JP2006136628A - 携帯用冷風・温風装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 固体冷却・加熱装置8と送風装置6を含む冷暖房装置50をショルダーバッグのバッグ部10に配し、冷却あるいは加熱された空気をショルダーバッグのショルダーベルト15に沿って配された送風管11を介して、ユーザの上半身の所定箇所に吹き出すよう構成した。
【選択図】 図2
Description
すなわち、本発明によれば、携帯用冷風・温風装置であって、固体冷却・加熱装置と送風装置を有するものにおいて、
前記固体冷却・加熱装置と前記送風装置を保持するバッグ部と、
前記バッグ部をユーザが携帯するために、ショルダーバッグとして肩にかけるためのショルダーベルトであって、前記固体冷却・加熱装置にて冷却又は加熱された空気を導くための送風路を有し、前記ショルダーベルトの所定位置から前記送風路により導かれた空気を外部に放出する吹き出し口を有するショルダーベルトとを、
有することを特徴とする携帯用冷風・温風装置が提供される。
<冷風温度及び風量制御回路>
携帯用冷風装置(又は温風装置)が発生する冷風又は温風は、直接人体に吹きつけられる場合が多いため、その温度と風量が手動又は自動で細かく制御できることが望ましい。さらには携帯装置として電池が使われることが多いので、その電池のエネルギーを抵抗器などに消費させず、無駄なく利用できることが望ましい。そのような目的の制御装置の構成例を図7のブロック図に示す。
なお、図7では軸流ファン6を冷却素子8の排気側に設けてあるが、代わりに吸気側に設けて外気を冷却素子8に押し込むような構成にしてもよい。
冷風の発生には、外気を通過させる冷却トンネルの内壁の一部にペルチェ素子を配置し、軸流ファン6で導入した外気をその冷却面に触れさせて冷却するが、ペルチェ素子は一般に平面構造のため、そのままでは冷却トンネルを通過する空気のごく一部しか冷却面に触れないため、冷却効果は極めて限られてしまう。したがって図8に示すように、少なくとも2枚のペルチェ素子を対向させて冷却トンネルを構成するとよい。さらにはペルチェ素子3枚で断面が三角形になるように、あるいは4枚で四角形断面、6枚で六角形断面の冷却トンネルを構成すれば冷却面に接する空気の量が増えるため大きな冷却効果が得られる。
ペルチェ素子は、放熱面と冷却面がかなり近接した構造を有している。そのため放熱面で発生した熱が、伝導及び輻射で冷却面を温めてしまう問題がある。そのため図8に示したように、放熱面に密着させたヒートシンクを設けて、発生した熱を放散させるのが普通である。しかし元々、冷却面と放熱面が近接しているため、ヒートシンクから放散する熱の影響を避けるには限度がある。その対策としてヒートシンクを直接発熱面に設けず、図9に示したようにヒートパイプで結ぶことで、ヒートシンクを発熱面から遠ざけ任意の場所に配置することが可能になる。
ペルチェ素子は、冷却面の温度が放熱面の温度に依存する性質がある。ペルチェ素子の動作時の冷却面と放熱面の温度差は最大温度差などと呼ばれ、ある製品の例では摂氏30度である。このことは、例えば自然放熱用ヒートシンクが設けられた放熱面の温度が摂氏60度になっている場合、冷却面の温度は摂氏30度以下にはならず、冷却面を通過する空気の温度は30度で飽和しそれ以上は下がらないことを意味する。したがって冷却面の温度を30度より低くし、充分冷えた冷風を得ようとするには、何らかの手段で放熱面の温度を更に下げる必要がある。そのため自然放熱に代わり、別に設けたファンによりヒートシンクを強制冷却することもよく行われる。しかし携帯機器では、ファンを別に設けるとその駆動のため電池を余分に消耗し、騒音も発生することになるので望ましくない。そこで図10に示したように、軸流ファン6から吹き出した冷風の一部をダクトで分岐し、ヒートシンクに吹き付けて冷やすことが考えられる。この場合、送風管に送られる冷風の風量は減るが、その分温度が低くなった冷風を送出することができる。
携帯用冷風装置では、特に使用開始時など風量は少なくても特別冷えた風が欲しいことがある。そのため、発生した冷風の一部を吸気に混入して循環させることで冷風温度を下げることが考えられる。図11にその一例を示した。図11において、軸流ファン6が回転するとその排出側は正圧になり、吸気側は負圧になるため公知の制御装置501によりバイパスバルブを開くと、軸流ファン6で発生した冷風の一部がバイパス路を通り吸気側に環流され、冷却トンネルで再び冷やされる。したがって、図示してない送風管に送り出される冷風は、その分、風量は減少するが、温度は下がったものになる。ここで制御装置501で駆動される流量制御バルブをある程度閉じると、その分、環流する冷風の量が増え送風管に送り出される冷風の風量は減るが温度は更に下がる。流量制御バルブを完全に閉じた場合は、軸流ファン6で発生した冷風の全部が環流し、冷却トンネルを通過して循環再冷却されることで冷風温度は冷却素子の冷却面温度まで冷えることになる。その際、制御装置501により流量制御バルブを間欠的に開閉すれば、連続した冷風に代わり、送風管を通じてより低温度の冷風を人体に間欠的に吹きつけることができる。団扇や首振り状態の扇風機の例から明らかなように、吹きつけられる冷風が間欠的でも、清涼感を得ることに大きく変わりはない。
8 固体冷却・加熱装置(冷却素子、ペルチェ素子)
10 ショルダーバッグのバッグ本体(バッグ部)
11、11C 送風管(送風路)
11A 開口端部(固体冷却・加熱装置側)
11B 開口端部(吹き出し口側)
12 口金
12A 開口端部
12B 開口端部
12C 延長部
13 操作ノブ
14 口金支持部
15 ショルダーベルト
16 ガイドプレート
17 放熱板
18 布地
19 吸気窓
20 冷暖風取付台
21 結露溜タンク
22 熱交換用格子
23A、23B 吹き出し口
24 管状部材
25 冷却水タンク
26 ポンプ
27 循環パイプ
28 大型の水槽
29 放熱窓
30 ベルト
31 蛇腹
50、50B 冷暖房装置
50A ケーシング
103 直流電源
104 定電圧回路
105 PWMコンバーター
106 温度センサー
501 制御装置
Claims (8)
- 携帯用冷風・温風装置であって、固体冷却・加熱装置と送風装置を有するものにおいて、
前記固体冷却・加熱装置と前記送風装置を保持するバッグ部と、
前記バッグ部をユーザが携帯するために、ショルダーバッグとして肩にかけるためのショルダーベルトであって、前記固体冷却・加熱装置にて冷却又は加熱された空気を導くための送風路を有し、前記ショルダーベルトの所定位置から前記送風路により導かれた空気を外部に放出する吹き出し口を有するショルダーベルトとを、
有することを特徴とする携帯用冷風・温風装置。 - 前記吹き出し口が、前記ショルダーベルトの表面に固定されたガイドプレートと、前記ガイドプレートに沿って、前記ショルダーベルトの長手方向に移動可能であり、前記ガイドプレートに面する側に貫通口を有する管状の口金とを有し、前記ショルダーベルトには、前記貫通口の位置に合わせて貫通口が設けられ、前記口金が前記ショルダーベルトの長手方向の第1の位置にあるとき、前記口金の内部の空気が、前記口金の貫通口と、前記ガイドプレートの貫通口と、前記ショルダーベルトの貫通口を介して前記ショルダーベルトの裏面側に排出され、前記口金が前記ショルダーベルトの長手方向の第2の位置にあるとき、前記口金により、ガイドプレートの貫通口が塞がれ、前記口金の内部の空気が前記口金の開口端部からのみ排出されるよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の携帯用冷風・温風装置。
- 前記ショルダーベルトの長手方向を軸として、前記口金の傾斜角度が調節可能であり、よって、前記送風路により導かれた空気の放出方向を自在に調節することを可能としたことを特徴とする請求項2に記載の携帯用冷風・温風装置。
- 前記固体冷却・加熱装置が少なくとも2枚の板状の固体冷却・加熱素子と、前記少なくとも2枚の板状の固体冷却・加熱素子に密着し、複数の空気流路を有する熱伝達トンネル部材とを有することを特徴とする請求項1に記載の携帯用冷風・温風装置。
- 前記板状の固体冷却・加熱素子の前記熱伝達トンネル部材に接触している面の反対側の面に一部が密着したヒートパイプ部と、前記固体冷却・加熱装置から離間した位置にある前記ヒートパイプ部の他の一部に密着したヒートシンクとを有することを特徴とする請求項1に記載の携帯用冷風・温風装置。
- 前記送風装置により送風される空気の一部を前記固体冷却・加熱装置の所定箇所にフィードバックするバイパス手段を有することを特徴とする請求項1に記載の携帯用冷風・温風装置。
- 前記送風装置が軸流ファンであることを特徴とする請求項1に記載の携帯用冷風・温風装置。
- 前記固体冷却・加熱装置がペルチェ素子であることを特徴とする請求項1に記載の携帯用冷風・温風装置。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017026231A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 株式会社ドクター中松創研 | 超小型冷暖房装置 |
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JP2018031101A (ja) * | 2016-08-28 | 2018-03-01 | 剛明 牧野 | ペルチェ素子を利用したパーソナルクーラー |
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-
2004
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