JP3495328B2 - 個人用冷暖房空気調和機 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
- F25B21/04—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect reversible
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷暖房空気調和機に
関し、特に、使用者に個別的に新鮮な冷房及び暖房用気
流を提供できるような個人用冷暖房空気調和機に関す
る。
関し、特に、使用者に個別的に新鮮な冷房及び暖房用気
流を提供できるような個人用冷暖房空気調和機に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、冷暖房装置は住居空間、レスト
ラン、または事務室などの室内空間を冷房及び暖房させ
る装置であって、このような冷暖房装置の作動を添付の
図４を参照にして以下に説明する。
ラン、または事務室などの室内空間を冷房及び暖房させ
る装置であって、このような冷暖房装置の作動を添付の
図４を参照にして以下に説明する。
【０００３】まず、圧縮機１で高温高圧に圧縮された冷
媒ガスは第１熱交換機２へ送られ、この第１熱交換機２
では、一側に設けられた送風ファン３により送風される
外部の空気によって冷媒ガスが凝縮熱を放出し、液化さ
れつつ、凝縮作用が起こる。この際、第１熱交換機２を
通過した暑い空気は室外に排出される。
媒ガスは第１熱交換機２へ送られ、この第１熱交換機２
では、一側に設けられた送風ファン３により送風される
外部の空気によって冷媒ガスが凝縮熱を放出し、液化さ
れつつ、凝縮作用が起こる。この際、第１熱交換機２を
通過した暑い空気は室外に排出される。
【０００４】このように第１熱交換機２で凝縮された冷
媒は膨脹バルブ４を通りつつ絞られ、蒸発しやすい圧力
に減圧されて第２熱交換機５へ送られ、第２熱交換機５
では一側に設けられた送風ファン６により送風された外
部の空気によって冷媒液が蒸発しつつ、外部の熱を吸収
する。これに従い、前記第２熱交換機５を経つつ熱を取
られた冷却空気は室内に排出され室内を冷房させる共
に、前記蒸発冷媒は低温低圧のガスの状態で圧縮機１へ
送られ、前記過程を繰り返しながら室内全体を冷房させ
る。
媒は膨脹バルブ４を通りつつ絞られ、蒸発しやすい圧力
に減圧されて第２熱交換機５へ送られ、第２熱交換機５
では一側に設けられた送風ファン６により送風された外
部の空気によって冷媒液が蒸発しつつ、外部の熱を吸収
する。これに従い、前記第２熱交換機５を経つつ熱を取
られた冷却空気は室内に排出され室内を冷房させる共
に、前記蒸発冷媒は低温低圧のガスの状態で圧縮機１へ
送られ、前記過程を繰り返しながら室内全体を冷房させ
る。
【０００５】一方、上記のような冷暖房装置で室内を暖
房しようとする場合は、冷媒を逆に循環させる。この場
合、第２熱交換機５は凝縮器として作用して暖かい空気
が室内に流入され、逆に、第１熱交換機２は蒸発器とし
て作用し、冷たい空気が室外に排出される。
房しようとする場合は、冷媒を逆に循環させる。この場
合、第２熱交換機５は凝縮器として作用して暖かい空気
が室内に流入され、逆に、第１熱交換機２は蒸発器とし
て作用し、冷たい空気が室外に排出される。
【０００６】しかし、上記のような従来の一般的な冷暖
房装置は、室内空間全体を冷房または暖房するため、人
々の個別的性向を全て満足することができず、冷暖房に
必要な空気調和量も非効率的であるという問題があっ
た。即ち、生理学的な人間の呼吸量は一人当たり０．１
３３ ｌ／ｓであるが、一般的な冷暖房装置で供給され
る標準空気調和量は一人当たり１０ l／sであって、実
際の必要量は全体空気調和量の約１％程度に過ぎないと
知られている。また、従来の冷暖房装置は、嵩が大き
く、且つ重い固定式となっていて、携帯が不可能である
し、冷暖房装置と離れている場所ではその効果が良く伝
達されないという問題があった。
房装置は、室内空間全体を冷房または暖房するため、人
々の個別的性向を全て満足することができず、冷暖房に
必要な空気調和量も非効率的であるという問題があっ
た。即ち、生理学的な人間の呼吸量は一人当たり０．１
３３ ｌ／ｓであるが、一般的な冷暖房装置で供給され
る標準空気調和量は一人当たり１０ l／sであって、実
際の必要量は全体空気調和量の約１％程度に過ぎないと
知られている。また、従来の冷暖房装置は、嵩が大き
く、且つ重い固定式となっていて、携帯が不可能である
し、冷暖房装置と離れている場所ではその効果が良く伝
達されないという問題があった。
【０００７】一方、一般の冷暖房装置は除湿作用もを兼
ねるようになっており、その除湿作用時、冷暖房装置か
らの空気の温度は外部の空気より低く冷却され吐出され
るので、雨の日など外部の温度が相対的に低いときは、
却って寒気を感じやすいという不具合があった。
ねるようになっており、その除湿作用時、冷暖房装置か
らの空気の温度は外部の空気より低く冷却され吐出され
るので、雨の日など外部の温度が相対的に低いときは、
却って寒気を感じやすいという不具合があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
考慮して成されたもので、携帯が可能であると共に、室
内の使用者に快適な温度や湿度の冷暖房気流を個別的に
供給できるようにした個人用冷暖房空気調和機を提供す
ることに目的がある。
考慮して成されたもので、携帯が可能であると共に、室
内の使用者に快適な温度や湿度の冷暖房気流を個別的に
供給できるようにした個人用冷暖房空気調和機を提供す
ることに目的がある。
【０００９】また、本発明の他の目的は、温度を多く低
下させずに除湿が可能な定温除湿機能を共に備えた個人
用冷暖房空気調和機を提供することにある。
下させずに除湿が可能な定温除湿機能を共に備えた個人
用冷暖房空気調和機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の個人用冷暖房空気調和機は、断熱材からなる
分離板によって前、後方に分離され、外部の空気が強制
的に流入及び排出される前方区画室及び後方区画室と、
前記前方区画室と後方区画室を通過する外部空気と熱交
換するように、各々上部前方区画室と後方区画室及び、
下部前方区画室と後方区画室に設けられた夫々電熱モジ
ュールよりなる二つ以上の熱交換部と、前記前方区画室
及び後方区画室各々の上端または下端に設けられ、外部
の空気を各区画室内に強制的に吸入して排出させる第１
吸入手段及び第２吸入手段と、前記第１、２吸入手段を
駆動するための駆動手段とを含む個人用冷暖房空気調和
機において、前記各熱交換部の前方区画室に位置する熱
交換機の下段部には、前記熱交換機で発生する水滴を捕
集して後方区画室に誘導するように、前記前方区画室と
後方区画室の間の分離板を貫通し、その開放した先端が
後方区画室の側に位置する誘導管が形成されたことを特
徴とする。
の本発明の個人用冷暖房空気調和機は、断熱材からなる
分離板によって前、後方に分離され、外部の空気が強制
的に流入及び排出される前方区画室及び後方区画室と、
前記前方区画室と後方区画室を通過する外部空気と熱交
換するように、各々上部前方区画室と後方区画室及び、
下部前方区画室と後方区画室に設けられた夫々電熱モジ
ュールよりなる二つ以上の熱交換部と、前記前方区画室
及び後方区画室各々の上端または下端に設けられ、外部
の空気を各区画室内に強制的に吸入して排出させる第１
吸入手段及び第２吸入手段と、前記第１、２吸入手段を
駆動するための駆動手段とを含む個人用冷暖房空気調和
機において、前記各熱交換部の前方区画室に位置する熱
交換機の下段部には、前記熱交換機で発生する水滴を捕
集して後方区画室に誘導するように、前記前方区画室と
後方区画室の間の分離板を貫通し、その開放した先端が
後方区画室の側に位置する誘導管が形成されたことを特
徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の個人用冷暖房空気
調和機の実施例を添付の図面に基づいて説明する。ここ
で、図面上左側部分は装置の前方を、右側部分は後方を
示しており、下記の構成部は冷房作動を基準にしてその
名称を付与したもので、暖房及び定温除湿作動時は反対
に作用することもあるので、その名称は各構成部の作用
を絶対的に規定しているものではない。一例として、下
記吸熱熱交換機は冷房作動時は吸熱機能を果し、暖房作
動時には逆に放熱機能を果たすようになっている。
調和機の実施例を添付の図面に基づいて説明する。ここ
で、図面上左側部分は装置の前方を、右側部分は後方を
示しており、下記の構成部は冷房作動を基準にしてその
名称を付与したもので、暖房及び定温除湿作動時は反対
に作用することもあるので、その名称は各構成部の作用
を絶対的に規定しているものではない。一例として、下
記吸熱熱交換機は冷房作動時は吸熱機能を果し、暖房作
動時には逆に放熱機能を果たすようになっている。
【００１２】図１は本発明の個人用冷暖房空気調和機の
第１実施形態を示すもので、本発明の空気調和機は、図
１に示すように、断熱材からなる分離板３０によって前
方区画室１０と後方区画室２０とに区画され、その上部
の前方区画室１０と後方区画室２０には第１熱交換部１
００が備えられ、下部の前方区画室１０と後方区画室２
０には第２熱交換部２００が備えられる。
第１実施形態を示すもので、本発明の空気調和機は、図
１に示すように、断熱材からなる分離板３０によって前
方区画室１０と後方区画室２０とに区画され、その上部
の前方区画室１０と後方区画室２０には第１熱交換部１
００が備えられ、下部の前方区画室１０と後方区画室２
０には第２熱交換部２００が備えられる。
【００１３】前記第１熱交換部１００と第２熱交換部２
００は同一構成からなっており、各熱交換部１００、２
００は、空気調和機の底部に設けられる電源４０に連結
され、電気力によって吸熱部から熱を吸収し、反対側の
放熱部を介して熱を放出する熱電モジュール３００と、
その熱電モジュール３００の吸熱部に接地されると共
に、前方区画室１０内に位置し、その前方区画室１０内
に流入した空気から熱を吸収して冷却させる吸熱熱交換
機１１０、２１０及び、熱電モジュール３００の放熱部
に接地すると同時に、後方区画室２０内に位置し、その
後方区画室２０内へ流入した空気に熱を放出して加熱さ
せる放熱熱交換機１２０、２２０とで構成されている。
００は同一構成からなっており、各熱交換部１００、２
００は、空気調和機の底部に設けられる電源４０に連結
され、電気力によって吸熱部から熱を吸収し、反対側の
放熱部を介して熱を放出する熱電モジュール３００と、
その熱電モジュール３００の吸熱部に接地されると共
に、前方区画室１０内に位置し、その前方区画室１０内
に流入した空気から熱を吸収して冷却させる吸熱熱交換
機１１０、２１０及び、熱電モジュール３００の放熱部
に接地すると同時に、後方区画室２０内に位置し、その
後方区画室２０内へ流入した空気に熱を放出して加熱さ
せる放熱熱交換機１２０、２２０とで構成されている。
【００１４】即ち、前方区画室１０には二つの吸熱熱交
換機１１０、２１０が上下に位置し、後方区画室２０に
は二つの放熱熱交換機１２０、２２０が上下に位置し
て、各々の熱交換機により、前、後方区画室１０、２０
内に流入した空気は二重に冷却または加熱される。各熱
交換機１１０、２１０；１２０、２２０は軽くて熱伝達
率の良い材質、例えば、アルミニウムなどの金属材質か
ら製作したプレート状であることが好ましい。
換機１１０、２１０が上下に位置し、後方区画室２０に
は二つの放熱熱交換機１２０、２２０が上下に位置し
て、各々の熱交換機により、前、後方区画室１０、２０
内に流入した空気は二重に冷却または加熱される。各熱
交換機１１０、２１０；１２０、２２０は軽くて熱伝達
率の良い材質、例えば、アルミニウムなどの金属材質か
ら製作したプレート状であることが好ましい。
【００１５】そして、熱電モジュール３００は前方区画
室１０または後方区画室２０の底部の一側に設けられる
電源４０に各々切換スイッチ（図示せず）を媒介に連結
され、第１、第２熱交換部１００、２００各々の熱電モ
ジュール３００の電極を選択的に転換させるようになっ
ており、これにより、本発明の空気調和機は冷暖房が自
由に選択され得るだけでなく、定温除湿の機能も可能に
なる。
室１０または後方区画室２０の底部の一側に設けられる
電源４０に各々切換スイッチ（図示せず）を媒介に連結
され、第１、第２熱交換部１００、２００各々の熱電モ
ジュール３００の電極を選択的に転換させるようになっ
ており、これにより、本発明の空気調和機は冷暖房が自
由に選択され得るだけでなく、定温除湿の機能も可能に
なる。
【００１６】また、前方区画室１０と後方区画室２０各
々の上端部には外部から空気を強制に流入して排出する
ための吸入及び排出手段としての直交流形ファン１３、
２３が設けられている。そして、前方区画室１０と後方
区画室２０内の空気流動方向は互いに反対に形成される
ようになっており、これのために、前方区画室１０の前
方面の下端部には外部の空気が流入される前方流入口１
１が形成され、前方面の上端部にはその前方流入口１１
を介して流入した空気が排出される前方排出口１２が形
成されている。反面、後方区画室２０の後方面の上端部
には外部の空気が流入される後方流入口２１が形成さ
れ、後方面の下端部にはその前方流入口２１を介して流
入した空気が排出される後方排出口２２が形成されてい
る。
々の上端部には外部から空気を強制に流入して排出する
ための吸入及び排出手段としての直交流形ファン１３、
２３が設けられている。そして、前方区画室１０と後方
区画室２０内の空気流動方向は互いに反対に形成される
ようになっており、これのために、前方区画室１０の前
方面の下端部には外部の空気が流入される前方流入口１
１が形成され、前方面の上端部にはその前方流入口１１
を介して流入した空気が排出される前方排出口１２が形
成されている。反面、後方区画室２０の後方面の上端部
には外部の空気が流入される後方流入口２１が形成さ
れ、後方面の下端部にはその前方流入口２１を介して流
入した空気が排出される後方排出口２２が形成されてい
る。
【００１７】前方区画室１０の前方流入口１１と前方排
出口１２及び、後方区画室２０の後方流入口２１と後方
排出口２２の各々の内側には流入及び排出される空気か
ら汚染物を濾し出すための濾過器５０が装着され、この
濾過器５０は使用者の必要に応じて前、後方流入口１
１、２１と前、後方排出口１２、２２に選択的に装着さ
せることもできる。
出口１２及び、後方区画室２０の後方流入口２１と後方
排出口２２の各々の内側には流入及び排出される空気か
ら汚染物を濾し出すための濾過器５０が装着され、この
濾過器５０は使用者の必要に応じて前、後方流入口１
１、２１と前、後方排出口１２、２２に選択的に装着さ
せることもできる。
【００１８】また、前方区画室１０の前方排出口１２に
は、その前方区画室１０を通過し、冷却または加熱空気
を使用者が望む方向に吐出させるために、上下及び左右
に方向調節の可能な風向ガイド６０が着脱自由に取り付
けられる。そして、後方区画室２０の後方排出口２２に
は、後方区画室２０を通過し、加熱または冷却空気を室
外に排出するために室外に連結された排出ダクト８０が
着脱可能に装着される。
は、その前方区画室１０を通過し、冷却または加熱空気
を使用者が望む方向に吐出させるために、上下及び左右
に方向調節の可能な風向ガイド６０が着脱自由に取り付
けられる。そして、後方区画室２０の後方排出口２２に
は、後方区画室２０を通過し、加熱または冷却空気を室
外に排出するために室外に連結された排出ダクト８０が
着脱可能に装着される。
【００１９】一方、前方区画室１０に位置する第１、第
２熱交換部１００、２００の各吸熱熱交換機１１０、２
１０の下端部には、冷房作動時、吸熱熱交換機１１０、
２１０での冷却により生成された水滴を捕集して、後方
区画室２０の底部に設けられる樋用ヒータ７０へ誘導す
るために、分離板３０を貫通して後方区画室２０に案内
される冷却水誘導管１３０、２３０が形成されている。
ここで、冷却水誘導管１３０、２３０のうち、第１熱交
換部１００の吸熱熱交換機１１０の下端に設けられる第
１誘導管１３０の端部は後方区画室２０の第２熱交換部
２００の放熱熱交換機２２０の直ぐ上端に位置し、第１
誘導管１３０を介して案内された水滴が第２熱交換部２
００の放熱熱交換機２２０を冷却させる冷却水として活
用され得るようになっており、第２熱交換部２００の吸
熱熱交換機２１０の下端部に形成された第２誘導管２３
０の端部は樋用ヒータ７０の直ぐ上方に位置し、水滴が
直接樋用ヒータ７０へ案内され、ヒータ７０の作用によ
って蒸発されるようになっている。
２熱交換部１００、２００の各吸熱熱交換機１１０、２
１０の下端部には、冷房作動時、吸熱熱交換機１１０、
２１０での冷却により生成された水滴を捕集して、後方
区画室２０の底部に設けられる樋用ヒータ７０へ誘導す
るために、分離板３０を貫通して後方区画室２０に案内
される冷却水誘導管１３０、２３０が形成されている。
ここで、冷却水誘導管１３０、２３０のうち、第１熱交
換部１００の吸熱熱交換機１１０の下端に設けられる第
１誘導管１３０の端部は後方区画室２０の第２熱交換部
２００の放熱熱交換機２２０の直ぐ上端に位置し、第１
誘導管１３０を介して案内された水滴が第２熱交換部２
００の放熱熱交換機２２０を冷却させる冷却水として活
用され得るようになっており、第２熱交換部２００の吸
熱熱交換機２１０の下端部に形成された第２誘導管２３
０の端部は樋用ヒータ７０の直ぐ上方に位置し、水滴が
直接樋用ヒータ７０へ案内され、ヒータ７０の作用によ
って蒸発されるようになっている。
【００２０】一方、樋用ヒータ７０は電源に連結され電
気的に作動し、後方区画室２０の底部に着脱可能に形成
されると共に、前方区画室１０の前方排出口１２の外側
面にも着脱可能になっていて、暖房作動時に更に暖かい
空気を前方排出口１２から得ることができる。
気的に作動し、後方区画室２０の底部に着脱可能に形成
されると共に、前方区画室１０の前方排出口１２の外側
面にも着脱可能になっていて、暖房作動時に更に暖かい
空気を前方排出口１２から得ることができる。
【００２１】本発明の個人用冷暖房空気調和機は、前方
区画室１０の前方排出口１２に吐出される空気の温度を
約２０℃−２３℃の最も快適な温度に正確に制御できる
ようになっているが、これは冷却及び暖房手段として正
確な温度調節が可能な熱電モジュールを使用することに
より可能となる。
区画室１０の前方排出口１２に吐出される空気の温度を
約２０℃−２３℃の最も快適な温度に正確に制御できる
ようになっているが、これは冷却及び暖房手段として正
確な温度調節が可能な熱電モジュールを使用することに
より可能となる。
【００２２】また、本発明は熱電モジュール３００に連
結される電極を転換させることで吸熱部と放熱部とが互
いに転換し、冷房機能から暖房機能への転換が簡単に行
われるようになっている。
結される電極を転換させることで吸熱部と放熱部とが互
いに転換し、冷房機能から暖房機能への転換が簡単に行
われるようになっている。
【００２３】熱電モジュール３００の作動原理及び構
成、その特性について以下に説明する。
成、その特性について以下に説明する。
【００２４】一般に、熱電モジュールは固相のヒートポ
ンプとしての機能を果たす半導体物質を基にした電気的
な構成要素として、互いに異なる二つの物質を直列連結
した結合部に電流を流すとき、その接点で熱を放出した
り、吸熱するペルチェ効果を用いたもので、そのとき放
出される熱エネルギーは電流の大きさに比例する。
ンプとしての機能を果たす半導体物質を基にした電気的
な構成要素として、互いに異なる二つの物質を直列連結
した結合部に電流を流すとき、その接点で熱を放出した
り、吸熱するペルチェ効果を用いたもので、そのとき放
出される熱エネルギーは電流の大きさに比例する。
【００２５】このような原理を用いた本発明の冷暖房装
置に用いられる熱電モジュール３００は、図２に示すよ
うに、熱を吸収して冷却させるための物体（Ｔｃ）と接
するように形成された上部セラミック板３１０と、熱を
放出するための物体（Ｔｈ）と接するように形成された
下部セラミック板３２０と、上部セラミック板３１０と
下部セラミック板３２０との間を連結するよう交互に配
列されたｐ型半導体３４０及びｎ型半導体３５０と、ｐ
型半導体３４０及びｎ型半導体３５０を電気的に交差連
結させると共に、ｐ型半導体３４０及びｎ型半導体３５
０の一端を上部セラミック板３１０又は下部セラミック
板３２０に連結させる、銅などからなる電気的交差連結
層３３０とで構成され、交差連結層３３０は直流電源
（Ｐ）に連結され、ｐ型半導体３４０及びｎ型半導体３
５０を介して電流が流れるようになっている。
置に用いられる熱電モジュール３００は、図２に示すよ
うに、熱を吸収して冷却させるための物体（Ｔｃ）と接
するように形成された上部セラミック板３１０と、熱を
放出するための物体（Ｔｈ）と接するように形成された
下部セラミック板３２０と、上部セラミック板３１０と
下部セラミック板３２０との間を連結するよう交互に配
列されたｐ型半導体３４０及びｎ型半導体３５０と、ｐ
型半導体３４０及びｎ型半導体３５０を電気的に交差連
結させると共に、ｐ型半導体３４０及びｎ型半導体３５
０の一端を上部セラミック板３１０又は下部セラミック
板３２０に連結させる、銅などからなる電気的交差連結
層３３０とで構成され、交差連結層３３０は直流電源
（Ｐ）に連結され、ｐ型半導体３４０及びｎ型半導体３
５０を介して電流が流れるようになっている。
【００２６】従って、上記のように構成された熱電モジ
ュール３００を用いて物体（Ｔｃ）を冷却／加熱させる
ために電源を印加すると、電流（ｉ）は交差連結層３３
０により連結されたｎ型半導体３５０及びｐ型半導体３
４０に沿って交互に流れ、これに従い、ｎ型半導体３５
０では電流（ｉ）の方向と反対方向に電子（−）が移動
する一方、ｐ型半導体３４０では電流の流れ方向に正孔
（＋）が移動する。
ュール３００を用いて物体（Ｔｃ）を冷却／加熱させる
ために電源を印加すると、電流（ｉ）は交差連結層３３
０により連結されたｎ型半導体３５０及びｐ型半導体３
４０に沿って交互に流れ、これに従い、ｎ型半導体３５
０では電流（ｉ）の方向と反対方向に電子（−）が移動
する一方、ｐ型半導体３４０では電流の流れ方向に正孔
（＋）が移動する。
【００２７】即ち、ｎ型半導体３５０及びｐ型半導体３
４０を介して各々電子（−）及び正孔（＋）が上部セラ
ミック板３１０から下部セラミック板３２０の側に移動
し、これに従い、上部セラミック板３１０は吸熱部とし
て作用して、下部セラミック板３２０に熱を放出させる
ので、その上部セラミック板３１０と接している物体
（Ｔｃ）は冷却されるし、下部セラミック板３２０は放
熱部として作用して、下部セラミック板３２０と接して
いる物体（Ｔｈ）は加熱される。
４０を介して各々電子（−）及び正孔（＋）が上部セラ
ミック板３１０から下部セラミック板３２０の側に移動
し、これに従い、上部セラミック板３１０は吸熱部とし
て作用して、下部セラミック板３２０に熱を放出させる
ので、その上部セラミック板３１０と接している物体
（Ｔｃ）は冷却されるし、下部セラミック板３２０は放
熱部として作用して、下部セラミック板３２０と接して
いる物体（Ｔｈ）は加熱される。
【００２８】また、熱電モジュール３００に連結された
電気の極性を転換させ、電流の方向を転換させると、即
ち、電源（Ｐ）の陽極（＋）と陰極（−）との連結の部
分を互いに変えると、前記現象とは逆に、下部セラミッ
ク板３２０から上部セラミック板３１０の方に熱放出が
起こり、吸熱部と放熱部とが転換する一方、供給電流量
を変化させることにより、吸熱及び放熱される熱エネル
ギーの大きさが調節可能である。
電気の極性を転換させ、電流の方向を転換させると、即
ち、電源（Ｐ）の陽極（＋）と陰極（−）との連結の部
分を互いに変えると、前記現象とは逆に、下部セラミッ
ク板３２０から上部セラミック板３１０の方に熱放出が
起こり、吸熱部と放熱部とが転換する一方、供給電流量
を変化させることにより、吸熱及び放熱される熱エネル
ギーの大きさが調節可能である。
【００２９】一方、熱電モジュールは次にような特性を
有する。 第一、正確な温度制御が可能であるが、これは吸熱及び
放熱熱エネルギーの大きさが供給電流の大きさに比例す
るためである。 第二、運動を引き起こす機械的な要素を使用しないた
め、騒音及び振動は発生しない。 第三、小型で軽い。 第四、局地的な冷暖房が可能である。 第五、ＣＦＣガスまたは冷媒を使用せず、環境親和的で
ある。 第六、電流方向によって加熱／冷却が決定される。
有する。 第一、正確な温度制御が可能であるが、これは吸熱及び
放熱熱エネルギーの大きさが供給電流の大きさに比例す
るためである。 第二、運動を引き起こす機械的な要素を使用しないた
め、騒音及び振動は発生しない。 第三、小型で軽い。 第四、局地的な冷暖房が可能である。 第五、ＣＦＣガスまたは冷媒を使用せず、環境親和的で
ある。 第六、電流方向によって加熱／冷却が決定される。
【００３０】以下、上記構成からなった本発明の空気調
和機の第１実施例の作動について説明する。
和機の第１実施例の作動について説明する。
【００３１】まず、冷房作動時、第１、第２熱交換部１
００、２００の熱電モジュール３００の前方区画室１０
の側のセラミック板３１０を吸熱部に、後方区画室２０
側のセラミック板３２０を放熱部に設定して、装置を作
動させる。この際、前方区画室１０上端の直交流ファン
１３を回動させると、前方区画室１０の下端の前方流入
口１１を介して外部の暑い空気が前方区画室１０内に流
入され、上方に流動する。
００、２００の熱電モジュール３００の前方区画室１０
の側のセラミック板３１０を吸熱部に、後方区画室２０
側のセラミック板３２０を放熱部に設定して、装置を作
動させる。この際、前方区画室１０上端の直交流ファン
１３を回動させると、前方区画室１０の下端の前方流入
口１１を介して外部の暑い空気が前方区画室１０内に流
入され、上方に流動する。
【００３２】次いで、前方区画室１０内を流動する空気
はまず、第２熱交換部２００の吸熱熱交換機２１０によ
って吸熱され、一次的に冷却された後、上昇しつつ再び
第１熱交換部１００の吸熱熱交換機１１０によって吸熱
され、使用者に適した温度で二次的に冷却された後、前
方面の上端部に形成された前方排出口１２を介して使用
者の側に吐出される。
はまず、第２熱交換部２００の吸熱熱交換機２１０によ
って吸熱され、一次的に冷却された後、上昇しつつ再び
第１熱交換部１００の吸熱熱交換機１１０によって吸熱
され、使用者に適した温度で二次的に冷却された後、前
方面の上端部に形成された前方排出口１２を介して使用
者の側に吐出される。
【００３３】これと同時に、後方区画室２０ではその上
端に設けられた直交流ファン２３によって、前方区画室
１０でとは反対方向の空気流動及び現象が発生する。即
ち、後方区画室２０後方面の上端の後方流入口２１を介
して外部の空気が流入され、後方区画室２０の下側に流
動し、このように流動する空気はまず、第１熱交換部１
００の放熱熱交換機１２０によって一次的に加熱された
後、下方に下降しつつ、再び第２熱交換部２００の放熱
熱交換機２２０によって加熱され、後方区画室２０の下
端の後方排出口２２を介して排出され、次いで、その後
方排出口２２の直ぐ後方に設けられる排出ダクト８０に
よって室外に案内され排出される。
端に設けられた直交流ファン２３によって、前方区画室
１０でとは反対方向の空気流動及び現象が発生する。即
ち、後方区画室２０後方面の上端の後方流入口２１を介
して外部の空気が流入され、後方区画室２０の下側に流
動し、このように流動する空気はまず、第１熱交換部１
００の放熱熱交換機１２０によって一次的に加熱された
後、下方に下降しつつ、再び第２熱交換部２００の放熱
熱交換機２２０によって加熱され、後方区画室２０の下
端の後方排出口２２を介して排出され、次いで、その後
方排出口２２の直ぐ後方に設けられる排出ダクト８０に
よって室外に案内され排出される。
【００３４】一方、前方区画室１０の吸熱熱交換機１１
０、２１０を経つつ生成された水滴は第１、２誘導管１
３０、２３０を介して後方区画室２０内に流入される
が、第１誘導管１３０を介して流入された水滴は、第２
熱交換部２００の放熱熱交換機２２０に落ち、その放熱
熱交換機２２０を冷却させつつ蒸発したり、或いは後方
区画室２０の底部の樋用ヒータ７０に落ちて蒸発する一
方、第２誘導管２３０を介して案内された水滴は直接樋
用ヒータ７０に落ちて蒸発する。
０、２１０を経つつ生成された水滴は第１、２誘導管１
３０、２３０を介して後方区画室２０内に流入される
が、第１誘導管１３０を介して流入された水滴は、第２
熱交換部２００の放熱熱交換機２２０に落ち、その放熱
熱交換機２２０を冷却させつつ蒸発したり、或いは後方
区画室２０の底部の樋用ヒータ７０に落ちて蒸発する一
方、第２誘導管２３０を介して案内された水滴は直接樋
用ヒータ７０に落ちて蒸発する。
【００３５】次いで、第１実施形態の暖房作動について
説明すると、第１、２熱交換部１００、２００の各熱電
モジュール３００の電極を転換させるように切換スイッ
チ（図示せず）を操作して、熱電モジュール３００の放
熱部と吸熱部とを互いに転換させる。この際、前方区画
室１０側の吸熱熱交換機１１０、２１０は放熱熱交換機
として作動し、後方区画室２０側の方熱熱交換機１２
０、２２０は流動空気から熱を吸収する吸熱熱交換機と
して作動することにより、前方区画室１０の前方排出口
１２を介して暖かい空気が排出されるのである。
説明すると、第１、２熱交換部１００、２００の各熱電
モジュール３００の電極を転換させるように切換スイッ
チ（図示せず）を操作して、熱電モジュール３００の放
熱部と吸熱部とを互いに転換させる。この際、前方区画
室１０側の吸熱熱交換機１１０、２１０は放熱熱交換機
として作動し、後方区画室２０側の方熱熱交換機１２
０、２２０は流動空気から熱を吸収する吸熱熱交換機と
して作動することにより、前方区画室１０の前方排出口
１２を介して暖かい空気が排出されるのである。
【００３６】一方、本発明の空気調和機は定温除湿の機
能も可能であるようになっている。即ち、第２熱交換部
２００は冷房時と同様に作用するように設定した状態
で、第１熱交換部１００の熱電モジュール３００と連結
された切換スイッチ（図示せず）を操作して、第１熱交
換部１００の吸熱部と放熱部を転換させることで、第１
熱交換部１００の吸熱熱交換機１１０が放熱熱交換機の
機能を果たせるようにし、放熱熱交換機１２０は吸熱熱
交換機の機能を果たせるように転換させることによって
定温除湿機能が行われる。
能も可能であるようになっている。即ち、第２熱交換部
２００は冷房時と同様に作用するように設定した状態
で、第１熱交換部１００の熱電モジュール３００と連結
された切換スイッチ（図示せず）を操作して、第１熱交
換部１００の吸熱部と放熱部を転換させることで、第１
熱交換部１００の吸熱熱交換機１１０が放熱熱交換機の
機能を果たせるようにし、放熱熱交換機１２０は吸熱熱
交換機の機能を果たせるように転換させることによって
定温除湿機能が行われる。
【００３７】即ち、前方区画室１０の下端の前方流入口
１１を介して流入された空気は第２熱交換部２００の吸
熱熱交換機２１０によって冷却されつつ除湿された後、
その冷却空気は上に上昇して、第１熱交換部１００の放
熱機能を果たす吸熱熱交換機１１０によって適正の温度
だけ再上昇し、前方排出口１２を介して吐出されること
により定温除湿が行われる。従って、雨の日など涼しい
環境で除湿しようとする場合、定温除湿機能を選択する
と、外部の温度をそのまま維持しながら除湿作用を行な
うことができる。
１１を介して流入された空気は第２熱交換部２００の吸
熱熱交換機２１０によって冷却されつつ除湿された後、
その冷却空気は上に上昇して、第１熱交換部１００の放
熱機能を果たす吸熱熱交換機１１０によって適正の温度
だけ再上昇し、前方排出口１２を介して吐出されること
により定温除湿が行われる。従って、雨の日など涼しい
環境で除湿しようとする場合、定温除湿機能を選択する
と、外部の温度をそのまま維持しながら除湿作用を行な
うことができる。
【００３８】一方、図３は本発明の第２実施形態を示す
もので、その構成は第１実施形態と殆ど同じであるが、
第２実施形態では定温除湿機能のために空気流路を変換
できるように形成されている。
もので、その構成は第１実施形態と殆ど同じであるが、
第２実施形態では定温除湿機能のために空気流路を変換
できるように形成されている。
【００３９】図３に示すように、第２熱交換部２００の
吸熱熱交換機２１０の上端には、第１熱交換部１００の
放熱熱交換機１２０の側に空気流路４００が形成されて
おり、その空気流路４００は第１熱交換部１００の放熱
熱交換機１２０の一部を経て、放熱熱交換機１２０の上
端の分離板３０にまでつながるように形成される。
吸熱熱交換機２１０の上端には、第１熱交換部１００の
放熱熱交換機１２０の側に空気流路４００が形成されて
おり、その空気流路４００は第１熱交換部１００の放熱
熱交換機１２０の一部を経て、放熱熱交換機１２０の上
端の分離板３０にまでつながるように形成される。
【００４０】そして、第１熱交換部１００の放熱熱交換
機１２０の内側下段と第２熱交換部２００の吸熱熱交換
機２１０の内側上端との間には空気流路４００の入口を
開放及び閉鎖するための入口開閉手段４１０が形成され
ており、第１熱交換部１００の上端の分離板３０にも空
気流路４００の出口を開放及び閉鎖するための出口開閉
手段４２０が形成されている。ここで、入口開閉手段４
１０及び出口開閉手段４２０は空気調和機の外部で電気
機械的に開閉操作が可能であるように構成することが好
ましく、このような電気機械的なメカニズムは周知の任
意の方式を利用できる。
機１２０の内側下段と第２熱交換部２００の吸熱熱交換
機２１０の内側上端との間には空気流路４００の入口を
開放及び閉鎖するための入口開閉手段４１０が形成され
ており、第１熱交換部１００の上端の分離板３０にも空
気流路４００の出口を開放及び閉鎖するための出口開閉
手段４２０が形成されている。ここで、入口開閉手段４
１０及び出口開閉手段４２０は空気調和機の外部で電気
機械的に開閉操作が可能であるように構成することが好
ましく、このような電気機械的なメカニズムは周知の任
意の方式を利用できる。
【００４１】従って、上記構成の空気調和機における冷
／暖房時は、入口開閉手段４１０と出口開閉手段４２０
を閉鎖して、空気流路４００を閉鎖した状態で冷暖房作
動を行い、このときの冷暖房作動は第１実施例の場合と
同様に行われる。
／暖房時は、入口開閉手段４１０と出口開閉手段４２０
を閉鎖して、空気流路４００を閉鎖した状態で冷暖房作
動を行い、このときの冷暖房作動は第１実施例の場合と
同様に行われる。
【００４２】反面、定温除湿を望む場合は、入口開閉手
段４１０と出口開閉手段４２０を開放して空気流路４０
０を開放させる。即ち、定温除湿のために入口開閉手段
４１０と出口開閉手段４２０を開放して空気流路４００
を開放させると、前方区画室１０の下端に形成された前
方流入口１１を介して空気が流入され、第２熱交換部２
００の吸熱熱交換機２１０によって冷却されつつ除湿さ
れた後、一部の空気は第２熱交換部２００の上方に真直
ぐに上昇して、第１熱交換部１００から再び冷却され、
上昇する一方、他の一部の空気は空気流路４００の方に
上昇して、空気流路４００を経つつ第１熱交換部１００
の放熱熱交換機１２０により加熱され、第２熱交換部２
００の上部の出口開閉手段４２０を介して排出される。
段４１０と出口開閉手段４２０を開放して空気流路４０
０を開放させる。即ち、定温除湿のために入口開閉手段
４１０と出口開閉手段４２０を開放して空気流路４００
を開放させると、前方区画室１０の下端に形成された前
方流入口１１を介して空気が流入され、第２熱交換部２
００の吸熱熱交換機２１０によって冷却されつつ除湿さ
れた後、一部の空気は第２熱交換部２００の上方に真直
ぐに上昇して、第１熱交換部１００から再び冷却され、
上昇する一方、他の一部の空気は空気流路４００の方に
上昇して、空気流路４００を経つつ第１熱交換部１００
の放熱熱交換機１２０により加熱され、第２熱交換部２
００の上部の出口開閉手段４２０を介して排出される。
【００４３】従って、第１熱交換部１００を経つつ冷却
された空気は、空気流路４００の出口開閉手段４２０を
介して排出される加熱空気と交ぜられ、外部の温度とほ
ぼ同一温度に上昇した後、前方区画室１０の前方排出口
１２を介して排出されることで定温除湿が行われるよう
になっている。
された空気は、空気流路４００の出口開閉手段４２０を
介して排出される加熱空気と交ぜられ、外部の温度とほ
ぼ同一温度に上昇した後、前方区画室１０の前方排出口
１２を介して排出されることで定温除湿が行われるよう
になっている。
【００４４】一方、上述したように、前方排出口１２を
介して吐出される空気の温度調節は、第１、２熱交換部
１００、２００の各熱電モジュール３００に供給される
電圧を調節することにより可能である。
介して吐出される空気の温度調節は、第１、２熱交換部
１００、２００の各熱電モジュール３００に供給される
電圧を調節することにより可能である。
【００４５】
【発明の効果】以上で説明した通り、本発明によれば、
冷暖房手段として電気的に作動する小型の熱電モジュー
ルを使用し、携帯及び性能などを考慮して冷暖房装置の
大きさを多様に製作できるので、使用者が望む場所での
設置が容易となり且つ、使用者の性向に応じて、周辺空
間のみを集中的に冷暖房させることができ、満足性が向
上する効果がある。
冷暖房手段として電気的に作動する小型の熱電モジュー
ルを使用し、携帯及び性能などを考慮して冷暖房装置の
大きさを多様に製作できるので、使用者が望む場所での
設置が容易となり且つ、使用者の性向に応じて、周辺空
間のみを集中的に冷暖房させることができ、満足性が向
上する効果がある。
【００４６】また、熱電モジュールは温度の制御が可能
である利点があって、使用者は冷暖房装置の吐出冷気ま
たは暖気を所望の状態に正確に制御することができる。
である利点があって、使用者は冷暖房装置の吐出冷気ま
たは暖気を所望の状態に正確に制御することができる。
【００４７】また、本発明の冷暖房装置は騒音及び振動
がなく、直流／交流ファンを駆動させる駆動モータまた
は熱電モジュールに連結された電極を転換させる操作に
より、冷房から暖房に、或いは暖房から冷房への転換が
容易に行われる。
がなく、直流／交流ファンを駆動させる駆動モータまた
は熱電モジュールに連結された電極を転換させる操作に
より、冷房から暖房に、或いは暖房から冷房への転換が
容易に行われる。
【００４８】そして、本発明は冷暖房機能だけでなく、
定温除湿の機能も果たすことができ、雨の日など低温高
湿の環境で吐出される空気の温度は外部空気の温度とあ
まり差がなく、湿度の低い空気を供給できるため、使用
者の満足性を更に極大化させることができる。
定温除湿の機能も果たすことができ、雨の日など低温高
湿の環境で吐出される空気の温度は外部空気の温度とあ
まり差がなく、湿度の低い空気を供給できるため、使用
者の満足性を更に極大化させることができる。
【図１】本発明による個人用冷暖房空気調和機の第１実
施形態の構造を概略的に示す図で、（ａ）は側面からの
断面図、（ｂ）は（ａ）図のＢ部拡大斜視図である。
施形態の構造を概略的に示す図で、（ａ）は側面からの
断面図、（ｂ）は（ａ）図のＢ部拡大斜視図である。
【図２】本発明の個人用冷暖房装置に用いられる熱電モ
ジュールの作用原理を示す熱電モジュールの構成図であ
る。
ジュールの作用原理を示す熱電モジュールの構成図であ
る。
【図３】本発明による個人用冷暖房空気調和機の第２実
施形態の構造を概略的に示す側面からの断面図である。
施形態の構造を概略的に示す側面からの断面図である。
【図４】一般的な冷暖房装置の構成を示す概略的な構成
図である。
図である。
１０…前方区画室
２０…後方区画室
３０…分離板
４０…電源
５０…濾過器
６０…風向ガイド
７０…樋用ヒータ
８０…排出ダクト
１００…第１熱交換部
１１０、２１０…吸熱熱交換機
１２０、２２０…放熱熱交換部
２００…第２熱交換部
３００…熱電モジュール
３１０…上部セラミック板
３２０…下部セラミック板
３３０…交差連結層
３４０…ｐ型半導体
３５０…ｎ型半導体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ２４Ｆ 1/02 ４５１ Ｆ２４Ｆ 1/02 ４５１
(72)発明者 ユ ユン ホ
大韓民国，ソウル，ガンナン−グ，アブ
クゾン−ドン，ハンヤン アパートメン
ト 72−110
(56)参考文献 特開 平２−223750（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−99426（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−246458（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−7964（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F24F 1/00 - 1/02
Claims (8)
- 【請求項１】 断熱材からなる分離板によって前、後方
に分離され、外部の空気が強制的に流入及び排出される
前方区画室及び後方区画室と、前記前方区画室と後方区
画室を通過する外部空気と熱交換するように、各々上部
前方区画室と後方区画室及び、下部前方区画室と後方区
画室に設けられた夫々電熱モジュールよりなる二つ以上
の熱交換部と、前記前方区画室及び後方区画室の各々の
上端または下端に設けられ、外部の空気を各区画室内に
強制的に吸入して排出させる第１吸入手段及び第２吸入
手段と、前記第１、２吸入手段を駆動するための駆動手
段とを含む個人用冷暖房空気調和機において、 前記各熱交換部の前方区画室に位置する熱交換機の下段
部には、前記熱交換機で発生する水滴を捕集して後方区
画室に誘導するように、前記前方区画室と後方区画室の
間の分離板を貫通し、その開放した先端が後方区画室の
側に位置する誘導管が形成されたことを特徴とする個人
用冷暖房空気調和機。 - 【請求項２】 前記後方区画室の底部には前記誘導管を
介して落下した水滴を捕集するための捕集手段が形成さ
れたことを特徴とする請求項１記載の個人用冷暖房空気
調和機。 - 【請求項３】 前記捕集手段は捕集される水滴を蒸発さ
せ得るヒータからなることを特徴とする請求項２記載の
個人用冷暖房空気調和機。 - 【請求項４】 前記ヒータは前記後方区画室の底面に着
脱可能であると共に、前記前方区画室の排出口にも着脱
可能であることを特徴とする請求項３記載の個人用冷暖
房空気調和機。 - 【請求項５】 前記空気調和機は冷房作動状態で前記熱
交換部のうち上部に位置する熱交換部の電熱モジュール
に連結される電極を転換させることにより、定温除湿が
可能であることを特徴とする請求項１記載の個人用冷暖
房空気調和機。 - 【請求項６】 前記前方区画室の下部に位置する下部熱
交換部の熱交換機の上端から分離板を貫通して、前記後
方区画室の上部に位置する上部熱交換部の熱交換機を経
由した後、前記上部熱交換部の上端の分離板を貫通して
前方区画室の上部の熱交換部まで形成された空気流路を
更に含むことを特徴とする請求項１記載の個人用冷暖房
空気調和機。 - 【請求項７】 前記空気流路の入口と出口には各々前記
空気流路を開放及び閉鎖するための開閉手段が設けられ
たことを特徴とする請求項６記載の個人用冷暖房空気調
和機。 - 【請求項８】 前記開閉手段は前記空気調和機の外部で
操作可能な電気機械的装置により作動することを特徴と
する請求項７記載の個人用冷暖房空気調和機。
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