饮用水供给装置的制作方法

本国际申请要求2014年6月23日在日本专利局提交的日本发明专利申请第2014-127992号的优先权，所述日本发明专利申请的全部内容通过引用而并入本文。

技术领域

本发明涉及饮用水供给装置，特别涉及对从交换式的供水罐供给的原水进行水质改良并作为饮用水供给的饮用水供给装置。

背景技术：

作为饮用水供给装置已知有例如专利文献1、2所示的装置，该装置在冷水机主体的内部上侧部分配置冷水罐，通过分隔部件将该冷水罐的内部分隔为贮水部和冷水部，在该分隔部件的下面设置例如用无纺布将活性炭包裹收纳的过滤筒，通过该过滤筒对自来水进行过滤并作为饮用水供给。

但是，在以往的技术中，采用通过来自上游的水压使水强制性地通过(从水质改良部件中通过)的方式，因此存在如下的情形，在没有获得充分的水质改良时间的情况下便使水从水质改良部件中通过，或者在极端的情况下在水质改良部件中会形成特定的水路，水仅从该水路通过，从而使得水质改良效果严重降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平第5-149663号

专利文献2：WO2007/094364

技术实现要素：

发明要解决的问题

在上述以往的饮用水供给装置中，为了通过水质改良部件良好地实现水质的改良，则要求充分地确保原水接触水质改良部件的时间。

因此希望提供一种能够实现充分的水质改良的饮用水供给装置。

解决问题的技术方案

本发明的一个方面的饮用水供给装置具有：原水供给部；水质改良部，所述水质改良部设置在该原水供给部的下游，收容有至少一个水质改良部件；净化水贮留部，所述净化水贮留部设置在所述水质改良部的下游，贮留水质改良后的水；满水位置确定部，所述满水位置确定部确定所述水质改良部的原水导入部中的满水位置；以及供水部，所述供水部将贮留于所述净化水贮留部的水作为饮用水取出，所述水质改良部的上部以及所述净化水贮留部的上部与大气连通。

因此，施加在所述至少一个水质改良部件的上部压力仅为与大气压和通过满水位置确定部确定的满水位置相对应的预定水压。而且，如果将所述满水位置设定在所述至少一个水质改良部件的上端附近，则施加在所述至少一个水质改良部件上部的压力为基本上仅由大气压确定的压力。

此外，位于所述水质改良部的下游侧的所述净化水贮留部也和大气连通，因此，当开放所述供水部时所述水质改良部的出口侧的压力不会急剧地成为负压。由此，不会有较大的压力施加在所述至少一个水质改良部件的上部，并且不会以较大的压力抽吸所述至少一个水质改良部件的下部。因此，水质改良部件中的水以因其自重所产生的流下速度流下，而不会以该流下速度以上的速度流下。

此外，也不会发生下述问题，即，水在所述至少一个水质改良部件中形成了未预期的特定的水路，而水仅从此通道通过，从而使水质改良效果严重降低。因此，基于所述至少一个水质改良部件中的水因自重所产生的流下速度，能够获得具有充分的水质改良时间的水质改良部，从而能够随时获得水质经充分改良的饮用水。

当所述净化水贮留部内的水位上升，并超过所述水质改良部的下端时，除大气压外，超过所述下端的水位的水头差压力也施加作用于所述水质改良部的出口侧，不过所增加的出口侧的压力仅作用在抑制所述至少一个水质改良部件中的流量的方向上，而不会使流量增加。因此，与水在所述至少一个水质改良部件中因自重所产生的自然流动的情况相比，水质改良效果会变好，而不会变差。

在本发明的一个方面中，可在所述水质改良部中使多个水质改良部件(至少两种水质改良部件)上下配置，可用配置在下部的水质改良部件中的流通阻力，来控制与通过上部的水质改良部件进行水质改良相适的流量。

一般地，作为吸附、注出、抗菌水质改良部件为了增加和水的接触面积已知有为粉末状、颗粒状、小丸剂状的水质改良部件。通过使水与该水质改良部件的表面接触预定时间，而发挥水质改良效果。在此情况下，可基于水质改良部件的每单位量的流量对水质改良效果进行变动。换言之，通过控制水质改良部件的每单位量的流量，便可获得所要求级别的水质改良效果。

另一方面，用于过滤的过滤材料多具有用片状固体过滤材料一体形成的构成，例如可通过将面积和厚度之中一方的尺寸进行固定而对另一方的尺寸进行变更，而改变流通阻力。

因此，首先，对于前者(吸附、注出、抗菌水质改良部件)，可基于该水质改良部件的整体量确定所要求的流量，对于后者(用于过滤的过滤材料)，可通过改变面积和厚度中的任意一方来获得所要求的流量。因此，所述水质改良部的设计自然会变得容易。

在本发明的一个方面中，可在所述水质改良部底部配置流量抑制部件，并可使用该流量抑制部件形成或调整与通过所述至少一个水质改良部件进行水质改良相适的流量。

即使在仅使用所述至少一个水质改良部件时由于流量过多而不能获得充分的水质改良效果的情况下，通过在所述至少一个水质改良部件的底部设置所述流量抑制部件，也能获得充分的水质改良效果。

在本发明的一个方面中，可将所述水质改良部浸渍于所述净化水贮留部，并具备对该净化水贮留部进行冷却的冷却部。

即使由于季节气温的变化或设置有饮用水供给装置的室内状况的变化等而使室温上升，通过对所述水质改良部进行冷却，所述水质改良部中的所述至少一个水质改良部件也会保持为一定以下的温度，从而能够抑制细菌等在所述至少一个水质改良部件等中的增殖。

发明的效果

基于本发明的一个方面的饮用水供给装置，因为水以一定的流量通过水质改良部件，所以能够稳定地实现适宜的水质改良。

附图说明

图1是本实施方式的饮用水供给装置的整体立体图。

图2是饮用水供给装置的垂直剖视图。

图3是饮用水供给装置的局部剖视图。

图4是水桶的主视图。

图5是供液盖的主视图。

图6A、6B是密封阀的动作说明图。

附图标记的说明

110…顶盖；117…满水位置；120…水桶；121…原水；137…活性炭；

139…活性炭收容部；141…中空丝膜；142…导向壳体；150…贮留槽；

151…隔板；160…热水槽；167…制冷机；169…冷却部；

170…冷水龙头；175…热水龙头；214…载置台

具体实施方式

以下所说明的实施方式仅为一例，在没有脱离本发明的主旨的范围内本领域的技术人员所做的各种设计改良均包含在本发明的范围内。

在图1中，饮用水供给装置设置在地面F上。饮用水供给装置的外壳201形成为向前方稍稍弯曲膨出的竖长的大致长方体形状。在外壳201的前方的面(图1中的左侧的面)上，上下方向的中间位置凹陷。在凹陷部211设置有热水用以及冷水用的公知的供水龙头(175、170)作为供水部。

位于供水龙头(175、170)的下方的面，即凹陷部211的下侧的面构成为饮用杯载置台214。在供水龙头(175、170)设置有弯曲并向下方延伸的杆体215。供水龙头(175、170)构成为通过从前方压按操作杆体215而使供水龙头(175、170)开放。

外壳201的顶部由俯视时为方形的顶盖110封闭。在顶盖110形成有导向部111。顶盖110具备在使桶装水等液体容器(以下称为“水桶”)120(参照图2)上下颠倒而倒立的状态下，对该水桶120进行保持的功能。导向部111的周向的一处(本实施方式中的后方位置)向下方凹陷。在凹陷部118的底面设置有在上下方向贯通该底面的大气连通部133。

如图2以及图3所示，在水桶120的内部保存有原水121。如图4以及图5所示，在水桶120中，通过能够拆装的供液盖122隔离内部和外部空气。供液盖122具有密封阀123。如图6A所示，弹性部件124所施加的力作用于密封阀123，以使水桶120在单体时为密封状态。由此，水桶120的开口被密封阀123封闭。因此，作为水桶120整体，在单体状态下液体不会泄漏。

接下来，参照图2以及图3进行说明。导向部111具有水桶导向112，该水桶导向112具有从擂钵状向平直状转变的形状。在底部113形成有筒状的突起114和开口孔115。导向部111在水桶导向112对水桶120进行导向，由此使开口孔115和水桶120的供液盖122嵌合。开口孔115的内侧形成为对系统的内部开口的开口部116。

水桶120的供液盖122从导向部111中的擂钵状的部分朝向平直形状的部分移动，在到达水桶导向112的底部113时，筒状的突起114按压弹性部件124，此时，如图6B所示，设置在供液盖122的密封阀123打开，供液盖122处于打开状态。在打开状态下，在位于筒状的突起114的开口孔115和水桶120之间形成流路，由在开口孔115和水桶120之间形成的流路以及水桶120构成原水供给部的一例。

从初期状态对水质改良系统进行说明。从开口部116流出的水质待改良水121a被导入作为水质改良部第一部分的导入部131，接受由设置在导入部131底部的网状物132所进行的第一次水质改良。

接下来，水质待改良水121a接受由作为水质改良部第二部分的活性炭137所进行的第二次水质改良。活性炭137可以是粉末状、颗粒状、小丸剂状以及固体状中的任一种形态。为了易于更换，活性炭137由未图示的透水性的包装材料包覆，并收纳于筒状的活性炭收容部139。在活性炭收容部139的底面，与第一部分相同，设置有网状物157。

通过网状物132以及活性炭137吸附捕集垃圾以及微生物，并且进行脱臭。活性炭137的捕集对象为漂白粉、三卤甲烷、有机物、有味物质以及氯系有机物等。作为活性炭137优选纤维状活性炭，该纤维状活性炭通过将植物来源的天然纤维或矿物来源的合成纤维，或者天然纤维和合成纤维的混合物碳化并使用胶合剂调制而成。在活性炭137中也可以添加生物矿物质。生物矿物质可以作为等渗溶液供给，该等渗溶液具有非常接近人体体液的均衡配比的矿物成分(K、Ca、Na、Mg)。

接下来，水质待改良水121a接受由作为水质改良部第三部分的中空丝膜141所进行的第三次水质改良。中空丝膜141通过中空丝集聚并固着而形成。中空丝的一端(中空丝膜141的一个端部)露出，由中空丝的表面吸收的水分子从开放的另一端(中空丝的另一端)排出，由此，能够以0.3微米左右的细度进行过滤。

在本实施方式中，将中空丝膜141设置在筒状的导向壳体142中，并将该导向壳体142设置在作为第二部分的活性炭137的下表面侧。具体地，导向壳体142螺纹固定于活性炭收容部139的螺纹部138。

符号144所示的部分为导向壳体142的内螺纹部。在作为第三部分的中空丝膜141中，水质待改良水121a以由中空丝膜141所限定的透过速度通过并向下方落下，并从中空丝膜141的下端部143排出。下端部143成为排出部(水质改良部的排出部)，该排出部是使水质经改良的水以自然落下的方式被排出的部分。

作为中空丝膜141优选孔径为0.01～0.09μm且在周壁部设置有缝隙状超微细孔的纤维的集合物。

在水质改良系统中，水质改良部件对从开口部116流出的水质待改良水121a进行过滤，由此产生流通阻力。网状物132、活性炭137以及中空丝膜141相当于水质改良部件的一例。因此，水质改良系统内具有水易于滞留的倾向。例如存在如下关系，即，“来自开口部116的水质待改良水121a的流入量>>透过第三部分的中空丝膜141的水质待改良水121a的量”。因此，水质改良系统内的水位逐渐上升，当水质待改良水121a的水位上升到满水位置117时，从开口部116的流出暂时被抑制。

具体地，当水质改良部的导入部131中的水位上升到比水桶导向112内的底部113略高的满水位置117时，水从水桶120内的落下会自动停止。满水位置确定部规定该满水位置117。在本实施方式中，由具有底部113的水桶导向112、以及通过结合部136结合有水质改良部时的导入部131内的底部113的位置，来确定满水位置117。

水质改良后的净化水121b被导入并贮留于净化水贮留部。净化水贮留部经由连通管154以及连通孔134开放于大气。在连通管154的上部(上方侧的入口部)设置有未图示的过滤器，净化水贮留部经由过滤器与大气连通。过滤器可使清洁的空气与净化水贮留部连通。此外，净化水贮留部的一个区域构成为具有由隔板151分成的上下两个室。上室为贮留槽150，下室为贮留槽冷却室155。

顶盖110经由连通孔134与外壳外的大气连通，连通孔134作为贯通连通管154和外壳201的孔而形成。净化水贮留部的贮留槽150以及贮留槽冷却室155由绝热固定部件130覆盖。绝热固定部件130具有对贮留槽150以及贮留槽冷却室155进行绝热并进行固定的功能。绝热固定部件130由例如发泡聚苯乙烯等绝热材料形成。

例如，液面位置152位于贮留槽冷却室155的底部附近，并且液面位置152逐渐上升。将水质待改良水121a从第三部分中空丝膜141作为贮留槽150内的净化水121b而落下的状态定义为模式1(大气排出)，状态通过仅有大气压施加作用的力关系而确定。

当超过水质改良部的下端时，除大气压外，所超过的水位的水头差压力也会作用在水质改良部的出口侧，而接下来随着时间推移液面位置152持续上升，当净化水121b充满上部的贮留槽150而上升到满水位置117的时候会达到均衡，净化水121b从开口部116的流出会停止。将从作为第三部分的中空丝膜141流入贮留槽150的净化水121b中的状态定义为模式2(水中排出)。

在净化水贮留部的下方还设置有热水槽160。用于导入净化水121b的净化水取入口156设置在隔板151附近，为了能够导入高于贮留槽冷却室155的液体而设置有供给管153。供给管153的下端接近热水槽160的下部161。

为了取出热水，在热水槽160的上部162连接有热水供给管163(一部分未图示)。此外，热水供给管163还与热水龙头175连接。在图3的状态下，热水龙头175关闭，净化水121b基本上不能流入充满空气的热水槽160中。

当打开热水龙头175时，贮留槽150的净化水121b将通过供给管153而流入热水槽160，并充满热水槽160。由于供给了热水槽160容积量的净化水121b，所以处于贮留槽150的满水位置117的液面位置152一时间大幅度下降。因此，均衡被打破，净化水121b再次从开口部116流出，并按照上述模式1、模式2继续直至液面位置152恢复到满水位置117。

在热水槽160设置有未图示的加热部以及加热控制部，通过加热部以及加热控制部使热水槽160的净化水121b维持在所要求的温度。

另一方面，积存在贮留槽冷却室155的净化水121b通过设置在主体下方的制冷机167成为具有要求温度的冷水。制冷剂输送管从制冷机167延伸，制冷剂输送管卷绕在贮留槽冷却室155的外周而形成冷却部169。经由冷却部169，积存在贮留槽冷却室155的净化水121b被冷却。制冷机167由安装于贮留槽冷却室155的未图示的传感器以及未图示的温度控制部进行控制。

对冷热水的使用状态进行说明。贮留槽冷却室155的底部和冷水龙头170通过未图示的冷水供给管而连接，为了取出以所要求的温度保存的冷水而打开冷水龙头170。

当打开冷水龙头170时，由于在满水位置117和冷水龙头170的位置(高度)之间的水头差，经冷却的净化水121b从贮留槽冷却室155的底部通过未图示的冷水排出管，并从冷水龙头170被供给。

另一方面，对于热水的取出如下所述。具体地，因为从热水槽160到热水龙头175连接有热水供给管163(一部分未图示)，所以当打开热水龙头175时，由于满水位置117和热水龙头175的位置(具体为高度，与冷水龙头相同的高度)之间的水头差，使已成为热水的净化水121b自热水龙头175被供给。

此时，与被供给出的热水等量的净化水121b从贮留槽150通过供给管153补充到热水槽160中。另外，在热水槽160中，将供给管153配置在底部，且将热水供给管163配置在上部的理由为，因为要导入常温的净化水121b，所以考虑到热对流则优选使补充水在下部，而使取出在上部进行。

设置在水质改良部的原水导入部的满水位置确定部可构成为能够使用光学式、浮动式等水位传感器检测水质改良部件的上部的水位。也可以构成为在原水供给部的流路设置电磁阀并在预定的满水位置通过来自所述水位传感器的信号关闭电磁阀。

此外，作为原水供给部的其他的实施例，作为罐可使用对应于原水的使用量而收缩的软质罐。或作为罐也可使用在上部有原水供给部，且上部开放于大气的容器型的罐。在此情况下，作为设置在水质改良部的原水导入部的满水位置确定部优选构成为，可使用光学式、浮动式等水位传感器检测水质改良部件的上部的水位，并且优选采用在原水供给部的流路设置电磁阀的构成。在此情况下易于实施。