(57)【要約】      （修正有）【課題】生成する炭酸水の品質安定化とともに、炭酸ガスの消費を節減する。【解決手段】水Ｗに炭酸ガスＧを溶解させ炭酸水ＧＷを生成するタンク（カーボネーションタンク４）と、炭酸水の水位を検出する水位センサ１４と、タンク（カーボネーションタンク４）に補水する補水手段２６（冷水タンク８、給水ポンプ１０）と、タンクから消費される炭酸水の水位を水位センサ１４の検出水位により監視し、炭酸水ＧＷの消費に連動して補水手段２６から補水し、タンク内の炭酸水を所定水位に制御する制御手段１２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水に炭酸ガスを溶解させ炭酸水を生成するタンクと、
前記炭酸水の水位を検出する水位センサと、
前記タンクに補水する補水手段と、
前記タンクから消費される前記炭酸水の水位を前記水位センサの検出水位により監視し、前記炭酸水の消費に連動して前記補水手段から補水し、前記タンク内の前記炭酸水を所定水位に制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするウォーターサーバー。
【請求項２】
前記補水手段にポンプを備え、前記制御手段で前記ポンプを制御し、前記タンクに水を圧送供給することを特徴とする請求項１に記載のウォーターサーバー。
【請求項３】
前記タンクは、前記炭酸ガスが供給される炭酸ガス貯留部と、前記炭酸水が溜められる炭酸水貯留部とを備え、前記炭酸ガス貯留部が前記炭酸水貯留部と同等またはそれ以上の容積を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のウォーターサーバー。
【請求項４】
前記タンクの前記炭酸水の消費量に対し、前記補水手段の補水量を大きく設定したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの請求項に記載のウォーターサーバー。
【請求項５】
前記タンクは、所定圧の炭酸ガスを供給する炭酸ガス源に接続され、所定圧の炭酸ガスが常時、供給されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの請求項に記載のウォーターサーバー。
【請求項６】
前記補水手段は、給水を冷却して溜め冷水を供給する冷水タンクを備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの請求項に記載のウォーターサーバー。
【請求項７】
さらに、炭酸水を流す炭酸水経路と、
冷水を流す冷水経路と、
前記炭酸水経路または前記冷水経路に備えられて前記炭酸水経路を開閉し、または前記冷水経路を開閉する開閉手段と、
を備えることを特徴とする請求項６に記載のウォーターサーバー。
【請求項８】
ウォーターサーバーに搭載されるコンピュータに実行させる、炭酸水生成の制御プログラムであって、
炭酸水を生成するタンクから消費される前記炭酸水の水位を、水位センサの検出水位により監視し、
前記タンクの前記炭酸水の消費に連動して補水手段から補水させ、
前記タンク内の前記炭酸水を所定水位に制御する
機能を前記コンピュータに実行させる炭酸水生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸水の生成機能を備えるウォーターサーバーの炭酸水生成の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
常時、温水や冷水を提供するウォーターサーバーが普及している。このウォーターサーバーによる温水や冷水の需要に加え、炭酸水の需要も高まっている。この炭酸水を手軽に生成して飲料とすることも知られている。この炭酸水は炭酸ガスと水とを加圧下で接触させることにより容易に製造できることが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、ディスペンサ内に炭酸化器を備え、この炭酸化器では炭酸ガスボンベからの炭酸ガスと、バックインボックスから抽出された飲料水とにより炭酸水を製造するディスペンサが知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３２３１７３号公報
【特許文献２】特開平１−２２６５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、高圧下で水に炭酸ガスを溶解させるには、水に炭酸ガスを圧入溶解させるカーボネーションタンクが用いられる。このカーボネーションタンクには炭酸ガスを供給するガスボンベが接続され、炭酸ガスが高圧状態で維持される。
【０００６】
カーボネーションタンクには給水ポンプにより冷水が供給されて炭酸水が生成される。炭酸水濃度はカーボネーションタンクの温度および圧力によって決定される。炭酸水の品質を安定化させるには、カーボネーションタンク内の圧力を一定に維持することが求められる。
【０００７】
カーボネーションタンクから炭酸水が消費されると、その消費量に応じた空間が生じ、この空間に炭酸ガスが流入し、この状態で補水が行われる。炭酸ガスで一定圧化した状態に補水が行われると、カーボネーションタンクの内圧が上昇する。温度が一定に保持されても、カーボネーションタンクの内圧が上昇すると、炭酸水濃度が上昇することになり、炭酸水の品質に変動が生じるという課題がある。
【０００８】
カーボネーションタンクの内圧上昇をガス逃がし弁で低下させることは可能である。しかし、内圧調整のためにガス逃がし弁が動作すると、ガス逃がし弁を通して排出する炭酸ガスが無駄となるという課題がある。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、生成する炭酸水の品質安定化とともに、炭酸ガスの消費を節減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明のウォーターサーバーの一側面によれば、水に炭酸ガスを溶解させ炭酸水を生成するタンクと、前記炭酸水の水位を検出する水位センサと、前記タンクに補水する補水手段と、前記タンクから消費される前記炭酸水の水位を前記水位センサの検出水位により監視し、前記炭酸水の消費に連動して前記補水手段から補水し、前記タンク内の前記炭酸水を所定水位に制御する制御手段と、を備えればよい。
【００１１】
上記ウォーターサーバーにおいて、前記補水手段にポンプを備え、前記制御手段で前記ポンプを制御し、前記タンクに水を圧送供給してよい。
【００１２】
上記ウォーターサーバーにおいて、前記タンクは、前記炭酸ガスが供給される炭酸ガス貯留部と、前記炭酸水が溜められる炭酸水貯留部とを備え、前記炭酸ガス貯留部が前記炭酸水貯留部と同等またはそれ以上の容積を備えてよい。
【００１３】
上記ウォーターサーバーにおいて、前記タンクの前記炭酸水の消費量に対し、前記補水手段の補水量を大きく設定してよい。
【００１４】
上記ウォーターサーバーにおいて、前記タンクは、所定圧の炭酸ガスを供給する炭酸ガス源に接続され、所定圧の炭酸ガスが常時、供給されてよい。
【００１５】
上記ウォーターサーバーにおいて、前記補水手段は、給水を冷却して溜め冷水を供給する冷水タンクを備えてよい。
【００１６】
上記ウォーターサーバーにおいて、さらに、炭酸水を流す炭酸水経路と、冷水を流す冷水経路と、前記炭酸水経路または前記冷水経路に備えられて前記炭酸水経路を開閉し、または前記冷水経路を開閉する開閉手段とを備えてよい。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の炭酸水生成の制御プログラムの一側面によれば、ウォーターサーバーに搭載されるコンピュータに実行させる、炭酸水生成の制御プログラムであって、炭酸水を生成するタンクから消費される前記炭酸水の水位を、水位センサの検出水位により監視し、前記タンクの前記炭酸水の消費に連動して補水手段から補水させ、前記タンク内の前記炭酸水を所定水位に制御する機能を前記コンピュータに実行させればよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、次のような効果が得られる。
【００１９】
(1) 炭酸水の水位変動を抑制でき、提供される炭酸水の品質を安定化させることができる。
【００２０】
(2) タンク内の補水に伴う炭酸ガスの圧力変動を抑制するために炭酸ガスを無駄に消費する必要がなく、炭酸ガスの消費を節減でき、炭酸水生成のコストを抑えることができる。
【００２１】
(3) タンク内の炭酸水水位を自動的に制御し、ユーザに格別な操作を強いることがなく、利便性の高いウォーターサーバーを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係るウォーターサーバーを示す図である。
【図２】カーボネーションタンクの補水制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】実施例１に係るウォーターサーバーを示す図である。
【図４】制御部の一例を示す図である。
【図５】炭酸水の消費およびカーボネーションタンクの補水制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】実施例２に係るカーボネーションタンクの一例を示す図である。
【図７】ウォーターサーバーの筐体内部の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の一実施の形態に係るウォーターサーバーを示している。図１に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【００２４】
このウォーターサーバー２にはカーボネーションタンク４、炭酸ガス供給源６、冷水タンク８、給水ポンプ１０、制御手段１２が備えられる。
【００２５】
カーボネーションタンク４では、冷水タンク８から導かれる冷水ＣＷに、炭酸ガス供給源６から供給される炭酸ガスＧを溶解させて炭酸水ＧＷを生成する。このカーボネーションタンク４には、生成した炭酸水ＧＷを貯留する炭酸水貯溜部４−１と、炭酸ガスＧを貯留する炭酸ガス貯留部４−２が設定される。これら炭酸水貯留部４−１と炭酸ガス貯留部４−２の分水嶺である基準水位Ｌｒｅｆは、炭酸水ＧＷの水位を検出する水位センサ１４の炭酸水検出可能な最低水位で規制される。炭酸ガス貯留部４−２の容積は、炭酸水貯留部４−１と同等またはそれ以上の容積を備えればよい。
【００２６】
給水管１６には給水ポンプ１０が備えられ、炭酸水ＧＷの生成時、給水ポンプ１０を駆動してカーボネーションタンク４内に冷水ＣＷを圧送する。炭酸ガスＧは炭酸ガス供給源６を通じて所定圧に維持され、炭酸ガス貯留部４−２も所定圧に維持される。
【００２７】
炭酸水貯溜部４−１の炭酸水ＧＷは炭酸水供給管２０により提供されて消費される。この炭酸水供給管２０は、その一端を炭酸水貯留部４−１に没する位置まで挿入し、その他端に出水口部２２を備える。この炭酸水供給管２０の中途部には開閉手段の一例として注水電磁弁２４が備えられる。この注水電磁弁２４の開閉は、制御手段１２により制御される。つまり、注水電磁弁２４を開けば、出水口部２２から炭酸水ＧＷが取り出され、消費される。
【００２８】
この炭酸水ＧＷの消費は、水位センサ１４の検出水位により制御手段１２で監視され、消費水量に応じた冷水ＣＷが冷水タンク８からカーボネーションタンク４に補水される。つまり、冷水タンク８および給水ポンプ１０はカーボネーションタンク４に冷水ＣＷを供給する給水手段であるとともに、炭酸水ＧＷの消費時、冷水ＣＷを補水する補水手段２６を構成している。カーボネーションタンク４の炭酸水ＧＷの消費量に対し、補水手段２６の補水量を大きく設定すればよい。
【００２９】
炭酸水ＧＷの消費前、炭酸水貯留部４−１の貯留水はたとえば、水位センサ１４の炭酸水検出可能な最高水位、つまり基準水位Ｌｒｅｆに維持されている。炭酸水ＧＷの消費時、炭酸水ＧＷの消費に応じて、炭酸水貯留部４−１の貯留水位が基準水位Ｌｒｅｆより低下し、容積が拡大した炭酸ガス貯留部４−２に、炭酸ガスＧが炭酸ガス供給源６より補填される。この炭酸水ＧＷが消費されて、炭酸水ＧＷの検出水位が基準水位Ｌｒｅｆを下回ると、制御手段１２は水位センサ１４の検出水位に基づき、炭酸水貯留部４−１の貯留水位が基準水位に上昇するまで給水ポンプ１０を駆動し、冷水ＣＷをカーボネーションタンク４に圧送する。したがって、炭酸水が消費されても炭酸水濃度の変動が抑制される。
【００３０】
つまり、炭酸水ＧＷの消費時、炭酸水ＧＷの消費に連動して補水手段２６でカーボネーションタンク４に補水し、タンク内の炭酸水ＧＷの貯留水位が基準水位Ｌｒｅｆに制御されるとともに、炭酸水ＧＷの消費量に応じた補水量をカーボネーションタンク４に給水するので、炭酸水ＧＷの消費による炭酸水濃度の変動が抑制されることになる。
【００３１】
なお、制御手段１２は、炭酸水ＧＷの水位変動からカーボネーションタンク４内の圧力変化を予測し、補水手段２６に圧力変化を吸収する補水量を補水させてもよい。
【００３２】
図２は、ウォーターサーバー２の炭酸水ＧＷの生成および補水の処理手順を示している。この処理手順はコンピュータに実行させる本発明の炭酸水生成プログラムの一例である。
【００３３】
この処理手順では、制御手段１２が炭酸水ＧＷを生成するカーボネーションタンク４の炭酸水ＧＷの水位を水位センサ１４の検出水位により監視する（Ｓ１０１）。
【００３４】
カーボネーションタンク４の炭酸水ＧＷの消費に伴って補水手段２６によりカーボネーションタンク４に補水する（Ｓ１０２）。つまり、制御手段１２が給水ポンプ１０を駆動し、冷水タンク８の冷水ＣＷをカーボネーションタンク４に圧送する。
【００３５】
カーボネーションタンク４内の炭酸水ＧＷを所定水位である基準水位Ｌｒｅｆに制御する（Ｓ１０３）。水位センサ１４の検出水位が所定水位に到達しているかを判断し（Ｓ１０４）、水位センサ１４の検出水位が基準水位Ｌｒｅｆに到達するまで、給水ポンプ１０の駆動を継続する。
【００３６】
水位センサ１４の検出水位が基準水位Ｌｒｅｆに到達すれば、給水ポンプ１０を停止させて補水完了とし（Ｓ１０５）、Ｓ１０１に戻る。
【００３７】
＜一実施の形態の効果＞
【００３８】
この一実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【００３９】
(1) 炭酸水ＧＷの消費に連動してカーボネーションタンク４に補水することができ、カーボネーションタンク４を基準水位Ｌｒｅｆに制御することができる。
【００４０】
(2) 炭酸水ＧＷの消費により炭酸ガス貯留部４−２には瞬時に炭酸ガスＧが炭酸ガス供給源６から補填されるが、これに呼応するように、冷水ＣＷが給水ポンプ１０により圧送されて基準水位Ｌｒｅｆに制御されるので、炭酸ガスＧの過多などによる炭酸水濃度の変動を抑制できる。
【００４１】
(3) 炭酸水ＧＷの消費時、補水によって炭酸水濃度の変動が抑制されるので、炭酸水濃度を一定ないしほぼ一定に維持でき、安定化することができる。
【００４２】
(4) 炭酸水濃度を一定に維持するためにカーボネーションタンク４から炭酸ガスＧを排気する必要はなく、炭酸ガスＧを節約することができる。
【００４３】
(5) 炭酸ガス貯留部４−２が炭酸水貯留部４−１と同等またはそれ以上の容積を備えれば、炭酸ガスＧの貯留量の変動を抑制でき、生成または貯留する炭酸水濃度の変動を抑制できる。
【００４４】
(6) カーボネーションタンク４の炭酸水ＧＷの消費量に対し、補水手段２６の補水量を大きく設定すれば、炭酸ガスＧの過多を防止できる。
【００４５】
(7) 制御手段１２は炭酸水ＧＷの水位変動からカーボネーションタンク４内の圧力変化を予測し、補水手段２６に圧力変化を吸収する補水量を補水させる構成とすれば、炭酸水濃度の安定化を図ることができる。
【実施例１】
【００４６】
図３は、ウォーターサーバーの実施例１を示している。この実施例１において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００４７】
このウォーターサーバー２には、給水部３０、冷水生成部３２、炭酸水生成部３４、温水生成部３６および冷却機構部３８が備えられる。
【００４８】
給水部３０にはたとえば、水Ｗを装填した給水バック４０が備えられ、この給水バック４０の水Ｗが冷水生成部３２に供給される。水Ｗは給水バック４０に代えて水道などの上水を用いてもよい。
【００４９】
冷水生成部３２には冷水タンク８が備えられ、給水部３０から供給された水Ｗを冷却して冷水ＣＷを生成する機能に加え、給水部３０からの水Ｗを温水生成部３６に供給する機能を備える。冷水タンク８には、給水バック４０を支持する蓋部４４が備えられ、給水バック４０の給水口部４２が蓋部４４の給水口４６に連通している。蓋部４４に備えた空気取入口４８は、冷水供給時、冷水タンク８へ空気の取り込みに用いられる。
【００５０】
冷水タンク８にはエバポレータ５０−１が設置され、冷却機構部３８で冷却された冷媒をエバポレータ５０−１に循環させる。これにより、冷水タンク８が冷却し、冷水ＣＷが生成される。この冷水ＣＷの温度は、冷水タンク８に設置された温度センサ５２−１により検出される。
【００５１】
給水口４６の下側には開閉機構５４が備えられる。この開閉機構５４には一例として、冷水ＣＷに浮遊させたフロート５６と、このフロート５６によって上下動可能な弁部５８とを備えるフロート弁が備えられる。冷水ＣＷの供給時など、冷水タンク８の水位が低下すると、弁部５８が給水口４６から離れる。この場合、給水口４６が弁部５８で閉塞されるまで、水Ｗを冷水タンク８に供給する。これにより、冷水タンク８の水位が一定水位に維持される。
【００５２】
冷水タンク８の内部には分離板６０が備えられ、この分離板６０に連結された給水管６２−１が温水生成部３６の温水タンク６４に挿入されている。この給水管６２−１は、温水タンク６４の給水時、給水管６２−１を通して冷水タンク８側から温水タンク６４に水Ｗまたは冷水ＣＷを供給するために用いられる。
【００５３】
冷水タンク８の底部には第１の冷水供給管１６−１、第２の冷水供給管１６−２およびバイパス管６２−２が備えられる。冷水供給管１６−１は炭酸水生成時、炭酸水生成部３４のカーボネーションタンク４に冷水ＣＷの供給に用いられ、冷水供給管１６−２は冷水ＣＷの給水時、出水部６８での冷水ＣＷの出水に用いられる。また、バイパス管６２−２は給水管６２−１のバイパス路であり、たとえば、滅菌のための高温水循環時など、高温水を冷水タンク８に導く際に用いられ、通常時、バイパス弁７０は閉止状態とすればよい。
【００５４】
冷水供給管１６−１には給水ポンプ１０および逆止弁７２−１が備えられ、カーボネーションタンク４には冷水タンク８の冷水ＣＷが所定圧で圧送される。カーボネーションタンク４に炭酸ガス供給源６から炭酸ガスＧを導く炭酸ガス供給管１８には圧力スイッチ７４、逆止弁７２−２、レギュレータ７６が備えられ、所定圧に維持された炭酸ガスＧがカーボネーションタンク４に供給される。このカーボネーションタンク４の外壁部にはエバポレータ５０−２が設置され、エバポレータ５０−２に冷却機構部３８で冷却された冷媒を循環させる。これらにより、カーボネーションタンク４が冷却され、炭酸水ＧＷが生成される。この炭酸水ＧＷの温度は温度センサ５２−２により検出される。カーボネーションタンク４には炭酸水ＧＷを出水部６８に導く炭酸水供給管２０が備えられる。
【００５５】
このカーボネーションタンク４には水位センサ１４が備えられ、この水位センサ１４の炭酸水検出可能な最低水位またはその近傍水位を基準水位Ｌｒｅｆとし、この基準水位を分水嶺とする、炭酸水貯留部４−１と炭酸ガス貯留部４−２がカーボネーションタンク４に設定される。このカーボネーションタンク４には、炭酸ガス貯留部４−２側に所定圧以上のガス圧で開弁するガス逃がし弁７２−３を備えるガス排出部７３が備えられる。
【００５６】
炭酸ガス貯留部４−２の容積は、炭酸水貯留部４−１と同等またはそれ以上の容積を備えればよい。このカーボネーションタンク４については、一実施の形態でも述べているので、その説明を割愛する。
【００５７】
温水生成部３６には温水タンク６４が備えられ、温水タンク６４の外壁部に備えた温水ヒーター７８により水Ｗを加熱して温水ＨＷを生成する。この温水ＨＷの温度は温度センサ５２−３で検出される。温水タンク６４には温水ＨＷを出水部６８に導く温水供給管８０が備えられる。
【００５８】
出水部６８には、冷水供給管１６−２および炭酸水供給管２０を集合させて第１の出水口８２−１が形成されるとともに、温水供給管８０側に第２の出水口８２−２が形成されている。出水部６８側で冷水供給管１６−２および炭酸水供給管２０を集合させて共通化した出水口８２−１から冷水要求時、冷水ＣＷを出水させ、炭酸水要求時、炭酸水ＧＷを出水させる。出水口８２−２は温水ＨＷのみの出水に用いられる。冷水供給管１６−２および炭酸水供給管２０側には第１の出水電磁弁８４−１が備えられ、この出水電磁弁８４−１は、冷水供給管１６−２側の冷水電磁弁８４−１１、炭酸水供給管２０側の炭酸水電磁弁８４−１２を一体に備えた弁ユニットである。温水供給管８０側には第２の出水電磁弁８４−２が備えられる。炭酸水供給時、炭酸水電磁弁８４−１２のみが開かれ、冷水電磁弁８４−１１および出水電磁弁８４−２が閉じられる。冷水供給時、冷水電磁弁８４−１１のみが開かれ、炭酸水電磁弁８４−１２および出水電磁弁８４−２が閉じられる。また、温水供給時、冷水電磁弁８４−１１および炭酸水電磁弁８４−１２が閉じられ、出水電磁弁８４−２のみが開かれる。
【００５９】
冷却機構部３８には単一のコンプレッサー８６、コンデンサ８８および冷却ファン９０が備えられ、エバポレータ５０−１側に冷媒を循環させるキャピラリーチューブ９２−１が備えられ、エバポレータ５０−２側に冷媒を循環させるキャピラリーチューブ９２−２が備えられる。キャピラリーチューブ９２−１にはドライヤー９４−１および冷媒バルブ９６−１、キャピラリーチューブ９２−２にはドライヤー９４−２および冷媒バルブ９６−２が備えられる。
【００６０】
図４は、ウォーターサーバー２の制御部１００の一例を示している。この図４において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００６１】
制御部１００は制御手段１２の一例であって、コンピュータで構成すればよい。この制御部１００にはプロセッサ１０２、メモリ部１０４、マルチタイマー１０６、炭酸水タイマー１０８および入出力部（Ｉ／Ｏ）１１０が備えられる。プロセッサ１０２は、メモリ部１０４に格納されているＯＳ（Operating System）や、炭酸水生成プログラムを実行し、情報の取込み、演算および制御を実行する。メモリ部１０４にはＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory ）などが備えられ、ＯＳや炭酸水生成プログラムの他、演算データが格納される。ＲＡＭは演算などの情報処理のワークエリアを構成する。マルチタイマー１０６は各種の計時に用いられ、炭酸水タイマー１０８は炭酸水ＧＷの供給時間などの計時に用いられる。
【００６２】
Ｉ／Ｏ１１０には、水位センサ１４、温度センサ５２−１、５２−２、５２−３、ロック解除スイッチ１１２−１、冷水スイッチ１１２−２、炭酸水スイッチ１１２−３、温水スイッチ１１２−４から検出入力や操作入力が加えられる。Ｉ／Ｏ１１０から給水ポンプ１０、温水ヒーター７８、出水電磁弁８４−１、出水電磁弁８４−２、コンプレッサー８６、冷媒バルブ９６−１、９６−２、ロック解除表示ランプ１１４−１、冷水表示ランプ１１４−２、炭酸水表示ランプ１１４−３、温水表示ランプ１１４−４、弱冷表示ランプ１１４−５、高温表示ランプ１１４−６に制御出力や駆動出力が出力される。
【００６３】
ロック解除スイッチ１１２−１、冷水スイッチ１１２−２、炭酸水スイッチ１１２−３、温水スイッチ１１２−４、ロック解除表示ランプ１１４−１、冷水表示ランプ１１４−２、炭酸水表示ランプ１１４−３、温水表示ランプ１１４−４、弱冷表示ランプ１１４−５、高温表示ランプ１１４−６は、ウォーターサーバー２の前面側に配置される操作パネル１１５に設置される。
【００６４】
図５は、炭酸水ＧＷの生成および補水の処理手順を示している。この処理手順はコンピュータに実行させる本発明の炭酸水生成プログラムの一例である。
【００６５】
この処理手順では、カーボネーションタンク４の炭酸水ＧＷの水位を水位センサ１４により監視し、水位センサ１４がＯＮしているかを判断する（Ｓ２０１）。炭酸水ＧＷの水位が所定水位に到達すると、水位センサ１４がＯＮする。
【００６６】
水位センサ１４がＯＮしていれば（Ｓ２０１のＹＥＳ）、炭酸水スイッチ１１２−３がＯＮしているかを判断する（Ｓ２０２）。炭酸水スイッチ１１２−３がＯＦＦであれば（Ｓ２０２のＮＯ）、待機状態とし、炭酸水スイッチ１１２−３がＯＮしていれば（Ｓ２０２のＹＥＳ）、炭酸水電磁弁８４−１２が開となる（Ｓ２０３）。
【００６７】
炭酸水スイッチ１１２−３がＯＮしているかを判断し（Ｓ２０４）、炭酸水スイッチ１１２−３がＯＮしていれば（Ｓ２０４のＹＥＳ）、水位センサ１４がＯＮしているかを判断する（Ｓ２０５）。
【００６８】
水位センサ１４がＯＮしていれば（Ｓ２０５のＹＥＳ）、給水が不要なので、Ｓ２０４に戻る。水位センサ１４がＯＦＦであれば（Ｓ２０５のＮＯ）、給水ポンプ１０を動作させる（Ｓ２０６）。
【００６９】
炭酸水スイッチ１１２−３がＯＮしているかを判断し（Ｓ２０７）、炭酸水スイッチ１１２−３がＯＮしていれば（Ｓ２０７のＹＥＳ）、水位センサ１４がＯＮしているかを判断する（Ｓ２０８）。
【００７０】
水位センサ１４がＯＮしなければ（Ｓ２０８のＮＯ）、Ｓ２０７に戻る。炭酸水スイッチ１１２−３がＯＦＦであれば（Ｓ２０７のＮＯ）、Ｓ２１３に移行し待機状態となり、水位センサ１４がＯＮしていれば（Ｓ２０８のＹＥＳ）、炭酸水タイマー１０８の計時を開始し（Ｓ２０９）、炭酸水スイッチ１１２−３がＯＮしているかを判断する（Ｓ２１０）。炭酸水スイッチ１１２−３がＯＮしていれば（Ｓ２１０のＹＥＳ）、炭酸水タイマー１０８の計時時間が所定時間Ｔ１内であるかを判断する（Ｓ２１１）。所定時間Ｔ１は、（補水量−消費量）で、水位センサ１４がＯＮに到達する時間である。炭酸水タイマー１０８の計時時間が所定時間Ｔ１内であれば（Ｓ２１１のＹＥＳ）、給水ポンプ１０の継続動作で、カーボネーションタンク４への給水を継続する。
【００７１】
炭酸水タイマー１０８の計時時間が所定時間Ｔ１を超えれば（Ｓ２１１のＮＯ）、給水ポンプ１０の動作を停止させ（Ｓ２１２）、カーボネーションタンク４への給水を解除し、Ｓ２０４に戻る。
【００７２】
この一連の処理において、Ｓ２０４、Ｓ２０７またはＳ２１０で炭酸水スイッチ１１２−３がＯＮでなければ（Ｓ２０４のＮＯ、Ｓ２０７のＮＯ、Ｓ２１０のＮＯ）、炭酸水電磁弁８４−１２を閉じ（Ｓ２１３）、給水ポンプ１０の動作を停止させる（Ｓ２１４）。
【００７３】
また、Ｓ２０１において、水位センサ１４がＯＮしていなければ（Ｓ２０１のＮＯ）、給水ポンプ１０を動作させ（Ｓ２１５）、カーボネーションタンク４に給水する。この給水中、カーボネーションタンク４の炭酸水ＧＷの水位を水位センサ１４により監視し、水位センサ１４がＯＮしたかを判断する（Ｓ２１６）。
【００７４】
水位センサ１４がＯＦＦであれば（Ｓ２１６のＮＯ）、給水ポンプ１０の動作を継続し、炭酸水の水位を監視する。
【００７５】
水位センサ１４がＯＮすれば（Ｓ２１６のＹＥＳ）、炭酸水タイマー１０８の計時を開始し（Ｓ２１７）、炭酸水タイマー１０８の計時時間が所定時間Ｔ２内であるかを判断する（Ｓ２１８）。炭酸水タイマー１０８の計時時間が所定時間Ｔ２内であれば（Ｓ２１８のＹＥＳ）、給水ポンプ１０の継続動作で、カーボネーションタンク４への給水を継続する。所定時間Ｔ２は、補水量により水位センサ１４がＯＮとなる時間である。所定時間Ｔ１、Ｔ２の大小関係は、Ｔ１＞Ｔ２である。
【００７６】
炭酸水タイマー１０８の計時時間が所定時間Ｔ２を超えれば（Ｓ２１８のＮＯ）、給水ポンプ１０の動作を停止させ、カーボネーションタンク４への給水を解除し、Ｓ２０１に戻る。
【００７７】
＜実施例１の効果＞
【００７８】
(1) 炭酸水ＧＷの消費により炭酸ガス貯留部４−２には瞬時に炭酸ガスＧが炭酸ガス供給源６から補填される。炭酸水ＧＷの消費に呼応し、冷水ＣＷが給水ポンプ１０により圧送されてカーボネーションタンク４の基準水位Ｌｒｅｆを水位センサ１４の炭酸水検出可能な最低水位付近に制御することができ、炭酸水ＧＷの消費時、補水によって炭酸水量の変動が抑制されるので、炭酸水濃度を一定ないしほぼ一定に維持でき、安定化できるなど、高品質の炭酸水を提供できる。その他、実施例１においても、既述の一実施の形態と同様の効果が得られる。
【００７９】
(2) 冷水ＣＷまたは炭酸水ＧＷは単一の出水口８２−１から出水させることができる。つまり、２つの出水口８２−１、８２−２を備えて、冷水ＣＷ、炭酸水ＧＷまたは温水ＨＷを選択的に出水させることができ、出水部６８を簡略化できる。
【００８０】
(3) 冷水電磁弁８４−１１、炭酸水電磁弁８４−１２は単一の出水電磁弁８４−１に組み込まれているので、出水部６８の電磁弁の簡略化とともに、ウォーターサーバー２における電磁弁をコンパクト化できる。
【００８１】
(4) カーボネーションタンク４ではたとえば、０．４〔リットル〕程度の容量で、炭酸水貯留部４−１はカーボネーションタンク４の二分の一程度の水容量（炭酸水の１回の消費を賄えるほどの量）とし、炭酸ガスカートリッジからは０．５〔ＭＰａ〕に減圧した炭酸ガスＧを供給し、高品質の炭酸水ＧＷを生成することができる。
【００８２】
(5) 冷水ＣＷは給水ポンプ１０で加圧しながらカーボネーションタンク４に供給すればよいが、冷水ＣＷの供給方式はカーボネーションタンク４内に直噴またはシャワーとすればよく、いずれの方式を用いても炭酸ガスＧを冷水ＣＷに容易に溶解させることができる。しかも、カーボネーションタンク４は、エバポレータ５０−２を循環する冷媒によって冷却されているので、冷水ＣＷへの炭酸ガスＧの溶解を促進させることができる。
【００８３】
(6) カーボネーションタンク４では、約９ガスボリュームの高濃度の炭酸水ＧＷが得られる。炭酸水電磁弁８４−１２を開くと、カーボネーションタンク４内の圧力により炭酸水ＧＷを出水口８２−１から出水させることができる。コップなどに注がれた状態で、３．７〜４．０ガスボリューム以上の高濃度の炭酸水ＧＷを供給することができる。
【００８４】
(7) 炭酸水濃度は温度及び圧力により決定され、カーボネーションタンク４の内圧は炭酸水ＧＷの品質を安定させるために重要である。カーボネーションタンク４内の温度はほぼ一定の低温に保たれるが、炭酸水ＧＷが消費されると、加圧して補水を単純に行うと、炭酸水ＧＷの消費量と補水量が不一致であれば、補水によりカーボネーションタンク４の内圧を上昇させる。これは、ガス逃がし弁７２−３を備えているので、このガス逃がし弁７２−３の開弁で炭酸ガスＧを排出させて内圧を下げればよいが、排出させた分だけ炭酸ガスＧを無駄に消費させることになる。そこで、実施例１では、カーボネーションタンク４の炭酸水貯留部４−１および炭酸ガス貯留部４−２を大きく取り、水位変動を抑制するとともにガス空間を大きく取ることで、炭酸水ＧＷの水位変動に対するガス圧変化を相対的に小さくしている。
【００８５】
具体的な設定条件として、
ａ）給水ポンプ１０による補水量を炭酸水ＧＷの消費量より大きく設定する。
ｂ）炭酸ガスＧはカーボネーションタンク４に所定圧力にて常時供給し、ガス空間である炭酸ガス貯留部４−２の圧力が所定圧力を下回らないようにする。
ｃ）カーボネーションタンク４に対する補水中、炭酸水ＧＷの消費量に対して補水量を多くすることで、炭酸水の途中欠乏を回避する。
ｄ）カーボネーションタンク４に対する補水中、炭酸水ＧＷの水位は安定しないが、補水の開始及び停止を水位センサ１４の炭酸水検出可能な最低水位付近にて行うことにより、炭酸水ＧＷの水位変動に対するガス圧変化を小さくする。
【００８６】
(8) 実施例１のウォーターサーバー２によれば、天然水などの冷水ＣＷ、温水ＨＷの供給機能に加え、高濃度の炭酸水ＧＷを生成する機能を備え、冷水ＣＷや温水ＨＷと同様に身近で手軽に高濃度の炭酸水ＧＷを提供することができる。
【実施例２】
【００８７】
図６は、カーボネーションタンク４の一例を示している。この実施例２において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００８８】
カーボネーションタンク４にはたとえば、小径の円筒形容器１１６が用いられ、水位センサ１４の検出電極１１８の先端またはその近傍に炭酸水ＧＷの基準水位Ｌｒｅｆが設定されている。基準水位Ｌｒｅｆを挟んで、下側に炭酸水貯留部４−１、上側に炭酸ガス貯留部４−２が設定されている。炭酸水貯留部４−１の高さをｈ１、炭酸ガス貯留部４−２の高さをｈ２とすれば、この例では、ｈ１＜ｈ２に設定されており、炭酸水貯留部４−１に対して炭酸ガス貯留部４−２の容積が大きく設定されている。
【００８９】
このカーボネーションタンク４には、天井部など、タンク上部側に連結された既述の冷水供給管１６−１や炭酸ガス供給管１８により、冷水ＣＷおよび炭酸ガスＧが供給される。生成された炭酸水ＧＷは、炭酸水供給管２０を用いてカーボネーションタンク４から出水部６８に供給される。
【００９０】
炭酸ガスカートリッジからは０．５ＭＰａに減圧した炭酸ガスＧが、炭酸ガス供給管１８より炭酸ガス貯留部４−２に供給され、炭酸ガス貯留部４−２の圧力は最低０．５ＭＰａに維持される。一方、炭酸水ＧＷの消費や補水により、炭酸ガス貯留部４−２の体積は変動する。この変動量Ｖｈは（補水量−消費量）＊所定時間（Ｔ１）となり、炭酸ガス貯留部４−２の最大体積をＶｍａｘ、最小体積をＶｍｉｎとすると、
Ｖｍａｘ＝Ｖｍｉｎ＋Ｖｈ            ・・・(1)
となる。
最大体積Ｖｍａｘの状態でＰ１ＭＰａになっている圧力は、最小体積Ｖｍｉｎになると
Ｐ＝（Ｖｍａｘ＊Ｐ１）／Ｖｍｉｎ
＝（（Ｖｍｉｎ＋Ｖｈ）＊Ｐ１）／Ｖｍｉｎ
＝Ｐ１＋Ｐ１／Ｖｍｉｎ      ・・・(2)
であるから、増加量ΔＰは、
ΔＰ＝Ｐ１／Ｖｍｉｎ            ・・・(3)
である。従って、増加圧力を１０％とすると、
０．１Ｐ１＝Ｐ１／Ｖｍｉｎ            ・・・(4)
１／１０＝１／（Ｖｍａｘ−Ｖｈ）
となり、Ｖｈは、
Ｖｈ＝Ｖｍａｘ／１０              ・・・(5)
となる。従って、圧力変動割合を１０％に抑える場合は変動量ＶｈをＶｍａｘの１０％以下にすればよい。
【００９１】
以上より、炭酸ガス貯留部４−２の圧力変動を小さくするには、炭酸ガス貯留部４−２の体積を大きくするか、炭酸水の消費及び補水による変動量を小さくすればよい。なお、カーボネーションタンク４に設けるガス逃がし弁７２−３の圧力を圧力変動値より大きく設定すれば、炭酸ガスGが放出されるのを防止できる。
【００９２】
図７は、図６に示すカーボネーションタンク４が搭載されたウォーターサーバー２の筐体内部を示している。筐体１２０には、底部側に冷却機構部３８が備えられ、この冷却機構部３８の上側にカーボネーションタンク４が設置されている。このカーボネーションタンク４の上側に温水生成部３６、冷水生成部３２および給水部３０が配置されている。
【００９３】
カーボネーションタンク４は、冷却機構部３８の近傍で温水タンク６４の背面側空間に配置されている。
【００９４】
＜実施例２の効果＞
【００９５】
実施例２によれば、次の効果が得られる。
【００９６】
(1)  図６に示すように、カーボネーションタンク４は小径で高さ方向に長い形態であるので、図７に示すように、筐体１２０に対する専有空間を小さくでき、ウォーターサーバー２の小型化および偏平化に寄与することができる。
【００９７】
(2)  補水開始時の水量と補水終了時の水量の差が体積変動量になり、これが圧力変動幅に連動する。カーボネーションタンク４の空間部体積をＶとすると、Ｖ＊炭酸圧（例えば５）＝（Ｖ−変動量）＊最大圧力となるから、Ｖ／（Ｖ−変動量）をできるだけ１に近づければよい。これにより、炭酸ガスＧの節減とともに、高濃度の炭酸水ＧＷが得られ、炭酸水濃度の変動を抑制できる。
【００９８】
〔他の実施の形態〕
【００９９】
上記実施例では、冷水ＣＷ、温水ＨＷおよび炭酸水ＧＷを生成させて出水可能なウォーターサーバーを例示しているが、本発明は、炭酸水ＧＷのみが出水可能なウォーターサーバーを構成してもよいことは勿論である。
【０１００】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態などについて説明した。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。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。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、生成した炭酸水の消費に応じて冷水を補水し、炭酸水の消費量に対して補水量を制御するので、炭酸水濃度の安定化を図ることができ、炭酸ガスを廃棄する無駄を生じさせることなく、品質の高い炭酸水を提供することができ、有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
２  ウォーターサーバー
４  カーボネーションタンク
４−１  炭酸水貯溜部
４−２  炭酸ガス貯留部
６  炭酸ガス供給源
８  冷水タンク
１０  給水ポンプ
１２  制御手段
１４  水位センサ
１６  給水管
１６−１  第１の冷水供給管
１６−２  第２の冷水供給管
１８  炭酸ガス供給管
２０  炭酸水供給管
２２  出水口部
２４  注水電磁弁
２６  補水手段
３０  給水部
３２  冷水生成部
３４  炭酸水生成部
３６  温水生成部
３８  冷却機構部
４０  給水バック
４２  給水口部
４４  蓋部
４６  給水口
４８  空気取入口
５０−１、５０−２  エバポレータ
５２−１、５２−２、５２−３  温度センサ
５４  開閉機構
５６  フロート
５８  弁部
６０  分離板
６２−１  給水管
６２−２  バイパス管
６４  温水タンク
６８  出水部
７０  バイパス弁
７２−１、７２−２  逆止弁
７２−３  ガス逃がし弁
７３  ガス排出部
７４  圧力スイッチ
７６  レギュレータ
７８  温水ヒーター
８０  温水供給管
８２−１  第１の出水口
８２−２  第２の出水口
８４−１  第１の出水電磁弁
８４−２  第２の出水電磁弁
８４−１１  冷水電磁弁
８４−１２  炭酸水電磁弁
８６  コンプレッサー
８８  コンデンサ
９０  冷却ファン
９２−１、９２−２  キャピラリーチューブ
９４−１、９４−２  ドライヤー
９６−１、９６−２  冷媒バルブ
１００  制御部
１０２  プロセッサ
１０４  メモリ部
１０６  マルチタイマー
１０８  炭酸水タイマー
１１０  入出力部
１１２−１  ロック解除スイッチ
１１２−２  冷水スイッチ
１１２−３  炭酸水スイッチ
１１２−４  温水スイッチ
１１４−１  ロック解除表示ランプ
１１４−２  冷水表示ランプ
１１４−３  炭酸水表示ランプ
１１４−４  温水表示ランプ
１１４−５  弱冷表示ランプ
１１４−６  高温表示ランプ
１１５  操作パネル
１１６円筒形容器
１１８  検出電極
１２０  筐体
【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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