JP2009098923A - 給水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 製氷機内の水質を維持でき、小型化およびコストの削減を達成できるとともに、信頼性の高い給水装置を提供する。
【解決手段】 製氷機２１および湯タンク３１に水を供給するための給水装置１は、製氷機２１に水を供給するための製氷機給水部９、１１と、給水源Ｔと、給水源Ｔと湯タンク３１に接続され、給水源Ｔから湯タンク３１に水を供給するための湯タンク給水通路５と、を備え、湯タンク給水通路５には、その通路面積が絞られた狭窄部８ｅが設けられており、製氷機２１と湯タンク給水通路５の狭窄部８ｅに接続され、給水源Ｔから湯タンク給水通路５を介して湯タンク３１に水が供給されたときに狭窄部８ｅに発生する負圧により、製氷機２１内の水を湯タンク給水通路５に排出するための排出通路１２をさらに備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動販売機やディスペンサなどに設けられ、製氷機および湯タンクに水を供給するための給水装置に関する。

従来、この種の給水装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この給水装置は、自動販売機に適用されたものであり、上水道の蛇口に接続され、蛇口から送水された水を貯留するリザーバと、流入口や第１および第２の流出口を有する切替弁と、リザーバ、製氷機および切替弁の流入口に接続された主給水通路と、この主給水通路の製氷機と切替弁の間に設けられたポンプと、切替弁の第１流出口および湯タンクに接続された分岐通路を備えている。リザーバは、湯タンクよりも低い位置に配置されており、切替弁の第２流出口には、水を冷却するための冷却パイプが接続されている。

以上の構成の従来の給水装置では、リザーバに貯留された水は、主給水通路を介して製氷機に供給される。また、冷却パイプ内の冷却水を用いたコールド飲料の販売時には、切替弁の制御により、主給水通路と冷却パイプを接続し、その状態でポンプを駆動することによって、リザーバや製氷機、主給水通路内（以下、これらを総称して「給水回路」という）の水が冷却パイプに送出され、供給される。一方、湯タンクの湯を用いたホット飲料の販売時には、切替弁の制御により、主給水通路と分岐通路を接続し、その状態でポンプを駆動することによって、給水回路内の水が、分岐通路を介して湯タンクに送出され、供給される。以上により、従来の給水装置では、冬季などのようにコールド飲料の販売頻度が低い場合でも、販売頻度の高いホット飲料の販売に伴って、給水回路内の水を、湯タンクに送出し、入れ替えることによって、長時間、滞留させないようにし、それにより、その水質を維持するようにしている。

しかし、上述したように、従来の給水装置では、湯タンクへの給水に伴う給水回路内の水の送出を行うために、ポンプを設けなければならないので、その分、装置の大型化およびコストの増大を招いてしまう。また、ポンプに電気的な故障が発生した場合には、装置の動作を保障できず、その信頼性は高くない。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、製氷機内の水質を維持でき、小型化およびコストの削減を達成できるとともに、信頼性の高い給水装置を提供することを目的とする。

実開昭６２−１６９８８６号公報

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、製氷機および湯タンクに水を供給するための給水装置であって、製氷機に水を供給するための製氷機給水部と、給水源と、給水源と湯タンクに接続され、給水源から湯タンクに水を供給するための湯タンク給水通路と、を備え、湯タンク給水通路には、その通路面積が絞られた狭窄部が設けられており、製氷機と湯タンク給水通路の狭窄部に接続され、給水源から湯タンク給水通路を介して湯タンクに水が供給されたときに狭窄部に発生する負圧により、製氷機内の水を湯タンク給水通路に排出するための排出通路をさらに備えることを特徴とする。

この給水装置によれば、製氷機給水部から製氷機に水が供給され、給水源からの水が、湯タンク給水通路を介して湯タンクに供給される。この湯タンク給水通路には、その通路面積が絞られた狭窄部が設けられており、この狭窄部と製氷機に、排出通路が接続されている。以上の構成の給水装置では、湯タンクへの給水時、湯タンク給水通路の通路面積が絞られた狭窄部では、水の流速が高くなり、大きな負圧が発生する。上記のように、この狭窄部には、排出通路を介して製氷機が接続されているので、この大きな負圧によって、製氷機内の水の一部は、引き込まれ、排出通路を介して湯タンク給水通路に排出され、給水源からの水とともに湯タンクに供給される。

以上により、冬季などのように製氷機の作動頻度が低い場合でも、実行頻度の高い湯タンクへの給水に伴って、製氷機内の水を、湯タンク給水通路に排出し、入れ替えることができるので、製氷機内の水が長時間、滞留するのを防止でき、したがって、その水質を維持することができる。また、上述したように、製氷機内の水の排出を、湯タンクへの給水に伴って狭窄部に発生する負圧によって行うので、前述した従来のようなポンプは不要になり、それにより、給水装置の小型化およびコストの削減を達成することができる。さらに、狭窄部は、湯タンク給水通路を絞っただけの非常に簡単な構成であるため、ポンプよりも故障しにくいので、給水装置の信頼性を高めることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の給水装置において、湯タンク給水通路および排出通路は、給水源から供給される供給水量と製氷機から排出される排出水量との比が所定値になるように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、給水源から湯タンクに供給される供給水量と製氷機から排出される排出水量との比が、所定値になっている。このため、この所定値を適切に設定することによって、製氷機内の水を過不足なく排出でき、それにより、製氷機において製氷を行うのに十分な水量を確保しながら、製氷機内の水質を維持することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本実施形態による給水装置１を、これを適用したカップ式の自動販売機とともに概略的に示している。この自動販売機は、製氷機２１および湯タンク３１を備えており、コールド飲料およびホット飲料の双方を販売可能なものである。

製氷機２１は、オーガ式のものであり、製氷を行うための製氷筒２２、オーガモータ２３、オーガおよび冷凍機（いずれも図示せず）と、この製氷筒２２の上部に設けられ、製氷された氷を貯蔵する貯氷庫２４を備えている。このオーガは、製氷筒２２内に設けられるとともに、オーガモータ２３によって駆動される。上記の冷凍機は、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器（いずれも図示せず）などで構成されている。

また、製氷筒２２は、後述する蛇口Ｔよりも低い位置に配置されており、その下端部には、給水口２２ａおよび排水口２２ｂが設けられている。通常、製氷筒２２内には、後述するリザーバ９から給水口２２ａを介して供給された水が貯められている。さらに、製氷筒２２内の水は、上記の冷凍機によって冷却され、製氷筒２２の内壁面に氷結する。氷結した氷は、オーガモータ２３によるオーガの回転によって押し上げられ、オーガの上方に設けられたカッタ（図示せず）に押し込まれることによって、ブロック状に成形された後、上記の貯氷庫２４に送出される。

貯氷庫２４には、氷送出口と、これを開閉する開閉機構（いずれも図示せず）が設けられており、自動販売機のコールド飲料の販売時には、この開閉機構によって氷送出口が開放され、それにより、貯氷庫２４内の氷が、カップ（図示せず）に送出される一方、販売時以外のときには、氷送出口が閉鎖される。また、貯氷庫２４には、貯蔵する氷の融解によって発生した水を排出するためのドレン口２４ａが設けられている。

湯タンク３１は、湯（水）を貯留するタンク本体３２と、このタンク本体３２内の水（湯）を加熱するためのヒータ３３を備えており、蛇口Ｔよりも低い位置に配置されている。タンク本体３２の上面には、タンク本体３２内に水を供給するための給水口３２ａが設けられている。また、タンク本体３２には、湯送出口と、これを開閉する送出弁が設けられており、この湯送出口は、ミキシングボウルやコーヒー抽出機（いずれも図示せず）に接続されている。自動販売機のホット飲料の販売時には、上記の送出弁によって湯送出口が開放され、それにより、湯タンク３１内の湯が、上記のミキシングボウルなどに送出される一方、販売時以外のときには、湯送出口が閉鎖される。

さらに、タンク本体３２内には、フロート式の湯量センサ４１が設けられており、この湯量センサ４１は、タンク本体３２内の水位がその所定の上限値および下限値になったときにＯＮ／ＯＦＦし、その検出信号を後述するコントローラ５１に出力する（図５参照）。この検出信号に応じ、湯タンク３１への給水動作が後述するように行われることによって、タンク本体３２内の湯量（以下「湯タンク湯量」という）は、所定の上限湯量と下限湯量の間に制御される。

給水装置１は、上水道の蛇口Ｔ（給水源）、主給水管２、第１給水弁３、第２給水弁４、湯タンク給水通路５、リザーバ９（製氷機給水部）、および排出管１２（排出通路）を備えている。この蛇口Ｔは、常時、開放状態に保持されている。

この主給水管２の一端部は蛇口Ｔに接続されており、主給水管２の途中に上記第１給水弁３が、他端部に上記第２給水弁４が、それぞれ設けられている。また、主給水管２、第１および第２の給水弁３，４は、蛇口Ｔよりも低く、かつ、前述した製氷筒２２および湯タンク３１よりも高い位置に配置されている。

第１給水弁３は、常閉タイプのＯＮ／ＯＦＦ式の電磁弁で構成されており、通常は主給水管２を閉鎖し、コントローラ５１の制御により励磁されたときに主給水管２を開放する。第２給水弁４は、１つの流入口４ａ、第１および第２の流出口４ｂ，４ｃを有し、これらを選択的に開閉する電磁式の三方バルブである。また、流入口４ａには主給水管２が、第１流出口４ｂには湯タンク給水通路５が、それぞれ接続されており、第２流出口４ｃには、リザーバ９に水を供給するための後述するリザーバ給水管１０が接続されている。さらに、第２給水弁４は、第１および第２の流出口４ｂ，４ｃを閉鎖することにより、製氷機２１および湯タンク３１のいずれにも給水を行わない閉鎖モードと、第１流出口４ｂを開放することにより、湯タンク３１にのみ給水を行う湯タンク給水モードと、第２流出口４ｃを開放することにより、製氷機２１にのみ給水を行う製氷機給水モードとを有しており、その動作は、コントローラ５１によって制御される。

上記の湯タンク給水通路５は、蛇口Ｔから湯タンク３１に水を供給するためのものであり、第２給水弁４の第１流出口４ｂに接続された上流側給水管６と、前述した湯タンク３１の給水口３２ａに接続された下流側給水管７とを有しており、これらの上流側および下流側の給水管６，７は、フィッティング８によって互いに接続されている。

図２〜図４に示すように、このフィッティング８は、互いに連通する第１流入部８ａ、第２流入部８ｂおよび流出部８ｃの３つの管から成る断面逆Ｔ字状の管継手である。上下方向に延びる第１流入部８ａには、排出管１２が接続され、第１流入部８ａの下端部から両側に延びる第２流入部８ｂおよび流出部８ｃには、湯タンク給水通路５の上流側給水管６および下流側給水管７が、それぞれ接続されている。

また、第２流入部８ｂの内部には、第１流入部８ａとの接続部付近に、その通路面積を絞るための絞り壁８ｄが設けられている。この絞り壁８ｄは、第２流入部８ｂによって画成される断面円形の通路の下側から半分強の部分をふさぐように設けられており、水平な上面を有している。この絞り壁８ｄによって絞られた第２流入部８ｂの通路の部分が、狭窄部８ｅになっている。また、絞り壁８ｄは、水の流れ方向（図４のＸ−Ｘ方向）において、絞り壁８ｄの下流側の面の位置Ｐ１が、第２流入部８ｂとの接続部分における第１流入部８ａの内壁面の位置Ｐ２に一致するように配置されている。

なお、フィッティング８は、製氷機２１および湯タンク３１よりも低い位置に配置されている。また、下流側給水管７は、流出部８ｃから湯タンク３１よりも高い位置まで延びており、その最高高さは、前述した主給水管２のそれと等しい。

前述したリザーバ９は、蛇口Ｔからの水を貯留し、製氷機２１に供給するためのものであり、第２給水弁４よりも低く、かつ、製氷機２１の給水口２２ａよりも高い位置に配置されている。リザーバ９の上端部および下端部には、給水口９ａおよび送水口９ｂがそれぞれ設けられている。この給水口９ａは、リザーバ給水管１０を介して、前述した第２給水弁４の第２流出口４ｃに接続されており、上記の送水口９ｂは、製氷機給水管１１（製氷機給水部）を介して、前述した製氷機２１の給水口２２ａに接続されている。また、リザーバ９の内部は、大気に連通している。以下、リザーバ９、製氷機給水管１１、製氷筒２２および貯氷庫２４を総称して、「製氷機回路」という。

さらに、リザーバ９内には、フロート式の水量センサ４２が設けられており、この水量センサ４２は、リザーバ９内の水位がその所定の上限値および下限値になったときにＯＮ／ＯＦＦし、その検出信号をコントローラ５１に出力する。製氷筒２２とリザーバ９が常時、連通していることから、リザーバ９内の水位は、製氷筒２２内の水位と等しい。この水量センサ４２の検出信号に応じ、製氷機２１への給水動作が後述するように行われることによって、製氷筒２２内の水量は、所定の上限水量と下限水量の間に制御される。

また、排出管１２は、湯タンク３１への給水時に、上記の製氷機回路内の水を、湯タンク給水通路５を介して湯タンク３１に排出するためのものである。さらに、排出管１２は、前述したフィッティング８の第１流入部８ａから上方に延び、その途中から二股に分岐し、この分岐した一方の端部が製氷機２１の排水口２２ｂに、他方の端部がドレン口２４ａに、それぞれ接続されている。以上のように、排出管１２は、製氷機２１に接続されるとともに、第１流入部８ａを介して狭窄部８ｅに接続されている。

コントローラ５１は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されており、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従い、前述した各種のセンサ４１および４２からの検出信号に応じ、給水装置１の動作を制御する。

具体的には、製氷機２１における製氷動作やメンテナンスなどによって製氷筒２２内の水量が前述した下限水量を下回ったときには、製氷機２１への給水を次のようにして行う。すなわち、第１給水弁３を開弁するとともに、第２給水弁４を制御することによって、その第２流出口４ｃを開放する。これにより、蛇口Ｔからの水が、主給水管２およびリザーバ給水管１０を介して、リザーバ９に供給され、さらに、製氷機給水管１１を介して、製氷機２１に供給される。以上の製氷機２１への給水は、水量センサ４２の検出信号に応じて、製氷筒２２内の水量が前述した上限水量になるまで行われる。

また、ホット飲料の販売やメンテナンスなどによって湯タンク湯量が前述した下限湯量を下回ったときには、湯タンク３１への給水を次のようにして行う。すなわち、第１給水弁３を開弁するとともに、第２給水弁４を制御することによって、その第１流出口４ｂを開放する。これにより、蛇口Ｔからの水が、主給水管２および湯タンク給水通路５を介して、湯タンク３１に供給される。以上の湯タンク３１への給水は、湯量センサ４１の検出信号に応じて、湯タンク湯量が前述した上限湯量になるまで行われる。

また、上述した湯タンク３１への給水時、湯タンク給水通路５を水が流れるのに伴い、フィッティング８の狭窄部８ｅでは、水の流速が高くなり、大きな負圧が発生する。そして、この大きな負圧により、製氷機回路内、すなわち、リザーバ９、製氷機給水管１１、製氷筒２２および貯氷庫２４内の水の一部が、引き込まれ、排水口２２ｂ、ドレン口２４ａ、排出管１２およびフィッティング８の第１流入部８ａを介して、湯タンク給水通路５に排出され（図４参照）、蛇口Ｔからの水とともに、湯タンク３１に供給される。なお、図４における太い矢印は、水の流れを示している。

また、上述した湯タンク３１への給水に伴う製氷機回路内の水の排出によって、製氷筒２２内の水量が下限水量を下回ったときにも、製氷機２１への給水が上述したようにして行われる。

さらに、湯タンク給水通路５や排出管１２などの通路面積は、蛇口Ｔから湯タンク３１に供給される水量と製氷機回路から排出される水量との比が１：１になるように設定されている。

以上のように、本実施形態によれば、湯タンク３１への給水時、狭窄部８ｅで発生した負圧によって、製氷機回路内の水の一部が、引き込まれ、排出管１２を介して、湯タンク給水通路５に排出される。したがって、冬季などのように製氷機２１の作動頻度が低い場合でも、実行頻度の高い湯タンク３１への給水に伴って、製氷機回路内、すなわち、リザーバ９、製氷機給水管１１、製氷筒２２および貯氷庫２４内の水を、湯タンク給水通路５に排出し、入れ替えることができるので、製氷機回路内の水が長時間、滞留するのを防止でき、したがって、その水質を維持することができる。

また、製氷機回路内の水の排出を、湯タンク３１への給水に伴って狭窄部８ｅに発生する負圧によって行うので、前述した従来のようなポンプは不要になり、それにより、給水装置１の小型化およびコストの削減を達成することができる。さらに、狭窄部８ｅは、湯タンク給水通路５を絞っただけの非常に簡単な構成であるため、ポンプよりも故障しにくいので、給水装置１の信頼性を高めることができる。また、絞り壁８ｄが前述したように配置されているので、狭窄部８ｅで発生した負圧を、第１流入部８ａと第２流入部８ｂとの接続部分に効果的に作用させることができ、したがって、この負圧による製氷機回路内の水の引き込み動作を、適切に行うことができる。

さらに、湯タンク給水通路５や排出管１２などの通路面積は、蛇口Ｔから湯タンク３１に供給される供給水量と製氷機回路から排出される排出水量との比が１：１になるように設定されている。これにより、製氷機２１において製氷を行うのに十分な水量を確保しながら、製氷機回路内の水質を維持することができる。

図６および図７は、狭窄部の他の例を示している。これらの図に示すように、この狭窄部８ｆは、第２流入部８ｂの途中の部分から流出部８ｃの途中の部分にわたって、第１流入部８ａを中心として対称に設けられており、その長さは、径よりも大きくなっている。狭窄部８ｆと第２流入部８ｂおよび流出部８ｃとの移行部８ｇおよび８ｈの断面はいずれも、緩やかに変化している。なお、この場合においても、湯タンク給水通路５や排出管１２などの通路面積は、前述した実施形態と同様、蛇口Ｔから湯タンク３１に供給される水量と製氷機回路から排出される水量との比が１：１になるように設定されている。

以上の構成により、この狭窄部８ｆを用いた場合にも、前述した実施形態の効果を同様に得ることができる。また、移行部８ｇおよび８ｈの断面が緩やかに変化しているので、この部分における渦損失を抑制することができ、したがって、湯タンク３１への給水をより適切に行うことができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、本発明における製氷機給水部として、リザーバ９および製氷機給水管１１を用いているが、水を供給可能な他の任意の手段、例えば上水道の蛇口Ｔを用いてもよいことは、もちろんである。このことは、本発明における給水源についても同様であり、実施形態の蛇口Ｔに代えて、例えばリザーバや圧力タンクを用いてもよいことは、もちろんである。

また、供給水量と排出水量との比を１：１にするための要因として、湯タンク給水通路５や排出管１２の通路面積を用いているが、供給水量および排出水量に影響を及ぼす他の適当な要因、例えば、湯タンク給水通路５および排出管１２の形状や配置を用いてもよい。さらに、供給水量と排出水量との比は、実施形態の１：１に限らず、他の適切な値を採用することが可能であり、例えば、１：１から７：３までの任意の所定値に設定してもよい。また、製氷機２１としてオーガ式のものを用いているが、これに限らず、任意のタイプの製氷機、例えばセル式の製氷機を用いることが可能である。

さらに、実施形態は、本発明を自動販売機に適用した例であるが、本発明はこれに限らず、例えばディスペンサに適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

本実施形態による給水装置を、これを適用した自動販売機とともに概略的に示す図である。 フィッティングの拡大斜視図である。 フィッティングを第２流入部側から見た図である。 図３の線Ａ−Ａに沿う断面図を、湯タンクへの給水時における水の流れとともに示す図である。 コントローラなどを示すブロック図である。 図３および図４に示すものとは異なる狭窄部を有するフィッティングを第２流入部側から見た図である。 図６の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。

符号の説明

１ 給水装置
Ｔ 蛇口（給水源）
５ 湯タンク給水通路
８ｅ 狭窄部
８ｆ 狭窄部
９ リザーバ（製氷機給水部）
１１ 製氷機給水管（製氷機給水部）
１２ 排出管（排出通路）
２１ 製氷機
３１ 湯タンク

Claims (2)

1. 製氷機および湯タンクに水を供給するための給水装置であって、
   前記製氷機に水を供給するための製氷機給水部と、
   給水源と、
   当該給水源と前記湯タンクに接続され、前記給水源から前記湯タンクに水を供給するための湯タンク給水通路と、を備え、
   当該湯タンク給水通路には、その通路面積が絞られた狭窄部が設けられており、
   前記製氷機と前記湯タンク給水通路の前記狭窄部に接続され、前記給水源から前記湯タンク給水通路を介して前記湯タンクに水が供給されたときに前記狭窄部に発生する負圧により、前記製氷機内の水を前記湯タンク給水通路に排出するための排出通路をさらに備えることを特徴とする給水装置。
2. 前記湯タンク給水通路および前記排出通路は、前記給水源から供給される供給水量と前記製氷機から排出される排出水量との比が所定値になるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の給水装置。

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