JP2006303177A - 熱電装置及び空調機 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱電装置のコンパクト化を図り、ひいてはこの熱電装置が適用される空調機のコンパクト化を図る。
【解決手段】熱電素子（41）及び羽根状フィン（43）が支持される伝熱板（42）には、駆動軸（51）を介してモータ（50）が連結される。モータ（50）は伝熱板（42）と共に伝熱フィン（43）を回転させる。その結果、羽根状フィン（43）と空気との接触効率、更には熱交換率が増大する。また、羽根状フィン（43）を回転させることで、この熱電装置（40）に空気送風機能が付与される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、熱電素子を有する熱電装置、及びこの熱電装置を利用して空調を行う空調機に関するものである。

従来より、スポットクーラ等の空調機や冷蔵庫等に適用される熱電装置が知られている。

例えば、特許文献１に開示されている熱電装置は、Ｐ型及びＮ型の半導体が組み合わされて構成される熱電素子を有している。上記熱電素子は、その一方の面が吸熱面を構成し、他方の面が放熱面を構成している。この熱電素子には、その両面にそれぞれ伝熱板が固着されている。この伝熱面は、熱電素子の吸熱面側に設けられる吸熱側伝熱板と、該伝熱素子の放熱面に設けられる放熱側伝熱板とで構成される。さらに、各伝熱板には、それぞれ伝熱フィンが支持されている。この伝熱フィンは、上記吸熱側伝熱板に支持されて上記吸熱面に対応する吸熱フィンと、上記放熱側伝熱板に支持されて上記放熱面に対応する放熱フィンとで構成される。

以上のような構成の熱電装置において、熱電素子に電圧が印加されると、熱電素子ではいわゆるペルチェ効果が生ずる。即ち、吸熱面では、Ｎ型半導体からＰ型半導体へ電流が流れることで吸熱作用が生じる。その結果、吸熱フィンと接触する空気が冷却される。一方、放熱面では、Ｐ型半導体からＮ型半導体へ電流が流れることで放熱作用が生じる。その結果、吸熱フィンを介して吸熱面に伝導した熱は、放熱面を介して放熱フィンより空気へ放出される。
特開平８−１２５２３９号公報

上述のように、特許文献１に開示されるような熱電装置では、空気の冷却効果、あるいは空気への放熱効果を高めるため、熱電素子の両側にそれぞれ伝熱フィンを設けるようにしている。このため、これらの伝熱フィンの分だけ熱電装置が大きくなってしまうという問題があった。逆に、熱電装置の小型化を図るために伝熱フィンを小さく設計すると、この熱電装置で所望の冷却効果が得られないという問題があった。

また、このような熱電装置を例えばオフィスの机上で利用される空調機に適用することが考えられるが、特にこの場合には、空調機の小型化を図るために熱電装置をコンパクトに設計することが望まれる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱電装置のコンパクト化を図り、ひいてはこの熱電装置が適用される空調機のコンパクト化を図ることにある。

第１の発明は、熱電素子（41）と、該熱電素子（41）が裏面に固着される伝熱板（42）と、該伝熱板（42）の表面に支持される伝熱フィン（43,44）とを備えた熱電装置を前提としている。そして、この熱電装置は、上記伝熱板（42）の厚さ方向を軸方向として該伝熱板（42）を回転させる駆動手段（50）を備えることを特徴とするものである。

第１の発明では、熱電素子（41）に電圧が印加されることで、熱電素子（41）でペルチェ効果が生じる。その結果、伝熱板（42）を介して熱電素子（41）と接続する伝熱フィン（43,44）は、該伝熱フィン（43,44）の周囲の空気の熱を奪う吸熱フィン、あるいはこの空気へ熱を放出する放熱フィンとして機能する。

ここで本発明では、伝熱板（42）を回転させる駆動手段（50）が設けられている。駆動手段（50）によって伝熱板（42）が回転されると、該伝熱板（42）とともに熱電素子（41）及び伝熱フィン（43,44）が回転する。このように伝熱フィン（43,44）が回転すると、伝熱フィン（43,44）の周囲における空気流の乱れが大きくなり、伝熱フィン（43,44）と空気との間における伝熱が促進される。

第２の発明は、第１の発明において、上記伝熱板（42）は円盤状に形成され、該伝熱板（42）には、それぞれが羽根形状に形成された複数の羽根状フィン（43）が伝熱フィンとして立設されており、複数の羽根状フィン（43）が伝熱板（42）の周方向に配列されていることを特徴とするものである。

第２の発明では、駆動手段（50）によって伝熱板（42）が回転されることで、伝熱フィン（43）がいわゆる回転羽根として機能する。つまり、この熱電装置に空気の送風機能が付与される。

伝熱板（42）の回転に伴い羽根状フィン（43）が回転すると、伝熱板（42）の径方向に空気流れが生じる。この空気は、各羽根状フィン（43）の間を通過する際、各羽根状フィン（43）と熱交換する。このように回転する羽根状フィン（43）の間を空気が通過すると、空気流の乱れが大きくなり、羽根状フィン（43）と空気との間における伝熱が促進される。

第３の発明は、第２の発明において、上記伝熱板（42）には、それぞれが棒状に形成された複数の棒状フィン（44）が伝熱フィンとして立設されていることを特徴とするものである。

第３の発明では、第２の発明で上述した羽根状フィン（43）とは別に、棒状フィン（44）が伝熱板（42）に設けられる。このため、羽根状フィン（43）によって圧送される空気は、羽根状フィン（43）と棒状フィン（44）との双方と熱交換する。

第４の発明は、第３の発明において、上記各棒状フィン（44）は、各羽根状フィン（43）の間にそれぞれ位置するように周方向に配列されていることを特徴とするものである。

第４の発明では、特に空気が乱流化され易い各羽根状フィン（43）の間に上記棒状フィン（44）が配列される。このため、棒状フィン（44）と空気との接触効率が増大し、棒状フィン（44）と空気との熱交換率を向上させることができる。

第５の発明は、第１の発明において、上記伝熱板（42）は円盤状に形成され、該伝熱板（42）には、棒状フィン（44）が伝熱フィンとして立設されていることを特徴とするものである。

第５の発明では、駆動手段（50）によって伝熱板（42）が回転されることで、棒状フィン（44）が回転する。その結果、棒状フィン（44）によって空気が乱流化され、棒状フィン（44）と空気との間の伝熱が促進される。

第６の発明は、第５の発明において、複数の棒状フィン（44）が羽根状に並べられて棒状フィン群（45）を構成し、複数の棒状フィン群（45）が伝熱板（42）の周方向に配列されていることを特徴とするものである。

第６の発明では、駆動手段（50）によって伝熱板（42）が回転されることで、棒状フィン群（45）がいわゆる回転羽根として機能する。つまり、この熱電装置に空気の送風機能が付与される。一方、棒状フィン群（45）には、隣接する棒状フィン（44）の間に隙間が形成される。この棒状フィン群（45）が回転して空気と熱交換する際には、この隙間を空気が流通することになる。このため、空気流の乱れが一層増大し、棒状フィン（44）と空気との間の伝熱も一層促進される。

第７の発明は、第１の発明において、上記伝熱フィン（43,44）が多孔質材料で構成されていることを特徴とするものである。

第７の発明では、多孔質材料から成る伝熱フィン（43,44）が回転して空気と熱交換する。このように伝熱フィン（43,44）を多孔質材料で構成すると、伝熱フィン（43,44）の表面積が増大する。また、伝熱フィン（43,44）の表面には微細な凹凸が形成されるため、エッジ効果によって空気の乱れが増大する。したがって、伝熱フィン（43,44）と空気との伝熱が促進される。

第８の発明は、第２又は第６において、複数の上記熱電素子（41）が、上記伝熱板（42）の周方向に配列されていることを特徴とするものである。

第８の発明では、伝熱板（42）の表面に周方向に配列される伝熱フィン（43,44）に対応するように、伝熱板（42）の裏面には熱電素子（41）が周方向に配列される。つまり、各熱電素子（41）と各伝熱フィン（43,44）とは、伝熱板（42）を挟んで相対する関係となる。このため、熱電素子（41）から各伝熱フィン（43,44）までの距離が短くなり、熱電素子（41）の表面温度と、伝熱フィン（43,44）の表面温度との差が縮小される。その結果、伝熱フィン（43,44）と空気との熱交換量が増大する。

第９の発明は、第１乃至第８のいずれか１の発明において、上記伝熱板（42）が、上記熱電素子（41）の吸熱面（41a）側と放熱面（41b）側とにそれぞれ設けられており、それぞれの伝熱板（42）に伝熱フィン（43,44）が設置されていることを特徴とするものである。

第９の発明では、熱電素子（41）の吸熱面（41a）と放熱面（41b）との双方にそれぞれ伝熱板（42）が設けられる。更に、各伝熱板（42）には、それぞれ伝熱フィン（43,44）が設けられる。吸熱面（41a）側の伝熱フィン（43,44）は、空気から熱を奪う吸熱フィンとして機能する。一方、放熱面（41b）側の伝熱フィン（43,44）は、空気へ熱を放出する放熱フィンとして機能する。

ここで、本発明では、駆動手段（50）が両伝熱板（42）を回転させる。その結果、両伝熱フィン（43,44）と空気との伝熱が促進される。

第１０の発明は、第９の発明において、上記駆動手段（50）が、上記熱電素子（41）の放熱面（41b）側に配置されていることを特徴とするものである。

第１０の発明では、駆動手段（50）が熱電素子（41）の放熱面（41b）側、つまり伝熱フィン（43,44）が空気へ熱を放出する側に配置される。このため、駆動手段（50）の運転時に発する熱が熱電素子（41）の吸熱面（41a）側に移動してしまうことを阻止できる。即ち、駆動手段（50）から発する熱によって熱電素子（41）の吸熱面（41a）側で処理する顕熱が増大してしまうことを回避できる。

第１１の発明は、第９又は第１０の発明の熱電装置（40）を備えた空調機を前提としている。そして、この空調機は、空気が流れる第１通路（25）及び第２通路（26）を有するケーシング（10）を備え、上記熱電素子（41）の吸熱面（41a）側の伝熱フィン（43a）が第１通路（25）に臨んでいる一方、該熱電素子（41）の放熱面（41b）側の伝熱フィン（43b）が第２通路（26）に臨んでいることを特徴とするものである。

第１１の発明では、空調機のケーシング（10）に第９又は第１０の発明の熱電装置（40）が収納される。ケーシング（10）内には、第１通路（25）と第２通路（26）とが形成され、吸熱側の伝熱フィン（43a）が第１通路（25）に配置され、放熱側の伝熱フィン（43b）が第２通路（26）に配置される。

駆動手段（50）が両伝熱板（42）を回転させると、両側の伝熱フィン（43a,43b）も回転し、第１通路（25）及び第２通路（25,26）ではそれぞれ空気が圧送される。つまり、各伝熱フィン（43a,43b）は、両通路（25,26）の空気をそれぞれ圧送するための回転羽根として機能する。

第１通路（25）を流れる空気は、回転する吸熱側の伝熱フィン（43a）と熱交換する。このため、吸熱側の伝熱フィン（43a）と空気との間の伝熱が促進され、この伝熱フィン（43a）による空気の冷却効果も増大する。一方、第２通路（26）を流れる空気は、回転する放熱側の伝熱フィン（43b）と熱交換する。このため、放熱側の伝熱フィン（43b）と空気との間の伝熱が促進され、この伝熱フィン（43b）による空気への放熱効果も増大する。

本発明では、駆動手段（50）によって伝熱板（42）と共に伝熱フィン（43,44）を回転させることで、空気と伝熱フィン（43,44）との間の伝熱を促進させている。このため、従来に比べて小型の伝熱フィン（43,44）を用いながら、従来と同等の熱交換量を確保することができる。したがって、本発明によれば、伝熱フィン（43,44）を小型化することによって、熱電装置全体の小型化を図ることができる。

特に、上記第２の発明では、伝熱フィンを羽根状フィン（43）で構成し、伝熱板（42）の周方向に配列させるようにしている。このため、駆動手段（50）によって伝熱板（42）を回転させることで、この羽根状フィン（43）を回転羽根として利用でき、空気を圧送させることができる。その結果、この熱電装置に空気送風機能を付与させることができる。

また、このような羽根状フィン（43）の回転によって圧送される空気が各羽根状フィン（43）の間を流れる際には、空気と羽根状フィン（43）との間の伝熱が更に増大する。したがって、この羽根状フィン（43）と空気との熱交換率を向上させることができ、この熱電装置を更にコンパクトに設計することができる。

上記第３の発明では、伝熱板（42）に上記羽根状フィン（43）と別に複数の棒状フィン（44）を設けることで、羽根状フィン（43）と棒状フィン（44）との双方を空気と熱交換させるようにしている。このため、伝熱フィン（43,44）と空気との熱交換率を増大させることができる。

特に、第４の発明では、上記棒状フィン（44）を各羽根状フィン（43）の間に配置するようにしてるため、空気と棒状フィン（44）との接触効率、更には熱交換率を効果的に向上させることができる。

上記第５の発明では、駆動手段（50）によって棒状フィン（44）を回転させることで、空気と棒状フィン（44）との間の伝熱を促進させている。このため、棒状フィン（44）と空気との熱交換率を向上させることができ、熱電装置全体の小型化を図ることができる。

特に、上記第６の発明では、複数の棒状フィン（44）を羽根状に並べて棒状フィン群（45）とし、この棒状フィン群（45）を伝熱板（42）の周方向に配列させるようにしている。このため、駆動手段（50）によって伝熱板（42）を回転させることで、この棒状フィン群（45）を回転羽根として利用でき、空気を圧送させることができる。その結果、この熱電装置に空気送風機能を付与させることができる。

また、各棒状フィン（44）の間を空気が流れることにより、棒状フィン（44）と空気との伝熱が増大されるため、この熱電装置の熱交換率を一層向上させることができる。さらに、例えば伝熱フィンを一体的な羽根で構成する場合と比較して、伝熱フィンの軽量化を図ることができる。したがって、駆動手段（50）の動力負荷を低減できる。

上記第７の発明によれば、伝熱フィン（43,44）を多孔質材料で構成することで、伝熱フィン（43,44）の表面積を増大でき、更には伝熱フィン（43,44）と空気との熱交換率を効果的に向上させることができる。

上記第８の発明によれば、熱電素子（41）と伝熱フィン（43,44）との距離を短くすることで、熱電素子（41）と伝熱フィン（43,44）との表面温度差を減少させ、熱電装置による冷却効果や放熱効果を更に向上させることができる。

上記第９の発明では、熱電素子（41）の両側に、それぞれ伝熱板（42）及び伝熱フィン（43,44）を配置し、駆動手段（50）によって両伝熱板（42）及び両伝熱フィン（43,44）を回転させるようにしている。このため、吸熱側の伝熱フィン（43,44）による冷却効果と、放熱側の伝熱フィン（43,44）による放熱効果との双方を確実に向上させることができ、この熱電装置の性能を安定して発揮させることができる。

特に、上記第１０の発明では、駆動手段（50）を放熱側に配置しているため、駆動手段（50）の熱が吸熱側に移動してしまうのを回避できる。したがって、この熱電装置の性能を更に安定して発揮させることができる。

上記第１１の発明では、本発明の熱電装置（40）を空調機に適用している。ここで、この熱電装置（40）は伝熱フィン（43）をコンパクトに設計することができるため、この空調機の小型化を図ることができる。

また、熱電装置（40）は、送風機能も備えるため、各通路（25,26）の空気を圧送するためのファンを設ける必要がなくなる。したがって、この空調機の部品点数が削減され、この空調機の小型化・軽量化を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態の熱電装置（40）は、オフィス等の机上で使用される小型の空調機（1）に適用されるものである。この空調機（1）は、オフィスの作業者に対して冷風を直接的に供給する、いわゆるパーソナル型の空調機で構成されている。

<空調機の外部構造>
本実施形態の空調機（1）は、直方体状の箱形のケーシング（10）を有している。ケーシング（10）は、前側（図２の右側）に位置する前面パネル（11）、後側に位置する後面パネル（12）、天井側に位置する天板（13）、床面側に位置する底板（14）とを備えている。

上記前面パネル（11）には、その中央下部寄りに第１吸込口（21）が開口している。この第１吸込口（21）は、水平方向に幅広の矩形状に形成されている。また、前面パネル（11）の上端部には、水平方向に長尺の円筒部材（20）が設けられている。この円筒部材（20）には、その両端部に亘って吹出口（22）が開口している。また、円筒部材（20）の両端は、それぞれ図示しない水平軸に支持されている。つまり、円筒部材（20）は、水平軸を支点として上下所定の角度範囲を回動自在に構成されている。さらに、前面パネル（11）には、中央上部寄りに赤外線センサ（18）が設けられている。この赤外線センサ（18）は、作業者の顔面等の輻射温度を検知する。上記円筒部材（20）は、この赤外線センサ（18）の検出温度に応じて所定角度に回動する。つまり、この空調機（1）では、上記吹出口（22）からの供給空気の風向が、作業者の輻射温度に応じて自動的に調整可能となっている。

上記後面パネル（12）には、上記第１吸込口（21）と相対する位置に第２吸込口（23）が開口している。この第２吸込口（23）は、上記第１吸込口（21）と略同形状であり、水平方向に幅広の矩形状に形成されている。また、上記天板（13）には、後部寄りに排気口（24）が形成されている。

上記底板（14）には、その前端部と後端部とにそれぞれ狭持部材（16,16）が設けられている。この狭持部材（16,16）は、オフィスにおいて隣合う机の間に設けられるパーティション（5）の上端部を挟み込むものである。これら狭持部材（16,16）には、所定の部位に固定ネジ（17）が設けられている。即ち、一対の狭持部材（16,16）でパーティション（5）を狭持して固定ネジ（17）を締めると、狭持部材（16,16）とパーティションとが締結され、空調機（1）がパーティション（5）に固定支持される。

<空調機の内部構造>
ケーシング（10）の内部空間は、仕切板（15）によって前後に２つの空間に仕切られている。この２つの空間のうち、上記前面パネル（11）寄りに形成される空間が第１通路（25）を構成し、上記後面パネル（12）寄り形成される空間が第２通路（26）を構成している。

上記第１通路（25）は、上記第１吸込口（21）から上記吹出口（22）に亘るまでの空気の流通路を構成している。第１通路（25）には、第１吸込口（21）の開口を内側から覆うようにして第１フィルタ（31）が設けられている。この第１フィルタ（31）は、第１吸込口（21）から第１通路（25）に導入される空気中の塵埃を捕集する。

上記第２通路（26）は、上記第２吸込口（23）から上記排気口（24）に亘るまでの空気の流通路を構成している。第２通路（26）には、第２吸込口（23）の開口を内側から覆うようにして第２フィルタ（32）が設けられている。この第２フィルタ（32）は、第２吸込口（23）から第２通路（26）に導入される空気中の塵埃を捕集する。

ケーシング（10）の内部には、香り発生手段（35）及び熱電装置（40）が収納されている。これら香り発生手段（35）及び熱電装置（40）は、それぞれ第１通路（25）と第２通路（26）とに跨るようにして配置されている。

上記香り発生手段（35）は、仕切板（15）の上部に保持されている。香り発生手段（35）は、タンク（36）及びノズル（37）を備えている。タンク（36）には、所定の種類の芳香剤や人体に有益な薬液等が貯留される。ノズル（37）は、タンク（36）の内部と接続する一方、その開口端が第１通路（25）に臨んでおり、タンク（36）内の芳香や薬液等を第１通路（25）へ噴出する。

上記熱電装置（40）は、仕切板（15）の下部に保持されている。この熱電装置（40）は、空気を冷却するとともに第１通路（25）及び第２通路（26）の空気をそれぞれ圧送する、いわゆる熱交換送風機を構成している。まず、熱電装置（40）の概略構成について図２を参照しながら説明する。

上記熱電装置（40）は、熱電素子（41）、伝熱板（42）、及び伝熱フィンとしての羽根状フィン（43）を備えている。熱電素子（41）は、Ｐ型半導体とＮ型半導体とが組み合わされて構成されている。この熱電素子（41）は、前側の面が吸熱面（41a）を構成し、後側の面が放熱面（41b）を構成している。上記伝熱板（42）は、熱電素子（41）の両面にそれぞれ固着されている。具体的に、これらの伝熱板（42）は、吸熱面（41a）に固着される吸熱側伝熱板（42a）と、放熱面（41b）に固着される放熱側伝熱板（42b）とで構成されている。上記羽根状フィン（43）は、各伝熱板（42a,42b）にそれぞれ設置されている。具体的に、これらの羽根状フィン（43）は、上記吸熱側伝熱板（42a）に支持される吸熱フィン（43a）と、放熱側伝熱板（42b）に支持される放熱フィン（43b）とで構成されている。そして、上記吸熱フィン（43a）が第１通路（25）に臨んでいる一方、上記放熱フィン（43b）が第２通路（26）に臨んでいる。

また、熱電装置（40）は、上記伝熱板（42）の厚さ方向を軸方向として両伝熱板（42）を回転させる駆動手段であるモータ（50）を備えている。このモータ（50）は、駆動軸（51）を介して両伝熱板（42）と連結されている。そして、モータ（50）によって両伝熱板（42）が回転されると、両伝熱板（42）、両羽根状フィン（43）及び熱電素子（41）が一体的に回転する。

さらに、熱電装置（40）は、上記熱電素子（41）に電圧を印加するための図示しない電源を備えている。この電源は、図示しないスリップリングを介して上記熱電素子（41）と電気的に接続している。したがって、伝熱板（42）とともに熱電素子（41）が回転する状態であっても、電源から熱電素子（41）へ安定して電圧を印加することができる。

<熱電素子及び伝熱フィンの詳細構造>
図３は、熱電装置（40）の要部拡大図である。なお、上述した吸熱側伝熱板（42a）及び放熱側伝熱板（42b）、あるいは吸熱フィン（43a）及び放熱フィン（43b）は、熱電素子（41）を挟んで前後に対称な同形状で構成されているため、便宜上、図３(Ａ)では片側の伝熱板（42）及び羽根状フィン（43）のみを図示するものとする。

熱電素子（41）は、正方形板状に形成されており、伝熱板（42）の裏面に８枚設けられている。各熱電素子（41）は、伝熱板（42）の外周寄りにおいて周方向に配列されている。具体的に、各熱電素子（41）は、伝熱板（42）の軸心を中心とするピッチ円上に４５度間隔で配置されている。また、上記伝熱板（42）は、直径１８０ｍｍの円盤状に形成されている。

上記羽根状フィン（43）は、アルミニウムを主材料として構成されており、接触する空気との間で熱交換を行う。この羽根状フィン（43）は、一枚当たりの表面積が約８６０００ｍｍ²となっている。更に羽根状フィン（43）は、伝熱板（42）の回転に伴い空気を圧送するための回転羽根を構成している。各羽根状フィン（43）は、上記各熱電素子（41）と同様、伝熱板（42）の外周寄りにおいて周方向に配列されている。具体的に、各羽根状フィン（43）は、伝熱板（42）の軸心を中心とするピッチ円上に等間隔で配置されている。そして、各羽根状フィン（43）と上記各熱電素子（41）とは、伝熱板（42）を挟んでほぼ相対する位置に配置されている。

また、上記伝熱板（42）は、図３(Ｂ)の矢印で示す時計回りに回転されるのに対し、各羽根状フィン（43）は、伝熱板（42）の外周に近くなるに連れて時計回り方向に湾曲した形状をしている。つまり、各羽根状フィン（43）は、シロッコファン等に適用される、いわゆる前向き羽根を構成している。

−運転動作−
本実施形態の空調機（1）の運転動作について図２及び図３を参照しながら説明する。空調機（1）の運転時には、モータ（50）が両伝熱板（42a,42b）を約５００ｒｐｍで回転させる。また、図示しない電源から各熱電素子（41）へ電圧が印加される。

各伝熱板（42）が回転すると、両伝熱板（42）に支持される羽根状フィン（43）が回転し、第１通路（25）と第２通路（26）との双方の空気が圧送される。その結果、室内の空気は、第１吸込口（21）及び第２吸込口（23）からケーシング（10）内に導入される。

第１吸込口（21）から第１通路（25）に導入された空気は、第１フィルタ（31）を通過する。第１フィルタ（31）では、空気中の塵埃が捕集される。その後、この空気は、吸熱側伝熱板（42a）の軸方向に吸い込まれた後、該吸熱側伝熱板（42a）の径方向に吹き出される。この際、空気は各吸熱フィン（43a）の近傍を通過する。その結果、回転する吸熱フィン（43a）と空気とが熱交換する。この吸熱フィン（43a）では、空気の熱が吸熱フィン（43a）に奪われる。この吸熱フィン（43a）の熱は、吸熱側伝熱板（42a）を介して熱電素子（41）の吸熱面（41a）へ伝導する。

以上のようにして吸熱フィン（43a）で冷却された空気は、回転する吸熱フィン（43a）によって第１通路（25）の上部へ送り込まれる。第１通路（25）の上部では、香り発生手段（35）のノズル（37）から所定の芳香成分や薬液成分が噴出される。これらの芳香成分や薬液成分を含んだ空気は、吹出口（22）から所定の風向で作業者に送風される。

一方、第２吸込口（23）から第２通路（26）に導入された空気は、第２フィルタ（32）を通過する。第２フィルタ（32）では、空気中の塵埃が捕集される。その後、この空気は、放熱側伝熱板（42b）の軸方向に吸い込まれた後、該放熱側伝熱板（42b）の径方向に吹き出される。この際、空気は放熱フィン（43b）の近傍を通過する。その結果、回転する放熱フィン（43b）と空気とが熱交換する。ところで熱電素子（41）では、上述した吸熱面（41a）に伝導した熱が放熱面（41b）側に移動する。この熱は、放熱側伝熱板（42b）を介して放熱フィン（43b）に伝導する。したがって、放熱フィン（43b）では、この熱が空気に付与される。

以上のようにして放熱フィン（43b）の放熱に利用された空気は、回転する放熱フィン（43b）によって第２通路（26）の上部へ送り込まれる。この空気は、排気口（24）からケーシング（10）の外部上方へ排出される。なお、この排出空気の顕熱や潜熱は、オフィスに設けられたエアコン等によって処理される。

−実施形態の効果−
本実施形態では、各伝熱板（42）に伝熱フィンとしての羽根状フィン（43）を設け、モータ（50）の運転によって両羽根状フィン（43）を回転させるようにしている。その結果、第１通路（25）を流れる空気と吸熱フィン（43a）との間の伝熱、あるいは第２通路（26）を流れる空気と放熱フィン（43b）との間の伝熱が促進され、各伝熱フィン（43）の熱交換率を向上させることができる。したがって、各伝熱フィン（43）の小型化を図りながら、この熱電装置（40）の冷却性能を向上させることができ、ひいては空調機（1）をコンパクトに設計することができる。

また、本実施形態では、羽根状フィン（43）を回転させることで、第１通路（25）及び第２通路（26）の空気を圧送するようにしている。つまり、この空調機（1）では、送風機を設けることなく、両通路（25,26）へ空気を導入することができ、熱電装置（40）で処理した空気をケーシング（10）の外部へ送ることができる。したがって、送風機を配置するスペース分だけこの空調機（1）の小型化を図ることができ、更には空調機（1）の軽量化を図ることができる。

−実施形態の変形例−
上記実施形態の熱電装置（40）を以下のような変形例の構成とすることもできる。

<変形例１>
図４に示す変形例１の熱電装置（40）では、各羽根状フィン（43）の間にそれぞれ伝熱フィンとしての棒状フィン（44）が設けられている。つまり、棒状フィン（44）は、伝熱板（42）の周方向に複数配列されている。この棒状フィン（44）は、アルミニウムを主材料として構成されており、一本当たりの表面積が約６００００ｍｍ² となっている。この例では、各伝熱フィン（43）の間において、各棒状フィン（44）が伝熱板（42）の径方向に３本ずつ配列されている。この変形例１では、空気が乱流化され易い各伝熱フィン（43）の間に棒状フィン（44）をそれぞれ配置するようにしている。このため、棒状フィン（44）と空気との熱交換率を増大でき、この熱電装置（40）の冷却性能を向上させることができる。

<変形例２>
図５に示す変形例２の熱電装置（40）では、伝熱板（42）に上記変形例１の棒状フィン（44）のみが複数立設されている。この棒状フィン（44）は、羽根状に配列されて一塊となる棒状フィン群（45）を構成し、さらにこの棒状フィン群（45）が伝熱板（42）の周方向に配列されている。この変形例２では、羽根状フィン（43）の近傍を流れる空気が、各棒状フィン（44）の間を通過することになる。したがって、空気の乱流化に伴い伝熱フィン（43,44）と空気との伝熱を増大させることができ、伝熱フィン（43,44）と空気との熱交換率を向上させることができる。また、このように複数の棒状フィン（44）を羽根状に並べて一塊とすることで、この熱電装置（40）に空気の送風機能を付与することができる。

<変形例３>
図６に示す変形例３の熱電装置（40）では、上記棒状フィン（44）が伝熱板（42）の軸心寄りに複数設けられている。この場合、まず空気は、伝熱板（42）の軸心部で棒状フィン（44）と熱交換し、その後は伝熱板（42）の外周寄りの部位で、羽根状フィン（43）と熱交換する。このため、伝熱フィン（43,44）と空気との熱交換率を増大でき、この熱電装置（40）の冷却性能を向上させることができる。

<変形例４>
図７に示す変形例４の熱電装置（40）では、羽根状フィン（43）を多孔質材料で構成している。この羽根状フィン（43）は、例えば発泡アルミニウムで構成される。この変形例１では、羽根状フィン（43）の表面積を増大させることができるため、空気と羽根状フィン（43）との熱交換率を向上させることができる。また、羽根状フィン（43）の表面に微細な凹凸が形成されることから、羽根状フィン（43）の近傍を流れる空気にエッジ効果が作用し、この空気流の乱れを増大させることができる。したがって、空気と羽根状フィン（43）との熱交換率を更に向上させることができる。なお、この例以外に上記棒状フィン（44）を多孔質材料で構成してもよい。

<変形例５>
図８に示す変形例５の熱電装置（40）では、上記実施形態よりも羽根状フィン（43）の径方向の幅が長尺となっている。この変形例５では、羽根状フィン（43）の表面積を広くとることができるため、羽根状フィン（43）と空気との熱交換率を向上させることができる。

<変形例６>
図９に示す変形例６の熱電装置（40）では、上記実施形態よりも羽根状フィン（43）の枚数が多くなっている。この変形例６では、羽根状フィン（43）の総表面積を増大させることができるため、羽根状フィン（43）と空気との熱交換率を向上させることができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態及び各変形例の羽根状フィン（43）や棒状フィン（44）を互いに組み合わせて熱電装置（40）を構成してもよい。また、上記実施形態では、熱電装置（40）を小型の空調機に適用しているが、この熱電装置（40）を例えば冷蔵庫や冷却用ファン等、他の用途として利用することもできる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、熱電素子を有する熱電装置、及びこの熱電装置を利用して空調を行う空調機について有用である。

実施形態の空調機の概略斜視図である。 空調機の垂直断面図である。 (Ａ)は片側の伝熱板及び伝熱フィンの図示を省略した熱電装置の要部垂直断面図であり、(Ｂ)は熱電装置の要部正面図である。 (Ａ)は片側の伝熱板及び伝熱フィンの図示を省略した変形例１の熱電装置の要部垂直断面図であり、(Ｂ)は変形例１の熱電装置の要部正面図である。 (Ａ)は片側の伝熱板及び伝熱フィンの図示を省略した変形例２の熱電装置の要部垂直断面図であり、(Ｂ)は変形例２の熱電装置の要部正面図である。 (Ａ)は片側の伝熱板及び伝熱フィンの図示を省略した変形例３の熱電装置の要部垂直断面図であり、(Ｂ)は変形例３の熱電装置の要部正面図である。 (Ａ)は片側の伝熱板及び伝熱フィンの図示を省略した変形例４の熱電装置の要部垂直断面図であり、(Ｂ)は変形例４の熱電装置の要部正面図である。 (Ａ)は片側の伝熱板及び伝熱フィンの図示を省略した変形例５の熱電装置の要部垂直断面図であり、(Ｂ)は変形例５の熱電装置の要部正面図である。 (Ａ)は片側の伝熱板及び伝熱フィンの図示を省略した変形例６の熱電装置の要部垂直断面図であり、(Ｂ)は変形例６の熱電装置の要部正面図である。

符号の説明

1 空調機
10 ケーシング
25 第１通路
26 第２通路
40 熱電装置
41 熱電素子
41a 吸熱面
41b 放熱面
42a 吸熱側伝熱板（伝熱板,42）
42b 放熱側伝熱板（伝熱板,42)
43 羽根状フィン（伝熱フィン）
43a 吸熱フィン
43b 放熱フィン
44 棒状フィン（伝熱フィン）
45 棒状フィン群
50 モータ（駆動手段）

Claims (11)

1. 熱電素子（41）と、該熱電素子（41）が裏面に固着される伝熱板（42）と、該伝熱板（42）の表面に支持される伝熱フィン（43,44）とを備えた熱電装置であって、
   上記伝熱板（42）の厚さ方向を軸方向として該伝熱板（42）を回転させる駆動手段（50）を備えることを特徴とする熱電装置。
2. 請求項１において、
   上記伝熱板（42）は円盤状に形成され、該伝熱板（42）には、それぞれが羽根形状に形成された複数の羽根状フィン（43）が伝熱フィンとして立設されており、
   複数の羽根状フィン（43）が伝熱板（42）の周方向に配列されていることを特徴とする熱電装置。
3. 請求項２において、
   上記伝熱板（42）には、それぞれが棒状に形成された複数の棒状フィン（44）が伝熱フィンとして立設されていることを特徴とする熱電装置。
4. 請求項３において、
   上記各棒状フィン（44）は、各羽根状フィン（43）の間にそれぞれ位置するように周方向に配列されていることを特徴とする熱電装置。
5. 請求項１において、
   上記伝熱板（42）は円盤状に形成され、該伝熱板（42）には、棒状フィン（44）が伝熱フィンとして立設されていることを特徴とする熱電装置。
6. 請求項５において、
   複数の棒状フィン（44）が羽根状に並べられて棒状フィン群（45）を構成し、
   複数の棒状フィン群（45）が伝熱板（42）の周方向に配列されていることを特徴とする熱電装置。
7. 請求項１において、
   上記伝熱フィン（43,44）は、多孔質材料で構成されていることを特徴とする熱電装置。
8. 請求項２又は６において、
   複数の上記熱電素子（41）が、上記伝熱板（42）の周方向に配列されていることを特徴とする熱電装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１において、
   上記伝熱板（42）は、上記熱電素子（41）の吸熱面（41a）側と放熱面（41b）側とにそれぞれ設けられており、それぞれの伝熱板（42）に伝熱フィン（43,44）が設置されていることを特徴とする熱電装置。
10. 請求項９において、
    上記駆動手段（50）は、上記熱電素子（41）の放熱面（41b）側に配置されていることを特徴とする熱電装置。
11. 請求項９又は１０の熱電装置（40）を備えた空調機であって、
    空気が流れる第１通路（25）及び第２通路（26）を有するケーシング（10）を備え、
    上記熱電素子（41）の吸熱面（41a）側の伝熱フィン（43a）が第１通路（25）に臨んでいる一方、該熱電素子（41）の放熱面（41b）側の伝熱フィン（43b）が第２通路（26）に臨んでいることを特徴とする空調機。

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