JPH09210528A - 給冷水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間で必要量の水等を加熱殺菌、脱カル
キ、脱臭、脱気の上冷却水として供給可能で、簡便な冷
却装置からなり、かつ消費電力の少ない給冷水装置を提
供する。 【解決手段】 液体の給水槽３と、その液体を加熱する
加熱部２２及び加熱後の液体を冷却する冷却部２３を有
する加熱冷却気５と、上記冷却部２３で冷却した液体を
更に冷却する冷却器１３と、冷却器１３で冷却した液体
の貯槽１８と、上記液体を給水槽３から貯槽１８へ輸送
する給液手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として電気式冷
水ジャーポットタイプの冷たくて健康的で美味しい飲料
水等を供給する給冷水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、容器に収容した原水を電気ヒータ
などの加熱手段により一旦全量加熱沸騰させた後に、ペ
ルチエ冷却素子を有する熱交換器により上記の容器に収
容されている熱湯を全量冷却して冷水を供給する冷却機
能を有する給湯装置に関する特開平５−２８５０８５の
発明及び冷却機能付き電気ジャーポットに関する特開平
７−５９６５５の発明等がなされており、これらの発明
では、原水を加熱沸騰させることにより原水に含まれて
いる細菌を死滅させ、更には沸騰の作用により脱カル
キ、脱臭、脱気を図り、健康的で美味しい飲料水等を供
給するものであるが、一般にこれらの給湯装置や電気ジ
ャーポットで一度に飲用等に消費する冷水は上記容器の
容量の一部の量にすぎない。

【０００３】しかしながら、上記給湯設備や電気ジャー
ポットは前記容器内の水が全量加熱沸騰された後に全量
所定の温度まで冷却されて始めて冷却水を飲用に供され
るため、容器に水を収容してから冷却水を飲用するまで
に多大の加熱冷却時間を要してしまう。また、このと
き、ペルチエ素子から発生した熱は再利用されることな
くヒートシンクを介して外部に排出され、このとき熱を
排出するのにヒートシンク冷却用ファンが使用されるた
め装置の構造が複雑となるばかりか、多大な電力を消費
する電力を消費する必要があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、短時間で必
要量の水等を加熱殺菌、脱カルキ、脱臭、脱気の上冷却
水として供給可能な簡便な冷却装置からなり、かつ消費
電力の少ない給冷却水装置を提供することを解決課題と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、液体の給水槽
と、その液体を加熱する加熱部及び加熱後の液体を冷却
する冷却部を有する加熱冷却器と、上記冷却部で冷却し
た液体を更に冷却する冷却器と、冷却器で冷却した液体
の貯槽と、上記液体を給水槽から貯槽へ輸送する給液手
段とを備えた給冷水装置からなり、また上記の加熱冷却
器の加熱部の液体の供給温度及び加熱温度並びに冷却部
の液体の排出温度をそれぞれ測定する各温度センサーを
備え、これらの温度センサーの各信号により加熱冷却器
及び／又は冷却器の供給電力の制御手段を備えている給
冷水装置からなる。

【０００６】また、上記加熱冷却器の加熱部で加熱した
液体の保持容器を備えている給冷水装置、さらに冷却器
で冷却した液体の貯槽に、ペルチエ素子からなる貯蔵水
冷却器を備えた給冷水装置からなる。更に、上記給水槽
から輸送される液体を貯蔵水冷却器の発熱部と接触させ
加熱する給冷水装置と、そして上記貯槽内の液体の温度
を測定する温度センサーを備え、その温度センサーの信
号により貯蔵水冷却器の供給電力の制御手段を備えてい
る給冷水装置、また吸熱面側及び加熱面側の両面に接着
された各々の基板に防液シール層を介して入水管と出水
管とが設けられているペルチエ素子からなる加熱冷却で
モジュールを加熱冷却器に用いている給冷水装置からな
る。加えて、上記ペルチエ素子からなる複数の加熱冷却
モジュールのジャケットを直列に接続した給冷水装置か
らなる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の給
冷水装置の実施形態につき説明するが、図１はその一実
施形態における給冷水装置の概略側断面図であり、図中
の１は給冷水装置の本体であり、給冷水装置の本体１の
上面には孔２が穿設され、その孔２には給水槽３の底部
に、下方に向けて、孔２に嵌入するように給水排出口４
を設けている。したがって給水槽３は孔２に対して着脱
自在である。

【０００８】５は加熱冷却器で、配管６により前記給水
口２と逆止弁２５を介して、加熱冷却器５の入水口７と
連通している。８は保持容器で加熱冷却器５の熱湯出水
口９及び熱湯貯槽入水口１２と連通しており、更に熱湯
貯槽出水口１１と加熱冷却器５の熱湯入水口１０と連通
している。１３は冷却器で、冷却器１３の冷却器入水口
１４と加熱冷却器５の出水口１６と連通しており、更に
冷却器１３の冷却器出水口１５はポンプ１７を介して冷
却済の水を貯める貯槽装置１８の貯槽入水口１９に連通
している。貯槽１８の下部に設けられた貯槽出水口２０
を配管２１を介して外部と連通している。

【０００９】次に、給水槽３に満たされた水道水等の原
水４０は給水排出口４から落下し加熱冷却器５に導かれ
加熱冷却器５の加熱部２２で加熱され沸騰し熱湯とな
る。熱湯は保持容器８に入り、排出される迄所望時間保
持容器８内で滞留する。上記の熱湯は一定時間保持する
ことにより、滅菌、脱カルキ、脱臭、脱気の効果が上が
るため、一旦、保持容器８内で滞留させて十分に滅菌、
脱カルキ、脱臭脱気処理した後に加熱冷却器５の冷却部
に導くのがより好適である。なお、熱湯または沸騰水か
らは溶存ガス及び／または水蒸気が発生するため、保持
容器８には内部圧力の過大な上昇を防ぐための図示して
いない圧力放出弁を設けるのが好適である。

【００１０】なお、上記保持容器８を備えずに熱湯の貯
槽出水口１１と熱湯入水口１０とを直接連結しても良い
が、この場合脱カルキ、脱臭の効果は少なく、この実施
形態のごとく保持容器８を設けるのがより好適である。
一方、前記保持容器８を設けない場合も前記と同様に、
前記熱湯貯槽の出水口１１または熱湯貯槽出水口１１の
直後に図示していない圧力放出弁を設けるのがより好適
である。

【００１１】続いて、熱湯は加熱冷却器５の冷却部に導
かれ冷却され、このとき出水口１６から排出される冷却
水の温度は原水４０の温度より高いため、更に冷却器１
３を通して所望の温度に冷却され、貯槽１８に順次貯蔵
される。また、貯槽１８に収容された冷水は長期間保持
しているうちに外部よりの伝熱により水温が上昇する場
合や、貯槽１８の断熱能力が不十分な場合には水温上昇
を防ぐため貯槽１８外部に貯蔵水冷却のための貯蔵水冷
却器２４を設けるのが好ましい。更に、前記貯蔵水冷却
器２４は貯槽１８に供給される冷水の水温が十分低くな
い場合には所望温度まで冷却する冷却器としても使用で
きる。

【００１２】更に、原水４０を給水槽３から貯槽３から
貯槽１８まで前記の加熱冷却器５及び冷却器１３を介し
て導くためにポンプ１７を使用している。このポンプ１
７の設置個所は特に限定されないが、水温の低い貯槽１
８直前が好適である。なお、この実施形態においては、
逆止弁２５及びポンプ１７の作用により、前記給水槽３
の原水４０は逆流することなしに冷却されて、貯槽１８
に導かれる。

【００１３】上記の貯蔵水冷却器２４は通常のペルチエ
冷却器が使用できる。即ち、貯蔵水冷却器２４の冷却面
側を貯槽１８の外側面に接合し、加熱面側に通常の放熱
器を設ければよい。この放熱器は図示していないヒート
シンクが取り付けられ、更に前記放熱器を冷却するため
の図示していない冷却ファンが取り付けられている。更
に、前記貯蔵水冷却器２４の加熱面側にこの放熱器に変
えて前記給水槽３からの原水４０を導く配管６を直接あ
るいはジャケットを介して接合すれば、原水が貯蔵水冷
却器２４の発熱部と接触して加熱されるのに予備加熱も
でき、更に前記放熱器（図示せず）及び冷却ファン（図
示せず）を用いる必要が無くなり、消費電力も減少す
る。

【００１４】最後に、貯槽１８の冷水は通常の図示して
いない排出手段により配管２１を介して本体１の外部
に、例えば飲料用コップ等に排出される。前記の排出手
段としては通常電気ジャーポットに適用されている、電
気ポンプ、空気ポンプ等の方式が適用できる。次に、図
２及び図３は本発明の加熱冷却器５に用いられた加熱冷
却モジュールの外観図及び断面図を示しており、図中３
０はペルチエ素子でその両面に基板３１が接着されてい
る。各基板３１には防液シール層３２を介してジャケッ
ト３３がネジ３６を介して固定されている。各ジャケッ
ト３３には入水管３４と出水管３５が設けられている。
なお、電力の入力端子部は図示していない。上記加熱冷
却モジュールが加熱冷却器５を構成するには前記の加熱
冷却モジュールを直列に各々の入水管３４と出水管３５
とを図示していないチューブにより連結すれば良い。

【００１５】また、前記冷却器１３にも通常のペルチエ
冷却器を用いれば良く、これは例えば図３に示される加
熱冷却モジュールの放熱側にジャケット３３ではなく放
熱器を設け、場合によっては外部より放熱ファンで冷却
すれば良い。なお、この実施形態においては、全て
（株）フエローテック製の許容耐熱温度１５０℃のペル
チエ素子を使用した更に、この給冷水装置の加熱冷却器
５の加熱部２２の液体の供給温度及び加熱温度並びに冷
却部２３の液体の排出温度、さらには貯槽１８には図示
していない温度センサーが設けられ、これらの温度セン
サーの各信号により加熱冷却器５及び／又は冷却器１３
の供給電力の制御手段を設けており、各部分での適切な
温度調節を行なっている。

【００１６】また、原水４０の滅菌、脱カルキ、脱臭、
脱気の効果を発揮するためには加熱冷却器５の加熱部２
２を通過した熱水が所望の温度に達している必要があ
り、前記熱水及び原水４０の温度、供給速度は、ペルチ
エ素子の変質などによって変動するために、加熱冷却器
５及び冷却器１３の加熱能力及び冷却能力を調節する必
要がある。そのために加熱冷却器５の入水口７及び熱湯
出水口９部、更には貯槽入水口１９部に温度センサー
（図示せず）を設け、各部所での水温を測定し、各水温
データに従って各ペルチエ素子への供給電気を制御すれ
ば良い（制御部は図示せず）。なお、ペルチエ素子の使
用に関しては冷却と加熱とのバランスを図ることが必要
であり、単に供給電力を制御するのではなく供給電圧及
び供給電流を同時に制御するのがより好ましい。

【００１７】なお、貯槽１８中の冷水の温度は一定にす
ることが望ましいが、貯水量や外気温度等により熱伝導
による給熱量が変わり冷水の温度は変動する。このため
貯槽１８に図示していない温度センサーを取付け、前記
温度センサーの水温データにより貯蔵水冷却器２４の供
給電気を調節して、常に貯蔵水の温度を一定とすること
が可能となる。

【００１８】次に、図４は本発明の他の実施形態におけ
る給冷水装置の説明用側断面図であり、図１とほぼ同様
な構成及び機能を有するものであるが、この実施形態で
は、給水槽３は本体１の上部ではなく側部に配置されて
いる。また、送液用ポンプは有していないが、加熱冷却
器５での水の沸騰による圧力増加と逆止弁の働きによ
り、前記給水槽３中の原水４０は貯槽１８まで輸送され
る。また、保持容器８には電気ヒーター２８が取り付け
られており、保持容器８中の熱湯を十分加熱することに
より、脱カルキ、脱臭、脱気を促進している。

【００１９】以上説明した本発明の給冷水装置では、多
量の原水を全量加熱及び冷却するバッチ処理ではなく、
少量の原水４０を連続して加熱冷却することで、常時所
定量の生成された冷水が得られるようになっている。ま
た、本発明の給冷水装置に使用される加熱冷却器５、冷
却器１３及び貯蔵水冷却器２４には、電子冷凍素子とし
て知られているペルチエ素子が用いられ、原水４０を前
記加熱冷却器５の加熱部２２に導き加熱沸騰させた後、
連続してその加熱冷却器５の冷却部２３に導いて冷却す
るが、これはペルチエ素子は通電すると一方の面は冷却
され、片方の面は加熱される特性を有しているためこの
ことが可能となる。

【００２０】このようにして処理した加熱冷却水を貯槽
１８に貯め飲用に供する。貯槽１８容器への冷却水の供
給はほぼ連続して一定速度で行われるため、貯槽１８に
冷却水が全処理量貯まる以前でも利用必要量貯れば飲用
等に供すことが可能となる。また、ペルチエ素子で発生
する熱のほとんどは原水４０を加熱するのに消費される
ため、余分な冷却ファンが不要となり、従って構造も簡
便となり、使用電力量も少なくて済む。

【００２１】一方、ペルチエ素子の発熱量は冷却水熱量
より多いため加熱冷却中の水の熱損出を考慮しても冷却
後の水温は原水４０の温度より高くなる。そのため原水
４０の温度より十分低い冷却水を得るには前記加熱冷却
器５の冷却部及び／又は貯槽１８にペルチエ冷却素子を
更に設置する必要がある。特に加熱冷却器５に前記冷却
器１３を付加すると貯槽１８内の水は、貯槽開始初期あ
るいは十分に冷却水が貯槽されているかにかかわらず所
望の温度となっているため直ちに飲用等に使用でき、よ
り好適である。

【００２２】また、加熱冷却器５の加熱部２２の前記液
体の供給温度（現水の温度）及び加熱温度並びに前記加
熱冷却器５の冷却部２３の排出温度の値により、その加
熱冷却器５及び／又は冷却器１３の供給電力を制御して
ペルチエ素子の冷却及び加熱熱量を適正化すると連続し
て安定した温度の冷却水をえることが可能となる。さら
に、その加熱冷却器５が複数の加熱冷却器５を直列に配
列したものである場合には、各々の加熱冷却器５を通過
した加熱及び／または冷却された水の温度の値により各
々のペルチエ素子への供給電気を制御することにより、
より精密な冷却水の温度制御が可能となる。更にペルチ
エ素子のＣＯＰ（成績係数）を最適化することも可能と
なる。

【００２３】なお、この加熱冷却器５で加熱された熱湯
は続いて前記加熱冷却器５の冷却部２３に送液しても良
いが、保持容器８に一旦導き任意時間保持した後に前記
冷却部２３に導いても良く、後者の場合は、脱カルキ、
脱臭、脱気がさらに促進されるためより好適である。ま
た、槽１８に貯蔵水冷却器２４を備えたばあいには、前
記貯槽１８内の液体の温度と目標冷水温度の偏差値によ
って前記貯蔵水冷却気２４の供給電気を制御することに
より精度の高い冷水を得ることが可能となる。

【００２４】

【発明の効果】以上に説明した本発明の給冷水装置によ
れば、短時間で必要量の水等の液体を加熱殺菌、脱カル
キ、脱臭、脱気の上、冷却水として供給可能であり、常
時所定量の生成された健康的で美味しい冷水が得られ
る。また、本発明の装置では電子冷凍素子として知られ
るペルチエ素子を用いているので、ペルチエ素子で発生
する熱の殆んどが原水を加熱するのに消費され、余分な
冷却ファンが不要で、その結果構造も簡便で、かつ使用
電力量も少なくてすみ経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における給冷水装置の概略
側断面図である。

【図２】図１の加熱冷却器に用いられた加熱冷却モジュ
ールの外観図である。

【図３】図２の断面図である。

【図４】本発明の他の実施形態における給冷水装置の概
略側断面図である。

【符号の説明】

３ 給水槽 ５ 加熱冷却器 ８ 保持容器 １３ 冷却器 １８ 貯槽 ２２ 加熱部 ２３ 冷却部 ２４ 貯蔵水冷却器 ３０ ペルチエ素子 ３１ 基板 ３２ 防液シール層 ３３ ジャケット ３４ 入水管 ３５ 出水管

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体の給水槽と、その液体を加熱する加
   熱部及び加熱後の液体を冷却する冷却部を有する加熱冷
   却器と、上記冷却部で冷却した液体を更に冷却する冷却
   器と、冷却器で冷却した液体の貯槽と、上記液体を給水
   槽から貯槽へ輸送する給液手段とを備えた給冷水装置。
2. 【請求項２】 加熱冷却器の加熱部の液体の供給温度及
   び加熱温度並びに冷却部の液体の排出温度をそれぞれ測
   定する各温度センサーを備え、これらの温度センサーの
   各信号により加熱冷却器及び／又は冷却器の供給電力の
   制御手段を備えている請求項１記載の給冷水装置。
3. 【請求項３】 加熱冷却器の加熱部で加熱した液体の保
   持容器を備えている請求項１または２記載の給冷水装
   置。
4. 【請求項４】 冷却器で冷却した液体の貯槽に、ペルチ
   エ素子からなる貯蔵水冷却器を備えた請求項１、２また
   は３記載の給冷水装置。
5. 【請求項５】 給水槽から輸送される液体を貯蔵水冷却
   器の発熱部と接触させ加熱する請求項４記載の給冷水装
   置。
6. 【請求項６】 貯槽内の液体の温度を測定する温度セン
   サーを備え、その温度センサーの信号により貯蔵水冷却
   器の供給電力の制御手段を備えている請求項４または５
   記載の給冷水装置。
7. 【請求項７】 吸熱面側及び加熱面側の両面に接着され
   た各々の基板に防液シール層を介して入水管と出水管と
   が設けられているペルチエ素子からなる加熱冷却モジュ
   ールを加熱冷却器に用いている請求項１、２、３、４、
   ５または６記載の給冷水装置。
8. 【請求項８】 ペルチエ素子からなる複数の加熱冷却モ
   ジュールのジャケットを直列に接続した請求項７記載の
   給冷水装置。