JPH05132987A - トイレの冷房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、水洗トイレにおいて効果的に使用
され、トイレ室内を冷房することができるようにした小
型簡易化して構成されるトイレの冷房装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】便器11の後部上方に設置される水タンク12の蓋
体13の内部に、前後に連通する冷房室19を形成するもの
で、この冷房室19内には蓋体13の水受け部14からの流水
が供給される水溜め部21を形成する。この水溜め部21の
水は、出口管22からオーバフローすることによって一定
に保たれる。そして、この水溜め部21の水中に放熱フィ
ン27が浸漬され、水面上の吸熱フィン26が設定されるよ
うにして、ペルチェ効果を利用した熱電変換ユニット25
を設定する。そして、ファン20によって発生された空気
流が熱電変換ユニット25の吸熱フィン26に接触して外部
に放出されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トイレの内部の冷暖
房が効果的に行えるようにした、特にペルチェ効果を利
用した熱電変換ユニットを使用したトイレの冷房装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】室内の冷房を行う冷房システムは、一般
に蒸気圧縮式の冷房装置によって構成される。この様な
冷房装置は、冷媒を圧縮するコンプレッサ、凝縮機等に
よって構成されているもので、装置が必然的に大型化さ
れ、したがってこの様な冷房装置をトイレ室内に配置す
ることは困難となり、さらにコンプレッサ等の騒音や振
動が多くなる問題点を有する。

【０００３】この様な問題点に対処するため、例えば実
開昭６３−１９０３７４号公報に示されるようにペルチ
ェ素子を用いて熱交換システムを構成し、この熱交換シ
ステムの吸熱フィンとの熱交換によってトイレ室内の空
気を冷却することが考えられている。

【０００４】この冷房装置にあっては、ペルチェ素子に
結合される放熱フィンを、便器内に供給する水洗用の水
を蓄える水タンク内に設定するもので、特に高温にされ
る放熱フィンの冷却を水タンク内の水によって行わせる
ようにしている。この場合、放熱フィンは水タンク内の
水面下に浸漬させるようにしているものであるが、水タ
ンク内の水位は水洗毎に低下し、さらに増加されるよう
に著しく変化される。したがって、ペルチェ素子を内蔵
する筐体等を大型に構成するか、あるいは放熱効果が悪
化されることを許容して放熱フィンを水タンク内の水面
まで延ばして構成する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、大型化した構成とすること
なく、ペルチェ効果を利用した熱交換システムを利用し
て、トイレの水洗システムを効果的に利用して、効率的
に冷房と共に必要に応じて暖房も簡単に行えるようにし
たトイレの冷房装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るトイレの
冷房装置は、水洗用の水を蓄える水タンクの蓋体に冷房
室を形成するもので、この冷房室内に所定の水位が設定
される水溜め部を形成し、この冷房室内にペルチェ効果
を利用した熱交換ユニットを設置する。この熱交換ユニ
ットは、それぞれ複数のＮ型熱電素子およびＰ型熱電素
子を交互に配置して直列接続して構成され、その各熱電
素子間を吸熱フィンおよび放熱フィンで結合するように
構成するもので、その放熱フィンは前記水溜め部の水面
下に浸漬されるようにする。そして、この水溜め部には
前記蓋体の上面の水受け部の流水が供給され、水溜め部
の所定の水位から溢れた水は、前記水タンク内に排出さ
れるようにしている。

【０００７】

【作用】この様に構成されるトイレの冷房装置にあって
は、水タンクの蓋体内の冷房室に設定される熱電変換ユ
ニットにスイッチ操作に対応して直流電源を接続するこ
とによって、この熱電変換ユニットの吸熱フィンが低温
とされ、この放熱フィン部で熱交換された冷却された空
気がトイレ室内に放出される。そして、放熱フィンは常
時水溜め部の水面下に設定されるものであるために効果
的に冷却され、効果的なトイレ内冷房が実現できる。こ
の場合、熱電変換ユニットは水タンクの蓋体内に設定さ
れ、その吸熱フィンが常に循環される水溜め部の水によ
って冷却されるものであるため、充分に小型化した状態
で熱交換も効率的に行われるようになるものであり、さ
らに熱電変換装置に供給される直流電源の極性を反転す
ることによって、暖房装置としても機能されるようにな
る。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１はその構成を示すもので、水洗用便器11
の後部の上に、水洗用水を蓄える水タンク12が設置され
ている。この水タンク12の上部開口面は、蓋体13が載置
されているもので、この蓋体13の上面には、窪みによっ
て手洗い用水受け部14が形成され、この水受け部14の上
方には水洗用蛇口15が設けられている。そして、水洗時
には水タンク12内の水が弁機構を介して便器11内に排出
され、蛇口15からあらためて水が供給されるようにな
る。

【０００９】水タンク12の内部には、オーバフロー管1
6、ボールタップ17、フロート弁18等が設けられている
もので、水洗操作によって水タンク12内の水が排出され
たときに蛇口15から水が放出され、この水が蓋体13の水
受け部14から水タンク12内に導かれるようにして水があ
らためて水タンク12内に所定の水位まで溜められる周知
の構造で構成されている。

【００１０】蓋体13には、その後方から前方に向けて開
口するダクト状の冷房室19が形成される。この冷房室19
の後方には吸気口191 が開口され、この吸気口191 部に
はファン20が設けられているもので、このファン20によ
って発生された空気流が、冷房室19を通過して前方の吹
出し口192 から吹出されるようにしている。

【００１１】冷房室19の下方には、所定の水位が設定さ
れるようにした水溜め部21が形成されるもので、この水
溜め部21の水位は水タンク12の内部に向けて開口される
出口管22の上部開口面によって規制され、この開口面よ
りオーバフローした水が水タンク12内に排出される。そ
して、水溜め部21には蓋体12の水受け部14の底部に開口
した放出管23からの水が供給されるようになっている。
ここで、この放出管23の下部開口部は水溜め部21の水面
の下に設定され、放出水によって飛沫が発生されないよ
うにする。

【００１２】冷房室19の内部には、ペルチェ効果を利用
した熱電変換ユニット25が設置される。この熱電変換ユ
ニット25は、低温状態とされる吸熱フィン26および高温
の状態とされる放熱フィン27を備えるもので、この放熱
フィン27部が水溜め部21の水面下に設定されて冷却さ
れ、吸熱フィン26がこの水溜め部21の上方の空間ダクト
部に設定されるようにする。そして、ファン20によって
発生された空気流が吸熱フィン26に接触して熱交換さ
れ、吹出し口192 から冷房空気として吹出されるように
する。

【００１３】またこの冷房室19部分には、水から遮蔽さ
れるようにして制御回路ボックス28が収納されるもの
で、詳細は図示していないがこの制御回路ボックス28内
の制御回路によってファン20が制御され、また熱電変換
ユニット25に対して印加される直流電圧が制御される。
この制御回路ボックス28には、蓋体12の前方に設けたス
イッチ29からの指令信号が供給され、また電源に接続さ
れるコード30が接続されているもので、このコード30を
介して供給される交流電圧を直流に整流する熱電変換ユ
ニット25の電源回路を備えている。

【００１４】図２および図３は熱電変換ユニット25を取
り出して示したもので、吸熱フィン26は、それぞれ導電
性で熱伝導性の良好な金属板をＵ字型に折曲して構成し
た複数の吸熱フィン単体261 、262 、…によって構成さ
れるもので、この各吸熱フィン単体261 、262 、…はそ
の両脚片部が背中合わせとされるように順次並べて設定
される。この場合、この脚片部の接合部はそれぞれ絶縁
性接着剤311 、312 、…を用いて、相互に絶縁された状
態で結合している。

【００１５】また、放熱フィン27も同じくＵ字型にした
金属板によって構成した複数の放熱フィン単体271 、27
2 、…によって構成され、各フィン単体271 、272 、…
のそれぞれ両脚片部は、相互に絶縁性接着剤321 、322
、…にて接合している。

【００１６】この様に構成される吸熱フィン26および放
熱フィン27は、各フィン単体261 、262 、…および271
、272 、…のそれぞれ両脚片の相互を結ぶ結合片部
が、所定の間隔で対向設定されるようする。

【００１７】この場合、吸熱フィン単体261 、262 、…
それぞれの位置と、放熱フィン単体271 、272 、…それ
ぞれの位置とは、フィン単体の半個分ずれて設定され、
吸熱フィン単体261 、262 、…の結合片と放熱フィン単
体271 、272 、…の結合片との間に、Ｎ型半導体によっ
て構成されたＮ型熱電素子331 、332、…、およびＰ型
半導体によって構成されたＰ型熱電素子341 、342 、…
を介在させ、図３で示されるように、各フィン単体の結
合片によって電気的に直列接続されるようにする。この
場合、Ｎ型熱電素子331 、332 、…およびＰ型熱電素子
341 、342 、…は交互に配列されるもので、各熱電素子
と各フィン単体の結合片との間は、適宜半田付けによっ
て電気的に且つ機械的に接合されるようにしている。

【００１８】ここで、この直列回路の両端部にそれぞれ
端子351 および352 を設け、この端子351 、352 に図示
しない直流電源を接続して、端子351 から端子352 に向
けてて電流を流すと、ＮＰ接合を構成するようになる吸
熱フィン単体261 、262 、…の各結合片部がペルチェ効
果によって低温となり、ＰＮ接合を構成するようになる
放熱フィン単体271 、272 、…の結合片部分が同じくペ
ルチェ効果で高温とされる。

【００１９】この様な熱電変換ユニット25の構成は、基
本的には図３で示すようになるものであるが、熱電変換
素子をより多数設置し、熱電変換量を大きくするために
は、図２で示したように複数列で構成し、Ｎ型およびＰ
型の熱電素子が交互に直列接続されるようにすればよ
い。そして、さらに熱変換効率を高めるためには、各吸
熱フィン単体261 、262 、…および放熱フィン単体271
、272 、…それぞれの両脚片の間に、それぞれコルゲ
ートフィン36を設けるようにする。

【００２０】この様に構成されるトイレの冷房装置にあ
っては、スイッチ29を操作することによって制御回路ボ
ックス28からの指令によってファン20が駆動されて、熱
電変換ユニット25の吸熱フィン26部を通過する空気流が
発生され、また同時に熱電変換ユニット25に所定の直流
電流が流される。

【００２１】したがって、熱電変換ユニット25の吸熱フ
ィン26部が低温とされると共に、放熱フィン27部分が高
温とされ、この放熱フィン27の熱は水溜め部21内の水に
放熱されるようになる。

【００２２】そして、吸熱フィン26部がより効果的に低
温とされ、この吸熱フィン26に接触して流れる空気が冷
却されて吹出し口192 から放出されて、トイレ内が効果
的に冷房されるようになる。この場合、吸熱フィン26の
低温部と放熱フィン27の高温部とは、水溜め部21の水面
によって効果的に分離されて、充分な冷風が吹出し口19
2 からトイレ内に放出される。

【００２３】ここで、図示していないが暖房切換えスイ
ッチを設け、このスイッチを操作することによって制御
回路ボックス28内で直流電源の極性を逆に切換えるよう
にすれば、吸熱フィン26部が高温となり、放熱フィン27
部が低温とされるようになるもので、このままこの装置
はトイレ内の暖房装置として機能される。

【００２４】冷房効果をより向上させるために、水溜め
部21に対する冷却水の供給手段をさらに改良することが
考えられる。例えば図４で示すように水タンク12内に設
定される手洗い水供給装置40の蛇口15に至る排水管41
に、給水配管42からのバイパス管路43を設け、このバイ
パス管路43に電磁弁44を設ける。そして、この電磁弁44
を熱電変換ユニット25に対する通電制御と連動して制御
し、冷房動作時にこの電磁弁44を開いて蛇口15から水が
吐出されるようにする。この様にすれば、水溜め部21に
常に新鮮な冷却水が供給されるようになって、放熱フィ
ン27の放熱効率が高められ、冷房効率が向上されるよう
になる。

【００２５】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係るトイレの冷
房装置によれば、水洗用の水を蓄える水タンクの蓋体部
分に冷房機能が収納できるものであり、特にペルチェ効
果を利用した熱電変換ユニットを構成する放熱フィンが
効果的に冷却され、この場合放熱フィンを特に大型に構
成する必要がない。したがって、充分小型に構成できる
ものであり、また冷房機能を充分に発揮できるように構
成できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るトイレの冷房装置を
説明するための断面構成図。

【図２】上記実施例に使用される熱電変換ユニットの例
を取り出して示す斜視図。

【図３】熱電変換ユニットの構成を側面から見た説明
図。

【図４】熱電変換ユニットの放熱効果を向上させる水回
路の改良例を説明する図。

【符号の説明】

11…便器、12…水タンク、13…蓋体、14…水受け部、15
…蛇口、19…冷房室、20…ファン、21…水溜め部、25…
熱電変換ユニット、26…吸熱フィン、27…放熱フィン、
331 、332 、…Ｎ型熱電素子、341 、342 、…Ｐ型熱電
素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 便器水洗用の水を蓄える水タンクの蓋体
   の内部に形成され、この蓋体上面に形成した水受け部か
   らの流水が供給される冷房室と、 この冷房室の下方に設定された所定の深さの水位が設定
   されるようにした水溜め部と、 それぞ複数のＮ型熱電素子およびＰ型熱電素子を交互に
   配置して直列接続すると共に、この各熱電素子の相互間
   に吸熱フィンおよび放熱フィンを介在し、この吸熱フィ
   ンは前記水溜め部の水面より上方に突設され、放熱フィ
   ンは前記水溜め部の水面下に設定されるようにして前記
   冷房室内に設定される熱交換ユニットと、 この熱交換ユニットの前記Ｎ型熱電素子およびＰ型熱電
   素子の直列回路に直流電源を選択的に印加設定するスイ
   ッチ手段と、 前記冷房室内で、前記熱電変換ユニットの前記吸熱フィ
   ン部分を通過して外部に放出させる空気流を発生する空
   気流発生手段とを具備し、 前記蓋体の水受け部の水が、前記冷房室の水溜め部に流
   入され、さらにこの水溜め部の前記水位以上になったと
   きの溢れ水は、前記水タンク内に排出されるようにした
   ことを特徴とするトイレの冷房装置。