JP6165942B1 - ウォータサーバ - Google Patents

Abstract

【課題】超音波の照射によって温度上昇した水を冷やす。【解決手段】ウォータサーバ１００は、貯留室２ａを有する貯留タンク２と、冷凍回路３と、貯留タンク２内に配置された隔壁２０によって区画されて構成され、貯留室２ａから水が流入する区画室２２と、区画室２２に流入した水を殺菌するために、当該水に超音波を照射可能な超音波照射ユニット６と、取水管７とを含む。隔壁２０は、区画室２２の水と貯留室２ａの水との間で熱交換可能に構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、超音波を照射することで殺菌された冷水をユーザの取水要求に応じて供給するウォータサーバに関する。

特許文献１には、冷水タンクから冷水を取水する際に、紫外線灯で紫外線を冷水に照射して殺菌を行うウォータサーバについて記載されている。冷水に紫外線を照射することで、当該冷水を殺菌することは可能であるが、このような紫外線灯を用いたウォータサーバの場合、当該紫外線灯は非常に高価であるため、イニシャルコストが高くなる。さらに、紫外線灯の寿命は比較的短いため、メンテナンスが必要で、ランニングコストも高くなる。

一方、紫外線灯に比して、安価で寿命が長く、メンテナンスフリー化が可能な超音波振動子により、超音波を水に照射することで殺菌が行えることが知られている。例えば、高周波の超音波を水中に照射し、キャビテーションを発生させ、キャビテーションによる細菌の機械的破壊を行う技術（特許文献２参照）や、高周波の超音波を水中に照射することで、ＯＨラジカル又はヒドロキシルラジカルを生成して酸化殺菌を行う技術（特許文献３、特許文献４参照）が知られている。

このような超音波照射による水の殺菌技術を紫外線の照射による殺菌技術に代えて、ウォータサーバの取水管に採用することで、イニシャルコスト及びランニングコストの低減を図ることができる。なお、特許文献４に記載された技術のように、貯水槽の側壁に直接、超音波発振子を設ける場合、貯水槽内の水全体を殺菌するためには、非常に多くの超音波発振子を設ける必要があり、イニシャルコストが増加してしまう。

特許第５１８７５７７号公報 特許第３６４１９３０号公報 特開２００４−２０２３２２号公報 特許第４０６９１６７号公報

取水管の水に超音波を照射して殺菌を行うと、超音波の照射によって熱が発生し、水の温度が僅かながらも上昇する。このため、所定温度（例えば、５℃）の冷水を飲料水として提供するウォータサーバにおいて、ユーザが冷水を口にするときには、当該冷水の温度が所定温度よりも僅かながらも高くなるため、生ぬるくなってしまう。このため、冷水を提供するウォータサーバの品質・信頼性が低下するという問題が生じる。

そこで、本発明の目的は、超音波の照射によって温度上昇した水を冷やすことが可能なウォータサーバを提供することである。

本発明のウォータサーバは、給水ボトルから供給された水を貯留する貯留室を有する貯留タンクと、前記貯留室内の水を冷却する冷却手段とを備えたウォータサーバにおいて、少なくとも一部が前記貯留タンク内に配置された隔壁によって区画されて構成され、前記貯留室からの水が流入する区画室と、前記区画室に流入した水を殺菌するために、当該水に超音波を照射可能な超音波照射手段と、前記区画室に連通し、前記区画室内の水を外部に取り出すための取水管とを備えており、前記隔壁は、前記区画室の水と前記貯留室の水との間で熱交換可能に構成されている。

これによると、貯留室から区画室に流入した水に超音波照射手段によって超音波が照射されることで、区画室内の水の温度が貯留室のときよりも僅かに上昇しても、隔壁を介して区画室の水と貯留室の水とが熱交換して区画室の水を冷やすことが可能となる。このため、区画室を介して取り出されたウォータサーバの水をユーザが口にした際に、当該水が生ぬるく感じにくくなる。したがって、ウォータサーバの品質・信頼性を維持することが可能となる。また、貯留タンク内の水全体を殺菌するものではなく、限られた領域である区画室に超音波を照射するように構成されているため、超音波照射手段のイニシャルコストの低減を図ることが可能となる。

本発明において、前記区画室は、少なくとも一部が前記貯留タンクの底壁と前記隔壁とで区画されて構成されていることが好ましい。これにより、区画室が貯留タンク内の下方に配置されることとなる。冷却手段によって冷やされた冷水は、貯留室内の下方に溜まりやすく、この冷水を利用して区画室内の水を効果的に冷やすことが可能となる。

また、本発明において、前記超音波照射手段は、金属製の振動板と、前記振動板の一方の面上に取り付けられ、前記一方の面とは反対側の他方の面から超音波を照射させる超音波振動子と、前記超音波振動子を駆動するための超音波発振器とを含んでおり、前記振動板は、前記他方の面が前記区画室内の水に接するように配置されていることが好ましい。これにより、超音波振動子と区画室内の水とが振動板を介して熱交換可能となる。このため、超音波振動子を区画室内の水によって冷却することが可能となる。この結果、超音波振動子の動作が安定する。

また、本発明において、前記超音波照射手段は、前記振動板と接触し、前記超音波振動子を収容する金属製の箱体をさらに含んでおり、前記箱体は、少なくとも一部が前記貯留室内に配置されていることが好ましい。これにより、箱体を貯留室内の水によって冷却することが可能となる。このため、箱体と接触する振動板を、冷却された箱体で冷却することが可能となり、超音波振動子を効果的に冷却することが可能となる。

また、本発明において、前記隔壁は、管状体からなることが好ましい。これにより、区画室が簡易な構成で実現できる。

また、本発明において、前記隔壁は、前記区画室の水平方向の周囲を取り囲む周壁を有しており、前記周壁の下部には、前記貯留室から前記区画室へ水が流入する流入口が形成されていることが好ましい。これにより、貯留室内の冷却された水が区画室に流入しやすくなる。また、流入口が周壁の下部よりも上方の位置に配置されているものと比して、超音波が照射されることで温度が上昇した水が、区画室から貯留室に流出しにくくなる。

また、本発明において、前記貯留室から前記区画室を介して前記取水管へと水の流れる経路において、前記超音波照射手段によって超音波が照射される照射領域と前記取水管との間には、前記隔壁が配置されていることが好ましい。これにより、超音波が照射されることで温度が上昇した水が取水管に辿り着くまでに隔壁を介して貯留室の水と熱交換して確実に冷やされる。

本発明のウォータサーバによると、貯留室から区画室に流入した水に超音波照射手段によって超音波が照射されることで、区画室内の水の温度が貯留室のときよりも僅かに上昇しても、隔壁を介して区画室の水と貯留室の水とが熱交換して区画室の水を冷やすことが可能となる。このため、区画室を介して取り出されたウォータサーバの水をユーザが口にした際に、当該水が生ぬるく感じにくくなる。したがって、ウォータサーバの品質・信頼性を維持することが可能となる。また、貯留タンク内の水全体を殺菌するものではなく、限られた領域である区画室に超音波を照射するように構成されているため、超音波照射手段のイニシャルコストの低減を図ることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係るウォータサーバの概略構成図である。 図１に示すウォータサーバの要部縦断面図である。 図１に示す超音波照射ユニットの部分斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るウォータサーバの要部縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係るウォータサーバの要部横断面図である。 本発明の第３実施形態に係るウォータサーバの要部縦断面図である。 本発明の第４実施形態に係るウォータサーバの概略構成図である。 本発明の第５実施形態に係るウォータサーバの概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係るウォータサーバの変形例を示す要部横断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜図３を参照し、第１実施形態に係るウォータサーバ１００について説明する。ウォータサーバ１００は、給水ボトル１、貯留タンク２、冷凍回路３、制御部５、超音波照射ユニット６、取水管７、及び、これらを収容する筐体１０などを含む。給水ボトル１は、内部に飲料用の水が充填されており、筐体１０の上部に設置されている。給水ボトル１の下端には、Ｌ字状に屈曲した供給管１１が設けられており、この供給管１１を介して給水ボトル１の水が貯留タンク２の貯留室２ａに供給される。供給管１１には、給水ボトル１からの水の供給を遮断し、または開放する開閉弁として電磁弁１２が設置されている。

貯留タンク２は、給水ボトル１の下方に配置され、上端及び下端が閉塞された円筒状の容器であり、内部に貯留室２ａを有する。本実施形態における貯留タンク２は、ステンレス鋼から構成されているが、他の金属から構成されていてもよい。また、金属材料が添加された樹脂材料から構成されていてもよい。貯留室２ａは、給水ボトル１から供給された水を貯留する。貯留タンク２の上面には、供給管１１が挿入される供給口２ｂが形成されている。貯留タンク２には、水位センサ１３及び温度センサ１４が設置されている。

水位センサ１３は、鉛直方向に関して貯留タンク２の中央よりも上方に配置されており、貯留室２ａに貯留された水の水面が所定の水供給位置よりも低い位置にあるときに検出信号を制御部５に出力する。なお、本実施形態における水供給位置は、水位センサ１３の下端位置である。制御部５は、水位センサ１３からの検出信号に基づいて、通常閉状態に保持されている電磁弁１２を開状態に制御し、給水ボトル１から貯留室２ａに水を供給する。そして、貯留室２ａの水位が水位センサ１３の下端よりも上方に配置されると、水位センサ１３からの検出信号の出力が停止され、制御部５は、電磁弁１２を閉状態に制御する。

温度センサ１４は、鉛直方向に関して貯留タンク２の中央よりも下方に配置されており、例えば、サーミスタで構成されている。そして、温度センサ１４は、貯留室２ａに貯留された水の温度を示す信号を制御部５に出力する。

冷凍回路３（冷却手段）は、内部に冷媒を封入した循環経路３１上に蒸発器を構成する冷却管３２を有し、冷却管３２は貯留タンク２の周囲に巻き付けられている。そして、コンプレッサ３３により圧縮した冷媒をコンデンサ３４で放熱させて液化させ、液化された冷媒をドライヤ３５に通した後、キャピラリチューブ３６により膨張させて冷却管３２に供給することにより、貯留タンク２及び貯留室２ａ内の水から熱を奪って冷却するようになっている。温度センサ１４から出力される信号に基づいて、制御部５による保冷運転制御により、冷凍回路３を作動させるようになっている。この保冷運転制御は、電源が投入されてウォータサーバ１００が使用される際に開始される。冷凍回路３（すなわち、コンプレッサ３３）を作動させて貯留室２ａ内の水を所定温度（例えば、５℃）まで冷却した後、その水が一定の温度範囲に維持されるように保冷運転が行われる。

貯留タンク２内には、隔壁２０が配置されている。本実施形態における隔壁２０は、ステンレス鋼から構成されているが、他の金属から構成されていてもよい。また、金属材料が添加された樹脂材料から構成されていてもよい。隔壁２０は、図２及び図３に示すように、四角筒状の周壁２１から構成されている。周壁２１の各角部近傍には、図３に示すように、フランジ２３が形成されており、これらフランジ２３及びネジ２４によって貯留タンク２の底壁２ｃに周壁２１が固定されている。この周壁２１によって貯留タンク２内であって底壁２ｃに沿う区画室２２が区画されて構成されている。周壁２１は、区画室２２の水平方向の周囲を取り囲んでいる。周壁２１の下端部には、貯留室２ａから区画室２２へ水が流入する流入口２１ａと、区画室２２の水が流出する流出口２１ｂとが形成されている。流入口２１ａは、周壁２１の図２中右側壁に貫通して形成されている。また、流入口２１ａは、図２中紙面垂直方向に延在しており、開口形状が長方形となっている。流出口２１ｂは、周壁２１の図２中左側壁に貫通して形成されている。

取水管７は、その一端が流出口２１ｂに接続され、図１中左右方向に延在している。取水管７の他端部側は、下方に折り曲げられており、その他端に取水口７ａが形成されている。取水管７には、区画室２２からの水の排出を遮断し、または開放する開閉弁として電磁弁２５が設置されている。この電磁弁２５も、制御部５により開閉制御される。制御部５は、通常、電磁弁２５を閉状態に維持しており、ユーザが筐体１０に設けられた取水スイッチ（不図示）をＯＮ操作（押圧操作）すると、その操作信号の出力を受けて、電磁弁２５を開状態となるように制御する。これにより、区画室２２内の水が取水管７の取水口７ａから排出される。つまり、ユーザにウォータサーバの水を供給することが可能となる。なお、制御部５は、ユーザが取水スイッチのＯＮ操作をやめると、その操作信号の出力を受けて、電磁弁２５を閉状態となるように制御する。

超音波照射ユニット６（超音波照射手段）は、図１〜図３に示すように、振動板４１と、２つの超音波振動子４２と、２つの超音波振動子４２を駆動するための超音波発振器４３と、振動板４１に接触し、超音波振動子４２を収容する箱体４４とを有する。振動板４１及び箱体４４は、ともにステンレス鋼から構成されているが、他の金属から構成されていてもよい。また、金属材料が添加された樹脂材料から構成されていてもよい。箱体４４は、図２に示すように、下方に向かって開口する凹形状に形成されている。振動板４１は、箱体４４の開口を塞ぐように配置されており、箱体４４と振動板４１との間には、２つの超音波振動子４２を収容するための空間が構成されている。なお、当該空間には、水が浸入しないように、箱体４４と振動板４１とが気密に接触している。箱体４４には、図２中左側壁に貫通孔４４ａが形成されており、その左側壁には、貫通孔４４ａに連通する配管４５が接続されている。配管４５は、貯留タンク２の外部にまで延在している。これにより、２つの超音波振動子４２と超音波発振器４３とを接続する配線４６を保護することが可能となる。

２つの超音波振動子４２は、圧電セラミックスからなる公知のものであり、図２に示すように、振動板４１の下面４１ａ（他方の面）から区画室２２の水に超音波を照射させるように、振動板４１の上面４１ｂ（一方の面）に取り付けられている。箱体４４は、振動板４１の下面４１ａが区画室２２の水に接するように、周壁２１に固定されている。区画室２２は、振動板４１、底壁２ｃ、周壁２１によって取り囲まれている。

超音波発振器４３は、２つの超音波振動子４２に接続されており、制御部５の殺菌運転制御により、２つの超音波振動子４２に高周波電力を供給して駆動する。本実施形態における超音波発振器４３は、１６００ｋＨｚで出力が１００Ｗのものが採用されている。超音波の発信周波数は殺菌効果がより高い高周波超音波（数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚ）を用いるものであるが、好適には４００ｋＨｚ以上の高周波の超音波が用いられ、周波数が高い程、気泡が潰れる頻度が増加する。制御部５が超音波発振器４３を制御して、超音波振動子４２が駆動されると、振動板４１の下面４１ａの超音波振動子４２と対向する部分（照射面４１ａ１）から区画室２２内の水に超音波が照射される。これにより、区画室２２内の照射面４１ａ１と対向する照射領域２２ａ（図２中二点鎖線で囲まれた領域）の水中にキャビテーションが発生し、区画室２２内の水が公知のように殺菌される。特に固い細胞膜をもつ細菌には機械的な作用が有効であり、超音波を照射することで水中にキャビテーションを発生させ、気泡が潰れることで大きな衝撃波とずり応力が発生し、気泡周辺の微生物を機械的に破壊し死滅させることができる。また、周波数が高い程、より小さな微生物を破壊できるのでより好適である。

制御部５は、殺菌運転制御として、第１殺菌モードによる運転制御と、第２殺菌モードによる運転制御とを実行する。第１殺菌モードによる運転制御は、電源が投入されてウォータサーバ１００が使用される際に、所定時間（例えば、５秒間）が経過する度に第１所定時間（例えば、１秒間）の間、第１強度（例えば、１００Ｗ）の超音波を区画室２２の水に繰り返し照射する。つまり、制御部５は、定期的に予め設定された時間だけ区画室２２の水を殺菌する。これにより、取水時に殺菌された水を取水することが可能となる。

第２殺菌モードによる運転制御は、ユーザが筐体１０に設けられた取水スイッチ（不図示）をＯＮ操作（押圧操作）すると、その操作信号の出力を受けて、ＯＮ操作の間、第２強度（例えば、１００Ｗ）の超音波を区画室２２の水に連続的に照射する。つまり、制御部５は、取水が行われている間、連動して区画室２２の水を殺菌する。このように取水に連動して超音波が照射されると、貯留室２ａの水が流入口２１ａから区画室２２内に流入し次いで取水管７を流れて取水口７ａから外部に取水される間に、動水状態となった水に対し超音波が照射されて殺菌されることとなる。この際、流入口２１ａから流入した水が区画室２２内で超音波の照射を受けて殺菌されることとなる。このため、取水によって貯留室２ａから区画室２２内に流入した水を効果的に殺菌することが可能となり、殺菌された水だけをユーザに供給することができる。なお、本実施形態における超音波の第１強度と第２強度とが同じであるが、互いに異なる強度であってもよい。

以上のように、上述のウォータサーバ１００によると、貯留室２ａから区画室２２に流入した水に超音波照射ユニット６によって超音波が照射されることで、区画室２２内の水の温度が貯留室２ａのときよりも僅かに上昇することがある。隔壁２０が熱伝導率の優れた材料からなり、且つ貯留タンク２内に配置されているため、隔壁２０を介して区画室２２の水と貯留室２ａの水とが熱交換して区画室２２の水を冷やすことが可能となる。このため、区画室２２を介して取り出されたウォータサーバ１００の水をユーザが口にした際に、当該水が生ぬるく感じにくくなる。したがって、ウォータサーバ１００の品質・信頼性を維持することが可能となる。

また、超音波照射ユニット６によって水が殺菌される領域が区画室２２内となっているため、貯留タンク２内全体の水を殺菌する場合に比して、超音波照射ユニット６のイニシャルコストの低減を図ることが可能となる。

また、区画室２２は、その一部が貯留タンク２の底壁２ｃと隔壁２０とで区画されて構成されている。これにより、区画室２２が貯留タンク２内の下方に配置されることとなる。冷凍回路３によって冷やされた冷水は、貯留室２ａ内の下方に溜まりやすく、この冷水利用して区画室２２内の水を効果的に冷やすことが可能となる。

また、振動板４１は、熱伝導率の優れた材料からなり且つ下面４１ａが区画室２２内の水と接するように配置されていることで、超音波振動子４２と区画室２２内の水とが振動板４１を介して熱交換可能となる。このため、超音波振動子４２を区画室２２内の水によって冷却することが可能となる。この結果、超音波振動子４２の温度上昇を抑制することが可能となり、超音波振動子４２の動作が安定する。

また、超音波照射ユニット６の箱体４４のほぼ全体が、貯留室２ａ内に配置されている。このため、箱体４４を貯留室２ａ内に水によって効果的に冷却することが可能となる。箱体４４は振動板４１と接触しているため、冷却された箱体４４によっても振動板４１を冷却することが可能となり、超音波振動子４２を効果的に冷却することが可能となる。

また、周壁２１の下部（周壁２１の鉛直方向の中央よりも下方部分）には、貯留室２ａから区画室２２へ水が流入する流入口２１ａが形成されている。貯留室２ａ内の冷却された水は下方に移動するため、当該冷却された水が区画室２２に流入しやすくなる。また、流入口２１ａが周壁２１の下部よりも上方の位置に配置されているものと比して、超音波が照射されることで温度が上昇した水が、区画室２２から貯留室２ａに流出しにくくなる。さらに、流入口２１ａが周壁２１の下端に形成されている。このため、より冷たい水が区画室２２に流入しやすくなる。

また、図２に示すように、貯留室２ａから区画室２２を介して取水管７へと水の流れる経路において、超音波が照射される照射領域２２ａと取水管７との間には、周壁２１の左側壁が配置されている。これにより、超音波が照射されることで温度が上昇した水が、取水管７に辿り着くまでに周壁２１の左側壁（隔壁２０）を介して貯留室２ａの水と熱交換するため、確実に冷やされる。

続いて、本発明の第２実施形態に係るウォータサーバ２００について、図４及び図５を参照しつつ以下に説明する。

本実施形態に係るウォータサーバ２００は、隔壁２２０、超音波照射ユニット２０６及び取水管２０７の構成が、第１実施形態と異なるだけでこれ以外は第１実施形態と同様であるため、同符号で示し説明を省略する。なお、隔壁２２０の形態が異なることで、区画室２２２及び貯留室２０２ａの形状が第１実施形態と異なっている。

本実施形態におけるウォータサーバ２００の隔壁２２０は、図４及び図５に示すように、外径が貯留タンク２の内径に等しい円板形状を有し、貯留タンク２内の下部に配置されている。隔壁２２０も、第１実施形態の隔壁２０と同様の材質から構成されている。区画室２２２は、貯留タンク２の底壁２ｃと隔壁２２０との間に区画されて構成されている。貯留室２０２ａは、貯留タンク２内であって隔壁２２０を介して区画室２２２の上方に形成されている。隔壁２２０には、５つの流入口２２１ａと、超音波照射ユニット２０６を設置するための開口２２０ａとが貫通して形成されている。貯留タンク２の下部には、流出口２２１ｂが形成されている。取水管２０７は、流出口２２１ｂを介して区画室２２２に連通可能に貯留タンク２の側壁に固定されている。

超音波照射ユニット２０６は、振動板２４１と、９つの超音波振動子２４２と、配線基板２４７、超音波発振器４３と、９つの超音波振動子２４２を収容する箱体２４４とを有する。振動板２４１及び箱体２４４も、第１実施形態の振動板４１及び箱体４４と同様の材質から構成されている。箱体２４４は、下方に向かって開口する凹形状に形成されている。振動板２４１は、箱体２４４の開口を密閉するように箱体２４４に接触して配置されており、箱体２４４と振動板２４１との間には、９つの超音波振動子２４２を収容するための空間が構成されている。

９つの超音波振動子２４２は、公知の超音波振動子であり、上面が配線基板２４７に接続されている。これら超音波振動子２４２は、配線基板２４７及び配線４６を介して超音波発振器４３に接続されている。また、９つの超音波振動子２４２は、図４に示すように、振動板２４１の下面２４１ａ（他方の面）から超音波を照射させることが可能なように、振動板２４１の上面２４１ｂ（一方の面）に取り付けられている。箱体２４４は、開口２２０ａから振動板２４１の下面２４１ａが区画室２２２の水に接するように、隔壁２２０に固定されている。区画室２２２は、振動板２４１、底壁２ｃ、貯留タンク２の側壁によって取り囲まれている。

本実施形態においても、制御部５が超音波発振器４３を制御して、超音波振動子２４２が駆動されると、振動板２４１の下面２４１ａの超音波振動子２４２と対向する部分（照射面２４１ａ１）から区画室２２２内の水に超音波が照射される。これにより、区画室２２２内の照射面２４１ａ１と対向する照射領域２２２ａ（図４中二点鎖線で囲まれた領域）の水中にキャビテーションが発生し、公知のように照射領域２２２ａ中の水（すなわち、区画室２２２内の水）が殺菌される。なお、本実施形態においても、第１実施形態と同様の殺菌運転制御が行われる。

以上のように、本実施形態のウォータサーバ２００においても、貯留室２０２ａから区画室２２２に流入した水に超音波照射ユニット２０６によって超音波が照射されることで、区画室２２２内の水の温度が貯留室２０２ａのときよりも僅かに上昇することがある。隔壁２２０が熱伝導率の優れた材料からなり、且つ貯留タンク２内に配置されているため、隔壁２２０を介して区画室２２２の水と貯留室２０２ａの水とが熱交換して区画室２２２の水を冷やすことが可能となる。このため、第１実施形態と同様に、ウォータサーバ２００の品質・信頼性を維持することが可能となる。

また、超音波照射ユニット２０６によって水が殺菌される領域が区画室２２２内となっているため、貯留タンク２内全体の水を殺菌する場合に比して、超音波照射ユニット２０６のイニシャルコストの低減を図ることが可能となる。

また、超音波照射ユニット２０６の箱体２４４のほぼ全体が、貯留室２ａ内に配置されている。このため、箱体２４４を貯留室２０２ａ内に水によって効果的に冷却することが可能となり、第１実施形態と同様に、箱体２４４によっても振動板２４１を冷却することが可能となり、超音波振動子４２を効果的に冷却することが可能となる。なお、第１実施形態と同様な構成においては、同じ効果を得ることができる。

また、図４に示すように、貯留室２０２ａから区画室２２２を介して取水管２０７へと水の流れる経路において、超音波が照射される照射領域２２２ａと取水管２０７との間には、隔壁２２０の左側部分が配置されている。これにより、超音波が照射されることで温度が上昇した水が、取水管２０７に辿り着くまでに隔壁２２０の左側部分を介して貯留室２０２ａの水と熱交換するため、確実に冷やされる。

続いて、本発明の第３実施形態に係るウォータサーバ３００について、図６を参照しつつ以下に説明する。

本実施形態に係るウォータサーバ３００は、隔壁３２０、超音波照射ユニット３０６、及び、貯留タンク２の構成が、第１及び第２実施形態と異なるだけでこれ以外は第１及び第２実施形態と同様であるため、同符号で示し説明を省略する。なお、隔壁３２０の形態が異なることで、区画室３２２及び貯留室３０２ａの形状が第１実施形態と異なっている。また、貯留タンク２の底壁２ｃには、超音波照射ユニット３０６の箱体２４４の一部を貯留室３０２ａ内に設置するための開口２ｄが形成されている。

本実施形態におけるウォータサーバ３００の隔壁３２０は、図６に示すように、貯留タンク２内に配置されており、区画室３２２の水平方向の周囲を取り囲む四角筒状の周壁３２１と、周壁３２１の上方の開口を塞ぐように周壁３２１の上端に一体に形成された天井壁３２３とを有している。隔壁３２０も、第１実施形態の隔壁２０と同様の材質から構成されている。天井壁３２３は、後述の照射面２４１ｂ１と対向して配置されている。

周壁３２１の下端部には、貯留室３０２ａから区画室３２２へ水が流入する流入口３２１ａと、区画室３２２の水が流出する流出口３２１ｂとが形成されている。流入口３２１ａは、周壁３２１の図６中右側壁に貫通して形成されている。流出口３２１ｂは、周壁３２１の図６中左側壁に貫通して形成されている。取水管７は、その一端が流出口３２１ｂに接続され、貯留タンク２の外側まで延在している。

超音波照射ユニット３０６は、第２実施形態の超音波照射ユニット２０６とほぼ同様の構成であるが、隔壁３２０の下方に配置されている。つまり、超音波照射ユニット３０６は、振動板２４１と、９つの超音波振動子２４２（図６では３つだけ示している）と、配線基板２４７、超音波発振器４３と、９つの超音波振動子２４２を収容する箱体２４４とを有する。箱体２４４は、上方に向かって開口する凹形状に形成されている。振動板２４１は、箱体２４４の開口を密閉するように箱体２４４に接触して配置されており、箱体２４４と振動板２４１との間には、９つの超音波振動子２４２を収容するための空間が構成されている。

９つの超音波振動子２４２は、公知の超音波振動子であり、下面が配線基板２４７に接続されている。これら超音波振動子２４２は、配線基板２４７及び配線４６を介して超音波発振器４３に接続されている。また、９つの超音波振動子２４２は、図６に示すように、振動板２４１の上面２４１ｂ（他方の面）から超音波を照射させることが可能なように、振動板２４１の下面２４１ａ（一方の面）に取り付けられている。箱体２４４は、振動板２４１の上面２４１ｂが区画室３２２の水に接するように、隔壁３２０の下端に固定されている。また、超音波照射ユニット３０６は、箱体２４４の上部が貯留室３０２ａ内に配置されるように、箱体２４４が開口２ｄに挿入された状態で貯留タンク２の底壁２ｃに固定されている。なお、箱体２４４に形成された貫通孔４４ａは貯留タンク２の外部と連通しており、配線４６は、当該貫通孔４４ａから引き出されて超音波発振器４３に接続されている。区画室３２２は、振動板２４１及び隔壁３２０によって取り囲まれている。

本実施形態においても、制御部５が超音波発振器４３を制御して、超音波振動子２４２が駆動されると、振動板２４１の上面２４１ｂの超音波振動子２４２と対向する部分（照射面２４１ｂ１）から区画室３２２内の水に超音波が照射される。これにより、区画室３２２内の照射面２４１ｂ１と対向する照射領域３２２ａ（図６中二点鎖線で囲まれた領域）の水中にキャビテーションが発生し、公知のように照射領域３２２ａ中の水（すなわち、区画室３２２内の水）が殺菌される。なお、本実施形態においても、第１及び第２実施形態と同様の殺菌運転制御が行われる。

以上のように、本実施形態のウォータサーバ３００においても、貯留室３０２ａから区画室３２２に流入した水に超音波照射ユニット３０６によって超音波が照射されることで、区画室３２２内の水の温度が貯留室３０２ａのときよりも僅かに上昇することがある。隔壁３２０が熱伝導率の優れた材料からなり、且つ貯留タンク２内に配置されているため、隔壁３２０を介して区画室３２２の水と貯留室３０２ａの水とが熱交換して区画室３２２の水を冷やすことが可能となる。このため、第１及び第２実施形態と同様に、ウォータサーバ３００の品質・信頼性を維持することが可能となる。

また、超音波照射ユニット３０６によって水が殺菌される領域が区画室３２２内となっているため、貯留タンク２内全体の水を殺菌する場合に比して、超音波照射ユニット３０６のイニシャルコストの低減を図ることが可能となる。

また、周壁３２１の下部（周壁３２１の鉛直方向の中央よりも下方部分）には、貯留室３０２ａから区画室３２２へ水が流入する流入口３２１ａが形成されている。これにより、第１実施形態と同様な効果を得ることができる。さらに、流入口３２１ａが周壁３２１の下端に形成されている。このため、より冷たい水が区画室３２２に流入しやすくなる。なお、第１及び第２実施形態と同様な構成においては、同じ効果を得ることができる。

また、超音波照射ユニット３０６の箱体２４４の上部が、貯留室３０２ａ内に配置されている。より詳細には、箱体２４４の一部が、貯留室３０２ａ内の水と接触可能に配置されている。このため、箱体２４４を貯留室３０２ａ内に水によって冷却することが可能となる。箱体２４４は振動板２４１と接触しているため、冷却された箱体２４４によっても振動板２４１を冷却することが可能となり、超音波振動子２４２を効果的に冷却することが可能となる。

また、図６に示すように、貯留室３０２ａから区画室３２２を介して取水管７へと水の流れる経路において、超音波が照射される照射領域３２２ａと取水管７との間には、隔壁３２０の左側部分（周壁３２１及び天井壁３２３の一部）が配置されている。これにより、超音波が照射されることで温度が上昇した水が、取水管７に辿り着くまでに隔壁３２０の左側部分を介して貯留室３０２ａの水と熱交換するため、確実に冷やされる。

続いて、本発明の第４実施形態に係るウォータサーバ４００について、図７を参照しつつ以下に説明する。

本実施形態に係るウォータサーバ４００は、隔壁４２０の構成が、第１実施形態と異なるだけでこれ以外は第１実施形態と同様であるため、同符号で示し説明を省略する。なお、隔壁４２０の形態が異なることで、区画室４２２及び貯留室４０２ａの形状が第１実施形態と異なっている。

本実施形態におけるウォータサーバ４００の隔壁４２０は、図７に示すように、左右方向に延在する管状体から構成されている。本実施形態において、隔壁４２０は、ステンレス鋼の角パイプから構成されており、内部に区画室４２２が構成されている。また、隔壁４２０の図７中左端は、貯留タンク２の側壁に固定されている。そして、隔壁４２０の左端が、貯留タンク２の側壁に固定された取水管７に連通可能に接続されている。なお、隔壁４２０の図７中右端は開口しており、貯留室４０２ａの水が区画室４２２内に流入可能である。隔壁４２０の上面には開口が形成されており、当該開口には超音波照射ユニット６の振動板４１が配置されている。これにより、第１実施形態と同様に、振動板４１が区画室４２２内の水と接触するように配置されている。また、照射面４１ａ１が、隔壁４２０と対向して配置されている。

以上のように、本実施形態のウォータサーバ４００においても、第１実施形態と同様な構成においては、同じ効果を得ることができる。また、隔壁４２０が管状体から構成されているため、区画室４２２が簡易な構成で実現できる。

続いて、本発明の第５実施形態に係るウォータサーバ５００について、図８を参照しつつ以下に説明する。

本実施形態に係るウォータサーバ５００は、隔壁５２０、超音波照射ユニット５０６及び取水管５０７の構成が、第１実施形態と異なるだけでこれ以外は第１実施形態と同様であるため、同符号で示し説明を省略する。なお、隔壁５２０の形態が異なることで、区画室５２２及び貯留室５０２ａの形状が第１実施形態と異なっている。

本実施形態におけるウォータサーバ５００は、図８に示すように、一端が貯留タンク２の側壁に接続され、そこから左方に延在した後、Ｕターンして貯留タンク２の側壁を貫通して貯留タンク２内に配置されるように右方に延在して形成された管状体５０１を有している。この管状体５０１のうち貯留タンク２内に配置された部分が本実施形態の隔壁５２０である。本実施形態において、管状体５０１はステンレス鋼の角パイプから構成されており、内部に区画室５２２が構成されている。管状体５０１の一端は、貯留タンク２の側壁に形成された貫通孔（不図示）を介して貯留室５０２ａと連通している。管状体５０１の他端は、貯留タンク２０の底壁２ｃに形成された貫通孔（不図示）に連通可能に接続されている。つまり、区画室５２２の一部が貯留タンク２内に配置されており、区画室５２２内の水が隔壁５２０を介して貯留室５０２ａ内の水と熱交換可能に構成されている。

超音波照射ユニット５０６は、振動板５４１と、超音波振動子５４２と、超音波発振器４３とを有している。管状体５０１の一端側の上面には開口が形成されており、当該開口には振動板５４１が配置されている。超音波振動子５４２は、区画室５２２の外部に配置されるように振動板５４１に取り付けられている。これにより、第１実施形態と同様に、振動板５４１が区画室５２２内の水と接触するように配置されている。

取水管５０７は、一端が貯留タンク２０の底壁２ｃに形成された貫通孔（不図示）に連通するように、底壁２ｃに固定されている。つまり、取水管５０７は、区画室５２２と連通している。取水管５０７は、図８中左右方向に延在し、その他端部側は、第１実施形態の取水管７と同様に下方に折り曲げられて構成されている。

以上のように、本実施形態のウォータサーバ５００においても、区画室５２２の一部が貯留タンク２内に配置されており、区画室５２２内の水が隔壁５２０を介して貯留室５０２ａ内の水と熱交換可能に構成されている。このため、第１実施形態と同様な効果を得ることができる。また、上述の各実施形態と同様な構成においては、同じ効果を得ることができる。

また、図８に示すように、貯留室５０２ａから区画室５２２を介して取水管５０７へと水の流れる経路において、超音波が照射される照射領域５２２ａと取水管５０７との間には、貯留タンク２内に隔壁５２０が配置されている。これにより、超音波が照射されることで温度が上昇した水が、取水管５０７に辿り着くまでに当該隔壁５２０を介して貯留室５０２ａの水と熱交換するため、確実に冷やされる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、図９に示すように、第１実施形態の周壁２１に２つの仕切り壁２５、２６を設けてもよい。この変形例における仕切り壁２５は、２つの照射領域２２ａ間に配置され、仕切り壁２６は、照射領域２２ａと流出口２１ｂとの間に配置されている。仕切り壁２５は、周壁２１の図９中上側壁２１ｃから下方に延在し、下側壁２１ｄとの間に隙間２７を形成している。また、仕切り壁２６は、周壁２１の図９中下側壁２１ｄから上方に延在し、上側壁２１ｃとの間に隙間２８を形成している。なお、本変形例における流入口２１ａは、図９中周壁２１の上側壁２１ｃ側に形成されている。これにより、貯留室２ａから流入口２１ａを介して区画室２２に流入した水が、仕切り壁２５、２６があることで、直接に流出口２１ｂ向かうことがなく、仕切り壁２５、２６を迂回して流出口２１ｂに向かうようになる。このため、照射領域２２ａに留まる時間を長くでき、その分、超音波に照射される時間も長くなり、動水状態となった水に対し超音波が効果的に照射され当該水を確実に殺菌することが可能となる。

また、上述の第１及び第２実施形態においては、超音波振動子４２，２４２が収容された箱体４４，２４４が貯留室２ａ，２０２ａに配置されているが、底壁２ｃの区画室２２，２２２を画定する部分に開口を設け、当該開口を塞ぐように振動板４１、２４１を設置して、振動板４１、２４１に接触させた状態で超音波振動子４２，２４２を貯留タンク２の外部に配置してもよい。これにおいても、区画室２２，２２２内の水を殺菌することが可能となる。この場合、箱体４４，２４４が設けられていなくてもよい。

また、上述の第１実施形態においては、周壁２１の下端部に流入口２１ａが形成されているが、周壁２１の下端部以外に流入口２１ａが形成されていてもよい。好ましくは、周壁２１の鉛直方向の中央よりも下方部分、すなわち、周壁２１の下部（下端を除く）に形成されていればよい。また、上述の各実施形態においては、照射領域と取水管との間に隔壁が配置されているが、特に隔壁が配置されていなくてもよい。

１ 給水ボトル
２ 貯留タンク
２ａ，２０２ａ，３０２ａ，４０２ａ，５０２ａ 貯留室
２ｃ 底壁
３ 冷凍回路（冷却手段）
６，２０６，３０６，５０６ 超音波照射ユニット（超音波照射手段）
７，５０７ 取水管
２０ ２２０，３２０，４２０，５２０ 隔壁
２１，３２１ 周壁
２１ａ，３２１ａ 流入口
２２，２２２，３２２，４２２，５２２ 区画室
４１，２４１，５４１ 振動板
４２，２４２，５４２ 超音波振動子
４３ 超音波発振器
４４，２４４ 箱体

Claims (7)

1. 給水ボトルから供給された水を貯留する貯留室を有する貯留タンクと、前記貯留室内の水を冷却する冷却手段とを備えたウォータサーバにおいて、
   少なくとも一部が前記貯留タンク内に配置された隔壁によって区画されて構成され、前記貯留室からの水が流入する区画室と、
   前記区画室に流入した水を殺菌するために、当該水に超音波を照射可能な超音波照射手段と、
   前記区画室に連通し、前記区画室内の水を外部に取り出すための取水管とを備えており、
   前記隔壁は、前記区画室の水と前記貯留室の水との間で熱交換可能に構成されていることを特徴とするウォータサーバ。
2. 前記区画室は、少なくとも一部が前記貯留タンクの底壁と前記隔壁とで区画されて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のウォータサーバ。
3. 前記超音波照射手段は、金属製の振動板と、前記振動板の一方の面上に取り付けられ、前記一方の面とは反対側の他方の面から超音波を照射させる超音波振動子と、前記超音波振動子を駆動するための超音波発振器とを含んでおり、
   前記振動板は、前記他方の面が前記区画室内の水に接するように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のウォータサーバ。
4. 前記超音波照射手段は、前記振動板と接触し、前記超音波振動子を収容する金属製の箱体をさらに含んでおり、
   前記箱体は、少なくとも一部が前記貯留室内に配置されていることを特徴とする請求項３に記載のウォータサーバ。
5. 前記隔壁は、管状体からなることを特徴とする請求項１に記載のウォータサーバ。
6. 前記隔壁は、前記区画室の水平方向の周囲を取り囲む周壁を有しており、
   前記周壁の下部には、前記貯留室から前記区画室へ水が流入する流入口が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のウォータサーバ。
7. 前記貯留室から前記区画室を介して前記取水管へと水の流れる経路において、前記超音波照射手段によって超音波が照射される照射領域と前記取水管との間には、前記隔壁が配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のウォータサーバ。

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