JP2005331135A

JP2005331135A - 自己気化型電子クーラー

Info

Publication number: JP2005331135A
Application number: JP2004148308A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Ono; 利幸小野
Original assignee: Mac Eight Co Ltd
Current assignee: Mac Eight Co Ltd
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】従来のペルチェ素子を利用したクーラーにあっては、スポンジに吸着された結露水を布に吸引しながらペルチェ素子の高熱側の熱で気化させるため、気化効率が悪くスポンジに吸着している結露水の気化に長時間掛り、また、ペルチェ素子その物に結露する水を集めて皿に排出する構造のものであることから、ペルチェ素子の冷却効率が悪いといった問題があった。
【解決手段】筐体Ａの壁面に取付けられたペルチェ素子１の冷却側と放熱側にフィン２Ｐ３を取付け、冷却側フィンに結露した結露水を吸水性を有する気化部材８の受水部８１で受け、該受水部で受けた結露水を筐体の外側に導出した気化部８２に浸透させ、該気化部を前記放熱フィンで発生する熱と放熱ファン７によって前記放熱フィンを冷却する温風で、前記気化部の水分を気化させるようにした自己気化型電子クーラーである。
【選択図】図１

Description

本発明は、除湿および空調を必要とする筐体にペルチェ素子を取付け、該ペルチェ素子に通電して前記筐体内の湿度を除去するような場合に、該ペルチェ素子の低温側に発生する結露水の影響による冷却空調能力の低下防止と、結露水の気化処理を迅速に行うようにした自己気化型電子クーラーに関する。

従来、除湿および空調を必要とする筐体内を所定の湿度と温度に保つために、ペルチェ素子を使用した空調装置を筐体内に冷却側が位置するように取付けていたが、該空調装置を駆動して筐体内の湿度を除去すると、低温側に結露が発生するので、この結露による水滴を筐体の外部に排出している。

ところで、この外部に排出された水滴を処理する手段として、例えば、実開平２−１２１７号公報に開示されている技術がある。この技術は、筐体の壁面にペルチェ素子を取付け、前記筐体の外側に配置された放熱フィンの下側にヒーターによって加熱される蒸発皿を取付け、この蒸発皿に前記ペルチェ素子による冷却によって発生する結露水を流し、この結露水を加熱された蒸発皿によって気化させるものである。

また、他の手段としては、特開平５−２８８３５８号公報に開示されている技術がある。この技術は、筐体の壁面にペルチェ素子を取付け、該ペルチェ素子に通電した筐体内を冷却した時に発生する筐体内の結露水を、筐体の外部に取付けられているスポンジに流し、また、このスポンジに流れ込んだ水をペルチェ素子の高熱側と接続されている布を介して気化させるものである。
実開平２−１２１７号公報特開平５−２８８３５８号公報

前記した実開平２−１２１７号公報の技術にあっては、ヒーターによって加熱される皿に結露水を流し込み気化させるものであることから、ヒーターに通電することが必要となるため電力のロスが発生すると共に、結露水を皿に溜めて気化させるので、筐体内の湿度が高く結露水の量が多くなると皿内から結露水が溢れて床面に零れるといった問題があった。

また、特開平５−２８８３５８号公報の技術にあっては、スポンジに吸着された結露水を布に吸引しながらペルチェ素子の高熱側の熱で気化させるため、気化効率が悪くスポンジに吸着している結露水の気化に長時間掛り、また、ペルチェ素子その物に結露する水を集めて皿に排出する構造のものであることから、ペルチェ素子の冷却効率が悪いといった問題があった。

本発明は前記した問題点を解決せんとするもので、その目的とするところは、結露水の収集が速やかに行えると共に、結露水の気化をヒーターを使用せずに迅速に行え、また、ペルチェ素子による冷却能力の向上を図ることができる自己気化型電子クーラーを提供せんとするにある。

本発明の自己気化型電気クーラーは前記した目的を達成せんとするもので、請求項１の手段は、筐体の壁面に取付けられたペルチェ素子の冷却側と放熱側にフィンを取付け、冷却側フィンに結露した結露水を吸水性を有する気化部材の受水部で受け、該受水部で受けた結露水を筐体の外側に導出した気化部に浸透させ、該気化部を前記放熱フィンで発生する熱と放熱ファンによって前記放熱フィンを冷却する温風で、前記気化部の水分を気化させるようにしたことを特徴とする。

請求項２の手段は、前記した請求項１の手段において、前記気化部材における受水部は、間隙を介して複数枚の輸送板が積層されたものであり、上段側の輸送板の厚みが薄く形成されていることを特徴とする。

請求項３の手段は、前記した請求項１の手段において、前記気化部材における気化部は、前記受水部から延長された波形に形成された気化板と、該気化板と一体的に形成された左右気化板とから形成し、気化面積を大きくしたことを特徴とする。

請求項４の手段は、前記した請求項１の手段において、前記冷却フィンは、表面に親水性処理が施され、かつ、ペルチェ素子の冷却体側に向かって下降するように傾斜して形成されていることから、冷却フィンに付着した結露水が速やかにペルチェ素子の冷却板に流れて前記受水部に滴り落ちるようにしたことを特徴とする。

本発明は前記したように、ペルチェ素子の冷却側と放熱側にフィンを取付け、冷却側フィンに結露した結露水を吸水性を有する気化部材の受水部で受け、該受水部で受けた結露水を筐体の外側に導出した気化部に浸透させ、該気化部を前記放熱フィンで発生する熱と放熱ファンによって前記放熱フィンを冷却する温風で前記気化部の水分を気化させるようにしたので、結露水の収集が速やかに行えると共に結露水の気化が迅速に行え、かつ、ペルチェ素子による冷却能力の向上が図れるものである。

また、気化部材における受水部を間隙を介して複数枚の輸送板を積層し、かつ、上段側の輸送板の厚みが薄く形成したので、受水部に滴り落ちた結露水を速やかに気化部側に浸透させることができ、従って、気化部における気化が迅速に行え結露水の処理が速度が早くなるものである。

さらに、気化部材における気化部を受水部から延長された波形に形成された気化板と、該気化板と一体的に形成された左右気化板とから形成したことにより、気化面積が大きくなって気化の効率が良いものである。

また、冷却フィンは、表面に親水性処理が施され、かつ、ペルチェ素子の冷却体側に向かって下降するように傾斜して形成されているので、冷却フィンに付着した結露水は速やかにペルチェ素子の冷却体側に流れて輸送板に滴り落ち、従って、冷却フィンに水滴が付着する時間が短縮されて冷却効率の向上が図れる等の効果を有するものである。

本発明は、ペルチェ素子の冷却側と放熱側にフィンを取付け、冷却側フィンに結露した結露水を吸水性を有する気化部材の受水部で受け、該受水部で受けた結露水を筐体の外側に導出した気化部に浸透させ、該気化部を前記放熱フィンで発生する熱と放熱ファンによって前記放熱フィンを冷却する温風で前記気化部の水分を気化させるようにした。

以下、本発明に係る自己気化型電子クーラーの一実施例を図面と共に説明する。
図１において、Ａは閉鎖型配電盤や各種制御装置等の機器の筐体、Ｂは該筐体Ａ内を冷却することで発生する結露を除去するための除湿装置にして、前記筐体Ａの壁面Ａ１に取付けられている。

前記除湿装置Ｂは前記筐体Ａの壁面Ａ１に開口された孔Ａ２に固定されたペルチェ素子１と、該ペルチェ素子１の冷却体１１の表面に固定されたアルミ製の棒状体をマトリックス状に配置した冷却フィン２と、前記ペルチェ素子１の放熱体１２の表面に固定された前記冷却フィン２と同じ形状の放熱フィン３と、前記筐体の壁面Ａ１における内側に固定された第１のケース４と、該第１のケース４の前記冷却側フィン２と対向する位置に取付けられた冷却ファン５と、前記筐体の壁面Ａ１における外側に固定された第２のケース６と、該第２のケース６の前記放熱側フィン３と対向する位置に取付けられた放熱ファン７と、前記冷却フィン２より滴り落ちる結露水を第２のケース６内に導入して前記放熱フィン３の熱および前記放熱ファン７によって発生する空気流によって気化させる気化部材８と、該気化部材８を前記第２のケース６に形成された前記孔Ａ２に密閉固定するための樹脂製の密閉板９とより構成されている。

なお、前記した冷却フィン２の表面には界面活性剤等による親水性処理が行われており、かつ、冷却体１１側に向かって下降するように斜め状態で取付けられている。また、前記第１および第２のケース４，６の上下面には空気流入用の開口部４１，６１が形成されている。また、気化部材８としては多孔板であって吸水性が高く、かつ、親水ムラがなく、強度の高い材質のものが好ましい。

次に、前記した気化部材８の詳細を第２、第３と共に説明するに、筐体Ａ内に配置される
気化部材８は筐体Ａ内に位置する結露水を受ける受水部８１と、該受水部８１で受けた結露水を気化する気化部８２とから構成されている。受水部８１は比較的厚みの厚い多孔板である結露水を気化部に輸送する下段輸送板８１ａと、該下段輸送板８１ａの上に２つのスペーサ８１ａ₁，８１ａ₂を介して比較的厚みの薄い中間輸送板８１ｂと、該中間輸送板８１ｂの上にスペーサ８１ｂ₁，８１ｂ₂を介して該中間輸送板８１ｂと同じような厚みの上段輸送板８１ｃと、該上段輸送板８１ｃの前記気化部８２側に重ねられたスペーサ８１ｃ₁とで構成されている。

なお、前記上中下段輸送板８１ａ，８１ｂ，８１ｃと各スペーサ８１ａ₁，８１ａ₂，８１ｂ₁，８１ｂ₂，８１ｃ₁は接着剤によって固定され、かつ、下段輸送板８１ａと中断輸送板８１ｂとの間および中断輸送板８１ｂと上段輸送板８１ｃとの間に間隙が生じるように積層されている。また、スペーサ８１ａ₁，８１ｂ₁，８１ｃ₁の積層部分は、前記した密閉板９の間に挟持される。

前記中断輸送板８１ｂからは下段気化板８２ａが延長して形成されており、この下段気化板８２ａは全体が波形に形成され、かつ、この波形の先端部分には切り起こし片８２ｂが形成されている。また、上段輸送板８１ｃからは波形の上段気化板８２ｃが延長して形成され、かつ、該上段気化板８２ｃの左右からは起立して形成された左右気化板３２ｄが延長して形成されている。

そして、前記下段気化板８２ａから延長された前記切り起こし片８２ｂは、下段気化板８２ａが重ねられた状態において、上段気化板８２ｃの先端に接着固定され、また、前記上段気化板８２ｃから左右方向に延長された左右気化板８２ｄの下面が下段気化板８２ａの上面に接着固定され、これにより、上下気化板８２ａ，８２ｃは一体化される。

なお、前記した受水部８１は前記した冷却フィン２の下面に位置され、気化部８２の上段気化部８２ｃと下段気化部８２ａの積層された部分は放熱フィン３および放熱ファン７の下面に位置し、かつ、左右気化板８２ｄは放熱フィン３および放熱ファン７の側面に位置するように配置されている。

また、左右気化板８２ｄは冷却フィン３と対向する幅の狭い複数（実施例では３個）の気化板８２ｄ₁と、放熱ファン７と対向する幅の広い複数（実施例では２個）の気化板８２ｄ₂とから構成され、かつ、各気化板８２ｄ₁，８２ｄ₂は放熱フィン３を冷却するために放熱ファン７によって供給される風が外側に向かって流れるように、上端側が冷却フィン３、放熱ファン７と平行状態となり、下端側が垂直状態となるように捩じられている。

なお、前記した実施例の図面においては、受水部８１が筐体Ａに対して水平状態で密閉板９を介して取付けられている場合について説明したが、好ましくは、気化部８２に向かって下降する傾斜状態で取付け、受水部８１に滴り落ちた結露水を気化部８２側に流れるようにすることが望ましい。

次に、前記した構成に基づいて筐体Ａ内で発生した結露水を気化する方法について説明するに、ペルチェ素子１に通電すると共に冷却ファン５および放熱ファン７を駆動することによって筐体Ａ内を冷却すると、筐体Ａ内が冷却されることで筐体Ａ内の空気中の湿気が冷却フィン２に付着する。この冷却フィン２に付着した結露水は、該冷却フィン２に親水性処理が施されていること、また、ペルチェ素子１の冷却板１１に向かって傾斜していることから、速やかに前記冷却体１１側に向かって流れて冷却フィン２に滞留することなく気化部材８の受水部８１に滴り落ちる。

滴り落ちた結露水は受水部８１の上段輸送板８１ｃに吸水されると共に、結露水が多くなるに従って徐々に上段気化部８２ｃに向かって浸透し、さらに、左右気化板８２ｄにも浸透してゆく。ここで、上段気化部８２ｃは放熱フィン３の下面に近接あるいは接触し、また、左右気化板８２ｄの気化板８２ｄ₁は放熱フィン３に近接あるいは接触しているので、放熱フィン３の熱量によって加熱され水分は気化し、かつ、放熱ファン７よりの風が放熱フィン３を通過して温風となるので、該温風の通過を良好に行えるように捩じられている気化板８２ｄ₁，８２ｄ₂の間を通過する時に、該気化板８２ｄ₁，８２ｄ₂および上段気化部８２ｃに浸透している水分は気化される。

なお、滴り落ちる結露水の量が多くなり、上段輸送板８１ｃの吸水量を越えた場合には、上段輸送板８１ｃより中段輸送板８１ｂに滴り落ちるが、該中段輸送板８１ｂは下段気化板８２ａに接続されおり、かつ、下段気化板８２ａは上段気化板８２ｃおよび左右気化板８２ｄと固定されているので、前記した作用によって気化されることとなる。

そして、中段輸送板８１ｂが水分を吸収しきれなくなると、該中段輸送板８１ｂから下段輸送板８１ａ上に滴り落ちるが、スペーサ８１ａ₁，８１ａ₂を介して中段輸送板８１ｂに連結されているので、前記したと同様な作用によって徐々に気化されることとなる。なお、下段輸送板８１ａの裏面にはラミネート等の防水フィルム８１ａ₃が貼着されているので、ケース４，６内に落ちるのを防止できる。

なお、本発明にあっては、上段輸送板８１ｃ、中段輸送板８１ｂおよび下段輸送板８１ａの間は、スペーサ８１ａ₁，８１ａ₂，８１ｂ₁，８１ｂ₂によって隙間を介して積層されているので、結露水が少ない場合には上段輸送板８１ｃにのみ水分が浸透されることとなるので、該上段輸送板８１ｃの厚みを薄くしておくことで、水分は早く上段気化板８２ｃに浸透して気化されることとなり、水分の気化効率の迅速化が図れる。また、中段輸送板８１ｂの場合も同様なことが言えるものである。

本発明は、筐体内を冷却した時に、該筐体内で発生する結露水を気化部材によって気化させる必要がある全てのものに応用できるものである。なお、新生児を収容する保育器に応用した場合には、筐体内を冷却する場合には、外気を取り入れて冷却する構成とする必要がある。

本発明に係る自己気化型電子クーラー全体の断面図である。同上における気化部材の斜視図である。同情の気化部材の分解斜視図である。

符号の説明

Ａ筐体
Ｂ除湿装置
１ペルチェ素子
１１冷却体
１２放熱体
２冷却フィン
３放熱フィン
５冷却ファン
７放熱ファン
８気化部材
８１受水部
８１ａ〜８１ｃ輸送板
８２気化部
８２ａ，８２ｂ気化板

Claims

筐体の壁面に取付けられたペルチェ素子の冷却側と放熱側にフィンを取付け、冷却側フィンに結露した結露水を吸水性を有する気化部材の受水部で受け、該受水部で受けた結露水を筐体の外側に導出した気化部に浸透させ、該気化部を前記放熱フィンで発生する熱と放熱ファンによって前記放熱フィンを冷却する温風で、前記気化部の水分を気化させるようにしたことを特徴とする自己気化型電子クーラー。
前記気化部材における受水部は、間隙を介して複数枚の輸送板が積層されたものであり、上段側の輸送板の厚みが薄く形成されていることを特徴とする請求項１記載の自己気化型電子クーラー。
前記気化部材における気化部は、前記受水部から延長された波形に形成された気化板と、該気化板と一体的に形成された左右気化板とから形成し、気化面積を大きくしたことを特徴とする請求項１記載の自己気化型電子クーラー。
前記冷却フィンは、表面に親水性処理が施され、かつ、ペルチェ素子の冷却体側に向かって下降するように傾斜して形成されていることから、冷却フィンに付着した結露水が速やかにペルチェ素子の冷却板に流れて前記受水部に滴り落ちるようにしたことを特徴とする請求項１記載の自己気化型電子クーラー。