JP7033065B2 - 飲料水の供給装置 - Google Patents
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Description
(1)本発明の造水装置は、水蒸気を吸着または脱着しつつ空気を透過する着脱フィルターと、該着脱フィルターを収容すると共に該着脱フィルターへ空気を誘導して、該着脱フィルターへ水蒸気を吸着させる第一区画と該着脱フィルターから水蒸気を脱着させる第二区画とを有するフィルターケースと、該第一区画と該第二区画との間で該着脱フィルターを連続的または断続的に移動させる電動機と、大気中に開口している吸気口から該第一区画を経て大気中へ開口している排気口まで連なる第一流路と、該第一流路内の空気を流動させる第一電動ファンと、該第二区画の下流側から上流側へ帰還する第二流路と、該第二流路内の作動空気を流動させる第二電動ファンと、該第二区画へ流入する作動空気を加熱する電熱ヒータと、該第二区画から流出した作動空気を該第一流路を通過する空気により冷却して凝縮水を得るコンデンサと、該凝縮水を貯水する貯水タンクと、を備える。
本発明は上述した造水装置を利用したウォーターサーバーとしても把握できる。すなわち本発明は、水源と、該水源からの導水を注水する注水器とを備え、前記水源は上述した造水装置からなるウォーターサーバーでもよい。
本発明の造水装置は、フィルターケースの第二区画とコンデンサの中間に配設され、第二区画から流出した作動空気(高温な湿空気)によりコンデンサから流出した作動空気(低温な乾空気)を加温する熱交換器を備えると好適である。
本発明の造水装置は、着脱フィルターの移動、原料空気や作動空気の流動および作動空気の加熱を電力により行っている。この電源は、家庭等で容易に調達できる電源で十分である。電源は、電力会社から供給される商用電源でも良い。また、電源として、ソーラー発電および/または蓄電池を備えると、本発明の造水装置を、様々な地域や場所、種々の条件下で利用できるようになって好ましい。特に、商用電源を主電源、ソーラー発電および/または蓄電池を予備電源として兼備することが可能であると、造水装置を利用できる範囲が拡大して好ましい。
本発明の造水装置で生じた凝縮水は、貯水タンクに貯められる。貯水タンク内の貯水量が一定以上となったとき、貯水タンクを交換したり、貯水タンク内の貯水を他の容器等へ移動させられるように、貯水タンクは着脱式であると好ましい。また、貯水タンクの貯水を、適宜、取水または止水できるコックを備えると、ユーザーは本発明の造水装置を水道源等としてそのまま使用できて好都合である。
空気清浄フィルターは、造水装置が配設される周囲の空気中から、ゴミ、塵埃、粒子、細菌またはウイルス等を除去して、空気を清浄化する。空気清浄フィルターは、例えば、造水装置の内部や筐体の壁面等に配設される。空気清浄フィルターへの空気の取り込みは、それ専用のファンを利用してもよいが、本発明に係る第一電動ファンや第二電動ファンを兼用すれば、造水装置の簡素化・コンパクト化を図れて好ましい。
本発明の一実施例(第一実施例)である造水装置1を図1~図5に示した。図1は造水装置1の回路構成図であり、図2は造水装置1を前方から見た分解斜視図であり、図3は造水装置1に内蔵されている本体30の分解斜視図であり、図4は本体30を後方から見た分解斜視図であり、図5は、本体30に内蔵されているフィルターケース31を正面から観た概要図である。なお、図3と図4では、説明の便宜上、外側にある材部の一部を破断して内側にある部材を示した。
(1)構成
造水装置1は、図1からわかるように、着脱フィルター2へ吸着させる水蒸気の供給源となる原料空気の流路である原料流路X(第一流路)と、着脱フィルター2から水蒸気を脱着(放出)させて凝縮水を生成する生成流路Y(第二流路)とを備える。
着脱フィルター2は、フィルターケース31内で、例えば3分間で1回転程度の緩やか速度で電動モータ(減速機を含む)により駆動され、連続的に回転している。吸排気ファン3によって造水装置1の原料流路Xへ吸い込まれた原料空気は、着脱フィルター2の所定回転領域に亘って開口する扇形状の吸着開口部38へ導入される。これにより原料空気中の水蒸気がその開口領域内を回転している着脱フィルター2へ吸着され、着脱フィルター2を透過した原料空気は大気中へ排気される。
以下に、造水装置1の具体的な構造をより詳細に説明する。なお、後述する他の実施例(変形例)も含めて、既述した部材または構造と同様なものには、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。また、図2~5では、原料空気の流動経路(原料流路X)は中抜太矢印で、作動空気の流動経路(生成流路Y)は実線の太矢印でそれぞれ示した。
造水装置1は、図2に示すように、フロントカバー231とケース232とトップカバー233からなる縦長横広の筐体23内に、本体30が収容されてなる。フロントカバー231の上方側には、造水装置1の電源スイッチとその作動状態を示すインジケータを有する操作盤21が設けられている。ケース232の一方側面(図2中の左側面)には、内部へ大気中から原料空気を吸い込む吸気口24が形成されている。トップカバー233の上面には、水蒸気を吸着した後の原料空気を排出する排気口25が形成されている。排気口25は、ケース232の内部上方に設けられたダクト22により、後述する吸排気ファン収容室49の排出口51と連通している。筐体23の下部には、前方へ引き出して取り外せる貯水タンク26が収容されている。貯水タンク26には、浄水フィルター28とコック27が設けられている。貯水タンク26内の凝縮水は、浄水フィルター28を通過した清浄な飲料水として、コック27を通じて供給される。
先ず、吸排気ファン3の作動により、吸気口24から筐体23内へ原料空気が吸い込まれる。原料空気はコンデンサ6のパイプ46の隙間を通過して、吸着開口部38(第一区画)にある着脱フィルター2へ流入する。着脱フィルター2を通過した原料空気は、吸排気ファン収容室49内へ流入し、その上部にある排出口51から排気口25を経て、大気中へ排気される。このような原料空気の経路により、各図中に中抜太矢印で示した原料流路X(図1参照)が形成される。
造水装置1の場合、図5に示すように、脱着開口部39にある着脱フィルター2を通過した作動空気は、着脱フィルター2に沿って熱交換器7の側面部7Aから高温部9へ流入し、着脱フィルター2の外周側にあるパイプ42間の隙間を流動した後、熱交換器7の長手方向の下流端面部7Bから流出する。
(1)造水装置1は、図6に示すように、脱着開口部39の下流側にある下流カバー部材50内に、整流板53を設けてもよい。整流板53は、着脱フィルター2の中心近傍から外周側を経て、高温部9の上流部9a付近まで弓状に湾曲した仕切りである。整流板53により、下流カバー部材50内は、先行領域H側と後行領域C側とに仕切られる。これにより、先行領域Hを通過した高温の作動空気は、熱交換器7の高温部9へ到達する前に、後行領域Cを通過した低温の作動空気と混合して温度が低下することが防止される。つまり、先行領域Hを通過した高温の作動空気のみが、高温部9の上流部9aへ積極的に誘導され、上流部9aへ確実に流入する。
上述した実施例を踏まえて、本発明は次のようにも把握できる。
(1)着脱フィルターと、
該着脱フィルターを回転可能に収容すると共に、原料空気が通過する着脱フィルターの第一領域に対応して開口している吸着開口部と作動空気が通過する着脱フィルターの第二領域に対応して開口している脱着開口部とを有するフィルターケースと、
該脱着開口部を通過する前の作動空気が通過する低温部と該脱着開口部を通過した後の作動空気が通過する高温部とに仕切られた仕切壁部を有する熱交換器と、
該熱交換器の下流側にあり該脱着開口部を通過する前の作動空気を加熱する電熱ヒータと、
該熱交換器の上流側にあり該脱着開口部を通過した作動空気を原料空気により冷却して凝縮水を得るコンデンサと、
吸排気ファンによって外部から吸い込まれた原料空気が該吸着開口部を通過した後に再び外部へ排出される原料流路と、
循環ファンにより送気される作動空気が該低温部、該電熱ヒータ、該脱着開口部、該高温部の順序で流動する生成流路とを備え、
前記着脱フィルターの回転方向に沿って、前記脱着開口部の先行領域を通過した後の作動空気が前記高温部の上流部へ流入すると共に、該脱着開口部の後行領域を通過した後の作動空気が該高温部の下流部へ流入する造水装置。
造水装置1を水源としたウォーターサーバーWSの回路構成図を図8に示した。なお、ウォーターサーバーWSでは、造水装置1の貯水タンク26に設けていたコック27を後述する配管pに変更している。造水装置1の各構成部材については、既述した符号をそのまま付して、それらの説明は省略した。
2 着脱フィルター
3 吸排気ファン(第一電動ファン)
4 循環ファン(第二電動ファン)
5 電熱ヒータ
6 コンデンサ
7 熱交換器
8 低温部
9 高温部
26 貯水タンク
27 コック
31 フィルターケース
38 吸着開口部(第一区画)
39 脱着開口部(第二区画)
H 先行領域
C 後行領域
X 原料流路(第一流路)
Y 生成流路(第二流路)
Claims (9)
- 水蒸気を吸着または脱着しつつ空気を透過する着脱フィルターと、
該着脱フィルターを収容すると共に該着脱フィルターへ空気を誘導して、該着脱フィルターへ水蒸気を吸着させる第一区画と該着脱フィルターから水蒸気を脱着させる第二区画とを有するフィルターケースと、
該第一区画と該第二区画との間で該着脱フィルターを連続的または断続的に移動させる電動機と、
大気中に開口している吸気口から該第一区画を経て大気中へ開口している排気口まで連なる第一流路と、
該第一流路内の空気を流動させる第一電動ファンと、
該第二区画の下流側から上流側へ帰還する第二流路と、
該第二流路内の作動空気を流動させる第二電動ファンと、
該第二区画へ流入する作動空気を加熱する電熱ヒータと、
該第二区画から流出した作動空気を該第一流路を通過する空気により冷却して凝縮水を得るコンデンサと、
該凝縮水を貯水する貯水タンクと、
該貯水タンクの貯水に含まれる菌または不純物を除去する浄水フィルターと、
該貯水タンクの貯水を取水または止水するコックと、
を備える飲料水の供給装置。 - 前記第二区画と前記コンデンサの中間に配設され、該第二区画から流出した作動空気で該コンデンサから流出した作動空気を加温する熱交換器を備える請求項1に記載の飲料水の供給装置。
- ソーラー発電装置および/または蓄電池を備える請求項1または2に記載の飲料水の供給装置。
- 造水モードの終了後に乾燥モードを行う請求項1~3のいずれかに記載の飲料水の供給装置。
- 前記乾燥モードは、前記電熱ヒータを作動させず、少なくとも前記第一電動ファンと前記第二電動ファンを作動させてなされる請求項4に記載の飲料水の供給装置。
- さらに、空気中に含まれる塵埃、粒子、細菌またはウイルスを捕集する空気清浄フィルターを備える請求項1~5のいずれかに記載の飲料水の供給装置。
- 前記空気清浄フィルターは、前記着脱フィルターの上流側に配設される請求項6に記載の飲料水の供給装置。
- 前記空気清浄フィルターは、多層フィルターである請求項6または7に記載の飲料水の供給装置。
- 前記飲料水を冷却および/または加熱する水温調整器を備える請求項1~8のいずれかに記載の飲料水の供給装置。
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