JPH0217991A - 冷却装置付き浄水装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般に飲料、調理等に使用するための清浄水給
水を作るようにした型式の浄水装置に関する。より詳細
には、本発明は主として家庭用に設計され、生じた清浄
給水を冷却するコンパクトかつ効率的な冷却装置を有す
る浄水装置に関する。

〔従来技術および発明が解決しようとする課題〕一般に
、通常の水道水等から清浄給水を作るのに使用する浄水
装置は当業界で比較的よく知られている。かかる浄水装
置は一般に水道水の給水に連通される入口を有する逆浸
透ユニットを有しており、この逆浸透ユニットは清浄給
水と、濃縮不純物を含有する廃水給水とを含む２種の水
の流出流を生じる。この廃水は時にはブラインと呼ばれ
ることもある。この種類の浄水装置では、清浄の生成は
通常、比較的遅いので、清浄水の流出流は代表的には、
望むときに蛇口弁等を介して供給できるよう゛になった
適切な貯溜タンクに送られてこのタンクに貯えられる。

かかる浄水装置は通常、標準住宅の台所の流しの下のキ
ャビネット空間の中に据付けるようになっており、蛇口
弁は使用の用意の整った接近可能な位置で流しの上また
は流しに設けられる。この一般型の浄水装置の例は例え
ば米国特許筒４，５８５．５５４号および第４．５９５
．４９７号を参照することによってわかる。

上記一般型のいくつかの先行浄水装置において貯溜タン
ク内の清浄給水の温度を下げるための冷却装置が提案さ
れた。かかる冷却装置では、清浄水を冷温で給水して飲
料用または他の用途のための非常に満足する水源を供給
することができる。

しかしながら、かかる冷却装置は通常、浄水装置の全コ
スト、複雑性、大きさおよび作動騒音を望ましくなく増
大する機械的冷凍系統を有していた。

別の冷却装置の提案は比較的コンパクトな熱電熱伝達冷
却モジュールの使用を示唆しているが、これらの提案は
清浄給水からの熱エネルギの十分な伝達を達成するのに
比較的大きい表面積のヒートシンクおよび／または冷却
ファンの使用を必要としていた。ところが、流し下据え
付は用に設計された浄水装置に大きなヒートシンクおよ
び／または冷却ファンを使用すると、重要な装置の大き
さの問題を生じ、装置のコストが望ましくなく高くなる
。そのうえ、多くの場合、キャビネット据え付けの閉鎖
性により、空気の流れが著しく制限され、冷却ファンを
使用するとき、適切な熱伝達を妨げてしまう。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、改良浄水装置はこれによって生じた清
浄水の温度を下げるためのコンパクトでエネルギ効率の
よい比較的簡単な手段を備えている。この温度低下手段
は熱電熱伝達モジュールよりなり、このモジュールは貯
溜タンク内に貯えられた清浄給水から熱エネルギを引出
し、この熱エネルギを特に浄水装置で生じた廃水の流れ
のような系統水の流れに伝達するように構成されている
。

成る好適な装置の構成では、浄水装置は通常の水道水等
の給水に連通される入口を有する逆浸透モジュールを有
している。この逆浸透モジュールは公知の方法で作動し
て２種の水の流出流、すなわち、不純物を実質的に除去
した清浄給水と、濃縮不純物を含有する廃水すなわちブ
ラインの給水とを生じる。清浄給水は例えば蛇口弁を介
して給水する用意の整った貯溜タンク内に貯えられ、廃
水の給水は最後にはドレインに排出される。好適な装置
では、例えば米国特許第４，５８５，５５４号、第４．
５９５，４９７号および出願中の出願第６８５，５４６
号に述べられているように、廃水を水道水と併用して全
装置の作動圧力および流れを制御する。

熱電熱伝達モジュールは低温側が貯溜タンク内の清浄水
と熱交換関係で設けられている。このモジュールは適当
な電源、好ましくは１２ボルトの直流変成器を介して標
準の家庭用交流電源に持続されるようになっている。こ
のモジュールは清浄給水から熱エネルギを引出し、この
エネルギをモジュールの高温側に伝達するように働く。

モジュールのこの高温側は廃水のような比較的冷たい系
統水の流れと熱交換関係で設けられており、系統水の流
れはモジュールの高温側から熱エネルギを運び去るコン
パクトなヒートシンクを形成する。

別の構成では、系統水の流れは逆浸透ユニットへの水道
水の流れを構成し、それにより水道水の流れを部分的に
加熱し、ユニットの作動効率を高めることができる。望
むなら、清浄水の冷却温度を検出し、温度が所定の下限
、例えば、４５〜５０ｏＦまで下がると、モジュールを
不作動にするために、温度センサを設けることができる
。

〔実施例〕

好例の図面に示すように、通常の水道水１２等の給水か
ら清浄水を作るための改良浄水装置１０が設けられてい
る。生じた清浄水は蛇口弁１８の吐出口１６を通して給
水する用意の整った貯溜タンク１４内に貯えられる。本
発明によれば、この装置１０は貯溜タンク１４内の清浄
水の給水を冷却するコンパクトなエネルギ効率のよい冷
却装置２０を有している。

この例示的浄水装置１０は飲んだり調理したりする等の
ために実質的に清浄された水のすばやい給水を行うよう
に設計されている。この装置１０は住宅すなわち家庭で
使用するようになっており、代表的には台所の流し等の
下のキャビネット空間内に据え付けることができ、蛇口
弁１８は通常、流しの水切り台（第１図には図示せず）
を通って延びる状態で設けられる。浄水装置１０は望ま
しくない塩、微粒子および他の不純物を除去して清浄給
水を生じるために通常の水道水１２を処理する比較的簡
単な水処理設備を含んでいる。この−般型の浄水装置の
例については、米国特許第４．５８５，５５４号、第４
，５９５，４９７号および出願中の出願第６８５．５４
６号を参照せよ。

本発明によれば、浄水装置１０は生じた清浄給水の温度
を下げる比較的簡単で非常にコンパクトなエネルギ効率
のよい冷却装置２０を有している。

この冷却装置２０は供給清浄水を冷却して飲料用および
他の使用のための非常に好ましい水源をもたらすように
清浄給水を貯溜タンク１４に貯蔵中に冷却する０重要な
こととして、冷却装置２０の大きさおよび機能作用は在
来のように流し下に据付けるようになっている全体がコ
ンパクトでかつ音の静かな装置と完全に適合している。

第１図に概略的に示すように、浄水装置１０　ハ通常の
水道水の流れを貯溜タンク１４の頂部ニ設けられた調整
弁２４に送るための水道水給水導管２２を有している。

通常の作動では、調整弁２４は水道水の給水１２を供給
導管２６を通して、代表的には細長いシリンダ状または
カートリッジ状形状を有する逆浸透ユニット２８に差し
向ける。

この逆浸透ユニット２８は不純物を実質的に除去した清
浄給水を生じるように機能し、この清浄給水は木炭収容
フィルタカートリッジ等のような適当なフィルタユニッ
トに連結された第１吐出導管３０を通ってユニット２８
から流出する。フィルタユニットからは、清浄給水は貯
溜導管３４を通り、適当な継手３５を経て貯溜タンク１
４に流入するか、あるいは供給導管３６を通って蛇口弁
１８へ流れる。

逆浸透ユニット２８は更に、濃縮不純物を含有する廃水
すなわちプラインの形態の二次流出水を生じる。この廃
水は逆浸透ユニットから第２吐出導管３８を通して蛇口
弁１８の下端へ送られる。

蛇口弁１８からは、廃水は装置の作動モードに応じて、
補助導管４０．を通り、継手４１を経て貯溜タンク１４
内の分離した廃水室（第１図には図示せず）に差し向け
られるか、あるいはドレイン管４２を通してドレインへ
差し向けられる。

より詳細には、例示的浄水装置１０は本出願人の米国特
許筒４，５８５．５５４号、第４，５９５，４９７号お
よび出願中の出願筒６８５，５４６号に示されかつ述べ
られている装置とほぼ同じように機能する。とはいえ、
簡単に説明すると、蛇口弁１８を閉じると、逆浸透ユニ
ット２８によって生じた？ｎ浄水は貯溜導管３４および
タンク継手３５を通してタンク内に可撓性ダイヤフラム
すなわちバリヤー４５の下に配置された下方のタンク室
４４の中へ供給される。この室４４への清浄水の流入は
、バリヤー４５が上相の廃水をタンクから追い出して継
手４１、更に補助導管４０およびドレイン管４２を通し
てドレインまで流すまで続く。この清浄水の室充填工程
中、逆浸透ユニット２８によって生じた追加の廃水もド
レインに排出される。清浄水室４４が充填状態に達する
と、バリヤー４５はついには調整弁２４の一体部分を構
成する加圧板４６に係合して装置に入ってくる水道水の
流れを絞ったり止めたりする。

清浄水を給水したい場合、蛇口弁１８のハンドル４８を
適切に操作してタンク室４４から濾過ユニット３２およ
び供給導管３６を通して蛇口弁１８まで清浄水を流し、
更に吐出口１６から吐出させる。同時に、蛇口弁１８は
可成りの廃水の流れを第２吐出導管３８から補助導管４
０を通してバリヤー４５の上の貯溜タンクの中へ差し向
け、それによりこの廃水の流れは清浄水を吐出口１６へ
追い出すための追出し用媒体をなす。蛇口ハンドル４８
を常閉位置に戻すと、装置１０は先に述べたようにタン
ク室４４が清浄水で再び一杯になる再充填モードに戻る
。

本発明によれば、第２図および第３図に概略的に示すよ
うに、冷却装置２０は、内面が清浄水室４４内の清浄給
水と直接接触している銅等の伝熱板５０と親密な熱伝達
関係で貯溜タンク１４の底部に設けられている。冷却装
置２０は一般に熱電熱伝達モジュール５２、例えば、電
気的に直列にかつ熱的に並列に接続される異なる特性の
半導体材料（ｐ型材料およびＮ−型材料）を用いてモデ
ルＮａ９２０−３１の各々ボルグーワーナー社で製造さ
れているモジュールを備えている。このモジュール５２
は室４４内の清浄給水から伝熱板５０を経て熱エネルギ
を引き出し、この熱エネルギを消散用の適切なヒートシ
ンクに伝達するように作動する。本発明によれば、この
ヒートシンクは熱電モジュールから熱を運び去る系統水
の流れを有している。モジュールを伝熱性材料で形成さ
れた伝達表面積の広い拡大支持フレーム５４に設けるこ
とによって熱消散を高めることができる。

第４図および第５図により詳細に示すように、熱電モジ
ュール５２は上方および下方の熱伝達基板５８．６０間
に夫々挟まれた複数の半導体装置５６を備えている。こ
れらの半導体装置５６には、電気導体６２が適切に接続
されており、これらの導体６２は適切な電源に接続可能
にモジュール５２から延びている。第５図に示すような
本発明の好適な形態では、導体６２は在来の１２ボルト
直流変成器６４に接続されており、この変成器６４は在
来の家庭用交流電源（図示せず）に差込み接続するよう
になっている。作動中、上方基板５８は熱エネルギを引
出すためのモジュールの低温側よりなり、この熱エネル
ギを下方基板６０に伝達し、それによりモジュールの高
温側を構成する。

熱電熱伝達モジュール５２は伝熱板５０と伝熱性支持フ
レーム５４との間に挟まれて設けられており、伝熱性支
持フレーム５４は第４図に最も良く示すように貫流熱交
換体６６と親密な熱伝達関係に保たれている。より詳細
には、取付けねじ６８を熱交換体６６に通し、更に伝熱
板５０の下面の中へ入れて留め、熱交換体６６と伝熱板
５゜との間にモジュール５２および支持フレーム５４を
きつく締めつけることができる。追加の取付けねじ７０
を設けて伝熱板５０を貯溜タンク１４の底部の中央開口
部７２内に固着し、０リングシールア４等を設けてタン
クからの水の漏れを防ぐ。

熱交換体６６は貫流通路７５を形成する伝熱性材料の適
切なハウジングよりなり、この通路７５は比較的冷たい
系統水の流れと一直線につながっており、例えば、第４
図に見られるように廃水吐出導管３８と一直線に連結さ
れている。適切な入口および出口継手を設けて導管３８
と漏れのないように連結する。従って、熱交換体６６の
通路７５を通る廃水の流れは清浄給水からの熱エネルギ
が伝達される流体ヒートシンクを形成する。この結果、
全くコンパクトな装置の構成で清浄給水が効果的かつ効
率的に冷却される。もちろん、装置の作動中、、清浄水
室４４が再び充填されると、廃水は導管３８からドレイ
ンへ排出される。同様に、タンクの頂部の調整弁２４を
調整して、室４４が清浄水でいっばいになると、ヒート
シンクのために十分な水を導管３８を通してドレインへ
流すことができる。

冷却装置を好適な浄水装置の設計と関連して第１図ない
し第５図に示したが、この冷却装置を様々な異なる形式
の浄水装置に組入れることができることはわかるであろ
う。例えば、他の形式の弁装置および／または流水すな
わち給水装置を設けることができる。また、他の比較的
冷たい系統流を使用して熱交換体６６を通る流体ヒート
シンクを形成することができる。

より詳細には、第６図に示すような成る別の装置の構成
では、熱交換体６６を逆浸透ユニットより上流で水道給
水と直列に連結することができる。

この構成では、比較的冷たい水道水１２が効果的な流体
ヒートシンクを形成し、熱を熱電モジュール５２から運
び去って清浄水を冷却し、水道水を有利に加温し、逆浸
透ユニットの作動効率を改良させることができる。この
点で、逆浸透ユニットに供給された水道水の比較的わず
かな温度上昇により、ユニットの作動効率が大幅に向上
し、これに相応して清浄水生成能力が大幅に高まるとい
うことがわかった。

また、第６図で見られるように、貯溜タンク室４４内の
清浄給水の温度を測定するための温度センサを８０を設
けることができる。この温度センサ８０は貯溜タンク１
４の上に直接設け、リード８２を介して適切な制御装置
８４に接続することができ、この制御装置は、清浄給水
が例えば約４０〜５０°Ｆはどの温度の下限に達すると
、熱電モジュールを消勢する。このように、清浄水の要
求が比較的低い場合、熱電モジュール５２は清浄給水を
過度に冷却しないようされ、それにより望ましくない系
統の凍結を防ぐ。もちろん、温度センサ８０の使用は、
熱交換体６６を通る特定の系統水の流れに関係なく広い
範囲の異なる浄水装置に組入れることができる。

ここに述べた本発明の様々ななお一層の変更例および改
良は当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の新規な特徴を具体化する冷却装置付き
浄水装置を示す斜視図；第２図は概ね第１図の線２−２
に沿った水平断面図；第３図は概ね第２図の線３−３に
沿った拡大垂直断面図；第４図は貯溜タンクの底部の冷
却装置の据付けを示す拡大部分垂直断面図；第５図は冷
却装置の諸構成要素を示す多少概略的な部分斜視図；第
６図は本発明による冷却装置付き浄水装置の別な構成を
示す概略図である。 １０・・・・・・浄水装置　　　　１２・・・・・・水
道水１４・・・・・・貯溜タンク　　　１６・・・・・
・吐出口１８・・・・・・蛇口弁　　　　　２０・・・
・・・冷却装置２２・・・・・・水道水給水導管　２４
・・・・・・調整弁２８　・・・・・・逆浸透ユニ　ッ
　ト　　　３２　・・・・・・フィルタスニット４２・
・・・・・ドレイン管　　　４４・・・・・・清浄水室
４５・・・・・・バリヤー　　　　４６・・・・・・加
圧板５０・・・・・・伝熱板 ５２・・・・・・熱電熱伝達モジュール６６・・・・・
・熱交換体　　　　８０・・・・・・温度センサ８４・
・・・・・制御装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水道水等の給水から清浄水をつくるための浄水装置
   において、 水道水の給水を受け入れるための入口を有し、この給水
   から清浄水および廃水をつくるための浄水手段と、 清浄水を受け入れて貯えるための清浄水室を有する貯溜
   タンクと、 上記タンク内の上記清浄水室から清浄水を給水する手段
   と、 高温側および低温側を有し、また熱エネルギを上記低温
   側から上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、 上記低温側が上記清浄水室内の清浄水室と熱伝達関係に
   ある状態で上記モジュールを取付ける手段と、 上記モジュールの上記高温側と熱伝達関係にあり、流体
   流路を有する熱交換体と、 上記モジュールの高温側から熱エネルギーを運び去る流
   体ヒートシンクを形成するために上記熱交換体流路を貫
   流通過するように系統水の流れを連続させる手段とを備
   えており、上記系統水の流れは水道水の給水および廃水
   の給水を含む群から選択されることを特徴とする浄水装
   置。 ２、上記系統水の流れは水道水の給水よりなり、この水
   道水給水は上記浄水手段に受け入れられる前に加熱され
   ることを特徴とする請求項１記載の装置。 ３、上記系統水の流れは廃水の給水よりなることを特徴
   とする請求項１記載の装置。 ４、上記熱交換体からの廃水の給水をドレインに送るた
   めの手段を更に備えていることを特徴とする請求項３記
   載の装置。 ５、上記取付け手段は内面が清浄水室内の清浄水と熱伝
   達関係の状態で上記貯溜タンクに設けられた伝熱板と、
   上記モジュールを全体的に上記伝熱板と上記熱交換体と
   の間に挟んで取付けるための手段とを備えており、上記
   モジュールは上記低温側が上記伝熱板と熱伝達関係にあ
   ることを特徴とする請求項１記載の装置。 ６、上記熱交換体は伝熱性材料で形成されたハウジング
   よりなることを特徴とする請求項５記載の装置。 ７、上記伝熱板は銅で形成されていることを特徴とする
   請求項５記載の装置。 ８、伝熱性材料で形成され、一部が上記モジュール高温
   側と熱伝達関係にあるタンク支持フレームを更に備えて
   いることを特徴とする請求項１記載の装置。 ９、上記清浄水室内の清浄水の温度を検知するための温
   度センサ手段と、清浄水の温度が所定の下限に達するの
   に応答し、上記モジュールを消勢するための制御手段と
   を更に備えていることを特徴とする請求項１記載の装置
   。 １０、上記モジュールを電源に接続するための交流−直
   流変成器を更に備えていることを特徴とする請求項１記
   載の装置。