JP3120121U

JP3120121U - 源泉冷却装置

Info

Publication number: JP3120121U
Application number: JP2005011132U
Authority: JP
Inventors: 俊和木場
Original assignee: 俊和木場
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2015-12-28

Abstract

【課題】設置スペースの限られた一般家庭において設置が可能である簡単な構成をした源泉冷却装置を提供する。
【解決手段】源泉水を通過させて冷却液９と熱交換を行うためのパイプ部材からなる冷却部７と、前記冷却部７と冷却液９との熱交換により源泉水を冷却するための冷却槽２と、前記源泉水との熱交換により温まった冷却液９を冷却する熱交換器３と、当該熱交換器３と前記冷却槽２との間で冷却液９が循環する循環回路４とを備え、冷却液９との熱交換で源泉水を冷却し、温まった冷却液９を熱交換器３によって冷却する。
【選択図】図１

Description

本考案は、源泉冷却装置、より具体的には源泉温度の高い源泉水を水で希釈することなく適温にまで冷却するための装置に関する。

源泉温度が高い場合には、源泉を冷やして利用する必要がある。この場合、例えば加水する方法、溜め置きする方法が考えられる。しかし、加水する方法では温泉としての効能が低下すると共に、源泉を水で希釈せずに使用したいという近年の需要者の嗜好にそぐわない。また、溜め置きにする方法は非常に簡便ではあるが、時間を必要とし、相当量の溜め置きをしておかなければ、需要に見合う量を安定に供給できない。そこで、例えば登録実用新案第３１１２９７１号公報（特許文献１）には、竹などの植物の枝部分を利用した温泉冷却装置が提案されている。この装置では、その枝部分に源泉水を投下し、枝部分を伝い落ちる間に大気との熱交換によって適温まで冷却させるものである。この装置は非常に簡便であり、効率的に源泉水を冷却できる。しかしながら、この装置は自然による熱交換を行うものであるから、適切な温度を維持することが難しい。また、腐敗によって枝部分を交換する必要があるが、天然物を利用するものであるため、修理して以前の状態に戻すのも非常に困難なものであった。そして、設置場所に制約があり、温泉地における一般家庭への設置は困難であった。

また、特開平７−２７００８５号公報（特許文献２）や特開平９−１４７５０号公報（特許文献３）、特開２００５−２２１１９０号公報（特許文献４）などにも、熱交換作用を利用した源泉冷却装置が開示されている。特許文献２に記載の冷却装置は、源泉水が流通される容器と外気を流通させるダクトを上下に配置し、作動液が封入されたヒートパイプが容器からダクトに掛けて備えられている。この装置では、ヒートパイプ内において、源泉水との熱交換によって作動液が気化し、ダクト側にて気化した作動液が気体で冷却されることにより熱交換が行われ、源泉水が冷却される。この装置では、作動液の蒸発熱によって熱交換量が決まるので、比較的安定に温度制御を行うことができる。しかしながら、作動液を冷却するためのダクトを必要とするために装置が大きくなり、しかもダクト内への通風を確保するため、設置場所に制約を生じる点では、特許文献１記載の冷却装置と同様の問題があった。

次に特許文献３記載の冷却装置や特許文献４記載の冷却装置は、いずれも熱交換器によって源泉水と一般水との間で熱交換を行ない、源泉水を冷却している。これらの冷却装置では、一般水との熱交換を行うために安定した温度に冷却することができ、冷却された温泉水を比較的多量に供給できるという利点がある。しかしながら、特許文献３記載の装置では冷却用の一般水を給湯用の温水にも供給できるようにしているものの、両装置とも熱交換用の冷却水を放流することを前提とするものであって、冷却水のための費用を必要とする。また、両装置とも多量の源泉水を安定に供給することを前提としているので、源泉水を一時的に貯留する貯留タンクを備えているが、このような装置は大がかりすぎて、一般家庭への設置は全く考慮されてはいない。
登録実用新案第３１１２９７１号公報特開平７−２７００８５号公報特開平９−１４７５０号公報特開２００５−２２１１９０号公報

本考案は、上記背景技術に鑑みてなされたものであって、設置スペースの限られた一般家庭において設置が可能である簡単な構成をした源泉冷却装置を提供することにある。

本考案の源泉冷却装置は、閉鎖回路を流れる冷却液が源泉水を冷却し、源泉水との熱交換により温まった冷却液を熱交換器が冷却するように構成されたものであって、源泉水を通過させて冷却液と熱交換を行うためのパイプ部材からなる冷却部と、前記冷却部と冷却液との熱交換により源泉水を冷却するための冷却槽と、前記源泉水との熱交換により温まった冷却液を冷却する熱交換器と、当該熱交換器と前記冷却槽との間で冷却液が循環する循環回路とを備えている。そして、循環回路を循環する冷却液の温度や熱交換後の源泉水の温度（供給される源泉水）の温度によって、冷却液の循環や熱交換器の熱交換能を制御するものである。

本考案の源泉冷却装置は、源泉水を冷却するための冷却槽と、冷却槽との間で循環する冷却液を冷却するための熱交換器で構成されているので、例えば家庭用冷暖房装置の室外機２台程度の大きさに構成することができる。このため、設置スペースが限られた一般住宅への設置が容易になる。また、簡単な構成でありながら、必要な量の源泉水を比較的安定な温度で、しかも安定した水量で供給することが可能である。そして、冷却液を循環させて冷却する構成であるため安価に提供でき、さらに、無駄に放流される一般水が不要であり、ランニングコストも非常に安価となる。そして、冷却槽内の配管部分を交換可能に構成できるので、冷却槽内の配管部分で生じたパイプ詰まりを簡単に解消できる。さらに、冷却液の温度や熱交換後の源泉水の温度を検知して、循環や熱交換器の熱交換能を制御する構成であれば細かな温度制御ができ、より安全に源泉水による温泉を家庭内において楽しめる。

本考案の源泉冷却装置は、源泉水を通過させて冷却液と熱交換を行うためのパイプ部材からなる冷却部と、前記冷却部と冷却液との熱交換により源泉水を冷却するための冷却槽と、前記源泉水との熱交換により温まった冷却液を冷却する熱交換器と、当該熱交換器と前記冷却槽との間で冷却液が循環する循環回路とを備えたものである。以下、添付した図面に基づいて本考案の装置について詳細に説明する。

図１は、本考案に係る源泉冷却装置の一実施例を示す概略構成図である。１は源泉、２は源泉水を冷却するための冷却槽、３は冷却液９を冷却するための熱交換器、４は冷却槽２と熱交換器３との間で冷却液９が循環する循環回路、５は冷却液９を強制循環させるための送液ポンプ、６は装置全体をコントロールする制御部である。本考案の源泉冷却装置は、このように源泉１から供給された源泉水を冷却するための冷却槽２と源泉水との熱交換器３によって暖められた冷却液９を冷却するための熱交換器３から構成される比較的単純な装置である。

冷却槽２は、例えば、箱状に製作され、源泉水を通水する配管（パイプ部材）からなる冷却部７が冷却槽２内に構成される。冷却部７は、冷却液９と十分に熱交換が行われ、源泉水が速やかに適温にまで冷却されるように、例えばループ状に配管される。配管の長さや径は、源泉水の温度や設定水量（使用想定水量：一般家庭用であれば、毎分５〜２０リットル、多くても４０リットル程度の水量が確保されていればよい。）によって適宜に定められる。その材質も問われないが、耐腐食性、熱交換性の観点から、金属製、特にステンレス製が選択される。この冷却部７は冷却槽２に対して交換可能に設置される。このためには例えば冷却槽２の内部にて、送水管と冷却部７の配管とのジョイント１２を備えるとよい。冷却部７において源泉水が冷却されるため、源泉水中に含まれる成分が析出し、いわゆるスケールとなって目詰まりを起こしやすい。特に、冷却部７でループ状に配管を施した場合には、目詰まりを起こしやすく、配管の洗浄も困難だからである。そこで、冷却部７のみを交換できるようにしておくと、その後の補修等が簡易になり、維持費用を安価にする。また、装置全体を交換することなく長期にわたって継続使用できるようにもなる。

冷却液９は、循環回路４を通じて、冷却部７と熱交換器３との間で強制循環される。冷却液９には水等の液体が用いられるが、冷却液９が循環回路４を循環する間に、より多くの熱を源泉水から吸収し、熱交換器３にてより多くの熱を放出する媒体が望まれる。循環液量を小さくできるからである。冷却液９としては、水や水にエチレングリコールを加えたもの、または内燃機関用の冷却媒体として一般的に用いられているＬＬＣ（long life coolant）等の液体が例示される。

熱交換器３は、冷却液９を冷却できる装置であれば特に制約されるものではないが、設置場所の制約、無駄な冷却用水を使用しないことなどの観点から、好ましくはいわゆる送風して冷却する強制空冷式の熱交換器３を用いるのがよい。この熱交換器３には、例えば図２に示すように、循環回路４に備えたラジエータパネル２１の前面（及び／又は背面）に複数の冷却ファン２２を備えたものが用いられる。冷却ファン２２を複数台備えた熱交換器３を用いることによって、熱交換器３の熱交換能を変えることができる。この結果、簡単な構成でありながら、源泉水の温度変化、周囲の環境変化、設置箇所の通風環境、高温の源泉水などに柔軟に対応することができ、源泉水の温度をよりきめ細かく調整することができる。もっとも、図示した熱交換器３は１つのラジエータパネル２１と３つの冷却ファン２２から構成されたものであるが、１つのラジエータパネル２１と１つの冷却ファン２２からなる熱交換器３を複数台設置しても差し支えない。また、源泉水の通水処理量が小さな場合などには、冷却ファン２２を一つ備えた熱交換器３を用いることもできる。

本考案の装置においては、源泉１から配水された源泉水は、貯留槽を経ずに直ちに冷却部７に送られる。冷却部７を通過している間に、源泉水は冷却液９との間で熱交換が行われて冷却される。冷却された源泉水は直ちに浴槽に送られる。冷却槽２からの出口側には、安全用の止水栓８が備えられている。この止水栓８は、源泉水がある温度（適温より高い安全温度に設定される）以上を検知すると自動的に閉栓して、浴槽側への送水を停止する。一方、液温が上がった冷却液９は、循環回路４を通じて熱交換器３に送られ、熱交換器３によって冷却される。冷却された冷却液９は再び冷却槽２に返送され、源泉水を冷却する。

源泉水の温度コントールは、制御部６が行う。制御は、主として冷却槽２に取り付けられた温度計１０によって測定された冷却液９の温度によって行われる。すなわち、安定な運転状態では、冷却液９の温度と冷却槽２から出た源泉水の温度とは理論的には一定の関係となることを利用したものであり、冷却液９の温度が高くなれば、送液ポンプ５を動かして冷却液９を循環させて冷却液９を冷却し、温度の下がった冷却液９は再び源泉水と熱交換に使用される。また、冷却液９の温度が低い場合には、送液ポンプ５を止めあるいは送液量を落とし、源泉水の冷却を緩やかに行う。源泉水の流出がない場合には、送液ポンプ５を停止する。こうして、源泉水はほぼ一定の温度に保たれる。このような制御を行うために、本考案の装置においては、冷却槽２や循環回路４、源泉水用の出口側流路は断熱材で覆い、外気による影響を少なくするのが好ましい。もっとも、制御のために、冷却槽２内の冷却液９の温度ではなく、冷却槽２からの出口付近等において源泉水の温度を直接検知し、送液ポンプ５の制御を行ってもよく、また、熱交換器３付近における冷却液９の温度によって送液ポンプ５の制御を行ってもよい。なお、前記安全用の止水栓８の替わりに電磁弁等を備え、検知された源泉水の温度が、適温に設定された設定温度よりも高い場合には、制御部６が浴槽側への送水を強制的に停止させるようにしてもよい。

本装置の熱交換器３は冷却ファン２２を備えた強制空冷式であり、制御部６は冷却液９の温度が一定以上になれば、冷却ファン２２のスイッチをオンして冷却ファン２２を駆動し、冷却液９の温度がある温度以下になれば、スイッチをオフにして冷却ファン２２の駆動を停止するようになっている。こうすることで、熱交換器３の熱交換能を増やし、冷却液９の温度を強制的に低下させて、冷却液９の液温上昇に備えて源泉水の温度を適温に保つようにしている。さらに、図２に示す熱交換器３には冷却ファン２２が複数台備えられているため、さらにきめ細かな温度制御が可能である。熱交換器３の熱交換能は、周囲の環境（外気）によって変化して、冷却ファン２２のスイッチのオンオフだけでは十分な温度制御を行うことができないことも考えられるからである。そこで、複数台の冷却ファン２２を個々に制御して、熱交換能を変化させるのがよい。この制御方法として、例えば、循環回路４を循環する冷却液９の温度で制御する方法が考えられる。すなわち、設定温度を例えば３段階に設定し、制御部６は、冷却液９の温度（冷却槽２内の温度）がＡ℃未満の時は３つの冷却ファン２２のスイッチをオフにし、Ａ℃以上Ｂ℃未満の時は１つの冷却ファン２２のスイッチをオンに、Ｂ℃以上Ｃ℃未満の時は２つの冷却ファン２２のスイッチをオンに、Ｃ℃以上の時は３つの冷却ファン２２のスイッチを全てオンにする（ただし、Ａ<Ｂ<Ｃであり、これらの温度は、循環回路４の長さや冷却液９の物性、冷却槽２の大きさ等により適宜定められる。）。もっとも、設定温度を数多く設定することが望ましいが、そうすると冷却ファン２２の台数を増やす必要があるので、対コスト的には３段階ぐらいで十分である。冷却液９の温度は循環回路４中で測定されたものであればその場所は限定されず、熱交換器３における温度であってもよい。また、熱交換後の冷却された源泉水の温度で、スイッチのオンオフ制御を行ってもよい。もっとも、冷却液９での循環だけで、源泉水の温度が適温までに冷却されるようであれば、冷却ファン２２を駆動させる必要はない。

また、冷却液９の温度上昇の速さにより、作動させる冷却ファン２２の台数を制御することも考えられる。例えば、５分で５℃以上の温度上昇があれば３台の冷却ファン２２を駆動させ、５分で２℃以上５℃未満の温度上昇があれば２台の冷却ファン２２、５分で２℃未満なら１台の冷却ファン２２を駆動し、温度上昇がほとんどなければすべての冷却ファン２２を停止させるというようなことである。これらの温度も、循環回路４の長さや冷却液９の物性、冷却槽２の大きさ等により、適宜定められる。

このように本考案の源泉冷却装置は、冷却液９と源泉水との間で熱交換をするための冷却槽２と、冷却液９を冷却する熱交換器３と、熱交換器３と冷却槽２との間で冷却液９を循環させるための循環回路４とからなる比較的簡単な構成である。このような構成では、例えば、家庭用である毎分５〜４０リットル程度の装置であれば、家庭用冷暖房装置の室外機２台分ぐらいの大きさに製作できる。このため、一般家庭など、設置スペースが少ない場所においても十分に設置できる。また、冷却液９を循環させる構造であり、しかも熱交換器３の熱交換能を変えられる構造としているので、簡単な構成ながら源泉水を比較的安定した温度に保つことができ、源泉水を冷却するための一般水も不要になる。

上記実施例では、熱交換器３における熱交換能を変えるために、冷却ファン２２の駆動台数を変えるようにしたが、冷却液３の温度に対応させて冷却ファン２２の回転数を制御するようにしてもよい。こうすると、さらに細かく温度制御することができたり、冷却ファン２２の台数を減らし、さらにコンパクトな装置としたりすることもできる。

本考案は、比較的安価な設置コスト、ランニングコストで、源泉をそのまま利用した快適なお風呂を楽しめる一般家庭用の源泉冷却装置を提供する。

本考案の一実施例である源泉冷却装置の概略構成図である。同上の源泉冷却装置に用いられる冷却部の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１源泉
２冷却槽
３熱交換器
４冷却液の循環回路
５送液ポンプ
６制御部
７冷却部
９冷却液
２１ラジエータパネル
２２冷却ファン

Claims

源泉水を通過させて冷却液と熱交換を行うためのパイプ部材からなる冷却部と、前記冷却部と冷却液との熱交換により源泉水を冷却するための冷却槽と、前記源泉水との熱交換により温まった冷却液を冷却する熱交換器と、当該熱交換器と前記冷却槽との間で冷却液が循環する循環回路とからなることを特徴とする源泉冷却装置。
前記熱交換器は、強制空冷式であることを特徴とする請求項１に記載の源泉冷却装置。
循環する冷却液又は熱交換後の源泉水の温度を検知して前記冷却液の循環を制御する制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の源泉冷却装置。
前記制御部は、検知された冷却液の温度又は熱交換後の源泉水の温度によって、前記熱交換器の冷却ファンの駆動を制御することを特徴とする請求項３に記載の源泉冷却装置。
前記熱交換器は複数の冷却ファンを備え、前記制御部は、前記冷却ファンの駆動台数を制御することを特徴とする請求項４に記載の源泉冷却装置。
前記冷却部は、冷却槽から取り外し可能に備えられたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の源泉冷却装置。
源泉水の通過水量は、５〜４０リットル／分である請求項１〜６のいずれかに記載の源泉冷却装置。