Die Erfindung betrifft einen Wasserkühler mit: einem Behälter, in
dem Wasser gespeichert wird; einer Heizeinrichtung zum Auskochen des Wassers in
dem Behälter; einer primären Kühleinheit, um das aufgekochte Wasser einer primären
Kühlung zu unterziehen; einer sekundären Kühleinheit, um das Wasser, welches der
primären Kühlung unterzogen worden ist, einer sekundären Kühlung zu unterziehen,
durch die Verwendung eines thermoelektrischen Moduls, wodurch kaltes Wasser erhalten
wird; und einer Serviceeinheit, um das kalte Wasser abfolgend auf die sekundäre
Kühlung abzulassen. Ein derartiger Wasserkühler ist aus der US-A-5,565,065 bekannt.
Um gutes kaltes Trinkwasser ohne Chlor, Trihalomethan und dgl. zur
Verfügung zu stellen, war in den letzten Jahren eine aktive Forschungs- und Entwicklungsarbeit
bei Wasserkühlern der Aufkoch-Ausführung im Gange, bei welchen Wasser in kaltem
Wasser abgekühlt wird, nachdem es einmal aufgekocht ist, was zu einer Vielzahl von
Vorschlägen geführt hat.
6 ist eine schematische Darstellung des
Ausbaus eines herkömmlichen Wasserkühlers der Aufkoch-Ausführung. Wasser
101, das sich in einem Gefäß 100 befindet, wird durch eine Umlaufpumpe
102 durch ein unterstes Teil des Gefäßes 100 abgezogen, wird dann
an ein Kaltwasser/Warmwasser-Auswahlventil 103 geliefert, und wird dann
wahlweise entweder durch ein Kaltwasserrohr 104 oder ein Warmwasserrohr
105 erneut in Umlauf gebracht.
Das Kaltwasserrohr 104 ist an einem Abschnitt seines Außenumfanges
durch einen Kühlblock 106 abgedeckt, der aus einem thermischen Leiter,
derart wie ein Metall, hergestellt ist. Ein thermoelektrischer Modul 107
ist mit seiner wärmeabsorbierenden Seite in engem Kontakt mit dem Kühlblock
106 angeordnet verblieben. Wärmeableitende Kühlrippen 108 sind
in engem Kontakt mit einer wärmeableitenden Seite des thermoelektrischen Moduls
107 angeordnet. Ein Gebläse 109 ist in der Nähe der wärmeableitenden
Kühlrippen 108 angeordnet.
Andererseits ist das Warmwasserrohr 105 an einem Teil seines
äußeren Umfanges durch eine Heizeinheit 111 abgedeckt, die mit einer eingebauten
Heizeinrichtung 110 ausgerüstet ist.
Unterhalb des untersten Teiles des Gefäßes 100 befindet sich
ein Versorgungsrohr bzw. Servicerohr 113, das aus einem Glasrohr zusammengesetzt
ist, das sich über eine Versorgungspumpe bzw. Servicepumpe 112 erstreckt.
Dieses Servicerohr 113 dient ebenfalls als ein Wasserstandsanzeiger, welcher
die Menge des Wassers 101 innerhalb des Gefäßes 100 anzeigt.
Wenn das kalte Wasser in diesem Wasserkühler der Aufkoch-Ausführung
bereitet wird, wird das Kaltwasser/Warmwasser-Auswahlventil 103 zuerst
zu einer Warmwasserseite (wie dies durch einen gestrichelten Pfeil bezeichnet ist)
geschaltet, und die Umlaufpumpe 102 wird angetrieben, sodass das Wasser
101 an der Heizeinheit 111 erwärmt wird, während es durch das
Warmwasserrohr 105 geführt wird. Durch Wiederholen dieses Umlaufs steigt
die Temperatur des gesamten Wassers 101 innerhalb des Gefäßes
100 schrittweise und erreicht schließlich einen Siedepunkt, bei dem das
Aufkochen für eine vorbestimmte Zeitdauer (zum Beispiel, 5 bis 8 Minuten) fortgesetzt
wird. Durch dieses Aufkochen werden Chlor, Trihalomethan und dgl., welche in dem
Wasser 101 enthalten sind, aus dem Inneren des Gefäßes 101 durch eine nicht
dargestellte Entferneinheit entfernt.
Nachdem das Aufkochen für die vorbestimmte Zeitdauer ausgeführt worden
ist, wird der Heizeinheit 111 Energie entzogen, und stattdessen wird dem
thermoelektrischen Modul 107 Energie zugeführt, und zu derselben Zeit wird
das Gebläse 109 angetrieben und das Kaltwasser/Warmwasser-Auswahlventil
103 wird in eine Kaltwasserseite (wie dies durch einen vollen Pfeil bezeichnet
ist) geschaltet. Durch das erneute Umlaufen des aufgekochten Wassers durch das Kaltwasserrohr
104 fällt die Temperatur des aufgekochten Wassers infolge des Peltier-Effektes
des thermoelektrischen Moduls 107 schrittweise ab. Das Wasser
101 wird schließlich kaltes Wasser mit einer angemessenen Temperatur. Durch
das Servicerohr 113 kann das kalte Wasser dann in einer Menge abgegeben
werden, so viel wie benötigt wird.
Der Wasserkühler der Aufkoch-Ausführung ist jedoch dafür bestimmt,
das Wasser 101, welches in das Gefäß 100 gefüllt wird, für die
vorbestimmte Zeitdauer aufzukochen, während es erneut in Umlauf gebracht wird, und
dann das Wasser 101 auf eine vorbestimmte Temperatur abzukühlen, während
es erneut in Umlauf gebracht wird. Es ist deshalb unmöglich, kaltes Wasser abzugeben,
bis das Wasser 101 in seiner Gesamtheit auf kaltes Wasser abgekühlt worden
ist. Offensichtlich ist eine lange Zeitdauer erforderlich, bis kaltes Wasser verfügbar
wird. Der Wasserkühler der Aufkoch-Ausführung ist deshalb nicht geeignet, wo man
kaltes Wasser sofort erhalten möchte.
Ferner wird beim Schalten des Kaltwasser/Warmwasser-Auswahlventils
103 zu der Kaltwasserseite und dem erneuten Umlauf des aufgekochten Wassers
durch das Kaltwassenohr 104 eine große thermische Last plötzlich an dem
thermoelektrischen Modul 107 angelegt. Thermische Beanspruchung wird folglich
an dem thermoelektrischen Modul 107 ausgeübt, zum Beispiel an einer Lötschicht,
die die Elektroden der wärmeabsorbierenden Seite mit Halbleiterschichten verbindet
und ebenfalls an einer Lötschicht, die die Basis einer wärmeabsorbierenden Seite
mit den Elektroden der wärmeabsorbierenden Seite verbindet, wodurch diese Lötschichten
beschädigt werden können. Als ein Ergebnis kann der Zustand des Verbindens zwischen
diesen Elementen verschlechtert werden, was möglicherweise zu einem
Nachteil führt, dass der thermoelektrische Modul 107 eine kurze Lebensdauer
haben kann.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, das Kühlen des bekannten
Wasserkühlers in einer effizienten Weise zu verbessern. Um dieses Ziel zu erreichen,
sieht die Erfindung einen Wasserkühler der vorstehend bezeichneten Ausführung vor,
der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Wasserkühler ferner umfasst: eine Pumpe
zum Heben des aufgekochten Wassers; und ein einzelnes Gebläse, das gemeinsam für
die primäre Kühleinheit und die sekundäre Kühleinheit angeordnet ist, um die Wärmedissipation
aus diesen zu verstärken.
Es ist zu bemerken, dass die EP-A-0 597 594 einen Wasserkühler offenbart,
der eine Pumpe zum Transportieren des Wassers aus einem Tank für destilliertes Wasser
zu einem Auslassrohr aufweist.
1 ist eine schematische Schnittansicht
eines Wasserkühlers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine fragmentarische perspektivische
Ansicht eines luftgekühlten Wärmeaus- tauschenohres für die Verwendung bei dem Wasserkühler,
in welcher das Rohr vor seiner maschinellen Bearbeitung ist.
3 ist ein Schaubild der zeitlichen Abstimmung
verschiedener Elemente bei der Zubereitung von kaltem Wasser in dem Wasserkühler.
4 ist eine Schnittansicht einer primären
Kühleinheit in einem Wasserkühler gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung.
5 ist eine Schnittansicht einer primären
Kühleinheit und ihres benachbarten Bereiches in einem Wasserkühler gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung und der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Die spezifischen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden
als nächstes unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Mit Bezug zuerst auf die 1 bis
3 wird der Wasserkühler gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nachstehend beschrieben.
Der Wasserkühler ist von der Aufkoch-Ausführung, und wie dies in
1 dargestellt ist, ist ein Gefäß 2, in welchem
Trinkwasser 1 gespeichert ist (nachstehend wegen der Kürze einfach "Wasser" genannt),
an seinem untersten Teil mit einer elektrischen Heizeinrichtung 3 versehen,
wobei ihre Heizkapazität über mehrere Niveaus änderbar ist. Das Gefäß
2 ist an seinem Außenumfang durch eine wärmeisolierende Schicht
4 abgedeckt. Eine obere Öffnung des Gefäßes 2 wird in einer luft-
und flüssigkeitsdichten Art durch einen Deckel 6 geschlossen, welcher mit
einer wärmeisolierenden Schicht 5 versehen ist. Das Gefäß 2 ist
ebenfalls an seiner äußeren Umfangswand mit einem Wasserstandsanzeiger
7 versehen, der aus einem transparenten bzw. durchsichtigen Material, derart
wie Glas, besteht. Der Deckel 6 ist ebenfalls mit einer Öffnung
8 versehen, durch welche toxische Substanzen, derart wie Chlor und Trihalomethan
während des Aufkochens des Wassers 1 entfernt werden.
Innerhalb des Gefäßes 2 ist ein Hub-Rohr 9 angeordnet,
das sich in einer vertikalen Richtung erstreckt. Ein unteres Ende des Hub-Rohres
9 erstreckt sich eng an dem untersten Teil des Gefäßes 2, wohingegen
ein oberes Ende des Hub-Rohres an einer Position etwas oberhalb eines Wasserstandes
gelegen ist, wenn das Gefäß voll ist und mit einer Hub-Pumpe 10 verbunden
ist. Ein Rohr 12 mit einem Überlaufrohr 11, das an seinem einen
Ende angeordnet ist, ist mit der Pumpe 10 verbunden, und das Rohr
12 erstreckt sich äußerlich durch eine Umfangswand des Gefäßes
2 (wärmeisolierende Schicht 4) und ist mit einem Auswahlventil
13 verbunden. Das Überlaufrohr 11 ist an seinem einen Ende zu
einem Raum in dem Gefäß 2 offen.
Verbunden mit dem Auswahlventil 13 sind ein Warmwassenohr
14 und ein luftgekühltes Wärmeaustauschenohr 15. Obwohl in der
Figur nicht dargestellt, ist das Warmwassenohr 14 durch eine wärmeisolierende
Schicht abgedeckt. An einem Teil des luftgekühlten Wärmeaustauschenohres
15 ist ein Durchflusssensor 16 angebracht, der zum Beispiel aus
einem Temperatursensor, einem Drucksensor oder dgl. zusammengesetzt ist, um das
Fließen des Wassers 1 durch das luftgekühlte Wärmeaustauschenohr 15 zu
erfassen.
Wie in 2 gezeigt ist, ist das luftgekühlte
Wärmeaustauscherrohr 15 aus einem länglichen Rohr 17 mit kleinem
Durchmesser und Kühlrippen 18 zusammengesetzt, die an einem Außenumfang
des Rohres 17 angeordnet sind. Als die Form der Kühlrippen 18
kann eine geeignete Form, derart wie eine kreisförmige Form, eine rechteckige Form
oder eine quadratische Form oder eine spiralförmige Form ausgewählt werden. Dieses
luftgekühlte Wärmeaustauschenohr 15 ist in einer gewundenen Form über mehrere
Stufen gebogen, wie dies in 1 dargestellt ist, oder
ist in einer spiralenförmigen Form gekrümmt, und ist an einer einzigen Schicht oder
mehreren Schichten verbunden.
Ein Gebläse 19 ist unterhalb des luftgekühlten Wärmeaustauscherrohres
15 angeordnet, und unterhalb des Gebläses sind ein thermischer Leiter
20 der wärmeableitenden Seite, ein thermoelektrischer Modul 21
und ein thermischer Leiter 22 der wärmeabsorbierenden Seite in einem in
engen Kontakt gehaltenen Zustand in einer vertikalen Richtung angeordnet.
Der thermische Leiter 20 der wärmeableitenden Seite ist aus
einer Basis 23, welche in engem Kontakt mit dem thermoelektrischen Modul
21 gehalten wird, und einer Anzahl von wärmeableitenden Kühlrippen
24 aufgebaut, die, sich von der Basis 23 aufrecht erstreckend,
angeordnet sind, und hat eine geeignete Form, derart wie eine platten- oder stiftähnliche
Form. Diese wärmeableitenden Kühlrippen 24 sind in der Nähe des Gebläses
19 angeordnet.
Der thermoelektrische Modul 21 besteht primär aus einem Substrat
der wärmeableitenden Seite, das an einer Seite des thermischen Leiters
20 der wärmeableitenden Seite angeordnet ist, einem Substrat der wärmeabsorbierenden
Seite, das an einer Seite des Substrates 22 der wärmeabsorbierenden Seite
angeordnet ist, und einer Anzahl P-Typ-Halbleiterschichten und N-Typ-Halbleiterschichten,
die zwischen dem Substrat der wärmeableitenden Seite und dem Substrat der wärmeabsorbierenden
Seite gelegen sind, obwohl sie nicht in den Zeichnungen dargestellt sind. Als das
Substrat der wärmeableitenden Seite und das Substrat der wärmeabsorbierenden Seite
können Aluminium, Keramik, Aluminiumnitrid oder ähnliche Substrate mit elektrisch
isolierenden dünnen Schichten, zum Beispiel anodisierte bzw. eloxierte dünne Aluminiumschichten
oder dgl., verwendet werden, die darauf ausgebildet sind.
Der thermische Leiter 22 der wärmeabsorbierenden Seite ist
zum Beispiel aus einem Block ausgebildet, der aus einem Metall, derart wie Aluminium,
Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt ist. Ein Kaltwasserrohr
25, welches sich aus dem luftgekühlten Wärmeaustauscherrohr 15
heraus erstreckt, ist in einer gewundenen oder spiralenförmigen Form in dem thermischen
Leiter 22 der wärmeabsorbierenden Seite eingebettet. Veranschaulichende
Einbettungsverfahren des Kaltwassenohres 25 enthalten ein Verfahren, bei
dem der thermische Leiter 22 der wärmeabsorbierenden Seite in Hälften aufgeteilt
ist und das Kaltwasserrohr 25 zwischen den Hälften gehalten wird, um das
Kaltwasserrohr 25 in den thermischen Leiter 22 der wärmeabsorbierenden
Seite einzubetten; und ein Verfahren, bei welchem bei dem Gießen des thermischen
Leiters 22 der wärmeabsorbierenden Seite, der aus Aluminium oder dgl. hergestellt
ist, das Kaltwasserrohr 25 in den thermischen Leiter der wärmeabsorbierenden
Seite gegossen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Kälte-Bewahrungsschicht,
die in einem Niedertemperaturzustand gehalten wird, durch den Metallblock des thermischen
Leiters 22 der wärmeabsorbierenden Seite ausgebildet. Es ist jedoch möglich,
die Kälte-Bewahrungsschicht durch eine Flüssigkeit, derart wie Wasser oder ein Gefrierschutzmittel,
anstelle des Metallblockes auszubilden.
Die Drehzahl des Gebläses 19 kann zwischen zwei Niveaus umgeschaltet
werden, abhängig davon, ob sich der Wasserkühler in einer provisorischen Kühlbetriebsart
oder in einer Hauptkühlbetriebsart befindet. Desgleichen kann der gegenwärtige Wert
für den thermoelektrischen Modul 21 zwischen zwei Niveaus umgeschaltet
werden, abhängig davon, ob sich der Wasserkühler in der provisorischen Kühlbetriebsart
oder in der Hauptkühlbetriebsart befindet. Obwohl die Drehzahl und der gegenwärtige
Wert jeweils zwischen den zwei Niveaus bei diesem Ausführungsbeispiel austauschbar
sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf ein derartigen Ausführungsbeispiel
beschränkt. Sie können jeweils so gestaltet werden, um in mehreren Stufen von drei
oder mehr Stufen oder in einer stufenlosen Weise einstellbar zu sein.
Ein Filter 26, welcher in der Form einer Patrone ist, um
die Ersetzung durch einen frischen Filter zu ermöglichen, ist an einer Zwischenposition
in einer Linie angeordnet, welcher das luftgekühlte Wärmeaustauscherrohr
15 und das Kaltwasserrohr 25 miteinander verbindet. Der Filter
26 ist zum Beispiel aus antibakterieller Aktivkohle, Hohlfasern und/oder
Bakuhanseki (Handelsname) zusammengesetzt, und zwar in einer einzelnen bzw. einzigen
Schicht komprimiert oder in mehreren Schichten kombiniert. Es ist ebenfalls möglich,
in den Filter 26 eine Substanz aufzunehmen, aus der mineralische Bestandteile
herausgelöst werden, derart wie Bakuhanseki oder versteinertes Korallenmaterial
(Corallite).
Ein automatisches Richtungssteuerventil 27 ist mit einem
freien Endabschnitt des Kaltwasserrohres 25 verbunden. Mit dem Richtungssteuerventil
27 sind ein Kaltwasserhahn 28, durch den kaltes Wasser abgegeben
wird, und ein Umlaufrohr 30, das an einem dazwischen liegenden Teil davon
mit einer Umlaufpumpe 29 versehen ist, verbunden. Das Umlaufrohr
30 erstreckt sich in das Gefäß 2. Der thermische Leiter
22 der wärmeabsorbierenden Seite und das Umlaufrohr 30 werden
durch eine wärmeisolierende Schicht 31 abgedeckt.
Ein Warmwasserhahn 32 ist mit einem freien Ende des Warmwasserrohres
14 verbunden. Um die Temperatur des Wassers 1 zu erfassen, ist ein Temperatursensor
33 innerhalb des Gefäßes 2 angeordnet.
Übrigens kann der Wasserkühler aus Gummi, einem Kunstharz und/oder
dgl. an jedem Abschnitt hergestellt sein, wo das Wasser aufbewahrt wird oder es
zum Fließen veranlasst wird. Ein antibakteriell behandeltes Material kann für einen
derartigen Abschnitt verwendet werden.
Obwohl es nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, ist ein Bedienfeld
an einer geeigneten Position angeordnet, zum Beispiel an einer Seitenwand des Wasserkühlers.
An dem Bedienfeld sind Dünnfolien-Kaltwasserschalter und -Warmwasserschalter kompakt
angeordnet, wobei einer von ihnen gedrückt wird, wenn das kalte oder das warme Wasser
gewünscht wird; eine Anzeigeeinrichtung, derart wie eine Lampe oder eine Flüssigkristallanzeige,
zum Anzeigen, dass das Wasser 1 in einem aufgekochten Zustand ist (in einem verwendungsbereiten
Zustand); und eine Signaleinrichtung, derart wie eine Lampe oder ein Summer, zum
Informieren, dass das Auffüllen des Wassers 1 erforderlich ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine primäre Kühleinheit aus dem
luftgekühlten Wärmeaustauscherrohr 15 und dem Gebläse
19 aufgebaut, und eine sekundäre Kühleinheit ist aus dem Gebläse
19, dem thermischen Leiter 20 der wärmeableitenden Seite, dem
thermoelektrischen Modul 21, dem thermischen Leiter 22 der wärmeabsorbierenden
Seite und dem Kaltwasserrohr 25 aufgebaut. Das Gebläse 19 wird
üblicherweise in beiden Kühleinheiten verwendet.
Unter Bezugnahme auf 1 und
3 wird als Nächstes eine Beschreibung über das Prinzip
der Wirkungsweise des Wasserkühlers der Aufkoch-Ausführung gegeben.
Durch die Energiezuführung der Heizeinrichtung 3 wird das
Wasser 1 in dem Gefäß 2 erwärmt und wird schließlich zu einem Siedepunkt
gebracht. Dies wird durch den Temperatursensor 33 erfasst, und nach einem
Ablaufen einer vorbestimmten Zeitdauer wird der Heizeinrichtung 3 durch
einen Zeitschalter Energie entzogen. Durch Ausführen der Ein-Aus-Regelung der Heizeinrichtung
3 auf der Basis einer Erfassung durch den Temperatursensor 33,
wie dies vorstehend beschrieben ist, wird das Wasser 1 in dem Gefäß 2 in
einem Aufkoch- bzw. Siedezustand oder in einem Zustand gehalten, der nahe dem Siedezustand
ist.
Chlor, Trihalomethan und dgl., welche in dem Wasser 1 enthalten
sind, werden deshalb durch einen nicht dargestellten Filter und die Öffnung
8 beseitigt, wodurch das Wasser 1 gereinigt wird.
Bei der Bestätigung des Beibehaltens des Wassers 1 in einem
Siedezustand, oder in einem Zustand, der nahe dem Siedezustand ist, durch den Temperatursensor
33, mit anderen Worten, außer für einen Zustand unmittelbar nach einer
Lieferung von Wasser in das Gefäß 2, wird dem Gebläse 19 und dem
thermoelektrischen Modul 21 intermittierend oder kontinuierlich Energie
zugeführt (bei diesem Ausführungsbeispiel intermittierend Energie zugeführt), sodass
das Gebläse 19 mit einer niedrigen Drehzahl gedreht wird, und ein geringer
Strom zu dem thermoelektrischen Modul 21 zugeführt wird. Als eine Folge
werden der thermische Leiter 22 der wärmeabsorbierenden Seite und das Kaltwasserrohr
25 immer gekühlt, und dieser gekühlte Zustand wird durch die wärmeisolierende
Schicht 31 bewahrt., Übrigens wird der Wärme, welche durch das Kühlen des
thermischen Leiters 22 der wärmeabsorbierenden Seite und des Kaltwasserrohres
25 zu dem thermischen Leiter 20 der wärmeableitenden Seite übertragen
wird, ermöglicht, von dem thermischen Leiter 20 der wärmeableitenden Seite
abgeleitet zu werden, und wird dann aus dem Wasserkühler entfernt, und zwar beides
in Folge der Drehung des Gebläses 19.
Wenn der Kaltwasserschalter oder der Warmwasserschalter an dem Bedienfeld
gedrückt wird, wird die Hub-Pumpe 10 angetrieben, und das Auswahlventil
13 wird automatisch umgeschaltet, sodass aufgekochtes Wasser zu dem Heißwassenohr
14 fließt, wenn der Warmwasserschalter gedrückt wird, oder angehobenes
Wasser zu dem luftgekühlten Wärmeaustauscherrohr 15 fließt, wenn der Kaltwasserschalter
15 gedrückt wird.
Wenn der Warmwasserschalter gedrückt wird, kann das aufgekochte Wasser
in einer gewünschten Menge von dem Warmwasserhahn 32 mittels des Warmwasserrohrs
14 abgegeben werden. Wenn die durch den Hahn 32 abgegebene Menge
kleiner als die angehobene Menge ist, wird der überschüssige Anteil des aufgekochten
Wassers durch das Überlaufrohr 11 in das Gefäß 2 zurückgeführt.
Dieser Überlauf des überschüssigen Anteils des aufgekochten Wassers erfolgt ebenfalls,
wenn kaltes Wasser abgegeben wird.
Wenn der Kaltwasserschalter gedrückt wird, wird das Auswahlventil
13 geschaltet, so dass das aufgekochte Wasser veranlasst wird, zu dem luftgekühlten
Wärmeaustauscherrohr 15 zu fließen. Dieser Fluss wird durch den Fließsensor
16 erfasst. Basierend auf einem Erfassungssignal des Fließsensors, wird
das Gebläse 19 bei einer hohen Drehzahl gedreht und ein spezifizierter
großer Strom wird zu dem thermoelektrischen Modul 21 zugeführt. Das Kaltwasserrohr
25 wird ferner durch den thermischen Leiter 22 der wärmeabsorbierenden
Seite gekühlt, so dass das Kaltwassenohr 25 bereit wird, Wasser abzukühlen.
Das wassergekühlte Wärmeaustauschenohr 15 hat einen ausreichenden
wärmeableitenden Bereich infolge der Länge des Rohres 17 und der zusätzlichen
Anordnung der Kühlrippen 18. Durch das Drehen des Gebläses 19
bei der hohen Drehzahl, wird die Temperatur des aufgekochten Wassers, das durch
das luftgekühlte Wärmeaustauschenohr 15 fließt, deshalb schnell abgekühlt,
und das Wasser, dessen Temperatur abgesenkt worden ist, wird zu dem Filter
26 geliefert. Mikroorganismen, organische Substanzen und feine Teilchen,
derart wie Rost, welche in dem Wasser enthalten sind, können durch das Filtermaterial,
derart wie antibakterielle Aktivkohle, Hohlfasern und/oder Bakuhanseki in dem Filter
26 entfernt werden. Ferner können mineralische Bestandteile, derart wie
Kalzium und Magnesium ebenfalls in ausgeglichenen Verhältnissen in dem Wasser von
dem Bakuhanseki oder versteinerten Korallenmaterial (Corallite) herausgelöst werden,
wodurch gutes Trinkwasser erhalten werden kann.
Das Wasser, welches durch den Filter 26 geflossen ist, fließt
dann durch das Kaltwassenohr 25, welches in einem Niedrigtemperaturzustand
gehalten wird, sodass das Wasser auf eine voreingestellte Temperatur gekühlt wird.
Empfänglich für eine Erfassung der Öffnung des Kaltwasserhahns 28, wird
das automatische Richtungssteuerungsventil 28 in eine Ausgabeseite geschaltet,
sodass das kalte Wasser von dem Hahn 28 abgegeben werden kann.
Empfänglich für eine Erfassung des Schließens des Hahnes
28, wird das automatische Richtungssteuerungsventil 27 in eine
Umlaufseite geschaltet, und gleichzeitig wird das Antreiben der Hub-Pumpe
10 gestoppt und die Umlaufpumpe 29 wird angetrieben,
wodurch das Wasser, das noch innerhalb des Überlaufrohres 11, des Rohres
12, des luftgekühlten Wärmeaustauschenohres 15, des Kaltwassenohres
25 und des Umlaufrohres 30 gehalten wird, in das Gefäß
2 zurückgeführt wird, um den Abfluss auszuführen. Die Umlaufpumpe
29 ist gestaltet, um automatisch zu stoppen, wenn sie für eine vorbestimmte
Zeitdauer angetrieben wird. Weil der Abfluss bei jeder Abgabe von kaltem Wasser
ausgeführt wird, wie dies vorstehend beschrieben ist, wird die Wasserleitung vom
Wachstum verschiedener Bakterien geschützt und bleibt deshalb sauber.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung so gestaltet, um
immer das Liefern von warmem Wasser und kaltem Wasser zu ermöglichen. Wenn nur kaltes
Wasser erforderlich ist, speziell im Sommer, wird Wasser für eine vorbestimmte Zeitdauer
am Anfang aufgekocht und der Heizeinrichtung wird dann eine Energie zugeführt, das
heißt, Strom wird nicht zugeführt, um das Wasser warm zu halten. Auf diese Weise
fällt die Temperatur des warmen Wassers allmählich, und die Energie, die für die
Vorbereitung des kalten Wassers erforderlich ist, wird weiter eingespart.
Bezugnehmend als Nächstes auf 4, wird
die primäre Kühleinheit bei dem Wasserkühler gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
beschrieben. Wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, ist ein Gehäuse 35
mit einem Einlassrohr 36 und einem Auslassrohr 37 an im Wesentlichen
entgegengesetzten Positionen versehen. Eine Vielzahl gewellter Kühlrippenblöcke
38, die in einer Zick-Zack-Form gebogen sind, sind nebeneinander mit den
Kanälen 39 einer vorbestimmten Breite angeordnet, die dazwischen gelegen
sind. Bei jedem gewellten Kühlrippenblock 38 ist eine Anzahl kühlender
Luftströmungsdurchgänge 40 ausgebildet, die sich in einer vertikalen Richtung
relativ zu dem Zeichnungsblatt erstrecken. Kühlender Luft, die von dem Gebläse ausgesendet
wird, wird ermöglicht, durch diese Durchgänge 40 durchzuströmen.
Das aufgekochte Wasser, welches aus dem Gefäß 2 gehoben worden
ist, wird durch das Einlassrohr 36 des Gehäuses 35 eingeführt,
und ihm wird ermöglicht, sich auszubreiten und durch die einzelnen Kanäle
39 als schmale Durchgänge zu fließen. Das aufgekochte Wasser wird folglich
an dem gewellten Kühlrippenblock 38 effizient gekühlt und das Wasser, dessen
Temperatur abgefallen ist, fließt heraus durch das Auslassrohr 37 zu dem
Filter 26.
Der verbleibende Aufbau des Wasserkühlers ist im Wesentlichen derselbe,
wie der des ersten Ausführungsbeispiels, und seine Beschreibung wird hier weggelassen.
Unter Bezugnahme auf 5, wird die primäre
Kühleinheit bei dem Wasserkühler gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel als nächstes
beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die latente Wärme der Verdampfung
von Wasser für die primäre Kühleinheit verwendet.
Wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, wird das Wasser 42
in einem relativ flachen Wassertank 41 gespeichert, der einen relativ breiten
Bereich hat. Ein Wärmeaustauschenohr 43 ist dort in einer gewunden- oder
spiralenförmig gebogenen Form eingetaucht. Das Wärmeaustauschenohr 43 ist
an seiner Auslassseite mit einem Kaltwasserrohr 25 verbunden. Das Kaltwasserrohr
25 ist in einen thermischen Leiter 22 der wärmeabsorbierenden
Seite eingebettet, welcher als eine Kälte-Bewahrungsschicht wirkt. Oberhalb des
thermischen Leiters 22 der wärmeabsorbierenden Seite sind ein thermoelektrischer
Modul 21, ein thermischer Leiter 20, der wärmeableitenden Seite
und ein Gebläse 19 angeordnet.
Oberhalb des Gebläses 19 ist ein Rohr 45 mit einem
dazwischenliegenden Luftströmungsdurchgang 44 angeordnet. Ein freies Ende
des Rohres 45 erstreckt sich zu einer Seite des Wassertanks 41.
Wind, welcher als ein Ergebnis der Drehung des Gebläses 19 erzeugt worden
ist, strömt dafür durch den Luftströmungsdurchgang 44, während er durch
das Rohr 45 geführt wird, das heißt, entlang einer Wasseroberfläche in
den Wassertank 41 strömt, wie dies durch Pfeile bezeichnet ist, wodurch
die Verdampfung des Wassers 42 gefördert wird.
Aufgekochtes Wasser, welches aus dem Gefäß 2 durch die Hub-Pumpe
10 angehoben wird (siehe 1), fließt durch
das Wärmeaustauschenohr 43, wodurch es zuerst durch das Wasser
42 in einem untersten Teil des Wassertankes 41 gekühlt wird und
dann weiter durch das Wasser 42 gekühlt wird, das nahe der Wasseroberfläche
gelegen ist, und als ein Ergebnis eines Verlustes der latenten Wärme der Verdampfung
gekühlt wird.
Bezeichnet mit einem Bezugszeichen 46 in der Zeichnung ist
ein Wasserauffüllrohr. Gewöhnliches Wasser oder ein Anteil des kalten Wassers, das
durch die Umlaufpumpe 29 in 1 abgeflossen
ist, wird als Auffüllwasser verwendet. Das Auffüllen des Wassers zu dem Wasser
42 wird automatisch ausgeführt, und zwar durch das Erfassen des Wasserstandes
in dem Wassertank 41.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Wärmeaustauschenohr
43 in dem Wasser 42 eingetaucht. Als eine Alternative ist es ebenfalls
möglich, aufgekochtes Wasser zu kühlen, welches durch das Wärmeaustauschenohr
43 geflossen ist, und zwar durch Gebrauchmachen von der latenten Wärme
der Verdampfung, das heißt durch Abdecken einer äußeren Oberfläche des Wärmeaustauschenohres
43 mit einer wasserhaltenden Schicht, derart wie eine wasserhaltende gelartige
Substanz, ein Gewebe oder ein nicht gewebter Stoff, und das Blasen von Luft von
dem Gebläse 19 gegen die wasserhaltende gelartige Substanz, das Gewebe
oder den nicht gewebten Stoff.
Bei der Erfindung gemäß Patentanspruch 1, kann das Wasser in dem Behälter
in einer Strecke aufgekocht werden, ohne es in Umlauf zu bringen. Aufgekochtes Wasser
kann deshalb effizient erhalten werden. Ferner wird ein Anteil des aufgekochten Wassers
herausgenommen und wird dann direkt durch die Kühleinheit in kaltes Wasser abgekühlt.
Aufgekochtes Wasser, dessen Temperatur abzusenken ist, ist in der Menge gering,
wodurch es möglich gemacht wird, sofort kaltes Wasser zu erhalten.
Aufgekochtes Wasser wird durch die primäre Kühleinheit in der Temperatur
abgesenkt, und wird dann durch die sekundäre Kühleinheit, die von dem thermoelektrischen
Modul Gebrauch macht, auf eine angemessene Temperatur abgekühlt. Thermische Beschädigungen
des thermoelektrischen Moduls können deshalb verringert werden, wodurch es möglich
gemacht wird, die Lebensdauer des thermoelektrischen Moduls, das heißt des Wasserkühlers,
im Wesentlichen zu verlängern.
Gemäß der Erfindung, wie diese in Patentanspruch 1 beschrieben ist,
wird die Wärmeableitung der primären Kühleinheit und der sekundären Kühleinheit
durch das gemeinsame Verwenden von nur einem Gebläse ausgeführt. Dies macht es möglich,
den Wasserkühler mit einem einfacheren Aufbau und einer geringeren Größe vorzusehen.
Gemäß der Erfindung, wie diese in Patentanspruch 2 beschrieben ist,
ist die Kälte-Bewahrungsschicht, welche vorab in einem Niedertemperaturzustand gehalten
wird, an der wärmeabsorbierenden Seite der zweiten Kühleinheit angeordnet, und es
wird bewirkt, dass das Wasser, das durch die primäre Kühleinheit gekühlt wird, durch
die Kälte-Bewahrungsschicht hindurch geht. Sogar wenn eine große Wassermenge veranlasst
wird, zu fließen, kann sie in einer kurzen Zeit in kaltes Wasser umgewandelt werden.
Gemäß der Erfindung, wie diese in Patentanspruch 3 beschrieben ist,
ist die Kälte-Bewahrungsschicht aus dem Metallblock zusammengesetzt, der in der
zweiten Kühleinheit angeordnet ist. Die Kälte-Bewahrungsschicht hat dafür eine große
thermische Kapazität und hat eine hohe Wasserkühleffizienz.