JP3687629B2 - 冷却機能付アルカリイオン整水器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水等の水を電解槽によって電気分解して得た酸性水またはアルカリ水を冷却し、冷水化された酸性水またはアルカリ水を得ることのできる冷却機能付アルカリイオン整水器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の装置は、冷水化された酸性水またはアルカリ水を必要とするとき、必要量の酸性水またはアルカリ水を冷却するが、この場合、流れる酸性水またはアルカリ水を瞬間的に冷却するために大きな冷却装置を備えたものがあった。
【0003】
また、大型の冷却装置を省くために、小型の冷却装置によって、一定量の酸性水またはアルカリ水をタンクに貯水し、これを予冷しておき、必要時にこの予冷した貯水を供給する装置があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の場合は、装置が大型化し、流水をその流れる過程で冷却するため瞬間的な電力消費量が多くなっていた。また、後者の場合は、長期間冷水を必要としない場合には、低温とはいえ長時間貯水時の雑菌の繁殖、腐敗が問題となっていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記従来の課題を解決するため、注入された水を電解槽で電気分解して酸性水とアルカリ水を生成し、取り出される酸性水とアルカリ水の一方を冷却する冷却機能付きアルカリイオン整水器であって、注入された水の流れの有無を検出するセンサと、電力を供給されて低温部を形成する冷却素子と、電解槽への給電や冷却素子の駆動を制御する制御部と、前記冷却素子の冷熱によって予冷される蓄冷剤と、蓄冷剤の温度を検出する温度センサと、前記電解槽から排水される酸性水またはアルカリ水の一方を前記蓄冷剤に放熱するように設けた熱交換部と、前記冷却素子から放出される熱エネルギーを前記電解槽から排水される非冷却のアルカリ水または酸性水に放熱する手段と、前記冷却素子から放出される熱エネルギーを空気中に放熱させる放熱手段と、放熱手段に空気を吹き付けて冷却する冷却ファンとを有し、前記制御部はセンサで検出された水の流れが無いときに、温度センサで検出された蓄冷剤の温度が所定以上の場合に冷却素子に所定の低電力を供給するとともに冷却ファンを駆動する制御モードとした構成とする。
【0006】
本発明によれば、取り出される必要な量のアルカリ水または酸性水のみを、電力で冷却能力を制御される冷却素子および冷却素子で予冷される蓄冷材を用い、その取り出し流路中において冷却することと、冷却素子から発生する熱エネルギーを取り出される非冷却のアルカリ水または酸性水の一方および空気中に放熱するとともに、アルカリ水を取り出さない状態では、冷却素子の冷却能力を低くし、冷却素子からの放熱をファンによって行わせながら蓄冷剤を予冷することにより、衛生的で小型省電力の冷却機能付アルカリイオン整水器を実現することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、注入された水を酸性水とアルカリ水とに電気分解して、各々を異なる流路から排水する電解槽と、注入された水の流れの有無を検出するセンサと、電力を供給されて低温部を形成する冷却素子と、電解槽への給電や冷却素子の駆動を制御する制御部と、前記冷却素子の冷熱によって予冷される蓄冷剤と、蓄冷剤の温度を検出する温度センサと、前記電解槽から排水される酸性水またはアルカリ水の一方を前記蓄冷剤に放熱するように設けた熱交換部と、前記冷却素子から放出される熱エネルギーを前記電解槽から排水される非冷却のアルカリ水または酸性水に放熱する手段と、前記冷却素子から放出される熱エネルギーを空気中に放熱させる放熱手段と、放熱手段に空気を吹き付けて冷却する冷却ファンとを有し、前記制御部はセンサで検出された水の流れが無いときに、温度センサで検出された蓄冷剤の温度が所定以上の場合に冷却素子に所定の低電力を供給するとともに冷却ファンを駆動する制御モードとした冷却機能付アルカリイオン整水器であり、冷却素子から発生する熱エネルギーを取り出される非冷却の酸性水またはアルカリ水の一方および空気中に放熱させるとともに、アルカリ水を取り出さない状態では、冷却素子の冷却能力を低くし、冷却素子からの放熱をファンによって行わせながら蓄冷剤を予冷することにより、効果的な冷却ができ、また、冷却素子の冷却能力としては小さいものが使用でき、衛生的で小型省電力の冷却機能付アルカリイオン整水器を提供できるという作用を有する。
【0008】
本発明の請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の冷却機能付アルカリイオン整水器において、前記制御部は、冷却素子に所定の低電力を供給するとともに冷却ファンを駆動しているときまたは温度センサで検出された蓄冷剤の温度が所定以下のときにセンサが水の流れが有ることを検出した場合は冷却素子に所定の高電力を供給する制御モードとした構成としたものであり、アルカリ水を取り出す状態では、予冷された蓄冷剤によってアルカリ水を冷却するとともに冷却素子への供給電力を増大させて冷却能力を向上できるという作用を有する。
【0009】
本発明の請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の冷却機能付アルカリイオン整水器において、前記制御部は、アルカリ水または酸性水への放熱効率が所定以上のときに冷却ファンを停止させる制御モードとした構成としたものであり、アルカリ水または酸性水によって冷却される熱交換部での放熱効率が十分高いときに、冷却ファンを停止させることができるという作用を有する。
【0010】
以下、本発明の冷却機能付アルカリイオン整水器の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0011】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における冷却機能付アルカリイオン整水器の構成を示すブロック図、図2は、同冷却機能付アルカリイオン整水器の制御手順を示すフローチャートである。
【0012】
この冷却機能付アルカリイオン整水器は、図1に示すように上水道13から注入された水道水をアルカリ水と酸性水とに電気分解する電解槽1と、電解槽1よりアルカリ水吐出管9を介して流れてくるアルカリ水を冷却するための予め冷却される蓄冷剤2と、ペルチェ素子のような半導体冷却素子よりなり、かつ、低温部31と高温部32と有し、低温部31が前記蓄冷剤2を冷却し、吸収した熱エネルギー分を高温部32から放熱する冷却素子3と、電解槽1に設けられた酸性水吐出管8から排出される酸性水に放熱する放熱部42および空気に放熱するための放熱部41を有し、かつ、前記冷却素子3の高温部32に蓄えられる熱エネルギーを放熱するためのヒートシンク4と、前記ヒートシンク4の放熱部41に空気を吹き付け冷却ファン5と、冷却ファン5を回転させるモータ6と、水道水の流れの有無を検出するセンサ7と、蓄冷剤2の温度を測定する温度センサ14と、センサ7からの水道水の流れの有無および温度センサ14からの蓄冷剤の温度情報に従って、電解槽1への給電、冷却素子3への駆動、および冷却ファン5を回転させるモータ6への給電を制御する制御部10を備えて構成されている。図中の12はアルカリ水吐出管9に接続され、かつ、蓄冷剤2中に設けられた熱交換管、11は熱交換管12に接続された吐出管である。なお、制御部10は、図2の制御フローチャートに示す制御プログラムに従って各種制御信号を生成出力するCPUを有する。
【0013】
以上のように構成された冷却機能付アルカリイオン整水器の動作について、以下にその動作を説明する。なお、センサ7によって水道水の流れがないことを検知している状態と、水道水の流れがあることを検知している状態とに分けて説明する。
【0014】
水道水の流れがないことをセンサ7が検知している状態では、制御部10は冷却素子3に低電力を供給して、蓄冷剤2が所定の温度に冷却されるまで冷却動作を行わせる。このとき、冷却素子3の高温部32に集まる熱エネルギーは、ヒートシンク4によって放熱部41まで運ばれるが、この放熱部41に空気をあてるように冷却ファン5を回転させるため、モータ6に電力が供給される。この冷却ファン5によって放熱効率の向上が図られる。
【0015】
一方、水道水が流れていることをセンサ7が検知している状態では、制御部10は電解槽1に電力を供給して流入してくる水道水を電気分解する。この電気分解によって生成される酸性水は酸性水排出管8から排出され、同様に生成されるアルカリ水はアルカリ水吐出管9から導出される。アルカリ水吐出管9は蓄冷剤2中に設けられた熱交換管12を通る際に、蓄冷剤2に蓄えられた冷熱によって冷却されて吐出管11から吐出される。冷却素子3には高電力が供給され、蓄冷剤2から高速に熱エネルギーが奪われるが、その分、熱交換管12を通るアルカリ水を冷却するために温度は上昇していく。冷却素子3には高電力が供給されているので高温部32の温度は急上昇するが、そこに貯まった熱エネルギーはヒートシンク4によって放熱部42に運搬される。
【0016】
放熱部42には、電解槽1の酸性水排水管8から排水される酸性水を当てることで、捨て水となる酸性水に熱エネルギーを放出する。このとき、冷却ファン5は冷却効率を高めるために回転させてもよいが、酸性水によって冷却される放熱部42での放熱効率が高ければ、停止させてもよい。
【0017】
つぎに、図2のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップS01においてセンサ7から水道水が流れているか否かを判断する。水道水が流れていない場合にはステップS02において、温度センサ14を用いて蓄冷剤2の温度を検出する。ステップS03において蓄冷剤3の温度が所定の温度以上か否かを判断して、所定温度以上の場合は、ステップS04において、冷却素子3に低電力を供給するとともにモータ6に電力を供給してファン5を回転させる。所定温度以下の場合は、ステップS05においてセンサ7が水道水の流れを検知しているか否かを判断する。ステップS04の処理を実行したら、冷却素子3とモータ6とに電力を供給した状態を保ったまま、ステップS05に移行する。
【0018】
ステップS05ではセンサ7が水道水の流れを検知しているか否かを判断し、水道水が流れていない場合は、ステップS02に戻る。このルーチンによって、水道水が流れていない状態で、蓄冷剤を所定の温度まで冷却し、その温度を保つことができる。一方、水道水の流れを検知した場合には、ステップS06に移行する。
【0019】
また、ステップS01でセンサ7が水道水の流れ有りを検知した場合には、ステップS06で冷却素子3に高電力を供給するともに、モータ6にも電力を供給する。ここで、モータ6への電力供給はしなくてもよい。
【0020】
そして、ステップS07においてセンサ7を見て水道水の流れを検知しているか否かを判断し、流れている場合は、ステップS06に戻る。このルーチンで、冷却されたアルカリ水が吐水管11から吐水される。一方、水道水の流れの検知がなくなった場合は、ステップS02に移行して、蓄冷剤3への蓄冷動作を行う。
【0021】
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2における冷却機能付アルカリイオン整水器の構成を示す斜視図である。なお、図1と同一の機能を有する構成部には、図1と同一の符号を付している。
【0022】
図に示すように蓄冷剤2の中には、冷却素子3からの冷熱を蓄冷剤2に運搬するためのヒートパイプ33が複数本設けられるとともに、蓄冷剤2中での熱伝導を促すための放熱フィン34が挿入されている。ヒートパイプ33にはアルカリ水の冷却効率を上げるためにアルカリ水吐出管9からのアルカリ水を複数の管に分割し、その管各々をヒートパイプ33に巻きつけることで、熱交換管12を形成している。
【0023】
また、冷却素子3の高温部32には、ヒートシンク4としてヒートパイプで構成される放熱部42と放熱フィンで構成される放熱部41が接触している。ヒートパイプで構成される放熱部42は酸性水の流路に挿入されて、その端部は酸性水の流路に晒されており、酸性水が流れている状態で酸性水によって冷却される。
【0024】
放熱フィンで構成される放熱部41は、ファン5から空気が当たるように配置されている。蓄冷剤2は、水や熱容量の大きなの物質が用いられており、断熱材35によって保冷されている。
【0025】
なお、上記の実施の形態では、アルカリ水を冷却する構成について説明したが、酸性水を冷却する装置であっても、酸性水とアルカリ水との機能を反転させれば、本発明は適用できるものである。
【0026】
また、冷水が必要でない場合には、冷却素子への電力供給を停止させたり、冷却工程つまり、蓄冷剤2を通過させることなく、電解槽1から直接水を吐水させてもよい。
【0027】
以上の説明より明らかなように、本発明によればアルカリ水を取り出さない状態では、冷却素子の冷却能力を低くし、冷却素子からの放熱をファンによって行わせながら蓄冷剤を予冷しておき、アルカリ水を取り出す状態では、予冷された蓄冷剤によってアルカリ水を冷却するとともに冷却素子への供給電力を増大させて冷却能力を向上させ、そのときに冷却素子から発生する熱エネルギーを取り出される非冷却の酸性水に放熱させることができる。
また、アルカリ水または酸性水によって冷却される熱交換部での放熱効率が十分高いときに、冷却ファンを停止させることができる。
よって、従来のようにアルカリ水を貯水しておき、これを予冷しておく場合に懸念される雑菌の繁殖の問題はなく、また、冷却素子の冷却能力としては小さいものが使用できるので、衛生的で小型省電力の冷却機能付アルカリイオン整水器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における冷却機能付アルカリイオン整水器の構成を示すブロック図
【図2】同冷却機能付アルカリイオン整水器の制御手順を示すフローチャート
【図3】本発明の実施の形態2における冷却機能付アルカリイオン整水器の構成を示す斜視図
【符号の説明】
1 電解槽
2 蓄冷剤
3 冷却素子
4 ヒートシンク
5 冷却ファン
6 モータ
7 センサ
10 制御部
11 吐出管
12 熱交換管
13 上水道
14 温度センサ
Claims (3)
- 注入された水を酸性水とアルカリ水とに電気分解して、各々を異なる流路から排水する電解槽と、注入された水の流れの有無を検出するセンサと、電力を供給されて低温部を形成する冷却素子と、電解槽への給電や冷却素子の駆動を制御する制御部と、前記冷却素子の冷熱によって予冷される蓄冷剤と、蓄冷剤の温度を検出する温度センサと、前記電解槽から排水される酸性水またはアルカリ水の一方を前記蓄冷剤に放熱するように設けた熱交換部と、前記冷却素子から放出される熱エネルギーを前記電解槽から排水される非冷却のアルカリ水または酸性水に放熱する手段と、前記冷却素子から放出される熱エネルギーを空気中に放熱させる放熱手段と、放熱手段に空気を吹き付けて冷却する冷却ファンとを有し、前記制御部はセンサで検出された水の流れが無いときに、温度センサで検出された蓄冷剤の温度が所定以上の場合に冷却素子に所定の低電力を供給するとともに冷却ファンを駆動する制御モードとした冷却機能付アルカリイオン整水器。
- 前記制御部は、冷却素子に所定の低電力を供給するとともに冷却ファンを駆動しているときまたは温度センサで検出された蓄冷剤の温度が所定以下のときにセンサが水の流れが有ることを検出した場合は冷却素子に所定の高電力を供給する制御モードとした請求項1記載の冷却機能付アルカリイオン整水器。
- 前記制御部は、アルカリ水または酸性水への放熱効率が所定以上のときに冷却ファンを停止させる制御モードとした請求項1または2に記載の冷却機能付アルカリイオン整水器。
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