JP2016068989A

JP2016068989A - 給液装置のヒータユニット

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Publication number: JP2016068989A
Application number: JP2014198690A
Authority: JP
Inventors: 裕道脇; Yutaka Michiwaki
Original assignee: Next Innovation GK
Current assignee: Next Innovation GK
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2016-05-09
Anticipated expiration: 2034-09-29
Also published as: JP6484883B2

Abstract

【課題】給液装置に内蔵されるタンク内に収容される流体を効率良く加熱、保温する。【解決手段】給液装置１に内蔵されるタンク５０内に収容される流体を加熱及び／又は保温するための給液装置１のヒータユニット６０であって、流体を加熱及び／又は保温する伝熱手段６１が、タンク５０の底面部５０ｂに立設するように配置され、該伝熱手段の一部又は全部が液体に接触するようにタンク５０内に配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、タンク内に収容される流体、特に給液装置に内蔵されるタンク内に収容される流体を加熱及び／又は保温するためのヒータユニットに関する。

給液装置の一種であるウォータサーバは、例えば、サーバ本体の最上部に流体容器を配置し、この流体容器からサーバ本体内の冷タンク及び温タンクに流体を供給して、冷タンクの外側面部等に設置された冷却手段で流体を冷却すると共に、温タンクの外側面部等に設置された加熱手段で流体を加熱する（例えば、特許文献１参照。）。そして、従来のウォータサーバは、冷水用吐出レバーが操作されると、冷タンクに接続された冷水用吐出部から冷水を吐出し、温水用吐出レバーが操作されると、温タンクに接続された温水用吐出部から温水を吐出する。

しかしながら、一般的に、熱は鉛直方向の上方に伝わり易く、温められた流体は鉛直方向の上方に移動する性質を有しているので、加熱手段が温タンクの外側面部等に設置されていると、この加熱手段よりも鉛直方向の下方の流体に加熱手段による熱が伝達し難く、温タンク内の流体をまんべんなく加熱し難い。また、外側面部からタンク内を加熱しようと加熱手段を発熱させると、発熱量の半分近い一定割合は外部に放散され、熱ロスが大きくなる。

特開２０１１−０４６４４６号公報

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、給液装置に内蔵されるタンク内に収容される全流体を効率良く加熱及び／又は保温が可能な給液装置のヒータユニットを提供することを目的とする。

本発明に係る給液装置の加熱手段としてのヒータユニットは、給液装置に内蔵されるタンク内に収容される流体を加熱及び／又は保温するためのものであって、前記流体を加熱及び／又は保温する伝熱手段が、前記タンクの底面部に立設するように配置され、且つ、該伝熱手段の一部又は全部が前記タンク内に配置されている。ここで、伝熱手段は、自ら発熱する機能を有していても、或いは、自ら発熱する機能を有していなくてもよく、自ら発熱手段を有していない場合には、発熱手段からの熱を受けて外部に熱を伝達出来るように構成されたものであればよい。

また、前記タンクは、容量が可変の可撓性素材を用いて構成されるソフト容器としてもよい。更に、前記タンクは、容量が可変でない非可撓性素材を用いて構成されるハード容器としてもよい。

また、前記伝熱手段は、前記タンクの底面部に接合されて一体に取り付けて構成しても良い。更に、前記伝熱手段は、外周縁部の基端部に、取付フランジ部が一体に形成され、前記タンクの底面部に形成されたタンク開口部から前記タンク内に配置されて、該伝熱手段の一部又は全部が前記タンク内に収容される流体に対して直接的に接触可能に配置されて、前記取付フランジ部と前記タンク開口部の周縁部の内周面又は外周面とが面接触された状態で接合されることで、前記タンクの底面部に一体に取り付けられているようにしてもよい。

また、前記伝熱手段は、奥行き方向の中心が前記タンクの奥行き方向の中心と一致するように、前記タンクの底面部に取り付けられているようにしてもよい。更に、前記伝熱手段は、幅方向の中心が前記タンクの幅方向の中心と一致するように、前記タンクの底面部に取り付けられているようにしてもよい。

本発明の給液装置のヒータユニットは、給液装置に内蔵されるタンク内に収容される流体を加熱及び／又は保温する伝熱手段が、該タンクの底面部に立設するように配置され、且つ、該ヒータユニットの一部又は全部がタンク内に収容される流体に対して直接的に接触可能に配置されているので、タンク内の全流体を効率良く加熱し、また保温することが出来る。

給液装置を示した概略図である。タンクの底面部に取り付けられたヒータユニットを示した側面断面図である。

以下、本発明を適用した給液装置のヒータユニットについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。

本発明を適用したヒータユニットは、例えば、給液装置に内蔵される、流体を収容し、収容した流体を加熱し、所定温度に保持するための容器、即ち温タンクの底面部に取り付けられ、該ヒータユニットの外表面の一部又は全部が温タンク内に収容される流体に対して直接的に接触可能に配置され、温タンク内の全流体を効率良く加熱するためのものである。

＜第一実施例＞
先ず、本発明を適用したヒータユニットが設置される給液装置について説明する。図１に示すように、給液装置１は、例えばウォータサーバ等である。更に、給液装置１は、例えば、本体１０の上面１０ａに形成された凹部１１の底面部又は上面１０ａに、水やミネラルウォータ等の流体を貯留する流体容器２０が装着されるジョイント部材３０が取り付けられている。このジョイント部材３０は、周囲に、流体容器２０から流体を取り込む取込開口部（不図示）が形成されている。そして、ジョイント部材３０は、流体容器２０が本体１０に装着された際に、流体容器２０の口部２１に連結されることで、取込開口部から流体容器２０内の流体を取り込むことが出来る。更に、ジョイント部材３０は、第一冷配管８０を介して、流体を冷却するための容器、即ち冷タンク４０と連通され、第一温配管８２を介して温タンク５０と連通され、流体容器２０から流入された流体を、冷タンク４０及び温タンク５０に供給する。

また、本体１０には、図１に示すように、流体を冷却する冷タンク４０と流体を加熱する温タンク５０とが内蔵されている。冷タンク４０及び温タンク５０は、例えば、冷タンク４０が本体１０の奥行き方向（本体１０の前面・後面方向）の一方側（前面１０ｃ側）に配置され、温タンク５０が他方側（後面１０ｄ）に配置されて、本体１０の奥行き方向に並べて本体１０内に配置されている。更に、冷タンク４０及び／又は温タンク５０は、冷却又は保温効果を向上させるべく、従来公知の発泡材料、例えば、合成樹脂材料等を発泡させて硬化させた発泡性断熱材やグラスウール等の断熱材を真空パックして成る断熱材等の断熱性を有する断熱材で形成された断熱部材によって覆われて断熱されている。

また、本体１０の前面１０ｃの上方には、図１に示すように、冷タンク４０で冷却された流体を外部に供給する第一供給口７０と、温タンク５０で加熱された流体を外部に供給する第二供給口７１と、レバー、ボタン、タッチパネル等の第一及び第二吐出操作部７２，７３とが設置されている。第一供給口７０は、例えば第二冷配管８１を介して冷タンク４０と連結されており、使用者等によって第一吐出操作部７２が操作されると、冷タンク４０で冷却された流体を外部に供給する。第二供給口７１は、例えば第二温配管８３を介して温タンク５０と連結されており、使用者等によって第二吐出操作部７３が操作されると、温タンク５０で加熱された流体を外部に供給する。

冷タンク４０及び温タンク５０は、例えば、可撓性を有する可撓性素材によって構成されるソフト容器であって、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド（ナイロン）、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂材料でブロー成形等によって成形されている。また、これらの合成樹脂シートを用いて製袋した容器であっても良い。更に、合成樹脂シートを用いる場合には、このシートは、同種又は異種の複数のシートの積層シートであってもよく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等の積層シートを用いることが出来る。この際、流体を水とする場合には、水と接する面は、臭いの発生しにくい素材を選択することが望ましい。

また、冷タンク４０及び温タンク５０は、可撓性を有し、収容している水の体積（水量）によって容積が増減する。更に、冷タンク４０及び温タンク５０は、例えば、収容する水が減少するに連れて折り畳まれる折り目線等が設けられており、水の減少に伴って、漸次織り込まれ減容することで、最後まで、水を吐出可能に構成することも出来る。

以上のような冷タンク４０及び温タンク５０は、収容している水の体積によって容積が可変しないハード容器のように通気口が不要で、収容する水が減少するに連れて容積も減少し、収容された水が外気と触れることが無いため、内部での雑菌等の繁殖が防止され、長期に亘って良好な衛生状態を維持することが出来る。

また、冷タンク４０は、図１に示すように、例えば、第一冷配管８０を介してジョイント部材３０と連結されている。更に、冷タンク４０は、例えば、第二冷配管８１を介して第一供給口７０と連結されている。具体的に、第一冷配管８０及び第二冷配管８１は、合成樹脂製又は金属製のチューブであって、可撓性を有するものが好ましいが、可撓性を有しないものであっても良い。

そして、冷タンク４０は、ジョイント部材３０に流体容器２０が装着されると、ジョイント部材３０及び第一冷配管８０を介して流体容器２０から内部に流体が流入される。すると、冷タンク４０は、流体容器２０から流入された流体を、冷タンク４０の外部又は内部に設置された冷却素子や熱交換器等の冷却機構によって所定の温度となるように冷却する。次いで、冷タンク４０は、使用者等によって第一吐出操作部７２が操作されると、例えば、冷却機構によって冷却された流体を、第二冷配管８１を介して第一供給口７０に供給して、第一供給口７０から外部に供給する。

また、温タンク５０は、図１に示すように、例えば、第一温配管８２を介してジョイント部材３０と連結されている。更に、温タンク５０は、例えば、第二温配管８３を介して第二供給口７１と連結されている。具体的に、第一温配管８２及び第二温配管８３は、第一冷配管８０及び第二冷配管８１と同様に、合成樹脂製又は金属製のチューブであって、可撓性を有するものが好ましいが、可撓性を有しないものであっても良い。

そして、温タンク５０は、ジョイント部材３０に流体容器２０が装着されると、ジョイント部材３０及び第一温配管８２を介して流体容器２０から内部に流体が流入される。すると、温タンク５０は、流体容器２０から流入した流体を、温タンク５０内に一部又は全部が配置されつつ温タンク５０の底面部５０ｂに設置されたヒータユニット６０によって所定の温度となるように加熱する。次いで、温タンク５０は、使用者等によって第二吐出操作部７３が操作されると、例えば、ヒータユニット６０によって加熱された流体を、第二温配管８３を介して第二供給口７１に供給して、第二供給口７１から外部に供給する。

次いで、温タンク５０の底面部５０ｂに取り付けられるヒータユニット６０について説明する。ヒータユニット６０は、図２に示すように、例えば、温タンク５０内の流体が加熱及び／又は保温可能であって温タンク５０内のミネラルウォータ等の流体が直接的に接触可能なように構成され、例えば、カートリッジヒータ、シーズヒータ、セラミックヒータ等、適宜の発熱手段を用いて構成されている。更に、ヒータユニット６０は、外周縁部に合成樹脂材料等が一体成形（インサート成形）されて、外周縁部の基底部の全周に外側に張り出す取付フランジ部６２が一体に形成されている。勿論、取付フランジ部６２は、必ずしもヒータユニット６０の外周縁部の基底部に対して一体に形成される必要はない。

このようなヒータユニット６０は、図２に示すように、温タンク５０の底面部５０ｂに形成されたタンク開口部５１から温タンク５０内に挿入されて、温タンク５０の底面部５０ｂに立設するように配置され、ヒータユニット６０の一部又は全部が温タンク５０内に収容された流体に対して直接的に接触可能に配置されている。更に、ヒータユニット６０は、取付フランジ部６２とタンク開口部５１の周縁部５１ａの内周面又は外周面とが面接触された状態で、取付フランジ部６２とタンク開口部５１の周縁部５１ａとが接合されることで、温タンク５０の底面部５０ｂに一体化して取り付けられている。

ヒータユニット６０は、先端部を鉛直上方に向けて鉛直方向に平行に配置されている。更に、ヒータユニット６０は、奥行き方向の中心が温タンク５０の奥行き方向の中心と一致するように、温タンク５０の底面部５０ｂに取り付けられている。更に、ヒータユニット６０は、奥行き方向と直交する幅方向（本体１０の右側面・左側面方向）の中心が温タンク５０の幅方向の中心と一致するように、温タンク５０の底面部５０ｂに取り付けられている。

以上のように、ヒータユニット６０は、温タンク５０の底面部５０ｂに立設するように取り付けられている。更に、一般的に、熱は鉛直方向の上方に伝わり易く、温められた流体は鉛直方向の上方に移動する性質を有している。従って、ヒータユニット６０は、温タンクの最下部である底面部５０ｂに立設するように配設されているので、加熱ヒータ６１によって加熱された流体が温タンク５０内の鉛直方向の最下部から上方（最上部）に向けて移動して対流するので、ヒータユニット６０からの熱が伝わらない領域が殆ど無くなり、加熱ヒータ６１による熱を温タンク５０内の全流体に効率良く伝達することが出来、温タンク５０内の全流体を効率良く加熱することが出来る。更に、ヒータユニット６０は、液中、ここでは温タンク５０内に収容された水の中に、全外表面が水没し、ヒータユニット６０の全方位が流体に触れるように構成されているので、発熱量の全量を流体に伝達することが出来る。

また、ヒータユニット６０は、伝熱手段６１の外周縁部を合成樹脂で一体的に構成し、合成樹脂製の取付フランジ部６２で外周縁部を囲繞して一体的に構成することが可能であり、この場合、取付フランジ部６２と温タンク５０の底面部５０ｂに形成されたタンク開口部５１の周縁部５１ａとを面接触した状態で接合することが出来るので、温タンク５０が容量が可変のソフト容器であっても、容易に取り付けることが出来、確実且つ低コストで水密性を確保することが出来る。

また、ヒータユニット６０は、先端部を鉛直上方に向けて鉛直方向に平行に配置され、奥行き方向の中心が温タンク５０の奥行き方向の中心と一致するように、温タンク５０の底面部５０ｂに取り付けられることで、温タンク５０内の流体に、伝熱手段６１による熱を奥行き方向に均等に伝達することが出来、温タンク５０内の全流体を効率良く加熱することが出来る。

更に、ヒータユニット６０は、先端部を鉛直上方に向けて鉛直方向に平行に配置され、幅方向の中心が温タンク５０の幅方向の中心と一致するように、温タンク５０の底面部５０ｂに取り付けられることで、温タンク５０内の流体に、伝熱手段６１による熱を幅方向に均等に伝達することが出来、温タンク５０内の全流体を効率良く加熱することが出来る。

なお、ヒータユニット６０は、取付フランジ部６２と温タンク５０の底面部５０ｂとが接合されることで、温タンク５０の底面部５０ｂに取り付けられることに限定されるものではなく、温タンク５０の底面部５０ｂに合成樹脂製或いは金属製の板状の取付部材を接合させて、この取付部材に取付フランジ部６２を取り付けて、取付部材を介して温タンク５０の底面部５０ｂに取り付けられるようにしても良い。

また、ヒータユニット６０は、取付フランジ部６２と取付部材とが直接的に接合されることで、温タンク５０の底面部５０ｂに取り付けられることに限定されるものではなく、例えば、取付フランジ部６２と取付部材との間にゴムシート等の水密部材を配置しつつ、取付フランジ部６２と取付部材とがねじ止めされることで、取付部材を介して温タンク５０の底面部５０ｂに着脱可能に取り付けられるように間接的に接合しても良い。

また、ヒータユニット６０は、伝熱手段６１が予め合成樹脂製或いは金属製のフランジ部を有している場合、伝熱手段６１に一体成形して取付フランジ部６２を別途設けることなく、予め有するフランジ部を温タンク５０の底面部５０ｂ又は底面部５０ｂに接合された取付部材に接合して、温タンク５０の底面部５０ｂに直接的又は間接的に取り付けるようにしても良い。

＜第二実施例＞
第一実施例において、ヒータユニット６０は、合成樹脂材料等によって成形される容量が可変の可撓性のソフト容器で構成される温タンク５０の底面部５０ｂに取り付けられていたが、第二実施例において、ヒータユニット６０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂材料をブロー成形、射出成形等によって成形して成る、或いは、金属材料等によって形成されて成る容量が可変でないハード容器で構成される温タンク５０の底面部５０ｂに取り付けられる。

このようなハード容器で構成される温タンク５０の底面部５０ｂに取り付けられる場合であっても、ヒータユニット６０は、図２に示すように、ソフト容器で構成される温タンク５０の底面部５０ｂに取り付けられる場合と同様に、温タンク５０の底面部５０ｂのタンク開口部５１から温タンク５０内に挿入されて、温タンク５０内に殆ど全体が温タンク５０内の流体に直接的に接触可能に配置されている。この際、ヒータユニット６０は、鉛直方向に平行に配置されつつ、奥行き方向及び／又は幅方向の中心が温タンク５０の奥行き方向及び／又は幅方向の中心と一致するように配置されている。更に、ヒータユニット６０は、取付フランジ部６２とタンク開口部５１の周縁部５１ａの内周面又は外周面とが面接触された状態で、取付フランジ部６２とタンク開口部５１の周縁部５１ａとが溶着されることで、温タンク５０の底面部５０ｂに一体化して取り付けられている。従って、ヒータユニット６０は、ソフト容器で構成される温タンク５０の底面部５０ｂに取り付けられる場合と同様の作用効果を有している。

なお、ヒータユニット６０は、取付フランジ部６２と温タンク５０の底面部５０ｂとが直接的に接合されることで、温タンク５０の底面部５０ｂに取り付けられることに限定されるものではなく、例えば、取付フランジ部６２と温タンク５０の底面部５０ｂとの間にゴムシート等の水密部材を配置しつつ、取付フランジ部６２と温タンク５０の底面部５０ｂとがねじ止めされることで、温タンク５０の底面部５０ｂに着脱可能に取り付けられるように間接的に接合しても良い。

＜変形例＞
なお、ヒータユニット６０は、単体で用いるだけでなく、複数体を併設配置したり、ヒートシンクと組み合わせて表面積を向上させても好い。

また、冷タンク４０及び温タンク５０は、図１に示すように、冷タンク４０が本体１０の奥行き方向の一方側に配置され、温タンク５０が他方側に配置されることに限定されるものではなく、冷タンク４０が他方側に配置され、温タンク５０が一方側に配置されるようにしても良い。更に、冷タンク４０及び温タンク５０は、図１に示すように、本体１０の奥行き方向に並べて本体１０内に配置されることに限定されるものではなく、冷タンク４０を温タンク５０よりも上方又は下方に配置させて、縦に並べて本体１０内に配置されるようにしても好い。

また、供給口及び吐出操作部は、図１に示すように、冷却された流体を供給する第一供給口７０及び第一吐出操作部と、加熱された流体を供給する第二供給口７１及び第二吐出操作部とに分かれているが、共通の一つの吐出操作部が操作されると、共通の一つの供給口から、冷却された流体と加熱された流体とを切り替えて供給する構造であっても好い。

また、ジョイント部材３０は、本体１０の上面１０ａの凹部１１又は上面１０ａに取り付けられることに限定されるものではなく、本体１０の下部に形成された空間部内の一側面又はこの空間部内に摺動機構によって摺動可能に設置された摺動板上に取り付けられるようにしても好い。この場合には、下部に形成された空間部に流体容器２０を収納することが出来るので、ジョイント部材３０が本体１０の上面１０ａの凹部１１又は上面１０ａに取り付けられている場合よりも、流体容器２０を持ち上げる負担を軽減することが出来、容易に流体容器２０の取り付けを行うことが出来る。

また、流体容器２０は、流体として、水やミネラルウォータ等の他に、ジュース、コーヒー、紅茶などの清涼飲料、飲料水、酒類、醤油、みりん、ドレッシング、味噌などの流体調味料、みそ汁やコーンスープなどの流体料理等を含む飲食料や、工業品等の流体、粘性流体、ゲル状体、スラリー状体などを貯留するようにしても好い。

１給液装置、１０本体、１０ａ上面、１０ｃ前面、１０ｄ後面、１１凹部、２０流体容器、２１口部、３０ジョイント部材、４０冷タンク、５０温タンク、５０ｂ底面部、５１タンク開口部、５１ａ周縁部、６０ヒータユニット、６１加熱ヒータ、６２取付フランジ部、７０第一供給口、７１第二供給口、７２第一吐出操作部、７３第二吐出操作部、８０第一冷配管、８１第二冷配管、８２第一温配管、８３第二温配管

Claims

給液装置に内蔵されるタンク内に収容される流体を加熱及び／又は保温するための給液装置のヒータユニットであって、
前記流体を加熱及び／又は保温する伝熱手段が、前記タンクの底面部に立設するように配置され、且つ、該伝熱手段の一部又は全部が前記タンク内に配置されていることを特徴とする給液装置のヒータユニット。
前記タンクは、容量が可変のソフト容器であることを特徴とする請求項１に記載の給液装置のヒータユニット。
前記タンクは、容量が可変でないハード容器であることを特徴とする請求項１に記載の給液装置のヒータユニット。
前記伝熱手段は、前記タンクの底面部に接合されて一体に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の給液装置のヒータユニット。
前記伝熱手段は、外周縁部の基端部に、取付フランジ部が一体に形成され、前記タンクの底面部に形成されたタンク開口部から前記タンク内に配置されて、該伝熱手段の一部又は全部が前記タンク内に収容される流体に対して直接的に接触可能に配置されて、前記取付フランジ部と前記タンク開口部の周縁部の内周面又は外周面とが面接触された状態で接合されることで、前記タンクの底面部に一体に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の給液装置のヒータユニット。
前記伝熱手段は、奥行き方向の中心が前記タンクの奥行き方向の中心と一致するように、前記タンクの底面部に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の給液装置のヒータユニット。
前記伝熱手段は、幅方向の中心が前記タンクの幅方向の中心と一致するように、前記タンクの底面部に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の給液装置のヒータユニット。