JP5529199B2 - ウォーターサーバー - Google Patents

Description

この発明は、ミネラルウォーター等の飲料水が充填された交換式の原水容器から飲料水を供給するウォーターサーバーに関する。

従来、主にオフィスや病院などでウォーターサーバーが利用されてきたが、近年、水の安全や健康への関心の高まりから、一般家庭にもウォーターサーバーが普及しつつある。

このような、ウォーターサーバーとして、飲料水を冷却する冷水タンクと、冷水タンクよりも下方に配置された交換式の原水容器と、原水容器と冷水タンクとの間を連通する原水供給路と、その原水供給路に設けられたポンプとを有するものが知られている（例えば、特許文献１、２）。

このウォーターサーバーは、冷水タンク内で冷却された飲料水をカップ等に注出して使用される。冷水タンクの水位が下がると、その水位の低下に応じてポンプが作動して、原水容器から原水供給路を通して冷水タンクに飲料水が供給される。

特開２００１−１５３５２３号 公報 特開２００３−１２０８９１号 公報

ところで、原水容器として残水量が減少しても収縮しない剛性を有するものを採用すると、原水容器の飲料水が残り少なくなったときに、原水容器内が負圧になり、原水容器内から冷水タンクへの飲料水の供給が妨げられる。その結果、原水容器内の飲料水を完全に使い切ることができない場合がある。

そこで、この発明の課題は、原水容器内の飲料水を完全に使い切り、ポンプにより円滑に汲み上げることが可能なウォーターサーバーを提供することである。

前記の課題を解決するために、この発明に係るウォーターサーバーは、飲料水を冷却する冷水タンクと、その冷水タンクよりも下方に配置され、水出口を下向きにした姿勢で交換式の原水容器が載置される容器ホルダと、その容器ホルダに取り付けられ、前記原水容器を前記容器ホルダに載置したときにその原水容器の水出口に挿し込まれる挿し込み管と、前記原水容器の水出口から前記挿し込み管を通って流出する飲料水を受け入れる水受け容器と、その水受け容器内への空気の導入および水受け容器内からの空気の排出を行う通気孔と、前記水受け容器内に溜まった飲料水をポンプを介して前記冷水タンクへ汲み上げる原水供給路とを有し、前記挿し込み管の下端が前記水受け容器の内部に位置するようにした構成を採用したのである。

これにより、容器ホルダに原水容器を載置したとき、原水容器の水出口に挿し込み管が挿し込まれ、水受け容器から空気が挿し込み管を通して原水容器内に流入するとともに、その挿し込み管を通して原水容器内の飲料水が水受け容器内へ流出する。

そして、水受け容器内の飲料水の水面が上昇し、その水面が挿し込み管の下端に達すると、水受け容器内の空気が原水容器に流入しなくなり、原水容器からの飲料水の流出が止まる。

一方、水受け容器内の飲料水がポンプにより原水供給路を通して冷水タンクに供給され、水受け容器内の飲料水の水面が下がり、その水面が挿し込み管の下端から離れると、再び、挿し込み管を通して空気が水受け容器から原水容器内に流入するともに、挿し込み管を通して原水容器内の飲料水が水受け容器内へ流出する。

この発明のウォーターサーバーは、原水容器内の飲料水がその下方に配置された水受け容器に流出するときに、水受け容器内の空気が挿し込み管を通して原水容器内に流入するので、原水容器内が負圧にならない。そのため、原水容器の飲料水を完全に使い切り、水受け容器内の飲料水をポンプにより円滑に汲み上げることができる。

この発明の実施形態のウォーターサーバーを側面から見た断面図 図１に示す原水容器から飲料水が流出する状態を示す図 図１に示す原水容器の飲料水がなくなった状態を示す図

以下、この発明の実施形態に係るウォーターサーバーの一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
このウォーターサーバーは、筐体１と、筐体１の内部に配置された冷水タンク２及び温水タンク３と、冷水タンク２よりも下方に配置され、交換式の原水容器４が載置される容器ホルダ５と、容器ホルダ５に取り付けられ、原水容器４を容器ホルダ５に載置したときにその原水容器４の水出口１０に挿し込まれる挿し込み管６と、原水容器４の水出口１０から挿し込み管６を通って流出する飲料水を受け入れる水受け容器７と、水受け容器７内に溜まった飲料水をポンプ９を介して冷水タンク２へ汲み上げる原水供給路８とを有している。

筐体１の内部上方に冷水タンク２が配置され、冷水タンク２の下方に温水タンク３が配置されている。また、筐体１下部の温水タンク３の下方に筐体１に対して水平にスライド可能に支持されたスライド台１２が設けられ、スライド台１２に容器ホルダ５が取り付けられている。すなわち、冷水タンク２と温水タンク３は、温水タンク３が冷水タンク２の下方に位置するよう上下に並べて配置され、さらにその温水タンク３の下方に容器ホルダ５が配置されている。筐体１の上部正面に表示パネル２７が取り付けられ、表示パネル２７に原水容器４の交換時期を示す容器交換ランプ２８が設けられている。

原水容器４は、水出口１０を下向きにした姿勢で容器ホルダ５に載置される。原水容器４の胴部１１は、原水容器４の残水量が減少しても原水容器４が収縮しないように剛性をもって形成されている。このような剛性をもつ原水容器４は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂やポリカーボネート（ＰＣ）樹脂のブロー成形により形成することができる。

容器ホルダ５の下部１３は、図２、３に示すように、下端が閉塞する有底の円筒状に形成されており、外周にねじ山が形成されている。容器ホルダ５に原水容器４を載置したとき、原水容器４の水出口１０が容器ホルダ５の下部１３内に位置するようになっている。

容器ホルダ５の下部１３には挿し込み管６が上下方向に延びる状態で取り付けられている。挿し込み管６は、その上部が原水容器４を容器ホルダ５に載置したとき原水容器４の水出口１０に挿し込まれるようになっている。挿し込み管６の下部は容器ホルダ５の下部１３から下方に突き出している。

水受け容器７は、原水容器４の水出口１０の下方に配置されている。この水受け容器７は上部が開放する有底の円筒体からなり、その上端部２４の内周部分にねじ溝が形成されている。水受け容器７の側壁には、フィルタ２５を嵌め合わせた通気孔２６が形成されている。通気孔２６は、容器ホルダ５の下部１３の底面に形成してもよい。水受け容器７は上端部２４のねじ溝と容器ホルダ５の下部１３のねじ山とをねじ結合することにより、容器ホルダ５の下部１３に着脱可能に取り付けられる。

この実施形態では、水受け容器７が容器ホルダ５の下部１３に対してねじ溝とねじ山とのねじ結合によって取り付けられている。ねじ結合による取り付けの他に、例えば、水受け容器７の上端部２４に設けたねじ孔にビスを締め付け、水受け容器７の上端部２４を容器ホルダ５の下部１３に対してねじ止めによって取り付けてもよい。また、水受け容器７の上端部２４および容器ホルダ５の下部１３のいずれか一方に係合爪、他方に係合孔を設けて、この係合爪と係合孔の係合により取り付けるようにしてもよい。

水受け容器７が容器ホルダ５の下部１３に取り付けられた状態で、挿し込み管６の下端が水受け容器７の内部に位置している。この取り付け状態で、水受け容器７の通気孔２６が容器ホルダ５の下部１３よりも下方にかつ挿し込み管６の下端よりも上方に配置されている。また、容器ホルダ５と、その下部１３に取り付けられた水受け容器７とは、スライド台１２のスライド操作により、スライド台１２とともに筐体１から出し入れ可能となっている。

原水容器４内から挿し込み管６を通して水受け容器７内へ飲料水が流出するとき、水受け容器７内の空気が原水容器４内に流入し、筐体１内から空気（外気）が通気孔２６を通って水受け容器７内へ導入される。その一方で、水受け容器７内の飲料水の水位が上昇し、水受け容器７内の空気が通気孔２６を通って排出される。このように、通気孔２６は、水受け容器７内の飲料水の水位の変化に応じて空気の導入または排出を行ない、これにより、水受け容器７内を大気圧に保つ。この空気の導入、排出の際、通気孔２６内のフィルタ２５が筐体１内の埃やごみを取り込んで、埃などの水受け容器７内への侵入を防止している。

水受け容器７の容量は、水受け容器７内の飲料水の水面が挿し込み管６の下端に位置する状態で水受け容器７内に存在する飲料水の量が５０〜２００ｍｌの範囲となるように設定されている。この水受け容器７の容量を５０ｍｌ以上に設定することにより、水受け容器７内の飲料水をポンプ９で汲み上げるときにポンプ９への空気の吸い込みを防止することができる。また、２００ｍｌ以下に設定することにより、原水容器４から流出した常温の飲料水が冷水タンク２に流入するまでのサイクルタイムを短く抑えて、飲料水に雑菌が発生するのを防止することができる。

水受け容器７の側壁下方に原水供給路８の一端部が接続され、他端部が冷水タンク２に接続されている。原水供給路８は水受け容器７と冷水タンク２を連通し、その途中にポンプ９と流量センサ１４が組み付けられている。原水供給路８は、容器ホルダ５を支持するスライド台１２のスライド操作を可能とするため、柔軟性かつ伸縮性を有する材質で形成されている。原水供給路８の材質としては、例えば、ウレタンエラストマー、塩化ビニル、フッ素樹脂、シリコン等を使用することができる。

ポンプ９は、互いに噛み合う１対の歯車を回転させて飲料水を送り出す歯車ポンプであり、駆動用の電動モータ２９を備えている。ポンプ９を作動させると、原水供給路８内の飲料水が水受け容器７側から冷水タンク２側へ移送され、水受け容器７内に溜まる飲料水が冷水タンク２へ供給されるようになっている。流量センサ１４は、ポンプ９が作動しているときに原水供給路８内の飲料水が無くなると、その状態を検知可能となっている。

冷水タンク２には、冷水タンク２内の飲料水を冷却する冷却装置１５が取り付けられている。また、冷水タンク２の内部には、冷水タンク２の内部を上下に仕切るバッフル板１６が配置されている。冷却装置１５は冷水タンク２の下部外周に配置され、冷水タンク２内のバッフル板１６よりも下方の飲料水を低温（５℃程度）に保つようになっている。

冷水タンク２には、冷水タンク２内に溜まった飲料水の水位を検知する水位センサ１７が取り付けられている。この水位センサ１７により、冷水タンク２内の飲料水の水位が下がると、その水位の低下に応じてポンプ９が作動し、水受け容器７から冷水タンク２に飲料水が供給されるようになっている。

バッフル板１６は、水受け容器７から冷水タンク２に飲料水が供給される際、冷却装置１５で冷却されて冷水タンク２の下部に溜まった低温の飲料水が、水受け容器７から冷水タンク２内に供給される飲料水により撹拌されることを防止する。

冷水タンク２には、冷水タンク２内の下部に溜まった低温の飲料水を外部に注出する冷水注出路１８が接続されている。冷水注出路１８は、筐体１の外部から操作可能な冷水コック１９を備え、この冷水コック１９を開くことにより冷水タンク２から低温の飲料水をカップ等に注出可能となっている。冷水タンク２の容量は、原水容器４の容量よりも小さく、２〜４リットル程度である。

バッフル板１６の中央には、冷水タンク２と温水タンク３を接続するタンク接続路２０の上端が開口している。温水タンク３は、温水タンク３内の飲料水を加熱する加熱装置２１を備えており、温水タンク３内の飲料水を高温（９０℃程度）に保つようになっている。タンク接続路２０の下端は、温水タンク３内の加熱装置２１よりも下方の位置で開口している。

温水タンク３には、温水タンク３内の上部に溜まった高温の飲料水を外部に注出する温水注出路２２が接続されている。温水注出路２２は、筐体１の外部から操作可能な温水コック２３を備え、この温水コック２３を開くことにより温水タンク３から高温の飲料水をカップ等に注出可能となっている。温水タンク３から飲料水を注出すると、その飲料水と同量の飲料水が、タンク接続路２０を通って冷水タンク２から温水タンク３に流入するので、温水タンク３は常に満水状態に保たれる。温水タンク３の容量は１〜２リットル程度である。

この発明の実施形態に係るウォーターサーバーは上記のように構成され、以下、その使用方法について図１〜３に基づいて説明する。

ウォーターサーバーを使用場所（一般家庭、オフィス、病院等）に設置するまでは、冷水タンク２、温水タンク３、水受け容器７がいずれも空の状態となっている。そして、ウォーターサーバーを使用場所に設置した後、ウォーターサーバーに満水状態の原水容器４を接続する。

すなわち、まず、スライド台１２を引き出し、容器ホルダ５に新品の原水容器４を水出口１０を下方に向けた姿勢で載置する。載置された原水容器４の水出口１０には、挿し込み管６が挿し込まれ、原水容器４内の飲料水が挿し込み管６を通って水受け容器７内に流出する。

ここで、原水容器４は残水量が減少しても原水容器４が収縮しないように剛性をもって形成されている。このため、原水容器４から挿し込み管６を通って飲料水が流出すると、その流出した飲料水と、その飲料水と同量の水受け容器７内の空気とが置換され、水受け容器７内の空気が挿し込み管６を通って原水容器４内に流入する（図２参照）。

原水容器４から流出した飲料水は水受け容器７内に溜まり、水受け容器７内の水面が上昇する。その水面が挿し込み管６の下端に達したとき（図１参照）、挿し込み管６から原水容器４内への空気の流入が停止し、原水容器４からの飲料水の流出が止まる。このとき、原水容器４の内圧と大気圧とが釣り合っている。

水受け容器７内に溜まった飲料水は、ポンプ９の作動により原水供給路８から冷水タンク２へと供給され、冷水タンク２に飲料水が溜まる。ポンプ９が作動した状態で、冷水タンク２内の水位があらかじめ設定された上限水位を上回ったことを水位センサ１７により検出したときは、ポンプ９が停止する。

ユーザーが冷水コック１９または温水コック２３を開き、飲料水をカップ等で注出し、冷水タンク２の水位があらかじめ設定された下限水位を下回ったことを水位センサ１７により検出したときは、ポンプ９が作動し、水受け容器７内の飲料水が原水供給路８を通って冷水タンク２に供給される。

水受け容器７内の飲料水が冷水タンク２に供給されて、水受け容器７内の水位が挿し込み管６の下端よりも下回ったときは、原水容器４内に挿し込み管６から空気が流入するとともに、原水容器４内の飲料水が挿し込み管６を通って水受け容器７へ流出する。

さらに、ポンプ９が作動した状態において、原水供給路８の飲料水が無くなったことを流量センサ１４により検知したときは、図３に示すように、水受け容器７内及び原水容器４内の飲料水が無くなったものと考えられ、容器交換ランプ２８が点灯する。

容器交換ランプ２８が点灯したときは、スライド台１２を引き出して、空の原水容器４を飲料水が充填された原水容器４と交換する。

以上のように、このウォーターサーバーを使用すると、原水容器４内の飲料水がその下方に配置された水受け容器７に流出するときに、その流出した空気と同量の空気が挿し込み管６を通して水受け容器７から原水容器４内に流入する（すなわち、原水容器４内の飲料水と水受け容器７内の空気が置換される）ので、原水容器４内が負圧にならない。そのため、原水容器４の飲料水を完全に使い切り、水受け容器７内の飲料水をポンプ９により円滑に汲み上げることができる。

また、原水容器４の飲料水を完全に使い切るまで、水受け容器７内へ飲料水が流出するので、水受け容器７内の飲料水をポンプ９により円滑に汲み上げることができる。

１ 筐体
２ 冷水タンク
３ 温水タンク
４ 原水容器
５ 容器ホルダ
６ 挿し込み管
７ 水受け容器
８ 原水供給路
９ ポンプ
１２ スライド台

Claims (1)

1. 飲料水を冷却する冷水タンク（２）と、その冷水タンク（２）よりも下方に配置され、水出口（１０）を下向きにした姿勢で交換式の原水容器（４）が載置される容器ホルダ（５）と、その容器ホルダ（５）に取り付けられ、前記原水容器（４）を前記容器ホルダ（５）に載置したときにその原水容器（４）の水出口（１０）に挿し込まれる挿し込み管（６）と、前記原水容器（４）の水出口（１０）から前記挿し込み管（６）を通って流出する飲料水を受け入れる水受け容器（７）と、その水受け容器（７）内への空気の導入および水受け容器（７）内からの空気の排出を行う通気孔（２６）と、前記水受け容器（７）内に溜まった飲料水をポンプ（９）を介して前記冷水タンク（２）へ汲み上げる原水供給路（８）とを有し、前記挿し込み管（６）の下端が前記水受け容器（７）の内部に位置するようにしたウォーターサーバー。

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