JP2001343178A - 冷却装置 - Google Patents

冷却装置

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JP2001343178A JP2000162226A JP2000162226A JP2001343178A JP 2001343178 A JP2001343178 A JP 2001343178A JP 2000162226 A JP2000162226 A JP 2000162226A JP 2000162226 A JP2000162226 A JP 2000162226A JP 2001343178 A JP2001343178 A JP 2001343178A
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武男 神野
Osamu Komino
修 小簑
Toshinori Sasaki
稔典 佐々木
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2700/00Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/14Sensors measuring the temperature outside the refrigerator or freezer

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペルチェ素子を使用したものであっても、そ
の長寿命化を図ることのできる安価な冷却装置を提供す
る。 【解決手段】 装置本体1に設けたペルチェ素子に通電
することにより、内部を冷却する。この場合、雰囲気温
度検出手段により、装置本体1の周囲雰囲気温度を検出
する。制御手段は、雰囲気温度検出手段で検出される雰
囲気温度に基づいて、前記ペルチェ素子に通電する制御
電流を変化させる。そして、前記雰囲気温度が設定温度
よりも高い場合と低い場合とで、前記制御電流の変化度
合いを異ならせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は冷却装置、特に、ペ
ルチェ素子を利用して内容物を冷却可能とする冷却装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ペルチェ素子を利用した冷却装置
では、内容物を一定の冷却温度に維持するために、ペル
チェ素子への通電量を、例えば、単一電源又は複数電源
でオン・オフ制御したり、複数電源で比例制御したりし
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オン・
オフ制御では、ペルチェ素子が、最大出力とゼロ出力の
繰り返しにより、サーマルショックを受け、寿命が低下
するという問題がある。
【0004】また、比例制御では、周囲雰囲気温度の影
響を受け、安定状態に達した後も設定温度と実際の冷却
温度とのずれ(偏差)が避けられない。
【0005】さらに、電源は高価なものであるので、複
数電源ではコストアップを招来する。
【0006】そこで、本発明は、ペルチェ素子を使用し
たものであっても、その長寿命化を図ることのできる安
価な冷却装置を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、装置本体に設けたペルチェ素
子に通電することにより、内部を冷却する冷却装置にお
いて、前記装置本体の周囲雰囲気温度を検出する雰囲気
温度検出手段と、前記雰囲気温度検出手段で検出される
雰囲気温度に基づいて、前記ペルチェ素子に通電する制
御電流を変化させ、前記雰囲気温度が設定温度よりも高
い場合と低い場合とで、前記制御電流の変化度合いを異
ならせる制御手段とを備えたものである。
【0008】この構成により、雰囲気温度の違いに応じ
て適切にペルチェ素子に供給する制御電流を変化させる
ことが可能となる。これにより、ペルチェ素子の吸熱部
に於ける温度変化が殆どなくなる。
【0009】前記ペルチェ素子の吸熱側の温度を検出す
る吸熱側温度検出手段をさらに備え、前記制御手段を、
前記雰囲気温度検出手段からの検出信号を出力レベル電
圧に変換する温度・電圧変換回路と、該回路からの出力
レベル電圧を減衰する減衰器と、該減衰器からの出力レ
ベル電圧を元の出力電圧まで増幅する増幅器とを備えた
構成とし、前記吸熱側温度検出手段を、前記増幅器の帰
還抵抗とすると、外乱による変動を抑制可能な点で好ま
しい。
【0010】前記装置本体の内部温度を検出する内部温
度検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記内部温
度検出手段での検出温度に基づいて、前記ペルチェ素子
への通電をオン・オフすると、ペルチェ素子の吸熱部に
於ける凍結を防止可能となる点で好ましい。
【0011】前記ペルチェ素子の放熱部に送風して冷却
する冷却ファンと、該冷却ファンによる送風量を切り替
える切替手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記ペ
ルチェ素子への通電量を、切り替えた各送風量に応じた
値としてもよい。
【0012】前記雰囲気温度検出手段がサーミスタで構
成される場合、該サーミスタに可変抵抗を接続し、該可
変抵抗を調整することにより、前記ペルチェ素子で基準
出力を得るようにすると、雰囲気温度検出手段の精度の
バラツキを吸収することができる点で好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態を添
付図面に従って説明する。図1は、本実施形態に係る冷
却装置2を採用するビールディスペンサーを示す。この
ビールディスペンサーでは、装置本体1にペルチェ素子
13を備えた冷却装置2が設けられ、内容器3にビール
タンク4(ビア樽)を収容可能となっている。
【0014】装置本体1の前面上部には注出コック5が
装着されている。注出コック5から延びるホース(図示
せず)は、内容器3に収容されるビールタンク4の口部
4aに接続されている。装置本体1の前面下部には受皿
6が取り外し可能に取り付けられている。また、装置本
体1の前面側下面には通気孔1aが形成され、その内方
近傍には、本発明に係る雰囲気温度検出手段である雰囲
気温度検出センサ7が配設されている。また、装置本体
1の背面には、冷却装置2を収容する冷却室8が形成さ
れている。冷却室8の背面には、図2に示すように、複
数の縦長スリットからなる吸気孔9が並設され、その内
面には図示しない目の粗いメッシュが設けられ、外面に
は、メッシュよりも目の細かいカバー10が取り外し可
能に装着される。メッシュ及びカバー10は、吸気孔9
からの指等の挿入を防止する(メッシュは、カバー10
を装着し忘れた場合でも指等の挿入を防止するためのも
のである。)。カバー10の4隅には係止爪11a,1
1bがそれぞれ側方に延設されている。一方の係止爪1
1a,11aは1段に形成され、他方の係止爪11b,
11bは2段に形成されている。これにより、一方の係
止爪11a,11aと、他方の係止爪11b,11bの
先端部とをそれぞれ各吸気孔9a,9bに挿入した状態
で、カバー10をスライドさせると、他方の係止爪11
b,11bの中間部が吸気孔9bの縁部に係止し、冷却
室8の背面からのカバー10の脱落が防止される。ま
た、前記冷却室8の背面には突起8aが設けられ、吸気
孔9aが壁等で閉鎖されることが防止されている。な
お、装置本体1の前面側側部にはファンスイッチ12が
設けられ、ファン18による送風量を強又は弱に切り替
えることが可能となっている。
【0015】冷却装置2は、ペルチェ素子13の一方の
面に金属板14を介して吸熱板15を取り付け、他方の
面に放熱フィン16を取り付けてなる熱交換器17を備
えている。放熱フィン16の近傍には、図示しないファ
ンモータの駆動により回転するファン18が配設され、
放熱フィン16に送風可能となっている。また、前記金
属板14には、本発明に係る吸熱側温度検出手段である
吸熱側温度検出センサ19が設けられている。
【0016】内容器3は、周囲に断熱材20を配設さ
れ、内部にはビールタンク4が水と共に収容される。内
容器3内の温度は、直接、本発明に係る内部温度検出手
段である水温検出センサ21によって検出されるように
なっている。また、内容器3の上方には、断熱パネル2
2が配設されている。この断熱パネル22は、内部に断
熱材20を充填された一対のプラスチック容器からな
り、容器の合わせ部にはビールタンク4からのホース及
びディスペンサーヘッドが挿通する隙間が形成されてい
る。
【0017】前記各センサ7,19,21は全てサーミ
スタで構成され、温度変化を電圧値として制御装置23
にそれぞれ入力される。制御装置23は、これら入力電
圧に基づいてペルチェ素子13への通電量を制御する。
【0018】制御装置23の電気回路は、図3の概略図
に示すように、雰囲気温度−出力レベル電圧変換回路2
4(温度−レベル変換回路)、減衰器25、増幅器2
6、出力レベル電圧−電力変換回路27(レベル−電力
変換回路)、スイッチ電源回路28(図4)を備えた構
成となっている。
【0019】前記温度−レベル変換回路24では、コン
パレータ29のプラス入力端子には、雰囲気温度検出セ
ンサ7から可変抵抗R1を介して検出信号が入力されて
いる。可変抵抗R1は、サーミスタからなる雰囲気温度
検出センサ7の加工精度のばらつきを吸収するために使
用する。すなわち、可変抵抗R1の抵抗値は、雰囲気温
度検出センサ7での検出温度と、その検出温度で希望す
るペルチェ素子13による冷却温度との関係に基づいて
調整する。また、前記コンパレータ29のマイナス入力
端子には、抵抗R2を介して基準電圧が入力されてい
る。そして、マイナス入力端子と出力端子との間には、
6つの抵抗R3,R4,R5、R6,R7,R8が直列
接続され、そのうちの3つの抵抗R6,R7,R8には
ダイオードDが並列接続されている。前記減衰器25
は、1つの抵抗R9と3つの抵抗R10,R11,R1
2との分圧により出力レベル電圧を減衰度1/αで減衰
するものである。但し、前記温度−レベル変換回路24
の増幅度を1/2以下とすれば、前記減衰器25は省略
可能である。前記増幅器26は、コンパレータ30の出
力端子とマイナス入力端子の間に、帰還抵抗として前記
吸熱側温度検出センサ19を接続したもので、抵抗R1
3とで増幅度がαとなるように増幅するものである。帰
還抵抗として吸熱側温度検出センサ19を使用すること
により、外乱によって温度ーレベル変換回路24からの
出力の変動を抑制することが可能となり、全く安定な所
定の冷却温度を得ることができる。なお、抵抗R13と
吸熱側温度検出センサ19を入れ替えた回路構成として
もよい。前記レベル−電力変換回路27では、増幅器2
6から入力される出力レベル電圧をペルチェ素子13へ
の供給電力に変換する。雰囲気温度検出センサ7からの
信号の流れをブロック線図で現わしたものが図4であ
る。なお、前記制御装置23は、マイコンで構成しても
よい。但し、前記電気回路によれば、安価に制作するこ
とが可能である。
【0020】次に、前記冷却装置2による冷却動作を、
図5及び図6のフローチャートに従って説明する。
【0021】図示しない電源プラグがコンセントに挿入
されて電源が投入されると(ステップS1)、まず、水
温検出センサ21での検出温度が2℃以下であるか否か
を判断し(ステップS2)、2℃以下でなければ、ファ
ンスイッチ12が弱モードであるか否かを判断する(ス
テップS3)。弱モードでない場合、すなわち強モード
である場合、ペルチェ素子13及びファンモータへの供
給電流を最大値とする強ファンモード処理を行う(ステ
ップS4)。一方、弱モードである場合、ペルチェ素子
13への供給電流を最大値の85%とし、ファンモータ
への供給電流を最大値の60%とする弱ファンモード処
理を行う(ステップS5)。これにより、ビールタンク
4の収容直後で、内容器3内が十分に冷却されていない
場合、強モードを選択することにより、ペルチェ素子1
3への供給電力及び放熱フィン16への送風量を最大と
して、内容器3内を急速に冷却することが可能となる。
一方、騒音が気になる環境等で使用する場合、弱モード
を選択することにより、ファン18の回転に伴う騒音の
発生を抑えることができる。但し、ファンモータへの供
給電流は、発生する騒音が問題とならない最大値であれ
ばよいので、その性能の違いにより種々の値を取ること
になり、又、ペルチェ素子13への供給電流もそれに応
じたものとなる。
【0022】前記水温検出センサ21での検出温度が2
℃以下である場合、制御モード処理を行う(ステップS
6)。すなわち、雰囲気温度検出センサ7での検出温度
を読み込み、図7のグラフに従って出力レベル電圧を求
め、ペルチェ素子13の供給電流を決定する。図7のグ
ラフは、予め実験等により、周囲雰囲気温度の違いに応
じて変化するペルチェ素子13の特性を考慮し、内容器
3内をビールに適した冷却温度(ビールタンクから注出
コック5に至るまでの温度上昇を加味して0.5〜1.
5℃)に冷却するのに最適となるように、検出される周
囲雰囲気温度と温度−レベル変換回路からの出力レベル
電圧との関係を求めたものである。なお、ファンモータ
への供給電流は、前記同様、ファンスイッチ12のモー
ドによって決定する。
【0023】このように、内容器3内が所望温度まで十
分に冷却された状態であれば、前記図7のグラフを利用
して決定した、出力レベル電圧に基づく電流をペルチェ
素子13に供給することにより、内容器3内を安定して
前記冷却温度に維持することができる。したがって、ペ
ルチェ素子13の温度変化が殆どなくなり、その長寿命
化を図ることが可能となる。
【0024】この間(前記ステップS6で、雰囲気温度
検出センサ7での検出温度に基づいてペルチェ素子13
への供給電流を制御している間)、水温検出センサ21
での検出温度が4℃を越えたか否かを判断する(ステッ
プS7)。検出温度が4℃を越えていれば、ステップS
2に復帰して前記処理を繰り返し、越えていなければ、
0.5℃以下であるか否かを判断する(ステップS
8)。水温検出センサ21での検出温度が0.5℃以下
であれば、吸熱フィンが凍結する恐れがあると判断し、
ペルチェ素子13への通電量を0とする(ステップS
9)。そして、検出温度が1.5℃を越えるまで待機す
る(ステップS10)。一方、水温検出センサ21での
検出温度が0.5℃以下でなければ、前記ステップS9
に戻って同様な処理を繰り返す。なお、前記ステップS
8〜S10では水温検出センサ21での検出温度に応じ
てペルチェ素子13への通電がオン・オフされることに
なるが、この場合、検出温度が低く、ペルチェ素子13
への通電量も小さい。このため、ペルチェ素子13は、
殆どオン・オフすることがなく、従って前記ステップS
8〜S10の処理による寿命への影響は少ない。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、雰囲気温度が設定温度よりも高いか否かでペ
ルチェ素子への制御電流の変化度合いを異ならせるよう
にしたので、ペルチェ素子の温度変化を抑えて、その信
頼性を高め、長寿命化を図ることが可能となる。
【0026】また、吸熱側温度検出手段を増幅器の帰還
抵抗としたので、外乱により信号が変動しても、ペルチ
ェ素子への供給電力を安定させることができる。
【0027】また、内部温度検出手段での検出温度に基
づいてペルチェ素子への通電をオン・オフするので、ペ
ルチェ素子の吸熱部に於ける凍結を確実に防止して良好
な冷却性能を維持することができる。
【0028】また、冷却ファンの送風量を切り替える切
替手段を設け、切り替えた各送風量に応じた電流をペル
チェ素子に供給するので、使用状況に応じて適切にペル
チェ素子による冷却を行わせることが可能となる。
【0029】また、雰囲気温度検出手段がサーミスタで
構成される場合、可変抵抗を接続するので、サーミスタ
の加工精度のバラツキによる悪影響を防止して、ペルチ
ェ素子による適切な冷却が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係るビールディスペンサーの概
略図である。
【図2】 図1の冷却室の背面に形成される吸気孔と、
そこに装着されるカバーを示す斜視図である。
【図3】 図1のペルチェ素子への供給電流を制御する
ための電気回路の概略図である。
【図4】 図3の雰囲気温度検出センサからの信号の流
れを示すブロック線図である。
【図5】 本実施形態に係る冷却制御処理を示すフロー
チャートである。
【図6】 本実施形態に係る冷却制御処理を示すフロー
チャートである。
【図7】 図4の雰囲気温度検出センサで検出される雰
囲気温度と、出力レベル電圧との関係を示すグラフであ
る。
【符号の説明】 1…装置本体 2…冷却装置 3…内容器 4…ビールタンク 7…雰囲気温度検出センサ 8…冷却室 9…吸気孔 10…カバー 11…係止爪 13…ペルチェ素子 14…金属板 15…吸熱板 16…放熱フィン 17…熱交換器 18…ファン 19…吸熱側温度検出センサ 21…水温検出センサ 23…制御装置 24…電圧変換回路 26…増幅器 27…電力変換回路 28…スイッチ電源回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 稔典 大阪府大阪市北区天満1丁目20番5号 象 印マホービン株式会社内 Fターム(参考) 3L045 AA02 BA01 CA02 DA04 LA05 LA10 LA12 MA02 MA05 NA03 NA12 PA01 PA03 PA04 PA06

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 装置本体に設けたペルチェ素子に通電す
    ることにより、内部を冷却する冷却装置において、 前記装置本体の周囲雰囲気温度を検出する雰囲気温度検
    出手段と、 前記雰囲気温度検出手段で検出される雰囲気温度に基づ
    いて、前記ペルチェ素子に通電する制御電流を変化さ
    せ、前記雰囲気温度が設定温度よりも高い場合と低い場
    合とで、前記制御電流の変化度合いを異ならせる制御手
    段とを備えたことを特徴とする冷却装置。
  2. 【請求項2】 前記ペルチェ素子の吸熱側の温度を検出
    する吸熱側温度検出手段をさらに備え、 前記制御手段を、前記雰囲気温度検出手段からの検出信
    号を出力レベル電圧に変換する温度・電圧変換回路と、
    該回路からの出力レベル電圧を減衰する減衰器と、該減
    衰器からの出力レベル電圧を元の出力電圧まで増幅する
    増幅器とを備えた構成とし、 前記吸熱側温度検出手段を、前記増幅器の帰還抵抗とし
    たことを特徴とする請求項1に記載の冷却装置。
  3. 【請求項3】 前記装置本体の内部温度を検出する内部
    温度検出手段をさらに備え、 前記制御手段は、前記内部温度検出手段での検出温度に
    基づいて、前記ペルチェ素子への通電をオン・オフする
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の冷却装置。
  4. 【請求項4】 前記ペルチェ素子の放熱部に送風して冷
    却する冷却ファンと、該冷却ファンによる送風量を切り
    替える切替手段とをさらに備え、 前記制御手段は、前記ペルチェ素子への通電量を、切り
    替えた各送風量に応じた値としたことを特徴とする前記
    請求項のいずれか1項に記載の冷却装置。
  5. 【請求項5】 前記雰囲気温度検出手段がサーミスタで
    構成される場合、該サーミスタに可変抵抗を接続し、該
    可変抵抗を調整することにより、前記ペルチェ素子で基
    準出力を得るようにしたことを特徴とする前記請求項の
    いずれか1項に記載の冷却装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004051163A2 (en) * 2002-11-29 2004-06-17 Interbrew S.A. Alcoholic beverage dispensing apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004051163A2 (en) * 2002-11-29 2004-06-17 Interbrew S.A. Alcoholic beverage dispensing apparatus
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