・・・・冷凍系、
１４・・・・・・蒸発器、１６・・・・・・給水源、１
８・・・・・泪動弁、２０・・・・・・製氷用水タンク
、２２・・・・・・ポンプ、２４・・・・・・製氷用水
循環系、２６・・・・・・排水管、２８・・・・・・貯
氷室、３０・・・・・・加温装置、３２・・・・・・圧
縮機、３４・・・・・・凝縮管、３６・・・・・・貯水
槽、４０・・・・・・第２凝縮器、４２・・・・・・弁
装置、４４・・・・・・放出管、４６・・・・・・水位
検知装置、４８・・・・・・製氷室、５０・・・・・・
製氷用水タンク、５２・・・・・・ポンプ、５４・・・
・・・散水ノズル、５６・・・・・・製氷用水循環系、
５８・・・・・・クラッシャ、６０・・・・・・水皿、
６２・・・・・・スリット、６３・・・・・・排水皿、
６４・・・・・・バイパス管、６６・・・・・・三方弁
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原水を製氷機構に循環供給して氷結を行なう工程と
   、得られた氷塊を加熱回収する工程と、回収された氷塊
   の全部ないしは一部を加温部に移送し全融解ないしは半
   融解して純水を得る工程と、純水を冷温保持して貯留す
   る工程と、純水の貯留が所定量に達したことを検知して
   前記製氷工程を停止させる工程と、純水の貯留量が所定
   値以下に減少したことを検知して前記製氷動作を再開さ
   せる工程と、所望に応じて適量の貯留純水を放出させる
   工程とからなる純水供給方法。 ２ 原水を循環供給して氷結しかつ加熱除氷を行う製氷
   機構と、得られた氷塊の全部または一部を融解する加熱
   装置を備えた貯氷室と、融解水を冷温状態で貯留する貯
   水槽と、貯水槽の水位を検知して製氷機構の製氷工程を
   停止ないしは運転する装置と、貯水槽から貯留純水を放
   出させる放出機構とからなる純水供給装置。