説明

飲料水製造装置

【課題】「美味してかつ冷たい飲料水」を日常生活で量産化できること。
【解決手段】縦長の箱体内に上下方向に所要間隔を有して複数の水平支持板を固定的に設け、箱体の底壁及び水平支持板を介して、オゾン処理手段と、高圧ポンプと、有機物濾過手段と、逆浸透膜手段と、制御部とを上下方向にそれぞれ配設し、さらに、逆浸透膜手段を通過した被処理水を取り込み、かつ該被処理水を冷やす冷却手段の一部または全部を備えるミネラル水生成槽を上方収納空間に配設し、ミネラル水生成槽で濾過されかつ冷却された被処理水を、該ミネラル水生成槽に接続する供給管を介して箱体の外部に供給する飲料水製造装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水道水、貯水槽、湖水、海水、井戸水等の給水源から得た給水を「ミネラルを含んだ美味しい飲み水」にすることができる飲料水製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
水源から得た被処理水(例えば海水)の中に含まれている無機物、有機物、酸化物質、雑菌、殺菌等を除去する事項、海水を淡水化する事項は公知である。
【0003】
特許文献1には、高圧ポンプを含む水処理系の管路に水源から被処理水を取り込む上流側から飲料水を取出す下流側に向かって、被処理水とオゾンガスとを乱流状態にしてオゾンガスを被処理水に溶解するオゾン処理手段と、該オゾン処理手段で溶解処理された被処理水を濾過する有機物濾過手段と、該有機物濾過手段で濾過処理された被処理水の中に残存する有害物質を除去する逆浸透膜手段とを直列状態に順番に配設した水処理方法及び装置が記載されている。
【0004】
特に、特許文献1は、オゾン処理手段の筒状接触部内に「舌状のじゃま板」を固定的に配設して海水(被処理水)を乱流状態にし、オゾンガスから生成された酸素バブルを「ナノバブル化することができる旨」を述べている。
【0005】
しかしながら、特許文献1の開示事項は、実験室レベルであることから、その実用性が望まれる。付言すると、本願発明のように、「美味してかつ冷たい水」を日常生活の中で手軽に得ることができる飲料水製造装置の出現が期待される。
【0006】
また、特許文献1では、被処理水を筒形部分内の「舌状のじゃま板」を通過されることによって、被処理水を乱流化できるから、「溶存酸素量」の高い水を得ることができると言及しているが、高効率の溶存酸素量を常に均等に得るためには、オゾン処理手段等をもっと工夫する必要がある。
【0007】
また、特許文献2には、「オゾン処理」と「生物活性炭処理」とを組み合わせたオゾン処理装置が開示されている。さらに、特許文献3には、管路中にガス流量測定手段を設け、制御部は気液比が0.2以下になるようにガス流量弁及びオゾン発生器を制御する旨が開示されている。
【0008】
しかしながら、特許文献1及び特許文献2は、いずれも水処理系のシステムをブロック図で示したものであり、例えばシステムを構成する各部材を箱体にどのように組込み、かつ「美味してかつ冷たい水」を産業上利用(量産化)できるかは不明である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開2006−263505号公報(例えば図7、段落0020、段落0041乃至段落0043)
【特許文献2】特開平8−229581号公報(例えば段落0004、0005)
【特許文献3】特開平10−216751号公報(例えば段落0010)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明の所期の目的は、装置の設置スペースを少なくすることができると共に、「美味してかつ冷たい飲料水」を日常生活で量産化できることである。第2の目的は、オゾンガスを微細状気泡から超微細状気泡へと変えて被処理水に高率的に溶解させることができることである。その他の目的は、発明の効果と同様である。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の飲料水製造装置は、高圧ポンプを含む水処理系の管路に被処理水を取り込む上流側から飲料水を取出す下流側に向かって、オゾンガスを被処理水に溶解するオゾン処理手段と、該オゾン処理手段で溶解処理された被処理水を濾過する有機物濾過手段と、該有機物濾過手段で濾過処理された被処理水の中に残存する有害物質を除去する逆浸透膜手段とを直列状態に順番に配設した飲料水製造装置に於いて、縦長の箱体内に上下方向に所要間隔を有して複数の水平支持板を固定的に設け、前記箱体の底壁及び前記水平支持板を介して、前記オゾン処理手段と、前記高圧ポンプと、前記有機物濾過手段と、前記逆浸透膜手段と、制御部とを上下方向にそれぞれ配設し、さらに、前記逆浸透膜手段を通過した被処理水を取り込み、かつ該被処理水を冷やす冷却手段の一部または全部を備えるミネラル水生成槽を上方の収納空間に配設し、前記ミネラル水生成槽で濾過されかつ冷却された被処理水を、該ミネラル水生成槽に接続する供給管を介して箱体の外部に供給することを特徴とする。
【0012】
上記構成に於いて、オゾン処理手段は、管路内の撒気管から放出された細かい気泡状のオゾンガスを被処理水と同時に高圧状態で連続的に圧縮通過させて前記オゾンガスを微細状あるいは超微細状の気泡にして被処理水に溶解させることを特徴とする。その他の特徴事項は従属項で特定される。
【発明の効果】
【0013】
(a)「美味してかつ冷たい飲料水」を日常生活で量産化できる。縦長の箱体内に上下方向に所要間隔を有して複数の水平支持板を固定的に設け、例えばオゾン処理手段を管路上に配設し、また、箱体の底壁及び前記水平支持板を介して、オゾン発生装置を含むオゾン処理手段と、高圧ポンプと、有機物濾過手段と、逆浸透膜手段と、制御部とを上下方向にそれぞれ配設し、さらに、逆浸透膜手段を通過した被処理水を取り込み、かつ該被処理水を冷やす冷却手段の一部または全部を備えるミネラル水生成槽を上方の支持板と箱体の上壁との間の上方収納空間に配設したので、箱体内の空間を有効的に活用することができる。
したがって、装置の設置スペースを少なくすることができる。また、逆浸透膜手段の前段に有機物濾過手段を配設したので、膜の目詰まりを軽減することができる。したがって、膜の耐久性を図ることができる。
(b)オゾンガスと被処理水を連続的に圧縮通過させるので、オゾンガスを微細状気泡から超微細状気泡へと変えて被処理水に高率的に溶解させることができる。
(c)渦流発生室が存在するので、通過中の被処理水は単なる乱流状ではなく渦巻き状となる。したがって、溶解効率が高まる。
(d)溶存酸素濃度を監視することができる。
(e)フイルターの目詰まりを知ることができる。したがって、フイルターの清掃や交換すべき時期を知ることができる。
(f)ミネラル水生成槽で「美味してかつ冷たい飲料水」を得ることができる。
(g)水源が海水の場合には、海水を高率的に淡水化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の一例を示す縦方向の概略断面説明図。
【図2】箱体の内部のシステム全体(構成)を示す概略説明図。
【図3】要部(構成部材の位置と制御)を示す説明図。
【図4】要部(オゾン処理手段)を示す説明図。
【図5】箱体の構成を示す説明図。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
図1乃至図5は、本発明の一実施例の飲料水製造装置Xである。この飲料水製造装置Xは、縦長の箱体1と、該箱体1の中に組み込まれたオゾン処理手段、高圧ポンプ、有機物濾過手段、逆浸透膜手段、制御部等から成る。
【0016】
まず、図1と図5を参照にして、車両(例えばトラック)で運搬可能な箱体1の構成を説明する。2は正面に相当する前壁で、この前壁2の上壁3寄りの部位は、正面方向に凹所4となっている。付言すると、前記凹所4は、左側壁5から見ると逆コ字形状の空間部分4となっている。この空間部分4を形成する下方水平面4aには、例えばコップ(容器)7を置くことができる。したがって、空間部分4には、図1で示すように、後述のミネラル水生成槽に接続する供給管6が延びている。なお、供給管6は水道の蛇口のように栓を有する。
【0017】
しかして、前壁2の上端部には、単数又は複数の押しボタン式のスイッチ8が設けられ、これらのスイッチ8は、リード線9を介して後述の制御部に接続している。一方、前壁2の下端部には、海、湖水、河川等の水源(被処理水)10を取り込むホース状の導入管11と継手12を介して接続する入口管路13と、後述の逆浸透膜手段と接続する排出管14がそれぞれ設けられている。なお、入口管路13と、排出管14は、左側壁5又は右側壁15のいずれに設けても良い。
【0018】
次に、底壁16の四隅には、自在キャスターが設けられている。また、後壁17は開閉扉となっている。したがって、後壁17の基端部は、上下方向に位置する複数個の蝶番18を介して一側壁(例えば左側壁5)の後端部に連結されている。
【0019】
次に、箱体1の中には、上下方向に所要間隔を有して複数の水平支持板20、21、22が固定的に設けられている。本実施例の水平支持板は、図1で示すように合計3枚である。高圧ポンプ、有機物濾過手段、逆浸透膜手段等の主な部材は、箱体1の底壁16及び前記水平支持板20、21、22並びに不番の支持板、支持枠、支持台等を介して適宜に配設されている。なお、図1は箱体1の中部を概略的に示しているので、細部的事項(例えば冷却手段用支持板など)は便宜上省略している。
【0020】
次に、図1乃至図4を参照にして、箱体1内に組み込まれる主たる部材を説明する。飲料水製造装置Xは、縦長の箱体1内に、高圧ポンプを含む水処理系の管路に水源から被処理水10を取り込む上流側から容器7に飲料水を取出す下流側に向かって、被処理水とオゾンガスとを渦流状態にしてオゾンガスを被処理水に溶解するオゾン処理手段と、該オゾン処理手段で溶解処理された被処理水を濾過する有機物濾過手段と、該有機物濾過手段で濾過処理された被処理水の中に残存する有害物質を除去する単数又は複数の逆浸透膜手段とを直列状態に順番に配設している。
【0021】
そこで、箱体1の底壁16側から上壁3側へと組み込まれた各部材を簡単に説明する。24は底壁16の内壁面に固定された支持枠で、この支持枠24には被処理水用のフイルター25がカートリッチ式に嵌め込まれている。本実施例では、図2で示すように、フイルター25を基準として、前述した入口管路13の水圧とオゾン処理手段28の上流側の前段配管26の水圧の差を検知する差圧警報手段27を管路に配設している。
【0022】
図1で示すように、下から2番目の水平支持板21の前壁2側にはL字形状の支持板を介して制御部30が設けられている。この制御部30は、図2で示すように、差圧警報手段27からの警報信号(a)を受け取って、底壁16の内壁面に支持台31を介して固定的に配設された高圧ポンプ(駆動源も含む)32の駆動を制御する。付言すると、前記フイルター25が目詰まりして被処理水10の流れが悪くなると、設定値を越える圧力差が生じるので、制御部30は、差圧警報手段27からの警報信号(a)に基づき、かつ制御信号(b)を出力して高圧ポンプ32を停止させる。
【0023】
ここで、図4を参照にして、上流側の前段配管26と高圧ポンプ32に接続する下流側の後段配管29の間に直列状に接続するオゾン処理手段28の構成を説明する。本実施例では、前段配管26の一部もオゾン処理手段28を構成し、該前段配管26の中に、水平支持板20上に取付け台33を介して配設されたオゾン発生装置(公知)34から供給されるオゾンガスを導入するための注入ノズル又は撒気管35が固定的に設けられている。撒気管35は前段配管26と交差するように内設され、該前段配管26から放出された細かい気泡状のオゾンガスは被処理水に接触する。なお、撒気管35は、設計如何によっては、オゾン処理手段28を構成する先端部側の筒状部分の中に設けても良い。
【0024】
さて、オゾン処理手段28は、撒気管35から放出された細かい気泡状のオゾンガスと共に被処理水を同時に高圧状態で連続的に圧縮通過させて、通過中のオゾンガスを微細状あるいは超微細状の気泡にして被処理水10に溶解させる。
【0025】
しかして、36は肉厚部分36aに複数個の細長状の通路37を有する第一次溶解部で、この第一次溶解部36の肉厚部分36aの一端部にはフランジ部36bが周設され、該フランジ部36bは前段配管26の不番のフランジ部に連結される。一方、肉厚部分36aの他端部の周端には、突壁状の嵌合部36cが設けられている。
38は断面I字形状の仕切り板部で、この仕切り板部38は、その中心部にクリチカルオリフィス39を有する。仕切り板部38は、前記第一次溶解部36と第二次溶解部42にサンドイッチ状に挟持されている。
【0026】
図4を基準にすると、第一次溶解部36側の所定空間は、狭い水平通路37を通過した被処理水を一時的に解放する圧力解放室40であり、これに対して、第二次溶解部42側(反対側)の側の所定空間は、狭いクリチカルオリフィス39を通過した被処理水を渦流にする渦流発生室41である。
【0027】
しかして、前記第二次溶解部42にも水平方向に複数個の通路43が形成されている。第二次溶解部42の通路43は、図4で示すように、第一次溶解部36の通路37よりも穴径が小さい。また、通路43の数も多い。このように第二次溶解部42の通路43の穴径を小さくすると、渦流発生室41で部分的にしかナノバブル化することができなかった被処理水を全体的にナノバブル化することができる。
【0028】
本実施例では、ナノバブル化の完璧化を図るために、前記第一次溶解部36と同様の外観構成で、かつ、前記通路37よりも数の多い通路45を有する第三溶解部44を第二次溶解部42と下流側の後段配管29に介在させている。したがって、46は第2の圧力解放室、47は第2の渦流発生室である。第2の渦流発生室47は後段配管29の内部と連通している。
【0029】
このように、本実施例のオゾン処理手段28は、少なくとも細長状の通路37を有する第一次溶解部36と、これに連設する細長状の通路43を有する第二次溶解部42とを有し、前記第一次溶解部36と第二次溶解部42との間には、被処理水(溶液)を渦流発生室41で渦流にするためのオリフィス39を有する仕切り板部38が介在していることを特徴とする。
【0030】
次に、図1に戻る。前述したように底壁16の内壁面には、高圧ポンプ32が支持台31を介して固定的に配設されているが、その上の第1水平支持板20には、有機物濾過手段51が取付け板52を介して縦状態に配設されている。有機物濾過手段51は、被処理水に存在する有機物を吸着除去するために活性炭が用いられている。この有機物濾過手段51を逆浸透膜手段53の前段に配設することにより、逆浸透膜の保護を図っている。したがって、前記逆浸透膜手段53は第1水平支持板20よりも上方に位置する第2水平支持板21の上に取付け板54を介して配設されている。
【0031】
ところで、本実施例では、被処理水が海水の場合には、海水を高率的に淡水化することができるように複数(例えば2本)の逆浸透膜手段53が、左右に縦状態に併設され、かつ互いに管路を介して直列状態に接続している。このように、箱体1内には、その底壁16及び複数の水平支持板20、21を介して、オゾン発生装置34と、オゾン処理手段28と、高圧ポンプ32と、有機物濾過手段51と、逆浸透膜手段53と、制御部30とを上下方向にそれぞれ配設している。
【0032】
さらに、本実施例では、第2水平支持板21の上に所要間隔を有して第3水平支持板22を設け、この第2水平支持板22の上面と箱体1の上壁3との間の上方収納空間55に逆浸透膜手段53を通過した被処理水を取り込み、かつ該被処理水を冷やす冷却手段60の一部または全部を備えるミネラル水生成槽56が配設されている。前記冷却手段60は、第2水平支持板21と第3水平支持板22との間の中間空間57に図示しない取付け板を介して冷却コンプレッサー60a、冷却ファン60b等が配設され、冷却水を循環的に案内する冷却パイプ60cのコイル状の冷却部分60dは、ミネラル水生成槽56の内部に位置付けられている。もちろん、冷却手段60は一例を示しており、例えばミネラル水生成槽56の外壁面に適宜な冷却手段を取り付けても良い。
【0033】
ところで、前述した取付け板54の一部には、逆浸透膜手段53とミネラル水生成槽56とを接続する管路に被処理水の溶存酸素濃度を測定するための測定手段58が設けられている。
【0034】
図3で示すように、記憶手段を含む制御部30は、前記測定手段58から得た測定値の情報(c)と、前記記憶手段に設定されている基準値とを比較して、かつ流量制御信号(d)を出力してオゾン発生装置(流量制御弁34aも含む)34を制御する。
また、逆浸透膜手段53と有機物濾過手段51とを接続する管路に被処理水の流量を制御するための流量制御弁59が設けられている。その他、管路の適宜箇所に不番の逆止弁や流量制御弁が適宜に設けられている。さらに、特に図示しないが、圧力計、メーター等が適宜に設けられている。
【0035】
最後に、図2を参照にして、箱体1内の上方収納空間55に位置するミネラル水生成槽56について説明する。ミネラル水生成槽56は、被処理水の入口と出口を有する横長収納箱65と、該横長収納箱に水平方向に所定間隔を有して設けられた複数の垂直仕切板66と、これらの垂直仕切板66の間に設けられた造礁サンゴ・麦飯石・活性炭・球状のチタン・石ころ・トルマリン鉱石の任意の複数種類の無機物質67、68と、前記横長収納箱内または該横長収納箱の外壁面に冷却部分を有する冷却手段60とから成る。
【0036】
ミネラル水生成槽56は、複数種類の無機物質67、68に逆浸透膜手段53で雑菌等が除去された被処理水(清水)を通過されることにより、ミネラル水を生成(ミネラル成分を加味)する。したがって、複数の垂直仕切板66は網状に形成されている。
【0037】
また、複数種類の無機物質67、68には、少なくとも風化したサンゴ(ミネラル剤)を含み、さらに、石ころ或は板片状の麦飯石・活性炭・球状のチタン・石ころ或は板片状のトルマリン鉱石が加味されている。なお、風化した造礁サンゴ(ミネラル剤)は、炭酸カルシウムを主成分(約90%)とし、カルシウム、マグネシウム等のミネラルを含有し、これに水を接触させると、水中にミネラルが溶出し、美味しい水が得られることが知見されている。また麦飯石は水溶液中の重金属イオン又は水素イオンをイオン結合により麦飯石の表面に吸着する吸着作用を有するので、水溶液を浄化するために有効であることが知見されている。また活性炭・トルマリン鉱石あるはその焼結体(セラミックス)・チタンは、それぞれ水を活性化することが知見されている。したがって、本実施例のミネラル水生成槽(ミネラル水生成手段)56は、雑菌分離手段53の後処理工程に於いて、処理清水に少なくともサンゴ(ミネラル剤)のミネラル成分を加味する役割を果たすと同時に、処理清水の臭いを除去する役割(活性化作用)も果たす。
【0038】
以上のように、ミネラル水生成槽56で得られた「美味してかつ冷たい飲料水」は、ミネラル水生成槽56に接続する供給管6を介して箱体1の外部(例えば容器7)に供給される。
【実施例】
【0039】
実施例では、被処理水10を取り込む上流側から美味してかつ冷たい飲料水を取出す下流側に向かって、フイルター25、オゾン処理手段28、高圧ポンプ32、有機物濾過手段51、逆浸透膜手段53、ミネラル水生成槽56を順番に直列状態に接続しているが、発明の要旨を逸脱しない範囲で、例えば高圧ポンプ32やオゾン処理手段28の位置を変更しても良い。しかし、望ましくは、主たる構成部材を一実施例のように順番に配設すべきである。また、開閉可能な後壁には、図示しない錠前が取付けられている。さらに、箱体1の外観形状は、任意に設計変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【0040】
本発明は、水の少ない国・地域・離島に済んでいる人々に健康的な美味しい飲み水を提供するために、浄水装置を製造、販売、使用する業界で利用される。
【符号の説明】
【0041】
X…飲料水製造装置、1…箱体、6…供給管、7…外部(例えば容器)、10…被処理水、13…入口管路、14…排出管、16…底壁、17…後壁、20、21、22…水平支持板、25…フイルター、26…前段配管、28…オゾン処理手段、27…差圧警報手段、29…後段配管、30…制御部、32…高圧ポンプ、34…オゾン発生装置、35…撒気管、36…第一次溶解部、37…通路、38…仕切り板部、39…オリフィス、40…圧力解放室、41…渦流発生室、42…第二次溶解部、44…第三溶解部、51…有機物濾過手段、53…逆浸透膜手段、55…上方収納空間、56…ミネラル水生成槽、58…測定手段、60…冷却手段、60d…冷却部分、65…横長収納箱、67、68…無機物質。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
高圧ポンプを含む水処理系の管路に被処理水を取り込む上流側から飲料水を取出す下流側に向かって、オゾンガスを被処理水に溶解するオゾン処理手段と、該オゾン処理手段で溶解処理された被処理水を濾過する有機物濾過手段と、該有機物濾過手段で濾過処理された被処理水の中に残存する有害物質を除去する逆浸透膜手段とを直列状態に配設した飲料水製造装置に於いて、縦長の箱体内に上下方向に所要間隔を有して複数の水平支持板を固定的に設け、前記箱体の底壁及び前記水平支持板を介して、前記オゾン処理手段と、前記高圧ポンプと、前記有機物濾過手段と、前記逆浸透膜手段と、制御部とを上下方向にそれぞれ配設し、さらに、前記逆浸透膜手段を通過した被処理水を取り込み、かつ該被処理水を冷やす冷却手段の一部または全部を備えるミネラル水生成槽を上方の収納空間に配設し、前記ミネラル水生成槽で濾過されかつ冷却された被処理水を、該ミネラル水生成槽に接続する供給管を介して箱体の外部に供給することを特徴とする飲料水製造装置。
【請求項2】
請求項1に於いて、オゾン処理手段は、管路内の撒気管から放出された細かい気泡状のオゾンガスを被処理水と同時に高圧状態で連続的に圧縮通過させて前記オゾンガスを微細状あるいは超微細状の気泡にして被処理水に溶解させることを特徴とする飲料水製造装置。
【請求項3】
請求項2に於いて、オゾン処理手段は、少なくとも細長状の通路を有する第一次溶解部と、これに連設する細長状の通路を有する第二次溶解部とを有し、前記第一次溶解部と第二次溶解部との間には、溶液を渦流発生室で渦流にするためのオリフィスを有する仕切り板部が介在していることを特徴とする飲料水製造装置。
【請求項4】
請求項1に於いて、箱体内に記憶手段を含む制御部を固定的に配設し、また、逆浸透膜手段とミネラル水生成槽とを接続する管路に溶存酸素濃度を測定する測定手段を設け、前記制御部は、前記測定手段から得た測定値と、前記記憶手段に設定されている基準値とを比較してオゾン発生装置を制御することを特徴とする飲料水製造装置。
【請求項5】
請求項1に於いて、水源から被処理水を取り込む導入管に接続する入口管路と、該入口管路と接続するオゾン処理手段の上流側の前段配管との間に被処理水用のフイルターを配設し、該フイルターを基準として前記被処理水入口管路の水圧と前記前段配管の水圧の差を検知する差圧警報手段を管路に配設し、制御部は前記差圧警報手段からの警報信号を受け取って高圧ポンプの駆動を制御することを特徴とする飲料水製造装置。
【請求項6】
請求項1に於いて、ミネラル水生成槽は、被処理水の入口と出口を有する横長収納箱と、該横長収納箱に水平方向に所定間隔を有して設けられた複数の垂直仕切板と、これらの垂直仕切板の間に設けられた造礁サンゴ・麦飯石・活性炭・球状のチタン・石ころ・トルマリン鉱石の任意の複数種類の無機物質と、前記横長収納箱内または該横長収納箱の外壁面に冷却部分を有する冷却手段とから成ることを特徴とする飲料水製造装置。
【請求項7】
請求項1に於いて、逆浸透膜手段は、複数個が左右に縦状態に併設され、かつ互いに管路を介して直列状態に接続していることを特徴とする飲料水製造装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2010−221147(P2010−221147A)
【公開日】平成22年10月7日(2010.10.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−72067(P2009−72067)
【出願日】平成21年3月24日(2009.3.24)
【出願人】(597141977)
【Fターム(参考)】