水分配器的制作方法

专利名称：水分配器的制作方法
水分配器本发明涉及一种水分配器(water dispenser)。更具体地讲，涉及这样一种类型的 水分配器，该水分配器通常用于工作场所以及其它环境以用于分配杯盛的或其它容器盛的 水或者其它流体。在该说明书中，使用的术语‘水’可以是其它类型的流体。虽然分配器也可适于提供环境水(ambient water)，但分配器通常提供冷水，除了 冷水和/或环境水之外，还经常需要分配器提供发泡水(sparkling water) 0在这样的分配器中，对水进行灭菌(sterilisation)是非常重要的，以确保分配 的产物是可饮用的。在这样的分配器中，通常使用UV照射来对水进行灭菌。有两种UV灭菌 标准。B级(Class B)灭菌适合于大部分用途，并提供不会对消费者产生不良作用的足够标 准的可饮用的水。A级(Class A)UV是更高的标准，存在需要A级UV的趋势。使用目前可 用的分配器，难以实现A级UV等级级别。根据NSF/ANSI Standard 55-2004确定等级级别。 通过引用使所述NSF/ANSI Standard 55-2004被结合于此，并且所述NSF/ANSI Standard 55-2004是广泛可用的。所述NSF/ANSI Standard 55-2004覆盖紫外线微生物水处理系统 以及针对使用点应用和进入点应用的组成部分。此外，当提供发泡水源时，先前提出的分配器通常需要使用两个分离的源，一个用 于分配静水，第二个包括泵和用于将二氧化碳与水混合的装置，以使水碳酸化从而得到发 泡水。两个储存器和机构的增加了分配器的尺寸和复杂性。本发明的目的是提供一种改进的水分配器。在第一方面，本发明提供一种水分配设备，该水分配设备包括槽和普通UV灭菌设 备，其中，该水分配设备使得基本为环境温度的水和发泡水中的至少一种以及冷水在通过 所述普通灭菌设备灭菌之后被该水分配设备分配。所述设备可适于选择性地分配冷水、环境温度水和发泡水。所述设备能够根据需要对水进行灭菌以达到A级标准。根据本发明，提供一种水分配设备，所述水分配设备包括用于水的入口、设置有用 于冷却水的装置的槽、UV灯、UV透射旋管和出口，所述UV透射旋管至少部分地缠绕所述灯， 使得将被分配的水通过所述旋管，从而被UV灯灭菌。在优选的实施例中，所述水分配设备被布置成使得将被分配且将被冷却的液体首 先通过安装在所述槽中的管被冷却，因此通过冷却设备对水起作用，接着，进入主槽中，接 着，到达UV透射旋管，最终到达分配点，然而，将被分配的基本上未被冷却的液体通过UV透 射旋管被直接供应，并从UV透射旋管到达出口。液体通过的管最好是导热的，通常，是金属的，例如，不锈钢。UV透射旋管最好是石英的。在用于分配静水和/或发泡(充有碳酸气的)水的变型中，所述设备使得静水在 通过UV透射旋管并被灭菌后直接到达出口，然而，将被充碳酸气的水通过泵进入到主槽 中，主槽包括用于使二氧化碳与水结合从而产生充有碳酸气的水的装置和用于充有碳酸气 的水的出口。因此，在该实施例中，槽填充有充有碳酸气的水，因此，用作用于对静水进行冷却的冷却介质。所述槽可包括水位检测器和用于对水进行加压的装置，使得水的压强超过施加的 CO2的压强。因此，在本发明的这些实施例中，充有碳酸气的水用作冷却室，不充有碳酸气的水 通过该冷却室被分配。在另一方面，本发明提供一种分配设备，该分配设备包括任何一种或者更多种新 颖的特征或者公开于此的特征的结合。现在将仅仅通过参照附图以示例的方式描述本发明的实施例，其中

图1示出了用于分配冷的经灭菌的水的分配器；图2示出了与图1相关的流程图；图3示出了从图1的设备分配冷水和环境水的流程图；图4示出了用于选择性地分配冷饮料或者充有碳酸气的饮品的设备；图5示出了通过如图4所示的系统的水的流动的流程图；图6示出了冷却系统；图7示出了图6的系统的分解视图；图8示出了冷的和发泡的饮料的设计的详图；图9示出了冷的和环境的槽的设计的详图，冷却管处于槽之外；图10示出了冷的和环境的槽的设计的详图，不需要预冷装置(pre-chill)，并且 冷却管处于槽之外；图11示出了用于分配冷水、环境水和发泡水的槽，冷却管处于槽内；图12示出了用于分配冷水、环境水和发泡水的槽，冷却管处于槽之外。现在参照图1，分配器包括槽1，在槽1内安装有冷却旋管2。冷却旋管通过入口 3 被提供有冷却剂流体，然后，该冷却剂流体通过所述旋管向上流、流向并流出出口 4。该冷却 剂流体可以是任何传统类型的冷却剂流体，该冷却剂流体可通过任何传统的方法被冷却。 如所示出的，冷却旋管2安装成与槽1的内壁5接触，并且槽可由金属、塑料或者其它材料 制成。在槽1内安装有组件，该组件包括通常可用的并旨在产生UV能以对材料灭菌的类型 的UV灯(通常为IlW灯)。最好是石英，但可以是其它材料(例如，其它玻璃类型材料或者 可透射UV照射的其它材料)的管7紧紧地缠绕着UV灯6，并且足够接近以允许在冷水流过 或者停留时对其进行净化，以达到A级标准。注意到UV灯将当然被供电，并且接着这样的 电连接向电路供电/控制电路，为了清楚起见，这些并未示出。接着，UV灯/石英管组件被 封装在外石英套8中。不锈钢或者其它管(最好是金属的)安装在槽内，总体上环绕UV灯/石英管组 件但与UV灯/石英管组件隔开，这由标号9所示。将被分配的水或者其它饮品从入口 10 开始，并通过T件Tl和螺线管18进入到不锈钢管9。接着，将被分配的水或者其它饮品向 上通过不锈钢管，所述管在其顶端11处开口，使得水在流过所述管之后，接着，朝着槽的顶 端，直接进入由槽1限定的容器中。连接管12用于使水(或其它饮品)从朝着槽1的底部的入口 14通过又一个T件 T2到达石英管7的一端。管12穿过旋管9的内部。如图1所示，石英管实际上是双缠绕 的。即，从朝着UV灯6的顶部安装的端部13开始，管螺旋向下到达下旋管15，并接着向上螺旋，与螺旋的向下的部分交错，到达另一端16。出口管17接纳来自端部16的流体，并使 流体流到出口 19 (例如旋塞或者水龙头)，用于通过消费者分配到杯子或者其它饮用容器 或者存储容器中。因此，在使用中，系统通过入口 10使水进入以最初启动，接着，水流过钢管11，接 着，填充槽1。水位传感器20被示意性地示出，并且当槽充满时，水位传感器20可用于封闭 入口 10，并随着水的分配完而使槽被再次填充。水从管13的下端流到石英管7的顶部中， 流过整个石英管7的所有路径到达其端部6，水从该端部6流到出口管17，接着，螺线管18 允许水流过或者不允许水流过。在图2的流程图中示意性示出了该流动。冷却流体也被施加到冷却管2而使主槽内的水冷却，由于不锈钢管位于主槽内， 所以也使不锈钢管内的水冷却。因此，不锈钢管用于预冷装置，并且在温水进入槽时，也防 止正引入的温水混合。与从水源直接将水引入到槽的系统相比，这提高了水冷却效率。因 此，随着水最初通过静槽9，水由于提供有冷却流体的冷却旋管9被冷却，从而冷却主槽中 的水，主槽中的水用于冷却不锈钢管或者其它管内的水。管9的材料被选择为良好的导体， 使得其可传导热，以使得在该管9内流动的流体能够通过该管9外的冷却水被冷却。当水离开管9时，水已经被部分冷却。接着，水进入槽1中，在槽1中，水被进一步 冷却。通常，如果环境温度例如是25°C，则在槽中，在初始预冷之后，水可被冷却至大约例如 3°C至8°C。这被认为是对于大部分人来说的饮用水的适宜的温度。具有朝着槽的底部的入 口 14的管12接纳该冷却的水，并使其流到石英管8中。石英管8紧紧地缠绕着UV灯，因此 接收来自灯的UV照射。具有双缠绕结构的管足够长，充分接近UV管，使得水以足够时间经 过该UV管，从而该水被完全灭菌，以达到A级UV标准。还注意到虽然水距离所述管越远， 灭菌效果越小的情况具有因范围而导致减小的效果，但槽1内的水也通过石英管经历来自 UV灯6的灭菌。经灭菌的冷的水从管的顶端16输出，并被容纳在出口管17内。当用户想 分配水时，冷的、经灭菌的水通过旋塞19被输出。相同的设备可用于为用户提供冷水的或者环境温度水的选择。事实上，由于设备 的特性，实际上，当环境水被分配时，如果水被简单地从主源系统分配，则环境水的温度会 比其原本的温度低。图3也示意性地示出了这方面如何能够实现。如图所示，在既能够分 配冷水又能够分配环境水的系统中，水既被供应到不锈钢水管9，可选地，水也被直接供应 到石英套7。这通过管26来完成，管26连接到T件T1和1~2。通过启用螺线管30，水流过 管26。因此，通过同时操作螺线管18和30，用户可选择通过预冷旋管9流到槽，接着流到 灭菌旋管7的‘冷’水或者直接流到灭菌器7的‘环境水’。这在图3中以虚线示出，主源的 水被供应到可被致动的开关组件30，或许，同时被供应到螺线管(或者其它灭菌元件)18， 使得用户可选择是否需要冷水，因此，该冷水首先流到不锈钢管9中，从不锈钢管9流到槽 中，并从槽流到石英管7中，或者可选地，用户需要环境水，则该环境水直接通过管26进入 石英管7中。开关30、18可以是螺线管。如果需要环境水，则因此不锈钢管和槽被绕过(by pass)，所以如果存在任何冷却，则其仅仅发生在石英管内。事实上，小程度的冷却可能会发 生在石英管内，这是因为石英管位于槽内的冷却水中，但是如果水绕过不锈钢管和槽本身 被从旋塞输出，则水将明显比冷却水热(接近环境温度)。接着，在实践中，对于环境水，水被直接供应到石英管中，在石英管中被灭菌，并且
6水可从石英管被分配。如果需要冷水，则水首先流过不锈钢旋管，流入槽中。接着，槽向石 英旋管进行供给，石英旋管净化水(对水进行灭菌)，水围绕石英旋管沿着其路径流动以被 分配。当然，本发明最适用于办公室类型的水分配器。有时，除了分配不充有碳酸气的水之外，需要能够分配发泡(充有碳酸气的)水。 图4示出了可实现上述目的的变型的设备。在该图中，与图1的组件等同的组件具有相同 的标号。在该实施例中，静水直接进入到不锈钢管中，在该不锈钢管中，与之前相同，通过 槽中的水对静水进行冷却。然而，槽接着不是被从不锈钢管输出的水填充，而是按照以下的 描述被填充。当水流过不锈钢管时，该水被槽1内的水冷却，槽1内的水本身被冷却旋管2 冷却。当水在端部11处离开不锈钢管，并从而被冷却而不是流到槽中时，水流过管31，直接 流到石英管7的入口 50。接着，水流过缠绕UV灯的石英管的整个长度，被灭菌，以由此达 到A级UV标准。当水到达双缠绕的石英管的端部16时，接着，水通过管17离开，并可被分 配。然而，在这种情况下，在分配之前，水流到T-结合点处T3,水从T结合点T3可通过 或者经过以到达又一螺线管33，如果螺线管33被启用，则可使来自石英管7的水(可选地， 通过泵34)流过，通常压强为65psi，通过喷嘴35直接流入到槽1内。螺线管33可被链接 到水位传感器20，从而如果槽中的水没有到达水位传感器的水位，则螺线管被打开以允许 水流过泵34，并填充槽，直到水位传感器被致动，螺线管封闭其流动路径。接着，槽1中的水 用作用于不锈钢管9中的水的冷却介质。用于碳酸化的源6的入口 3被示意性地示出，并也被安装在槽1内。这能够使二 氧化碳从源(未示出)通常，在45psi的压强的条件下被直接泵送到容纳在槽1中的水中， 从而使其碳酸化。槽中的水以及被泵送到水中的气体(通常为二氧化碳)的相关压强例如 为能够使得所述气体以已知的方式使饮品碳酸化。通常，水的压强高于CO2的压强，通常， CO2将被首先置于槽中，接着，加水。止回阀(未示出)被包括在CO2连接件中。由于冷水比环境水能够吸收更多的CO2，所以期望使用从石英管进入槽内的水填 充槽，该水在石英管中被冷却。因此，槽1储存用于分配的充有碳酸气的水，该充有碳酸气的水的槽也用作对于 静水的冷却室。因为槽中的水已经通过石英管被灭菌了，所以对人类食用是安全的。因此， 当消费者想分配发泡水时，该水能够通过单独的分配系统被分配，该单独的分配系统包括 管50，用于接纳来自朝着槽1的底部的位置14的水，并通过第二分配螺线管41将水供应到 旋塞19(未示出)。来自螺线管18和螺线管41的输出可被应用于相同或者不同的旋塞。图5更加清楚地示出了水如何首先通过不锈钢管(在该不锈钢管处，水被冷却) 到达包括UV灯6、石英管7和石英套8的A级UV系统。静水从A级UV系统直接被分配到 旋塞19。将被充有二氧化碳的水可选地通过泵34被供应给主槽1。主槽1用作冷却系统 的一部分，因此，在图中，链接Ia被以虚线示意性地示出。来自主槽的已经被净化的发泡水 接着通过线路42被供应到旋塞19。供应到泵34的水可通过作为单向阀的止回阀50。图6示出了去除了外部槽1的水分配器。该图更清楚地示出了 A级UV系统的冷 却旋管2、不锈钢管9和外石英套8。该图还示出了各种入口和出口，并示出了安装有上管和UV冷却组件的顶板51。例如，冷却槽可被安装到该顶板。图7示出了图6的组件的分解图，并也包括槽1。该图示出了 UV灯6、石英管7、安 装构件52和用于UV组件53的基底构件。这些构件接着被安装到冷却组件54中，接着，所 有的构件被安装在槽1内。另外，本发明提供一个不锈钢冷槽使冷的静水和环境静水达到A Class NSF Standard 55 ；首次使用该机器达到A级净化；使用一个槽制造发泡水、冷的静水和环境静 水，结合一个UV灯以净化所有三种类型的水。本发明还提供在碳酸化槽中的浸入的直接冷 却管用于制造冷的静水和充有碳酸气的水。此外，本发明考虑到使用浸入的不锈钢冷却管、 直接冷却水管、螺旋石英净化器、UV灯和石英或者类似的套。冷却管2可设置在槽内或者槽外。
图8至图12示出了本发明的一些实施例。
图8示出了用于冷水和发泡水的构造。在该图中，使用了下面的组件
项组件
101主槽
102冷却气体流动管(冷却管)
103冷却气体流动管(冷却管)的入口
104冷却气体流动管(冷却管)的出口
105主槽内壁
106UV灯
107螺旋的石英套入口
108外石英套
109预引导的冷却管(pre-directed chill pipe)
110用于预引导的冷却管的入水管
111预引导的冷却管的端管
112预引导的冷却管的出水管
113螺旋的石英套的水入口
114朝着UV的发泡水的出水管
115螺旋石英套下旋管
116螺旋石英套外旋管
117螺旋的石英套至3通连接器之间的管
1183通连接器
1193通连接器至冷螺线管阀之间的管
120冷水螺线管
121从螺线管阀开始的冷水出口管
1223通连接器至发泡入口螺线管阀之间的管
123用于发泡槽(主槽)的水入口螺线管
124发泡入口螺线管至主槽之间的管
125用于水注入的管
126用于发泡出口螺线管阀的管
80081]127用于发泡出口螺线管发的管0082]128来自螺线管阀的发泡水出口0083]129旋塞0084]130冷水入口螺线管阀0085]131主水入口0086]132用于主槽的气体入口管0087]133管0088]134止回阀0089]135用于气体瓶的管0090]136连接器(安装状态)0091]137用于发泡出口螺线管阀的管0092]138连接器(安装状态)0093]139管0094]140连接器(安装状态)0095]141泵0096]142管0097]143止回阀0098]144管0099]145用于安全阀的槽出口连接器0100]146安全阀0101]147水位传感器0102]148外侧管0103]149连接器(安装状态)0104]150水位传感器顶部0105]151水位传感器和PCB之间的0106]152用于泵的电线0107]153用于水位传感器的电线0108]154PCB0109]155连接器(安装状态)0110]156管具体地讲，用于冷水分配的组件是131、130、156、155、110、109、111、112、138、 139、140、113、107、115、116、117、118、119、120、121 和 129。用于发泡水分配的组件是131、130、156、155、110、109、111、112、138、139、140、 113、107、115、116、117、118、122、123、124、141、142、143、144、125、114、126、136、137、127、 128 和 129。图9示出了用于冷水和环境水的构造。在该图中，使用了下面的组件项组件201主槽202冷却气体流动管(冷却管)
9
203冷却气体流动管(冷却管)的入口204冷却气体流动管(冷却管)的出口205主槽内壁206UV 灯207螺旋的石英套入口208外石英套209预引导的冷却管210用于预引导的冷却管的入水管211预引导的冷却管的其它端212用于3通连接器的水管213来自主槽的冷水的水出口(顶部)214朝着UV的冷水的水出口(底部)215螺旋石英套下旋管216螺旋石英套其它出口217用于旋塞的冷水出口管218冷水入口螺线管阀219旋塞220主水入口2213通连接器222用于环境水控制螺线管阀的水管223环境水控制螺线管阀224环境水控制螺线管阀和3通连接器之间的管2253通连接器226管227管228管229连接器(安装状态)230连接器(安装状态)231管232管233连接器(安装状态)具体地讲，用于冷水的组件是:220、221、227、218、228、229、210、209、211、214、 213、212、225、226、230、231、207、215、216、232、233、217 和 219。用于环境水的组件是220、221、222、223、224、225、226、230、231、207、215、216、 232、233、217 和219。注意到在图9的实施例中，冷却剂管204设置在槽外，这可通过任何实施例来完 成。图10示出了不具有预冷管的用于冷水和环境水的实施例。再者，在一些实施例 中，可不需要或者不期望预冷管。
图10的实施例的组件是项组件301主槽302冷却气体流动管(冷却管)303冷却气体流动管(冷却管)的入口304冷却气体流动管(冷却管)的出口305主槽内壁306UV 灯307螺旋的石英套入口308外石英套309管310用于主槽的入水管311用于3通连接器的水管312管313来自主槽的冷水的水出口(顶部)314环境水控制螺线管和3通连接器之间的管315螺旋石英套下旋管316螺旋石英套的其它管317用于旋塞的冷水出口管318冷水入口螺线管阀319旋塞320主水入口3213通连接器322用于环境水控制螺线管阀的水管323环境水控制螺线管阀324管325管326连接器(安装状态)327用于主槽的入水管328连接器(安装状态)329管330管331连接器(安装状态)在这些组件中，冷水流动中的组件是:320、321、324、318、325、326、310、327、313、 312、311、309、328、329、307、315、316、330、331、317 和 319。用于环境水流动的组件是:320、321、322、323、314、311、309、328、329、307、315、 316、330、331、317 和 319。图17和图18示出了可使用单个槽和单个UV系统生产冷水、环境水和发泡水的实 施例，以选择性地分配冷水、环境水和发泡水中的任何一种。
11
与其它附图的部件相同的部件由相同的标号示出。图17示出的槽具有冷却管4位于槽内，然而，图18示出的实施例为冷却管4位于 外部。图17和图18示出的系统实际上是在其它附图中示出的包括用于发泡水、冷水和 环境水的路径的系统的组合。环境水直接流到灭菌器，冷水流过预冷装置，在槽内形成发泡 水，并从槽内分配发泡水。这使得环境静水和冷的静水处于A级净化，并得到净化的发泡水 (发泡水在进入槽(水在槽中被充碳酸气)之前通过UV灭菌器)。如上所述，在说明书中的‘环境’可指‘几乎或者基本上为常温’(即，未被‘特意’ 冷却)。在一些附图中示意性示出了控制电路(PCB) 54、154。
权利要求
一种水分配设备，该水分配设备包括槽和普通UV灭菌设备，其中，该水分配设备使得基本为环境温度的水和发泡水中的至少一种以及冷水在通过所述普通灭菌设备灭菌之后被该水分配设备分配。
2.如权利要求1所述的水分配设备，被布置成选择性地分配冷水、环境水和发泡水。
3.如权利要求1或2所述的水分配设备，其中，环境静水被灭菌以达到A级标准。
4.如之前任一项权利要求所述的水分配设备，所述水分配设备包括用于对所有类型进 行灭菌的单个UV灭菌灯。
5.如之前任一项权利要求所述的水分配设备，所述水分配设备包括用于水的入口、设 置有用于冷却水的装置的单个槽、UV灯、UV透射旋管和出口，所述UV透射旋管至少部分地 缠绕所述灯，使得将被分配的水通过所述旋管，从而被UV灯灭菌。
6.如权利要求5所述的水分配设备，所述水分配设备被布置成使得将被分配且将被冷 却的液体首先通过安装在所述槽内的管中，因此通过冷却设备对水起作用。
7.如之前任一项权利要求所述的水分配设备，其中，液体通过的管是导热的。
8.如权利要求5所述的水分配设备，其中，所述管是不锈钢的。
9.如之前任一项权利要求所述的水分配设备，其中，UV透射旋管由石英制成。
10.如之前任一项权利要求所述的水分配设备，其中，将被分配和冷却的液体从管进入 到槽中，接着，到达UV透射旋管，并最终到达分配点，然而，将被分配的基本上未被冷却的 液体通过UV透射旋管被直接供应，并从UV透射旋管到达出口。
11.如权利要求5至10中任一项所述的水分配设备，其中，在水通过UV透射旋管之后， 期望具有第一期望的特性的水直接通到旋塞或者其它出口，期望具有第二期望的特性的水 流到主槽中，并从主槽最终流到旋塞或者其它出口。
12.如权利要求11所述的水分配设备，其中，第一期望的特性是静水，并且第二期望的 特性是充有碳酸气的水。
13.如权利要求11或者12所述的水分配设备，其中，具有第二期望的特性的水在槽中 时用作冷却浴。
14.如权利要求12所述的水分配设备，所述水分配设备包括用于将CO2或者其它充有 碳酸气的气体引入到主槽中的装置。
15.如权利要求14所述的水分配设备，所述水分配设备包括用于以高于CO2的压强的 压强将水泵送到主槽中的泵装置。
16.如之前任一项权利要求所述的水分配设备，所述水分配设备包括水位检测器。
17.如之前任一项权利要求所述的水分配设备，其中，单个UV灯和灭菌旋管用于分配 经灭菌的静液体和充有碳酸气的液体。
18.一种水分配设备，所述水分配设备包括用于水的入口、设置有用于冷却水的装置的 槽、UV灯、UV透射旋管和出口，所述UV透射旋管至少部分地缠绕所述灯，使得将被分配的水 通过所述旋管，从而被UV灯灭菌。
19.一种使用水分配设备的点，该点适于对水进行灭菌以达到A级UV标准。
20.一种水分配设备，用于选择性地分配两种或者两种以上的期望的特性的水，该水分 配设备包括用于对将被分配的所有水进行灭菌的单个UV灭菌灯和单个水槽。
21.如权利要求20所述的水分配设备，其中，期望的特性是冷却的静水、发泡水和环境静水。
22.如权利要求21所述的水分配设备，其中，至少两种静水被冷却至A级UV标准。
23.一种主要参照附图中的任一附图进行描述并通过附图中的任一附图示出的水分配设备。
全文摘要
一种水分配设备，所述水分配设备包括用于水的入口、设置有用于冷却水的装置的槽、UV灯、UV透射旋管和出口，所述UV透射旋管至少部分地缠绕所述灯，使得将被分配的水通过所述旋管，从而被UV灯灭菌以达到A级UV标准。单个A级UV源可用于对静水和充有碳酸气的(发泡)水进行灭菌，或者对冷水和环境水进行灭菌，或者对所有三种水进行灭菌。
文档编号C02F1/32GK101918323SQ200980102238
公开日2010年12月15日 申请日期2009年1月15日 优先权日2008年1月15日
发明者金科伦 申请人:沃特勒国际有限公司