(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中に飲料水を入れて、底部に給水栓を有する柔軟性の飲料水バッグを少なくとも備えた水収納容器を格納する容器格納部と、
前記飲料水バッグ中の飲料水を冷却する電子冷却ユニットを備えて、
前記電子冷却ユニットで冷却生成された前記飲料水バッグ中の冷水を取り出すことのできるウォーターサーバーにおいて、
前記電子冷却ユニットが、一方の端部に前記給水栓を挿通する切欠部を有する板状の容器受け部と、その容器受け部の前記切欠部とは反対側の端部上に設けられた前記容器受け部よりも肉厚の突出部を有する熱導電性の良好な金属からなる冷却熱導体を有し、
前記突出部の付近に電子冷却素子が取り付けられて、
前記冷却熱導体はウォーターサーバー本体内で前記切欠部を有する側が低くなるように傾斜して設置され、
その冷却熱導体の上に前記水収納容器を装着して、前記給水栓を容器受け部の切欠部に挿通するとともに、前記肉厚の突出部を前記飲料水バッグの底部と接触させて、前記冷却熱導体の傾斜と前記突出部により、前記飲料水バッグの底部に溜りを形成したことを特徴とするウォーターサーバー。
【請求項２】
請求項１に記載のウォーターサーバーにおいて、
前記水収納容器が、前記飲料水バッグと、その飲料水バッグの外周を覆う断熱性の外ケースからなり、
前記外ケースの底部を切除してその開口部分から前記給水栓を取り出すとともに、外ケースの底部の他の開口部分から前記飲料水バッグの一部が露出した状態で、当該水収納容器を前記冷却熱導体の上に装着して、前記給水栓を容器受け部の切欠部に挿通するとともに、前記突出部を外ケースの開口部分から挿入して露出した前記飲料水バッグの底部と接触させることを特徴とするウォーターサーバー。
【請求項３】
請求項１に記載のウォーターサーバーにおいて、
前記冷却熱導体の上に装着する水収納容器が前記飲料水バッグ単体からなり、
その飲料水バッグの底部を、前記容器受け部から前記突出部にかけて接触させることを特徴とするウォーターサーバー。
【請求項４】
請求項１に記載のウォーターサーバーにおいて、
前記冷却熱導体の上に装着された前記水収納容器の給水栓に接続する３方取水管と、
ヒーターを有する熱タンクと、
途中に第１の２方電磁弁を有し、前記３方取水管の一方の出口と前記熱タンクを接続する給水配管と、
出口側に冷水取水コックを接続した冷水取水電磁弁を有し、前記３方取水管の他方の出口に接続された冷水配管と、
出口側に熱水取水コックを接続した熱水取水電磁弁を有し、前記熱タンクに接続された熱水配管と、
その熱水配管の途中に設けられたポンプと、
途中に第２の２方電磁弁を有し、前記冷水取水電磁弁と熱水取水電磁弁を接続する連絡管を備え、
除菌時に前記ポンプを駆動して、前記熱タンク中の熱水を汲み上げて、その熱水を前記熱水配管、熱水取水電磁弁、連絡管、第２の２方電磁弁、冷水取水電磁弁、冷水配管、３方取水管、給水配管ならびに第１の２方電磁弁の順に通して前記熱タンクに戻すようにして、前記熱水を循環させる構成になっていることを特徴とするウォーターサーバー。
【請求項５】
請求項１に記載のウォーターサーバーにおいて、
前記冷却熱導体の表面温度あるいは前記冷却熱導体の近傍の水温を検出する温度センサーと、
その温度センサーからの検出信号に基づいて、前記電子冷却ユニットへ供給する電力を通常運転モードの１次電力からその１次電力よりも少ない２次電力に切り替える制御部を備え、
その制御部に設定されている前記１次電力を前記電子冷却ユニットに供給して前記飲料水の冷却を行い、
前記温度センサーからの検出信号が前記飲料水の凍結を予測する基準値よりも下がると、
前記制御部によって、前記電子冷却ユニットへ供給する電力を前記１次電力から２次電力に切り替えて前記飲料水の冷却を続行する構成になっていることを特徴とするウォーターサーバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、飲料水を供給する冷水サーバーあるいは冷水・熱水サーバーなどのウォーターサーバーに係り、特に電子冷却素子（ペルチェ素子）の冷却機能を利用して少なくとも冷水を供給するウォーターサーバーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  飲料水への雑菌の侵入、繁殖を阻止するために、天然水（ミネラルウォーター）などの飲料水を柔軟性材料からなる飲料水バッグに封入して、これをダンボール箱などの外ケースに入れたバッグインボックス（Ｂａｇ  ｉｎ  Ｂｏｘ：ＢＩＢ）が使用されている。【０００３】  この柔軟性を有する飲料水バッグは、内部の飲料水の取水に合わせて飲料水バッグが収縮するため、外気が飲料水バッグ内に入らず、従って外部からの雑菌の侵入が阻止できるという特長を有している。
前記ＢＩＢを使用したウォーターサーバーに関して種々の提案がなされている。【０００４】（従来技術１）
特開２００３−２０６０００号公報（特許文献１）には、柔軟性を有する飲料水バッグをダンボール箱などの外ケースから取り出して、ウォーターサーバーの冷却板の上に前記飲料水バッグを載置し、飲料水バッグの給水栓を前方下方に位置させて、冷却板で飲料水バッグ中の飲料水を直接冷却して、飲料水バッグから冷却水を取水するウォーターサーバーが記載されている。【０００５】（従来技術２）
特開２００８−３７４４５号公報（特許文献２）には、冷水生成用と熱水生成用とを並設したウォーターサーバーが記載されている。
そして冷水生成用のウォーターサーバーは、正面奥側に冷却のための突起部を設けた正面ドア開閉式の冷水用容器内に、前記冷却突起部が入り込むための穴を開けたバッグインボックスを押し込み、飲料水バッグを冷却突起部に接触させて、飲料水バッグ中の飲料水を冷却し、生成した冷水を正面の冷水取水口のレバー開閉で取水する構成になっている。【０００６】  一方、熱水生成用のウォーターサーバーは、冷水用とは別のバッグインボックスを使用し、同じように正面ドア開閉式の熱水用容器内にバッグインボックスを設置し、正面ドア部に固定した給水口を下部に設置してある熱水タンクに手作業で接続して給水し、沸かした熱水を正面の熱水取水口のレバー開閉で取水する構成になっている。【０００７】  図１３は、前記特許文献３に記載されているウォーターサーバーの構成図である。このウォーターサーバーは、本体１００と、その上に装着されるカバー部材１０１とから主に構成されている。
本体１００の上部中央には、熱伝導性の良い金属材料からなりドーム状をしたエバポレーター・チャンバー１０２が断熱材１０３を介してベースプレート１０４上に設置されている。【０００８】  エバポレーター・チャンバー１０２の内側中央部にはノズル１０５が設置され、このノズル１０５からエバポレーター・チャンバー１０２の内側中央部に向けて冷媒ガス１０６が噴射され、エバポレーター・チャンバー１０２の表面が例えば−２０℃程度に冷却される。【０００９】  前記ベースプレート１０４上には、バッグインボックス１０７が載置されている。このバッグインボックス１０７は、飲料水１０８を封入した柔軟性材料からなる飲料水バッグ１０９と、飲料水バッグ１０９の周囲を覆った外ケース１１０から構成されている。【００１０】  図に示すように外ケース１１０の底部は取り除かれて開口部が形成され、その開口部からドーム状のエバポレーター・チャンバー１０２がバッグインボックス１０７内に入り込み、飲料水バッグ１０９と接触している。
そして前記エバポレーター・チャンバー１０２によりバッグインボックス１０７内の飲料水１０８を直接冷却して冷水１１６を生成し、冷水１１６は取水部１１１を通してコップ１１２に取り出される仕組みになっている。
図中の１１３は冷媒ガス１０６の回収部、１１４は冷媒ガス圧縮機、１１５は蓄圧器である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２０６０００号公報
【特許文献２】特開２００８−３７４４５号公報
【特許文献３】特開２００８−５６３２５号公報
【特許文献４】特開２００９−２７５９３３号公報
【特許文献５】特開２００８−１５６００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】  前記従来技術１に係るウォーターサーバーでは、飲料水バッグを入れるバック収納室が断熱されておらず、飲料水バッグも断熱効果のあるダンボール箱から出してバック収納室に入れるため、飲料水バッグの冷却効率が悪く、長時間保冷するときの電力消費量が多くて、ランニングコストが高い。【００１３】  またこのウォーターサーバーは冷水のみの生成しかできず、冷水と熱水が供給できるウォーターサーバーにするためには、冷水生成用の飲料水バッグと熱水生成用の飲料水バッグを別々に用意する必要があり、配管なども必要となるため、衛生の完全維持が難しくなる。【００１４】  前記従来技術２に係るウォーターサーバーでは、冷水生成用のウォーターサーバーと熱水生成用のウォーターサーバーが別々になっており、冷水と熱水が欲しいというニーズに対しては２台のウォーターサーバーが必要であるため、設置スペースやコストの問題がある。また、床置きなどの背の高い装置に対応する場合、転倒し易い恐れがある。【００１５】  また、冷却部が正面奥側の冷却突起物のみであり、取水によりバッグインボックス内の水位が冷却突起物より低くなった場合、水の冷却効率が極端に下がる。またこれに加えて全体の断熱に対して考慮されておらず、保冷性能が低いため、消費電力が嵩む。【００１６】  さらに熱水を得るためには、熱水用容器内に設置したバッグインボックスと熱水タンクとを外部接続して、熱水タンクに水を溜める訳であるが、前記外部接続の際に配管を手で触るため、衛生管理上好ましくない。【００１７】  前記従来技術３に係るウォーターサーバーの場合も、バッグインボックス全体の断熱に関しては考慮されておらず、冷却効率が悪く、長時間保冷するときの電力消費量が多くて、ランニングコストが高い。
またこのバッグインボックスは冷水のみの生成しかできず、冷水と熱水が供給できるウォーターサーバーにするためには、熱水生成用に別のバッグインボックスを用意する必要がある。【００１８】  前記従来技術４に係るウォーターサーバーの場合、バッグインボックスの他に冷水タンクと熱水タンクを設けているため、全体的に大型化し、大きな設置スペースが必要であり、構造が複雑で、重量が重く、製造コストが高い。【００１９】  また冷水タンク内を加熱除菌する際に、先ず冷水タンク内の冷水を排出し、熱水タンクで生成した熱水を冷水タンク内に充満してタンク内全体の加熱除菌を行ない、除菌後には冷水タンク内の処理済み熱水を排出して、新しい飲料水を冷水タンク内に充満する必要があり、除菌が終了するまでに長時間（例えば５〜６時間程度）かかり、しかも消費電力も嵩むという問題がある。【００２０】  このように従来技術においては、冷水が速く取水できるという点に注力されているが、効率の良い保冷に関しては殆ど考慮されておらず、従って消費電力のロスが大きく、ランニングコストが高い。【００２１】  また、冷水のみの取水には簡便な構成となっているが、冷水と熱水の両方を取水する場合、冷水の取水系統を熱水で除菌・クリーニングする場合などについては十分な対策がなされていないという課題がある。【００２２】  前記図１３に示すウォーターサーバーはバッグインボックス１０７内の水の一部を−２０℃の冷媒ガス１０６を用いて短時間に冷却して冷水を得ることを目的としている。そのため前述のように、−２０℃の冷媒ガス１０６を流すエバポレーター・チャンバー１０２により、バッグインボックス１０７内の飲料水１０８を直接冷却することで、短時間で冷水１１６にしている。【００２３】  前記ノズル１０５の内部に温度センサーを設置して冷媒ガス１０６の温度を検出し、冷媒ガス圧縮機１１４の駆動制御により水温を５〜１０℃に温度制御している。エバポレーター・チャンバー１０２の高さ以下の水域が早く冷却される範囲となっており、実施例によればその水域の水量は５００〜１０００ＣＣとなっている。【００２４】  ところでこのウォーターサーバーでは、従来のコンプレッサー式ウォーターサーバー以上に、制御温度が−２０℃という極低温で、水の凍結を簡単に生じさせる温度領域となっている。また一般の圧縮機冷凍機の制御はＯＮ／ＯＦＦで温度制御を行うために温度制御の精度が悪く、温度幅が大きくなり、シャープな温度制御ができない。【００２５】  また、水温の直接計測も行なっていないため、さらに凍結を起こし易い条件となっている。さらに、断熱を確実に行なうと飲料水が凍結してしまうため、バッグインボックス１０７を簡単なカバーで覆っている程度である。生成した冷水が一部凍結すると、希望している温度よりも低い冷水１１６となるばかりでなく、取水系統が詰まって取水がスムーズに行なわれない。【００２６】  このようなことから、凍結を起こさずにバッグインボックス１０７内の全体の飲料水１０８を冷水にすることは難しい。また全体を冷水温度にしても、内部で−２０℃の冷媒ガス１０６を循環しているため、周囲を断熱することができず、そのために保冷効率が非常に悪い。【００２７】  本発明���目的は、ウォーターサーバーを起動して冷水が早いうちに取水でき、それに引き続いて飲料水を入れた飲料水バッグ全体の水温も比較的早く下げることが可能で、しかも消費電力の低減が図れるウォーターサーバーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】  前記目的を達成するため、本発明は、中に飲料水を入れて、底部に給水栓を有する柔軟性の飲料水バッグを少なくとも備えた水収納容器を格納する容器格納部と、
前記飲料水バッグ中の飲料水を冷却する電子冷却ユニットを備えて、
前記電子冷却ユニットで冷却生成された前記飲料水バッグ中の冷水を取り出すことのできるウォーターサーバーを対象とするものである。【００２９】  そして本発明の第１の手段は、
前記電子冷却ユニットが、一方の端部に前記給水栓を挿通する切欠部を有する板状の容器受け部と、その容器受け部の前記切欠部とは反対側の端部上に設けられた前記容器受け部よりも肉厚の突出部を有する熱導電性の良好な金属からなる冷却熱導体を有し、
前記突出部の付近に電子冷却素子が取り付けられて、
前記冷却熱導体はウォーターサーバー本体内で前記切欠部を有する側が低くなるように傾斜して設置され、
その冷却熱導体の上に前記水収納容器を装着して、前記給水栓を容器受け部の切欠部に挿通するとともに、前記肉厚の突出部を前記飲料水バッグの底部と接触させて、前記冷却熱導体の傾斜と前記突出部により、前記飲料水バッグの底部に溜りを形成したことを特徴とするものである。【００３０】  本発明の第２の手段は前記第１の手段において、
前記水収納容器が、前記飲料水バッグと、その飲料水バッグの外周を覆う断熱性の外ケースからなり、
前記外ケースの底部を切除してその開口部分から前記給水栓を取り出すとともに、外ケースの底部の他の開口部分から前記飲料水バッグの一部が露出した状態で、当該水収納容器を前記冷却熱導体の上に装着して、前記給水栓を容器受け部の切欠部に挿通するとともに、前記突出部を外ケースの開口部分から挿入して露出した前記飲料水バッグの底部と接触させることを特徴とするものである。【００３１】  本発明の第３の手段は前記第１の手段において、
前記冷却熱導体の上に装着する水収納容器が前記飲料水バッグ単体からなり、
その飲料水バッグの底部を、前記容器受け部から前記突出部にかけて接触させることを特徴とするである。【００３２】  本発明の第４の手段は前記第１の手段において、
前記冷却熱導体の上に装着された前記水収納容器の給水栓に接続する３方取水管と、
ヒーターを有する熱水タンクと、
途中に第１の２方電磁弁を有し、前記３方取水管の一方の出口と前記熱水タンクを接続する給水配管と、
出口側に冷水取水コックを接続した冷水取水電磁弁を有し、前記３方取水管の他方の出口に接続された冷水配管と、
出口側に熱水取水コックを接続した熱水取水電磁弁を有し、前記熱水タンクに接続された熱水配管と、
その熱水配管の途中に設けられたポンプと、
途中に第２の２方電磁弁を有し、前記冷水取水電磁弁と熱水取水電磁弁を接続する連絡管を備え、
除菌時に前記ポンプを駆動して、前記熱水タンク中の熱水を汲み上げて、その熱水を前記熱水配管、熱水取水電磁弁、連絡管、第２の２方電磁弁、冷水取水電磁弁、冷水配管、３方取水管、給水配管ならびに第１の２方電磁弁の順に通して前記熱水タンクに戻すようにして、前記熱水を循環させる構成になっていることを特徴とするものである。【００３５】  本発明の第４の手段は前記第１の手段において、
前記冷却熱導体の表面温度あるいは前記冷却熱導体の近傍の水温を検出する温度センサーと、
その温度センサーからの検出信号に基づいて、前記電子冷却ユニットへ供給する電力を通常運転モードの１次電力からその１次電力よりも少ない２次電力に切り替える制御部を備え、
その制御部に設定されている前記１次電力を前記電子冷却ユニットに供給して前記飲料水の冷却を行い、
前記温度センサーからの検出信号が前記飲料水の凍結を予測する基準値よりも下がると、
前記制御部によって、前記電子冷却ユニットへ供給する電力を前記１次電力から２次電力に切り替えて前記飲料水の冷却を続行する構成になっていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３６】  本発明は前述のような構成になっており、ウォーターサーバーを起動して冷水が早いうちに取水でき、それに引き続いて飲料水を入れた飲料水バッグ全体の水温も比較的早く下げることが可能で、しかも消費電力の低減が図れるウォーターサーバーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例に係るウォーターサーバーの概略構成図である。
【図２】本実施例に用いられる板状冷却熱導体の斜視図である。
【図３】そのウォーターサーバーの要部拡大断面図である。
【図４】本実施例においてウォーターサーバーに装着する前の水収納容器の底面図である。
【図５】そのウォーターサーバーにおいて、冷水あるいは熱水の取水動作を説明するための図である。
【図６】そのウォーターサーバーにおいて、熱水による各部位の除菌・クリーニング動作を説明するための図である。
【図７】本発明の実施例に係るウォーターサーバーで飲料水を冷却した際の各部の温度変化を示す特性図である。
【図８】比較品のウォーターサーバーで飲料水を冷却した際の各部の温度変化を示す特性図である。
【図９】本実施例に係るウォーターサーバーの底面冷却と水収納容器内の各位置の水温変化を示す特性図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係るウォーターサーバーの概略構成図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施例に係るウォーターサーバーの要部拡大断面図である。
【図１２】そのウォーターサーバーに用いる冷却熱導体の斜視図である。
【図１３】従来提案されたウォーターサーバーの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】  次に本発明の実施例を図面とともに説明する。
（ウォーターサーバーの概略構成）
まず、図１を用いて本発明の実施例に係るウォーターサーバーの概略構成について説明する。
【００３９】  本実施例に係るウォーターサーバーは図に示すように、上方が開放した容器装着部１と、その容器装着部１の上部に着脱可能に装着される上カバー部材２とを有し、両者で容器格納部３を構成している。この容器格納部３（容器装着部１、カバー部材２）の外周部には例えば真空断熱などの断熱構造が施されており、容器格納部３の内部に箱型の収納空間部４が形成される。
【００４０】  前記収納空間部４には、バッグインボックス（ＢＩＢ）型の水収納容器５が収納・装着される。この水収納容器５は、フレキシブル性を有する例えばポリエチレンやビニール樹脂等の合成樹脂製の密閉袋からなる飲料水バッグ６と、その飲料水バッグ６の外周を保護する例えばダンボール箱などの外ケース７とから構成されており、飲料水バッグ６の中にはミネラルウォーターなどの飲料水８が充填されている。
【００４１】  この水収納容器５の底部には前記飲料水バッグ６に取り付けられた合成樹脂製の給水栓９が設けられており、この給水栓９は図に示すように外ケース７から外側に取り出せるようになっている。
【００４２】  前記容器装着部１の内側底部には、図２に示すような板状冷却熱導体１０が設置されている。この冷却熱導体１０は例えばアルミニウムや銅などの熱伝導性の良好な金属からなり、板状の容器受け部１１と、その容器受け部１１の上に設けられた上面がフラットで断面形状が台形の対流領域規制突出部１２とを備えている。
【００４３】  本実施例の場合、前記容器受け部１１の板厚ｔは１．５ｍｍ〜５．０ｍｍ、前記対流領域規制突出部１２の高さＨは１０ｍｍ〜２０ｍｍである。また前記容器受け部１１は、水収納容器５の底面積とほぼ等しいかあるいは若干狭い面積を有している。
【００４４】  本実施例では容器受け板状部１１と対流領域規制突出部１２を別部材で構成したが、容器受け板状部１１と対流領域規制突出部１２を連続した一体物で構成することもできる。
【００４５】  図２に示すよう、この冷却熱導体１０の前記対流領域規制突出部１２が設けられている側の端部とは反対側の端部には、前記給水栓９を固定するために一段と低くなった平面形状がほぼＵ字形をした係合段部１３が設けられ、その係合段部１３の底部中央には切欠き状の挿入溝１３ａが形成されている。
【００４６】  この冷却熱導体１０は図３に示すように、前記係合段部１３側が低くなるように傾斜しており、この板状冷却熱導体１０の傾斜角度θ１は１０°以下、好ましくは５°以下に設定されている。
【００４７】  図３に示すように容器受け部１１の係合段部１３の下方には、取水ノズル１４を上方に突出した３方取水管１５が設置されている。給水栓９を外ケース７から外側に取り出した状態で水収納容器５を容器装着部１内に挿入すると、前記取水ノズル１４が給水栓９内に差し込まれて、取水ノズル１４の先端部が水収納容器５の内側に到達する。前記３方取水管１５の周囲も保冷のために、真空断熱などの断熱手段１６が施されている。
【００４８】  前記３方取水管１５の一方の出口側には給水配管１７が接続され、この給水配管１７は途中に第１の２方電磁弁１８を有し、熱水タンク１９に接続されている。熱水タンク１９にはヒーター２０が付設されており、図示していないが熱水タンク１９の外周部にも例えば真空断熱などの断熱手段が施されている。
【００４９】  熱水タンク１９には、途中にポンプ２１を有する熱水配管２２が接続されており、熱水配管２２の先端部は常閉電磁弁からなる熱水取水電磁弁２３を介して熱水取水管２４に接続されている。熱水取水管２４の先端部には、熱水コック２５が設けられている。
【００５０】  本実施例では、熱水取水電磁弁２３と熱水コック２５が熱水取水管２４を介して接続されているが、熱水取水電磁弁２３の出口側に熱水コック２５を直接接続することもできる。
【００５１】  前記３方取水管１５の他方の出口側には冷水配管２６が接続され、冷水配管２６の先端部は常閉電磁弁からなる冷水取水電磁弁２７を介して冷水取水管２８に接続されている。冷水取水管２８の先端部には、冷水コック２９が設けられている。この冷水コック２９と前記熱水コック２５は、ウォーターサーバーの前面に面して配置されている。
【００５２】  本実施例では、冷水取水電磁弁２７と冷水コック２９が冷水取水管２８を介して接続されているが、冷水取水電磁弁２７の出口側に冷水コック２９を直接接続することもできる。
前記熱水取水電磁弁２３と冷水取水電磁弁２７の間は、途中に常閉電磁弁からなる第２の２方電磁弁３０を有する連絡管３１で接続されている。
【００５３】  図に示すように、冷水配管２６、冷水取水電磁弁２７、冷水取水管２８ならびに冷水コック２９からなる冷水供給系統は、水収納容器５よりも下方に設置されている。
【００５４】  前記冷却熱導体１０の対流領域規制突出部１２と対向する下面には電子冷却素子３２がビス止めで密着され、その電子冷却素子３２の下面にはフィン構造を有する放熱熱導体３３が密着され、さらに放熱熱導体３３の下方には放熱ファン３４が配置されている。前記冷却熱導体１０、電子冷却素子３２、放熱熱導体３３ならびに放熱ファン３４で電子冷却ユニット４１が構成されている。
【００５５】  また図１ならびに図３に示すように冷却熱導体１０の一部（本実施例では容器受け部１１の下面）には、冷却熱導体１０の表面温度を検出するための温度センサー４２が取り付けられている。本実施例では温度センサー４２を容器受け部１１の下面に取り付けたが、前記対流領域規制突出部１２の内側に埋め込むこともできる。
【００５６】  前記ヒーター２０、電子冷却素子３２、放熱ファン３４ならびに温度センサー４２などは制御部３５に接続されている。なお、図１中の符号４３は、前記放熱ファン３４から放熱熱導体３３側に向けて延びた送風ガイド部材である。
【００５７】（冷水あるいは熱水の取水動作）
次にこのウォーターサーバーの冷水あるいは熱水の取水動作について図４ならびに図５を用いて説明する。
【００５８】  図４は、本実施例においてウォーターサーバーに装着する前の水収納容器５の底面図である。同図に示すように、外ケース７の底部に相当する側の所定位置（給水栓９がある位置）をミシン目（図示せず）に沿って円形に切除して給水栓９よりも広い第１開口部３６を形成し、外ケース７の内側から給水栓９を引き出すことができる。
【００５９】  また外ケース７の前記対流領域規制突出部１２と対向する位置に設けられているミシン目（図示せず）に沿って四角形に切除することにより、比較的面積の広い第２開口部３７を形成する。前記開口部３６，３７内の斜線は開口部３６，３７から露出した飲料水バッグ６の部分を示している。
【００６０】  本実施例では外ケース７を構成するダンボール素材の継ぎ目部４４が外ケース７の前記開口部３６，３７の間にくる関係上、第１開口部３６と第２開口部３７を離して別々に形成したが、継ぎ目部４４が底部にない外ケース７を使用する場合は、外ケース７の底部に相当する所に大きな開口部を１つ形成して、その開口部から給水栓９を取り出すとともに、飲料水バッグ６の底部の一部を露出することも可能である。
【００６１】  上カバー部材２を開いて、前記開口部３６，３７が形成された面を下側にして水収納容器５を冷却熱導体１０の上に載置すれば、図３に示すように前記給水栓９の内側を取水ノズル１４が貫通して、取水ノズル１４の先端部が水収納容器５の内側底部から若干突出する。また、給水栓９は冷却熱導体１０の係合段部１３（図２参照）によって取り囲まれて固定されている。
【００６２】  さらに、対流領域規制突出部１２が第２開口部３７（図４参照）から挿入されて、図３に示すように飲料水バッグ３の底部の一部を若干押し上げた状態となる。飲料水バッグ３は柔軟性（フレキシブル性）を有しているため、対流領域規制突出部１２が押し込まれても破られる心配はない。
【００６３】  なお、本実施例では対流領域規制突出部１２が第２開口部３７（外ケース７）からケース内側に若干突出しているが、対流領域規制突出部１２の上面が外ケース７の内面と略面一であってもよい。
【００６４】  飲料水バッグ６は柔軟性（フレキシブル性）を有しており、しかも飲料水バッグ６内の水圧が作用して、飲料水バッグ６の一部が対流領域規制突出部１２と良好に密着する。
【００６５】  図３に示されているように、冷却熱導体１０はウォーターサーバーの前面側に向って若干傾斜しているため、水収納容器５は容器格納部３内で若干ウォーターサーバーの前面側に傾いた状態にセットされる。
【００６６】  この水収納容器５のセット状態において、同図に示すように、水収納容器５の給水栓９が付設されている側とは反対側（ウォーターサーバーの後面側）の高位置にある一方の底角部４５ａから給水栓９が付設されている側の低位置にある水収納容器５の他方の底角部４５ｂに向けて仮想水平線４６を引いたときに、その仮想水平線４６の下側に断面形状が略三角形の初期冷水取水水量規定領域４７が形成され、傾斜による溜りとなっている。
【００６７】  この初期冷水取水水量規定領域４７は、水収納容器５内に保有されている飲料水８の中で、いち早く冷水を生成する領域を特定したもので、水収納容器５の底部に設定されている。
【００６８】  この水収納容器５の底部は、水収納容器５の底面とほぼ同じ冷却面積を有する板状の容器受け部１１と、その容器受け部１１から突出して第２開口部３７から内側に入り込んだ対流領域規制突出部１２とにより冷却される。図３に示すように、給水栓９を外ケース７から取り出した際に、その給水栓９に連結されている飲料水バッグ６の部分も第１開口部３６側に引き出されて、容器受け部１１の一部（係合段部１３）と近接対向し、第１開口部３６を通しての冷却に大きく関与している。
【００６９】  前記対流領域規制突出部１２の上面は、仮想水平線４６よりも上側には突出していない。図１３に示すようにエバポレーター・チャンバー１０２の突出量を長くすると、冷却時の対流領域が必然的に大きくなり、すなわち初期冷却の対象となる水量が多くなり、そのため初期に冷水が得られるまでの時間が長くかかり、いち早く冷水を取水したいというニーズに応えることができない。
【００７０】  前記初期冷水取水水量規定領域４７の水量、すなわち初期に取水できる冷水の量は、本実施例では例えば５００〜７００ＣＣとなっている。
水収納容器５の装着が終了すると、上カバー部材２を閉じて収納空間部４を密閉する。後述するように水収納容器５は前記電子冷却ユニット４１によって直接冷却して低温状態に保持され、その低温状態は容器装着部１、上カバー部材２ならびにその内側にある外ケース７の断熱効果により長期間良好に保持される。
【００７１】  前記水収納容器５の装着が終了すると、自動的に第１の２方電磁弁１８が開き、水収納容器５内の飲料水８が給水配管１７を通って熱水タンク１９へ供給される。所定の水位レベルになると熱水タンク１９に付設されている水位センサー（図示せず）の検出信号により第１の２方電磁弁１８が閉じて、熱水タンク１９への給水が自動的に停止する。
【００７２】  本実施例では熱水タンク１９に水位センサーを設けて熱水タンク１９への自動給水を行なったが、手動で電磁弁１８，２３を開いて水収納容器５の飲料水８を熱水タンク１９へ供給し、熱水タンク１９が満水になって、飲料水８の一部が熱水コック２５から出たことを確認して、前記電磁弁１８，２３を閉じるようにしてもよい。
【００７３】  その後、前記電源制御部３５からの駆動信号によりヒーター２０、電子冷却素子３２ならびに放熱ファン３４に給電がなされ、水収納容器５内の飲料水８の冷却と、熱水タンク１９内の水の加熱が開始される。
【００７４】  水収納容器５内および熱水タンク１９内の水が所定温度になった後、操作パネル上の冷水取水スイッチ（図示せず）を押すと、冷水取水電磁弁２７が開き、水収納容器５の底部にある例えば１０℃以下の冷水３８が、その自重と水収納容器５内の水圧により、矢印で示すように冷水配管２６→冷水取水電磁弁２７→冷水取水管２８を通って冷水コック２９から取り出される。
【００７５】  また、操作パネル上の熱水取水スイッチ（図示せず）を押すと、熱水取水電磁弁２３が開き、ポンプ２１が駆動して、熱水タンク１９内の例えば９０℃にセットされた熱水３９を汲み上げて、矢印で示すように熱水配管２２→熱水取水電磁弁２３→熱水取水管２４を通って熱水コック２５から取り出される。
【００７６】  熱水３９の取り出しによって熱水タンク１９内の熱水量が少なくなると、前記水位センサー（図示せず）がそれを検出して、第１の２方電磁弁１８が開き、熱水タンク１９への給水が開始され、所定の水位レベルになると自動的に停止する。
【００７７】  なお、冷水３８ならびに熱水３９の取水が可能な状態のときには、冷水３８が前記熱水供給系統に流れたり、あるいは反対に熱水３９が前記冷水供給系統に流れたりしないように、第２の２方電磁弁３０は閉じている。
【００７８】（熱水による除菌とクリーニング動作）
図６は、熱水による除菌とクリーニング動作を説明するための図である。ウォーターサーバー内の通水経路を常に衛生的に維持するために、熱水３９の循環による除菌とクリーニングが行われる。この熱水３９による除菌・クリーニング動作は予めプログラムされており、例えば１日１回程度実行される。
【００７９】  除菌・クリーニングの動作プログラムが起動すると、ヒーター２０が所定時間（本実施例では３分間）ＯＮになり、熱水タンク１９内の熱水３９を再沸騰する。次に第２の２方電磁弁３０を開き、ポンプ２１を駆動する。
【００８０】  熱水取水電磁弁２３と冷水取水電磁弁２７は常閉電磁弁で、弁出口側は閉じているから、熱水タンク１９内の熱水３９は矢印で示すように、熱水タンク１９→熱水配管２２→熱水取水電磁弁２３→連絡管３１→第２の２方電磁弁３０→冷水取水電磁弁２７→冷水配管２６→３方取水管１５→給水配管１７→第１の２方電磁弁１８→熱水タンク１９の順に流通する。
【００８１】  この熱水３９の循環を所定時間（本実施例では５分間）実行し、その後第２の２方電磁弁３０を閉じ、ポンプ２１の駆動を停止して、熱水３９による除菌とクリーニング動作を終了する。
【００８２】  本実施例では熱水３９による除菌とクリーニング動作を自動的に行なったが、使用者がクリーニングスイッチを手動で押して、熱水３９による除菌とクリーニング動作を行なうように構成することもできる。
【００８３】  サイズが２００ｍｍ×２００ｍｍで板厚ｔが３ｍｍの容器受け部１１上に、サイズが８０ｍｍ×１６０ｍｍで厚さＨが１０ｍｍの対流領域規制突出部１２を取り付けた冷却熱導体１０を４°傾斜して設置したウォーターサーバーに、底面サイズが２４０ｍｍ×２４０ｍｍで外ケース７（ダンボール箱）の厚さが約１０ｍｍの水収納容器５（収納容量１０Ｌ）を搭載した本実施例のウォーターサーバーで冷却した場合の、各部の温度変化を測定した結果を図７に示す。
【００８４】  また、対流領域規制突出部１２の厚さＨを３０ｍｍ（本実施例の３倍）とした点と、冷却熱導体１０を水平に設置した点以外は、前記本実施例と同じ条件のウォーターサーバー（比較品）で冷却した場合の、各部の温度変化を測定した結果を図８に示す。
【００８５】  なお、ウォーターサーバーが予め冷却されている状態のところに水収納容器５（ＢＩＢ）をセットして、冷却時間の経過と共に各部の温度変化を測定した。図中の各記号は次の測定点の温度を示している。
ＴＣ１：電子冷却ユニット４１の冷却温度
ＴＣ２：冷却熱導体１０の表面温度
ＴＷ１：飲料水バッグ６の内側底面から１ｃｍ上方の位置における水温
ＴＷ２：飲料水バッグ６の内側底面から１４ｃｍ上方の位置における水温
【００８６】  本実施例に係るウォーターサーバーは、冷却熱導体１０を若干傾斜することにより、ある限られた初期冷水取水量規定領域４７という溜りを形成し、その初期冷水取水量規定領域４７（溜り）から上方に突出しないように、対流領域規制突出部１２が設置されており、より具体的には、冷却熱導体１０の傾斜角度θ１、対流領域規制突出部１２の位置、ならびに対流領域規制突出部１２の高さＨが設定されている。
【００８７】  そしてこの対流領域規制突出部１２と給水栓９側まで延びている広い面積を有する容器受け部１１（特に給水栓９を取り囲む係合段部１３）の共働により、前述の限られた初期冷水取水量規定領域４７内で早期に対流４８（図３参照）を起こすことができる。
【００８８】  そのため図７から明らかなように、初期冷水取水量規制領域４７内に入っているＴＷ１の温度が冷却の開始とともに急激に降下し、冷却開始後３０分で約１１℃と、図８の比較品と比べると低く、さらに６０分後では８℃程度の冷水となり、１８０分を経過するとＴＷ１の温度は対流４８が活発に起こり、対流４８の領域が徐々に拡大成長する４℃台の冷水となっている。
【００８９】  この対流４８の拡大成長は、比較的高い所のＴＷ２の温度が２４０分を経過すると２３℃以下になっていることからも窺うことができる。
これに対して比較品は、対流領域規制突出部１２の高さＨが高く、対流が起こり得る対象領域が対流領域規制突出部１２の高さまで拡がっており、初期から冷却すべき水量が多い。
【００９０】  そのため図８から明らかなように、冷却を開始してからのＴＷ１の温度降下は緩やかであり、冷却開始後３０分では約１５℃あり、本実施例に係るウォーターサーバーよりも約４℃高い。さらに６０分経過後でもＴＷ１の温度は１１℃を超えており冷水とは言い難く、対流が起こり得る対象領域内の水温はまだ高い。９０分を経過するとＴＷ１の温度は初めて１０℃以下となり、対流が活発に起こり得る時間帯は２４０分経過後である。
【００９１】  このように対流の生成が遅いことから、比較的高い所のＴＷ２の温度降下も遅く、本実施例に係るウォーターサーバーでは３０分経過後にＴＷ２の温度は２３．５℃であるのに対して、比較品はＴＷ２の温度が同温になるためには２４０分かかる。
【００９２】  図９は、本実施例に係るウォーターサーバーの底面冷却と水収納容器５内の各位置の水温変化を示す特性図である。
【００９３】  図中のＴＣ２は冷却熱導体１０の表面温度で、図３に示す温度センサー４２によって検出される温度である。またＴＷ１〜ＴＷ４は水収納容器５内の各位置での測定点を表しており、ＴＷ１は水収納容器５の底部に最も近い位置で、それからＴＷ２，ＴＷ３，ＴＷ４に行くに従って水収納容器５の底部から上方に向けて垂直方向に離れており、ＴＷ４は水面近くを示している。なお、この図９に示すＴＷ１，ＴＷ２と図７に示すＴＷ１，ＴＷ２は位置が異なっている。
【００９４】  電子冷却ユニット４１に予め設定されている通常運転モードの１次電力を投入して、ウォーターサーバーを冷却状態にしておく。このときのＴＣ２は−０．５℃であった。この冷却状態を維持したままウォーターサーバー内に水収納容器５（ＢＩＢ）をセットすると、ＴＣ２は一時的には上昇するが、直ちに降下を開始し、水収納容器５の底部に最も近い位置であるＴＷ１の水温が約４℃まで下がる少し前にＴＣ２は約０℃まで下がる。
【００９５】  引き続き電子冷却ユニット４１に所定の１次電力を投入して冷却を継続していくと、ＴＷ２，ＴＷ３，ＴＷ４の順で各測定点の水温は約４℃まで下がり、このテストではＴＷ４の水温が約４℃までに到達するのに約２４０分経過している。
【００９６】  このようにＴＷ１，ＴＷ２，ＴＷ３，ＴＷ４の順で各測定点の水温が約４℃まで下がり、その水温が略４℃に維持されている。また、その間ＴＣ２は約０℃に保たれていることは、水収納容器５（ＢＩＢ）内で対流領域が徐々に上方へ向かって拡大成長していることを意味している。
【００９７】  ＴＷ４の水温が約４℃までに到達すると、すなわち、水収納容器５（ＢＩＢ）内の飲料水８の全体が約４℃まで下がると、比較的短時間後にＴＣ２は温度降下を開始し（図中の丸印部分参照）、それに伴いＴＷ１〜ＴＷ４の温度も再び降下し、０℃で凍結が起こり、この凍結により各種トラブルが発生する。
【００９８】  そこで本発明では、冷却熱導体１０に付設した温度センサー４２からの検出信号を常時制御部３５（図１参照）に入力してＴＣ２の変化を監視しておき、ＴＣ２が前述のように対流が生成・成長しているときの基準値（本実施例では０℃）よりも下がると、水収納容器５（ＢＩＢ）内で凍結が起こることを予測して、電子冷却ユニット４１に投入する電力を今までの１次電力よりも少ない予め設定されている２次電力に切り替えて、その２次電力で飲料水８の冷却を続行する制御を行う。
【００９９】  この２次電力への切り替えで電子冷却ユニット４１に投入する電力が今までよりも少なくなり、電子冷却ユニット４１の冷却効果が若干減少し、そのためにＴＣ２は図中丸印内に点線で示しているように例えば２〜３℃まで上昇し、その温度を維持する。この温度上昇に伴ってＴＷ１〜ＴＷ４の温度降下が停止し、飲料水８の凍結が未然に防止できるシステムになっている。
【０１００】  図１０は、本発明の他の実施例に係るウォーターサーバーの概略構成図である。この実施例で図１に示す前記実施例と相違する点は、外ケース７から飲料水バッグ６を完全に取り出して、飲料水バッグ６のみをウォーターサーバーの収納空間部３に装着した点である。
【０１０１】  同図に示すように、飲料水バッグ６の底面は板状の容器受け部１１と対流領域規制突出部１２の全面にわたって接触しているため、飲料水８の冷却効率が良好である。
【０１０２】  前記実施例では、上方に向けて開口した容器装着部１と、その容器装着部１の上方開口部を開閉する上カバー部材２で容器格納部３を構成したが、前面が開口した容器装着部と、その容器装着部の前面開口部に開閉可能に設けられたドア部材とで容器格納部を構成することもできる。
【０１０３】  この前面開口部から水収納容器を挿入するウォーターサーバーの場合、対流領域規制突出部の前面傾斜部４０（図２，３参照）が、水収納容器の挿入ガイド部として機能する。
【０１０４】  前記実施例では、冷水配管２６と冷水取水管２８の間に常閉電磁弁からなる冷水取水電磁弁２７を設け、熱水配管２２と熱水取水管２４の間に常閉電磁弁からなる熱水取水電磁弁２３を設けて、さらに熱水取水電磁弁２３と冷水取水電磁弁２７の間を途中に第２の２方電磁弁３０を有する連絡管３１で接続した。
【０１０５】  これ以外に、冷水配管２６と冷水取水管２８の間に３方電磁弁からなる冷水取水電磁弁を設け、熱水配管２２と熱水取水管２４の間に３方電磁弁からなる熱水取水電磁弁を設けて、さらに熱水取水電磁弁２３と冷水取水電磁弁２７の間を連絡管３１で接続して、前記３方電磁弁からなる冷水取水電磁弁ならびに熱水取水電磁弁の弁切り替えにより、前述の冷水または熱水の取水ならびに熱水による除菌・クリーニングを行なうことも可能である。
【０１０６】  図１１は本発明のさらに他の実施例に係るウォーターサーバーの要部拡大断面図、図１２はそのウォーターサーバーに用いる冷却熱導体の斜視図である。
【０１０７】  前記実施例では例えば図１や図３に示すように外ケース７（飲料水バッグ６）の底面とほぼ同じ大きさを有する板状の冷却熱導体１０を用い、その冷却熱導体１０の一方の端部底面側に電子冷却ユニット４１を取り付けて、冷却熱導体１０の他方の端部側が低くなるように傾斜して設けていた。従って、冷却熱導体１０の他方の端部側が深くなった、初期冷水取水量規制領域４７（図３）が形成されることになる。
【０１０８】  これに対して本実施例では図１１や図１２に示すように、側面形状がほぼＬ字形あるいはＶ字形をした冷却熱導体１０を用いる。この冷却熱導体１０は、底面に電子冷却素子３２が直接あるいは他の熱導体を介して間接的に接触する電子冷却素子側の第１平面部４９と、その第１平面部４９とほぼ直交する方向に延びた第２平面部５０と、前記第１平面部４９と第２平面部５０を連結する若干丸みを持ったコーナ部５１とから構成されている。
【０１０９】  前記第１平面部４９は熱容量を持たせるため、全体的に肉厚になっている。前記第２平面部５０の所定位置には、取水アダプター５２に設けられている取水ノズル１４の尖端部（図１１参照）が外側から挿入される取水ノズル挿入孔５３が設けられている。
【０１１０】  前述のように飲料水バッグ６には給水栓９が取り付けられており、飲料水バッグ６をウォーターサーバーの容器装着部１に装着することにより、前記取水ノズル１４の尖端部が給水栓９を通って飲料水バッグ６の内側に挿入される仕組みになっている。図１１に示すように、前記取水アダプター５２には取水管１５が接続されている。
【０１１１】  断面形状がほぼＬ字形あるいはＶ字形をした冷却熱導体１０は図１１に示すように、それのコーナ部５１が前記第１平面部４９や第２平面部５０よりも低位置になるように全体が傾斜して設置されている。このようにコーナ部５１が低位置になるように冷却熱導体１０を傾斜することにより、断面形状がほぼＶ字形をした冷却熱導体１０が構成され、第１平面部４９と第２平面部５０とで囲まれた、断面形状がほぼ三角形の初期冷水取水量規制領域４７が形成される。前記第２平面部５０の傾斜角θ２は、４５〜６０°程度が適当である。
【０１１２】  本実施例では、箱型をした容器収納部３の一方の角部に前記冷却熱導体１０を固定し、その冷却熱導体１０を固定した側の角部が下側になるようにして容器収納部３全体を傾斜することにより、前記コーナ部５１が第１平面部４９や第２平面部５０よりも低位置になるように冷却熱導体１０も傾斜している。
【０１１３】  図１１に示すように、前記第１平面部４９の底面側に電子冷却ユニット４１が固定され、前記第２平面部５０の底面側に取水アダプター５２が固定されて、電子冷却ユニット４１と取水アダプター５２は初期冷水取水量規制領域４７を介して接近・配置されている。
【０１１４】この初期冷水取水水量規定領域４７は前記実施例と同様に、水収納容器５内に保有されている飲料水８の中で、いち早く冷水３８を生成する領域を特定したものである。
【符号の説明】
【０１１５】  １・・・容器装着部、２・・・上カバー部材、３・・・容器格納部、４・・・収納空間部、５・・・水収納容器、６・・・飲料水バッグ、７・・・外ケース、８・・・飲料水、９・・・給水栓、１０・・・冷却熱導体、１１・・・容器受け部、１２・・・対流領域規制突出部、１３・・・係合段部、１４・・・取水ノズル、１５・・・３方取水管、１７・・・給水配管、１８・・・第１の２方電磁弁、１９・・・熱水タンク、２０・・・ヒーター、２１・・・ポンプ、２２・・・熱水配管、２３・・・熱水取水電磁弁、２４・・・熱水取水管、２６・・・冷水配管、２７・・・冷水取水電磁弁、２８・・・冷水取水管、３０・・・第２の２方電磁弁、３１・・・連絡管、３２・・・電子冷却素子、３３・・・放熱熱導体、３５・・・制御部、３６・・・第１開口部、３７・・・第２開口部、３８・・・冷水、３９・・・熱水、４０・・・前面傾斜部、４１・・・電子冷却ユニット、４２・・・温度センサー、４５ａ・・・一方の底角部、４５ｂ・・・他方の底角部、４６・・・仮想水平線、４７・・・初期冷水取水量規制領域、４８・・・対流、４９・・・第１平面部、５０・・・第２平面部、５１・・・コーナ部、５２・・・取水アダプター、５３・・・取水ノズル挿入孔。
【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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