JP6827367B2 - ウォータサーバ - Google Patents

Description

本発明は、温水や冷水を供給するウォータサーバの内部に高温水を流す高温水循環技術に関する。

ウォータサーバは、給水ボトルからの給水を冷水タンクでは冷水化し、温水タンクでは温水化することで温水または冷水を供給する。ウォータサーバでは、給水または給湯の頻度に応じて水給水ボトルの交換作業が必要となる。水が満杯の給水ボトルは重いため、上方に給水ボトルを設置するタイプのウォータサーバではその交換作業が重労働となる。
このような給水ボトルの交換作業を考慮し、装置の下部側に給水ボトルを設置するタイプのウォータサーバが増えている。このようにウォータサーバは、給水ボトルの配置位置を変更しても、従前と同様の給湯機能を備えるほか、タンク等の内部の清浄性を維持する機能を備える必要がある。

このようなウォータサーバとして、冷水タンクや温水タンクよりも下方側に設置したボトルから冷水タンクに水を供給するほか、ポンプを備える管路を通じて温水タン内の温水を冷水タンク内に循環させるものがある（たとえば、特許文献１）。

特開２０１６−１９９３００号公報

ところで、従来のように装置の上方に給水ボトルを備えるウォータサーバでは、給水ボトルから重力を利用して冷水タンクや温水タンクに給水することができたが、下部側に給水ボトルを配置したウォータサーバでは、給水ボトルからタンクまで水を流す長い管路やこの管路内に給水を汲み上げるためのポンプが必要である。このような給水管は、加熱または冷却されていない常温に近い水が流れることや、ウォータサーバの使用頻度により常に水が流れるものではなく、この常温に近い水が一定時間滞留し、または重力により管路の一部に水がなくなる場合もある。そのためウォータサーバでは、水を通過する部分の清浄性を維持するためには給水管の高温水循環処理を行う必要があるが、給水管が長いことや内部配管が複雑化しているため、清浄化対象とする全ての管路内に所定温度の高温水を行き渡らせるまでに時間を要する。このような高温水が行き渡るまでポンプを継続して動作させるのでは、消費エネルギーが大きく、ユーザーの金銭的な負担が大きくなるおそれがある。また、夜間などユーザーの利用頻度が低いときに高温水循環処理を行う場合、ユーザーが意図しないタイミングでポンプの駆動音や振動が長時間継続するのは、ユーザーに対して不快感を与えるおそれがあるという課題がある。

引用文献１には、斯かる課題の開示や示唆はなく、本願の課題を解決することができない。

そこで、本発明の目的は、係る課題に鑑み、ウォータサーバ内部の清浄性を高めるとともに、省エネ化やユーザーに対する影響の低減を図ることにある。

上記目的を達成するため、本発明のウォータサーバの一側面は、温水または冷水を提供するウォータサーバであって、給水タンクと、前記給水タンクよりも高い位置に配置され、前記給水タンクから給水される第１のタンクと、前記第１のタンクよりも下方に配置され、通水管を通じて前記第１のタンクから給水される第２のタンクと、前記第１のタンクまたは前記第２のタンクに溜めた水を加熱する加熱手段と、ポンプを備え、前記給水タンクから前記第１のタンクに水を流す給水管と、前記通水管と並列に設置され、弁の開閉により前記第１のタンクと前記第２のタンクの間を通水させるバイパス管と、前記給水管を含む循環路を形成する還流路と、高温水循環処理の開始により前記バイパス管を開いて前記第１のタンクと前記第２のタンクとで第１の循環路を形成して、前記バイパス管を通じて前記加熱手段で所定温度に加熱した高温水を前記第１のタンクと前記第２のタンクの間で循環させ、前記高温水循環処理の実行時に高温水が流入する前記第１のタンクまたは前記第２のタンクの水温が所定温度に達したことを契機に前記ポンプを駆動させて前記還流路から前記給水管に高温水を流入させ、前記還流路、前記給水管、前記第１のタンクおよび前記第２のタンクとからなる第２の循環路に高温水を循環させる制御部とを備える。
上記目的を達成するため、本発明のウォータサーバの一側面は、温水または冷水を提供するウォータサーバであって、給水タンクと、前記給水タンクよりも高い位置に配置され、前記給水タンクから給水される第１のタンクと、前記第１のタンクよりも下方に配置され、通水管を通じて前記第１のタンクから給水される第２のタンクと、前記第１のタンクまたは前記第２のタンクに溜めた水を加熱する加熱手段と、ポンプを備え、前記給水タンクから前記第１のタンクに水を流す給水管と、前記通水管と並列に設置され、弁の開閉により前記第１のタンクと前記第２のタンクの間を通水させるバイパス管と、前記第１のタンクに溜めた温水または冷水を外部に流す給水管路と、一端が該給水管路に接続され、他端が３方弁を介して前記給水管に接続され、前記給水管を含む循環路を形成する還流路と、高温水循環処理の開始時または前記バイパス管を通じて前記加熱手段で所定温度に加熱した高温水を前記第１のタンクと前記第２のタンクの間で熱対流により循環させた後に、前記３方弁を切替えて前記給水管と前記還流路を接続状態にして、前記ポンプを駆動させて前記還流路から前記給水管に高温水を流す制御部とを備える。

上記ウォータサーバにおいて、前記還流路は、一端が前記第２のタンクに接続され、他端が３方弁を介して前記給水管に接続され、前記制御部は、前記高温水循環処理の開始時または前記第１のタンクと前記第２のタンクの間で熱対流により高温水を循環させた後に、前記３方弁を切替えて、前記給水管と前記還流路を接続状態にしてよい。
上記ウォータサーバにおいて、前記高温水循環処理の実行時に高温水が流入する前記第１のタンクまたは前記第２のタンクの水温を検出する温度検出手段を備え、前記制御部は、該温度検出手段の検出温度が所定温度に達したことを契機に前記ポンプを駆動させて、高温水を前記還流路から前記給水管に流入させてよい。

上記ウォータサーバにおいて、さらに経過時間を計時するタイマーを備え、前記制御部は、所定時間毎に前記ポンプの駆動をＯＮ／ＯＦＦさせてよい。
上記ウォータサーバにおいて、前記制御部は、前記ポンプの駆動開始後、所定温度以上の高温水が所定時間以上、前記循環路内に流れてよい。

本発明によれば、次のいずれかの効果が得られる。

(1) 熱対流による自然循環で第１のタンクと第２のタンクおよび一部配管を高温水で満たすことにより、高温水循環処理におけるポンプの駆動時間が短縮でき、省エネ化および騒音・振動の発生時間の低減を図ることができる。
(2) 第１のタンクおよび第２のタンクを高温水で満たし、このタンク内の高温水を利用して給水管路内に高温水を流すので、ポンプを利用して流す高温水の量を少なくでき、ポンプの駆動負荷の低減や駆動時間の短縮が図れる。
(3) 給水タンクをウォータサーバの下方に配置することで、交換の作業負荷の低減が図れる。

そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。

一実施の形態に係るウォータサーバの高温水循環動作の構成例を示す図である。 高温水循環動作の一例を示すフローチャートである。 実施例１に係るウォータサーバの構成例を示す図である。 ウォータサーバの制御部の構成例を示す図である。 高温水循環動作１の状態例を示す図である。 高温水循環動作２の状態例を示す図である。 高温水循環動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施例２に係るウォータサーバの構成例を示す図である。 高温水循環動作の第２段階の状態例を示す図である。 実施例３に係る高温水循環動作の一例を示すフローチャートである。

〔一実施の形態〕
図１は、一実施の形態に係るウォータサーバの高温水循環処理の構成例を示している。図１に示す構成は一例であり、係る構成に本発明が限定されるものではない。
このウォータサーバ２は、給水タンク４から供給される水Ｗを加熱もしくは冷却することで、温水や冷水を供給する装置の一例であり、たとえば図１に示すように、第１のタンク６、第２のタンク８、給水タンク４と接続する給水管１０、タンク側から給水管１０に合流する還流管１２、第１のタンク６と第２のタンク８との間に接続される通水管１４とバイパス管１６を備える。給水管１０には、ポンプ１８を備えるほか、還流管１２との接続を切替える３方弁２０が設置される。そのほかウォータサーバ２には、ポンプ１８の駆動制御や図示しない加熱手段や冷却装置の制御を行う制御部２２を備える。

このウォータサーバ２は、たとえば通常の温水や冷水を供給する給水機能に対し、タンク内で高温水を循環させるとともに、給水管１０や還流管１２に対してタンク側から高温水を流して内部を清浄化する高温水循環機能を備える。ウォータサーバ２では、高温水循環処理において、第１のタンク６と第２のタンク８の間で高温水を循環させる第１の循環路を形成するとともに、タンクから給水管１０側や還流管１２に高温水を流し、再びタンク側に高温水を戻す第２の循環路が形成される。

給水タンク４は、常温またはそれに近い水Ｗを貯留し、ウォータサーバ２の給水または給湯により消費した分の水Ｗを第１のタンク６側に供給する給水手段の一例である。この給水タンク４は、たとえばプラスチックやビニール、樹脂材料で形成される容器であり、水Ｗを取り出す部分には外部から雑菌や空気などの接触を遮断する図示しないアタッチメントを備えてもよい。
第１のタンク６と第２のタンク８は、内部に水Ｗを溜め、給水要求に応じて湯または冷水を供給する手段の一例であって、たとえば図示しない冷却装置やヒータのいずれかを備えている。第１のタンク６は、たとえば給水タンク４よりも高い位置に配置され、タンクの上部側に接続した給水管１０を通じて、給水タンク４内の水Ｗが流入する。第２のタンク８は、第１のタンク６よりも低い位置に配置され、第１のタンク６を介して水Ｗが流入する。ウォータサーバ２では、第１のタンク６と第２のタンク８において、加熱処理または冷却処理によりそれぞれ所定温度の冷水または温水に加工して、外部に給水する。
給水管１０は、給水タンク４内の水Ｗを流す管路であって、一端が給水タンク４に接続され、他端側が第１のタンク６に接続される。給水管１０は、たとえば給水タンク４から第１のタンク６までの配置高さにより管路長が決まる。
還流管１２は、高温水循環動作において、タンク側の高温水を給水管１０側に流す管路の一例であり、第２の循環路を構成する。還流管１２は、一端がタンク側に接続され、他端側が３方弁２０を介して給水管１０の一部に接続されており、この３方弁２０によって給水管１０に対して流路の接続と遮断が切替えられる。

通水管１４は、第１のタンク６から第２のタンク８に対して水Ｗを流す管路の一例である。バイパス管１６は、高温水循環動作時に通水管１４と合せて第１のタンク６と第２のタンク８との間で循環路を形成する管路の一例であり、図示しない弁によって高温水循環動作時のみ開状態とする。

制御部２２は、ウォータサーバ２のヒータや冷却装置の動作制御機能を実行するほか、高温水循環動作において第１の循環路と第２の循環路の形成処理、ポンプ動作制御、高温水循環処理の状態監視処理などを実行する。

＜高温水循環動作制御＞
図２は、高温水循環動作の制御処理の一例を示している。図２に示す処理内容、処理手順は一例であり、これに本発明が限定されない。この高温水循環動作制御の処理は、ウォータサーバ２に搭載されるコンピュータにより実行される。
制御部２２は、給水機能停止処理を実行し（Ｓ１）、通常運転である冷水または温水の供給を禁止させる。この、給水機能停止処理は、ウォータサーバ２の高温水循環動作の開始タイミングとして設定された時刻またはウォータサーバ２の利用状態等の条件に基づいて開始される。すなわち、制御部２２は、たとえば週または月毎の一定期間が経過しているか否かの経過期間条件や、ユーザーが給水利用しない深夜や日中の勤務時間帯などの時刻などの実行開始条件などに基づいて、高温水循環動作の開始タイミングを監視すればよい。
給水機能の停止処理が完了すると、熱対流によるタンク間の高温水循環処理を実行する（Ｓ２）。この処理は高温水循環の第１段階の処理であり、バイパス管１６を開状態にして、第１のタンク６と第２のタンク８との間に第１の循環路を形成するとともに、ヒータを高温水循環動作モードに設定してタンク内の水を清浄化処理に必要な所定温度に加熱する。所定温度に加熱された高温水ｈＨＷは、通水管１４とバイパス管１６を通じて第１のタンク６と第２のタンク８の間を内部の水の温度差により自然循環する。図１では通水管１４を通じて第１のタンク６から第２のタンク８に高温水ｈＨＷが流れ、バイパス管１６を通じて第２のタンク８から第１のタンク６に高温水ｈＨＷが流れるように示しているがこれに限らず、循環の方向が逆になる場合もある。また、通水管１４、バイパス管１６の内部において、それぞれの内部で循環が発生する場合も含まれる。

熱対流によるタンク間の高温水循環の後、タンクと給水管１０との間で高温水循環処理を行う（Ｓ３）。この処理は、高温水循環の第２段階の処理であり、第１のタンク６または第２のタンク８のいずれか、もしくは両方を高温水ｈＨＷの供給源とし、還流管１２を通じて給水管１０内を高温水ｈＨＷで満たす。このとき３方弁２０は、給水タンク４側から還流管１２側に切替えられ、給水管１０と還流管１２が通水状態となり、給水タンク４側への高温水ｈＨＷの流入を阻止する。高温水循環動作として、ポンプ１８を所定の回転数で動作させることで、タンク側から高温水ｈＨＷが給水管１０側に流入し、給水管１０に滞留している水Ｗがタンク側に流される。
清浄化処理に必要な所定時間が経過すると、制御部２２は、高温水循環モードから給水モードに切替えて（Ｓ４）、高温水循環処理を終了する。

＜一実施の形態の効果＞
一実施の形態によれば次のような効果が得られる。
(1) 冷水や常温の水Ｗが接触するタンクや管路内を高温水によって清浄化することができる。
(2) 容積の大きいタンク間での高温水循環処理に熱対流による循環を利用することで、ポンプの駆動時間を減らすことができ、省エネ化できる。
(3) ポンプの駆動時間を軽減することで、高温水循環動作時の騒音や振動の発生時間が少なくなり、深夜帯に高温水循環動作を行う場合などに周囲環境に対する影響を減らすことができる。
(4) また、高温水循環動作でのポンプの動作時間を減らすことで、ポンプの動作寿命を延ばすことができる。

＜ウォータサーバ３０＞
図３は、実施例１に係るウォータサーバ３０の構成例を示している。図３において、図１と共通部分には同一符号を付してある。
このウォータサーバ３０には、たとえば装置の最下層側に給水タンク３２を備えている。この給水タンク３２には、たとえば紙やプラスチック、その他金属製などの外装ケース３４の内部に収縮可能なプラスチック製の給水容器３６が収納されている。水Ｗは給水容器３６内に空気を抜いて充填されており、ウォータサーバ３０への給水に応じて負圧となり、給水容器３６が収縮していく。給水容器３６には、たとえば一部に給水口３８が形成されている。
ウォータサーバ３０の給水部分には、たとえば給水管の一部であって、給水容器３６側と接続する管路４２を備える。この管路４２は、たとえば樹脂等で構成され、可動可能となっている。管路４２は、たとえば一端側に、給水容器３６の給水口３８と接合するとともに、給水容器３６側に外部から空気や水の流入を阻止する逆止弁４０を含むアタッチメントを備える。また管路４２の他端側は、３方弁２０に接続する。管路４２を通じて給水タンク３２から取り込んだ水Ｗは、給水管４４を通じて冷水タンク５０に流される。
給水管４４には、たとえば３方弁２０の近くに、給水タンク３２に対して負圧をかけて水Ｗを取出し、給水管４４内に水Ｗを圧送させるポンプ１８が設置される。

＜冷水タンク５０＞
ウォータサーバ３０は、たとえば本体の上部側に冷水タンク５０が配置され、下段に温水タンク５２が設置されている。冷水タンク５０は本発明の第１のタンク、温水タンク５２は、本発明の第２のタンクの一例である。この冷水タンク５０および温水タンク５２は、それぞれ設定温度に温度管理されて、冷水ＣＷまたは温水ＨＷを貯留する。
冷水タンク５０は、たとえば内部にタンク内径よりも小さい径の仕切り板５４を備えている。この仕切り板５４は、冷水タンク５０の中程の高さに配置されており、タンクの底部側に滞留する水とタンクの上部側の水とを仕切る。また、仕切り板５４は、中心側に所定の径の開口部５６が形成されおり、この開口部５６を通じて温水タンク５２に繋がる通水管５８が接続されている。この通水管５８は、冷水タンク５０内の水を温水タンク５２側に流す管路であり、冷水タンク５０の底部を通過して温水タンク５２の下層側に水Ｗまたは冷水ＣＷを流す。
また冷水タンク５０は、温水タンク５２と接続するバイパス管６０を備えている。バイパス管６０は、通水管５８と並列に設置されており、高温水循環動作時に通水するためのバイパス弁６２を備えている。すなわち、バイパス弁６２は、通常の給水運転時は閉状態に維持されており、冷水タンク５０と温水タンク５２との間で温水ＨＷや冷水ＣＷのバイパス管６０の通水が阻止される。
冷水タンク５０の外壁部には冷却装置６６の蒸発器（evaporator）６４が備えられ、冷水タンク５０に供給された水Ｗが冷却され、冷水ＣＷに冷水化される。冷却装置６６は、冷却器などを含む冷却サイクルを備える。また冷水タンク５０には、貯留する冷水ＣＷの温度管理手段として、温度センサ６８を備えている、この温度センサ６８は、たとえばサーミスタ温度計などを用いればよく、検出した温度は、制御装置として機能する制御基板１００に通知される。
そのほか、冷水タンク５０には、給水量を監視するための水位センサ７０を備えている。水位センサ７０は、たとえば天井側から所定の高さに配置された共通電極と単数または配置高さを異ならせた複数本の水位電極を利用すればよい。水位電極の通電状態が制御基板１００に取り込まれ、所定水位になるまでポンプ１８を動作させるようにすればよい。

＜温水タンク５２＞
温水タンク５２には、外部周囲にヒータ７２が巻き付けられ、内部の水を設定温度としてたとえば８５〜９０〔℃〕に加熱している。このヒータ７２は、たとえば電熱式ヒータなどが用いられる。
また温水タンク５２は、たとえば底部側に、温水タンク５２内の湯を通水させる還流管９８を備える。この還流管９８は３方弁２０に接続される。還流管９８は、給水処理において管路４２や給水管４４と遮断されており、高温水循環動作において３方弁２０の切替えにより還流管９８が給水管４４と接続する。すなわち還流管９８は、高温水循環動作において、タンク側と給水管４４との間に形成する循環路の一部として機能する。
そのほか温水タンク５２には、タンク内の温度を監視する温度センサ７４や空だき安全装置などが備えられている。温度センサ７４で検出された温度情報は制御基板１００に通知され、温水温度管理などに利用される。また空だき安全装置は、温水タンク５２内に水があるか否かを検出する手段であって、たとえば水位センサや水圧センサなどを備えてもよい。空だき安全装置は、検出した情報を制御基板１００に通知して、制御基板１００からの制御指示に従い、または制御基板１００とは独立してヒータ７２を強制的にＯＦＦにする機能を備えてもよい。

＜給水の構成＞
冷水タンク５０の底部側には冷水管８０が接続され、冷水タンク５０内の冷水ＣＷが給水口８２側に流される。この冷水管８０には、管路途中に冷水電磁弁８４が設置されており、冷水タンク５０からの給水のＯＮ／ＯＦＦや流量を切替える。
温水タンク５２には、たとえば上部側に温水管９０が接続され、給水の要求に応じて、温水タンク５２内の温水ＨＷが給水口９２側に流される。この温水管９０には、管路途中に温水電磁弁９４が設置されており、温水タンク５２からの給水のＯＮ／ＯＦＦや流量を切替える。

＜制御部の構成＞
ウォータサーバ３０には、給水制御や高温水循環動作を制御する制御装置として制御基板１００を備える。この制御基板１００は、本発明の制御部の一例であり、ウォータサーバ３０のポンプ１８や３方弁２０、冷却装置６６やヒータ７２などの機能部、温度センサ６８、７４や水位センサ７０などの監視機能部と電気的に接続している。この制御基板１００は、各機能部に対して運転動作指示を出力するとともに、各機能部から状態情報を収集する。また、制御基板１００は、給水および給湯の操作、温度表示、温度設定などの操作手段や状態表示手段を備える操作パネル１０２と接続している。この操作パネル１０２には、少なくとも冷水スイッチ１０４、温水スイッチ１０６、ロック解除スイッチ１０８を備える。
そのほか、制御基板１００は、給水管４４に設置された流水センサ１１０の検出信号を取込み、給水状態または高温水循環状態の監視に利用してもよい。

図４は、ウォータサーバの制御部の構成例を示している。
制御基板１００は、たとえばマイクロコンピュータなどで構成されており、プロセッサ１１２、メモリ部１１４、マルチタイマー１１６、Ｉ／Ｏ（Input/Output）１１８などを備えている。
プロセッサ１１２は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit ）で構成され、メモリ部１１４に記憶されているＯＳ（Operating System）や水の冷却制御、加熱制御、給水制御のほか、高温水循環などの運転モードに関する制御プログラムなどの演算処理を行う。またプロセッサ１１２は、ウォータサーバ３０のヒータ７２や弁などの各機能部の状態情報を監視する状態監視処理を実行する。メモリ部１１４は、たとえばＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成されるプログラムの記憶領域であるプログラム記憶部や、収集データなどを保存するデータ記憶部、制御プログラムおよび情報処理プログラムの演算が行われるワークエリアとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。

マルチタイマー１１６は、計時手段の一例であり、たとえば運転状態の時刻情報の記録・表示のほか、設定された時間間隔を計時する機能、操作入力や運転状態の切替えなどの発生した事象間の経過時間を計時し、記録する機能を備える。このマルチタイマー１１６は、高温水循環動作において、たとえばポンプ１８の駆動時間を計時する配管タイマーとして機能するほか、清浄化処理として高温水ｈＨＷを滞留させる時間を計時する高温維持タイマーとして機能する。

Ｉ／Ｏ１１８は、ウォータサーバ３０の各機能部と制御基板１００との間のインターフェースの一例である。制御基板１００は、Ｉ／Ｏ１１８を介して、冷水電磁弁８４、温水電磁弁９４、バイパス弁６２、温度センサ６８、７４、冷却装置６６、ヒータ７２、ポンプ１８、３方弁２０等と接続する。また制御基板１００は、たとえば操作パネル１０２と接続しており、省エネスイッチ１２０、冷水スイッチ１０４、温水スイッチ１０６、ロック解除スイッチ１０８に対する操作入力を受けて各処理を実行するとともに、繰返し設定ランプ１２１、省エネ中ランプ１２２、温水ランプ１２３、高温ランプ１２４、ロック解除ランプ１２５、冷水ランプ１２６、弱冷ランプ１２７、高温循環ランプ１２８を表示させる。

＜高温水循環動作１＞
図５は、高温水循環動作１の状態例を示している。
この高温水循環動作１では、既述のように、タンク間の熱対流による循環動作の一例である。給水動作モードから高温水循環動作モードに移行すると、制御基板１００からの指示により、冷却装置６６をＯＦＦ状態とし、冷水電磁弁８４、温水電磁弁９４をロックするとともに、バイパス弁６２を開状態にする。これにより冷水タンク５０と温水タンク５２は、通水管５８とバイパス管６０により通水状態となる。また制御基板１００は、たとえば高温水循環動作としてヒータ７２を動作させてタンク内の水または湯を加熱して所定温度の高温水ｈＨＷを生成させる。この高温水ｈＨＷは、清浄化の対象である冷水タンク５０や通水管５８、還流管９８、給水管４４内が清浄化温度Ｔとして、たとえば８５〔℃〕以上となるように温度が設定される。この高温水ｈＨＷは、たとえば清浄化温度Ｔの条件を満たしていれば、給水処理における温水タンク５２内の温水ＨＷと同じ温度に制御してもよい。
バイパス弁６２を開状態に切替えると、冷水タンク５０内の冷水ＣＷと温水タンク５２内の高温水ｈＨＷまたは温水ＨＷとの温度差により通水管５８とバイパス管６０を通じて熱移動による対流が発生し、冷水タンク５０の冷水ＣＷが温水タンク５２に流れ加熱される。この高温水循環動作１の実行中、制御基板１００は、温度センサ６８、７４の検出温度を監視し、その温度に応じてヒータ７２の加熱制御を行う。
冷水タンク５０内の検出温度がたとえば清浄化温度Ｔに達すると、高温水循環動作１から高温水循環動作２に移行する。

＜高温水循環動作２＞
図６は、高温水循環動作２の状態例を示している。
この高温水循環動作２は、既述のように、タンクと給水管４４との間の高温水循環動作の一例である。
高温水循環動作２に移行すると、還流管９８と給水管４４を接続状態としてタンクとの間で第２の循環路を形成し、ポンプ１８の動作を開始する。このとき、バイパス弁６２は開状態に維持すればよく、または閉止してもよい。
ポンプ１８を動作させると、給水管４４内の水Ｗが冷水タンク５０内に流入し、温水タンク５２内の高温水ｈＨＷが還流管９８を通じて給水管４４内に流れ込む。制御基板１００は、たとえば温度センサ６８、７４の検出温度監視やポンプ１８の回転制御を行い、所定の清浄化時間ｔとして、３０〔分〕以上が経過するまで高温水循環動作２を行う。

＜高温水循環動作＞
図７は、高温水循環動作の処理手順の一例を示している。図７に示す処理内容、処理手順は一例であり、これに本発明が限定されない。
制御基板１００は、高温水循環動作モードに移行すると、冷水タンク５０側の冷却機能を停止させる（Ｓ１１）とともに、温水タンク５２側の温水管理機能を継続させる（Ｓ１２）。高温水循環動作モードへの移行は、たとえばウォータサーバ３０に予め設定された時間情報として、深夜帯などの設定時刻や、使用開始からの経過時間などが利用される。また、制御基板１００は、たとえばユーザー毎の使用頻度や使用時間帯などを自動で学習し、ユーザーの使用頻度が少ない時間を高温水循環実行時間として設定してもよい。
制御基板１００は、３方弁２０を還流管９８側に切替え（Ｓ１３）、バイパス弁６２を開状態として冷水タンク５０と温水タンク５２間の循環動作を開始させる（Ｓ１４）。すなわち、高温水循環動作１である冷水タンク５０の高温化を実行する。このとき、ポンプ１８は停止状態を維持させることで、高温水ｈＨＷは、冷水タンク５０やバイパス管６０、通水管５８に流れるほか、還流管９８側に流れてもよい。

高温水循環動作１の状態監視として、冷水タンク５０内の温度が清浄化温度Ｔである、８５〔℃〕以上になるまで待機する（Ｓ１５のＮＯ）。検出温度が８５〔℃〕に達すると（Ｓ１５のＹＥＳ）、高温水循環動作２である配管高温化処理に移行する。すなわち制御基板１００は、ポンプ１８の駆動を開始し（Ｓ１６）、マルチタイマー１１６を動作させ、配管タイマーと高温維持タイマーをスタートさせる（Ｓ１７）。
制御基板１００は、マルチタイマー１１６の計時により配管タイマーがタイムアップするまで待機し（Ｓ１８のＮＯ）、タイムアップすると（Ｓ１８のＹＥＳ）、ポンプ１８の駆動を停止させる（Ｓ１９）。配管タイマーは、たとえば還流管９８や給水管４４の容積、およびポンプ１８による循環量などに応じてタイムアップ時間を設定すればよい。すなわち、給水管４４や還流管９８の容積が小さい場合や、ポンプ１８の循環量が大きい場合には、還流管９８や給水管４４内に高温水ｈＨＷが満たされるまでの時間が少なくなるため、ポンプ１８の駆動時間を減らすことができる。
また、制御基板１００は、マルチタイマー１１６の計時により高温維持タイマーがタイムアップするまで待機し（Ｓ２０のＮＯ）、タイムアップすると（Ｓ２０のＹＥＳ）、バイパス弁６２を閉止させる（Ｓ２１）。
そして、高温水循環動作の終了処理として、３方弁２０を給水側に切替え（Ｓ２２）、給水動作である通常状態に移行する（Ｓ２３）。

＜実施例１の効果＞
斯かる構成によれば、次のような効果が得られる。
(1) 冷水や常温の水Ｗが接触するタンクや管路内を高温水によって清浄化することができる。
(2) 容積の大きいタンク間での高温水循環処理に熱対流による循環を利用することで、ポンプの駆動時間を減らすことができ、省エネ化できる。
(3) ポンプの駆動時間を軽減することで、高温水循環動作時の騒音や振動の発生時間が少なくなり、深夜帯に高温水循環動作を行う場合などに周囲環境に対する影響を減らすことができる。
(4) また、高温水循環動作でのポンプの動作時間を減らすことで、ポンプの動作寿命を延ばすことができる。
(5) 高温水循環対象である給水管や還流管側に対する流入量を予め算出し、時間的管理によってポンプの動作制御を行うことで、給水管側に温度センサを備える必要がなく、部品数の削減や監視処理の軽減が図れる。
(6) 管路の小さい通水管やバイパス管を利用し、熱対流による高温水循環動作１を先に行うことで、温水タンク内の湯の温度変化が抑えられ、ヒータに急激な加熱動作をさせることがなく、装置の消耗を抑えることができる。

＜ウォータサーバ３０＞
図８は、実施例２に係るウォータサーバ３０の構成例を示している。図８において、図３と共通部分には同一符号を付してある。
実施例１のウォータサーバ３０では、高温水を給水管４４側に流す還流管を温水タンク５２に接続する構成を示しているが、斯かる還流管は、他の管路から高温水ｈＨＷを取り込んで給水管４４側に流してもよい。
実施例２のウォータサーバ３０では、たとえば図８に示すように、冷水管８０の一部に還流管１３０の一端が接続され、その他端側が３方弁２０に接続される。
このウォータサーバ３０では、既述のように、給水管４４を通じて冷水タンク５０側に水Ｗが供給され、冷水タンク５０内で冷水ＣＷが生成されるとともに、温水タンク５２で温水ＨＷが生成される。給水要求があった場合、冷水電磁弁８４が開状態となり、冷水管８０を通じて給水口８２から冷水ＣＷを流出させる。このとき還流管１３０は、たとえば冷水タンク５０から流入した水Ｗまたは冷水ＣＷで満たされている。還流管１３０の他端側は、３方弁２０が閉状態となっていることから、管路４２や給水管４４側と還流管１３０との間で水の流入や流出は生じない。

＜高温水循環動作２＞
図９は、実施例２に係る高温水循環動作２の状態例を示している。
冷水タンク５０と温水タンク５２との間で高温水循環動作１が完了すると、ポンプ１８を動作させて高温水循環動作２に移行する。
実施例２では、高温水ｈＨＷを循環させる第２の循環路として、冷水管８０、還流管１３０、給水管４４が含まれる。冷水管８０は、冷水タンク５０や還流管１３０に対して常に通水状態である。そのため高温水循環動作１において、冷水タンク５０内が高温水ｈＨＷで満たされているので、高温水循環動作２により冷水管８０や還流管１３０内の水も高温化する。

このような構成において、制御基板１００は、実施例１の高温水循環動作の処理手順と同様の制御を行えばよい。すなわち、制御基板１００は、高温水循環動作モードに移行すると、冷水タンク５０側の冷却機能を停止させるとともに、温水タンク５２側の温水管理機能を継続させる。制御基板１００は、３方弁２０を還流管１３０側に切替え、バイパス弁６２を開状態として冷水タンク５０と温水タンク５２間の循環動作を開始させる。
高温水循環動作１により、冷水タンク５０内の温度が清浄化温度Ｔである、８５〔℃〕以上になるまで待機し、検出温度が８５〔℃〕に達すると高温水循環動作２である配管高温化処理に移行する。制御基板１００は、配管高温化処理として、配管タイマーの計時、冷水タンク５０の高温維持として高温維持タイマーの計時を行えばよい。
そして制御基板１００は、高温維持タイマーがタイムアップすると、バイパス弁６２を閉止させるとともに、３方弁２０を給水側に切替えて通常状態に移行する。

＜実施例２の効果＞
実施例２によれば、次のような効果が得られる。
(1) 実施例１の効果と同様の効果を発揮することができる。
(2) さらに、冷水ＣＷが流れる冷水管８０を高温水循環処理の循環路に含むことで、ウォータサーバの清浄機能の向上が図れる。
(3) 冷水管８０に対する滅菌手段を別途設ける必要がなく、部品数の軽減が図れる。

＜高温水循環動作２＞
図１０は、実施例３に係る高温水循環動作２の処理手順の一例を示している。
実施例１、２の高温水循環動作２では、ポンプ１８の動作制御としてマルチタイマー１１６を利用した配管タイマーの計時処理を行い、配管タイマーのタイムアップによりポンプ１８を停止させる処理を行っている。これに対しこの実施例３では、マルチタイマー１１６を利用して高温維持タイマーのタイムアップのみを計時する場合を示している。
この処理手順では、図１０に示すように、制御基板１００は、高温水循環動作モードに移行すると、冷水タンク５０側の冷却機能を停止させる（Ｓ３１）とともに、温水タンク５２側の温水管理機能を継続させる（Ｓ３２）。制御基板１００は、３方弁２０を還流管９８、１３０側に切替え（Ｓ３３）、バイパス弁６２を開状態として冷水タンク５０と温水タンク５２間の循環動作を開始させる（Ｓ３４）。

高温循環動作１の状態監視として、冷水タンク５０内の温度が清浄化温度Ｔである、８５〔℃〕以上になるまで待機する（Ｓ３５のＮＯ）。検出温度が８５〔℃〕に達すると（Ｓ３５のＹＥＳ）、高温水循環動作２である配管高温化処理に移行する。すなわち制御基板１００は、ポンプ１８の駆動を開始し（Ｓ３６）、マルチタイマー１１６を動作させ、高温維持タイマーをスタートさせる（Ｓ３７）。
制御基板１００は、マルチタイマー１１６の計時により高温維持タイマーがタイムアップするまで待機し（Ｓ３８のＮＯ）、タイムアップすると（Ｓ３８のＹＥＳ）、ポンプ１８の駆動を停止させるとともにバイパス弁６２を閉止させる（Ｓ３９）。そして、高温水循環動作の終了処理として、３方弁２０を給水側に切替え（Ｓ４０）、給水動作である通常状態に移行する（Ｓ４１）。

＜実施例３の効果＞
斯かる構成によれば、次のような効果が得られる。
(1) 実施例１、２の効果と同様の効果を発揮することができる。
(2) 高温水循環処理において高温水の循環を維持するので、清浄化の対象である給水管４４や還流管９８、１３０内の温度が低下するのを防止できる。
(3) 清浄化対象の管路内に温度センサを設けなくとも、冷水タンク５０内の高温水の温度を監視することで、清浄化温度Ｔの高温水ｈＨＷで満たされているか否かを監視でき、清浄化処理の信頼性を高めることができる。

〔他の実施の形態〕
以上説明した実施の形態について、その特徴事項や変形例を以下に列挙する。
(1) 高温水循環動作の制御処理として、給水管４４側に温度センサを設置して温度管理してもよい。この温度管理では、たとえば清浄化の設定条件とした清浄化温度Ｔで所定時間ｔを維持するため、多段階のしきい値を設定し、そのしきい値に応じてポンプ制御やヒータ制御を行ってもよい。
(2) 高温維持タイマーの計時処理についてポンプ動作開始からスタートしているが、給水管４４の温度が所定温度ｔになった時に計時をスタートしてもよい。また、給水管４４内部の温度が清浄化温度Ｔ未満となったときには、計時を中断し、清浄化温度Ｔに達したときに再スタートしてもよい。さらに、清浄化温度Ｔの条件に達しない温度まで低下した場合には、計時をリセットして清浄化処理をやり直す処理や、清浄化が適切に行えなかったことの記録処理および報知機能を備えてもよい。
(3) ウォータサーバ３０は、たとえば温水タンク５２の底部側に排水管路を備えてもよい。この排水管路は、たとえばメンテナンス時の排水または通常運転時の不要水を排出する手段の一例であって、管路上に排水弁を備えている。この排水弁は、たとえば制御基板１００と電気的に接続されており、高温水循環動作の完了時に制御基板１００からの開閉指示によって動作させてもよい。

(4) 上記実施例１、２、３では、ウォータサーバの第１のタンクを冷水タンク５０とし、第２のタンクを温水タンク５２とする場合を示したがこれに限らない。上部側に第１のタンクとして温水タンク５２を配置し、下部側に第２のタンクとして冷水タンク５０を備えてもよい。
(5) 高温水循環動作では、ヒータ７２やポンプ１８を連続運転させる場合を示したがこれに限らない。制御基板１００は、たとえば温度センサ６８、７４の検出温度に基づいて、高温水ｈＨＷの温度が所定の清浄化温度Ｔに達している場合に、ヒータ７２やポンプ１８のいずれかまたは両方を所定時間毎に間欠運転させてもよい。そして、制御基板１００は、高温水ｈＨＷの温度が低下した場合には、所定時間または高温水ｈＨＷが所定温度に達するまでヒータ７２やポンプ１８のいずれかまたは両方を動作させるように制御してもよい。
(6) 上記実施の形態および実施例では、還流管１２、９８と給水管１０、４４側とを遮断し、または切替える手段として３方弁２０を利用する場合を示したがこれに限らない。斯かる切替えおよび遮断手段として、複数の２方弁、開閉弁、電磁弁などを利用してもよい。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

本発明のウォータサーバは、第１のタンクと第２のタンク間で熱対流による高温水循環をした後に、給水管路側の循環路に対してポンプによる高温水循環を行うことで、高温水循環動作における省エネ化や騒音・振動を抑えることができるなど、有用である。

２、３０ ウォータサーバ
４、３２ 給水タンク
６ 第１のタンク
８ 第２のタンク
１０、４４ 給水管
１２、９８、１３０ 還流管
１４、５８ 通水管
１６、６０ バイパス管
１８ ポンプ
２０ ３方弁
２２ 制御部
３４ 外装ケース
３６ 給水容器
３８ 給水口
４０ 逆止弁
４２ 管路
５０ 冷水タンク
５２ 温水タンク
５４ 仕切り板
５６ 開口部
６２ バイパス弁
６４ 蒸発器
６６ 冷却装置
６８、７４ 温度センサ
７０ 水位センサ
７２ ヒータ
８０ 冷水管
８２ 給水口
８４ 冷水電磁弁
９０ 温水管
９２ 給水口
９４ 温水電磁弁
１００ 制御基板
１０２ 操作パネル
１０４ 冷水スイッチ
１０６ 温水スイッチ
１０８ ロック解除スイッチ
１１０ 流水センサ
１１２ プロセッサ
１１４ メモリ部
１１６ マルチタイマー
１１８ Ｉ／Ｏ
１２０ 省エネスイッチ
１２１ 繰返し設定ランプ
１２２ 省エネ中ランプ
１２３ 温水ランプ
１２４ 高温ランプ
１２５ ロック解除ランプ
１２６ 冷水ランプ
１２７ 弱冷ランプ
１２８ 高温循環ランプ

Claims (6)

1. 温水または冷水を提供するウォータサーバであって、
   給水タンクと、
   前記給水タンクよりも高い位置に配置され、前記給水タンクから給水される第１のタンクと、
   前記第１のタンクよりも下方に配置され、通水管を通じて前記第１のタンクから給水される第２のタンクと、
   前記第１のタンクまたは前記第２のタンクに溜めた水を加熱する加熱手段と、
   ポンプを備え、前記給水タンクから前記第１のタンクに水を流す給水管と、
   前記通水管と並列に設置され、弁の開閉により前記第１のタンクと前記第２のタンクの間を通水させるバイパス管と、
   前記給水管を含む循環路を形成する還流路と、
   高温水循環処理の開始により前記バイパス管を開いて前記第１のタンクと前記第２のタンクとで第１の循環路を形成して、前記バイパス管を通じて前記加熱手段で所定温度に加熱した高温水を前記第１のタンクと前記第２のタンクの間で循環させ、前記高温水循環処理の実行時に高温水が流入する前記第１のタンクまたは前記第２のタンクの水温が所定温度に達したことを契機に前記ポンプを駆動させて、前記還流路から前記給水管に高温水を流入させ、前記還流路、前記給水管、前記第１のタンクおよび前記第２のタンクとからなる第２の循環路に高温水を循環させる制御部と、
   を備えたことを特徴とするウォータサーバ。
2. 前記還流路は、一端が前記第２のタンクに接続され、他端が３方弁を介して前記給水管に接続され、
   前記制御部は、前記高温水循環処理の開始時または前記第１のタンクと前記第２のタンクの間で熱対流により高温水を循環させた後に、前記３方弁を切替えて、前記給水管と前記還流路を接続状態にす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. 温水または冷水を提供するウォータサーバであって、
   給水タンクと、
   前記給水タンクよりも高い位置に配置され、前記給水タンクから給水される第１のタンクと、
   前記第１のタンクよりも下方に配置され、通水管を通じて前記第１のタンクから給水される第２のタンクと、
   前記第１のタンクまたは前記第２のタンクに溜めた水を加熱する加熱手段と、
   ポンプを備え、前記給水タンクから前記第１のタンクに水を流す給水管と、
   前記通水管と並列に設置され、弁の開閉により前記第１のタンクと前記第２のタンクの間を通水させるバイパス管と、
   前記第１のタンクに溜めた温水または冷水を外部に流す給水管路と、
   一端が該給水管路に接続され、他端が３方弁を介して前記給水管に接続され、前記給水管を含む循環路を形成する還流路と、
   高温水循環処理の開始時または前記バイパス管を通じて前記加熱手段で所定温度に加熱した高温水を前記第１のタンクと前記第２のタンクの間で熱対流により循環させた後に、前記３方弁を切替えて前記給水管と前記還流路を接続状態にして、前記ポンプを駆動させて前記還流路から前記給水管に高温水を流す制御部と、
   を備えたことを特徴とするウォータサーバ。
4. 前記高温水循環処理の実行時に高温水が流入する前記第１のタンクまたは前記第２のタンクの水温を検出する温度検出手段を備え、
   前記制御部は、該温度検出手段の検出温度が所定温度に達したことを契機に前記ポンプを駆動させて、高温水を前記還流路から前記給水管に流入させることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかの請求項に記載のウォータサーバ。
5. さらに経過時間を計時するタイマーを備え、
   前記制御部は、所定時間毎に前記ポンプの駆動をＯＮ／ＯＦＦさせることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかの請求項に記載のウォータサーバ。
6. 前記制御部は、前記ポンプの駆動開始後、所定温度以上の高温水が所定時間以上、前記循環路内に流れることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかの請求項に記載のウォータサーバ。

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