JPH05506300A - 瓶入りの水の冷却システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 瓶入りの水の冷却システム 発明の背景 本発明は、一般に、飲用、調理用等に用いられる給水を冷却するための装置およ びシステムの改良に関するものである。さらに詳細には、本発明は、特に瓶入り の水のディスペンサーステーションなどにおいて、給水を効率的に、がっ、静か に冷却するためのコンパクトな冷却システムに関するものである。

瓶入りの水のディスペンサーステーションは、比較的浄化された給水を、実質的 に即座に分配して、使用するのに便利な態様および位置に有るものとして、この 分野において良く知られている。そのような、水のディスペンサーステーション は、一般に、さかさまに向けられた、通常３乃至５ガロンの容量を有する水の瓶 を受け入れて、支持する上向きに開口したリザーバを含み、瓶入りの水は、ディ スペンサーステーションのリザーバにむかって下向きに流れる。ステーションハ ウジングの前面上のコックが、所定量の水を分配するために、つねに操作可能で ある。このような臥りの水のステーションは、特に、地方の給水が、望ましくな いレベルの汚染物質を含んでいる疑いのあるような地域において、幅広（使用さ れ、クリーンで、かつ、安全な飲料水の源を提供している。

多くの瓶入りの水のディスペンサーステーションにおいては、すこぶる快く、清 々しい飲料水の水源を提供するため、ステーションリザーバ内の水を比較的低温 に冷却することが好ましい。し力化ながら、そのようなディスペンサーステーシ ョンのための冷却設備は、総コスト、復雑さ、サイズ、作動ノイズのレベルおよ び水のディスペンサーステーションが必要とする動力の消費を、望ましくないよ うに増大させる従来の機械的な冷却装置を、通常含んでいた。他の冷却システム の提案は、比較的小型の熱電熱伝達冷却モジュールの使用を示唆していたが、こ れらの提案では、ステーションリザーバ内の水から熱エネルギーを適切に伝達さ せるために、比較的広い表面領域を有する冷却用放熱器及び／又は大きく、騒々 しい冷却ファンを、通常必要としていた。このタイプのディスペンサーステーシ ョンにおいて、大きな冷却用放熱器及び／又は大きな冷却ファンを用いることは 、システムの作動コストを、不適切に増大させるとともに、望ましくないことに 、サイズおよびノイズ上の大きな問題を生じさせる。そのような熱電システムで 熱効率を改良しようとする試みは、伝熱流体として、ドレン水の循環を含むもの であっ九しかし、そのようなシステムでは、不便な配管の結合が必要とされ、さ らに、ドレン水の流れが存在しない場合には十分に作動しない。

従って、特に、ドレンの配管の接合、大きな冷却用放熱器或いは大きな冷却）ゝ 　アンを必要としない小型で作動効率のよいシステムに関して、瓶入りの水のデ ィ削　スペンサーステーションなどにおいて使用するのに適したタイプの熱ｅ却 システムを更に改良することが要求されている。本発明は、これらの要求を満た し、ｊ　かっ、更に関連した効果を提供するものである。

壁則東旦 本発明によれば、給水を、飲用、調理用などに使用するため、所定の低温レベル ルに冷却する改良された水の冷却システムが提供される。冷却システムは、特に 、ただちに分配および使用が可能な給水を受け入れて、貯蔵するためのリザーバ を有するタイプの瓶入りの水のディスペンサーステーションなどとともに使用す るのに適している。熱電熱伝達モジュールが、リザーバと熱的に連通して取り付 けられ、リザーバ内の水かち熱エネルギーを抽出し、かつ、抽出した熱エネルギ ーを、コンパクトな熱交換器を介して、放熱のため、循環している流体に伝達す る。

本発明の好ましいシステム構成においては、熱電熱伝達モジュールは、貯蔵リザ ーバ内に収容された給水との開で熱交換が可能に取り付けられた低温側を有して いる。このモジュールは、適当な電源、好ましくは整流された電源供給部を介し た標準的な国内のＡＣ電源に接続されるのに適している。熱電モジュールは、給 水から熱エネルギーを引き出し或いは抽出し、かつ、そのエネルギーを、モジュ ールの高温側に伝達させるように作用する。モジュールの高温側は、水のような 循環する（ヨｈ兎体との間で熱交換が可能な関係にあるマニフォールドブロソク 内に位置させられている。ポンプインペラーを駆動するための駆動モータを有す る小型ポンプが、伝熱流体を、マニフォールドブロツクを含んだ閉ループ流路を 通して循環させる。さらに、閉ループ流路は、ひれ付管放熱装置のような抽出さ れた熱エネルギーを放熱するためのコンパクトな熱交換器を有している。さらに 、ポンプ駆動モータは、リザーバ内に設けられたりザーバインベラーを駆動して 、リザーバの中味が、実質的に均一な冷却温度レベルに維持させるように循環さ せる。さらに、好ましい構成は、ポンプ駆動モータによって駆動される小型ファ ンを含み、熱交換器を横切る対流する気体の流れを提供する。

本発明の他の特徴および効果は、発明の原理を例示した添ｆｆ面と共に参照すれ ば、以下の詳細な説明から、より明らかになるであろう。

好ましい実施伊の詳細な説明 適例となる図面に示されたように、概ね、第１図および第２図において参照番号 １０で示されている瓶入りの水のディスペンサーステーションは、コック１４を 作動することによって、実質的に即座に分配して、かつ、使用するために、水の 供給１２を収容し、かつ、貯蔵するようになっている。ディスペンサーステー却 するために、比較的安価で、コンパクトで、エネルギー効率が良く、また、静か にに動作するシステムを提供する。

例示したディスペンサーステーション１０は、直立したステーションハウジング ２０によって支持された上向きに開口したリザーバ１８を含むほぼ通常の構造を 有している。ウォータリザーバ１８は、つオータボトル２２を反転した向きで受 入れ、カリ、支持するようになっているため、ボトル２２内の水１２は、ステー ションリサ゛−バ１８内に、下向きに自由に流出することができる。コック１４ は、通常、ステーションハウジング２０のフロントパネル２４上のアクセス可能 な位置に取り付けられており、リザーバ１８内の水を重力によって分配するため に、手動操作が可能になっている。本発明によると、瓶入りの水のディスペンサ ーステーション１０は、給水１２を冷却するための改良された冷却システム１Ｇ を備えており、それによって、快く、清々しい飲用或いは他の目的のための水源 を提供できる。冷却システム１６は、大きな冷却能力か提供できるのに対して、 少数の部品で、カリ、コンパクトな形状で構成できる。重要なことは、本発明に かかる冷却システム１６では、所望の冷却能力を達成するために、大規模な冷却 用放熱器が必要とされないことである。

第２図乃至第４図に示されるように、本発明にかかる改良された水冷却システム １６は、ボルグワーナーコーポレーションによって、モデル番号９２０−３１と して製造され、かつ、電気的には直タリに、熱的には［１に結合された異なった 特性を示す半導体材料（Ｐ型およびＮ型材料）を用いた熱電熱伝達モジュール２ ６を用いている。モジュール２６は、リザーバ１８内の給水Ｉ２から熱エネルギ ーを引き出し、或いは、抽出するとともに、取り出した熱エネルギーを、循環す る伝熱流体に伝達させるように作用する。伝熱流体は、抽出された熱エネルギー を効率的に放射させるために、次々に、コンパクト熱交換器２Ｂに運、Ｓ４更に 詳細には、第３図および第４図に最も良く示されるように、熱電モジュール２６ は、上部および下部の伝熱基板３０．３２の間にそれぞれ挟まれた複数の半導体 デバイス２９を含んでいる。導体３４が、半導体素子２９に適切に接続され、か つ、適切な電源に接続するために、モジュール２６から延びている。第１図およ び第３図に示されるような本発明の好ましい態様において、導体３４は、通常の 家庭用ＡＣ電源３７に差込んで接続されるのに適した通常の整流された電源供給 部３６に接続されている。作動にあたって、下部基板３２に伝達される熱エネル ギーを抽出して、それによってモジュールの高温側を提供するために、上部基板 ３０が、モジュールの低温側を構成する。

熱電熱伝達モジュール２６は、リザーバ１８の底部の伝熱プレート３８と伝熱す る流体がそれを通って循環するマニフォールドブロック４０との間に挟まれるよ うに取り付けられている。とくに、適切な取り付はネジを、伝熱プレート３８と マニフォールドブロック４０との間に、モジュール２６をしっかりと挟み込むよ うにするために設け、その結果、モジュールの作用によって、熱エネルギーがリ ザーバ１８内の給水１２からマニフォールドブロック４０に流れるようにしても よい。

マニフォールドブロック４０は、チューブからなる閉ループ循環ネットワーク４ ２に一直線上に接続され、ネットワーク４２は、水のような選ばれた伝熱流体４ ３により、実質的に満たされている。ポンプ４４がネットワーク４２に沿って取 り付けられ、ポンプがオンしているとき、伝熱流体は比較的低い流れ方で循環す る。この循環によって、流体がマニフォールドブロック４０を経て流れるため、 給水から抽出された熱は、比較的高い効率で循環している流体に伝達される。

マニフォールドブロック４０から、さらに、伝熱流体は、第２図に描かれている 細長いひれ付管のような管４２および熱交換器２８を通過する。

ポンプ４４の好ましい構成及び取り付は配置が、第５図に詳細に示されている。

図示のように、ポンプ４４は、回転出力の運動を提供する単一の駆動軸４８を有 する小型電気モータ４６を備えている。駆動軸４８はモータ４６から延び、リザ ーバ１８の底部で管４２に一直線上に配置されたポンプチャンバ５２内に取り付 けられたポンプインペラー５０を支持している。軸４８は、ポンプインペラー５ ０を回転可能に駆動し、上述したように、伝熱流体４３を閉ループネットワーク 内を循環させる。更に、ポンプの駆動軸４８は、リザーバの底部のポート５４を 通って延び、そこで、リザーバインペラー５６が、同時に回転するために、軸４ ８に取り付けられ、リザーバの水を、実質的に全体を通じて均一な冷却温度の分 布か維持されるように、攪拌して混合させる。ポンプチャンバ５０への、および 、ポンプチャンバ５０からの駆動軸４８の通路をシールするために、適切なシャ フトシール５８が設けられている。

更に、好ましい実施例において、駆動軸４８は、リザーバと反対の方向に、モー タ４６から突出し、モータ４６の冷却を補助する対流するエアの流れを生成する ための小型ファン５ｏ（３Ｎ２［Ｄを支持している。この対流する気体の流れは 、さらに、熱交換器２８を横切って流れるように向けられ、それによって、気体 の流れは、補助的に、閉ループネットワークから熱を抽出するのを補助する。

従って、本発明は、瓶入りの水のステーション１０などにおいて、快く、清々し い低い温度レベルに給水１２を保持するための比較的シンプルで、その上効率的 な冷却配置を提供する。代わりに、本発明にかかる閉ループ冷却システムが、例 えば米国特許第４．７５２．３８９号に開示されているタイプの逆浸透浄化シス テムの清浄水のような他のタイプの給水を冷却するために用いられても良いこと が理解されるであろう。

ここに記載された発明に対する種々の変更および改良をなし得ることは、この技 術分野の当業者にとっては明白であろう。例えば、適切な温度制御部を、冷しす ぎを防止するために、給水Ｉ２の温度に対応してモジュール２６の作動を調整す るために付は加えてもよい。さらに、所望であれば、駆動軸４８を、電磁継手を 用いて、インペラー５０．５６に密封して接合することが可能である。従って、 添付した請求の範囲に述べる場合を除いて、本発明は上述した記載および添付図 面に限定されるものではない。

図面の簡単な説明 添付図面は発明を例示したものであり、ここに、第１図は、本発明の新規な特徴 を具体化した、水の冷却システムとともに使用するのに適した瓶入りの水のディ スペンサーステーションを図示した斜視図である。

第２図は、本発明の水の冷却システムと組み合わせた瓶入りの水のディスペンサ ーステーションをやや概略的に図示したダイアダラムである：第３図は、冷却シ ステムにおいて用いられる熱電熱伝達モジュールを図示した拡大斜視図である； 第４図は、冷却システムの熱電熱伝達モジュールの取付けを描いた一部拡大縦断 面図である； 第５図は、冷却システムにおいて用いられるポンプの構成および取り付けの詳細 を図示した一部拡大縦断面図である。

ＦＩＧ、／ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ　４ 栗約賓 給水（１２）等を、飲用および他の用途に適した所定の低温に冷蔵或いは冷却す ることのできる冷却システムである。かかる冷却システムは、リザーバ（１８） に収容された水から熱エネルギーを抽出するための低温側および抽出した熱エネ ルギーを循環伝熱流体（４３）に伝達するための高温側を有する熱電熱伝達モジ ュール（２６）を有している。特に、モジュール（２６）の高温側は、マニフォ ールドブロック（４０）に熱的に連通しており、水のような伝熱流体（４３）が 、マニフォールドブロック（４０）を通ってポンプ（４４）によって循環されて いる。ポンプ（４４）は、抽出された熱エネルギーを放射させるために、伝熱流 体を熱交換器（２８）に通して循環させる。更に、同じポンプ（４４）が、リザ ーバ（１８）内のインペラー（５６）を駆動して、リザーバの中味を、実質的に 均一な温度レベルに維持する。また、該ポンプ（４４）が、熱交換器（２８ンを 横切る対流する気体の流れを提供するために、冷却ファン（６０）を駆動しても よい。

国際調査報告

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．水のディスペンサーステーションであって、水の供給を受け入れるのに適し た貯蔵リザーバを画定するハウジングと、高温側および低温側並びに熱エネルギ ーを前記低温側から前記高温側に伝達する手段を有する熱電熱伝達モジュールと 、前記貯蔵リザーバ内の給水と熱的に連通するように前記低温側に対して前記モ ジュールを取り付ける手段と、 熱交換器と、 前記熱交換器と前記モジュールの高温側との間を接続する閉ループ循環ネットワ ークと、 前記循環ネットワーク内の伝熱流体と、前記伝熱流体を、前記閉ループ循環ネッ トワークを通して循環させるためのポンプ手段とを備え、 前記ポンプ手段が、駆動軸を有するモータと、前記伝熱流体を前記循環ネットワ ークを通して循環させるために前記駆動軸によって駆動される第１インペラー、 および、前記リザーバ内の水を撹拌するために前記駆動軸によって駆動される第 ２インペラーを有することを特徴とする水のディスペンサーステーション。
2. ２．前記伝熱流体が、水であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の水の ディスペンサーステーション。
3. ３．さらに、前記モジュールの高温側との間で熱伝達が可能に、前記閉ループネ ットワークに沿って取り付けられたマニフォールドブロックを備えたことを特徴 とする請求の範囲第１項に記載の水のディスペンサーステーション。
4. ４．前記熱交換器が、ひれ付管熱交換器からなることを特徴とする請求の範囲第 １項に記載の水のディスペンサーステーション。
5. ５．さらに、前記駆動軸によって駆動され、かつ、前記熱交換器を横切るエアの 流れを提供するように位置させられたエアフローファンを備えたことを特徴とす る請求の範囲第１項に記載の水のディスペンサーステーション。
6. ６．さらに、前記リザーバ上に取り付けられ、前記給水と前記モジュールの低温 側との間を熱的に連通する熱伝達要素を備えたことを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載の水のディスペンサーステーション。