JP2012083019A - Water supply machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷蔵庫や給水機などの熱交換を必要とする機器に用いられる温度制御装置であって、熱逆流防止機能を備える温度制御装置および給水機に関するものである。 The present invention relates to a temperature control device used for equipment that requires heat exchange, such as a refrigerator and a water supply device, and relates to a temperature control device and a water supply device that have a heat backflow prevention function.
保温庫、冷蔵庫、給水機など内部の温度を低下させたり上昇させたりする必要のある機器が多く存在する。このような機器は、温度の低下や上昇のために、外気との熱を交換する熱交換器を備えている。このような熱交換器としては、コンプレッサが一般的に用いられる。 There are many devices that need to lower or raise the internal temperature, such as a heat storage, a refrigerator, and a water supply. Such equipment includes a heat exchanger that exchanges heat with the outside air in order to decrease or increase the temperature. A compressor is generally used as such a heat exchanger.
コンプレッサは、フロンガスなど化学的媒体を用いることで、外気と内部との熱を交換することで、所定の内部空間の温度を低下させたり上昇させたりする。例えば給水機であれば、給水機は、冷水と温水とを供給する機能を有するが、冷水を生成する冷水タンクは、コンプレッサを備えることが多い。このコンプレッサにより、冷水タンクは、内部に貯留する水を冷却して冷水を生成する。 The compressor uses a chemical medium such as chlorofluorocarbon to reduce or increase the temperature of a predetermined internal space by exchanging heat between the outside air and the inside. For example, in the case of a water supply machine, the water supply machine has a function of supplying cold water and hot water, but a cold water tank that generates cold water often includes a compressor. With this compressor, the cold water tank cools the water stored therein to generate cold water.
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。このようなコンプレッサを用いた冷水タンクを有すると共に加熱手段によって温水を得る温水タンクとを備える。例えば、このような冷水タンクと温水タンクとを備える給水機が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 With the recent health boom and quality deterioration of tap water, water supply machines, water purifiers or water servers that obtain hot or cold water from water containers containing mineral water or natural water are used in homes and offices. It has a cold water tank using such a compressor and a hot water tank that obtains hot water by heating means. For example, a water feeder including such a cold water tank and a hot water tank has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
一方で、コンプレッサは、フロンガスや代替フロンガスを用いる必要がある。これらの化学的ガスは、オゾン層の破壊や大気中の二酸化炭素の増加などの環境問題を引き起こす懸念を有する。このため、熱交換機能の実現においては、コンプレッサのような環境破壊の懸念のある要素以外の技術が求められていた。 On the other hand, the compressor needs to use chlorofluorocarbon gas or alternative chlorofluorocarbon gas. These chemical gases have concerns that cause environmental problems such as ozone depletion and increased carbon dioxide in the atmosphere. For this reason, in the realization of the heat exchange function, a technology other than an element that is likely to cause environmental destruction such as a compressor has been required.
加えて、コンプレッサは、消費電力や騒音の点でも不十分な点がある。冷蔵庫や給水機は、住居やオフィスに設置されるので、消費電力や騒音が小さいことが求められる。 In addition, the compressor has insufficient power consumption and noise. Refrigerators and water dispensers are installed in residences and offices, and therefore require low power consumption and noise.
このような状況で、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2参照)。 In such a situation, a technique for obtaining cold water by cooling a cold water tank using a Peltier element has also been proposed (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1に開示される給水機は、冷水を得るのにコンプレッサを用いているので、環境問題への対応ができないのは上述の通りである。 However, since the water supply machine disclosed in Patent Document 1 uses a compressor to obtain cold water, it is as described above that it is not possible to cope with environmental problems.
また、特許文献2に開示される給水機は、ペルチェ素子を用いて冷水タンクの水を冷却する技術を開示する。ペルチェ素子とは、電気的な処理によって、一方の面に接触する物体の熱を他方の面に移動させる機能を有する。ペルチェ素子は、平板状の部材であり、一方の面に接触する物体の熱を、他方の面に移動させて、当該物体の温度を低下させる機能を有する。ペルチェ素子は、熱移動の方向性を有しており、電極の向きによって、熱移動の方向を変えることができる。 Moreover, the water feeder disclosed by patent document 2 discloses the technique which cools the water of a cold water tank using a Peltier device. The Peltier element has a function of moving the heat of an object in contact with one surface to the other surface by electrical processing. The Peltier element is a plate-like member, and has a function of moving the heat of an object that contacts one surface to the other surface to reduce the temperature of the object. The Peltier element has a direction of heat transfer, and the direction of heat transfer can be changed depending on the direction of the electrodes.
ペルチェ素子は、フロンガスなどの化学物質を用いることがなく、騒音も生じさせないメリットがある。 The Peltier element has an advantage that no chemical substance such as chlorofluorocarbon gas is used and no noise is generated.
図8は、従来技術におけるペルチェ素子を取り付けた冷水タンクの側面図である。内部の温度を低下させる必要のある機器の例として、給水機に備えられる冷水タンクを例として、従来技術におけるペルチェ素子の仕様態様について説明する。 FIG. 8 is a side view of a cold water tank with a Peltier element attached thereto in the prior art. As an example of a device that needs to lower the internal temperature, a specification mode of a Peltier element in the prior art will be described using a cold water tank provided in a water supply machine as an example.
冷水タンク800は、その内部に水801を貯留しており、この水801の温度を低下させるために、ペルチェ素子802を用いる。ペルチェ素子802は、一方の面に水801と接触するヒートシンク803を備える。ヒートシンク803は、水801と広い接触面積で接触して水801からの熱を受熱する。ペルチェ素子802には、制御部805から信号線806を通じて電気信号が供給されるので、ペルチェ素子802は、ヒートシンク803が受熱した熱を、他方の面に移動させる。すなわち、冷水タンク800内部の熱を冷水タンク800の外部に移動させる。移動された熱は、ヒートシンク804を通じて外部に排出される。この排出によって、冷水タンク800内部の熱は外部に排出されて冷水タンク800内部が冷却され、水801は冷水になる。 The cold water tank 800 stores water 801 therein, and a Peltier element 802 is used to lower the temperature of the water 801. The Peltier element 802 includes a heat sink 803 that contacts the water 801 on one surface. The heat sink 803 contacts the water 801 with a wide contact area and receives heat from the water 801. Since an electric signal is supplied to the Peltier element 802 from the control unit 805 through the signal line 806, the Peltier element 802 moves the heat received by the heat sink 803 to the other surface. That is, the heat inside the cold water tank 800 is moved to the outside of the cold water tank 800. The transferred heat is discharged to the outside through the heat sink 804. By this discharge, the heat inside the cold water tank 800 is discharged to the outside, the inside of the cold water tank 800 is cooled, and the water 801 becomes cold water.
しかしながら、従来技術に示されるペルチェ素子を用いた冷水タンクでは、冷水タンク800内部の水801が一定の温度以下になると、節電のためにペルチェ素子802に対する電力の供給が停止する。一方、ヒートシンク804は、大きな表面積および体積を有するので、ヒートシンク804は一種の熱源になってしまっている。ペルチェ素子802への電力供給が停止されると、ペルチェ素子802による熱移動機能が停止するので、ヒートシンク804が蓄積している熱が、ペルチェ素子802を通じて冷水タンク800内部に逆流する問題がある。ヒートシンク804(要は、冷却対象である冷水タンク800の外部に存在する部材)からの熱が冷水タンク800内部に逆流すれば、冷水タンク800内部で生成された冷水が再びぬるくなる問題がある。水801の温度が上昇したことに合わせてペルチェ素子802に電力を供給する必要が生じる。結果として消費電力が増加する。 However, in the cold water tank using the Peltier element shown in the prior art, when the water 801 inside the cold water tank 800 falls below a certain temperature, the power supply to the Peltier element 802 is stopped to save power. On the other hand, since the heat sink 804 has a large surface area and volume, the heat sink 804 has become a kind of heat source. When the power supply to the Peltier element 802 is stopped, the heat transfer function by the Peltier element 802 is stopped, so that the heat accumulated in the heat sink 804 flows back into the cold water tank 800 through the Peltier element 802. If heat from the heat sink 804 (mainly, a member existing outside the cold water tank 800 to be cooled) flows back into the cold water tank 800, there is a problem that cold water generated inside the cold water tank 800 becomes wet again. It is necessary to supply power to the Peltier element 802 in accordance with the rise in the temperature of the water 801. As a result, power consumption increases.
ペルチェ素子802に対して永続的に電力を供給すれば、ペルチェ素子802が永続的に動作するので、ヒートシンク804からの熱の逆流はなくなるが、消費電力が高くなる問題もある。熱の逆流を防止するためにヒートシンク804などの熱排出部材を無くすことも考えられるが、こうなると、ペルチェ素子802によって冷水タンク800内部の熱を排出する能力が低下し、結局は、ペルチェ素子802の負担が高まり、必要となる消費電力も増加する。 If power is permanently supplied to the Peltier element 802, the Peltier element 802 operates permanently, so that the heat from the heat sink 804 is not reversed, but there is a problem that the power consumption increases. In order to prevent the reverse flow of heat, it may be possible to eliminate a heat exhausting member such as the heat sink 804. However, if this is done, the ability to exhaust the heat inside the cold water tank 800 by the Peltier element 802 is reduced, and eventually the Peltier element 802 This increases the required power consumption.
このように、従来技術におけるペルチェ素子を用いた温度制御では、ペルチェ素子によって排出した熱が逆流することになって、温度上昇、消費電力の増加といった問題を生じさせる。 As described above, in the temperature control using the Peltier element in the prior art, the heat discharged by the Peltier element flows backward, which causes problems such as an increase in temperature and an increase in power consumption.
冷水タンク800内部の温度を低下させれば、その後は自然的な温度上昇以外の要因による温度上昇を防止することが、消費電力の効率化の点で好ましい。すなわち、(1)なるべく効率的かつ高速に冷水タンク800内部の温度を低下させ、(2)低下した後では、その低下した温度の状態を長期間保つ、ことの2点が実現することが、消費電力削減、環境保護に適した温度制御となる。 If the temperature inside the cold water tank 800 is lowered, it is preferable from the viewpoint of power consumption efficiency to prevent a temperature rise caused by factors other than a natural temperature rise thereafter. That is, (1) reducing the temperature inside the cold water tank 800 as efficiently and as fast as possible, and (2) maintaining the reduced temperature state for a long time after the decrease is achieved. Temperature control is suitable for reducing power consumption and protecting the environment.
本発明は、上記問題を解決するために、ペルチェ素子による温度低下を効率化すると共に、低下した温度を長期間維持できるようにする、熱逆流防止機能を備える温度制御装置を提供することを目的とする。 In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a temperature control device having a thermal backflow prevention function that makes it possible to efficiently reduce the temperature due to a Peltier element and maintain the lowered temperature for a long period of time. And
上記課題に鑑み、本発明の温度制御装置は、冷却対象および加熱対象のいずれかの対象物と、対象物と受熱面で熱的に接触し、対象物の熱を放熱面に移動させるペルチェ素子と、ペルチェ素子の放熱面と熱的に接触可能であって、対象物から移動された熱を外部に排出する排熱部材と、所定条件に基づいて、ペルチェ素子の放熱面と排熱部材との熱的な接触面積を減少させる離隔制御部と、を備える熱逆流防止機能を備える。 In view of the above problems, the temperature control device of the present invention is a Peltier element that is in thermal contact with an object to be cooled or heated, and the object in thermal contact with the heat receiving surface, and moves the heat of the object to the heat radiating surface. And a heat exhausting member that can be in thermal contact with the heat dissipation surface of the Peltier element and exhausts heat transferred from the object to the outside, and based on a predetermined condition, the heat dissipation surface and the heat exhaustion member of the Peltier element And a separation control unit that reduces the thermal contact area of the thermal backflow prevention function.
本発明の温度制御装置は、ペルチェ素子によって冷却対象を冷却しペルチェ素子の動作が停止した後でも、ペルチェ素子を通じた熱の逆流を防止できる。結果として、冷却された冷却対象の温度を長時間維持できる上、ペルチェ素子に供給する消費電力を低減できる。 The temperature control device of the present invention can prevent the backflow of heat through the Peltier element even after the object to be cooled is cooled by the Peltier element and the operation of the Peltier element is stopped. As a result, the temperature of the cooled object to be cooled can be maintained for a long time, and the power consumption supplied to the Peltier element can be reduced.
また、ペルチェ素子の外部にヒートシンクなどの排熱部材を設けることができるようになるので、ペルチェ素子による冷却能力が高まる。結果として、冷却対象を所定の温度まで低下させるのに必要となる消費電力や時間が短縮される。更に低下させられた温度を、電力などのエネルギーを要さずに長期間維持できる。 Further, since a heat exhausting member such as a heat sink can be provided outside the Peltier element, the cooling capacity of the Peltier element is increased. As a result, power consumption and time required for lowering the cooling target to a predetermined temperature are reduced. Furthermore, the lowered temperature can be maintained for a long time without requiring energy such as electric power.
これらの効果が相まって、本発明の温度制御装置は、消費電力を低減できる。 Combined with these effects, the temperature control device of the present invention can reduce power consumption.
本発明の第1の発明に係る温度制御装置は、冷却対象および加熱対象のいずれかの対象物と、対象物と受熱面で熱的に接触し、対象物の熱を放熱面に移動させるペルチェ素子と、ペルチェ素子の放熱面と熱的に接触可能であって、対象物から移動された熱を外部に排出する排熱部材と、所定条件に基づいて、ペルチェ素子の放熱面と排熱部材との熱的な接触面積を減少させる離隔制御部と、を備える熱逆流防止機能を備える。 A temperature control device according to a first aspect of the present invention is a Peltier that is in thermal contact with an object to be cooled or heated, and the object in thermal contact with the heat receiving surface, and moves the heat of the object to the heat radiating surface. A heat-dissipating member that can be in thermal contact with the heat-dissipating surface of the element and the Peltier element, and that discharges the heat transferred from the object to the outside; And a separation control unit that reduces a thermal contact area with the thermal backflow prevention function.
この構成により、温度制御装置は、節電のためにペルチェ素子への電力の供給が停止している期間においても、排熱部材からの熱の逆流を防止できる。 With this configuration, the temperature control device can prevent the backflow of heat from the exhaust heat member even during the period in which the supply of power to the Peltier element is stopped for power saving.
本発明の第2の発明に係る温度制御装置では、第1の発明に加えて、ペルチェ素子に電力を供給する制御部を更に備える。 In addition to the first invention, the temperature control apparatus according to the second invention of the present invention further includes a control unit that supplies electric power to the Peltier element.
この構成により、ペルチェ素子は、電力供給と電力停止との制御を受ける。 With this configuration, the Peltier element receives control of power supply and power stop.
本発明の第3の発明に係る温度制御装置では、第2の発明に加えて、制御部は、対象物が所定温度以下になると、ペルチェ素子への電力供給を停止する。 In the temperature control device according to the third aspect of the present invention, in addition to the second aspect, the control unit stops the power supply to the Peltier element when the object falls below a predetermined temperature.
この構成により、ペルチェ素子に必要となる消費電力が削減できる。 With this configuration, power consumption required for the Peltier element can be reduced.
本発明の第4の発明に係る温度制御装置では、第1から第3のいずれかの発明に加えて、離隔制御部は、ペルチェ素子の放熱面と排熱部材との間を広げる押し出し部材を備える。 In the temperature control device according to the fourth aspect of the present invention, in addition to any of the first to third aspects of the invention, the separation controller includes an extrusion member that widens the space between the heat dissipation surface of the Peltier element and the exhaust heat member. Prepare.
この構成により、温度制御装置は、所定条件下で、ペルチェ素子と排熱部材との距離を離隔させる。 With this configuration, the temperature control device separates the distance between the Peltier element and the exhaust heat member under a predetermined condition.
本発明の第5の発明に係る温度制御装置では、第4の発明に加えて、離隔制御部は、押し出し部材の押し出しの起動力として電磁石を備え、電磁石に電力が供給されると、押し出し部材が突出して、ペルチェ素子の放熱面と排熱部材との間が広がる。 In the temperature control device according to the fifth invention of the present invention, in addition to the fourth invention, the separation control unit includes an electromagnet as a starting force for pushing out the pushing member, and when power is supplied to the electromagnet, the pushing member Protrudes, and the space between the heat dissipation surface of the Peltier element and the exhaust heat member spreads.
この構成により、押し出し部材は、簡便な構成で、ペルチェ素子と排熱部材との距離を離隔させることができる。 With this configuration, the push-out member can separate the distance between the Peltier element and the exhaust heat member with a simple configuration.
本発明の第6の発明に係る温度制御装置では、第4又は第5の発明に加えて、押し出し部材は、ペルチェ素子の放熱面と排熱部材とを離隔させる、もしくはペルチェ素子と排熱部材とが接続している位置を基準に相互の角度を傾かせることで、ペルチェ素子の放熱面と排熱部材との接触面積を減少させる。 In the temperature control device according to the sixth aspect of the present invention, in addition to the fourth or fifth aspect, the push-out member separates the heat dissipation surface of the Peltier element and the heat exhaust member, or the Peltier element and the heat exhaust member The contact area between the heat dissipation surface of the Peltier element and the heat exhaust member is reduced by inclining the mutual angle with respect to the position where the two are connected.
この構成により、押し出し部材は、容易にペルチェ素子と排熱部材とを離隔させることができる。 With this configuration, the pushing member can easily separate the Peltier element from the heat exhausting member.
本発明の第7の発明に係る温度制御装置では、第1から第6のいずれかの発明に加えて、所定条件は対象物を冷却する際に定まる第1温度もしくは加熱する際に定まる第2温度であり、離隔制御部は、対象物が第1温度以下もしくは対象物が第2温度以上になると、ペルチェ素子と排熱部材との接触面積を減少させる。 In the temperature control device according to the seventh aspect of the present invention, in addition to any of the first to sixth aspects, the predetermined condition is a first temperature determined when the object is cooled or a second temperature determined when the object is heated. The separation control unit reduces the contact area between the Peltier element and the exhaust heat member when the object is at or below the first temperature or the object is at or above the second temperature.
この構成により、冷却や加熱の対象物の温度条件に合わせて、温度制御装置は、ペルチェ素子を通じた熱の逆流を防止できる。 With this configuration, the temperature control device can prevent the backflow of heat through the Peltier element in accordance with the temperature condition of the object to be cooled or heated.
本発明の第8の発明に係る温度制御装置では、第1から第6のいずれかの発明に加えて、離隔制御部は、ペルチェ素子への電力の供給が停止されると、ペルチェ素子と排熱部材との接触面積を減少させる。 In the temperature control device according to the eighth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to sixth aspects, the separation control unit and the Peltier element are connected to the drain when the supply of power to the Peltier element is stopped. The contact area with the thermal member is reduced.
この構成により、ペルチェ素子の動作制御と離隔制御とが連動できる。 With this configuration, the operation control and the separation control of the Peltier element can be linked.
本発明の第9の発明に係る温度制御装置では、第8の発明に加えて、離隔制御部は、ペルチェ素子への電力の供給が停止されると、電磁石へ電力を供給し押し出し部材を突出させる。 In the temperature control device according to the ninth aspect of the present invention, in addition to the eighth aspect, when the power supply to the Peltier element is stopped, the separation control unit supplies power to the electromagnet and protrudes the pushing member. Let
この構成により、押し出し部材の制御が容易となる。加えて、ペルチェ素子の制御と押し出し部材の制御とを連動させることができる。 With this configuration, the extrusion member can be easily controlled. In addition, the control of the Peltier element and the control of the pushing member can be linked.
本発明の第10の発明に係る温度制御装置では、第1から第9のいずれかの発明に加えて、ペルチェ素子の受熱面は、対象物と熱的に接触する吸熱部材をさらに備える。 In the temperature control device according to the tenth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to ninth aspects, the heat receiving surface of the Peltier element further includes a heat absorbing member that is in thermal contact with the object.
この構成により、ペルチェ素子は、より効率的に対象物からの熱を奪う。 With this configuration, the Peltier element takes heat from the object more efficiently.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1) (Embodiment 1)
まず、図1を用いて、実施の形態1における温度制御装置の全体概要を説明する。温度制御装置1は、冷却対象となる対象物から奪って排出する熱の逆流を防止する機能を備える。 First, an overall outline of the temperature control apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The temperature control device 1 has a function of preventing a backflow of heat taken away from an object to be cooled.
図1は、本発明の実施の形態1における温度制御装置の模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram of a temperature control device according to Embodiment 1 of the present invention.
温度制御装置1は、制御対象となる対象物の温度を制御する。温度を制御するとは、対象物を冷却したり加熱したりする。但し、一般的には冷却することが多い。図1では対象物として給水機や浄水器に用いられる冷水タンク2が示されている。冷水タンク2はその内部に冷水3を貯留している。冷水タンク2は、貯留する冷水3を供給可能である。 The temperature control device 1 controls the temperature of an object to be controlled. Controlling the temperature means cooling or heating the object. However, in general, cooling is often performed. In FIG. 1, the cold water tank 2 used for a water feeder or a water purifier is shown as an object. The cold water tank 2 stores cold water 3 therein. The cold water tank 2 can supply the cold water 3 to be stored.
温度制御装置1は、ペルチェ素子4と、ペルチェ素子4が移動させた熱を外部に排出する排熱部材6と、離隔制御部7と、を備える。温度制御装置1は、冷水タンク2に取り付けられており、温度制御装置1は、冷水タンク2が貯留する冷水3を冷却する。 The temperature control device 1 includes a Peltier element 4, an exhaust heat member 6 that exhausts heat moved by the Peltier element 4 to the outside, and a separation control unit 7. The temperature control device 1 is attached to the cold water tank 2, and the temperature control device 1 cools the cold water 3 stored in the cold water tank 2.
ペルチェ素子4は、対象物と熱的に接触して熱を受ける受熱面41と受熱面41で受けた熱を移動させる先となる放熱面42とを備える。ペルチェ素子4は、受熱面41において冷水タンク2と熱的に接触する。この熱的な接触によって、ペルチェ素子4は、冷水タンク2からの熱を受熱面41から放熱面42に移動させる。ペルチェ素子4は、放熱面42において排熱部材6と熱的に接触できる。この熱的な接触によって、ペルチェ素子4が移動させた冷水タンク2の熱が、外部に輩出される。結果として、温度制御装置1は、冷水タンク2を(すなわち、貯留される冷水3を)冷却できる。 The Peltier element 4 includes a heat receiving surface 41 that is in thermal contact with an object and receives heat, and a heat radiating surface 42 to which the heat received by the heat receiving surface 41 is moved. The Peltier element 4 is in thermal contact with the cold water tank 2 at the heat receiving surface 41. Due to this thermal contact, the Peltier element 4 moves the heat from the cold water tank 2 from the heat receiving surface 41 to the heat radiating surface 42. The Peltier element 4 can be in thermal contact with the heat exhausting member 6 at the heat radiating surface 42. Due to this thermal contact, the heat of the cold water tank 2 moved by the Peltier element 4 is produced to the outside. As a result, the temperature control device 1 can cool the cold water tank 2 (that is, the stored cold water 3).
また、温度制御装置1は、離隔制御部7を備える。離隔制御部7は、ペルチェ素子4の放熱面42と排熱部材6との熱的な接触面積を減少させる。熱的な接触面積の減少とは、例えば、ペルチェ素子4の放熱面42と排熱部材6との間を離隔させたり、断熱部材を入れたりすることである。離隔制御部7による接触面積の減少によって、排熱部材6からの熱が、非動作中のペルチェ素子4を通じて冷水タンク2に逆流することが防止される。 Further, the temperature control device 1 includes a separation control unit 7. The separation control unit 7 reduces the thermal contact area between the heat dissipation surface 42 of the Peltier element 4 and the exhaust heat member 6. The reduction of the thermal contact area is, for example, separating the heat radiation surface 42 of the Peltier element 4 and the exhaust heat member 6 or inserting a heat insulating member. The reduction of the contact area by the separation control unit 7 prevents heat from the exhaust heat member 6 from flowing back to the cold water tank 2 through the non-operating Peltier element 4.
また、ペルチェ素子4に電力を供給する制御部9と、制御部9からの電気信号を伝える信号線8が、温度制御装置1に接続される。 A control unit 9 that supplies power to the Peltier element 4 and a signal line 8 that transmits an electric signal from the control unit 9 are connected to the temperature control device 1.
従来技術においては、ペルチェ素子4を温度制御の対象物である冷水タンク2に取り付けられ、ペルチェ素子4が吸い上げた熱が、排熱部材6を通じて排出されていた。このとき、冷水タンク2の温度が所定値以下となれば、節電のためにペルチェ素子4に対する電力供給が停止する。ペルチェ素子4への電力供給が停止されると、ペルチェ素子4は、受熱面41から放熱面42に向けた熱移動を行えなくなる。この状況では、排熱部材6の温度は冷水タンク2の温度よりも高く、排熱部材6は、一種の熱源となってしまっている。 In the prior art, the Peltier element 4 is attached to the cold water tank 2 that is an object of temperature control, and the heat sucked up by the Peltier element 4 is discharged through the heat exhausting member 6. At this time, if the temperature of the cold water tank 2 becomes a predetermined value or less, the power supply to the Peltier element 4 is stopped to save power. When power supply to the Peltier element 4 is stopped, the Peltier element 4 cannot perform heat transfer from the heat receiving surface 41 toward the heat radiating surface 42. In this situation, the temperature of the exhaust heat member 6 is higher than the temperature of the cold water tank 2, and the exhaust heat member 6 has become a kind of heat source.
一般的には、ペルチェ素子4から排熱部材6へ効率的に熱を移動させるために(熱の移動が効率的であることで、ペルチェ素子4によって吸い上げられた冷水タンク2の熱が、排熱部材6を通じて効率的に外部に輩出されるからである)、ペルチェ素子4の放熱面42と排熱部材6との間にはグリースなどの熱的接合材が塗布されている。この熱的接合材によって、排熱部材6からペルチェ素子4には熱が移動しやすくなり、ペルチェ素子4の動作停止中には、排熱部材6の熱が容易にペルチェ素子4に入り込んで、冷水タンク2に逆流してしまう。 Generally, in order to efficiently transfer heat from the Peltier element 4 to the exhaust heat member 6 (the heat transfer is efficient, the heat of the cold water tank 2 sucked up by the Peltier element 4 is exhausted. This is because the heat is effectively produced outside through the heat member 6), and a thermal bonding material such as grease is applied between the heat radiation surface 42 of the Peltier element 4 and the exhaust heat member 6. With this thermal bonding material, heat easily moves from the exhaust heat member 6 to the Peltier element 4, and while the operation of the Peltier element 4 is stopped, the heat of the exhaust heat member 6 easily enters the Peltier element 4, It will flow backward into the cold water tank 2.
このため、従来技術における温度制御装置は、ペルチェ素子への電力供給を停止させないか熱の逆流を容認するかしかなく、消費電力を無駄に使用している状態である。 For this reason, the temperature control apparatus in the prior art has no choice but to stop power supply to the Peltier element or to accept the backflow of heat, and is in a state where power consumption is wasted.
離隔制御部7は、放熱42と排熱部材6との熱的な接触面積を減少させるので、ペルチェ素子4への電力供給が停止した後でも(ペルチェ素子4の動作が停止中でも)排熱部材6の熱が逆流しない。このため、ペルチェ素子4によって冷却した冷水タンク2の温度は長時間維持されるし、ペルチェ素子4に必要となる電力も減少させることができる。 The separation control unit 7 reduces the thermal contact area between the heat radiation 42 and the exhaust heat member 6, so even after the power supply to the Peltier element 4 is stopped (even when the operation of the Peltier element 4 is stopped). Heat of 6 does not flow backward. For this reason, the temperature of the cold water tank 2 cooled by the Peltier element 4 is maintained for a long time, and the electric power required for the Peltier element 4 can also be reduced.
実施の形態1における温度制御装置1は、以上のように消費電力を低減させることができる。図1においては、給水機や浄水器に備えられる冷水タンク2を例として説明したが、冷蔵庫や保温庫に適用される場合でも同様である。 The temperature control apparatus 1 in Embodiment 1 can reduce power consumption as described above. In FIG. 1, although the cold water tank 2 with which a water supply machine and a water purifier are equipped was demonstrated as an example, it is the same also when applied to a refrigerator or a heat retention box.
次に、各部の詳細について説明する。 Next, the detail of each part is demonstrated.
(冷水タンク)
温度制御装置1は、温度制御の対象となる対象物を冷却したり加熱したりする。温度制御装置1は、ペルチェ素子4を備えることで、対象物の温度を制御する。図1では、給水機や浄水器に含まれる冷水タンク2が対象物の一例として示されている。
(Cold water tank)
The temperature control device 1 cools or heats an object to be temperature controlled. The temperature control device 1 includes the Peltier element 4 to control the temperature of the object. In FIG. 1, the cold water tank 2 contained in a water feeder or a water purifier is shown as an example of a target object.
冷水タンク2は、給水機などに含まれて、水容器から供給されるミネラルウォーターや天然水を一時的に貯留し、貯留する中で冷却して冷水3を得る。得られた冷水3を、冷水タンク2は、一時的に貯留する。なお、冷水3とは、冷却された水および冷却されうる水を全て含むものであり、実際に冷たい状態となっていない水であっても、冷水タンク2に貯留されている水を冷水3と定義する。 The cold water tank 2 is included in a water supply machine or the like, temporarily stores mineral water or natural water supplied from a water container, and cools the stored water to obtain cold water 3. The cold water tank 2 temporarily stores the obtained cold water 3. The cold water 3 includes all the cooled water and water that can be cooled, and even if the water is not actually in a cold state, the water stored in the cold water tank 2 is referred to as the cold water 3. Define.
また、冷水タンク2は、貯留している冷水3を供給する冷水供給手段を更に備える。例えば、水道のような開栓コックや開栓ノズルを備えており、これらの開栓機構によって、冷水供給手段は、貯留されている冷水を外部に供給できる。たとえば、使用者が開栓機構を開くことで、冷水を得る。 The cold water tank 2 further includes cold water supply means for supplying the stored cold water 3. For example, an opening cock such as water supply or an opening nozzle is provided, and by these opening mechanisms, the cold water supply means can supply stored cold water to the outside. For example, the user obtains cold water by opening the opening mechanism.
冷水タンク2は、温度制御装置1によって、冷水タンク2自身およびその内部の温度を制御される。このとき、冷水タンク2は、内部に貯留する冷水3の温度を低下させることが目的であるので、温度制御装置1は、冷水タンク2を冷却する。このため、ペルチェ素子4の受熱面41は、冷水タンク2と熱的に接触する。熱的な接触とは、例えば、ペルチェ素子4の受熱面41が、冷水タンク2の表面と接触(直接的に接触しても良いし、グリースのような熱的接合材を介して接触しても良い)することである。あるいは、ペルチェ素子4の受熱面41が、冷水3と接触しても良い。 The cold water tank 2 is controlled by the temperature control device 1 in terms of the temperature of the cold water tank 2 itself and the inside thereof. At this time, since the purpose of the cold water tank 2 is to reduce the temperature of the cold water 3 stored therein, the temperature control device 1 cools the cold water tank 2. For this reason, the heat receiving surface 41 of the Peltier element 4 is in thermal contact with the cold water tank 2. The thermal contact means that, for example, the heat receiving surface 41 of the Peltier element 4 is in contact with the surface of the cold water tank 2 (may be in direct contact, or in contact through a thermal bonding material such as grease. Is also good). Alternatively, the heat receiving surface 41 of the Peltier element 4 may be in contact with the cold water 3.
また、図1に示されるように、ペルチェ素子4は、冷水タンク2および冷水3から熱を効率的に従熱するために、ヒートシンク5を備えることも好適である。ペルチェ素子4の受熱面41にヒートシンク5が接続されており、このヒートシンク5は、受熱面41に接続されており、冷水3と広い面積で接触する。この接触により、ヒートシンク5が冷水3より熱を吸い上げてペルチェ素子4に伝導する。ペルチェ素子4は、伝導された熱を、受熱面41より放熱面42に移動させる。移動された熱は、排熱部材6を介して外部に排出されるので、結果として、冷水3の熱は、外部に排出される。 Further, as shown in FIG. 1, the Peltier element 4 is also preferably provided with a heat sink 5 in order to efficiently follow heat from the cold water tank 2 and the cold water 3. A heat sink 5 is connected to the heat receiving surface 41 of the Peltier element 4, and the heat sink 5 is connected to the heat receiving surface 41 and contacts the cold water 3 over a wide area. By this contact, the heat sink 5 sucks heat from the cold water 3 and conducts it to the Peltier element 4. The Peltier element 4 moves the conducted heat from the heat receiving surface 41 to the heat radiating surface 42. Since the moved heat is discharged to the outside through the heat exhausting member 6, as a result, the heat of the cold water 3 is discharged to the outside.
ヒートシンク5は、必須の部材ではないので、備えられなくてもよいが、備えられることで、冷却効果が高まる。熱の移動方向が逆であれば、ヒートシンク5は、加熱効果を高める。 Since the heat sink 5 is not an essential member, the heat sink 5 may not be provided, but the cooling effect is enhanced by providing the heat sink 5. If the moving direction of heat is reversed, the heat sink 5 enhances the heating effect.
また、冷水タンク以外でも、給水機や浄水器に含まれる温水タンク、冷蔵庫、保温庫など、外部との熱交換によって温度が制御される必要のある機器や装置などが、対象物として選択される。 In addition to cold water tanks, equipment and devices whose temperature needs to be controlled by heat exchange with the outside, such as hot water tanks, refrigerators, and heat insulation units included in water feeders and water purifiers, are selected as objects. .
(ペルチェ素子)
ペルチェ素子4は、受熱面41から放熱面42に向けて熱を移動させる。図1においては、対象物が冷水タンク2であるので、ペルチェ素子4は、受熱面41を冷水タンク2に熱的に接触させて、冷水タンク2から奪った熱を放熱面42に移動させる。
(Peltier element)
The Peltier element 4 moves heat from the heat receiving surface 41 toward the heat radiating surface 42. In FIG. 1, since the object is the cold water tank 2, the Peltier element 4 brings the heat receiving surface 41 into thermal contact with the cold water tank 2 and moves the heat taken from the cold water tank 2 to the heat radiating surface 42.
ペルチェ素子4は、平板状の形状を有する板状の部材であり、対向する一対の面を有する。この一対の面の内、一方の面が受熱面41であり受熱面41と対向する面が放熱面42である。受熱面41は対象物と熱的に接触し、放熱面42は、排熱部材6と熱的に接触する。ペルチェ素子4は、電力が供給されている状態では、受熱面41から放熱面42に向けて熱を移動させる。この移動は一方通行である。 The Peltier element 4 is a plate-like member having a flat plate shape and has a pair of opposed surfaces. Of the pair of surfaces, one surface is the heat receiving surface 41 and the surface facing the heat receiving surface 41 is the heat radiating surface 42. The heat receiving surface 41 is in thermal contact with the object, and the heat radiating surface 42 is in thermal contact with the exhaust heat member 6. The Peltier element 4 moves heat from the heat receiving surface 41 toward the heat radiating surface 42 in a state where electric power is supplied. This movement is one-way.
放熱面42は、排熱部材6と熱的に接触しているので、放熱面42に移動された熱は、排熱部材6に伝導されて外部に排出される。外部に排熱されることで、冷水タンク2(冷水3)から受熱面41が奪い取った熱が排出されて、対象物が冷却されることになる。 Since the heat radiating surface 42 is in thermal contact with the heat exhausting member 6, the heat transferred to the heat radiating surface 42 is conducted to the heat exhausting member 6 and discharged to the outside. By exhausting heat to the outside, the heat taken by the heat receiving surface 41 from the cold water tank 2 (cold water 3) is discharged, and the object is cooled.
もちろん、ペルチェ素子4の熱移動方向を逆にすれば(ペルチェ素子4に加える電気信号を切り替えることで、ペルチェ素子4の熱移動方向は逆転する)、外部の熱を、ペルチェ素子4を通じて対象物に与えることができる。すなわち、対象物を加熱することができる。例えば、対象物が冷水タンク2ではなく温水タンクである場合には、温水タンクに対してペルチェ素子4が熱を与え、結果として温水タンクが加熱される。 Of course, if the heat transfer direction of the Peltier element 4 is reversed (by switching the electric signal applied to the Peltier element 4, the heat transfer direction of the Peltier element 4 is reversed), external heat is transferred to the object through the Peltier element 4. Can be given to. That is, the object can be heated. For example, when the object is not a cold water tank 2 but a hot water tank, the Peltier element 4 gives heat to the hot water tank, and as a result, the hot water tank is heated.
このように、ペルチェ素子4は、電気信号と電力の供給を受けることで、所定方向における熱移動を実現する。 As described above, the Peltier element 4 realizes heat transfer in a predetermined direction by receiving an electric signal and electric power.
また、制御部9は、ペルチェ素子4に電力(電気信号)を供給する。この供給される電力によって、ペルチェ素子4は、動作する。一方で、対象物の温度が所望の温度に制御されると、ペルチェ素子4による熱移動および排熱は、不要となるので、消費電力削減の観点からペルチェ素子4への電力供給が停止されることが好ましい。このため、制御部9は、対象物(図1では冷水タンク2)が所定温度以下になるとペルチェ素子4への電力供給を停止する。また、対象物がある温度以上になるとペルチェ素子4への電力供給を再開する。制御部9は、対象物が冷却対象である場合には、第1温度と第2温度を基準に、電力の供給と再開とを行う。 Further, the control unit 9 supplies power (electric signal) to the Peltier element 4. The Peltier element 4 operates by the supplied electric power. On the other hand, when the temperature of the object is controlled to a desired temperature, heat transfer and exhaust heat by the Peltier element 4 become unnecessary, and thus power supply to the Peltier element 4 is stopped from the viewpoint of power consumption reduction. It is preferable. For this reason, the control part 9 stops the electric power supply to the Peltier element 4 when a target object (FIG. 1 cold water tank 2) becomes below predetermined temperature. Further, when the object reaches a certain temperature or higher, the power supply to the Peltier element 4 is resumed. When the object is a cooling target, the control unit 9 supplies and resumes power based on the first temperature and the second temperature.
図2は、本発明の実施の形態1における制御部の動作グラフである。図2は、制御部9がペルチェ素子4に与える電力の停止と再開とを示している。グラフは、縦軸が電力値を示し、横軸は時間を示している。 FIG. 2 is an operation graph of the control unit according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 shows the stop and restart of the electric power given to the Peltier element 4 by the control unit 9. In the graph, the vertical axis indicates the power value, and the horizontal axis indicates time.
制御部9は、冷水タンク2が第1温度T1となると(制御部9は、温度センサを備えており、温度を計測できる)ペルチェ素子4に電力を供給する。第1温度T1は、所定の温度であって、冷水タンク2としては冷却が不十分である温度である。このため、第1温度T1以上であると、ペルチェ素子4が動作して、冷水タンク2を冷却する必要がある。このため、制御部9は、第1温度T1以上となると、ペルチェ素子4に電力を供給する。グラフでは、第1温度T1で、電力が増加している。 When the cold water tank 2 reaches the first temperature T1 (the control unit 9 includes a temperature sensor and can measure the temperature), the control unit 9 supplies power to the Peltier element 4. The first temperature T1 is a predetermined temperature and is a temperature at which the cooling of the cold water tank 2 is insufficient. For this reason, when the temperature is equal to or higher than the first temperature T1, it is necessary to operate the Peltier element 4 to cool the cold water tank 2. For this reason, the control part 9 supplies electric power to the Peltier element 4 when it becomes 1st temperature T1 or more. In the graph, the power increases at the first temperature T1.
一方、制御部9は、冷水タンク2が第2温度T2とあると、ペルチェ素子4への電力供給を停止する。第2温度T2は、第1温度T1よりも低い温度であって、冷水タンク2の冷却状態としては十分な温度である。この状態となれば、ペルチェ素子4がさらに冷水タンク2を冷却することは、消費電力の点で無駄である。このため、消費電力削減のために、ペルチェ素子4への電力供給を停止することが好ましい。制御部9は、第2温度T2となると、グラフに示されるように供給する電力を低減(停止)させてペルチェ素子4の動作を停止させる。この結果、消費電力が削減できる。 On the other hand, when the cold water tank 2 is at the second temperature T2, the control unit 9 stops power supply to the Peltier element 4. The second temperature T2 is a temperature lower than the first temperature T1, and is a sufficient temperature as the cooling state of the cold water tank 2. In this state, it is useless in terms of power consumption that the Peltier element 4 further cools the cold water tank 2. For this reason, it is preferable to stop the power supply to the Peltier element 4 in order to reduce power consumption. When the temperature reaches the second temperature T2, the control unit 9 reduces (stops) the power supplied as shown in the graph and stops the operation of the Peltier element 4. As a result, power consumption can be reduced.
また、図2では、対象物が冷却対象である場合に基づいて、第1温度T1で動作を開始し、第2温度T2で動作を停止することを説明したが、対象物が加熱対象である場合には、動作開始と停止とが逆転する。 In FIG. 2, it has been described that the operation is started at the first temperature T1 and the operation is stopped at the second temperature T2 based on the case where the object is a cooling object. However, the object is a heating object. In this case, the operation start and stop are reversed.
また、制御部9は、対象物の温度に基づいて電力の供給と停止を制御するだけでなく、時間に基づいて電力の供給と停止を制御しても良い。 Moreover, the control part 9 may control not only the supply and stop of electric power based on the temperature of the object, but also the supply and stop of electric power based on time.
(離隔制御部)
ペルチェ素子4は、放熱面42において排熱部材6と熱的に接触する。この熱的な接触によってペルチェ素子4が移動させた熱は、排熱部材6を通じて外部に放出される。ペルチェ素子4に電力が供給されている間は、ペルチェ素子4は、受熱面41から放熱面42に向けて熱を移動させる。このため、対象物から奪った熱は、連続的に排熱部材6を通じて外部に排出される。
(Separation control unit)
The Peltier element 4 is in thermal contact with the exhaust heat member 6 at the heat radiation surface 42. The heat moved by the Peltier element 4 by this thermal contact is released to the outside through the exhaust heat member 6. While power is supplied to the Peltier element 4, the Peltier element 4 moves heat from the heat receiving surface 41 toward the heat radiating surface 42. For this reason, the heat taken away from the object is continuously discharged to the outside through the heat exhausting member 6.
しかし、上述のように、ペルチェ素子4は所定条件になるとその動作を停止する。動作が停止している状態では、ペルチェ素子4は、板部材に過ぎない。排熱部材6は、図1に示されるようにヒートシンクであったりするので、排出するべき熱を蓄積してしまう。ペルチェ素子4が停止中では、排熱部材6の温度は冷水タンク2の温度よりもずっと高く、排熱部材6からペルチェ素子4を通じて冷水タンク2に熱が逆流する。逆流すると、折角冷却された冷水タンク2の温度が上昇することになってしまう。 However, as described above, the Peltier element 4 stops its operation when a predetermined condition is met. In a state where the operation is stopped, the Peltier element 4 is only a plate member. Since the heat exhausting member 6 is a heat sink as shown in FIG. 1, the heat to be exhausted is accumulated. While the Peltier element 4 is stopped, the temperature of the exhaust heat member 6 is much higher than the temperature of the cold water tank 2, and heat flows backward from the exhaust heat member 6 through the Peltier element 4 to the cold water tank 2. If it flows backward, the temperature of the cold water tank 2 that is cooled at an angle will rise.
離隔制御部7は、ペルチェ素子4の放熱面42と排熱部材6との熱的な接触面積を減少させる。 The separation control unit 7 reduces the thermal contact area between the heat dissipation surface 42 of the Peltier element 4 and the exhaust heat member 6.
離隔制御部7は、種々の部材を用いて、ペルチェ素子4の放熱面42と排熱部材6との熱的な接触面積を減少させる。離隔制御部7が備える部材の一例として、放熱面42と排熱部材6との間を広げる押し出し部材が用いられても良い。 The separation control unit 7 uses various members to reduce the thermal contact area between the heat radiation surface 42 of the Peltier element 4 and the exhaust heat member 6. As an example of a member provided in the separation control unit 7, an extrusion member that widens the space between the heat radiation surface 42 and the exhaust heat member 6 may be used.
図3は、本発明の実施の形態1における離隔制御部の一例を示す側面図である。図3は、離隔制御部7の一例として押し出し部材71を示している。押し出し部材71は、放熱面42と排熱部材6との距離を広げている。図3では、ペルチェ素子4の一辺と排熱部材6の一部とが接続されており、押し出し部材71が排熱部材6を押し出すことで、この接続されている一辺を支点として放熱面42と排熱部材6との距離が広がる。結果として、接続されている一辺以外の領域においては、放熱面42と排熱部材6との熱的な接触はほとんどなくなる。 FIG. 3 is a side view showing an example of the separation control unit according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3 shows an extruding member 71 as an example of the separation control unit 7. The pushing member 71 widens the distance between the heat radiation surface 42 and the exhaust heat member 6. In FIG. 3, one side of the Peltier element 4 and a part of the heat exhaust member 6 are connected, and the extruding member 71 pushes out the heat exhaust member 6, so that the connected heat dissipation surface 42 serves as a fulcrum. The distance with the heat exhausting member 6 increases. As a result, in the region other than the connected one side, there is almost no thermal contact between the heat radiation surface 42 and the exhaust heat member 6.
このように、押し出し部材71によって、離隔制御部7は、ペルチェ素子4の放熱面42と排熱部材6との熱的な接触面積を減少させる。 Thus, the separation control unit 7 reduces the thermal contact area between the heat radiation surface 42 of the Peltier element 4 and the heat exhausting member 6 by the pushing member 71.
また、離隔制御部7は、押し出し部材71の押し出しの起動力としての電磁石を備えて、この電磁石の作用によって押し出し部材71を押し出すことも好適である。図4は、本発明の実施の形態1における離隔制御部による動作を示す説明図である。 It is also preferable that the separation control unit 7 includes an electromagnet as an activation force for pushing out the pushing member 71 and pushes out the pushing member 71 by the action of the electromagnet. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an operation performed by the separation control unit according to Embodiment 1 of the present invention.
押し出し部材71には、電磁石72が接続されている。電磁石72は、電力の供給を受けることで磁力を発生させたり磁力を解除したりする。例えば、電磁石72が磁力を有している状態では、押し出し部材71は電磁石72の内部(あるいはペルチェ素子4の内部)の収納されており、電磁石72が磁力を有していない状態では、押し出し部材71は電磁石72の内部から突出して排熱部材6を押し出す。すなわち、押し出し部材71の押し出しによって、ペルチェ素子4の放熱面42と排熱部材6との間が広がる。電磁石72と押し出し部材71とがこのような構造を有している場合には、電磁石72に電力が供給される場合に、放熱面42と排熱部材6との熱的な接触面積が減少する。 An electromagnet 72 is connected to the pushing member 71. The electromagnet 72 generates a magnetic force or releases the magnetic force by receiving power supply. For example, when the electromagnet 72 has a magnetic force, the push-out member 71 is housed inside the electromagnet 72 (or inside the Peltier element 4), and when the electromagnet 72 has no magnetic force, the push-out member 71 protrudes from the inside of the electromagnet 72 and pushes out the exhaust heat member 6. That is, the space between the heat radiating surface 42 of the Peltier element 4 and the exhaust heat member 6 is widened by the extrusion of the extrusion member 71. When the electromagnet 72 and the pushing member 71 have such a structure, when electric power is supplied to the electromagnet 72, the thermal contact area between the heat radiation surface 42 and the exhaust heat member 6 is reduced. .
また、電磁石72への電力の供給と解除は、ペルチェ素子4への電力の供給と解除を制御する制御部9によって行われれば良い。押し出し部材71によるペルチェ素子4と排熱部材6との離隔は、ペルチェ素子4への電力の供給と解除の切り替わりによって必要となるからである。 Further, the supply and release of power to the electromagnet 72 may be performed by the control unit 9 that controls the supply and release of power to the Peltier element 4. This is because the separation between the Peltier element 4 and the exhaust heat member 6 by the pushing member 71 is required by switching between supply and release of power to the Peltier element 4.
図4では、制御部9は、電力をペルチェ素子4に供給する。同様に、制御部9は、電力を電磁石72に供給する。電磁石72は、制御部9より電力が供給されている期間では、磁力を有しているので、押し出し部材71をとどめておくことができる。 In FIG. 4, the control unit 9 supplies power to the Peltier element 4. Similarly, the control unit 9 supplies power to the electromagnet 72. Since the electromagnet 72 has a magnetic force during the period when the electric power is supplied from the control unit 9, the pushing member 71 can be kept.
一方、対象物の温度が所定値以下(対象物が加熱対象の場合には所定値以上)となると、制御部9は、ペルチェ素子4に対する電力供給を停止する。節電のためである。この結果、制御部9は、電磁石72に対しても電力の供給を停止する。電磁石72に対する電力の供給が停止されると、磁力を失い、押し出し部材71を留めておく事ができなくなって押し出す。この押し出し部材71の押し出しによって、離隔制御部7は、ペルチェ素子4と排熱部材6との熱的な接触面積を減少させることができる。接触面積の減少は、図4に示されるとおりである。 On the other hand, when the temperature of the object is equal to or lower than a predetermined value (or higher than a predetermined value when the object is a heating target), the control unit 9 stops power supply to the Peltier element 4. This is for power saving. As a result, the control unit 9 also stops supplying power to the electromagnet 72. When the supply of electric power to the electromagnet 72 is stopped, the magnetic force is lost, and the pushing member 71 cannot be held and pushed out. The separation control unit 7 can reduce the thermal contact area between the Peltier element 4 and the exhaust heat member 6 by pushing out the pushing member 71. The reduction of the contact area is as shown in FIG.
すなわち、離隔制御部7は、所定条件が整うことでペルチェ素子4と排熱部材6との熱的な接触面積を減少させるが、この所定条件は、対象物を冷却する際に定まる所定温度および対象物を加熱する際に定まる所定温度の少なくとも一方である。すなわち、対象物を冷却する際には、所定温度以下となると制御部9がペルチェ素子4と電磁石72に供給している電力を停止する。この電力供給の停止に合わせて、ペルチェ素子4の動作は停止し、電磁石72は磁力を失う。 That is, the separation control unit 7 reduces the thermal contact area between the Peltier element 4 and the heat exhausting member 6 when a predetermined condition is satisfied. This predetermined condition is determined by a predetermined temperature and a temperature determined when the object is cooled. It is at least one of a predetermined temperature determined when the object is heated. That is, when the object is cooled, the power supplied to the Peltier element 4 and the electromagnet 72 by the control unit 9 is stopped when the temperature falls below a predetermined temperature. The operation of the Peltier element 4 is stopped in accordance with the stop of the power supply, and the electromagnet 72 loses the magnetic force.
電磁石72が磁力を失うことで、押し出し部材71は、電磁石72より突出して排熱部材6を押し出す。この押し出しによって、ペルチェ素子4と排熱部材6との間が離隔する。ペルチェ素子4が非動作状態となると、排熱部材6からの熱の逆流の可能性が生じる。しかし、ペルチェ素子4が非動作状態となると同時に、押し出し部材71によってペルチェ素子4と排熱部材6との熱的な接触面積が減少して熱の逆流が防止される。 When the electromagnet 72 loses the magnetic force, the pushing member 71 protrudes from the electromagnet 72 and pushes out the exhaust heat member 6. By this extrusion, the Peltier element 4 and the exhaust heat member 6 are separated from each other. When the Peltier element 4 is in a non-operating state, there is a possibility of reverse flow of heat from the exhaust heat member 6. However, at the same time when the Peltier element 4 is brought into a non-operating state, the pushing member 71 reduces the thermal contact area between the Peltier element 4 and the heat exhausting member 6, thereby preventing the backflow of heat.
所定温度以上に戻ると、制御部9は、ペルチェ素子4および電磁石72に電力の供給を再開する。電力の供給が再開されることで、電磁石の磁力が復活して押し出し部材71が電磁石72に収納される。この結果、ペルチェ素子4と排熱部材6とが再び熱的に接触する。ペルチェ素子4の動作も再開されるので、ペルチェ素子4は、対象物から奪った熱を排出できる。 When the temperature returns to the predetermined temperature or higher, the control unit 9 resumes supplying power to the Peltier element 4 and the electromagnet 72. By restarting the supply of electric power, the magnetic force of the electromagnet is restored and the pushing member 71 is accommodated in the electromagnet 72. As a result, the Peltier element 4 and the exhaust heat member 6 come into thermal contact again. Since the operation of the Peltier element 4 is also resumed, the Peltier element 4 can discharge the heat taken from the object.
また対象物が加熱対象である場合には、所定温度以上となることで、制御部9が、ペルチェ素子4と電磁石72への電力供給を停止する。この停止によって、ペルチェ素子4を通じた熱の逆流が防止される。 When the object is a heating object, the control unit 9 stops supplying power to the Peltier element 4 and the electromagnet 72 when the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. This stop prevents the backflow of heat through the Peltier element 4.
このように、ペルチェ素子4への電力の供給と電磁石への電力の供給とが対応することで、ペルチェ素子4の動作停止時間には、ペルチェ素子4と排熱部材6との熱的な接触面積が減少する。これによって、熱の逆流が防止される。すなわち、離隔制御部7の動作の所定条件は、ペルチェ素子4への電力供給と停止とを定める所定条件である。 As described above, the supply of electric power to the Peltier element 4 and the supply of electric power to the electromagnet correspond to each other so that the Peltier element 4 and the exhaust heat member 6 are in thermal contact with each other during the operation stop time of the Peltier element 4. The area is reduced. This prevents backflow of heat. In other words, the predetermined condition for the operation of the separation control unit 7 is a predetermined condition for determining power supply to the Peltier element 4 and stopping.
また、図4に示されるように、ペルチェ素子4と排熱部材6とが、接続している位置を基準に相互の角度を傾かせることで、相互の熱的な接触面積を減少させてもよい。また、図5に示されるように、押し出し部材71がペルチェ素子4の放熱面42から排熱部材6を完全に押し出すことで、相互が完全に離隔するようにされてもよい。図5は、本発明の実施の形態1における離隔制御部による動作を示す説明図である。 Further, as shown in FIG. 4, even if the Peltier element 4 and the heat exhausting member 6 are inclined with respect to each other with respect to the connecting position, the mutual thermal contact area can be reduced. Good. Further, as shown in FIG. 5, the extruding member 71 may completely extrude the exhaust heat member 6 from the heat radiating surface 42 of the Peltier element 4 so that they are completely separated from each other. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an operation performed by the separation control unit according to the first embodiment of the present invention.
図5では、離隔制御部7は、2つの押し出し部材71とこれらに組み合わされる2つの電磁石72を備える。2つの電磁石72のそれぞれには、制御部9より電力の供給と停止が行われる。制御部9は、ペルチェ素子4および2つの電磁石72に電力を供給する。電力が供給されている間は、電磁石72は磁力を有するので、2つの電磁石72のそれぞれは、押し出し部材71を収納する。一方、ペルチェ素子4が所定条件(温度が所定値以上であったり所定値以下であったりする場合)を満たすと、制御部9は、電力の供給を停止する。2つの電磁石72のそれぞれも電力の供給を受けることができなくなり、磁力を失う。この結果、2つの押し出し部材71のそれぞれが突出して、図5に示されるように、ペルチェ素子4に対して排熱部材6が離隔する。 In FIG. 5, the separation control unit 7 includes two pushing members 71 and two electromagnets 72 combined with them. Power is supplied to and stopped from the control unit 9 for each of the two electromagnets 72. The control unit 9 supplies power to the Peltier element 4 and the two electromagnets 72. While the electric power is supplied, the electromagnet 72 has a magnetic force, so that each of the two electromagnets 72 accommodates the pushing member 71. On the other hand, when the Peltier element 4 satisfies a predetermined condition (when the temperature is equal to or higher than a predetermined value or lower than the predetermined value), the control unit 9 stops supplying power. Each of the two electromagnets 72 can no longer be supplied with power and loses magnetic force. As a result, each of the two push-out members 71 protrudes, and the exhaust heat member 6 is separated from the Peltier element 4 as shown in FIG.
この離隔の結果、ペルチェ素子4と排熱部材6とは熱的に接触しなくなり、熱の逆流が防止される。 As a result of this separation, the Peltier element 4 and the exhaust heat member 6 are not in thermal contact, and the backflow of heat is prevented.
また、電磁石72には、ペルチェ素子4と反対の電力供給が行われても良い。 The electromagnet 72 may be supplied with power opposite to that of the Peltier element 4.
例えば、ペルチェ素子4に電力が供給されている期間においては電磁石72には電力が供給されず、ペルチェ素子4に電力が供給されていない期間においては電磁石72に電力が供給される。電磁石72は、磁力によって押し出し部材71を突出させる。突出した押し出し部材71は、ペルチェ素子4と排熱部材6との接触面積を減少させる。 For example, no electric power is supplied to the electromagnet 72 during a period in which electric power is supplied to the Peltier element 4, and electric power is supplied to the electromagnet 72 in a period during which no electric power is supplied to the Peltier element 4. The electromagnet 72 causes the pushing member 71 to protrude by magnetic force. The protruding pushing member 71 reduces the contact area between the Peltier element 4 and the heat exhausting member 6.
以上のように、離隔制御部7は、押し出し部材71、電磁石72などを備えることで、ペルチェ素子4の動作が停止している期間において、ペルチェ素子4と排熱部材6との熱的な接触面積を減少させる。 As described above, the separation control unit 7 includes the push-out member 71, the electromagnet 72, and the like, so that the thermal contact between the Peltier element 4 and the heat exhausting member 6 during the period when the operation of the Peltier element 4 is stopped. Reduce the area.
また、ペルチェ素子4の受熱面41は、対象物と熱的に接触しやすいように、吸熱部材を更に備えることも好適である。例えば、受熱面41と対象物との間に、熱伝導率が高く板状の部材が挟まれる。この板状部材は、広い面で対象物と接触した上で、対象部材から奪った熱を受熱面41に伝導する。このような吸熱部材によって、受熱面41は、効率的に対象物からの熱を吸い上げることができる。 Moreover, it is also preferable that the heat receiving surface 41 of the Peltier element 4 further includes a heat absorbing member so as to be in thermal contact with the object. For example, a plate-like member having a high thermal conductivity is sandwiched between the heat receiving surface 41 and the object. The plate-like member conducts heat taken from the target member to the heat receiving surface 41 after contacting the target object on a wide surface. With such a heat absorbing member, the heat receiving surface 41 can efficiently suck up heat from the object.
(排熱部材)
排熱部材6は、ペルチェ素子4から伝導される熱を外部に排出する。
(Exhaust heat member)
The heat exhausting member 6 exhausts heat conducted from the Peltier element 4 to the outside.
図4,5などに示されるように、排熱部材6は、ヒートシンク構造を有していることも好適である。ヒートシンク構造を有していることで、ペルチェ素子4から伝導される熱を広い表面積を利用して外部に排出できるからである。また、図6に示されるように、ヒートシンク構造の先に冷却ファンを備え、冷却ファンによって排熱効率を更に上げることもよい。 As shown in FIGS. 4 and 5 and the like, it is also preferable that the heat exhausting member 6 has a heat sink structure. This is because by having the heat sink structure, the heat conducted from the Peltier element 4 can be discharged to the outside using a large surface area. In addition, as shown in FIG. 6, a cooling fan may be provided at the end of the heat sink structure, and the exhaust heat efficiency may be further increased by the cooling fan.
図6は、本発明の実施の形態1における温度制御装置の側面図である。排熱部材6は、その先端に風を送る冷却ファン61を備えている。冷却ファン61は、風をヒートシンク構造の排熱部材6に当てることで、排熱部材6による排熱を促す。この結果、排熱部材6は、効率的に外部に熱を排出できる。 FIG. 6 is a side view of the temperature control device according to Embodiment 1 of the present invention. The heat exhaust member 6 includes a cooling fan 61 that sends air to the tip thereof. The cooling fan 61 urges exhaust heat by the exhaust heat member 6 by applying wind to the exhaust heat member 6 of the heat sink structure. As a result, the exhaust heat member 6 can efficiently exhaust heat to the outside.
もちろん、排熱部材6は、冷却ファン以外にも、液冷ジャケットやその他の部材を備えることも好適である。 Of course, it is also preferable that the exhaust heat member 6 includes a liquid cooling jacket and other members in addition to the cooling fan.
以上のように、実施の形態1における温度制御装置1は、ペルチェ素子4の熱移動効果を利用して対象物を冷却したり加熱したりするとともに、節電のためにペルチェ素子4への給電が停止している期間の熱の逆流を防止できる。この結果、冷却や加熱された対象部の温度を長時間保つことができる。加えて、ペルチェ素子4への不要な電力の供給が削減でき、消費電力が削減できる。消費電力が削減できることで、温度制御装置1が備えられる給水機、浄水器、冷蔵庫、保温庫などの機器の消費電力も削減でき、環境負荷が低減できる。 As described above, the temperature control device 1 according to the first embodiment cools or heats an object using the heat transfer effect of the Peltier element 4 and supplies power to the Peltier element 4 for power saving. It is possible to prevent the backflow of heat during the stopped period. As a result, the temperature of the cooled or heated target portion can be maintained for a long time. In addition, unnecessary power supply to the Peltier element 4 can be reduced, and power consumption can be reduced. Since power consumption can be reduced, power consumption of equipment such as a water supply device, a water purifier, a refrigerator, and a heat storage provided with the temperature control device 1 can also be reduced, and environmental load can be reduced.
(実施の形態2) (Embodiment 2)
次に実施の形態2について説明する。 Next, a second embodiment will be described.
実施の形態2では、実施の形態1で説明した温度制御装置を用いた給水機について説明する。 In the second embodiment, a water feeder using the temperature control device described in the first embodiment will be described.
実施の形態1で説明した温度制御装置1は、ペルチェ素子4を用いて、対象物を冷却したり加熱したりして、対象物の温度を制御する。更には、節電のためにペルチェ素子4への給電を停止している期間でも、ペルチェ素子4を通じた熱の逆流が防止できる。 The temperature control device 1 described in the first embodiment uses the Peltier element 4 to cool or heat the object and control the temperature of the object. Furthermore, the backflow of heat through the Peltier element 4 can be prevented even during the period when power supply to the Peltier element 4 is stopped for power saving.
このように、実施の形態1で説明した温度制御装置1は、対象物を冷却したり加熱したりできる上、ペルチェ素子4を用いることで、環境負荷や騒音を低減できる。更には、電力停止期間における熱の逆流も防止できるので、消費電力も提言できる。 As described above, the temperature control device 1 described in the first embodiment can cool or heat an object, and can reduce environmental load and noise by using the Peltier element 4. Furthermore, since the backflow of heat during the power stop period can be prevented, power consumption can be recommended.
以上のことから、実施の形態1で説明した温度制御装置1は、様々な機器に応用が可能である。特に、消費電力、騒音を削減しつつ、環境負荷の少ない機器であることが求められる給水機には、好適に用いられる。 From the above, the temperature control device 1 described in the first embodiment can be applied to various devices. In particular, it is suitably used for a water supply machine that is required to be a device with low environmental load while reducing power consumption and noise.
図7は、本発明の実施の形態2における給水機の模式図である。図7は、筐体103内部に冷水タンク2と温水タンク10とを備える給水機100を示している。 FIG. 7 is a schematic diagram of a water feeder according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 7 shows a water feeder 100 that includes the cold water tank 2 and the hot water tank 10 inside the housing 103.
給水機100は、外形を作る筐体103を備え、筐体103内部に種々の要素が含まれる。給水機100は、水を収容する水容器101、水容器101に収容されている水を吸引する吸引手段102、吸引された水を加熱して得られる温水を一時的に貯留する温水タンク10、吸引された水を冷却して得られる冷水を一時的に貯留する冷水タンク2、温水タンク10から温水を供給可能な温水供給手段11と、冷水タンク2から冷水を供給可能な冷水供給手段21と、を備える。 The water feeder 100 includes a casing 103 that forms an outer shape, and various elements are included in the casing 103. The water feeder 100 includes a water container 101 for storing water, a suction means 102 for sucking water stored in the water container 101, a hot water tank 10 for temporarily storing hot water obtained by heating the sucked water, A cold water tank 2 for temporarily storing cold water obtained by cooling the sucked water, a hot water supply means 11 capable of supplying hot water from the hot water tank 10, and a cold water supply means 21 capable of supplying cold water from the cold water tank 2. .
冷水タンク2には、冷水タンク2および内部の冷水を冷却するために、温度制御装置1が取り付けられている。 A temperature controller 1 is attached to the cold water tank 2 in order to cool the cold water tank 2 and the internal cold water.
(水容器)
水容器101は、ミネラルウォーターや天然水を収容する。
(Water container)
The water container 101 stores mineral water or natural water.
水容器101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。 The water container 101 is made of a material such as resin, vinyl, or metal, and has a predetermined shape and a predetermined capacity. The capacity may be determined as appropriate, but for use or delivery at home or office, a size of about 10 to 50 liters is appropriate for ease of collection. The predetermined shape may be determined as appropriate, but a rectangular shape, a cylindrical shape, or the like is appropriate from the viewpoint of ease of use and storage.
また、水容器101は変形可能な柔軟性を有していても良い。水容器101が変形可能な柔軟性を有することで、水容器101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101は収縮できる。水容器101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101に外部から空気が入らず水容器101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。 Further, the water container 101 may have a deformable flexibility. Since the water container 101 has a deformable flexibility, the water container 101 can contract as the water contained in the water container 101 is sucked and reduced. Since the water container 101 can contract in accordance with a decrease in the amount of water to be stored, air does not enter the water container 101 from the outside, and the water stored in the water container 101 does not need to come into contact with germs in the air. As a result, water is kept hygienic.
水容器101がこのような柔軟性を有するために、水容器101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。 Since the water container 101 has such flexibility, a flexible film (polypropylene film, polyethylene laminate film, etc.) is used as the material of the water container 101, and it also has a harmful effect on the human body (for example, elution of environmental hormones). Etc.) A material that does not exist is used.
なお、水容器101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。 The water container 101 may be delivered to a home or office in a state where water is stored, and may be collected when the water runs out. In this way, the user can maintain the sanitation and safety of the water supplied by the water feeder 1 by not filling the water container with tap water or natural water.
(吸引手段) (Suction means)
吸引手段102は、水容器101の水を吸引して、温水タンク10および冷水タンク2に運搬する。例えば、吸引ポンプが用いられる。 The suction means 102 sucks the water in the water container 101 and transports it to the hot water tank 10 and the cold water tank 2. For example, a suction pump is used.
ここで、吸引ポンプは、温水タンク10や冷水タンク2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、温水タンク10や冷水タンク2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に出力される。水位が所定未満になったら吸引ポンプは、作動して水容器101から水を吸引する。 Here, the suction pump may be activated or stopped by the displacement of the water level of the hot water tank 10 or the cold water tank 2. For example, a water level detector is provided inside the hot water tank 10 and the cold water tank 2, and a detection signal from the water level detector is output to the suction pump. When the water level becomes lower than the predetermined level, the suction pump operates to suck water from the water container 101.
また、図7では、水容器101からの水が冷水タンク2および温水タンク10のそれぞれに供給される構成になっているが、一旦冷水タンク2に水容器101からの水が供給され、冷水タンク2から温水タンク10に水が供給される構成でも良い。 In FIG. 7, the water from the water container 101 is supplied to each of the cold water tank 2 and the hot water tank 10, but the water from the water container 101 is once supplied to the cold water tank 2, and the cold water tank A configuration may be adopted in which water is supplied from 2 to the hot water tank 10.
(冷水タンク) (Cold water tank)
冷水タンク2は、水容器101から供給された水を冷却手段によって冷却する。 The cold water tank 2 cools the water supplied from the water container 101 by a cooling means.
ここで、冷却手段は、実施の形態1で説明した温度制御装置1である。温度制御装置1は、冷水タンク2と熱的に接触する受熱面41を備えるペルチェ素子4によって、冷水タンク2からの熱を奪う。ペルチェ素子4は、電力を供給されている期間においては受熱面で受けた熱を反対側の放熱面に移動させる。放熱面は、排熱部材6と熱的に接触しており、この熱的な接触によって、放熱面から排熱部材6に熱が伝導されて外部に排出される。 Here, the cooling means is the temperature control device 1 described in the first embodiment. The temperature control device 1 takes heat from the cold water tank 2 by the Peltier element 4 including the heat receiving surface 41 that is in thermal contact with the cold water tank 2. The Peltier element 4 moves the heat received by the heat receiving surface to the heat radiating surface on the opposite side during a period in which power is supplied. The heat dissipating surface is in thermal contact with the heat exhausting member 6, and heat is conducted from the heat dissipating surface to the heat exhausting member 6 by this thermal contact and is discharged to the outside.
この流れによって、冷水タンク2および内部に貯留される冷水は冷却される。また、温度制御装置1は、所定条件においてペルチェ素子4の放熱面と排熱部材6との熱的な接触面積を減少させる離隔制御部7を備える。実施の形態1で説明したように、例えば冷水タンク2の温度が所定値以下となると節電のためにペルチェ素子4に対する電力の供給が停止される。この電力の停止に伴って、離隔制御部7が動作して、ペルチェ素子4と排熱部材6とを離隔させる。結果として、排熱部材6からの熱が冷水タンク2に逆流することがない。このため、冷水タンク2の冷却の効率が下がることはなく、消費電力も削減できる。 This flow cools the cold water tank 2 and the cold water stored therein. Further, the temperature control device 1 includes a separation control unit 7 that reduces the thermal contact area between the heat dissipation surface of the Peltier element 4 and the exhaust heat member 6 under a predetermined condition. As described in the first embodiment, for example, when the temperature of the cold water tank 2 becomes a predetermined value or less, the power supply to the Peltier element 4 is stopped to save power. As the electric power is stopped, the separation control unit 7 operates to separate the Peltier element 4 and the exhaust heat member 6 from each other. As a result, the heat from the exhaust heat member 6 does not flow back to the cold water tank 2. For this reason, the cooling efficiency of the cold water tank 2 is not lowered, and the power consumption can be reduced.
また、ペルチェ素子4を用いる温度制御装置1によって、冷水タンク2が冷却されることで、コンプレッサなどを用いる場合よりも、環境負荷が低く、騒音も小さくできる。 In addition, since the cold water tank 2 is cooled by the temperature control device 1 using the Peltier element 4, the environmental load is lower and the noise can be reduced than when a compressor or the like is used.
冷水供給手段21は、冷水タンク2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2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。 The cold water supply means 21 may supply cold water by a pipe extending from the upper part of the cold water tank 2 and a faucet or cock connected thereto, or cold water by a pipe extending from the bottom of the cold water tank 2 and a faucet or cock connected thereto. May be supplied.
冷水タンク2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21は、冷水タンク2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。 In the cold water tank 2, the water in the region closer to the bottom surface is colder cold water. Therefore, the cold water supply means 21 preferably supplies the cold water from a location near the bottom surface of the cold water tank 2.
冷水タンク2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。 Since the cold water tank 2 is cooled, it is preferable that the cold water tank 2 is made of metal because of its good thermal conductivity. In addition, other than metal, resin, vinyl, ceramics, etc. may be used.
冷水タンク2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。 An ultraviolet lamp for sterilization may be provided inside the cold water tank 2. The sterilizing ultraviolet lamp may be lit constantly or only for a predetermined period. Moreover, you may provide the water level detector used as the reference | standard of the action | operation and stop of a suction pump as mentioned above.
冷水タンク2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。 A pair of magnets are attached to the outer periphery of the cold water tank 2 in an opposing state, and these magnets activate water molecules (clusters) by passing a magnetic field through the water to prevent corrosion of the water. You can also suppress the breeding.
(温水タンク) (Hot water tank)
温水タンク10は、加熱手段12を備え、加熱手段12によって内部の水を加熱して得られる温水を一時的に貯留する。得られる温水は、温水供給手段11によって供給される。温度の高い水は温水タンク10の上部に溜まりやすいので、温水供給手段11は、温水タンク10の上部に接続されていることが好ましい。温水供給手段11は、冷水供給手段21と同様の構成を有する。 The hot water tank 10 includes heating means 12 and temporarily stores hot water obtained by heating the internal water by the heating means 12. The obtained hot water is supplied by the hot water supply means 11. Since high temperature water tends to accumulate in the upper part of the hot water tank 10, the hot water supply means 11 is preferably connected to the upper part of the hot water tank 10. The hot water supply means 11 has the same configuration as the cold water supply means 21.
加熱手段12は、ヒーターバンドなど種々の手段を備える。これらの手段によって内部を加熱する。また、温度制御装置1が備える排熱部材6から排出される熱を流用して、温水タンク10が加熱されても良い。 The heating means 12 includes various means such as a heater band. The inside is heated by these means. Moreover, the hot water tank 10 may be heated using the heat discharged from the heat exhausting member 6 provided in the temperature control device 1.
温水タンク10も冷水タンク2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。 Like the cold water tank 2, the hot water tank 10 is preferably made of metal from the viewpoint of good thermal conductivity. In addition, other than metal, resin, vinyl, ceramics, etc. may be used. Further, an ultraviolet lamp for sterilization may be provided inside the hot water tank 10. The sterilizing ultraviolet lamp may be lit constantly or only for a predetermined period.
また、図7では、温水タンク10は、冷水タンク2と並列して設置されているが、温水タンク10が冷水タンク2の下部に設置されても良い。 In FIG. 7, the hot water tank 10 is installed in parallel with the cold water tank 2, but the hot water tank 10 may be installed below the cold water tank 2.
実施の形態2の給水機100は、ペルチェ素子4を用いることで、環境にやさしく騒音も小さい機器となる。加えて、ペルチェ素子4の停止中に熱が逆流するのを防止できるので、消費電力を低減できる。結果として、低消費電力、低環境負荷の給水機100が実現できる。このような給水機100は、家庭、オフィスなどで幅広く用いられる。 By using the Peltier element 4, the water feeder 100 according to the second embodiment is an environment-friendly device with low noise. In addition, since heat can be prevented from flowing backward while the Peltier element 4 is stopped, power consumption can be reduced. As a result, the water feeder 100 with low power consumption and low environmental load can be realized. Such a water feeder 100 is widely used in homes, offices, and the like.
(実験結果) (Experimental result)
発明者は、実施の形態1、2で説明された温度制御装置1を備える給水機の冷水タンクおよび従来のペルチェ素子が固定された冷水タンクとの比較実験を行った。 The inventor conducted a comparative experiment between a cold water tank of a water supply provided with the temperature control device 1 described in the first and second embodiments and a cold water tank to which a conventional Peltier element is fixed.
(比較例) (Comparative example)
比較例は、図8に示されるように、ペルチェ素子が取り付けられた冷水タンクである。ペルチェ素子に対して所定時間電力を与えて、ペルチェ素子の動作により冷水タンクを冷却する。その後、ペルチェ素子への電力供給を停止した場合に、ペルチェ素子への電力供給を必要とするまでの時間(すなわち、温度が上昇してペルチェ素子を再起動するまでの時間)を測定した。 A comparative example is a cold water tank to which a Peltier element is attached as shown in FIG. Power is supplied to the Peltier element for a predetermined time, and the cold water tank is cooled by the operation of the Peltier element. Thereafter, when the power supply to the Peltier device was stopped, the time until the power supply to the Peltier device was required (that is, the time until the temperature rose and the Peltier device was restarted) was measured.
(実施例) (Example)
実施例は、図1や図7に示されるように、実施の形態1,2で説明された温度制御装置を取り付けた冷水タンクである。比較例と同時間に渡って、ペルチェ素子に対して電力を供給し、その後ペルチェ素子への電力供給を停止した場合に、ペルチェ素子への電力供給を必要とするまでの時間(すなわち、温度が上昇してペルチェ素子を再起動するまでの時間)を測定した。 As shown in FIGS. 1 and 7, the working example is a cold water tank equipped with the temperature control device described in the first and second embodiments. At the same time as the comparative example, when power is supplied to the Peltier element and then the power supply to the Peltier element is stopped, the time until the power supply to the Peltier element is required (that is, the temperature is Time until the Peltier element was restarted after rising) was measured.
(実験結果) (Experimental result)
いずれも水温が5℃になるまでペルチェ素子を動作させる。5℃となった時点で、自動でペルチェ素子の動作は停止する。また、水温が17℃となるところで、ペルチェ素子の動作は再開する。このペルチェ素子の動作の停止から再開までの時間を比較例と実施例のそれぞれで測定した。 In either case, the Peltier element is operated until the water temperature reaches 5 ° C. When the temperature reaches 5 ° C., the operation of the Peltier device automatically stops. Further, when the water temperature reaches 17 ° C., the operation of the Peltier element restarts. The time from the stop to the restart of the operation of the Peltier element was measured in each of the comparative example and the example.
比較例においては、ペルチェ素子の動作停止から再開までの時間は、67分であった。これに対して実施例では、93分であり、実施例ではペルチェ素子の動作が再開する必要のある時間、すなわち温度が所定値まで上昇する時間は、比較例に対して約40%長いことが分かる。すなわち、一旦冷却された冷水タンクが放置された後で、温度上昇するまでの時間は、比較例(従来技術)よりも40%長い。これは、熱の逆流が防止されていることを示す。言い換えると、比較例では、熱が逆流することによって、冷却された冷水タンクの温度が所定値以上まで、短時間で上昇することを示している。 In the comparative example, the time from the stop of the operation of the Peltier element to the restart thereof was 67 minutes. On the other hand, in the example, it is 93 minutes, and in the example, the time for which the operation of the Peltier element needs to be restarted, that is, the time for the temperature to rise to a predetermined value, is about 40% longer than the comparative example. I understand. That is, the time until the temperature rises after the chilled water tank once cooled is left is 40% longer than the comparative example (prior art). This indicates that heat backflow is prevented. In other words, the comparative example shows that the temperature of the cooled chilled water tank rises to a predetermined value or more in a short time due to the reverse flow of heat.
以上のように、実験結果からも、本発明の温度制御装置が熱の逆流を防止して、高い効率で冷却や加熱を行いつつ消費電力を削減できることが分かる。 As described above, it can be seen from the experimental results that the temperature control device of the present invention can prevent the backflow of heat and reduce power consumption while performing cooling and heating with high efficiency.
なお、実施の形態1〜2で説明された温度制御装置および給水機は、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。 In addition, the temperature control apparatus and water supply apparatus which were demonstrated in Embodiment 1-2 are examples which demonstrate the meaning of this invention, and are a deformation | transformation in the range which does not deviate from the meaning of this invention with future technical progress. And including modifications.
1 温度制御装置
2 冷水タンク
3 冷水
4 ペルチェ素子
41 受熱面
42 放熱面
5 ヒートシンク
6 排熱部材
61 冷却ファン
7 離隔制御部
71 押し出し部材
72 電磁石
8 信号線
9 制御部
10 温水タンク
11 温水供給手段
12 加熱手段
21 冷水供給手段
100 給水機
101 水容器
102 吸引手段
103 筐体
800 冷水タンク
801 水
802 ペルチェ素子
803、804 ヒートシンク
805 制御部
806 信号線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Temperature control apparatus 2 Cold water tank 3 Cold water 4 Peltier element 41 Heat receiving surface 42 Heat radiation surface 5 Heat sink 6 Heat exhaust member 61 Cooling fan 7 Separation control part 71 Pushing member 72 Electromagnet 8 Signal line 9 Control part 10 Hot water tank 11 Hot water supply means 12 Heating means 21 Cold water supply means 100 Water feeder 101 Water container 102 Suction means 103 Case 800 Cold water tank 801 Water 802 Peltier element 803, 804 Heat sink 805 Control unit 806 Signal line
Claims (12)
前記対象物と受熱面で熱的に接触し、前記対象物の熱を放熱面に移動させるペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子の放熱面と熱的に接触可能であって、前記対象物から移動された熱を外部に排出する排熱部材と、
所定条件に基づいて、前記ペルチェ素子の放熱面と前記排熱部材との熱的な接触面積を減少させる離隔制御部と、を備える熱逆流防止機能を備える温度制御装置。 An object to be cooled and heated, and
A Peltier element that is in thermal contact with the object at the heat receiving surface and moves the heat of the object to a heat radiating surface;
An exhaust heat member that is in thermal contact with the heat radiating surface of the Peltier element and discharges heat transferred from the object;
A temperature control device having a thermal backflow prevention function, comprising: a separation control unit that reduces a thermal contact area between the heat radiation surface of the Peltier element and the exhaust heat member based on a predetermined condition.
前記温度制御装置を備えると共に冷水を貯留可能な冷水タンクと、
前記冷水タンクと別体であって温水を貯留可能な温水タンクと、
前記冷水タンクから冷水を供給可能な冷水供給手段と、
前記温水タンクから温水を供給可能な温水供給手段と、を備える給水機。 The temperature control device according to any one of claims 1 to 10,
A cold water tank comprising the temperature control device and capable of storing cold water;
A hot water tank separate from the cold water tank and capable of storing hot water;
Cold water supply means capable of supplying cold water from the cold water tank;
And a hot water supply means capable of supplying hot water from the hot water tank.
Priority Applications (1)
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JP2010229281A JP2012083019A (en) | 2010-10-12 | 2010-10-12 | Water supply machine |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2010
- 2010-10-12 JP JP2010229281A patent/JP2012083019A/en active Pending
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