JP5529186B2 - ウォーターサーバー - Google Patents

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Description

この発明は、交換式の原水容器から貯留タンクへ予め移送された水を飲料水として注水可能なウォーターサーバーに関する。
ウォーターサーバーは、ユーザのレバー操作やコック操作によって弁が開くと、貯留タンクの水が注水路から流出し、この流出した水をユーザのカップ等に注ぐことができるようになっている。中でも、原水容器が筐体の下部に配置され、貯留タンクが原水容器より高所に設けられているものがある。この種のウォーターサーバーは、使い切った原水容器を新品に交換する際、作業者が重い新品の原水容器を高く持ち上げずに済み、作業負担を抑えることができる。貯留タンクが原水容器より高所にあるため、原水容器の水を貯留タンクへポンプで汲み上げる給水路が採用されている。貯留タンクの水量が減ると、自動的にポンプが作動し、貯留タンクが所定の水量になるまで原水容器の水が貯留タンクまで汲み上げられるようになっている(例えば、特許文献1、2)。
原水容器が倒置状態で配置されるウォーターサーバーでは、倒置状態で配置される原水容器の栓を上方に押し込む突刺し部が備えられている。給水路の一端部は、突刺し部に設けられている。突刺し部による栓の押し込みは、原水容器を持ち上げて突刺し部に当てながら下降させる作業によることが一般的である。特許文献1のように、所定に配置した原水容器に対して突刺し部を上昇させる機構によることもある。いずれにせよ、突刺し部の刺し込みで原水容器の開封、及び給水路との接続の両方を行うことができる。
特許第4802299号公報 特開2001−153523号公報
特許文献1のものは、原水容器、給水路、貯留タンクを密閉する接続構造なので、剛性容器を原水容器に採用すると、原水容器の水をポンプで強引に汲み上げることになり、ポンプ負担が大きくなる。このため、原水容器としては、特許文献2の段落0021,0022に記載されているように、残水量の減少に伴って大気圧で縮み得る軟質容器を採用することが好ましい。
ところが、軟質容器を採用するとしても、特許文献1のように、倒置状態に原水容器が配置されるウォーターサーバーの場合、残水量の減少に伴って原水容器の側周部分が折り重なるように縮んでいき、容器口付近まで原水容器の嵩が低くなったときに、側周部分の剛性が大気圧に勝り、ポンプ負担が増大する場合があった。
上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、ウォーターサーバーの原水容器交換時の作業負担を抑えつつ、原水容器を使い切るまでポンプ負担を抑えることである。
上記の課題を達成するため、この発明は、原水容器を倒置状態で筐体の下部に配置し、突刺し部に給水路の一端部を設けることにより、原水容器交換時の作業負担を抑えたウォーターサーバーにおいて、残水量の減少に伴って大気圧で縮み得る部分をもった軟質容器を原水容器に採用することにより、交換直後からポンプで強引に汲み上げることが避けられるので、ポンプ負担を抑えることができる。さらに、ポンプの運転中に原水容器が大気を自由に吸い込み可能な吸気路を設けることにより、汲み上げが進んで原水容器が縮まなくなると、原水容器が、残水量の減少に応じた大気の自吸を吸気路から行う。このため、原水容器を使い切るまでポンプで強引に汲み上げることがなく、ポンプ負担を抑えることができる。吸気路の一端部を突刺し部に設けることにより、原水容器の開封等と共に吸気路も原水容器と接続されるので、交換時の作業負担を抑えた利便性をそのまま維持することができる。
前記吸気路内の大気に殺菌性気体を混在させる殺菌装置を備え、この殺菌装置の稼動と前記ポンプの運転とが連動することが好ましい。ポンプ運転の都度、吸気路内に殺菌性気体が混在させられるので、吸気路内、大気を吸い込んだ原水容器内での細菌繁殖を防止することができる。
前記吸気路は、前記原水容器内と大気との間に亘って全長に亘って常時開通の経路からなることが好ましい。ポンプと吸気路開閉の連動や大気圧による原水容器の縮み検出といった制御機構を省略することができる。また、吸気路は、地面付近からの大気取り込みを避けるため、原水容器より高所で大気に通じることも好ましく、常時開通にすると、吸気路には、原水容器内の最高水位より高くするための上行管を含めることになる。倒置状態の原水容器から吸気路に原水が流れ込み、上行管内の水位は原水容器内と同じに釣り合う。したがって、上行管のうち、原水容器内と同水位になるところは、長く水面が近くにあるため、特に湿り易い部分となる。この部分を銅管部にすれば、銅自体の殺菌作用により、管表面での細菌繁殖を持続的に防止することができる。
上述のように、この発明は、筐体の下部に倒置状態で配置される交換式の原水容器と、前記筐体の前記原水容器より高所に設けられている貯留タンクと、前記原水容器の水を前記貯留タンクへポンプで汲み上げる給水路と、前記貯留タンクの水を注ぐための注水路と、前記筐体の下部へ倒置状態で配置される原水容器の栓を上方に押し込む突刺し部と、を備えており、前記給水路の一端部が前記突刺し部に設けられているウォーターサーバーにおいて、前記原水容器が、残水量の減少に伴って大気圧で縮み得る軟質容器からなり、前記ポンプの運転中に前記原水容器が大気を自由に吸い込み可能な吸気路が設けられており、前記吸気路の一端部が前記突刺し部に設けられている構成の採用により、原水容器交換時の作業負担を抑えつつ、原水容器を使い切るまでポンプ負担を抑えることができる。
実施形態の全体構成を示す模式図 図1に示すスライド台を引き出した状態を示す模式図 図1のIII−III線の断面図 図2のIV−IV線の断面図 実施形態の原水容器の縮みが止まった状態を示す部分断面図 実施形態の吸気管の作用図
この発明に係るウォーターサーバーの一例である実施形態(以下、単に「このウォーターサーバー」と呼ぶ)を添付図面に基づいて説明する。図1〜図4に示すように、このウォーターサーバーは、筐体1の下部に倒置状態で配置される交換式の原水容器2と、筐体1の原水容器2より高所に設けられている貯留タンク3と、原水容器2の水を貯留タンク3へポンプ4aで汲み上げる給水路4と、貯留タンク3の水を注ぐための注水路5と、ポンプ4aの運転中に原水容器2が自由に大気を吸い込み可能な吸気路6と、吸気路6内の大気に殺菌性気体を混在させる殺菌装置7と、筐体1の下部に出し入れ可能なスライド台8とを備えている。
筐体1は、原水容器2ごとスライド台8を出し入れ可能な収納空間を下部にもった縦置き機枠になっている。筐体1の下部は、筐体1の地上高を半分にした低い側の意味である。筐体1の収納空間は、スライド台8の前面壁で覆われるようになっている。
原水容器2は、図5に示すように、残水量の減少に伴って大気圧で縮み得る部分をもった軟質容器からなる。図示の原水容器2は、大気圧で側周部分2aが折り重なるように変形させられて倒置状態のまま嵩が縮み得る合成樹脂の射出成形品となっている。
図1に示す貯留タンク3は、貯留水の温度を調整するタンクになっている。図示の貯留タンク3は、貯留水を熱交換器9で冷却する冷水タンク3aと、貯留水をヒータ10で加熱する温水タンク3bと、移流路3cとからなる。給水路4で汲み上げられた原水は、冷水タンク3aに送られ、冷水タンク3aの上部の水が移流路3cを介して温水タンク3bへ流れるようになっている。貯留タンク3に繋がる注水路5も、冷水タンク3aに繋がる冷水系と、温水タンク3bに繋がる温水系の独立2系統からなる。注水路5の冷水系又は温水系と貯留タンク3との境界になる弁(図示省略)がユーザの操作によって開くと、冷水系又は温水系から冷水タンク3aの下部の水又は温水タンク3bの上部の水が流出し、この流出した水をカップ等に注ぐことができるようになっている。なお、冷水タンク3a内には、給水路4から流出した水の下降を邪魔するバッフル板が設けられている。貯留タンク3は、冷水タンク又は温水タンクの片方のみにすることもできる。
スライド台8は、筐体1に対する確実な位置決めを図るため、筐体1のガイド部に連結されている。スライド台8は、水平一直線に出し入れ可能となっている。スライド台8は、筐体1と独立の台車にすることもできる。
図5に示すように、スライド台8には、筐体1の下部へ倒置状態で配置される原水容器2の栓2bを上方に押し込む突刺し部11が付いている。図2および図4から明らかなように、筐体1の外に出したスライド台8の突刺し部11の上方から倒置状態の原水容器2をスライド台8に載置可能となっている。図5に示すように、原水容器2の容器口2cは、上下方向に向いた筒状になっており、スライド台8は、容器口2cを挿入可能な接続口8aをもっている。容器口2c付近は、スライド台8の受け座8bによって水平方向と上下方向とに支持される。倒置状態の原水容器2の容器口2cを接続口8aに挿入すると、接続口8a内に突き出ている突刺し部11が栓2bの中央部に当たるようになっている。この挿入で原水容器2を下降させる間に、栓2bの中央部が突刺し部11によって上方に押し込まれ、容器口2cが開封される。この開封後、原水容器2が受け座8bに座るようになっている。原水容器2は、受け座8bの支持によって、使い切るまで倒置状態に保たれる。押し込まれた栓2bの中央部は、原水容器2内で上方に突き出ている突刺し部11の先端に嵌り、栓2bの残りの部分は、原水容器2の容器口2cの方に付いている。図示の突刺し部11は、固定式のものを例示したが、特許文献1のように可動式の突刺し部を採用することもできる。
図1、図5に示すように、給水路4の一端部4b、吸気路6の一端部6aは、それぞれ突刺し部11に設けられている。このため、突刺し部11は、内部で給水路4と吸気路6とに分割されている。スライド台8には、一端部4bに通じているジョイント部4c、一端部6aに通じているジョイント部6bが設けられている。ジョイント部4c、6bには、それぞれ繋ぎ管4d、6cの一端が接続されている。繋ぎ管4d、6cは、スライド台8の出し入れに追随することの可能な変形性をもっている。繋ぎ管4d、6cの他端は、それぞれ揚水管4eの一端、上行管6dの一端に接続されている。繋ぎ管4d、6cの追随変形性により、スライド台8の出し入れを許容する給水路4、吸気路6となっている。例えば、繋ぎ管4d、6cには、スライド台8の出し入れ方向に伸縮自在な蛇腹管、可撓性をもったフレキシブル管を用いることができる。
図1に示すように、揚水管4eは、冷水タンク3aより高所に達している。給水路4は、冷水タンク3a内の所定の上限水位よりも高い位置に他端部4fをもっている。ポンプ4aは、揚水管4eの途中に組み込まれている。ポンプ4aには、例えば、プランジャポンプや、ギヤポンプを用いることができる。給水路4は、ポンプ4aによって原水容器2の水を汲み上げ、他端部4fから、冷水タンク3aへシャワー状、又は液滴状で水を流入させるようになっている。ポンプ4aの運転は、冷水タンク3a内の水位が所定以下になったことを水位センサが検出した場合に実施されるようになっている。
上行管6dの他端は、エアチャンバ6eに接続されている。吸気路6の他端部6fは、筐体1の内部で大気に通じているエアチャンバ6eの大気取込み口となっている。吸気路6の他端部6fには、大気中の塵、臭い、細菌といった汚染物を浄化するために通過させるフィルタ、例えば活性炭フィルタを備えることが好ましい。
吸気路6は、原水容器2の原水収容室内と大気とを連通させるための経路なので、一端部6aから、ジョイント部6bと、繋ぎ管6cと、上行管6dと、エアチャンバ6eの他端部6fまでとなる。この吸気路6は、原水容器2内と大気との間に亘って常時開通している経路となっている。吸気路6内、貯留タンク3内が常時大気圧になるので、上行管6d内の水位は、原水容器2内と同じ水位に釣り合う。図1の原水容器2、図5の二点鎖線で描いた原水容器2は、原水容器2の交換後、汲み上げが未実施であって原水容器2内、給水路4内、吸気路6内の水位が定常状態になったとき、すなわち、筐体1の下部で倒置状態に支持されている原水容器2内と吸気路6内の水位が最も高いときを現している。この水位WL1を図5中に示す。また、原水容器2を使い切るときの原水容器2内の水位WL2も図5中に示す。この水位WL2は、突刺し部11に設けられている給水路4の一端部4bの開口における最低高度に相当する。図示例では、突刺し部11の上端部に嵌った栓2bが落下したときに一端部4bの開口を塞ぐことがないように一端部4bの開口全部を原水容器2から離しているので、原水容器2の使い切り状態を正規に定めるに当たり、僅かな残水を許容している。一端部4bの開口を容器口2cと同高度に設けると、実質的に残水のない状態を原水容器の使い切り状態に設定することができる。
原水容器2が吸気路6から大気を吸気するため、原水容器2を使い切るまでに吸気路6内から水溜まりがなくなるが、吸気路6の高度WL1以下の水没範囲は湿り易い。この範囲では、細菌繁殖の防止を図ることが好ましい。吸気路6のうち、原水容器2内と同じ水位になる部分は、高度WL1−WL2の範囲からなり、上行管6dに含まれている。この上行管6dのWL1−WL2の部分は、銅管部になっている。この部分は、原水容器2の自吸が始まるまで比較的長時間に亘って水面が近くにあるところなので、特に湿り易い。銅自体がもつ殺菌作用により、この部分の管表面での細菌繁殖を持続的に防止することができる。なお、上行管6dを図1に示す殺菌装置7との接続部まで銅管で構成すれば、より細菌繁殖の防止を図ることができる。
殺菌装置7は、吸気路6のうち、原水容器2内と同水位になるところより高所の大気に殺菌性気体を混在させるようになっている。殺菌性気体を混在させる態様は、吸気路6内で殺菌性気体を生成する態様、吸気路6外から殺菌性気体を吸気路6に供給する態様、吸気路6のいずれでもよい。殺菌装置7として、大気中の酸素からオゾンを生成するオゾン発生装置を採用すると、殺菌性気体を補給する手間がない。例えば、オゾン発生装置として、取り込んだ大気に紫外線を照射する光化学反応式のもの、取り込んだ大気に放電することによってオゾンを発生させる無声放電方式のもの、コロナ放電方式のもの、いくつかの放電方式を組み合わせた複合放電方式のもの等を適宜に採用することができる。
図示の殺菌装置7は、エアチャンバ6e内の大気にも殺菌性気体を混在させるようになっている。エアチャンバ6e内は、取り込まれた大気が殺菌性気体と混ざって滞留するように遅滞回路が設けられているので、エアチャンバ6e内で大気中の細菌を減らし、またエアチャンバ6e内での細菌繁殖を防止することができる。
貯留タンク3の上限水位より高所のところには、空気導入管12が接続されている。空気導入管12は、上行管6d及びエアチャンバ6eに常時通じている。貯留タンク3内の水位が下ると、貯留タンク3は、大気圧のエアチャンバ6e内から、空気導入管12を介してエアチャンバ6e内で滞留した殺菌性気体混じりの大気を吸い込むことができる。
殺菌装置7の稼動制御は、ポンプ4aの運転と連動するようになっている。この連動制御を単純化するため、ポンプ4aの運転ON/OFFと、殺菌装置7の稼動ON/OFFとが同期するようになっている。なお、殺菌装置7は、タイマー、殺菌性気体の濃度検出等を利用した所定のプログラム制御でポンプ4aの運転と独立に稼動するようにし、殺菌性気体の濃度を適切に保ち得るようにすることもできる。
(原水容器2の交換時)
まず、図1,3に示すように、筐体1の内部にスライド台8が押し込まれた状態から、図2,4に示すように、スライド台8を引き出して原水容器2を露出させ、使用済みの原水容器2をスライド台8から取り出す。次に、原水が充填された未開封の原水容器2を容器口2cが下向きの状態でスライド台8の上方に運び上げ、そこから原水容器2を下降させると、突刺し部11で原水容器2が開封され、給水路4及び吸気路6が原水容器2に接続される。この作業において、原水が充填された未開封の原水容器2は、筐体1の下部に配置されたスライド台8の高さまで運び上げるだけでよいので、未開封の原水容器2を持ち上げる高さが低く済み、作業負担を抑えることができる。この接続後、原水容器2の水は、給水路4だけでなく、原水容器2内と大気間に亘って常時開通の吸気路6にも流れ込む。スライド台8を押して図1に示すように原水容器2を筐体1の下部に配置することができる。
(このウォーターサーバーの初期準備動作)
図1の状態からポンプ4aの運転ON操作がなされると、原水容器2から貯留タンク3への汲み上げが開始される。貯留タンク3内が所定の上限水位になると、ポンプ4aの運転が自動的に止まる。汲み上げ中、貯留タンク3内の水位が上昇するため、貯留タンク3内の空気は、空気導入管12を通ってエアチャンバ6eに至り、他端部6fから排気される。原水容器2内の残水量が減少し、次第に縮む原水容器2の嵩が低くなって行く。原水容器2が縮んで容積が減少する間は、ポンプ4aで原水容器2の水を強引に汲み上げることがないため、ポンプ4aの負担を抑えることができる。ポンプ4aの運転中は殺菌装置7も稼動するため、上行管6d内、エアチャンバ6e内における殺菌性気体の量が増える。原水容器2の嵩が低くなることに伴い、大気圧が外から作用する原水容器2内の水位はWL1から低くなり、大気圧が作用する上行管6d内の水面の水位も低くなる。貯留タンク3が所定の上限水位になると、ポンプ4aの運転が止まり、殺菌装置7も止まる。また、貯留タンク3の温度調節機能(熱交換器9、ヒータ10)が自動的にONになる。なお、交換後、最初に貯留タンク3を所定の上限水位にするための汲み上げ量は、原水容器2の原水充填量より十分に小さく、原水容器2の縮みが容易に起こる。したがって、最初の汲み上げ時に原水容器2が吸気路6から吸気することはなく、上行管6d以降の下流域に向う気流の発生は期待できない。
(このウォーターサーバーからの注水時)
貯留タンク3が所定の上限水位の状態から貯留タンク3(冷水タンク3a又は温水タンク3b)の水を注水路5から注ぐと、貯留タンク3内の水位(冷水タンク3a内の水位に一致)が下り、エアチャンバ6eから殺菌性気体混じりの大気が貯留タンク3の上部空間に流れ込む。これにより、貯留タンク3内での細菌繁殖を防止することができる。吸気路6内に原水が溜まっている限り、上行管6d以降の下流域では、大気の流れが実質的に生じない。
(貯留タンク3への補給動作)
注水路5からの注水が繰り返され、貯留タンク3内の水位が所定の下限水位になったことを水位センサが検知すると、ポンプ4aが前記所定の上限水位になるまで自動的に運転される。
(原水容器2の自吸開始時期)
前記補給動作が繰り返され、原水容器2の縮みが大きくなると、複雑に屈曲した側周部分2aの剛性が大気圧に勝り、嵩の低下が止まる。このときを図5中に実線で現している。このときの原水容器2の嵩は、一般に、未開封時から1/3以下となっている。このとき以後、原水容器2内の残水量が減ることに伴い、原水容器2内の負圧化を解消する方向の釣り合い作用が得られる。このため、原水容器2は、大気に通じている吸気路6から自発吸い込みを行うようになる。
(ポンプ4a運転中の原水容器2の自吸時)
図6は、図5のときより後に前記補給動作を行っているときを現している。原水容器2の自吸により、原水容器2の容積が減少せずとも原水容器2内外が大気圧に釣り合うので、図1に示すポンプ4aによる強引な汲み上げが生じず、ポンプ4aの負担を抑えることができる。ポンプ4aの運転中に原水容器2が吸気路6から大気を吸い込む場合、貯留タンク3内から空気導入管12を経て上行管6dに至る殺菌性気体混じりの大気と、エアチャンバ6eから上行管6dに至る殺菌性気体混じりの大気とが混じって上行管6dを下降し、その下降途中で、さらに殺菌装置7によって殺菌性気体が混在させられるので、高濃度の殺菌性気体混じりの大気を吸い込むことになる。したがって、原水容器2内や、湿り易い上行管6d以降の下流域での細菌繁殖を防止することができる。図6に示すように、ポンプ4aの運転時に原水容器2内に吸い込まれた大気の気泡は、原水容器2内を上昇し、容器内の空間に溜まる。なお、上昇中の気泡が給水路4に吸い込まれることを防止すると、汲み上げ効率の低下を防ぐことができる。例えば、図6に示すように、給水路4の一端部4bと、吸気路6の一端部6aとが突刺し部11の正反対の箇所で相反する向きに開口していると、気泡の吸い込みを防止することができる。
(ポンプ4a停止中の原水容器2の自吸時)
図1に示すポンプ4aが停止している状態であっても、原水容器2内を負圧化する方向の物理変化、例えば雰囲気温度の変動が起り得る。この場合、貯留タンク3内、エアチャンバ6e内から大気が吸い込まれる点は同じだが、殺菌装置7が停止しているので、高い殺菌効果は期待できない。
(原水容器2の使い切り時)
原水容器2内の水位が図5中のWL2になると、正規の使い切り状態となる。このウォーターサーバーは、使い切り状態を検知するセンサを備え、この検知により、図1に示すポンプ4aの運転、殺菌装置7の稼動をタイマー制御で所定時間行うようになっている。この所定時間の間、吸気路6内から原水容器2を経て給水路4から貯留タンク3、エアチャンバ6eに至る循環路に、殺菌気体混じりの大気が流れるので、これら循環路内の殺菌を行うことができる。なお、前記の検知により、原水容器2の交換を促す報知、例えばランプ点灯がなされるようにもなっている。
この発明の技術的範囲は、上述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載に基く技術的思想の範囲内での全ての変更を含むものである。例えば、大気圧による原水容器の縮みの有無は、ポンプ負荷、残水量といったパラメータと相関性をもつので、適宜にセンサやポンプ運転履歴を用いて吸気路の開閉弁の制御とポンプの運転制御の連動を図り、必要なときのみ吸気路が原水容器と大気とに連通し、原水容器が自由に大気を吸い込めるようにして、衛生性能の向上を図ることも可能である。

1 筐体
2 原水容器
2a 側周部分
2b 栓
2c 容器口
3 貯留タンク
3a 冷水タンク
3b 温水タンク
3c 移流路
4 給水路
4a ポンプ
4b 一端部
4c ジョイント部
4d 繋ぎ管
4e 揚水管
4f 他端部
5 注水路
6 吸気路
6a 一端部
6b ジョイント部
6c 繋ぎ管
6d 上行管
6e エアチャンバ
6f 他端部
7 殺菌装置
8 スライド台
8a 接続口
8b 受け座
9 熱交換器
10 ヒータ
11 突刺し部
12 空気導入管

Claims (3)

  1. 筐体(1)の下部に倒置状態で配置される交換式の原水容器(2)と、
    前記筐体(1)の前記原水容器(2)より高所に設けられている貯留タンク(3)と、
    前記原水容器(2)の水を前記貯留タンク(3)へポンプ(4a)で汲み上げる給水路(4)と、
    前記貯留タンク(3)の水を注ぐための注水路(5)と、
    前記筐体(1)の下部へ倒置状態で配置される原水容器(2)の栓(2b)を上方に押し込む突刺し部(11)と、
    を備えており、
    前記給水路(4)の一端部(4b)が前記突刺し部(11)に設けられているウォーターサーバーにおいて、
    前記原水容器(2)が、残水量の減少に伴って大気圧で縮み得る部分(2a)をもった軟質容器からなり、
    前記ポンプ(4a)の運転中に前記原水容器(2)が大気を自由に吸い込み可能な吸気路(6)が設けられており、
    前記吸気路(6)の一端部(6a)が前記突刺し部(11)に設けられていることを特徴とするウォーターサーバー。
  2. 前記吸気路(6)内の大気に殺菌性気体を混在させる殺菌装置(7)を備え、この殺菌装置(7)の稼動と前記ポンプ(4a)の運転とが連動する請求項1に記載のウォーターサーバー。
  3. 前記吸気路(6)が、前記原水容器(2)内と大気との間に亘って常時開通の経路からなり、かつ前記原水容器(2)内と同水位になる銅管部(6d)を含んでいる請求項1又は2に記載のウォーターサーバー。
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