JPH09170863A

JPH09170863A - 冷水器

Info

Publication number: JPH09170863A
Application number: JP27358396A
Authority: JP
Inventors: Hideo Watanabe; 日出男渡辺; Motohiro Sakai; 基弘酒井
Original assignee: SAAMOBONITSUKU KK; Thermovonics Co Ltd
Current assignee: SAAMOBONITSUKU KK; Thermovonics Co Ltd
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 1997-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】冷水が得られるまでの時間を短縮するととも
に、耐用寿命の長い冷水器を提供する。【解決手段】水１を収容する容器２と、その容器２中
の水１を沸騰させるためのヒータ３と、沸騰水を汲み上
げるポンプ１０と、そのポンプ１０から汲み上げられた
沸騰水を一次冷却する一次冷却手段（空冷伝熱管１５、
ファン１９）と、一次冷却された水を熱電変換素子２１
を用いて二次冷却する二次冷却手段（ファン１９、放熱
側熱導体２０、熱電変換素子２１、吸熱側熱導体２２、
冷水パイプ２５）と、二次冷却された冷水を取り出す取
出手段２８とを備えたことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば家庭、オフ
ィス、事業所、店舗などで用いられる冷水器に係り、特
に一旦沸騰した水を冷却して冷水にする冷水器、ならび
に水を蒸発させ、その蒸気を凝縮させた後に冷却して冷
水にする冷水器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、カルキやトリハロメタンなどを除
去した美味しくて冷たい水を得るために、一旦沸騰させ
た水を冷却して冷水にする沸騰タイプの冷水器、あるい
は水を蒸発させ、その蒸気を凝縮させた後に冷却して冷
水にする蒸留タイプの冷水器の研究、開発が盛んに行わ
れ、種々の提案がなされている。

【０００３】図９は従来の沸騰タイプ冷水器の概略構成
図である。ポット１００内に収容された水１０１はポッ
ト１００の下部から循環ポンプ１０２で抜き出され、冷
水−温水切替バルブ１０３に送られて、冷水パイプ１０
４または温水パイプ１０５に切り替えて循環されるよう
になっている。

【０００４】冷水パイプ１０４の外周の一部は金属など
の熱導体からなる冷却ブロック１０６で覆われ、冷却ブ
ロック１０６には熱電変換素子１０７の吸熱側が密着さ
れ、熱電変換素子１０７の放熱側には放熱フィン１０８
が密着されて、その近傍にファン１０９が設置されてい
る。

【０００５】一方、温水パイプ１０４の外周の一部は、
ヒータ１１０を内蔵した加熱部１１１によって覆われて
いる。

【０００６】ポット１００の下部には取出ポンプ１１２
を介してガラス管からなる取出バイプ１１３が設けら
れ、この取出バイプ１１３はポット１００内の水１０１
の量を表示する水位計を兼ねている。

【０００７】この沸騰タイプの冷水器で冷水を作る場
合、最初、冷水−温水切替バルブ１０３を温水側に切り
替え（点線の矢印で表示）、循環ポンプ１０２を駆動し
て水１０１を温水パイプ１０５に送りながら加熱部１１
１で加熱する。この循環を繰り返すことによってポット
１００内の水１０１の全体の温度が除々に上がり、遂に
は沸騰点に達し、煮沸を一定時間（例えば５〜８分間）
続ける。この煮沸により水１０１中に含まれているカル
キやトリハロメタンなどが図示しない除去手段によって
ポット１００内から除去される。

【０００８】煮沸が一定時間行われた後、加熱部１１１
への通電を切り、熱電変換素子１０７に通電するととも
に、ファン１０９を駆動し、冷水−温水切替バルブ１０
３を冷水側に切り替える（実線の矢印で表示）。そして
沸騰水を冷水パイプ１０４に通して循環することによ
り、熱電変換素子１０７のペルチェ効果で沸騰水の温度
が徐々に下がり、やがて水１０１が適温の冷水になる。
冷水は取出パイプ１１３から必要量取り出すことができ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところがこの沸騰タイ
プの冷水器では、ポット１００内の水１０１を循環させ
ながら一定時間沸騰させ、次に水１０１を循環させなが
ら所定の温度まで下げるシステムになっており、水１０
１の全体を冷水にしてからしか取り出せないため、冷水
が得られるまでに時間がかかり、すぐに冷水が欲しい場
合には不向きである。

【００１０】また、冷水−温水切替バルブ１０３を冷水
側に切り替えて沸騰水を冷水パイプ１０４に通して循環
する際、熱電変換素子１０７に急激に大きな熱負荷がか
かり、そのため熱電変換素子１０７内での例えば吸熱側
電極と半導体層とを接合している半田層ならびに吸熱側
基板と吸熱側電極とを接合している半田層に熱ストレス
がかかりダメージを受け、その結果、各部の接合状態が
悪くなり、熱電変換素子１０７の耐用寿命が短いなどの
欠点を有している。

【００１１】本発明の目的は、このような従来技術の欠
点を解消し、冷水が得られるまでの時間を短縮するとと
もに、耐用寿命の長い冷水器を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、第１の本発明は、水を収容する例えば断熱層で包囲
されたポットなどの容器と、その容器中の水を沸騰させ
るためのヒータと、沸騰水を汲み上げるポンプと、その
ポンプから汲み上げられた沸騰水を一次冷却する例えば
空冷手段、水冷手段あるいは気化潜熱を利用した冷却手
段などの一次冷却手段と、一次冷却された水を熱電変換
素子を用いて二次冷却する二次冷却手段と、二次冷却さ
れた冷水を取り出す取出手段とを備えたことを特徴とす
るものである。

【００１３】前記目的を達成するため、第２の本発明
は、水を収容する例えば断熱層で包囲されたポットなど
の容器と、その容器中の水を沸騰させるためのヒータ
と、沸騰によって発生した水蒸気を凝縮せしめる例えば
空冷の凝縮パイプからなる凝縮部と、その凝縮部から得
られた凝縮水を熱電変換素子を用いて冷却する冷却手段
と、その冷却手段によつて得られた冷水を取り出す取出
手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】前記第１の本発明によれば、容器
中の水を循環させないでヒータによって一気に沸騰させ
るため、沸騰水が効率よく得られる。また、沸騰水の一
部を取り出して冷却手段で冷却してそのまま冷水にする
から、温度を下げる沸騰水の量が少く、直ちに冷水が得
られる。

【００１５】また沸騰水は一次冷却手段によって温度が
下げられ、その後で熱電変換素子を用いた二次冷却手段
で適温に冷却されるから、熱電変換素子に対する熱的ダ
メージが軽減され、そのため熱電変換素子（冷水器）の
耐用寿命を大幅に延長することができる。

【００１６】また前記第２の本発明によれば、凝縮部で
一次的に冷却されて温度の下がった凝縮水が得られ、そ
れが熱電変換素子を用いた冷却手段で適温に冷却される
から、熱電変換素子に対する熱的ダメージが軽減され、
そのため熱電変換素子（冷水器）の耐用寿命を大幅に延
長することができる。

【００１７】次に本発明の具体例について図とともに説
明する。図１は第１具体例に係る冷水器の概略断面図、
図２はその冷水器の１次冷却手段に使用される空冷伝熱
管の加工前の一部斜視図、図３は冷水を得るときの各部
のタイミングチャートである。

【００１８】この沸騰タンクの冷水器は図１に示すよう
に、飲料水１（以下、単に水と略記する）を収容するポ
ット２の底部には発熱容量が複数段に切り替えられる電
気ヒータ３が設置され、ポット２の外周は断熱層４で覆
われている。ポット２の上方開口部は断熱層５を有する
蓋６で気液密に閉塞され、ポット２の外周面にはガラス
などの透明材料からなる水位計７が付設されている。蓋
６には、水１の沸騰時にカルキやトリハロメタンなどの
有害物質を除去する開口部８が設けられている。

【００１９】ポット２内には汲み上げパイプ９が垂直方
向に配置され、汲み上げパイプ９の下端はポット２の底
部付近まで延びており、上端は満水時の水面より若干上
位置にあって汲み上げポンプ１０に接続されている。ポ
ンプ１０にはオーバーフローパイプ１１を一端に設けた
パイプ１２が接続され、パイプ１２はポット２（断熱層
４）の周壁を貫通して外側に延びて切替バルブ１３に接
続されている。前記オーバーフローパイプ１１の一端
は、ポット２内の空間部に向けて開放している。切替バ
ルブ１３には温水パイプ１４と空冷伝熱管１５が接続さ
れており、図示していないが温水パイプ１４は断熱層で
被覆されている。空冷伝熱管１５の一部には、水１が空
冷伝熱管１５を通過したことを検知する例えば温度セン
サや圧力センサなどからなる通水センサ１６が取り付け
られている。

【００２０】空冷伝熱管１５は図２に示すように、細長
い管体１７と、その管体１７の外周に取り付けられたフ
ィン１８から構成され、フィン１８の形状としては円
形、四角形あるいは螺旋形など適宜な形状が選択可能で
ある。この空冷伝熱管１５は図１に示すように複数段に
わたって蛇行状に折り曲げられたり、あるいは螺旋状に
折り曲げて、それを単層または複数層に接続される。

【００２１】空冷伝熱管１５の下方にはファン１９が配
置され、その下に放熱側熱導体２０、熱電変換素子２１
ならびに吸熱側熱導体２２が上下方向に密着された状態
で配置されている。

【００２２】前記放熱側熱導体２０は熱電変換素子２１
に密着する基体２３と、基体２３から多数立設された板
状またはピン状など適宜な形状をした放熱フィン２４と
から構成され、この放熱フィン２４が前記フアン１９に
近接して配置されている。

【００２３】前記熱電変換素子２１は図示していない
が、放熱側熱導体２０側に配置された放熱側基板と、吸
熱側熱導体２２側に配置された吸熱側基板と、その放熱
側基板と吸熱側基板との間に介在された多数のＰ型半導
体層とＮ型半導体層とから主に構成されている。前記放
熱側基板ならびに吸熱側基板としては、例えば表面にア
ルマイトなどの電気絶縁性被膜を形成したアルミニウ
ム、セラミック、窒化アルミニウムなどが用いられる。

【００２４】前記吸熱側熱導体２２は、例えばアルミニ
ウム、銅、銅合金などの金属のブロックで構成され、前
記空冷伝熱管１５から延びた冷水パイプ２５が蛇行状あ
るいは螺旋状の形で吸熱側熱導体２２中に埋設されてい
る。冷水パイプ２５を埋設する方法として、吸熱側熱導
体２２を２つ割れにして、その間に冷水パイプ２５を挟
み込むことによって冷水パイプ２５を吸熱側熱導体２２
中に埋設する方法、又は、アルミニウムなどからなる吸
熱側熱導体２２を鋳造する際に、その中に冷水パイプ２
５を鋳込むなどの方法がある。本具体例においては、前
記吸熱側熱導体２２の金属ブロックによって低温状態を
保持した保冷層が形成されるが、金属ブロックの他に水
あるいは不凍液などの液体によって保冷層を形成するこ
とも可能である。

【００２５】前記ファン１９は回転数が予冷却時と本冷
却時とで２段階に切り替えられ、熱電変換素子２１は電
流値が予冷却時と本冷却時とで２段階に切り替えられる
ように構成されている。このように本実施の形態では回
転数ならびに電流値が２段階に切り替えられているが、
これに限定されるものではなく、３段階以上の多段階
に、または無段階に調整できるようにしてもよい。

【００２６】空冷伝熱管１５と冷水パイプ２５を結ぶ管
路途中には、交換可能なようにカートリッジ式になった
フィルター２６が介在されている。フィルター２６は例
えば抗菌活性炭、中空繊維体、麦飯石などを単層あるい
は複数層に組み合わせたものからなり、またこのフィル
ター２６中に麦飯石やサンゴ石などようにミネラル成分
を抽出する物質を加えることもできる。

【００２７】前記冷水パイプ２５の先端部には自動切替
バルブ２７が接続され、その切替バルブ２７には冷水を
取り出す冷水取出用蛇口２８と、途中に還流ポンプ２９
を付設した還流パイプ３０が接続され、還流パイプ３０
はポット２内に延びている。前記吸熱側熱導体２２なら
びに還流パイプ３０は、断熱層３１によって被覆されて
いる。

【００２８】前記温水パイプ１４の先端には、温水取出
用蛇口３２が接続されている。またポット２内には、水
１の温度を検出する温度センサ３３が配置されている。

【００２９】なお、水１が溜まったり流れたりする所
で、例えばゴムや合成樹脂などで構成されている部分に
は、抗菌処理された材料を用いることができる。

【００３０】図示していないが、冷水器の側面など適当
な位置に操作パネルが設けられ、そのパネルには冷水ま
たは温水が欲しいときに押圧する薄膜状の冷水スイッ
チ、温水スイッチ、水１が沸騰状態（スタンバイ状態）
にあることを表示するランプや液晶表示部などからなる
表示手段、水１の補給を報知する液晶表示部、ランプあ
るいはブザーなどからなる報知手段などがコンパクトに
配置されている。

【００３１】この具体例の場合、前記空冷伝熱管１５と
ファン１９によって一次冷却手段が構成され、前記ファ
ン１９と放熱側熱導体２０と熱電変換素子２１と吸熱側
熱導体２２と冷水パイプ２５によって二次冷却手段が構
成され、ファン１９は両方の冷却手段に兼用されてい
る。

【００３２】次にこの沸騰タイプ冷水器の動作原理につ
いて、図１ならびに図３を用いて説明する。

【００３３】ヒータ３に通電することによりポツト２内
の水１が加熱され、やがて沸騰点に達し、そのことを温
度センサ３３で検出して、タイマーにより所定の時間経
過した後にヒータ３への通電を切る。このように温度セ
ンサ３３の検出でヒータ３のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うこ
とにより、ポツト２内の水１は沸騰状態もしくはそれに
近い状態に保持され、水１に含まれているカルキやトリ
ハロメタンなどは図示していないフィルターと開口部８
を通して排除され、水１が浄化される。

【００３４】水１が沸騰状態もしくはそれに近い状態に
保持されていることを温度センサ３３で確認して、すな
わちポット２への給水直後の状態を除いて、ファン１９
と熱電変換素子２１に断続的にあるいは連続的に通電さ
れ（本具体例の場合は断続的に通電）、ファン１９は低
速で回転し、熱電変換素子２１には低電流が流される。
これにより吸熱側熱導体２２と冷水パイプ２５が常に冷
却され、その冷却状態が断熱層３１で保持されている。
なお、吸熱側熱導体２２と冷水パイプ２５の冷却によっ
て放熱側熱導体２０に移行した熱は、ファン１９の回転
で放熱側熱導体２０から奪い去られて器外へ排出され
る。

【００３５】前記操作パネル上の冷水スイッチまたは温
水スイッチを押すと汲み上げポンプ１０が駆動され、温
水スイッチを押した場合には沸騰水が温水パイプ１４側
に流れるように、冷水スイッチを押した場合には汲み上
げられた沸騰水が空冷伝熱管１５側に流れるように、切
替バルブ１３が自動的に切り替えられる。

【００３６】そして温水スイッチを押した場合には、沸
騰水が温水パイプ１４を通して温水取出用蛇口３２から
所定量取り出せる。蛇口３２からの取出量が汲み上げ量
よりも少ない場合、余剰の沸騰水はポット２内において
オーバーフローパイプ１１から戻される。この余剰の沸
騰水のオーバーフローは、冷水を取り出す場合も同じで
ある。

【００３７】冷水スイッチを押した場合には、切替バル
ブ１３の切り替えで沸騰水が空冷伝熱管１５側に流れ、
それを通水センサ１６で検出し、その検出信号に基づい
てファン１９が高速回転するとともに、熱電変換素子２
１に規定の大電流が流され、吸熱側熱導体２２を介して
冷水パイプ２５がさらに冷却され、水の冷却に備えられ
る。

【００３８】空冷伝熱管１５は管体１７の長さとフィン
１８の付設により十分な放熱面積を有し、しかもファン
１９を高速回転することにより空冷伝熱管１５を通過す
る沸騰水の温度が急激に下がり、低温になった水がフィ
ルター２６に供給される。このフィルター２６中の抗菌
活性炭、中空繊維体、麦飯石などのろ過材で水中に含ま
れている微生物類、有機物質類、錆などの微粒子が除去
でき、さらに麦飯石やサンゴ石などでカルシウムやマグ
ネシウムなどのミネラル成分をバランスよく水中に溶出
させることができ、美味しい水となる。

【００３９】フィルター２６を通過した水は、すでに低
温状態に保持されている冷水パイプ２５中を通ることに
より設定まで冷却され、冷水取出用蛇口２８を開く動作
を検出して自動切替バルブ２７を排出側に切り替え、蛇
口２８から冷たい水が取り出せる。

【００４０】蛇口２８を閉めるとそれを検出して自動切
替バルブ２７を還流側に切り替えると同時に、汲み上げ
ポンプ１０の駆動を停止し、還流ポンプ２９を駆動して
オーバーフローパイプ１１、バイプ１２、空冷伝熱管１
５、冷水パイプ２５ならびに還流パイプ３０内に残って
いる水をポット２に戻して水抜きを行う。還流ポンプ２
９は一定時間駆動すると自動的に停止するようになつて
いる。このように冷水の取り出し毎に水抜きを行うた
め、水路内に雑菌類が繁殖することがなく衛生的であ
る。

【００４１】本具体例では常時、温水と冷水が供給でき
る装置になっているが、特に夏期で冷水のみを使いたい
場合は、始めに所定時間水を沸騰させた後はヒータに通
電せず、保温のための電力を供給しない。このようにす
れば、温水の温度が徐々に降下し、冷水を作るためのエ
ネルギーがより削減される。

【００４２】図４は、第２具体例の冷水器における一次
冷却手段の断面図である。同図に示すようにケーシング
３５には入口管３６と出口管３７とがほぼ対向する位置
に設けられている。ジグザグ状に折り曲げらけた複数の
コルゲートフィンブロック３８がケーシング３５内に所
定の隙間３９をおいて横に配列されている。各コルゲー
トフィンブロック３８内には図面に向かって垂直方向に
延びた多数の冷却用空気の流通路４０が形成されてお
り、この流通路４０にファンから送られてきた冷却用空
気が流されるようになっている。

【００４３】ポット２から汲み出された沸騰水をケーシ
ング３５の入口管３６から入れ、狭い通路となっている
各隙間３９に分散して流すことにより、コルゲートフィ
ンブロック３８によって効率的に冷やされ、温度の下が
った水が出口管３７からフィルター２６側に向けて流出
される。

【００４４】冷水器の他の構成などは前記第１具体例と
ほぼ同じであるので、それらの説明は省略する。

【００４５】図５は、第３具体例の冷水器における一次
冷却手段を説明するための断面図である。本具体例では
一次冷却手段として水の気化潜熱を利用している。

【００４６】同図に示すように比較的浅くて面積の広い
水槽４１には水４２が入れてあり、そこに伝熱管４３が
蛇行状あるいは螺旋状に折り曲げられて浸漬されてい
る。伝熱管４３の出口側は冷水パイプ２５に接続され、
冷水パイプ２５は保冷層となる吸熱側熱導体２２に埋設
され、吸熱側熱導体２２の上には熱電変換素子２１、放
熱側熱導体２０ならびにファン１９が配置されている。

【００４７】このファン１９の上方には通風路４４を介
してダクト４５が配置され、ダクト４５の先端部は前記
水槽４１側に延びている。従ってファン１９の回転によ
って生じた風は矢印で示すようにダクト４５に案内され
ながら通風路４４を通り、水槽４１の水面に沿って流れ
ることにより水４２の気化が促進される。

【００４８】ポット２から汲み上げられた沸騰水は伝熱
管４３の中を通ることにより、まず水４２によって冷や
され、さらに水面付近での気化潜熱によって低温に冷や
される。

【００４９】図中の４６は補水パイプで、通常の水ある
いは図１において還流ポンプ２９で水抜きされた冷水の
一部を補給水として使用し、水４２の補給は水槽４１の
水位を検出して自動的に行われる。

【００５０】この具体例では伝熱管４３を水４２中に浸
漬したが、水を保持したゲル状物質、布、不織布などか
らなる保水層で伝熱管４３の外表面を覆い、それにファ
ン１９からの風を当て、気化潜熱で伝熱管４３中を流れ
る沸騰水を冷却することもできる。

【００５１】図６は第４具体例を示す図で、この水冷器
は蒸留タイプのものである。ポット２内にある水１はヒ
ータ３によって加熱され、やがて沸騰状態となり、発生
した水蒸気５０は凝縮パイプ５１側に送られる。凝縮パ
イプ５１には無数のフィンが取り付けられているととも
に、下方からファン１９によって送風されているから、
前述の水蒸気５０は凝縮パイプ５１内で冷却、凝縮され
て水となる。そしてフィルター２６で有機物質などの除
去とミネラル成分の供給が行われ、保冷状態にある冷水
パイプ２５を通る間に冷水５２となり、冷水ボトル５３
に順次溜められる。冷水ボトル５３には冷水取出用蛇口
２８が付設されているから、その蛇口２８を開けば所望
量の冷水が得られる。冷水ボトル５３内の冷水５２の量
は冷水水位計５４よって表示される。

【００５２】同図に示すように、放熱側熱導体２２から
冷水ボトル５３にかけて断熱層３１が施されて、保冷状
態を維持している。

【００５３】冷水ボトル５３内の水位を検出するために
上限水位センサ５５と下限水位センサ５６とが設けら
れ、冷水５２の水位が上限水位センサ５５の所まで達す
ると前記ヒータ３への通電が自動的に切れ、また冷水５
２の水位が下限水位センサ５６の所まで下がるとヒータ
３への通電が自動的に再開されて、冷水５２の生成が行
われる。また、ポット２内の水位が設定位置まで下がる
とヒータ３への通電が自動的に切れるとともに、操作パ
ネル上の報知手段によって水１を補給する旨の報知動作
がなされる。

【００５４】図７は、第５具体例に係る蒸留タイプ冷水
器の冷水ボトル付近の断面図である。この具体例の場
合、金属ブロックから構成されている吸熱側熱導体２２
の一部が冷水ボトル５３と広い面積で接触しており（本
具体例の場合、冷水ボトル５３の上面ならびに周面が吸
熱側熱導体２２と面接触している）、冷水ボトル５３の
保冷に寄与している。他の構成などは前記第４具体例と
同じであるので、それらの説明は省略する。

【００５５】図８は、第６具体例に係る蒸留タイプ冷水
器の概略断面図である。ポット２の底部から１本あるい
は複数本のヒートパイプ５８が立設され、そのヒートパ
イプ５８の上方にヒータ３が設置されている。ポット２
に供給される水１のレベルは常にヒータ３より上にある
ように水位センサ５９で監視され、水１の蒸発により水
位がセンサ５９の所まで下がると水位センサ５９からの
検出信号に基づいて自動バルブ６０が開き、補給ボトル
６１内の水１が一定量ポット２に補給される仕組みにな
っている。

【００５６】ヒータ３により水１が加熱され、やがて沸
騰状態に達すると、発生した水蒸気５０は凝縮パイプ５
１に導かれる。凝縮パイプ５１は渦巻き状に巻かれた伝
熱管を複数段に接続したものからなり、無数のフィンが
付設されて空冷式になっている。この具体例ではファン
は使用されていないが、ファンを使用して水蒸気をより
迅速に冷却、凝縮することもできる。

【００５７】凝縮水を通過させるフィルター２６は、抗
菌活性炭、中空繊維体、麦飯石などを装填した上流層２
６ａと、麦飯石、サンゴ石などを装填した下流層２６ｂ
とから構成されている。

【００５８】フィルター２６を通過した水は予め保冷状
態にある冷水パイプ２５の中を通すことにより冷却さ
れ、冷水５２として冷水ボトル５３内に溜められる。吸
熱側熱導体２２の一部は冷水ボトル５３側に延びて冷水
ボトル５３の固定と保冷に役立っている。

【００５９】吸熱側熱導体２２に密着されている熱電変
換素子２１はカスケード構造になっており、本具体例で
は放熱側熱導体２０に密着する第１熱電変換素子２１ａ
と、吸熱側熱導体２２に密着する第２熱電変換素子２１
ｂとから構成されている。この第１熱電変換素子２１ａ
と第２熱電変換素子２１ｂは直列に接続されておらず、
電流値が個別にコントロール可能となつている。

【００６０】例えば１０℃程度の冷水５２を得るために
は、第１熱電変換素子２１ａならびに第２熱電変換素子
２１ｂでそれぞれ４０℃程度の温度差が得られるよう
に、各素子２１ａ，２１ｂへの電流値が設定される（な
お、本具体例では各素子２１ａ，２１ｂに使用される半
導体チップの大きさや設置個数は同じにしている）。

【００６１】そうすれば放熱側熱導体２０の温度は約９
０℃となり、前記ヒートパイプ５８の蒸発部（下部）は
放熱側熱導体２０に密着しているから、前述の高温（約
９０℃）でヒートパイプ５８内の作動媒体（例えばアル
コール類などの揮発性液体で構成）が蒸発し、その蒸気
はヒートパイプ５８の凝縮部（上部）まで上昇して、周
囲にある水１との熱交換により冷やされて凝縮する。凝
縮した液体はヒートパイプ５８の内壁に設けられたウイ
ック内を毛細管現象によって、あるいはヒートパイプ５
８の内壁に沿って下部の蒸発部に移動する。このような
作動媒体の蒸発と凝縮を繰り返すことにより、放熱側熱
導体２０の熱がヒートパイプ５８を介して迅速に水１に
伝達される。

【００６２】このように冷却手段によって奪った熱を利
用してポット２内の水１を加温することができるから、
水１の蒸発が促進され、省エネルギーに寄与することが
できる。このヒートパイプの利用は、前述した沸騰タイ
プの冷水器にも適用可能である。

【００６３】図１０は、第７具体例に係る水温調節器の
要部断面図である。この水温調節器で前記図７に示した
冷水器と相違する主な点は、吸熱側熱導体２２によって
生成した冷水が冷水パイプ２５を通ってボトル５３ａに
溜められ、その貯留水５２ａの温度を外部より好みの温
度に任意に設定できる温度調節用熱電変換素子７０が、
前記吸熱側熱導体２２とボトル５３ａの間に介在されて
いる点である。

【００６４】従ってこの温度調節用熱電変換素子７０に
より更に冷却したり、吸熱側熱導体２２によって生成し
た冷水の温度を保持したり、あるいは加熱したりして、
好みの温度に調節された水が蛇口２８ａから得られる。

【００６５】なお、貯留水５２ａの加熱には、ヒータを
用いることも可能である。

【００６６】図１１は、第８具体例に係る水温調節器の
要部断面図である。この水温調節器で前記図１１に示し
た水温調節器と相違する主な点は、ボトル５３ａが吸熱
側熱導体２２より離れて独立して断熱層３１に囲まれて
おり、そのボトル５３ａの外面に取りつけられた温度調
節用熱電変換素子７０に対してフィン７１やファン７２
が併設されている点である。

【００６７】前記第４ないし第８具体例では水蒸気を凝
縮するのに空冷手段を用いたが、水冷手段あるいは気化
潜熱による冷却手段を用いることもできる。

【００６８】

【発明の効果】前記請求項１記載の第１の本発明によれ
ば、容器中の水を循環させないでヒータによって一気に
沸騰させるため、沸騰水が効率よく得られる。また、沸
騰水の一部を取り出して冷却手段で冷却してそのまま冷
水にするから、温度を下げる沸騰水の量が少く、直ちに
冷水が得られる。

【００６９】また沸騰水は一次冷却手段によって温度が
下げられ、その後で熱電変換素子を用いた二次冷却手段
で適温に冷却されるから、熱電変換素子に対する熱的ダ
メージが軽減され、そのため熱電変換素子（冷水器）の
耐用寿命を大幅に延長することができる。

【００７０】請求項２記載によれば、一次冷却手段と二
次冷却手段の放熱を１つのファンで共用していることか
ら、構造が簡単で小型化が可能である。

【００７１】請求項３記載によれば、二次冷却手段の吸
熱側に予め低温状態に維持された予冷槽が設けられ、そ
の予冷槽中に一次冷却された水を通過させるように構成
されているから、多量の水が通過しても短時間で冷水に
することができる。

【００７２】請求項４記載によれば、予冷槽が二次冷却
手段に設けられた金属ブロックで構成されているから、
熱容量が大で、水の冷却効率が高い。

【００７３】請求項５記載の第２の本発明によれば、凝
縮部で一次的に冷却されて温度の下がった凝縮水が得ら
れ、それが熱電変換素子を用いた冷却手段で適温に冷却
されるから、熱電変換素子に対する熱的ダメージが軽減
され、そのため熱電変換素子（冷水器）の耐用寿命を大
幅に延長することができる。

【００７４】請求項６記載によれば、凝縮部と冷却手段
の放熱を１つのファンで共用していることから、構造が
簡単で小型化が可能である。

【００７５】請求項７記載によれば、冷却手段の吸熱側
に予め低温状態に維持された予冷槽が設けられ、その予
冷槽中に前記凝縮水を通過させるように構成されている
から、多量の水が通過しても短時間で冷水にすることが
できる。

【００７６】請求項８記載によれば、予冷槽が冷却手段
に設けられた金属ブロックで構成されているから、熱容
量が大で、水の冷却効率が高い。

【００７７】請求項９記載によれば、容器の底部からヒ
ートパイプが立設され、そのヒートパイプの上方にヒー
タが配置され、ヒートパイプの蒸発部が冷却手段の放熱
側に密着しているから、冷却手段で奪った熱を利用して
水を加温することができ、省エネに役立つ。

【００７８】請求項１０記載によれば、冷却手段の熱電
変換素子が複数層重ねて設けられ、各層の熱電変換素子
への電流値が個別に制御可能に構成されているから、各
熱電変換素子の効率を高く維持することができる。

【００７９】請求項１１記載によれば、冷却手段によっ
て生成した冷水を溜める冷水ボトルを設け、冷却手段の
吸熱側熱導体の一部がその冷水ボトルと接触させること
により、冷水ボトルの保冷状態が良好に維持できる。

【００８０】請求項１２記載によれば、冷却手段によっ
て生成した冷水を更に冷却したり、生成した冷水の温度
を保持したり、あるいは加熱したりして、好みの温度の
水を得ることができるという便利さがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１具体例に係る冷水器の概略断面図
である。

【図２】その冷水器に使用される空冷伝熱管の加工前の
一部斜視図である。

【図３】その冷水器で冷水をつくる際の各部のタイミン
グチャートである。

【図４】本発明の第２具体例に係る冷水器の一次冷却手
段の断面図である。

【図５】本発明の第３具体例に係る冷水器の一次冷却手
段付近の断面図である。

【図６】本発明の第４具体例に係る冷水器の概略断面図
である。

【図７】本発明の第５具体例に係る冷水器の冷水ボトル
付近の断面図である。

【図８】本発明の第６具体例に係る冷水器の概略断面図
である。

【図９】従来の冷水器の概略断面図である。

【図１０】本発明の第７具体例に係る水温調節器の要部
断面図である。

【図１１】本発明の第８具体例に係る水温調節器の要部
断面図である。

【符号の説明】

１水２ポット３ヒータ９汲み上げパイプ１０汲み上げポンプ１５空冷伝熱管１６通水センサ１９ファン２０放熱側熱導体２１熱電変換素子２２吸熱側熱導体２４放熱フィン２５冷水パイプ２６フィルター２８冷水取出用蛇口２９還流ポンプ３３温度センサ３５ケーシング３８コルゲートフィンブロック３９隙間４０水路４１水槽４２水４３伝熱管４４通風路４５ダクト５０水蒸気５１凝縮パイプ５２冷水５３冷水ボトル５８ヒートパイプ７０温度調節用熱電変換素子７１フィン７２ファン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水を収容する容器と、その容器中の水を沸騰させるためのヒータと、沸騰水を汲み上げるポンプと、そのポンプから汲み上げられた沸騰水を一次冷却する一
次冷却手段と、一次冷却された水を熱電変換素子を用いて二次冷却する
二次冷却手段と、二次冷却された冷水を取り出す取出手段とを備えたこと
を特徴とする冷水器。
【請求項２】請求項１記載において、前記一次冷却手
段と二次冷却手段の放熱を１つのファンで共用している
ことを特徴とする冷水器。
【請求項３】請求項１記載において、前記二次冷却手
段の吸熱側に予め低温状態に維持された予冷槽が設けら
れ、その予冷槽中に前記一次冷却された水を通過させる
ように構成されていることを特徴とする冷水器。
【請求項４】請求項３記載において、前記予冷槽が二
次冷却手段に設けられた金属ブロックであることを特徴
とする冷水器。
【請求項５】水を収容する容器と、その容器中の水を沸騰させるためのヒータと、沸騰によって発生した水蒸気を凝縮せしめる凝縮部と、その凝縮部から得られた凝縮水を熱電変換素子を用いて
冷却する冷却手段と、その冷却手段によつて得られた冷水を取り出す取出手段
とを備えたことを特徴とする冷水器。
【請求項６】請求項５記載において、前記凝縮部と冷
却手段の放熱を１つのファンで共用していることを特徴
とする冷水器。
【請求項７】請求項５記載において、前記冷却手段の
吸熱側に予め低温状態に維持された予冷槽が設けられ、
その予冷槽中に前記凝縮水を通過させるように構成され
ていることを特徴とする冷水器。
【請求項８】請求項７記載において、前記予冷槽が冷
却手段に設けられた金属ブロックであることを特徴とす
る冷水器。
【請求項９】請求項５記載において、前記容器の底部
からヒートパイプが立設され、そのヒートパイプの上方
にヒータが配置され、ヒートパイプの蒸発部が前記冷却
手段の放熱側に密着していることを特徴とする冷水器。
【請求項１０】請求項９記載において、前記冷却手段
の熱電変換素子が複数層重ねて設けられ、各層の熱電変
換素子への電流値が個別に制御可能に構成されているこ
とを特徴とする冷水器。
【請求項１１】請求項５記載において、前記冷却手段
によって生成した冷水を溜める冷水ボトルを設け、冷却
手段の吸熱側熱導体の一部がその冷水ボトルと接触して
いることを特徴とする冷水器。
【請求項１２】請求項１または５記載において、前記
冷却手段によって生成した冷水を溜めるボトルを設け、
そのボトル内の貯留水を任意の温度に設定できる手段を
備えたことを特徴とする水温調節装置。