TWI616627B - Drinking water supply device - Google Patents

Abstract

現有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，要求充分確保原水與水質改善材接觸之時間。

於槽等原水供給機構之下游，設置容納有水質改善材之水質改善機構，於水質改善機構之下游，設置設有給水機構之淨水積存機構，該給水機構係積存經水質改善後之水且將所積存之潔淨水作為飲用水取出，於上述水質改善機構之原水導入部設置滿水位置決定機構來決定規定的滿水位置，且使上述水質改善機構之上部及潔淨水積存機構之上部與大氣連通，從而能使水因自重而於水質改善材中自然流下。

Description

飲用水供給裝置

本發明係關於一種飲用水供給裝置，尤其關於一種對自更替式給水櫃供給之原水進行水質改善後作為飲用水供給的飲用水供給裝置。

作為飲用水供給裝置，例如專利文獻2所示般，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，現有的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端下降。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平5-149663號

[專利文獻2]WO2007/094364

上述現有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。

因此，鑒於上述要求，本發明之目的在於提供一種能充分改善水質的飲用水供給裝置。

為了達成上述目的，本發明之第1發明中，具有：原水供給機構、設於該原水供給機構之下游且容納有水質改善材的水質改善機構、設於上述水質改善機構之下游且積存經水質改善後之水的潔淨水積存機構、決定上述水質改善機構之原水導入部之滿水位置的滿水位置決定機構、及將積存於淨水積存機構之水作為飲用水取出的給水機構，且使上述水質改善機構之上部及潔淨水積存機構之上部與大氣連通。

因此，水質改善材之上部所受之壓力僅為大氣壓與滿水位置決定機構所決定之規定水壓。

進而，若將滿水位置設定為水質改善材之上端附近，則成為大體僅由大氣壓決定之壓力。

而且，因位於水質改善機構之下游側之潔淨水積存機構亦與大氣連通，故而，當打開給水機構時，水壓改善機構之出口側之壓力不會急遽成為負壓。

藉此，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的落下速度流下，不會以高於該速度之速度流下。

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，且因僅通過該通路，使得水質改善效果極端下降。

因此，若使用可藉由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機構，則始終可獲得水質得到充分改善的飲用水。

再者，若潔淨水積存機構內之水位上升而超過水質改善機構之下端，則水質改善機構之出口側除了受到大氣壓之外，還受到相當於上述超過下端之水位之水頭差的壓力，但出口側之壓力增加僅會抑制水質改善材之通水量，而不會增加通水量。

因此，水質改善材中之水之因自重形成的自然流體會使水質改善效果提升，亦不會使其下降。

本發明之第2發明中，作為水質改善機構，將至少兩種水質改善材上下配置，利用配置於下方之水質改善材之水流通阻抗來控制上方之水質改善材之水質改善中所需的水流通量。

一般而言，就吸附、噴出、抗菌系水質改善材而言，為了增加接觸面積，多為粉末狀、顆粒狀、丸狀者，且具有藉由使其等表面與水接觸規定時間而容易發揮效果的特徵。

因此，具有由每單位量之通水量決定所需之效果的特徵。

另一方面，過濾系統之過濾材多為以片狀或固體形狀形成為一體者，且具有如下特徵：只要為相同材質，則若面積與厚度中之一者固定，藉由改變另一者，便容易改變水流通阻抗。

因此，首先，對於前者，可由其全體量決定通水量，對於後者，可改 變面積與厚度而獲得該通水量。

因此，水質改善機構之設計自然變得容易。

第3發明中，將水通過流量抑制構件配置於水質改善機構之底部，利用該水通過流量抑制構件來形成或調整水質改善材之水質改善中所需的水流通量。

因此，即便於通水量過多而僅利用水質改善材無法獲得水質充分改善之效果時，亦可藉由設置水質改善材底部之水通過流量抑制構件來獲得水質充分改善的效果。

本發明之第4發明中，水質改善機構設有浸入於上述潔淨水積存機構且使該潔淨水積存機構冷卻的冷卻機構。

因此，即便因季節變化或所設置之室溫變化等而使氣溫上升，仍可使水質改善機構冷卻，從而，亦能使浸入於其中之水質改善機構中之水質改善材保持為一定溫度以下，從而能防止細菌等於水質改善機構之水質改善材等中繁殖。

如上所述，根據本發明之飲用水供給裝置，水係以一定的水流量通過水質改善材，故而能實現穩定的水質改善。

121‧‧‧原水

120‧‧‧水桶

110‧‧‧上罩

137‧‧‧活性碳

139‧‧‧活性碳收容部

141‧‧‧中空纖維膜

142‧‧‧導引箱

117‧‧‧滿水位置

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

214‧‧‧載置台

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係水桶之正視圖。

圖5係出液蓋之正視圖。

圖6係密封閥之動作說明圖。

再者，以下說明之實施形態僅為一例，業者於不脫離本發明宗旨之範圍內進行的各種設計的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)，其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)。

殼體201之頂部係由俯視時呈方形之上罩110封閉。而且，於上罩110形成有上罩導引部111。

於上下顛倒地安裝有桶裝水等液體容器(以下簡稱為『水桶』)的狀態下，上罩110兼具保持水桶120之功能。

上罩導引部111之圓周方向之一個部位(本實施形態中為後方位置)向下方凹陷，於凹陷部118之底面，設有在上下方向貫通於該凹陷部118的大氣連通部133。

如圖2、3所示，於水桶120之容器內保存有原水121。

如圖4、圖5所示，水桶120係藉由可裝卸之出液蓋122而與外部氣體阻隔。

出液蓋122具有密封閥123，為了維持以單獨狀態形成密閉狀態之封閉狀態，如圖6(a)所示，受到彈性構件124之習慣性推壓。

因此，水桶整體於單獨狀態下液體不會洩露。

繼而，基於第2圖、第3圖進行說明，上罩110之導引部111具有自研缽形狀轉為筆直形狀的水桶導引件112，於其底部113具有筒狀之突起114與開口孔115。

上罩導引部111係利用自研缽形狀轉為筆直形狀之該水桶導引件112而對水桶120進行導引，使開口孔115與水桶120之出液蓋122嵌合。

開口孔115之內側相對於系統內部而成為開口部116。

進而，機理上，當水桶120之出液蓋122自上罩導引部111之研缽形狀轉為筆直形狀部後到達水桶導引件112之底部113時，筒狀之突起114壓縮(推頂)正彈性推壓之彈性構件124，此時，如圖6(b)所示，出液蓋122上之密封閥123呈打開的開狀態。

該狀態下，在位於筒狀之突起114的開口孔115與水桶120之間形成流路，由該開口孔115與水桶120之間形成之流路與水桶120構成原水供給機構。

關於水質改善系統，自初始狀態進行說明。

自開口部116流出之待水質改善之水121a係被排出至作為水質改善機構之第一區的水質改善機構之導入部131，且由設置於其底部之篩網132進 行第一波水質改善。

進而，待水質改善水121a由作為第二區之活性碳137進行第二波水質改善。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，可適宜使用使源自植物之天然纖維或源自礦物之合成纖維、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由作為第三區之中空纖維膜141進行第三波水質改善。

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141之待水質改善之水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機構之排出部。

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，對於自開口部116流出之待水質改善水121a，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「來自開口部116之流入量>>第三區141之中空纖維膜透過量」之關係。因此，水質改善系統內之水逐漸上升，隨著待水質改善水121a上升至滿水位置117，基本抑制了自開口部116之流出。

即，若水質改善機構之導入部131之水面上升至位於水桶導引件112內之底部113的略微上方的滿水位置117，則水自動停止自水桶120內落下。

決定該滿水位置117之機構係滿水位置決定機構。

因此，此處，係由當利用結合部136使具有底部113之水桶導引件112與水質改善機構結合時，導入部131內之水桶導引件底部113的位置決定。

繼而，水質改善後之潔淨水121b係被導入且積存於潔淨水積存機構。

此處，潔淨水積存機構係藉由大氣連通部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。

再者，大氣連通部110係藉由殼體外連通部134與殼體外之大氣連通， 該殼體外連通部134由貫通上罩154與殼體201之孔形成。

潔淨水積存機構之上部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。

最初，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。

若超過水質改善機構之下端，則水質改善機構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，但隨著時間經過，液面位置152持續上升，填滿上部之積存槽150，於潔淨水121b上升至滿水位置117之時間點達到均衡，潔淨水121b停止自開口部116流出。

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

於淨水積存機構之下方進一步具有熱水槽160，將用於導入潔淨水121b之潔淨水取入口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，該供給管153之另一端連接至熱水槽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之熱水供給管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，清淨水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。

該積存槽150之處於滿水位置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再次自開口部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返回至滿水位置117。

熱水槽160中具有未圖示之加熱機構，利用未圖示之加熱控制機構使熱水槽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之外周。

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機構進行控制。

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，則根據滿水位置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 滿水位置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配置於上部之理由在於，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。

作為設於水質改善機構之原水導入部的滿水位置決定機構，能使用光學式、浮動式等水位感測器檢測水質改善材上部的水位，亦可構成為：於原水供給機構之流路設置電磁閥，根據來自上述水位感測器之信號，於規定的滿水位置關閉電磁閥。

而且，作為原水供給機構之其他實施例，就槽而言，亦可使用隨著使用原水而收縮之軟質槽，且亦可使用上部具有原水供給部且上部敞開於大氣中的容器型槽。

此時，作為設於水質改善機構之原水導入部的滿水位置決定機構，能使用光學式、浮動式等水位感測器檢測水質改善材上部之水位，若使用在原水供給機構之流路設有電磁閥的上述滿水位置決定機構，則變得容易實施。

Claims (4)

1. 一種飲用水供給裝置，其特徵在於，具有：原水供給機構、設於該原水供給機構之下游且容納有水質改善材的水質改善機構、設於上述水質改善機構之下游且積存經水質改善後之水的潔淨水積存機構、決定上述水質改善機構之原水導入部之滿水位置的滿水位置決定機構、及將積存於上述潔淨水積存機構之水作為飲用水取出的給水機構，且使上述水質改善機構之上部、及潔淨水積存機構之上部與大氣連通。
2. 如申請專利範圍第1項之飲用水供給裝置，其中，於上述水質改善機構中，上下配置有複數個水質改善材，使用配置於下部之水質改善材之水流通阻抗來控制上部之水質改善材之水質改善中所需的水流通量。
3. 如申請專利範圍第1項之飲用水供給裝置，其中，將水通過流量抑制構件配置於上述水質改善機構之底部，利用該水通過流量抑制構件形成水質改善材之水質改善中所需的水流通量。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之飲用水供給裝置，其中，上述水質改善機構具有浸入於上述潔淨水積存機構且使該潔淨水積存機構冷卻的冷卻機構。