JPH1183272A

JPH1183272A - 電子式冷水器

Info

Publication number: JPH1183272A
Application number: JP23727997A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Sone; 曽根和哉; Hitoshi Fujino; 仁藤野
Original assignee: Twinbird Corp
Current assignee: Twinbird Corp
Priority date: 1997-09-02
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】貯水槽内の水を効率よく冷却し、且つ単純な
構成で内側熱交換部材に着氷した氷を剥離する。【解決手段】庫内の冷却時に、サーモモジュール９に
順方向の電流を供給する。温度センサ24及び着氷センサ
25が内側熱交換部材10への着氷を検知すると、サーモモ
ジュール９に供給する電流の方向を反転し、内側熱交換
部材10に着氷した氷を剥離する。このとき、内側熱交換
部材10の表面に通水溝部10ａが形成されており、またサ
ーモモジュール９が内側熱交換部材10の中心から偏位し
ているので、氷が内側熱交換部材10から剥離しやすい。
そして、この剥離した氷が水Ｗ中で融解するにあたって
水Ｗから融解熱を奪うので、水Ｗは熱電冷却ユニット８
だけでなく氷によっても冷却されることになり、効率よ
く水Ｗを冷却することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サーモモジュールを用
いて容器内の水を冷却する電子式冷水器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の冷水器として、例えば実公
平２−２８８４４号公報等が公知である。これは、水を
貯留する容器（貯水槽）にペルチェ素子（サーモモジュ
ール）を当接して、容器内の水を冷却するものである。
このような冷水器においては、電流の方向を反転させる
だけで水の冷却だけでなく加熱も行えるという利点があ
るものの、冷却能力の高いペルチェ素子を用いると、容
器とペルチェ素子の接触位置近傍の水が凍結してしま
い、容器内の水の冷却効率が落ちてしまうという問題が
あった。

【０００３】一方、この問題点を解決するものとして、
特公昭５８−２３５４５号公報等が公知である。これ
は、熱交換槽（貯水槽）内に回転羽根体を回転自在に設
け、熱交換槽に着氷した氷を回転羽根体に取り付けた削
氷羽根によって削り取るものである。しかしながら、こ
れらの冷水器においては、回転羽根体及びそれを駆動す
る電動機を有するため、装置が複雑になるとともに大型
化してしまうという問題があった。また、削氷時に騒音
が発生するため、一般家庭で使用する場合うるさく、対
策として防音材を用いたりするとより大型化したりコス
トアップしてしまうという問題があった。

【０００４】本発明は以上の問題点を解決し、貯水槽内
の水を効率よく冷却することができ且つ単純な構成で内
側熱交換部材への着氷を未然に防ぐことができる。ま
た、着氷した場合でも、簡単に氷を剥離することができ
る電子式冷水器を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
電子式冷水器は、断熱性を有する貯水槽と、該貯水槽内
の水を冷却する熱電冷却ユニットとを有する電子式冷水
器において、前記熱電冷却ユニットへの通電を停止及び
／又は反転させて着氷した氷を融解剥離した後、通電を
開始及び／又は復帰するようにしたものである。

【０００６】上記構成によれば、内側熱交換部材に氷が
着氷した場合、熱電冷却ユニットへの通電を停止及び／
又は反転させて、着氷した場合でも、氷の内側熱交換部
材との接触部分を融解させ、氷を内側熱交換部材から剥
離させる。そして、所定時間経過すると、熱電冷却ユニ
ットへの通電を再開及び復帰停止及び反転して再び水を
冷却させる。

【０００７】また、本発明の請求項２記載の電子式冷水
器は、請求項１において、前記熱電冷却ユニットの内側
熱交換部材近傍に水の凍結を検知するセンサを設けると
ともに、該センサが凍結を検知すると、前記熱電冷却ユ
ニットへの通電を停止又は反転させて氷を内側熱交換部
材から剥離させるように制御する制御回路を設けたもの
である。

【０００８】上記構成によれば、センサが凍結を検知す
ると、熱電冷却ユニットへの通電を停止または反転させ
て氷の内側熱交換部材との接触部分を融解させ、氷を内
側熱交換部材から剥離させる。

【０００９】また、本発明の請求項３記載の電子式冷水
器は、請求項１において、前記制御回路に電流値検出手
段を設けるとともに、該検出手段が所定時間内に電流値
が相対的に所定値以上増大したことを検知すると、一定
時間経過後、前記熱電冷却ユニットへの通電を停止し、
極性反転させた後、所定時間経過後に再び停止して極性
反転させて復帰させるものである。

【００１０】上記構成によれば、センサが所定時間内に
電流値が相対的に増大したことを検知すると、一定時間
経過後、熱電冷却ユニットへの通電を停止または反転さ
せて氷の内側熱交換部材との接触部分を融解させ、氷を
内側熱交換部材から剥離させる。

【００１１】また、本発明の請求項４記載の電子式冷水
器は、請求項１乃至３において、前記内側熱交換部材の
表面に氷剥離用の通水溝部を形成したものである。

【００１２】上記構成によれば、熱電冷却ユニットへの
通電を停止または反転して氷の内側熱交換部材との接触
部分を融解させると、通水溝部から内側熱交換部材と氷
との間に水が侵入する。

【００１３】また、本発明の請求項４記載の電子式冷水
器は、請求項１乃至３において、サーモモジュールと、
該サーモモジュールの吸熱側に取り付けられる前記内側
熱交換部材と、前記サーモモジュールの放熱側に取り付
けられる外側熱交換部材によって前記熱電冷却ユニット
を構成するとともに、前記サーモモジュールを前記内側
熱交換部材の中央から偏位させて取り付けたものであ
る。

【００１４】上記構成によれば、氷は内側熱交換部材の
中央から偏位した位置を中心として着氷するが、最終的
には内側熱交換部材全体に着氷する。そして、熱電冷却
ユニットへの通電を停止または反転させると、内側熱交
換部材のサーモモジュールを偏位した側から氷の融解が
始まる。また、氷の内側熱交換部材との接触部分を融解
させると、浮力差により氷の厚い方から剥離が始まる。

【００１５】

【発明の実施態様】以下、本発明の第一実施例につい
て、図１を用いて説明する。１は本体であり、上部に飲
料水Ｗを貯水する貯水槽２を形成している。該貯水槽２
は断熱層３によって断熱されており、上部に開口部４が
形成されているとともに、該開口部４に貯水槽２の内外
を連通する通気口５が形成されている。また、前記貯水
槽２の下部にはカラン６が取り付けられており、貯水槽
２内に貯水した水をコップ等に注ぐことができるように
なっている。更に、前記貯水槽２の底部のほぼ中央に
は、この貯水槽２の底部を上下に貫通する貫通孔７が形
成されている。

【００１６】該貫通孔７には熱電冷却ユニット８が取り
付けられている。該熱電冷却ユニット８は、サーモモジ
ュール９と、該サーモモジュール９の一面と接し且つ前
記貯水槽２内に露出する内側熱交換部材10と、前記サー
モモジュール９の他面と接する伝熱ブロック11と、該伝
熱ブロック11に取り付けられる外側熱交換部材12によっ
て構成されている。なお、前記サーモモジュール９は前
記内側熱交換部材10の中心から前記カラン６側に偏位し
ている。前記内側熱交換部材10は裁頭円錐形状に形成さ
れており、表面、すなわち円錐面及び上面に通水溝部10
ａを形成している。前記外側熱交換部材12は平板状の基
部13と複数のフィン14によって構成されている。また、
前記内部熱交換部材10の底面外縁部と前記貯水槽２の底
部との間には、パッキン15が設けられているとともに、
前記外側熱交換部材12の基部13と前記貯水槽２の底部と
の間には、パッキン16が設けられている。これによって
熱電冷却ユニット８は貯水槽２に対して水密的に取り付
けられている。また、前記外側熱交換部材12のフィン14
に近接して、ファン17が設けられている。該ファン17
は、サーモモジュール９によって移動した熱により熱く
なっている外側熱交換部材12を冷却するものである。

【００１７】前記貯水槽２の開口部４上には、給水タン
ク18が載置されている。該給水タンク18は、下部のほぼ
中央に通水口19が形成されているとともに、通気パイプ
20が形成されている。

【００１８】次に、第一実施例の回路について図２を用
いて説明する。21は電源部であり、外部の１００Ｖ交流
電源に接続される。前記電源部21には、第１リレー22及
び第２リレー23の切替接点23ａ、23ｂを介して前記サー
モモジュール９が接続されている。また、24は温度セン
サ、25は着氷センサであり、それぞれリード線により制
御回路26に接続されている。そして、該制御回路26によ
って前記第１リレー22及び第２リレー23が切替制御され
る。

【００１９】次に、第一実施例の動作について図３を用
いて説明する。給水タンク18に水Ｗを入れて貯水槽２の
開口部４に載置すると、給水タンク18内の水Ｗが通水口
19から貯水槽２内に流入する。水Ｗが貯水槽２内の所定
水位、具体的には通気パイプ20の下端まで上昇すると、
通気パイプから給水タンク18への空気の流入が停止し
て、給水タンク18から貯水槽２への水Ｗの流入が停止す
る。なお、この状態からカラン６を操作して貯水槽２内
の水Ｗを注出すると、貯水槽２内の水位が低下するが、
通気パイプ20の下端が解放されるので、通気パイプ20か
ら給水タンク18内に空気が流入して給水タンク18内の水
Ｗが貯水槽２内に流入する。そして水Ｗが貯水槽２内の
所定水位まで上昇すると、通気パイプから給水タンク18
への空気の流入が停止して、給水タンク18から貯水槽２
への水Ｗの流入が停止する。

【００２０】貯水槽２内の水Ｗの冷却時は、第１リレー
22が閉じており、第２リレー23の切替接点23ａがＧＮＤ
側に、切替接点23ｂが＋側に接続される。この状態で
は、電流は順方向、すなわちサーモモジュール９の内側
熱交換部材10側から外側熱交換部材12側へ熱が移動する
ように流れることになり、貯水槽２内の水Ｗは冷却され
る。そして、水Ｗが冷却され続けると、内側熱交換部材
10の円錐面及び上面に着氷する。なお、このときサーモ
モジュール９は内側熱交換部材10のカラン６寄りに偏位
して取り付けられているため、氷は内側熱交換部材10の
カラン６寄りで厚く、反対側で薄く形成される。この着
氷を、温度センサ24で検知すると一定時間経過後、ある
いは着氷センサ25で検知すると速やかに、制御回路26は
第１リレー22を開き、サーモモジュール９への通電を約
２分間遮断する。そして、約２分経過後、制御回路26は
第１リレー22を閉じるとともに、第２リレー23を切り替
え、切替接点23ａが＋側に、切替接点23ｂがＧＮＤ側に
接続される。この状態では、電流は逆方向、すなわちサ
ーモモジュール９の外側熱交換部材12側から内側熱交換
部材10側へ熱が移動するように流れることになり、氷の
内側熱交換部材10との接触部分が融解して、氷が内側熱
交換部材10から剥離する。なお、このとき内側熱交換部
材10の円錐面及び上面に通水溝部10ａが形成されている
ことにより、通水溝部10ａから内側熱交換部材10と氷と
の間に水が侵入するため、氷が内側熱交換部材から剥離
しやすくなっている。また、内側熱交換部材10のカラン
６側から氷の融解が始まり、この側から氷が剥離して浮
き上がろうとするばかりでなく、この側の氷の厚さが厚
いので、他の薄い部分よりも大きな浮力が加わることに
なり、氷が内側熱交換部材10から剥離しやすくなってい
る。そして、この剥離した氷が水Ｗ中で融解するにあた
って水Ｗから融解熱を奪うので、水Ｗは熱電冷却ユニッ
ト８だけでなく氷によっても冷却されることになり、効
率よく水Ｗを冷却することができる。このようにして内
側熱交換部材10から氷を剥離した後、制御回路26は第１
リレー22を開き、サーモモジュール９への通電を約２分
間遮断する。そして、約２分経過後、制御回路26は第１
リレー22を閉じるとともに、第２リレー23を切り替え、
切替接点23ａがＧＮＤ側に、切替接点23ｂが＋側に接続
される。このようにして、貯水槽２内の水Ｗの冷却及び
氷の剥離が繰り返される。また、図示していないが、前
記制御回路26にタイマーを設け、時間帯によって通電制
御してもよい。このようにすれば、例えば安価な夜間電
力を用いて水Ｗを強冷却し、氷を大量に製氷しておき、
昼間には最適温度を保つ程度に水Ｗを弱冷却し、電気料
金を節約することができる。

【００２１】次に、第二実施例について図４乃至図５を
用いて説明する。なお、同一部分に関しては同一符号を
付与し、その説明を省略する。21は電源部であり、外部
の１００Ｖ交流電源に接続される。前記電源部21には、
第１リレー22及び第２リレー23の切替接点23ａ、23ｂを
介して前記サーモモジュール９が接続されている。電源
部21と第２リレー23の間には、電流値検出手段たる抵抗
27が設けられている。そして、該制御回路26によって前
記第１リレー22及び第２リレー23が切替制御される。

【００２２】次に、第二実施例の動作について図６を用
いて説明する。貯水槽２内の水Ｗの冷却時は、第１リレ
ー22が閉じており、第２リレー23の切替接点23ａがＧＮ
Ｄ側に、切替接点23ｂが＋側に接続される。この状態で
は、電流は順方向、すなわちサーモモジュール９の内側
熱交換部材10側から外側熱交換部材12側へ熱が移動する
ように流れることになり、貯水槽２内の水Ｗは冷却され
る。そして、水Ｗが冷却され続けると、内側熱交換部材
10の円錐面及び上面に着氷する。なお、このときサーモ
モジュール９は内側熱交換部材10のカラン６寄りに偏位
して取り付けられているため、氷は内側熱交換部材10の
カラン６寄りで厚く、反対側で薄く形成される。そし
て、内側熱交換部材10に着氷すると、制御回路26の電源
部21と第２リレー23の間に流れる電流値は相対的に増大
する。これは、過冷却状態の水Ｗが凍結するときに０℃
まで上昇し、これに伴い内側熱交換部材10の温度も急激
に上昇するので、サーモモジュール９の両面の温度差が
急激に小さくなり、逆起電力として働くゼーベック効果
による熱起電力が小さくなって、サーモモジュール９に
流れる電流が増大するためである。具体的には、約３０
秒間で電流値が０．０１Ａ以上増大すると、制御回路26
は第１リレー22を開き、サーモモジュール９への通電を
約２分間遮断する。そして、約２分経過後、制御回路26
は第１リレー22を閉じるとともに、第２リレー23を切り
替え、切替接点23ａが＋側に、切替接点23ｂがＧＮＤ側
に接続される。この状態では、電流は逆方向、すなわち
サーモモジュール９の外側熱交換部材12側から内側熱交
換部材10側へ熱が移動するように流れることになり、氷
の内側熱交換部材10との接触部分が融解して、氷が内側
熱交換部材10から剥離する。なお、このとき内側熱交換
部材10の円錐面及び上面に通水溝部10ａが形成されてい
ることにより、通水溝部10ａから内側熱交換部材10と氷
との間に水が侵入するため、氷が内側熱交換部材から剥
離しやすくなっている。また、内側熱交換部材10のカラ
ン６側から氷の融解が始まり、この側から氷が剥離して
浮き上がろうとするばかりでなく、この側の氷の厚さが
厚いので、他の薄い部分よりも大きな浮力が加わること
になり、氷が内側熱交換部材10から剥離しやすくなって
いる。そして、この剥離した氷が水Ｗ中で融解するにあ
たって水Ｗから融解熱を奪うので、水Ｗは熱電冷却ユニ
ット８だけでなく氷によっても冷却されることになり、
効率よく水Ｗを冷却することができる。このようにして
内側熱交換部材10から氷を剥離した後、制御回路26は第
１リレー22を開き、サーモモジュール９への通電を約２
分間遮断する。そして、約２分経過後、制御回路26は第
１リレー22を閉じるとともに、第２リレー23を切り替
え、切替接点23ａがＧＮＤ側に、切替接点23ｂが＋側に
接続される。このようにして、貯水槽２内の水Ｗの冷却
及び氷の剥離が繰り返される。また、図示していない
が、前記制御回路26にタイマーを設け、時間帯によって
通電制御してもよい。このようにすれば、例えば安価な
夜間電力を用いて水Ｗを強冷却し、氷を大量に製氷して
おき、昼間には最適温度を保つ程度に水Ｗを弱冷却し、
電気料金を節約することができる。

【００２３】なお本発明は、前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。例えば、制御回路を設けずに、熱電冷却ユ
ニットへの通電停止及び反転を手動スイッチで行った
り、タイマー回路を設けて通電の停止、反転、停止及び
復帰を所定時間毎に切り替えてもよい。また、前記通水
口19の口径が十分あるなら、通気パイプ20の機能は通水
口19が兼ねることができるので不要にできる。また、内
側熱交換部材10の形状も、本実施例の形状に限定される
ものではない。

【００２４】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の電子式冷水器
は、断熱性を有する貯水槽と、該貯水槽内の水を冷却す
る熱電冷却ユニットとを有する電子式冷水器において、
前記熱電冷却ユニットへの通電を停止及び／又は反転さ
せて着氷した氷を融解剥離した後、通電を開始及び／又
は復帰するようにしたので、内側熱交換部材に着氷した
としても、簡単に氷を剥離させることができる。

【００２５】また、本発明の請求項２記載の電子式冷水
器は、請求項１において、前記熱電冷却ユニットの内側
熱交換部材近傍に水の凍結を検知するセンサを設けると
ともに、該センサが凍結を検知すると、前記熱電冷却ユ
ニットへの通電を停止又は反転させて氷を内側熱交換部
材から剥離させるように制御する制御回路を設けたもの
であるので、内側熱交換部材に着氷したとしても自動的
に氷を剥離させることができ、剥離した氷によって貯水
槽内の水を冷却できるので、より効率よく貯水槽内の水
を冷却できる。

【００２６】また、本発明の請求項３記載の電子式冷水
器は、請求項１において、前記記制御回路に電流値検出
手段を設けるとともに、該検出手段が所定時間内に電流
値が相対的に所定値以上増大したことを検知すると、一
定時間経過後、前記熱電冷却ユニットへの通電を停止
し、極性反転させた後、所定時間に再び停止して極性反
転させて復帰させるようにしたので、内側熱交換部材に
着氷したとしても自動的に氷を剥離させることができ、
剥離した氷によって貯水槽内の水を冷却できるので、よ
り効率よく貯水槽内の水を冷却できる。また、温度セン
サや着氷センサといった部品が不要になり、構造を単純
化できる。

【００２７】また、本発明の請求項４記載の電子式冷水
器は、請求項１乃至３において、前記内側熱交換部材の
表面に氷剥離用の通水溝部を形成したものであるので、
熱電冷却ユニットへの通電を停止または反転して氷の内
側熱交換部材との接触部分を融解させると、通水溝部か
ら内側熱交換部材と氷との間に水が侵入するため、氷が
内側熱交換部材から剥離しやすくできる。

【００２８】また、本発明の請求項５記載の電子式冷水
器は、請求項１乃至３において、サーモモジュールと、
該サーモモジュールの吸熱側に取り付けられる前記内側
熱交換部材と、前記サーモモジュールの放熱側に取り付
けられる外側熱交換部材によって前記熱電冷却ユニット
を構成するとともに、前記サーモモジュールを前記内側
熱交換部材の中央から偏位させて取り付けたものである
ので、熱電冷却ユニットへの通電を停止または反転させ
ると、内側熱交換部材のサーモモジュールを偏位した側
から氷の融解が始まり、この側から氷が剥離して浮き上
がろうとするばかりでなく、この側の氷の厚さが厚いの
で、他の薄い部分よりも大きな浮力が加わることにな
り、氷が内側熱交換部材から剥離しやすくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の第一実施例の回路のブロック図であ
る。

【図３】本発明の第一実施例の動作説明図である。

【図４】本発明の第二実施例を示す断面図である。

【図５】本発明の第二実施例の回路のブロック図であ
る。

【図６】本発明の第二実施例の動作説明図である。

【符号の説明】

１本体２貯水槽８熱電冷却ユニット９サーモモジュール 10 内側熱交換部材 10ａ通水溝部 12 外側熱交換部材 24 温度センサ（センサ） 25 着氷センサ（センサ） 26 制御回路 27 抵抗（電流量検出手段）

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年２月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図５】

【図３】

【図４】

【図６】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】断熱性を有する貯水槽と、該貯水槽内の
水を冷却する熱電冷却ユニットとを有する電子式冷水器
において、前記熱電冷却ユニットへの通電を停止及び／
又は反転させて着氷した氷を融解剥離した後、通電を開
始及び／又は復帰するようにしたことを特徴とする電子
式冷水器。
【請求項２】前記熱電冷却ユニットの内側熱交換部材
近傍に水の凍結を検知するセンサを設けるとともに、該
センサが凍結を検知すると、前記熱電冷却ユニットへの
通電を停止又は反転させて氷を内側熱交換部材から剥離
させるように制御する制御回路を設けたことを特徴とす
る請求項１記載の電子式冷水器。
【請求項３】前記制御回路に電流値検出手段を設ける
とともに、該検出手段が所定時間内に電流値が相対的に
所定値以上増大したことを検知すると、一定時間経過
後、前記熱電冷却ユニットへの通電を停止し、極性反転
させた後、所定時間経過後に再び停止して極性反転させ
て復帰させることを特徴とする請求項１記載の電子式冷
水器。
【請求項４】前記内側熱交換部材の表面に氷剥離用の
通水溝部を形成したことを特徴とする請求項１乃至３記
載の電子式冷水器。
【請求項５】サーモモジュールと、該サーモモジュー
ルの吸熱側に取り付けられる前記内側熱交換部材と、前
記サーモモジュールの放熱側に取り付けられる外側熱交
換部材によって前記熱電冷却ユニットを構成するととも
に、前記サーモモジュールを前記内側熱交換部材の中央
から偏位させて取り付けたことを特徴とする請求項１乃
至３記載の電子式冷水器。