JP2019074283A - Heat pump device - Google Patents

Heat pump device Download PDF

Info

Publication number
JP2019074283A
JP2019074283A JP2017201886A JP2017201886A JP2019074283A JP 2019074283 A JP2019074283 A JP 2019074283A JP 2017201886 A JP2017201886 A JP 2017201886A JP 2017201886 A JP2017201886 A JP 2017201886A JP 2019074283 A JP2019074283 A JP 2019074283A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
electrode
electric field
heat transport
temperature end
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017201886A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
保幸 大場
Yasuyuki Oba
保幸 大場
小原 公和
Kimikazu Obara
公和 小原
一真 田口
Kazuma Taguchi
一真 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2017201886A priority Critical patent/JP2019074283A/en
Publication of JP2019074283A publication Critical patent/JP2019074283A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To provide an electric calorie effect type heat pump device capable of improving heat output.SOLUTION: A heat pump device 1 comprises a heat generation body 3 and a heat transport device 40. The heat generation body 3 is provided between both a high-temperature end 202 and a low-temperature end 201 of a workroom 20, and has an electrode and an electric calorie effect material, and generates and absorbs heat through modulation on an electric field applied through the electrode. The heat transport device 40 forms reciprocal flows FM, FN of a heat transport medium, exchanging heat with the heat generation body 3, inside the workroom 20 in synchronism with the modulation on the electric field so as to form the high-temperature end 202 and low-temperature end 201.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

ここに開示される技術は、電気熱量効果型のヒートポンプ装置に関する。   The technology disclosed herein relates to an electric calorific effect heat pump device.

従来から、電極と電気熱量効果材とを有する複数の熱生成部の間に熱スイッチを設け、電気熱量効果材への電圧印加と熱スイッチの熱抵抗変化とを制御して、低温端から高温端へ熱を伝導させる装置が知られている。このような装置は、例えば、下記特許文献1に開示されている。   Conventionally, a thermal switch is provided between a plurality of heat generating parts having an electrode and an electrical calorific effect material, and voltage application to the electrical calorific effect material and control of thermal resistance change of the thermal switch are controlled. Devices for conducting heat to the end are known. Such an apparatus is disclosed, for example, in Patent Document 1 below.

特開2016−23839号公報JP, 2016-23839, A

しかしながら、上記従来技術の装置では、電気熱量効果材が発する熱を熱スイッチにより移動するため、高周波運転が困難であり、高い熱出力を得難いという問題がある。   However, in the above-described prior art device, since the heat generated by the electric calorific material is transferred by the heat switch, high frequency operation is difficult, and it is difficult to obtain high heat output.

ここに開示される技術は、熱出力を向上することが可能なヒートポンプ装置を提供することを目的とする。   The technique disclosed herein aims at providing a heat pump device capable of improving heat output.

上記目的を達成するため、開示されるヒートポンプ装置では、
作業室(20)の高温端(202)及び低温端(201)の両端部の間に設けられ、電極(31、32)と電気熱量効果材(30)とを有し、電極を介して印加される電界の変調により発熱と吸熱とを生じる熱生成体(3)と、
高温端及び低温端を生成するように、電界の変調に同期して、熱生成体と熱交換する熱輸送媒体の往復流を作業室の内部に形成する熱輸送装置(40)と、を備える。
In order to achieve the above object, in the disclosed heat pump device,
Provided between both ends of the high temperature end (202) and the low temperature end (201) of the working chamber (20), having electrodes (31, 32) and an electrocaloric effect material (30), applied via the electrodes A heat generator (3) which generates heat and heat absorption by modulation of the
And (d) a heat transport device (40) for forming a reciprocating flow of a heat transport medium which exchanges heat with the heat producing body in synchronization with the modulation of the electric field so as to generate the hot end and the cold end. .

これによると、熱生成体の電気熱量効果材に電極を介して印加する電界の変調に同期させて、熱生成体と熱交換する熱輸送媒体の往復流を熱輸送装置により作業室の内部に形成することができる。したがって、応答性に難点のある熱スイッチを用いる必要がなく、高周波運転が容易である。このようにして、ヒートポンプ装置の熱出力を向上することができる。   According to this, the heat transfer device reciprocates the reciprocating flow of the heat transport medium into the working chamber by the heat transport device in synchronization with the modulation of the electric field applied to the electric calorific material of the heat generator through the electrode. It can be formed. Therefore, it is not necessary to use a heat switch having poor responsiveness, and high frequency operation is easy. Thus, the heat output of the heat pump device can be improved.

なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示技術の範囲を限定するものではない。   Note that the claims and the reference numerals in parentheses described in this section indicate the correspondence with specific means described in the embodiment described later as one aspect, and the scope of the disclosed technique is limited. It is not a thing.

第1実施形態のヒートポンプ装置を用いた冷却器の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the cooler using the heat pump apparatus of 1st Embodiment. 図1のII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of FIG. 第1実施形態の熱生成部の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the heat generation part of 1st Embodiment. 第1実施形態の熱生成部の図3図示上端面の拡大図である。It is an enlarged view of the illustration upper end surface of the heat generation part of 1st Embodiment in FIG. 第1実施形態の熱生成部の積層構造説明図である。It is lamination | stacking structure explanatory drawing of the heat generation part of 1st Embodiment. 第1実施形態の熱生成部の断面図である。It is sectional drawing of the heat generation part of 1st Embodiment. 他の実施形態の熱生成部の概略構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically schematic structure of the heat generation part of other embodiment.

以下に、図面を参照しながら開示技術を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。   Hereinafter, a plurality of modes for carrying out the disclosed technology will be described with reference to the drawings. The same referential mark may be attached | subjected to the part corresponding to the matter demonstrated by the form preceded in each form, and the overlapping description may be abbreviate | omitted. In the case where only a part of the configuration is described in each embodiment, the other parts of the configuration are similar to the previously described embodiment. Not only the combination of the portions specifically described in the embodiments but also the embodiments may be partially combined unless any problem occurs in the combination.

(第1実施形態)
開示技術を適用した第1実施形態について、図1〜図6を参照して説明する。図1は、開示技術を適用した冷却器1の外観図である。冷却器1は、電気熱量効果型ヒートポンプ装置を備える。冷却器1は、電気熱量効果型ヒートポンプ装置の一例である。以下、冷却器1を電気熱量効果型ヒートポンプ装置1、又は単にヒートポンプ装置1と呼ぶ場合がある。電気熱量効果型ヒートポンプ装置1はEHP(Electro-caloric effectHeat Pump)装置1とも呼ばれる。
First Embodiment
A first embodiment to which the disclosed technology is applied will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an external view of a cooler 1 to which the disclosed technology is applied. The cooler 1 includes an electric calorific heat pump device. The cooler 1 is an example of an electric calorific effect heat pump device. Hereinafter, the cooler 1 may be referred to as the electric heat effect heat pump device 1 or simply as the heat pump device 1. The electric calorific effect heat pump device 1 is also called an EHP (Electro-caloric effect Heat Pump) device 1.

この明細書においてヒートポンプ装置の語は広義の意味で使用される。すなわち、ヒートポンプ装置の語には、ヒートポンプ装置によって得られる冷熱を利用する装置と、ヒートポンプ装置によって得られる温熱を利用する装置との両方が含まれる。冷熱を利用する装置は、冷凍サイクル装置とも呼ばれることがある。よって、この明細書においてヒートポンプ装置の語は冷凍サイクル装置を包含する概念として使用される。本例の冷却器1は、ヒートポンプ装置によって得られる冷熱を利用する装置の一例である。冷却器1は、例えば、車載装置とすることができる。冷却器1は、車両に搭載された電池や電子機器の冷却に用いることができる。また、冷却器1は、車両のシートに着座した乗員に好適な冷感を提供するシート空調装置に用いることができる。   The term heat pump device is used in a broad sense in this specification. That is, the term heat pump apparatus includes both an apparatus utilizing cold obtained by the heat pump and an apparatus utilizing thermal obtained by the heat pump. Devices that use cold energy may also be referred to as refrigeration cycle devices. Thus, in this specification, the term heat pump device is used as a concept encompassing a refrigeration cycle device. The cooler 1 of the present example is an example of a device that utilizes cold heat obtained by a heat pump device. The cooler 1 can be, for example, an on-vehicle device. The cooler 1 can be used to cool a battery or an electronic device mounted on a vehicle. Moreover, the cooler 1 can be used for the sheet | seat air conditioner which provides a suitable cooling feeling to the passenger | crew who seated on the sheet | seat of the vehicle.

図1に示すように、冷却器1は、外殻としてのケース10を備えている。図2も参照して明らかなように、ケース10は、冷却板11、放熱板12、一対の側板部13、及び、一対の端板部14を備える。ケース10は、比較的薄型の直方体であり、冷却板11と放熱板12とは、ケース10の厚さ方向である図示ZZ方向において対向配置されている。冷却板11及び放熱板12は、いずれも、熱伝導性に優れる例えば金属製の薄板からなる。冷却板11及び放熱板12の材質としては、アルミニウム合金材や銅合金材を採用することができる。   As shown in FIG. 1, the cooler 1 includes a case 10 as an outer shell. As is also apparent with reference to FIG. 2, the case 10 includes a cooling plate 11, a heat radiation plate 12, a pair of side plate portions 13, and a pair of end plate portions 14. The case 10 is a relatively thin rectangular parallelepiped, and the cooling plate 11 and the heat radiation plate 12 are disposed opposite to each other in the illustrated ZZ direction which is the thickness direction of the case 10. Each of the cooling plate 11 and the heat radiating plate 12 is made of, for example, a thin plate made of metal, which is excellent in thermal conductivity. As a material of the cooling plate 11 and the heat sink 12, an aluminum alloy material or a copper alloy material can be adopted.

一対の側板部13は、ケース10の幅方向である図示YY方向において相互に対向配置されている。側板部13は、ケース10のYY方向の端面を構成し、冷却板11の辺部と放熱板12の辺部とを繋ぐように配設される。また、一対の端板部14は、ケース10の長手方向である図示XX方向において相互に対向配置されている。端板部14は、ケース10のXX方向の端面を構成し、冷却板11の辺部と放熱板12の辺部とを繋ぐように配設される。側板部13及び端板部14は、いずれも、低熱伝導性を有する例えば樹脂製の薄板からなる。   The pair of side plate portions 13 are disposed to face each other in the illustrated YY direction which is the width direction of the case 10. The side plate portion 13 constitutes an end face of the case 10 in the YY direction, and is disposed to connect the side portion of the cooling plate 11 and the side portion of the heat sink 12. Further, the pair of end plate portions 14 are disposed to face each other in the illustrated XX direction which is the longitudinal direction of the case 10. The end plate portion 14 constitutes an end face of the case 10 in the XX direction, and is disposed to connect the side portion of the cooling plate 11 and the side portion of the heat dissipation plate 12. Each of the side plate portion 13 and the end plate portion 14 is made of, for example, a thin plate made of resin having low thermal conductivity.

ケース10は、外殻をなす6面体の内部に、区画板15及び区画板16を有している。区画板15及び区画板16により、ケース10の内部には、作業室20、流路21及び流路22が区画形成されている。区画板15は、作業室20と流路21とを仕切っている。区画板15のうち、作業室20の図2図示上方に位置してYY方向に延在する部分には、複数の開口151が形成されている。開口151は、区画板15を貫通する孔として形成されており、作業室20と流路21とを連通する。一方、区画板16は、作業室20と流路22とを仕切っている。区画板16のうち、作業室20の図2図示下方に位置してYY方向に延在する部分には、複数の開口161が形成されている。開口161は、区画板16を貫通する孔として形成されており、作業室20と流路22とを連通する。   The case 10 has a partition plate 15 and a partition plate 16 inside a hexahedron forming an outer shell. A work chamber 20, a flow passage 21 and a flow passage 22 are defined and formed inside the case 10 by the partition plate 15 and the partition plate 16. The dividing plate 15 divides the working chamber 20 and the flow path 21. A plurality of openings 151 are formed in a portion of the dividing plate 15 which is located above the working chamber 20 in FIG. 2 and extends in the YY direction. The opening 151 is formed as a hole that penetrates the partition plate 15, and communicates the working chamber 20 with the flow path 21. On the other hand, the dividing plate 16 divides the working chamber 20 and the flow passage 22. A plurality of openings 161 are formed in the part of the partition plate 16 which is located below the work chamber 20 in FIG. 2 and extends in the YY direction. The opening 161 is formed as a hole that penetrates the partition plate 16, and communicates the working chamber 20 with the flow path 22.

図2から明らかなように、冷却板11及び一方の側板部13と、区画板15との間に、流路21が形成されている。この一方の側板部13の外側面には、圧電ポンプ41が取り付けられている。圧電ポンプ41の吸入吐出口41aは、この一方の側板部13の設けられた開口を介して流路21に連通している。また、放熱板12及び他方の側板部13と、区画板16との間に、流路22が形成されている。この他方の側板部13の外側面には、圧電ポンプ42が取り付けられている。圧電ポンプ42の吸入吐出口42aは、この他方の側板部13の設けられた開口を介して流路22に連通している。   As apparent from FIG. 2, a flow passage 21 is formed between the cooling plate 11 and one side plate portion 13 and the dividing plate 15. A piezoelectric pump 41 is attached to the outer side surface of the one side plate portion 13. The suction / discharge port 41 a of the piezoelectric pump 41 communicates with the flow path 21 through the opening provided with the one side plate portion 13. Further, a flow passage 22 is formed between the heat dissipation plate 12 and the other side plate portion 13 and the dividing plate 16. A piezoelectric pump 42 is attached to the outer side surface of the other side plate portion 13. The suction / discharge port 42 a of the piezoelectric pump 42 is in communication with the flow path 22 through the opening provided with the other side plate portion 13.

本例では、一方の側板部13に3つの薄型の圧電ポンプ41がXX方向においてほぼ等間隔に配設され、他方の側板部13に3つの薄型の圧電ポンプ42がXX方向においてほぼ等間隔に配設されている。圧電ポンプ41、42は、圧電素子の圧電効果を利用するマイクロポンプである。圧電素子は、変位は小さいものの、応答性に優れ、比較的出力密度が大きい。したがって、圧電ポンプ41、42は、ポンプ室の容積変化は小さいものの、比較的高い吐出圧を提供することができる。   In this example, three thin piezoelectric pumps 41 are arranged at substantially equal intervals in the XX direction on one side plate portion 13, and three thin piezoelectric pumps 42 are arranged at approximately equal intervals in the XX direction on the other side plate portion 13. It is arranged. The piezoelectric pumps 41 and 42 are micropumps that use the piezoelectric effect of the piezoelectric element. Piezoelectric elements, although having small displacements, are excellent in responsiveness and relatively large in power density. Therefore, the piezoelectric pumps 41 and 42 can provide relatively high discharge pressure although the volume change of the pump chamber is small.

ケース10内の作業室20には、熱生成体3が配設されている。熱生成体3は、図3及び図4に示すように、多層構造化されている。熱生成体3は、図5に示すように、電気熱量効果材フィルム30、第1電極部31及び第2電極部32を積層して形成されている。電気熱量効果材フィルム30は、電気熱量効果を有する電気熱力効果材からなる素子であり、ECE(Electro-Caloric Effect)素子30とも呼ばれる。以下、電気熱量効果材フィルム30を、ECE素子30、電気熱量効果材30、又は単にフィルム30と呼ぶ場合がある。本例のフィルム30は、ポリフッ化ビリニデン(PVdF)系ポリマー製のフィルムである。ポリフッ化ビリニデン系ポリマーとしては、例えば、P(VDF−TrFE)やP(VDF−TrFE−CFE)等を採用することができる。フィルム30は矩形状をなし、フィルム30の厚さは、例えば10μmである。フィルム30は、製造が容易であれば薄い方が好ましい。フィルム30の厚さは、1〜50μmであることが好ましく、1〜20μmであればより好ましい。   The heat generating body 3 is disposed in the work chamber 20 in the case 10. The heat generating body 3 has a multilayer structure as shown in FIGS. 3 and 4. As shown in FIG. 5, the heat generating body 3 is formed by laminating the electric heat effect material film 30, the first electrode portion 31 and the second electrode portion 32. The electrocaloric effect material film 30 is an element made of an electrothermal effect material having an electric calorific effect, and is also referred to as an ECE (Electro-Caloric Effect) element 30. Hereinafter, the electric heat effect material film 30 may be referred to as the ECE element 30, the electric heat effect material 30, or simply the film 30. The film 30 of this example is a film made of polyvinylidene fluoride (PVdF) based polymer. For example, P (VDF-TrFE) or P (VDF-TrFE-CFE) can be employed as the polyfluorinated vinylidene-based polymer. The film 30 has a rectangular shape, and the thickness of the film 30 is, for example, 10 μm. The film 30 is preferably thin as long as it is easy to manufacture. The thickness of the film 30 is preferably 1 to 50 μm, and more preferably 1 to 20 μm.

第1電極部31は、電極部材311と電極部材312とを有して構成される。電極部材311は、薄膜状の金属製部材であり、例えばアルミニウム箔、銅箔等により提供される。電極部材312は、薄板状の金属製部材であり、例えば、アルミニウム材、銅材、ステンレス材等からなる。電極部材312は、図6に示すように、平板部312aと、平板部312aの片面から突出するように設けられた複数の突条部312bとが一体的に形成されている。突条部312bは、互いに平行に形成されて、それぞれZZ方向に延びている。これにより、隣り合う突条部312bの間には、ZZ方向に延びる溝部312cが形成される。図5に示すように、矩形状の電極部材312には、1つの角部近傍に、他の部分よりも厚肉の端子312dが突出している。   The first electrode portion 31 is configured to have an electrode member 311 and an electrode member 312. The electrode member 311 is a thin film metal member, and is provided by, for example, an aluminum foil, a copper foil or the like. The electrode member 312 is a thin plate-like metal member, and is made of, for example, an aluminum material, a copper material, a stainless steel material, or the like. As shown in FIG. 6, the electrode member 312 is integrally formed with a flat plate portion 312a and a plurality of projecting streak portions 312b provided to protrude from one surface of the flat plate portion 312a. The ridges 312b are formed in parallel with each other and extend in the ZZ direction. Thereby, the groove part 312c extended in a ZZ direction is formed between the adjacent protrusion parts 312b. As shown in FIG. 5, in the rectangular electrode member 312, a terminal 312 d thicker than the other portion protrudes in the vicinity of one corner.

第2電極部32は、電極部材321と電極部材322とを有して構成される。電極部材321は、薄膜状の金属製部材であり、例えばアルミニウム箔、銅箔等により提供される。電極部材322は、薄板状の金属製部材であり、例えば、アルミニウム材、銅材、ステンレス材等からなる。電極部材322は、図6に示すように、平板部322aと、平板部322aの片面から突出するように設けられた複数の突条部322bとが一体的に形成されている。突条部322bは、互いに平行に形成されて、それぞれZZ方向に延びている。これにより、隣り合う突条部322bの間には、ZZ方向に延びる溝部322cが形成される。図5に示すように、矩形状の電極部材322には、1つの角部近傍に、他の部分よりも厚肉の端子322dが突出している。電極部材322の端子322dは、電極部材312の端子312dの形成位置とは反対側となる角部に設けられている。   The second electrode portion 32 is configured to have an electrode member 321 and an electrode member 322. The electrode member 321 is a thin film metal member, and is provided by, for example, an aluminum foil, a copper foil, or the like. The electrode member 322 is a thin plate-like metal member, and is made of, for example, an aluminum material, a copper material, a stainless steel material, or the like. As shown in FIG. 6, the electrode member 322 is integrally formed with a flat plate portion 322 a and a plurality of projecting streak portions 322 b provided so as to protrude from one surface of the flat plate portion 322 a. The ridges 322b are formed parallel to each other and extend in the ZZ direction. Thereby, the groove part 322c extended in a ZZ direction is formed between the adjacent protrusion parts 322b. As shown in FIG. 5, in the rectangular electrode member 322, a terminal 322d thicker than the other portion protrudes in the vicinity of one corner. The terminal 322 d of the electrode member 322 is provided at a corner opposite to the formation position of the terminal 312 d of the electrode member 312.

第1電極部31、第2電極部32は、本実施形態における電極に相当する。以下、第1電極部31を単に電極31と呼び、第2電極部32を単に電極32と呼ぶ場合がある。   The first electrode portion 31 and the second electrode portion 32 correspond to the electrodes in the present embodiment. Hereinafter, the first electrode portion 31 may be simply referred to as the electrode 31, and the second electrode portion 32 may be simply referred to as the electrode 32.

溝部312c及び溝部322cは、作業室20内における熱輸送媒体の媒体流路33を提供する。溝部312c及び溝部322cは、断面矩形状をなしてZZ方向に直線状に形成されており、熱輸送媒体流通時の圧力損失低下に寄与する。ZZ方向は、熱輸送媒体の往復流方向である。溝部312c、322cの深さ、すなわち、媒体流路33のXX方向寸法は、冷却器体格、熱交換性能、媒体圧力損失、製造性等の観点から、30〜300μmであることが好ましく、50〜150μmであればより好ましい。   The grooves 312 c and the grooves 322 c provide the medium flow path 33 of the heat transport medium in the working chamber 20. The groove portion 312 c and the groove portion 322 c are formed in a rectangular shape in cross section and formed in a straight line in the ZZ direction, which contributes to a decrease in pressure loss when the heat transport medium flows. The ZZ direction is the reciprocating flow direction of the heat transport medium. The depth of the grooves 312c and 322c, that is, the dimension in the XX direction of the medium flow path 33 is preferably 30 to 300 μm from the viewpoint of the cooler size, heat exchange performance, medium pressure loss, manufacturability, etc. More preferably, it is 150 μm.

熱生成体3は、第1電極部31、フィルム30、第2電極部32、フィルム30、第1電極部31の順に、第1電極部31、第2電極部32とフィルム30とが交互に配置されるように積層される。このようにフィルム及び電極が積層された積層体において、積層方向であるXX方向における最外方に位置する電極の更に外方には、一対の拘束プレート34が配設される。一対の拘束プレート34は、端子接続部材35により締結される。端子接続部材35は、例えば、長尺ボルトとナットとを有して、端子312dを相互に電気的に接続するとともに、端子322dを相互に電気的に接続する。更に、端子接続部材35は、一対の拘束プレート34を相互に近接する方向に付勢する付勢部材としても機能する。これにより、フィルム30及び第1電極部31、第2電極部32の構成部材が、相互にXX方向において密着する。本例では、電気的端子接続部材と、拘束プレート34で積層体を挟持するための付勢部材とを、端子接続部材35で共用していたが、これに限定されるものではなく、別体としてもかまわない。なお、図1に示すように、端子接続部材35は、一端部をケース10外に突出させて、給電用の外部端子35aとすることができる。   In the heat generating body 3, the first electrode portion 31, the second electrode portion 32 and the film 30 are alternately arranged in the order of the first electrode portion 31, the film 30, the second electrode portion 32, the film 30 and the first electrode portion 31. Stacked to be placed. As described above, in the laminated body in which the film and the electrode are laminated, the pair of restraint plates 34 is disposed further outside the electrode positioned at the outermost side in the XX direction which is the laminating direction. The pair of restraint plates 34 is fastened by the terminal connection member 35. The terminal connection member 35 has, for example, an elongated bolt and a nut to electrically connect the terminals 312d to each other and electrically connect the terminals 322d to each other. Furthermore, the terminal connection member 35 also functions as a biasing member that biases the pair of restraint plates 34 in the direction in which they approach each other. Thereby, the constituent members of the film 30, the first electrode portion 31, and the second electrode portion 32 are in close contact with each other in the XX direction. In this example, the terminal connection member 35 shares the electrical terminal connection member and the biasing member for sandwiching the laminate by the restraint plate 34, but the present invention is not limited to this, and separate members may be used. It does not matter. In addition, as shown in FIG. 1, the terminal connection member 35 can be made to project the one end part outside case 10, and can be used as the external terminal 35a for electric power feeding.

ECE素子30は、第1電極部31、第2電極部32を介して印加される電圧の強弱により発熱と吸熱とを生じる。ECE素子30は、電界すなわち電場の印加により発熱し、電場の除去により吸熱する。ECE素子30は、電場によって物質内の電気双極子モーメントが制御され、それに伴うエントロピー変化によって発熱や吸熱を発生させる。ECE素子30は、電場が印加されることによってエントロピーが減少し、熱を放出することによって温度が上昇する。また、ECE素子30は、電場が除去されることによってエントロピーが増加し、熱を吸収することによって温度が低下する。ECE素子30は、所定の温度域、例えば常温域において高い電気熱量効果を発揮する材料によって作られている。ECE素子30は、ポリフッ化ビリニデン系ポリマーからなるものに限定されない。ECE素子は、例えばセラミックス製であってもかまわない。   The ECE element 30 generates heat and heat absorption due to the strength of the voltage applied through the first electrode portion 31 and the second electrode portion 32. The ECE element 30 generates heat by application of an electric field, that is, an electric field, and absorbs heat by removal of the electric field. In the ECE element 30, the electric dipole moment in the substance is controlled by the electric field, and the accompanying entropy change generates heat and heat absorption. The ECE element 30 has its entropy reduced by applying an electric field, and its temperature is raised by releasing heat. In addition, the ECE element 30 has an increase in entropy due to the removal of the electric field, and a temperature decrease due to the absorption of heat. The ECE element 30 is made of a material that exerts a high electric calorific effect in a predetermined temperature range, for example, a normal temperature range. ECE element 30 is not limited to what consists of poly fluorination vinylidene type polymer. The ECE element may be made of, for example, a ceramic.

EHP装置1は、ECE素子30の電気熱量効果を利用する。EHP装置1は、電場変調装置と熱輸送装置とを備える。電場変調装置は、第1電極部31、第2電極部32を有してECE素子30に電圧を印加可能な電圧印加装置である。本例のEHP装置1は車両に搭載された高圧電池パックを給電源として高電圧を印加することができる。第1電極部31、第2電極部32間に高電圧を印加することにより、薄膜フィルム状のECE素子30に高電界を印加することができる。フィルム状のECE素子30は、電気熱量効果により発生した熱を素子表面にまで伝達し易いという利点もある。一方、本例の熱輸送装置40は、圧電ポンプ41、42を有する熱輸送媒体往復流装置である。   The EHP device 1 utilizes the electrocalorific effect of the ECE element 30. The EHP device 1 includes an electric field modulation device and a heat transport device. The electric field modulation device is a voltage application device that has a first electrode unit 31 and a second electrode unit 32 and can apply a voltage to the ECE element 30. The EHP device 1 of this example can apply a high voltage by using a high voltage battery pack mounted on a vehicle as a power supply. By applying a high voltage between the first electrode portion 31 and the second electrode portion 32, a high electric field can be applied to the ECE element 30 in the form of a thin film. The film-like ECE element 30 also has an advantage that it is easy to transfer the heat generated by the electric calorific effect to the element surface. On the other hand, the heat transport device 40 of this example is a heat transport medium reciprocating flow device having the piezoelectric pumps 41 and 42.

電場変調装置は、ECE素子30に電場を与えるとともに、その電場の強さを増減させる。電場変調装置は、ECE素子30を強い電界内に置く状態と、ECE素子30を弱い電界内またはゼロ電界内に置く状態とを周期的に切換える。電場変調装置は、ECE素子30が強い電界の中に置かれる強電界期間、及びECE素子30が強電界期間より弱い電界の中に置かれる低電界期間を周期的に繰り返すように電場を変調する。低電界期間は、完全に電場を除去する無電界期間であってもよい。ここで言う強い電界及び弱い電界における電界とは、+電界、−電界のいずれの場合も含む。   The electric field modulation device applies an electric field to the ECE element 30 and increases or decreases the strength of the electric field. The electric field modulation device switches periodically between placing the ECE element 30 in a strong electric field and placing the ECE element 30 in a weak electric field or zero electric field. The electric field modulation device modulates the electric field to periodically repeat a strong electric field period in which the ECE element 30 is placed in a strong electric field, and a low electric field period in which the ECE element 30 is placed in a weak electric field than the strong electric field period. . The low electric field period may be an electric field-free period in which the electric field is completely removed. Here, the strong electric field and the electric field in the weak electric field include both cases of + electric field and-electric field.

熱輸送装置40は、ECE素子30が放熱または吸熱する熱を輸送するための熱輸送媒体を流すための流体機器を備える。熱輸送装置40は、ECE素子30と熱交換する熱輸送媒体をECE素子30及び第1電極部31、第2電極部32の少なくともいずれかに沿って流す装置である。本例の熱輸送装置40は、熱輸送媒体を第1電極部31、第2電極部32に形成した媒体流路33に流す。すなわち、本例では、熱輸送装置40は、熱輸送媒体が電極である第1電極部31、第2電極部32に接触するように第1電極部31、第2電極部32に沿って流す。本例では、熱輸送媒体は、電極である第1電極部31、第2電極部32を介してフィルム30に沿って流れているとも言える。   The heat transport device 40 includes a fluid device for flowing a heat transport medium for transporting the heat released or absorbed by the ECE element 30. The heat transport device 40 is a device for flowing a heat transport medium which exchanges heat with the ECE element 30 along at least one of the ECE element 30 and the first electrode portion 31 or the second electrode portion 32. The heat transport device 40 of the present example causes the heat transport medium to flow through the medium flow path 33 formed in the first electrode portion 31 and the second electrode portion 32. That is, in the present embodiment, the heat transport device 40 flows along the first electrode portion 31 and the second electrode portion 32 so that the heat transport medium contacts the first electrode portion 31 and the second electrode portion 32 which are electrodes. . In this example, it can be said that the heat transport medium flows along the film 30 via the first electrode portion 31 and the second electrode portion 32 which are electrodes.

熱輸送装置40は、作業室20に高温端と低温端とを生成するように、熱輸送媒体を流す。熱輸送装置40は、電場変調装置による電場の変化に同期して、熱輸送媒体の往復的な流れFM、FNを発生させる。作業室20の一端から他端へ向かう流れFMを往流と呼び、他端から一端へ向かう流れFNを復流と呼ぶ。本例では、往流FMは、低温端201から高温端202へ向かう熱輸送媒体流れである。復流FNは、高温端202から低温端201へ向かう熱輸送媒体流れである。低温端201及び高温端202は、本実施形態における端部に相当する。   The heat transport device 40 flows the heat transport medium so as to generate the hot end and the cold end in the working chamber 20. The heat transport device 40 generates reciprocating flows FM, FN of the heat transport medium in synchronization with the change of the electric field by the electric field modulation device. The flow FM from one end of the working chamber 20 to the other end is called a forward flow, and the flow FN from the other end to the one end is called a return flow. In the present example, the forward flow FM is a heat transport medium flow from the cold end 201 to the hot end 202. The return flow FN is a heat transport medium flow from the high temperature end 202 to the low temperature end 201. The low temperature end 201 and the high temperature end 202 correspond to the ends in the present embodiment.

ECE素子30と熱交換する熱輸送媒体は、例えば、フロリナート(登録商標)等のフッ素系不活性液体によって提供することができる。フッ素系不活性液体は、絶縁流体の一例である。熱輸送媒体は、オイル等の他の絶縁流体であってもよい。熱輸送媒体は、熱生成体3内の媒体流路33を流れる際に低圧力損失を提供できる特性を有することが望まれる。   A heat transport medium that exchanges heat with the ECE element 30 can be provided by, for example, a fluorine-based inert liquid such as Fluorinert (registered trademark). The fluorine-based inert liquid is an example of the insulating fluid. The heat transport medium may be another insulating fluid, such as oil. The heat transport medium is desired to have the property of being able to provide a low pressure drop as it flows through the medium flow path 33 in the heat producing body 3.

熱輸送装置40は、電場変調装置による電場の増減に同期して熱輸送媒体を往復的に移動させる。熱輸送装置40は、熱輸送媒体を流すためのポンプを含むことができる。本例の熱輸送装置40は、圧電ポンプ41、42を備える。圧電ポンプ41、42は、作業室20に充填配置された熱生成体3のECE素子30に関して熱輸送媒体の往復流れを供給する。   The heat transport device 40 reciprocates the heat transport medium in synchronization with the increase and decrease of the electric field by the electric field modulation device. The heat transport device 40 can include a pump for flowing a heat transport medium. The heat transport device 40 of the present example includes piezoelectric pumps 41 and 42. The piezoelectric pumps 41 and 42 supply a reciprocating flow of the heat transport medium with respect to the ECE element 30 of the heat producing body 3 disposed in the working chamber 20 in a filling manner.

熱輸送装置40は、ECE素子30に電場を印加したときに往流FMを生成する。往流FMは、圧電ポンプ41を吐出モードとし、圧電ポンプ42を吸入モードとすることにより生成される。すなわち、ECE素子30に電場が印加されることによって熱を放出し温度が上昇したときに、圧電ポンプ41から圧電ポンプ42へ向かう熱輸送媒体流れが形成される。このときの熱輸送媒体流れは、吸入吐出口41a→流路21→開口151→作業室20→開口161→流路22→吸入吐出口42aとなる。作業室20内では、低温端201から高温端202へ向かう熱輸送媒体流れを形成し、熱交換によって得た温熱を高温端202へ輸送する。   The heat transport device 40 generates a forward flow FM when an electric field is applied to the ECE element 30. The forward flow FM is generated by setting the piezoelectric pump 41 in the discharge mode and setting the piezoelectric pump 42 in the suction mode. That is, when an electric field is applied to the ECE element 30 to release heat and raise the temperature, a heat transport medium flow from the piezoelectric pump 41 to the piezoelectric pump 42 is formed. The heat transport medium flow at this time is as follows: suction / discharge port 41 a → flow channel 21 → opening 151 → working chamber 20 → opening 161 → flow channel 22 → suction / discharge port 42 a. In the working chamber 20, a heat transport medium flow is formed from the low temperature end 201 to the high temperature end 202, and the heat obtained by heat exchange is transported to the high temperature end 202.

また、熱輸送装置40は、ECE素子30から電場を除去したときに復流FNを生成する。復流FNは、圧電ポンプ41を吸入モードとし、圧電ポンプ42を吐出モードとすることにより生成される。すなわち、ECE素子30から電場が除去されることによって熱を吸収し温度が低下したときに、圧電ポンプ42から圧電ポンプ41へ向かう熱輸送媒体流れが形成される。このときの熱輸送媒体流れは、吸入吐出口42a→流路22→開口161→作業室20→開口151→流路21→吸入吐出口41aとなる。作業室20内では、高温端202から低温端201へ向かう熱輸送媒体流れを形成し、熱交換によって得た冷熱を低温端201へ輸送する。   In addition, the heat transport device 40 generates the return flow FN when the electric field is removed from the ECE element 30. The return flow FN is generated by setting the piezoelectric pump 41 in the suction mode and setting the piezoelectric pump 42 in the discharge mode. That is, when the heat is absorbed by the removal of the electric field from the ECE element 30 and the temperature is lowered, a heat transport medium flow from the piezoelectric pump 42 to the piezoelectric pump 41 is formed. The heat transport medium flow at this time is as follows: suction / discharge port 42 a → flow path 22 → opening 161 → working chamber 20 → opening 151 → flow path 21 → suction / discharge port 41 a. In the working chamber 20, a heat transport medium flow is formed from the high temperature end 202 to the low temperature end 201, and cold heat obtained by heat exchange is transported to the low temperature end 201.

上記した動作を繰り返し行い、電場の印加除去に同期して熱輸送媒体を往復的に移動させることにより、作業室20の低温端201側から高温端202側への熱量の輸送が行なわれる。EHP装置1である冷却器1において、熱輸送媒体の上記した往復流れにより、冷却板11から放熱板12に向かって熱輸送が行なわれ、冷却板11の温度が低下し、放熱板12の温度が上昇する。冷却器1は、冷却板11で外部媒体から奪った熱を、熱輸送媒体で移動させて、放熱板12から外部媒体へ放出する。これにより、冷却板11に接する外部媒体を冷却することができる。冷却板11は、EHP装置1の低温端201からの冷熱出力を外部媒体へ放出する熱交換部であるとも言える。また、放熱板12は、EHP装置1の高温端202からの温熱出力を外部媒体へ放出する熱交換部であるとも言える。ケース10内のZZ方向の全域を作業室と見た場合には、冷却板11が低温端であり、放熱板12が高温端であると言える。   The above operation is repeated, and the heat transport medium is moved back and forth in synchronization with the application and removal of the electric field, whereby the heat is transported from the low temperature end 201 side of the working chamber 20 to the high temperature end 202 side. In the cooler 1 which is the EHP device 1, heat transfer is performed from the cooling plate 11 to the heat dissipation plate 12 by the above-described reciprocating flow of the heat transport medium, and the temperature of the cooling plate 11 decreases. Will rise. The cooler 1 transfers the heat removed from the external medium by the cooling plate 11 by the heat transport medium and releases the heat from the heat sink 12 to the external medium. Thereby, the external medium in contact with the cooling plate 11 can be cooled. It can also be said that the cooling plate 11 is a heat exchange unit that discharges the cold heat output from the low temperature end 201 of the EHP device 1 to the external medium. In addition, it can be said that the heat sink 12 is a heat exchange unit that releases the heat output from the high temperature end 202 of the EHP device 1 to the external medium. When the entire area in the ZZ direction in the case 10 is viewed as a working chamber, it can be said that the cooling plate 11 is the low temperature end and the heat dissipation plate 12 is the high temperature end.

本実施形態のEHP装置1は、熱生成体3と熱輸送装置40とを備える。熱生成体3は、作業室20の高温端202及び低温端201の両端部の間に設けられ、電極31、32と電気熱量効果材30とを有し、電極31、32を介して印加される電界の変調により発熱と吸熱とを生じる。熱輸送装置40は、高温端202及び低温端201を生成するように、電界の変調に同期して、熱生成体3と熱交換する熱輸送媒体の往復流を作業室20の内部に形成する。   The EHP device 1 of the present embodiment includes the heat producing body 3 and the heat transport device 40. The heat generating body 3 is provided between both ends of the high temperature end 202 and the low temperature end 201 of the working chamber 20, has the electrodes 31, 32 and the electrocaloric effect material 30, and is applied via the electrodes 31, 32. The electric field modulation generates heat and heat absorption. The heat transport device 40 forms a reciprocating flow of the heat transport medium which exchanges heat with the heat producing body 3 inside the working chamber 20 in synchronization with the modulation of the electric field so as to generate the high temperature end 202 and the low temperature end 201. .

これによると、熱生成体3の電気熱量効果材30に電極31、32を介して印加する電界の変調に同期させて、熱輸送装置40により熱生成体3と熱交換する熱輸送媒体の往復流を作業室20の内部に形成することができる。したがって、応答性に難点のある熱スイッチを用いる必要がなく、高周波運転が容易である。このようにして、ヒートポンプ装置1の熱出力を向上することができる。また、比較的熱損失が大きい熱スイッチを用いる必要がないので、エネルギーロスを低減することができる。   According to this, the reciprocation of the heat transport medium which exchanges heat with the heat generator 3 by the heat transport device 40 in synchronization with the modulation of the electric field applied to the electric heat effect material 30 of the heat generator 3 via the electrodes 31 and 32. A flow can be formed inside the working chamber 20. Therefore, it is not necessary to use a heat switch having poor responsiveness, and high frequency operation is easy. Thus, the heat output of the heat pump device 1 can be improved. In addition, energy loss can be reduced because it is not necessary to use a thermal switch having a relatively large heat loss.

複数の電気熱量効果材30が熱輸送媒体の往復流の方向であるZZ方向に交差する方向であるXX方向に互いに並設されおり、複数の電気熱量効果材30のそれぞれに対応して電極31、32が設けられている。これによると、各電気熱量効果材30の上記交差する方向であるXX方向の厚さを薄くして相互に並設することができる。したがって、各電気熱量効果材30に対する電界強度を容易に大きくすることができる。   A plurality of electrocaloric effect materials 30 are arranged parallel to each other in the XX direction which is a direction intersecting the ZZ direction which is the direction of the reciprocating flow of the heat transport medium, and electrodes 31 corresponding to the plurality of electrocaloric effect materials 30. , 32 are provided. According to this, it is possible to reduce the thickness in the XX direction, which is the intersecting direction of each of the electro-caloric effect materials 30, and to arrange them in parallel. Therefore, the electric field strength with respect to each of the electric calorific effect materials 30 can be easily increased.

また、本実施形態のEHP装置1の熱生成体3は、電極31、32と電気熱量効果材30とが相互に接するように配置された構成である。これによると、電気熱量効果材30に容易に電界を印加することができる。   Moreover, the heat generating body 3 of the EHP apparatus 1 of this embodiment is the structure arrange | positioned so that the electrodes 31 and 32 and the electrical calorie effect material 30 may mutually contact | connect. According to this, it is possible to easily apply an electric field to the electrocaloric effect material 30.

また、EHP装置1は、作業室20の内部に、電極31、32に沿って熱輸送媒体を流すように形成された媒体流路33を有する。これによると、媒体流路33を流れる熱輸送媒体と熱生成体3との熱交換を効率よく行なうことができる。   Further, the EHP apparatus 1 has a medium flow path 33 formed inside the working chamber 20 so as to flow the heat transport medium along the electrodes 31 and 32. According to this, the heat exchange between the heat transport medium flowing through the medium flow path 33 and the heat generator 3 can be efficiently performed.

熱輸送媒体の媒体流路は、電極及び電気熱量効果材の少なくともいずれかに沿って熱輸送媒体を流すように形成されていればよい。例えば、第1電極部31、第2電極部32の電極部材311、321を廃止して、熱輸送媒体が電極及び電気熱量効果材の両者に沿って流れるものであってもよい。また、電極と電気熱量効果材とが離間しており、熱輸送媒体は電気熱量効果材に沿って流れるものであってもよい。   The medium flow path of the heat transport medium may be formed to flow the heat transport medium along at least one of the electrode and the electrocaloric effect material. For example, the electrode members 311 and 321 of the first electrode unit 31 and the second electrode unit 32 may be eliminated, and the heat transport medium may flow along both the electrode and the electrocaloric effect material. In addition, the electrode and the electro-caloric effect material may be separated, and the heat transport medium may flow along the electro-calorific effect material.

また、電極31、32には、熱輸送媒体の往復流の方向に延びる溝部312c、322cが形成されており、この溝部312c、322cにより媒体流路33が提供される。これによると、電極31、32の溝部により、熱生成体3と熱交換する熱輸送媒体の媒体流路33を容易に得ることができる。また、媒体流路33を形成するために電極部材312、322に設けた突条部312b、322bは、熱輸送媒体との熱交換時に表面積を拡大する熱伝導フィンとして機能するため、熱交換効率の向上に寄与する。   Further, in the electrodes 31 and 32, grooves 312c and 322c extending in the direction of the reciprocal flow of the heat transport medium are formed, and the media flow path 33 is provided by the grooves 312c and 322c. According to this, it is possible to easily obtain the medium flow path 33 of the heat transport medium which exchanges heat with the heat generating body 3 by the groove portions of the electrodes 31 and 32. Further, since the ridges 312b and 322b provided on the electrode members 312 and 322 to form the medium flow path 33 function as heat conduction fins that expand the surface area at the time of heat exchange with the heat transport medium, the heat exchange efficiency Contribute to the improvement of

また、熱輸送装置40は、熱輸送媒体を圧送するための圧電ポンプ41、42を有する。圧電ポンプは、ポンプ室の容積変化は小さいものの、比較的高い駆動周波数と吐出圧を得ることができる。したがって、媒体流路33が高圧力損失の構成であっても、媒体流路33に熱輸送媒体の往復流を確実に形成することができる。   The heat transport device 40 also has piezoelectric pumps 41 and 42 for pumping the heat transport medium. The piezoelectric pump can obtain relatively high driving frequency and discharge pressure although the volume change of the pump chamber is small. Therefore, even if the medium flow path 33 has a high pressure loss configuration, a reciprocal flow of the heat transport medium can be reliably formed in the medium flow path 33.

(他の実施形態)
この明細書に開示される技術は、その開示技術を実施するための実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。開示される技術は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。実施形態は追加的な部分をもつことができる。実施形態の部分は、省略される場合がある。実施形態の部分は、他の実施形態の部分と置き換え、または組み合わせることも可能である。実施形態の構造、作用、効果は、あくまで例示である。開示技術の技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示技術のいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
(Other embodiments)
The technology disclosed in this specification can be variously modified and implemented without being limited to the embodiments for implementing the disclosed technology. The disclosed technology is not limited to the combinations shown in the embodiments, and can be implemented by various combinations. Embodiments can have additional parts. Parts of the embodiment may be omitted. Parts of the embodiment can be replaced or combined with parts of other embodiments. The structure, operation, and effect of the embodiment are merely examples. The technical scope of the disclosed technology is not limited to the description of the embodiments. The technical scope of the disclosed technology is defined by the description of the claims, and should be understood to include all the modifications within the meaning and scope equivalent to the descriptions of the claims. .

上記実施形態では、熱輸送媒体の往復流方向であるZZ方向に直交するXX方向にフィルム状のECE素子30を並設していたが、これに限定されるものではない。ECE素子30を並設する方向は、例えばZZ方向に直交する方向から若干傾斜していてもよい。すなわち、複数のECE素子30は、ZZ方向に交差する方向に互いに並設されていてもよい。また、複数のECE素子30を並設するものに限定されず、ECE素子は、1つであってもかまわない。また、図7に例示するように、ECE素子30をZZ方向に複数段配置してもよい。高い電気熱量効果を発揮する温度帯が互いに異なる複数のECE素子30をZZ方向に段配置することで、冷熱出力及び温熱出力の温度域を拡張することが可能である。また、ECE素子の形状は、フィルム状に限定されるものではなく、他の形状の素子も採用可能である。   In the above embodiment, the film-shaped ECE elements 30 are juxtaposed in the XX direction orthogonal to the ZZ direction which is the reciprocating flow direction of the heat transport medium, but the present invention is not limited to this. The direction in which the ECE elements 30 are juxtaposed may be slightly inclined, for example, from the direction orthogonal to the ZZ direction. That is, the plurality of ECE elements 30 may be arranged in parallel to one another in the direction intersecting the ZZ direction. Further, the present invention is not limited to the configuration in which a plurality of ECE elements 30 are arranged in parallel, and the number of ECE elements may be one. Further, as illustrated in FIG. 7, a plurality of ECE elements 30 may be arranged in the ZZ direction. By arranging a plurality of ECE elements 30 having different temperature zones exhibiting a high electric calorific effect in the ZZ direction, it is possible to expand the temperature range of the cold heat output and the heat output. Further, the shape of the ECE element is not limited to the film shape, and elements of other shapes can also be adopted.

また、上記実施形態では、第1電極部31、第2電極部32を、隣り合うECE素子30の間に配置していたが、これに限定されるものではなく、ECE素子30に電圧を印加できるものであればよい。   Moreover, in the said embodiment, although the 1st electrode part 31 and the 2nd electrode part 32 were arrange | positioned between the adjacent ECE elements 30, it is not limited to this, A voltage is applied to the ECE element 30 Anything that can be done is acceptable.

また、上記実施形態では、媒体流路33を、第1電極部31、第2電極部32の溝部312c、322cにより提供していた。すなわち、電極に媒体流路形成部材としての機能を持たせていた。しかしながら、これに限定されるものではない。例えばスペーサ等の電極とは別体の部材により、媒体流路を形成してもかまわない。   In the above embodiment, the medium flow path 33 is provided by the groove portions 312 c and 322 c of the first electrode portion 31 and the second electrode portion 32. That is, the electrode has a function as a medium flow path forming member. However, it is not limited to this. For example, the medium flow path may be formed by a member separate from the electrode such as the spacer.

また、上記実施形態では、熱輸送装置40は、一対の圧電ポンプ41、42のより熱輸送媒体の往復流を形成していたが、これに限定されるものではない。例えば、一方に圧電ポンプを設け、他方に圧電ポンプの吐出吸入に対応可能なベローズ等を設けて、熱輸送媒体の往復流を形成してもよい。また、例えば、圧電ポンプ以外のポンプ装置を採用してもかまわない。   Moreover, in the said embodiment, although the heat transport apparatus 40 formed the reciprocating flow of the heat transport medium of the pair of piezoelectric pumps 41 and 42, it is not limited to this. For example, a piezoelectric pump may be provided on one side and a bellows or the like compatible with the discharge suction of the piezoelectric pump may be provided on the other side to form a reciprocating flow of the heat transport medium. Also, for example, a pump device other than the piezoelectric pump may be employed.

また、上記実施形態では、冷却板11及び放熱板12で、外部媒体に冷熱出力及び温熱出力していたが、これに限定されるものではない。例えば、熱輸送媒体を一次媒体とし、一次媒体と二次媒体とを熱交換する熱交換器をEHP装置内に設け、二次媒体を外部の低温系統と高温系統とに供給してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the cold-heat output and the thermal output were performed to the external medium by the cooling plate 11 and the heat sink 12, they are not limited to this. For example, the heat transport medium may be a primary medium, and a heat exchanger that exchanges heat between the primary medium and the secondary medium may be provided in the EHP apparatus, and the secondary medium may be supplied to the external low temperature system and high temperature system.

また、上記実施形態では、車両に搭載される冷却器に開示技術を適用した。これに代えて、加熱器に開示技術を適用してもよい。また、上記実施形態に対して電界印加と熱輸送媒体流れの位相を逆転(電界印加時に復流FNを形成、電界除去時に往流FMを形成)することで、同一構成のまま制御変更するのみで冷却側と加熱側とを入れ替えることができる。また、車両以外の船舶や航空機等の移動体用の搭載装置に開示技術を適用してもよい。また、住宅用等の定置式の装置に開示技術を適用してもよい。   Moreover, in the said embodiment, the disclosed technique was applied to the cooler mounted in a vehicle. Alternatively, the disclosed technology may be applied to a heater. In addition, the control and change can be made with the same configuration only by reversing the phase of the electric field application and the heat transport medium flow with respect to the above embodiment (by forming the recurrent FN when the electric field is applied and forming the forward flow FM when removing the electric field) Can replace the cooling side and the heating side. In addition, the disclosed technology may be applied to a mounting apparatus for mobile bodies such as ships and aircraft other than vehicles. In addition, the disclosed technology may be applied to stationary devices such as for home use.

1 冷却器(ヒートポンプ装置)
3 熱生成体
20 作業室
30 電気熱量効果材フィルム(電気熱量効果材)
31 第1電極部(電極)
32 第2電極部(電極)
40 熱輸送装置
201 低温端
202 高温端
1 Cooler (Heat pump device)
3 heat generator 20 working room 30 electric heat effect material film (electric heat effect material)
31 1st electrode part (electrode)
32 Second electrode part (electrode)
40 heat transport device 201 low temperature end 202 high temperature end

Claims (6)

作業室(20)の高温端(202)及び低温端(201)の両端部の間に設けられ、電極(31、32)と電気熱量効果材(30)とを有し、前記電極を介して印加される電界の変調により発熱と吸熱とを生じる熱生成体(3)と、
前記高温端及び前記低温端を生成するように、前記電界の変調に同期して、前記熱生成体と熱交換する熱輸送媒体の往復流を前記作業室の内部に形成する熱輸送装置(40)と、
を備えるヒートポンプ装置。
Between the high temperature end (202) of the working chamber (20) and the low temperature end (201) and having electrodes (31, 32) and an electrocaloric effect material (30), through the electrodes A heat generator (3) that generates heat and absorbs heat by modulation of an applied electric field;
A heat transport device (40) for forming a reciprocating flow of a heat transport medium which exchanges heat with the heat producing body in synchronization with the modulation of the electric field so as to generate the high temperature end and the low temperature end. )When,
A heat pump apparatus comprising:
前記熱生成体は、複数の前記電気熱量効果材が前記往復流の方向(ZZ)に交差する方向(XX)に互いに並設されおり、前記複数の前記電気熱量効果材のそれぞれに対応して前記電極が設けられている、請求項1に記載のヒートポンプ装置。   The heat generating members are arranged in parallel with each other in a direction (XX) in which a plurality of the electrocalorific agents cross the direction (ZZ) of the reciprocating flow, corresponding to each of the plurality of the electrocalants The heat pump device according to claim 1, wherein the electrode is provided. 前記熱生成体は、前記電極と前記電気熱量効果材とが相互に接するように配置された構成である、請求項1又は請求項2に記載のヒートポンプ装置。   The heat pump device according to claim 1 or 2, wherein the heat generating body is arranged such that the electrode and the electrocaloric effect material are in contact with each other. 前記作業室の内部に、前記電極及び前記電気熱量効果材の少なくともいずれかに沿って前記熱輸送媒体を流すように形成された媒体流路(33)を有する、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。   The medium flow path (33) formed to flow the heat transport medium along at least one of the electrode and the electric calorific effect material inside the working chamber. The heat pump apparatus as described in any one. 前記電極には、前記往復流の方向に延びる溝部(312c、322c)が形成されており、前記溝部により前記媒体流路が提供される、請求項4に記載のヒートポンプ装置。   The heat pump device according to claim 4, wherein grooves (312c, 322c) extending in the direction of the reciprocating flow are formed in the electrode, and the medium flow path is provided by the grooves. 前記熱輸送装置は、前記熱輸送媒体を圧送するための圧電ポンプ(41、42)を有する、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。   The heat pump device according to any one of claims 1 to 5, wherein the heat transport device has a piezoelectric pump (41, 42) for pumping the heat transport medium.
JP2017201886A 2017-10-18 2017-10-18 Heat pump device Pending JP2019074283A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017201886A JP2019074283A (en) 2017-10-18 2017-10-18 Heat pump device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017201886A JP2019074283A (en) 2017-10-18 2017-10-18 Heat pump device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019074283A true JP2019074283A (en) 2019-05-16

Family

ID=66545039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017201886A Pending JP2019074283A (en) 2017-10-18 2017-10-18 Heat pump device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2019074283A (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001355574A (en) * 2000-06-13 2001-12-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Piezoelectric pump and cooling device using same
WO2005000371A1 (en) * 2003-06-27 2005-01-06 Midori Anzen Co., Ltd. Harmful gas removing device
JP2017516053A (en) * 2014-04-21 2017-06-15 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションUnited Technologies Corporation Active regeneration heating and cooling
JP2017525920A (en) * 2014-04-09 2017-09-07 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションUnited Technologies Corporation Electric field active direct contact regenerator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001355574A (en) * 2000-06-13 2001-12-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Piezoelectric pump and cooling device using same
WO2005000371A1 (en) * 2003-06-27 2005-01-06 Midori Anzen Co., Ltd. Harmful gas removing device
JP2017525920A (en) * 2014-04-09 2017-09-07 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションUnited Technologies Corporation Electric field active direct contact regenerator
JP2017516053A (en) * 2014-04-21 2017-06-15 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションUnited Technologies Corporation Active regeneration heating and cooling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9222708B2 (en) Magnetic refrigeration device and magnetic refrigeration system
US8536439B2 (en) Thermoelectric device
US9457645B2 (en) Device for the thermal connection of an energy storage
EP3027980B1 (en) Method for electrocaloric energy conversion
JP6555107B2 (en) Cooling member and power storage module
WO2019155683A1 (en) Heat-exchange apparatus
JP7218691B2 (en) battery module
JP2018088305A (en) Cooling system
US20210234082A1 (en) Heat conversion apparatus
JP2013038001A (en) Battery module
JP2015041558A (en) Cooling and heating structure of battery pack
JP6972990B2 (en) Heat pump device
JP2014010952A (en) Power storage device
JP2014093241A (en) Battery module
JP5906921B2 (en) Battery module and vehicle
JP2019074283A (en) Heat pump device
KR102098362B1 (en) Thermoelectric generator
JP2014082042A (en) Power storage module and heat transfer member
WO2018034122A1 (en) Power storage module
CN218210919U (en) Vapor chamber with two-phase flow circulation of different working fluids
JP2015022994A (en) Battery module
JP2005057007A (en) Electric storage device
JP6670449B2 (en) Power storage module
JP2018056046A (en) Power storage module
JP2014093238A (en) Heat exchange apparatus of battery pack

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200911

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210716

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210803

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220208