(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
注入された水を酸性水とアルカリ水とに電気分解して、各々を異なる流路から排水する電解槽と、注入された水の流れの有無を検出するセンサと、電力を供給されて低温部を形成する冷却素子と、電解槽への給電や冷却素子の駆動を制御する制御部と、前記冷却素子の冷熱によって予冷される蓄冷剤と、蓄冷剤の温度を検出する温度センサと、前記電解槽から排水される酸性水またはアルカリ水の一方を前記蓄冷剤に放熱するように設けた熱交換部と、前記冷却素子から放出される熱エネルギーを前記電解槽から排水される非冷却のアルカリ水または酸性水に放熱する手段と、前記冷却素子から放出される熱エネルギーを空気中に放熱させる放熱手段と、放熱手段に空気を吹き付けて冷却する冷却ファンとを有し、前記制御部はセンサで検出された水の流れが無いときに、温度センサで検出された蓄冷剤の温度が所定以上の場合に冷却素子に所定の低電力を供給するとともに冷却ファンを駆動する制御モードとした冷却機能付アルカリイオン整水器。
【請求項２】
前記制御部は、冷却素子に所定の低電力を供給するとともに冷却ファンを駆動しているときまたは温度センサで検出された蓄冷剤の温度が所定以下のときにセンサが水の流れが有ることを検出した場合は冷却素子に所定の高電力を供給する制御モードとした請求項１記載の冷却機能付アルカリイオン整水器。
【請求項３】
前記制御部は、アルカリ水または酸性水への放熱効率が所定以上のときに冷却ファンを停止させる制御モードとした請求項１または２に記載の冷却機能付アルカリイオン整水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水等の水を電解槽によって電気分解して得た酸性水またはアルカリ水を冷却し、冷水化された酸性水またはアルカリ水を得ることのできる冷却機能付アルカリイオン整水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置は、冷水化された酸性水またはアルカリ水を必要とするとき、必要量の酸性水またはアルカリ水を冷却するが、この場合、流れる酸性水またはアルカリ水を瞬間的に冷却するために大きな冷却装置を備えたものがあった。
【０００３】
また、大型の冷却装置を省くために、小型の冷却装置によって、一定量の酸性水またはアルカリ水をタンクに貯水し、これを予冷しておき、必要時にこの予冷した貯水を供給する装置があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の場合は、装置が大型化し、流水をその流れる過程で冷却するため瞬間的な電力消費量が多くなっていた。また、後者の場合は、長期間冷水を必要としない場合には、低温とはいえ長時間貯水時の雑菌の繁殖、腐敗が問題となっていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記従来の課題を解決するため、注入された水を電解槽で電気分解して酸性水とアルカリ水を生成し、取り出される酸性水とアルカリ水の一方を冷却する冷却機能付きアルカリイオン整水器であって、注入された水の流れの有無を検出するセンサと、電力を供給されて低温部を形成する冷却素子と、電解槽への給電や冷却素子の駆動を制御する制御部と、前記冷却素子の冷熱によって予冷される蓄冷剤と、蓄冷剤の温度を検出する温度センサと、前記電解槽から排水される酸性水またはアルカリ水の一方を前記蓄冷剤に放熱するように設けた熱交換部と、前記冷却素子から放出される熱エネルギーを前記電解槽から排水される非冷却のアルカリ水または酸性水に放熱する手段と、前記冷却素子から放出される熱エネルギーを空気中に放熱させる放熱手段と、放熱手段に空気を吹き付けて冷却する冷却ファンとを有し、前記制御部はセンサで検出された水の流れが無いときに、温度センサで検出された蓄冷剤の温度が所定以上の場合に冷却素子に所定の低電力を供給するとともに冷却ファンを駆動する制御モードとした構成とする。
【０００６】
本発明によれば、取り出される必要な量のアルカリ水または酸性水のみを、電力で冷却能力を制御される冷却素子および冷却素子で予冷される蓄冷材を用い、その取り出し流路中において冷却することと、冷却素子から発生する熱エネルギーを取り出される非冷却のアルカリ水または酸性水の一方および空気中に放熱するとともに、アルカリ水を取り出さない状態では、冷却素子の冷却能力を低くし、冷却素子からの放熱をファンによって行わせながら蓄冷剤を予冷することにより、衛生的で小型省電力の冷却機能付アルカリイオン整水器を実現することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、注入された水を酸性水とアルカリ水とに電気分解して、各々を異なる流路から排水する電解槽と、注入された水の流れの有無を検出するセンサと、電力を供給されて低温部を形成する冷却素子と、電解槽への給電や冷却素子の駆動を制御する制御部と、前記冷却素子の冷熱によって予冷される蓄冷剤と、蓄冷剤の温度を検出する温度センサと、前記電解槽から排水される酸性水またはアルカリ水の一方を前記蓄冷剤に放熱するように設けた熱交換部と、前記冷却素子から放出される熱エネルギーを前記電解槽から排水される非冷却のアルカリ水または酸性水に放熱する手段と、前記冷却素子から放出される熱エネルギーを空気中に放熱させる放熱手段と、放熱手段に空気を吹き付けて冷却する冷却ファンとを有し、前記制御部はセンサで検出された水の流れが無いときに、温度センサで検出された蓄冷剤の温度が所定以上の場合に冷却素子に所定の低電力を供給するとともに冷却ファンを駆動する制御モードとした冷却機能付アルカリイオン整水器であり、冷却素子から発生する熱エネルギーを取り出される非冷却の酸性水またはアルカリ水の一方および空気中に放熱させるとともに、アルカリ水を取り出さない状態では、冷却素子の冷却能力を低くし、冷却素子からの放熱をファンによって行わせながら蓄冷剤を予冷することにより、効果的な冷却ができ、また、冷却素子の冷却能力としては小さいものが使用でき、衛生的で小型省電力の冷却機能付アルカリイオン整水器を提供できるという作用を有する。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の冷却機能付アルカリイオン整水器において、前記制御部は、冷却素子に所定の低電力を供給するとともに冷却ファンを駆動しているときまたは温度センサで検出された蓄冷剤の温度が所定以下のときにセンサが水の流れが有ることを検出した場合は冷却素子に所定の高電力を供給する制御モードとした構成としたものであり、アルカリ水を取り出す状態では、予冷された蓄冷剤によってアルカリ水を冷却するとともに冷却素子への供給電力を増大させて冷却能力を向上できるという作用を有する。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の冷却機能付アルカリイオン整水器において、前記制御部は、アルカリ水または酸性水への放熱効率が所定以上のときに冷却ファンを停止させる制御モードとした構成としたものであり、アルカリ水または酸性水によって冷却される熱交換部での放熱効率が十分高いときに、冷却ファンを停止させることができるという作用を有する。
【００１０】
以下、本発明の冷却機能付アルカリイオン整水器の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷却機能付アルカリイオン整水器の構成を示すブロック図、図２は、同冷却機能付アルカリイオン整水器の制御手順を示すフローチャートである。
【００１２】
この冷却機能付アルカリイオン整水器は、図１に示すように上水道１３から注入された水道水をアルカリ水と酸性水とに電気分解する電解槽１と、電解槽１よりアルカリ水吐出管９を介して流れてくるアルカリ水を冷却するための予め冷却される蓄冷剤２と、ペルチェ素子のような半導体冷却素子よりなり、かつ、低温部３１と高温部３２と有し、低温部３１が前記蓄冷剤２を冷却し、吸収した熱エネルギー分を高温部３２から放熱する冷却素子３と、電解槽１に設けられた酸性水吐出管８から排出される酸性水に放熱する放熱部４２および空気に放熱するための放熱部４１を有し、かつ、前記冷却素子３の高温部３２に蓄えられる熱エネルギーを放熱するためのヒートシンク４と、前記ヒートシンク４の放熱部４１に空気を吹き付け冷却ファン５と、冷却ファン５を回転させるモータ６と、水道水の流れの有無を検出するセンサ７と、蓄冷剤２の温度を測定する温度センサ１４と、センサ７からの水道水の流れの有無および温度センサ１４からの蓄冷剤の温度情報に従って、電解槽１への給電、冷却素子３への駆動、および冷却ファン５を回転させるモータ６への給電を制御する制御部１０を備えて構成されている。図中の１２はアルカリ水吐出管９に接続され、かつ、蓄冷剤２中に設けられた熱交換管、１１は熱交換管１２に接続された吐出管である。なお、制御部１０は、図２の制御フローチャートに示す制御プログラムに従って各種制御信号を生成出力するＣＰＵを有する。
【００１３】
以上のように構成された冷却機能付アルカリイオン整水器の動作について、以下にその動作を説明する。なお、センサ７によって水道水の流れがないことを検知している状態と、水道水の流れがあることを検知している状態とに分けて説明する。
【００１４】
水道水の流れがないことをセンサ７が検知している状態では、制御部１０は冷却素子３に低電力を供給して、蓄冷剤２が所定の温度に冷却されるまで冷却動作を行わせる。このとき、冷却素子３の高温部３２に集まる熱エネルギーは、ヒートシンク４によって放熱部４１まで運ばれるが、この放熱部４１に空気をあてるように冷却ファン５を回転させるため、モータ６に電力が供給される。この冷却ファン５によって放熱効率の向上が図られる。
【００１５】
一方、水道水が流れていることをセンサ７が検知している状態では、制御部１０は電解槽１に電力を供給して流入してくる水道水を電気分解する。この電気分解によって生成される酸性水は酸性水排出管８から排出され、同様に生成されるアルカリ水はアルカリ水吐出管９から導出される。アルカリ水吐出管９は蓄冷剤２中に設けられた熱交換管１２を通る際に、蓄冷剤２に蓄えられた冷熱によって冷却されて吐出管１１から吐出される。冷却素子３には高電力が供給され、蓄冷剤２から高速に熱エネルギーが奪われるが、その分、熱交換管１２を通るアルカリ水を冷却するために温度は上昇していく。冷却素子３には高電力が供給されているので高温部３２の温度は急上昇するが、そこに貯まった熱エネルギーはヒートシンク４によって放熱部４２に運搬される。
【００１６】
放熱部４２には、電解槽１の酸性水排水管８から排水される酸性水を当てることで、捨て水となる酸性水に熱エネルギーを放出する。このとき、冷却ファン５は冷却効率を高めるために回転させてもよいが、酸性水によって冷却される放熱部４２での放熱効率が高ければ、停止させてもよい。
【００１７】
つぎに、図２のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳ０１においてセンサ７から水道水が流れているか否かを判断する。水道水が流れていない場合にはステップＳ０２において、温度センサ１４を用いて蓄冷剤２の温度を検出する。ステップＳ０３において蓄冷剤３の温度が所定の温度以上か否かを判断して、所定温度以上の場合は、ステップＳ０４において、冷却素子３に低電力を供給するとともにモータ６に電力を供給してファン５を回転させる。所定温度以下の場合は、ステップＳ０５においてセンサ７が水道水の流れを検知しているか否かを判断する。ステップＳ０４の処理を実行したら、冷却素子３とモータ６とに電力を供給した状態を保ったまま、ステップＳ０５に移行する。
【００１８】
ステップＳ０５ではセンサ７が水道水の流れを検知しているか否かを判断し、水道水が流れていない場合は、ステップＳ０２に戻る。このルーチンによって、水道水が流れていない状態で、蓄冷剤を所定の温度まで冷却し、その温度を保つことができる。一方、水道水の流れを検知した場合には、ステップＳ０６に移行する。
【００１９】
また、ステップＳ０１でセンサ７が水道水の流れ有りを検知した場合には、ステップＳ０６で冷却素子３に高電力を供給するともに、モータ６にも電力を供給する。ここで、モータ６への電力供給はしなくてもよい。
【００２０】
そして、ステップＳ０７においてセンサ７を見て水道水の流れを検知しているか否かを判断し、流れている場合は、ステップＳ０６に戻る。このルーチンで、冷却されたアルカリ水が吐水管１１から吐水される。一方、水道水の流れの検知がなくなった場合は、ステップＳ０２に移行して、蓄冷剤３への蓄冷動作を行う。
【００２１】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における冷却機能付アルカリイオン整水器の構成を示す斜視図である。なお、図１と同一の機能を有する構成部には、図１と同一の符号を付している。
【００２２】
図に示すように蓄冷剤２の中には、冷却素子３からの冷熱を蓄冷剤２に運搬するためのヒートパイプ３３が複数本設けられるとともに、蓄冷剤２中での熱伝導を促すための放熱フィン３４が挿入されている。ヒートパイプ３３にはアルカリ水の冷却効率を上げるためにアルカリ水吐出管９からのアルカリ水を複数の管に分割し、その管各々をヒートパイプ３３に巻きつけることで、熱交換管１２を形成している。
【００２３】
また、冷却素子３の高温部３２には、ヒートシンク４としてヒートパイプで構成される放熱部４２と放熱フィンで構成される放熱部４１が接触している。ヒートパイプで構成される放熱部４２は酸性水の流路に挿入されて、その端部は酸性水の流路に晒されており、酸性水が流れている状態で酸性水によって冷却される。
【００２４】
放熱フィンで構成される放熱部４１は、ファン５から空気が当たるように配置されている。蓄冷剤２は、水や熱容量の大きなの物質が用いられており、断熱材３５によって保冷されている。
【００２５】
なお、上記の実施の形態では、アルカリ水を冷却する構成について説明したが、酸性水を冷却する装置であっても、酸性水とアルカリ水との機能を反転させれば、本発明は適用できるものである。
【００２６】
また、冷水が必要でない場合には、冷却素子への電力供給を停止させたり、冷却工程つまり、蓄冷剤２を通過させることなく、電解槽１から直接水を吐水させてもよい。
【００２７】
以上の説明より明らかなように、本発明によればアルカリ水を取り出さない状態では、冷却素子の冷却能力を低くし、冷却素子からの放熱をファンによって行わせながら蓄冷剤を予冷しておき、アルカリ水を取り出す状態では、予冷された蓄冷剤によってアルカリ水を冷却するとともに冷却素子への供給電力を増大させて冷却能力を向上させ、そのときに冷却素子から発生する熱エネルギーを取り出される非冷却の酸性水に放熱させることができる。
また、アルカリ水または酸性水によって冷却される熱交換部での放熱効率が十分高いときに、冷却ファンを停止させることができる。
よって、従来のようにアルカリ水を貯水しておき、これを予冷しておく場合に懸念される雑菌の繁殖の問題はなく、また、冷却素子の冷却能力としては小さいものが使用できるので、衛生的で小型省電力の冷却機能付アルカリイオン整水器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における冷却機能付アルカリイオン整水器の構成を示すブロック図
【図２】同冷却機能付アルカリイオン整水器の制御手順を示すフローチャート
【図３】本発明の実施の形態２における冷却機能付アルカリイオン整水器の構成を示す斜視図
【符号の説明】
１  電解槽
２  蓄冷剤
３  冷却素子
４  ヒートシンク
５  冷却ファン
６  モータ
７  センサ
１０  制御部
１１  吐出管
１２  熱交換管
１３  上水道
１４  温度センサ
【図１】
0003687629.tif 000002
【図２】
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【図３】
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