JPH07260186A - 冷風装置 - Google Patents

冷風装置

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JPH07260186A
JPH07260186A JP6075490A JP7549094A JPH07260186A JP H07260186 A JPH07260186 A JP H07260186A JP 6075490 A JP6075490 A JP 6075490A JP 7549094 A JP7549094 A JP 7549094A JP H07260186 A JPH07260186 A JP H07260186A
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JP
Japan
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cold air
heat
cold
air fan
thermoelectric element
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Withdrawn
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JP6075490A
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English (en)
Inventor
Kenichi Kaneko
健一 金子
Masakazu Ishiguro
正和 石黒
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】高い冷風効果を有する空冷方式の冷風装置を提
供する。 【構成】ペルチェ効果を有する熱電素子と、該熱電素子
により生じた冷気を装置の外部へ送風する冷風ファン
と、該熱電素子の発熱面側に接して配設される放熱部材
と、該熱電素子の吸熱面側に接して配設される蓄冷用の
吸熱部材と、を備える冷風装置において、前記冷風ファ
ンを断続運転させると共に、少なくとも前記熱電素子を
連続運転させる制御手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ペルチェ効果を有する
熱電素子を備えた冷風装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ペルチェ効果を有する電子冷却素子の一
般的な構成を図5に示す。P形半導体S1とN形半導体S2
を金属Aを介して結合し、金属Aと接続されていないP
形半導体S1及びN形半導体S2の一端にそれぞれ金属Bを
結合し、各金属Bに直流電源端子を接続して閉回路を構
成する。
【0003】この閉回路に電流が流れると金属Aでは吸
熱、各金属Bでは発熱が起こる。そして、各金属Bの部
分を冷水等で冷却すると金属Aの部分で低温が得られ
る。この金属Aで得られた低温からファン等を用いて冷
風を発生することができ、小型化に適しているため狭い
室内や局所的な冷房装置に利用されている。また、吸熱
と発熱の効果は可逆的で、素子に流す電流の向きを変え
ると熱の発生と吸収が逆になり、冷暖房装置として各種
の用途に応用される。
【0004】ペルチェ素子の放熱部の冷却方法には、水
冷方式と空冷方式が知られており、空冷方式の従来例と
して、例えば特開平1−200122号公報が開示されてい
る。
【0005】この第1の従来例の縦断面図を図6に示
す。同図において、支台2上に支持された作業台天板1
の端部にペルチェ効果を有する熱素子3が配されてい
る。この熱素子3の吸熱側上面及び放熱側下面にはそれ
ぞれ吸熱フィン5及び放熱フィン6が取付けられ、吸熱
フィン5及び放熱フィン6に対向してそれぞれ送風機
7、8が備えられ、さらに、各送風機7、8をそれぞれ
囲むフード9、10が上下に設けられている。
【0006】前記従来例の動作は次のようになる。熱素
子3に電流を流すと熱素子3の天板1上部側である吸熱
側は低温になり、熱素子3の天板1下部側である放熱側
は高温になる。各送風機7、8の作動により空気が吸引
され、上部フード9からは上側に向けて冷風が吹出し、
下部フード10からは下側に向けて温風が吹出す。これに
より、室内の空気の循環を起こすことができ、室内全体
の温度が均一に保たれる。また、局所的に個人の好みに
合わせた温度環境を得ることもできる。
【0007】また一方、水冷方式によりペルチェ素子を
冷却した装置が、例えば、実開平5-17414号公報に開示
されている。この第2の従来例の構成を図7に示す。同
図において、トイレ用スポット空調機10はトイレ用の貯
水タンク11の外側面にハウジング12を有し、ハウジング
12には熱交換空間18が区画形成されると共に、空気取入
れ口19及び空気吹出し口20が設けられ、熱交換空間18内
には、ペルチェ効果を有した電子冷凍素子1が貯水タン
ク11の外側面に取り付けられ、電子冷凍素子1に電流を
供給する制御回路14と、熱交換空間18内に空気を導入し
排出するブロワー13が備えられている。
【0008】このトイレ用スポット空調機は、排熱用熱
交換機として大型の熱交換機や配管等を用いることな
く、トイレ用の貯水タンク11内の水を排熱用に用いるこ
とにより装置の小型化を図ったものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の冷風装置に
おいて、空冷方式によりペルチェ素子の放熱部を冷却す
る装置では放熱効果が悪く、また、水冷方式により放熱
部を冷却する装置においてはトイレや台所等の水の利用
が容易な場所で使用され、使用場所が限定されてしまう
という問題点がある。
【0010】従って、本発明は、上記問題点を解決する
ことを目的とし、使用場所が限定されることのない空冷
方式であって、且つ、高い冷風効果を有する冷風装置を
提供する。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の冷風装置においては、ペルチェ効果を有す
る熱電素子と、該熱電素子により生じた冷気を装置の外
部へ送風する冷風ファンと、該熱電素子の発熱面側に接
して配設され該発熱面で発生した熱を空冷発散させる放
熱部材と、該熱電素子の吸熱面側に接して配設されると
共に前記冷風ファンの風の流路に配される蓄冷用の吸熱
部材と、を備える冷風装置において、前記冷風ファンを
断続運転させると共に、少なくとも前記熱電素子を連続
運転させる制御手段を備える。
【0012】そして、本発明における冷風装置において
は、冷風ファンの断続運転を行う前に蓄冷効果を高める
制御を行っている。即ち、前記制御手段が、前記冷風フ
ァンの断続運転を開始させる前の所定時間、前記冷風フ
ァンの作動を停止させると共に少なくとも前記熱電素子
を作動させる。
【0013】
【作用】本発明における冷風装置によれば、冷風ファン
を断続運転することにより、冷風ファンの停止時には、
熱電素子の作動によって吸熱部材に蓄冷が為され、冷風
ファンの作動時にこの蓄冷された冷気が外部に送風され
る。これにより、蓄冷と冷風の送出が交互に為され、空
冷方式の冷風装置においても効率よく冷風を送出するこ
とができる。
【0014】そして、本発明においては、冷風ファンの
断続運転を開始する前の所定時間、制御手段によって冷
風ファンの作動を停止させ吸熱部材へ蓄冷を行なう蓄冷
時間を設けている。これにより、初期時の蓄冷された低
温が断続運転中においても維持され、一層効率よく冷風
を送出することが可能となる。
【0015】なお、放熱部材及び吸熱部材は、アルミ又
はダイキャスト等で形成されることが製作上好ましく、
その形状はフィンの形状にすることが放熱及び吸熱の効
率の点で望ましいが、これに限定されることなく、熱伝
導の効率のよい形状であればよい。
【0016】また、吸熱部材は、例えばエチレングリコ
ール等の蓄冷剤と吸熱フィンとを組み合わせた構成とし
てもよい。
【0017】
【実施例】本発明の一実施例について図面を参照して以
下に説明する。図1は、本発明における冷風装置を示す
概略断面図である。本発明による冷風装置1の基本構成
は、ペルチェユニット部2とペルチェユニット部2を制
御する制御手段3とから成る。なお、ペルチェユニット
部2は、熱電素子4、吸熱フィン5、放熱フィン6、冷
風ファン7、及び放熱ファン8から構成される。
【0018】図1において、ペルチェユニット部2内の
ほぼ中央部にペルチェ効果を有する素子から成る熱電素
子4が配され、図示上側は熱電素子4の吸熱部であり、
図示下側は放熱(発熱)部である。吸熱部側には吸熱フ
ィン5を熱電素子4に接して配設し、放熱部側には放熱
フィン6を同じく接して配設し、熱の伝導効率を上げ
る。
【0019】熱電素子4は、熱電冷却効率の高いP形及
びN形半導体を1組あるいは直列又は並列に複数組接続
することが好ましい。吸熱フィン5及び放熱フィン6
は、アルミ又はダイキャスト等の金属で形成されること
が好ましい。
【0020】吸熱フィン5及び放熱フィン6には、それ
ぞれ対向して冷風ファン7及び放熱ファン8が配されて
いる。冷風装置1の図示上側から冷風ファン7によって
吸い込まれた外気は吸熱フィン5の方へ流れ低温の吸熱
フィン5によって冷やされ、冷風が冷風装置1の図示右
側の方向へ送出される。また、熱電素子4の放熱部で発
生した熱は、放熱フィン6で発散されると共に、放熱フ
ァン8によって吸い込まれた外気によって冷風装置1の
図示左側から外部へ排出される。
【0021】図2は、本発明における制御手段を示すブ
ロック図である。制御手段3は、給電用の作動スイッチ
10の出力信号を入力とし、冷風ファン7、放熱ファン
8、及び熱電素子4へ信号を出力する。
【0022】制御手段3は、CPUを含む処理部3aとト
ランジスタ等による駆動部3bにより構成される。処理部
3aで入力信号による制御が行なわれ、駆動部3bで冷風フ
ァン7等の作動制御が行なわれる。処理部3a内には、後
述する蓄冷時間及び断続運転のオン・オフ時間がマイコ
ンシステムの記憶部に予め格納されている。制御手段3
は、図1に示すように、ペルチェユニット部2と共にケ
ース9の中に備えられる。なお、処理部3aはマイコンシ
ステムの代わりに、タイマー回路及びスイッチング回路
から成るアナログ回路又はデジタル回路で構成してもよ
い。
【0023】次に上記の構成から成る本発明による冷風
装置の動作について説明する。図3は、本発明における
冷風装置1の動作を示すタイミングチャートである。冷
風装置1が作動スイッチ10により給電されると、処理部
3aからの制御信号により熱電素子4及び放熱ファン8が
駆動され連続運転される。この時、冷風ファン7は作動
させずに所定の時間吸熱フィン5を蓄冷する。そして、
マイコンシステム内に記憶されていた蓄冷時間T0経過後
に、処理部3aから出力された制御信号により冷風ファン
7が駆動され断続運転される。この断続運転のオン・オ
フはマイコンシステム内に予め記憶された設定時間に基
づいて行なわれる。
【0024】このように、断続運転することにより冷風
ファン7の停止時には吸熱フィン5に蓄冷が為され、冷
風ファン7の運転時にはこの蓄冷された冷気が吹き出さ
れ、冷風の送出の後に蓄冷が為されるので、蓄冷部をほ
ぼ同じ温度に維持することができる。また、同一吹き出
し温度であれば、連続して冷風を受けるより断続して冷
風を受ける方が涼しく感じられ、また体にも良い。
【0025】そして、断続運転を始める前の初期時に、
所定時間冷風ファン7を停止させ吸熱フィン5に冷気を
蓄冷しているため、吸熱フィン5は十分に冷やされる。
これにより、断続運転中においても初期の十分冷やされ
た冷気を引き続き受けることができる。
【0026】図4(A)は蓄冷後に冷風ファンを連続運転
した場合の蓄冷部温度を示し、図4(B)は蓄冷後に冷風
ファンを断続運転した本発明による蓄冷部温度を示すグ
ラフである。
【0027】図4(A),(B)共に初期時の所定時間は冷風
ファン7を停止させておき蓄冷を行う。蓄冷後に図4
(A)のように冷風ファン7を連続運転すると蓄冷部温度
は徐々に上昇してしまうが、本発明のように冷風ファン
7を断続運転させると停止している間は蓄冷効果が働
き、図4(B)に示すように長時間蓄冷部をほぼ同じ低温
度に維持することが可能となる。本発明における(B)の
ように断続運転することにより蓄冷部温度を(A)より5
〜10℃低く抑えることができる。
【0028】なお、冷風ファン7の断続運転の時間設定
は、図3において、初期時の蓄冷時間T0を1分間、断続
のオン時間T1(作動時間)を20秒間、オフ時間T2(停止
時間)を30秒間、あるいは、オン時間を10秒、オフ時間
を15秒に設定し、オン時間とオフ時間の比を2:3に設
定することが蓄冷効果を高める点で好ましいが、各種の
用途に合わせて適宜設定時間を変えてよい。
【0029】また、本発明における実施態様は上記に限
定されることなく、制御手段3をケース9の外に出し、
ペルチェユニット部2と制御手段3を別々に配置しても
よい。また、ペルチェユニット部2内の熱電素子4と吸
熱フィン5の間に新たに蓄冷手段、例えばエチレングリ
コールから成る蓄冷剤又は氷等を挿入して蓄冷効率をさ
らに高めた構成としてもよい。さらに、放熱ファン8に
よる強制空冷を廃止して自然空冷としてもよい。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の冷風装置
においては、冷風ファンの断続運転により吸熱部材に蓄
冷が為され、長時間蓄冷部をほぼ同じ低温度に維持する
ことができる。この結果、効率のよい空冷方式の冷風装
置を提供することができると共に、利用者は断続した冷
風を受けるため連続した冷風と比較してより涼しい感じ
を得ることができる。
【0031】そして、本発明における冷風装置において
は、初期時に所定の蓄冷時間を有し、この蓄冷時間中に
蓄冷された低温の冷気がその後の断続運転中においても
維持される。これにより、空冷方式であって冷風効果の
優れた冷風装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における冷風装置の一実施例を示す概略
断面図である。
【図2】本発明における制御手段を示すブロック図であ
る。
【図3】本発明における冷風装置の動作を示すタイミン
グチャートである。
【図4】(A)は冷風ファンを連続運転した場合の蓄冷部
温度を示すグラフである。(B)は冷風ファンを断続運転
した場合の蓄冷部温度を示すグラフである。
【図5】ペルチェ素子の動作説明図である。
【図6】第1の従来例を示す説明図である。
【図7】第2の従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 冷風装置 2 ペルチェユニット部 3 制御手段 4 熱電素子 5 吸熱フィン(吸熱部材) 6 放熱フィン(放熱部材) 7 冷風ファン 8 放熱ファン 9 ケース

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ペルチェ効果を有する熱電素子と、 該熱電素子により生じた冷気を装置の外部へ送風する冷
    風ファンと、 該熱電素子の発熱面側に接して配設され該発熱面で発生
    した熱を空冷発散させる放熱部材と、 該熱電素子の吸熱面側に接して配設されると共に前記冷
    風ファンの風の流路に配される蓄冷用の吸熱部材と、 を備える冷風装置において、 前記冷風ファンを断続運転させると共に、少なくとも前
    記熱電素子を連続運転させる制御手段を備えることを特
    徴とする冷風装置。
  2. 【請求項2】前記制御手段が、前記冷風ファンの断続運
    転を開始させる前の所定時間、前記冷風ファンの作動を
    停止させると共に少なくとも前記熱電素子を作動させる
    ことを特徴とする請求項1記載の冷風装置。
JP6075490A 1994-03-23 1994-03-23 冷風装置 Withdrawn JPH07260186A (ja)

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