JP5380584B1 - プラスチックフィルム製の袋に液体を封入した液体袋から液体を取り出すための配管器具 - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチックフィルム製の袋に液体を封入した液体袋の持つ優れた特徴を最大限に活用することができる配管器具を実現する。
【解決手段】配管器具１０は、水袋１の上面フィルムに固定されたスプール状の取水ガイド２に着脱自在に結合されて底面を取水ガイド２の下フランジに接した状態で固定される台座部材５１と、台座部材５１の前記底面に対して直交方向にスライド可能に台座部材５１に組み合わされたスライド部材５２とを備えている。スライド部材５２が後退位置にある場合、中空針１１の先端は台座部材５１の内方に収納され、かつ、カム５８の楕円形がバネ５８の力で横向きになり、開閉弁５７が閉塞される。操作レバー５５を手指で動かしてスライド部材５２を前進位置にスライドさせると、中空針１１が取水ガイド２の円筒軸部２ａの軸線に沿って下方に突出して水袋１の上面フィルムを突き破って袋内に進入し、中空針１１の内部に水袋１内の飲料水が浸入し、かつ開閉弁５２が開く。
【選択図】図５Ａ

Description

この発明は、プラスチックフィルム製の袋に液体（典型的には飲料水やお茶）を封入した液体袋から液体を取り出すための配管器具に関し、とくに、簡単かつ確実に液体袋に取水管路を連通接続することができ、液漏れを起こさないように工夫した配管器具に関するものである。

つぎのように利用されている給水機が普及している。飲料水の入ったパックを事業所や家庭などに配送し、そこに設置されている給水機に水パックをセットし、給水機のコックを利用者が操作してコップなどに水を受給する。多くの給水機は、パックからの水を蓄えて冷却する冷水タンクおよび加熱する温水タンクを備え、２つのタンクに接続された冷水コックと温水コックがある。

水パックは給水機の最上部にセットされ、ポンプを用いることなく重力により、下方のコックから給水するように構成されている。ある種の給水機では、水パックは空になると水パックとしての再利用はせずに廃棄される。そのためパックは安価に製造できなければならない。また、空になったパックは自然にペチャンコになることが望まれる。

特開２０１１−２４６１３０号公報には、プラスチックフィルム製の袋に飲料水を封入した水袋を用いる給水機が開示されている。この袋の製造コストはきわめて安いし、水がなくなると自然にペチャンコになる。

特開２０１１−２４６１３０号公報

プラスチックフィルム製の袋に飲料水を封入した水袋を用いる従来の給水機（特許文献１に開示されたもの）は、給水機の最上部の水袋収容部に水袋をセットした後、チューブの先端に取り付けられている取水用のニードルを水袋の上面に突き刺すことで、水袋と下方のタンクとが前記チューブにより連通され、重力により水袋の飲料水がタンクに導入されるように構成されている。

他のほとんどの給水機は、最上部に水パックをセットするときに、水パックの取水口を下向きにして配管器具に位置合わせする必要がある。重い水パックをこのように注意深くセットするのは容易ではない。これに対し、特許文献１の給水機は、セットした水袋の上面に取水用ニードルを突き刺せばよいという点において、きわめて使い勝手がよいという優れた特徴を有している。

しかしながら、特許文献１の給水機は、水袋内の飲料水が少なくなってきたときに、下方のタンク側から前記のチューブおよびニードルを通して水袋内に空気を導入することにより、水袋内に飲料水がほとんど残らないように工夫した取水機構を採用している。この取水機構の構成がきわめて複雑化しており、そのため、給水機の製造および保守の面において面倒なものになっていた。また、水袋に対して何らの幾何学的な規制がない状態でニードルを突き刺す構成になっていたため、突き刺すことに馴れていないと、突き刺し部分から水漏れを起こす懸念があった。

この発明は、特許文献１の給水機の利点を進化させるとともに欠点をなくそうと研究開発する過程で創作されたもので、上述した水袋に相当する、プラスチックフィルム製の袋に液体を封入した液体袋の持つ優れた特徴を最大限に活用することができる配管器具を実現するものである。対象とする液体としては、飲料水やお茶などに限られず、蕎麦やうどんやラーメンなどのだし汁、食料油、機械油、液体洗剤などの液体にも応用できるものである。

この発明に係る配管器具は、分説すると、つぎの事項（１）〜により特定されるものである。
（１）プラスチックフィルム製の袋に液体を封入した液体袋に中空針を突き刺して液体を取り出すための配管器具であること
（２）液体袋のフィルムに固定されたスプール状の取水ガイドに着脱自在に結合されて底面を取水ガイドのフランジに接した状態で固定される台座部材と、当該台座部材の前記底面に対して直交方向にスライド可能に当該台座部材に組み合わされたスライド部材とを備えること
（３）前記スライド部材は、操作レバーと中空針と管継手とを一体的に備えた本体部分と、この本体部分に対して可動する開閉弁および弁駆動機構を備えること
（４）前記操作レバーは、前記スライド部材を前進位置および後退位置にスライドさせるための手動操作用のレバーであること
（５）前記中空針は、前進位置にスライドされることにより前記底面の中央から尖った先端が突出し、後退位置にスライドされることにより前記先端が前記台座部材の内方に収納されること
（６）前記管継手は、前記中空針の先端開口から続く内部管路に外部管路を接続するための継手部分であること
（７）前記開閉弁は、前記内部管路の途中を閉塞するとともに開放する弁であること
（８）前記弁開閉機構は、前記台座部材に対して前記スライド部材が前記前進位置にスライドされる変位に連動して前記開閉弁を開放するとともに、前記後退位置にスライドされる変位に連動して前記開閉弁を閉塞すること

水袋がセットされていない状態の給水機の全体の外観を示す。 水平面上に置いた水袋を示す。 同上水袋の取水ガイド部分の詳細を示す。 給水機にセットした水袋と配管器具の関係を示す。 水袋に配管器具を結合した状態を示す。 給水機の内部構成を示す。 配管器具の外観を示す。 配管器具の前進状態の断面図である。 配管器具の後退状態の断面図である。

発明を実施する形態

＝＝＝水袋１＝＝＝
図２Ａに示すように、飲料水を封入した水袋１は、これを水平面上に置いた自由状態では、その外形寸法に比して厚さが小さい偏平な水塊をなす。この例の水袋１は７リットルの飲料水を封入しており、おおよそ３０ｃｍ×３５ｃｍの外形寸法で中央部分の厚さはおおよそ５ｃｍであり、小さめの座布団のような形態をしている。

図２Ａ・Ｂに示すように、水袋１の上面側フィルムの中央部分には、偏平なスプール型の取水ガイド２が接着されている。取水ガイド２については後で詳しく説明する。水袋１の素材は、典型的には特開２０１２−１１１２２９号公報に詳細に記載されている三層構造のプラスチックフィルムである。７リットルの飲料水を封入した状態の水袋１は、鋭いもので突き刺したり過大な圧力を加えたりしなければ容易に破れるようなことはなく、かつ、座布団のような形態に拘束されることなく、きわめて柔軟に変形する。

＝＝＝給水機の外観＝＝＝
図１は本発明の一実施例に係る給水機の全体的な外観を示しており、図１では水袋１は装填されておらず、図３Ａ・Ｂに水袋１を装填した状態を示している。給水機の主構造体は図１のように縦に細長い筒状のハウジングであり、その最上部に水袋収容部３が形成され、その下方の正面部分に給水操作部４がレイアウトされている。給水操作部４とは、利用者がコップに飲料水を受給するときに操作する部分を指しており、コップ置き場５と、その真上に配置された冷水口・温水口と、さらに上方に配置された冷水ボタン６・温水ボタン７がある。冷水ボタン６・温水ボタンは後述する冷水コック・温水コックを機械的に操作するボタンである。

＝＝＝水袋収容部３＝＝＝
水袋収容部３は、手前が円形で奧方が角形の筒状の空間を形成する床および周壁と、当該空間の上方を開閉する蓋８を備えている。水袋収容部３の床はほぼ平らで、横幅は約２６ｃｍ、奥行きは約２８ｃｍであり、前述した座布団状態の水袋１の外形寸法よりかなり狭くなっている。水袋収容部３の高さは約１５ｃｍもあり、座布団状態の水袋１の厚さの３倍ほどである。

水袋収容部３にはフレキシブルな取水管路９がある。取水管路９は、水袋収容部３の床の右奧角を貫通して下方に配管され、つぎに説明する冷水タンク・温水タンクに接続されている。取水管路９の上端には図５に詳細を示す配管器具１０が取り付けられている。配管器具１０は、図１に示すように、蓋８の内面のフックに結合して仮止めできるようになっている。

飲料水を封入した水袋１は柔軟に変形するので、図１のように取水管路９・配管器具１０を脇にどかした状態にしてある水袋収容部３に、図３に示すように水袋１を容易に収容することができる。このとき、水袋１に固定されている取水ガイド２が上面のほぼ中央に位置するようにする。そして図３Ａのように蓋８から取り外した配管器具１０を水袋１の取水ガイド２の位置に合わせ、図３Ｂのように配管器具１０を取水ガイド２結合し、後で詳しく説明するように配管器具１０に内蔵された中空針１１を水袋１に突き刺す。これで取水管路９が水袋１内に接続される。

＝＝＝給水機の内部構成＝＝＝
給水機の主構造体（ハウジング）には図４に示す構成が装備されている。すでに説明したように水袋収容部３に水袋１が装填され、取水管路９がその水袋１の上部に接続されて連通している。水袋収容部３の下方には冷水タンク１２が配設され、さらにその下方に温水タンク１３が配設されている。

＝＝＝冷水タンク系統＝＝＝
冷水タンク１２は、その内部上方に対流を緩和するセパレータ２１が水平に配設されている。セパレータ２１は支持管２２によりタンク１２に取り付けられており、支持管２２の下端側がタンク１２の底に接続された第１管路２３により取水管路９に繋がっており、支持管２２の上端はセパレータ２１の上面に開口している。この構成により、水袋１内の飲料水が取水管路９→第１管路２３→支持管２２を通ってセパレータ２１の上面位置から冷水タンク１２に導入されるようになっている。

また冷水タンク１２は、取水管路９→第１管路２３→支持管２２を通って水袋１よりの飲料水がセパレータ２１の上面位置にてタンク内に導入された際、タンク１２内の空気を排気する逆止弁付き排気口２４を備えるとともに、タンク１２内の水位が所定レベルになった際、排気口２４を閉じる定水位弁２５を備えている。定水位弁２５はたとえばフロート弁からなり、冷水タンク１２がほぼ満水レベルになると排気口２４を閉じる。

冷水タンク１２には冷却器２６が付設されている。冷却器２６はたとえば冷凍機の蒸発器からなり、タンク内の飲料水を設定温度に冷却する。冷水タンク１２の底部には冷水コック２７の付いた冷水口２８が接続されており、図１で説明した冷水ボタン６を押すと冷水コック２７が開き、冷水タンク１２の底部の冷水が冷水口２８から流出する。流出分の飲料水は水袋１から補充されて満水レベルに維持される。

水袋１から冷水タンク１２への飲料水の供給が絶たれた状態で冷水口２８から冷水を流出させると、冷水タンク１２の水位が満水レベルから下がる。このとき、冷水タンク１２の水位が満水レベルから下がっても、逆止弁付き排気口２４からタンク内に空気は入ってこないので、タンク内空間の負圧とバランスする水位になると、コック２７を開いていても冷水口２８から水は出なくなる。

＝＝＝温水タンク系統＝＝＝
温水タンク１３の底部には前記取水管路９に繋がった第２管路１４が接続され、水袋１の飲料水が取水管路９と第２管路１４を通して温水タンク１３の底部位置に導入される。温水タンク１３には加熱器１５が付設されている。加熱器１５はたとえば電熱ヒーターからなり、タンク内の飲料水を設定温度に加熱する。温水タンク１３の天井部には温水コック１６の付いた温水口１７が接続されており、温水タンク１３が満水になっていて、かつ水袋１から取水管路９・第２管路１４を介して水圧が加わっていると、温水口１７から温水が流出する。流出分の飲料水は水袋１から補充されて満水状態に維持される。

＝＝＝オリフィス付き管路１８＝＝＝
図４に示すように、冷水タンク１２内の上部と温水タンク１３内の上部がオリフィス付き管路１８によって接続されて連通されている。オリフィス付き管路１８には、両タンクとの接続部近くにそれぞれオリフィスが設けられている。オリフィス付き管路１８は、温水タンク１３で発生した蒸気を冷水タンク１２に導いて凝縮させるためのものである。このため温水タンク１３内に蒸気が溜まって温水の流出を阻害することがなくなる。なおオリフィスがあるので、温水タンク１３から冷水タンク１２に飲料水が流れることはない。また、オリフィス付き管路１８により冷水タンク１２に蒸気を導入することにより、冷水タンク内を殺菌する効果もある。

＝＝＝配管器具１０の詳細＝＝＝
図５Ａ・Ｂ・Ｃに配管器具１０の構成を詳しく示している。配管器具１０は、前述したフレキシブルな取水管路９の上端に取り付けられ、水袋１のプラスチックフィルムに中空針１１を突き刺し、水袋１の内部と取水管路９とを連通接続し、水袋１の飲料水を取水管路９を通して外部下方に導くための器具である。

配管器具１０は、水袋１の上面フィルムに固定されたスプール状の取水ガイド２に着脱自在に結合されて底面を取水ガイド２の下フランジに接した状態で固定される台座部材５１と、台座部材５１の前記底面に対して直交方向にスライド可能に台座部材５１に組み合わされたスライド部材５２とを備えている。

台座部材５１の底面を構成しているのはＵ字型結合部５３であり、スプール状の取水ガイド２の上下のフランジ間の円筒軸部２ａに対してＵ字型結合部５３をその径方向にスライドさせて組み合わせ、Ｕ字型結合部５３のＵ字内に取水ガイド２の円筒軸部２ａを嵌め合わせることで両者が結合する。

台座部材５１を水袋１の取水ガイド２に前記のように結合して位置決めした状態においては、取水ガイド２の円筒軸部２ａの軸線方向上方に、スライド部材５２の中空針１１の先端が位置している。スライド部材５２は、その中心に配設された中空針１１と、中空針１１の上部の太い円筒状の弁容器５４と、弁容器５４の左右に突出した一対の操作レバー５５と、弁容器５４の側方に突出した管継手５６とを一体的に備えている。図１・図３に示すように、管継手５６に取水管路９の上端が接続される。

スライド部材５２には、弁容器５４内に管継手５６の根本部分の流路を開閉する開閉弁５７と、開閉弁５７を閉方向に動作させるバネ５８とが内蔵され、開閉弁５７を開閉させる弁駆動機構のカム５９が弁容器５４の上面に配設されている。

スライド部材５２は、その弁容器５４が台座部材５１の中央筒状部５９にスライド自在に収容されており、操作レバー５５を手動操作することにより中央筒状部５９に沿って、前進位置および後退位置にスライド変位させることができる。

スライド部材５２が後退位置にある場合、中空針１１の尖った先端は台座部材５１の内方に収納され、かつ、カム５８の楕円形がバネ５８の力で横向きになり、開閉弁５７により取水管路９の上端が閉塞されている。

図３Ａ・Ｂに示すように、スライド部材５２を後退位置として配管器具１０を水袋１の取水ガイド２に結合した上で、操作レバー５５を手指で動かしてスライド部材５２を前進位置にスライドさせる。すると、中空針１１が取水ガイド２の円筒軸部２ａの軸線に沿って下方に突出して水袋１の上面フィルムを突き破って袋内に進入し、中空針１１の内部に水袋１内の飲料水が浸入する。

かつ同時に、スライド部材５２が前進位置にスライドしたことにより、横向きになっていたカム５８の楕円形が、その一端の突起部が台座部材５１の弁容器５４の上面に突き当たって縦向きに変位し、開閉弁５７をバネ５８に抗して開放状態に変位させる。これにより、先端部分が水袋１に浸入した中空針１１と取水管路９とが連通接続され、水袋１の飲料水が取水管路９へと流出する。なお特開２０１２−１１１２２９号公報に記載されているように、水袋１の破れたフィルムが中空針１１の周面に密着することにより、中空針１１の周囲からの水漏れは起きない。

＝＝＝水袋１からの流出作用（初期状態）＝＝＝
図４に戻って説明を続ける。冷水タンク１２と温水タンク１３がともに空になっている初期状態において、水袋収容部３に水袋１をセットし、取水管路９の先端の配管器具１０を取水ガイド２に結合してスライド部材５２を前進位置にスライドさせる。すると水袋１と取水管路９が中空針１１により連通接続されるところ、両タンクおよび取水管路９内が空になっているので、そのままでは水袋１の飲料水は流出しない。この初期状態においては、水袋１を軽く手で押して加圧すると、袋内の飲料水が取水管路９に流出する。流出した飲料水が取水管路９の所定位置まで達すると、あとは重力によるサイホンの原理で水袋１内の飲料水が継続的に吸い出され、冷水タンク１２と温水タンク１３が満水状態になるまで流出する。

＝＝＝水袋１の交換＝＝＝
通常の使用状態では、冷水タンク１２と温水タンク１３はほぼ満水状態に保たれ、利用者が冷水コック１６や温水コック１７を開いて飲料水を受給すると、そのように給水した分量の飲料水が水袋１から冷水タンク１２や温水タンク１３に補給される。そして、水袋１が空っぽになると、温水タンク１３だけでなく、冷水タンク１２もほぼ満水状態に保たれたまま、コック１６・１７を開いても飲料水はでなくなる。このとき取水管路９にも飲料水が詰まっている。この状態で、空になったペチャンコの水袋を満水の水袋に交換することになる。

まず、空の水袋から配管器具１０を取り外す。このとき配管器具１０のスライド部材５２を後退位置にスライドさせるが、そのスライド動作に連動して開閉弁５７が閉塞状態になり、取水管路９の上端から管路内に空気が導入されることはなく、取水管路９および両タンク１２・１３が飲料水で満たされたまま、両コック１６・１７を開いても飲料水がでない状態に保たれる。

つぎに、開封していない満水の水袋１を収容部３にセットし、さきに詳しく説明したように配管器具１０を取水ガイド２に結合してスライド部材５２を前進位置にスライドさせる。すると中空針１１が水袋１内に連通するとともに、開閉弁５７が開いて中空針１１と取水管路９とが連通する。ここで初期状態と異なり、取水管路９および両タンク１２・１３が飲料水で満たされているので、水袋１を軽く手で押して飲料水を押し出す操作は不必要であり、そのままでサイホンの原理による吸い出し作用がはたらく。

＝＝＝給水機としての他の実施形態＝＝＝
温水タンクがなく冷水タンクのみの給水機にもこの発明は適用できる。その場合、冷水タンクの冷却器を廃止して常温タンクとしてもよい。また、下方の温水タンクの加熱器を廃止して常温タンクとし、上方の冷水タンクと下方の常温タンクの２つにしてもよい。

＝＝＝配管器具１０の他の活用形態＝＝＝
これまで詳述したような給水機を前提としなくても、この発明に係る配管器具１０の活用の場面はある。いちばんシンプルな活用例を説明する。図５の配管器具１０における管継手５６にフレキシブルな長いチューブを接続し、当該チューブの先端にコックを取り付けておく。そして、水袋１を適当なバスケットなどに収容し、厨房などの棚の上に置く。その水袋１に本発明の配管器具１０を上述のように結合して連通接続し、上記チューブを水袋１の位置よりも低い位置に垂れ下がる状態とする。チューブ下端のコックを開くと、チューブ下端から水袋１内の飲料水が出てくる。

上記のような利用形態からは、飲料水以外の他の液体への応用が容易に想起される。つまり、プラスチックフィルム製の袋に蕎麦やうどんやラーメンなどのだし汁を封入した液体袋を工場で生産し、これをレストランに配送し、レストランの厨房にて本発明の配管器具１０を用いて上記のように利用する。同様な利用法は、食料油、機械油、液体洗剤などの液体にも広げることができる。

＝＝＝発明の効果＝＝＝
液体袋と中空針とが所定の幾何学的関係性を保った状態で中空針が液体袋に突き刺さるので、操作に不慣れな人でも失敗がなく、水漏れの心配がなくなる。液体袋から中空針を抜くと、開閉弁が自動的に閉じるので、中空針からの液だれは最小限になるので、周囲を液だれで汚すことは少ない。液体袋を交換する際に、管継手に接続している取水管に液体が満たされた状態に保たれるので、新たに接続した液体袋を手で押さなくても、サイホンの原理で自動的に液体を流下させることができる。

１…水袋、２…取水ガイド、２ａ…円筒軸部、３…水袋収容部、４…給水操作部、５…コップ置き場、６…冷水ボタン、７…温水ボタン、８…蓋、９…取水管路、１０…配管器具、１１…中空針、１２…冷水タンク、１３…温水タンク、１４…第２管路、１５…加熱器、１６…温水コック、１７…温水口、１８…オリフィス付き管路、２１…セパレータ、２２…支持管、２３…第１管路、２４…逆止弁付き排気口、２５…定水位弁、２６…冷却器、２７…冷水コック、２８…冷水口、５１…台座部材、５２…スライド部材、５３…Ｕ字型結合部、５４…弁容器、５５…操作レバー、５６…管継手、５７…開閉弁、５８…バネ、５９…カム

Claims (3)

1. プラスチックフィルム製の袋に液体を封入した液体袋に中空針を突き刺して液体を取り出すための配管器具であって、
   液体袋のフィルムに固定されたスプール状の取水ガイドに着脱自在に結合されて底面を取水ガイドのフランジに接した状態で固定される台座部材と、当該台座部材の前記底面に対して直交方向にスライド可能に当該台座部材に組み合わされたスライド部材とを備え、
   前記スライド部材は、操作レバーと中空針と管継手とを一体的に備えた本体部分と、この本体部分に対して可動する開閉弁および弁駆動機構を備え、
   前記操作レバーは、前記スライド部材を前進位置および後退位置にスライドさせるための手動操作用のレバーであり、
   前記中空針は、前進位置にスライドされることにより前記底面の中央から尖った先端が突出し、後退位置にスライドされることにより前記先端が前記台座部材の内方に収納され、
   前記管継手は、前記中空針の先端開口から続く内部管路に外部管路を接続するための継手部分であり、
   前記開閉弁は、前記内部管路の途中を閉塞するとともに開放する弁であり、
   前記弁開閉機構は、前記台座部材に対して前記スライド部材が前記前進位置にスライドされる変位に連動して前記開閉弁を開放するとともに、前記後退位置にスライドされる変位に連動して前記開閉弁を閉塞する
   配管器具。
2. 前記管継手は前記スライド方向に対してほぼ直交方向に突出している請求項１に記載の配管器具。
3. 前記台座部材の底面部分にはＵ字型結合部が形成され、前記取水ガイドの上下のフランジ間の円筒軸部に対して前記Ｕ字型結合部をその径方向にスライドさせて組み合わせ、前記Ｕ字型結合部のＵ字内に前記円筒軸部を嵌め合わせることで両者が結合する
   請求項１または２に記載の配管器具。