TWI607193B - Drinking water supply device - Google Patents

Description

飲用水供給裝置

本發明係關於一種可設置於咖啡店、食堂等各種餐廳、職員食堂或辦公室等，能取出熱水、冷水或兩者的飲用水供給裝置，尤其關於可無需蓄水槽而直接獲得自來水，藉此無需搬運蓄水槽、更換蓄水槽之作業的飲用水供給裝置。

作為飲用水供給裝置，例如專利文獻1所示般，有如下類型：於冷水櫃或熱水櫃之內側、或冷水熱水櫃之上游，安裝利用自來水之壓力而於水管內進行過濾的過濾器，使自來水經過過濾器而得到過濾。

而且，如專利文獻2所示，有如下類型：於冷水機本體之內部上側部分配置冷水櫃，且配置將該冷水櫃之內部分隔成蓄水部與冷水部之分隔構件，於該分隔構件之下表面設置例如利用不織布容納活性碳之匣子，對自來水進行過濾後作為飲用水供給。

然而，習知技術係利用來自上游之水壓強制性地使水通過水質改善材中的方式，故而，於未獲得充分的水質改善時間的情況下使水通過水質改善材中，或於極端的情況下，有時會使水質改善材中形成特定的水路，使水僅通過該水路，從而水質改善效果極度下降。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2002-107031號

[專利文獻2]日本特開平5-149663號

上述習知之飲用水供給裝置中，為了利用水質改善材進一步改善水質，要求充分保證原水與水質改善材接觸之時間，但就自來水、或採用泵等之汲取式加壓水而言，期待值會有所不同，且其作用亦會因實際壓力而有所不同。

因此，本發明鑒於上述要求而完成，其目的在於提供一種能充分進行水質改善的飲用水供給裝置。

為了達成上述目的，本發明之第1發明，具有：原水獲取手段，其獲取自來水等加壓水作為供給源；水質改善手段，其設於該原水獲取手段之下游，容納有水質改善材；適當水位維持手段，其用於控制來自上述原水獲取手段之原水之通水量，使上述水質改善手段之原水導入部維持適當水位；潔淨水積存手段，其設於上述水質改善手段之下游，積存經水質改善後之水；及給水手段，其取出積存於該潔淨水積存手段之水作為飲用水；且設有使上述水質改善手段之原水導入部的上部空間及潔淨水積存手段之上部空間與大氣連通的大氣連通部。

因此，水質改善材之上部所受之壓力僅為由大氣壓與原水導入部之適當水位維持手段所決定之規定水壓。因此，若將適當水位設定為 水質改善材之上端附近，則成為大致僅由大氣壓決定之壓力。

而且，因位於水質改善手段之下游側之潔淨水積存手段亦與大氣連通，故而，當打開給水手段時，自潔淨水積存手段供給冷水，故而，於水質改善手段側不會產生壓力上的負擔(大氣壓位準)。

即，水質改善材之上部不會受到較大壓力，水質改善材之下部亦不會被較大壓力吸引。

因此，水質改善材中之水係以其自重所形成之自然流體之落下速度流下，不會以高於其之速度流下。

而且，亦不會產生如下問題：水於水質改善材中形成非預期之特定水路，且僅通過該通路，藉此使得水質改善效果極度下降。

因此，若使用可根據水質改善材中之水之因自重形成的自然流體的落下速度而獲得充分的水質改善時間的水質改善手段，則始終可獲得水質得到充分改善的飲用水。

本發明之第二發明，上述適當水位維持手段係由檢測原水導入部之水位的水位檢測手段及通水量控制手段構成，上述通水量控制手段係由將自入口獲得之原水導向水質改善手段之原水導入部側之出口的流路、使該流路開閉的流路開閉機構、及控制該流路開閉機構之開閉的流路開閉機構控制手段構成。

藉此，能一邊實際檢測與大氣連通之原水導入部之水位一邊控制通水量，故而，始終能準確地檢測水位，即便對於壓力水，亦可僅藉由利用流路開閉機構控制手段對使流路開閉之流路開閉機構進行控制，來調整流路之通水量，故而，能將水質改善手段之原水導入部之水位穩定且 適當地保持。

本發明之第三發明，將上述水位檢測手段設為浮體狀之浮力產生構件，使上述流路開閉機構控制手段為連桿構件，且其一端具有可轉動之旋轉中心、及設於該旋轉中心附近之作用點，而另一端具有一體連接有上述浮體狀之浮力產生構件的力點，且上述作用點連接、緊壓或連結於上述流路開閉機構。

因此，能大幅提升上述浮體之浮力，且能將流路開閉構件之動作設為可對抗加壓水之強力的流路封閉壓，故而，能確實地實現動作。而且，藉由變更動作壓力支點之位置、浮體之形狀或大小、整體之長度等參數，可自由地設定流路封閉壓。

如上文所述，根據本發明之飲用水供給裝置，當以自來水為代表之加壓水作為飲用水供給裝置之原水而被供給時，作為加壓水之壓力消除，而是由大氣壓支配，而且，能使水位穩定為預先決定之任意位置，故而，可獲得穩定且有效改善水質的效果。

120‧‧‧本體自來水連接口

130‧‧‧過濾容器

137‧‧‧活性碳

139‧‧‧活性碳收容部

141‧‧‧中空纖維膜

142‧‧‧導引箱

117‧‧‧適當水位

150‧‧‧積存槽

151‧‧‧分隔板

160‧‧‧熱水槽

167‧‧‧冷凍機

169‧‧‧冷卻部

175‧‧‧熱水龍頭

170‧‧‧冷水龍頭

圖1係表示本發明之一實施形態之飲用水供給裝置的整體立體圖。

圖2係飲用水供給裝置之垂直剖面圖。

圖3係飲用水供給裝置之局部放大垂直剖面圖。

圖4係通水量控制單元之動作說明圖。

圖5係閥體之前視圖、仰視圖及A-A剖面圖。

圖6係表示原水獲取手段、水質改善手段、適當水位維持手段、潔淨水積存手段之主要零件之動作及狀態的說明圖。

根據圖對本發明之飲用水供給裝置之實施形態進行說明。

再者，以下說明之實施形態僅為一例，業者於未脫離本發明之宗旨的範圍內所作的多種設計上之改良亦屬於本發明之範圍。

圖1表示飲用水供給裝置之立體圖。

圖1中，飲用水供給裝置之殼體201成為向前方略微彎曲且鼓出之縱長的大致長方體形狀，且設置於地面F上。作為殼體201之前面(圖1之左面)，上下方向之中間位置凹陷，於凹陷部211之左右位置，突設有熱水用及冷水用之公知的各給水龍頭(175、170)作為給水部。

而且，該等給水龍頭(175、170)下方之、凹陷部211之下側面成為飲水杯之載置台214。

於各給水龍頭(175、170)設有彎曲地向下方延伸的桿體215，藉由自前方按壓並操作桿體215，而打開給水龍頭(175、170)。

圖2係飲用水供給裝置之垂直剖面圖。

圖3係飲用水供給裝置之局部放大垂直剖面圖。

如圖2、圖3所示，過濾容器130的上部外周係經由封裝等密封構件157而密閉地固定於積存槽150之上端外周。

過濾容器130具有蓋130a，且經由封裝等密封材134而密閉地封閉。

相當於通水量控制手段之通水量控制單元110係藉由螺紋部110a而固定於過濾容器130之蓋130a，且自設於本體背面之自來水連接口120穿過 未圖示之內部配管而連接於通水量控制單元的上部流路111a，從而構成原水獲取手段。

然而，當將外部軟管直接連接於上述通水量控制單元110之上部流路111a時，該上部流路111a成為原水獲取手段。

130b係第一大氣連通部，其係於蓋130a上使大氣可經由空氣過濾器而流通，從而使過濾容器130之導入部131內的上部空間敞開於大氣中。

154係第二大氣連通部，其係於過濾容器130之外周的一部分使大氣可經由空氣過濾器而流通，從而使積存槽150的上部空間敞開於大氣中。

第一大氣連通部130b、第二大氣連通部154均藉由未圖示之殼體外連通部而與殼體外的大氣連通。

繼而，按照圖3、圖4及圖5，對於作為水位檢測手段及通水量控制手段之通水量控制單元110進行說明。

此處，圖5(a)係圖4之閥體113之前視圖，圖5(b)係其仰視圖，圖5(c)係圖6(a)之A-A剖面圖。

於通水量控制單元110，形成有由上部流路111a及內徑略微粗於上部流路111a之下部流路111b構成的流路111，於其段部111c配置閥座112，使配置於內徑較粗之下部流路111b上的閥體113之閥部113a向閥座112緊壓或與其相離，從而能使流路111開閉。

閥體113係由閥部113a與滑軌部113b構成，且成為「閥座開口部112a之直徑<閥部113a之直徑<滑軌部113b之直徑」的關係。

於滑軌部113b之周圍，設有溝槽部113c、113d，當閥部113a與閥座112 相離時，能使自單元內流路111a進入之水經過下部流路111b而排出至流路111之出口。

由閥部113a實現之閥座開口部112a之開閉動作係以如下方式進行：藉由板狀臂116之連桿構件，於上述作用點116b，自下方緊壓滑軌部113b或解除緊壓，該板狀臂116係一端一體結合有作為浮力產生手段之浮體115、而另一端設有旋轉中心116a及位於該旋轉中心附近之作用點116b。

於下部流路111c之下側形成有狹縫111d，同樣，於閥體113之滑軌部113b之下側亦形成有狹縫113e。

板狀臂116之旋轉中心116a可轉動地固定於旋轉中心形成板111e之未圖示之旋轉中心孔，且該旋轉中心形成板111e係設於下部流路111c之旁側的狹縫111d的延長線上。

板狀臂116於下部流路111c下部之狹縫111d及閥體113之滑軌部113b之狹縫113e內橫切管路的中央，以限制橫向活動的方式與浮體本體相連，當浮體上升時，橫切管路中央之板狀臂116以其作用點116b向推頂閥體113之方向與其接觸。

作為動作，當水位低於基準水位S，浮體115下降而向逆時針方向活動時，於下部流路110d之狹縫111d內橫切管路中央的板狀臂116亦向逆時針方向活動。

藉此，閥體113向下降之方向滑動，閥部113a向與弓狀閥座112之開口部112a相離的方向下降，從而使流路111導通。

藉此，自通水量控制單元110的上部流路111a獲得經加壓的原水，且 將其供給至水質改善手段導入部。

當原水被供給至水質改善手段之導入部，則系統之水位會自L上升至S，且浮體115亦上升。

當浮體115上升且向順時針方向活動時，於通水量控制單元110之下部流路110b之狹縫111e內橫切管路中央的板狀臂116之作用點1116b亦向推頂閥體113之方向滑動，將該閥部113a向抵接於形成於通水量控制單元110之流路111之段部111c的弓狀閥座112之開口部的方向推頂。

藉此，流路111封閉，停止自通水量控制單元110的上部流路111a供給經加壓之原水。該狀態下，將原水十分供給至水質改善手段導入部，系統達到基準水位S。

因此，藉由連續地進行若浮體位置下降則流路開閉構件亦下降、從而形成自來水之流路、而且若浮體位置上升則流路開閉構件亦上升、從而使自來水之流路封閉這一動作，能大致維持固定的蓄積水位。

關於水質改善系統，自初始狀態起進行說明。

自通水量控制單元110內之流路111之下部供給的原水即待水質改善水121a係被排出至作為水質改善手段之第一區段的水質改善手段之導入部131，且由設置於其底部之篩網132進行第一批水質改善。

進而，待水質改善水121a由作為第二區段之活性碳137進行第二段批水質改善。

上述活性碳可為粉末狀、顆粒狀、丸狀、固體形狀中之任一種形狀。為了便於更換，利用未圖示之透水性封裝覆蓋，且容納於筒狀之活性碳收容部139，底面由與第一區段相同的篩網157支撐、固定。

利用篩網132及活性碳137吸附捕集塵埃或微生物，且進行除臭。活性碳之捕集對象物係漂白粉、三鹵甲烷、有機物、臭氣物質、及氯系有機物等。

作為活性碳，適宜使用使源自植物之天然纖維或礦物之合成纖維、或是天然纖維與合成纖維之混合物碳化且使用黏合劑製備而成的纖維狀活性碳。此處，活性碳中，可添加可作為具有最接近人體體液之平衡比例之礦物成分(K、Ca、Na、Mg)的等張溶液而供給的生物礦物質。

進而，待水質改善水121a由作為第三區段之中空纖維膜141進行第三水質改善。

中空纖維膜141係使中空纖維束彙集固接且使其剖面作為底面而露出，使由纖維表面吸收之水分子自令中空纖維之一端打開的剖面排出，藉此，以0.3微米左右的細度進行過濾。

此處，將中空纖維膜141設於筒狀之導引箱142，且形成於作為第二區之活性碳137的下表面側。

導引箱142係螺固於活性碳收容部139之螺紋部138。

144係導引箱142之內螺紋部。

通過第三區段141之待水質改善水121a係以中空纖維膜所決定之透過速度通過後落至下方，且自其下端部143排出。

因此，其下端部143成為使經水質改善之水以自然落下之方式排出的水質改善手段之排出部。

作為中空纖維膜，適宜使用孔徑為0.01~0.09μm、周壁部設有狹縫狀之超微細孔的纖維之集合體。

再者，自通水量控制單元110內之流路111之下部排出的水係被導入至水質改善手段之過濾容器130的導入部131。

對於被導入至水質改善手段之過濾容器130的導入部131的水，水質改善系統中因水質改善材之過濾而存在水流通阻抗，使水質改善系統內成為蓄水傾向狀態，具有「來自通水量控制單元110內之流路111之下部的流入量>>第三區段141之中空纖維膜透過量」的關係。

因此，水質改善手段之過濾容器130之導入部131係自較早之時期起便維持適當水位，而已通過水質改善系統之潔淨水積存手段內的潔淨水121b則會逐漸上升且最終達到與水質改善手段之導入部131平衡的狀態(水質改善手段之過濾容器130之導入部131與潔淨水積存手段之積存槽150的上部150處於同一水平面)，從而使通水量控制單元110內之流路111封閉，停止供給連接於通水量控制單元上部110a之經加壓的原水。

亦即，水質改善手段之過濾容器130之導入部131的基準水位係藉由通水量控制單元反復進行流量控制動作，且一直於基準水位左右維持大致固定的水位。

水質改善後之潔淨水121b係被導入且積存於作為潔淨水積存手段之積存槽150及積存槽冷卻室155。

此處，潔淨水積存手段係藉由第2大氣連通部154而敞開於大氣中，且具有如下構成：具有以使上部為積存槽150、下部為積存槽冷卻室155的方式，利用分隔板151將一部分分成上下兩部分的空間。

潔淨水積存手段的上部150、下部155被兼具其隔熱與固定作用之由發泡苯乙烯等隔熱材形成的隔熱固定構件130覆蓋。

潔淨水121b之液面位置152位於積存槽冷卻室155之底部附近，但使液面位置152自積存槽冷卻室155之底部逐漸上升。

將自該第三區段141落至積存槽150內之潔淨水121b中的狀態定義為模式1(大氣排出)，以僅作用有大氣壓之力關係而決定狀態。

若液面位置152超過水質改善手段之下端，則水質改善手段之出口側不僅受到大氣壓，而且還受到相當於超過水位之水頭差的壓力，但進而隨著時間之經過，液面位置152持續上升，填滿上部之積存槽150，於潔淨水121b上升至基準117之時間點達到均衡，潔淨水121b停止自下端部143流出。

將自該第三區段141落至積存槽150之潔淨水121中的狀態定義為模式2(水中排出)。

於淨水積存手段之下方進而設有熱水槽160，將用於導入潔淨水121b之潔淨水獲取口156設置於分隔板151附近上部，為了能導入積存槽冷卻室155更上方之液體而配置供給管153，且該供給管153之另一端連接於熱水槽160之下部161。

為了取出熱水，於熱水槽160內，使連接於熱水槽160之上部162的熱水供給管163(一部分未圖示)連接於熱水龍頭175。

於當前之狀態下，熱水龍頭175關閉，故而，潔淨水121b幾乎無法流入至充滿空氣之熱水槽160。

此處，若打開熱水龍頭175，則積存槽150之潔淨水121b會經過供給管153而填滿熱水槽160。

此時，積存槽150之處於適當水位117之液面位置152係因供給與熱水 槽160之容積相應之量，而暫時大幅下降。

因此，均衡被破壞，按照上述之第二模式使潔淨水121b再次自下部116流出，且繼續按照上述模式1、模式2運行，直至液面位置152恢復為適當水位117為止。

熱水槽160中具有未圖示之加熱手段，利用未圖示之加熱控制手段使熱水槽160之潔淨水121b成為達到所需之溫度的熱水。

另一方面，積存槽冷卻室155內所蓄積之潔淨水121b係藉由冷卻部169冷卻而成為所需之冷水，該冷卻部169係使來自設置於本體下方之冷凍機167的冷媒傳輸管環繞於積存槽冷卻室155外周。

當然，冷凍機167係使用安裝於積存槽冷卻室155之未圖示之感測器且利用未圖示之溫度控制手段進行控制。

繼而，說明冷熱水之使用狀態。

關於冷水之取出，因利用未圖示之冷水供給管將積存槽冷卻室155之底部與冷水龍頭170連接，故而，當欲取出以所需之溫度保存之冷水時，打開冷水龍頭170。

若打開冷水龍頭170，則根據適當水位117與冷水龍頭170之水頭差，供給自積存槽冷卻室155之底部經過未圖示之冷水排出管而被冷卻的潔淨水121b。

關於熱水之取出，因熱水供給管163(一部分未圖示)自熱水槽160連接至熱水龍頭175，故而，若打開熱水龍頭175，則根據填滿潔淨水121b之適當水位117與熱水龍頭175之水頭差(與冷水龍頭相同的位置)，排出已成為熱水的潔淨水121b。

此時，水流係，使與取出之熱水等量的潔淨水121b自積存槽150經過供給管153填補至熱水槽160。

再者，熱水槽160中，將供給管153配置於底部、將熱水供給管163配置於上部的理由在於，為了導入常溫的潔淨水121b，考慮到熱對流，使填補水處於下部，使取出處於上部。

作為設於水質改善手段之原水導入部的適當水位維持手段，係以浮體式為例進行說明，但上述適當水位檢測手段亦可使用將水位轉換為電氣訊號後予以輸出的電氣水位檢測機構，且流路開閉機構亦可為電磁閥、或利用馬達等電氣旋轉手段使流路開閉的電氣機械式流路開閉機構，對於該電氣機械式流路開閉機構之開閉，亦可由流路開閉機構控制手段控制來自上述電氣水位檢測手段之電氣訊號從而控制上述電氣機械式流路開閉機構。

而且，水位檢測手段亦可為由使磁力構件具有比重為1以下之浮體功能的磁浮力產生構件、與磁簧開關組合而成的水位感測器。

進而，水位檢測手段亦可使用超音波式近接感測器、光學式近接感測器等直接檢測水平面之水平面直接檢測感測器，上述流路開閉機構控制手段亦可利用來自水平面直接檢測感測器之電氣訊號而控制上述電氣機械式流路開閉機構。

若根據水壓而對原水供給手段介設調節器，則較穩定。

第6圖係表示本發明之實施例之原水獲取手段、水質改善手段、適當水位維持手段及潔淨水積存手段中，注入原水而令潔淨水進入直至達到適當水位後成為滿水的過程，以及各手段之主要零件的動作及狀態 的說明圖。

其後，當通常使用潔淨水時，根據使用之潔淨水量，自如水位A、水位B、水位C之狀態隨時令潔淨水進入直至達到適當水位，從而恢復為適當水位。

110‧‧‧通水量控制單元

111‧‧‧流路

170‧‧‧冷水龍頭

175‧‧‧熱水龍頭

201‧‧‧殼體

211‧‧‧凹陷部

214‧‧‧載置台

215‧‧‧桿體

F‧‧‧地面

Claims (3)

1. 一種飲用水供給裝置，其特徵在於，具有：原水獲取手段，其獲取自來水等加壓水作為供給源；水質改善手段，其設於該原水獲取手段之下游，容納有水質改善材；適當水位維持手段，其用於控制來自上述原水獲取手段之原水之通水量，使上述水質改善手段之原水導入部維持適當水位；潔淨水積存手段，其設於上述水質改善手段之下游，積存經水質改善後之水；及給水手段，其取出積存於該潔淨水積存手段之水作為飲用水；且設有使上述水質改善手段之原水導入部的上部空間及潔淨水積存手段之上部空間與大氣連通的大氣連通部。
2. 如申請專利範圍第1項之飲用水供給裝置，其中，上述適當水位維持手段係由檢測原水導入部之水位的水位檢測手段及通水量控制手段構成，上述通水量控制手段係由將自入口獲得之原水導向水質改善手段之原水導入部側之出口的流路、使該流路開閉的流路開閉機構、及控制該流路開閉機構之開閉的流路開閉機構控制手段構成。
3. 如申請專利範圍第2項之飲用水供給裝置，其中，上述水位檢測手段係浮體狀之浮力產生構件，上述流路開閉機構控制手段係連桿構件，且其一端具有可轉動之旋轉中心、及設於該旋轉中心附近之作用點，而另一端具有一體連接有上述浮體狀之浮力產生構件的力點，上述作用點係連接、緊壓或連結於上述流路開閉機構。