特開 2022-104384 水供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022104384

(43)【公開日】2022-07-08

(54)【発明の名称】水供給装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/68 20060101AFI20220701BHJP

   F04B 23/14 20060101ALI20220701BHJP

   F04C 2/18 20060101ALI20220701BHJP

   F04B 23/12 20060101ALI20220701BHJP

   F04B 43/12 20060101ALI20220701BHJP

【ＦＩ】

C02F1/68 530L

F04B23/14

F04C2/18 311F

F04B23/12

F04B43/12 C

C02F1/68 510B

C02F1/68 520B

C02F1/68 530C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020219567

(22)【出願日】2020-12-28

(71)【出願人】

【識別番号】309007911

【氏名又は名称】サントリーホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100117019

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 陽一

(74)【代理人】

【識別番号】100141977

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 勝

(74)【代理人】

【識別番号】100150810

【弁理士】

【氏名又は名称】武居 良太郎

(72)【発明者】

【氏名】山下 尊史

【テーマコード（参考）】

3H041

3H071

3H077

【Ｆターム（参考）】

3H041AA01

3H041BB02

3H041CC20

3H041DD05

3H041DD10

3H071AA01

3H071BB02

3H071BB03

3H071CC11

3H071DD42

3H071DD45

3H077AA02

3H077CC04

3H077CC08

3H077DD09

3H077DD15

3H077EE16

3H077FF42

(57)【要約】

【課題】添加濃度を高い精度で調節して水に添加できるようにした水供給装置を提供すること。
【解決手段】元水に添加液を供給する水供給装置１００が、添加液を保持する添加液保持部１０４と、添加液を添加すべき原水が流通する水供給管路１０２と、添加液保持部と水供給管路との間に配設された添加液供給管路１０６と、水供給管路に配設された流体モータ部１８、３２と、添加液供給管路に配設されたポンプ部２０、２２；５０とを具備し、水供給管路を流通する元水により流体モータ部を駆動し、該流体モータ部によりポンプ部を駆動することによって、水供給管路を流通する元水の流量に比例する流量で添加液を供給する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

元水に添加液を供給する水供給装置において、
前記添加液を保持する添加液保持部と、
前記添加液を添加すべき原水が流通する水供給管路と、
前記添加液保持部と前記水供給管路との間に配設された添加液供給管路と、
前記水供給管路に配設された流体モータ部と、
前記添加液供給管路に配設されたポンプ部とを具備し、
前記水供給管路を流通する元水により前記流体モータ部を駆動し、該流体モータ部により前記ポンプ部を駆動することによって、前記水供給管路を流通する元水の流量に比例する流量で前記添加液を供給することを特徴とする水供給装置。

【請求項2】

前記流体モータ部は、羽根車と、前記羽根車を回転可能に収容する車室とを具備し、
前記ポンプ部は、互いに噛合する第１と第２の歯車と、前記第１と第２の歯車を収容するギア室とを具備し、
前記第１の歯車が前記羽根車に同軸に一体的に回転するように結合されており、
前記車室内に流入する原水によって前記羽根車が回転し、これと同軸に回転する第１の歯車および該第１の歯車に噛合する第２の歯車が回転して、前記添加液保持部から添加液が、前記ギア室を通過して吐出され、前記車室から流出する原水に添加されることを特徴とする請求項１に記載の水供給装置。

【請求項3】

前記流体モータ部は、一対の回転子と、該一対の回転子を回転可能に収容する回転子室とを具備し、
前記ポンプ部は、円周に沿って延びる内周面を有したポンプ室と、前記ポンプ室内に回転可能に配設されたロータ組立体とを備え、
前記ポンプ室の内周面に沿って前記添加液供給管路が延設され、前記ロータ組立体によって前記ポンプ室の内周面に押圧されて少なくとも部分的に変形し、前記ロータ組立体が回転することによって、該変形した部分が前記ポンプ室の内周面に沿って移動し、該添加液供給管路内の添加液を押し出すようになっていることを特徴とする請求項１に記載の水供給装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれかに記載の水供給装置を含むことを特徴とする、飲用水提供システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水道水のような原水にミネラル濃縮液のような添加液を添加する水供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現代の多様化社会においては、食品や飲料などの消費材料へのニ－ズも多様化し、健康志向や美味指向を背景に、飲用とする水に関する消費者の関心が近年高まっている。そうした流れを受け、例えば、特許文献１には、浄水機能を持たせるだけでなく、水にミネラル成分等の添加物を分与するようにした水供給装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２００７－５３７８７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

水に添加物を加える試みは従来より行われてきたものの、飲みやすい水を実現するためのミネラルバランスはデリケートであり、安定して実現するためには添加の精度を向上する必要がある。特に水道直結等の浄水器に添加機構を採用する場合、使用者が流量を任意に操作できる機構も採用できるが、その場合、全体の水流量が一定とならならいためや、添加液を供給するポンプの吐出量が一定しないために、添加濃度を高い精度で調節することが難しい問題がある。

【0005】

本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、添加濃度を高い精度で調節して水に添加できるようにした水供給装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述の目的を達成するために、本発明によれば、元水に添加液を供給する水供給装置において、前記添加液を保持する添加液保持部と、前記添加液を添加すべき原水が流通する水供給管路と、前記添加液保持部と前記水供給管路との間に配設された添加液供給管路と、前記水供給管路に配設された流体モータ部と、前記添加液供給管路に配設されたポンプ部とを具備し、前記水供給管路を流通する元水により前記流体モータ部を駆動し、該流体モータ部により前記ポンプ部を駆動することによって、前記水供給管路を流通する元水の流量に比例する流量で前記添加液を供給することを特徴とする水供給装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、前記水供給管路を流通する元水により前記流体モータ部を駆動し、該流体モータ部により前記ポンプ部を駆動するようにしたので、添加液を供給すべき原水の流量を測定する特段の流量計等の計測機器を配設することなく、原水の流量に比例して添加液を正確に供給することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の好ましい実施形態による水供給装置の略示斜視図である。

【図2】ポンプのハウジングの一部を破断して示す斜視図である。

【図3】本発明の第２の実施形態による水供給装置の流れ図である。

【図4】チューブポンプの略示断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１において、水供給装置１００は、原水としての水道水を流通させる水供給管路１０２と、水供給管路１０２に配設されたポンプ１０と、添加液供給管路１０６を介してポンプ１０に接続された添加液保持部としてのミネラル源１０４を備えている。ミネラル源１０４は、添加液の一例として塩化カリウムや塩化カリウムのようなミネラル成分を含んだ濃縮液（ミネラル液）を保持する保持部として例えばパウチ状の容器とすることができる。

【0010】

図２を参照すると、ポンプ１０は、流体モータ部と、該流体モータ部により駆動されるポンプ部とを具備しており、流体モータ部とポンプ部とは共通するハウジング１２内に収容されている。ハウジング１２は、車室ハウジング部１４とギアハウジング部１６とを画成する。流体モータ部は、流れの方向に対してに垂直に延びる回転軸を有した回転型流量計、特に羽根車式流量計から形成され、車室ハウジング部１４内に配設された羽根車１８を備えている。ポンプ部は、ギアポンプにより形成され、ギアハウジング部１６内に配設され互いに噛合する一対の歯車２０、２２を備えている。

【0011】

車室ハウジング部１４は、羽根車１８を収容する車室１４ａと、車室１４ａに連通する入口ポート１４ｂおよび出口ポート１４ｃとを形成する。車室１４ａ内において、羽根車１８は、軸線Ｏ₁を中心として回転可能に配設されている。

【0012】

ギアハウジング部１６は、対をなす第１と第２の歯車２０、２２を収容するギア室１６ａと、ギア室１６ａに連通する入口ポート１６ｂおよび出口ポート１６ｃとを形成する。第１と第２の歯車２０、２２は、ギア室１６ａ内において、互いに平行に延びる軸線Ｏ₁、Ｏ₂を中心として回転可能に配設されている。特に、第１の歯車２０は、羽根車１８の回転中心となる軸線Ｏ₁と共通の軸線Ｏ₁を中心として回転し、羽根車１８により回転駆動される駆動歯車となっている。第１の歯車２０に噛合する第２の歯車２２は、第１の歯車２０により回転駆動される従動歯車となっている。

【0013】

ハウジング１２は、車室１４ａとギア室１６ａとの間に軸線Ｏ₁に沿って延びる軸穴（図示せず）を有しており、該軸穴を通して羽根車１８と第１の歯車２０との共通の回転軸（図示せず）が延設されている。なお、該軸穴を通して車室１４ａとギア室１６ａの間が連通しないように、軸穴内面と共通の回転軸の外面との間にはシール部材（図示せず）が配設されている。

【0014】

車室ハウジング部１４の入口ポート１４ｂは、水供給管路１０２の上流側管路１０２ａに接続され、出口ポート１４ｃは水供給管路１０２の下流側管路１０２ｂに接続される。ギアハウジング部１６の入口ポート１６ｂは、添加液供給管路１０６の上流側管路１０６ａに接続され、出口ポート１６ｃは添加液供給管路１０６の下流側管路１０６ｂに接続される。添加液供給管路１０６の上流側管路１０６ａはミネラル源１０４に接続され、下流側管路１０６ｂは水供給管路１０２の下流側管路１０２ｂに接続される。

【0015】

水供給管路１０２の上流側管路１０２ａからの原水、例えば水道水が、車室ハウジング部１４の入口ポート１４ｂから車室１４ａ内に流入すると、羽根車１８を矢印Ａで示すように軸線Ｏ₁を中心として回転させ、出口ポート１４ｃから水供給管路１０２の下流側管路１０２ｂへ流出する。

【0016】

羽根車１８が矢印Ａの方向に回転することによって、これと同軸に結合されている第１の歯車２０も軸線Ｏ₁を中心として矢印Ｂ1で示すように回転しする。更に、第１の歯車２０と噛合する第２の歯車２２は、軸線Ｏ₂を中心として矢印Ｂ2で示すように回転する。このように、第１と第２の歯車２０、２２が回転することによって、添加液供給管路１０６の上流側管路１０６ａを介してミネラル源１０４からミネラル液が吸引され、下流側管路１０６ｂへ吐出される。

【0017】

羽根車１８および第１の歯車２０の回転数は、水供給管路１０２を流通する原水の流量に比例するので、原水の流量に比例したミネラル液が水供給管路１０２の下流側管路１０２ｂに供給される。なお、第１と第２の歯車２０、２２の歯の形状、寸法、歯数は、原水に添加すべきミネラル液の量、割合等を勘案して適宜決定することができる。

【0018】

次に、図３を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。
第２の実施形態による水供給装置２００は、第１の実施形態による水供給装置１００におけるポンプ１０に代えてポンプ３０を備えている点を除いて、水供給装置１００と概ね同様に構成されており、図３において、図１と同様の構成要素には同じ参照符号が付されている。

【0019】

ポンプ３０は、流体モータ部３２と、該流体モータ部により駆動されるポンプ部５０とを具備している。流体モータ部３２は、流れの方向に対して垂直に延びる回転軸を有した回転型流量計、特に一対の回転子を有した容積型流量計、好ましくは歯車流量計から形成される。本実施形態では、流体モータ部３２は、一対の回転子がオーバル歯車であるオーバル歯車流量計から形成されているが、一対の回転子として円形の歯車を有した歯車流量計であってもよい。また、流体モータ部３２は、歯車流量計ではなく、一対の回転子が繭形を呈したルーツ式の流量計であってもよい。

【0020】

流体モータ部３２は、互いに噛合する一対のオーバル歯車３６、３８を収容する回転子室３４ａと、回転子室３４ａに連通する入口ポート３４ｂと、回転子室３４ａに連通する出口ポート３４ｃとを形成するハウジング３４とを形成する。入口ポート３４ｂに水供給管路１０２の上流側管路１０２ａが接続され、出口ポート３４ｃに水供給管路１０２の下流側管路１０２ｂが接続される。回転子室３４ａ内において、一対のオーバル歯車３６、３８は、ハウジング３４に回転可能に支持され平行に延設された回転軸３６ａ、３８ａに取り付けられている。

【0021】

図４を参照すると、ポンプ部５０は、チューブポンプにより形成され、ポンプ室５４を画成するハウジング５２と、ポンプ室５４内に配設されたロータ組立体とを備えている。ポンプ室５４は、中心Ｏに関する円周に沿って延びる内周面を有している。添加液供給管路１０６は、部分的にポンプ室５４内に配置される。添加液供給管路１０６は、少なくともポンプ室５４内に配置される部分が柔軟性を有している。ポンプ室５４内において、添加液供給管路１０６は、ポンプ室５４の内周面に添わせて延設される。図４の例では、添加液供給管路１０６は、ポンプ室５４内に配置されている部分の上流側が上流側管路１０６ａであり、下流側が下流側管路１０６ｂとなる。

【0022】

ロータ組立体は、中心Ｏ周りに回転可能にポンプ室５４内に配設される。ロータ組立体は、中心Ｏ周りに回転可能なキャリア５６を有している。キャリア５６は、図４の紙面に垂直に中心Ｏを通過する軸線に沿って延びる駆動軸５８を有している。キャリア５６は、中心Ｏに関して等角度間隔に配置された複数の、図４の例では４つの腕を有しており、各腕の先端部にロータ６０が、取り付けられている。各ロータ６０は、駆動軸５８に平行に延びる回転軸６２を中心として回転可能に各腕の先端部に取り付けられている。

【0023】

添加液供給管路１０６において、ポンプ室５４内に配置されている部分は、各ロータ６０によって、ポンプ室５４の内周面に押圧され部分的に変形する。この添加液供給管路１０６の変形部分が、キャリア５６の回転とともに、ポンプ室５４の内周面にそって移動し、隣り合う２つの変形部分に間に貯留されているミネラル液が下流側管路１０６ｂへ押し出される。キャリア５６の形状（腕の数）や寸法、および、ロータ６０の寸法は、添加すべきミネラル液の流量を勘案して適宜決定することができる。

【0024】

ポンプ部５０は、また、変速機４０を介して、流体モータ部３２に連結されている。より詳細には、変速機４０の入力軸４２が、流体モータ部３２の一対のオーバル歯車３６、３８の回転軸３６ａ、３８ａの一方、図３では回転軸３８ａに連結され、変速機４０の出力軸４４が、ポンプ部５０の駆動軸５８に連結されている。

【0025】

水供給管路１０２の上流側管路１０２ａからの原水、例えば水道水が、流体モータ部３２の入口ポート３４ｂから回転子室３４ａ内に流入すると、矢印Ｂ、Ｃで示すように一対のオーバル歯車３６、３８を回転させ、出口ポート１４ｃから水供給管路１０２の下流側管路１０２ｂへ流出する。オーバル歯車３８の回転軸３８ａの回転は、変速機４０を介して、ポンプ部５０の駆動軸５８に伝達され、矢印Ｂで示すように、キャリア５６が回転する。

【0026】

これにより、添加液供給管路１０６において、ロータ６０によって押圧され変形した部分もまた、中心Ｏ周りにポンプ室５４の内周面に沿って矢印Ｂの方向に移動する。これにより、添加液が、ミネラル源１０４から水供給管路１０２へ添加液供給管路１０６を流通して供給される。

【0027】

本発明の水供給装置は、ウォーターサーバー、浄水器等の、飲用水を提供するための任意の飲用水提供システムに組み込むことが可能である。そのような場合でも、本発明の水供給装置は簡易な構造であるため、装置全体の設置面積をコンパクトにすることが可能となる。

【符号の説明】

【0028】

１０ ポンプ
１２ ハウジング
１４ 車室ハウジング部
１４ａ 車室
１４ｂ 入口ポート
１４ｃ 出口ポート
１６ ギアハウジング部
１６ａ ギア室
１６ｂ 入口ポート
１６ｃ 出口ポート
１８ 羽根車
２０ 第１の歯車
２２ 第２の歯車
１００ 水供給装置
１０２ 水供給管路
１０２ａ 上流側管路
１０２ｂ 下流側管路
１０４ ミネラル源
１０６ 添加液供給管路
１０６ａ 上流側管路
１０６ｂ 下流側管路
３０ ポンプ
３２ 流体モータ部
３４ ハウジング
３４ａ 回転子室
３４ｂ 入口ポート
３４ｃ 出口ポート
３６ オーバル歯車
３６ａ 回転軸
３８ オーバル歯車
３８ａ 回転軸
４０ 変速機
４２ 入力軸
４４ 出力軸
５０ ポンプ部
５２ ハウジング
５４ ポンプ室
５６ キャリア
５８ 駆動軸
６０ ロータ
６２ 回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】