JP2013216339A - ウォーターサーバ - Google Patents

Abstract

【課題】タンク内の高温水を配管系統に向けて逆流させる殺菌処理によって、配管系統のより広範な領域を殺菌処理できるウォーターサーバを提供する。
【解決手段】容器に詰められた飲料水を供給する配管系統中にタンク３を有し、タンク３の飲料水を殺菌可能な高温水にする加熱手段４と、同高温水を配管系統に逆流させるポンプＰと、高温水をタンクに戻す循環路Ｃ８，Ｃ９とを備えるウォーターサーバであって、配管系統における容器からタンク３まで延びる第１領域Ｃ２とタンク３から注水コックＶ１まで延びる第２領域Ｃ３との間に、第１領域Ｃ２と第２領域Ｃ３の間の熱交換を行う熱交換部１２，１３を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、容器に詰められた飲料水を配管系統を介して供給するウォーターサーバであって、前記配管系統中に飲料水を貯留するタンクを有し、前記配管系統を殺菌処理する手段として、前記タンクの飲料水を殺菌可能な温度に加熱された高温水とするための加熱手段と、前記タンク内の高温水を前記配管系統に向けて逆流させるポンプと、前記ポンプによって前記配管系統に送られた前記高温水を再び前記タンクに戻すための循環路とを備えるウォーターサーバに関する。

この種のウォーターサーバに関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１に記されたウォーターサーバでは、自然循環（対流）やポンプによって高温水を配管系統に逆流させる形態の殺菌処理を定期的に実施させることで、配管系統を微生物の繁殖していない状態に維持することができるとされている。

特開２００６−１９９３５２号公報（００１４段落、図５）

しかし、特許文献１に記されたウォーターサーバでは、ポンプと循環路によって逆流される高温水の行程に、温水タンクから飲料水を供給する給水用の導管が含まれていないため、上述した殺菌処理を行っても、この給水用の導管の殺菌処理が困難であった。

そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術が与える課題に鑑み、タンク内の高温水を配管系統に向けて逆流させる殺菌処理によって、配管系統のより広範な領域を殺菌処理できるウォーターサーバを提供することにある。

本発明の特徴構成は、
容器に詰められた飲料水を配管系統と注水コックとを介して供給するウォーターサーバであって、
前記配管系統中に飲料水を貯留するタンクを有し、
前記配管系統を殺菌処理する手段として、前記タンクの飲料水を殺菌可能な温度に加熱された高温水にするための加熱手段と、前記タンク内の高温水を前記配管系統に向けて逆流させるポンプと、前記配管系統に送られた高温水を再び前記タンクに戻すための循環路とを備え、さらに、
前記配管系統における前記容器から前記タンクまで延びる第１領域と前記タンクから前記注水コックまで延びる第２領域との間に、前記第１領域と前記第２領域の間の熱交換を行う熱交換部が設けられている点にある。

上記の特徴構成によるウォーターサーバでは、タンク内の高温水をポンプによって配管系統に向けて逆流させる殺菌処理を行うと、タンクから容器側に向かう配管系統の第１領域熱が高温水によって殺菌され、同時に、高温水によって第１領域に加えられた熱が熱交換部を介して第２領域にも伝えられるため、第２領域に潜在的に存在する微生物もこの熱によって殺菌できるため、第２領域に専用の電気ヒータなどを設けることなく、ウォーターサーバの略全体に殺菌操作を加えることができる。

本発明の他の特徴構成は、前記熱交換部が、前記第１領域の少なくとも一部と前記第２領域の少なくとも一部を同時に包囲するジャケット部材と、前記ジャケット部材によって包囲された密閉空間に充填された液状の熱媒とを有する点にある。

本構成であれば、ジャケット部材の中に封入された熱媒を介して配管系統における第１領域と第２領域との間で効果的に熱交換が行われるので、単に配管系統における第１領域と第２領域とを平行に隣接配置させて、配管の外壁どうしを接触させた形態の熱交換部の構成と比べて高い熱交換作用が得られ、タンクから注水コックまで延びる第２領域がより効果的に殺菌され易くなる。

本発明の他の特徴構成は、前記ジャケット部材に断熱層が設けられている点にある。

本構成であれば、ジャケット部材に断熱層を設けたことで、殺菌処理において配管系統の第１領域から放射される熱が外部に散逸せず、ジャケット部材の内部に留まり易いため、配管系統の第２領域への熱伝達もより効果的に行われ、その結果、第２領域に対する殺菌効果がさらに増大する。

給水モードにおけるウォーターサーバを示す略図である。 殺菌処理中のウォーターサーバを示す略図である。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
（ウォーターサーバの概略構成）
図１に例示された本発明に係るウォーターサーバは、飲料水が充填された容器１を設置するための容器収納部２と、容器１から供給される飲料水を貯留するための温水タンク３及び冷水タンク６とを有する。

ここでは、容器１は樹脂製のタンクが段ボール製などの箱状のケースに収納されたバッグインボックス型とされているが、これに限る必要はなく、十分な密封性があればよい。
容器収納部２は、容器１内の飲料水を外側から温度調節する冷却装置などを装備しており、容器１内の飲料水を雑菌の繁殖しにくい約４〜１０℃などに保持することもできる。

容器１は容器収納部２の内部にて飲料水の出入りを許すスパウト１Ａが下方を向いた反転姿勢で支持されており、容器１の飲料水は自重によって導管Ｃ１を介して下方に供給される。導管Ｃ１の下端には左右に分岐した分岐部Ｘによって２つの導管Ｃ２、Ｃ６が接続されており、飲料水の一部は導管Ｃ２を介して温水タンク３に充填され、飲料水の他の一部は導管Ｃ６を介して冷水タンク６に充填される。

尚、導管Ｃ２と導管Ｃ６との間には分岐部Ｘを迂回するバイパス用の導管Ｃ１１が設けられ、導管Ｃ２とバイパス用の導管Ｃ１１との接続部、及び、導管Ｃ６とバイパス用の導管Ｃ１１との接続部には三方弁Ｖ７，Ｖ８が配置されており、通常は、これらの三方弁Ｖ７，Ｖ８は容器１の飲料水がバイパス用の導管Ｃ１１には進入せずに導管Ｃ２を介して温水タンク３に充填されるように制御されている。

温水タンク３は内部の飲料水を７０℃を超える所定の温水状態に保持するためのヒータ４（加熱手段の一例）を備え、冷水タンク６は内部の飲料水を約４〜１０℃前後の冷水状態に保持するための冷却機７を備えている。

温水タンク３の上面には、給水用の導管Ｃ３と、開閉バルブＶ２を備えた蒸気抜き用の導管Ｃ４とが接続されており、冷水タンク６の上面には給水用の導管Ｃ７が接続されている。ユーザーが給水用導管Ｃ３に設けられた温水コックＶ１（注水コックの一例）を開けると給水用の導管Ｃ３の端部から温水が供給され、給水用の導管Ｃ７に設けられた冷水コックＶ４（注水コックの一例）を開けると給水用の導管Ｃ７の端部から冷水が供給される。

温水タンク３と冷水タンク６には貯留中の飲料水の温度を検出する温度センサ（不図示）が設けられており、ウォーターサーバには、これらの温度センサの検出値に基づいて、温水タンク３と冷水タンク４に貯留中の飲料水を設定された温度に調節する制御装置２０が設けられている。容器収納部２にも冷却機能が備えられた構成とする場合、制御装置２０は容器収納部２のための冷却装置の制御も行う。

ウォーターサーバの外表面などには、温水タンク３の飲料水の温度を設定変更するための温水調節ボタン（不図示）が設置されている。温水調節ボタンは、「標準」と「省エネ」と「沸騰」の３つのボタンからなる。

制御装置２０は、「標準」ボタンが操作されている状態ではヒータ４を温水タンク３の飲料水が約８０℃前後に保持されるように制御し、「省エネ」ボタンが操作されている状態ではヒータ４を温水タンク３の飲料水が約７０℃前後に保持されるように制御し、「沸騰」ボタンが操作されている状態では温水タンク３の飲料水が約９０℃前後に保持されるように制御する。

（殺菌処理の構成）
前述した導管Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ７はいずれも飲料水を供給する配管系統を構成するが、ウォーターサーバは、これらの配管系統の一部（主として導管Ｃ２，Ｃ６，Ｃ７）と冷水タンク６の内部とを定期的に殺菌処理する殺菌処理機構を備えている。

殺菌処理機構は、温水タンク３に設けられたヒータ４と、ヒータ４によって温水タンク３内に形成された高温水を、導管Ｃ２，Ｃ６、冷水タンク６、導管Ｃ７の一部などに向けて逆流させるポンプＰと、ポンプＰによってこれらの箇所に送られた飲料水を再び温水タンク３に戻すための導管Ｃ８，Ｃ９（いずれも循環路の一例）とを備えている。

導管Ｃ８は給水用の導管Ｃ７の冷水コックＶ４よりも上流側からポンプＰの入力部まで延設されており、導管Ｃ９はポンプＰの出力部から温水タンク３のドレン用の導管Ｃ５に介装された開閉バルブＶ３よりも上流側の部位まで延設されている。冷水タンク６のドレン用の導管Ｃ１０にも開閉バルブＶ５が介装されている。

制御装置２０は、殺菌処理において、高い殺菌効果を得るために、また、より短い期間で１回の殺菌処理を達成するために、温水タンク３の飲料水を９３℃前後の沸騰水（殺菌可能な温度の高温水の一例）にまで加熱した上で、導管Ｃ９に介装された開閉バルブＶ６を開放状態に切り換えた後に、ポンプＰの運転を開始する。

ところで、上述した殺菌処理では、先ず温水タンク３の飲料水を加熱して沸騰水にするため、この加熱に伴って温水タンク３の飲料水が膨張し、導管Ｃ２内の飲料水が導管Ｃ１を介して容器１内へと逆流する傾向が見られる。ここで、導管Ｃ２内の飲料水が雑菌を含んでいれば逆流によって容器１内へ雑菌が進入する虞がある。

そこで、制御装置２０は、殺菌処理に際して、先ず、三方弁Ｖ７，Ｖ８を導管Ｃ２が導管Ｃ６ではなくバイパス用の導管Ｃ１１と接続される位置に切り換えた上で、温水タンク３の飲料水を加熱して沸騰水にし、そのままポンプＰを運転開始して温水タンク３の沸騰水をバイパス用の導管Ｃ１１を介して導管Ｃ６側へと供給開始する。

その後、制御装置２０は、ポンプＰの運転開始から１０〜１５分間などの所定時間が経ち、飲料水の膨張現象が収まった時点で、三方弁Ｖ７，Ｖ８を導管Ｃ２が導管Ｃ６と接続される位置に切り換え、引き続き、殺菌処理を継続することで、導管Ｃ２，Ｃ６，Ｃ１１の全体を殺菌処理することができる。

制御装置２０は、殺菌処理を終了するためにポンプＰの運転を停止した時点では開閉バルブＶ６を再び閉鎖状態に切り換える。

制御装置２０は、ポンプＰを深夜などウォーターサーバの使用頻度の少ない時間帯に約２時間（少なくとも配管系統及び循環路の全長が沸騰水で満たされる第１期間の一例）に亘って運転させる殺菌処理を１日に１回の頻度で実施する。第１期間の長さは適用地域の気候や季節によって変更可能である。

（熱交換部の構成）
上述した殺菌処理では、給水用の導管Ｃ３の殺菌処理が困難なため、殺菌処理によって高温に保持される導管Ｃ２の熱によって導管Ｃ３を加熱殺菌するための熱交換部が、導管Ｃ２と導管Ｃ３との間に設けられている。

熱交換部の具体的な構成としては、図１に示すように、導管Ｃ２の少なくとも一部と導管Ｃ３の少なくとも一部を互いに可及的に近接配置し、これらの両部位を同時に包囲するジャケット部材１２を設け、ジャケット部材１２によって包囲された密閉空間にゲル状などの熱媒１３を充填すればよい。また、ジャケット部材の表面付近に断熱層を設けてもよい。

（邪魔板の構成）
ところで、ポンプＰの運転による飲料水の循環では、ポンプＰの下流側に位置する冷水タンク６から導管Ｃ９の飲料水が温水タンク３に進入するが、この冷水タンク６から導管Ｃ９内は室温に近い温度で保持され易いので、雑菌が繁殖している虞がある。

そこで、温水タンク３の内部には、導管Ｃ９側から温水タンク３に進入した飲料水を温水タンク３内で拡散させ、同飲料水が導管Ｃ２の下端から分岐点Ｘへと直接逆流する可能性を排除するための邪魔板５（偏向部材の一例）が設けられている。

ここでは、邪魔板５は、温水タンク３の底部における、ドレン用の導管５の始点と導管Ｃ２の下端とを隔離する位置に立設され、温水タンク３の天井部に向かって延出されている。

温水タンク３の図１の紙面の厚さ方向で互いに対向する一対の側面と邪魔板５との間にも間隙は設けられていないため（温水タンク３の水をドレン用の導管Ｃ５を介して排水するための小さな間隙は残されている）、導管Ｃ９から温水タンク３の邪魔板５よりも図で左側の領域に進入した飲料水は、邪魔板５の上端と温水タンク３の天井部の下面との間に残された唯一の間隙を介して邪魔板５の右側の領域に進入することができる。
尚、例えば導管Ｃ９から温水タンク３への流入部に、導管Ｃ９の上端から温水タンク３内の上端付近まで延びた流入管（偏向部材の一例、不図示）を設けることで、邪魔板５と同様の効果を得ることも可能であり、この場合は邪魔板５を省略してもよい。

〔別実施形態〕
〈１〉熱交換部として、上述したジャケット部材１２及びゲル状などの熱媒１３からなる構成の代わりに、導管Ｃ２の少なくとも一部と導管Ｃ３の少なくとも一部との各外周面と同時に面で当接するブリッジ部材（不図示）を設けてもよい。

〈２〉導管Ｃ２の少なくとも一部と導管Ｃ３の少なくとも一部を例えば銅やアルミニウム等といった熱伝導性に優れた材質とし、その材質の導管Ｃ２の少なくとも一部と導管Ｃ３の少なくとも一部とを一定の領域で互いに接触させることで、導管Ｃ２から導管Ｃ３に殺菌用の熱を伝える熱交換部として機能させてもよい。すなわち、互いに接触する導管Ｃ２と導管Ｃ３とで熱交換部を構成してもよい。ここで熱伝導性に優れた材質とは、互いに接触する導管同士が互いに殺菌可能な程度に熱伝導率が高いことであり、例えば、銅やアルミニウム、ステンレス等の金属を単体で或いは互いに組み合わせて用いることができる。

〈３〉上記の実施形態では、冷水タンク６には冷却装置７のみが配置されているが、例えばウォーターサーバを寒冷地用として設定する場合など、必要に応じて冷水タンク６に冷却装置７とヒータとを並設してもよい。

〈４〉冷水タンク６が省略され、温水タンク３のみを備えたウォーターサーバの形態で実施することも可能である。或いは、ヒータが殺菌処理用の高温水を形成するためだけに用いられ、通常の給水時には、タンク内の飲料水の冷却のみを行うまたは温度調整を行わないウォーターサーバの形態で実施することも可能である。

〈５〉上記の実施形態では、分岐部Ｘを迂回するように導管Ｃ２と導管Ｃ６との間にバイパス用の導管Ｃ１１が設けられ、導管Ｃ１１と導管Ｃ２の接続部には三方弁Ｖ７，Ｖ８が設けられているが、これらの部材が省略された形態で実施してもよい。

容器に詰められた飲料水を配管系統を介して供給するウォーターサーバに従来見られた課題を解決するための技術として利用可能な発明である。

１ 容器
２ 容器収納部
３ 温水タンク
４ ヒータ（加熱手段）
５ 邪魔板
６ 冷水タンク
７ 冷却機
１２ ジャケット部材（熱交換部）
１３ 熱媒（熱交換部）
２０ 制御装置
Ｃ１ 導管（配管系統）
Ｃ２ 導管（第１領域を含む配管系統）
Ｃ３ 給水用の導管（第２領域を含む配管系統、温水）
Ｃ６ 導管（配管系統）
Ｃ７ 給水用の導管（配管系統、冷水）
Ｃ８ 導管（循環路）
Ｃ９ 導管（循環路）
Ｃ１１ 導管（バイパス）
Ｐ ポンプ
Ｖ１ 温水コック（注水コック）
Ｖ４ 冷水コック（注水コック）
Ｖ３ 開閉バルブ
Ｖ６ 開閉バルブ（循環路）
Ｖ７ 開閉バルブ（循環路）

Claims (3)

1. 容器に詰められた飲料水を配管系統と注水コックとを介して供給するウォーターサーバであって、
   前記配管系統中に飲料水を貯留するタンクを有し、
   前記配管系統を殺菌処理する手段として、前記タンクの飲料水を殺菌可能な温度に加熱された高温水にするための加熱手段と、前記タンク内の高温水を前記配管系統に向けて逆流させるポンプと、前記配管系統に送られた高温水を再び前記タンクに戻すための循環路とを備え、さらに、
   前記配管系統における前記容器から前記タンクまで延びる第１領域と前記タンクから前記注水コックまで延びる第２領域との間に、前記第１領域と前記第２領域の間の熱交換を行う熱交換部が設けられているウォーターサーバ。
2. 前記熱交換部が、前記第１領域の少なくとも一部と前記第２領域の少なくとも一部を同時に包囲するジャケット部材と、前記ジャケット部材によって包囲された密閉空間に充填された液状の熱媒とを有する請求項１に記載のウォーターサーバ。
3. 前記ジャケット部材に断熱層が設けられている請求項２に記載のウォーターサーバ。

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