JP4529531B2

JP4529531B2 - 給湯装置

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Publication number: JP4529531B2
Application number: JP2004131084A
Authority: JP
Inventors: 秀介齋藤; 和哉中山; 久保山　　公道; 利夫高木
Original assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2024-04-27
Also published as: JP2005316560A

Description

本発明は、所望の温度に加熱した湯を貯留する貯湯タンクを備え、この貯湯タンクから飲料生成用の湯を供給する給湯装置に関するものである。

例えば、ホット飲料を販売するカップ式自動販売機には、機器筐体の内部に給湯装置が設けられている。給湯装置は、ホット飲料を生成する際に必要となる湯を供給するためのもので、貯湯タンク及び給湯管路を備えている。貯湯タンクは、ヒーター等の加熱手段を具備し、供給された水を所望の温度に加熱してこれを貯留するためのものである。給湯管路は、貯湯タンクに貯留されている湯をコーヒーブリュアやミキシングボウルに供給するための通路であり、出湯弁を介して貯湯タンクに接続されている。

この種の給湯装置では、販売指令が与えられると、対応する給湯通路の出湯弁が所定の時間だけ開放される。出湯弁が開放されると、貯湯タンクに貯留された湯が、コーヒーブリュアやミキシングボウルに供給され、これらコーヒーブリュアやミキシングボウルから最終的にホット飲料としてカップに注出されることになる。

特開２００１−１０９９３７号公報

ところで、上記のような給湯装置では、対流による温度分布の影響を防止するため、貯湯タンクの上方部に貯留された湯のみを給湯管路から供給するようにしている。具体的には、給湯管路を貯湯タンクの内部においてその上方となる部分に開口させることによって上方部に貯留している高温状態の湯を供給するようにしている。このため、この種の給湯装置においては、貯湯タンクを大容量化し、十分な給湯量を確保するようにしている。

また、給湯に伴って減少した貯湯タンクの湯は、適宜なタイミングで水道から補給され、これを加熱手段で加熱した後に給湯に備えるようにしている。水道から補給する水は、貯湯タンクに貯留した湯（９４〜９７℃）に比べて１０℃前後と著しく低温であるため、貯湯タンクの湯温を低下させる要因となる。このため、この種の給湯装置では、貯湯タンクを大容量化し、水道からの水の補給による温度低下の影響を可及的に低減するようにしている。

このように、貯湯タンクを大容量化した場合には、高温状態の湯のみを供給する場合にも十分な給湯量を確保することができるとともに、水道からの水の補給による貯湯タンクの温度低下を可及的に低減することができるようになる。

しかしながら、大容量化した貯湯タンクにあっては、放熱面積が増大する結果、放熱量も多大なものとなり、内部に貯留した湯を所望の温度状態に維持するための消費電力量が著しく増大するようになる。

さらに、貯湯タンクに複数の給湯管路を接続した場合には、貯湯タンクの壁を断熱構造としても十分な断熱性能を得ることができず、所望の温度状態を維持するための消費電力量が増大することになる。

本発明は、上記実情に鑑みて、消費電力量の低減を図ることのできる給湯装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る給湯装置は、所望の温度に加熱した湯を貯留する貯湯タンクを備え、この貯湯タンクから給湯通路を介して飲料生成用の湯を供給する給湯装置において、貯湯タンクに水を補給する補給水供給通路に介在し、給湯通路を通過する単位時間あたりの水の流量よりも、補給水供給通路を通過する単位時間あたりの水の流量が小さくなるように流量を制限する固定の絞り弁と、補給水量と給湯量とから貯湯タンクの水位を算出する水位算出手段と、貯湯タンクの湯を供給するための給湯系に配設した出湯弁と、前記水位算出手段の算出結果に応じて給湯を行う場合の出湯弁の開放時間を制御する弁制御手段とを備え、前記水位算出手段は、貯湯タンクへの水の補給時間を計時し、この間の給湯量の累計を減算分とする一方、補給水供給通路から補給される単位時間あたりの補給水量と取得した計時時間との積を増加分として貯湯タンクに貯留された湯の現在時点での水位を算出することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る給湯装置は、上記請求項１において、前記水位算出手段の算出結果が予め設定した水位を下回った場合に貯湯タンクからの給湯を停止する給湯制御手段を備えたことを特徴とする。

本発明の請求項１に係る給湯装置によれば、単位時間あたりに貯湯タンクに水を補給する補給水量を、単位時間あたりに貯湯タンクから供給する給湯量よりも小さく設定しているため、貯湯タンクを大容量化せずとも、水を補給した場合の湯の温度低下を小さくすることができ、放熱量の増大に起因した消費電力量の増大を防止することが可能になる。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る給湯装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１である給湯装置を示す概念図、図２は、図１の給湯装置を適用したカップ式自動販売機の配管経路を示した概念図である。ここで例示するカップ式自動販売機は、貨幣の投入後に利用者の要求に応じてコールド飲料もしくはホット飲料を生成し、これをベンドステージのカップＣに注出するもので、機器筐体（図示せず）の内部に原液供給通路１０、水供給通路２０、複数の給湯通路３０、及び飲料吐出通路４０を備えている。

原液供給通路１０は、シロップタンク等の原液供給源１１に貯留された複数種類の原液（シロップ等）をカップＣに供給するためのもので、原液の種類だけ個別に用意してある。それぞれの原液供給通路１０には、原液供給源１１の原液をカップＣに圧送するための原液供給ポンプ１２が設けてある。図からも明らかなように、本実施の形態１では、原液供給源１１を冷却水槽５０に浸漬させるとともに、原液供給通路１０の中間部分が冷却水槽５０を通過するように原液供給通路１０を配管してある。

水供給通路２０は、給水ポンプ２１の駆動によって水道水を供給するためのもので、給水切換弁２２によって冷却水供給通路２１０及び補給水供給通路２２０の２系統に分岐している。

冷却水供給通路２１０は、給水切換弁２２を通過した後の水を冷却水槽５０で冷却した後にカップＣに供給するためのものである。この冷却水供給通路２１０には、さらに切換弁２１１を介して炭酸水供給通路２１２が分岐接続してある。炭酸水供給通路２１２は、冷却水槽５０に浸漬したカーボネータ２１３において生成される炭酸水をカップＣに供給するためのものである。尚、図２中の符号２１４は、カーボネータ２１３に炭酸ガスを供給するための炭酸ガスボンベである。

補給水供給通路２２０は、給水切換弁２２を通過した後の水を貯湯タンク２２１に供給するためのものである。貯湯タンク２２１は、図１に示すように、内部に加熱ヒータ２２２を備え、この加熱ヒータ２２２の駆動により、補給水供給通路２２０によって供給された水を所望の給湯温度（９４〜９７℃）に加熱した湯として貯留するためのもので、その壁に真空断熱層２２３が構成してある。この真空断熱層２２３は、例えばタンク容器２２１ａの外表面に真空断熱材を貼着することによって構成することが可能である。真空断熱材としては、シリカ（二酸化珪素）粉末等の芯材を袋に包み込んで内部を真空状態（０．５Ｔｏｒｒ以下）としたものを適用すれば良い。尚、加熱ヒータ２２２は、必ずしも貯湯タンク２２１の内部に設ける必要はなく、例えば貯湯タンク２２１の底壁に貼着するようにしても良い。加熱ヒータ２２２としては、電気抵抗によって発熱するものや誘導加熱によって発熱するもの等、種々のものを適用することができる。

貯湯タンク２２１には、オーバーフローパイプ２２４及び水位センサ２２５が設けてある。オーバーフローパイプ２２４は、貯湯タンク２２１から溢れ出た湯を回収し、これを図示せぬ所定の排水位置に排出するためのものである。水位センサ２２５は、貯湯タンク２２１に貯留した湯が予め設定した基準水位Ｈとなった場合に検出信号を出力するものである。

給湯通路３０は、貯湯タンク２２１に貯留した湯を複数の供給先に供給するためのもので、上流側端部が導湯管３１を通じて貯湯タンク２２１の内部に連通する一方、下流側端部がそれぞれの給湯先に接続してある。導湯管３１は、貯湯タンク２２１の側壁から内部に延在した後、上方に向けて屈曲しており、貯湯タンク２２１の基準水位Ｈよりも僅かに下方となる部位にそれぞれ開口している。給湯通路３０の給湯先とは、例えば図２に示すように、原料キャニスタ５１からインスタントコーヒー、ココア、砂糖、ミルク等の粉末原料が供給されるミキシングボウル５２、あるいはレギュラーコーヒーを抽出するコーヒーブリュア５３である。ミキシングボウル５２は、図１に示すように、その内部に撹拌翼５４を備えたもので、この撹拌翼５４を回転させることにより、給湯通路３０から供給された湯やコーヒーブリュア５３から供給されたレギュラーコーヒーと、原料キャニスタ５１から供給された粉末原料とをほぼ均一に撹拌することが可能である。それぞれの給湯通路３０には、個別に開閉駆動する出湯弁３２が配設してある。尚、図２中の符号５５は、コーヒーブリュア５３にコーヒー豆を供給するためのコーヒー豆キャニスタである。

飲料吐出通路４０は、ミキシングボウル５２の内容物をカップＣに供給するためのもので、それぞれのミキシングボウル５２に個別に設けてある。

上記のように構成したカップ式自動販売機では、販売待機状態において貯湯タンク２２１に上述した給湯温度の湯が基準水位Ｈまで貯留され、加熱ヒータ２２２が適宜駆動することによってその状態が維持されている。

この状態から貨幣投入の後に販売ボタンがＯＮされ、例えばホット飲料が選択されると、対応する原料キャニスタ５１の駆動によってミキシングボウル５２に予め設定した量の粉末原料が供給されることになる。

その後、粉末原料が供給されたミキシングボウル５２に対応する給湯通路３０の出湯弁３２が予め設定した時間だけ開放し、貯湯タンク２２１に貯留された湯がミキシングボウル５２に供給されて粉末原料と混ぜ合わされる。その際、図示していない駆動モータの駆動によって撹拌翼５４が回転し、粉末原料と湯とが確実に混合・溶解されることになり、湯に粉末原料を十分に溶かしたホット飲料が商品としてベンドステージのカップＣに注出される。

ホット飲料の販売に伴って貯湯タンク２２１の湯が減少すると、水位センサ２２５によってこれが検出され、給水切換弁２２が切り換わった後に給水ポンプ２１が駆動し、補給水供給通路２２０を通じて水が補給される。水の補給によって貯湯タンク２２１の温度が低下すると、加熱ヒータ２２２が適宜駆動し、上述の給湯温度に加熱される。水位センサ２２５によって再び貯湯タンク２２１の水位が基準水位Ｈに達したことが検出されると、給水切換弁２２が切り換わるとともに給水ポンプ２１が停止する。この結果、貯湯タンク２２１の湯が基準水位Ｈまで貯留された状態が維持される。尚、水位センサ２２５が故障した場合、あるいは出湯弁３２が詰まってしまった場合には、貯湯タンク２２１の湯が基準水位Ｈを超えることになるが、オーバーフローパイプ２２４によって貯湯タンク２２１から溢れ出た湯が回収されるため、漏水に起因した機器の故障を招来することがない。

ここで、上記カップ式自動販売機によれば、給湯通路３０の上流側端部を貯湯タンク２２１の基準水位Ｈから僅かに下方となる部位に開口させているため、上方に貯留した湯のみがホット飲料の生成に供されることになり、貯湯タンク２２１の内部に対流による温度分布が生じていた場合にも、常に高温状態の湯を用いてホット飲料を提供することが可能になる。

しかも、貯湯タンク２２１の壁に構成した真空断熱層２２３は、従前のグラスウールを用いた断熱材に比べて約５〜２０倍、硬質ウレタンフォームを用いた断熱材に比べて３〜１０倍という高い断熱性能をもつ。従って、十分な給湯量を確保すべく貯湯タンク２２１を大容量化した場合にも、放熱面積が増えることに起因した放熱量の増大を抑えることができ、内部に貯留した湯を上述の給湯温度に維持するための消費電力量を低減することが可能になる。具体的には、内容積が５０００ｍｌの貯湯タンク２２１を構成した場合、従前の断熱材を適用したものに比べて消費電力量を３０％低減することができた。

尚、上述した実施の形態１では、カップ式自動販売機の給湯装置を例示しているが、必ずしもカップ式自動販売機に適用する必要はなく、貯湯タンクに貯留した湯を供給するものであれば、飲料ディスペンサ等、その他の給湯装置としても適用することが可能である。また、カップ式自動販売機に適用する場合に上述した実施の形態１では、ホット飲料のみならずコールド飲料（炭酸入り／なし）の販売を行うことのできるものを例示しているが、ホット飲料のみを販売するものであっても構わない。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２である給湯装置を示す概念図である。ここで例示する給湯装置は、図１に示したものと同様に、貨幣の投入後に利用者の要求に応じたコールド飲料もしくはホット飲料をベンドステージのカップＣに注出するようにしたカップ式自動販売機（図２参照）に適用するもので、図１に示した給湯装置とは補給水供給通路３２０及び給湯通路１３０等の給湯系の構成が異なっている。尚、実施の形態２において実施の形態１と同様の構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。

補給水供給通路３２０は、給水切換弁２２を通過した後の水を、流量制御弁である絞り弁３２１を介して貯湯タンク３２２及び分配タンク３２３に順次供給するためのものである。

絞り弁３２１は、後述の給湯通路１３０を通過する単位時間あたりの水の流量よりも、補給水供給通路３２０を通過する単位時間あたりの水の流量が小さくなるように補給水供給通路３２０の流量を制限するためのものである。本実施の形態２では、絞り開度が固定の絞り弁３２１を適用するようにしている。

貯湯タンク３２２は、図３に示すように、底壁に加熱ヒータ３２４を備え、この加熱ヒータ３２４の駆動により、補給水供給通路３２０によって供給された水を所望の給湯温度（９４〜９７℃）に加熱した湯として貯留するためのもので、その壁に真空断熱層２２３が構成してある。真空断熱層２２３は、例えばタンク容器３２２ａの外表面に真空断熱材を貼着することによって構成することが可能である。真空断熱材としては、シリカ（二酸化珪素）粉末等の芯材を袋に包み込んで内部を真空状態（０．５Ｔｏｒｒ以下）としたものを適用すれば良い。尚、加熱ヒータ３２４は、必ずしも貯湯タンク３２２の底壁に設ける必要はなく、貯湯タンク３２２の内部に配設するようにしても良い。加熱ヒータ３２４としては、電気抵抗によって発熱するものや誘導加熱によって発熱するもの等、種々のものを適用することができる。この貯湯タンク３２２には、貯留した湯が予め設定した基準水位Ｈとなった場合に検出信号を出力する水位センサ２２５が設けてある。

分配タンク３２３は、連通通路３２５を介して貯湯タンク３２２に連通し、この連通通路３２５を介して供給された貯湯タンク３２２の湯を一時的に貯留するためのものである。連通通路３２５は、一方の端部が貯湯タンク３２２の底壁に開口する一方、他方の端部が分配タンク３２３の底壁に開口したものである。この連通通路３２５には、排水通路３２６が分岐接続してある。排水通路３２６は、図示せぬ排水位置に至る通路であり、分配タンク３２３及び貯湯タンク３２２の底壁よりも下方となる位置に排水弁３２７を備えている。

この分配タンク３２３には、底壁に補助加熱ヒータ３２８が設けてある一方、上壁にオーバーフローパイプ３２９が設けてある。補助加熱ヒータ３２８は、分配タンク３２３に貯留した湯を給湯温度に維持するためのものである。オーバーフローパイプ３２９は、分配タンク３２３から溢れ出た湯を回収し、これを図示せぬ所定の排水位置に排出するためのものである。このオーバーフローパイプ３２９は、上方に向けて延在し、貯湯タンク３２２の基準水位Ｈよりも上方となる部位に開口している。図３からも明らかなように、この分配タンク３２３は、貯湯タンク３２２に比べて十分に小さい内容積に構成してある。また分配タンク３２３の壁には、断熱材３３０が貼着してある。

給湯通路１３０は、分配タンク３２３に貯留した湯を所望の供給先に供給するためのもので、上流側端部が導湯管１３１を通じて分配タンク３２３の内部に連通する一方、下流側端部が給湯先に接続してある。給湯通路１３０の給湯先とは、例えば図２に示すように、原料キャニスタ５１からインスタントコーヒー、ココア、砂糖、ミルク等の粉末原料が供給されるミキシングボウル５２、あるいはレギュラーコーヒーを抽出するコーヒーブリュア５３である。尚、図３においては便宜上、給湯通路１３０を１つだけ示してあるが、それぞれの給湯先に対して個別の給湯通路１３０が用意してあり、いずれもが共通の分配タンク３２３に接続してある。ミキシングボウル５２は、図３に示すように、その内部に撹拌翼５４を備えたもので、この撹拌翼５４を回転させることにより、給湯通路１３０から供給された湯やコーヒーブリュア５３から供給されたレギュラーコーヒーと、原料キャニスタ５１から供給された粉末原料とをほぼ均一に撹拌することが可能である。それぞれの給湯通路１３０には、個別に開閉駆動する出湯弁１３２が配設してある。

図４は、上述した給湯装置の貯湯制御系を示すブロック図である。同図４において販売制御部１０００は、入金処理部１００１を通じて商品販売価格以上の貨幣投入を検出した後、該当する販売ボタン１００２がＯＮされた場合に、販売指令を出力するものである。水位算出部１００３は、商品販売に応じて給湯通路１３０から供給される給湯量と、補給水供給通路３２０から補給される補給水量とに基づいて貯湯タンク３２２の水位を算出するものである。売り切れ表示部１００４は、貯湯タンク３２２に貯留した湯が予め設定した売り切れ水位以下となった場合に売り切れであることを外部表示するためのものである。弁開放時間算出部１００５は、水位算出部１００３の算出結果に応じて出湯弁１３２の開放時間を算出するものである。貯湯制御部１００６は、水位センサ２２５から出力される検出信号や販売制御部１０００から出力される販売指令が与えられた場合に、予めメモリ１００７に格納したプログラムや初期データに従って給水ポンプ２１、給水切換弁２２、出湯弁１３２の駆動を統括的に制御するものである。

図５は、上述した給湯装置の貯湯制御部１００６が実施する貯湯制御処理の内容を示したフローチャートである。以下、このフローチャートに従って、貯湯タンク３２２の水位を維持する処理について説明する。尚、販売待機状態において加熱ヒータ３２４が適宜駆動し、貯湯タンク３２２に貯留した湯が給湯温度に維持されているのは実施の形態１と同様である。

まず、貯湯制御部１００６は、水位センサ２２５を通じて貯湯タンク３２２に貯留した湯が基準水位Ｈ未満となっているか否かを判断する（ステップＳ１０１）。

貯湯タンク３２２の湯が基準水位Ｈに達していた場合には、補給水供給通路３２０を閉動作させるとともにタイマ１００８をリセットし（ステップＳ１０２）、手順をステップＳ１０３に進めて売り切れ表示をＯＦＦする（ステップＳ１０３）。この結果、利用者は、売り切れ表示がＯＦＦされていることにより、カップ式自動販売機において商品を購入することができることを認識することができるようになる。

この状態から利用者が商品販売価格以上の貨幣を投入した後に販売ボタン１００２をＯＮし、販売制御部１０００から販売指令が与えられると、貯湯制御部１００６は、弁開放時間算出部１００５を通じて出湯弁１３２の開放時間算出処理を実行する（ステップＳ１０４、ステップＳ１０５）。

ここで、出湯弁１３２の開放時間を算出するのは、貯湯タンク３２２の水位に応じて単位時間あたりに出湯弁１３２を通過する湯の流量が異なることに起因して商品販売量にバラツキが出るのを防止するためである。つまり、貯湯タンク３２２に貯留した湯を供給する場合には、その水位が小さいほど出湯弁１３２を通過する湯の流量が小さなものとなる。例えば、断面積が１８．６ｃｍ²の貯湯タンク３２２において水位が約１８０ｍｍ低くなると、給湯通路１３０を通じて供給される給湯量が約１７ｍｌ／秒小さくなることが実験により判明している。そこで、出湯弁１３２の開放時間を水位に応じて適宜調整することにより、具体的には水位が大きいほど出湯弁１３２の開放時間を短く設定することにより、貯湯タンク３２２に貯留した湯の水位に関わらず、出湯弁１３２を通過する湯の累計量が一定となるように調整を行う。

この結果、ステップＳ１０５で算出した時間だけ出湯弁１３２を開動作させれば（ステップＳ１０６）、貯湯タンク３２２の湯を給湯通路１３０から一定量だけ給湯先に供給することができ、カップＣに注出されるホット飲料の販売量にバラツキが出る事態を防止することができる。

尚、出湯弁１３２を閉動作させた後、貯湯制御部１００６は、手順をリターンさせ、再びステップＳ１０１の判断を実行する。

上記のようにして貯湯タンク３２２の湯が飲料生成用として供給され、水位センサ２２５によってこれが検出されると、次回のステップＳ１０１において手順がステップＳ１０７に進み、貯湯制御部１００６は、補給水供給通路３２０が開状態にあるか否かを判断する。補給水供給通路３２０が開状態にあるか否かは、給水切換弁２２の状態を通じて検出することが可能である。

補給水供給通路３２０が開状態にない場合、貯湯制御部１００６は、給水切換弁２２を切り換えた後に給水ポンプ２１を駆動することによって貯湯タンク３２２への水の補給を行うとともに、タイマ１００８を起動して計時を開始する（ステップＳ１０８）。

ここで、補給水供給通路３２０を通じて貯湯タンク３２２へ補給される水は、その温度が１０℃前後であり、既に貯湯タンク３２２に貯留された湯（９４〜９７℃）に比べて著しく低温であるため、貯湯タンク３２２の湯に温度低下を招来することになる。しかしながら、上記給湯装置では、補給水供給通路３２０に絞り弁３２１を配設することにより、貯湯タンク３２２から給湯通路１３０を通じて供給される給湯量に対して、補給水供給通路３２０を通じて貯湯タンク３２２に供給される水の単位時間あたりの流量を小さく設定している。従って、水の補給による貯湯タンク３２２の温度低下を可及的に抑えることが可能になり、ホット飲料の温度が大きく低下する事態を招来する虞れがなくなる。

例えば、４１００ｍｌの内容積を有し、かつ９５０Ｗの加熱ヒータ３２４を備えた貯湯タンク３２２を適用対象とし、３０秒おきに１杯あたり１５０ｍｌのレギュラーコーヒーを４０杯連続して販売した場合について考察してみると、給湯通路１３０を通じて供給される給湯量は５ｍｌ／秒となる（この場合、実際には給湯通路１３０からの湯が５０ｍｌ／秒であり、１杯あたりの給湯時間が３秒であったとしても、レギュラーコーヒーを供給する時間間隔が３０秒であるため５ｍｌ／秒として計算している）。従って、例えば補給水供給通路３２０から補給される補給水量を絞り弁３２１によって３ｍｌ／秒（同様に、３０秒間に９０ｍｌになれば、例えば２秒間だけ４５ｍｌ／秒で供給した後に２８秒間停止する等、実際の補給水量はその他の値でも可）に設定すれば、貯湯タンク３２２の湯に発生する温度低下を約１０℃に抑えることができるようになり、４０杯目のホット飲料に飲料温度規格の８５℃以上を確保することが可能となる。

この結果、貯湯タンク３２２を大容量化せずとも、水を補給した場合の湯の温度低下を可及的に小さくすることができ、放熱量の増大に起因した消費電力量の増大を防止することが可能になる。

さて、貯湯タンク３２２へ水の補給を開始した貯湯制御部１００６は、ステップＳ１０９においてタイマ１００８の計時時間を取得し、この取得した計時時間に基づき、水位算出部１００３を通じて現時点での貯湯タンク３２２の水位を算出する（ステップＳ１１０）。つまり、ステップＳ１０６において飲料生成用として供給した給湯量の累計を基準水位Ｈからの減少分とする一方、補給水供給通路３２０から補給される単位時間あたりの補給水量とステップＳ１０９において取得した計時時間との積を増加分とすれば、貯湯タンク３２２に貯留された湯の現在時点での水位を算出することができる。

ステップＳ１１０において貯湯タンク３２２の水位を算出した貯湯制御部１００６は、当該算出結果が予め設定した売り切れ水位以下であるか否かを判断する（ステップＳ１１１）。貯湯タンク３２２の水位が売り切れ水位を超えていた場合、貯湯制御部１００６は、手順をステップＳ１０３に進め、上述した動作を繰り返し実行する。この結果、ホット飲料の販売を継続して実施することが可能となる。

一方、貯湯タンク３２２の水位が売り切れ水位以下となった場合、貯湯制御部１００６は、売り切れ表示をＯＮし（ステップＳ１１２）、その後に手順をリターンさせる。この結果、利用者は、売り切れ表示がＯＮされていることにより、カップ式自動販売機において商品を購入することができないことを認識することができるようになる。

以降、上述した処理を繰り返し実行する。尚、水位センサ２２５が故障した場合、あるいは出湯弁１３２が詰まってしまった場合には、貯湯タンク３２２の湯が基準水位Ｈを超えることになるが、オーバーフローパイプ３２９によって貯湯タンク３２２及び分配タンク３２３から溢れ出た湯が回収されるため、漏水に起因した機器の故障を招来することがない。

ここで、上述した給湯装置では、貯湯タンク３２２ではなく、これに連通した小内容積の分配タンク３２３に給湯通路１３０を設けるようにしている。従って、複数の給湯先に対して個別の給湯通路１３０を設ける必要が生じた場合にも、貯湯タンク３２２において真空断熱層２２３によって覆われる面積を十分に確保することが可能となる。この結果、貯湯タンク３２２からの放熱量を抑えることができ、消費電力量の低減を図ることが可能となる。

さらに、分配タンク３２３にオーバーフローパイプ３２９を配設しているため、貯湯タンク３２２には補給水供給通路３２０と連通通路３２５とを設ければ良いことになり、真空断熱層２２３によって覆われる面積をより一層大きく取ることが可能となり、消費電力量をさらに低減させることができるようになる。分配タンク３２３に設けたオーバーフローパイプ３２９に関しては、その長さを可及的に短く構成し、また外表面を断熱材によって覆うことが、消費電力量を低減する上でより好ましいものとなる。

また、補給水量と給湯量とから貯湯タンク３２２の水位を算出するようにしているため、貯湯タンク３２２の水位を随時機械的に検出するセンサを要せず、製造コストの低減を図ることが可能になる。

尚、上述した実施の形態２においても、カップ式自動販売機の給湯装置を例示しているが、必ずしもカップ式自動販売機に適用する必要はなく、貯湯タンクに貯留した湯を供給するものであれば、飲料ディスペンサ等、その他の給湯装置としても適用することが可能である。また、カップ式自動販売機に適用する場合に上述した実施の形態２では、ホット飲料のみならずコールド飲料（炭酸入り／なし）の販売を行うことのできるものを例示しているが、ホット飲料のみを販売するものであっても構わない。

さらに、上述した実施の形態２では、実施の形態１と同様に、貯湯タンク３２２の壁に真空断熱層２２３を構成するようにしているため、放熱量の減少による消費電力量の低減を図ることが可能になるが、必ずしも貯湯タンク３２２の壁に真空断熱層２２３を構成する必要はない。

また、上述した実施の形態２では、貯湯タンク３２２と分配タンク３２３とを連通する連通通路３２５に排水弁３２７を有した排水通路３２６を設けるようにしているため、例えばメンテナンス等において貯湯タンク３２２及び／または分配タンク３２３を洗浄した際の汚水を完全に外部に排出することが可能になる。しかしながら、必ずしも連通通路３２５に排水通路３２６を設ける必要はない。

またさらに、上述した実施の形態２では、流量制御弁として絞り開度が固定の絞り弁３２１を適用しているが、絞り開度を変更することのできる可変絞り弁を適用しても良い。

本発明の実施の形態１である給湯装置を示す概念図である。図１の給湯装置を適用したカップ式自動販売機の配管経路を示した概念図である。本発明の実施の形態２である給湯装置を示す概念図である。図３に示した給湯装置の貯湯制御系を示すブロック図である。図３に示した給湯装置の貯湯制御部が実施する貯湯制御処理の内容を示したフローチャートである。

符号の説明

２０水供給通路
２１給水ポンプ
２２給水切換弁
３０給湯通路
３１導湯管
３２出湯弁
４０飲料吐出通路
５０冷却水槽
５１原料キャニスタ
５２ミキシングボウル
５３コーヒーブリュア
５４撹拌翼
１３０給湯通路
１３１導湯管
１３２出湯弁
２１０冷却水供給通路
２１１切換弁
２１２炭酸水供給通路
２１３カーボネータ
２２０補給水供給通路
２２１貯湯タンク
２２１ａタンク容器
２２２加熱ヒータ
２２３真空断熱層
２２４オーバーフローパイプ
２２５水位センサ
３２０補給水供給通路
３２１絞り弁
３２２貯湯タンク
３２２ａタンク容器
３２３分配タンク
３２４加熱ヒータ
３２５連通通路
３２６排水通路
３２７排水弁
３２８補助加熱ヒータ
３２９オーバーフローパイプ
３３０真空断熱材
３３０断熱材
１０００販売制御部
１００１入金処理部
１００２販売ボタン
１００３水位算出部
１００４表示部
１００５弁開放時間算出部
１００６貯湯制御部
１００７メモリ
１００８タイマ
Ｃカップ

Claims

所望の温度に加熱した湯を貯留する貯湯タンクを備え、この貯湯タンクから給湯通路を介して飲料生成用の湯を供給する給湯装置において、
貯湯タンクに水を補給する補給水供給通路に介在し、給湯通路を通過する単位時間あたりの水の流量よりも、補給水供給通路を通過する単位時間あたりの水の流量が小さくなるように流量を制限する固定の絞り弁と、
補給水量と給湯量とから貯湯タンクの水位を算出する水位算出手段と、
貯湯タンクの湯を供給するための給湯系に配設した出湯弁と、
前記水位算出手段の算出結果に応じて給湯を行う場合の出湯弁の開放時間を制御する弁制御手段と
を備え、前記水位算出手段は、貯湯タンクへの水の補給時間を計時し、この間の給湯量の累計を減算分とする一方、補給水供給通路から補給される単位時間あたりの補給水量と取得した計時時間との積を増加分として貯湯タンクに貯留された湯の現在時点での水位を算出することを特徴とする給湯装置。
前記水位算出手段の算出結果が予め設定した水位を下回った場合に貯湯タンクからの給湯を停止する給湯制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。