JPH09245244A - 飲料ディスペンサの給水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯湯タンクから湯が不意に溢れ出すことを確
実に防止する。 【解決手段】 給水タンク１８の給水筒３３には、常閉
式の開閉弁３６を備えたキャップ３５がねじ込まれてい
る。貯湯タンク１９内には補給水を一旦受けるフロート
５８付きのカップ５７が揺動自由に支持され、その軸の
軸受溝が貯湯タンク１９における最下位の開口縁とな
る。開弁部材６７は軸７０を介して揺動自由に支持さ
れ、前端の突片７３がカップ５７の切欠き７４で受けら
れている。給水タンク１８内の空気が膨張して水が押し
出され、貯留タンク１９内が正常水位Ｌから上昇する
と、カップ５７が時計回り方向に揺動するために開弁部
材５７の押上片６７が下方に逃げ、弁体４５が次第に下
がる。貯湯タンク１９の水位が最下位の開口縁に達する
手前の設定水位にまで上昇すると、弁口３８が完全に閉
じられ、それ以降貯湯タンク１９側に水が流れ込むこと
がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒータ付きの貯湯
タンクの上方に給水タンクを着脱可能に配置して貯湯タ
ンク内に定水位の水を供給するようにした飲料ディスペ
ンサの給水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えばミキシングボウル内へ
投入された粉末茶を湯によって溶解混合して注出するデ
ィスペンサが知られている。そして湯を沸かす貯湯タン
クに水を供給する部分においては、水道配管を不要にし
て使い勝手を良くするために、いわゆるカートリッジ式
の給水タンクを利用するものが開発されつつある。その
一例として図１７に示すものが提案されている。このも
のは、常閉式の開閉弁１０２付きの給水口１０３を設け
た密閉状の給水タンク１０１と、ヒータ１０５を設けた
貯湯タンク１０４とを備えている。貯湯タンク１０４に
は開弁部材１０６が固定されているとともに、給水タン
ク１０１からの水（以下補給水という）を一旦受けるフ
ロート１０８付きの補給用カップ１０７が揺動可能に支
持されている。そして、給水タンク１０１を貯湯タンク
１０４の上方に設置すると、開閉弁１０２が開弁部材１
０６で開放されつつ給水口１０３が補給用カップ１０７
内に突入され、補給水は重力によりカップ１０７に流れ
込んで、初めは溢れ縁１０９から貯湯タンク１０４内に
流下し、貯湯タンク１０４内の水位が上がってカップ１
０７が上方に揺動して、溢れ縁１０９が給水口１０３の
下端よりも上方に到ったのちは、その下方に開口された
細孔１１０から水が流下し、さらに水位が上昇して細孔
１１０と給水口１０３の下端との高さが一致したところ
で給水が停止される。貯湯タンク１０４に流れ込んだ水
はヒータ１０５により加熱されて湯となり、その湯が飲
料注出のために貯湯タンク１０４から流出すると、貯湯
タンク１０４内の水位低下に伴いカップ１０７が下方に
揺動してカップ１０７内の水面が下がることで、空気が
給水口１０３から給水タンク１０１内に流入し、それに
より補給水が上記と同じ要領で供給されて、貯湯タンク
１０４内が所定の水位Ｘに維持されるようになってい
る。

【０００３】この種の定水位給水機構は例えば製氷機等
で実用化されており、それらの機器においての確実な動
作は高く評価されているが、これを上記のように加熱し
て湯を貯えるタイプの飲料ディスペンサに応用しようと
すると、貯湯タンク１０４から湯が不意に溢れ出すこと
があるという問題がある。その原因は以下のように考え
られる。飲料ディスペンサでは、上記のように貯湯タン
ク１０４内の水は飲用に適した温度に常に加熱維持され
ている。図１７の正常水位Ｘの状態では、カップ１０７
がお湯から浮いた状態にあるので熱伝導は少ないが、そ
れでも給水タンク１０１側が次第に加熱され、給水タン
ク１０１内の残留空気層の膨張が始まって、補給水が次
第にカップ１０７を介して貯湯タンク１０４内に流れ込
む。それにより貯湯タンク１０４の水位が上がってカッ
プ１０７の位置に達すると、熱伝導が良くなって補給水
の温度上昇が早くなり、また蒸気圧も無視できない値と
なるので、空気膨張が進んで補給水がさらに貯湯タンク
１０４側に流れ込む。これが貯湯タンク１０４内の水位
が設計値を越えて上昇し、不意に湯が溢れ出る原因と考
えられる。

【０００４】そのため本出願人は、貯湯タンク１０４か
ら湯が不意に溢れ出すことを防止し得るものとして、以
下のようなものを開発した。すなわち、上記した貯湯タ
ンク１０４の正常水位Ｘから、貯湯タンク１０４に設け
られている最下位の開口縁（カップ１０７の揺動軸を支
持する軸受溝１１１：レベルＸ1 ）までの貯湯タンク１
０４内の容積が、給水タンク１０１内における残留空気
層の最大熱膨張容積よりも大きくなるように設定した。
ここで残留空気層の最大熱膨張容積は、例えば低気温の
冬季に少量の水が給水タンク１０１に給水され、給水タ
ンク１０１内が貯湯タンク１０４と同程度の温度まで上
昇するという最悪の事態を想定して設定されている。言
い換えると、図１７に示すように、正常水位Ｘから貯湯
タンク１０４の最下位の開口縁１１１（危険水位Ｘ1 ）
までの高さｘを、上記した残留空気層の最大熱膨張によ
ってもたらされる水位の上昇分よりも大きく設定してい
る。そうすると、仮に残留空気層の最大熱膨張が生じ
て、その最大熱膨張容積に相当する容積の水が給水タン
ク１０１から流出したとしても、貯湯タンク１０４内に
は容量的に余裕があって、貯湯タンク１０４の最下位の
開口縁１１１を越えて湯が溢れ出るようなことがないの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本出願
人がさらに開発を継続する中で、上記の解決手段では不
十分な場合があることが判明した。例えば図１８に示す
ように、給水タンク１０１の残留空気層の熱膨張により
補給水が貯湯タンク１０４内に流れ込んで、正常水位Ｘ
よりもｘ1 だけ水位が上昇している状態から、一旦給水
タンク１０１を外して少量の水を補給してから再度セッ
トした場合である。この場合は、貯湯タンク１０４の水
位が正常水位Ｘからすでにｘ1 だけ上昇しているから、
高さがｘ−ｘ1 に対応した容量しか余裕がない。そのた
め、新たに給水タンク１０１の残留空気層が大きく熱膨
張すると、余裕容量を超えて補給水が流れ込んで湯が溢
れ出るおそれがある。

【０００６】また別の態様としては、例えば前記と同様
に、貯湯タンク１０４の水位が正常水位Ｘからｘ1 上昇
した状態において、ヒータ１０５への通電を中止した場
合がある。この場合は、給水タンク１０１側の水温も次
第に低下して来るので残留空気層が収縮し、それに伴い
給水タンク１０１内に水が吸い込まれる。しかしながら
水が吸い込まれるのは、貯湯タンク１０４の水位が図１
９に示すように給水口１０３の下端に下がるまでであっ
て、それ以上は吸い込めない。そのため貯湯タンク１０
４の水位は正常水位Ｘまでは下がり切らず、正常水位Ｘ
からｘ2 上昇した水位に留まる。そうすると、貯湯タン
ク１０４には高さがｘ−ｘ2 に対応した容量しか余裕が
ない。そしてこのままヒータ１０５への通電を再開する
と、給水タンク１０１内の空気が膨張して補給水を押し
出す結果となる。このとき、冬季のように室温が低い場
合には、最悪の空気膨張が生ずるおそれがあり、貯湯タ
ンク１０４から湯が溢れ出る可能性がある。

【０００７】本発明は上記したような事情を背景として
完成されたものであって、カートリッジ式の給水タンク
を用いた飲料ディスペンサの給水装置において、貯湯タ
ンクから湯が不意に溢れ出すことをより確実に防止する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの手段として、請求項１の発明は、開閉弁付きの給水
口を設けた密閉状の給水タンクと、ヒータを設けた貯湯
タンクとを備え、前記給水タンクを貯湯タンクの上方に
設置することで、貯湯タンク側に設けた開弁部材で開閉
弁を開放しつつ前記給水口を貯湯タンク内に流れ込む水
に水没させ、その水位の低下時に空気を前記給水タンク
内に流入させることにより前記給水口から水を流出させ
て、貯湯タンク内の水位を一定に維持するようにした飲
料ディスペンサの給水装置において、前記貯湯タンクに
は水位に基づいて上下動するフロートが設けられる一
方、前記開弁部材はフロートの動きに応じて変位可能に
設けられ、貯湯タンクの水位が予め設定された水位以下
の場合に開閉弁を開放し、その設定水位を超えると開閉
弁を閉鎖可能となっている構成としたところに特徴を有
する。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記開閉弁には、開弁時に弁口に臨んで給水タンク
内の水を伝わせるガイドが設けられている構成としたと
ころに特徴を有する。

【００１０】また請求項３の発明は、着脱可能な密閉状
の給水タンクをヒータを備えた貯湯タンクの上方に設置
し、前記給水タンクの給水口を貯湯タンク内に流れ込む
水に水没させ、その水位の低下時に空気を前記給水タン
ク内に流入させることにより前記給水タンクから水を流
出させて、貯湯タンク内の水位を一定に維持するように
した飲料ディスペンサの給水装置において、前記給水口
の下端から、前記貯湯タンクに設けられている最下位の
開口縁までの貯湯タンク内の容積が、前記給水タンク内
における残留空気層の最大熱膨張容積よりも大きく設定
されている構成としたところに特徴を有する。

【００１１】

【発明の作用および効果】

＜請求項１の発明＞貯湯タンクからの熱によって給水タ
ンク内の水および空気層が加熱されると、残留空気層が
膨張して給水タンク内の水が貯湯タンク側に押し出さ
れ、貯湯タンクの水位が上昇する。そうするとフロート
が上昇することで開弁部材が変位し、水位が設定水位を
超えると開閉弁が強制的に閉弁される。それ以降は、給
水タンクから水が押し出されようとしても貯湯タンク側
には流れ込まず、貯湯タンクから湯が溢れ出ることはな
い。湯が飲料注出のために流出されて設定水位から下が
ると、開閉弁が開放されて給水タンクからの給水が可能
な状態となる。すなわち請求項１の発明では、貯湯タン
クの水位が危険な設定水位にまで上昇したら、開閉弁を
強制的に閉鎖してそれ以上給水タンクから水が流れ込め
ないようにしたから、貯湯タンクから湯が不意に溢れ出
すことを確実に防止できる効果がある。

【００１２】＜請求項２の発明＞請求項１の発明では、
貯湯タンクの水位が設定水位から少しずつ下がると、開
閉弁の弁口がゆっくり少しずつ開くといった現象が生ず
る。その場合、弁口が開いて給水タンク内の水が落下し
ようとした場合に、弁口に表面張力を呈しつつ水が落下
できない場合がある。その点、請求項２の発明では、開
弁されたときに弁口に臨むガイドが設けられているの
で、そのガイドが表面張力を崩しつつ水を伝わらせるよ
うに機能し、確実に水を落下させることができる。

【００１３】＜請求項３の発明＞既述のように、貯湯タ
ンクの水位が給水口の下端よりも上に上昇した状態にお
いて、ヒータへの通電を中止すると、給水タンクの残留
空気層が収縮することに伴い水が吸い上げられるが、給
水口の下端までしか貯湯タンクの水位は下がり切らない
ので、再びヒータに通電を再開して給水タンク内で最悪
の空気膨張が生ずると、湯が溢れ出るおそれがある。そ
の点、請求項３の発明では、給水口の下端から、貯湯タ
ンクに設けられている最下位の開口縁までの貯湯タンク
内の容積が、給水タンク内における残留空気層の最大熱
膨張容積よりも大きく設定されているから、上記の水の
流出があっても貯湯タンクの最下位の開口縁を越えてし
まう、すなわち湯が溢れ出ることはない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。 ＜第１実施形態＞図１ないし図１５は本発明の第１実施
形態を示す。まず、図１ないし図４により本実施形態の
給茶機（飲料ディスペンサ）の全体構造を説明する。こ
の給茶機は、本体１の前面に、前扉２がヒンジを介して
開閉可能に装着された構造であり、左右の幅が薄型であ
って、図示しないテーブル上に設置されて使用されるよ
うになっている。前扉２の前面上部には注出操作用のボ
タン（本実施形態では茶用ボタン３と湯用ボタン４）あ
るいは表示ランプ等が配された操作パネル５が設けられ
ている。一方、前扉２の下部には注出部６が凹み形成さ
れ、その下面にはコップ等を載置可能でかつすのこ状に
形成された受け皿７が設けられ、その下方がドレンパン
８で覆われている。

【００１５】本体１の上部には粉末茶を貯溜するキャニ
スタ１０が配されており、その前部が前扉２側に突出す
るような状態で取り付けられている。キャニスタ１０は
機器に向かって左右方向に幅狭で（図３、図４参照）か
つ前後方向に漏斗状に形成されており（図２参照）、そ
の底部は前扉２側へ張り出してその先端には放出口１１
が開口し、常には開閉可能な蓋板１２によって閉じられ
ている。そして、前記した茶用ボタン３の操作によって
蓋板１２を開放し、同時に一定量の粉末茶を放出口１１
より落下供給できるようになっている。一方、前扉２の
内面の中央部であって、上記の放出口１１の下方には漏
斗状に形成されたガイド１３が取り付けられており、キ
ャニスタ１０の放出口１１からの粉末茶を受けてミキシ
ングボウル１４へと案内することができる。ミキシング
ボウル１４は前扉２の内面でかつガイド１３の真下位置
に配されている。そして、ここには後述する貯湯タンク
１９に接続された給湯用配管１５の先端が臨んでおり、
ミキシングボウル１４内ではガイド１３を経由してキャ
ニスタ１０から供給された粉末茶を湯によって溶解混合
するようになっている。

【００１６】次に、給水タンク１８と貯湯タンク１９に
ついて説明すると、これらは図２に示されるように、い
ずれも本体１の下側半分の領域に配置され、これによっ
て本体１の低重心化が図られている。まず図８によって
貯湯タンク１９を説明する。貯湯タンク１９は上面が開
放するほぼ直方体状に形成され、本体１の底面にブラケ
ット１９ａを介して固定されており、内部の下方には、
タンク１９内の水を加熱するためのヒータ２１（投込式
シーズヒータ）が取り付けられている。貯湯タンク１９
の前面には、ヒータ２１の端子と、それぞれ異なる検出
すべき温度（例えば、空焚き検出温、飲料に適する上限
あるいは下限の検出温度）が設定された図示３個のサー
モスタット用端子２２ａ〜２２ｃが突出している。これ
ら各端子２２ａ〜２２ｃは図示しない電気回路に接続さ
れ、貯湯タンク１９内の水量・湯温等に応じてヒータ２
１に対する通電制御がなされるようになっている。さら
に、貯湯タンク１９の前面には取付片２３ａを介してリ
ミットスイッチ２３が取り付けられており、タンク１９
内の水位が一定レベル（ヒータ２１が設けられている位
置よりやや高いレベル）に達したときにヒータ２１に対
する通電が開始されるように、接点の切り換えがなされ
る。切り換え動作については後述する。

【００１７】貯湯タンク１９の奥側（図８の左側）は段
差状に底が上げられており、その段差部分に貯湯タンク
１９内の湯を汲み上げてミキシングボウル１４へと導く
ための揚水ポンプ２４が装着され、茶用ボタン・湯用ボ
タン３，４の操作に基づいて図示しない電気回路によっ
て汲み上げ動作が制御されるようにしてある。この揚水
ポンプ２４は貯湯タンク１９内に流入口が開口し、吐出
口には給湯用配管１５が接続されている。給湯用配管１
５は、図３に示すように本体１内の側壁に沿って配管さ
れた後、前扉２との間は可撓性及び耐熱性を有するホー
ス１５ａによって接続されてミキシングボウル１４へと
延出している。

【００１８】貯湯タンク１９の上面はタンクカバー２６
によって覆われ、ビス等により固定されている。タンク
カバー２６の上面の前端側には円形の挿通開口２７が形
成され、それを取り囲むようにして給水タンク１８を支
持するための支持枠２８が取り付けられている。この支
持枠２８は所定高さの方形状をなし、タンクカバー２６
とほぼ同幅に形成されており、その前縁には、後記する
タンク受け台３１を固定するための張り出し板２９が、
全幅にわたってかつ前方へ張り出すようにして取り付け
られている。

【００１９】一方の給水タンク１８は、タンク受け台３
１を介して支持枠２８上に支持されるようになってお
り、図６に示すように全体として略直方体状に形成さ
れ、その前面には出し入れ操作用の把手３２が形成され
ている。この給水タンク１８の底面の前端側は一段低く
なるように形成され、そこには、貯湯タンク１９内に連
通する給水筒３３（給水口）が下方に突出して設けられ
ている。給水筒３３の外周面には雄ねじ３３ａが切られ
ており、開閉弁３６を内蔵したキャップ３５がねじ込み
可能とされている。

【００２０】このキャップ３５は、図９，１０ならびに
図１５に示すように、外筒３５ａと内筒３５ｂとが同心
に配された二重筒状に形成され、両筒３５ａ，３５ｂの
間の底面側が底板で塞がれ、上面側は開放されている。
外筒３５ａの内周面には、上記した給水筒３３の雄ねじ
３３ａが螺合される雌ねじ３７が切られている。一方の
内筒３５ｂは外筒３５ａよりも少し背が高く形成され、
その上端の口縁が弁口３８となっている。また、内筒３
５ｂの内部の上部側には軸受筒３９がクリアランスを持
って同心に配されており、この軸受筒３９は、下端の外
周に１８０度間隔を開けて突設された一対の脚片４０を
介して、内筒３５ｂの内周面に固定されている。軸受筒
３９の上端には内向きの鍔３９ａが形成され、その内周
が挿通孔４１となっている。軸受筒３９内には、上記の
挿通孔４１に挿通可能なロッド４３が嵌挿され、その上
端に弁体４５が固定されている。詳細には、ロッド４３
の上端側に頭部４４ａ付きの縮径棒４４が形成されてお
り、弁体４５の中心に設けられた取付筒４５ａに縮径棒
４４を圧入して、頭部４４ａと段付き面で挟み付けるこ
とによって固定されている。またロッド４３の下端に形
成されたばね受４３ｂと、軸受筒３９の内向きの鍔３９
ａとの間には圧縮コイルばね４６が装着され、そのばね
４６の弾力でロッド４３に下向きの移動力が付勢され、
弁体４５が上記の弁口３８に押し付けられて閉じるよう
になっている。一方、ばね４６の弾力に抗してロッド４
３が押し上げられると、弁口３８が開かれるようになっ
ており、これにより常閉式の開閉弁３６が構成されてい
る。このキャップ３５が、パッキン４７を介在したシー
ル状態で給水筒３３に螺着されるようになっている。

【００２１】また、上記の開閉弁３６におけるロッド４
３には、詳しくは後記するように、給水タンク１８内の
水を伝わせて流下させるガイド４９が固定されている。
このガイド４９は、図９に示すように、細長い板材を略
Ｌ字形に屈曲して形成されており、その短辺部４９ａに
は取付孔５０が形成されている。すなわちガイド４９
は、弁体４５の下面側において取付孔５０に縮径棒４４
が通され、弁体４５とともに固定され、短辺部４９ａが
弁体４５の底面に張り付き、長辺部４９ｂがほぼ下を向
いて突出した状態となる。そしてロッド４３が上昇する
と、弁体４５とともにガイド４９が上昇して、その長辺
部４９ｂの上端が開口された弁口３８内に臨むようにな
っている。

【００２２】上記したタンク受け台３１は、図７に示す
ように給水タンク１８を載置可能に形成され、その前部
には給水筒３３およびそこに螺着されたキャップ３５と
の干渉を回避するための逃がし凹部５２が、タンク受け
台３１の前縁を開放するようにして切り欠き形成されて
いる。この逃がし凹部５２の奥縁は、前方の斜め下方へ
折り曲げられて突き当て縁５３となっており、上記した
給水タンク１８の底面における斜めの段付き部分１８ａ
を突き当て可能とされている。また、タンク受け台３１
の前縁において逃がし凹部５２を挟む両側には、給水タ
ンク１８の脱着操作を案内するための一対のガイド片５
４が立設されている。両ガイド片５４はそれぞれ逆Ｕ字
状をなして形成されており、その自由端側はタンク受け
台３１の下面位置よりもさらに下方へ延びて上記したタ
ンクカバー２６の張り出し板２９へビス止め可能となっ
ている。

【００２３】すなわちタンク受け台３１は、逃がし凹部
５２を設けた部分がタンクカバー２６の支持枠２８上に
受けられ、両ガイド片５４の自由端をタンクカバー２６
の張り出し板２９にビス止めすることで固定される。そ
して給水タンク１８は、両ガイド片５４の頂部上を滑り
つつタンク受け台３１上に出し入れされ、装着時には、
図５に示すように、給水筒３３とそれに螺着されたキャ
ップ３５とが、貯湯タンク１９の挿通開口２７内にクリ
アランスを持って、かつ同心に嵌入されるようになって
いる。

【００２４】貯湯タンク１９内には、図５に示すように
フロート付きの給水量調整ユニット５６が設けられてい
る。このユニット５６は補給用カップ５７を備えてお
り、この補給用カップ５７は、図１１に示すように、上
面に開口した箱形をなし、給水タンク１８の給水筒３３
から落下される水を一旦受け止め、流量調整をしながら
貯湯タンク１９内へ給水するように機能するものであ
る。カップ５７の一端側（図５の左側）の下面には、先
端にフロート５８を取り付けているアーム５９の基端が
固定されている。また両側面の上端には、一対の支持軸
６０が側方に突出するようにして設けられ、各支持軸６
０の先端が、図８に示すように、貯湯タンク１９の左右
の側壁の上縁に切り欠き形成された軸受溝６１に落とし
込まれることで、揺動可能に支持されている。ここで、
上記した軸受溝６１の下端が、本発明にいう貯湯タンク
１９における最下位の開口縁ということになる。

【００２５】補給用カップ５７は、貯湯タンク１９が空
の状態ではその上縁の一方側（図５の右側）がタンクカ
バー２６の下面に当接する傾斜姿勢で支持されようなバ
ランス設定となっている。補給用カップ５７の上縁のう
ちタンクカバー２６と当接する側と反対側は、一段低く
されて溢れ縁６３となっている。この溢れ縁６３は貯湯
タンク１９内の水位が一定レベル以下のときに補給用カ
ップ５７内の水を溢れ出させ、後記する細孔６４ととも
に急速給水を可能にするものであるのに対し、溢れ縁６
３が設けられた面において溢れ縁６３より低位に貫通す
る細孔６４は、貯湯タンク１９内の水位が一定レベル範
囲にあるときに緩速給水を可能にして貯湯タンク１９の
湯温が急激に低下しないようにしている。

【００２６】なお、補給用カップ５７に設けられた一方
の支持軸６０（図１１の向こう側）の先端は、貯湯タン
ク１９の側面の外方へ突出して、その突出端に可動片６
５が取り付けられている。可動片６５は貯湯タンク１９
の側面に沿って斜め前方へ伸び、補給用カップ５７の揺
動姿勢に応じて、すなわち貯湯タンク１９の水位が少な
くともヒータ２１より高位になったときに初めて前記し
たリミットスイッチ２３の接点の切り替えを可能にして
いる。

【００２７】また、補給用カップ５７の内側には開弁部
材６７が設けられている。この開弁部材６７は、図１１
に示すように、左右の側枠と前枠とを有する平面コ字形
をなす枠体６８を備えており、その左右の側枠の後端部
が、上記したタンクカバー２６に垂下して取り付けられ
たブラケット６９に軸７０により揺動自由に支持されて
いる。枠体６８の左右の側枠の後端側の間には基板７１
が差し渡されるように形成され、その基板７１の前縁側
における長さ方向の中央部には、上方に屈曲された押上
片７２が形成されている。そして既述のように、キャッ
プ３５を螺着した給水タンク１８が貯湯タンク１９の上
方にセットされると、キャップ３５に設けられた開閉弁
３６のロッド４３のばね受４３ｂが、上記の押上片７２
の直上に対応するようになっている。また枠体６８の前
枠には、長さ方向の中央部の上縁から前方に突出するよ
うにして突片７３が形成されており、一方、補給用カッ
プ５７の前面板の上縁には、上記の突片７３を嵌めて受
ける切欠き７４が形成されている。

【００２８】続いて、この第１実施形態の作用を説明す
る。給水タンク１８への給水を行う場合には、まず前扉
２を開放して給水タンク１８の把手３２を持って全体を
引き上げる。そして、給水タンク１８の給水筒３３をキ
ャップ３５とともに挿通開口２７より抜き上げ、給水タ
ンク１８を両ガイド片５４の頂上面の上に載せ、そのま
ま滑らせながら引き出す。給水タンク１８への給水作業
は、キャップ３５を外して給水筒３３から行う。給水が
完了して再度キャップ３５を締め込めば、常閉式の開閉
弁３６により給水筒３３が閉じられるため、内部の水が
こぼれ出すことはない。

【００２９】給水された給水タンク１８を本体１内に組
み込む場合には、上記とは逆の順序により給水タンク１
８の下面を両ガイド片５４に載せてそのまま押し込む。
この間、給水タンク１８はその後部側（図５の左側）が
タンク受け台３１上に、前部側下面がガイド片５４上に
それぞれ支持され、全体として手前側が持ち上げられた
状態で押し込まれる。そして、図５に示すように位置決
めされてタンク受け台３１に載置されると、給水筒３３
およびキャップ３５は貯湯タンク１９の挿通開口２７に
適合してその内部に嵌入される。

【００３０】貯湯タンク１９内が空か水位が低い場合に
は、図１２に示すように、補給用カップ５７が反時計回
り方向に揺動して、前端側がタンクカバー２６に当たっ
た状態にあり、それに伴い開弁部材６７は、突片７３を
設けた前端側が持ち上げられて、押上片７２が給水タン
ク１８のキャップ３５の嵌入位置に向けて突き出された
状態にある。したがって上記のように給水タンク１８が
セットされると、押上片７２がばね受４３ｂに当たって
ロッド４３および弁体４５を押し上げ、これにより弁口
３８が開放される。それにより、給水タンク１８内の水
が弁口３８を通って貯湯タンク１９内の補給用カップ５
７へ流出する。

【００３１】このとき、給水筒３３（キャップ３５）の
下端と溢れ縁６３との高差が水頭差となるため、貯湯タ
ンク１９へは溢れ縁６３および細孔６４を通じて急速給
水される。なお、貯湯タンク１９内の水位がヒータ２１
より低位である間は可動片６５がリミットスイッチ２３
をオフの状態に保持しているため、ヒータ２１に対する
通電はなされてない。しかし、貯湯タンク１９内の水位
が上がり、ヒータ２１の位置を越えると、フロート５８
がこれに応じて浮くため、補給用カップ５７が水平とな
る方向へ揺動する。これにより可動片６５がリミットス
イッチ２３をオンの状態に切り換えるため、ヒータ２１
に対する通電が開始される。引き続き貯湯タンク１９に
対する給水が継続され、貯湯タンク１９の水位が上がっ
て補給用カップ５７がさらに揺動し、溢れ縁６３の高さ
位置と給水筒３３側の下端の高さ位置とが揃うような姿
勢になると、溢れ縁６３との間の水頭差がなくなるた
め、以後は溢れ縁６３からの水の供給はなくなる。しか
し依然として細孔６４との水頭差はあるため、以後は細
孔６４を通じて緩速給水がなされ、図１３に示すよう
に、細孔６４との水頭差がなくなるまで水位が上昇すれ
ば、この時点で給水タンク１８からの給水は停止する。
すなわちこの水位が回復すべき正常水位Ｌとなり、貯湯
タンク１９内はその正常水位Ｌに常に維持される。

【００３２】補給用カップ５７が水平姿勢に向けて揺動
する間、開弁部材６７が軸７０を中心として時計回り方
向に揺動して押上片７２の先端が次第に下方に逃げ、圧
縮コイルばね４６の復元弾力によってロッド４３ならび
に弁体４５が次第に下降し、弁口３８の開口面積が次第
に狭くなるが、貯湯タンク１９内が上記の正常水位Ｌに
ある間は、弁口３８は未だ閉じ切らない。そして、貯湯
タンク１９内はヒータ２１への通電によって徐々に加熱
され、湯温が設定された上限温度に到達したことがサー
モスタットによって検出されるとヒータ２１に対する通
電が停止する。この状態で茶用ボタン３が操作される
と、キャニスタ１０の蓋板１２が開放して一定量の粉末
茶が放出口１１より放出され、ガイド１３を通してミキ
シングボウル１４へと供給され、一方、揚水ポンプ２４
の駆動によって貯湯タンク１９内の湯が汲み上げられ、
給湯用配管１５を通してミキシングボウル１４へと供給
される。この結果、粉末茶はミキシングボウル１４内で
溶解混合され受け皿７上のコップへ注がれる。

【００３３】ここで、飲料の注出が行われない間も、貯
湯タンク１９内の水は飲用に適した温度に常に加熱維持
されている。図１３のように正常水位Ｌの状態では、補
給用カップ５７がお湯から浮いた状態にあるので熱伝導
は少ないが、それでも給水タンク１８側が次第に加熱さ
れ、給水タンク１８内の残留空気層の膨張が始まって、
補給水が次第にカップ５７を介して貯湯タンク１９内に
流れ込む。それにより貯湯タンク１９の水位が上がって
カップ５７の位置に達すると、熱伝導が良くなって補給
水の温度上昇が早くなり、また蒸気圧も無視できない値
となるので、空気膨張が進んで補給水がさらに貯湯タン
ク１９側に流れ込む。

【００３４】そして、図１４に示すように、貯湯タンク
１９内の水位が、貯湯タンク１９の最下位の開口縁であ
る軸受溝６１の下端に達する危険水位Ｌd の手前の設定
水位Ｌ1 にまで上昇すると、補給用カップ５７の揺動に
伴って開弁部材６７の押上片７２がさらに下方に逃げる
ために、弁体４５がさらに下降して弁口３８が完全に閉
じられる。それにより、水を介した熱伝導が遮断されて
給水タンク１８内の空気膨張が抑制されるとともに、仮
に空気膨張があって給水タンク１８内の水が押し出され
ようとしても、それ以降貯湯タンク１９側に流れ込むこ
とがない。すなわち、貯湯タンク１９のお湯が軸受溝６
１から溢れ出るおそれがない。

【００３５】貯湯タンク１９内の湯が飲料注出ために流
出されて設定水位Ｌ1 から下がると、補給用カップ５７
が図１４の反時計回り方向に揺動し、それに伴い開弁部
材６７の押上片７２が突き上げられることで、弁体４５
が押し上げられて弁口３８が開放され、給水タンク１８
からの給水が行われる。ここで、貯湯タンク１９の水位
が設定水位Ｌ1 から少しずつ下がると、開閉弁３６の弁
口３８がゆっくり少しずつ開くといった現象が生ずる。
その場合、弁口３８が開いて給水タンク１８内の水が落
下しようとした場合に、弁口３８に表面張力Ｔを呈しつ
つ（図１５参照）水が落下できない場合がある。その点
この実施形態では、弁体４５とともに上下動するガイド
４９が設けられて、開弁されたときにガイド４９の長辺
部４９ｂの上端が弁口３８内に臨むようになっており、
同図に示すように、ガイド４９が表面張力Ｔを崩しつつ
水を伝わらせるように機能し、確実に水を落下させるこ
とができる。

【００３６】このように、本第１実施形態によれば、貯
湯タンク１９の水位が危険水位Ｌdの下方の設定水位Ｌ1
にまで上昇したら、開閉弁３６を強制的に閉鎖してそ
れ以上給水タンク１８から水が流れ込めないようにした
から、貯湯タンク１９から湯が不意に溢れ出すことが確
実に防止される。また開閉弁３６を閉じてしまう構造で
あるため、それ以降水を介しての熱伝導が阻止されて、
給水タンク１８側の温度上昇が抑制され、給水タンク１
８を耐熱性の低い材質で製造することが可能となって、
コスト低減を図ることも可能となる。さらに、開弁され
たときに弁口３８に臨むガイド４９が設けられているの
で、ゆっくりと開弁し始めた場合にも、そのガイド４９
が表面張力を崩しつつ水を伝わらせるように機能し、確
実に水を落下させることができる。

【００３７】＜第２実施形態＞次に、本発明の第２実施
形態を図１６によって説明する。この第２実施形態で
は、給水タンク８１に突設された給水筒８２が、前記第
１実施形態の給水筒３３よりも長い寸法に形成されてお
り、その給水筒８２の下端に、第１実施形態と同様の常
閉式の開閉弁３６を備えたキャップ３５がねじ込まれる
ようになっている。したがって給水タンク８１がセット
されると、給水筒８２の下端ならびにキャップ３５は、
貯湯タンク８３の挿通開口２７からその内部により深く
嵌入されることとなる。なお開閉弁３６には、第１実施
形態に示したガイド４９は備えられていない。

【００３８】またタンクカバー２６の下面における挿通
開口２７の近傍には、上記した開閉弁３６を開放状態に
保持するための固定式の開弁部材８４が設けられてい
る。開弁部材８４は全体略Ｌ字状に形成されており、そ
の先端は上向きに屈曲して押上片８５となっている。こ
の押上片８５は、給水タンク８１がセットされた状態で
は、ロッド４３のばね受４３ｂを押し上げることでロッ
ド４３ならびに弁体４５を上動させ、弁口３８を常に開
放するように機能する。さらにこの実施形態の貯湯タン
ク８３は、後端側（同図の左側）において底面を上げた
部分の面積が小さくされた形状となっている。これは、
正常水位Ｍが貯湯タンク８３の深い所に設定されてもな
お、湯の貯留量を第１実施形態のものと同程度に維持す
るためである。また、補給用カップ８６には、第１実施
形態に示した切欠き７４は形成されていない。

【００３９】そしてこの第２実施形態では、給水筒８２
（キャップ３５）の下端と、貯湯タンク８３に設けられ
ている最下位の開口縁である軸受溝６１までの余裕寸法
ＨがＶ／Ａよりも僅かに大きく、すなわち次式を満たす
ように設定されている。 Ｈ＞Ｖ／Ａ ‥‥‥（１） ここでＡは、給水筒８２が嵌入される貯湯タンク８３の
上部側の水平断面積であり、Ｖは、例えば低気温の冬季
に少量の水が給水タンク８１に給水され、給水タンク８
１内が貯湯タンク８３と同程度の温度まで上昇するとい
う最悪の事態を考慮した場合における、給水タンク８１
内における残留空気層の最大熱膨張容積である。ちなみ
に正常水位Ｍから最下位の開口縁までの余裕寸法をＨ0
とすると、 Ｈ0 ＞Ｈ＞Ｖ／Ａ ‥‥‥（２） ということになる。その他の構造については上記の第１
実施形態と同様であって、同一部位については同一符号
を付すことで重複した説明は省略する。

【００４０】続いて、第２実施形態の作用を説明する。
給水タンク８１をタンク受け台３１上にセットすると、
固設された開弁部材８４の押上片８５がロッド４３およ
び弁体４５を押し上げて弁口３８が開放される。この場
合は、ある程度の衝撃力を受けつつ弁口３８が開口され
るので、弁口３８には表面張力を呈することなく、給水
タンク８１内の水は円滑に弁口３８を通って補給用カッ
プ８６に流出する。そして初めのうちは、溢れ縁６３と
細孔６４を通じて急速給水され、途中から細孔６４を通
じてのみ給水が行われて、ヒータ２１で適温に加熱維持
されつつ貯湯タンク８３内が正常水位Ｍに維持される。

【００４１】ここで第１実施形態と同様に、飲料の注出
が行われない間に給水タンク８１内の水温が上昇して、
その中の空気層が加熱されて膨張すると、給水タンク８
１内の水が貯湯タンク８３側に押し出され、貯湯タンク
８３内の水位を上昇させることとなる。ここで、給水タ
ンク８１内の残留空気層が最大の熱膨張を生じたとする
と、その最大熱膨張容積Ｖに相当する容積の水が給水タ
ンク８１から流出することになり、貯湯タンク８３内の
水位上昇は、正常水位Ｍの近傍における貯湯タンク８３
の水平断面積をＡとしたときに、Ｖ／Ａだけ上昇する。
この時の上昇水位をｈ1 で示す。しかし上記の（２）式
に示すように、その値Ｖ／Ａ（＝ｈ1 ）は正常水位Ｍか
ら軸受溝６１までの余裕寸法Ｈ0 に比べて大幅に小さい
から、軸受溝６１から湯が溢れ出ることはない。

【００４２】そして上記のように貯湯タンク８３の水位
が正常水位Ｍからｈ1 上昇した状態において、ヒータ２
１への通電を中止すると、給水タンク８１側の水温も次
第に低下して来るので残留空気層が収縮し、それに伴い
給水タンク８１内に水が吸い込まれる。しかしながら水
が吸い込まれるのは、貯湯タンク８３の水位が、給水筒
８２の下端（レベルＭ1 ）に下がるまでであって、それ
以上は吸い込めない。言い換えると、貯湯タンク８３の
水位は正常水位Ｍまでは下がり切らず、正常水位Ｍから
ｈ2 だけ上昇した水位Ｍ1 に留まる。そうすると、貯湯
タンク８３には高さがＨ0 −ｈ2 （＝Ｈ）に対応した容
量しか余裕がないこととなる。そのため、再びヒータ２
１に通電を再開して給水タンク８１内で最悪の空気膨張
が生ずると、湯が溢れ出ることが懸念される。

【００４３】しかしながら、この第２実施形態では、上
記の（１）式で示されるように、給水筒８２の下端（レ
ベルＭ1 ）から、貯湯タンク８３に設けられている最下
位の開口縁である軸受溝６１までの余裕寸法Ｈが、給水
タンク８１内の残留空気層の最大熱膨張容積によっても
たらされる水位上昇（Ｖ／Ａ）よりも大きく設定されて
いるから、上記の水の流出があっても湯が溢れ出ること
はない。ヒータ２１のＯＮ・ＯＦＦ操作が繰り返し行わ
れるような場合に特に有効となる。すなわちこの実施形
態では、開弁部材８４が固設された構造でもなお、湯が
溢れ出ることを確実に防止することができる。

【００４４】＜他の実施形態＞本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に
含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施することができる。 （１）第１実施形態のように開弁部材を可動とした形式
のものは、給水量調整ユニットを有しないで、キャップ
が貯湯タンクの水面に直接に触れる一般的なタイプのも
のにも同様に適用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態に係るディスペンサの
正面図である。

【図２】 内部構造の配置関係を示す側面図である。

【図３】 前扉を開いた状態の平面図である。

【図４】 前扉を外した場合の正面図である。

【図５】 給水部分の構造を示す拡大断面図である。

【図６】 給水タンクの斜視図である。

【図７】 タンク受け台の斜視図である。

【図８】 貯湯タンクとタンクカバーを示す分解斜視図
である。

【図９】 キャップの一部切欠分解斜視図である。

【図１０】 その組み付け状態の一部切欠斜視図であ
る。

【図１１】 フロート付き給水量調整ユニットおよび開
弁部材を示す分解斜視図である。

【図１２】 貯湯タンクの水位が低水位にあるときの概
略断面図である。

【図１３】 貯湯タンクの水位が正常水位にあるときの
概略断面図である。

【図１４】 貯湯タンク内の水位が正常水位を超えて設
定水位に達したときの概略断面図である。

【図１５】 開弁時の状態を示す部分拡大断面図であ
る。

【図１６】 本発明の第２実施形態に係る給水部分の構
造を示す断面図である。

【図１７】 従来例に係る給水部分の構造の概略断面図
である。

【図１８】 貯湯タンクの水位が正常水位から上がった
状態を示す概略断面図である。

【図１９】 貯湯タンクの水位が正常水位まで下がり切
らない状態を説明するための概略断面図である。

【符号の説明】

１８…給水タンク １９…貯湯タンク ２１…ヒータ
３３…給水筒（給水口） ３５…キャップ ３６…開閉
弁 ３８…弁口 ４３…ロッド ４５…弁体 ４６…圧縮コイルばね ４９…ガイド ５７…補給用カ
ップ ５８…フロート ６１…軸受溝（最下位の開口縁） ６７…開弁部材 ７
０…軸 ７２…押上片 ７３…突片 ７４…切欠き ８１…給水タンク ８２…
給水筒（給水口） ８３…貯湯タンク ８４…開閉部材
８５…押上片 ８６…補給用カップ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開閉弁付きの給水口を設けた密閉状の給
   水タンクと、ヒータを設けた貯湯タンクとを備え、前記
   給水タンクを貯湯タンクの上方に設置することで、貯湯
   タンク側に設けた開弁部材で開閉弁を開放しつつ前記給
   水口を貯湯タンク内に流れ込む水に水没させ、その水位
   の低下時に空気を前記給水タンク内に流入させることに
   より前記給水口から水を流出させて、貯湯タンク内の水
   位を一定に維持するようにした飲料ディスペンサの給水
   装置において、 前記貯湯タンクには水位に基づいて上下動するフロート
   が設けられる一方、前記開弁部材はフロートの動きに応
   じて変位可能に設けられ、貯湯タンクの水位が予め設定
   された水位以下の場合に開閉弁を開放し、その設定水位
   を超えると開閉弁を閉鎖可能となっていることを特徴と
   する飲料ディスペンサの給水装置。
2. 【請求項２】 前記開閉弁には、開弁時に弁口に臨んで
   給水タンク内の水を伝わせるガイドが設けられているこ
   とを特徴とする請求項１記載の飲料ディスペンサの給水
   装置。
3. 【請求項３】 着脱可能な密閉状の給水タンクをヒータ
   を備えた貯湯タンクの上方に設置し、前記給水タンクの
   給水口を貯湯タンク内に流れ込む水に水没させ、その水
   位の低下時に空気を前記給水タンク内に流入させること
   により前記給水タンクから水を流出させて、貯湯タンク
   内の水位を一定に維持するようにした飲料ディスペンサ
   の給水装置において、 前記給水口の下端から、前記貯湯タンクに設けられてい
   る最下位の開口縁までの貯湯タンク内の容積が、前記給
   水タンク内における残留空気層の最大熱膨張容積よりも
   大きく設定されていることを特徴とする飲料ディスペン
   サの給水装置。