專利名稱：冷水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用于家庭、辦公室、商店或任何其它工作場合的冷水器，特別是涉及一種在水沸騰之后使之冷卻為冷水的冷水器，以及一種可使水蒸發(fā)、使形成的水蒸氣冷凝、然后使冷凝水冷卻為冷水的冷水器。
為了能提供不含氯、三鹵甲烷等物質(zhì)的優(yōu)質(zhì)的冷的飲用水，近年來常在那種于水沸騰之后使之冷卻為冷水的沸騰型冷水器方面，以及在那種可使水蒸發(fā)、使形成的水蒸氣冷凝、然后使冷凝水冷卻為冷水的蒸餾型冷水器方面進行了積極的研究和開發(fā)工作，產(chǎn)生了形形色色的方案。
圖9是一傳統(tǒng)的沸騰型冷水器的結(jié)構(gòu)示意圖。借助一再循環(huán)泵102可將容器罐100內(nèi)的水101從容器罐100的底部抽出，這些水被送往一冷水/熱水選擇閥103，然后再有選擇地通過一冷水管104或一熱水管105再循環(huán)。
冷水管104在其外周的一部分上被一由熱導(dǎo)體，例如金屬制成的冷卻塊106所覆蓋。設(shè)置了一熱電組件107，其吸熱側(cè)與冷卻塊106緊密接觸。散熱翅片108與熱電組件107的散熱側(cè)緊密接觸。在散熱翅片108附近設(shè)置了一風扇109。
另一方面，熱水管105在其外周的一部分上被一加熱裝置111所覆蓋，該加熱裝置配備了內(nèi)裝加熱器110。
在容器罐100底部的下方，一由玻璃管組成的給水管113經(jīng)過一給水泵延伸入容器罐。給水泵113還能作為一水位測量計，用以指示容器罐100內(nèi)的水量。
當在這種沸騰型冷水器中制備冷水時，冷水/熱水選擇閥103先切換到熱水側(cè)(如虛線箭頭所示)，起動再循環(huán)泵102，使水101在加熱裝置111中被加熱，并同時藉熱水管105傳送。重復(fù)這一循環(huán)過程，容器罐100內(nèi)的全部水101的溫度逐漸升高，直至沸點，在這個沸點溫度上，沸騰持續(xù)進行一段時間(例如5至8分鐘)。由于沸騰的作用，可借助一未示出的去除裝置將水101中所包含的氯、三鹵甲烷等物質(zhì)去除。
在沸騰進行了一段時間后，加熱裝置111斷開，熱電組件107接通，同時，風扇109起動，冷水/熱水選擇閥103切換至冷水側(cè)(如實線箭頭所示)。通過使開水經(jīng)冷水管104再循環(huán)，因熱電組件107的帕爾帖效應(yīng)而使開水的溫度逐漸降低。水101最終變成合適溫度的冷水。然后，可根據(jù)需要來分配經(jīng)過給水管113的冷水。
然而，沸騰型的冷水器是設(shè)計成在水再循環(huán)的同時，讓容器罐100中的水101沸騰一段預(yù)定的時間，隨后在水再循環(huán)的同時，使水101冷卻至一個預(yù)定的溫度。因此，要等到水101全部冷卻成冷水才能分配冷水。顯然，要獲得冷水需要很長的一段時間。因此，沸騰型的冷水器在需要迅速獲得冷水的場合并不適用。
此外，當冷水/熱水選擇閥103切換到冷水側(cè)，并且開水通過冷水管104再循環(huán)時，突然對熱電組件107施加了一個很大的熱負載。于是在熱電組件107內(nèi)，例如在將吸熱側(cè)電極和半導(dǎo)體層結(jié)合起來的焊接層上以及在將吸熱側(cè)基體和吸熱側(cè)電極結(jié)合起來的焊接層上施加了一個熱應(yīng)力，因而可能損壞這些焊接層。因此使這些元件之間的結(jié)合狀態(tài)不佳，可能使熱電組件107的使用壽命縮短。
為消除上述已有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于，提供一種具有較長使用壽命而且只需要較短的時間就能獲得冷水的冷水器。
為了實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的第一方面中，提供了一種冷水器，包括一用來儲存水的容器，例如一由一隔熱層圍繞的容器罐；一用來煮沸所述容器內(nèi)的水的加熱器；一用來提升開水的泵；一初級冷卻裝置，用以對由泵提升的開水進行初級冷卻，例如一氣冷式裝置、一水冷式裝置、或者是利用蒸發(fā)潛熱的冷卻裝置；一次級冷卻裝置，用以藉一熱電組件對已受初級冷卻的水進行次級冷卻，以便獲得冷水；以及一供給裝置，用以在次級冷卻之后分配冷水。
為實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的第二方面中，提供了一種冷水器，包括一用來儲存水的容器，例如一由絕熱層圍繞的罐體；一用來煮沸容器內(nèi)的水的加熱器；一冷凝裝置，用以使因所述煮沸而產(chǎn)生的水蒸氣冷凝，例如一由空氣冷卻的冷凝管組成的冷凝裝置；一冷卻裝置，用以藉利用一熱電組件而使從冷凝裝置獲得的冷凝水冷卻成冷水；以及一供給裝置，用以分配藉所述冷卻裝置獲得的冷水。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，容器內(nèi)的水在不發(fā)生再循環(huán)的情況下藉加熱器持續(xù)沸騰一段時間。因此可以有效地獲得開水。此外，只有一部分開水被送出，而后再通過冷卻裝置直接冷卻成冷水。因此，溫度降低的開水的量是比較少的，故而能迅速地得到冷水。
此外，先是由初級冷卻裝置來降低開水的溫度，隨后再通過利用了熱電組件的次級冷卻裝置使之降低至一個合適的溫度。因此，可減少熱電組件的熱損失，從而大大延長熱電組件，進而是冷水器的使用壽命。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，可獲得已經(jīng)受到初級冷卻并且已在冷凝裝置內(nèi)降溫的冷凝水。然后，藉利用了熱電組件的冷卻裝置使水冷卻至合適溫度。因此，可減少熱電組件的熱損傷，從而大大延長熱電組件，進而是冷水器的使用壽命。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的一冷水器的剖視圖；圖2是用于該冷水器的一個氣冷式熱交換管的局部立體圖，該熱交換管是處于被機加工之前的狀態(tài)；圖3是在該冷水器中制備冷水時，各元件的時間流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的一冷水器中的一個初級冷卻裝置的剖視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的一冷水器中的一個初級冷卻裝置及其附近區(qū)域的剖視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的一冷水器的剖視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的一冷水器中的一個冷水箱及其附近區(qū)域的剖視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第六實施例的一冷水器的剖視圖；圖9是一傳統(tǒng)的冷水器的剖視圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明第七實施例的一冷水器中的一個水溫控制器的局部剖視圖；以及圖11是根據(jù)本發(fā)明第八實施例的一冷水器中的一個水溫控制器的局部剖視圖。
下面將結(jié)合各附圖來描述本發(fā)明各特定實施例。
下面將首先結(jié)合圖1至3來描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的冷水器。
該冷水器是沸騰型的，如圖1所示，在一其內(nèi)儲有飲用水1的(為簡便起見，在下文中簡稱為“水”)容器罐2的底部設(shè)有一電加熱器3，該加熱器具有可多級變化的加熱能力。容器罐2的外周部分覆有一隔熱層4。容器罐2的上部開口可借助一設(shè)有一隔熱層5的蓋子6，以不漏氣和不漏液的方式來封閉。容器罐2的外周壁上還設(shè)有一由玻璃之類的透明材料制成的水位測量計7。蓋子6上還設(shè)有一開口8，通過該開口可以在水的沸騰過程中去除例如氯或三鹵甲烷之類的有毒物質(zhì)。
在容器罐2中，沿垂直方向布置了一根提升管9。提升管9的下端延伸得靠近容器罐2的底部，而提升管的上端則處于比容器罐內(nèi)水滿時的水位略高的位置上，并連接于一提升泵10。泵10與一在其端部帶有一溢流管11的管道12相連，管道12向外延伸穿過容器罐2(隔熱層4)的外周壁，并連接于一選擇閥13。溢流管11的一端向容器罐2內(nèi)的空間開口。
一熱水管14和一氣冷式熱交換管15連接于選擇閥13。雖然在圖中沒有示出，但是熱水管14是被一隔熱層覆蓋。在氣冷式熱交換管15的一部分上附有一例如由一溫度傳感器、一壓力傳感器等組成的流動傳感器16，以檢測通過氣冷式熱交換器15的水1的流動。
如圖2所示，氣冷式熱交換管15是由一細長的小直徑管子17和布置在管子17外周部分上的各翅片18組成。對翅片18的形狀而言，可以從圓形、矩形、正方形或螺旋形中加以選擇。該氣冷式熱交換管15是彎折成如圖1所示的多級盤旋狀，或彎成螺旋狀，并以一單層或多層連接。
在氣冷式熱交換管15的下方設(shè)有一風扇19，在風扇下面設(shè)置了一散熱側(cè)熱導(dǎo)體20、一熱電組件21和一吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22，它們沿垂直方向保持緊密接觸。
散熱側(cè)熱導(dǎo)體20是由一與熱電組件21緊密接觸的基體23，以及多個從基體23垂直向上延伸且具有例如板狀或銷釘狀等合適形狀的散熱翅片24。這些散熱翅片24布置得靠近風扇19。
雖然在圖中沒有示出，但熱電組件21主要包括一設(shè)置在散熱側(cè)熱導(dǎo)體20一側(cè)上的散熱側(cè)基片、一設(shè)置在吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22一側(cè)上的吸熱側(cè)基片、以及設(shè)置在散熱側(cè)基片和吸熱側(cè)基片之間的多個P型半導(dǎo)體層和N型半導(dǎo)體層。對散熱側(cè)基片和吸熱側(cè)基片而言，可采用具有電絕緣膜(例如陽極化的氧化鋁膜)的鋁、陶瓷、氮化鋁之類的基片。
吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22是由例如鋁、銅或銅合金等金屬塊制成。在吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22內(nèi)嵌有一從氣冷式熱交換管15延伸的、盤旋或螺旋狀的冷水管25。嵌設(shè)冷水管25的方法包括將吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22分成兩半，把冷水管固定在這兩半之間，從而將冷水管25嵌入吸熱側(cè)導(dǎo)體22；以及，在鑄造這種由鋁等制成的吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22時，把冷水管25一體地鑄入吸熱側(cè)熱導(dǎo)體。在該實施例中，藉吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22的金屬塊可形成一保持為低溫狀態(tài)儲冷層。然而，還可以用例如水或不凍液代替金屬塊來形成儲冷層。
風扇19的轉(zhuǎn)速可根據(jù)冷水器是處于暫時冷卻方式還是主冷卻方式而在兩檔之間切換。同樣地，熱電組件21的電流值也可以根據(jù)冷水器是處于暫時冷卻方式還是主冷卻方式而在兩檔之間切換。雖然在該實施例中轉(zhuǎn)速和電流值可在兩檔之間變換，但本發(fā)明并不限于該實施例的情況?？梢园阉鼈冊O(shè)計成三檔或更多檔，甚至于無級地調(diào)節(jié)。
在連接氣冷式熱交換管15和冷水管25的一管道的中間位置上設(shè)置了一過濾器26，它是呈筒狀以便用新的來替換。過濾器26是由例如在一單層或組合在多層內(nèi)的抗菌活性炭、中空纖維和/或Bakuhanseki(商標名)構(gòu)成。還可以在過濾器26中內(nèi)裝一可使其礦物成分溶解的物質(zhì)，例如Bakuhanseki或珊瑚石。
冷水管25的自由端上連接了一自動的方向控制閥27。方向控制閥27連接于一用來分配冷水的冷水龍頭28，并連接于一再循環(huán)管30，在該再循環(huán)管的中部設(shè)有一再循環(huán)泵29。再循環(huán)管30延伸入容器罐2。吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22和再循環(huán)管30被一隔熱層31覆蓋。
熱水管14的自由端上連接了一熱水龍頭32。為了檢測水1的溫度，在容器罐2內(nèi)設(shè)置了一溫度傳感器33。
有時，冷水器的用來儲存水1或使水流動的部分可以用橡膠、人造樹脂和/或類似物制成?？刹捎媒?jīng)抗菌處理的材料來制造這些部分。
雖然在各附圖中沒有示出，但是在一合適的位置上，例如冷水器側(cè)壁上設(shè)有一控制面板。在該控制面板上緊湊地設(shè)有薄膜型的冷水開關(guān)和熱水開關(guān)，當需要冷水或熱水時，可按下其中之一；一指示裝置，例如一盞燈或液晶顯示器，用以指示水1處于沸騰狀態(tài)(備用狀態(tài))；以及一信號裝置，例如一盞燈或蜂鳴器，用以表示水1需要再補充。
在該實施例中，一初級冷卻裝置是由氣冷式熱交換管15和風扇19構(gòu)成，而次級冷卻裝置是由風扇19、散熱側(cè)熱導(dǎo)體20、熱電組件21、吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22和冷水管25構(gòu)成。風扇19在上述兩冷卻裝置中共用。
下面將結(jié)合圖1和圖3來描述該沸騰型冷水器的工作原理。
起動加熱器3，加熱容器罐2中的水1，使之逐漸升高至沸點。這可以由溫度傳感器33來檢測，在經(jīng)過了一段預(yù)定的時間之后，借助一計時器使加熱器3斷開。在如上所述的溫度傳感器33的檢測基礎(chǔ)上，對加熱器3進行開/關(guān)控制，就可以讓容器罐2內(nèi)的水1保持為沸騰狀態(tài)或接近沸騰的狀態(tài)。因此可以通過未示的過濾器和開口8來消除水1中所含的氯、三鹵甲烷等物質(zhì)，這樣就可以使水得以凈化。
在借助溫度傳感器33確定了水1是處于沸騰狀態(tài)還是處于接近沸騰狀態(tài)時，換言之，也就是除了剛剛向容器罐2供水之后的那一狀態(tài)時，風扇19和熱電組件21間隔地或連續(xù)地起動(在該實施例中是間隔地起動)，因而使風扇低速轉(zhuǎn)動，并且向熱電組件21供給小電流。于是，吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22和冷水管25總是冷的，這種冷卻狀態(tài)可通過隔熱層31來保持。有時，藉吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22的冷卻而傳送至散熱側(cè)熱導(dǎo)體20的熱量可借助風扇19的作用從散熱側(cè)熱導(dǎo)體20散失，然后再被送出冷水器。
當按下控制面板上的冷水開關(guān)或熱水開關(guān)時，提升泵10起動，選擇閥13自動地切換，在熱水開關(guān)被按下時，使開水向熱水管14流動，而在冷水開關(guān)被按下時，使開水向氣冷式熱交換管15流動。
當按下熱水開關(guān)時，可從熱水龍頭32分配來自熱水管14的所需數(shù)量的開水。當龍頭32分配的量小于提升泵提升的量時，開水的多余部分通過溢流管11返回。這種開水多余部分的返回同樣也發(fā)生在冷水分配之時。
當按下冷水開關(guān)時，選擇閥13也發(fā)生切換，使得開水流向氣冷式熱交換管15。這種流動可以由流動傳感器16來檢測。在來自于流動傳感器的檢測信號的基礎(chǔ)上，風扇19高速旋轉(zhuǎn)，并且有規(guī)定的大電流供給熱電組件21。冷水管25由吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22進一步地冷卻，因而冷水管25變成準備用來使水冷卻的狀態(tài)。
由于管子17有足夠的長度而且另外設(shè)置了多個翅片18，所以氣冷式熱交換管15具有足夠的散熱面積。借助風扇19高速旋轉(zhuǎn)，可使流過氣冷式熱交換管15的開水迅速降溫，已迅速降溫的水被供向過濾器26。藉過濾器26中的抗菌活性炭、中空纖維和/或Bakuhanseki等過濾介質(zhì)，可將水中所包含的微生物、有機物和例如灰塵之類的細微顆粒去除。此外，還可以從Bakuhanseki或珊瑚石等以平衡的比例溶解出鈣和鎂等礦物成分進入水中，這樣就能獲得優(yōu)良的飲用水。
已經(jīng)通過過濾器26的水流入保持為低溫狀態(tài)的冷水管25，因而使水冷卻至一預(yù)定溫度。響應(yīng)于冷水龍頭28的開啟，自動換向控制閥27切換到排放側(cè)，以便讓冷水從龍頭28排出。
響應(yīng)于冷水龍頭28的閉合，自動換向控制閥27切換到再循環(huán)側(cè)，同時，停止驅(qū)動提升泵10，起動再循環(huán)泵29，使還保留在溢流管11、管道12、氣冷式熱交換管15、冷水管25和再循環(huán)管30內(nèi)的水返回容器罐2，以進行排放。再循環(huán)泵是設(shè)計成能在其被驅(qū)動了一段時間以后自動地停止。由于排放是在如上所述的冷水的每次分配時進行的，所以可防止水管內(nèi)滋生各種細菌，因而能保持清潔狀態(tài)。
在該實施例中，是把設(shè)備設(shè)計成一直能供應(yīng)熱水或冷水。當只需要冷水(特別是在夏天)時，水在開始時燒開一段預(yù)定時間，然后就斷開加熱器，也就是不提供電能使水保溫。在這種方式下，熱水的溫度逐漸降低，可進一步地節(jié)約制備冷水所需的能量。
下面將結(jié)合圖4來描述在第二實施例中的一個初級冷卻裝置。如圖所示，在殼體35的大致相對的位置上設(shè)有一入口管36和一出口管37。彎折成Z形的多個波紋形翅片組38是并排地布置，其間形成了具有一預(yù)定寬度的溝槽39。在每個波紋形翅片組38中形成了很多冷空氣流動通道40，它們沿相對附圖紙面垂直的方向延伸。來自風扇的冷空氣可流經(jīng)這些通道40。
已從容器罐2提升的開水從殼體35的入口管36引入，并且在散開后如箭頭所示流經(jīng)各溝槽39。因而可使開水在波紋形翅片組38中有效地冷卻，水溫下降的水從出口管37流出后，流向過濾器26。
冷水器的其余結(jié)構(gòu)與第一實施例大致相同，因而不再贅述。
下面將結(jié)合圖5來描述第三實施例的冷水器中的初級冷卻裝置。在該實施例中，水蒸發(fā)的潛熱用于初級冷卻裝置。
如圖所示，水42是儲存在一個相對較淺的、但具有較大面積的水箱41內(nèi)。一盤旋或螺旋狀的熱交換管43浸在該水箱內(nèi)。該熱交換管43的出口側(cè)連接于一冷水管25。冷水管25嵌設(shè)在一作為儲冷層的吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22內(nèi)。吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22的上方設(shè)置了一個熱電組件21、一散熱側(cè)熱導(dǎo)體20和一風扇19。
在風扇19的上方設(shè)置了一管道45，風扇和管道之間形成了一空氣流動通道44。管道45的自由端延伸至水箱41的一側(cè)。因風扇19的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的風經(jīng)過空氣流動通道44，并受到管道45的引導(dǎo)，也就是說，如圖中箭頭所示，沿著水箱41內(nèi)的水面流動，這樣就可以促進水42的蒸發(fā)。
由提升泵10從容器罐2內(nèi)提升上來的開水(參見圖1)流經(jīng)熱交換管43，因而首先被水箱底部41的水42冷卻，然后再被靠近水面的水進一步地冷卻，這種冷卻是由于蒸發(fā)帶走的熱量而造成的。
圖中的標號46表示一補水管。由圖1中的再循環(huán)泵29排出的普通水或冷水的一部分可用作再補充的水。通過檢測水箱41內(nèi)的水位高低，可以自動地對水42進行水的再補充。
在該實施例中，熱交換管43是浸沒在水42中?；蛘?，也可以這樣冷卻流經(jīng)熱交換管43的開水，即利用蒸發(fā)潛熱，也就是說，用一蓄水層(例如膠狀物質(zhì)蓄水層)、織物或無紡織物覆蓋熱交換管43的外表面，并使來自風扇19的空氣吹向這些蓄水的膠狀物質(zhì)、織物或無紡織物。
下面將結(jié)合圖6來描述根據(jù)本發(fā)明第四實施例的冷水器。該冷水器是蒸餾型的。容器罐2內(nèi)的水被加熱器3加熱，并逐漸升至沸點。產(chǎn)生的水蒸氣50被供給至冷凝管51的一側(cè)。冷凝管51上設(shè)有很多翅片，該冷凝管也暴露于從風扇19向上吹送的空氣。因此，水蒸氣50在冷凝管51內(nèi)冷卻并冷凝成水。有機物質(zhì)的去除和礦物成分的添加是在一過濾器26中進行的。在水流經(jīng)保持為儲冷狀態(tài)的冷水管25時，它變成冷水52，隨后儲存在一冷水容器53內(nèi)。由于冷水容器53上設(shè)有一冷水龍頭28，所以只要打開龍頭28就可以獲得所需數(shù)量的冷水。冷水容器53內(nèi)冷水的量是由一冷水測量計54來指示。
如圖所示，在散熱側(cè)熱導(dǎo)體22和冷水容器53上覆有一隔熱層31，以便維持冷卻狀態(tài)。
為了檢測冷水容器53內(nèi)的水位，設(shè)置了一上限水位傳感器55和一下限水位傳感器56。當冷水52的水位到達上限水位傳感器55時，加熱器3的接通狀態(tài)自動切斷，當冷水52的水位降至下限水位傳感器56時，加熱器3自動恢復(fù)冷水52的制備。此外，當容器罐2內(nèi)的水位降至一設(shè)定位置時，加熱器3的接通狀態(tài)自動地切斷，控制面板上的信號裝置發(fā)出應(yīng)該再補充水的通知信號。
下面將結(jié)合圖7來描述根據(jù)本發(fā)明第五實施例的蒸餾型冷水器的冷水容器。在該實施例中，由金屬塊制成的吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22的一部分在一很大面積上和冷水容器53接觸(在該實施例中，冷水容器53是在其上部及周壁與吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22以面-面的方式接觸)，因而有助于使冷水容器53保持為冷卻狀態(tài)。該實施例的其余結(jié)構(gòu)與上述第四實施例相同，因而不再贅述。
接下來將結(jié)合圖8來描述根據(jù)本發(fā)明第六實施例的蒸餾型冷水器。在容器罐2的底部豎直布置了一個或多個熱管58，在熱管58的上方設(shè)置了一加熱器3。容器罐2內(nèi)的水位可借助一水位傳感器59來監(jiān)測，以便讓它總是保持為高于加熱器3。當由于水1的蒸發(fā)而使水位降至傳感器59的高度時，一自動閥60根據(jù)來自水位傳感器59的信號而打開，于是可將補水瓶61內(nèi)一定數(shù)量的水補充給容器罐2。
當加熱器3加熱水，并使之逐漸升至沸點時，所產(chǎn)生的水蒸氣被引入冷凝管51。冷凝管51是由旋轉(zhuǎn)繞制的并且相互連接成多級的各熱交換管組成，該冷凝管上設(shè)有很多翅片，并且該冷凝管是空氣冷卻型的。雖然在該實施例中沒有使用風扇，但如果用風扇可以加速水蒸氣的冷卻和冷凝。
讓冷凝水通過的過濾器26是由一上游層26a和一下游層26b構(gòu)成，所述上游層內(nèi)疊設(shè)了抗菌活性炭、中空纖維、Bakuhanseki等，而下游層內(nèi)疊設(shè)了Bakuhanseki、珊瑚石等。
已流經(jīng)過濾器26的水在其流過預(yù)先保持為儲冷狀態(tài)的冷水管25時被冷卻，隨后作為冷水52儲存在冷水容器53內(nèi)。吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22的一部分延伸至冷水容器53的一側(cè)，起到固定冷水容器53的作用，并使之保持冷卻。
布置成與吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22緊密接觸的熱電組件21是層疊形式的。在該實施例中，它是由一與散熱側(cè)熱導(dǎo)體20緊密接觸的第一熱電組件21a和一與吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22緊密接觸的第二熱電組件21b組成。第一熱電組件21a和第二熱電組件21b不是串連的，因而它們的電流值可以單獨控制。
例如，為了獲得大約10℃的冷水52，需設(shè)定第一熱電組件21a和第二熱電組件21b的電流值，以便在組件21a和21b之間獲得大約40℃的溫差(有時，該實施例的組件21a和21b所采用的半導(dǎo)體芯片的尺寸和數(shù)目是相同的)。
這樣就可以使散熱側(cè)導(dǎo)體20獲得大約90℃的溫度。由于熱管58的蒸發(fā)部分(下部)是和散熱側(cè)熱導(dǎo)體20緊密接觸，所以熱管內(nèi)的工作介質(zhì)(它可由例如乙醇之類的揮發(fā)性液體構(gòu)成)會由于上述高溫(大約90℃)的緣故而蒸發(fā)，所形成的蒸氣會升高至熱管58的冷凝部分(下部)，隨后因與周圍水1發(fā)生熱交換而得以冷卻和冷凝。借助熱管58的內(nèi)壁上或沿熱管58的內(nèi)壁設(shè)置的一內(nèi)芯的毛細管作用，可使冷凝液體移至位于下部的蒸發(fā)部分。工作介質(zhì)反復(fù)地蒸發(fā)和冷凝，就可將散熱側(cè)熱導(dǎo)體20的熱量通過各熱管58迅速地傳遞給水1。
由于可利用冷卻裝置所得到的熱量來加熱容器罐2內(nèi)的水，所以能促進水1的蒸發(fā)，有助于節(jié)約能源。諸熱管也可用于上述的沸騰型冷水器。
下面將結(jié)合圖10來描述根據(jù)本發(fā)明第七實施例的冷水器。該冷水器與圖7所示冷水器的主要差別在于，由吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22制備的冷水是通過一冷水管25而儲存在容器53a內(nèi)，在吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22和容器53a之間設(shè)置了一個能在外部將儲存的水52a設(shè)定在一所需溫度上的溫度控制熱電組件70。
因此，由吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22制備的冷水可借助溫度控制熱電組件70進一步地冷卻、或保持在同一溫度上、或加熱。隨后，通過一龍頭28a就可以獲得如上所述將其溫度控制在一所需溫度上的水。
有時，也可采用一加熱器來加熱儲存的水52a。
下面將結(jié)合圖11來描述根據(jù)本發(fā)明第八實施例的冷水器。該冷水器與圖10所示的冷水器的主要差別在于，容器53a隔離并獨立于吸熱側(cè)熱導(dǎo)體22，并被一隔熱層31圍繞，附著在容器53a的外表面上的溫度控制熱電組件70上設(shè)有各翅片71和一風扇72。
在上述第四至第八實施例中，采用了空氣冷卻裝置來使水蒸氣冷凝。也可以采用一水冷卻裝置或一借助蒸發(fā)潛熱的冷卻裝置。在上述的每一實施例中，可采用抗菌材料或經(jīng)抗菌處理的材料作儲水容器、儲冷層、冷凝器、冷水容器和各種管道。
如權(quán)利要求1所述，在本發(fā)明第一方面中，容器內(nèi)的水在不發(fā)生再循環(huán)的情況下持續(xù)沸騰一段時間。因此可以有效地獲得開水。此外，只有一部分開水被送出，而后再通過冷卻裝置直接冷卻成冷水。溫度降低的開水的量是比較少的，因而能迅速地得到冷水。
先是由初級冷卻裝置來降低開水的溫度，隨后再通過利用了熱電組件的次級冷卻裝置使之降低至一個合適的溫度。因此，可減少熱電組件的熱損傷，從而大大延長熱電組件，進而是冷水器的使用壽命。
如權(quán)利要求2所述，在本發(fā)明中，來自初級冷卻裝置和次級冷卻裝置的熱量只是共同借助一個風扇來散發(fā)。這樣就使冷水器具有較簡單的結(jié)構(gòu)和較小的尺寸。
如權(quán)利要求3所述，在本發(fā)明中，將預(yù)先保持為低溫狀態(tài)的儲冷層設(shè)置在次級冷卻裝置的吸熱側(cè)，并使由初級冷卻裝置冷卻的水流過該儲冷層。即使在大量水流動的場合，也能短時間內(nèi)讓它們變成冷水。
如權(quán)利要求4所述，在本發(fā)明中，儲冷層是由設(shè)置在次級冷卻裝置內(nèi)的金屬塊構(gòu)成的。因此，該儲冷層具有較大的熱容量，并具有較高的冷卻水的效率。
如權(quán)利要求5所述，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，可獲得已經(jīng)受到初級冷卻并且已在冷凝裝置內(nèi)降溫的冷凝水。然后，藉利用了熱電組件的冷卻裝置使水冷卻至合適溫度。因此，可減少熱電組件的熱損傷，從而大大延長熱電組件，進而是冷水器的使用壽命。
如權(quán)利要求6所述，在本發(fā)明中，來自冷凝裝置和冷卻裝置的熱量只是共同借助一個風扇來散發(fā)。這樣就使冷水器具有較簡單的結(jié)構(gòu)和較小的尺寸。
如權(quán)利要求7所述，在本發(fā)明中，將預(yù)先保持為低溫狀態(tài)的儲冷層設(shè)置在冷卻裝置的吸熱側(cè)，并使冷凝水流過該儲冷層。即使在大量水流動的場合，也能在短時間內(nèi)讓它們變成冷水。
如權(quán)利要求8所述，在本發(fā)明中，儲冷層是由設(shè)置在冷卻裝置內(nèi)的金屬塊構(gòu)成的。因此，該儲冷層具有較大的熱容量，并具有較高的冷卻水的效率。
如權(quán)利要求9所述，在本發(fā)明中，在容器的底部豎直設(shè)置了一熱管，該熱管的蒸發(fā)部分與冷卻裝置的散熱側(cè)緊密接觸。因此，可利用冷卻裝置吸收的熱量來加熱水，這樣就可節(jié)約能源。
如權(quán)利要求10所述，在本發(fā)明中，在冷卻裝置內(nèi)設(shè)置了多個層的熱電組件，各個層內(nèi)熱電組件的電流值可以單獨控制。這樣就可以把每個熱電組件的效率維持在一較高的水平。
如權(quán)利要求11所述，在本發(fā)明中，設(shè)置了用來儲存由冷卻裝置制備的冷水的冷水容器，冷卻裝置的吸熱側(cè)熱導(dǎo)體的一部分與冷水容器緊密接觸。該冷水容器可以保持很好的儲冷狀態(tài)。
如權(quán)利要求12所述，本發(fā)明還有這樣一個便利之處，即，通過使由制冷裝置制備的冷水進一步地冷卻、或使冷水保持為同一溫度、或加熱冷水，就可以獲得具有更為理想的溫度的水。
權(quán)利要求
1．一種冷水器，包括一容器(2；41)，用以儲存水(1；42)；一加熱器(3；43)，用以煮沸所述容器內(nèi)的所述水；一泵(10)，用以提升所述開水；一初級冷卻裝置(15,19；21,22)，用以對由所述泵提升的開水進行初級冷卻；一次級冷卻裝置(20,21,22)，用以藉一熱電組件(21)對已受所述初級冷卻的所述水進行次級冷卻，以便獲得冷水；以及一供給裝置(27,28)，用以在所述次級冷卻之后分配所述冷水。
2．如權(quán)利要求1所述的冷水器，其特征在于，它還包括一單個風扇(19)，它設(shè)置成可共同用于所述初級冷卻裝置(15,19；41,42)和所述次級冷卻裝置(20,21,22)，以促進其熱量散發(fā)。
3．如權(quán)利要求1所述的冷水器，其特征在于，它還包括一儲冷層(22)，它是設(shè)置在所述次級冷卻裝置(20,21,22)的吸熱側(cè)上，并且能預(yù)先保持為低溫狀態(tài)，并使經(jīng)初級冷卻的水經(jīng)過所述儲冷層。
4．如權(quán)利要求3所述的冷水器，其特征在于，所述儲冷層(22)是設(shè)置在所述次級冷卻器內(nèi)的金屬塊。
5．一種冷水器，包括一容器(2)，用以儲存水(1)；一加熱器(3；58)，用以煮沸所述容器內(nèi)的所述水；一冷凝裝置(51)，用以使因所述煮沸而產(chǎn)生的水蒸氣冷凝；一冷卻裝置(20,21,22)，用以藉利用一熱電組件(21)而使從所述冷凝裝置獲得的冷凝水冷卻成冷水(52)；以及一供給裝置(28)，用以分配藉所述冷卻裝置獲得的冷水(52)。
6．如權(quán)利要求5所述的冷水器，其特征在于，它還包括一單個風扇(19)，它設(shè)置成可共同用于所述冷凝裝置和所述冷卻裝置(20,21,22)，以促進熱量散發(fā)。
7．如權(quán)利要求5所述的冷水器，其特征在于，它還包括一儲冷層(22)，它是設(shè)置在所述冷卻裝置(20,21,22)的吸熱側(cè)上，并且能預(yù)先保持為低溫狀態(tài)，其中，所述冷凝水被引導(dǎo)經(jīng)過所述儲冷層。
8．如權(quán)利要求7所述的冷水器，其特征在于，所述儲冷層(22)是設(shè)置在所述冷卻裝置內(nèi)的金屬塊。
9．如權(quán)利要求5所述的冷水器，其特征在于，它還包括一熱管(58)，它豎直地設(shè)置在所述容器(2)的底部；以及一設(shè)置在所述熱管上方的加熱器(3)；其中所述熱管的工作流體蒸發(fā)部分是處在和所述冷卻裝置(20,21,22)的散熱側(cè)緊密接觸的位置上。
10．如權(quán)利要求9所述的冷水器，其特征在于，所述冷卻裝置(20,21,22)的熱電組件(21)、熱電組件(21a,21b)是布置成一個覆蓋另一個的多層形式，所述熱電組件的各個層的電流值可以單獨控制。
11．如權(quán)利要求5所述的冷水器，其特征在于，它還包括一用來儲存由冷卻裝置(20,21,22)制備的冷水(52)的冷水容器(53)，其中，所述冷卻裝置(20,21,22)的吸熱側(cè)熱導(dǎo)體的一部分的與所述冷水容器緊密接觸。
12．如權(quán)利要求1或5所述的冷水器，其特征在于，它還包括一用來儲存由所述冷卻裝置(20,21,22)制備的冷水的冷水容器(53a)；以及一用來將儲存在所述容器內(nèi)的所述水(52a)的溫度設(shè)定在一所需溫度上的裝置(70；70,71,72)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種冷水器,包括:一用來儲存水的容器;一用來煮沸所述容器內(nèi)的水的加熱器;一用來提升開水的泵;一初級冷卻裝置(例如氣冷式熱交換管和一風扇),用以對由泵提升的開水進行初級冷卻;一次級冷卻裝置(例如一風扇、一散熱側(cè)熱導(dǎo)體、一熱電組件、一吸熱側(cè)熱導(dǎo)體和一冷水管),用以藉所述熱電裝置對所述受到過初級冷卻的水進行次級冷卻;以及一用來在次級冷卻之后分配冷水的供給裝置。
文檔編號F25D31/00GK1215144SQ97121129
公開日1999年4月28日 申請日期1997年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月16日
發(fā)明者渡邊日出男, 酒井基弘 申請人:薩墨福尼克斯株式會社