JP7363090B2

JP7363090B2 - 温水タンク

Info

Publication number: JP7363090B2
Application number: JP2019089741A
Authority: JP
Inventors: 紀之武
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2023-10-18
Anticipated expiration: 2039-05-10
Also published as: JP2020186009A

Description

本発明は、温水タンクに関し、より詳細には、生成した飲料を供給する飲料供給装置に適用される温水タンクに関するものである。

従来、例えばコンビニエンスストア等の店舗に設置される例えばコーヒーマシン等のように、飲料を生成して容器であるカップに飲料を供給する飲料供給装置が知られている。このような飲料供給装置においては、飲料を生成するための湯を貯留する温水タンクが備えられている。

温水タンクは、タンク本体と湯送出管路とを備えている。タンク本体は、例えば直方状の形態を成しており、ヒータを内蔵している。このタンク本体では、ヒータで加熱を行うことで湯を貯留している。湯送出管路は、複数の湯送出管を接続して構成されており、その途中にポンプが設けられている。この湯送出管路は、ポンプが駆動することにより、一端に設けられた導入口よりタンク本体の湯を導入し、自身を流通させて、飲料を生成する飲料生成部に湯を送出するものである。

そのような温水タンクとして、湯送出管路に残留する湯の温度が低下することを防止するべく、湯送出管路がタンクの本体の内部を貫通する態様で延在するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－０２９５７９号公報

上述した温水タンクでは、湯送出管路がタンク本体の内部を貫通する態様で延在しているので、湯送出管路の一部がタンク本体の湯に浸漬していることになる。そのため、湯送出管路におけるタンク本体の湯の喫水線を含む上下領域では、湯（水）に含まれるカルシウム等の成分が結晶化してスケールが生じて湯送出管路の内壁に付着して堆積してしまうことがあった。このようにスケールが付着して堆積してしまうと、内径が狭まって湯の送出量の低下を招来し、結果的に飲料生成部で生成される飲料の品質を低下させてしまう虞れがある。

本発明は、上記実情に鑑みて、湯送出管路でのスケールの付着を低減させて、湯の送出量の低下を抑制することができる温水タンクを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る温水タンクは、湯を貯留するタンク本体と、自身に設けられたポンプが駆動する場合に前記タンク本体の湯を該タンク本体の外部に送出し、かつ前記タンク本体の内部を貫通する態様で延在する湯送出管路とを備え、前記湯を用いて飲料を生成して供給する飲料供給装置に適用された温水タンクであって、前記湯送出管路は、前記タンク本体の湯との喫水線を含む上下領域において低摩擦係数材料から構成されたチューブが前記湯の通路を構成する態様で内蔵され、かつ自身を構成する複数の構成要素を分離させた場合に該チューブが取り外されることを許容することを特徴とする。

また、本発明に係る温水タンクは、湯を貯留するタンク本体と、自身に設けられたポンプが駆動する場合に前記タンク本体の湯を該タンク本体の外部に送出し、かつ前記タンク本体の内部を貫通する態様で延在する湯送出管路とを備え、前記湯を用いて飲料を生成して供給する飲料供給装置に適用された温水タンクであって、前記湯送出管路は、前記タンク本体の湯との喫水線を含む上下領域において、前記湯の通路を構成する内壁面に低摩擦係数材料が被覆されたことを特徴とする。

また本発明は、上記温水タンクにおいて、前記低摩擦係数材料は、フッ素樹脂及びポリサルフォンの少なくとも１つであることを特徴とする。

本発明によれば、湯送出管路が、タンク本体の湯との喫水線を含む上下領域において低摩擦係数材料から構成されたチューブが湯の通路を構成する態様で内蔵され、かつ自身を構成する複数の構成要素を分離させた場合に該チューブが取り外されることを許容するので、スケールが生じやすい湯の喫水線の上下領域で、スケールがチューブの内面に付着することを抑制し、湯送出管路でのスケールの付着を低減させて、湯の送出量の低下を抑制することができるという効果を奏する。しかも、複数の構成要素を分離させた場合にチューブが取り外されることを許容するので、チューブの内面にスケールが付着しても、該スケールを容易に除去することができるという効果を奏する。

また本発明によれば、湯送出管路が、タンク本体の湯との喫水線を含む上下領域において、湯の通路を構成する内壁面に低摩擦係数材料が被覆されているので、スケールが生じやすい湯の喫水線の上下領域で、スケールが内面に付着することを抑制し、湯送出管路でのスケールの付着を低減させて、湯の送出量の低下を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態である温水タンクが適用された飲料供給装置の構成を示す模式図である。図２は、図１に示した温水タンクを示す斜視図である。図３は、図１に示した温水タンクを示す斜視図である。図４は、図１に示した温水タンクの内部構造を示す断面図である。図５は、図２～図４に示した温水タンクの内部構造の要部を拡大して示す断面図である。図６の（ａ）は、第２湯送出管にチューブが内蔵された状態を示す断面図であり、図６の（ｂ）は、第３湯送出管を第２湯送出管から分離させた状態を示す断面図であり、図６の（ｃ）は、第２湯送出管からチューブを取り外す状態を示す断面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る温水タンクの好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態である温水タンクが適用された飲料供給装置の構成を示す模式図である。ここで例示する飲料供給装置１は、例えばコンビニエンスストア等の店舗に設置されるコーヒーマシンであり、例えばコーヒー豆挽き及びドリッピングの抽出処理を行って、容器であるカップＣにコーヒー等の飲料を供給するものである。

このような飲料供給装置１は、飲料生成部１０を備えている。飲料生成部１０は、電気的に接続された制御部１１から与えられる指令に応じて、温水タンク２０から送出された湯を利用してコーヒー等の飲料を生成するものである。生成した飲料は、図示せぬノズル等を通じてカップＣに供給される。

ここで制御部１１は、飲料生成部１０だけでなく、温水タンク２０の各部や、利用者が操作入力を行う入力部１２とも電気的に接続されており、記憶部１３に記憶されたプログラムやデータに従って飲料供給装置１の各部の動作を統括的に制御するものである。尚、制御部１１は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等の処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現してもよい。

図２～図４は、それぞれ図１に示した温水タンク２０を示すものであり、図２及び図３は、斜視図であり、図４は、内部構造を示す断面図である。

これら図２～図４に示すように、温水タンク２０は、タンク本体２１、給水管２２、ヒータ２３、フロート２４、水位検出スイッチ２５、温度センサ２６、蒸気排出管２７及び湯送出管路２８を備えて構成されている。

タンク本体２１は、例えば鋼板等から構成された直方状の容器である。より詳細には、下面及び上面が開口した箱形を成す側壁２１ａと、該側壁２１ａの下面開口を閉塞する底壁２１ｂと、該側壁２１ａの上面開口を閉塞する上蓋２１ｃとを備え、側壁２１ａの外表面に断熱材２１ｄが敷設されている。

給水管２２は、タンク本体２１の底壁２１ｂから該タンク本体２１の内部に飲用水である水道水を供給するものである。この給水管２２は、一端である放出口２２ａがタンク本体２１の内部を臨む態様で底壁２１ｂに溶接されており、他端が図示せぬ飲用水弁を介して水道に接続されている。そして、給水管２２は、飲用水弁が開状態となる場合に、飲用水をタンク本体２１の内部に供給するものである。

ヒータ２３は、タンク本体２１の内部に設けられている。このヒータ２３は、側壁２１ａの一部と底壁２１ｂとに沿う態様でＵ字状に折り返した形態を成し、商用電源との接続端子２３ａ，２３ｂが上蓋２１ｃから上方に突出する態様で取り付けられている。かかるヒータ２３は、通電状態となることにより発熱部が発熱して、タンク本体２１に貯留する水若しくは湯を所定温度（例えば９８℃）に加熱するものである。

フロート２４は、タンク本体２１の内部に貯留している湯の水位変動に応じて上下動するものであり、図５にも示すように、上蓋２１ｃに揺動自在に軸支された支持杆２４ａを介して支持されている。支持杆２４ａは、一端がフロート２４に接続され、他端が上蓋２１ｃより上方に突出している。

水位検出スイッチ２５は、支持杆２４ａの他端により押圧されて、タンク本体２１の内部における湯の水位変動を検出するものであり、上限水位スイッチ２５ａと下限水位スイッチ２５ｂとを備えている。上限水位スイッチ２５ａは、満水状態にあるときに、フロート２４の上昇に連動して揺動する支持杆２４ａの他端に押圧されてオン動作するものである。また下限水位スイッチ２５ｂは、タンク本体２１に貯留された湯の水位が低下して給水を必要とするとき、フロート２４の下降に連動して揺動する支持杆２４ａの他端に押圧されてオン動作するものである。つまり、水位検出スイッチ２５は、上限水位スイッチ２５ａがオン動作することでタンク本体２１の湯が上限水位にあることを検出し、下限水位スイッチ２５ｂがオン動作することでタンク本体２１の湯が下限水位にあることを検出し、これら検出結果を検出信号として制御部１１に与えるものである。

温度センサ２６は、タンク本体２１に貯留された湯の温度を検出するもので、その検出結果を検出信号として制御部１１に与えるものである。制御部１１では、温度センサ２６から与えられた検出信号により、湯が所定温度に維持されるようヒータ２３を適宜通電状態にさせる制御を行う。

蒸気排出管２７は、タンク本体２１に貯留した湯が沸騰することにより生じた蒸気を排出するものであり、底壁２１ｂを貫通し、その上端がタンク本体２１に貯留された湯の上限水位よりも上位に位置するように配設されている。また蒸気排出管２７は、タンク本体２１に貯留した湯のオーバーフロー管路としての機能も有している。

そのような蒸気排出管２７の途中にはバイメタルスイッチ２７ａが設けられている。このバイメタルスイッチ２７ａは、蒸気排出管２７を通過する蒸気の温度が所定温度（例えば１００℃）になると反転してオン状態となり、所定温度未満ではオフ状態となるものである。

湯送出管路２８は、タンク本体２１に貯留された湯を飲料生成部１０に送出するためのものであり、複数のステンレス製の湯送出管２８１～２８３を接続して構成され、その途中にポンプ２９が設けられている。本実施の形態においては、湯送出管路２８を構成する湯送出管２８１～２８３として、第１湯送出管２８１、第２湯送出管２８２及び第３湯送出管２８３を有している。

第１湯送出管２８１は、底壁２１ｂを貫通する態様で設けられ、一端である上端に湯を導入するための導入口２８１ａを有し、他端である下端がポンプ２９の取水口（図示せず）に接続されている。ポンプ２９は、制御部１１に電気的に接続されており、制御部１１から与えられる指令に応じて駆動するものである。このポンプ２９は、駆動する場合に、取水口を通じて第１湯送出管２８１を通過した湯を図示せぬ吐出口より吐出するものである。

第２湯送出管２８２は、一端がポンプ２９の吐出口に接続され、底壁２１ｂ及び上蓋２１ｃをそれぞれ貫通することで、タンク本体２１の内部を貫通する態様で配設されている。この第２湯送出管２８２は、Ｕ字状に折り返したヒータ２３の間を通るようにタンク本体２１の内部を貫通し、他端が上蓋２１ｃよりも上方に突出している。

第２湯送出管２８２においては、タンク本体２１の中間高さレベルより上方側となる領域、具体的には、湯の喫水線Ｌを含む上下領域が拡径部分２８２ａとなっており、図５に示すように、該拡径部分２８２ａにチューブ３０が内蔵されている。

このチューブ３０は、例えばポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂のような低摩擦係数材料から構成された円筒状のものであり、外径が第２湯送出管２８２の拡径部分２８２ａの内径よりも僅かに小さいものである。かかるチューブ３０は、第２湯送出管２８２に配設されることにより、中空部分が湯の通路を構成するものである。

そのようなチューブ３０は、図６の（ａ）にも示すように、下端部分３１が拡径部分２８２ａの下端部、すなわち第２湯送出管２８２において上方に向かうに連れて径が漸次拡大する内径部分２８２ｂに当接し、上端部分３２が第２湯送出管２８２よりも上方に突出する態様で配設されている。

第３湯送出管２８３は、一端が第２湯送出管２８２の他端に接続し、他端が飲料生成部１０に接続されている。この第３湯送出管２８３は、第２湯送出管２８２を通過した湯を飲料生成部１０に送出するためのものである。

そのような湯送出管路２８においては、図６の（ｂ）に示すように、第３湯送出管２８３を第２湯送出管２８２から分離させた場合に、チューブ３０の上端部分３２が露出し、図６の（ｃ）に示すように、チューブ３０を第２湯送出管２８２から取り外すことができる。

つまり、湯送出管路２８は、タンク本体２１の湯との喫水線Ｌを含む上下領域において低摩擦係数材料から構成されたチューブ３０が湯の通路を構成する態様で内蔵され、かつ自身を構成する複数の構成要素（湯送出管２８１～２８３）を分離させた場合に該チューブ３０が取り外されることを許容するものである。

以上のような構成を有する温水タンク２０においては、制御部１１からポンプ２９に指令が与えられることで該ポンプ２９が駆動する場合、タンク本体２１に貯留する湯を、湯送出管路２８を通じて飲料生成部１０に送出することができる。これにより飲料生成部１０にて湯を利用して飲料が生成され、所定個所に載置されたカップＣに飲料を供給することができる。

そして、湯送出管路２８を構成する第２湯送出管２８２の拡径部分２８２ａ、つまり湯の喫水線Ｌを含む上下領域には、低摩擦係数材料から構成されたチューブ３０が内蔵されているので、湯のカルシウム等の成分が結晶化して生じたスケールが該チューブ３０の内面に付着することを抑制することができる。

しかもチューブ３０は、第３湯送出管２８３を第２湯送出管２８２から分離させた場合に、上端部分３２が露出して第２湯送出管２８２より取り外すことができるので、仮にチューブ３０の内面にスケールが付着しても、該チューブ３０を第２送出管から取り外して洗浄することができ、付着したスケールを容易に除去することができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態である温水タンク２０によれば、湯送出管路２８が、タンク本体２１の湯との喫水線Ｌを含む上下領域において低摩擦係数材料から構成されたチューブ３０が湯の通路を構成する態様で内蔵され、かつ自身を構成する第３湯送出管を第２湯送出管２８２より分離させた場合に該チューブ３０が取り外されることを許容するので、スケールが生じやすい湯の喫水線Ｌの上下領域で、スケールがチューブ３０の内面に付着することを抑制することができ、湯送出管路２８でのスケールの付着を低減させて、湯の送出量の低下を抑制することができる。

しかも、第３湯送出管２８３を第２湯送出管２８２より分離させた場合に該チューブ３０が取り外されることを許容するので、チューブ３０の内面にスケールが付着しても、該スケールを容易に除去することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態では、湯送出管路２８は、第２湯送出管２８２の喫水線Ｌを含む上下領域にチューブ３０が内蔵されていたが、本発明においては、湯送出管路におけるタンク本体の湯との喫水線を含む上下領域において、湯の通路を構成する内壁面に例えばポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂のような低摩擦係数材料が被覆されていても良い。これによっても、スケールが生じやすい湯の喫水線の上下領域で、スケールが付着することを抑制するので、湯送出管路でのスケールの付着を低減させて、湯の送出量の低下を抑制することができる。

上述した実施の形態では、低摩擦係数材料として、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂を例示したが、本発明においては、摩擦係数が低くて耐熱性に優れたものであればフッ素樹脂に限定されず、ポリサルフォン等であってもよい。

１…飲料供給装置、１０…飲料生成部、１１…制御部、１２…入力部、１３…記憶部、２０…温水タンク、２１…タンク本体、２２…給水管、２３…ヒータ、２４…フロート、２５…水位検出スイッチ、２６…温度センサ、２７…蒸気排出管、２８…湯送出管路、２８１…第１湯送出管、２８２…第２湯送出管、２８２ａ…拡径部分、２８３…第３湯送出管、２９…ポンプ、３０…チューブ、Ｃ…カップ、Ｌ…喫水線。

Claims

湯を貯留するタンク本体と、
自身に設けられたポンプが駆動する場合に前記タンク本体の湯を該タンク本体の外部に送出し、かつ前記タンク本体の内部を貫通する態様で延在する湯送出管路と
を備え、
前記湯を用いて飲料を生成して供給する飲料供給装置に適用された温水タンクであって、
前記湯送出管路は、前記タンク本体の湯との喫水線を含む上下領域において低摩擦係数材料から構成されたチューブが前記湯の通路を構成する態様で内蔵され、かつ自身を構成する複数の構成要素を分離させた場合に該チューブが取り外されることを許容することを特徴とする温水タンク。
前記低摩擦係数材料は、フッ素樹脂及びポリサルフォンの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の温水タンク。