JP2015110434A - 飲料水ディスペンサー - Google Patents

Abstract

【課題】飲料水供給容器に収容された飲料水を無駄なく利用することができ、また、冷水タンクに収容された飲料水の温度の上昇（冷却効率の低下）を抑制することができる飲料用ディスペンサーを提供する。
【解決手段】飲料水ディスペンサー１００は飲料水供給容器１１０を載置する容器載置部１と、その下方に配置された冷水タンク２と、冷水タンク２を冷却する冷却機構１３と、冷水タンク２の下方に設置されている温水タンク５と、冷水タンク２と温水タンク５とを接続する給水管７と、温水タンクを加熱する加熱手段６とを備えている。温水タンク２内で発生した蒸気を、第３流路８を通って、冷水タンク２に収容された飲料水の水面よりも上方の空間に凝縮し、水滴として還流させることにより、飲料水供給容器１１０に収容された飲料水を無駄なく利用することができる飲料水ディスペンサー１００を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、飲料水供給容器に収容された飲料水の温度を調整し吐出することができる飲料水ディスペンサーに関する。

従来から飲料水ディスペンサーが知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１の飲料水ディスペンサーは、冷水タンクと、冷水タンクを冷却する冷却機構と、冷水タンクの下方に設置されている温水タンクと、冷水タンクと温水タンクとを接続する給水管と、温水タンクを加熱する加熱手段と、を備えている。これによって、冷水タンクから給水管を通って温水タンクに流入した飲料水を加熱手段が加熱する。

また、特許文献２の飲料水ディスペンサーは、蒸気抜き弁を備えた温水タンクと、温水タンクを加熱する電磁誘導加熱装置とを備えている。これによって、電磁誘導加熱装置が温水タンクを加熱することによって、温水タンクに収容された飲料水を加熱する。

特開２００８−５６３３８号公報 特開２００９−２４９０３３号公報

しかし、特許文献１に記載の飲料水ディスペンサーは、温水タンクに流入した飲料水を加熱手段が加熱することによって発生する水蒸気は、給水管を通って冷水タンクの飲料水中に流入するため、冷水タンクの冷却効率が低下するという問題があった。

一方、特許文献２に記載の飲料水ディスペンサーは、電磁誘導加熱装置が温水タンクを加熱することによって、温水タンクに収容された飲料水が加熱されて水蒸気が発生すると、この水蒸気は蒸気抜き弁から排出されるようになっており、飲料水が無駄になるという問題があった。

上記課題を解決するため、本発明のある態様に係る飲料水ディスペンサーは、飲料水供給容器を載置する容器載置部と、前記容器載置部の下方に配置された冷水タンクと、前記容器載置部に載置された前記飲料水供給容器の内部空間と前記冷水タンクの内部空間とを連通する第１流路と、前記第１流路を流れる前記飲料水の流量を調整し、前記冷水タンクの内部空間の水位を所定の水位に保つ調整弁と、前記冷水タンクの下方に配置された温水タンクと、前記温水タンクに収容された前記飲料水を加熱する温水タンク加熱機構と、前記水位よりも下方の前記冷水タンクの内部空間と前記温水タンクの内部空間とを連通する第２流路と、前記温水タンクの内部空間と前記水位よりも上方の前記冷水タンクの内部空間とを連通する第３流路と、を備え、前記第３流路は、前記水位よりも上方の高さ位置に該第３流路の平均断面積に対して１／２以下の断面積を有する狭窄部を含むよう構成されている。

この構成によれば、温水タンク加熱機構が温水タンクに収容された飲料水を加熱することによって発生した水蒸気は第３流路を通って、冷水タンクに収容された飲料水の水面よりも上方の空間に流入する。そして、この空間において水蒸気は凝縮されて水滴となり、飲料水と混ざり合う。したがって、飲料水供給容器に収容された飲料水を無駄なく利用することができる。

そして、狭窄部が第３流路の狭窄部よりも温水タンク側の部分から冷水タンク側の部分への伝熱を有効に抑制しているので、冷水タンクに収容された飲料水の温度の上昇（冷却効率の低下）を抑制することができる。

本発明は、飲料水供給容器に収容された飲料水を無駄なく利用することができ、また、冷水タンクに収容された飲料水の温度の上昇（冷却効率の低下）を抑制することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る飲料水ディスペンサーの構成例を示す斜視図である。 図１の飲料水ディスペンサーの構成例を示す一部破断側面図である。 図１の飲料水ディスペンサーの狭窄部の構成例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下では、全ての図を通じて、同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る飲料水ディスペンサー１００の構成例を示す斜視図である。図２は飲料水ディスペンサー１００の構成例を示す一部破断側面図である。

飲料水ディスペンサー１００は、飲料水供給容器１１０に収容された飲料水を所定温度に冷却又は所定温度に加熱して、これを吐出する装置である。

本実施の形態において、飲料水供給容器１１０は、全体が筒状に形成され、上端が開口し、下端が閉塞されている。そして、飲料水供給容器１１０の上端側の部分は、絞られて、首部１１１を構成している。

図１及び図２に示すように、飲料水ディスペンサー１００は、飲料水供給容器１１０が載置される容器載置部１と、容器載置部１の下方に配置されている冷水タンク２と、第１流路Ｃ１を構成する給水管３と、調整弁４と、冷水タンク２の下方に配置された温水タンク５と、温水タンク加熱機構６と、第２流路Ｃ２を構成する接続管７と、第３流路Ｃ３を構成する蒸気抜き管８と、を備える。また、本実施の形態において、飲料水ディスペンサー１００は、冷水吐出口９と、冷水吐出管１０と、温水吐出口１１と、温水吐出管１２と、冷水タンク冷却機構１３と、冷水タンク２の内部に設けられた仕切板１６と、各構成要素を所定の位置関係に配置する枠体１４と、各構成要素を内部に収める筐体１５と、を備える。

容器載置部１は、飲料水ディスペンサー１００の頂部に設けられている。そして、容器載置部１は、飲料水供給容器１１０の首部１１１が差し込まれ、首部１１１と係合するように形成された凹部２０を有する。したがって、飲料水供給容器１１０は、容器載置部１に倒立状態で載置される。よって、容器載置部１に載置された飲料水供給容器１１０に収容されている飲料水は、重力によって、飲料水供給容器１１０から流出し、後述する給水管３に流入するようになっている。

冷水タンク２は、例えば樹脂製の中空の容器であり、枠体１４に支持されている。冷水タンク２は、例えば周囲が断熱材によって覆われている。これによって、冷水タンク冷却機構１３による冷水タンク２に収容された飲料水の冷却効率を向上することができる。

給水管３は、容器載置部１に載置された飲料水供給容器１１０の内部空間と冷水タンク２の内部空間とを連通する第１流路Ｃ１を構成するように、容器載置部１と冷水タンク２とを接続している。

調整弁４は、給水管３の開放及び閉鎖を行う。調整弁４は、例えば飲料水よりも比重の小さい浮き部（図示せず）と、冷水タンク２内の飲料水の水位の上昇に基づく浮きの上昇に連動して給水管３の第１流路Ｃ１の閉鎖を行い、且つ、冷水タンク２内の飲料水の水位の下降に基づく浮き部の下降に連動して給水管３の第１流路Ｃ１の開放を行う弁部（図示せず）とを有する。そして、調整弁４は、冷水タンク２の水位が水位Ｌを超えると給水管３の第１流路Ｃ１を閉鎖し、冷水タンク２の水位が水位Ｌ以下になると給水管３の第１流路Ｃ１を開放するように構成されている。したがって、調整弁４は、冷水タンク２の水位が水位Ｌを維持するように調整している。

なお、本実施の形態において、水位Ｌとは、飲料水ディスペンサー１００の載置面を基準面とし、当該基準面に対する水面の高さ位置をいう。

冷水タンク冷却機構１３は、冷水タンク２に収容された飲料水のうち、下側の飲料水を冷却する機構である。冷水タンク冷却機構１３がこの下側の飲料水を冷却しても上側の飲料水との間で対流は起きないため、冷水タンク冷却機構１３は、冷水タンク２に収容された飲料水のうち、下側の飲料水を選択的に冷却することができる。冷水タンク冷却機構１３は、例えば周知のヒートポンプ機構によって構成されているので、これ以上の詳細な説明を省略する。

温水タンク５は、例えば金属製の円筒形の中空の容器であり、枠体１４に支持されている。

温水タンク加熱機構６は、温水タンク５に収容された飲料水を加熱する機構である。本実施の形態において、温水タンク加熱機構６は、温水タンク５の周壁の下部に巻回されたバンドヒータである。温水タンク加熱機構６が温水タンク５の下部を加熱すると、温水タンク５に収容された飲料水のうち下側の飲料水と、温水タンク５に収容された飲料水のうち上側の飲料水との間で対流が発生するので、温水タンク５に収容された飲料水全体が加熱されるようになっている。そして、温水タンク加熱機構６は、温水タンク５の温度を検知するセンサを有しており、このセンサが温水タンク５の温度が所定温度以上になったことを検知すると、温水タンク加熱機構６は加熱を停止するように構成されている。これによって、温水タンク５の空焚きを防止することができる。

接続管７は、水位Ｌよりも下方の冷水タンク２の内部空間と、温水タンク５の内部空間とを連通する第２流路Ｃ２を構成するように、冷水タンク２と温水タンク５とを接続している。接続管７は、例えば樹脂製のホースである。

接続管７の冷水タンク２側の端部は、冷水タンク２の周壁の水位Ｌよりも下方に取り付けられている。上述の通り、温水タンク５は冷水タンク２よりも下方に配置されているので、冷水タンク２に収容されている飲料水は、自然に接続管７を通って温水タンク５に流入するようになっている。そして、温水タンク５は、後述する通り、使用時には常時飲料水で満たされた状態となる。なお、接続管７の冷水タンク２側の端部は、冷水タンク２に収容された飲料水のうち上側の飲料水が接続管７に流入するように冷水タンク２に取り付けられることが好ましい。これによって、冷水タンク２に収容された飲料水のうち冷水タンク冷却機構１３によって冷却された下側の飲料水が温水タンク５に流入して温水タンク加熱機構６による温水タンク５の加熱効率が低下することを抑制することができる。

また、接続管７の温水タンク５側の端部は、温水タンク５の周壁の下部に取り付けられている。これによって、温水タンク５の内部空間の下部に供給された飲料水は、温水タンク加熱機構６によって加熱され、対流によって温水タンク加熱機構６の上部に上昇する。

更に、接続管７は逆止弁２１を有する。この逆止弁２１は、接続管７内を流れる飲料水を冷水タンク２側から温水タンク５側に向かう方向にのみ通すように構成されている。これによって、温水タンク加熱機構６によって温められた飲料水が接続管７を逆流して冷水タンク２に流入し、冷水タンク２に収容された飲料水を加熱することを防ぐことができる。したがって、冷水タンク冷却機構１３による冷水タンク２に収容された飲料水の冷却効率を向上させることができる。

蒸気抜き管８は、温水タンク加熱機構６が温水タンク５に収容された飲料水を加熱することによって発生した水蒸気を温水タンク５から排出し、温水タンク５の空焚きを防止することができるものである。蒸気抜き管８は、温水タンク５の内部空間と、冷水タンク２の前記水位Ｌよりも上方の冷水タンク２の内部空間とを連通する第３流路Ｃ３を構成するように、温水タンク５と冷水タンク２とを接続している。蒸気抜き管８は、例えば樹脂製のホースである。

蒸気抜き管８の温水タンク５側の端部は、温水タンク５の天板に取り付けられている。これによって、温水タンク５内で発生した水蒸気は、温水タンク５に収容されている飲料水中を上昇し、蒸気抜き管８に流入するようになっている。

また、蒸気抜き管８の冷水タンク２側の端部は、冷水タンク２の周壁の水位Ｌよりも上方に取り付けられている。これによって、蒸気抜き管８に流入した水蒸気は、蒸気抜き管８を通って、冷水タンク２に収容された飲料水の水面よりも上方の空間に流入する。そして、この空間において水蒸気は凝縮されて水滴となり、冷水タンク２に収容された飲料水と混ざり合う。したがって、飲料水供給容器１１０から冷水タンク２に給水された飲料水を無駄なく利用することができる。

そして、上述の通り、冷水タンク２、接続管７、温水タンク５及び蒸気抜き管８が構成する流路は、隙間の無い両端が開放された管構造となっているので、冷水タンク２から温水タンク５に飲料水が流入して温水タンク５が満水になると、飲料水は温水タンク５から蒸気抜き管８に流入し、蒸気抜き管８の水位は、冷水タンク２の水位と同一の水位Ｌとなる。したがって、温水タンク５から蒸気抜き管８に流入した水蒸気は、蒸気抜き管８の水面までは蒸気抜き管８内を気泡の形態で上昇する。

図３は、狭窄部２２の構成例を示す斜視図である。

狭窄部２２は、第３流路Ｃ３に設けられ、水位Ｌよりも上方の高さ位置に第３流路Ｃ３の平均断面積に対して１／２以下の断面積を有するように構成された部分である。

本実施の形態において、狭窄部２２は、図３に示すように、例えば蒸気抜き管８に円筒体２３が挿入されることによって構成されている。円筒体２３は、例えば、シリコーン樹脂製であり、一端から他端まで延在するように形成された貫通孔２４を有する肉厚の円筒体である。そして、円筒体２３の外径は、蒸気抜き管８の内径と同一又は蒸気抜き管８の内径よりも若干大きく形成され、円筒体２３の外周面が蒸気抜き管８の内面に密着するように構成されている。したがって、第３流路Ｃ３は、円筒体２３が位置する部分で狭くなっている。この部分の断面積は、第３流路Ｃ３の平均断面積に対して１／２以下の断面積になるように構成されている。これによって、蒸気抜き管８の円筒体２３（狭窄部２２）よりも温水タンク５側（上流側）の部分から円筒体２３（狭窄部２２）よりも冷水タンク２側（下流側）の部分への伝熱を有効に抑制することができる。すなわち、高温である温水タンク５側から低温である冷水タンク２側への伝熱を有効に減少させることができ、冷水タンク２に収容された飲料水の温度の上昇（冷却効率の低下）を低減することができる。

冷水吐出口９は、冷水タンク２に収容された飲料水を吐出するための水道栓である。冷水吐出口９は、図示しない吐出ボタンを有し、この吐出ボタンを押し下げることによって、冷水吐出口９が開放され、冷水タンク２に収容された飲料水が吐出されるように構成されている。また、この吐出ボタンを放すと、冷水吐出口９が閉鎖され、冷水タンク２に収容された飲料水の吐出が中止されるように構成されている。なお、この吐出ボタンの操作による冷水吐出口９の開放及び閉鎖は例示であり、これに限られるものではない。冷水吐出口９は、水位Ｌよりも下方の高さ位置において、図１に示すように筐体１５の前面から突出するように設けられている。

冷水吐出管１０の一端は、接続管７と冷水タンク２との接続位置よりも下方において冷水タンク２に接続されている。そして、冷水吐出管１０の一端は、冷水タンク２に収容された飲料水のうち下側の飲料水が接続管７に流入するように冷水タンク２に取り付けられることが好ましい。これによって、冷水タンク冷却機構１３によって冷却された飲料水が冷水吐出管１０に流入するように構成することができる。また、冷水吐出管１０の他端は、冷水吐出口９に接続されている。

このように、冷水タンク２の水位Ｌと冷水吐出口９との間には高低差が設けられているので、冷水吐出口９を開くことによって、冷水タンク２に収容されている飲料水のうち下側の飲料水は、冷水タンク冷却機構１３（詳細は後述）によって冷却され、冷水タンク２の内部空間と冷水吐出口９とを連通する流路を通って冷水吐出口９から自然に吐出される。

温水吐出口１１は、温水タンク５に収容された飲料水を吐出するための水道栓である。温水吐出口１１は、図示しない吐出ボタンを有し、この吐出ボタンを押し下げることによって、温水吐出口１１が開放され、温水タンク５に収容された飲料水が吐出されるように構成されている。また、この吐出ボタンを放すと、温水吐出口１１が閉鎖され、温水タンク５に収容された飲料水の吐出が中止されるように構成されている。なお、この吐出ボタンの操作による温水吐出口１１の開放及び閉鎖は例示であり、これに限られるものではない。温水吐出口１１は、水位Ｌよりも下方の高さ位置において、図１に示すように筐体１５の前面から突出するように設けられている。

温水吐出管１２の一端は、温水タンク５の天板又はその近傍に接続されている。これによって、温水タンク加熱機構６によって温められた温水が温水吐出管１２に流入するようになっている。また、温水吐出管１２の他端は、温水吐出口１１に接続されている。

このように、冷水タンク２の水位Ｌと温水吐出口１１との間には高低差が設けられているので、温水吐出管１２を開くことによって、冷水タンク２に収容された飲料水のうち上側の飲料水は、冷水タンク２の内部空間と温水吐出口１１とを連通する流路を通って温水吐出口１１から自然に吐出される。即ち、冷水タンク２に収容された飲料水のうち上側の飲料水は、接続管７を通り、温水タンク５に流入し、温水タンク加熱機構６によって加熱される。そして、温水吐出管１２を通り、温水吐出口１１から吐出される。

仕切板１６は、板状体であり、冷水タンク２の内部空間を接続管７の冷水タンク２側の端部が位置する第１領域Ａ１と、冷水吐出管１０の冷水タンク２側の端部が位置する第１領域Ａ１の下方の第２領域Ａ２とに区画している。これによって、第１領域Ａ１に位置する飲料水と第２領域Ａ２に位置する飲料水との間の伝熱を抑制することができ、第２領域Ａ２に位置する飲料水の冷却効率を向上させることができる。

そして、仕切板１６は、第１領域Ａ１と第２領域とを連通する連通孔３０を有する。したがって、第１領域Ａ１に位置する飲料水は、連通孔３０を介して第２領域Ａ２に流入する。そして、連通孔３０は、上下方向から見て、冷水タンク２の中心軸Ｃを対称軸として、冷水吐出管１０の冷水タンク２側の端部の位置に対して大略１８０度対称位置に形成されている。したがって、冷水吐出管１０の冷水タンク２側の端部と連通孔３０とは離れて位置しているので、第１領域Ａ１から第２領域Ａ２に流入した飲料水が冷水タンク冷却機構１３によって十分に冷却されずに冷水吐出管１０に流入することを防止することができる。なお、仕切板１６には、連通孔３０よりも小さい他の連通孔が形成されていてもよい。

［使用例］
次に、飲料水ディスペンサー１００の使用例を説明する。

まず、飲料水供給容器１１０に収容された飲料水は、給水管３を通り、冷水タンク２に流入する。そして、調整弁４は、第１流路Ｃ１の開放及び閉鎖を行い、冷水タンク２の水位が水位Ｌを維持するように調整する。

次に、冷水タンク２に収容された飲料水のうち下側の飲料水は、冷水タンク冷却機構１３によって冷却される。

次に、使用者が冷水吐出口９を開放すると、冷水タンク冷却機構１３によって冷却された飲料水は、冷水吐出管１０を通って、冷水吐出口９から吐出される。

その一方で、冷水タンク２に収容された飲料水のうち上側の飲料水は、接続管７を通って、温水タンク５に流入する。

次に、温水タンク５に流入した飲料水は、温水タンク加熱機構６によって加熱され、対流によって温水タンク５内を上昇する。

次に、使用者が温水吐出口１１を開放すると、温水タンク加熱機構６によって加熱された飲料水は、温水吐出管１２を通って、温水吐出口１１から吐出される。

また、温水タンク加熱機構６が温水タンク５に収容された飲料水を加熱することによって発生した水蒸気は、蒸気抜き管８に流入し、蒸気抜き管８内の飲料水中を気泡の形態で上昇する。そして、この水蒸気は、水位Ｌに位置する蒸気抜き管８の水面から蒸気抜き管８内の空気中に放出される。そして、狭窄部２２を通って、冷水タンク２の水位Ｌよりも上方の内部空間に流入する。そして、冷水タンク２の水位Ｌよりも上方の内部空間に流入した水蒸気は、冷水タンク２内において凝縮されて水滴となり、冷水タンク２に収容された飲料水と混ざりあう。したがって、飲料水供給容器１１０に収容された飲料水を無駄なく利用することができる。

このように、本実施の形態において、飲料水ディスペンサー１００は、飲料水供給容器１１０に収容された飲料水を冷却及び加熱し、それぞれ冷水吐出口９及び温水吐出口１１から吐出することができる。

以上に説明したように、温水タンク加熱機構６が温水タンク５に収容された飲料水を加熱することによって発生した水蒸気は、蒸気抜き管８に流入し、蒸気抜き管８内の飲料水中を気泡の形態で上昇する。そして、この水蒸気は、水位Ｌに位置する蒸気抜き管８の水面から蒸気抜き管８内の空気中に放出される。そして、狭窄部２２を通って、冷水タンク２の水位Ｌよりも上方の内部空間に流入する。そして、冷水タンク２の水位Ｌよりも上方の内部空間に流入した水蒸気は、冷水タンク２内において凝縮されて水滴となり、冷水タンク２に収容された飲料水と混ざりあう。したがって、飲料水供給容器１１０に収容された飲料水を無駄なく利用することができる。

また、本発明の飲料水ディスペンサー１００の第３流路Ｃ３は、円筒体２３が設けられている部分で狭くなっており、断面積が、第３流路Ｃ３の平均断面積に対して１／２以下の断面積になっている。これによって、第３流路Ｃ３の蒸気抜き管８の円筒体２３（狭窄部２２）よりも温水タンク５側の部分と、蒸気抜き管８の円筒体２３（狭窄部２２）よりも冷水タンク２側の部分との接触を減少させることができる。よって、高温である蒸気抜き管８の狭窄部２２よりも上流側の部分から低温である蒸気抜き管８の狭窄部２２よりも下流側の部分への伝熱を有効に抑制することができ、冷水タンク２に収容された飲料水の温度の上昇（冷却効率の低下）を抑制することができる。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本件発明は、飲料水供給容器に収容された飲料水の温度を調整し吐出することができる飲料水ディスペンサーに適用することができる。

１ 容器載置部
２ 冷水タンク
３ 給水管
４ 調整弁
５ 温水タンク
６ 温水タンク加熱機構
７ 接続管
８ 蒸気抜き管
２１ 逆止弁
２２ 狭窄部
２３ 円筒体
２４ 貫通孔
１００ 飲料水ディスペンサー
１１０ 飲料水供給容器

Claims (1)

1. 飲料水供給容器を載置する容器載置部と、
   前記容器載置部の下方に配置された冷水タンクと、
   前記容器載置部に載置された前記飲料水供給容器の内部空間と前記冷水タンクの内部空間とを連通する第１流路と、
   前記第１流路を流れる前記飲料水の流量を調整し、前記冷水タンクの内部空間の水位を所定の水位に保つ調整弁と、
   前記冷水タンクの下方に配置された温水タンクと、
   前記温水タンクに収容された前記飲料水を加熱する温水タンク加熱機構と、
   前記水位よりも下方の前記冷水タンクの内部空間と前記温水タンクの内部空間とを連通する第２流路と、
   前記温水タンクの内部空間と前記水位よりも上方の前記冷水タンクの内部空間とを連通する第３流路と、を備え、
   前記第３流路は、前記水位よりも上方の高さ位置に該第３流路の平均断面積に対して１／２以下の断面積を有する狭窄部を含む、飲料水ディスペンサー。

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