JP2008202917A - 冷却ユニット、冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術より冷却効率の高い冷却ユニット及び冷却装置を提供する。
【解決手段】放熱部５を、ファン９を備えて構成された第１放熱部６と、ペルチェ素子７ａを備えて構成された第２放熱部７とを備えて構成した。さらに、第１放熱部６を、ヒートパイプ３の他端部に設置し、第２放熱部７を、第１放熱部６と吸熱部４との間の中間位置に設置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、水等の作動流体の蒸発や凝縮等の相変化及び作動流体の移動による熱の移動を利用して冷却対象の冷却を行う冷却装置に関する。

従来、例えば下記特許文献１に開示されているように、水等の作動流体の蒸発や凝縮等の相変化及び作動流体の移動による熱の移動を利用して、冷却対象を冷却させる装置が知られている。特許文献１で提案されている冷却装置は、基板に搭載された発熱素子に熱的に接続された受熱プレートと、一方の端部が前記受熱プレートに熱的に接続されたヒートパイプと、ヒートパイプの他方の端部に熱的に接続された放熱プレートと、放熱プレートの一方の面に熱的に接続された熱電冷却素子（ペルチェ素子）と、放熱プレートの他方の面に熱的に接続された第１のヒートシンクと、熱電冷却素子の他方の面に熱的に接続された第２のヒートシンクとを備える構成を有している。そして、この冷却装置は、発熱素子から受熱プレートに伝達された熱をヒートパイプにより放熱プレートに移動させた後、放熱プレートに移動させた熱を、該放熱プレートの一方の面に熱的に接続された第１のヒートシンクと、該放熱プレートの他方の面に熱的に接続された第２のヒートシンクとにより放出させる。
特開２００６−４１３５５号公報

しかしながら、前記特許文献１にあっては、放熱プレートを挟んで熱電冷却素子と前記第１のヒートシンクとが対向配置されているため、熱電冷却素子の冷熱を前記第１のヒートシンクが奪う虞があり、高い冷却効率を得ることが困難である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来技術より冷却効率の高い冷却ユニット及び冷却装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、吸熱部と、放熱部と、前記吸熱部及び前記放熱部に熱的に接続され、封入体内に封入された作動流体にヒートパイプ現象を生じさせて、前記吸熱部から前記放熱部に熱輸送を行うための熱輸送部とを備え、前記放熱部は、外気を冷却媒体として前記熱輸送部の熱を放出させる第１の放熱部と、前記熱輸送部が外気温度よりも低温にまで下がるように前記熱輸送部の熱を放出させる第２の放熱部とを備え、前記第２の放熱部は、前記吸熱部と前記第１の放熱部との間に配置されている冷却ユニットである。

この発明によれば、前記放熱部を、外気を冷却媒体として前記熱輸送部の熱を放出させる第１の放熱部と、前記熱輸送部が外気温度よりも低温にまで下がるように前記熱輸送部の熱を放出させる第２の放熱部とを備えて構成したので、第１、第２の放熱部のうちいずれか一方しか設けられていない場合に比して高い冷却性能を備えることができる。すなわち、本発明によれば、第１の放熱部は、冷却対象を外気温度に向けて大きな放熱量で放熱させることができ、第２の放熱部は、さらに、外気温度よりも低い温度に冷却することができる。したがって、第１、第２の放熱部のうちいずれか一方しか設けられていない場合に比して冷却対象を効率的に冷却させることが可能となる。

また、本発明に係る冷却ユニットは、第１、第２の放熱部がともに制御可能な構成の場合には、必要に応じて第１、第２の放熱部を使い分けることができる。したがって、第１、第２の放熱部による放熱動作のオン／オフを適宜切り替えることで、冷却スピード（冷却時間）をコントロールすることが可能となる。

また、本発明に係る冷却ユニットは、前記第１の放熱部と前記第２の放熱部とが離間して配置されることで、前記特許文献１のように、一方の放熱部（ペルチェ素子）の冷熱を他方の放熱部（ヒートシンク）が奪う虞が生じるのを回避することができ、従来技術より高い冷却効率を得ることができる。

さらに、第２の放熱部を、前記吸熱部と前記第１の放熱部との間に配置したことで次のような利点を有する。すなわち、第１、第２の放熱部の設置位置が本発明の設置位置と逆の配置、すなわち、第１の放熱部を、前記吸熱部と前記第２の放熱部との間に配置して、第１、第２の放熱部を並行的に作動させた場合において、吸熱温度が外気温度より低いとき、第１の放熱部を駆動すると、第１の放熱部において吸熱（蒸発）作用が発生することとなり、第２の放熱部の冷却性能を十分に活かすことができなくなる。

これに対し、本発明のように、第２の放熱部を、前記吸熱部と前記第１の放熱部との間に配置することで、第１、第２の放熱部をともに動作させた場合に、吸熱部の位置で吸熱して放熱部側に略音速で移動した作動流体の蒸気は前記第１の放熱部により冷却され、さらに第２の放熱部により冷却されることとなり、第２の放熱部の冷却性能を十分に活かすことができる。

なお、第１の放熱部は、外気で直接冷却対象を冷却するものの他、例えば常温の水など外気を間接的に用いて冷却対象に対する冷却動作を行う構成も含む。また、前記ヒートパイプ現象とは、吸熱部の位置にある作動流体が該吸熱部により吸収した熱により蒸発し、その作動流体の蒸気が放熱部に移動するとともに、放熱部による放熱作用により、該放熱部の位置に到達した前記蒸気が凝縮する現象をいう。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の冷却ユニットにおいて、前記熱輸送部は、ヒートパイプからなるものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の冷却ユニットにおいて、前記第１の放熱部は、複数のフィンを備えて構成されているものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の冷却ユニットにおいて、前記第２の放熱部は、ペルチェ素子、水を冷却媒体とする水冷式冷却器及び圧縮式冷却器のうち少なくとも１つを含んで構成されていることを特徴とするものである。

請求項２〜４に記載の発明によれば、従来から利用されている部材や機構を利用して、従来技術より高い冷却効率が得られる構成を実現することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の冷却ユニットと、前記吸熱部の温度を検出する吸熱部温度センサと、前記第１の放熱部に備えられた送風動作を行うファンと、前記ファンの動作を制御する第１の放熱制御部と、前記第２の放熱部の動作を制御する第２の放熱制御部とを備え、前記第１の放熱制御部は、冷却対象を冷却させる期間はファンを動作させ、前記第２の放熱制御部は、前記吸熱部温度センサにより検出される温度が予め定められた温度まで低下すると、前記第２の放熱部による放熱動作を開始させる冷却装置である。

この発明によれば、第２の放熱部の動作時間を可及的に抑制することができる。したがって、第２の放熱部が電力で駆動されるものである場合には、消費電力を可及的に抑制することができる。

また、ファンによって外気を用いた放熱量の大きな放熱動作を行った上で、第２の放熱部によって外気温度よりも低い温度まで冷却される。したがって、第２の放熱部をペルチェ素子で構成した場合、比較的低い温度からペルチェ素子を作動させることとなるため、冷却対象が高温の場合にペルチェ素子自体が低温化するのに多大なエネルギーを要するのを回避し、第２の放熱部として放熱容量が比較的小さいという性質を有するペルチェ素子を用いた場合でも、冷却対象に対する目標温度までの放熱動作を確実に且つ速やかに行うことができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の冷却装置において、外気温度を検出する外気温度センサを備え、前記第２の放熱制御部は、前記吸熱部温度センサにより検出される温度が、前記外気温度センサにより検出される温度より予め定められた温度だけ高い温度まで低下すると、前記第２の放熱部による放熱動作を開始させることを特徴とするものである。

前記吸熱部温度センサにより検出される温度が、前記外気温度センサにより検出される温度に到達したタイミングで第２の放熱部による放熱動作を開始する場合、第２の放熱部を構成する部品自体の温度が、前記外気温度センサにより検出される温度まで低下するのに所要の時間がかかる場合があり、このとき、冷却スピードが一時的に低下する。

本発明によれば、前記第２の放熱部による放熱動作の開始タイミングを、前記吸熱部温度センサにより検出される温度が、前記外気温度センサにより検出される温度より予め定められた温度だけ高い温度まで低下したタイミングとしたので、第２の放熱部を構成する部品自体の温度を前記外気温度センサにより検出される温度まで低下させる動作を、第１の放熱部によって前記吸熱部温度センサにより検出される温度を前記外気温度センサにより検出される温度に到達させるまでの間に完了させることができる。よって、前述のような一時的な冷却スピードの低下を防止又は抑制することができる。

本発明によれば、高い冷却効率を有する冷却ユニット及び冷却装置を実現することができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る冷却装置に備えられる冷却ユニットの一実施形態の機械的構成を示す図である。

図１に示すように、冷却装置１は、例えば機器や部品等の耐久性の試験を行うための環境室の室内温度を維持又は変化させて目的とする温度環境を生成する装置に搭載されるものであり、前記熱輸送部の一例としてのヒートパイプ３と、ヒートパイプ３の一端部に設置された吸熱部４と、ヒートパイプ３の他端側に設置された放熱部５とを備えた冷却ユニット２を有する。なお、冷却ユニット２は、例えば図略の仕切り壁によって仕切られてなる、前記環境室を含む複数の部屋に跨って設置されており、吸熱部４は前記環境室に、放熱部５は前記環境室と異なる部屋にそれぞれ配置されている。

ヒートパイプ３は、当該ヒートパイプ３の前記一端部において前記吸熱部４により吸収された熱を受け取り前記他端側に輸送するものであり、例えば銅やアルミニウム等の熱伝導性の高い材質で構成されたパイプ状のケース３ａと、真空状態の該ケース３ａの内部に封入された水やアルコール等の作動流体とを備えて構成されている。なお、前記ヒートパイプ３は、前述のような棒状の構成を有するものに限らず、平板形状を有するケースの内部において作動流体が循環する循環構造を備えた周知の蛇行細管型ヒートパイプや自励振動式ヒートパイプでもよい。

吸熱部４は、冷却対象の熱、例えば前記環境室内の空気の熱を吸収し、該熱を前記作動流体に伝達するためのものであり、例えば、ケース３ａに嵌合する図略の基部と、該基部の外周面適所に複数立設されたフィン４ａとを有する。基部及びフィン４ａは、例えば銅やアルミニウム等の熱伝導性の高い材質で構成されている。フィン４ａは、冷却対象（前記環境室内の空気等）から熱を吸収し、吸収した熱を前記基部に伝達するものである。基部は、ヒートパイプ３に対して熱的に接触し、フィン４ａで吸収された熱を前記ケース３ａを介して作動流体に伝達するものである。なお、吸熱部４の構造は前述の物に限られず、例えばフィン４ａを省略したものでもよい。ただし、フィン４ａは、当該フィン４ａが設けられていない場合に比して冷却対象と接触する接触面積を増大させ、吸熱部４の吸熱効率を高めるから、フィン４ａが省略されたものに比べてフィン４ａを有するものの方がより吸熱効率を向上することができる。

放熱部５は、ヒートパイプ３の前記一端部において熱を吸収した作動流体（蒸発した作動流体）が当該放熱部５の部位に移動したときに、該作動流体からその熱を放出させる（作動流体を凝縮させる）ためのものであり、ヒートパイプ３の他端部に設置された第１放熱部６と、前記第１放熱部６と吸熱部４との間の中間位置に設置された第２の放熱部７とを一定距離だけ離間して配置した構成を有する。

第１放熱部６は、ケース３ａに嵌合する図略の基部及び該基部の外周面に複数立設されたフィン８ａを有するヒートシンク８と、送風動作を行うファン９とを有する。ヒートシンク８は、例えば銅やアルミニウム等の熱伝導性の高い材質で構成されており、ヒートパイプ３に対して熱的に接触し、作動流体からケース３ａを介して伝達された熱をフィン８ａに伝達する。フィン８ａは、前記基部から熱を吸収し、吸収した熱を外部に放出するものである。ファン９は、フィン８ａに送風することにより、フィン８ａに伝達された熱を速やかに外部に放出させるものである。

なお、第１放熱部６の構造は前述の構成に限られるものではなく、例えばフィン８ａを省略したものでもよい。ただし、フィン８ａは、当該フィン８ａが設けられてない場合に比してヒートシンク８が熱交換対象と接触する接触面積を増大させ、第１放熱部６の放熱効率を高めるから、フィン８ａが省略されたものに比してフィン８ａを有するものの方がより放熱効率を向上することができる。また、第１放熱部６は必ずしもヒートシンク８を備える必要はなく、例えば、ヒートシンク８を介在させることなくフィン８ａを直接ヒートパイプ３に設置する態様も採用可能である。また、第１放熱部６を構成するものとして、前記ヒートシンク８の他に、常温の水を封入したジャケットでもよい。

第２放熱部７は、例えばペルチェ素子７ａ（図２参照）を用いて構成されている。ペルチェ素子７ａは、周知の構成であるので詳細な説明は行わないが、例えば、Ｐ型半導体とＮ型半導体とが交互に並列に並べられ、各半導体の一方の端部を基板（以下、第１の基板という）に接合するとともに、隣接する２つの半導体を１組として、各組ごとに、半導体の他方の端部をそれぞれ前記第１の基板と異なる基板（以下、第２の基板という）に接合した構成を有しており、各半導体及び基板により構成される直列回路に直流電流を供給することにより、前記第１、第２の基板のうち一方の基板が発熱側として、他方の基板が吸熱側として作用するものである。なお、第２放熱部７を構成するものとして、前記ペルチェ素子７ａの他に、冷却水を冷却媒体とする周知の水冷式冷却器や、周知の蒸気圧縮式冷却器等も採用可能である。

このような構成を有する冷却ユニット２においては、吸熱部４が設置されたヒートパイプ３の一端側（以下、吸熱側という）に位置する作動流体が、吸熱部４及びヒートパイプ３のケース３ａを介して冷却対象から熱（潜熱、気化熱）を吸収し、該作動流体が蒸発する。

ここで、冷却ユニット２は、ヒートパイプ３の放熱側が吸熱側より高い位置に位置する状態で設置される。これにより、吸熱側で吸熱した作動流体の蒸気は放熱側に略音速で移動する。放熱側に移動した作動流体の蒸気は、第１放熱部６の作用により熱を放出し、さらに第２放熱部７の作用により凝縮して熱を放出する結果、再び液化する。このように液化した作動流体は再び吸熱側に還流する。冷却ユニット２は、このような作動流体の相変化や移動によって熱の移動を行う。

図２は、冷却装置１の電気的な構成を示すブロック図である。図２に示すように、冷却装置１は、図１に示す冷却ユニット２と、外気温度センサ１０と、吸熱部温度センサ１１と、ペルチェ温度センサ１２と、入力操作部１３と、制御部１４とを備える。

外気温度センサ１０は、第１放熱部６による放熱動作で利用する外気の温度を検出するものである。吸熱部温度センサ１１は、吸熱部４近傍の位置において冷却対象の温度を検出するものである。ペルチェ温度センサ１２は、ペルチェ素子７ａの温度を検出するものであり、例えば、ペルチェ素子７ａの表面温度を検出する熱電対や測温低抗体が採用される。なお、ペルチェ温度センサ１２は、前述の熱電対や測温低抗体に限定されず、前記表面温度を非接触方式で検出するものでもよい。ペルチェ温度センサ１２の検出温度は、ペルチェ素子７ａの劣化や故障を防止するため、該ペルチェ素子７ａの温度が予め定められた温度を超えた場合に該ペルチェ素子７ａの駆動を停止するために設けられたセンサである。

入力操作部１３は、冷却ユニット２の動作を開始又は終了させるための開始／終了ボタンや、冷却対象の冷却温度を設定するための設定ボタン等、機械的なボタンやスイッチ、或いはタッチパネルディスプレイで構成される仮想的なボタン等を含むものである。

制御部１４は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するＲＡＭ等が内蔵されたマイクロコンピュータからなり、前記制御プログラムにより、機能的に、ファン駆動制御部１５と、ペルチェ駆動制御部１６と、判定部１７とを有する。

ファン駆動制御部１５（前記第１の放熱制御部の一例）は、第１放熱部６を構成するファン９の駆動を制御するものであり、本実施形態においては、図４に示すように、入力操作部１３により冷却対象に対する冷却開始の指示がなされてから冷却停止の指示がなされるまで常時ファン９を動作させる。

ペルチェ駆動制御部１６（前記第２の放熱制御部の一例）は、第２放熱部７を構成するペルチェ素子７ａの駆動を制御するものである。ペルチェ駆動制御部１６は、図３に示すように、ファン９の動作により低下していく検出吸熱部温度（前記吸熱部温度センサ１１により検出される温度）が、外気温度センサ１０により検出された温度（以下、検出外気温度という）より所定温度αだけ高い温度（以下、判定温度という）に達するまでペルチェ素子７ａの駆動を待機し、前記検出吸熱部温度が前記判定温度に達すると、ペルチェ素子７ａの駆動を行う。

ペルチェ素子７ａの駆動開始タイミングを、検出吸熱部温度が前記検出外気温度より所定温度αだけ高い温度に達したタイミングに設定しているのは、次の理由に因る。すなわち、ペルチェ素子７ａをはじめとする第２放熱部７の構成部品自体の温度が、前記検出外気温度まで低下するのに所要の時間がかかる場合があり、検出吸熱部温度が前記検出外気温度に達したタイミングに設定すると、前記所要の時間によって冷却スピードが一時的に低下することとなる。

そこで、ペルチェ素子７ａの駆動開始タイミングを、検出吸熱部温度が前記検出外気温度より所定温度αだけ高い温度に達したタイミングに設定することで、第２放熱部７の構成部品自体の温度を前記検出外気温度に向けて低下させる動作を、ファン９により検出吸熱部温度を前記検出外気温度まで低下させるまでの間に完了させることができるから、冷却スピードの一時的な低下を防止又は抑制することができる。

判定部１７は、前記各温度センサ１０〜１２による検出温度と、前記判定温度を含む予め設定された温度との大小を判定し、その判定結果を示す情報を前記ファン駆動制御部１５やペルチェ駆動制御部１６に出力するものである。判定部１７による判定内容は、次のフローチャートで説明する。

図３は、冷却装置１における制御部１４の処理を示すフローチャートである。なお、冷却対象の温度が外気温度より高い状態であることを前提とする。

図３に示すように、冷却装置１の図略の電源がＯＮされ（ステップ♯１でＹＥＳ）、入力操作部１３により目標温度が設定された後（ステップ♯２でＹＥＳ）、動作開始指示が入力操作部１３により行われると（ステップ♯３でＹＥＳ）、制御部１４は、ファン９に動作を開始させる（ステップ♯４）。

次に、制御部１４は、外気温度センサ１０から検出温度を取り込み、この検出外気温度とステップ♯２で設定された目標温度との大小を比較し（ステップ♯５）、前記目標温度が検出外気温度より高い場合には（ステップ♯５でＹＥＳ）、前記吸熱部温度センサ１１から取り込んだ検出吸熱部温度が前記目標温度まで低下したか否かを判断する（ステップ♯６）。制御部１４は、前記検出吸熱部温度が前記目標温度まで低下していないと判断した場合には（ステップ♯６でＮＯ）、前記検出吸熱部温度が前記目標温度まで低下したと判断するまで待機し、前記検出吸熱部温度が前記目標温度まで低下したと判断すると（ステップ♯６でＹＥＳ）、前記検出吸熱部温度が目標温度に維持されるように、ファン９の駆動を調節する温度維持制御を行う（ステップ♯７）。

一方、ステップ♯５において、制御部１４は、前記目標温度が検出外気温度以下の場合には（ステップ♯５でＮＯ）、前記検出吸熱部温度が検出外気温度より所定温度αだけ高い温度（前記判定温度）まで低下したか否かを判断し（ステップ♯８）、前記検出吸熱部温度が前記判定温度まで低下していないと判断した場合には（ステップ♯８でＮＯ）、前記検出吸熱部温度が前記判定温度まで低下するまで待機し、前記検出吸熱部温度が前記判定温度まで低下したと判断すると（ステップ♯８でＹＥＳ）、ペルチェ素子７ａの駆動を開始する（ステップ♯９）。

その後、制御部１４は、前記吸熱部温度センサ１１から取り込んだ検出吸熱部温度が前記目標温度まで低下したか否かを判断する（ステップ♯１０）。その結果、制御部１４は、前記検出吸熱部温度が前記目標温度まで低下していないと判断した場合には（ステップ♯１０でＮＯ）、前記検出吸熱部温度が前記目標温度まで低下したと判断するまで待機し、前記検出吸熱部温度が前記目標温度まで低下したと判断すると（ステップ♯１０でＹＥＳ）、前記検出吸熱部温度が目標温度に維持されるように、ファン９及びペルチェ素子７ａの駆動を調節する温度維持制御を行う（ステップ♯１１）。

そして、制御部１４は、動作停止指示がなされるまで（ステップ♯１２でＮＯ）、ステップ♯４〜♯１１の処理を繰り返し実行し、動作停止指示がなされると（ステップ♯１２でＹＥＳ）、電源がＯＦＦされたか否かを判断する（ステップ♯１３）。制御部１４は、電源がＯＦＦされていないと判断した場合には（ステップ♯１３でＮＯ）、ステップ♯３に戻り、電源がＯＦＦされたものと判断した場合には（ステップ♯１３でＹＥＳ）、一連の処理を終了する。

以上のように、放熱部５を、ファン９を備えて構成された第１放熱部６と、ペルチェ素子７ａを備えて構成された第２放熱部７とを備えて構成したので、第１放熱部６及び第２放熱部７のいずれか一方しか設けられていない場合に比して、冷却対象を速やかに冷却させることができる。すなわち、第１放熱部６は、冷却対象を外気温度に向けて大きな放熱量で冷却することができる一方、第２放熱部７は、外気温度よりも低い温度に冷却することができるから、前述のように第１、第２放熱部６，７のオンオフを設定することで、第１、第２放熱部６，７のうちいずれか一方しか設けられていない場合に比して冷却対象を効率的に冷却させることが可能となるとともに、冷却スピード（冷却時間）をコントロールすることができる。

そして、特に、本実施形態によれば、第１放熱部６を、ヒートパイプ３の他端部に設置し、第２放熱部７を、第１放熱部６と吸熱部４との間の中間位置に設置したので、次のような利点を有する。

すなわち、吸熱側で吸熱した作動流体の蒸気はヒートパイプ３の他端部に略音速で移動することとなるが、第１、第２放熱部６，７の設置位置を逆にする、つまり、第２放熱部７を、ヒートパイプ３の他端部に設置し、第１放熱部６を、第２放熱部７と吸熱部４との間の中間位置に設置して、第１、第２放熱部６，７を並行的に作動させた場合において、吸熱温度が外気温度より低いとき、ファン９を駆動すると、第１放熱部６において吸熱（蒸発）作用が発生することとなり、第２放熱部７の冷却性能を十分に活かすことができなくなる。

そこで、本実施形態のように、第１、第２放熱部６，７を図１に示す位置に設置することで、第２放熱部７の冷却性能を十分に活かしきることができる。

また、冷却対象の冷却目標温度が外気温度より低い温度の場合に、第１放熱部６により冷却対象を外気温度より所定温度だけ高い温度まで低下させた時点で第２放熱部７を動作させるようにしたので、第２放熱部７を冷却対象の冷却開始指示があったときから開始する場合に比して、第２放熱部７の動作時間を可及的に抑制し、効率的な冷却動作を行うことができるとともに、ペルチェ素子７ａの長寿命化を図ることができる。

また、ペルチェ素子７ａの駆動開始タイミングを、検出吸熱部温度が前記検出外気温度より所定温度αだけ高い温度に達したタイミングに設定したので、冷却スピードの一時的な低下を防止又は抑制することができる。

なお、本件は、前記実施形態の内容に加えて、またはそれに代えて次の実施形態も採用可能である。

（１）前記実施形態では、第１放熱部６にファン９を設置したが、本件は、ファン９を必須とするものではなく、ヒートシンク８のみで自然冷却させる構成も含む。また、前記実施形態では、入力操作部１３により冷却開始の指示がなされてから冷却停止の指示がなされるまで常時ファン９を動作させるようにしたが、本件は、ファン９の動作態様はこれに限られるものではなく、例えば、途中までヒートシンク８のみで自然冷却させ、途中からファン９を駆動する動作態様も含む。この途中のタイミングは、例えば、冷却対象を外気温度より所定温度だけ高い温度まで低下させたタイミング（ペルチェ素子７ａの駆動を開始するタイミング）が想定される。

（２）前記実施形態では、棒状のヒートパイプ３を用いて冷却ユニット２を構成したので、該冷却ユニット２をヒートパイプ３の放熱側が吸熱側より高い位置に位置する状態で設置したが、前述の蛇行細管型ヒートパイプ等を用いて冷却ユニット２を構成した場合には、放熱側を吸熱側より高い位置に位置させる必要はなく、設置態様を自由に決定することができる。

（３）前記実施形態では、第１放熱部６により冷却対象を外気温度より所定温度だけ高い温度まで低下させた時点で第２放熱部７を動作させるようにしたが、本件は、この動作態様に限定されるものではなく、ペルチェ素子７ａの駆動開始タイミングを検出吸熱部温度が前記検出外気温度に達したタイミングに設定する態様も含む。

（４）ペルチェ素子７ａへの電流供給を停止してもしばらくの間は、第２放熱部７の各構成部品が低温の状態が続くことで、第２放熱部７により作動流体の冷却（吸熱）が行われ、これにより、冷却対象の温度が目標温度よりさらに低温側に移行することが考えられる。これに鑑みて、冷却対象が目標温度に達すると、ペルチェ素子７ａに供給する直流電流の向きを逆向きにして、吸熱側及び放熱側として機能する基板を切替えることで、冷却対象の温度が目標温度よりさらに低温側に移行するのを防止又は抑制し、冷却対象の温度が目標温度に維持されるようにするとよい。また、冷却装置１の運転を停止する際に、前述と同様にペルチェ素子７ａに逆向きの直流電流を供給して作動流体を外気温度に速やかに戻すようにしても良い。なお、ペルチェ素子７ａに供給する直流電流の向きの切替えは、自動的に（制御で）行うようにしてもよいし、或いは、操作ボタンを設けて手動で行われるようにしてもよい。

本発明に係る冷却装置に備えられる冷却ユニットの一実施形態の機械的構成を示す図である。 冷却装置の電気的な構成を示すブロック図である。 冷却装置における制御部の処理を示すフローチャートである。 ファン及びペルチェ素子の動作を説明するための図である。

符号の説明

１ 冷却装置
２ 冷却ユニット
３ ヒートパイプ
３ａ ケース
４ 吸熱部
４ａ フィン
５ 放熱部
６ 第１放熱部
７ 第２放熱部
７ａ ペルチェ素子
８ ヒートシンク
８ａ フィン
９ ファン
１０ 外気温度センサ
１１ 吸熱部温度センサ
１２ ペルチェ温度センサ
１３ 入力操作部
１４ 制御部
１５ ファン駆動制御部
１６ ペルチェ駆動制御部
１７ 判定部

Claims (6)

1. 吸熱部と、
   放熱部と、
   前記吸熱部及び前記放熱部に熱的に接続され、封入体内に封入された作動流体にヒートパイプ現象を生じさせて、前記吸熱部から前記放熱部に熱輸送を行うための熱輸送部とを備え、
   前記放熱部は、
   外気を冷却媒体として前記熱輸送部の熱を放出させる第１の放熱部と、
   前記熱輸送部が外気温度よりも低温にまで下がるように前記熱輸送部の熱を放出させる第２の放熱部とを備え、
   前記第２の放熱部は、前記吸熱部と前記第１の放熱部との間に配置されている冷却ユニット。
2. 前記熱輸送部は、ヒートパイプからなる請求項１に記載の冷却ユニット。
3. 前記第１の放熱部は、複数のフィンを備えて構成されている請求項１または２に記載の冷却ユニット。
4. 前記第２の放熱部は、ペルチェ素子、水を冷却媒体とする水冷式冷却器及び圧縮式冷却器のうち少なくとも１つを含んで構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の冷却ユニット。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の冷却ユニットと、
   前記吸熱部の温度を検出する吸熱部温度センサと、
   前記第１の放熱部に備えられた送風動作を行うファンと、
   前記ファンの動作を制御する第１の放熱制御部と、
   前記第２の放熱部の動作を制御する第２の放熱制御部とを備え、
   前記第１の放熱制御部は、冷却対象を冷却させる期間はファンを動作させ、
   前記第２の放熱制御部は、前記吸熱部温度センサにより検出される温度が予め定められた温度まで低下すると、前記第２の放熱部による放熱動作を開始させる冷却装置。
6. 外気温度を検出する外気温度センサを備え、
   前記第２の放熱制御部は、前記吸熱部温度センサにより検出される温度が、前記外気温度センサにより検出される温度より予め定められた温度だけ高い温度まで低下すると、前記第２の放熱部による放熱動作を開始させることを特徴とする請求項５に記載の冷却装置。

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