JP2013019648A - Portable cooler - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、氷を利用した持ち運び可能なポータブルクーラーに関するものである。 The present invention relates to a portable portable cooler using ice.
昨今の電力事情を背景として、夏場の昼間のとりわけクーラーによる電力需要の集中を平準化させる配慮から、余剰の夜間電力を利用して水を凍らせて昼間はこれによって冷房する装置が実用化されている。
一方上記のような大型の装置で大きな部屋を冷房させるには、大掛かりな装備が必要になり、家庭などでは導入し難い面がある。そこで持ち運び可能で安価に提供できるクーラーが望まれている。
With the current power situation as a background, in consideration of leveling the concentration of power demand due to coolers, especially in the summertime, a device that uses excess nighttime electricity to freeze water and cools it in the daytime has been put into practical use. ing.
On the other hand, in order to cool a large room with a large apparatus as described above, large-scale equipment is required, which is difficult to introduce at home. Therefore, a cooler that is portable and can be provided at low cost is desired.
以上のような状況において、蓄冷材として氷を使用しこれによって得られる冷気をファンによって吹出すような小型のクーラーが提案されている。
例えば特許文献1に記載された発明は、内部に熱電変換素子を組込み、これによって電力を発生させてモーターを駆動し、気流の通路に低温物質を保持して送風ファンによって冷気を吹き出させるようにしたものである。
このような装置によって、電気エネルギーを節約したクーラーを得ることができるが、どうしても装置が大掛かりになってコストも嵩み、持ち運んで使用したり家庭内で簡単に装備することが難しい面がある。
Under the circumstances as described above, there has been proposed a small cooler that uses ice as a cold storage material and blows out the cold air obtained thereby by a fan.
For example, the invention described in Patent Document 1 incorporates a thermoelectric conversion element inside, generates electric power to drive a motor, holds a low-temperature substance in the airflow passage, and blows out cold air by a blower fan. It is a thing.
With such a device, a cooler that saves electric energy can be obtained, but the device is inevitably bulky and expensive, and it is difficult to carry and use in homes.
また特許文献2に記載された発明は、キュ―ビック状の氷を胴体内に収納して発生させた冷気を、頭部に設置した送風ユニットで外気に吹出すようにした冷風機である。
このよう冷風機は、バッテリによって送風ユニットを駆動させることができるため、持ち運びも簡単で、容易に冷風を得られる利点はあるものの、氷は周囲から断熱又は密封されていないため、装置を使用していないときでも冷気が漏れ出してしまい、氷が溶け始めると表面積が急激に減少して所期の冷房効果が得られなくなる面がある。
The invention described in
In this way, the air blower unit can be driven by a battery, so it is easy to carry and has the advantage of easily obtaining cold air, but the ice is not insulated or sealed from the surroundings, so the device is used. Even when it is not, the cold air leaks out, and when the ice begins to melt, the surface area decreases rapidly and the desired cooling effect cannot be obtained.
さらに特許文献3に記載された発明は、市販のペットボトルに詰めた水を凍結させて蓄冷材として用い、その周囲に送風機で風を流して冷風をファンで外部に排出するものである。
この冷風機では、ペットボトル容積に対しての表面積が少なく、内部の氷と表面の流れる空気との熱伝達が十分といえない面があり、多数本のペットボトルが必要となり、重量が大きくなってしまう恨みがある。
Furthermore, the invention described in
This cold air blower has a small surface area relative to the volume of the plastic bottle, and there is a problem that heat transfer between the ice inside and the air flowing on the surface is not sufficient, which requires a large number of plastic bottles and increases the weight. There is a grudge that ends up.
本発明は、上記の3件の特許文献の着想と同様に、氷を蓄冷材として使用し、これによって冷やされた空気を排出して冷風が得られるようにするものであるが、氷による空気の冷却効率を一層高め、持ち運びが可能で冷房性能の優れたポータブルクーラーを提供しようとするものである。 The present invention uses ice as a regenerator and discharges the cooled air to obtain cold air, as in the idea of the above three patent documents. It is intended to provide a portable cooler that further enhances the cooling efficiency, and is portable and has excellent cooling performance.
本発明は、前記の状況に鑑みてなされたもので、その要旨とするところは、氷と水を使い空気を冷却する可搬式のクーラー装置であって、装置内に氷と水を収納する断熱容器と、この容器に氷を入れるための開口部があり、該開口部を塞ぎ気密に保つ断熱扉を持ち、断熱容器内には冷却部熱交換器があり、ここから出た配管は冷却液循環ポンプを経由して空気冷却用熱交換器に入り、ここを通り再び冷却部熱交換器に戻る冷却液循環回路を持つ、また、装置を貫く流路があり、装置表面には外気を導入する吸気孔と冷気を排出する排気孔を持ち、流路内には空気冷却用熱交換器と送風機があり吸気孔から吸気された外気が空気冷却用熱交換器の中を通過して送風機により排気孔から排出されるようになっていて、装置に内蔵された電源により冷却液循環ポンプと送風機を動かし、流路に設置された温度センサーで感知された温度により冷却水循環ポンプの電源を制御する制御装置を持つことを特徴としたポータブルクーラーにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the gist of the present invention is a portable cooler device that cools air using ice and water, and is a heat insulating device that stores ice and water in the device. There is a container and an opening for putting ice in the container, it has a heat insulating door that closes the opening and keeps it airtight, and there is a cooling part heat exchanger in the heat insulating container. It has a coolant circulation circuit that enters the heat exchanger for air cooling via a circulation pump and then returns to the cooling section heat exchanger, and there is a flow path that penetrates the device. Air flow heat exchanger and blower in the flow path, and the outside air drawn from the air intake hole passes through the air cooling heat exchanger and is blown by the blower. It is designed to be discharged from the exhaust hole, Move the 却液 circulation pump and the blower, in a portable cooler which is characterized by having a control device for controlling the power supply of the cooling water circulation pump by a temperature sensed at the installation temperature sensor in the flow path.
また本発明は、栓のできるプラスチック容器または栓の出来るアルミ容器を収納できる断熱容器を持つことを特徴としたものであり、さらに、氷または氷の入った容器を収納する断熱容器の上面に氷を投入する開口部とこれを開閉する断熱扉を持ち、断熱容器の側面には下から導入した外気を上部へ排出する流路を持ち、その中に空気冷却用熱交換器と送風機を収納していることを特徴とし、さらにまた、流路内で空気冷却用熱交換器の上流にあり、位置は下で空気冷却用熱交換器により発生したドレーンの滴下により冷却されるドレーン熱交換器で、ドレーン熱交換器の下端を傾斜させ、これにより、直下に滴下することなく流路側面に設けられた雨樋状のドレーントラップに導き、さらに下方にあるドレーンタンクに貯水するようにしたことを特徴としたものである。 In addition, the present invention is characterized by having a heat-insulating container that can store a plastic container that can be stoppered or an aluminum container that can be stoppered. Has a heat-insulating door that opens and closes the opening, and a side wall of the heat-insulating container has a flow path for discharging outside air introduced from below to the top, and houses an air-cooling heat exchanger and a blower in it. And a drain heat exchanger that is upstream of the air cooling heat exchanger in the flow path and is cooled by dripping of the drain generated by the air cooling heat exchanger below. The drain heat exchanger is inclined at the lower end, which leads to a rain gutter-shaped drain trap provided on the side of the flow path without dripping directly below, and further stores water in the drain tank below. It is obtained by the features and.
本発明は、上記の如き構成からなるものであるから、蓄冷材として氷を使用するものであり、これを冷却用熱交換器とこれに繋がり冷却液循環ポンプを経て設けられた空気冷却用熱交換器と、冷却水循環回路とにより、外気の冷却効率を高め、かつ装置をできるだけ小型化、軽量化することが可能であり、可搬性のある冷房効率のよいポータブルクーラーを提供しうる利点がある。 Since the present invention is configured as described above, ice is used as a cold storage material, and this is connected to the heat exchanger for cooling and the heat for air cooling provided through the coolant circulation pump. With the exchanger and the cooling water circulation circuit, it is possible to increase the cooling efficiency of the outside air, and to reduce the size and weight of the device as much as possible, and to provide a portable cooler that is portable and has high cooling efficiency. .
図1は本発明の第1実施例を示す縦断面図である。
本体ケース1の中に氷収納用の断熱容器2と外気が導入され冷気として排出されるための流路3が設けられ、吸気孔4、排気孔5が本体ケース表面に開口している。さらに、冷却水循環回路6がある。すなわち、冷却水が断熱容器内2に設置された冷却部熱交換器7、冷却水補充用のリザーブタンク8、冷却水循環ポンプ9、空気冷却用熱交換器10の順に配管で繋がれて再び冷却部熱交換器7に戻る回路である。冷却部熱交換器7は螺旋状に配管を氷が収納されている断熱容器2壁面に沿うように配置したもので、中には氷11と水12が入っている。一方、流路3の内部には外気が吸引される吸気孔4そのすぐ下流にフィルター13、ドレーントラップ14、ドレーン式熱交換器15、空気冷却用熱交換器10があり、導入された外気がここで冷やされる。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the present invention.
The main body case 1 is provided with a
空気冷却用熱交換器10はアルミなどの熱良導体の薄板を多数枚隙間あけて並べ、薄板を貫いて冷却水パイプ10aの通る、タイプのものである。また、空気冷却用熱交換器10、ドレーン式熱交換器15で生じたドレーン(結露水)16はドレーントラップ14で集められパイプ17を伝ってドレーンタンク18に溜まり、適宜、ドレーン栓19を開け外部に放出される。空気冷却用熱交換器10の下流には送風機20があり、これにより冷気としてルーバー21で方向を決められて排気孔5より噴出する。
The air-
そして電子式の制御ユニット22があり、電源23からの電力を送風機駆動モーターと冷却水循環ポンプ駆動モーターに供給すると共に、温度センサー24で流路内の風温をモニターし、使用者により設定された条件によりこれらモーターへの電力を制御するものである。そしてツマミ25は電源のスイッチである。
There is an
本体ケース1内は、断熱材で満たされ外部からの熱の流入をできるだけ少なくしている。氷投入用の蓋27は氷収納の断熱容器2の開口部と嵌合し、嵌合部パッキン28により断熱容器2は気密状態になる。
また、氷投入用の蓋27はラッチなどで本体ケース1に固定され、ラッチを外せば蓋27がはずれ氷の投入ができるようになっている。さらにまた、氷投入用の蓋27は断熱材27aが充填され熱の侵入を妨げる。また内部に電源23を設置しているが図を判りやすくするためで、本体ケース1内に設置することも出来る。電源23からの電線29は制御ユニット22に入り、制御ユニット22からの電線は送風機駆動モーター(図では送風機ファンの奥になる)と冷却水循環ポンプ駆動モーターに繋がっている。また、温度センサー24にも繋がっている。
The inside of the main body case 1 is filled with a heat insulating material to minimize the inflow of heat from the outside. The
In addition, the
リザーブタンク8は循環する冷却水を一時溜め、気泡などを取り除くためのもので、リザーブタンク蓋30を開け冷却水を補充する。リザーブタンク蓋30は断熱材が充填され、リザーブタンク8の気密をしっかり保つためパッキンが装着してある。ここで使用する冷却水は不凍液である。氷は通常冷凍庫で凍らせマイナス20℃程になっていることもあるので、真水だと冷却部の配管内の循環水が凍結し循環出来なくなってしまうのを防止する為である。なお氷を断熱容器2に入れるとき、少量の真水を熱伝達促進剤として一緒に入れことで、氷と氷の間に空気が無くなり、冷却部→真水→氷と熱の伝わりを良くすることが出来る。
The
このような構成の本発明クーラーのスイッチ25を入れると、電源23からの電力で送風機20が回転して暑い外気が吸気孔から流路3に導入され、フィルター13で大きなゴミなどが取り除かれ、2つの熱交換器を通過して勢い良く排出口5から排出される。同時に、冷却水循環ポンプ9が動き出し冷却水循環回路6内の冷却水が回り始める。氷で冷やされた冷却水は、リザーブタンク8、冷水循環ポンプ9を経て空気冷却用熱交換器10の上部に供給され空気冷却用熱交換器10を冷却する。ここで外部より導入された暑い外気が空気冷却用熱交換器10に触れて冷やされ、湿気は空気冷却用熱交換器10内で結露し、ドレーン16となり下に滴下するか、流路壁面に沿って下に流れる。このときこのドレーン16はまだ外気より十分に冷たく冷却能力を持っている。ドレーン式熱交換器15は、アルミなどの薄板を隙間あけて並べただけのものでドレーンにより冷やされたアルミ板の表面で外気が冷やされ、湿気が結露し新たなドレーン16(上の空気熱交換器で出来たドレーンより温度は高い)となり滴下するが、アルミ板は図のようにくの字31を上にした様にカットしてあるため真下に滴下せずくの字31に沿って壁面に移動、上の空気冷却用熱交換器で発生したドレーント共にドレーントラップ14に集まり、ドレーンタンク18に溜まる。ドレーントラップは開口部全周に渡って設置されている。
When the
空気冷却用熱交換器10で暖められた冷却水は配管6で断熱容器2内の冷却部熱交換器7の下部に戻り、再び氷で冷却される。このようにして暑い外気が冷やされるが、温度センサー24が冷却された外気の温度を常にモニターし、設定温度以下になると冷却水循環ポンプ駆動モーターへの通電を止める。これによって冷却水循環が止まるが、送風機20は回り続けるため空気冷却用熱交換器10の温度が上昇し、冷却外気の温度が上昇し設定温度以上になると、再び冷却水循環ポンプ駆動モーターに通電し空気冷却用熱交換器10の温度を下げる。このようなON−OFF制御により噴出する冷気の温度を任意に制御する。このようにしておくと、氷が全てとけた時の温度上昇を捕らえて氷交換のサインを出すことも出来る。
また融けて水になったら氷収納容器排水孔の栓32を開き、水を排水する。電源スイッチ25を切ると冷却水循環ポンプ9が止まり冷却水も循環しなくなるので、氷への熱の流入は断熱材を通してのものだけとなり氷の保冷力を温存することが出来る。この例では蓄冷材として氷11を使用したが、アルミ缶に水を入れ凍らせたものや、ペットボトルに水を入れ凍らせたものでもよい。また、高分子吸水性ポリマーに水を含ませ、フィルムパックして凍らせたものでもよい。
本体ケース1内には、氷と水を収納する断熱容器2と、外気が導入され冷気として排出されるための本体1内を貫く流路3を備えており、吸気孔4、排気孔5が本体1表面に開口している。さらに、冷却水循環回路6が備えられ、冷却水が冷媒容器2内に設置された冷却用熱交換器7、冷却水補充用のリザーブタンク8、冷却水循環ポンプ9、空気冷却用熱交換器10の順に配管で繋がれて、再び冷却用熱交換器7に戻る回路を構成している。
The cooling water heated by the air
When it melts and becomes water, the
The main body case 1 is provided with a
次にペットボトルに水を入れ凍らした容器を用いた、図2から図4の本発明の第2実施例により具体的に説明する。
図のように、氷の代わりに2■入りのペットボトル40を凍結させたものを、氷ボトルとして2本を横に並べて蓄冷材として使用するものである。このようにすると一々融けた氷を排水することなく、氷が融けたペットボトルをボトルごと交換すればよく便利である。この場合も少量の水を、熱伝達促進剤としてペットボトル40と共に断熱容器47に入れることで、ペットボトル表面と冷却部熱交換器44との間を埋めることが出来る。
Next, the second embodiment of the present invention shown in FIGS. 2 to 4 will be described in detail using a container in which water is put in a plastic bottle and frozen.
As shown in the figure, two
図3は図2の断面図であり、図4は本体ケース41と氷ボトル交換用蓋42を取り除き、内部をむき出しにした状態を示すものである。(なお、電気配線も省略してある。)図3において、凍らせたペットボトル40の前面(図では右側)に流路43を設け、その中に空気冷却用熱交換器44と送風機45を内蔵させ、送風機45の後ろ側に氷ボトル交換用蓋42を置き、ドレーンタンク46は断熱容器47の下側に置くレイアウトが、コンパクトになり合理的である。冷却部熱交換器48の配管48aは上下方向に蛇行しながら、2本の氷ボトルの周囲を回る方式である。これは熱伝達促進剤としての水が、上下方向の温度差による対流により氷ボトル表面から冷却部熱交換器配管への熱伝達がより促進するようにするためである。リザーブタンク49と冷却水循環ポンプ50は空気冷却用熱交換器44の横に設置してある。
FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. 2, and FIG. 4 shows a state in which the
この例では冷却水は→のように流れる。ドレーン式熱交換器51は下端が斜めにカットしてあり、ドレーン52はここに沿ってドレーントラップ53に落ちるので、ドレーントラップ53は流路43の一面のみに設けられている。またこの例は前面断熱蓋54があり、着脱できるようになっていて、これを外すと、ドレーン熱交換器51、空気冷却用熱交換器44、送風機45がむき出しになり、掃除がしやすくなる。
氷ボトル交換用扉42は本体ケース41とヒンジ55で後端が結合されラッチ56で固定される。そしてパッキン57でシールされる。電源58は本体ケース41の空いた部分に設置される。これはACアダプターを使い充電または直接家庭用電源で使うこともできる。
In this example, the cooling water flows as follows. The drain-
The ice
制御ユニット59は、本体ケース41上面に取り付けられている。なおここでは送風機45として、シロッコファンを使用しているが他のタイプでも良い。また冷却部熱交換器48も配管48aを蛇行させたものを使っているが、板状で中が空洞のもので氷ボトルを覆う物でもよい、空洞の中を冷却水がゆっくりと移動して熱交換が行われる。またクーラーの前面にはドレーンタンク排水孔がありドレーンタンク栓60を抜くことでドレーンを捨てることが出来る。さらにクーラー前面には氷ボトル収納する断熱容器用排水孔61があり、この氷ボトル収納した断熱容器栓61を抜くことで熱伝達促進用の水をここから排出できる。
そして、上に述べた例では氷ボトルを使用しているが氷をそのまま入れることも可能である。この際に氷が融けた水を抜く際に氷ボトル収納容器排水孔61を使うと本体ケース41を逆さにしたりせず楽に排水ができる。
The
And although the ice bottle is used in the example described above, it is also possible to put ice as it is. At this time, if the ice bottle storage
1、41 本体ケース
2、47 断熱容器
3、43 流路
4 吸気口
5 排気口
6 冷却水循環回路
7、48 冷却部熱交換器
8、49 リザーブタンク
9、50 冷却水循環ポンプ
10、44 空気冷却用熱交換器
10a 冷却水パイプ
11 氷
12 水
13 フィルター
14、53 ドレーントラップ
15、51 ドレーン式熱交換器
16、52 ドレーン
17 パイプ
18、46 ドレーンタンク
19、60 ドレーン栓
20、45 送風機
21 ルーバー
22、59 制御ユニット
23、58 電源
24 温度センサー
25 ツマミ
26 断熱材
27 蓋
27a 断熱材
28 嵌合部パッキン
29 電線
30 リザーブタンク蓋
31 くの字
32 栓
40 ペットボトル(容器)
42 ボトル交換用蓋
54 前面断熱蓋
55 ヒンジ
56 ラッチ
57 パッキン
61 断熱容器排水口栓
1, 41 Body case
2, 47 Insulated container
3, 43 flow path
4
6 Cooling water circulation circuit
7, 48 Cooling
9, 50 Cooling
11 Ice 12 Water
13 Filter
14, 53 Drain trap
15, 51 Drain heat exchanger
16, 52 drain
17 Pipe
18, 46 Drain tank
19, 60 drain plug
20, 45 Blower
21
24 Temperature sensor
25 knob
26
27a Thermal insulation
28 Fitting packing
29 Electric wire
30 reserve tank lid
31
32 stoppers
40 PET bottles (containers)
42 Bottle replacement lid
54 Front insulation cover
55 Hinge
56
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011155310A JP2013019648A (en) | 2011-07-14 | 2011-07-14 | Portable cooler |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200476997Y1 (en) * | 2013-06-13 | 2015-05-04 | 최형원 | Portable air conditioner |
JP2015227752A (en) * | 2014-06-01 | 2015-12-17 | 株式会社千石 | Cooling and heating unit for pet bottle and the like |
-
2011
- 2011-07-14 JP JP2011155310A patent/JP2013019648A/en not_active Withdrawn
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