ウォーターディスペンサー
詰め替え用ウォーターボトル付きウォーターディスペンサー

ウォーターディスペンサーは、冷却のみを目的として使用される場合はウォータークーラーと呼ばれることもありますが、給水だけでなく、冷却ユニットを用いて冷却または加熱も行う機械です。配管に近いため、トイレの近くに設置されることが多いです。また、ウォータークーラーから下水道への排水管も設置されています。

ウォーターディスペンサーには、壁掛け式からボトルフィラー式、2段式など、様々な形状があります。一般的には、 POU（ Point of Use）型ウォーターディスペンサーとボトルウォーターディスペンサーの2つのカテゴリーに分類されます。POU型ウォーターディスペンサーは水道に接続して使用しますが、ボトルウォーターディスペンサーは販売店から大型ボトルに入った水を配達（またはセルフピックアップ）する必要があります。ボトルウォーターディスペンサーは、モデルのデザインによって、上置き型と下置き型の2種類があります。

ボトルウォーターディスペンサーは通常、5ガロン（18.9リットル）のボトル（カーボイ）を使用し、装置上部に設置されます。加圧冷却器は、飲料水噴水や直結型ウォーターディスペンサーを含むウォーターディスペンサーのサブカテゴリです。ウォータークーラーは、水を冷やすための原始的な装置を指す場合もあります。[ 1 ]

歴史

ウォーターディスペンサーは1906年にルーサー・ハウスによって初めて発明されました。[ 2 ]

ディスペンサーの種類

壁掛け式/埋め込み式

壁掛け式ウォーターディスペンサー

壁掛け型は、建物の給水設備に接続され、給水と電気を継続的に供給します。この電気は、入ってきた水を冷却するための冷蔵ユニットを稼働させ、また、建物の廃棄物処理システムに接続され、未使用の水を処分します。壁掛け型ウォータークーラーは、病院、学校、企業などの商業ビルや、施設管理者が設置とメンテナンスを監視するその他の施設でよく使用されます。

標準的な壁掛け式クーラー（ウォーターファウンテンまたは飲用噴水とも呼ばれる）では、機械内の小さなタンクに冷水が蓄えられているため、ユーザーは冷水が出るまで待つ必要がありません。水は、ユニット上部にあるバネ仕掛けのバルブのボタンを回すか押すことで供給され、ボタンを離すと水が止まります。デバイスによっては、前面または側面に大きなボタンが付いているものもあります。新しいマシンにはボタンがまったくない場合もあります。その場合は、誰かが近くにいることをセンサーが感知して水を流す仕組みです。水はアーチ状に上向きに噴出するため、ユーザーは水流の上から直接飲むことができます。これらのデバイスは通常、処理や濾過を行わず、水道水から直接水を供給します。

壁掛け式ウォータークーラーには、埋め込み型から防滴型、壁から突き出た形状のボウル型、伝統的な丸みを帯びた角張ったデザイン、ボトルフィラーとウォータークーラーが一体になったユニット、二層式など、様々なスタイルがあり、その他機能やオプションも豊富です。これらは、地方自治体、州、または連邦の規制に準拠して設置される場合もあります。

ボトムロードウォーターディスペンサー

キャビネットを開いた状態で、5ガロンボトルが見えるボトムロードウォーターディスペンサー

ウォーターディスペンサーは、給水容器が本体上部に取り付けられているのが一般的です。ボトムロード型ウォーターディスペンサーは、給水を容易にするために、給水容器が本体下部に取り付けられています。

卓上ウォーターディスペンサー

卓上ウォーターディスペンサー

テーブルの上に直接置ける小型のウォーターディスペンサーもあります。これらのディスペンサーは一般的に家庭用電化製品に分類され、家庭のキッチンやオフィスのパントリーなどでよく見かけられます。

直配管式ウォーターディスペンサー（POU）

ウォーターディスペンサーは、家庭内の水源に直接接続することで、温水と冷水を連続的に供給することができます。一般的にPOU（Point of Use ：使用場所設置型）ウォーターディスペンサーと呼ばれます。エンドユーザーが清潔な水源を利用できる限り、POUユニットはボトル入りのウォータークーラーよりも一般的に衛生的です。[ 3 ]

自立型

ボトル付き自立型ウォータークーラー

自立型デザインでは通常、水のボトルを注ぎ口を下にしてディスペンサー内に配置します。

卓上型やキッチンの作業台型もあり、スーパーマーケットで手軽に入手できる5リットルのペットボトルを利用できます。これらのクーラーは、エアポンプで水を冷却室に送り込み、ペルチェ素子で水を冷却します。

ウォータークーラー市場における新たな展開として、水道本管に接続して冷水だけでなく温水や沸騰水も瞬時に供給できる卓上型機器の登場が挙げられます。これは、ホレカ（給湯器）業界でよく見られる現象です。

ハンドルを立てた状態だと、水の流れが速くなります。水に空気が入り込むため、吐水口から水が速く流れます。

水源

ウォータークーラーから供給される水は様々な水源から供給されますが、天然ミネラルウォーターと湧き水、そして精製水の2つの主要なカテゴリーに分類されることが多いです。[ 4 ]

天然ミネラルウォーターと湧き水

ナチュラルミネラルウォーターと湧水は、地下の岩石層から湧き出る水で、ボーリング井戸や湧き出る泉から採取されます。各国の法律では、これら2種類の水をさらに区別し、天然水源の保護、総溶解固形物、そして瓶詰め前に行われる処理量に基づいて、厳格な名称とラベル表示基準が定められています。

精製水

浄水は、地下水または水道水から得られる水で、逆浸透、蒸留、脱イオン、ろ過など、様々な浄化方法のいずれかによって生産されます。抗菌作用のため、紫外線やオゾン処理が施されることが多く、また、可溶性無機塩の注入によって再ミネラル化されることもあります。

水の配達

ウォータークーラーへの水の供給方法は、主にボトル入りと水道から直接供給される2種類があります。通常、水はポンプで水タンクに送られ、そこで加熱または冷却されます。冷却方法はウォータークーラーのモデルによって異なります。最近のモデルには、両方の方式を利用できるハイブリッドモデルもあります。

ボトル入りウォータークーラー

ボトルを取り付けるには、ボトルを逆さまにしてディスペンサーにセットします。プローブがボトルのキャップに穴を開け、水がマシンの内部タンクに流れ込みます。これらの重力駆動システムには、制御された方法で水を供給する装置が付いています。

これらの機械には様々なサイズがあり、時々使用する卓上型から、頻繁に使用する床置き型まで様々です。ボトル入り飲料水は通常、家庭や企業に定期的に配達され、そこで空になったポリカーボネート製のリターナブルボトルが満杯のボトルと交換されます。発展途上市場では、収縮率が高く洗浄温度が低いにもかかわらず、大型ボトルにはPETが使用されることが多いです。

ボトルのサイズはユニットのサイズによって異なり、米国では大型バージョンで5米ガロン（19 L）のボトルが使用されている。これは他の地域でも最も一般的なサイズで、メートル法を使用する国では18.9リットルと表示されている。元々、これらのボトルは3、5、または6米ガロン（11.4、18.9、または22.7リットル）の容量で製造され、レンタルのウォータークーラーユニットに供給されていました。[ 5 ]これらのユニットには通常、余分な水を捨てる場所はなく、少量のこぼれをキャッチする小さな容器のみが用意されています。前面のレバーまたは押しボタンを押すと、蛇口の下のカップに水が出ます。水容器が空になると、ディスペンサーの上部から持ち上げられ、ボトル内の余分な水が漏れないように自動的に密閉されます。

材料

20世紀を通して、第二次世界大戦後に熱可塑性プラスチックが発明されるまで、長年にわたり瓶詰めの主材料はガラスでした。PVCは多目的プラスチック材料として進化し、理想的な大量生産材料として広く採用されるようになりました。炭酸水の包装には、濃い緑色のガラス瓶のみが残されました。1980年代には、コスト削減のためPVCボトルが再開発されました。新しいブロー成形や射出成形技術などの製造技術と材料技術の進歩により、ボトルの肉厚と重量が軽減され、耐久性と耐用年数が向上しました。

直結配管

水道直結型ウォータークーラーは水道水を使用するため、ボトルは必要ありません。通常、何らかの浄化方法が用いられます。殺菌・消毒の効果を測る指標として、対数減少率（例：6対数減少率、または99.9999%有効）が用いられます。

精製

濾過

ろ過方法には、逆浸透、イオン交換、活性炭などがあります。逆浸透は化学ろ過や紫外線ろ過とは異なり、微細な孔を持つ膜を用いてH 2 Oを透過させながら、塩分、炭酸塩、その他の微生物などの大きな分子の透過を防ぎます。水を自然に膜に通すのに十分なエネルギーがない場合、強力なポンプが必要になり、結果として高いエネルギーコストが発生する可能性があります。さらに、ROユニットは水を軟化させることができます。ウイルスを含む一部の微生物は、ROユニットのフィルターを通過できます。[ 6 ]

脱イオン装置または脱塩装置は、樹脂交換を利用して水流からイオンを除去します。最も一般的なのはツインベッド型またはミックスベッド型の脱イオン装置です。コンピューターチップなどの無菌製造環境では、脱イオン水は電気伝導性が低いため、この装置がよく使用されます。

活性炭は、褐炭、石炭、骨炭、ヤシ殻、木炭などの原料を用いて製造され、活性化処理によって炭素層が部分的に燃焼し、細孔が形成されます。活性炭は現場での再生が不可能な場合が多いため、ほとんどの場合使い捨てです。粒状活性炭（GAC）は、ウォータークーラーのろ過に最も一般的に使用されています。細菌の増殖を抑えるため、温水と蒸気を用いた定期的な殺菌が必要です。

消毒と殺菌

水の消毒は、微生物数を安全なレベルまで減少させることで定義されます。AOAC懸濁液試験法によれば、消毒剤は25℃（77℉）で30秒以内に特定の細菌試験集団の99.999%を殺菌できなければなりません。消毒剤は、病原菌や疾患を引き起こす細菌を必ずしも破壊するとは限らないことに注意してください。使用する消毒剤は、地理的に適用される規制に準拠する必要があります。米国では、消毒剤はEPAとFDAによって規制されており、指定された微生物負荷から2つの標準試験微生物（黄色ブドウ球菌と大腸菌）の微生物活性を5対数減少させるAOAC試験に合格する必要があります。

消毒剤と殺菌剤の主な違いは、特定の使用希釈度において、消毒剤は消毒剤よりも高い病原菌殺菌能力を持たなければならないという点です。これらの微生物が破壊されない場合、製造されるボトル入り飲料水は汚染される可能性があります。

UVGI（紫外線殺菌照射）は、微生物を死滅または不活性化し、重要な細胞機能を阻害するために広く使用されている消毒方法です。UV光浄水器の欠点としては、濁りが挙げられます。水が濁っていると、UV光が完全に透過せず、部分的に殺菌された状態になります。

冷却と加熱の方法

冷却

最新のユニットのほとんどは、蒸気圧縮冷凍または熱電冷却を使用して水を冷やす冷凍機能を備えています。

蒸気圧縮冷凍

蒸気圧縮冷凍を使用するウォータークーラーには、次のいずれかのシステムがあります。

  • 貯水システム- 冷却または加熱に使用するために水を保持するタンクで、溢れを防ぐためにフロート機構が取り付けられています。
    • 取り外し可能なリザーバー - 取り外し可能なリザーバーは、冷却コイルがタンクの外部表面に接触するオープンエンドタンクです。モジュール式システムに基づいて動作するため、密閉系に水を保管する代わりに、簡単に取り外して水を補充できます。取り外し可能なリザーバーを使用する利点の一つは、消毒の容易さです。これにより、エンドユーザーはウォータークーラー全体を修理に出すのではなく、リザーバー全体を交換できます。同様の技術は、多くの最新のウォーターディスペンサーやコーヒーマシンに採用されています。
    • ステンレス鋼 - タンクの外部表面と接触する冷却コイルを備えたオープンエンドタンク
  • 圧力容器直接冷却システム- タンク内の水を空気中の汚染物質から保護する圧力容器と、水道本管から供給される水を急速に冷却する直接冷却システムの組み合わせ。
    • 圧力容器 - 密閉された圧力容器は、水冷装置内の低圧で満たされています。これにより、水は大気と接触せず、冷却システムの速度は遅くなりますが、より多くの冷水（タンクのサイズによって異なります）を供給することができます。
    • ダイレクトチリング - 標準的なダイレクトチリングシステムでは、水は冷媒ガスを循環させる銅製蒸発器と接触するステンレス鋼コイルを通過します。冷却システムはコイルの外側に設置されており、冷気がパイプ壁を伝わり、伝導によってコイル内の水を冷却します。蛇口を開けると、冷水が水道圧で供給されます。冷媒ガスから放出された冷熱は銅製コイルを通して伝わり、その冷熱はステンレス鋼コイルを通過する水に伝わります。水は外気と接触しません。そのため、冷水量は少なくなりますが、水はより早く冷たくなります。
  • アイスバンク冷却システム- 加圧されたステンレス鋼コイルと銅コイルが、予め冷却された水で満たされた貯水槽に浸されています。冷媒ガスを封じ込めた銅コイルが貯水槽内の水を凍結させ、冷水を発生させます。この冷水がステンレス鋼コイルを流れる飲料水を冷却します。

熱電冷却

熱電冷却は、HFC冷媒に代わる環境に優しい代替品です。ペルチェ効果を利用して、ヒートポンプとして機能する固体素子を用いて、素子の片側からもう片側へ熱を移動させます。この素子は、セラミックウエハーで囲まれた多数の半導体で構成されています。熱電冷却器は、冷媒ガスやコンプレッサーではなく 直流電力を使用し、可動部品や複雑な部品は備えていません。

加熱

一部のモデルには、常温のお湯、あるいはお茶やホットチョコレートなどに使える温水を出すための補助給湯器も付いています。補助給湯器から出るお湯は通常、加熱素子で加熱され、温水タンクに蓄えられます（住宅で使用されている従来の給湯器と同様です）。さらに、給湯器には通常、レバーを誤って押してしまった場合の火傷を防ぐため、押し込み式の安全弁が備えられています。

追加機能

ボトルフィラー

ボトル充填機能を備えた最新モデル

最近のウォータークーラーには、壁掛け式のユニットにウォーターボトルを直接充填できるディスペンサーが付属しています。このディスペンサーは公共のウォータークーラーでますます普及しており、空港[ 7 ] [ 8 ]や鉄道駅[ 9 ]などの公共の場でも見かけるようになりました。これらのボトル充填ユニットは、プラスチック汚染削減に向けた継続的な取り組みの一環として、節約された使い捨てペットボトルの数を表示することもできます。

炭酸化

炭酸飲料の需要増加と健康志向の高まりを受け、最近のウォータークーラーには炭酸水用のオプションが装備されるようになりました。その結果、加糖炭酸飲料よりも炭酸水が好まれるようになりました。 [ 10 ]これは、冷却タンク内に圧縮二酸化炭素を充填したミキサータンクを追加することで実現されます。これにより、二酸化炭素ガスの温度が冷却タンクの温度まで下がります。炭酸水が供給されると、ミキサータンクには冷水と二酸化炭素が自動的に補充されるため、炭酸水を継続的に供給することができます。

メンテナンス

ボトル入りウォータークーラーは、加熱タンク内部へのミネラルの蓄積（スケール）を防ぐため、定期的に洗浄する必要があります。洗浄頻度は、ミネラルの濃度と使用する水の量によって決まります。この洗浄には、クエン酸などのスケール除去剤を使用できます。

通常の温水の流れが制限されているように見える場合、または運転中に加熱サイクルの騒音が聞こえる場合は、加熱タンクの清掃が必要です。その他の症状としては、冷却タンクから出る水が非常に熱くなる、ミネラルの蓄積により水の味が変わるなどがあります。

参照

参考文献

  1. ^ 「ウォータークーラー」ホーニマン博物館・庭園. 2015年7月20日閲覧。
  2. ^パリシ、クリステン著「ウォータークーラーの簡潔な歴史」 HR Brew 2025年10月8日閲覧。
  3. ^ 「ウォータークーラーと製氷機に関するポリシー」（PDF） . Royal Devon and Exeter NHS Foundation Trust. 2015年1月13日. 2019年1月17日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2018年2月25日閲覧。
  4. ^シニア、ドロシー（2011年）。ニコラス・デージ編『ボトルウォーターの技術』（第3版）。英国チチェスター：ブラックウェル出版。299頁。ISBN 978-1-4051-9932-2。
  5. ^シニア、ドロシー（ 2011年）。ニコラス・デージ編『ボトルウォーターの技術』（第3版）。英国チチェスター：ブラックウェル出版。p.8。ISBN 978-1-4051-9932-2。
  6. ^リード、ロバート（2004年）『水質とシステム：施設管理者のためのガイド』（第2版）ジョージア州フェアモント・プレス、187頁。ISBN 0-88173-332-6。
  7. ^ Yamanouchi, Kelly (2013年6月21日). 「空港にウォーターボトル給水ステーションがオープン」 .アトランタ・ジャーナル・コンスティテューション. 2018年8月28日閲覧。
  8. ^ブロックマン、ジョシュア (2017年11月20日). 「空港やガソリンスタンドの5ドルのウォーターボトルの代わりに」 .ニューヨーク・タイムズ. 2018年8月28日閲覧。
  9. ^ 「スコットランドの鉄道駅で飲料水を提供」 BBCニュース2018年1月25日2018年8月28日閲覧。
  10. ^ Team, Trefis (2014年1月14日). 「コカ・コーラ、炭酸ボトルウォーター市場の成長に着目」 . Forbes . 2018年8月28日閲覧。
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