WO2012066626A1 - 加熱殺菌のできるディスペンサ - Google Patents
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- B67D2210/00002—Purifying means
- B67D2210/00013—Sterilising means
- B67D2210/00026—Heaters
Definitions
- the present invention relates to a technique for sterilizing a dispenser that supplies hot and cold drinking water with heat.
- Patent Document 1 a dispenser having a device for sterilizing the pipe system of the dispenser with heat has been proposed.
- the dispenser disclosed in Patent Document 1 includes a “device for sterilization by heat”.
- the “apparatus that sterilizes by heat” is not necessarily clear, but, for example, in the first embodiment in the above-mentioned document, it is a “heating apparatus by a heater”.
- the “heater” is considered to be a heating wire or the like from the piping configuration diagram of the first embodiment, but this is mounted on the piping or the cold water tank to sterilize them with heat.
- no heater is attached to the cold water inlet. From the viewpoint of the user of the dispenser, it is usually difficult to assume that the water inlet of the cold water is heated. Therefore, heating this part with a heater may cause a burn accident.
- the cold water injection port is not easily sterilized because the entire inner wall of the pipe from the valve to the tip of the water injection port is constantly exposed to the outside air when water is not injected. Has a big problem.
- the above literature circulates hot water in a hot water tank after providing a piping system that can be opened and closed by a solenoid valve between the piping system for cold water and the piping system for hot water.
- a solenoid valve between the piping system for cold water and the piping system for hot water.
- an apparatus for performing sterilization treatment by circulating through a piping system for cold water including a cold water tank by a pump is described.
- the invention according to claim 1 includes a water intake port for taking drinking water, a three-way valve having three ports, and selecting any two of the three ports to allow drinking water to pass between the three ports. It is connected to one of the three mouths of the valve, and is a piping system through which drinking water passes between a water inlet for pouring out drinking water and one of the two inlets of the water intake and the three-way valve.
- the piping system for the chilled water which is a piping system having a chilled water tank equipped with a cooler in the piping system, and the piping system through which drinking water passes between the intake port and the remaining one port of the three-way valve.
- the present invention relates to a dispenser having a hot water piping system, which is a piping system having a hot water tank equipped with a heating device in the piping system.
- the invention according to claim 2 is a water intake port for taking drinking water, a cold water extraction valve for extracting cooled drinking water, a hot water extraction valve for extracting heated drinking water, and the intake port.
- a piping system through which drinking water passes between the cooling water pouring valve and a piping system for cooling water having a cooling water tank equipped with a cooler in the piping system, the intake port and the hot water A piping system through which drinking water passes between an outlet valve and a piping system for hot water, which is a piping system having a hot water tank equipped with a heating device in the piping system, and the cold water of the piping system for cold water
- the invention according to claim 3 has a water intake port for taking drinking water and two intake ports, and a selection type in which drinking water is selected from one of the two intake ports and water is poured from the spout port.
- Drinking water between a hot water piping system that is a piping system having a hot water tank, the selective dispensing valve side end of the cold water piping system, and the selective dispensing valve side end of the hot water piping system Is a piping system through which the piping system
- the dispenser having a circulation piping system having an on-off valve for opening and closing the water flow, to.
- the invention according to claim 4 is characterized in that the cold water tank and the hot water tank are installed such that the center of gravity of the drinking water in the cold water tank is higher than the center of gravity of the drinking water in the hot water tank.
- the invention according to claim 5 automatically opens and closes between a port connected to the cold water piping system and a port connected to the hot water piping system among the three ports of the three-way valve according to a predetermined condition.
- the invention according to claim 6 relates to the dispenser according to claim 2 or 3, further comprising an automatic opening / closing device that automatically opens and closes the opening / closing valve according to a predetermined condition.
- the invention according to claim 7 relates to the dispenser according to any one of claims 1 to 3, wherein a circulation pump is provided in the piping system.
- the invention according to claim 8 relates to the dispenser according to claim 5 or 6, wherein a circulation pump is provided in a piping system, and the automatic opening and closing device controls the circulation pump.
- the invention according to claim 9 includes a water intake port for taking drinking water, a cold water extraction valve for extracting cooled drinking water, a hot water extraction valve for extracting heated drinking water, and the intake port.
- a piping system through which drinking water passes between the cold water extraction valve and a piping system for cold water which is a piping system having a cold water tank in the piping system, and between the intake port and the hot water extraction valve
- the first step of warming drinking water with a heating device, the second step of connecting the cold water pouring valve and the hot water pouring valve by piping, and both the cold water pouring valve and the hot water pouring valve are opened.
- Dispenser heat sterilization method comprising a third step of, regarding.
- the invention of the present application has made it possible to perform heat sterilization with a very simple structure in which a three-neck valve and an on-off valve are additionally used.
- a three-neck valve and an on-off valve are additionally used.
- the outlet for cold water and hot water it is possible to heat sterilize the outlet for cold water where germs are most likely to propagate.
- a route diagram of drinking water in the dispenser of Example 1 when neither drinking water nor heat sterilization using convection is performed.
- Cross-sectional structure around the intake Structure diagram of first three-neck valve in dispenser of embodiment 1 Structural drawing of second three-neck valve of dispenser of embodiment 1 State diagram when the handle is pulled up in the second three-neck valve Schematic showing the structure of the dispenser in Example 2.
- FIG. Hardware configuration diagram of automatic switchgear in embodiment 5 The flowchart showing the flow of the heat sterilization process performed by the automatic opening / closing apparatus of Example 5 Path diagram of drinking water in the heat sterilization method of Example 9 The figure of the water injection valve vicinity when releasing a valve
- a first invention is a dispenser having a cold water piping system for supplying chilled drinking water and a hot water piping system for supplying warm drinking water, and both the piping systems have three ports.
- the present invention relates to a dispenser connected to one water inlet by a three-neck valve that is a valve having This dispenser is sterilized by passing drinking water between a cold water piping system and a hot water piping system using a three-neck valve and circulating hot water in both piping systems using the convection phenomenon caused by the temperature difference of the water. It is characterized by performing processing.
- FIG. 1 is a route diagram showing a route of drinking water when a user pours out drinking water cooled by the dispenser of the first embodiment.
- the dispenser of Example 1 has a water intake 0101, a cold water piping system 0102, a hot water piping system 0103, a three-neck valve 0104, and a water injection port 0105.
- the cold water piping system includes a cold water tank 0106 in the piping system, and the cold water tank includes a cooler 0107.
- the hot water piping system has a hot water tank 0108 in the piping system, and the hot water tank has a heating device 0109.
- a drinking water container 0110 is connected to the water intake of the dispenser.
- Drinking water in the drinking water container flows into the cold water piping system from the intake.
- Drinking water is stored in a cold water tank, during which time it is cooled by a cooler.
- Chilled drinking water (hereinafter referred to as “cold water”) flows from the cold water piping system to the water inlet through the three-way valve, and the cold water 0111 is poured into the cup 0112.
- the three-neck valve has three ports, and any two of them can be selected and passed through, but here, the mouth connected to the cold water piping system and the water inlet The connected mouth is selected.
- FIG. 2 is a route diagram showing the route of drinking water when the user pours the drinking water warmed by the dispenser of the first embodiment.
- Drinking water in the drinking water container 0201 flows into the hot water piping system 0203 from the water intake 0202.
- Drinking water is stored in the hot water tank 0204 and heated by the heating device 0205 during that time.
- Warmed drinking water (hereinafter referred to as “warm water”) flows from the hot water piping system to the water inlet 0207 via the three-way valve 0206, and the hot water 0208 is poured into the cup 0209.
- the port connected to the hot water piping system and the port connected to the water injection port are selected from the three ports of the three-neck valve.
- FIG. 3 is a circulation route diagram showing a circulation route of drinking water when hot water is circulated by the convection phenomenon in the dispenser of Example 1 to heat sterilize the piping system.
- the port connected to the cold water piping system 0302 and the port connected to the hot water piping system 0303 are selected.
- the specific gravity of the hot water in the hot water tank 0304 is lighter than that of the cold water in the cold water tank 0305 due to thermal expansion.
- the warm water with a low specific gravity rises, while the cold water with a high specific gravity descends, whereby the circulation of drinking water begins in the piping system. This is called a convection phenomenon.
- the hot water in the hot water tank reaches the water intake 0307 via the hot water piping system 0306 at the upper part of the hot water tank, and further flows into the cold water tank through the cold water piping system 0308 at the upper part of the cold water tank.
- the cold water in the cold water tank reaches the three-way valve through the cold water piping system at the lower part of the cold water tank, and further flows into the hot water tank through the hot water pipe system at the lower part of the hot water tank.
- FIG. 4 is a route diagram of drinking water when the dispensing of the drinking water and the heat sterilization using the convection phenomenon are not performed in the dispenser of the first embodiment.
- none of the three mouths of the three-neck valve 0401 is selected, and there is no drinking water dispensing or drinking water circulation.
- a first invention has a water intake port for taking drinking water, a three-way valve that has three ports, selects any two of the three ports, and allows drinking water to pass between them, and three of the three-port valves.
- a piping system connected to one of the two mouths, through which drinking water passes between a water inlet for pouring drinking water, and one of the two inlets where the intake port and the three-way valve remain.
- a piping system for cold water which is a piping system having a cooling water tank equipped with a cooler in the system, and a piping system through which drinking water passes between the intake port and the remaining one port of the three-way valve
- the present invention relates to a dispenser having a hot water piping system that is a piping system having a hot water tank provided with a heating device in the piping system.
- Disposer generally refers to a liquid dispensing apparatus that dispenses liquid accurately and accurately, but here, it refers to an apparatus that supplies drinking water among such devices.
- “Drinking water” refers to water used for drinking. Typically, it refers to mineral water packed in a container using groundwater as raw water, but includes water that does not use groundwater as raw water and water supplied by water.
- the supply source of drinking water is typically a plastic drinking water container filled with drinking water. Such drinking water containers are often removably connected to the top of the dispenser so that they can be easily replaced when the drinking water inside is exhausted.
- the source of drinking water may be water.
- the “water intake for drinking water” is an intake for taking drinking water from the drinking water supply source into the dispenser.
- the drinking water supply source is a drinking water container
- the joint between the drinking water container and the dispenser serves as a water intake.
- the inside of the drinking water container is directed downward and the drinking water inside is poured out by gravity.
- a drinking water container has only one mouth and the container is rigid. Since it is made of resin and its shape does not change, drinking water does not come out unless air enters the inside from the outlet. On the contrary, many dispensers are replenished from the drinking water container by the amount used using this mechanism.
- FIG. 5 is a cross-sectional structure diagram around the water intake in such a dispenser.
- a drinking water container 0502 filled with drinking water 0501 is installed on the upper part of the dispenser main body 0503.
- the mouth of the drinking water container is provided with a valve that prevents water from spilling when the drinking water container is placed upside down and installed in the dispenser.
- the drinking water container is installed with a slight gap between it and the water intake 0504.
- the intake port has a dish-like shape, and there is an edge so that drinking water does not spill out at the periphery, and the height of the edge is higher than the mouth of the drinking water container.
- the shaded portion in the figure indicates drinking water.
- the mouth of the drinking water container is submerged in the drinking water accumulated in the water intake, and the outside air cannot enter the drinking water container. Therefore, the drinking water cannot stay in the drinking water container and fall off.
- the surface of the drinking water on the water inlet is lowered.
- the mouth of the drinking water container touches the outside air due to a drop in the water level, the outside air enters the inside of the drinking water container, and the drinking water falls from the drinking water container until the mouth of the drinking water container is submerged in the surface of the drinking water above the intake port. To do. In this way, the joint between the water intake and the drinking water supply source is not necessarily physically connected.
- the hot water When the hot water is circulated using the convection phenomenon in the dispenser using the water intake shown in FIG. 5, the hot water flows into the water intake through the hot water piping system, and moves to the cold water piping system after moving inside the dish-shaped water intake. It will be leaked.
- the drinking water inside the drinking water container is connected to the drinking water inside the water intake. This is because the water pressure due to the weight of the water inside the drinking water container is used for dispensing drinking water. For this reason, some of the circulating hot water may enter the drinking water container.
- the portion where the hot water piping system and the cold water piping system are directly connected to the water pipe is the water intake.
- the drinking water supply source is a drinking water container made of soft resin
- the water intake may be directly connected or may be connected with a gap as in FIG.
- Three-neck valve is a valve that has "three ports, and can select any two of the three ports and allow drinking water to pass between them.”
- the function of the three-way valve has already been described with reference to FIGS.
- the form of FIGS. 1 to 3 corresponds to the case of “selecting any two of the three mouths and allowing drinking water to pass between them”. “Having three mouths, and selecting any two of the three mouths and allowing drinking water to pass between them” means that water does not pass between any of the three mouths as shown in FIG. It is not intended to exclude the use of.
- two examples of the three-way valve will be described.
- FIG. 6 is a structural diagram of the first three-way valve in the dispenser of the first embodiment.
- the first three-neck valve has a rotatable ball 0602 inside a main body 0601 whose outside is cylindrical and whose inside is hollowed out into a spherical shape.
- the lower figure is a view of the main body with the bottom surface of the cylinder facing downward, and the upper figure is a cross-sectional view taken along the dashed line in the lower figure.
- Three holes are formed in the main body such that the center of the main body cylinder including the center point of the inner ball and the center of the main cylinder have an angle of 120 degrees on a horizontal plane.
- two holes having an angle of 120 degrees on the same plane are formed in the ball surface, and they are connected to each other by a water passage 0603.
- a shaft 0604 is mounted on the upper portion of the ball in a direction perpendicular to the plane, and when the shaft is rotated, the ball inside is also rotated.
- a handle 0605 is attached to the tip of the shaft. The spherical surface where the ball and the main body contact is in close contact so that drinking water does not leak out.
- the port 0606 to which the cold water piping system is connected and the port 0607 to which the water injection port is connected are connected by a water passage, and cold water is poured out from the water injection port.
- the shaft is rotated 60 degrees clockwise from this state, the three mouths are blocked by the outer surface of the ball and the flow of drinking water stops.
- the water passage of the ball is held at this position (hereinafter, this position where the flow of drinking water is stopped is the normal position when the dispenser is not used). Called “reference position").
- the mouth connected to the water inlet and the mouth 0608 connected to the hot water piping system are connected by the water passage and hot water is poured from the water inlet. It will be. Further, when the ball shaft is rotated 180 degrees clockwise or counterclockwise from the reference position, the mouth connected to the cold water piping system and the mouth connected to the hot water piping system are connected to start the circulation of drinking water.
- FIG. 7 is a structural diagram of the second three-neck valve of the dispenser of the first embodiment.
- the first three-neck valve needs to rotate the axis of the ball 180 degrees clockwise or counterclockwise from the reference position.
- the port connected to the water injection port is connected to the port connected to the cold water piping system or the hot water piping system, and water leaks unnecessarily from the water injection port.
- the second three-neck valve is an improvement on this.
- the second three-way valve is composed of a cylindrical main body 0701, a piston-like valve 0702, a shaft 0703, and a handle 0704.
- the cylindrical body has a cylindrical outer shape.
- Three mouths having an angle of 120 degrees with each other on the same plane parallel to the bottom surface of the cylinder are provided on the cylindrical side surface of the cylindrical body.
- the lower view of FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the second three-neck valve in a plane including the center line of the cylinder and the center point of the mouth connected to the water inlet.
- the upper view of FIG. 7 is a transverse cross-sectional view of the second three-neck valve in a plane parallel to the bottom surface of the cylinder indicated by a dashed line in the lower view.
- the cylindrical main body has a cylindrical cavity inside, and a cylindrical piston-like valve is accommodated in the cavity.
- the cylindrical side wall of the piston-like valve is in close contact with the hollow inner wall of the cylinder-shaped body, and water cannot enter the contact surface.
- the height of the cylinder of the piston-like valve is lower than the height of the cavity inside the cylinder-like body, and the piston-like valve can move up and down.
- Air holes 0705 are provided in the ceiling portion and the floor portion of the cylindrical body so that the air inside does not get in the way when the piston-like valve moves up and down.
- the piston-shaped valve has an angle of 120 degrees from the center line of the cylinder so that two of the three ports provided in the cylindrical body can be selected and passed through in a state where the piston-shaped valve is disposed at the lowest part of the cavity in the cylindrical body. It has a first water passage 0706 connected by two holes.
- the piston-like valve is arranged between the mouth connected to the cold water piping system and the mouth connected to the hot water piping system provided in the cylindrical body in the state where it is arranged at the top of the cavity in the cylindrical body.
- a second water passage 0707 is connected by two holes having an angle of 120 degrees from the center line of the cylinder so that water can pass.
- the two water passages are formed at point-symmetric positions around the center of the cylinder in the plan view.
- the two water passages are connected to each other inside the piston-like valve by a communication hole 0710. This is for preventing miscellaneous bacteria from propagating in the drinking water staying in the second water passage when the heat sterilization treatment is not performed over a long period of time.
- the shaft is fixed on the center line of the cylinder at the upper part of the piston-like valve, and the shaft protrudes to the outside through a hole opened in the center of the ceiling of the cylindrical body.
- a handle is fixed to the tip of the shaft. By rotating the handle clockwise or counterclockwise, the piston-like valve can be rotated inside the cylindrical body. Further, the piston-like valve moves up and down within the cylinder-shaped body by moving the handle up and down.
- FIG. 7 The position of the piston-like valve in FIG.
- cold water or hot water can be poured out.
- drinking water can be circulated by lifting the piston-shaped valve upward without rotating the shaft from the reference position.
- a claw 0708 is attached to the inner wall of the cylinder-shaped main body, and a groove 0709 is vertically provided along the outer wall of the piston-like valve. The pawl and groove prevent the shaft from lifting up at an angle different from the reference position.
- FIG. 8 is a state diagram when the handle is pulled up in the second three-neck valve.
- the port connected to the cold water piping system by lifting the piston-like valve 0801 and the port connected to the hot water piping system (not shown in the figure for sectional view) are connected by the second water passage 0802. It represents the state being done. In this state, the drinking water begins to circulate inside the dispenser.
- a claw 0803 provided on the hollow inner wall of the cylinder-shaped main body is accommodated in a groove 0804 dug in the piston-like valve.
- the two three-way valves described with reference to FIGS. 6 to 8 are only examples of means for realizing the functions of the three-way valve described with reference to FIGS.
- the core of the present invention is that it is possible to perform simple heat sterilization using the natural law of convection phenomenon by applying to the dispenser a three-neck valve that has a function of allowing drinking water to pass through by selecting any one from three mouths. It is in the point which found out. Therefore, it is not an essential problem what kind of structure the function of the three-way valve as described above is realized, and it is not possible to realize the function of the three-way valve similar to the above with a structure different from the above example. It is easy for those skilled in the art. Therefore, any valve having the above function may be the three-way valve of the present invention.
- Water inlet is “connected to one of the three mouths of the three-way valve to pour drinking water.” The water inlet merely pours out the drinking water coming out of one mouth of the three-way valve. Since it is a thing, the thing about a short pipe
- the “cold water pipe system” is a “pipe system through which drinking water passes between the intake port and one of the remaining two ports of the three-way valve, and includes a cooler in the pipe system.
- the cold water piping system has one end connected to the intake port and the other end connected to one port of the three-way valve.
- one end of the hot water piping system is connected to the intake port, and the other end is connected to the other port of the three-way valve. Therefore, the cold water piping system is connected to the hot water piping system in addition to the drinking water supply source at one end via the intake port, and at the other end to the water inlet port via the three-neck valve. It is also connected to a hot water piping system. That is, the cold water piping system and the hot water piping system are connected in an annular shape via the water intake and the three-way valve. And the heat sterilization process using a convection phenomenon is performed using the piping system of such an annular structure.
- Cold water tank is a container for storing cold water.
- the cold water tank shown in FIGS. 1 to 4 is hermetically sealed, and pipes are connected to the upper and lower parts thereof.
- the cold water tank is not necessarily sealed.
- An open top may be used like a pan without a lid. That is, if the drinking water does not fall more than necessary using the same principle as that used at the water intake, the drinking water does not overflow from the cold water tank. Moreover, even if it takes such a structure, it will not become the hindrance for circulating drinking water. The same applies to the “warm water tank” of the “warm water piping system”.
- the chilled water piping system has a chilled water tank “in the piping system”, but there is no need for a piping between the chilled water tank and the intake port or between the chilled water tank and the three-way valve.
- the cold water tank and the water intake may be directly connected, or the cold water tank and the three-way valve may be directly connected. The same applies to the hot water tank of the hot water piping system.
- “Cooler” is a device for cooling drinking water.
- a typical cooler sends out the refrigerant compressed by the compressor to the radiator, dissipates the heat in the radiator, then depressurizes it with an expansion valve, and cools it by removing the evaporation heat from the surroundings with a vaporizer.
- the radiator is attached to the back side of the dispenser main body so as to be in contact with the outside air, and a drinking water cooling in the cold water tank is realized by winding a thin tubular vaporizer around the cold water tank.
- it is not required that a part or all of the cooler is structurally integrated with the cold water tank. For example, drinking water cooled in a cooling device installed outside the cold water tank. A configuration in which the water is stored in the cold water tank is also included in the “cold water tank equipped with a cooler”.
- the cooler should have a power switch that can turn the cooling function on and off. That is, when performing heat sterilization using the convection phenomenon, it is desirable to stop the cooler manually or automatically during that time in order to heat the entire piping system as necessary and sufficient.
- a switch is attached to the shaft of the three-way valve so that the power switch is turned off when the valve is operated so that hot water circulates in the piping system. do it.
- the “hot water piping system” is “a piping system through which drinking water passes between the intake port and the remaining one port of the three-way valve, and has a hot water tank equipped with a heating device in the piping system. It is a piping system. "
- the “warm water tank” is a container for storing warm water.
- The“ heating device ” is installed in the hot water tank and heats the drinking water in the hot water tank. Typically, this is realized by winding a heating wire around the outer periphery of the hot water tank and flowing electricity through the heating wire. Also in this case, like the cooler in the cold water tank, it is not required that a part or all of the heating device and the hot water tank are structurally integrated.
- the “hot water tank equipped with the heating device” This includes the case where hot water heated by a heating device installed at a location apart from the tank is stored in the hot water tank.
- the hot water tank and the cold water tank are drawn at the same height, but it is not limited to the same height.
- the dispenser of Example 1 can easily sterilize the piping system simply by operating the three-way valve.
- the dispenser of Example 1 enabled the heat sterilization process with a very simple structure in which a three-neck valve was additionally used.
- the pouring outlet also as cold water / hot water, it is possible to heat sterilize the pouring outlet for cold water that is most prone to breeding germs.
- the dispenser of Example 1 is a dispenser that has a simple structure, has a small manufacturing / maintenance burden, and can sterilize all parts including the water inlet without fail.
- a second invention is a dispenser characterized in that the hot water is circulated by utilizing the convection phenomenon caused by the temperature difference of the water to sterilize the piping system.
- the dispenser is dedicated for cold water and hot water respectively.
- the present invention relates to a dispenser having another feature of having a discharge valve and having a new piping system for opening the valve and circulating hot water.
- FIG. 9 is a schematic view showing the structure of the dispenser in the second embodiment.
- the dispenser of Example 2 has a water intake 0901, a cold water extraction valve 0902, a hot water extraction valve 0903, a cold water piping system 0904, a hot water piping system 0905, and a circulation piping system 0906.
- the cold water piping system has a cold water tank 0907, and the cold water tank is provided with a cooler 0908.
- the hot water piping system has a hot water tank 0909, and the hot water tank is provided with a heating device 0910.
- the circulation piping system has an on-off valve 0911.
- a drinking water container 0912 is connected to the water intake.
- the on-off valve is closed when heat sterilization is not performed.
- the cold water dispensing valve is opened.
- the drinking water inside the drinking water container flows into the cold water tank through the water intake and the cold water piping path and is stored.
- Drinking water cooled in the cold water tank is poured out from the cold water dispensing valve through the cold water piping system at the bottom of the cold water tank.
- the hot water pour valve is opened.
- the drinking water inside the drinking water container flows into the hot water tank through the water intake and the hot water piping path and is stored.
- Drinking water heated in the hot water tank is discharged from the hot water discharge valve through the hot water piping system at the lower part of the hot water tank.
- the chilled water in the chilled water tank flows through the chilled water piping system at the lower part of the chilled water tank, the circulating piping system on the left side of the on-off valve, the on-off valve, the circulating piping system on the right side of the on-off valve, and the hot water piping system at the lower part of the hot water tank. Reach the tank.
- the second invention includes a water intake port for taking drinking water, a cold water pouring valve for pouring cooled drinking water, a hot water pouring valve for pouring heated drinking water, the water intake port and the cold water pouring valve.
- a piping system through which drinking water passes between the outlet valve and a piping system for chilled water having a chilled water tank equipped with a cooler in the piping system, the intake port and the hot water dispensing valve A piping system through which drinking water passes, and a piping system for hot water that has a hot water tank provided with a heating device in the piping system, and the cold water dispensing valve of the piping system for cold water
- Cold water pouring valve is a water pouring port for pouring cold water with a valve that opens and closes.
- Hot water pouring valve is a water pouring port for pouring hot water equipped with a valve for opening and closing.
- the “cold water piping system” is connected not to the three-neck valve but to the cold water pouring valve, and is also connected to the circulation piping system in the vicinity of the cold water pouring valve connecting portion. .
- the other points are the same as the cold water piping system of the first embodiment.
- the “hot water piping system” is different from that of the first embodiment, and one is connected to the hot water pouring valve instead of the three-neck valve, and is further connected to the circulation piping system in the vicinity of the hot water pouring valve connecting portion. .
- the other points are the same as the hot water piping system of the first embodiment.
- the “circulation piping system” is a piping system through which drinking water passes between the cold water extraction valve side end of the cold water piping system and the hot water extraction valve side end of the hot water piping system.
- the piping system has an on-off valve for opening and closing water.
- One end of the circulation piping system is connected to the chilled water piping system in the vicinity of the chilled water discharge valve, and the other end is connected to hot water. It is connected in the vicinity of the piping system for hot water and the hot water extraction valve. It is desirable that these connecting portions be as close to the dispensing valve as possible. This is to reduce the number of places where hot water does not reach when hot water circulates due to convection.
- Open / close valve is a valve that opens and closes water flow.
- the opening and closing may be performed manually or an electromagnetic valve using electromagnetic force may be used.
- the hot water tank and the cold water tank are drawn at the same height, but it is not intended to be limited to the same height.
- the dispenser of Example 2 can easily perform heat sterilization of the piping system only by operating the on-off valve.
- a piping system equipped with a circulation pump for mounting a heater such as a heating wire around the piping further installing a heater in addition to a cooling device in a cold water tank, or circulating hot water. It was necessary to provide it. These are unnecessary to perform the normal function of the dispenser, and are a heavy burden in manufacturing and maintenance.
- the dispenser of Example 2 enabled the heat sterilization process with a simple structure that additionally uses a piping system provided with an on-off valve.
- a third invention is a dispenser characterized in that a hot water is circulated using a convection phenomenon caused by a temperature difference of water to sterilize a piping system, and includes a single selective dispensing valve, And a new piping system for circulating hot water by opening the valve.
- FIG. 10 is a schematic diagram of the structure of the dispenser in the third embodiment.
- the dispenser of the third embodiment has a water intake 1001, a selective dispensing valve 1002, a cold water piping system 1003, a hot water piping system 1004, and a circulation piping system 1005.
- the cold water piping system has a cold water tank 1006, and the cold water tank is provided with a cooler 1007.
- the hot water piping system has a hot water tank 1008, and the hot water tank is provided with a heating device 1009.
- the circulation piping system has an on-off valve 1010.
- a drinking water container 1011 is connected to the water intake.
- a path through which drinking water flows in the dispenser of Example 3 will be described with reference to FIG.
- the on-off valve is closed when heat sterilization is not performed.
- the valve on the chilled water piping system side is opened with the selective dispensing valve.
- the drinking water inside the drinking water container flows into the cold water tank through the water intake and the cold water piping path and is stored.
- the drinking water cooled in the cold water tank is discharged from the selective dispensing valve through the cold water piping system at the lower part of the cold water tank.
- the valve on the hot water piping system side is opened with a selective dispensing valve.
- the drinking water inside the drinking water container flows into the hot water tank through the water intake and the hot water piping path and is stored.
- Drinking water heated in the hot water tank is poured out from the selective dispensing valve through the hot water piping system at the lower part of the hot water tank.
- the hot water in the hot water tank reaches the intake through the hot water piping system at the upper part of the hot water tank, and further flows into the cold water tank through the cold water piping system at the upper part of the cold water tank.
- the chilled water in the chilled water tank flows through the chilled water piping system at the lower part of the chilled water tank, the circulating piping system on the left side of the on-off valve, the on-off valve, the circulating piping system on the right side of the on-off valve, and the hot water piping system at the lower part of the hot water tank. Reach the tank.
- 3rd invention has the intake port which takes in drinking water, and two intakes,
- formula extraction valve which selects one out of two intake ports, takes in drinking water, and injects from a spout And a piping system through which drinking water passes between the intake port and one of the two intake ports of the selective dispensing valve, the piping system having a cold water tank equipped with a cooler in the piping system A piping system through which drinking water passes between the cold water piping system and the intake port and the remaining inlet of the selective dispensing valve, and a hot water tank equipped with a heating device in the piping system.
- Drinking water passes between the hot water piping system, which is a piping system, and the selective dispensing valve side end of the cold water piping system, and the selective dispensing valve side end of the hot water piping system.
- Dispenser and a circulation piping system having an on-off valve for performing closed relates.
- Selective dispensing valve has “two intakes, choose one of the two intakes to take drinking water and pour it from the spout.” Such a valve can supply cold and hot water. It is widely used as a water tap that is selectively dispensed.
- the “cold water piping system” is connected not to a three-way valve but to a selective dispensing valve, and is also connected to a circulation piping system in the vicinity of the selective dispensing valve connection portion. .
- the other points are the same as the cold water piping system of the first embodiment.
- the “hot water piping system” is different from that of the first embodiment, and one of them is connected to the selective dispensing valve instead of the three-neck valve, and is further connected to the circulation piping system in the vicinity of the selective dispensing valve connecting portion. .
- the other points are the same as the hot water piping system of the first embodiment.
- the “circulation piping system” is “a piping system through which potable water passes between the end of the selective extraction valve side of the cold water piping system and the end of the selective extraction valve side of the hot water piping system”. And having an on-off valve for opening and closing water flow in the piping system. ”
- One end of the circulation piping system is connected to the cold water piping system in the vicinity of the selective dispensing valve, and the other The end is connected to the hot water piping system in the vicinity of the selective dispensing valve.
- These connections are preferably as close to the selective dispensing valve as possible. This is to reduce the number of places where hot water does not reach when hot water circulates due to convection.
- Open / close valve is the same as the open / close valve of the second embodiment.
- the selective dispensing valve and the on-off valve may be integrally formed. In that case, the passage connecting the selective dispensing valve and the on-off valve inside the one formed integrally is regarded as a part of the cold water piping system or the hot water piping system.
- the hot water tank and the cold water tank are drawn at the same height, but it is not intended to be limited to the same height.
- the dispenser of Example 3 can easily sterilize the piping system simply by operating the on-off valve.
- the dispenser of Example 3 enabled the heat sterilization process with a very simple structure in which a circulation piping system was additionally used.
- the dispenser according to the third embodiment is a dispenser with a light burden both in manufacturing and maintenance.
- the pouring outlet also as cold water / hot water, it is possible to heat sterilize the pouring outlet for cold water that is most prone to breeding germs.
- the fourth invention relates to the fourth invention in which the first to third inventions are the higher inventions, and the fourth embodiment is the first invention of which the first invention is the highest.
- the fourth invention is a dispenser according to one invention of the first to third inventions, wherein the hot water tank is disposed below the cold water tank, so that the heat sterilization treatment utilizing the convection phenomenon is more efficiently performed. It relates to a dispenser that can be implemented.
- FIG. 11 is a schematic diagram illustrating the configuration of the dispenser of the fourth embodiment.
- the hot water tank in the dispenser of the fourth embodiment is different from the first embodiment only in that the hot water tank is arranged directly below the cold water tank, and the components and their connection relation are the same as in the first embodiment.
- the fourth invention is characterized in that the cold water tank and the hot water tank are installed so that the center of gravity of the drinking water in the cold water tank is higher than the center of gravity of the drinking water in the hot water tank.
- the dispenser according to 1 to 3.
- the center of gravity is the point that becomes the center when a substance with mass is distributed, and is the point where the mass balances.
- “To be above” means that the altitude is high, and it is not necessarily right above, but may be diagonally above.
- the dispenser in the fourth invention can circulate hot water more efficiently by disposing the hot water tank below the cold water tank. That is, at the point of time when the heat sterilization process is started, there is a large difference in altitude between drinking water that has been warmed and lightened in the hot water tank and drinking water that has been cooled and heavy in the cold water tank. Begins.
- the fifth invention relates to a dispenser according to the first invention, which can automatically perform a heat sterilization process utilizing a convection phenomenon.
- the fifth invention is an automatic opening / closing operation that automatically opens and closes between a port connected to the cold water piping system and a port connected to the hot water piping system among the three ports of the three-way valve according to a predetermined condition.
- FIG. 12 is a hardware configuration diagram of the automatic switchgear according to the fifth embodiment.
- the automatic opening / closing device is connected to the three-way valve 1201, detects the open / closed state of the valve, and opens / closes the drive detection unit 1202, and supplies a power to the drive detection unit and controls the drive detection unit 1203 electronically.
- a command unit 1204 that gives a command to the control unit according to a predetermined condition, and a condition acquisition unit 1205 that acquires the predetermined condition.
- a servo motor is generally used for the drive detection unit.
- the command unit manages a CPU 1206 for performing various arithmetic processes, an external storage device 1207 such as a ROM for holding programs and data, a memory 1208 for temporarily storing and holding programs and data, and for managing time.
- the command unit also includes a communication interface 1210 for communicating with the control unit and the condition acquisition unit. These are connected to each other by a system bus 1211 which is a data communication path, and performs transmission / reception and processing of information.
- the program held in the external storage device is read into the memory as necessary, and the CPU executes various arithmetic processes by referring to the program in the memory.
- a program is a series of command statements for operating hardware including a CPU to perform various arithmetic processes and search processes.
- a plurality of addresses are assigned to each memory, and in the arithmetic processing of the CPU, it is possible to perform arithmetic processing using data by specifying the address and accessing the stored data. It has become.
- Such control using a servo mechanism including a drive detection unit, a control unit, and a command unit is widely known to those skilled in the art.
- Predetermined conditions refer to conditions for performing heat sterilization of the dispenser using the convection phenomenon, and relate to the time to open the valve and the time from opening to closing.
- the condition acquisition unit accepts input of these conditions.
- this is an input terminal composed of a small liquid crystal screen and several input buttons, and inputs time and the like while operating the buttons in accordance with a cursor moving on the liquid crystal screen.
- Such electronic components are widely applied in various home appliances and can be easily implemented by those skilled in the art.
- FIG. 13 is a flowchart showing the flow of the heat sterilization process performed by the automatic opening / closing device of the fifth embodiment.
- the valve is open means that, among the three ports of the three-way valve, water can pass between the port connected to the cold water piping system and the port connected to the hot water piping system. Good, otherwise it is closed.
- the condition acquisition unit acquires a predetermined condition including the heat sterilization processing start time and the processing time (step S1301).
- the headquarters records it in the external storage device (step S1302).
- the headquarters constantly monitors the arrival of the heat sterilization treatment start time by comparing the heat sterilization treatment start time read from the external storage device with the current time acquired from the timer (step S1303).
- the command unit instructs the control unit to open the three-neck valve when the heat sterilization processing start time arrives (step S1304).
- the control unit controls the drive detection unit to open the valve (step S1305).
- the command unit constantly monitors whether the time actually elapsed from the start of the heat sterilization process has reached the processing time read from the external storage device (step S1306).
- the command unit determines that the processing time has elapsed
- the command unit instructs the control unit to close the valve (step S1307).
- the control unit controls the drive detection unit to close the valve (step S1308).
- Example 5 when the three-neck valve is closed, the cooling by the cooler is automatically performed by a switch mounted on the three-neck valve shaft. The above procedure was not included in the above procedure.
- the sixth invention relates to a dispenser according to the second or third invention, which can automatically perform a heat sterilization process utilizing a convection phenomenon.
- the sixth invention relates to the dispenser according to claim 2 or 3, further comprising an automatic opening / closing device that automatically opens and closes the opening / closing valve according to a predetermined condition.
- the automatic opening / closing device of Example 6 is the same as that of Example 5.
- the object operated by the automatic opening / closing device of the sixth embodiment is not a three-way valve but an opening / closing valve. Since the hardware configuration of the automatic opening / closing device of the sixth embodiment and the execution procedure of the heat sterilization process are the same as those of the fifth embodiment, the description thereof is omitted.
- the seventh invention relates to a dispenser according to the first to third inventions, characterized in that hot water is forcibly circulated using a circulation pump instead of using a convection phenomenon.
- the seventh invention relates to the dispenser according to any one of claims 1 to 3, wherein a circulation pump is provided in the piping system.
- the “piping system” refers to the cold water piping system and the hot water piping system in the seventh invention subordinate to the second or third invention.
- the “circulation pump” is a pump for forcibly circulating drinking water during heat sterilization treatment with hot water.
- the circulation pump is started and stopped by a power switch.
- the power switch is mounted on the three-way valve in the seventh invention subordinate to the first invention, or on the on-off valve in the seventh invention subordinate to the second or third invention.
- the circulation pump may be started and stopped in accordance with the opening and closing of the valve.
- the installation location of the circulation pump is preferably in the circulation piping system. This is to prevent the circulation pump from interfering with the flow of drinking water when pouring out cold water or hot water.
- the circulation pump is attached to either the cold water piping system or the hot water piping system. Use a pump that does not become necessary.
- the dispenser of the seventh invention has a slightly more complicated structure than the dispenser of the first to third inventions, but can shorten the heat sterilization time by forced circulation of hot water.
- the eighth invention relates to the dispenser according to the fifth or sixth invention, wherein automatic heat sterilization is performed by forced circulation of hot water by a circulation pump.
- the eighth invention relates to the dispenser according to claim 5 or 6, wherein the piping system has a circulation pump, and the automatic opening / closing device controls the circulation pump.
- the control unit in the automatic switching device controls the drive detection unit and the circulation pump at the same time. That is, the valve is released and the circulation pump is started, and the valve is closed and the circulation pump is stopped.
- the dispenser of the eighth invention has a slightly more complicated structure than the dispenser of the fifth or sixth invention, but can shorten the heat sterilization time by forced circulation of hot water.
- the ninth invention relates to a heat sterilization method in which both valves are connected by piping in a dispenser having a cold water pouring valve and a hot water pouring valve.
- the ninth invention includes a water intake port for taking drinking water, a cold water extraction valve for extracting cooled drinking water, a hot water extraction valve for extracting heated drinking water, the intake port and the cold water injection.
- Drinking water between a cold water piping system which is a piping system through which drinking water passes between the outlet valve and a piping system having a cold water tank in the piping system
- the hot water outlet valve Is a piping system through which a dispenser having a hot water piping system, which is a piping system having a hot water tank equipped with a heating device in the piping system, the drinking water in the hot water tank being
- Dispenser heat sterilization method comprising the step, on.
- FIG. 14 is a route diagram of drinking water in the heat sterilization method of Example 9.
- the dispenser capable of being heat sterilized by the heat sterilization method in Example 9 is the same as the dispenser of Example 2 except that it does not have a circulation piping system and does not necessarily have a cooler. In other words, each has a dedicated dispensing valve for cold water dispensing and hot water dispensing. The structure of such a dispenser is very common.
- the mouth of the dispenser cold water dispensing valve 1401 and the mouth of the hot water dispensing valve 1402 are relayed by a detachable pipe 1403.
- FIG. 15 is a view of the vicinity of the water injection valve when the “removable pipe” is attached to the dispenser in Example 9 and the valve is released to circulate drinking water.
- the drinking water in the hot water tank is first warmed by the heating device. This step is started by a method such as connecting the power cord of the dispenser to an outlet or turning on the power switch of the dispenser.
- the cold water extraction valve 1501 and the hot water extraction valve 1502 are connected by piping.
- “Piping” is here a rubber hose 1503. As the rubber hose, it is preferable to select a rubber hose whose inner diameter is slightly smaller than the outer diameter of the water inlet so that drinking water does not leak from the connection portion.
- both the cold water pouring valve and the hot water pouring valve are opened.
- Many dispenser dispensing valves have a structure in which the valve is automatically closed by the force of a spring when the hand is removed from the irrigation handle after irrigation. In such a case, as shown in FIG. 15, it is preferable that the water filling handle 1504 is fixed with a rubber band 1505 so that it does not return to its original position. In the dispenser having a cooler, the efficiency of heat sterilization can be improved by stopping the operation of the cooler after the third step.
- the dispenser heat sterilization method according to the ninth aspect of the present invention can simply perform heat sterilization of the dispenser without using a special device only by using the above-mentioned familiar tools.
- it is an excellent heat sterilization method in that it can be heat sterilized including a cold water pouring valve that is always in contact with the outside air and easily propagates germs.
- the dispenser used for the test is as follows.
- the dispenser which was the subject of the heat sterilization method in Example 9 was used. That is, it is a dispenser having a dedicated dispensing valve for cold water dispensing and hot water dispensing.
- the number of general bacteria detected in cold water taken from the cold water outlet is 1500 or more.
- the water used is mineral water in a detachable drinking water container, and the number of bacteria in the drinking water in the drinking water container is not detected or is 30 or less.
- Dispensers shall be installed in a place similar to that of a general office or living room in a place not exposed to direct sunlight.
- the dispenser has a dedicated switch for cutting off the power supply of only the cooler.
- the specific test procedure is as follows. (1) Turn off the compressor and stop the production of cold water. At this time, the heating function of the hot water tank is left as it is. (2) Connect the hot water faucet and cold water faucet with a hose as in FIG. 15, and open each faucet so that hot water and cold water can circulate freely (start of hot water circulation sterilization). (3) After the start of hot water circulation sterilization, water is taken from the cold water tap at each time of 0 minutes, 15 minutes, 30 minutes, 45 minutes, 60 minutes, 90 minutes, 120 minutes, 150 minutes and 180 minutes, and the temperature is recorded. . (4) When 180 minutes have elapsed since the start of hot water circulation sterilization, close the open faucet, remove the hose, turn on the compressor, and return to normal use. (5) Perform the same test on two water servers A and B. (6) One milliliter of the drinking water collected in (3) was cultured on a standard agar medium at 35 ⁇ 1 ° C. for 48 hours, and the number of colonies was counted.
- the test results are shown below.
- the temperatures in the table are in degrees Celsius.
- the number of bacteria in the table represents the number of colonies of general bacteria measured in the procedure (6).
- the standard agar medium method does not exceed 100 per milliliter. The bacteria decreased to almost zero, and a sufficient bactericidal effect was confirmed. Inspection start date September 14, 2009
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Abstract
第一の発明は、冷やされた飲料水を供給するための冷水用配管系統と、暖められた飲料水を供給するための温水用配管系統を有するディスペンサであって、両配管系統が三つの口を有する弁である三口弁によりひとつの注水口に接続されたディスペンサに関する。当ディスペンサは、三口弁により冷水用配管系統と温水用配管系統とに通水させ、水の温度差による対流現象を利用して温水を両配管系統で循環させることにより殺菌処理を行うことを特徴とする。ディスペンサは、三口弁を追加的に用いるだけの非常にシンプルな構造により加熱殺菌の処理を可能にした。注出口を冷水温水兼用とすることにより、もっとも雑菌が繁殖しやすい冷水用注出口の加熱殺菌を可能としている。
Description
本発明は、飲用の温水及び冷水を供給するディスペンサを熱により殺菌する技術、に関する。
飲料水を供給するディスペンサは、飲料水を長期間供給したり又は供給を停止している時間が長くなると、ディスペンサ中で特にその配管系統中で飲料水が停滞したりして雑菌などが繁殖する可能性がある。そこで、ディスペンサの配管系統を熱により殺菌する装置を備えたディスペンサが提案されている(特許文献1)。
前記特許文献1のディスペンサは「熱により殺菌する装置」を備えることを特徴とする。その「熱により殺菌する装置」とは、必ずしも明確ではないが、例えば、前記文献における第一実施例では「ヒータによる加熱装置」とされる。「ヒータ」とは前記第一実施例の配管構成図から電熱線等であると思われるが、これが配管や冷水タンクに装着されてこれらを熱により殺菌する仕組みとなっている。
特許文献1が指摘するように、このヒータによる加熱殺菌は、特別な装置を使って殺菌剤や熱水をディスペンサに注入するやり方や、細菌濾過装置をディスペンサに設けるやり方よりは簡易な殺菌処理を可能にするものではある。しかしながら、ヒータを配管の周囲や冷水タンクに装着するのはそれ自体製作の費用と手間を要するものである。
上記第一実施例では冷水の注水口にヒータが装着されていない。ディスペンサの利用者からすれば冷水の注水口が加熱されることは通常想定しにくいことから、この部分をヒータにより加熱すると火傷の事故につながりかねないことが理由と思われる。しかしながら、冷水の注水口は注水を行わないときにはバルブから注水口の先端までの管の内壁全体が外気に常時さらされていることから最も雑菌が繁殖しやすく、この部分の殺菌を行わないことには大きな問題がある。
前記文献は、「熱により殺菌する装置」のもう一つの例として、電磁弁により開閉のできる配管系統を冷水用配管系統と温水用配管系統の間に設けたうえで温水タンク内の温水を循環ポンプにより冷水タンクを含んだ冷水用配管系統にも循環させて殺菌処理を行う装置を、第二実施例において説明している。
前記第二実施例においても注水口そのものをその循環経路に含めることは困難であり、第一実施例の場合と同様に外気に曝されて雑菌の繁殖しやすい注水口を殺菌できないことには大きな問題がある。
請求項1に記載の発明は、飲料水を取水する取水口と、三つの口を有し、三つの口のなかから任意の二を選んでその間に飲用水を通過させる三口弁と、前記三口弁の三つの口の一に接続され、飲料水を注出する注水口と、前記取水口と前記三口弁の残る二の口のうち一との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に冷却機を備えた冷水タンクを有する配管系統である冷水用配管系統と、前記取水口と前記三口弁の残る一の口との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に加熱装置を備えた温水タンクを有する配管系統である温水用配管系統とを有するディスペンサ、に関する。
請求項2に記載の発明は、飲料水を取水する取水口と、冷やした飲料水を注出する冷水注出バルブと、加熱した飲料水を注出する温水注出バルブと、前記取水口と前記冷水注出バルブとの間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に冷却機を備えた冷水タンクを有する配管系統である冷水用配管系統と、前記取水口と前記温水注出バルブとの間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に加熱装置を備えた温水タンクを有する配管系統である温水用配管系統と、前記冷水用配管系統の前記冷水注出バルブ側終端と、前記温水用配管系統の前記温水注出バルブ側終端との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に通水の開閉を行うための開閉弁を有する循環用配管系統とを有するディスペンサ、に関する。
請求項3に記載の発明は、飲料水を取水する取水口と、二つの取入口を有し、二つの取入口のなかから一を選んで飲用水を取水して注ぎ口から注水する選択式注出バルブと、前記取水口と前記選択式注出バルブの二つの取入口の一との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に冷却機を備えた冷水タンクを有する配管系統である冷水用配管系統と、前記取水口と前記選択式注出バルブの残る取入口との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に加熱装置を備えた温水タンクを有する配管系統である温水用配管系統と、前記冷水用配管系統の前記選択式注出バルブ側終端と、前記温水用配管系統の前記選択式注出バルブ側終端との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に通水の開閉を行うための開閉弁を有する循環用配管系統とを有するディスペンサ、に関する。
請求項4に記載の発明は、上記冷水タンク中の飲料水の重心が上記温水タンク中の飲料水の重心よりも上になるように上記冷水タンク及び上記温水タンクが設置されることを特徴とする請求項1ないし3に記載のディスペンサ、に関する。
請求項5に記載の発明は、上記三口弁の三つの口のうち、冷水用配管系統に接続された口と温水用配管系統に接続された口の間における開閉を所定の条件に従って自動的に行う自動開閉装置を有することを特徴とする請求項1に記載のディスペンサ、に関する。
請求項6に記載の発明は、上記開閉弁の開閉を所定の条件に従って自動的に行う自動開閉装置を有することを特徴とする請求項2または3に記載のディスペンサ、に関する。
請求項7に記載の発明は、配管系統中に循環ポンプを有することを特徴とする請求項1ないし3に記載のディスペンサ、に関する。
請求項8に記載の発明は、配管系統中に循環ポンプを有し、前記自動開閉装置は循環ポンプの制御をおこなうことを特徴とする請求項5または6に記載のディスペンサ、に関する。
請求項9に記載の発明は、飲料水を取水する取水口と、冷やした飲料水を注出する冷水注出バルブと、加熱した飲料水を注出する温水注出バルブと、前記取水口と前記冷水注出バルブとの間において飲料水が通過する配管系統であってその配管系統中に冷水タンクを有する配管系統である冷水用配管系統と、前記取水口と前記温水注出バルブとの間において飲料水が通過する配管系統であってその配管系統中に加熱装置を備えた温水タンクを有する配管系統である温水用配管系統とを有するディスペンサを加熱殺菌する方法であって、温水タンク内の飲料水を加熱装置により温める第一ステップと、前記冷水注出バルブと前記温水注出バルブとを配管で接続する第二ステップと、前記冷水注出バルブ及び前記温水注出バルブの両バルブを開放する第三ステップからなるディスペンサ加熱殺菌方法、に関する。
本願の発明は、三口弁や開閉弁を追加的に用いるだけの非常にシンプルな構造により加熱殺菌の処理を可能にした。しかも、注出口を冷水温水兼用とすることにより、もっとも雑菌が繁殖しやすい冷水用注出口の加熱殺菌を可能とした。
以下に、請求項1に記載の第一の発明を、実施例1を用いて説明する。
第一の発明は、冷やされた飲料水を供給するための冷水用配管系統と、暖められた飲料水を供給するための温水用配管系統を有するディスペンサであって、両配管系統が三つの口を有する弁である三口弁によりひとつの注水口に接続されたディスペンサに関する。当ディスペンサは、三口弁により冷水用配管系統と温水用配管系統との間に飲料水を通水させ、水の温度差による対流現象を利用して温水を両配管系統内で循環させることにより殺菌処理を行うことを特徴とする。
図1は、実施例1のディスペンサにより利用者が冷やされた飲料水を注出する場合の飲料水の経路を表す経路図である。
まず、図1を用いて実施例1のディスペンサの構造を説明する。実施例1のディスペンサは、取水口0101、冷水用配管系統0102、温水用配管系統0103、三口弁0104及び注水口0105を有する。冷水用配管系統は、配管系統中に冷水タンク0106を有し、冷水タンクは冷却機0107を備える。温水用配管系統は、配管系統中に温水タンク0108を有し、温水タンクは加熱装置0109を有する。ディスペンサの取水口には飲料水容器0110が接続されている。
飲料水容器のなかの飲料水は取水口より冷水用配管系統に流入する。飲料水は冷水タンクの中に貯蔵され、その間冷却機により冷却される。冷やされた飲料水(以下、「冷水」という)は冷水用配管系統から三口弁を経由して注水口に流れ、冷水0111がコップ0112内に注出される。三口弁は三つの口を有し、それらのうち任意の二つを任意に選択して通水することのできるものであるが、ここでは、冷水用配管系統を接続された口と注水口を接続された口とが選択されている。
図2は、実施例1のディスペンサにより利用者が温められた飲料水を注出する場合の飲料水の経路を表す経路図である。飲料水容器0201のなかの飲料水は取水口0202より温水用配管系統0203に流入する。飲料水は温水タンク0204の中に貯蔵され、その間加熱装置0205により加熱される。温められた飲料水(以下、「温水」という)は温水用配管系統から三口弁0206を経由して注水口0207に流れ、温水0208がカップ0209内に注出される。ここでは、三口弁の三つの口のうち温水用配管系統を接続された口と注水口を接続された口とが選択されている。
図3は、実施例1のディスペンサにおいて対流現象により温水を循環させてその配管系統を加熱殺菌する場合の飲料水の循環経路を表す循環経路図である。三口弁0301において冷水用配管系統0302を接続された口と温水用配管系統0303を接続された口とが選択されている。この場合、温水タンク0304内の温水は熱膨張により冷水タンク0305内の冷水よりも比重が軽くなっている。比重の軽い温水は上昇し、一方で比重の重い冷水は下降することにより、配管系統内で飲料水の循環が始まる。これを対流現象という。温水タンク内の温水は温水タンク上部の温水用配管系統0306を経由して取水口0307へ達し、さらに冷水タンク上部の冷水用配管系統0308を経由して冷水タンク内へ流入する。一方、冷水タンク内の冷水は冷水タンク下部の冷水用配管系統を経由して三口弁に達し、さらに温水タンク下部の温水用配管系統を経由して温水タンク内へ流入する。このような対流現象による温水の循環により、冷水用配管系統を含めた全配管系統が加熱殺菌処理されることとなる。尚、注水口0309は対流現象による循環経路には含まれていないが、温水を注水する場合に常に加熱殺菌処理を受けているため雑菌が繁殖する危険は少ない。
図4は、実施例1のディスペンサにおいて飲料水の注出も対流現象を使った加熱殺菌も行われていない場合の飲料水の経路図である。ここでは、三口弁0401の三つの口がいずれも選択されておらず、飲料水の注出も飲料水の循環もない状態にある。
以下において、第一の発明の各構成要件について詳しく説明する。
第一の発明は、飲料水を取水する取水口と、三つの口を有し、三つの口のなかから任意の二を選んでその間に飲用水を通過させる三口弁と、前記三口弁の三つの口の一に接続され、飲料水を注出する注水口と、前記取水口と前記三口弁の残る二の口のうち一との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に冷却機を備えた冷水タンクを有する配管系統である冷水用配管系統と、前記取水口と前記三口弁の残る一の口との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に加熱装置を備えた温水タンクを有する配管系統である温水用配管系統とを有するディスペンサ、に関する。
「ディスペンサ」とは、広くは液体を精度よく定量供給する液体定量吐出装置をいうが、ここではそのような装置のうち特に飲料水を供給する装置をいう。
「飲料水」とは、飲用に供する水をいう。典型的には地下水を原水とし容器に詰められたミネラルウォーターを指すが、地下水を原水としないものや、水道により供給される水を含む。
飲料水の供給元は、典型的には飲料水が詰められた樹脂製の飲料水容器である。そのような飲料水容器は、内部の飲料水を使い切ったときに容易に取り換えられるようにディスペンサ最上部に着脱可能に接続されることが多い。飲料水の供給元は水道でもよい。
「飲料水を取水する取水口」は、飲料水の供給元からディスペンサ内に飲料水を取り込むための取り入れ口である。飲料水の供給元が飲料水容器である場合には、飲料水容器とディスペンサの接合部が取水口となる。典型的な飲料水容器においては飲料水容器の口を下にして重力により内部の飲料水を注出させるが、通常このような飲料水容器はただひとつの口しかもたず、かつ容器が硬質の樹脂でできていてその形状が変わらないために、取出口から空気が内部に入らないと飲料水が出てこない。多くのディスペンサでは逆にこの仕組みを利用して使った分だけ飲料水容器から補充される仕組みとなっている。
図5は、そのようなディスペンサにおける取水口周辺の断面構造図である。飲料水0501を詰めた飲料水容器0502がディスペンサ本体0503上部に設置されている。図には示していないが、飲料水容器の口は飲料水容器を逆さにしてディスペンサに設置する際に水がこぼれ出さないような弁を備え、飲料水容器をディスペンサに設置すると同時にその弁が自動的に開かれるしくみのものが多い。図のように飲料水容器は取水口0504とのあいだに若干の隙間をおいて設置される。取水口は皿状の形をしており、周辺部には飲料水がこぼれないように縁があり、縁の高さは飲料水容器の口よりも高くなっている。図の斜線部分は飲料水を示している。飲料水容器の口が取水口にたまった飲料水内部に没しており、外気は飲料水容器内部へ侵入することができない。そのため飲料水は飲料水容器内部に留まり落ちてくることができない。飲料水が注水口から注出され、取水口に溜まった飲料水が冷水用配管系統0505または温水用配管系統0506に流れ出すと取水口上の飲料水の水面が低下する。水面の低下により飲料水容器の口が外気に触れると外気が飲料水容器内部に侵入し、飲料水容器の口が取水口上の飲料水の水面内に没するまで飲料水容器から飲料水が落下する。このように取水口と飲料水の供給元の接合部は必ずしも物理的につながっているわけではない。
図5の取水口を使ったディスペンサにおいて対流現象を利用して温水を循環させるときには、温水は温水用配管系統から取水口に流入し、皿状の取水口内部を移動した後に冷水用配管系統に流出することになる。図5では飲料水容器内部の飲料水は取水口内部の飲料水につながっている。これは飲料水容器内部の水の重量による水圧を飲料水の注出に利用するためである。このため循環する温水の一部は飲料水容器内部に侵入することがある。温水の侵入を防いで加熱殺菌の効率を高めるためには、加熱殺菌処理の間飲料水容器の口に蓋をする弁を設けたり、あるいは取水口において温水用配管系統を接続する場所と冷水用配管系統を接続されている場所を近くにし、逆にこれらと飲料水容器の口は離したりする方法が考えられる。
飲料水の供給元が水道の場合においては温水用配管系統及び冷水用配管系統が水道管に直接接続された部分が取水口となる。飲料水の供給元が柔らかい樹脂でできた飲料水容器の場合には取水口は直接接続されることもあるし、図5と同様に隙間を開けて接続されることもある。
「三口弁」は、「三つの口を有し、三つの口のなかから任意の二を選んでその間に飲用水を通過させる」ことのできる弁である。三口弁の機能については既に図1から4を用いて説明した。図1から3の形態が「三つの口のなかから任意の二を選んでその間に飲用水を通過させる」場合に該当する。「三つの口を有し、三つの口のなかから任意の二を選んでその間に飲用水を通過させる」とは、図4のように三つの口のいずれの間でも通水のない形態での使用を排除する趣旨ではない。以下に、三口弁の二つの例を説明する。
図6は、実施例1のディスペンサにおける第一の三口弁の構造図である。第一の三口弁は外部が円柱形でその内部が球状にくり抜かれた本体0601の内部に回転可能なボール0602を有する。下図は円柱の底面を下にした本体を側面からみた図で、上図は下図の一点破線における断面図である。本体には、内部のボール中心点を含む本体円柱底面と水平な平面上でその中心が相互に120度の角度をもつような三つの穴が開けられている。一方ボール表面にも前記同一平面上で120度の角度をもつような二つの穴が開けられ、それらは相互に通水腔0603でつながっている。また、ボール上部には前記平面と垂直方向に軸0604が装着されており、この軸を回転させると内部のボールも回転する仕組みとなっている。軸の先端には取っ手0605が装着されている。ボールと本体とが接する球面は飲料水が漏れ出さないように密着している。
図6では、冷水用配管系統が接続された口0606と注水口が接続された口0607とが通水腔でつながっており、冷水が注水口から注ぎ出される。この状態から軸を時計回りに60度回転させると三つの口はボールの外面により塞がれ飲料水の流れは止まる。ディスペンサから飲料水を注出せず、加熱殺菌も行わない時にはボールの通水腔をこの位置に保持する(以下、飲料水の流れを止めたこの位置をディスペンサを使わないときの通常位置という意味で「基準位置」と呼ぶ)。そしてボールの軸を基準位置から時計回りにさらに60度回転させると今度は注水口が接続された口と温水用配管系統が接続された口0608とが通水腔によりつながれ温水が注水口から注ぎだされる。また、ボールの軸を基準位置から時計回りあるいは反時計回りに180度回転させると冷水用配管系統が接続された口と温水用配管系統が接続された口とがつながれ飲料水の循環が始まる。
図7は、実施例1のディスペンサの第二の三口弁の構造図である。第一の三口弁は加熱殺菌処理を始める場合に、ボールの軸を基準位置から時計回り又は反時計回りに180度回転させる必要がある。その途中60度回転させたところで注水口に接続された口と冷水用配管系統または温水用配管系統が接続された口とが接続され、注水口から水が不必要に漏れ出てしまう。第二の三口弁はこれを改善したものである。
第二の三口弁は、シリンダ状本体0701と、ピストン状弁0702と、軸0703と取っ手0704とからなる。シリンダ状本体は、円柱形の外形を有する。シリンダ状本体の円柱側面には円柱底面と平行な同一平面上で相互に120度の角度をもつ三つの口が設けられる。図7の下図は円柱の中心線と注水口に接続された口の中心点を含む平面における第二の三口弁の縦断面図である。図7の上図は下図で一点破線で示された円柱底面と平行な平面における第二の三口弁の横断面図である。シリンダ状本体は内部に円柱形の空洞を有し、空洞には同じく円柱形のピストン状弁が収納される。ピストン状弁の円柱側面外壁はシリンダ状本体内部の空洞内壁と密着しており水はその密着面に侵入できない。ピストン状弁の円柱の高さはシリンダ状本体内部の空洞の高さよりも低くなっており、ピストン状弁は上下に移動することができる。ピストン状弁が上下に移動する際に内部の空気が邪魔にならないようにシリンダ状本体の天井部と床部には空気穴0705が設けられる。ピストン状弁は、シリンダ状本体内の空洞最下部に配置した状態において、シリンダ状本体に設けられた三つの口のうち二を選んで通水できるように円柱中心線から120度の角度を持つ二つの穴で接続された第一の通水腔0706を有する。また、ピストン状弁は、シリンダ状本体内の空洞最上部に配置した状態において、シリンダ状本体に設けられた冷水用配管系統を接続された口と温水用配管系統を接続された口の間で通水できるように円柱中心線から120度の角度を持つ二つの穴で接続された第二の通水腔0707を有する。上図にあるとおり、ふたつの通水腔は平面図において円柱の中心を中心とした点対称の位置に形成される。なお、ふたつの通水腔は連絡腔0710でピストン状弁内部において相互に接続されている。これは、長期にわたって加熱殺菌処理を行わない場合に第二の通水腔に滞留した飲料水に雑菌が繁殖することを防ぐためである。
ピストン状弁の上部には円柱の中心線上に軸が固定され軸はシリンダ状本体天井部中心に開けられた穴を通して外部に突出している。軸先端部には取っ手が固定されている。取っ手を時計回りまたは反時計回りに回転させることによりピストン状弁はシリンダ状本体内部で回転することができる。また、取っ手を上下に動かすことでピストン状弁はシリンダ状本体内部で上下に移動する。
図7におけるピストン状弁の位置を第二の三口弁における「基準位置」とする。基準位置から軸を時計回りまたは反時計回りに60度回転させると、冷水または温水を注出することができる。また、基準位置から軸は回転させないでピストン状弁を上に持ち上げると飲料水を循環させることができる。シリンダ状本体内壁には爪0708が取り付けられ、ピストン状弁外壁にはそれに合わせて縦に溝0709がほられている。この爪と溝により軸は基準位置と異なる角度の状態では上に持ち上がらない造りとなっている。図8は、第二の三口弁において取っ手が引き上げられたときの状態図である。ピストン状弁0801が持ち上げられて冷水用配管系統に接続された口と温水用配管系統に接続された口(断面図のため図には表れていない)とが第二の通水腔0802により接続されている状態を表している。この状態で飲料水はディスペンサ内部において循環を始める。なお、シリンダ状本体の空洞内壁に設けられた爪0803がピストン状弁に掘られた溝0804に納まっている。
図6から図8を用いて説明した二つの三口弁は図1ないし図4で説明した三口弁の機能を実現するための手段の例にすぎない。本発明の核心は、三つの口から任意の一を選択して飲料水を通過させる機能を持った三口弁をディスペンサに応用することで対流現象という自然法則を利用した簡易な加熱殺菌が可能となることを見出した点にある。したがって、上記のような三口弁の機能がどのような構造で実現されるかは本質的な問題ではないし、上記と同様な三口弁の機能を前記の例と異なった構造にて実現することは当業者にとって容易なことである。したがって、上記機能を有する弁であれば全て本発明の三口弁としてよい。
「注水口」は、「前記三口弁の三つの口の一に接続され、飲料水を注出する。」注水口は単に三口弁の一の口から出てくる飲料水を注ぎ出すにすぎないものであるから、短い管程度のものでも十分であり、三口弁と一体的に構成されていても構わない。
「冷水用配管系統」は、「前記取水口と前記三口弁の残る二の口のうち一との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に冷却機を備えた冷水タンクを有する配管系統である。」
冷水用配管系統は既に図1をもって説明した通り、その一方の端が取水口に接続され、他方の端が三口弁のひとつの口に接続されている。そして、温水用配管系統は同様にその一方の端が取水口に接続され、他方が三口弁のもうひとつの口に接続されている。したがって、冷水用配管系統は一方の端において取水口を介して飲料水の供給元の他に温水用配管系統とも接続されているのであり、また、他方の端において三口弁を介して注水口の他に温水用配管系統とも接続されている。つまり、冷水用配管系統と温水用配管系統は取水口及び三口弁を介して環状に接続されている。そして、対流現象を利用した加熱殺菌処理はこのような環状構造の配管系統を利用して行われる。
「冷水タンク」は冷水を貯蔵する容器である。図1ないし図4の冷水タンクは密閉され、その上部と下部に配管が接続されている。しかし、冷水タンクは必ずしも密閉されている必要はない。蓋のない鍋のように上部が開口したものであってもよい。すなわち、取水口において利用したものと同じ原理を利用して飲料水が必要以上に落下してこない構成にすれば、冷水タンクから飲料水が溢れ出ることはない。また、そのような構成をとっても飲料水を循環させるための妨げとはならない。これは、「温水用配管系統」の有する「温水タンク」においても同様である。
冷水用配管系統は、「その配管系統中に」冷水タンクを有するが、冷水タンクと取水口の間あるいは冷水タンクと三口弁の間に配管がある必要はない。冷水タンクと取水口が直接接続されていてもよいし、冷水タンクと三口弁が直接接続されていてもよい。これは、温水用配管系統の温水タンクにおいても同様である。
「冷却機」は飲料水を冷却するための装置である。典型的な冷却機は、コンプレッサにより圧縮された冷媒を放熱器に送り出し、放熱器内にて放熱させた後にエクスパンジョンバルブにて減圧し、気化器にて周囲から蒸発熱を奪い冷却するというものである。放熱器はディスペンサ本体裏側に外気に触れる形で取り付け、細い管状の気化器を冷水タンク周囲に巻きつけることにより冷水タンクでの飲料水冷却が実現される。しかし、本発明の本質からすれば冷却機の一部又は全部が冷水タンクと構造上一体となっていることを求めるものではなく、例えば、冷水タンク外に設置された冷却装置において冷却した飲料水を冷水タンクに貯蔵するような構成も「冷却機を備えた冷水タンク」に含まれるものとする。
冷却機は冷却機能のオンオフが可能な電源スイッチを備えたものがよい。すなわち、対流現象を利用した加熱殺菌を行う場合には配管系統全体を必要十分に加熱するためその間は冷却機を手動または自動により停止させるのが望ましい。冷却機の電源スイッチを操作する最適例としては、上記三口弁の軸にスイッチを装着し、温水が配管系統内で循環するように弁が操作されたときに上記電源スイッチがオフとなるようにすればよい。
「温水用配管系統」は、「前記取水口と前記三口弁の残る一の口との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に加熱装置を備えた温水タンクを有する配管系統である。」
「温水タンク」は温水を貯蔵する容器である。
「加熱装置」は温水タンクに設置され、温水タンク内の飲料水を加熱する。典型的には、温水タンクの外周に電熱線を巻き、電熱線に電気を流すことにより実現される。この場合も、冷水タンクにおける冷却機同様に、加熱装置の一部又は全部と温水タンクが構造上一体となっていることを求めるものではなく、「加熱装置を備えた温水タンク」には、温水タンクとは離れた場所に設置された加熱装置で暖められた温水を温水タンクで貯蔵する場合も含むものとする。
図1ないし図4において温水タンクと冷水タンクとは同じ高さに描かれているが、同じ高さであることに限定する趣旨ではない。
実施例1のディスペンサは以上のように、三口弁の操作のみで簡単に配管系統の加熱殺菌を行うことができる。前記文献1のディスペンサにおいては、電熱線等のヒータを配管周囲に装着したり、冷水タンクに冷却装置の他にヒータをさらに設置したり、温水を循環させるための循環ポンプを備えた新たな配管系統を設けたりする必要があった。これらは、ディスペンサの通常の機能を発揮するには不要のものであって製造や保守を行うに当たって大きな負担となるものである。これに対し、実施例1のディスペンサは、三口弁を追加的に用いるだけの非常にシンプルな構造により加熱殺菌の処理を可能にした。しかも、注出口を冷水温水兼用とすることにより、もっとも雑菌が繁殖しやすい冷水用注出口の加熱殺菌を可能としている。このように、実施例1のディスペンサは構造がシンプルで製造・保守の負担が少なく、かつ、注水口を含めたすべての部分をもれなく加熱殺菌することが可能なディスペンサである。
以下に、請求項1に記載の第二の発明を、実施例2を用いて説明する。
第二の発明は、水の温度差による対流現象を利用して温水を循環させることにより配管系統の殺菌処理を行うことを特徴とするディスペンサであって、冷水用、温水用にそれぞれ専用の注出バルブを有し、また弁を開いて温水を循環させるための新たな配管系統を有することをもう一つの特徴とするディスペンサ、に関する。
図9は、実施例2におけるディスペンサの構造を表す概略図である。実施例2のディスペンサは、取水口0901、冷水注出バルブ0902、温水注出バルブ0903、冷水用配管系統0904、温水用配管系統0905及び循環用配管系統0906を有する。冷水用配管系統は冷水タンク0907を有し、冷水タンクには冷却機0908が備えられる。また、温水用配管系統は温水タンク0909を有し、温水タンクには加熱装置0910が備えられる。循環用配管系統は開閉弁0911を有する。取水口には飲料水容器0912が接続される。
図9を用いて実施例2のディスペンサにおいて飲料水が流れる経路を説明する。開閉弁は加熱殺菌処理を行わないときには閉じられている。利用者が冷水を注出するときには冷水注出バルブを開く。飲料水容器内部の飲料水は取水口、そして冷水用配管経路を介して冷水タンクに流入し貯蔵される。冷水タンク内で冷却された飲料水は冷水タンク下部の冷水用配管系統を通って冷水注出バルブから注出される。利用者が温水を注出するときには温水注出バルブを開く。飲料水容器内部の飲料水は取水口、そして温水用配管経路を介して温水タンクに流入し貯蔵される。温水タンク内で加熱された飲料水は温水タンク下部の温水用配管系統を通って温水注出バルブから注出される。
対流現象を利用した加熱殺菌処理を行うときには、循環用配管系統中の開閉弁を開く。この間、冷水用注出バルブと温水用注出バルブは閉じられている。温水タンク内の温水は温水タンク上部の温水用配管系統を通って取水口に達し、さらに冷水タンク上部の冷水用配管系統を通って冷水タンクに流入する。一方冷水タンク内の冷水は冷水タンク下部の冷水用配管系統、開閉弁左側の循環用配管系統、開閉弁、開閉弁右側の循環用配管系統、温水タンク下部の温水用配管系統を順次流れて温水タンクに達する。
以下において、第二の発明の各構成要件について詳しく説明する。
第二の発明は、飲料水を取水する取水口と、冷やした飲料水を注出する冷水注出バルブと、加熱した飲料水を注出する温水注出バルブと、前記取水口と前記冷水注出バルブとの間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に冷却機を備えた冷水タンクを有する配管系統である冷水用配管系統と、前記取水口と前記温水注出バルブとの間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に加熱装置を備えた温水タンクを有する配管系統である温水用配管系統と、前記冷水用配管系統の前記冷水注出バルブ側終端と、前記温水用配管系統の前記温水注出バルブ側終端との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に通水の開閉を行うための開閉弁を有する循環用配管系統とを有するディスペンサ、に関する。
「取水口」は第一の発明におけるそれと同様である。
「冷水注出バルブ」は開閉を行うバルブを備えた冷水を注出するための注水口である。
「温水注出バルブ」は開閉を行うバルブを備えた温水を注出するための注水口である。
「冷水用配管系統」は実施例1のそれと異なり、一方が三口弁ではなく冷水用注出バルブに接続され、さらに、冷水用注出バルブ接続部近辺において循環用配管系統にも接続されている。それ以外の点は、実施例1の冷水用配管系統と同様である。
「温水用配管系統」は実施例1のそれと異なり、一方が三口弁ではなく温水用注出バルブに接続され、さらに、温水用注出バルブ接続部近辺において循環用配管系統にも接続されている。それ以外の点は、実施例1の温水用配管系統と同様である。
「循環用配管系統」は、「前記冷水用配管系統の前記冷水注出バルブ側終端と、前記温水用配管系統の前記温水注出バルブ側終端との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に通水の開閉を行うための開閉弁を有する。」循環用配管系統はその一方の端が冷水用配管系統と冷水注出バルブ近辺において接続され、他方の端が温水用配管系統と温水注出バルブ近辺において接続されている。それら接続部はなるべく注出バルブに近いことが望ましい。対流現象で温水が循環するときに温水が届かない場所をなるべく少なくするためである。
「開閉弁」は通水の開閉を行う弁である。開閉は手動により行うものでもよいし、電磁力を利用した電磁弁であってもよい。
図9において温水タンクと冷水タンクとは同じ高さに描かれているが、同じ高さであることに限定する趣旨ではない。
実施例2のディスペンサは以上のように、開閉弁の操作のみで簡単に配管系統の加熱殺菌を行うことができる。前記文献1のディスペンサにおいては、電熱線等のヒータを配管周囲に装着したり、冷水タンクに冷却装置の他にヒータをさらに設置したり、温水を循環させるための循環ポンプを備えた配管系統を設けたりする必要があった。これらは、ディスペンサの通常の機能を発揮するには不要のものであって製造や保守を行うに当たって大きな負担となるものである。これに対し、実施例2のディスペンサは、開閉弁を備えた配管系統を追加的に用いるだけのシンプルな構造により加熱殺菌の処理を可能にした。
以下に、請求項3に記載の第三の発明を、実施例3を用いて説明する。
第三の発明は、水の温度差による対流現象を利用して温水を循環させることにより配管系統の殺菌処理を行うことを特徴とするディスペンサであって、ひとつの選択式注出バルブと、弁を開いて温水を循環させるための新たな配管系統とを有することをもう一つの特徴とするディスペンサ、に関する。
図10は、実施例3におけるディスペンサの構造の概略図である。実施例3のディスペンサは、取水口1001、選択式注出バルブ1002、冷水用配管系統1003、温水用配管系統1004及び循環用配管系統1005を有する。冷水用配管系統は冷水タンク1006を有し、冷水タンクには冷却機1007が備えられる。また、温水用配管系統は温水タンク1008を有し、温水タンクには加熱装置1009が備えられる。循環用配管系統は開閉弁1010を有する。取水口には飲料水容器1011が接続される。
図10を用いて実施例3のディスペンサにおいて飲料水が流れる経路を説明する。開閉弁は加熱殺菌処理を行わないときには閉じられている。利用者が冷水を注出するときには選択式注出バルブで冷水用配管系統側の弁を開く。飲料水容器内部の飲料水は取水口、そして冷水用配管経路を介して冷水タンクに流入し貯蔵される。冷水タンク内で冷却された飲料水は冷水タンク下部の冷水用配管系統を通って選択式注出バルブから注出される。利用者が温水を注出するときには選択式注出バルブで温水用配管系統側の弁を開く。飲料水容器内部の飲料水は取水口、そして温水用配管経路を介して温水タンクに流入し貯蔵される。温水タンク内で加熱された飲料水は温水タンク下部の温水用配管系統を通って選択式注出バルブから注出される。
対流現象を利用した加熱殺菌処理を行うときには、循環用配管系統中の開閉弁を開く。この間、選択式注出バルブは閉じられている。温水タンク内の温水は温水タンク上部の温水用配管系統を通って取水口に達し、さらに冷水タンク上部の冷水用配管系統を通って冷水タンクに流入する。一方冷水タンク内の冷水は冷水タンク下部の冷水用配管系統、開閉弁左側の循環用配管系統、開閉弁、開閉弁右側の循環用配管系統、温水タンク下部の温水用配管系統を順次流れて温水タンクに達する。
以下において、第三の発明の各構成要件について詳しく説明する。
第三の発明は、飲料水を取水する取水口と、二つの取入口を有し、二つの取入口のなかから一を選んで飲用水を取水して注ぎ口から注水する選択式注出バルブと、前記取水口と前記選択式注出バルブの二つの取入口の一との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に冷却機を備えた冷水タンクを有する配管系統である冷水用配管系統と、前記取水口と前記選択式注出バルブの残る取入口との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に加熱装置を備えた温水タンクを有する配管系統である温水用配管系統と、前記冷水用配管系統の前記選択式注出バルブ側終端と、前記温水用配管系統の前記選択式注出バルブ側終端との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に通水の開閉を行うための開閉弁を有する循環用配管系統とを有するディスペンサ、に関する。
「取水口」は第一の発明におけるそれと同様である。
「選択式注出バルブ」は「二つの取入口を有し、二つの取入口のなかから一を選んで飲用水を取水して注ぎ口から注水する。」このようなバルブは冷水と温水を選択的に注出する水道栓として広く普及しているものである。
「冷水用配管系統」は実施例1のそれと異なり、一方が三口弁ではなく選択式注出バルブに接続され、さらに、選択式注出バルブ接続部近辺において循環用配管系統にも接続されている。それ以外の点は、実施例1の冷水用配管系統と同様である。
「温水用配管系統」は実施例1のそれと異なり、一方が三口弁ではなく選択式注出バルブに接続され、さらに、選択式注出バルブ接続部近辺において循環用配管系統にも接続されている。それ以外の点は、実施例1の温水用配管系統と同様である。
「循環用配管系統」は、「前記冷水用配管系統の前記選択式注出バルブ側終端と、前記温水用配管系統の前記選択式注出バルブ側終端との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に通水の開閉を行うための開閉弁を有する。」循環用配管系統はその一方の端が冷水用配管系統と選択式注出バルブ近辺において接続され、他方の端が温水用配管系統と選択式注出バルブ近辺において接続されている。それら接続部はなるべく選択式注出バルブに近いことが望ましい。対流現象で温水が循環するときに温水が届かない場所をなるべく少なくするためである。
「開閉弁」は実施例2の開閉弁と同様である。なお、上記選択式注出バルブと本開閉弁は一体として形成されていても構わない。その場合、一体として形成されたものの内部において選択式注出バルブと開閉弁を接続する通路については、冷水用配管系統または温水用配管系統の一部とみなすこととする。
図10において温水タンクと冷水タンクとは同じ高さに描かれているが、同じ高さであることに限定する趣旨ではない。
実施例3のディスペンサは以上のように、開閉弁の操作のみで簡単に配管系統の加熱殺菌を行うことができる。実施例3のディスペンサは、循環用配管系統を追加的に用いるだけの非常にシンプルな構造により加熱殺菌の処理を可能にした。実施例3のディスペンサは、製造においても保守においても負担が軽微なディスペンサである。しかも、注出口を冷水温水兼用とすることにより、もっとも雑菌が繁殖しやすい冷水用注出口の加熱殺菌を可能としている。
以下に、請求項4に記載の第四の発明を、実施例4を用いて説明する。第四の発明は、第一ないし第三の三つの発明をその上位の発明とするが、実施例4はそのうち第一の発明を上位とする第四の発明に関する。
第四の発明は、第一ないし第三の発明の一の発明に係るディスペンサであって、温水タンクを冷水タンクよりも下に配置させることにより対流現象を利用した加熱殺菌処理をさらに効率的に実施可能なディスペンサ、に関する。
図11は、実施例4のディスペンサの構成を表す概略図である。実施例4のディスペンサにおける温水タンクは冷水タンクの真下に配置されている点のみが実施例1と異なり、構成要素とそれらの接続関係は実施例1と同様である。
第四の発明において新たに加えられた構成要件について説明する。
第四の発明は、上記冷水タンク中の飲料水の重心が上記温水タンク中の飲料水の重心よりも上になるように上記冷水タンク及び上記温水タンクが設置されることを特徴とする請求項1ないし3に記載のディスペンサ、に関する。
「重心」とは、質量のある物質が分布しているときの中心となる点でありそれら質量が釣り合う点である。
「上になる」とは、高度が高くなることをいい、必ずしも真上である必要はなく、斜め上であってもよい。
第四の発明におけるディスペンサは温水タンクを冷水タンクの下に配置することによりさらに効率よく温水を循環させることができる。すなわち、加熱殺菌処理が始まる時点においては温水タンク内で温められて軽くなった飲料水と冷水タンク内で冷やされて重くなった飲料水の高度差が大きいために、飲料水の循環が速やかに始まる。
以下に、請求項5に記載の第五の発明を、実施例5を用いて説明する。
第五の発明は、第一の発明のディスペンサであって、対流現象を利用した加熱殺菌処理を自動的に行うことのできるディスペンサ、に関する。
第五の発明は、上記三口弁の三つの口のうち、冷水用配管系統に接続された口と温水用配管系統に接続された口の間における開閉を所定の条件に従って自動的に行う自動開閉装置を有することを特徴とする請求項1に記載のディスペンサ、に関する。
図12は、実施例5における自動開閉装置のハードウェア構成図である。自動開閉装置は三口弁1201に接続されて弁の開閉状態を検知しその開閉を行う駆動検出部1202と、駆動検出部に電力を供給するとともに駆動検出部を電子的に制御する制御部1203と、所定の条件に従って制御部に指令を与える司令部1204と、所定の条件を取得する条件取得部1205を有する。駆動検出部は一般的にはサーボモータが使われる。司令部は、各種演算処理を行うCPU1206と、プログラムやデータを保持するためのROMなどの外部記憶装置1207と、プログラムやデータを一時的に記憶して保持するメモリ1208と、時間を管理するためのタイマー1209とを備えている。また、司令部は制御部や条件取得部と通信を行うための通信インタフェイス1210も備えている。そしてそれらがデータ通信経路であるシステムバス1211によって相互に接続され、情報の送受信や処理を行う。外部記憶装置に保持されたプログラムは必要に応じてメモリに読みだされ、CPUは当該プログラムをメモリに参照することで各種演算処理を実行する。プログラムとは各種演算処理や検索処理を行うためにCPUを含むハードウェアを動作させるための一連の命令文である。また、このメモリにはそれぞれ複数のアドレスが割り当てられており、CPUの演算処理においては、そのアドレスを特定し格納されているデータにアクセスすることで、データを用いた演算処理を行うことが可能になっている。このような、駆動検出部、制御部、司令部からなるサーボ機構を使った制御は当業者においてはひろく知られたものである。
「所定の条件」とは対流現象を利用してディスペンサの加熱殺菌処理を行うための条件を言い、弁を開く時刻、弁を開いてから閉じるまでの時間に関する。条件取得部はこれらの条件の入力を受け付ける。典型的には小型の液晶画面と数個の入力用ボタンからなる入力端末であり、液晶画面上で移動するカーソルに従ってボタンを操作しながら時間等を入力する。このような電子部品は各種家電において広汎に応用されており当業者においては容易に実施可能なものである。
図13は、実施例5の自動開閉装置により行われる加熱殺菌処理の流れを表すフロー図である。本段落において「弁が開いている」とは、三口弁の三つの口のうち、冷水用配管系統に接続された口と温水用配管系統に接続された口の間において通水可能な状態をいい、それ以外の場合を閉じているという。まず、条件取得部が加熱殺菌処理開始時刻及び処理時間を含む所定の条件を取得する(ステップS1301)。司令部はそれを外部記憶装置に記録する(ステップS1302)。司令部は外部記憶装置から読み込んだ加熱殺菌処理開始時刻をタイマーから取得した現在時刻と比較することにより加熱殺菌処理開始時刻の到来を常時監視する(ステップS1303)。司令部は、加熱殺菌処理開始時刻が到来すると制御部に対して三口弁を開くよう命ずる(ステップS1304)。制御部は、駆動検出部を制御して弁を開く(ステップS1305)。次に、司令部は、加熱殺菌処理開始から実際に経過した時間が外部記憶装置から読み込んだ処理時間に達したかどうかを常時監視する(ステップS1306)。司令部は処理時間が経過したと判断した時は制御部に対して弁を閉じるよう命ずる(ステップS1307)。制御部は駆動検出部を制御して弁を閉じる(ステップS1308)。なお、ここではディスペンサはすでに使用状態にあり温水タンク内の温水は温められた状態にあると仮定している。また、加熱殺菌処理を行っている間は、冷却機を停止することが望ましいが、実施例5においては、三口弁を閉じたときには三口弁の軸に装着されたスイッチにより冷却機による冷却が自動的に停止される構成としたため、上記手順には含めなかった。
このようにCPUやタイマーなどの装置を組み込むことにより、予約による加熱殺菌処理の自動稼働を行うことができる。
以下に、請求項6に記載の第六の発明を、実施例6を用いて説明する。
第六の発明は、第二または第三の発明のディスペンサであって、対流現象を利用した加熱殺菌処理を自動的に行うことのできるディスペンサ、に関する。
第六の発明は、上記開閉弁の開閉を所定の条件に従って自動的に行う自動開閉装置を有することを特徴とする請求項2または3に記載のディスペンサ、に関する。
実施例6の自動開閉装置は実施例5のそれと同様である。ただし、実施例6の自動開閉装置により操作する対象は三口弁ではなく開閉弁である。実施例6の自動開閉装置のハードウェア構成や加熱殺菌処理の実施手順も実施例5と同様であるので説明を省略する。
以下に、請求項7に記載の第七の発明を、実施例7を用いて説明する。
第七の発明は、第一ないし第三の発明のディスペンサであって、対流現象を利用するのではなく循環ポンプを用いて強制的に温水を循環させることを特徴とするディスペンサ、に関する。
第七の発明は、配管系統中に循環ポンプを有することを特徴とする請求項1ないし3に記載のディスペンサ、に関する。
「配管系統」とは、第一の発明に従属する第七の発明にあっては、冷水用配管系統及び温水用配管系統を、第二又は第三の発明に従属する第七の発明にあっては、冷水用配管系統、温水用配管系統及び循環用配管系統を指す。「循環ポンプ」は温水による加熱殺菌処理時に飲料水を強制的に循環させるためのポンプである。循環ポンプは電源スイッチにより起動と停止がおこなわれる。電源スイッチは、第一の発明に従属する第七の発明にあっては三口弁に、第二又は第三の発明に従属する第七の発明にあっては開閉弁に装着することにより、これら弁の開閉に合わせて循環ポンプの起動及び停止を行わせるとよい。
循環ポンプの設置場所は、第二又は第三の発明に従属する第七の発明にあっては、循環用配管系統中とするのがよい。冷水または温水の注出時において循環ポンプが飲料水の流れの邪魔とならないようにするためである。第一の発明に従属する第七の発明にあっては、循環ポンプは冷水用配管系統、温水用配管系統のいずれかに装着されるが、飲料水注出時において飲料水の流れの妨げとならないようなポンプを用いる。
第七の発明のディスペンサは第一ないし第三の発明のディスペンサよりも構造はやや複雑となるが強制的な温水の循環により加熱殺菌処理時間の短縮を可能とするものである。
以下に、請求項8に記載の第八の発明を、実施例8を用いて説明する。
第八の発明は、第五又は第六の発明のディスペンサであって、自動的な加熱殺菌処理が循環ポンプによる温水の強制的な循環により行われることを特徴とするディスペンサ、に関する。
第八の発明は、配管系統中に循環ポンプを有し、前記自動開閉装置は循環ポンプの制御をおこなうことを特徴とする請求項5または6に記載のディスペンサ、に関する。
前記自動開閉装置における制御部は駆動検出部を制御すると同時に循環ポンプも制御する。すなわち、弁を解放するとともに循環ポンプを起動し、弁を閉じるとともに循環ポンプを停止させる。
第八の発明のディスペンサは第五又は第六の発明のディスペンサよりも構造はやや複雑となるが強制的な温水の循環により加熱殺菌処理時間の短縮を可能とするものである。
以下に、請求項9に記載の第九の発明を、実施例9を用いて説明する。
第九の発明は、冷水用の注出バルブと温水用の注出バルブを有するディスペンサにおいて、両バルブを配管で接続して行う加熱殺菌方法に関する。
第九の発明は、飲料水を取水する取水口と、冷やした飲料水を注出する冷水注出バルブと、加熱した飲料水を注出する温水注出バルブと、前記取水口と前記冷水注出バルブとの間において飲料水が通過する配管系統であってその配管系統中に冷水タンクを有する配管系統である冷水用配管系統と、前記取水口と前記温水注出バルブとの間において飲料水が通過する配管系統であってその配管系統中に加熱装置を備えた温水タンクを有する配管系統である温水用配管系統とを有するディスペンサを加熱殺菌する方法であって、温水タンク内の飲料水を加熱装置により温める第一ステップと、前記冷水注出バルブと前記温水注出バルブとを配管で接続する第二ステップと、前記冷水注出バルブ及び前記温水注出バルブの両バルブを開放する第三ステップからなるディスペンサ加熱殺菌方法、に関する。
図14は、実施例9の加熱殺菌方法における飲料水の経路図である。実施例9における加熱殺菌方法により加熱殺菌が可能なディスペンサは、循環用配管系統を有さない点及び冷却機を必ずしも有さない点を除き実施例2のディスペンサと同様である。すなわち、冷水注出用、温水注出用にそれぞれ専用の注出バルブを有する。このようなディスペンサの構造は非常に一般的なものである。図14では、ディスペンサの冷水注出バルブ1401の口と温水注出バルブ1402の口が着脱可能な配管1403により中継されている。
図15は、実施例9で「着脱可能な配管」をディスペンサに装着後バルブを解放して飲料水を循環させるときの注水バルブ近辺の図である。第一ステップにおいてまず温水タンク内の飲料水が加熱装置により温められる。このステップはディスペンサの電源コードをコンセントに接続したり、ディスペンサの電源スイッチを投入したりするなどの方法により開始される。次に、第二ステップにおいて冷水注出バルブ1501と温水注出バルブ1502とを配管により接続する。「配管」は、ここではゴムホース1503である。ゴムホースは、飲料水が接続部から漏出しないようにその内径が注水口の外径よりも若干小さいものを選択するとよい。最後に、第三ステップにおいて冷水注出バルブと温水注出バルブの両方のバルブが解放される。通常のディスペンサの注出バルブのバルブは注水後に注水用取っ手から手を離すとばねの力で自動的に弁が閉じられる構造のものが多い。そのような場合には図15のように注水用取っ手1504が元に戻らないように輪ゴム1505をかけて固定するなどするとよい。なお、冷却機を有するディスペンサにおいては、第三ステップの後に冷却機の動作を停止させれば加熱殺菌の効率を向上させることができる。
第九の発明のディスペンサ加熱殺菌方法は、以上のような身近な道具を用いるだけで特別な装置を要せずして簡易にディスペンサの加熱殺菌を行うことのできるものである。またこの方法によれば、外気に常時触れ雑菌が繁殖しやすい冷水注出バルブも含めて加熱殺菌することができる点において優れた加熱殺菌方法である。
最後に、第一ないし第八の発明に係るディスペンサ又は第九の加熱殺菌方法における加熱殺菌処理が有効であることを確認するため、実施例9の加熱殺菌方法を用いて以下のような試験を行った。
ここで、試験に使用したディスペンサは次のようなものである。(1)実施例9において加熱殺菌方法の対象としたディスペンサを使用した。すなわち、冷水注出用、温水注出用それぞれに専用の注出バルブをもったディスペンサである。(2)12Lボトルを1か月に4本ほど消費する標準的な使用条件で1ヶ月間使用されている。(3)ディスペンサの使用開始時においては冷水用注出口から取水する冷水で検出される一般細菌数が1500以上である。(4)使用水は、着脱可能な飲料水容器によるミネラルウォーターで、飲料水容器内の飲料水の細菌数は検出されないか30以下である。 (5)ディスペンサは、直射日光の当たらない場所で一般的な事務所や家庭の居間と同様な環境に設置されるものとする。(6)ディスペンサは、冷却機のみの電源を切断するための専用のスイッチを有する。
試験の具体的な手順は以下のとおりである。(1)コンプレッサの電源をオフにして冷水の生成を止める。このとき、温水タンクの加熱機能はそのままとする。(2) 図15と同様に温水蛇口と冷水蛇口をホースでつなぐとともに、それぞれの蛇口を開放にして、温水冷水が自由に循環できるようにする(温水循環殺菌の開始)。(3)温水循環殺菌開始後、0分、15分、30分、45分、60分、90分、120分、150分、180分の各時間経過時に冷水蛇口から取水し、温度を記録する。(4)温水循環殺菌開始後180分経過した時点で、開放していた蛇口を閉じてホースを取り外し、コンプレッサの電源を入れて、通常の使用状態に戻す。(5)同一の試験を2台のウォーターサーバーA及びBで行う。(6)前記(3)にて採取した飲料水1ミリリットルを標準寒天培地にて35±1℃で48時間培養しコロニー数を計測した。
0301 三口弁
0302 冷水用配管系統
0303 温水用配管系統
0304 温水タンク
0305 冷水タンク
0306 温水用配管系統
0307 取水口
0308 冷水用配管系統
0309 注水口
0302 冷水用配管系統
0303 温水用配管系統
0304 温水タンク
0305 冷水タンク
0306 温水用配管系統
0307 取水口
0308 冷水用配管系統
0309 注水口
Claims (9)
- 飲料水を取水する取水口と、
三つの口を有し、三つの口のなかから任意の二を選んでその間に飲用水を通過させる三口弁と、
前記三口弁の三つの口の一に接続され、飲料水を注出する注水口と、
前記取水口と前記三口弁の残る二の口のうち一との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に冷却機を備えた冷水タンクを有する配管系統である冷水用配管系統と、
前記取水口と前記三口弁の残る一の口との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に加熱装置を備えた温水タンクを有する配管系統である温水用配管系統と
を有するディスペンサ。 - 飲料水を取水する取水口と、
冷やした飲料水を注出する冷水注出バルブと、
加熱した飲料水を注出する温水注出バルブと、
前記取水口と前記冷水注出バルブとの間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に冷却機を備えた冷水タンクを有する配管系統である冷水用配管系統と、
前記取水口と前記温水注出バルブとの間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に加熱装置を備えた温水タンクを有する配管系統である温水用配管系統と、
前記冷水用配管系統の前記冷水注出バルブ側終端と、前記温水用配管系統の前記温水注出バルブ側終端との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に通水の開閉を行うための開閉弁を有する循環用配管系統と
を有するディスペンサ。 - 飲料水を取水する取水口と、
二つの取入口を有し、二つの取入口のなかから一を選んで飲用水を取水して注ぎ口から注水する選択式注出バルブと、
前記取水口と前記選択式注出バルブの二つの取入口の一との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に冷却機を備えた冷水タンクを有する配管系統である冷水用配管系統と、
前記取水口と前記選択式注出バルブの残る取入口との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に加熱装置を備えた温水タンクを有する配管系統である温水用配管系統と、
前記冷水用配管系統の前記選択式注出バルブ側終端と、前記温水用配管系統の前記選択式注出バルブ側終端との間において飲料水が通過する配管系統であって、その配管系統中に通水の開閉を行うための開閉弁を有する循環用配管系統と
を有するディスペンサ - 上記冷水タンク中の飲料水の重心が上記温水タンク中の飲料水の重心よりも上になるように上記冷水タンク及び上記温水タンクが設置されることを特徴とする請求項1ないし3に記載のディスペンサ。
- 上記三口弁の三つの口のうち、冷水用配管系統に接続された口と温水用配管系統に接続された口の間における開閉を所定の条件に従って自動的に行う自動開閉装置を有することを特徴とする請求項1に記載のディスペンサ。
- 上記開閉弁の開閉を所定の条件に従って自動的に行う自動開閉装置を有することを特徴とする請求項2または3に記載のディスペンサ。
- 配管系統中に循環ポンプを有することを特徴とする請求項1ないし3に記載のディスペンサ。
- 配管系統中に循環ポンプを有し、前記自動開閉装置は循環ポンプの制御をおこなうことを特徴とする請求項5または6に記載のディスペンサ。
- 飲料水を取水する取水口と、冷やした飲料水を注出する冷水注出バルブと、加熱した飲料水を注出する温水注出バルブと、前記取水口と前記冷水注出バルブとの間において飲料水が通過する配管系統であってその配管系統中に冷水タンクを有する配管系統である冷水用配管系統と、前記取水口と前記温水注出バルブとの間において飲料水が通過する配管系統であってその配管系統中に加熱装置を備えた温水タンクを有する配管系統である温水用配管系統とを有するディスペンサを加熱殺菌する方法であって、
温水タンク内の飲料水を加熱装置により温める第一ステップと、
前記冷水注出バルブと前記温水注出バルブとを配管で接続する第二ステップと、
前記冷水注出バルブ及び前記温水注出バルブの両バルブを開放する第三ステップ
からなるディスペンサ加熱殺菌方法。
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