JP4567590B2 - 単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水が得られる冷温浄水システムおよび装置 - Google Patents

Description

本発明は単一のエバポレーターだけで製氷はもとより、種々なる方式による冷水が得られる冷温浄水器およびそのシステムに係り、詳しくは、単なるシステムの変更だけで種々なる方式の冷水の生成を可能にし、且つ、製氷のための原水として一定の温度以下の範囲の冷水を用いることにより、一定の製氷量が得られるようにして省エネ効果を持たせる、単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水を得られる冷温浄水システムおよび装置に関する。

現在、冷温浄水器は、図７に示すように、各種のフィルタリング手段１００により浄水された水を貯蔵するための浄水タンク１１０と、前記浄水タンク１１０から浄水を供給されて貯蔵する冷水タンク１２０、および温水タンク１３０を備えていて、前記冷水タンクと温水タンクに貯蔵された冷水と温水は排水弁を介して排水されている。

このとき、前記冷水タンク１２０においては、貯蔵された浄水を低温に冷却するために冷凍サイクルによって熱交換が行われ、前記温水タンク１３０は、貯蔵された浄水を高温に加熱するための発熱手段を含む。

しかしながら、この種の冷温浄水器は、生活の多様化に伴い、水を浄水して冷水と温水だけを得る機能に留まらず、即座に摂取可能な状態の氷を提供する機能への要求が高まっている。

このような要求に応え、本出願人により先に登録されている、例えば、下記の特許文献１には、冷温浄水器から氷を提供可能にしたものが開示されている。

しかしながら、これは、図８に示すように、氷と冷水を得るためには２台のエバポレーター２００、２１０を用いることを余儀なくされている。このため、圧縮機２２０の容量増加による製品のコスト高とエネルギー消耗量の増加を伴うものであった。さらに、一連の製氷動作は原水の温度および周りの温度変化による影響を受け、その結果、製氷量が変化するという不都合もあった。
大韓民国特許登録第４０７８６７号公報

そこで、本発明は、単一のエバポレーターだけで製氷はもとより、種々の方式による冷水が得られ、システムの変更だけで種々の形式の冷水生成を可能にし、製氷のための原水として一定温度以下の範囲の冷水を用いることにより、一定の製氷量が得られるほか、省エネも図ることのできる、単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水が得られる冷温浄水システムおよび装置を提供することが目的である。

前記の目的を達成するために、本発明は、通常の冷温浄水システムにおいて、フィルタリング手段を介して浄水された水を第１のソレノイド弁によって断続しながら、冷水タンクに流入させる手段と、冷水タンクに流入した水を循環ポンプによって水受けに循環させる手段と、水受けに流入した水を製氷手段のエバポレーターによって冷却しながら循環させ、冷水を冷水タンクに貯蔵すると共に、冷水を製氷用原水として製氷を行う手段と、製氷が完了した後、水受け駆動手段の駆動によって水受けを回転させると共に、脱氷ラインを介して第２のソレノイド弁によって断続される高温高圧の冷媒ガスをエバポレーターに流入させて脱氷する手段と、脱氷された氷を氷貯蔵庫に送り、未製氷の冷水は冷水タンクに送る手段と、を備えることを特徴とする単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水が得られる冷温浄水システムを提供する。

本発明は、単一のエバポレーターによって製氷と同時に冷水が得られ、製氷ユニットの水受け２０の簡単な動作と循環ポンプ３０による冷水タンク１０の水の水受け２０への循環によって速やかに冷水を得ることができる。さらに、この冷水を用いて製氷を行うことにより、原水の温度と周りの温度変化とに無関係に一定量の氷が得られるという効果がある。

以下に、添付図面に基づいて、本発明の一つの実施形態を詳細に説明する。

先ず、本発明を説明するに当たり、従来の技術と同じ構成要素に対しては別の参照符号を付けた。

図１は、本発明の全体的な構成を示し、図２は、単一のエバポレーターを用いて製氷と同時に冷水を得るための冷媒の流れを示すものである。

本発明における冷温浄水器には温水を得るための公知の手段が含まれている。本発明による冷温浄水器について、単なる製氷と冷水を得るための手段をその特徴点として述べる。

本発明は、流入する原水がフィルタリング手段１００などによって浄水された水を１次的に貯蔵するための浄水タンク１１０と、前記浄水タンク１１０の水を冷水として貯蔵すると共に製氷用の原水として供給するための冷水タンク１０と、前記冷水タンク１０に貯蔵された水を製氷ユニットの水受け２０に循環させるための循環ポンプ３０と、前記循環ポンプ３０によって循環する水を製氷すると共に、低温の冷水にしながら一時的に貯蔵する水受け２０と、前記水受け２０に貯蔵された水に浸漬される浸漬部４４を有するエバポレーター４１と、前記エバポレーター４１の浸漬部４４に吊設状態で製氷された氷を瞬時に脱氷するために高温高圧のガスを流入させる脱氷ライン４２を有する製氷手段４０と、前記製氷手段４０のエバポレーター４１の浸漬部４４に氷が吊設状態で製氷された後、脱氷/製氷のために水受け２０の回転を誘導する水受け駆動手段５０と、前記水受け２０を一定角度だけ回転させた後に係止させるための水受けの係止手段２５と、前記水受け２０の回転に連動されて脱氷された氷を氷貯蔵庫６０に移送するグリル７０と、グリル７０の作動時に低温の水と氷を通過させるためのホール（穴）８１、８１ａを有する摺動板８０と、を備える。

このとき、浄水された水を冷水として貯蔵すると共に、水受け２０からの水が流下する箇所に設けられる冷水タンク１０には、その流下水を冷水タンク１０の適正な容量分だけ満たされるように制御するための水位センサー１１が設けられる。この、水位センサー１１によって一定量の水が流入したことが感知されると、その信号に基づいて、浄水タンク１１０から冷水タンク１０に供給される水は第１のソレノイド弁１３によって遮断される。次いで、循環ポンプ３０によって冷水タンク１０の水が製氷ユニットの水受け２０に送られる。

このとき、図２に示すように、製氷手段４０において、冷凍サイクルの圧縮機１を作動させて高温高圧のガスを中温中圧の液体冷媒と熱交換するための凝縮機２と、前記凝縮機２において熱交換された中温中圧の液体冷媒を低温低圧の液体冷媒に変える毛細管３を通った低温低圧の液体冷媒が製氷ユニットの製氷手段４０に循環させて、製氷手段４０のエバポレーター４１の浸漬部４４が水受け２０に満たされている水に浸漬された状態にあり、水受け２０の水温を急減させて冷水を生成させるのである。

このとき、循環ポンプ３０によって冷水タンク１０の水が製氷ユニットの水受け２０に一定時間（冷水タンク１０の温度が一定値に達する時間の間）循環しながら、冷水タンク１０の水は次第に低温となる。このような循環過程は、冷水タンク１０の内部に設けられた冷水タンクの温度センサー１２の設定値に達するまで続く。

この場合、冷水タンク１０の水温が冷水タンクの温度センサー１２の設定値に達したとき、圧縮機１は止まる。循環ポンプ３０は、浸漬部４４に形成された残留氷を除去するために一定の時間動作してから止まる。

このように冷水タンク１０の温度が低温に保たれるため、製氷の動作に際し、循環ポンプ３０によって冷水タンク１０から水受け２０に流入する水の温度も低温に保たれることになる。その結果、エバポレーター４１の入出口に設けられる浸漬部４４における氷の形状が均一になり、且つ、周りの温度変化による製氷量の変化も減り、さらに、低温の冷水を用いることにより、製氷ユニットの製氷手段４０における製氷は高速で行われるのである。

上記の冷水の生成において、水タンク１０の水を循環ポンプ３０によって水受け２０に循環させる場合、製氷手段４０を同時に作動させて冷水タンク１０の水を連続的に循環させて生成させたり、あるいは、冷水タンク１０の水温を急減させるために前記製氷手段４０は作動を続けて、循環ポンプ３０のオン／オフを繰り返し行って生成させる。すなわち、循環ポンプ３０がオンになって水受け２０に水が満たされると、循環ポンプ３０はオフになって水受け２０の水を急激に冷却させる。その後、循環ポンプ３０をさらにオンにすると、急激に冷却された低温の水が冷水タンク１０に流入して、冷水タンク１０の水温を急減させる。

また、省エネ効果を得るためには、循環ポンプ３０を一定の間隔をあけてオン／オフさせると共に、製氷手段４０も一定の間隔をあけてオン／オフさせる。このことによって、冷水が得られると共に、省エネ効果も奏することができる。

さらに、前記製氷手段４０が動作している状態で、繰り返し的に冷水タンク１０の水が循環ポンプ３０によって水受け２０に流入して一杯になると、循環ポンプ３０は止まり、一定時間を経過すると、水受け駆動部５０が作動して水受け２０の水がこぼれ落ちて、低温の水を冷水タンク１０に流入させることが可能になる。

さらに、製氷は、上記の通り、水温が低下した冷水によって行われることになり、周りの温度変化による製氷量の変化が減り、エバポレーターの入出口の氷の形状が均一になり、製氷能が著しく改善される。また、製氷ユニットの製氷手段４０のエバポレーター４１における製氷が終わると、周りの条件の変化により設定されたエバポレーターの出口の温度値に制御されて水受け駆動手段５０が駆動され、水受け２０は水受け駆動手段５０の駆動によって図４及び図４Ｄに示すように回転しながら、水受け２０に残留している低温の冷水は摺動板８０のホール８１を介して冷水タンク１０に流入し、製氷ユニットの製氷手段４０には脱氷のための高温高圧の冷媒ガスが第２のソレノイド弁４３によって脱氷ライン４２を介して流入しながら、製氷手段４０のエバポレーター４１の浸漬部４４に吊り下げられている氷を瞬時に脱氷させ、その結果、エバポレーター４１の浸漬部４４に吊り下げられている氷が落下するのである。

このとき、製氷のために製氷手段４０に流入する低温低圧の液体冷媒は高温高圧の冷媒ガスの圧力差によって自動的に遮断されたり、あるいは、流入量が顕著に減る。

このようにして脱氷が完了した後、脱氷のために高温高圧の冷媒ガスを供給する第２のソレノイド弁４３は閉じられ、これと同時に、水受け２０が元の位置に戻り、水受け２０の前端に折畳自在に取り付けられたグリル７０がホール８１、８１ａ付き摺動板８０の上に脱氷された氷を前方に押し出して、摺動板８０のホール８１ａを介して一定量の氷が冷水タンク１０に落下する。このことによって冷水を低温に保ち、残りの氷は冷水タンク１０の下段に位置する氷貯蔵庫６０に落下させる。

このとき、グリル７０は水受け２０の前方に形成された折畳可能な水受けグリルのヒンジ部２１にピン７１により回転自在に結合され、水受け２０の回転に伴いグリル７０が前進しながら脱氷された氷を押し出した後、水受け２０が元の位置に戻る。

このとき、グリル７０が後退した状態では、摺動板のホール８１はグリルによって閉塞され、前方のホール８１ａは閉塞されなくなる。

さらに、水受け２０が一定の範囲以上に回転してグリル７０の動作を邪魔しないように係止具２５を設け、これにより、水受け２０が回転し過ぎることを防いで一定の角度にて回転可能にする。

このとき、グリル７０の作動範囲の調節は、図４Ｂおよび図５に示すように、係合爪７２、７２ａによって一定の角度の範囲内において行われる。

その後、水受け駆動手段５０に設けられた製氷／脱氷位置スイッチ５１によって水受け２０が元の位置に戻ったことが確認されると、冷水タンク１０の水温が冷水タンクの温度センサー１２に設定された値以下であるかどうかを確認し、冷水タンク１０の温度がその設定値よりも高い場合には、製氷ユニットが作動している状態で、循環ポンプ３０によって冷水タンク１０の水は冷水タンク１０と水受け２０を冷水タンクの温度センサー１２の設定値に達するまで循環させる。

このとき、製氷／脱氷位置スイッチ５１は、図４に示すように、駆動手段５０にはカム５２が設けられ、カム５２が左右側の製氷／脱氷位置スイッチ５１によってモータ５３を止めたり、一定の負荷以上であるときに逆方向に作動させたり、あるいは、正逆転するモータ５３においては、左右側の製氷／脱氷位置スイッチ５１によりオン／オフにして作動させることができるのである。

その後、冷水タンク１０の水温が冷水タンクの温度センサー１２の設定値以下になったとき、さらに製氷ユニットが作動しながら、繰り返し的に製氷過程が始まるのである。

本発明の全体的な構成を示す概略図である。 本発明の冷媒の流れを示す図である。 冷水タンクと製氷ユニットの連結状態の概略図である。 水受けの回転断続を示す一実施の形態の概略図である。 図４Ａは、脱氷された氷の一部が冷水タンクに流入することを示す概略図であり、図４Ｂないし図４Ｄは、脱氷された氷が氷貯蔵庫に移動する状態図である。 水受けにグリルが取り付けられている一実施の形態の斜視図である。 水受けの回転角度を断続する一実施の形態の概略図である。 通常の冷温浄水器のフローチャートである。 従来の製氷手段を有する冷温浄水器の冷媒の流れを示す図である。

符号の説明

１０ 冷水タンク
１１ 水位センサー
１２ 温度センサー
１３ 第１のソレノイド弁
２０ 水受け
２１ 水受けグリルのヒンジ部
３０ 循環ポンプ
４０ 製氷手段
４１ エバポレーター
４２ 脱氷ライン
４３ 第２のソレノイド弁
４４ 浸漬部
５０ 水受け駆動手段
５１ 製氷／脱氷位置スイッチ
５２ カム
５３ モータ
６０ 氷貯蔵庫
７０ グリル
７１ 水受けグリル用ピン
７２、７２ａ 係合爪
８０ 摺動板
８１、８１ａ ホール

Claims (13)

1. 冷温浄水システムにおいて、
   フィルタリング手段を介して浄水された水を第１のソレノイド弁によって断続しながら、冷水タンクに流入させる手段と、
   冷水タンクに流入した水を循環ポンプによって水受けに循環させる手段と、
   水受けに流入した水を製氷手段のエバポレーターによって冷却しながら、冷水タンクと循環させ、冷水を冷水タンクに貯蔵すると共に、冷水を製氷用原水として製氷を行う手段と、
   製氷が完了した後、水受け駆動手段の駆動によって水受けを回転させると共に、脱氷ラインを介して第２のソレノイド弁によって断続される高温高圧の冷媒ガスをエバポレーターに流入させて脱氷する手段と、
   脱氷された氷を氷貯蔵庫と冷水タンクに分けて送り、未製氷の冷水を冷水タンクに送る手段と、
   を備え、
   前記冷水タンクに貯蔵された水は、前記冷水タンクと水受けとの間で循環させられている間に冷却され、氷と未製氷の冷水が前記水受けから前記冷水タンクに送られることで、前記冷水タンクに貯蔵された冷水は低温が保たれることを特徴とする単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水が得られる冷温浄水システム。
   
2. 冷水タンクの水は循環ポンプによって、冷水タンクの水温が冷水タンクの温度センサーによる設定値に達するまで、製氷ユニットの水受けに循環し続けられ、冷水タンクの温度が所定の設定値に達してはじめて製氷が行われることを特徴とする請求項１記載の単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水が得られる冷温浄水システム。
3. 水受け駆動手段に設けられる製氷／脱氷位置スイッチによって水受けが元の位置に戻ったことを確認した後、冷水タンクの水温が冷水タンクの温度センサーに設定されている値以下であるかどうかを確認し、冷水タンクの水温が設定値より低い場合に前記製氷が繰り返し行われることを特徴とする請求項１または２記載の単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水が得られる冷温浄水システム。
4. 冷水タンクの水が循環ポンプによって水受けに循環すると同時に製氷手段が動作されて冷水タンクの水を連続的に循環させながら、冷水の生成が行われることを特徴とする請求項１記載の単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水が得られる冷温浄水システム。
5. 前記冷水の生成は、製氷手段は作動を行い続けると共に、循環ポンプはオン／オフを繰り返すときに行われることを特徴とする請求項１記載の単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水が得られる冷温浄水システム。
6. 前記冷水の生成は、循環ポンプを一定の間隔をあけてオン／オフすると共に、製氷手段も一定の間隔をあけてオン／オフするときに行われることを特徴とする請求項１記載の単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水が得られる冷温浄水システム。
7. 前記冷水の生成は、製氷手段が動作している状態で繰り返し的に冷水タンクの水が循環ポンプによって水受けに流入し、それが一杯になると、循環ポンプは止まり、一定の時間が経過すると、水受け駆動部が動作して水受けの水がこぼれ落ちながら低温の水を冷水タンクに流入させることにより行われることを特徴とする請求項１記載の単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水が得られる冷温浄水システム。
8. 前記冷水の生成は、水受けの回転に伴いグリルが移動しながら、脱氷された氷の一部が冷水タンクに落下して冷水の温度を下げることにより行われることを特徴とする請求項１記載の単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水を得ることができる冷温浄水システム。
9. 流入する原水がフィルタリング手段などによって浄水された水を１次的に貯蔵するための浄水タンク（１１０）と、
   前記浄水タンク（１１０）の水を冷水として貯蔵するための冷水タンク（１０）と、
   前記冷水タンク（１０）に貯蔵された水を、前記冷水タンク（１０）と製氷ユニットの水受け（２０）との間で循環させるための循環ポンプ（３０）と、
   前記循環ポンプ（３０）によって循環する水を製氷すると共に、低温の冷水にするために一時的に貯蔵する水受け（２０）と、
   前記水受け（２０）に貯蔵された水に浸漬される浸漬部（４４）を有するエバポレーター（４１）と、
   前記エバポレーター（４１）の浸漬部（４４）に吊設状態で製氷された氷を瞬時に脱氷するために高温高圧のガスが流入する脱氷ライン（４２）を有する製氷手段（４０）と、
   前記製氷手段（４０）のエバポレーター（４１）の浸漬部（４４）において氷が吊設状態で製氷された後、脱氷を始めるために水受け（２０）の回転を誘導する水受け駆動手段（５０）と、
   前記水受け（２０）の回転に連動して脱氷された氷を氷貯蔵庫（６０）と前記冷水タンク（１０）に移送するグリル（７０）と、を備え、
   前記脱氷された氷を移送する際に、未製氷の冷水は冷水タンクに送られ、
   前記冷水タンク（１０）に貯蔵された水は、前記冷水タンク（１０）と製氷ユニットの水受け（２０）との間で循環させられている間に冷却され、氷と未製氷の冷水が前記水受け（２０）から前記冷水タンク（１０）に送られることで、前記冷水タンク（１０）に貯蔵された冷水は低温が保たれることを特徴とする単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水を得ることができる冷温浄水器。
   
10. 前記グリルは、ヒンジ手段によってピン結合されることを特徴とする請求項９記載の単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水が得られる冷温浄水器。
11. 前記グリルは、係合爪によってその作動範囲が限られることを特徴とする請求項９または１０記載の単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水が得られる冷温浄水器。
12. 前記グリルは、ホール（穴）を有する摺動板の上部において移動することを特徴とする請求項１１記載の単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水が得られる冷温浄水器。
13. 前記摺動板の角部には生成された氷の一定量を冷水タンクに排出するためのホールが形成され、中央部には水受けの水を冷水タンクに排出するためのホールが形成されることを特徴とする請求項１２記載の単一のエバポレーターで製氷と同時に冷水が得られる冷温浄水器。