JP2006341915A - 飲料水ディスペンサ - Google Patents

Abstract

【課題】 リザーバ空気やボトル空気をオゾンにより効果的に殺菌できる飲料水ディスペンサについて検討した。
【解決手段】 リザーバ12へオゾンを混入させた外部空気を送り込むオゾナイザ13と、ボトル３からボトル空気Abを取り出す強制排気手段とを備えてなり、オゾナイザ13は吸気口193とリザーバ12との間に介在させ、飲料水の吐出に際してオゾンを生成し、前記吸気口193から取り込む外部空気と共にオゾンをリザーバ12へ供給し、強制排気手段はボトル空気に達する排気パイプ11に吸引ポンプ15を設け、飲料水の吐出に際してボトル空気Abを吸引して前記排気パイプ11からボトル３外へ排気することにより、ボトル空気Abを負圧にする飲料水ディスペンサ１である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、外部空気の取り込みを利用して、リザーバ空気又はボトル空気をオゾン殺菌する飲料水ディスペンサに関する。

本発明にいう「リザーバ空気」及び「リザーバ飲料水」は、それぞれリザーバに貯留する空気及び飲料水、同じく「ボトル空気」及び「ボトル飲料水」は、それぞれボトルに貯留する空気及び飲料水である。また、「外部空気」はリザーバに取り込まれるリザーバ及びボトル外の空気である。

飲料水ディスペンサは、飲料水が充填されたボトル（カートリッジとも呼ばれる）を逆さにしてリザーバの凹部に設けた連結突起にボトル口を嵌合し、リザーバに繋がる蛇口から飲料水を吐出させる飲料水供給装置である。連結突起には、独立した飲料水流路と空気流路とが設けられており、空気流路を通じてリザーバからボトルへリザーバ空気を供給され、逆に飲料水流路を通じてボトルからリザーバへボトル飲料水が補充される。こうして、この飲料水ディスペンサは、リザーバに繋がる吸気口から外部空気を取り込み、連結突起に設けた空気流路を通じてリザーバ空気をボトルへ送り込むことにより、リザーバ空気及びボトル空気と外部空気とを圧力平衡させ、飲料水を円滑に吐出する。

上述のように吸気口から外部空気を取り込む飲料水ディスペンサは、リザーバ空気やボトル空気に雑菌が混入する虞が常に存在していた。こうした雑菌の混入を防ぐため、例えば吸気口にフィルタを設けることも考えられるが、雑菌の混入を防ぐフィルタは目が細かくなりすぎて詰まりやすく、リザーバ空気及びボトル空気と外部空気とを圧力平衡させるために取り込む外部空気が不十分となり、飲料水を円滑に吐出できなくなる問題を招く。

そこで、特許文献１に見られる飲料水ディスペンサは、取り込む外部空気の抵抗になるフィルタに代わる殺菌用の加熱ヒータを吸気口に設け、外部空気の取込を阻害しないようにしている。これに対し、特許文献２に見られる飲料水ディスペンサは、外部空気の取込による雑菌の混入を完全に防止できないとして、吐出口に細菌濾過装置を介在させている。これらは、リザーバから吐出される飲料水に雑菌が混入することを防ぐことに主眼がある。

特許文献３は、積極的に雑菌を死滅させるため、リザーバ飲料水を通じて前記リザーバ空気へオゾンを供給する飲料水ディスペンサを提案している。この特許文献３の飲料水ディスペンサは、オゾン発生器を定期的に所定時間（２〜３分間）だけ作動させ、リザーバ飲料水を通じて前記リザーバ空気へオゾンを供給している。このオゾンは、リザーバ空気と共に連結突起に設けた空気流路を通じてボトルに至り、ボトル空気へも送り込むことができる。オゾンは高い殺菌能力を有しているが、時間が経てば酸素に分解されるため、リザーバ空気やボトル空気に混入する雑菌のみを死滅させることができる。

特開平11-314699号公報 特開2003-104494号公報 米国特許第6,085,540号明細書

雑菌の混入を完全に防げないのであれば、特許文献１又は特許文献２より、オゾンを用いて殺菌する特許文献３の飲料水ディスペンサが好ましい。しかし、特許文献３の飲料水ディスペンサは、吐出されるリザーバ飲料水を通じて前記リザーバ空気へ間接的にオゾンを供給する構成であるため、リザーバ飲料水が過剰なオゾン濃度に達しないように、オゾンの供給量を抑制しなければならない。この結果、どうしてもリザーバ空気やボトル空気のオゾン濃度は低くならざるを得ず、飲料水ディスペンサ全体を十分に殺菌できない問題を有する。

このように、飲料水ディスペンサにおいて、リザーバ空気やボトル空気に混入する虞のある雑菌を死滅させるため、オゾンを利用した殺菌は好ましいものの、オゾンの供給態様や利用態様については、なお改良の余地のあることが分かる。そこで、リザーバ空気やボトル空気をオゾンにより効果的に殺菌できる飲料水ディスペンサについて検討した。

検討の結果開発したものが、飲料水が充填されたボトルを逆さにしてリザーバの連結突起にボトル口を嵌合し、このリザーバの吐出口から飲料水を吐出させる飲料水ディスペンサにおいて、リザーバへオゾンを混入させた外部空気を送り込むオゾン供給手段と、ボトルからボトル空気を取り出す強制排気手段とを備えてなり、オゾン供給手段は吸気口とリザーバとの間に介在させ、飲料水の吐出に際してオゾンを生成し、前記吸気口から取り込む外部空気と共にオゾンをリザーバへ供給し、強制排気手段はボトル空気に達する排気パイプに吸引ポンプを設け、飲料水の吐出に際してボトル空気を吸引して前記排気パイプからボトル外へ排気することにより、ボトル空気を負圧にする飲料水ディスペンサである。

本発明の飲料水ディスペンサは、強制排気手段により、飲料水の吐出に際してボトル空気を強制排気してボトル空気を負圧にし、この負圧を利用してボトルへのリザーバ空気の取り込み、そしてリザーバへの外部空気の取り込みを図り、結果オゾン供給手段から供給されるオゾンを外部空気に混入して強制吸気する。これにより、本発明では、自然吸気以上に多くのオゾンをリザーバ空気へ供給できる。

ここで、上記オゾンは最初にリザーバ空気に供給されるが、リザーバからの飲料水の吐出に応じて連結突起に設けた空気流路を通じてボトル空気へも送り込まれる。こうして、外部空気と共に取り込まれたオゾンは、リザーバ空気やボトル空気にも供給され、両者をオゾン殺菌できる。また、本発明では、リザーバ空気へ直接的にオゾンを供給できるため、前記供給されるオゾン濃度を低く抑えることができ、オゾンが飲料水に溶け込む虞を少なくできる。

強制排気手段は、ボトル空気を強制排気するため、排気パイプをボトルに差し込まなければならないが、ボトルはリザーバに着脱自在であり、また規格化されたボトルは加工できない。そこで、本発明の強制排気手段は、ボトル空気に達する突出パイプと、リザーバに突出して前記突出パイプと接続及び分離自在な延長パイプとから排気パイプを構成し、突出パイプはリザーバに着脱自在なリザーバ蓋から突出させるとよい。この場合、突出パイプと連結突起とは一体とし、突出パイプ下端部に連結突起を構成するとよい。突出パイプと延長パイプとは、突出パイプをボトル口からボトルに差しこんでこのボトルにリザーバ蓋を装着し、ボトル及びリザーバ蓋を一体にリザーバに取り付ける際、接続する。

また、別の強制排気手段として、ボトル空気に達する排気パイプを昇降部で支持し、この昇降部によりボトル口からボトルに突出する前記排気パイプの突出高さを調整自在にしてもよい。この場合、リザーバに取り付けたボトルに対してボトル口から排気パイプを上昇させ、ボトル空気を排気できるようにする。排気パイプは、リザーバの連結突起の横から差し込み、ボトル口から突出させてもよいが、簡易にはボトル口に向けてリザーバ底面から差し込んだ排気パイプをボトル口から突出させる構成がよい。昇降部は、棒状体を長手方向に移動自在にする従来公知の各種駆動手段を用いることができる。

また、強制排気手段は、吸引ポンプによりボトル空気を吸引して排気するが、このボトル空気には少なからずオゾンが混入する。このため、吸引したボトル空気が直接吸引ポンプに達すると、吸引ポンプがオゾンに酸化されてしまう虞がある。そこで、本発明の強制排気手段は、吸引ポンプよりボトルに近い側の排気パイプにオゾン吸着部を介在させることが好ましい。これにより、オゾンはオゾン吸着部に吸着されるため、オゾンにより吸引ポンプが酸化される虞がなくなり、またオゾンをそのまま排気することもなくなる。オゾン吸着部としては、従来公知の各種オゾン触媒を用いることができるが、本発明では供給するオゾン濃度を低く抑えることができるため、実用的には活性炭フィルタが好ましい。

このほか、強制排気手段は、ボトル空気に達する排気パイプをボトル口から突出させる際、どうしても排気パイプに飲料水が混入してしまう。よって、前記混入した飲料水を排水するため、本発明の強制排気手段は、吸引ポンプよりボトルに近い側の排気パイプに気液分離部を介在させるとよい。ここで、気液分離部と上記オゾン吸着部とを併用する場合、ボトルに近い側に気液分離部を配し、この気液分離部と吸引ポンプとの間にオゾン吸着部を設けることが好ましい。

上記気液分離部で、吸引したボトル空気から分離した飲料水は、例えば排水パイプを通じて排水しなければならないが、この排水パイプが外部空気と連通状態にあると、吸引ポンプにより作り出される負圧が、前記排水パイプを通じて外部に働く虞がある。そこで、気液分離部は、垂下させた排水パイプ下端部を水封部に没入させ、排水パイプを外部から遮断しておくとよい。ここで、気液分離部から水封部の水面までの距離h1を、逆さにしてリザーバの連結突起にボトル口を嵌合させたボトルの水面からリザーバの水面までの高さh2より長くしておくと、水封部から排水パイプへと引き上げられる水が気液分離部に達しなくなる。

本発明により、オゾンを用いてリザーバ空気やボトル空気を十分に殺菌できる飲料水ディスペンサを提供できるようになる。これは、強制排気手段が作り出す負圧を利用し、オゾン供給手段で生成されるオゾンを強制吸引したことによる効果である。ここで、オゾンは直接リザーバ空気に供給されるため、供給されるオゾン濃度は低く抑えることができ、また供給されるオゾン量が増大しても、供給されるオゾン濃度を超えてオゾン濃度が高まることがないため、飲料水にオゾンが溶解する虞が少なく、飲料水の安全性は確保される。むしろ、供給されるオゾン濃度に達するように、より多くのオゾンを供給できることにより、リザーバ空気やボトル空気を十分に殺菌できる飲料水ディスペンサを実現できる。

このほか、本発明の飲料水ディスペンサは、ボトル空気を強制排気することから、従来の飲料水ディスペンサに比べて、連結突起を通じてボトル飲料水へ供給されるリザーバ空気の量が多く、通常外部から視認されるボトル飲料水により多くの気泡を発生させることができ、視覚的に興味を引く情景を創り出す効果を有する。より積極的には、飲料水の吐水がない場合でもボトル空気を常時強制排気して、気泡を連続して発生させることが考えられる。この場合、リザーバ及びボトルのオゾン濃度は、供給されるオゾン濃度を超えることはないが、飲料水への溶解を抑制又は防止するため、オゾン供給手段から供給するオゾン濃度を低く抑え、飲料水の吐水に際しては一時的に供給するオゾン濃度を高める等、オゾン濃度を切り換えられるようにするとよい。

以下、本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。図１は本発明を適用した一例の飲料水ディスペンサ１を表した部分断面正面図、図２は排気パイプ11を構成する突出パイプ下端部1111の構成を表した斜視図、図３は図２中Ａ方向から見た突出パイプ下端部1111を表した部分断面正面図であり、図４は図２中Ｂ方向から見た突出パイプ下端部1111を表した部分断面側面図である。

本例の飲料水ディスペンサ１は、図１に見られるように、排気パイプ11を突出パイプ111及び延長パイプ113に分け、ボトル口31に倣ったリザーバ蓋121の凹部122から前記突出パイプ111を突出させている。延長パイプ113は、前記リザーバ蓋121をボトル３に装着し、リザーバ蓋121及びボトル３を一体にリザーバ12に取り付ける際、突出パイプ下端部1111（図２〜図４参照、以下突出パイプ111及び流路形成ピン112の説明には同じく図２〜図４参照）に延長パイプ上端部1131を差しこんで接続する。

まず、飲料水ディスペンサ１の全体構成について説明する。以下では、飲料水ディスペンサ１の説明に必要な範囲でのみ図示し、飲料水ディスペンサ１として設けられる他の部位、例えば後述する冷水供給部191のクーラや温水供給部192のヒータ等の図示は省略している。よって、全体構成の説明も、本発明の説明に必要な範囲に留める。

本例の飲料水ディスペンサ１は、略直方体形状の本体ケース19の上部に着脱自在なリザーバ蓋121を取り付けたリザーバ12を備えている。逆さにしたボトル３は、従来同様、リザーバ蓋121に設けられた凹部122にボトル口31を嵌め込み、突出パイプ111に構成される連結突起相当の突出パイプ下端部1111に接続するが、本例では前記凹部122から突出パイプ111を突出しているため、ボトル口31から前記突出パイプ111を差しこむことになる。吸気口193は、本体ケース19に取り付けられており、この吸気口193とリザーバ12との間にオゾン供給手段であるオゾナイザ13を介在させている。これにより、吸気口193から外部空気が吸引されると、オゾナイザ13が生成したオゾンを前記外部空気に混入させ、リザーバ12内へオゾンを供給できる。

排気パイプ11を構成する延長パイプ113は、リザーバ12の底面から突出し、リザーバ蓋121から覗く突出パイプ下端部1111に差しこむことで、突出パイプ111と接続する。この延長パイプ113は、リザーバ12の底面から延びて本体ケース19の下部に設置された前処理筒14に接続している。前処理筒14は、吸引したボトル空気Ab（オゾンを含む場合もある。以下、同じ。）から飲料水の飛沫を分離する気液分離部141を下段に、オゾンを吸着して回収するオゾン吸着部である活性炭フィルタ142を上段に備えた略密閉容器である。吸引ポンプ15は、前記前処理筒14に接続しており、排気パイプ11及び前処理筒14を通じてボトル空気Abを強制排気させ、本体ケース19に取り付けた排気口194から、オゾンを除去した残余のボトル空気Abを放出する。

気液分離部141は、延長パイプ113を通じて運ばれてくる飲料水の飛沫を吸引したボトル空気Abから分離するための空間である。排水パイプ161は、前記気液分離部141の下端部から垂下し、水封部16に排水パイプ下端部162を没入させて、吸引ポンプ15による負圧が排水パイプ161から外部へと及ばないようにしている。ここで、水封部16から排水パイプ161に引き上げられる水が気液分離部141に達しないように、気液分離部141から水封部16の水面までの距離h1を、逆さにしてリザーバ12に取り付けたたボトル３の水面からリザーバ12内の水面までの高さh2より長くしておく。このため、気液分離部141から水封部16までの高さを稼ぐ必要から、例えば水封部16のみ本体ケース19外に設置してもよい。

活性炭フィルタ142は、オゾンによる吸引ポンプ15の酸化を防止するため、吸引ポンプ15よりボトル３に近い側に設け、吸引ポンプ15に至るボトル空気Ab中からオゾンを吸着し、回収する。永続的なオゾンの回収を考慮した場合、従来公知の各種オゾン触媒を用いることも考えられるが、これらオゾン触媒を用いるには、例えば加熱手段が必要等の問題があり、飲料水ディスペンサに内蔵させることは好ましくない。また、本発明に用いるオゾン濃度は、水への溶解がほとんど生じない低濃度（10ppmを目安とする）でよいため、オゾン吸着部としては活性炭フィルタ142が最も実用的であり、また十分である。

飲料水は、リザーバ12から冷水供給部191又は温水供給部192に供給され、各蛇口195から冷水又は温水として吐出される。冷水供給部191は、冷水を吐出する間、内蔵するクーラ（図示略）を作動させ、飲料水を冷却しながら吐出する。また、温水供給部192は、温水を吐出する間、内蔵するヒータ（図示略）を作動させ、飲料水を加温しながら吐出する。本例は、前記クーラ又はヒータの作動をスイッチとみなし、本体ケース19に内蔵した制御部17が吸引ポンプ15及びオゾナイザ13を作動させる。このほか、飲料水の吐水が検出できればよいので、リザーバ飲料水にフロートスイッチを設けたり、蛇口等に流水検知センサを設けてもよい。吸引ポンプ15及びオゾナイザ13は、リザーバ空気Arやボトル空気Abのオゾン殺菌に必要なオゾン濃度が達成できる時間を予め設定し、この時間内で継続的に作動させる。

本例の排気パイプ11について、図２〜図４により説明する。本例の排気パイプ11は、硬質樹脂製の突出パイプ111と、可撓性を備えた樹脂製の延長パイプ113とを接続して構成している。突出パイプ111は、リザーバ蓋121の凹部122に連結突起を構成する突出パイプ下端部1111を固着し、突出パイプ上端面1113に錐台状で貫通孔1114を備えた保護キャップ1112を嵌め込んでいる。この突出パイプ111は、ボトル口31から差しこんだ際、ボトル３の底面に対して少し隙間を残す長さで突出させる。これにより、突出パイプ下端部1111にボトル口31を嵌合したボトル３では、突出パイプ上端部1115が必ずボトル空気Abに達することになる。ここで、「突出パイプ上端面1113」は突出パイプ111の上端開口（本例では保護キャップ1112の貫通孔1114）を含む仮想面を意味し、同様に「突出パイプ下端面1116」は突出パイプ111の下端開口を含む仮想面を意味する。

突出パイプ下端部1111は、およそボトル口31の高さの範囲で、上から空気供給孔1117、飲料水吸引孔1118を側面に開孔し、空気吸引孔1119を突出パイプ下端面1116に沿って側面に開孔している。また、前記突出パイプ下端部1111から嵌入する流路形成ピン112は、流路形成ピン下端面1121から飲料水吸引孔1118まで延びる飲料水導通溝1122と、流路形成ピン下端面1121から空気供給孔1117まで延びる空気導通溝1123とを、互い違いに周方向90度間隔で側面に刻設してある。各空気導通溝1123は、上端を周方向に連続する環状溝1124に接続している。また、流路形成ピン112は、前記各溝1122,1123に連通しない排気導通孔1125を流路形成ピン上端面1126から流路形成ピン下端面1121まで貫通させている。排気導通孔1125は、下端開口に延長パイプ上端部1131の嵌合部1127を形成している。ここで、「流路形成ピン上端面1126」は流路形成ピン112の上端開口を含む仮想面を意味し、同様に「流路形成ピン下端面1121」は流路形成ピン112の下端開口を含む仮想面を意味する。

これにより、突出パイプ下端部1111に流路形成ピン112を嵌入して突出パイプ下端面1116及び流路形成ピン下端面1121を揃えると、流路形成ピン112の空気導通溝1123が突出パイプ111の空気吸引孔1119と空気供給孔1118とを連通させて空気流路101を、流路形成ピン112の飲料水導通溝1122が突出パイプ下端面1116と飲料水吸引孔1118とを連通させて飲料水流路102を、そして流路形成ピン112の排気導通孔1125が延長パイプ113に連通して排気流路103を、それぞれ独立して形成できる。ここで、飲料水流路102及び空気流路101が形成される突出パイプ下端部1111が、連結突起に相当する。

リザーバ飲料水Wrは、突出パイプ下端面1116に水面を接する水位を保つ。リザーバ12から冷水供給部191又は温水供給部192を経た飲料水の吐出が始まると、排気流路103を通じてボトル空気Abが強制排気され、この強制排気による負圧に応じてリザーバ空気Arが前記空気流路101を通じてボトル飲料水Wbへ放出され、同時にボトル飲料水Wbが前記飲料水流路102を通じてリザーバ飲料水Wrへと補充される。

次に、本例の飲料水ディスペンサ１の使用態様を説明する。図５はボトル口31から突出パイプ111を差しこんでボトル３にリザーバ蓋121を装着する段階を表した部分破断正面図、図６はボトル３に装着したリザーバ蓋121をリザーバ12に取り付ける段階を表した部分破断正面図であり、図７はリザーバ12から冷水供給部191又は温水供給部192を経て飲料水を吐出する段階を表した部分破断正面図である。

本例では、図５に見られるように、リザーバ12からリザーバ蓋121を取り外し、このリザーバ蓋121から突出する突出パイプ111をボトル口31から差しこむ。ボトル３は、ボトル口31の内側から樹脂製の内側キャップ32で閉蓋され、外部に対して密閉状態で出荷されている。前記内側キャップ32は、ボトル口31に差しこむ突出パイプ上端面1113に取り付けた保護キャップ1112により押し込み、ボトル口31から離脱させる。リザーバ蓋121は、連結突起に相当する突出パイプ下端部1111がボトル口31に達するまで突出パイプ111を差しこんでいき、凹部122がボトル口31に嵌合すれば、ボトル３に対する装着が完了する。

こうしてリザーバ蓋121の装着を終えたボトル３は、図６に見られるように、逆さにして突出パイプ下端部1111を下にした状態で、突出パイプ下端部1111に嵌め込んだ流路形成ピン112の排気導通孔1125に形成した嵌合部1127に、延長パイプ上端部1131を嵌合する。この際、逆さにしたボトルから突出パイプを通じて飲料水が流れ出さないように、例えば流路形成ピンに開閉自在な弁を設けておくとよい。こうして、突出パイプ111と延長パイプ113とを接続して排気パイプ11を構成した後、リザーバ蓋121をリザーバ12に取り付ければ、図１に見られるように、飲料水ディスペンサ１に対するボトル３の取付が完了する。この段階では、突出パイプ下端部1111の空気吸引孔1119がリザーバ飲料水Wrに水没し、塞がれている。

本発明の飲料水ディスペンサ１は、通常使用段階において、飲料水の吐出に応じて外部空気を吸気する際に、前記外部空気と共にオゾンを供給する。しかし、新規のボトル３をリザーバ12に取り付けた直後は、リザーバ空気Arやボトル空気Abがオゾン殺菌されていないので、使用開始段階として別途制御部17を作動させ、リザーバ空気Arやボトル空気Abを一度オゾン殺菌するとよい。これにより、以後は飲料水の吐出に応じて外部空気を吸気する際に、前記外部空気と共にオゾンを供給する限り、リザーバ12及びボトル３を清浄に保つことができる。

飲料水の吐出に応じた基本的な外部空気の取込みは、次の通りである。例えば、図７に見られるように、冷水供給部191の蛇口195から冷水として飲料水が吐出されると、吐出された飲料水と同量のリザーバ飲料水Wrがリザーバ12から前記冷水供給部191へと供給される。これにより、リザーバ飲料水Wrの水位が下がり、排水パイプ下端部1111に設けられた空気吸引孔1119が相対的に水面から浮上し、リザーバ空気Arが空気流路101を通じてボトル飲料水Wbへ送り込まれる。同時に、ボトル飲料水Wbが排水パイプ下端部1111に形成された飲料水流路102を通じてリザーバ12内へと流れ込み、再びリザーバ飲料水Wrの水面が上昇して空気吸引孔1119が塞がれることにより、空気及び飲料水の移動は停止する。

従来は、ボトル飲料水Wbへ送り込まれたリザーバ空気Arを補充する量を限度として、吸気口193から外部空気が自然吸気されていた。本発明では、上記冷水供給部191の作動をスイッチとして制御部17が吸引ポンプ15を作動させ、ボトル空気Abを強制排気することによりボトル空気Abを負圧とし、自然吸気以上の量となる外部空気を吸気口193からリザーバ12内へと取りこめるようにし、オゾナイザ13で生成したオゾンを前記外部空気に混入させてリザーバ12内へ供給する。これにより、自然吸気による外部空気にオゾンを混入させるよりも多くのオゾンをリザーバ12内へ供給でき、リザーバ空気Arの必要十分なオゾン殺菌を実現する。

ここで、供給しうるオゾン量やオゾン濃度を試算してみる。本体ケース19に内蔵する制約から、吸引ポンプ15の吸引能力を1.5Ｌ/分、オゾナイザ13のオゾン生成能力を2.0mg/時と想定する。これから、吸引ポンプ15により強制排気されるボトル空気Abの量に等しい外部空気が取り込まれるとすれば、リザーバ12内へ供給される外部空気のオゾン濃度は約10.4ppmとなる。

オゾンを混入した外部空気を一定時間取り込んだ場合、リザーバ空気Arやボトル空気Abが達するオゾン濃度は、リザーバ空気Arやボトル空気Abの量によって異なる。そこで、まずリザーバ空気Arの最大容積を0.6Ｌ、ボトル空気Abの最大容積を11.4Ｌとし、これら合計12.0Ｌに対してオゾンを混入した外部空気を取り込むものとする。次に、吸引ポンプ15の強制排気により、リザーバ空気Arやボトル空気Abすべてと入れ替わってオゾンを混入した外部空気が送り込まれるわけではなく、また供給されたオゾンも一部排気される。そこで、吸引ポンプによる吸引量の70％の相当するリザーバ空気Arやボトル空気Abが、オゾンを混入した外部空気と入れ替えられるとする。更に、試算の簡略化のため、リザーバ空気Arとボトル空気Abとのオゾン濃度は同一になると仮定する。この場合、例えば上記吸引能力の吸引ポンプ15を８分間作動させ、リザーバ空気Arの最大容積とボトル空気Abの最大容積との合計である12.0Ｌを強制排気すれば、取り込まれた外部空気によって、リザーバ空気Arやボトル空気Abは約7.0ppmのオゾン濃度となる。

一般に、空気のオゾン殺菌では、オゾン濃度を0.1ppm以上として１時間暴露すれば、大腸菌や腸炎ビブリオ等の食中毒菌を十分に死滅させることができると言われている。これから、上記８分間の吸引ポンプ15の作動によりリザーバ空気Arやボトル空気Abが達するオゾン濃度は、必要十分なオゾン殺菌を実現すると言える。逆に、確実なオゾン殺菌のため、リザーバ空気Arやボトル空気Abのオゾン濃度を1.0ppmにするとした場合、吸引ポンプは上述の1/7の時間、すなわち１分強だけ作動させればよい。吸引ポンプ15は、飲料水の吐出に応じて作動させるが、前記１分強の作動時間は十分実用的な範囲内にある。また、吸引ポンプ15の吸引能力やオゾナイザ13のオゾン生成能力が高ければ、より短時間で必要十分なオゾン濃度を達成できる。

上述の試算において、最初の８分間に続けて更に８分間（計16分間）吸引ポンプ15及びオゾナイザ13を作動させると、リザーバ空気Arやボトル空気Abのオゾン濃度は9.1ppmに達し、更に８分間(計24分間) 吸引ポンプ15及びオゾナイザ13を作動させると、リザーバ空気Arやボトル空気Abのオゾン濃度は9.7ppmに達する。すなわち、どれだけ長時間オゾンを供給しても、吸引ポンプ15の吸引能力とオゾナイザ13のオゾン生成能力との兼ね合いから定まるオゾン濃度（本例では10.4ppm）を越えることはない。これから、吸引ポンプ15の吸引能力とオゾナイザ13のオゾン生成能力との兼ね合いから定まるオゾン濃度を低く抑えておけば、およそオゾンによる機器等に対する影響が問題になることはなく、また飲料水への溶解も抑制できる。

図８は本発明を適用した別例の飲料水ディスペンサ２にボトル３を取り付ける前の状態を表した部分断面正面図、図９は本発明を適用した別例の飲料水ディスペンサ２にボトル３を取り付けた後の状態を表した部分断面正面図であり、図10は図９中Ｃ矢視部拡大断面図である。上記例（図１〜図７）は、先に突出パイプ111をボトル口31に差し込んでリザーバ蓋121を装着したボトル３をリザーバ12に取り付けていたが、本例は昇降部28で支持した突出パイプ211を連結突起223から突出させ、この突出パイプ211の突出高さを調整自在にしている。このため、ボトル３は従来通り、内側キャップ32でボトル口31を塞いだ状態で逆さにし、連結突起223にボトル口31を嵌め込むようにしてリザーバ22に取り付ける。

本例は、排気パイプ21及び昇降部28以外、本体ケース29内の装置構成は上記例と同じである。すなわち、リザーバ22はオゾナイザ23を介在させた吸気口293から外部空気を取り込む。飲料水は、リザーバ22から冷水供給部291又は温水供給部292の各蛇口295を通じて吐水される。排水パイプ21は、前処理筒24、吸引ポンプ25を経て、排気口294に接続している。前処理筒24は、気液分離部241と活性炭フィルタ242とを内蔵している。気液分離部241は飲料水の飛沫を分離し、排水パイプ261の排水パイプ下端部262を水没させて水封部26に排水する。活性炭フィルタ242は、オゾンを除去する。吸引ポンプ25及びオゾナイザ23は、各蛇口295の吐水を検知した制御部27により、一定時間作動する。

本例の排気パイプ21は、図８に見られるように、突出パイプ211及び延長パイプ213に分け、ボトル口31に倣ったリザーバ蓋221の凹部222から突出させた連結突起223を貫通させて、前記突出パイプ211を突出させている。連結突起223は、従来公知の飲料水ディスペンサと同様に空気流路201、飲料水流路202を形成しているほか、突出パイプ211を貫通させる貫通孔2231（図10参照、以下連結突起223の説明には同じく図10参照）を開孔している。排気流路203は、突出パイプ211が形成している。

本例は、連結突起223から排気パイプ21を突出させればよく、排気パイプ21を分割する必要はない。しかし、ボトル３内の排気パイプ21は直立姿勢を保ちながら、本体ケース29内の排気パイプ21は昇降に応じて緩やかに曲がって垂直高さを加減できることが好ましい。これから、本例の排気パイプ21も、上記例同様、硬質樹脂製の突出パイプ211と、可撓性を備えた樹脂製の延長パイプ213とを接続して、排気パイプ21を構成している。

突出パイプ211は、リザーバ22の底面からリザーバ22内に差し込み、連結突起223の貫通孔2231を抜けて上方に突出している。本例の突出パイプ211は昇降するため、前記リザーバ22の底面及び連結突起223には十分なシールを施している。また、突出パイプ211は、突出パイプ下端部2111にストッパ2115を設け、高さ調整に際して前記ストッパをリザーバの凹部裏面に当接させ、上昇限度を設定している。また、突出パイプ上端面2113には、上記例同様、貫通孔2114を設けた保護キャップ2112を装着している。延長パイプ213は、突出パイプ下端部2111に接続している。本例では、突出パイプ211及び延長パイプ213を分離する必要はないが、例えばメンテナンスのために接続分離自在にしてもよい。

昇降部28は、突出パイプ211のストッパ2115に連結した可撓性を有するラックベルト281と、このラックベルト281を巻回する駆動ピニオン282及び従動ピニオン283と、駆動ピニオン282の駆動モータ284とから構成している。これにより、駆動ピニオン282を逆転（図８中右回り）させると、巻き取られるラックベルト281に追随する突出パイプ211を下降させ、駆動ピニオン282を正転（図８中左回り）させると、繰り出されるラックベルト281に押されて突出パイプ211を上昇させることができる。

次に、本例の飲料水ディスペンサ２の使用態様を説明する。ボトル３をリザーバ22に取り付ける際は、連結突起223から突出パイプ211が大きく突出していると邪魔になるため、図８に見られるように、突出パイプ211を下降させてほぼ連結突起223と同じ高さに揃える。ボトル３は、連結突起223及び突出パイプ211を一体の突起としてボトル口31を嵌め込み、リザーバ22に取り付ける。その後、図９に見られるように、昇降部28を作動させて突出パイプ211を上昇させ、ボトル空気Abに突出パイプ上端面2113（正確には保護キャップ2112の貫通孔2114）が達すれば、使用開始段階に至る。以後のオゾンの供給等については上記例と同様であるため、説明は省略する。

本例は、突出パイプ211と別体の連結突起223を設けているため、空気流路201、飲料水流路202及び排気流路203の形成が上記例と異なっている。連結突起223は、図10に見られるように、およそボトル口31の高さの範囲で、上から空気供給孔2232、飲料水吸引孔2233を側面に、空気吸引孔2234を連結突起下端面2235に沿った側面に、そして飲料水供給孔2236を連結突起下端面2235にそれぞれ開孔し、空気供給孔2232及び空気吸引孔2234を空気導通孔2237で結んで空気流路201を形成し、飲料水吸引孔2233及び飲料水供給孔2236を飲料水導通孔2238で結んで飲料水流路202を形成している。これら空気流路201及び飲料水流路202は、連結突起223の中央を上下に貫通する貫通孔2231を囲んで、互い違いかつ周方向に均等間隔で形成されている。排気流路203は突出パイプ211自体が構成している。この突出パイプ211は連結突起223を貫通して昇降するため、貫通孔2231の内面に上下二段のシールリング2239,2239を内嵌している。

本発明を適用した一例の飲料水ディスペンサを表した部分断面正面図である。 排気パイプを構成する突出パイプ下端部の構成を表した斜視図である。 図２中Ａ方向から見た突出パイプ下端部を表した部分断面正面図である。 図２中Ｂ方向から見た突出パイプ下端部を表した部分断面側面図である。 ボトル口から突出パイプを差しこんでボトルにリザーバ蓋を装着する段階を表した部分破断正面図である。 ボトルに装着したリザーバ蓋をリザーバに取り付ける段階を表した部分破断正面図である。 リザーバから冷水供給部又は温水供給部を経て飲料水を吐出する段階を表した部分破断正面図である。 本発明を適用した別例の飲料水ディスペンサにボトルを取り付ける前の状態を表した部分断面正面図である。 本発明を適用した別例の飲料水ディスペンサにボトルを取り付けた後の状態を表した部分断面正面図である。 図９中Ｃ矢視部拡大断面図である。

符号の説明

１ 飲料水ディスペンサ
11 排気パイプ
12 リザーバ
13 オゾナイザ
14 前処理筒
141 気液分離部
142 活性炭フィルタ
15 吸引ポンプ
16 水封部
17 制御部
19 本体ケース
２ 飲料水ディスペンサ
21 排気パイプ
22 リザーバ
223 連結突起
23 オゾナイザ
24 前処理筒
241 気液分離部
242 活性炭フィルタ
25 吸引ポンプ
26 水封部
27 制御部
28 昇降部
29 本体ケース
３ ボトル
31 ボトル口
Ar リザーバ空気
Wr リザーバ飲料水
Ab ボトル空気
Wb ボトル飲料水

Claims (6)

1. 飲料水が充填されたボトルを逆さにしてリザーバの連結突起にボトル口を嵌合し、該リザーバの吐出口から飲料水を吐出させる飲料水ディスペンサにおいて、リザーバへオゾンを混入させた外部空気を送り込むオゾン供給手段と、ボトルからボトル空気を取り出す強制排気手段とを備えてなり、オゾン供給手段は吸気口とリザーバとの間に介在させ、飲料水の吐出に際してオゾンを生成し、前記吸気口から取り込む外部空気と共にオゾンをリザーバへ供給し、強制排気手段はボトル空気に達する排気パイプに吸引ポンプを設け、飲料水の吐出に際してボトル空気を吸引して前記排気パイプからボトル外へ排気することにより、ボトル空気を負圧にすることを特徴とする飲料水ディスペンサ。
2. 強制排気手段は、連結突起を通じてボトル空気に達する突出パイプと、リザーバに突出して前記突出パイプと接続及び分離自在な延長パイプとから排気パイプを構成し、突出パイプはリザーバに着脱自在なリザーバ蓋から突出させてなる請求項１記載の飲料水ディスペンサ。
3. 強制排気手段は、ボトル空気に達する排気パイプを昇降部で支持し、該昇降部によりボトル口からボトルに突出する前記排気パイプの突出高さを調整自在にしてなる請求項１記載の飲料水ディスペンサ。
4. 強制排気手段は、吸引ポンプよりボトルに近い側の排気パイプにオゾン吸着部を介在させてなる請求項１〜３いずれか記載の飲料水ディスペンサ。
5. 強制排気手段は、吸引ポンプよりボトルに近い側の排気パイプに気液分離部を介在させてなる請求項１〜３いずれか記載の飲料水ディスペンサ。
6. 気液分離部は、垂下させた排水パイプ下端部を水封部に没入させてなる請求項５記載の飲料水ディスペンサ。

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