JP4750760B2 - Cooling system - Google Patents
Cooling system Download PDFInfo
- Publication number
- JP4750760B2 JP4750760B2 JP2007182565A JP2007182565A JP4750760B2 JP 4750760 B2 JP4750760 B2 JP 4750760B2 JP 2007182565 A JP2007182565 A JP 2007182565A JP 2007182565 A JP2007182565 A JP 2007182565A JP 4750760 B2 JP4750760 B2 JP 4750760B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat pump
- cooling device
- high temperature
- cooling
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Cold Air Circulating Systems And Constructional Details In Refrigerators (AREA)
Description
この発明は、一般的には冷却装置に関し、特定的にはイオン風を発生させ、そのイオン風を用いて食品、室内、物品等を冷却する冷却装置に関するものである。 The present invention generally relates to a cooling device, and more particularly, to a cooling device that generates an ionic wind and cools food, a room, an article, and the like using the ionic wind.
従来から、食品等を保存する方法として冷凍技術が用いられている。この冷凍技術においては食品の品質を保つために食品を急速に冷凍することが望ましい。食品を急速に冷凍するためには、冷気を冷蔵庫内に風として送り、冷凍室内の温度を均一化することによって、対象物としての食品から熱を効率よく奪うことが行われている。 Conventionally, a freezing technique has been used as a method for preserving food and the like. In this freezing technique, it is desirable to rapidly freeze the food in order to maintain the quality of the food. In order to rapidly freeze foods, heat is efficiently taken away from foods as objects by sending cold air into the refrigerator as air and uniformizing the temperature in the freezer compartment.
しかし、送風の方法として従来のファンを用いる方法では、ファンの駆動部に付着した霜等が障害となり、ファンを良好に駆動させることが困難になるという問題がある。 However, in the method using a conventional fan as a method of blowing air, there is a problem that frost or the like adhering to the drive unit of the fan becomes an obstacle and it is difficult to drive the fan well.
一方、ファンを用いない送風方法としては、イオン風発生装置を用いた方法がある。 On the other hand, as a blowing method without using a fan, there is a method using an ion wind generator.
たとえば、特開2003−88347号公報(特許文献1)には、イオン風を用いて被冷凍物を冷却する冷凍装置の構成が開示されている。この冷凍装置は、冷凍庫内の冷気を被冷凍物に送風する送風手段と、この送風手段により送風される冷気にイオン風を重畳するイオン風発生装置とを備える。この冷凍装置では、冷凍庫内にイオン風発生装置を配置し、イオン風を重畳させた冷気を被冷凍物に供給することにより、被冷凍物への直接熱伝達を促進し、被冷凍物からの抜熱が促進され、被冷凍物の急速な温度低下を助長することができる。 For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2003-88347 (Patent Document 1) discloses a configuration of a refrigeration apparatus that cools an object to be frozen using ion wind. This refrigeration apparatus includes an air blowing unit that blows cold air in a freezer to an object to be frozen, and an ion wind generator that superimposes ion wind on the cold air blown by the air blowing unit. In this refrigeration apparatus, an ion wind generator is arranged in the freezer, and by supplying cold air superimposed with ionic wind to the object to be frozen, direct heat transfer to the object to be frozen is promoted, Heat removal is promoted, and rapid temperature reduction of the object to be frozen can be promoted.
図6は、上記の従来の冷凍装置に適用されるイオン風発生装置を模式的に示す概略断面図である。 FIG. 6 is a schematic cross-sectional view schematically showing an ion wind generator applied to the conventional refrigeration apparatus.
図6に示すように、冷凍庫601内に配置されるイオン風発生装置6は、管状の正極604aと、この管状の正極604aの内部に装入された線状の負極604bと、これらの正極604aと負極604bの間に電圧を印加する電圧発生装置604cとから構成される。また、正極604aと負極604bの間には、10000V/cm以下、好ましくは7000V/cm以下の電圧が印加される。このように構成されたイオン風発生装置6では、マイナスのイオンは正極604aに引付けられるため、イオン化していない空気も同伴して引き付けられることによりイオン風が発生する。
As shown in FIG. 6, the ion wind generator 6 disposed in the
また、たとえば、実開昭60−69977号公報(特許文献2)には、イオン風発生装置を冷蔵庫内に配置し、冷蔵庫内の空気を循環させる冷蔵庫の構成が開示されている。 Further, for example, Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 60-69977 (Patent Document 2) discloses a configuration of a refrigerator in which an ion wind generator is disposed in a refrigerator and the air in the refrigerator is circulated.
図5は、上記の従来の冷蔵庫内に配置されるイオン風発生装置の動作原理を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing an operation principle of the ion wind generator arranged in the conventional refrigerator.
図5に示すように、冷蔵庫5内に配置されたイオン風発生装置516は、一方の電極板517と、その一方の電極板517の両側に対向状態に配設された二枚の他方の電極板518と、一方の電極板517の前方に配設されたイオン化線519とから構成される。このように構成されたイオン風発生装置516では、一方の電極板517に、たとえば−6.5kVの負の直流電圧を加え、他方の電極板518に、たとえば−13kVの負の直流電圧を加えると、イオン化線519の周囲は他方の電極板518との高電位差(−13kV)でプラズマ状となるため、そのマイナスイオンが、図5にて矢印で示すように他方の電極板518間に進み、このとき、空気の粘性により周りの空気を引っ張ることによって風が起こる。
冷気の送風方法としてイオン風発生装置を用いた冷却装置では、ファンを用いた冷却装置に比べて、結露した水粒子や霜がファンの駆動部に衝突することがなく、ファンによる振動が生じないという利点があるが、放電部分に霜が生成し、放電電極が霜等によって覆われてしまうことによって放電効率が変動するという問題がある。 In a cooling device using an ion wind generator as a method of blowing cool air, compared to a cooling device using a fan, dewed water particles and frost do not collide with the fan drive unit, and the fan does not vibrate. However, there is a problem in that the discharge efficiency fluctuates because frost is generated in the discharge portion and the discharge electrode is covered with frost or the like.
放電効率が変動する原因は、放電電極の表面に水分や霜が付着し、電界を弱めること、電流を阻害すること等であると考えられる。極端な場合には、放電部が氷で覆われることによって放電が停止し、イオン風が全く生じなくなる場合がある。 The cause of the fluctuation in the discharge efficiency is thought to be that moisture or frost adheres to the surface of the discharge electrode, weakens the electric field, inhibits the current, and the like. In an extreme case, the discharge is stopped by covering the discharge part with ice, and the ion wind may not be generated at all.
そこで、この発明の目的は、イオン風を用いた冷気の送風によって対象物を冷却する装置であって、霜などの生成による環境変化の影響に妨げられることがなく、イオン風を安定して発生させることが可能な冷却装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is a device for cooling an object by blowing cold air using an ionic wind, and the ionic wind is stably generated without being hindered by the influence of environmental changes due to generation of frost or the like. It is providing the cooling device which can be made to do.
この発明に従った冷却装置は、所定の空間における気体を冷却するために低温部分から高温部分へ熱を移動させるヒートポンプと、荷電粒子を放出する放電電極と、この放電電極から放出された荷電粒子を捕集するために放電電極に対向するように配置された捕集電極とを備え、荷電粒子の移動により上記の所定の空間における空気を送風する冷却装置であって、放電電極はヒートポンプの高温部分によって加熱されるように配置されているとともに、ヒートポンプの低温部分によって冷却された空気を荷電粒子の移動による送風によって送る。
A cooling device according to the present invention includes a heat pump that moves heat from a low temperature portion to a high temperature portion to cool a gas in a predetermined space, a discharge electrode that discharges charged particles, and a charged particle discharged from the discharge electrode. A cooling electrode that blows air in the predetermined space by the movement of charged particles, the discharge electrode being a high temperature of the heat pump While being arranged to be heated by the part, the air cooled by the low temperature part of the heat pump is sent by blowing air by movement of charged particles .
このように構成されているので、放電電極はヒートポンプの高温部分によって熱せられるので、放電電極の表面には結露または氷結が生じない。このため、イオン風を安定して発生させることができ、このイオン風による冷気の送風によって対象物を安定して冷却することが可能になる。また、放電電極はヒートポンプを用いて加熱されるため、ヒーター等を用いる場合に比べて加熱部品を削減することができるので、低コスト化を実現することができる。さらに、ヒートポンプの冷却機能を、所定の空間内の気体の冷却に使用することができるため、省エネルギー化が可能になる。 Since it is configured in this way, the discharge electrode is heated by the high temperature portion of the heat pump, so that no condensation or icing occurs on the surface of the discharge electrode. For this reason, ion wind can be generated stably and it becomes possible to cool a target object stably by ventilation of the cool air by this ion wind. In addition, since the discharge electrode is heated using a heat pump, the number of heating parts can be reduced as compared with the case where a heater or the like is used, so that the cost can be reduced. Furthermore, since the cooling function of the heat pump can be used for cooling the gas in the predetermined space, it is possible to save energy.
この発明の冷却装置は、ヒートポンプの高温部分に移動した熱の一部を所定の空間と壁で隔てられた領域へ放出するための放熱部をさらに備えることが好ましい。 It is preferable that the cooling device of the present invention further includes a heat radiating portion for releasing a part of the heat moved to the high temperature portion of the heat pump to a region separated from the predetermined space by the wall.
このように構成することにより、ヒートポンプの高温部分によって放電電極を加熱するとともに、放熱部によって高温部分の熱の一部を所定の空間と壁で隔てられた領域へ放出することによって、冷却対象の周囲の気体の温度を下げることができる。 By configuring in this way, the discharge electrode is heated by the high-temperature portion of the heat pump, and part of the heat of the high-temperature portion is released by the heat radiating portion to a region separated from the predetermined space by the wall. The temperature of the surrounding gas can be lowered.
また、この発明の冷却装置は、所定の空間において、気体と放電電極から放出する荷電粒子とを放電電極から捕集電極に向かって移動させるための流路をさらに備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the cooling device of the present invention further includes a flow path for moving gas and charged particles emitted from the discharge electrode from the discharge electrode toward the collection electrode in a predetermined space.
このように構成することにより、イオン風を用いて冷却対象に向けて冷気を効果的に送風することができる。 By comprising in this way, cold air can be effectively blown toward cooling object using ion wind.
さらに、この発明の冷却装置は、所定の空間を収容する容器をさらに備え、放電電極と捕集電極が容器内に配置され、容器内に配置された対象物をヒートポンプおよび上記の送風によって冷却することが好ましい。 Furthermore, the cooling device of the present invention further includes a container that accommodates a predetermined space, the discharge electrode and the collection electrode are disposed in the container, and the object disposed in the container is cooled by the heat pump and the above-described air blowing. It is preferable.
このように構成することにより、容器内の気体を継続して冷却し、冷却温度を下げることができるので、食品保存などに適した冷却装置を実現することができる。 By comprising in this way, since the gas in a container can be cooled continuously and cooling temperature can be lowered | hung, the cooling device suitable for food preservation | save etc. is realizable.
この発明の冷却装置において、ヒートポンプは第1と第2のヒートポンプを含み、所定の空間の気体は第1と第2のヒートポンプの低温部分によって冷却され、第1のヒートポンプの高温部分に移動した熱は所定の空間と壁で隔てられた領域へ放出され、放電電極は第2のヒートポンプの高温部分によって加熱されるように配置され、所定の空間の気体から第1と第2のヒートポンプの低温部分に移動する熱量は、第2のヒートポンプの高温部分から放電電極に移動する熱量よりも大きいことが好ましい。 In the cooling device according to the present invention, the heat pump includes first and second heat pumps, and the gas in the predetermined space is cooled by the low temperature portions of the first and second heat pumps and moved to the high temperature portion of the first heat pump. Is discharged to a region separated from the predetermined space by the wall, and the discharge electrode is arranged to be heated by the high temperature portion of the second heat pump, and from the gas in the predetermined space, the low temperature portion of the first and second heat pumps It is preferable that the amount of heat transferred to is larger than the amount of heat transferred to the discharge electrode from the high temperature portion of the second heat pump.
このように構成することにより、第1と第2のヒートポンプの冷却能力が、第2のヒートポンプによる放電電極の加熱能力より大きいため、対象とする気体を安定して冷却することができる。また、第1のヒートポンプと第2のヒートポンプを独立して駆動することができるので、環境に合わせた駆動条件を最適化することができ、無駄な電力を使用することなく、放電電極を加熱するためにヒーターを用いないことによる装置の簡略化と低消費電力化を実現することができる。 By comprising in this way, since the cooling capacity of the 1st and 2nd heat pump is larger than the heating capacity of the discharge electrode by a 2nd heat pump, the target gas can be cooled stably. Further, since the first heat pump and the second heat pump can be driven independently, the driving conditions according to the environment can be optimized, and the discharge electrode is heated without using wasted power. Therefore, simplification of the apparatus and reduction in power consumption can be realized by not using a heater.
以上のように、本発明によれば、イオン風を用いた冷却において、氷結や結露等の放電を不安定化させる環境要因に妨害されず、イオン風発生部において放電を安定して行うことができ、これによってイオン風を安定して発生させることができ、このイオン風による冷気の送風によって対象物を安定して冷却することが可能になる。また、ヒートポンプの冷却機能を、所定の空間の気体の冷却に使用することができるため、省エネルギー化が可能になる。 As described above, according to the present invention, in the cooling using the ionic wind, the discharge can be stably performed in the ionic wind generation unit without being disturbed by environmental factors that destabilize the discharge such as icing or condensation. Thus, the ion wind can be stably generated, and the object can be stably cooled by the blowing of the cool air by the ion wind. Moreover, since the cooling function of the heat pump can be used for cooling the gas in a predetermined space, energy saving can be achieved.
(実施形態1)
本発明の実施の形態1を図1に基づいて説明する。
(Embodiment 1)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図1は、ペルチェ素子をヒートポンプとして用いた場合のイオン送風による冷却装置の一つの実施の形態を概略的に示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of a cooling device using ion blowing when a Peltier element is used as a heat pump.
図1に示すように、本実施の形態の冷却装置1は、ヒートポンプとしてのペルチェ素子101と、放電電極としての放電針102と、捕集電極としての網状電極103とを備える。ペルチェ素子101は、風洞107で囲まれた所定の空間106の気体、一例として空気を冷却するために低温部分101aから高温部分101bへ熱を移動させる一種のヒートポンプ機能を有する。ペルチェ素子用電源101cから、低温部分101aと高温部分101bの接合部に電流が供給されると、一方の金属を含む低温部分101aから他方の金属を含む高温部分101bへ熱が移動する。放電用高圧電源104から放電針102と網状電極103との間に高電圧を印加することにより、放電針102は、風洞107で囲まれた所定の空間に荷電粒子を放出する。放電針102に対向するように配置された網状電極103は、放電針102から放出された荷電粒子を捕集する。放電針102は、絶縁性で熱伝導性を有する取り付け台105の上に固着されている。取り付け台105には、ペルチェ素子101の高温部分101bが接するように固着されている。このようにして、放電針102は、取り付け台105を介してペルチェ素子101の高温部分101bによって加熱されるように配置されている。
As shown in FIG. 1, the cooling device 1 according to the present embodiment includes a
具体的には、一例として、直径2cmの風洞107の一方端部側に網状電極103が配置され、網状電極102から2cm離れた位置に放電針102が配置されている。放電針102は取り付け台105の一方端面に接するように取り付けられ、ペルチェ素子101の高温部分101bは取り付け台105の他方端面に接するように取り付けられている。ペルチェ素子101の低温部分101aと高温部分101bにはペルチェ素子用電源101cが接続され、正極としての放電針102と負極としての網状電極103には放電用高圧電源104が接続されている。
Specifically, as an example, a
このように構成された冷却装置1において、イオン風発生手段としての放電針102と網状電極103との間に放電用高圧電源104から約6kVの電圧が供給される。これにより、先鋭な放電針102にはコロナ放電が発生する。放電針102から生成した荷電粒子は、捕集電極として機能する網状電極103に向かって空気中を移動する。この荷電粒子の移動に伴って、イオン風が、風洞107で囲まれた所定の空間内で矢印Pの方向に送られ、別に設置された被冷却対象物108の位置に達する。このように本発明の冷却装置1では、送風手段としてファンを用いず、イオン風発生手段を用いるため、送風を起こすための駆動源に騒音が発生せず、静かである。
In the cooling device 1 configured as described above, a voltage of about 6 kV is supplied from the discharge high-
一例として、取り付け台105は、熱伝導性かつ絶縁性のセラミックスで作製された断面積が2cm2、厚みが1mmの薄膜で構成されている。この薄膜の一方表面には放電針102が接するように固着され、反対側の他方表面にはペルチェ素子101の高温部分101bが接するように固着されている。また、ペルチェ素子用電源101cから、低温部分101aと高温部分101bの接合部に電流が供給されると、低温部分101aから高温部分101bへ熱が移動する。これにより、ペルチェ素子101の低温部分101aは冷却されるので、周辺の空気が冷却される。この冷気は、上記のイオン風によって、風洞107で囲まれた所定の空間内で矢印Pの方向に送られ、別に設置された被冷却対象物108の位置に達した後、風洞107の外部へ放出される。
As an example, the mounting
一例として、ペルチェ素子101は、一辺が1cmの正方形状の表面を有し、厚みが3.8mmである。低温部分101aと高温部分101bの接合部に、ペルチェ素子用電源101cから、12Vの電圧が印加され、0.1Aの電流が流れるように設定されている。ペルチェ素子101の吸熱量は1Wである。ペルチェ素子101の内部に設けた半導体素子のペルチェ効果により、2種類の金属の接合部を有する板状の半導体素子に電流が流れると、一方の表面を形成する低温部分101aから吸熱した熱量を、他方の表面を形成する高温部分101bから放出することができる。高温部分101bには熱伝導性の取り付け台105を介して放電針102が接するように固着されている。このように構成されているので、放電針102は高温部分101bによって熱せられるので、放電針102の表面には結露または氷結が生じない。このため、イオン風を安定して発生させることができ、このイオン風による冷気の送風によって対象物を安定して冷却することが可能になる。
As an example, the
具体的には、一例として、ペルチェ素子101の高温部分101bが放電針102に接しているため、放電針102へはペルチェ素子101の消費電力である1.2W(印加電圧12Vと電流0.1Aの積)と、吸熱量である1Wの合計2.2Wの熱量が印加されるため、氷結や結露が生じにくく、安定した送風と冷却が可能にある。
Specifically, as an example, since the
また、本発明の冷却装置1は冷蔵庫内に設置することができる。その場合、別途設けられた冷却部にて低温になった空気を対象物へ送風することができ、良好な冷却を行うことができる。 Moreover, the cooling device 1 of this invention can be installed in a refrigerator. In that case, the air which became low temperature in the cooling part provided separately can be ventilated to a target object, and favorable cooling can be performed.
さらに本発明の冷却装置1では、ペルチェ素子101の低温部分101aの吸熱作用により周辺の空気から熱が奪われるので、周辺の空気が冷却される。このため、本装置から矢印Pの方向に送風される空気において、高温部分101bによって放電針102が加熱されることによる温度上昇が抑制され、被冷却対象物108の位置においても、効果的な冷却が可能になる。単にヒーターを用いて放電電極を加熱した場合と比較すると、冷却効果が大きくなり、トータルの発熱量は1.2Wに抑えることができる。
Furthermore, in the cooling device 1 according to the present invention, heat is taken away from the surrounding air by the endothermic action of the
さらにまた、本実施の形態の冷却装置1を室内で連続動作させたところ、風洞107から外部へ放出される風速は毎秒2mであった。また、放電針102はペルチェ素子101で加熱されることによって、その温度が約50℃に保たれるので、放電針102の表面に結露がなく、イオン風発生手段を長時間、安定して駆動することが可能であることが確認された。
Furthermore, when the cooling device 1 of the present embodiment was continuously operated indoors, the wind speed discharged from the
なお、本実施の形態では、冷却装置1を冷蔵庫内に設置する例について上述したが、冷却装置1の使用形態はこれに限定されるものではなく、一般の開放空間に冷却装置1を配置してもよい。 In the present embodiment, the example in which the cooling device 1 is installed in the refrigerator has been described above. However, the usage mode of the cooling device 1 is not limited to this, and the cooling device 1 is disposed in a general open space. May be.
(実施形態2)
本発明の実施の形態2を図2に基づいて説明する。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図2は、ペルチェ素子をヒートポンプとして用いた場合のイオン送風による冷却装置のもう一つの実施の形態を概略的に示す断面図である。実施の形態2は、実施の形態1を一部変更したものである。 FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of a cooling device using ion blowing when a Peltier element is used as a heat pump. The second embodiment is a partial modification of the first embodiment.
本実施の形態において、実施の形態1と異なる点について説明する。 In the present embodiment, differences from the first embodiment will be described.
図2に示すように、冷却装置2は、ペルチェ素子101の高温部分101bの熱を外部へ放出する放熱部109を備えている。放熱部109は、銅を主体とする金属で作製されている。断熱部110が、風洞107内に位置付けられる放熱部109の一部を覆うように配置されている。放熱部109は、ペルチェ素子101の高温部分101bに接しているので、ペルチェ素子101にて発生した熱の一部を風洞107の外部へ放出することができる。冷却装置2におけるその他の構成は、図1に示す冷却装置1と同様である。
As shown in FIG. 2, the
冷却装置2では、ヒートポンプとしてのペルチェ素子101にて発生した熱の一部を風洞107の外に排出し、かつ、残りの熱を放電針102の加熱に使用している。一方、ペルチェ素子101の低温部分101aの周りに位置する空気は冷却され、この冷気は、矢印Pの方向に送られるイオン風とともに送風される。
In the
このように構成されているので、ペルチェ素子101の作用によって発生する熱の一部は放電針102を加熱し、他の熱の一部は風洞107の外部へ放出されるので、冷却された空気を効果的にイオン風により送風することができ、ヒーターを用いた電極の加熱と比較すると、空気の温度上昇を抑制することができる。すなわち、ペルチェ素子101の高温部分101bによって放電針102を加熱するとともに、放熱部109によって高温部分101bの熱の一部を所定の空間106と壁で隔てられた領域へ放出することによって、冷却対象の周囲の気体の温度を下げることができる。したがって、放電針102の表面が結露または氷結せず、かつ、冷却した風をイオン風とともに対象空間へ効率よく放出することができる。
With this configuration, a part of the heat generated by the action of the
本実施の形態の冷却装置2を温度が−10℃の冷蔵庫内で連続動作させたところ、風洞107から外部へ放出される風速は毎秒2mであった。また、放電針102はペルチェ素子101によって加熱されることによって、その温度が約5℃に保たれ、放電針102の表面に結露がなく、イオン風発生手段を長時間、安定して駆動することが可能であることが確認された。
When the
また、送風される空気の温度は−12℃となり、冷蔵庫内の温度−10℃に比べて、さらに冷却された空気をイオン風により送風することができ、対象とする物体の冷却により適していることが確認された。つまり、放電電極を単にヒートポンプで熱しただけでは、周辺の空気が熱せられて冷却には適さないが、ヒートポンプの熱の一部を外部へ放出する機構を設けることにより、対象物の冷却効果を大きくすることができる。 Moreover, the temperature of the air blown becomes -12 degreeC, and compared with temperature -10 degreeC in a refrigerator, the further cooled air can be ventilated by ion wind, and it is more suitable for cooling of the object made into object. It was confirmed. In other words, if the discharge electrode is simply heated with a heat pump, the surrounding air is heated and is not suitable for cooling, but by providing a mechanism for releasing a part of the heat of the heat pump to the outside, the cooling effect of the object can be improved. Can be bigger.
なお、実施の形態1および実施の形態2の冷却装置1、2の構成においては、電気駆動部は放電用とペルチェ素子用の2系統の電圧・電流印加を行うことによって動作させるだけであり、モーターのように複雑な駆動制御を行う必要がない。
In the configuration of the
また、実施の形態1および実施の形態2の冷却装置1、2は、所定の空間内において、空気と放電針102から放出する荷電粒子とを放電針102から網状電極103に向かって移動させるための流路として風洞107を備えることにより、イオン風を用いて冷却対象に向けて冷気を効果的に送風することができる。
Further, the
(実施形態3)
本発明の実施の形態3を図3に基づいて説明する。実施の形態3は、本発明の冷却装置を冷蔵庫の冷却に使用した例である。
(Embodiment 3)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Embodiment 3 is an example in which the cooling device of the present invention is used for cooling a refrigerator.
図3は、本発明の冷却装置の一つの応用例としての冷蔵庫の構成を概略的に示す図である。 FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a refrigerator as one application example of the cooling device of the present invention.
図3に示すように、本発明の冷却装置3は、所定の空間306を収容する容器310を備える。放電電極としての放電針302と捕集電極としての網状電極303が容器310内に配置されている。容器310内に配置された被冷却対象物308が冷却装置3によって冷却される。
As shown in FIG. 3, the cooling device 3 of the present invention includes a
所定の容器310の内部には、風洞307、低温部分301aと高温部分301bとからなるペルチェ素子301、放電針302、網状電極303、および、絶縁性の熱伝導体309が配置されている。また、放電針302と網状電極303の間には5kVの高圧電源(図示せず)が接続されている。さらに、ペルチェ素子301には別の電源(図示せず)が接続されており、一例として、12Vの直流電圧が印加され、5Aの電流が流され、その消費電力は60Wである。ペルチェ素子301の低温部分301aが冷却され、高温部分301bが加熱されることにより、容器310の内部が冷却されるようになっており、吸熱量は40Wである。
Inside a
以上のように構成された冷却装置3の動作について説明する。まず、ペルチェ素子301を動作させると、低温部分301aが冷却されると同時に、高温部分301bが発熱し、40Wの吸熱量で冷却された空気が容器310の内部に拡散する。また、放電針302には、高温部分301bの熱の一部である10W相当の熱量が熱伝導体309を通じて供給され、放電電極の結露または氷結が抑制される。
The operation of the cooling device 3 configured as described above will be described. First, when the
図3に示すように、ペルチェ素子301の低温部分301aによる冷却機能は、容器310の内部の冷却に使用されるため、ペルチェ素子301の駆動により、容器310の内部が冷却されることができ、容器310の内部に配置された被冷却対象物308としての野菜を冷却することができる。
As shown in FIG. 3, since the cooling function by the
また、図3に示すように、ペルチェ素子301から容器310の外部へ放出される熱量は90Wである。この熱量は、ペルチェ素子301の自己発熱量60Wと、容器310の内部からの吸熱量40Wから、放電針302へ供給される熱量の10Wを差し引いた値である30Wとの合計である。
As shown in FIG. 3, the amount of heat released from the
さらに、冷却装置3において、放電針302には高電圧電源(図示せず)から電圧が印加され、網状電極303に向かって矢印Pの方向にイオン風が発生する。このため、ペルチェ素子301の低温部分301aで冷却された空気は、イオン風とともに、矢印Pの方向に、風洞307から容器310内へ均一に供給することができる。本実施形態では、ペルチェ素子301の吸熱量40Wから、放電針302の加熱に用いられる熱量10Wを差し引いた30Wが容器310内の冷却に使われ、野菜等の保存に適した冷蔵庫を提供することができる。このようにして、容器310内の空気を継続して冷却し、冷却温度を下げることができるので、食品保存などに適した冷却装置を実現することができる。
Further, in the cooling device 3, a voltage is applied to the
さらにまた、この構成において、放電針302は、ペルチェ素子301の高温部分301bから発生する熱の一部で熱せられることから、イオン風発生手段を長時間、駆動しても、メンテナンス頻度が小さく、安定した冷却が可能であった。
Furthermore, in this configuration, since the
容器310内の平均的な風速は約1cm/秒であり、容器310から自然に流入する熱量との平衡状態における温度は、−1℃に保つことができた。
The average wind speed in the
また、本条件で放電針302の温度は3℃であり、放電針302の表面に氷結や結露は生じず、安定したイオン風の送風が可能であった。
Further, under this condition, the temperature of the
(実施形態4)
本発明の実施の形態4を図4に基づいて説明する。実施の形態4は、本発明の冷却装置を冷蔵庫の冷却に使用したもう一つの例である。
(Embodiment 4)
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Embodiment 4 is another example in which the cooling device of the present invention is used for cooling a refrigerator.
図4は、本発明の冷却装置のもう一つの応用例としての冷蔵庫の構成を概略的に示す図である。 FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a refrigerator as another application example of the cooling device of the present invention.
図4に示すように、本発明の冷却装置4では、図3に示される冷却装置3の構成に、冷凍機401が付け加えられている。冷凍機401は、コンプレッサー、蒸発器、圧縮器および冷媒等からなる冷凍サイクル401cと、冷凍サイクル401cに接続され、低温部分として主に冷却のために用いられる熱交換部401aと、冷凍サイクル401cに接続され、高温部分として主に放熱のために用いられる熱交換部401bとを備えている。
As shown in FIG. 4, in the cooling device 4 of the present invention, a
以下、上記のように構成された冷凍機401を第1のヒートポンプといい、ペルチェ素子301を第2のヒートポンプという。
Hereinafter, the
以上のように構成された冷却装置4の動作について説明する。まず、第1のヒートポンプの主な機能は容器310内を冷却することであって、冷凍サイクル401cの動作によよって熱交換部401aが、たとえば、200Wの吸熱量で冷却され、容器310内の空気が同様に冷却される。また、熱交換部401bから熱が、たとえば、200Wの発熱量で容器310の外部へ放出される。
The operation of the cooling device 4 configured as described above will be described. First, the main function of the first heat pump is to cool the inside of the
一方、第2のヒートポンプを動作させると、ペルチェ素子301の低温部分301aが、40Wの吸熱量で冷却されると同時に、ペルチェ素子301の高温部分301bが発熱することによって、風洞307から容器310の内部に冷却された空気が拡散する。また、放電針302には、高温部分301bの熱の一部が熱伝導体309を通じて50Wの熱量で伝達され、放電針302の表面上での結露または氷結が抑制される。
On the other hand, when the second heat pump is operated, the
たとえば、第2のヒートポンプによる熱移動は40Wに設定されており、第2のヒートポンプの駆動により発生する熱量は60Wである。ペルチェ素子301から容器310の外部へ放出される熱量は50Wである。一方、ペルチェ素子301の冷却機能としては、容器310の内部の冷却に40Wの吸熱量が用いられるため、ペルチェ素子301の駆動により容器310の内部が冷却される。また、ベルチェ素子301の高温部分301bから熱伝導体309を通じて発熱量50Wが放電針302に供給され、放電針302を加熱するために使用される。これにより、容器310の内部は、第2のヒートポンプによって、10Wで加熱されることになる。
For example, the heat transfer by the second heat pump is set to 40 W, and the amount of heat generated by driving the second heat pump is 60 W. The amount of heat released from the
しかし、第1のヒートポンプによる冷却性能が200Wであり、第1のヒートポンプの冷却性能は40Wである。これらの冷却性能の合計240Wは、放電針302の加熱量50Wより大きいため、容器310内を冷却することができる。
However, the cooling performance of the first heat pump is 200 W, and the cooling performance of the first heat pump is 40 W. Since the total 240 W of these cooling performances is larger than the
すなわち、冷却装置4は、第1と第2のヒートポンプを含み、容器310内の空気は第1と第2のヒートポンプの低温部分401a、301aによって冷却され、第1のヒートポンプの高温部分401bに移動した熱は容器310の外へ放出され、放電針302は第2のヒートポンプの高温部分301bによって加熱されるように配置され、容器310内の空気から第1と第2のヒートポンプの低温部分401a、301aに移動する熱量240Wは、第2のヒートポンプの高温部分301bから放電針302に移動する熱量50Wよりも大きいことが好ましい。
That is, the cooling device 4 includes first and second heat pumps, and the air in the
このように構成することにより、第1と第2のヒートポンプの冷却能力が、第2のヒートポンプによる放電電極の加熱能力より大きいため、対象とする容器310内の空気を安定して冷却することができる。また、第1のヒートポンプと第2のヒートポンプを独立して駆動することができるので、環境に合わせた駆動条件を最適化することができ、無駄な電力を使用することなく、放電電極を加熱するためにヒーターを用いないことによる装置の簡略化と低消費電力化を実現することができる。
By configuring in this way, the cooling capacity of the first and second heat pumps is larger than the heating capacity of the discharge electrode by the second heat pump, so that the air in the
また、冷却装置4において、放電針302には高電圧電源(図示せず)により電圧が印加され、網状電極303に向かってイオン風が矢印Pの方向に発生する。このため、ペルチェ素子301の低温部分301aで冷却された空気を風洞307から容器310内へ均一に供給することができ、野菜等の保存に適した冷蔵庫を提供することができる。
In the cooling device 4, a voltage is applied to the
さらに、この実施の形態の冷却装置4では、単にヒーターで放電針を加熱する場合と比較して、良好な冷却性能を得ることができる。 Furthermore, in the cooling device 4 of this embodiment, better cooling performance can be obtained as compared with the case where the discharge needle is simply heated with a heater.
さらにまた、この構成において、放電針302はペルチェ素子301の高温部分301bから発生する熱の一部で熱せられることから、イオン風発生手段を長時間、駆動させてもメンテナンス頻度が小さく、安定した冷却が可能であった。
Furthermore, in this configuration, since the
容器310内の平均的な風速は約1cm/秒であり、平均温度は−10℃に保つことができた。
The average wind speed in the
また、本条件で放電針302の温度は5℃であり、放電針302の表面に氷結や結露は生じず、安定したイオン風の送風が可能であった。
Further, under this condition, the temperature of the
なお、本実施の形態において、第2のヒートポンプの発熱量の一部を必ずしも外部へ放出しなくてもよい。その場合、第1のヒートポンプの能力が大きく、本発明の上記の要件を満たすことによって、好ましい冷却性能を得ることができる。 In the present embodiment, a part of the calorific value of the second heat pump is not necessarily released to the outside. In that case, the capability of the first heat pump is large, and a preferable cooling performance can be obtained by satisfying the above requirements of the present invention.
また、本実施の形態において、容器310は必ずしも密閉した形状である必要がなく、必要に応じて開閉可能なドアを用いてもよい。
Further, in the present embodiment, the
さらに、本実施の形態は容器のみに応用が限定されるものではなく、室内の冷却に用いる空気調和機(エアコンディショナ)に応用することが可能である。その場合、室内に設置される筐体に第1と第2のヒートポンプの全体、または、その一部を配置することによって、同様の効果、すなわち室内の冷却効果を得ることができる。また、その場合、熱の外部への放出は、室外機によって行うことができる。 Furthermore, the application of this embodiment is not limited to containers only, and can be applied to an air conditioner (air conditioner) used for indoor cooling. In that case, the same effect, that is, the indoor cooling effect, can be obtained by arranging the whole or part of the first and second heat pumps in the casing installed indoors. In that case, the heat can be released to the outside by the outdoor unit.
以上の本発明の実施の形態では、冷蔵庫、空気調和機への適用を示したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、電子機器の冷却、分析装置、車体、建築物、その他あらゆる冷却対象を有する物品に適用可能である。 In the above embodiment of the present invention, application to a refrigerator and an air conditioner has been shown. However, the present invention is not limited to these, and cooling of electronic devices, analysis devices, vehicle bodies, buildings, and other various types. It can be applied to an article having a cooling target.
また、以上の本発明の実施の形態では、放電電極として針型放電電極の例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、沿面放電電極や、板状や棒状の放電電極など、熱導電性を有する電極であれば同様の効果を得ることができる。 In the embodiment of the present invention described above, an example of a needle-type discharge electrode is shown as the discharge electrode. However, the present invention is not limited to this, and the creeping discharge electrode, plate-like or rod-like discharge electrode is used. The same effect can be obtained as long as the electrode has thermal conductivity.
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。 The embodiment disclosed above should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the scope of claims, and includes all modifications and variations within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1,2,3,4:冷却装置、101a,301a:低温部分、101b,301b:高温部分、102,302:放電針、103,303:網状電極、107,307:風洞、109:放熱部、310:容器、401:冷凍機、401a,401b:熱交換部。 1, 2, 3, 4: Cooling device, 101a, 301a: low temperature part, 101b, 301b: high temperature part, 102, 302: discharge needle, 103, 303: mesh electrode, 107, 307: wind tunnel, 109: heat dissipation part, 310: container, 401: refrigerator, 401a, 401b: heat exchanger.
Claims (5)
荷電粒子を放出する放電電極と、
前記放電電極から放出された荷電粒子を捕集するために前記放電電極に対向するように配置された捕集電極とを備え、前記荷電粒子の移動により前記所定の空間における空気を送風する冷却装置であって、
前記放電電極は前記ヒートポンプの高温部分によって加熱されるように配置されているとともに、前記ヒートポンプの低温部分によって冷却された空気を前記荷電粒子の移動による送風によって送る、
冷却装置。 A heat pump that moves heat from a low temperature part to a high temperature part to cool the gas in a predetermined space;
A discharge electrode that emits charged particles;
A cooling device for collecting charged particles emitted from the discharge electrode, and for collecting air in the predetermined space by the movement of the charged particles. Because
The discharge electrode is arranged to be heated by a high temperature part of the heat pump, and air cooled by the low temperature part of the heat pump is sent by blowing by movement of the charged particles.
Cooling system.
所定の空間の気体は前記第1と第2のヒートポンプの低温部分によって冷却され、
前記第1のヒートポンプの高温部分に移動した熱は前記所定の空間と壁で隔てられた領域へ放出され、
前記放電電極は前記第2のヒートポンプの高温部分によって加熱されるように配置され、
前記所定の空間の気体から前記第1と第2のヒートポンプの低温部分に移動する熱量は、前記第2のヒートポンプの高温部分から前記放電電極に移動する熱量よりも大きい、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の冷却装置。 The heat pump includes first and second heat pumps,
The gas in the predetermined space is cooled by the low temperature part of the first and second heat pumps,
The heat transferred to the high temperature portion of the first heat pump is released to a region separated from the predetermined space by a wall,
The discharge electrode is arranged to be heated by the hot part of the second heat pump;
The amount of heat transferred from the gas in the predetermined space to the low temperature portions of the first and second heat pumps is larger than the amount of heat transferred from the high temperature portion of the second heat pump to the discharge electrode. 5. The cooling device according to any one of 4 to 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007182565A JP4750760B2 (en) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | Cooling system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007182565A JP4750760B2 (en) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | Cooling system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009019815A JP2009019815A (en) | 2009-01-29 |
JP4750760B2 true JP4750760B2 (en) | 2011-08-17 |
Family
ID=40359609
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007182565A Expired - Fee Related JP4750760B2 (en) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | Cooling system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4750760B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110094710A1 (en) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | Ventiva, Inc. | Redundant emitter electrodes in an ion wind fan |
CN111207547A (en) * | 2018-11-21 | 2020-05-29 | 博西华电器(江苏)有限公司 | Refrigerating appliance |
CN112611240B (en) * | 2020-12-10 | 2022-07-19 | 武汉大学 | Device and method for enhancing condensation heat exchange by utilizing ion wind |
CN116759678B (en) * | 2023-08-24 | 2023-12-29 | 深圳市杰成镍钴新能源科技有限公司 | Battery discharging device, cooling control method thereof and discharging mechanism |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004020007A (en) * | 2002-06-14 | 2004-01-22 | Komatsu Ltd | Electronic temperature control cabinet |
JP2004045007A (en) * | 2002-07-12 | 2004-02-12 | Toyo Living Kk | Storage |
JP2005042989A (en) * | 2003-07-23 | 2005-02-17 | Sharp Corp | Refrigerator |
JP2005061751A (en) * | 2003-08-19 | 2005-03-10 | Nissin Electric Co Ltd | Refrigerator |
JP3928648B2 (en) * | 2005-05-26 | 2007-06-13 | 松下電工株式会社 | Electrostatic atomizer |
JP4305534B2 (en) * | 2007-03-12 | 2009-07-29 | パナソニック電工株式会社 | Electrostatic atomizer |
-
2007
- 2007-07-11 JP JP2007182565A patent/JP4750760B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009019815A (en) | 2009-01-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102470724B (en) | Air conditioning system for vehicle | |
JP2002323281A (en) | Storage box utilizing thermoelectric element | |
JP2009125721A (en) | Electrostatic atomizer | |
JP4750760B2 (en) | Cooling system | |
JP2007093071A (en) | Cooling device | |
CN204739708U (en) | Semiconductor refrigeration air conditioner structure | |
JPH10197124A (en) | Electrical refrigerator | |
KR20070114097A (en) | Portable air-conditioner | |
JP7302809B2 (en) | Insulated container | |
JP3625182B2 (en) | Stirling refrigerator and Stirling refrigerator | |
KR20140121517A (en) | Outdoor unit of air conditioner and cooling apparatus | |
KR101057875B1 (en) | Automotive air conditioner and its control method | |
JP2003279222A (en) | Refrigerator | |
KR20020019787A (en) | High efficiency thermoelectric cooling and heating box for food and drink storage in a vehicle | |
CN107228434B (en) | A kind of mini air-conditioning based on semiconductor chilling plate | |
US3037358A (en) | Refrigeration apparatus | |
KR101013931B1 (en) | Air Conditioner Using Thermoelectric modules | |
US7370480B1 (en) | Solid state thermal apparatus | |
CN217763721U (en) | Heat exchange system and air conditioner | |
CN117606095A (en) | Refrigerating machine | |
CN219103474U (en) | Refrigerator controller and refrigerator | |
KR100332975B1 (en) | The automobile air conditioner equipment which uses thermoelectric semiconductor | |
KR200371265Y1 (en) | The fan of warm wind using refrigerator principle | |
KR20060096731A (en) | Rrfrigerating machine and generator of the same | |
KR20060093599A (en) | Cooling structure of a storage chamber with peltier element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090805 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101022 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101109 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110107 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110517 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110519 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4750760 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140527 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |