(57)【要約】【課題】水から直接熱水および／または冷水を生成し、熱水，冷水の貯水タンクをなくして高効率で小型かつ安価な給水装置と食品自動販売機を提供する。【解決手段】電源により駆動される水温調整手段を有し、水を所定の温度として給水する給水装置において、水温調整手段として、金属製の通水パイプ７２と通水パイプ７２に巻回され高周波インバータ７３により励磁されて高周波磁束を発生するコイル７１とを含む熱水生成部７と、通水部分にペルチェ素子が適用された冷水生成部８とを備え、商用の交流電源を整流器９２にてその交流電圧の波高値以上の電圧の直流電圧に変換して電気二重層キャパシタ９１が接続されている直流回路に出力し、熱水供給時には電気二重層キャパシタ９１から高周波インバータ７３に給電して通水パイプ７２を加熱し、冷水供給時には電気二重層キャパシタ９１からＤＣ−ＤＣコンバータ８２を介して冷水生成部８のペルチェ素子に直流電圧を給電して電子冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源により駆動される水温調整手段を有し、水を上記水温調整手段により所定の温度として給水する給水装置において、
上記水温調整手段として、上記水が通される金属製の通水パイプと上記通水パイプに巻回され高周波インバータにより励磁されて高周波磁束を発生するコイルとを含む熱水生成部を備え、
商用の交流電源を整流器にて上記交流電源電圧の波高値以上の電圧の直流電圧に変換して直流回路に出力し、上記直流回路に接続されている電気二重層キャパシタから上記高周波インバータに給電し上記コイルより高周波磁束を発生させて上記通水パイプを加熱することにより熱水を生成して給水することを特徴とする給水装置。
【請求項２】
電源により駆動される水温調整手段を有し、水を上記水温調整手段により所定の温度として給水する給水装置において、
上記水温調整手段として、上記水が通される金属製の通水パイプと上記通水パイプを加熱する電気ヒータとを含む熱水生成部を備え、
商用の交流電源を整流器にて上記交流電源電圧の波高値以上の電圧の直流電圧に変換して直流回路に出力し、上記直流回路に接続されている電気二重層キャパシタから上記電気ヒータに給電して上記通水パイプを加熱することにより熱水を生成して給水することを特徴とする給水装置。
【請求項３】
上記通水パイプの一部もしくは全部が螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の給水装置。
【請求項４】
電源により駆動される水温調整手段を有し、水を上記水温調整手段により所定の温度として給水する給水装置において、
上記水温調整手段として、通水部分にペルチェ素子が適用された冷水生成部を備え、
商用の交流電源を整流器にて上記交流電源電圧の波高値以上の電圧の直流電圧に変換して直流回路に出力し、上記直流回路に接続されている電気二重層キャパシタからＤＣ−ＤＣコンバータを介して上記ペルチェ素子に直流電圧を給電し上記冷水生成部にて冷水を生成して給水することを特徴とする給水装置。
【請求項５】
上記水温調整手段として、請求項１ないし３のいずれか１項における熱水生成部と、請求項４における冷水生成部とを併せ備えていることを特徴とする給水装置。
【請求項６】
上記熱水生成部と上記冷水生成部とが、通水部分を共通として直列に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の給水装置。
【請求項７】
飲食上熱水または冷水を必要とする食品が収納されている食品自動販売機において、請求項５または請求項６に記載の給水装置を備えていることを特徴とする食品自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水装置およびその給水装置を備えた食品自動販売機に関し、さらに詳しく言えば、貯水タンクを必要としないで冷水および／または熱水を短時間で供給することができる給水技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
飲食する上で、熱水または冷水を必要とする食品が収納されている食品自動販売機の中には、機内に熱水タンクと冷水タンクとを備え、これらのタンクから必要量の熱水または冷水を供給するようにしたものがある（一例として、カップコーヒーの自動販売機）。
【０００３】
その場合、通常、熱水は電気ヒータによる加熱、冷水は冷蔵庫などで採用されている冷凍サイクルの蒸発器により得るようにしており、また、熱水タンクと冷水タンクには保温対策が施されている。
【０００４】
図１３のシステム構成図を参照してより具体的に説明すると、この種の食品自動販売機は、熱水生成部１と、冷水生成部２とを備えている。熱水生成部１には電気ヒータ１１により加熱される熱水タンク１２が含まれ、熱水タンク１２は断熱保温材１３により覆われている。
【０００５】
冷水生成部２には蒸発器２１にて冷却される冷水タンク２２が含まれ、冷水タンク２２は断熱保温材１３により覆われている。蒸発器２１は冷水冷媒配管２６を介して冷却機２５に接続されている。
【０００６】
加熱電力は商用電源に接続される電源プラグ３から給電線３１ａ，開閉器１４および給電線３１ｂを介して電気ヒータ１１に給電される。熱水温度は図示しない温度センサにより監視され、熱水温度が所定値内になるように開閉器１４がオンオフ制御される。
【０００７】
また、冷却電力は上記電源プラグ３から給電線３１ｃ，開閉器２４および給電線３１ｄを介して冷却機２５に給電される。冷却機２５は冷媒ガスを圧縮，液化し、その圧縮，液化された冷媒が蒸発器２１で膨張，ガス化する際の吸熱作用により冷水タンク２２内の水が冷やされる。冷水温度も図示しない温度センサにより監視され、冷水温度が所定値内になるように開閉器２４がオンオフ制御される。
【０００８】
水は外部水道に接続される水栓コック４１ａから配管４２ａおよびその途中で分岐された枝配管４２ｂを介して熱水タンク１２に供給され、また、配管４２ａおよびその途中で分岐された枝配管４２ｃを介して冷水タンク２２に供給される。
【０００９】
ホット食品販売時には、熱水生成部１側のコック４１ｂを開くことにより熱水タンク１２内の熱水が給水パイプ４２ｄ，４２ｆ，４２ｈを介してカップ５に給湯される。また、コールド食品販売時には、冷水生成部２側のコック４１ｃを開くことにより冷水タンク２２内の冷水が給水パイプ４２ｅ，４２ｇ，４２ｈを介してカップ５に供給される。
【００１０】
図１３の従来例では、電気ヒータ１１により熱水タンク１２内で熱水を生成するようにしているが、これとは異なる熱水生成方式として、貯水タンクを用いることなく通水する過程で加熱して給湯する急速流体加熱システムが提案されている（特許文献１参照）。
【００１１】
この急速流体加熱システムでは、図１４に示すように、上記従来例における熱水生成部１に代えて、セラミックスヒータ１２０を用いる。セラミックスヒータ１２０は、最内層に無機材パイプ１２１，中間層に発熱体１２２，最外層に全体を保護するための例えばガラス質からなる被覆層１２３を備えて構成されている。
【００１２】
電源系としては、電源プラグ３から供給される商用交流電源を直流電源に整流する整流器１１０，充電装置１１１および好ましくは電気二重層キャパシタからなる蓄電装置１１２を備え、蓄電装置１１２に蓄電された大電力を発熱体１２２に給電して直接熱水を生成する。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−５３０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
カップコーヒーの自動販売機について言えば、熱水はホットコーヒー用，冷水はコールドコーヒー用として、それぞれ熱水タンク１２と冷水タンク２２とに溜められるが、いつでも適温の熱水，冷水を供給できるようにしておく必要がある。
【００１５】
そのため、図１３の上記従来例では、（１）タンクの保温性を高めて、タンクからの熱放散をできるだけ少なくしている。（２）熱水，冷水を所定温度に保つための閾値を狭くしている。
【００１６】
しかしながら、上記（１）の場合には、保温（断熱保温材材）のためのスペースをより大きくとることになるため、相対的に商品収納スペース狭くなり、自動販売機自体の価値が低下してしまう。また、上記（２）の場合には、電気ヒータ１１，冷却機２５の作動頻度が高くなるため、その分、消費電力が多くなるので好ましくない。
【００１７】
この点に関し、図１４のセラミックスヒータ１２０による急速流体加熱システムによれば、熱水タンクが不要であることから、上記（１）の問題は解消されるものの、最内層の無機材パイプ１２１の水と接している面と、発熱体１２２に接している面の温度差が大きいため、無機材パイプ１２１に熱歪みに伴う大きなストレスが発生する。
【００１８】
したがって、無機材パイプ１２１には、このストレスに耐え得る材料が用いられることになるが、この種の材料は往々にして高価である。
【００１９】
また、セラミックス材の熱伝導率は金属に比べて小さいため、発熱体１２２の温度を高くするとともに、発熱体１２２から発生する熱の外部への熱放散を極力抑えなければならない。そのため、被覆層１２３にガラス質以外の高価な熱遮断材が必要とされるが、これには相当のコストがかかる。
【００２０】
また、冷水生成部２について言えば、冷却機２５は電動機を含む冷媒圧縮機からなるため振動，騒音の問題があるばかりでなく、冷媒漏れなどをチェックする保守・点検作業が必要とされる。また、冷却機２５は摺動部分を多く含むため寿命にも限界がある。
【００２１】
したがって、本発明の課題は、水から直接熱水および／または冷水を生成し、熱水，冷水の貯水タンクをなくして高効率で小型かつ安価な給水装置と食品自動販売機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、電源により駆動される水温調整手段を有し、水を上記水温調整手段により所定の温度として給水する給水装置において、上記水温調整手段として、上記水が通される金属製の通水パイプと上記通水パイプに巻回され高周波インバータにより励磁されて高周波磁束を発生するコイルとを含む熱水生成部を備え、商用の交流電源を整流器にて上記交流電源電圧の波高値以上の電圧の直流電圧に変換して直流回路に出力し、上記直流回路に接続されている電気二重層キャパシタから上記高周波インバータに給電し上記コイルより高周波磁束を発生させて上記通水パイプを加熱することにより熱水を生成して給水することを特徴としている。
【００２３】
請求項２に記載の発明は、電源により駆動される水温調整手段を有し、水を上記水温調整手段により所定の温度として給水する給水装置において、上記水温調整手段として、上記水が通される金属製の通水パイプと上記通水パイプを加熱する電気ヒータとを含む熱水生成部を備え、商用の交流電源を整流器にて上記交流電源電圧の波高値以上の電圧の直流電圧に変換して直流回路に出力し、上記直流回路に接続されている電気二重層キャパシタから上記電気ヒータに給電して上記通水パイプを加熱することにより熱水を生成して給水することを特徴としている。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、請求項１，２における上記通水パイプの一部もしくは全部が螺旋状に形成されていることを特徴としている。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、電源により駆動される水温調整手段を有し、水を上記水温調整手段により所定の温度として給水する給水装置において、上記水温調整手段として、通水部分にペルチェ素子が適用された冷水生成部を備え、商用の交流電源を整流器にて上記交流電源電圧の波高値以上の電圧の直流電圧に変換して直流回路に出力し、上記直流回路に接続されている電気二重層キャパシタからＤＣ−ＤＣコンバータを介して上記ペルチェ素子に直流電圧を給電し上記冷水生成部にて冷水を生成して給水することを特徴としている。
【００２６】
また、請求項５に記載の給水装置は、上記水温調整手段として、請求項１ないし３のいずれか１項における熱水生成部と、請求項４における冷水生成部とを併せ備えていることを特徴としている。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の給水装置において、上記熱水生成部と上記冷水生成部とが、通水部分を共通として直列に接続されていることを特徴としている。
【００２８】
また、請求項７に記載の発明は、飲食上、熱水または冷水を必要とする食品が収納されている食品自動販売機において、請求項５または請求項６に記載の給水装置を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、商用交流電源の波高値（１００Ｖの場合は１４２Ｖ）以上に充電された電気二重層キャパシタから、請求項１では高周波インバータに給電しコイルより高周波磁束を発生させて通水パイプを加熱してパイプ内で直接熱水を生成し、請求項２では電気ヒータに給電し通水パイプを加熱してパイプ内で直接熱水を生成するようにしたことにより、例えば数秒から１０数秒の短時間で所定温度に加熱された熱水を供給することができる。
【００３０】
したがって、熱水タンクおよびその保温対策が不要で小型・軽量化が図れる。また、熱水タンクからの放熱がなくなるので、エネルギー損失も大幅に低減できる。通水パイプとして、金属パイプ（好ましくは鉄系金属パイプ）を用いていることにより、セラミックス系のものに比べて堅牢な加熱システムとすることができる。
【００３１】
請求項３に記載の発明によれば、通水される金属パイプの一部もしくは全部を螺旋状としたことにより、パイプ内を流れる水が接するパイプ内壁面での水蒸気発生を防止することができる。
【００３２】
請求項４に記載の発明によれば、商用交流電源の波高値以上に充電された電気二重層キャパシタからＤＣ−ＤＣコンバータを介してペルチェ素子に給電し電子冷却で通水される水を直接冷却するようにしたことにより、短時間で所定温度に冷却された冷水を供給することができる。したがって、冷水タンクおよびその保温対策が不要で小型・軽量化が図れる。電子冷却であるため、振動・騒音がなく静粛な冷水生成システムが実現できる。
【００３３】
請求項５に記載の給水装置によれば、熱水生成部と冷水生成部をともに備えているため、熱水，冷水のいずれかを短時間で供給することができる。
【００３４】
また、請求項６に記載の発明によれば、熱水生成部と上記冷水生成部とを通水部分を共通として直列に接続するようにしたことにより、構成の簡素化およびコストの低減を図ることができる。
【００３５】
請求項７に記載の発明によれば、上記した種々の効果が奏される熱水生成部と冷水生成部とを備えることにより、小型・軽量でしかもランニングコストの安価な省エネルギー型の食品自動販売機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
次に、図１ないし図１２により本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３７】
まず、図１に本発明による給水装置全体のシステム構成図を示す。この実施形態での給水装置は、熱水生成部７と冷水生成部８とを備えている。熱水生成部７および冷水生成部８ともに、貯水タンク（熱水タンク，冷水タンク）を持たず、秒単位の短時間で水から直接熱水，冷水を生成する。
【００３８】
なお、水の配管系は先に説明した図１３の従来例と同じであってよく、外部水道に接続される水栓コック４１ａの配管４２ａが途中で二股に分岐され、その一方の枝配管４２ｂは熱水生成部７に至り、他方の枝配管４２ｃは冷水生成部８に至る。
【００３９】
熱水生成部７での加熱方式は電磁誘導加熱である。そのため、熱水生成部７は、図２に拡大して示すように、金属製（好ましくは鉄系金属製）の通水パイプ７２と、通水パイプ７２の外周に巻回された高周波磁束発生用のコイル７１とを備える。
【００４０】
この例において、通水パイプ７２は、給湯コック４１ｂの下流側の配管４２ｉと４２ｊとの間に接続されているが、給湯コック４１ｂの上流側の上記した枝配管４２ｂ内に接続されてもよい。
【００４１】
この給水装置の電気システムとして、商用電源の電源プラグ９０に給電線９４を介して接続される制御整流器９２と、蓄電デバイスとしての電気二重層キャパシタ９１と、コイル７１を駆動する高周波インバータ７３とを備える。
【００４２】
制御整流器９２は、電源プラグ９０より得られる商用電源を、その交流電源電圧の波高値（１００Ｖの場合は１４２Ｖ）より高い直流電圧に変換する整流器である。
【００４３】
この制御整流器９２の出力側の直流回路に、２つの開閉器９３ａ，９３ｂを有するスイッチ手段９３を含む給電線９２ａを介して電気二重層キャパシタ９１が接続される。なお、開閉器９３ａと開閉器９３ｂは並列接続で、一方の開閉器９３ｂには初期充電用の抵抗素子９５が接続されている。
【００４４】
上記制御整流器９２は公知のものであってよいため、ここではその回路構成の一例を図３に示し簡単な説明にとどめる。これによると、制御整流器９２は入力段に、高調波電流が商用電源側に流れ込むのを阻止する交流フィルタ回路９２１を備える。
【００４５】
制御整流器９２の本体は、例えばＮＰＮトランジスタ９２２のエミッタ−コレクタ間にダイオード９２３を接続した４つのスイッチング素子を図示のように接続してなり、その出力側に直流電圧平滑用のキャパシタ９２４を備えている。
【００４６】
電気二重層キャパシタ９１は、スイッチ手段９３の動作のもとで制御整流器９２からの直流電圧により適宜充電され、熱水生成時には給電線９１ａを介して高周波インバータ７３に給電する。
【００４７】
高周波インバータ７３は、電気二重層キャパシタ９１から給電される直流電源から高周波交流電源を作り給電線７３ａを介してコイル７１に給電する。これにより、コイル７１から高周波磁束が発生し、電磁誘導により通水パイプ７２が加熱される。
【００４８】
高周波インバータ７３は公知のものであってよいため、ここではその回路構成の一例を図４に示し簡単な説明にとどめる。これによると、高周波インバータ７３は入力段に直流電圧平滑用のキャパシタ７３１を備え、制御整流器９２の本体は、上記制御整流器９２と同じく、例えばＮＰＮトランジスタ９２２のエミッタ−コレクタ間にダイオード９２３を接続した４つのスイッチング素子を図示のように接続してなる。
【００４９】
ところで、通水パイプ７２を加熱して、その中を通る水を例えば９５℃程度の熱水にする場合、通水パイプ７２の内壁面からの水への熱伝達により水が加熱される。その際、通水パイプ７２に接する水が沸騰温度に達すると、通水パイプ７２と水との接触面に水蒸気が発生することがある。
【００５０】
このようにして水蒸気が発生すると、通水パイプ７２の中心部を流れる水への熱伝達性能が、通水パイプ７２から水への熱伝達性能に比べて著しく低下し、熱水を生成できなくなる。このため、本発明では、通水パイプ７２内の水の流れを一様な流れ（層流）ではなく、乱流にすることにより水蒸気の発生を防止する。
【００５１】
その一例として、図５に模式的に示すように、通水パイプ７２に圧縮コイル状もしくは引っ張りコイル状に巻回された螺旋部分（曲管部分）Ａを設ける。なお、作図の都合上、螺旋部分Ａでは通水パイプ７２および加熱用のコイル７２は省略している。
【００５２】
通水パイプ７２の全部を螺旋部分Ａとすることが好ましいが、図６に模式的に示すように、通水パイプ７２の一部分のみを螺旋部分Ａとし、他の部分Ｂを非螺旋の直線状（直管状）としてもよい。その場合、螺旋部分Ａを通水パイプ７１の下流側（熱水の出口側）に配置することが好ましい。
【００５３】
次に、熱水生成部７の別の実施形態として、図７に示すように、通水パイプ７２の加熱手段として、上記した加熱用のコイル７１に代えて、図示しない発熱抵抗体を内蔵するパイプ状の電気ヒータ７１ａを用いることもできる。
【００５４】
図７では、通水パイプ７２を図５に示したように螺旋状としているため、作図の都合上電気ヒータ７１ａは中間部分が省略されているが、通水パイプ７２が直線状である場合、また、図６に示したように一部分が螺旋状に形成されている場合を含めて、電気ヒータ７１ａは通水パイプ７２の全長に沿って配置されることが好ましい。なお、通水パイプ７２に対して複数個の電気ヒータ７１ａを所定の間隔をもって取り付けてもよい。
【００５５】
電気ヒータ７１ａは両端に接続端子７１ｂ，７１ｂを有し、開閉器７１ｃを含む給電線７１ｄを介して電気二重層キャパシタ９１に接続される。熱水生成時、開閉器７１ｃが閉とされることにより、電気二重層キャパシタ９１から電気ヒータ７１ａに給電される。
【００５６】
次に、図１，図８ないし図１０により、冷水生成部７の構成について説明する。冷水生成部７での冷却方式はペルチェ素子を利用した電子冷却である。冷水生成部７は、上記した枝配管４２ｃに含まれる冷却パイプ８１を備え、図９にその断面斜視図を示す。
【００５７】
この例において、冷却パイプ８１は角形管として形成され、対向する一対の両面がペルチェ素子で構成された冷却板８１１，８１２からなり、対向する他の一対の側面が側板８１３，８１４にて塞がれている。
【００５８】
冷却板８１１は半導体素子８１１ａ，８１１ｂとで構成され、同様に、冷却板８１２も半導体素子８１２ａ，８１２ｂとで構成される。冷却電源は電気二重層キャパシタ９１から冷水制御装置としてのＤＣ−ＤＣコンバータ８２を介して得る。
【００５９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ８２は、チョッパと呼ばれる一般的なものであってよく、電気二重層キャパシタ９１から給電線９１ｂを介して供給される直流電力をペルチェ素子が必要とする直流電圧に変換し、給電線８２ａを介して決められた極性，電流で冷却板８１１，８１２に通電する。
【００６０】
図９の例では、冷却板８１１，８１２ともに１つのペルチェ素子で構成されているが、複数個のペルチェ素子を直列もしくは並列接続して冷却パイプ８１を構成することが好ましい。
【００６１】
また、図９の例とは異なり、図１０に示すように、ペルチェ素子で構成された円筒状の冷却パイプ８１ａを用いることもできる。この場合には、冷却パイプ８１ａを内層と外層とに分け、その各々を半導体素子８１０ａ，８１０ｂで構成する。各半導体素子８１０ａ，８１０ｂへの通電方式は、図９の例と同じであってよい。
【００６２】
この給水装置によれば、図１に示す給湯コック４１ｂを開けることにより熱水生成部７で生成された熱水が得られ、冷水コック４１ｃを開けることにより冷水生成部８で生成された冷水を得ることができるが、給湯の場合と冷水給水とに分けて、電気系統の動作を説明する。
【００６３】
（１）給湯の場合；例えばカップコーヒー類の給湯能力は、数秒から１０数秒程度の時間で１５０ｃｃ程度の能力があれば十分であるが、加熱に要する電力は６．５ｋＷ程度必要であり、１００Ｖの商用電源からの給電能力は３ｋＷが限界であるため、１００Ｖ電源からの直接給電は難しい。
【００６４】
そこで、本発明では、急速放電が可能な電気二重層キャパシタ９１を用い、１００Ｖの商用電源から電気二重層キャパシタ９１に電力を蓄えておき、この電力で水を加熱する。
【００６５】
電気二重層キャパシタ９１の蓄電エネルギーは、蓄電で電圧の２乗に比例するため、電気二重層キャパシタ９１には、商用電源の波高値以上の電圧でに常に充電しておく。そのため、制御整流器９２を使用する。給湯時には電気二重層キャパシタ９１から必要な電力を給電し、非急騰時には商用電源から許容された電力で充電する。
【００６６】
（２）冷水給水の場合；例えばカップコーヒー類の冷水の給水能力は、数秒から１０数秒程度の時間で１５０ｃｃ程度の能力があれば十分である。その間に数℃の水に冷却できればよい。
【００６７】
ここで、一例として、２５℃の水を５秒で５℃にまで冷却するのに必要な電力は約１．４ｋＷである。本発明では、電気二重層キャパシタ９１の蓄電電力を用いてペルチェ素子による電子冷却で冷水を作る。その際、ペルチェ素子への給電電圧は直流であるので、ＤＣ−ＤＣコンバータで所要の電圧に変換して給電する。
【００６８】
次に、図１１のタイミングチャートにしたがって、この給水装置の電気系統の動作について説明する。このタイミングチャートには、電源プラグ９０が電源コンセント（壁コンセント）に差し込まれ、制御整流器９２から出力電圧が出ている状態からの動作が示されている。
【００６９】
当初、電気二重層キャパシタ９１は充電されていないため、まず充電する。この動作が初期充電といわれる充電で、時刻ｔ１〜ｔ２に相当する期間である。電源プラグ９０が電源コンセントに差し込まれているが、このとき制御整流器９２は非動作状態であるため、制御整流器９２からはダイオード９２３を介して出力電圧が出ている。この電圧は交流電源電圧の波高値に相当する電圧である。
【００７０】
時刻ｔ１で初期充電用の開閉器９３ｂを閉にすると、制御整流器９２の出力電圧が抵抗素子９５を介して電気二重層キャパシタ９１に印加され、電気二重層キャパシタ９１に図示のような電流が流れ電気二重層キャパシタ９１が充電される。充電が完了する時刻ｔ２で初期充電用の開閉器９３ｂを開にして初期充電を完了する。
【００７１】
初期充電期間は、電気二重層キャパシタ９１の静電容量および抵抗素子９５の抵抗値で決まるため、あらかじめ設定しておくことができる。この初期充電により、電気二重層キャパシタ９１は交流電源電圧の波高値電圧ＶＡＣの大きさにまで充電される。
【００７２】
次に、時刻ｔ３で開閉器９３ａを閉にするとともに、制御整流器９２を動作させて直流電力Ｐ０を出力させ、電気二重層キャパシタ９１の電圧を所定値のＶＣＭＡＸまで高める。直流電力Ｐ０は、交流電源の許容電力以下にすることが好ましい。
【００７３】
電気二重層キャパシタ９１の電圧がＶＣＭＡＸに達する時刻ｔ４で制御整流器９２の動作を停止させて、電源立ち上げ準備動作を完了する。
【００７４】
そして、時刻ｔ５で給湯要求信号が出されると、高周波インバータ７３が動作して出力ＰＭＡＸを高周波磁束発生用のコイル７１に給電する。ここで、出力ＰＭＡＸは所定時間で所定容量の熱水を生成するのに必要な電力である。
【００７５】
高周波インバータ７３で必要とされる電力は電気二重層キャパシタ９１より給電されるため、電気二重層キャパシタ９１の電圧はＶＣＭＡＸから図示のように減少していく。所定時刻ｔ６で熱水生成動作が完了すると、電気二重層キャパシタ９１の電圧はＶＣＭＡＸからＶＣＭＩＮにまで減少する。
【００７６】
そこで、熱水生成動作が完了する時刻ｔ６で、制御整流器９２から直流電圧Ｐ０を出力させて、電気二重層キャパシタ９１を再充電する。そして、電気二重層キャパシタ９１の蓄電電圧がＶＣＭＡＸに達した時刻ｔ７で再充電動作を終了する。なお、時刻ｔ５〜ｔ６の熱水生成期間に制御整流器９２を動作させて電気二重層キャパシタ９１を再充電するようにしてもよい。
【００７７】
時刻ｔ７以降、再度給湯要求信号が出るまで待つ。図１１では、時刻ｔ８で再度給湯要求信号が出された場合を示しているが、時刻ｔ８以降の動作は上記時刻ｔ５〜ｔ７の繰り返しとなる。
【００７８】
以上、給湯の場合について説明したが、冷水供給の場合にも基本的には同じ動作で、給湯の場合の高周波インバータ７３を冷水制御装置であるＤＣ−ＤＣコンバータ８２に読み替えればよい。
【００７９】
以上、図１ないし１１により本発明の実施形態について説明したが、本発明にはさらなる実施形態が含まれる。すなわち、図１２に示すように、熱水生成部７と冷水生成部８とを通水部分を共通として直列に接続することにより、全体構成をより簡素化することができる。
【００８０】
この場合、一例として、給水コック４１ａにつながる配管４２ａに対して熱水選択用のコック４１ｂと冷水選択用のコック４１ｃとを並列に接続し、熱水選択用のコック４１ｂが開かれた場合には熱水生成部７が作動し、冷水選択用のコック４１ｃが開かれた場合には冷水生成部８が作動するように制御系統を構築すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態に係る給水装置の全体構成を示す模式図。
【図２】本発明における熱水生成部の構成を拡大して示す模式図。
【図３】本発明における制御整流器の回路構成図。
【図４】本発明における高周波シンバータの回路構成図。
【図５】本発明において通水パイプを螺旋形とした例を示す模式図。
【図６】本発明において通水パイプを螺旋形とした他の例を示す模式図。
【図７】本発明における熱水生成部の他の構成例を示す模式図。
【図８】本発明における冷水生成部を示す拡大斜視図。
【図９】上記冷水生成部の具体的な構成例を示す模式図。
【図１０】上記冷水生成部の別の構成例を示す模式図。
【図１１】本発明の給水装置の動作説明用のタイミングチャート。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る給水装置の全体構成を示す模式図。
【図１３】従来の熱水生成部と冷水生成部とを有する給水装置の全体構成を示す模式図。
【図１４】従来の急速流体加熱システムを示す模式図。
【符号の説明】
【００８２】
７  熱水生成部
８  冷水生成部
４１ａ  給水コック
４１ｂ  給湯コック
４１ｃ  冷水供給コック
７１  高周波磁束発生用コイル
７１ａ  電気ヒータ
７２  通水パイプ
７３  高周波インバータ
８１  冷水パイプ
８１１，８１２  ペルチェ素子からなる冷却板
８２  ＤＣ−ＤＣコンバータ
９０  電源プラグ
９１  電気二重層キャパシタ
９２  制御整流器
９３ａ，９３ｂ  開閉器
９５  初期充電用抵抗素子
Ａ  螺旋部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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