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JPH05172425A - Cold/hot water feed device - Google Patents

Cold/hot water feed device

Info

Publication number
JPH05172425A
JPH05172425A JP30718491A JP30718491A JPH05172425A JP H05172425 A JPH05172425 A JP H05172425A JP 30718491 A JP30718491 A JP 30718491A JP 30718491 A JP30718491 A JP 30718491A JP H05172425 A JPH05172425 A JP H05172425A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
water
thermoelectric element
hot water
cold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30718491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Kojima
茂 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toto Ltd filed Critical Toto Ltd
Publication of JPH05172425A publication Critical patent/JPH05172425A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/021Control thereof
    • F25B2321/0212Control thereof of electric power, current or voltage

Landscapes

  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable cold water and hot water to be fed simultaneously or selectively by providing a thermoelement, a heat exchanger and means for supplying a direct electric current to the thermoelement. CONSTITUTION:When a direct electric current is caused to flow from DC supply means 36, 38 to a thermoelement 24, one of acting surfaces of the thermoelement 24 absorbs heat (or generates heat) with the Peltier effect according to the flowing direction of the DC to cool (or heat) a heat exchanger 12. Water flowing from a water inlet port of the heat exchanger 12 to a water outlet port thereof exchanges heat with the thermoelement 24, and feed water is cooled (or heated). Accordingly, in the case where a current is supplied in one direction only, the title device is actuated as a cold water feed device or as a hot water feed device according to the flowing direction of the supplied current. Further, in the case where arrangements are so made that the direction of the supplied DC can be inverted by a double-throw switch, the heat exchanger 12 can be cooled or heated at user's option. As a result, cold water and hot water can be fed simultaneously or selectively.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の目的】[Object of the Invention]

【産業上の利用分野】本発明は、水道水などのような温
度調節されていない水を冷水および/または温水に変換
する冷温水供給装置に係り、特に飲料水冷却器としてお
よび/または簡易温水シャワーの温水供給源として好適
に利用することの可能な冷温水供給装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cold / hot water supply device for converting uncontrolled temperature water such as tap water into cold water and / or hot water, particularly as a drinking water cooler and / or simple hot water. The present invention relates to a cold / hot water supply device that can be suitably used as a hot water supply source for a shower.

【0002】[0002]

【従来の技術】水などの冷却は、一般に、フレオンガス
等の冷却媒体を用いた冷凍機により行われているのが通
例である。冷却媒体を利用する冷凍機は、構造が大掛か
りになるという不便がある。また、フレオンガスの漏れ
により、冷却効率が経時的に低下すると共に、環境破壊
の問題を招いている。
2. Description of the Related Art Cooling of water or the like is generally performed by a refrigerator using a cooling medium such as Freon gas. A refrigerator using a cooling medium has a disadvantage that the structure is large. Further, due to the leakage of the Freon gas, the cooling efficiency is deteriorated with time, and the environment is destroyed.

【0003】近年、冷却媒体を利用しない冷却方法とし
て、熱電素子が奏するペルチエ効果(Peltier Effect)
を利用した冷却器が提案されている。即ち、例えば、実
開昭63−125765号には、熱電素子を備えた冷蔵
庫が提案されている。しかし、この冷蔵庫は、内容物を
冷蔵することしか出来ないという意味において、単機能
的である。
In recent years, as a cooling method that does not use a cooling medium, the Peltier effect exhibited by thermoelectric elements
A cooler utilizing the is proposed. That is, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-125765 proposes a refrigerator having a thermoelectric element. However, this refrigerator is monofunctional in the sense that it can only refrigerate its contents.

【0004】他方、温水の供給に際しては、従来、給湯
器が使用されており、ガスや石油などの燃料の燃焼熱に
より水が加熱される。斯る給湯器は複雑な構造の燃焼器
を必要とする。さらに、燃焼音や排気ガスを放出すると
いう環境上の問題を伴う。
On the other hand, in supplying hot water, a water heater is conventionally used, and the water is heated by the heat of combustion of fuel such as gas or oil. Such a water heater requires a combustor with a complicated structure. Further, there are environmental problems such as combustion noise and emission of exhaust gas.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の一観点におい
ては、本発明の目的は、構造簡素でコンパクトな冷温水
供給装置(即ち、冷水および/または温水を供給する装
置)を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In one aspect of the present invention, an object of the present invention is to provide a cold / hot water supply device (that is, a device for supplying cold water and / or hot water) having a simple structure and compact size. is there.

【0006】本発明の他の観点においては、本発明の目
的は、可動部品を有さず、排気ガスや有害ガスや騒音な
どを放出することのない、冷温水供給装置を提供するこ
とにある。
In another aspect of the present invention, it is an object of the present invention to provide a cold / hot water supply device having no moving parts and emitting no exhaust gas, noxious gas or noise. ..

【0007】本発明の更に他の観点においては、本発明
の目的は、使用者の要求に応じて冷水と温水とを選択的
に供給することの可能な冷温水供給装置を提供すること
にある。
In still another aspect of the present invention, it is an object of the present invention to provide a cold / hot water supply device capable of selectively supplying cold water and hot water according to a user's request. ..

【0008】本発明の他の観点においては、本発明の目
的は、冷水と温水とを同時に供給することの可能な冷温
水供給装置を提供することにある。
In another aspect of the present invention, it is an object of the present invention to provide a cold / hot water supply device capable of simultaneously supplying cold water and hot water.

【0009】[0009]

【発明の構成】[Constitution of the invention]

【課題を解決するための手段および作用の要旨】本発明
の一態様においては、本発明の冷温水供給装置は、熱電
素子と、熱電素子の一方の作用面(吸発熱面)に対して
伝熱関係で配置された1つの熱交換器と、熱電素子に直
流電流を供給する手段とを備えている。
Means for Solving the Problems and Summary of Actions In one aspect of the present invention, a cold / hot water supply apparatus according to the present invention transfers heat to a thermoelectric element and one working surface (heat absorbing surface) of the thermoelectric element. It comprises one heat exchanger arranged in thermal relationship and means for supplying a direct current to the thermoelectric element.

【0010】熱電素子は、電気エネルギを消費して熱の
移送を行う素子として知られており、今日の高性能の熱
電素子は一般に化合物半導体からなり、p型半導体とn
型半導体とを接合して熱電対を構成したものである。熱
電素子のpn接合に直流電流を通じると、熱電素子の両
端(一対の作用面)に吸熱発熱現象が生じるのであり、
この現象はペルチエ効果と呼ばれている。
A thermoelectric element is known as an element that consumes electric energy to transfer heat, and today's high-performance thermoelectric elements are generally made of compound semiconductors, such as p-type semiconductors and n-type semiconductors.
A thermocouple is formed by joining the semiconductor with a mold semiconductor. When a direct current is applied to the pn junction of the thermoelectric element, an endothermic and exothermic phenomenon occurs at both ends (a pair of working surfaces) of the thermoelectric element.
This phenomenon is called the Peltier effect.

【0011】従って、直流電流供給手段から熱電素子に
直流電流を通じると、熱電素子の一方の作用面は、直流
電流の向きに応じ、ペルチエ効果により吸熱(又は発
熱)し、熱交換器を冷却(又は加熱)する。熱交換器の
水入口から水出口へと流れる水は熱電素子と熱交換を行
ない、供給水は冷却(又は加熱)される。従って、電流
を1方向のみに供給する場合には、本発明の装置は、供
給電流の向きに応じ、冷水供給装置或いは温水供給装置
として作動する。
Therefore, when a direct current is supplied from the direct current supply means to the thermoelectric element, one of the working surfaces of the thermoelectric element absorbs heat (or heat) due to the Peltier effect according to the direction of the direct current and cools the heat exchanger. (Or heat). The water flowing from the water inlet to the water outlet of the heat exchanger exchanges heat with the thermoelectric element, and the supplied water is cooled (or heated). Therefore, when the current is supplied in only one direction, the device of the present invention operates as a cold water supply device or a hot water supply device depending on the direction of the supply current.

【0012】逆転スイッチにより供給直流電流の向きを
反転できるようにした場合には、熱交換器を随意に冷却
し又は加熱することができるので、本発明の冷温水供給
装置は、使用者の要求に応じて冷水と温水とを選択的に
供給することができる。
When the direction of the supplied DC current can be reversed by the reversing switch, the heat exchanger can be cooled or heated at will, so that the cold / hot water supply device of the present invention can be used by the user. It is possible to selectively supply cold water and hot water depending on the situation.

【0013】本発明の他の態様においては、本発明の冷
温水供給装置は、通電に伴いペルチエ効果により夫々吸
熱および発熱する一対の作用面を有する熱電素子と、熱
電素子の夫々の作用面に対して夫々伝熱関係で配置され
た2つの熱交換器と、熱電素子に直流電流を供給する手
段とを備えている。
In another embodiment of the present invention, the cold / hot water supply device of the present invention has a thermoelectric element having a pair of working surfaces that respectively absorb and generate heat by the Peltier effect upon energization, and the working surface of each of the thermoelectric elements. On the other hand, it is provided with two heat exchangers respectively arranged in a heat transfer relationship, and means for supplying a direct current to the thermoelectric element.

【0014】通電に伴い、ペルチエ効果により熱電素子
の一方の作用面は吸熱し、同時に他方の作用面は発熱す
る。その結果、熱電素子の吸熱側に配置された熱交換器
を流れる水は冷却されて冷水となり、他方、熱電素子の
発熱側に配置された熱交換器を流れる水は加熱されて温
水となる。従って、この実施態様にあっては、冷水と温
水とを同時に供給することができる。
Due to the Peltier effect, one working surface of the thermoelectric element absorbs heat while the other working surface generates heat at the same time. As a result, the water flowing through the heat exchanger arranged on the heat absorption side of the thermoelectric element is cooled to be cold water, while the water flowing through the heat exchanger arranged on the heat generating side of the thermoelectric element is heated to become warm water. Therefore, in this embodiment, cold water and hot water can be supplied at the same time.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例を示す添付図面を参照
しながら、本発明をより詳しく説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing the embodiments of the present invention.

【0016】図1は本発明の第1実施例に係る冷温水供
給装置を冷水供給モードに配置したところを一部模式的
に示すもので、この冷温水供給装置10は、入来する水
道水を冷水に冷却する熱交換手段としての熱交換器12
を備えている。熱交換器12は、その内部にある程度の
量の水を貯留できるようになった幅広の熱交換部14
と、入口パイプ16と、出口パイプ18を有する。入口
パイプ16は参照番号20で模式的に示したバルブVを
介して水道管21に接続することができ、出口パイプ1
8は蛇口22に接続することができる。
FIG. 1 schematically shows a part of the cold / hot water supply apparatus according to the first embodiment of the present invention arranged in a cold water supply mode. The cold / hot water supply apparatus 10 is designed to receive incoming tap water. Exchanger 12 as a heat exchange means for cooling water to cold water
Is equipped with. The heat exchanger 12 has a wide heat exchange section 14 capable of storing a certain amount of water therein.
And an inlet pipe 16 and an outlet pipe 18. The inlet pipe 16 can be connected to a water pipe 21 via a valve V, which is schematically indicated by reference numeral 20, and the outlet pipe 1
8 can be connected to the faucet 22.

【0017】冷温水供給装置10は更に熱電素子24を
備えており、この熱電素子24は熱交換器12に対して
伝熱関係をもって配置されている。図示した第1実施例
においては、熱電素子24は、Bi−Te系化合物半導
体材料からなるp型半導体26とn型半導体28とを金
属板30によってpn接合し、夫々の半導体26および
28に電極板32および34を設けてなる。夫々の電極
板32および34には、熱電素子24に直流電流を供給
する手段としてのマイナス・リード線36およびプラス
・リード線38が接続してあり、これらのリード線はス
イッチ40を介して蓄電池42からなる直流電源に接続
されている。なお、蓄電池42に代えて、商用交流電源
から電力を供給されるAC/DCコンバータ(図示せ
ず)を用いてもよい。
The hot / cold water supply apparatus 10 further includes a thermoelectric element 24, which is arranged in a heat transfer relationship with the heat exchanger 12. In the illustrated first embodiment, in the thermoelectric element 24, a p-type semiconductor 26 and an n-type semiconductor 28 made of a Bi-Te compound semiconductor material are pn-joined by a metal plate 30, and electrodes are formed on the respective semiconductors 26 and 28. Plates 32 and 34 are provided. A minus lead wire 36 and a plus lead wire 38 as means for supplying a direct current to the thermoelectric element 24 are connected to the respective electrode plates 32 and 34, and these lead wires are connected via a switch 40 to a storage battery. It is connected to a DC power supply composed of 42. Instead of the storage battery 42, an AC / DC converter (not shown) supplied with power from a commercial AC power supply may be used.

【0018】熱電素子24の金属板30を熱交換器12
から電気的に絶縁しながらも伝熱接続するため、電気絶
縁性で熱伝導性に優れたアルミナセラミックの層43を
介して両者は連結されている。図示した実施例では、ア
ルミナセラミックの層43には複数の熱交換フィン44
が接合してある。これらの熱交換フィン44は熱交換部
14の内部において熱交換部14の内部空間を横切って
延長しており、熱電素子24の金属板30と熱交換部1
4内部の水との間で効率的に熱交換を行うようになって
いる。入口パイプ16から熱交換部14の内部空間に流
入した水が出口パイプ18へと流れるようにするため、
熱交換部14の内部において熱交換フィン44には複数
の貫通孔(図示せず)が設けてある。
The metal plate 30 of the thermoelectric element 24 is connected to the heat exchanger 12
Since they are electrically insulated from each other and perform heat transfer connection, they are connected to each other through the alumina ceramic layer 43 which is electrically insulating and excellent in thermal conductivity. In the illustrated embodiment, the alumina ceramic layer 43 includes a plurality of heat exchange fins 44.
Are joined together. These heat exchange fins 44 extend inside the heat exchange unit 14 across the inner space of the heat exchange unit 14, and the metal plate 30 of the thermoelectric element 24 and the heat exchange unit 1 are provided.
Heat exchange is efficiently performed with the water inside. In order that the water flowing from the inlet pipe 16 into the internal space of the heat exchange section 14 may flow to the outlet pipe 18,
Inside the heat exchange section 14, the heat exchange fin 44 is provided with a plurality of through holes (not shown).

【0019】この冷温水供給装置10の作動について述
べるに、スイッチ40を閉じると、直流電流は熱電素子
24のn型半導体28から金属板30を介してp型半導
体26へと流れる。通電により、pn接合を構成する金
属板30はペルチエ効果により冷却され、電極板32と
34は加熱される。冷却された金属板30は熱電素子2
4の吸熱側作用面として作用し、熱交換部14内の水道
水を冷却する。このようにして熱交換部14内に貯えら
れた冷水はバルブ20を開けると蛇口22から吐出さ
れ、飲料の用に供することができる。
The operation of the hot / cold water supply device 10 will be described. When the switch 40 is closed, a direct current flows from the n-type semiconductor 28 of the thermoelectric element 24 to the p-type semiconductor 26 via the metal plate 30. By energizing, the metal plate 30 forming the pn junction is cooled by the Peltier effect, and the electrode plates 32 and 34 are heated. The cooled metal plate 30 is the thermoelectric element 2
4 acts as a heat-absorption-side working surface for cooling the tap water in the heat exchange section 14. The cold water thus stored in the heat exchange section 14 is discharged from the faucet 22 when the valve 20 is opened, and can be used for drinking.

【0020】他方、電極板32と34は熱電素子24の
発熱側作用面として作用し、周囲の空気により空冷さ
れ、吸熱側作用面としての金属板30から移送されて来
る熱を放散する。電極板32と34に放熱フィン(図示
せず)を設置すれば、放熱を促進することができる。
On the other hand, the electrode plates 32 and 34 act as the heat generating side working surface of the thermoelectric element 24, are air-cooled by the surrounding air, and dissipate the heat transferred from the metal plate 30 as the heat absorbing side working surface. If heat radiation fins (not shown) are installed on the electrode plates 32 and 34, heat radiation can be promoted.

【0021】以上には、蓄電池42のプラス端子をn型
半導体28に接続し、マイナス端子をp型半導体26に
接続することにより、この装置10を冷水供給モードで
作動させる場合について説明したが、直流電流の向きが
逆になるように蓄電池42を接続すれば、金属板30は
熱電素子24の発熱側作用面となるので、この装置10
は温水供給装置として作動する。
The case where the device 10 is operated in the cold water supply mode by connecting the positive terminal of the storage battery 42 to the n-type semiconductor 28 and the negative terminal to the p-type semiconductor 26 has been described above. If the storage battery 42 is connected so that the direction of the direct current is reversed, the metal plate 30 will be the heat generating side working surface of the thermoelectric element 24.
Operates as a hot water supply.

【0022】図2は、図1に示した冷温水供給装置10
を冷水と温水とのいづれかを選択的に供給できるように
配置したところを示すもので、図1の構成要素と共通す
る構成要素は同じ参照番号で示し、説明は省略する。相
違点のみを説明するに、図2の配置においては、蓄電池
42(前述したように、AC/DCコンバータに置き換
えることができる)は、熱電素子24に異なる任意の向
きに直流電流を供給するように熱電素子24に接続され
ている。このため、蓄電池42の両端子は互いに連動す
る2つの双投スイッチ50および52の可動接点に接続
してあり、双投スイッチ50の第1固定接点と双投スイ
ッチ52の第2固定接点とはリード線54を介してp型
半導体26の電極板32に接続され、双投スイッチ50
の第2固定接点と双投スイッチ52の第1固定接点とは
リード線56を介してn型半導体28の電極板34に接
続されている。また、熱交換器12の出口パイプ18は
三方弁58を介して蛇口22およびシャワーヘッド60
に接続してあり、三方弁58を操作することにより出口
パイプ18を蛇口22およびシャワーヘッド60のいづ
れか一方に選択的に接続できるようになっている。
FIG. 2 shows the cold / hot water supply device 10 shown in FIG.
Is arranged so that either cold water or hot water can be selectively supplied, and constituent elements common to those of FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. To explain only the differences, in the arrangement of FIG. 2, the storage battery 42 (which can be replaced by an AC / DC converter as described above) supplies the direct current to the thermoelectric element 24 in different arbitrary directions. Is connected to the thermoelectric element 24. Therefore, both terminals of the storage battery 42 are connected to the movable contacts of the two double throw switches 50 and 52 which are interlocked with each other, and the first fixed contact of the double throw switch 50 and the second fixed contact of the double throw switch 52 are connected to each other. The double throw switch 50 is connected to the electrode plate 32 of the p-type semiconductor 26 via the lead wire 54.
And the first fixed contact of the double throw switch 52 are connected to the electrode plate 34 of the n-type semiconductor 28 via the lead wire 56. Further, the outlet pipe 18 of the heat exchanger 12 is connected to the faucet 22 and the shower head 60 via the three-way valve 58.
The outlet pipe 18 can be selectively connected to either one of the faucet 22 and the shower head 60 by operating the three-way valve 58.

【0023】図2の配置における冷温水供給装置10の
作動を説明するに、互いに連動する2つの双投スイッチ
50および52の可動接点を図2において時計回りに回
動させると、直流電流はp型半導体26から金属板30
を通ってn型半導体28へと流れ、金属板30が熱電素
子の発熱側作用面となり、電極板32および34は吸熱
側作用面となり、電極板32および34から金属板30
へと熱が移送される。その結果、熱交換器12は加熱さ
れ、入口パイプ16から流入する水は加熱されて温水と
なる。三方弁58の操作により出口パイプ18をシャワ
ーヘッド60に接続すると、シャワーヘッド60から温
水が供給される。
To explain the operation of the hot and cold water supply apparatus 10 in the arrangement of FIG. 2, when the movable contacts of the two double throw switches 50 and 52 interlocking with each other are rotated clockwise in FIG. 2, the direct current becomes p. Type semiconductor 26 to metal plate 30
Flow through to the n-type semiconductor 28, the metal plate 30 serves as the heat generating side working surface of the thermoelectric element, and the electrode plates 32 and 34 serve as the heat absorbing side working surface.
Heat is transferred to. As a result, the heat exchanger 12 is heated, and the water flowing from the inlet pipe 16 is heated to be hot water. When the outlet pipe 18 is connected to the shower head 60 by operating the three-way valve 58, hot water is supplied from the shower head 60.

【0024】反対に、双投スイッチ50および52の可
動接点を図2において反時計回りに回動させると、電流
はn型半導体28から金属板30を通ってp型半導体2
6へと流れ、図1を参照して前述したように、熱交換器
12内の水は冷却されて冷水となる。三方弁58を操作
して出口パイプ18を蛇口22の接続すると、蛇口22
において冷水が得られる。
On the contrary, when the movable contacts of the double throw switches 50 and 52 are rotated counterclockwise in FIG. 2, the current flows from the n-type semiconductor 28 through the metal plate 30 to the p-type semiconductor 2.
6, the water in the heat exchanger 12 is cooled to be cold water as described above with reference to FIG. When the outlet pipe 18 is connected to the faucet 22 by operating the three-way valve 58,
Cold water is obtained at.

【0025】図3は本発明の第2実施例に係る冷温水供
給装置を一部模式的に示すもので、図1の構成要素と共
通する構成要素は同じ参照番号で示す。
FIG. 3 schematically shows a part of the cold / hot water supply apparatus according to the second embodiment of the present invention, and the same components as those of FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0026】この実施例においても、冷温水供給装置7
0は、1対の熱電素子24を備えており、この熱電素子
24は、第1実施例と同様に、p型半導体26とn型半
導体28と金属板30と電極板32および34からな
る。電極板と蓄電池42との接続関係は図1の配置例と
同様であるので、金属板30は吸熱側作用面として作用
し、電極板32および34は発熱側作用面として機能す
る。熱電素子24の冷却側作用面となる金属板30に
は、第1実施例と同様に冷却用の熱交換器12が接合し
てある。
Also in this embodiment, the cold / hot water supply device 7 is used.
0 has a pair of thermoelectric elements 24, and the thermoelectric elements 24 are composed of a p-type semiconductor 26, an n-type semiconductor 28, a metal plate 30, and electrode plates 32 and 34, as in the first embodiment. Since the connection relationship between the electrode plate and the storage battery 42 is the same as in the arrangement example of FIG. 1, the metal plate 30 functions as a heat-absorption-side working surface, and the electrode plates 32 and 34 function as a heat-generating-side working surface. The heat exchanger 12 for cooling is joined to the metal plate 30, which serves as the cooling-side working surface of the thermoelectric element 24, as in the first embodiment.

【0027】第2実施例の冷温水供給装置70には、更
に、温水用の熱交換器72が設けてあり、発熱側作用面
としての電極板32および34に、電気絶縁性で熱伝導
性のアルミナセラミックの層73を介して、伝熱関係で
接合してある。温水用熱交換器72の構造は冷水用熱交
換器12と同様であり、入口パイプ74と出口パイプ7
6とを有する。冷水用熱交換器12の出口パイプ18は
蛇口22に接続し、温水用熱交換器72の出口パイプ7
6はシャワーヘッド60に接続することができる。熱交
換器12および72の入口パイプ16および74は三方
弁78を介して水道管21に接続することができる。
The cold / hot water supply device 70 of the second embodiment is further provided with a heat exchanger 72 for hot water, and the electrode plates 32 and 34 as the heat-generating side working surfaces are electrically insulating and thermally conductive. Are bonded in a heat transfer relationship through the alumina ceramic layer 73 of. The structure of the heat exchanger 72 for hot water is the same as that of the heat exchanger 12 for cold water, and the inlet pipe 74 and the outlet pipe 7 are
6 and. The outlet pipe 18 of the cold water heat exchanger 12 is connected to the faucet 22, and the outlet pipe 7 of the hot water heat exchanger 72 is connected.
6 can be connected to a shower head 60. The inlet pipes 16 and 74 of the heat exchangers 12 and 72 can be connected to the water pipe 21 via a three-way valve 78.

【0028】第2実施例の作動について説明するに、ス
イッチ40を閉じて熱電素子24に通電すれば、前述し
たように、ペルチエ効果による熱の移送が行われ、金属
板30は吸熱側作用面となり、電極板32および34は
発熱側作用面となる。従って、冷水用熱交換器12内の
水は冷却されて冷水となり、温水用熱交換器72内の水
は加熱されて温水となる。三方弁78の操作により、双
方の熱交換器12および72に水道水を供給すると、蛇
口22からは冷水が得られ、シャワーヘッド60からは
温水が供給される。
The operation of the second embodiment will be described. When the switch 40 is closed and the thermoelectric element 24 is energized, heat is transferred by the Peltier effect as described above, and the metal plate 30 causes the heat absorption side working surface. Therefore, the electrode plates 32 and 34 serve as the heat generating side working surface. Therefore, the water in the cold water heat exchanger 12 is cooled to be cold water, and the water in the hot water heat exchanger 72 is heated to be hot water. When tap water is supplied to both heat exchangers 12 and 72 by operating the three-way valve 78, cold water is obtained from the faucet 22 and hot water is supplied from the shower head 60.

【0029】水道管21が冷水用熱交換器12のみに接
続されるように三方弁78を操作すれば、冷水のみが蛇
口22から吐出される。反対に、水道管21が温水用熱
交換器72のみに接続されるように三方弁78を操作す
れば、温水のみがシャワーヘッド60から流出する。
If the three-way valve 78 is operated so that the water pipe 21 is connected only to the cold water heat exchanger 12, only cold water is discharged from the faucet 22. On the contrary, if the three-way valve 78 is operated so that the water pipe 21 is connected only to the hot water heat exchanger 72, only hot water flows out from the shower head 60.

【0030】このように、第2実施例においては、冷水
と温水とを同時に得ることもできるし、選択的にいづれ
か一方のみを得ることもできる。
As described above, in the second embodiment, it is possible to obtain cold water and hot water at the same time, or selectively obtain either one of them.

【0031】図4は、前述した本発明の冷温水供給装置
において好適に使用可能な熱電素子モジュールの一部を
拡大して示すもので、図4に示した熱電素子モジュール
は図1から図3に示した1対の熱電素子24とそのまゝ
置換して用いることができる。図4を参照するに、この
熱電素子モジュール80は、Bi−Te系の化合物半導
体からなるp型半導体82とn型半導体84とを金属板
86を介して熱電対の形に接合することにより形成され
た複数対の熱電素子88を有し、各熱電素子88はアレ
ーの形に配列されている。即ち、同一列の隣り合う熱電
素子88は金属端子90によって互いに直列に電気接続
されており、前後の列の熱電素子88は列の端部におい
て例えば金属端子92によって互いに直列接続されてい
る。このようにして、互いに直列接続された100以上
の対の熱電素子88によって1つの熱電素子モジュール
80を構成することができる。モジュール内の夫々の熱
電素子は電気絶縁性で熱伝導性のセラミック基板94お
よび96によって支持されている。これらのセラミック
基板94および96はすべての熱電素子88に共通する
吸熱発熱作用面として作用するもので、いづれが吸熱側
となりいづれが発熱側となるかは、pn接合を通る電流
の向きにより定まる。
FIG. 4 is an enlarged view of a part of a thermoelectric element module that can be suitably used in the above-described cold / hot water supply apparatus of the present invention. The thermoelectric element module shown in FIG. It can be used by replacing the pair of thermoelectric elements 24 shown in FIG. Referring to FIG. 4, this thermoelectric element module 80 is formed by joining a p-type semiconductor 82 and an n-type semiconductor 84 made of a Bi—Te based compound semiconductor in the form of a thermocouple via a metal plate 86. A plurality of pairs of thermoelectric elements 88, which are arranged in the form of an array. That is, adjacent thermoelectric elements 88 in the same row are electrically connected in series with each other by metal terminals 90, and thermoelectric elements 88 in the preceding and following rows are connected in series with each other by, for example, metal terminals 92 at the ends of the rows. In this way, one thermoelectric element module 80 can be constituted by 100 or more pairs of thermoelectric elements 88 connected in series with each other. Each thermoelectric element in the module is supported by electrically insulating and thermally conductive ceramic substrates 94 and 96. These ceramic substrates 94 and 96 act as an endothermic and exothermic action surface common to all the thermoelectric elements 88, and which is the endothermic side or the exothermic side is determined by the direction of the current passing through the pn junction.

【0032】以上の実施例の記載では、熱交換器12お
よび72は内部に水貯留空間を有するものとして説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、蛇行す
る熱伝導性のパイプを熱電素子の作用面に接触させても
よい。
In the above description of the embodiments, the heat exchangers 12 and 72 have been described as having the water storage space inside, but the present invention is not limited to this, and the meandering heat conductive pipes are used. May be brought into contact with the working surface of the thermoelectric element.

【0033】また、水温を任意の温度に調節するサーミ
スタや、水量や湯水の混合比を調節する弁機構を設けて
もよい。
A thermistor for adjusting the water temperature to an arbitrary temperature and a valve mechanism for adjusting the amount of water and the mixing ratio of hot and cold water may be provided.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、熱電素子によって冷却
又は加熱される熱交換器を水路の途中に設けるという簡
単な構造により、冷水および/又は温水を簡便に供給す
ることができる。
According to the present invention, cold water and / or hot water can be easily supplied by a simple structure in which a heat exchanger cooled or heated by a thermoelectric element is provided in the middle of a water channel.

【0035】他の見地においては、本発明によれば、熱
電素子の吸熱作用と発熱作用との双方を同時に利用する
ことができるので、冷水と温水とを同時に供給すること
が可能である。
In another aspect, according to the present invention, both the endothermic action and the exothermic action of the thermoelectric element can be utilized at the same time, so that it is possible to supply cold water and hot water at the same time.

【0036】更に他の見地においては、本発明の装置
は、熱電素子の吸発熱作用により水を冷却し又は加熱す
るので、フレオンガスのような冷媒や排気ガス放出する
ことがなく、環境保全に寄与することができる。
In still another aspect, the device of the present invention cools or heats water by the heat absorption / exothermic action of the thermoelectric element, so that it does not release a refrigerant such as freon gas or exhaust gas and contributes to environmental protection. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の第1実施例に係る冷温水供給
装置を冷水供給モードに配置したところを示す斜視図で
あり、一部は模式的に示してある。
FIG. 1 is a perspective view showing a cold / hot water supply apparatus according to a first embodiment of the present invention, which is arranged in a cold water supply mode, and a part thereof is schematically shown.

【図2】図2は、本発明の第1実施例に係る冷温水供給
装置を冷水と温水とのいづれかを選択的に供給できるよ
うに配置したところを示す斜視図であり、一部は模式的
に示してある。
FIG. 2 is a perspective view showing a cold / hot water supply device according to a first embodiment of the present invention, which is arranged so as to selectively supply either cold water or hot water, and a part thereof is a schematic view. It is shown in the figure.

【図3】図3は、本発明の第2実施例に係る冷温水供給
装置を一部模式的に示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing a part of the cold / hot water supply device according to the second embodiment of the present invention.

【図4】図4は、本発明の冷温水供給装置において好適
に使用可能な熱電素子モジュールの一部を拡大して示す
斜視図である。
FIG. 4 is an enlarged perspective view showing a part of a thermoelectric element module that can be suitably used in the cold / hot water supply device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、70: 冷温水供給装置 12、72: 熱交換器 24: 熱電素子 30、32、34、94、96: 熱電素子の作用面 36、38、54、56: 直流電流供給手段 80: 熱電素子モジュール 10, 70: Cold / hot water supply device 12, 72: Heat exchanger 24: Thermoelectric element 30, 32, 34, 94, 96: Working surface of thermoelectric element 36, 38, 54, 56: Direct current supply means 80: Thermoelectric element module

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電流の通電に伴いペルチエ効果によ
り吸熱または発熱する作用面を有する熱電素子と、 水入口と水出口とを備え、熱電素子の前記作用面に対し
て伝熱関係で配置され、前記水入口から水出口へと流れ
る水と熱電素子の前記作用面との間で熱交換をする熱交
換手段と、 熱電素子にペルチエ効果を生じさせるべく前記熱電素子
に直流電流を供給する手段、とを備えた冷温水供給装
置。
1. A thermoelectric element having a working surface that absorbs or heats due to the Peltier effect when a direct current is applied, a water inlet and a water outlet, and is arranged in a heat transfer relationship with the working surface of the thermoelectric element. A heat exchange means for exchanging heat between the water flowing from the water inlet to the water outlet and the working surface of the thermoelectric element, and means for supplying a direct current to the thermoelectric element so as to generate a Peltier effect in the thermoelectric element A cold / hot water supply device including, and.
【請求項2】 直流電流の通電に伴いペルチエ効果によ
り夫々吸熱および発熱する一対の作用面を有し、直流電
流を供給したときに一方の作用面が吸熱を行うと同時に
他方の作用面が発熱を行うようになった熱電素子と、 水入口と水出口とを夫々備え、熱電素子の前記作用面の
夫々に対して夫々伝熱関係で配置され、夫々の水入口か
ら水出口へと流れる水と熱電素子の夫々の作用面との間
で熱交換をする2つの熱交換手段と、 熱電素子にペルチエ効果を生じさせるべく前記熱電素子
に直流電流を供給する手段、とを備えた冷温水供給装
置。
2. A pair of working surfaces, each of which absorbs heat and generates heat by a Peltier effect when a direct current is applied, and one working surface absorbs heat when the direct current is supplied, and the other working surface also generates heat. And a water inlet and a water outlet, respectively, which are arranged in a heat transfer relationship with respect to each of the working surfaces of the thermoelectric element, and water flowing from each water inlet to the water outlet. And hot water supply including two heat exchanging means for exchanging heat between the thermoelectric element and each working surface of the thermoelectric element, and means for supplying a direct current to the thermoelectric element so as to generate a Peltier effect in the thermoelectric element. apparatus.
JP30718491A 1990-10-29 1991-10-28 Cold/hot water feed device Pending JPH05172425A (en)

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