JP7403871B2 - 給水装置、給水方法、および給水プログラム - Google Patents

Description

本発明は、温水や冷水を給水するウォータサーバであって、給水温度の調整技術に関する。

ミネラルウォータを所定温度に管理して貯め、利用者の要求に応じて給水するウォータサーバがある。冷水や温水が出るウォータサーバは、事業所や店舗などに限らず一般家庭にも普及している。

このようなウォータサーバに関し、飲料水を加熱する温水タンクと、飲料水を冷却する冷水タンクを備え、温水と冷水を給水可能なウォータサーバであって、温水タンクと冷水タンクとを管路で接続し、温水タンク内の温水を冷水タンク内に充填させることで冷水タンクの殺菌処理を行うものがある。（例えば、特許文献１）。

特開２０１４－２０１３２２号公報

ところで、ウォータサーバでは、設定温度として、たとえば温水側を８０～８９〔℃〕に設定し、冷水側を６～１２〔℃〕に設定している。このようにウォータサーバでは、高温の湯と低温の水とを給水することで、広い範囲の要求温度への対応を可能にしている。またウォータサーバは、高温側と低温側のそれぞれについて数℃程度の温度調整が可能なものがある。

しかし、一般家庭等でもウォータサーバを利用するなど、ユーザの範囲の広がりに伴って、ウォータサーバの用途も広がっている。高温の湯または低温の冷水が供給されれば用途に応じて利用することはできるが、たとえばお茶を淹れる場合や、薬を服用する場合、乳幼児用のミルクを作る場合には給湯温度が高すぎる。このような用途には、所謂ぬるま湯程度の温度が求められる。また冷水側でも同じように、低温過ぎる水では利用し難い場合がある。

所望の温度の湯や水を得るために、利用者がカップなどの容器に温水と冷水とをそれぞれ給水して混合させる場合、要求する温度に成るように給水流量を調整するのは困難である。また、ウォータサーバから供給された温水に水道水等を混合させたのでは、清浄なミネラルウォータの価値を損ねることになるという課題がある。

特許文献１には、斯かる課題について開示や示唆はなく、開示された構成でこのような課題を解決することができない。

そこで、斯かる課題に鑑み、本願発明の目的は、所望の温度の湯または水を供給可能な給水装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の給水装置の一側面によれば、給水時、操作入力により給水の設定温度を高温側に指示して、操作前よりも高い設定温度の冷水および温水の混合温水または前記温水を選択する第１の温度スイッチと、操作入力により設定温度を低温側に指示して、操作前よりも低い設定温度の前記混合温水または前記冷水を選択する第２の温度スイッチと、前記混合温水の出水温度を表す出水温度表示部とを含む操作パネルと、弁体の位置に応じて前記冷水か、前記温水か、または前記混合温水かが選択され、前記冷水か、前記温水か、または前記混合温水かの何れかを出水させるミキシングバルブと、前記操作パネルから前記操作入力を受け、前記ミキシングバルブの前記弁体を冷水か、温水か、または、前記混合温水の設定温度の位置に制御する制御部とを含む。

この給水装置において、さらに、給水時、前記制御部により開状態に制御されて給水口から前記冷水か、前記温水か、または前記混合温水かの何れかを給水する電磁弁を含んでもよい。

この給水装置において、さらに、前記ミキシングバルブは、弁筐体に、前記冷水を受ける冷水管と、前記温水を受ける温水管と、前記冷水か、前記温水か、または前記混合温水かの何れかを出水させる排出管とを備え、該弁筐体に位置が変更されて前記冷水か、前記温水か、または前記混合温水の設定温度を選択する前記弁体を含んでもよい。

この給水装置において、さらに、給水時に選択された前記冷水か、前記温水か、または前記混合温水かの何れかを出水させる単一の給水部を含んでもよい。

上記目的を達成するため、本発明の給水方法の一側面によれば、操作パネルが、第１の温度スイッチの操作入力を受けて、給水の設定温度を高温側に指示して、操作前よりも高い設定温度の冷水および温水の混合温水または前記温水を選択する工程と、前記操作パネルが、第２の温度スイッチの操作入力を受けて、設定温度を低温側に指示して、操作前よりも低い設定温度の前記混合温水または前記冷水を選択する工程と、前記操作パネルの出水温度表示部に前記混合温水の出水温度を表す工程と、制御部が前記操作パネルの前記操作入力に応じてミキシングバルブの弁体の位置を制御し、該弁体の位置に応じて前記冷水か、前記温水か、または前記混合温水かの何れかを給水する工程とを含む。

この給水方法において、さらに、給水時、前記制御部が電磁弁を開状態に制御し、給水口から前記冷水か、前記温水かまたは前記混合温水かの何れかを給水する工程を含んでもよい。

上記目的を達成するため、本発明の給水プログラムの一側面によれば、コンピュータによって実行する給水プログラムであって、操作パネルの第１の温度スイッチからの操作入力を受けて、給水の設定温度を高温側に指示して、操作前よりも高い設定温度の冷水および温水の混合温水または前記温水を選択する機能と、前記操作パネルの第２の温度スイッチからの操作入力を受けて、設定温度を低温側に指示して、操作前よりも低い設定温度の前記混合温水または前記冷水を選択する機能と、前記操作パネルの出水温度表示部に前記混合温水の出水温度を表す機能と、ミキシングバルブの弁体の位置に応じて前記冷水か、前記温水か、または前記混合温水かの何れかを選択する機能と、前記操作入力を受け、前記ミキシングバルブの前記弁体の位置を制御する機能とを前記コンピュータによって実行させる。

この給水プログラムにおいて、さらに、給水時、電磁弁を開状態に制御し、給水口から前記冷水か、前記温水かまたは前記混合温水かの何れかを給水する機能を前記コンピュータによって実行させてもよい。

本発明によれば、次のいずれかのような効果が得られる。

(1) 要求した給水温度に対し、加温指示、減温指示を受けた制御部によって給水温度を制御することで、混合水の温度制御が可能である。

(2) 加温指示および減温指示に基づく設定温度で出水することができる。

(3) 加温スイッチまたは減温スイッチの操作で混合水の設定温度に対する温度調整処理の迅速化を図れる。

(4) 加温スイッチと減温スイッチの操作により混合手段の開度比率を制御して、所望の設定温度の混合水により出水が可能である。

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。

第１の実施の形態に係るウォータサーバの構成例を示す図である。 第２の実施の形態に係るウォータサーバの構成例を示す図である。 操作パネルの一例を示す図である。 ウォータサーバの外観構成例を示す図である。 制御装置の一例を示す図である。 給水処理の一例を示すフローチャートである。 第３の実施の形態に係るウォータサーバの構成例を示す図である。 ミキシングバルブの構成例を示す図である。 操作パネルの一例を示す図である。

〔第１の実施の形態〕

図１は、第１の実施の形態に係るウォータサーバの構成例を示している。図１に示す構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。

このウォータサーバ２は本発明の給水装置の一例であり、ミネラルウォータや精製した水などの清浄な水を少なくとも低温および高温に温度管理して貯め、利用者の要求に応じて給水する温水・冷水供給装置である。またこのウォータサーバ２では、温度管理された冷水と温水とをそれぞれ所定の割合で混合させ、利用者が要求する温度で給水させる機能を備える。

このような機能を実現するウォータサーバ２は、たとえば冷水ＣＷを貯める冷水タンク４、温水ＨＷを貯める温水タンク６、冷水タンク４を冷却する冷却手段８、温水タンクを加熱する加熱手段１０、冷水ＣＷと温水ＨＷとを所定の割合で混合する混合手段１２、混合手段１２の混合割合を制御する制御装置２０を備える。また、ウォータサーバ２は、冷水タンク４から混合手段１２に冷水ＣＷを流す給水管路１４と、温水タンク６から混合手段１２に温水ＨＷを流す給水管路１６、外部に給水する給水口１８を備える。

冷水タンク４は、内部の水を冷却手段８によって生成した冷水ＣＷを貯留する手段の一例である。冷却手段８は、低温側の設定温度に基づいて冷水タンク４内の冷水ＣＷの温度を維持させる。また温水タンク６は、内部の水を加熱手段１０によって生成した温水ＨＷを貯留する手段の一例である。加熱手段１０は、高温側の設定温度に基づいて温水タンク６内の温水ＨＷの温度を維持させる。冷水タンク４および温水タンク６は、それぞれ図示しない給水手段に接続されており、給水要求によって消費された分の水が供給される。

混合手段１２は、冷水タンク４内の冷水ＣＷと温水タンク６内の温水ＨＷとを所定の割合で取り込み、混合することで、要求された温度の混合水ＭＷを生成する手段の一例である。この混合手段１２は、たとえば冷水タンク４から取り込む冷水ＣＷの流量と温水タンク６から取り込む温水ＨＷの流量の割合を調整する流量調整手段や、取り込んだ冷水ＣＷと温水ＨＷとを混合させる混合部を備える。またこの混合手段１２は、たとえば冷水ＣＷと温水ＨＷとを混合して混合水ＭＷを生成するほか、冷水ＣＷまたは温水ＨＷのみを取り込んで流してもよい。

給水口１８は、混合手段１２に接続されており、混合手段１２を通じて供給される混合水ＭＷや、混合処理されていない冷水ＣＷや温水ＨＷを外部に給水する手段の一例である。この給水口１８は、たとえば単一で構成されてもよく、または温水ＨＷ、冷水ＣＷ、混合水ＭＷとでそれぞれ独立した構成としてもよい。

制御装置２０は、ウォータサーバ２の運転制御を行う制御機能の一例であり、たとえば利用者が設定した要求温度に対し、混合手段１２の混合割合の調整機能を備える。また制御装置２０は、たとえば冷却手段８や加熱手段１０に接続され、水の冷却処理や加熱処理を実行させるほか、冷水タンク４や温水タンク６内の温度管理処理を行ってもよい。

＜第１の実施の形態の効果＞

斯かる構成によれば、次のような効果が得られる。

(1) 利用者が設定した給水温度に対し、混合手段１２に対して冷水タンク４側からの給水量と温水タンク６側からの給水量を制御装置２０の指示によって制御することで、混合した湯水の温度制御が可能となる。

(2) 温度差の大きい湯水を混合させることで、混合水の温度制御において、温水または冷水の流量を少なくできるので、冷水ＣＷまたは温水ＨＷの無駄を減らすことができる。

(3) 混合させる湯水の温度差が大きく、混合による温度変化が大きいので、設定温度に対する温度調整処理の迅速化が図れる。

(4) ウォータサーバ内のミネラルウォータを利用して給水温度を調整するので、供給する水の清浄性が維持される。

〔第２の実施の形態〕

図２は、第２の実施の形態に係るウォータサーバの構成例を示している。

このウォータサーバ３０は、たとえば図２に示すように、本体の上部側に常温の水Ｗを貯留する給水タンク３２が設置されている。また本体内部には、たとえば上段に冷水タンク３４が設置され、下段に温水タンク３６が設置されている。冷水タンク３４には、冷水ＣＷが貯留される。温水タンク３６には、温水ＨＷが貯留される。

給水タンク３２は、ウォータサーバ３０に対する給水手段の一例であり、常温の水Ｗが貯められている。この給水タンク３２は、たとえば樹脂製や硝子製の容器内に水Ｗが充填されたいわゆるガロンボトルタイプの容器が利用されている。給水タンク３２は、給水口３８を下方側に向けてウォータサーバ３０の本体天井側に載置することで、冷水タンク３４の上部側に設置された受水部材４０に給水口３８が接続される。これにより給水タンク３２内の水Ｗが冷水タンク３４内に流出して、給水が行われる。

なお、給水タンク３２は、ガロンボトルタイプのものに限られず、ボール紙等で形成された外装ケースと、この外装ケースの内部に水Ｗを貯めた樹脂等の水容器を備える、所謂バックインボックスタイプを採用してもよい。

冷水タンク３４は、受水部材４０を通じた水Ｗの流入を制御する手段として、弁機構４２を備える。この弁機構４２の開閉により、冷水タンク３４に対して、水Ｗの流入と遮断とが切替えられる。弁機構４２は、たとえば受水部材４０の開口部分に接触し、または離間することで、水Ｗの流入と遮断とを切替える弁体４４と、この弁体４４を載置するとともに一端側が冷水タンク３４や筐体の一部に回動可能に軸支された支持部４６を備える。これにより支持部４６の回動に応じて弁体４４が受水部材４０の開口部分に対して接触または離間する。また支持部４６は、軸支されていない一端側にフロート４８を備える。このフロート４８は、冷水タンク３４内の冷水ＣＷの水面に浮遊する。

この弁機構４２は、フロート４８の浮遊に応じて弁体４４が受水部材４０の開口部分を開閉させる。つまり、弁機構４２は、冷水タンク３４内の水位の増加によってフロート４８が上昇し、その上昇によって支持部４６が支持軸を中心に回動し、弁体４４を上方に変移させる。そして、冷水タンク３４内の冷水ＣＷが所定の水位に達すると、弁体４４が受水部材４０の開口部分に達して接触することでこの開口部分を塞ぎ、給水タンク３２から水Ｗの流入を遮断する。また、給水の要求により冷水タンク３４内の水位が低下すると、それに伴ってフロート４８が下降していく。そうすると、このフロート４８の下降によって支持部４６がフロート４８の上昇時の動作と反対方向に回動することで弁体４４を変移させ、受水部材４０の開口部分から離間させる。これにより開口部分が開放状態となり、受水部材４０を通じて給水タンク３２内の水Ｗが冷水タンク３４内に流入する。

この冷水タンク３４は、たとえば少なくともフロート４８や弁体４４の厚さにより、給水口３８からの給水が遮断されたときに、冷水ＣＷの水面と受水部材４０の開口部との間に空気層ができる。フロート４８および弁機構４２により、冷水タンク３４内の冷水ＣＷと給水タンク３２内の水Ｗを物理的にかつ熱的に接触させないようにしている。

冷水タンク３４には、たとえば冷水タンク３４の内径よりも小さい径の仕切り板５０を備えている。この仕切り板５０は、たとえば冷水タンク３４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っている。つまり仕切り板５０は、タンクの底部側に滞留する設定温度に冷却された冷水ＣＷとタンクの上部側に滞留する設定温度に満たない冷水ＣＷや給水された水Ｗとの接触量を抑えることで、貯留する冷水ＣＷの温度変化を小さくしている。また、仕切り板５０は、たとえば中心側に所定の径の開口部５２が形成されおり、この開口部５２を通じて温水タンク３６に繋がる給水管５４に接続されている。給水管５４は、冷水タンク３４内の水を温水タンク３６側に流す管路の一例であり、仕切り板５０の開口部５２から冷水タンク３４の底部を通過し、温水タンク３６の下層側に開口している。

このウォータサーバ３０では、温水タンク３６への水の補充と、冷水タンク３４への水の補充とが一連の流れで生じる。温水タンク３６は、冷水タンク３４内にある水を取り込んで給水する。つまり、温水タンク３６に対する温水ＨＷの給水を実行すると、温水ＨＷの出湯量に合わせて温水タンク３６内の水位が低下する。温水タンク３６の水位低下に対し、給水管５４を通じて冷水タンク３４内の水が温水タンク３６に流れ込む。この温水タンク３６への給水により冷水タンク３４内の水の水位が変化すると、既述のように弁機構４２が開となり給水タンク３２内の水Ｗが冷水タンク３４に供給される。これにより、給水タンク３２内に水Ｗがある限り、温水タンク３６および冷水タンク３４を満水状態に維持させることができる。

冷水タンク３４には、設定温度としてたとえば６～１２〔℃〕に冷却する蒸発器（evaporator）５６や、冷水ＣＷの温度を監視するための冷水センサ５８が設置されている。蒸発器５６は、たとえば冷水タンク３４の周囲に巻回された管路で構成されており、内部に流れる冷媒によって冷水タンク３４を冷却する。冷水センサ５８は、たとえばサーミスタ温度計で構成されており、この検出データが制御装置９０に取り込まれる。そして、冷水タンク３４は、制御装置９０からの指示に基づいて、冷水ＣＷの温度が設定温度以下になっていない場合、冷水供給制限を行う。

温水タンク３６には、外部周囲にヒータ６０が巻き付けられ、内部の水を加熱している。このヒータ６０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３６には、タンク内の温度を監視する温水センサ６２を備えている。この検出温度は温水温度管理や温水側の温水供給制限などに利用される。

＜給水側の構成＞

冷水タンク３４の底部側には冷水管６４が設置され、冷水タンク３４内の冷水ＣＷが給水口６６側に流される。この冷水管６４は、本開示の第１の給水管路の一例であり、管路途中に冷水の給水を制御する冷水電磁弁６８が設置され、冷水管６４内に流す流量が切替えられる。

温水タンク３６には、たとえば上部側に温水管７０が接続され、給水の要求に応じて、温水タンク３６内の温水ＨＷが給水口７２側に流される。この温水管７０は、本開示の第２の給水管路の一例であり、管路途中に温水の給水を制御する温水電磁弁７４が設置される。

冷水管６４は、たとえば冷水タンク３４と冷水電磁弁６８との間を分岐した冷水分岐管７６を備える。この冷水分岐管７６は、たとえば温水管７０側に向けて形成される。また温水管７０は、たとえば温水タンク３６と温水電磁弁７４との間を分岐した温水分岐管７８を備える。この温水分岐管７８は、たとえば冷水管６４側に向けて形成される。そして冷水分岐管７６と温水分岐管７８は、ミキシングバルブ８０に接続されている。

ミキシングバルブ８０は、冷水分岐管７６から取り込んだ冷水ＣＷと温水分岐管７８から取り込んだ温水ＨＷとを混合する混合手段の一例であり、冷水ＣＷと温水ＨＷとを混合することで、設定温度の混合水ＭＷを生成して供給する機能を備える。ミキシングバルブ８０で生成された混合水ＭＷは、給水管８１を通じて給水口８２側に流される。ミキシングバルブ８０は、たとえば電磁的制御により各開口部に対する開度を制御できる比例弁で形成されている。このミキシングバルブ８０は、たとえば冷水分岐管７６と温水分岐管７８に対する開度が切替え可能となっており、給水口８２側には開状態となっている。給水管８１は、本開示の第３の給水管路の一例であり、ミキシングバルブ８０で混合された混合水ＭＷを給水口８２側に流す。

また、給水管８１には、ミキシングバルブ８０と給水口８２との間に混合水ＭＷの給水を制御する出水電磁弁８４や混合水ＭＷの給水温度を検出する出水温度センサ８６を備える。ミキシングバルブ８０、出水電磁弁８４および出水温度センサ８６は、制御装置９０に接続されている。

なお、ミキシングバルブ８０は、電磁制御による比例弁を利用する場合に限られず、たとえば操作レバーの操作量に基づいて弁の開度状態を機械的に決める機械式の開閉弁を利用してもよい。

ウォータサーバ３０には、弁の開閉制御や冷水タンク３４および温水タンク３６内の温度制御を行う制御装置９０を備える。この制御装置９０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９２を備える。操作パネル９２には、たとえば混合水ＭＷの温度設定手段９３を備えており、この設定温度に基づいてミキシングバルブ８０の開度が決まる。そのほか、ウォータサーバ３０には、蒸発器５６との間で冷媒を流す冷却装置９４が本体底部側に配置される。この冷却装置９４は、たとえばコンプレッサ９６、ドライヤ９８、コンデンサ１００、キャピラリチューブ１０２が冷媒管によって連結される。

図３は、操作パネルの一例を示している。

この操作パネル９２は、たとえば図３に示すように、冷水供給指示を出す冷水スイッチ１１２、温水供給指示を出す温水スイッチ１１４、ミックススイッチ１１６のロックを解除するロック解除スイッチ１１０を備える。また、操作パネル９２は、ミキシングバルブ８０を通じて混合水ＭＷを生成させて給水させるミックススイッチ１１６や、混合水ＭＷの給水温度を高温側に設定する温度「＋」スイッチ１１８と低温側に設定する温度「－」スイッチ１２０、混合水ＭＷの設定温度を表す出水温度表示１２２を備える。

温度「＋」スイッチ１１８および温度「－」スイッチ１２０は、混合水ＭＷの給水温度設定手段の一例であり、給水温度が設定されることでミキシングバルブ８０の開度が設定される。つまり温度「＋」スイッチ１１８を押下することで、給水設定温度が上昇する。この設定に対し、制御装置９０は、ミキシングバルブ８０の開度を温水分岐管７８側に広くし、冷水分岐管７６側を狭くする。これにより、ミキシングバルブ８０は、出水温度設定前よりも多くの温水ＨＷを流入させ、同時に、冷水ＣＷの流入量を低下させるようになる。そして、多くの温水ＨＷの混入により、出水温度が高くなる。また、混合水ＭＷの出水温度を低下させるには、温度「－」スイッチ１２０の押下により、温水ＨＷの流入量を減らし、冷水ＣＷ側の流入量を増やすことで、低温の混合水ＭＷが出水できる。

出水温度表示１２２は、たとえば一列に複数のランプが表示可能であって、その、高温「＋」と低温「－」との間でランプが点灯することで、設定温度のレベルを示している。そして、温度「＋」スイッチ１１８または温度「－」スイッチ１２０の操作によって点灯するランプが変ることで設定温度を報知する。出水温度表示１２２の表示は、たとえば温水側に設定した所定温度Ｔ１と冷水側に設定した所定温度Ｔ２との間の温度を表示ランプの数で分けた温度毎に設定されてもよい。またこの出水温度表示１２２は、設定温度のほか、ミキシングバルブ８０に取り込まれる水の割合情報を示している。つまり、出水温度表示１２２は、「＋」側に表示されれば、ミキシングバルブ８０に取り込まれる温水ＨＷの割合が多くなり、「－」側に表示が多ければ、ミキシングバルブ８０に取り込まれる冷水ＣＷの割合が多くなることを示す。

＜ウォータサーバの外観構成＞

図４は、ウォータサーバの外観構成例を示している。

このウォータサーバ３０には、たとえば図４に示すように、本体部１３０の上部に給水タンク３２を載置する載置部１３２を備えている。給水タンク３２の交換時には、たとえば給水口６６、７２、８２から出水が停止している際に、載置部１３２から給水タンク３２を上方に持上げることで、本体部１３０を分離させることができる。

本体部１３０の前面側には、たとえば筐体の傾斜面に温度表示や給水・給湯操作等を行う操作パネル９２が配置される。この筐体の傾斜面は、たとえば本体部の高さ等に基づいて、利用者が表示内容を視認し易く、かつ操作しやすい角度が設定される。操作パネル９２よりも下方側には給水部が形成され、冷水ＣＷを流す給水口６６、温水ＨＷを流す給水口７２とともに、混合水ＭＷを流す給水口８２が配置される。

＜制御装置の構成例＞

図５は、ウォータサーバの制御装置の構成例を示している。図５に示す構成は一例であり、これに限定されない。

制御装置９０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１４０、メモリ１４２、Ｉ／Ｏ（Input/Output）１４４などを備えている。

プロセッサ１４０は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit ）で構成され、メモリ１４２に記憶されているＯＳ（Operating System）や水の冷却制御、加熱制御、弁開閉制御に関する制御プログラムなどの演算処理が行われる。メモリ１４２は、たとえば制御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）１４６、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶領域であるデータ記憶部１４８、プログラム記憶部１５０を備える。

データ記憶部１４８は、たとえばミキシングバルブ８０の弁開度データベース１５２が記憶されているほか、出水温度センサ８６が検出した混合水ＭＷの出水温度情報を格納すればよい。プログラム記憶部１５０は、ＯＳや給水制御プログラムのほか、たとえば検出した出水温度と出水設定温度とが一致するようにミキシングバルブ８０の開度調整を行うための弁開度調整プログラム１５４等が記憶されている。

Ｉ／Ｏ１４４は、ウォータサーバ３０の各機能部と制御装置９０との間のインターフェースの一例である。制御装置９０は、Ｉ／Ｏ１４４を介して、冷水センサ５８、温水センサ６２、出水温度センサ８６からの検出温度情報が取り込まれるほか、冷水電磁弁６８、温水電磁弁７４、出水電磁弁８４、コンプレッサ９６、ヒータ６０、ミキシングバルブ８０等に対する制御指示を出力する。また制御装置９０は、たとえばＩ／Ｏ１４４を介して操作パネル９２と接続しており、ロック解除スイッチ１１０、冷水スイッチ１１２、温水スイッチ１１４、ミックススイッチ１１６、温度「＋」スイッチ１１８、温度「－」スイッチ１２０に対する操作入力を受けて各処理を実行するとともに、ロック解除表示ランプ１５６、温水表示ランプ１５７、冷水表示ランプ１５８、出水温度表示１２２等に対する動作指示を出力する。

このように制御装置９０からの動作指示によって冷水タンク３４および温水タンク３６に対する温度制御や、ミキシングバルブ８０の開度制御、出水温度制御が実行される。

＜給水処理＞

図６は、ウォータサーバの給水処理の一例を示している。図６に示す処理内容、処理手順は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。

図６に示す処理は、本開示のウォータサーバの給水方法および給水制御プログラムの一例である。この処理では、冷水タンク３４および温水タンク３６の温度管理処理、混合水ＭＷの給水設定温度に対するミキシングバルブ８０の開度設定処理等が含まれる。

各タンクの温度管理処理として、温水タンク３６内の水を所定温度Ｔ１に保温する（ステップＳ１）とともに、冷水タンク３４内の水を所定温度Ｔ２に保温する（ステップＳ２）。この所定温度Ｔ１は、たとえば温水設定温度として、８０～９０〔℃〕または９０～９３〔℃〕に設定する。また、所定温度Ｔ２は、たとえば冷水設定温度として、６～１２〔℃〕または１２～１６〔℃〕に設定する。所定温度Ｔ１、Ｔ２は、たとえば利用者の設定操作により決まり、または季節や月に応じて設定温度を変化させてもよい。

混合水ＭＷの混合温度の設定として、混合温度の設定変更がされているかを判断する（ステップＳ３）。この判断処理では、たとえば温度「＋」スイッチ１１８や温度「－」スイッチ１２０が操作されたか否かを判断すればよい。混合温度の設定が変更された場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、混合水ＭＷの給水中であれば（Ｓ４のＹＥＳ）そのまま給水を継続させ、混合水ＭＷの給水中でなければ（ステップＳ４のＮＯ）、温度設定手段９３に対して設定した温度に応じてミキシングバルブ８０の開度を制御する（ステップＳ５）。ミキシングバルブ８０の開度制御は、たとえば設定温度に対する弁開度を設定した弁開度データベース１５２を利用すればよい。この弁開度の調整により、温水タンク３６から供給される所定温度Ｔ１の温水ＨＷと、冷水タンク３４から供給される所定温度Ｔ２の冷水ＣＷの流量が決まる。

給水処理として、温水利用要求か（ステップＳ６）、または冷水利用要求か（ステップＳ７）を監視する。温水または冷水の利用要求の監視は、たとえば操作パネル９２の冷水スイッチ１１２が押下されたか、または温水スイッチ１１４が押下されたか否かを判断すればよい。

温水利用要求の場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、温水タンク３６内が所定の温水温度、つまり所定温度Ｔ１か否かを判断する（ステップＳ８）。所定温度Ｔ１の場合（ステップＳ８のＹＥＳ）、温水電磁弁７４を開放して（ステップＳ９）、給水口７２から給水させる。

温水利用要求に対して温水タンク３６内の温度が所定温度Ｔ１でない場合（ステップＳ８のＮＯ）、給湯準備が完了していないとして、温水電磁弁７４を閉止状態にして給水を行わない（ステップＳ１０）。

また、冷水利用要求の場合（ステップＳ７のＹＥＳ）、冷水タンク３４内が所定の冷水温度Ｔ２か否かを判断する（ステップＳ１１）。所定温度Ｔ２の場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、冷水電磁弁６８を開放して（ステップＳ１２）、給水口６６から給水させる。また冷水利用要求に対して冷水タンク３４内の温度が所定温度Ｔ２でない場合（ステップＳ１１のＮＯ）、給水準備が完了していないとして、冷水電磁弁６８を閉止状態にして給水を行わない（ステップＳ１０）。

なお、ウォータサーバ３０は、たとえば温水タンク３６や冷水タンク３４内の温度が所定温度Ｔ１またはＴ２に達していない場合であっても、給湯または給水の要求に応じて、給水を行ってもよい。この場合、たとえば設定温度に達していないことを操作パネル９２に表示させてもよい。

混合水ＭＷの給水要求か否かを判断する（Ｓ１３）。ミックススイッチ１１６が押下され、混合水ＭＷの給水要求があれば（Ｓ１３のＹＥＳ）、出水電磁弁８４を開放して（ステップＳ１４）給水口８２から給水させる。このとき制御装置９０は、出水温度センサ８６の検出温度を監視し、設定された混合水設定温度になるようにミキシングバルブ８０の開度調整を行う（Ｓ１５）。

ミキシングバルブ８０の制御には、たとえば弁開度データベース１５２等を利用し、給水前に設定された温度に対して弁の開度を設定する、所謂、フィードフォワード（ＦＦ）制御が採用される。そして、給水を開始すると、設定温度と検出した給水温度とを対比し、この対比によって求めた温度差に基づいて弁開度を調整する所謂、フィードバック（ＦＢ）制御を採用する。弁開度の調整では、たとえば弁開度調整プログラム１５４の実行により、設定温度に対する給水温度の温度差の値を算出するとともに、その温度差が正負いずれに寄っているかを判断する。そして、給水温度が設定温度よりも高い場合、すなわち温度差が正であれば温水タンク３６からの給水量を減らすように弁開度を調整する。また温度差が負であれば、温水タンク３６からの給水量を増やすように弁開度を調整すればよい。弁開度の変更量は、たとえばミキシングバルブ８０の弁体の移動量と流量の変化量とを記憶した弁開度データベース１５２を利用してもよい。斯かる弁開度の調整により、冷水ＣＷと温水ＨＷを取り込む割合が制御される。

混合水ＭＷの給水要求でなければ（Ｓ１３のＮＯ）、全ての電磁弁を閉じて給水要求に対する待機状態とすればよい（ステップＳ１６）。

＜第２の実施の形態の効果＞

斯かる構成によれば、以下のような効果が得られる。

(1) 利用者が設定した給水温度の湯を給水することが可能となる。

(2) 温度差の大きい湯水を混合させることで、混合水の温度制御において、混合水温度を広範囲で設定することができる。

(3) 混合させる湯水の温度差が大きく、混合による温度変化が大きいので、設定温度に対する温度調整処理の迅速化が図れる。

(4) ウォータサーバ内のミネラルウォータを利用して給水温度を調整するので、供給する水の清浄性が維持される。

(5) ウォータサーバ３０の管路内で温水ＨＷと冷水ＣＷとを混合させて、外部に給水させることで、混合時の飛びはねなどを生じさせず、安全性が高められる。

(6) 混合水ＭＷの給水時の温度を監視し、設定温度に対する弁開度を調整することで、利用者の要求した温度で給水することができ、利便性が高められる。

(7) 給水中に混合温度を変更させないことで、給水を受けている利用者が意図しない状態で給水温度が変化することがなく、安全性が高められる。

〔第３の実施の形態〕

図７は、第３の実施の形態に係るウォータサーバの構成例を示している。図７に示す構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。

この実施の形態は、単一の給水口を備えた場合の構成例である。このウォータサーバ１６０は、たとえば図７に示すように、冷水タンク３４に設置された冷水管６４と温水タンク３６に設置された温水管７０とがミキシングバルブ８０に接続される。ミキシングバルブ８０には、冷水管６４と温水管７０から冷水ＣＷ、温水ＨＷのいずれかまたは所定の比率の流量で両方が供給される。また給水処理は、出水電磁弁８４の開閉によって実行される。すなわち、ミキシングバルブ８０と出水電磁弁８４は、設定された開度によって、冷水タンク３４と温水タンク３６に対する給水制御を行う冷水電磁弁６８および温水電磁弁７４として機能するとともに、各タンクからの流量制御手段として機能する。

そしてこのウォータサーバ１６０は、温水ＨＷ、冷水ＣＷまたは混合水ＭＷの給水指示に対し、共通の給水口８２から給水する。

＜ミキシングバルブ８０の構成＞

ミキシングバルブ８０は、たとえば図８に示すように、弁筐体１６２の内部に温水と冷水とを流す混合管路１６４が形成される。この混合管路１６４は、たとえば一端側の側面に冷水管６４が接続されるとともに、管路途中の側面に温水管７０が接続される。すなわち、冷水管６４と温水管７０は、混合管路１６４の管路方向に対して所定の距離Ｌ１の間隔を持って平行に接続されている。また、混合管路１６４の流路終端側が開口され、給水口８２側に混合水ＭＷを流す排出管１６６が接続される。

また混合管路１６４内には、管路内径と同等の外径を有し、内部が中空の作動管１６８を備える。この作動管１６８は弁体の一例であり、混合管路１６４内の流路方向に変位可能に設置されている。また作動管１６８は、その長さＬ２が冷水管６４と温水管７０との設置距離Ｌ１よりも長く、かつ混合管路１６４の長さＬ３よりも短い値で形成される。

ミキシングバルブ８０は、作動管１６８を混合管路１６４内で変位させるアクチュエータ１７０やこのアクチュエータ１７０の駆動手段であるモータ１７２を備える。アクチュエータ１７０は、弁筐体１６２内部に設置され、その端部が作動管１６８の端部に接続されている。アクチュエータ１７０は、たとえば作動管１６８と接触する先端部１７４が水を通水可能な単数または複数の軸状に形成されている。この先端部１７４は、たとえば混合管路１６４と作動管１６８との間の流路上に配置されるため、アクチュエータ１７０によって作動管１６８に対する冷水ＣＷの流入を阻害しない形状および軸径に形成すればよい。アクチュエータ１７０は、モータ１７２の駆動により突出量が設定される。このアクチュエータ１７０の突出量に応じて、混合管路１６４内における作動管１６８の変動位置が決まる。モータ１７２は、制御装置９０からの制御指示によって動作する。制御装置９０は、たとえば作動管１６８の変動位置に対し、モータ１７２の動作量や動作方向を比例制御すればよい。

これにより作動管１６８が混合管路１６４内を移動することで、その配置位置により、冷水管６４と温水管７０に対し、いずれか一方の管路に対して混合管路１６４を閉鎖させることや、両方の管路に対して混合管路１６４を開放する。すなわち作動管１６８は、その移動位置によって冷水ＣＷと温水ＨＷの流入量を決める弁体として機能する。

このような構成により、ミキシングバルブ８０は、たとえば図８のＡに示すように、作動管１６８が混合管路１６４の途中に配置されると、その配置位置により冷水管６４側に対する開口面積Ｖ１と温水管７０に対する開口面積Ｖ２が決まり、それぞれの面積に応じた流量で混合管路１６４に冷水ＣＷと温水ＨＷとが流入する。そして、給水処理では、冷水ＣＷが作動管１６８の内部を通過し、作動管１６８から出たところで温水ＨＷと混合して排出管１６６側に流される。

弁開度データベース１５２には、たとえば温水の所定温度Ｔ１や冷水の所定温度Ｔ２と、作動管１６８の配置位置による開口面積Ｖ１、Ｖ２とから、作動管１６８の配置位置に対する混合水ＭＷの温度が格納されている。これにより、ミキシングバルブ８０の弁開度の設定および調整処理では、作動管１６８の配置位置が調整されればよい。

ミキシングバルブ８０は、温水ＨＷを給水する場合には、たとえば図８のＢに示すように、アクチュエータ１７０を最も縮めた状態とし、作動管１６８によって冷水管６４からの冷水ＣＷを遮断することで、温水管７０を全開状態にすればよい。これにより、温水管７０から流入した温水ＨＷは給水口８２側に流れる。

また、ミキシングバルブ８０は、冷水ＣＷを給水する場合には、たとえば図８のＣに示すように、アクチュエータ１７０を最も伸ばした状態とし、作動管１６８によって温水管７０を遮断することで、冷水管６４を開状態にすればよい。これにより、冷水管６４から流入した冷水ＣＷは作動管１６８を通過して給水口８２側に流れる。

＜操作パネル９２の構成＞

図９は、操作パネルの構成例を示している。

操作パネル９２は、例えば図９に示すように、ロック解除スイッチ１１０と出水スイッチ１９０、温度設定手段９３として、温度「＋」スイッチ１１８と低温側に設定する温度「－」スイッチ１２０、混合水ＭＷの設定温度を表す出水温度表示１２２を備えればよい。これにより冷水ＣＷを給水させるには、温度「－」スイッチ１２０側を操作し、温水ＨＷを給水させるには、温度「＋」スイッチ１１８側を操作すればよい。

＜第３の実施の形態の効果＞

斯かる構成によれば、次のような効果が得られる。

(1) 温水ＨＷと冷水ＣＷを混合させることができ、ウォータサーバが給水できる温度範囲が広がり、利便性が高められる。

(2) 操作パネルの構成がシンプル化でき、給水または給湯スイッチの押し間違いにより、意図しない給水を回避させることができる。

(3) 給水口や電磁弁の設置数を減らすことができ、かつ操作パネルの表示部の数を減らせるので、低コスト化および省エネ化が図れる。

(4) 給水経路をミキシングバルブ側に絞ることで、装置本体内部の管路数を減少させることができるので、装置の小型化が図れる。

(5) 給水経路をミキシングバルブ側に絞ることで、装置本体内部の管路数を減少させることができるので、部品の交換などのメンテナンス性が向上する。

(6) ウォータサーバ内で温水ＨＷまたは冷水ＣＷと水Ｗとを混合させることで、利用者が所望の温度の水または湯を得るまでに外気に晒される時間を少なくでき、湯又は水の清浄性が維持できる。

(7) 外部から水道水などを混入させず、ウォータサーバ内のミネラルウォータ同士を混合させて温度調整ができるので、供給される混合水の清浄性が維持できる。

以上説明した実施形態について、その特徴事項や変形例を以下に列挙する。

(1) 上記実施の形態では、混合水ＭＷを生成する２つのタンクとして、ウォータサーバ３０は、冷水タンク３４と温水タンク３６を利用する場合を示したがこれに限らない。ウォータサーバは、たとえば内部に貯留する水の設定温度を異ならせた複数のタンクを備えればよい。つまりウォータサーバは、冷水タンクまたは温水タンクのいずれかに代えて、もしくは、これらのタンクの他に異なる所定温度Ｔ３のタンクを備えてもよい。ウォータサーバは、たとえば所定温度Ｔ１よりも低い所定温度Ｔ３の中温水ＭＨＷが貯留された他の温水タンクをさらに備え、ミキシングバルブ８０に対して温水タンク３６の温水ＨＷと他の温水タンク内にある中温水ＭＨＷとを混合して給水してもよい。

(2) 上記実施の形態では、ウォータサーバは冷水タンク３４と温水タンク３６の２つのタンクを備え、これらのタンク内の冷水ＣＷと温水ＨＷの２種類を混合させて給水する場合を示したがこれに限らない。ウォータサーバは、設定温度が異なる３以上のタンクを備え、これらのタンク内の水を設定温度になるように混合した混合水ＭＷを給水させてもよい。

(3) 上記実施の形態では、混合水ＭＷの給水温度を検出する出水温度センサ８６の検出温度を監視し、設定された混合水設定温度になるように制御する場合を示したが、出水温度センサ８６を設けず、設定された混合水設定温度に対して弁の開度を設定するのみの構成としてもよい。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、または明細書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ことは勿論であり、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。

本発明は、温度管理された温水ＨＷと冷水ＣＷとを混合させることで、利用者が所望する温度の混合水を供給可能にし、ウォータサーバの利便性の拡大や温水と冷水の混合における安全性の確保および給水の清浄性の維持などを図ることができ、有益である。

２、３０、１６０ ウォータサーバ
４、３４ 冷水タンク
６、３６ 温水タンク
８ 冷却手段
１０ 加熱手段
１２ 混合手段
１４、１６ 給水管路
１８、３８、６６、７２、８２ 給水口
２０ 制御装置
３２ 給水タンク
４０ 受水部材
４２ 弁機構
４４ 弁体
４６ 支持部
４８ フロート
５６ 蒸発器
５８ 冷水センサ
６０ ヒータ
６２ 温水センサ
６４ 冷水管
６８ 冷水電磁弁
７０ 温水管
７４ 温水電磁弁
７６ 冷水分岐管
７８ 温水分岐管
８０ ミキシングバルブ
８４ 出水電磁弁
８６ 出水温度センサ
９０ 制御装置
９２ 操作パネル
９３ 温度設定手段
１１０ ロック解除スイッチ
１１２ 冷水スイッチ
１１４ 温水スイッチ
１１６ ミックススイッチ
１１８ 温度「＋」スイッチ
１２０ 温度「－」スイッチ
１２２ 出水温度表示
１４８ データ記憶部
１５０ プログラム記憶部
１５２ 弁開度データベース
１５４ 弁開度調整プログラム
１６２ 弁筐体
１６４ 混合管路
１６６ 排出管
１６８ 作動管
１７０ アクチュエータ
１７２ モータ
１７４ 先端部
１９０ 出水スイッチ

Claims (8)

1. 給水時、操作入力により給水の設定温度を高温側に指示して、操作前よりも高い設定温度の冷水および温水の混合温水または前記温水を選択する第１の温度スイッチと、操作入力により設定温度を低温側に指示して、操作前よりも低い設定温度の前記混合温水または前記冷水を選択する第２の温度スイッチと、前記混合温水の出水温度を表す出水温度表示部とを含む操作パネルと、
   弁体の位置に応じて前記冷水か、前記温水か、または前記混合温水かが選択され、前記冷水か、前記温水か、または前記混合温水かの何れかを出水させるミキシングバルブと、
   前記操作パネルから前記操作入力を受け、前記ミキシングバルブの前記弁体を冷水か、温水か、または、前記混合温水の設定温度の位置に制御する制御部と、
   を含む、給水装置。
2. さらに、給水時、前記制御部により開状態に制御されて給水口から前記冷水か、前記温水か、または前記混合温水かの何れかを給水する電磁弁を含む、請求項１に記載の給水装置。
3. さらに、前記ミキシングバルブは、弁筐体に、前記冷水を受ける冷水管と、前記温水を受ける温水管と、前記冷水か、前記温水か、または前記混合温水かの何れかを出水させる排出管とを備え、該弁筐体に位置が変更されて前記冷水か、前記温水か、または前記混合温水の設定温度を選択する前記弁体を含む、
   請求項１または請求項２に記載の給水装置。
4. さらに、給水時に選択された前記冷水か、前記温水か、または前記混合温水かの何れかを出水させる単一の給水部を含む、請求項１ないし請求項３の何れかの請求項に記載の給水装置。
5. 操作パネルが、第１の温度スイッチの操作入力を受けて、給水の設定温度を高温側に指示して、操作前よりも高い設定温度の冷水および温水の混合温水または前記温水を選択する工程と、
   前記操作パネルが、第２の温度スイッチの操作入力を受けて、設定温度を低温側に指示して、操作前よりも低い設定温度の前記混合温水または前記冷水を選択する工程と、
   前記操作パネルの出水温度表示部に前記混合温水の出水温度を表す工程と、
   制御部が前記操作パネルの前記操作入力に応じてミキシングバルブの弁体の位置を制御し、該弁体の位置に応じて前記冷水か、前記温水か、または前記混合温水かの何れかを給水する工程と、
   を含む、給水方法。
6. さらに、給水時、前記制御部が電磁弁を開状態に制御し、給水口から前記冷水か、前記温水かまたは前記混合温水かの何れかを給水する工程を含む、請求項５に記載の給水方法。
7. コンピュータによって実行する給水プログラムであって、
   操作パネルの第１の温度スイッチからの操作入力を受けて、給水の設定温度を高温側に指示して、操作前よりも高い設定温度の冷水および温水の混合温水または前記温水を選択する機能と、
   前記操作パネルの第２の温度スイッチからの操作入力を受けて、設定温度を低温側に指示して、操作前よりも低い設定温度の前記混合温水または前記冷水を選択する機能と、
   前記操作パネルの出水温度表示部に前記混合温水の出水温度を表す機能と、
   ミキシングバルブの弁体の位置に応じて前記冷水か、前記温水か、または前記混合温水かの何れかを選択する機能と、
   前記操作入力を受け、前記ミキシングバルブの前記弁体の位置を制御する機能と、
   を前記コンピュータによって実行させるための給水プログラム。
8. さらに、給水時、電磁弁を開状態に制御し、給水口から前記冷水か、前記温水かまたは前記混合温水かの何れかを給水する機能を前記コンピュータによって実行させるための請求項７に記載の給水プログラム。

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