(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を収容する水容器と、
前記水容器に収容される水を、自然流下および吸引の少なくとも一方によって運搬する運搬手段と、
前記運搬手段で運搬される水を冷却する冷却手段を有し、得られる冷水を一時的に貯留する冷水タンクと、
前記運搬手段で運搬される水および前記冷水タンクから供給される水の少なくとも一方を予備的に加熱する予熱タンクと、
前記予熱タンクから供給される予備的に加熱された水（以下、「中温水」と言う）を加熱する加熱手段を有し、得られる温水を一時的に貯留する温水タンクと、
前記予熱タンクから前記温水タンクに中温水を供給する管路と、を備え、
前記予熱タンクは、外気温および前記管路を介して前記温水タンクから伝導する熱によって、水を予備的に加熱する給水機。
【請求項２】
前記予熱タンクは、前記管路を介して前記温水タンクから逆流する温水によって、水を予備的に加熱する請求項１記載の給水機。
【請求項３】
前記予熱タンクは、その外周の一部もしくは全部を覆う保温部材を備える請求項１又は２記載の給水機。
【請求項４】
前記温水タンクは、その外周の上方部のみを覆う保温部材を備える請求項１から３のいずれか記載の給水機。
【請求項５】
前記管路は、前記予熱タンクと前記温水タンクとの圧力差によって、中温水を前記温水タンクに供給する請求項１から４のいずれか記載の給水機。
【請求項６】
前記冷水タンクから冷水を供給する冷水供給手段と、
前記温水タンクから温水を供給する温水供給手段と、を更に有し、
前記温水タンクの温水が減少する場合に、前記予熱タンクは、前記温水タンクに中温水を供給する請求項１から５のいずれか記載の給水機。
【請求項７】
前記冷却手段は、受熱面で前記冷水タンクと熱的に接触するペルチェ素子であって、前記ペルチェ素子は受熱面で得た熱を逆側の面である放熱面に伝導し、
前記放熱面は熱を放散する放熱ファンを備えており、前記放熱ファンから放熱される熱が、前記予熱タンクに伝導される請求項１から６のいずれか記載の給水機。
【請求項８】
前記放熱ファンと前記予熱タンクとは、相互に隙間を有している請求項７記載の給水機。
【請求項９】
前記予熱タンクは、前記予熱タンクの周囲に設けられ、前記放熱ファンからの熱を取り込む外壁を更に備える請求項７又は８記載の給水機。
【請求項１０】
前記外壁は、前記予熱タンクおよび前記温水タンクの双方の周囲に設けられる請求項９記載の給水機。
【請求項１１】
前記放熱面の温度が所定値以上の場合には、前記放熱ファンを回転させ、前記放熱面の温度が所定値未満の場合には、前記放熱ファンの回転を停止させる、放熱ファン制御手段を更に備える請求項７から１０のいずれか記載の給水機。
【請求項１２】
前記予熱タンク、前記温水タンク、前記冷水タンクの少なくとも一つに、水を押し出す空気を供給する空気管を備え、前記放熱ファンの熱は、前記空気管に伝導される請求項７から１１のいずれか記載の給水機。
【請求項１３】
前記加熱手段は、加熱ヒーターであって、前記温水タンクの温度を測定する温度測定部を更に備え、前記温度測定部で測定される温度が第１の所定値未満である場合に前記加熱ヒーターは作動し、第２の所定値以上である場合には加熱ヒーターは停止する請求項１から１２のいずれか記載の給水機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般家庭やオフィスなどで、冷水や温水である飲用水を供給する給水機であって、消費電力を低減した環境負荷の少ない給水機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の健康ブームや水道水の品質劣化に伴い、ミネラルウォーターや天然水を収容した水容器から、温水や冷水を得る給水機、浄水器あるいはウォーターサーバーが家庭やオフィスで利用されている。
【０００３】
このような給水機は、水容器に収容されたミネラルウォーターや天然水を、温水に加熱する温水タンクと冷水に冷却する冷水タンクとのそれぞれに供給し、温水タンクでは加熱ヒーターを用いて加熱して温水を作り、冷水タンクではコンプレッサを用いて冷水を作る。このように得られた温水は、温水用の蛇口やコックが開かれることで給水される。あるいは得られた冷水は、冷水用の蛇口やコックが開かれることで給水される。
【０００４】
使用者は、給水機を設置することで、必要に応じて温水や冷水を簡単に得ることができる。また、温水や冷水は、水容器に収容されているミネラルウォーター、天然水あるいは浄水器より得られる水が加熱されたり冷却されたりして得られるものであるから、水道水と異なり高い品質を有し、雑菌などもほとんど含んでいない。結果として、健康や美容を気遣う使用者にとって、常に高品質の温水や冷水が得られる。
【０００５】
温水と冷水との両方を得る給水機の技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１は、水容器の下部に温水タンクと冷水タンクとを備え、温水タンクと冷水タンクとのそれぞれが水容器からの水を得る構成を示している。
【０００６】
また、給水機の小型化やコンパクト化のために、温水タンクと冷水タンクとを共通化して、加熱と冷却とを切り替える技術（例えば、特許文献２参照）や、水容器からまず冷水タンクに水が供給され、冷水タンクと管路で接続される温水タンクに、冷水タンクから圧力差によって冷水が供給される直列構造の技術（例えば、特許文献３参照）が提案されている。
【０００７】
ところで、給水機やウォーターサーバーは、温水を得るために温水タンクに供給された水を加熱する必要がある。この加熱には、加熱ヒーターやヒーターバンドなどが用いられるが、これらが消費する電力は非常に大きく、加熱手段で消費される電力は、給水機全体で消費される電力の８０％程度にもなることが多い。室温や冷水温度である水を、温水としての適温である９０℃程度にまで上昇させるための熱源を、電気エネルギーから得るための電力が非常に大きいからである。
【０００８】
一方で、環境問題やエコ活動などに基づき、給水機を始めとする電気機器の消費電力削減が求められている。
【０００９】
また、給水機の静音対策として、ペルチェ素子を用いて冷水タンクを冷却して冷水を得る技術も提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平６−４８４８８号公報
【特許文献２】特開２００９−２２０８３６号公報
【特許文献３】特開２００３−７２８９６号公報
【特許文献４】特開２００８−０２５９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示されるような水容器に対して並列に温水タンクと冷水タンクとが接続される場合には、温水タンクに供給されるみずは水容器から供給される水である。水容器に収容されている水は、室温に近い温度を有しており、一般的には２０℃くらいである。これに対して温水としての適温は９０℃くらいであり、２０℃の水を９０℃程度まで加熱する熱量に見合う電力が必要となる。
【００１２】
特に、温水タンクから温水が外に給水されると、温水タンクから減少した水を補うために水容器から温水タンクに２０℃の水が供給される。この結果、給水機は、供給された２０℃の水を９０℃程度に加熱するための電力を消費する問題を有する。
【００１３】
すなわち、特許文献１に開示される給水機は、多くの電力を消費する。
【００１４】
また、特許文献２に開示される給水機は、加熱と冷却とを切り替えるために、冷却されて得られる冷水から温水に加熱する必要があり、加熱において多くの電力を消費する問題を有する。
【００１５】
特許文献３に開示される給水機は、機器のコンパクト化を実現できるが、温水タンクには冷水タンクより水が供給されるため、室温よりも低い温度の水を、温水タンクは温水の温度まで加熱する必要がある。このため、特許文献３に開示される給水機は、加熱において多くの電力を消費する。
【００１６】
特に、給水機においては、加熱によって消費される電力が、全体の消費電力の８０％程度を占めるので、加熱における消費電力が大きいことは、給水機全体での消費電力を大きくする問題がある。
【００１７】
特許文献４に開示される給水機は、ペルチェ素子を用いることで、冷水タンクの冷却における騒音を低減できる。しかしながら、ペルチェ素子から排熱される熱を外部に放散することで、給水機の外部に熱が漏れて使用者への不便を生じさせる問題がある。
【００１８】
以上のように、従来技術においては、消費電力を削減できなかったり、使用者への不便が生じたりする問題があった。
【００１９】
本発明は、上記問題を解決するために、温水タンクの前段に室温よりも高い温度にまで予備的に加熱する予熱タンクを設けることで、温水タンクで温水にするために必要な加熱の電力を低減する給水機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題に鑑み、本発明の給水機は、水を収容する水容器と、水容器に収容される水を、自然流下および吸引の少なくとも一方によって運搬する運搬手段と、運搬手段で運搬される水を冷却する冷却手段を有し、得られる冷水を一時的に貯留する冷水タンクと、運搬手段で運搬される水および冷水タンクから供給される水の少なくとも一方を予備的に加熱する予熱タンクと、予熱タンクから供給される予備的に加熱された水（以下、「中温水」と言う）を加熱する加熱手段を有し、得られる温水を一時的に貯留する温水タンクと、予熱タンクから温水タンクに中温水を供給する管路と、を備え、予熱タンクは、外気温および管路を介して温水タンクから伝導する熱によって、水を予備的に加熱する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の給水機は、予熱タンクで室温と温水との中間程度の温度にまで温められた水（以下、「中温水」という）を加熱して温水にするので、温水までの加熱に必要な電力量が少なくて済む。結果として、本発明の給水機は、消費電力を削減できる。
【００２２】
特に、加熱における消費電力は、給水機全体の商品電力の８０％程度を占めるため、加熱における消費電力が削減されることで、給水機全体の消費電力が大きく削減できる。
【００２３】
また、ペルチェ素子を用いて冷水タンクの水を冷却する場合には、ペルチェ素子から放散される熱を利用して予熱タンクを加熱するので、予熱タンクの加熱効率が向上する。結果として、予熱タンクから温水タンクに供給される中温水の温度が高く、温水タンクで必要となる加熱負担が軽減される。結果として更に加熱における消費電力が削減できる。
【００２４】
また、ペルチェ素子から放散される熱によって、空気管中の空気が殺菌される。
【００２５】
従来技術では捨てられていたペルチェ素子から放散される熱が、予熱タンクの過熱や空気殺菌に用いられることで、給水機の小型化を損なうことなく、効率的なエネルギー循環を有する環境にやさしい給水機が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態１における給水機の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における給水機の側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における給水機の側面図である。
【図４】比較例としての従来技術における給水機の側面図である。
【図５】比較例としての従来技術における給水機の側面図である。
【図６】本発明の実施の形態１における給水機の側面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における給水機の内部構成図である。
【図８】本発明の実施の形態１における給水機の内部構成図である。
【図９】本発明の実施の形態１における給水機の側面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２における給水機の側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２における給水機の側面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２における給水機の側面図である。
【図１３】実施の形態２における給水機の側面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２における給水機の側面図である。
【図１５】本発明の実施の形態３における給水機の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の第１の発明に係る給水機は、水を収容する水容器と、水容器に収容される水を、自然流下および吸引の少なくとも一方によって運搬する運搬手段と、運搬手段で運搬される水を冷却する冷却手段を有し、得られる冷水を一時的に貯留する冷水タンクと、運搬手段で運搬される水および冷水タンクから供給される水の少なくとも一方を予備的に加熱する予熱タンクと、予熱タンクから供給される予備的に加熱された水（以下、「中温水」と言う）を加熱する加熱手段を有し、得られる温水を一時的に貯留する温水タンクと、予熱タンクから温水タンクに中温水を供給する管路と、を備え、予熱タンクは、外気温および管路を介して温水タンクから伝導する熱によって、水を予備的に加熱する。
【００２８】
この構成により、温水タンクにおける加熱に要する消費電力が低減する。これは、温水タンクで加熱する水の温度が、室温や冷水温度よりも高い状態であるからである。
【００２９】
本発明の第２の発明に係る給水機では、第１の発明に加えて、予熱タンクは、管路を介して温水タンクから逆流する温水によって、水を予備的に加熱する。
【００３０】
この構成により、予熱タンクは、温水タンクの温水を利用して予備的に加熱をする。
【００３１】
本発明の第３の発明に係る給水機では、第１又は第２の発明に加えて、予熱タンクは、その外周の一部もしくは全部を覆う保温部材を備える。
【００３２】
この構成により、予熱タンクは、保温部材によって予備的な加熱の効率を向上させる。
【００３３】
本発明の第４の発明に係る給水機では、第１から第３のいずれかの発明に加えて、温水タンクは、その外周の上方部のみを覆う保温部材を備える。
【００３４】
この構成により、温水タンクの保温性が高まり、加熱に要する消費電力が削減できる。
【００３５】
本発明の第５発明に係る給水機では、第１から第４のいずれかの発明に加えて、管路は、予熱タンクと温水タンクとの圧力差によって、中温水を温水タンクに供給する。
【００３６】
この構成により、中温水が予熱タンクから温水タンクに供給される。
【００３７】
本発明の第６の発明に係る給水機では、第１から第５のいずれかの発明に加えて、冷水タンクから冷水を供給する冷水供給手段と、温水タンクから温水を供給する温水供給手段と、を更に有し、温水タンクの温水が減少する場合に、予熱タンクは、温水タンクに中温水を供給する。
【００３８】
この構成により、外部に冷水や温水が供給される。また、温水タンクには、常に予熱された中温水が供給されるので、温水タンクにおける加熱に要する消費電力を削減できる。
【００３９】
本発明の第７の発明に係る給水機では、第１から第６のいずれかの発明に加えて、冷却手段は、受熱面で冷水タンクと熱的に接触するペルチェ素子であって、ペルチェ素子は受熱面で得た熱を逆側の面である放熱面に伝導し、放熱面は熱を放散する放熱ファンを備えており、放熱ファンから放熱される熱が、予熱タンクに伝導される。
【００４０】
この構成により、冷水タンクは、ペルチェ素子によって効率的に冷却される。加えて、冷却の過程で生じる余分な熱は、予熱タンクの加熱に用いられるので熱量の効率的な再利用が可能となる。更には、予熱タンクで加熱されて得られる中温水が温水タンクに供給されるので、温水タンクにおける加熱に必要な消費電力が削減できる。
【００４１】
本発明の第８の発明に係る給水機では、第７の発明に加えて、放熱ファンと予熱タンクとは、相互に隙間を有している。
【００４２】
この構成により、予熱タンクからの熱が冷水タンクに逆流しない。
【００４３】
本発明の第９の発明に係る給水機では、第７又は第８の発明に加えて、予熱タンクは、予熱タンクの周囲に設けられ、放熱ファンからの熱を取り込む外壁を更に備える。
【００４４】
この構成により、予熱タンクでの加熱の効率が向上する。
【００４５】
本発明の第１０の発明に係る給水機では、第９の発明に加えて、外壁は、予熱タンクおよび温水タンクの双方の周囲に設けられる。
【００４６】
この構成により、温水タンクでの加熱に要する消費電力を低減できる。
【００４７】
本発明の第１１の発明に係る給水機では、第７から第１０のいずれかの発明に加えて、放熱面の温度が所定値以上の場合には、放熱ファンを回転させ、放熱面の温度が所定値未満の場合には、放熱ファンの回転を停止させる、放熱ファン制御手段を更に備える。
【００４８】
この構成により、放熱ファンの電力を削減できる。加えて、放熱が必要なときのみに放熱できる。
【００４９】
本発明の第１２の発明に係る給水機では、第７から第１１のいずれかの発明に加えて、予熱タンク、温水タンク、冷水タンクの少なくとも一つに、水を押し出す空気を供給する空気管を備え、放熱ファンの熱は、空気管に伝導される。
【００５０】
この構成により、空気管を通る空気が殺菌される。
【００５１】
本発明の第１３の発明に係る給水機では、第１から第１２のいずれかの発明に加えて、加熱手段は、加熱ヒーターであって、温水タンクの温度を測定する温度測定部を更に備え、温度測定部で測定される温度が第１の所定値未満である場合に加熱ヒーターは作動し、第２の所定値以上である場合には加熱ヒーターは停止する。
【００５２】
この構成により、加熱に要する消費電力を更に削減できる。
【００５３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００５４】
（実施の形態１）
【００５５】
まず、図１、図２を用いて実施の形態１における給水機の全体概要を説明する。
【００５６】
図１、図２は、本発明の実施の形態１における給水機の側面図である。図１、図２共に、給水機１の内部を可視状態として示している。
（全体概要）
【００５７】
給水機１は、水を収容する水容器３と、水容器３に収容される水を運搬する運搬手段と、冷水タンク５と、予熱タンク９と、温水タンク１０と、予熱タンク９から中温水を温水タンク１０に供給する管路１４とを備える。運搬手段は、自然流下および吸引の少なくとも一方によって水容器３の水を運搬するが、図１に示される給水機１では、供給管４が水容器３の水を自然流下によって冷水タンク５と予熱タンク９とに供給する。すなわち、供給管４が運搬手段である。
【００５８】
給水機１全体は、筐体２で形成されている。
【００５９】
冷水タンク５は、水容器３から得られた水を冷却する冷却手段を備えている。冷却手段は、蒸発管６、蒸発管６につながる凝縮器７とコンプレッサ８を備えており、蒸発管６、凝縮記およびコンプレッサ８によって冷水タンク５内部の水を冷却する。冷水タンク５は、冷却されて得られる冷水を一時的に貯留し、冷水供給手段１１から冷水を供給する。
【００６０】
水容器３は、供給管４を介して、冷水タンク５と並列して予熱タンク９に水を供給する。また図３のように、予熱タンク９は、水容器３と直接的ではなく冷水タンク５を経由して水を供給されてもよい。すなわち、予熱タンク９は、運搬手段によって水容器３から供給される水および冷水タンク５から供給される水の少なくとも一方を得る。
【００６１】
予熱タンク９は、得られた水を予備的に加熱し、予備的に加熱された中温水を生成し、一時的に貯留する。中温水は、最終的に温水タンク１０より得られる温水よりは水温が低いが、冷水での温度や室温よりは高い水温を有する。予熱タンク９は、外気温や筐体２の内部に生じている熱を用いて水容器３や冷水タンク５から供給される水を加熱する。また、予熱タンク９と温水タンク１０とは管路１４で接続されているので、温水タンク１０の温水が管路１４を通じて逆流することもありうる。このような逆流によっても予熱タンク９は、一定の温度まで水を加熱できる。結果として、予熱タンク９は、中温水を得る。
【００６２】
あるいは、温水タンク１０の内部を加熱する加熱ヒーター１５から漏れる熱を用いて、予熱タンク９は水を加熱して中温水を得る。例えば、加熱ヒーター１５の一部が予熱タンク９にまで届くように加熱ヒーター１５の形状を形成したり、温水タンク１０の外部を覆う加熱ヒーター１５の熱を伝える伝熱部材が加熱ヒーター１５から予熱タンク９に届いたり、加熱ヒーター１５と予熱タンク９との外周を一緒に覆う外周材を設けたりすることで、予熱タンク９に加熱ヒーター１５の熱が届く。
【００６３】
管路１４は、予熱タンク９の中温水を温水タンク１０に供給する。温水タンク１０は、加熱ヒーター１５のような加熱手段を備えており、温水タンク１０に供給される中温水を温水にする。ここで、温水タンク１０は、外部に温水を供給する温水供給手段１２を備えており、温水供給手段１２から温水が供給されることで温水タンク１０内部の温水が減少すると、予熱タンク９より管路１４を介して中温水が温水タンク１０に供給される。
【００６４】
温水タンク１０は、中温水を加熱して、温水を生成する。この温水は、一般的には９０℃程度であり、温水供給手段１２より得られる温水は、そのままお茶やコーヒーに用いることができる。
【００６５】
このとき、温水タンク１０は、中温水から温水まで加熱すればよいので、室温や冷水から加熱するよりも加熱にかかわる熱量が少ない。この結果、給水機１は、温水を得るための加熱に必要な熱量が少なくて済む。すなわち、給水機１は、加熱に必要な消費電力を低減できる。
【００６６】
（吸引による給水機）
【００６７】
また、給水機１は、図２に示されるように、水容器３が筐体２の底部に備えられ、吸引ポンプ２０のような吸引手段によって、水容器３から冷水タンク５へ水が運搬される構造であっても良い。
【００６８】
自然流下ではなく吸引手段を用いることで、水容器が収縮可能な素材である場合に、吸引に合わせて水容器３が収縮して水容器３内部に空気が入り込まなくなる。水容器３に空気が入り込まないことで、水容器３内部の水に雑菌が混入しないメリットがある。
【００６９】
図２に示される給水機１では、底部に備えられた水容器３から吸引ポンプ２０で水を吸い上げて、冷水タンク５および予熱タンク９に水を運搬する。冷水タンク５は、図１に示される場合と同様に、コンプレッサおよび蒸発管を用いて内部の水を冷却して冷水を得る。なお、図２では、コンプレッサや蒸発管の図示は省略されている。冷水タンク５の先には冷水供給手段１１が接続されており、冷水コックや蛇口が開かれると、冷水タンク５が冷水を供給する。
【００７０】
予熱タンク９も、水容器３から吸引で運搬された水を一時的に貯留する。この貯留において、予熱タンク９は、加熱ヒーター１５から漏れる熱を用いて水を加熱したり、給水機１内部の温度を用いて水を加熱したりして、室温よりは高く温水の温度よりは低い程度の温度を有する中温水を得る。あるいは、温水タンク１０と接続される管路１４を通じて逆流する温水によって予熱タンク９内部の水の温度が上昇して、内部の水は中温水になる。
【００７１】
このように、予熱タンク９は、冷水の温度や室温よりも高いが温水の温度よりは低い温度を有する中温水を生成して、温水タンク１０に供給できるようになる。
【００７２】
管路１４は、予熱タンク９から温水タンク１０へ中温水を供給する。
【００７３】
温水供給手段１２によって、外部に温水が供給されることで、温水タンク１０内部の温水が減少すると温水タンク１０へ管路１４から中温水が供給される。この供給により温水タンク１０内部は水で充填される。温水タンク１０は、その外周を覆う加熱ヒーター１５を備えており、加熱ヒーター１５は温水タンク１０を加熱して内部の中温水を温水にする。
【００７４】
この加熱の際においては、冷水の温度や室温よりも高い温度を有する中温水から温水（９０℃前後である）に加熱するだけであるので、従来の給水機よりも少ない熱量（すなわち消費電力）で、温水を得ることができる。
【００７５】
なお、発明者の実験においては、中温水は５０℃〜６０℃程度であり、室温水の２０℃前後や冷水１０℃前後よりも高く、加熱に必要な温度の差分値が非常に小さくなっており加熱における消費電力が低減することが分かる。
【００７６】
また、図１や図２に示される温水タンク１０には、温度測定部１３が備えられており、温度測定部１３は、温水タンク１０の温度を測定する。温水タンク１０の温度は温水タンク１０内部の温水の温度を示しており、温度測定部１３は、温水の温度を測定できる。
【００７７】
このとき、温水（温水タンク１０）の温度が第１の所定値未満である場合に、加熱ヒーター１５は作動して温水タンク１０を加熱する。加熱しなければ、温水としては不十分な状態になっているからである。一方、温水（温水タンク１０）の温度が第２の所定値以上である場合に、加熱ヒーター１５は、動作を停止させる。温水が十分な温度を有する状態であるので、加熱の必要は少ないからである。このように温度測定部１３の測定結果によって加熱ヒーター１５の作動と停止を制御することで、加熱に必要な消費電力を更に低減できる。
【００７８】
（冷水タンクから予熱タンクに水が供給される給水機）
【００７９】
次に、図３に示されるように、予熱タンク９が冷水タンク５より水を供給される場合について説明する。
【００８０】
図３は、本発明の実施の形態１における給水機の側面図である。
【００８１】
図３は、図１に示される給水機と同様に、筐体２の上部に水容器３が設置され、水容器３からの自然流下で水が運搬される。ただし、図１に示される給水機と異なり、図３の給水機１は、水容器３から冷水タンク５にのみ水が運搬され、予熱タンク９は、冷水タンク５より水を得る。このため、予熱タンク９には、水容器３の水が冷水タンク５を経由して供給されることになる。
【００８２】
予熱タンク９に供給される水は、冷水タンク５を経由するので、室温より低い温度を有している。
【００８３】
予熱タンク９は、図１や図２の場合と同様に、加熱ヒーター１５の一部が予熱タンク９に接触したり、加熱ヒーター１５が生じさせる熱が予熱タンク９に到達したり、筐体２内部の温度によって予熱タンク９が加熱されたり、管路１４を介して温水タンク１０から温水が逆流したりすることで、予熱タンク９は、冷水を加熱して中温水を生成する。予熱タンク９に供給される水は冷水であるが、加熱ヒーター１５から漏れる熱や筐体２内部に籠もっている熱を利用して、予熱タンク９は冷水を加熱するので、冷水の温度より高く通常は室温よりも高い温度を有する中温水を生成できる。
【００８４】
水容器３が冷水タンク５のみに水を供給して、冷水タンク５が予熱タンク９に水を供給する構造である場合には、予熱タンク９に冷水が供給されることになるので、予熱タンク９における加熱負担が大きくなることもある。
【００８５】
しかし、図１に示されるように、水容器３と予熱タンク９とが直接接続される構造であると、予熱タンク９から水容器３に中温水が逆流することもありえるので、水容器３と予熱タンク９とを接続するよりも、図３に示されるように水容器３と冷水タンク５のみが接続され、冷水タンク５が予熱タンク９に水を供給する構造が採用されることも適当である。同様に、従来の給水機においても、水容器から冷水タンクのみに水が供給され、冷水タンクが温水タンクに水を供給する構造が採用されることも多い。
【００８６】
このように、冷水タンク５から予熱タンク９に水が供給される構造の場合でも、予熱タンク９での加熱負担の増加は、冷水タンク５での冷却負担の減少によって相殺されるので、構造上の容易性から、図３に示される給水機１の構造が採用されることもある。
【００８７】
予熱タンク９は、中温水を生成し、中温水を温水タンク１０に供給する。温水タンク１０は、管路１４を介して中温水の供給を受け、中温水を加熱して温水を生成する。得られた温水は温水タンク１０内部に貯留され、温水供給手段１２によって外部に温水が供給される。
【００８８】
このときも図１や図２に示される給水機と同様に、加熱ヒーター１５は、冷水の温度や室温よりも高い程度の温度から温水として必要な９０℃前後の温度まで加熱するだけでよい。この結果、加熱に必要な消費電力が低減する。
【００８９】
ここで、加熱ヒーター１５が、温度測定部で測定された温水タンク１０の温度によって作動や停止を切り替える機能を有することも好適であり、これは図１や図２で示される給水機の場合と同様である。
【００９０】
なお、冷水供給手段１１および温水供給手段１２は、蛇口やコックを備えている。
【００９１】
（従来技術との比較）
【００９２】
次に、従来技術との比較の上で、実施の形態１の給水機の消費電力削減効果を説明する。
【００９３】
図４、図５は、比較例としての従来技術における給水機の側面図である。
【００９４】
図４に示される給水機は、水容器から冷水タンクと温水タンクとの両方に水が供給される構造であり、これに比較される実施の形態１の給水機は図１に示される給水機である。
【００９５】
図５に示される給水機は、水容器から冷水タンクに水が供給され、冷水タンクから温水タンクに水が供給される構造であり、これに比較される実施の形態１の給水機は図３に示される給水機である。
【００９６】
図４に示される給水機１００は、筐体１０２、水容器１０３、冷水タンク１０５、温水タンク１１０を備えており、冷水タンク１０５から冷水を供給する冷水供給手段１１１と、温水タンク１１０から温水を供給する温水供給手段１１２と、を備えている。
【００９７】
水容器１０３から供給管１０４を通じて、冷水タンク１０５および温水タンク１１０に水が供給される。冷水タンク１０５は、水容器１０３から得られた水を冷却する冷却手段を備えている。冷却手段は、蒸発管１０６、蒸発管１０６につながる凝縮器１０７とコンプレッサ１０８を備えている。蒸発管１０６、凝縮器１０７およびコンプレッサ１０８によって冷水タンク１０５内部の水を冷却する。
【００９８】
温水タンク１１０は、加熱手段を備えており、加熱手段は、加熱ヒーター１１５を備えている。加熱ヒーター１１５は、温水タンク１１０の外周を覆っており、電力を受けて発生する熱によって温水タンク１１０を加熱する。この加熱によって温水が生成される。生成された温水は温水供給手段１１２より供給される。
【００９９】
図４に示される従来の給水機１００では、温水タンク１１０には水容器１０３から室温を有する水が供給される。このため、加熱ヒーター１１５は、室温から温水の温度まで加熱する必要がある。このため、加熱における負担が大きく加熱における消費電力が大きい。
【０１００】
一方、図４と比較される図１に示される実施の形態１の給水機１は、予熱タンク９に室温を有する水が供給され、予熱タンク９では、加熱ヒーター１５から漏れる熱や筐体内部での熱によって一定温度まで加熱されている。加えて、温水タンク１０から逆流する温水によっても予熱タンク９が貯留する水は一定温度まで加熱されている。すなわち、予熱タンク９から温水タンク１０に供給される水は、図４の従来技術の場合と異なり室温よりも高い中温水である。このため、加熱ヒーター１５は中温水（室温よりも高い）の温度から温水の温度まで加熱するだけで澄む。
【０１０１】
特に、温水タンク１０に予熱タンク９から水が供給されるのは、温水タンク１０からの温水が温水供給手段１２を介して供給されたときであり、温水タンク１０には常に中温水が供給されることになる。言い換えると、温水タンク１０の温水が減少すると、水容器３からではなく、必ず予熱タンク９を経由して中温水が温水タンク１０に供給される。このため、温水タンク１０における加熱は、中温水の温度（室温より高い）から温水である温度までである。すなわち、温水を得るための温度差が、従来技術の給水機１００よりも小さい。
【０１０２】
このように、図１に示される実施の形態１の給水機は、図４に示される従来技術の給水機１００に比較して、温水を得るための加熱に必要な消費電力を低減できる。
【０１０３】
次に、図５に示される従来技術の給水機と図３に示される実施の形態１における給水機１との比較について説明する。
【０１０４】
図５に示される給水機２００は、水容器１０３から冷水タンク１０５に自然流下で水を供給する。冷水タンク１０５は、給水機１００と同じく冷却手段を備えており、冷水を生成する。冷水タンク１０５と温水タンク１１０とは管路で接続されており、冷水タンク１０５は温水タンク１１０に管路を経由して水を供給する。この供給される水は、冷水タンク１０５からであるので、冷水である。
【０１０５】
温水タンク１１０は、冷水タンク１０５から供給された冷水を加熱して温水を得る。加熱ヒーター１１５を備える加熱手段が温水タンク１１０を加熱して、内部に貯留されている水を温水にする。
【０１０６】
このとき、加熱ヒーター１１５は、冷水から温水までに加熱する必要があるので、その温度差は非常に大きい。このため、加熱ヒーター１１５が消費する電力も大きくなる。
【０１０７】
一方、図５の従来技術の給水機２００と比較される図３に示される実施の形態１における給水機１は、冷水タンク５から予熱タンク９を経由して温水タンク１０に水が供給される。このとき、予熱タンク９において冷水は中温水に加熱されているので、温水タンク１０には冷水よりも温度の高い水が必ず供給される。予熱タンク９は、加熱ヒーター１５から漏れる熱を利用した加熱を行なうので、予熱タンク９内部の冷水は一定の温度まで上昇する。また、予熱タンク９は、筐体２内部に籠もっている温度を利用して冷水を加熱するので、予熱タンク９内部の水は少なくとも室温程度にまでは上昇している。結果として、温水タンク１０に供給される水は少なくとも室温以上となっており、図５に示される従来技術に比較して、温水タンク１０で上昇させなければならない温度差は、従来技術の給水機２００よりも小さい。
【０１０８】
この結果、図３に示される構造を有する給水機１であっても、温水を得るための消費電力を低減できる。
【０１０９】
なお、予熱タンク９は、専用の加熱ヒーターを用いたりするわけではなく、温水タンク１０に用いられる加熱ヒーターから漏れる熱や逆流する温水、あるいは一定期間貯留されることでの自然な温度上昇に基づいて水を加熱するので、予熱タンク９への専用の消費電力は不要である。
【０１１０】
以上のように、実施の形態１の給水機１は、水容器３から冷水タンク５および温水タンク１０に水が供給される構造であっても、水容器３から冷水タンク５に水が供給され、予熱タンク９（温水タンク１０）に冷水タンク５から水が供給される構造であっても、従来技術に比べて温水を得るための加熱に要する消費電力を低減できる。
【０１１１】
次に、各部の詳細について説明する。
【０１１２】
（水容器）
【０１１３】
水容器３の詳細について説明する。
【０１１４】
水容器３は、樹脂、ビニール、金属などの素材で形成されており、所定形状と所定の容量を有する。容量は適宜定められれば良いが、家庭やオフィスでの使用あるいは配達は回収の容易性などから１０リットル〜５０リットル程度の大きさが適当である。また所定形状も適宜定められれば良いが、方形や筒型などが使用や保管の容易性から適当である。
【０１１５】
また、水容器３は変形可能な柔軟性を有していても良い。水容器２が変形可能な柔軟性を有することで、水容器３に収容される水が吸引されて減少するのに合わせて、水容器３は収縮できる。水容器３が、収容する水の減少に合わせて収縮できることで、水容器３に外部から空気が入らず水容器３に収容される水が、空気中の雑菌と接触せずに済む。この結果、水が衛生的に保たれる。
【０１１６】
水容器３が、図１に示されるように給水機１の上部に設置されて自然流下による場合であっても、水容器１の底部に設置されて吸引による場合であっても同様である。
【０１１７】
水容器３がこのような柔軟性を有するために、水容器３の素材としては、柔軟フイルム（ポリプロピレンフイルムやポリエチレンラミネートフイルム等）が用いられ、又、人体に害を及ぼす（例えば環境ホルモンの溶出等）ことがないような素材が用いられる。
【０１１８】
なお、水容器３は、水が収容された状態で家庭やオフィスに配達され、水が無くなったら回収されても良い。このように使用者が水容器に水道水や天然水を自分で詰めることをしないことで、給水機１が供給する水の衛生面や安全性が維持できる。
【０１１９】
また、水容器３が管路に接続される際には、管路の先端に抗菌帯が取り付けられており、管路の先端を水容器３の口に差し込む際にこの抗菌帯が移動する。このような構造を有することで、管路と水容器２とが接続される際に、水容器２の収容している水へ雑菌が混入する可能性が低くなる。
【０１２０】
（運搬手段）
【０１２１】
運搬手段は、水容器３の水を冷水タンク５（場合によっては予熱タンク９）に水を運搬する。このとき、運搬手段は、自然流下および吸引の少なくとも一方の手段によって水を運搬する。
【０１２２】
図１に示されるように、供給管４によって、運搬手段は自然流下を用いた運搬を行なう。あるいは図２に示されるように、吸引ポンプ２０による吸引によって、水容器３から冷水タンク５に水が供給される。
【０１２３】
ここで、吸引ポンプ２０は、冷水タンク５の水位の変位によって、作動したり停止したりしてもよい。例えば、冷水タンク５の内部には水位検知器が備えられ、水位検知器からの検知信号が吸引ポンプ２０に出力される。水位検知器が、冷水タンク５内部の水位が所定未満になったら吸引ポンプ２０は、作動して水容器３から水を吸引する。吸引ポンプ２０の作動によって水容器３から冷水タンク５に水が供給されて、冷水タンク５の水位が上昇する。
【０１２４】
水位検知器（例えばフロート）は、冷水タンク５の水位が所定以上になれば、吸引ポンプ２０に通知して、通知を受けた吸引ポンプ２０は吸引を停止する。吸引ポンプ２０が吸引を停止しなければ、冷水タンク５から冷水が溢れるからである。水位検知器は、吸引ポンプ２０に電気的に接続されることで、水位に関する情報を電気信号として通知する。勿論、水位検知器と吸引ポンプ２０とが無線によって電気信号をやり取りしても良い。
【０１２５】
（冷水タンク）
【０１２６】
冷水タンク５は、水容器３から供給された水を冷却手段によって冷却する。冷却手段は、蒸発管６、蒸発管６につながる凝縮器７とコンプレッサ８を備えており、蒸発管６、凝縮記およびコンプレッサ８によって冷水タンク５内部の水を冷却する。冷水タンク５は、冷却されて得られる冷水を一時的に貯留し、冷水供給手段１１から冷水を供給する。
【０１２７】
冷水供給手段１１は、冷水タンク５の上部から延伸するパイプとこれにつながる蛇口やコックによって冷水を供給しても良いし、冷水タンク５の底面から延伸するパイプとこれにつながる蛇口やコックによって冷水を供給しても良い。
【０１２８】
冷水タンク５においては底面に近い領域の水のほうが、より冷たい冷水となっているので、冷水供給手段１１は、冷水タンク５の底面に近いところから冷水を供給することが好ましい。
【０１２９】
冷水タンク５は、冷却されるため、金属製であることが熱伝導率のよさから好ましい。なお、金属以外でも樹脂、ビニール、陶器などでもよい。
【０１３０】
冷水タンク５内部には殺菌用紫外線ランプが設けられても良い。殺菌用紫外線ランプは、常時点灯でもよいし所定期間のみ点灯しても良い。また、上述の通り吸引ポンプ２０の作動と停止の基準となる水位検知器を備えていても良い。
【０１３１】
冷水タンク５の外周には、一対の磁石が対向状態で取り付けられ、この磁石は、磁場を水の中を通すことで水分子（クラスタ）を活性化させて、水の腐食を防止し、雑菌の繁殖を抑えることもできる。
【０１３２】
冷水タンク５と予熱タンク９とは、並列して水容器３から水を供給されても良いし（図１に示される構成）、冷水タンク５が水容器３から水を供給され、冷水タンク５が予熱タンク９に水を供給してもよい（図３に示される構成）。
【０１３３】
冷水タンク５は、一時的に冷水を貯留し、冷水供給手段１１から冷水が外部に供給されて冷水タンク５が貯留する冷水が減少すると、吸引ポンプ２０による吸引や自然流下によって水容器３から水が供給されて、冷水タンク５には水が充填される。
【０１３４】
（温水タンク）
【０１３５】
温水タンク１０は、予熱タンク９から供給される中温水を加熱して温水を生成する。
【０１３６】
温水タンク１０も冷水タンク５と同様に、金属製であることが熱伝導率のよさから好ましい。なお、金属以外でも樹脂、ビニール、陶器などでもよい。また温水タンク１０内部には殺菌用紫外線ランプが設けられても良い。殺菌用紫外線ランプは、常時点灯でもよいし所定期間のみ点灯しても良い。
【０１３７】
温水タンク１０は、加熱手段を有しており、加熱手段が中温水を加熱して温水を生成する。生成された温水は温水タンク１０で一時的に貯留される。貯留されている温水は、温水供給手段１２より外部に供給される。温水供給手段１２より外部に温水が供給されると、温水タンク１０内部の温水が減少する。温水が減少することで、予熱タンク９から中温水が温水タンク１０に供給される。このとき、温水タンク１０には、中温水が供給されるので、冷水の温度や室温よりも高い温度を有する水が供給される。この中温水が供給されることで、温水タンク１０で必要となる温度上昇の幅は、室温や冷水を基準とする場合よりも小さくなる。
【０１３８】
温水タンク１０は、加熱手段を備えており、加熱手段の例として加熱ヒーター１５が用いられる。
【０１３９】
温水タンク１０と予熱タンク９とは、管路１４で接続されており、管路１４は、予熱タンク９から温水タンク１０へ中温水を供給する。このとき、管路１４は、温水タンク１０の底面に近い位置まで延伸していることが好ましい。例えば、温水タンク１０の底面から１５ｍｍくらいの位置にまで管路１４が延伸していることが好ましい。底面に近い位置にまで延伸することで、温水タンク１０の底面付近の温水（沸騰近くではないが、中温水よりは高い温度を有する温水）が、管路１４を通じて逆流し、予熱タンク９内部の水が加熱されやすくなる。
【０１４０】
加熱ヒーター１５は、温水タンク１０の周囲に設置され、電力に基づいた加熱によって温水タンク１０を加熱する。この加熱ヒーター１５は、電力を消費するが、中温水から温水までの加熱で済むので、必要となる電力は従来技術よりも少ない。加熱ヒーター１５は、温水タンク１０を外部から加熱して温めるので、加熱ヒーター１５は、温水タンク１０の外部にまかれている状態であることが好適である。
【０１４１】
加熱ヒーター１５は、温水タンク１０の外周に取り付けられる加熱バンドであってもよく、加熱バンドは、温水タンク１０の下部に取り付けられることが好適である。温度の高い水は上昇するので、加熱バンドが下部に取り付けられることで、未だ十分に熱くなっていない水を加熱できて効率が良いからである。加えて、加熱バンドが下部に位置することで、温水タンク１０内部での対流を促進でき、効率的に温水を得ることができるからである。また、温水タンク１０は、樹脂、ビニール、陶器、金属など様々な素材で形成されればよいが、加熱バンドによる効率的な加熱のために、熱伝導率の高い金属で形成されるのが好ましい。
【０１４２】
また、温水タンク１０には、温水供給手段１２が給水路を介して接続される。温水供給手段１２は、冷水供給手段１１と同じく、蛇口のようにひねって開閉する構造でもよく、コックのように上下に蓋を開閉する構造でも良い。ここで温水供給手段１２は、温水タンク１０の上面（あるいは上面に近い側面）に接続し、温水タンク１０の内部でより温度の高い温水が、温水供給手段１２から供給されるようにしておくことが好ましい。
【０１４３】
温水タンク１０および加熱ヒーター１５の少なくとも一方に、温度センサーが設けられ、温度センサーからの通知を受けて加熱ヒーター１５の作動と停止が制御されることも好適である。これは、上述の温度測定部１３による制御と同じである。
【０１４４】
温水タンク１０は、中温水を加熱して温水を得るだけで済むので、従来技術よりも加熱における消費電力を低減できる。
【０１４５】
また、温水タンク１０は、その外周の上方部のみを覆う保温部材３０を備えることも好適ある。
【０１４６】
図６は、保温部材を備えた状態を示す。図６は、本発明の実施の形態１における給水機の側面図である。図６に示される給水機１では、温水タンク１０の周囲および予熱タンク９の周囲が、保温部材３０および保温部材３１によって覆われている。
【０１４７】
まず、温水タンク１０の外周を覆う保温部材３０を説明する。
【０１４８】
保温部材３０は、保温性の高い金属繊維や繊維質部材によって形成され、温水タンク１０の外周を覆う。ここで、保温部材３０は、温水タンク１０の上部を中心に取り付けられる。
【０１４９】
保温部材３０が取り付けられることで、温水タンク１０が貯留する温水が保温され、加熱ヒーター１５の負担が低減されて加熱に要する消費電力が低減できる。
（予熱タンク）
【０１５０】
次に、予熱タンク９について説明する。
【０１５１】
予熱タンク９は、水容器３もしくは冷水タンク５より水を供給されて、室温と温水温度との間の温度まで水を加熱する（予熱する）。予熱タンク９は、この加熱（予熱）によって、室温と温水温度との間である（発明者の実験では、５０℃前後である）温度を有する中温水を生成する。中温水は、冷水温度や室温よりも高いが温水温度までではない。
【０１５２】
予熱タンク９は、温水タンク１０のように専用の加熱手段を必要としないので、加熱において余分な電力を消費しない。予熱タンク９は、（１）筐体２内部に籠もっている熱を利用して水を加熱する、（２）加熱ヒーター１５から漏れる熱を利用して水を加熱する（中温水までに加熱できれば良いので、漏れる熱で十分である）、（３）加熱ヒーター１５の一部が予熱タンク９に接触することを利用して加熱する、（４）管路１４（金属製であることが多い）を伝導する熱を利用して加熱する、（５）温水タンク１０から逆流する温水が混じることを利用して加熱する、などの態様によって、冷水や室温水を、中温水に加熱する。これらは、いずれも特別な加熱手段を利用するものではなく、余分な電力を消費しない。
【０１５３】
また、予熱タンク９は、その外周の一部もしくは全部を覆う保温部材３１を備えることも好適である。これは図６に示されている。
【０１５４】
図６に示されるように、温水タンク１０と同様に、保温部材３１が予熱タンク９の外周を覆うことで、予熱タンク９は、余分な電力を消費することなく水の温度を維持したり温めたりできる。結果として、予熱タンク９は、容易に中温水を生成できる。
【０１５５】
温水タンク１０には、冷水タンク５や水容器３から直接的に水が供給されることが無くなり、必ず予熱タンク９を経由して中温水が供給されるので、温水タンク１０が必要とする加熱負担は、従来技術よりもずっと小さくなる。結果として、給水機１は、加熱における消費電力を低減できる。
【０１５６】
また、管路１４は、予熱タンク９と温水タンク１０との圧力差によって中温水を供給してもよい。また、管路１４が物理的に予熱タンク９と温水タンク１０とを接続しており、温水タンク１０内部の温水が減少した場合に、この減少を埋めるように中温水が供給されることでも良い。
【０１５７】
予熱タンク９は、筐体２内部に籠もっている熱、加熱ヒーター１５から漏れる熱、加熱ヒーター１５の一部と接触することで得られる熱、管路１４を通じて伝導する熱、温水タンク１０から伝わる熱、温水タンク１０から管路１４を通じて逆流する温水などの種々の手段によって水を予備的に加熱する。
【０１５８】
（予熱タンクの位置）
【０１５９】
また、予熱タンク９は、温水タンク１０の側面に設置されることで、加熱ヒーター１５から漏れる熱を効率的に受け取って水を予熱することも好適である。
【０１６０】
図７、図８は、本発明の実施の形態１における給水機の内部構成図である。
【０１６１】
図７は、内部構成を側面から見た状態を示しており、図８は、内部構成を上から見た状態を示している。
【０１６２】
図７、図８に示されるように、予熱タンク９が温水タンク１０の側面に設置されることで、温水タンク１０の周囲に設けられる加熱ヒーター１５が予熱タンク９の側面に近づく。この近づく加熱ヒーター１５によって予熱タンク９は加熱されて内部の水が室温や冷水温度よりも高い温度を有する中温水となる。
【０１６３】
図７、８に示される給水機では、水容器３から供給管４を通じて水が冷水タンク５に供給される。冷水タンク５は、蒸発管６などを利用して水を冷却して冷水を生成し、冷水を一時的に貯留する。冷水タンク５から管路４０を通じて、冷水が予熱タンク９に供給される。
【０１６４】
予熱タンク９は、温水タンク１０の側面に位置する。温水タンク１０は、その外部に加熱ヒーター１５を備えている。好適には、加熱ヒーター１５は、温水タンク１０の外周に装着されている。この加熱ヒーター１５は、予熱タンク９とは接触していないとしても、加熱ヒーター１５から漏れる熱は、予熱タンク９に到達する。もちろん、加熱ヒーター１５の一部が予熱タンク９に接触していれば、加熱ヒーター１５の熱が予熱タンク９に到達する。図８の矢印４１に示すような熱伝導によって加熱ヒーター１５の熱が予熱タンク９に到達する。
【０１６５】
この加熱ヒーター１５の熱が予熱タンク９に到達することで、予熱タンク９は、この熱を利用して水を加熱し、中温水を生成できる。
【０１６６】
図８は、この形態を上から見た状態を示す。図８から明らかな通り、予熱タンク９には、加熱ヒーター１５の熱が到達しやすい。加熱ヒーター１５の熱によって予熱タンク９は、中温水を得ることができる。この加熱ヒーター１５は、温水タンク１０における温水までの加熱に用いられるものであるので、予熱タンク９のために余分に設けられたものではない。
【０１６７】
すなわち、予熱タンク９は、温水タンク１０に必要な加熱を流用しているものであって余分な電力を消費しない。
【０１６８】
以上のように、予熱タンク９が温水タンク１０の側面に設置されることで、予熱タンク９での予熱が効率的になる。
【０１６９】
（変形例）
【０１７０】
また、図９に示されるような変形例の構成を有する給水機も選択される。
【０１７１】
図９は、本発明の実施の形態１における給水機の側面図である。
【０１７２】
図９に示される給水機１は、筐体２の上から、冷水タンク５、予熱タンク９、温水タンク１０の順番で配置され、それぞれの間は管路によって水が移動する。
【０１７３】
このような構成を有する給水機１は、全体としてスリムな形状になる。
【０１７４】
その他の点においては、上述の通りである。
【０１７５】
また、冷水タンク５、予熱タンク９および温水タンク１０の少なくとも一つに水を押し出す空気を供給する空気管を備える場合には、この空気管が加熱ヒーター１５からの熱を受け取ることで、空気管内部を通る空気を殺菌できる。
【０１７６】
以上のように、実施の形態１における給水機は、温水タンクに供給される水が必ず中温水にまで加熱された予熱タンクを経由しているので、温水タンクにおける加熱に必要な消費電力を削減できる。結果として、地球環境にもやさしい給水機が実現できる。
【０１７７】
なお、発明者の実験によれば、従来の給水機に比べて８０％以上の消費電力の削減が確認された。
【０１７８】
（実施の形態２）
【０１７９】
次に、実施の形態２について説明する。
【０１８０】
実施の形態２における給水機は、ペルチェ素子を用いて冷水タンクの水を冷却する。ペルチェ素子とは、物体の熱を移動させる。この機能を利用して、ペルチェ素子は物体の有する熱を吸い上げてこの熱を移動させ、結果として物体を冷却する。この冷却機能を冷却機能に用いることで、給水機は、冷水タンクを冷却して冷水を得ることができる。
【０１８１】
図１０は、本発明の実施の形態２における給水機の側面図である。図１０は、給水機５０の内部を可視状態にして表している。
【０１８２】
給水機５０は、筐体２、水容器３、水容器３の水を自然流下および吸引の少なくとも一方によって運搬する運搬手段（図１０では、供給管４が運搬手段の例として表されている）、供給管４で供給される水を冷却する冷却手段によって得られる冷水を一時的に貯留する冷水タンク５、供給管４で供給される水を中温水まで加熱する（予熱する）予熱タンク９、予熱タンク９から中温水を供給する管路１４、中温水を加熱して温水を得る温水タンク１０とを備える。
【０１８３】
冷水タンク５が貯留する冷水を外部に供給する冷水供給手段１１と、温水タンク１０が貯留する温水を外部に供給する温水供給手段１２とを、給水機５０は、更に備える。
【０１８４】
なお、図１０においては、水容器３から冷水タンク５および予熱タンク９の両方に供給管４が接続されて、並列に水が供給されるが、図３に示されるように、水容器３からは冷水タンク５のみに水が供給され、冷水タンク５が予熱タンク９に水を供給する構成であっても良い。
【０１８５】
水容器３、冷水タンク５、温水タンク１０、予熱タンク９については、実施の形態１で説明した通りである。実施の形態２の給水機は、冷却手段として、ペルチェ素子６０を用いる。このペルチェ素子６０の熱移動の機能によって、冷水タンク５から熱を奪って冷水タンク５を冷却する。
【０１８６】
ペルチェ素子６０は、冷水タンク５に熱的に接触するように取り付けられる。ペルチェ素子は、２種類の金属の接合部に電流を流すと、一方の金属から他方の金属に熱が移動する機能を有する半導体素子であり、ペルチェ素子６０を冷水タンク５の外周に取り付けて、ペルチェ素子６０に適当な電流を流すことで、冷水タンク５からの熱がペルチェ素子６０内部を移動する。この熱移動で冷水タンク５から熱が奪われて、内部の水が冷却されて冷水タンク５は、冷水を得る。
【０１８７】
ペルチェ素子６０は、板状の部材であり、一方の面を冷水タンク５に熱的に接触させている。この冷水タンク５側の面からペルチェ素子６０内部を熱が移動して、ペルチェ素子６０の冷水タンク５と逆側の面（放熱面）に熱が到達する。この到達した熱は、外部に放散される必要がある。このため、放熱面には、放熱ファン６１が取り付けられる。
【０１８８】
放熱ファン６１は、ファンを回転させたりヒートシンクを設けたりして、放熱面に伝わった熱を放散する。この結果、冷水タンク５が冷却され続ける。
【０１８９】
放熱ファン６１は、外部に熱が放散されるので、放熱ファン６１と対向する領域には熱が伝導される。実施の形態２の給水機５０は、図１０に示されるとおり、予熱タンク９の外周には、放熱ファン６１からの熱が当てられており、放熱ファン６１から放散される熱が予熱タンク９に伝導される。言い換えれば、冷水タンクから奪われた熱が予熱タンク９に伝導される。放熱ファン６１から放散される熱は、冷水タンク５の冷却によって生じる余分な熱であり、電力を消費した上で生じさせた熱ではない。矢印６２は、放熱ファン６１から予熱タンク９に熱が伝導する状態を示している。
【０１９０】
予熱タンク９は、この冷却によって生じる余分な熱（本来は捨てるだけの熱）によって、内部に貯留する水を加熱できる。このとき、放熱ファン６１が放散する熱は、ペルチェ素子６０が伝導する程度の熱に過ぎないので、加熱ヒーター１５ほど大きな熱量を持つものではない。この程度の熱によって、予熱タンク９は、温水ほどの温度ではないが、室温や冷水温度よりも高い程度の温度を有する中温水を得ることができる。
【０１９１】
ペルチェ素子６０が、冷却手段として用いられることで、冷水タンク５を冷却して冷水を得るだけでなく、冷却を通じて排出される余分な熱が、予熱タンク９での予備的な加熱に用いられる。無駄の無い効率的な熱量の利用ができる。
【０１９２】
また、放熱ファン６１と予熱タンク９とは、相互に隙間を有していることが好ましい。ペルチェ素子６０は、２種類の金属で形成されており、一方から他方へ熱を伝える。このため、ペルチェ素子６０の一方の面は受熱面として冷水タンク５に接触していることは好ましいが（冷水タンク５の熱を奪うことが目的であるので）、他方の面である放熱面が予熱タンク９と接触していることは好ましくない。ペルチェ素子６０の放熱面が予熱タンク９と接触していると、予熱タンク９の熱がペルチェ素子６０を逆流して冷水タンク５に伝導する可能性があるからである。このため、放熱面や放熱ファン６１と予熱タンク９とは隙間を有していることが好適である。
【０１９３】
予熱タンク９で加熱されて得られる中温水は、管路１４を介して温水タンク１０に供給される。温水タンク１０は、中温水を温水に加熱するための加熱手段である加熱ヒーター１５を備えている。加熱ヒーター１５は、温水タンク１０の外周に取り付けられており、加熱ヒーター１５が温水タンク１０に熱量を与えることで、温水タンク１０を加熱して温水を得る。
【０１９４】
このとき、加熱ヒーター１５は、室温や冷水温度よりも高い温度を有する中温水を加熱して温水を生成すればよいので、加熱に必要な熱量（消費電力）は少なくて済む。これは実施の形態１で説明したのと同様である。中温水は、発明者の実験では５０℃前後であり、温水は９０℃前後であって、その差分は４０℃程度である。これは、２０℃程度の室温や１０℃前後の冷水を基準とするよりも、差分が小さい。結果として、温水までに加熱するのに必要な消費電力は小さくなる。
【０１９５】
温水供給手段１２から温水が外部に供給されると温水タンク１０の温水が減少する。この減少を埋めるように予熱タンク９から中温水が温水タンク１０に供給される。温水タンク１０は、再び供給される中温水を加熱するだけでよいので、加熱における消費電力も少なくて済む。
【０１９６】
以上のように、図１０に示される給水機５０は、冷水を得るための冷却手段にペルチェ素子６０を用い、このペルチェ素子６０から排出される余分な熱を利用して予熱タンク９内部の水を加熱して、中温水を得る。この中温水が、加熱手段で加熱されて温水タンク１０で温水にされる。この構成によって、無駄の無い熱設計に基づいた給水機５０が実現されると共に、加熱における消費電力が大きく削減できる。
【０１９７】
（変形例）
【０１９８】
また、図１１に示されるように、予熱タンク９は、放熱ファン６１から伝導される熱を取り込みやすい外壁７０を更に備えることも好適である。図１１は、本発明の実施の形態２における給水機の側面図である。
【０１９９】
外壁７０は、放熱ファン６１からの熱を受ける部分に開口部を有し、それ以外の部分においては予熱タンク９を覆っている。このような構造を有することで、外壁７０は、放熱ファン６１からの熱を外壁７０の内部に取り込みつつ、外壁内部に熱を蓄積させる。この蓄積された熱によって、予熱タンク９は、放熱ファン６１からの熱を効率的に利用して内部の水を加熱できる。この加熱によって、中温水を得ることができる。
【０２００】
放熱ファン６１からの熱が、外壁７０によって不要な場所に逃れることなく、必要とする予熱タンク９のみに集まることで、予熱タンクでの加熱効率が向上し、中温水の温度が高まって、温水タンク１０の加熱ヒーター１５の消費電力を更に低減できる。
【０２０１】
外壁７０は、放熱ファン６１からの熱を受ける部分に開口部を備えつつ、予熱タンク９と他の部材（例えば温水タンク１０）と接続する部分においても開口部を有している。
【０２０２】
また、図１２に示されるように、外壁７０は、予熱タンク９と温水タンク１０の双方を覆うように設けられても良い。図１２は、本発明の実施の形態２における給水機の側面図である。
【０２０３】
図１２に示される給水機５０は、外壁７０が、予熱タンク９と温水タンク１０との双方を覆っている。外壁７０は、放熱ファン６１からの熱が伝わる領域において開口部を有しており、この開口部から外壁７０の内部に熱を取り込む。この取り込まれた熱によって外壁内部が加熱される。外壁７０によって周囲を囲まれていることで、内部に熱を蓄積できる。
【０２０４】
この結果、放熱ファン６１が放散する熱を外壁７０内部に効率的に取り込むことができ、予熱タンク９は、この放熱ファン６１からの熱によって内部の水を加熱して中温水を生成できる。加えて、外壁７０が、温水タンク１０までを覆っているので、外壁７０内部に蓄積される熱は温水タンク１０をも温める。結果として、加熱ヒーター１５が要する消費電力を更に低減できる。
【０２０５】
加えて、予熱タンク９と温水タンク１０が外壁７０で覆われることで、加熱ヒーター１５から外壁７０内部に伝わる熱が、予熱タンク９に伝導する。この伝導された熱によって、予熱タンク９も加熱され、中温水の温度が更に高くなる。高い温度を有する中温水が温水タンク１０に供給されることで、加熱ヒーター１５が要する消費電力が更に低減できる。
【０２０６】
更に、図１３に示されるように、放熱ファン６１の回転を制御する機能を備えても良い。
【０２０７】
図１３は、実施の形態２における給水機の側面図である。給水機５０は、放熱ファン６１の回転を制御する制御手段８０を更に備えている。制御手段８０は、放熱ファン６１に接続されており、ペルチェ素子６０の放熱面の温度が所定値以上の場合には、放熱ファン６１を回転させ、所定値未満の場合には、放熱ファン６１の回転を停止させる。
【０２０８】
放熱ファン６１は、ペルチェ素子６０の放熱面の温度が上がりすぎる場合に、熱を放散することでペルチェ素子６０の冷却効果を高めるためであり、加えて放熱ファン６１からの熱を予熱タンク９に伝導させるために回転する。
【０２０９】
このとき、放熱面の温度が所定値以上であれば、ペルチェ素子６０の冷却効果の向上と予熱タンク９への熱伝導とを考慮して放熱ファン６１を回転させることが好ましい。放熱ファン６１が回転することで、ペルチェ素子６０からの熱が放散されると共に熱が予熱タンク９に伝導するからである。
【０２１０】
一方、放熱面の温度が所定値未満（この所定値は、回転させる基準の所定値と同じでも低い温度でもよい）である場合には、ペルチェ素子６０の冷却効果は十分である上、放熱ファン６１からの風によって予熱タンク９が却って冷却されることもありうる。
【０２１１】
このため、所定値未満の場合には、放熱ファン６１の回転を停止させる。
【０２１２】
このように、放熱ファン６１の回転を制御する制御手段８０が備わっていることにより、ペルチェ素子６０の冷却機能の向上や、予熱タンク９への熱伝導が効率化できる。
【０２１３】
以上のように、実施の形態２の給水機は、ペルチェ素子を用いて冷水タンクの冷却と、ペルチェ素子から伝わる熱を利用した予熱タンクの加熱（予熱）とを両立させ、余分な電力などを用いることなく、加熱における消費電力を低減できる。特に、ペルチェ素子を利用することで、給水機を小型化できる。
【０２１４】
なお、図１４に示されるとおり、底部に設置された水容器３から吸引ポンプ２０によって吸引された水が、冷水タンク５に供給される構造でも良い。図１４は、本発明の実施の形態２における給水機の側面図である。
（実施の形態３）
【０２１５】
次に、実施の形態３について説明する。
【０２１６】
実施の形態３の給水機は、予熱タンク、冷水タンク、温水タンクの少なくとも一つに水を押し出すための空気を供給する空気管を、放熱ファンからの熱によって殺菌する。
【０２１７】
図１５は、本発明の実施の形態３における給水機の側面図である。
【０２１８】
給水機９０は、底部に水容器３を設置しており、吸引ポンプ２０で水容器３の水を吸引して冷水タンク５に水を運搬する。冷水タンク５は、管路９２を通じて水を予熱タンク９に供給する。予熱タンク９は、水を中温水まで加熱して、この中温水を温水タンク１０に供給する。温水タンク１０は、加熱ヒーター１５を備えており、加熱ヒーター１５は温水タンクを加熱して温水を生成する。
【０２１９】
冷水供給手段１１は、冷水タンク５から冷水を外部に供給し、温水供給手段１２は、温水タンク１０から温水を外部に供給する。
【０２２０】
ここで、冷水タンク５は、吸引によって供給される水を貯留する。加えて冷水タンク５は、この貯留した水を予熱タンク９に供給する必要がある。
【０２２１】
このため、冷水タンク５には、水を押し出すために空気が供給される。空気管９１は、外部から空気を取り込んで冷水タンク５に空気を供給する。冷水タンク５、予熱タンク９および温水タンク１０は、外周が密封されているので、冷水タンク５から予熱タンク９にかけては、空気圧力が掛からなければ水を供給しにくい。このため、空気管９１は、冷水タンク５に挿入されており空気を内部に供給する。この空気管９１からの空気によって冷水タンク５の水が押し出されて、冷水タンク５から予熱タンク９に水が移動する。
【０２２２】
このように、空気管９１からの空気供給を受けて冷水タンク５から予熱タンク９への水の供給が行なわれる。一方で、外部から取り込まれた空気が冷水タンク５内部に入り込むので、空気に含まれる雑菌の混入が心配される。実施の形態３の給水機９０は、空気管９１を放熱ファン６１およびペルチェ素子６０の放熱面の少なくとも一方と熱的に接触する。言い換えると、空気管９１は、放熱ファン６１やペルチェ素子６０の放熱面からの熱を受ける。この熱によって、空気管９１の内部を通る空気は殺菌される。ペルチェ素子６０は、冷水タンク５を冷却するために設置されるものであり、その過程において熱を発生させるだけである。空気管９１の殺菌は、この発生する熱を有効利用するだけであり、この熱は実施の形態２で説明されたように予熱タンク９の加熱にも用いられる。
【０２２３】
すなわち、冷水タンク５を冷却する過程で生まれた余分な熱は、予熱タンク９での加熱にも用いられると共に空気管９１の殺菌にも用いられる。
【０２２４】
予熱タンク９の水が、放熱ファン６１からの熱（すなわちペルチェ素子６０から生じる熱）によって加熱されて中温水となることで、温水タンク１０での加熱に要する消費電力を低減できる。
【０２２５】
図１５では示されていないが、空気管９１は、加熱ヒーター１５と熱的に接触することで内部を通る空気を殺菌しても良い。また、殺菌フィルタや紫外線による殺菌作用などと併せて用いられることも好適である。
【０２２６】
以上、実施の形態３における給水機９０は、冷却の過程で生じる熱を有効利用して冷水タンク５に取り込まれる空気を殺菌できる。結果として、消費電力を低減できるだけでなく、飲用水を衛生的に保つことができる。
【０２２７】
なお、実施の形態１〜３で説明された給水機は、本発明の趣旨を説明する一例であり、将来の技術進歩に伴って、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。
【符号の説明】
【０２２８】
１    給水機
２    筐体
３    水容器
４    供給管
５    冷水タンク
６    蒸発管
７    凝縮器
８    コンプレッサ
１０    温水タンク
１１    冷水供給手段
１２    温水供給手段
１４    管路
１５    加熱ヒーター
２０    吸引ポンプ
６０    ペルチェ素子
６１    放熱ファン
７０    外壁
９１    空気管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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