JPH06159705A - 空調機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、フィン全体を冷却（あるいは
発熱）して、熱電変換素子の熱を効率よくフィン全体に
伝達させられる空調機を提供することである。 【構成】ペルチェ素子１の第１熱変換面１ａに熱交換室
１１を熱的に接触させ、熱交換室１１内の流体をパイプ
１２内に循環させる。パイプ１２は、ダクト１５内のフ
ィン１４とパイプ１２との接触面積が多くなるよう、フ
ィン１４の端部で屈曲して複数箇所でフィン１４を貫通
している。また、ダクト１５内にはファン１６が配設さ
れ、ファン１６の回転によりフィン１４と熱交換した空
気が送風口１８より吐出されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ペルチェ素子等の熱電
変換素子を用いた空調機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ペルチェ素子等の熱電変換素
子を用いた空調機が考案されている。

【０００３】例えば、実開昭６３−１９０３７４号公報
に開示される冷房装置では、ペルチェ素子の吸熱面に直
接フィンを突設してダクト内に露出させ、フィンの冷却
とともに冷やされたダクト内の空気をファンで外部に送
り出して、室内を冷却するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ペルチェ素子は面状吸
熱体であるため、このようにフィンを突設してダクト内
の空気流を冷却する必要があるが、実際には、ペルチェ
素子と接触するフィンの根本の部分が強く冷却されるだ
けで、フィンの先端の部分まで同じように冷却できない
ため、ダクト内の空気流を効率よく冷やすことができな
い。

【０００５】本発明は上記した問題点に鑑みて発明され
たものであり、フィン全体を冷却（あるいは加熱）し
て、熱電変換素子の熱を効率よくフィン全体に伝達させ
ることを技術的課題とする。

【０００６】

【発明の構成】

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた技術的解決手段は、第１熱変換面と第２熱変換
面を有する熱電変換素子と、前記第１熱変換面と熱交換
して大気中に熱交換した空気を吐出する第１熱交換手段
と、前記第２熱変換面と熱交換する第２熱交換手段を備
える空調機において、前記第１熱交換手段は、ダクト
と、該ダクトに形成される送風口と、前記ダクトに配設
されるファンと、前記ダクトに配設され前記ダクト内を
流れる空気流と平行に配設される複数枚のフィンと、該
フィンを貫通し該フィンと熱的に接触する複数本の熱伝
導パイプと、該熱伝導パイプに連通するとともに前記第
１熱変換面と熱的に接触する熱交換室と、前記熱伝導パ
イプと前記熱交換室の間を循環する流体と、該流体を循
環させるポンプ手段を備えたことを特徴とする空調機で
ある。

【０００８】

【作用】上記手段は次のように作用する。即ち、熱電変
換素子の第１熱変換面の熱は、まず熱交換室内の流体と
熱交換される。流体はポンプ手段によって熱伝導パイプ
内へ運ばれ、熱伝導パイプを介してフィンと熱交換を行
う。熱伝導パイプはフィンに対して複数本貫通している
ため、フィンと熱伝導パイプとの熱的な接触部分が多
く、フィン全体が熱伝導パイプ内の流体と効率よく熱交
換される。

【０００９】

【実施例】本発明の第１実施例を図１に基づいて説明す
る。本実施例の空調機Ａは、第１熱変換面１ａと第２熱
変換面１ｂを有するペルチェ素子１を用いて空調を行う
ものであり、第１、２熱変換面１ａ、１ｂのうち、いず
れか一方が吸熱面、他方が放熱面として作用するように
なっているが、ペルチェ素子１に供給される電流の向き
によって作用する面が変化する。そして、第１熱変換面
１ａ、第２熱変換面１ｂには、それぞれ第１熱交換装置
１０、第２熱交換装置２０が配設されている。

【００１０】はじめに、第１熱交換装置１０について説
明する。第１熱交換装置１０は、ペルチェ素子１の第１
熱変換面１ａと熱的に接触する熱変換室１１を備えてお
り、熱変換室１１の流入口１１ａ、流出口１１ｂには、
パイプ１２の端部が接続されている。パイプ１２は、熱
変換室１１の流出口１１ｂより延在して、後述するダク
ト１５内のフィン１４を貫通し、再び熱変換室１１の流
入口１１ａに接続されるようになっている。パイプ１２
及び熱変換室１１内には第１熱変換面１ａと熱交換する
流体が注入されており、パイプ１２に配設されたポンプ
１３によって、第１熱変換面１ａと熱交換した後、パイ
プ１２内を循環して再び熱交換室１１に戻るようになっ
ている。

【００１１】ダクト１５内には、駆動モータ１７により
作動するファン１６が配設されており、ファン１６の下
流側には複数枚のフィン１４が空気流と平行に配設され
ている。また、ダクト１５の端部には送風口１８が開口
し、ファン１６の回転とともに発生した空気流を大気に
排出するようになっている。

【００１２】パイプ１２は、ダクト１５内では、フィン
１４を貫通してフィン１４と熱的に接触する４本の熱伝
導パイプ１２ａと、フィン１４の端部で隣合う熱伝導パ
イプ１２ａを連結するＵ字型パイプ１２ｂより構成され
ている。熱伝導パイプ１２ａはフィン１４に略等間隔で
配設されており、熱伝導パイプ１２ａを流れる流体の熱
が、フィン１４全体と効率よく熱交換されるようになっ
ている。

【００１３】尚、本実施例では、熱伝導パイプ１２ａを
Ｕ字型パイプ１２ｂにより連結し、一本の連続した流路
としたが、Ｕ字型パイプ１２ｂを用いずに、熱変換室１
１の流出口１１ｂより流出された流体を複数の熱伝導パ
イプ１２ａの一端側に同時に供給し、他端側より排出さ
れた流体をまとめて熱変換室１１の流入口１１ａに戻す
ようにすることも可能である。

【００１４】また、第２熱交換装置２０については、ポ
ンプを用いて流水をあてる等、従来と同様の手段を適用
することができるため、ここでは説明を省略する。

【００１５】次に本実施例の作用を、第１熱変換面１ａ
が吸熱面として、第２熱変換面１ｂが発熱面として作用
する場合を例にとって説明する。ペルチェ素子１に電流
が流れると、第１熱変換面１ａが吸熱面として作用し、
熱交換室１１内の流体を冷却する。ポンプ１３はペルチ
ェ素子１への通電と同時に作動し、熱交換室１１内の流
体を吸引してパイプ１２内に送る。パイプ１２内の流体
は、ダクト１５内でフィン１４と熱的に接触してフィン
１４を冷却し、フィン１４はファン１６の回転によりダ
クト１５内の空気流と熱交換を行う。従って、送風口１
８からは、冷却された空気流が吐出され、室内の冷房が
行われる。一方、ペルチェ素子１の第２熱変換面１ｂも
第２熱交換装置２０によって熱交換され、第１熱変換面
１ａの冷却が効率よく行われるようになっている。

【００１６】本実施例では、複数本の熱伝導パイプ１２
ａがフィン１４を貫通しているため、フィン１４と熱伝
導パイプ１２ａとの接触部分が多い。従って、フィン１
４の全体を同時に熱交換することが可能となる。また、
フィン１４の全体を短時間で冷却あるいは加温できるた
め、ペルチェ素子１に通電を初めてから冷風あるいは温
風が吐出されるまでの時間を短縮できる。さらに、フィ
ン１４とペルチェ素子１との間をパイプ１２で連結した
ため、パイプ１２の長さを調節することでペルチェ素子
とフィン１４との間の距離を自由に設定できる。

【００１７】次に、本発明の第２実施例を図２に基づい
て説明する。第２実施例は、本発明の空調機をトイレの
便座装置に配設したものである。

【００１８】図２は便座装置Ｂの配設された便器４１の
側面図を示す。便座装置Ｂは、人体局部を洗浄する洗浄
ユニット、温風を吐出する温風乾燥ユニット、便座５２
を暖房する暖房便座ユニット（ともに図示せず）等を内
蔵するものであり、そのケーシング５０は便器５１の後
方上面に固定されている。空調機は、ケーシング５０の
側方に配設されており、第１実施例と同様にペルチェ素
子２１の第１熱変換面２１ａ、第２熱変換面２１ｂとそ
れぞれ熱交換を行う第１熱変換装置３０、第２熱変換装
置４０を備えている。

【００１９】まず、第１熱交換装置３０について説明す
る。空調機は、ケーシング５０内のベースプレート２３
で仕切られた上方の空間をダクト３５として使用してい
る。

【００２０】ダクト３５内には、フィン３４とモータ３
７により作動するファン３６が配設されており、ファン
３６はフィン３４によって熱交換された空気を吸引し
て、ダクト３５の端部に形成された送風口３８より吐出
するようになっている。

【００２１】フィン３４を貫通するパイプ３２について
は、第１実施例のパイプ１２と略同一の構成で、フィン
３４を貫通する熱伝導パイプ３２ａと該熱伝導パイプ３
２ａを連結するＵ字型パイプ３２ｂを有しており、パイ
プ３２はペルチェ素子２１の第１熱変換面２１ａと熱的
に接触する熱交換室３１と連通している。また、パイプ
３２と熱交換室３１内の流体は、パイプ３２に配設され
たポンプ３３によってパイプ３２と熱交換室３１を循環
するようになっている。

【００２２】次に、ペルチェ素子２１の第２熱変換面２
１ｂと熱交換する第２熱交換装置４０について説明す
る。便器５１の後方の水タンク５５には水道水を供給す
る導水パイプ４７が結合されているが、この導水パイプ
４７には分岐栓４８を介して供給パイプ４６の一端が接
続されている。そして、供給パイプ４６の他端はペルチ
ェ素子２１の第２熱変換面２１ｂに略垂直に対向して配
設され、供給パイプ４６に配設された電磁弁４９が開く
と、第２熱変換面２１ｂに対して水道水を噴出するよう
になっている。水道水は第２熱変換面２１ｂと熱交換し
た後、排出パイプ４５を通って便器５１内に排出され
る。

【００２３】尚、装置本体４０には、空調機を作動させ
る操作パネル５３が設けられており、操作パネル５３に
は空調機をオン・オフさせるスイッチ５４の他、ペルチ
ェ素子２１への電流の流れる方向を切り換えて送風口３
８より吐出される風を温風あるいは冷風に切換える切換
スイッチ（図示せず）や、吐出される風量を調節する風
量調節スイッチ（図示せず）が配設されている。また、
制御装置５６は、これらのスイッチからの指示を受ける
と、モータ３７、ポンプ３３、電磁弁４９に信号を出力
して作動させるようになっている。

【００２４】次に、第２実施例の作用について、第１熱
変換面２１ａが吸熱面として、第２熱変換面２１ｂが発
熱面として作用する場合を例にとって説明する。使用者
がスイッチ５４を入れると、第１実施例と同様に、ペル
チェ素子２１に通電が行われ、第１熱変換面２１ａは熱
交換室３１内の流体を冷却させ、流体はパイプ３２を通
ってフィン３４を冷却する。そして、フィン３４と熱交
換を行った空気はファン３６によって送風口３８より吐
出され、トイレ室内の冷房が行われる。また、ペルチェ
素子２１への通電とともに電磁弁４９も開弁し、第２熱
変換面２１ｂに向かって水道水を吐出させる。このた
め、第２熱変換面２１ｂより発熱した熱は水道水によっ
て奪われ、熱交換が行われる。

【００２５】第２実施例では、空調機をトイレの便座装
置Ｂ内に配設してトイレの空調を行う例を示したが、本
発明の空調機はトイレに限らず、一般の室内にも適用す
ることができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、フィンを複数のパイプ
が貫通しているため、フィンとパイプとの接触部分が多
い。従って、フィンの全体を同時に熱交換することが可
能となる。また、フィンの全体を短時間で冷却あるいは
加温できるため、ペルチェ素子に通電を初めてから冷風
あるいは温風が吐出されるまでの時間を短縮できる。さ
らに、フィンと熱電変換素子との間をパイプで連結した
ため、パイプの長さを調節することで熱電変換素子とフ
ィンとの間の距離を自由に設定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の空調機を示す。

【図２】本発明の第２実施例を示し、空調機を配設した
便座装置の側面図を示す。

【符号の説明】

Ａ・・空調機、１・・ペルチェ素子、１ａ・・第１熱変
換面、１ｂ・・第２熱変換面、１０・・第１熱変換装
置、１１・・熱交換室、１２・・パイプ、１２ａ・・熱
伝導パイプ、１２ｂ・・Ｕ字型パイプ、１３・・ポン
プ、１４・・フィン、１５・・ダクト、１６・・ファ
ン、１７・・モータ、１８・・送風口、２０第２熱変換
装置。Ｂ・・便座装置、２１・・ペルチェ素子、２１ａ
・・第１熱変換面、２１ｂ・・第２熱変換面、３０・・
第１熱変換装置、３１・・熱交換室、３２・・パイプ、
３２ａ・・熱伝導パイプ、３２ｂ・・Ｕ字型パイプ、３
３・・ポンプ、３４・・フィン、３５・・ダクト、３６
・・ファン、３７・・モータ、３８・・送風口、４０・
・第２熱変換装置、４５・・排出パイプ、４６・・供給
パイプ、４９・・電磁弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１熱変換面と第２熱変換面を有する熱
   電変換素子と、前記第１熱変換面と熱交換して大気中に
   熱交換した空気を吐出する第１熱交換手段と、前記第２
   熱変換面と熱交換する第２熱交換手段を備える空調機に
   おいて、 前記第１熱交換手段は、ダクトと、該ダクトに形成され
   る送風口と、前記ダクトに配設されるファンと、前記ダ
   クトに配設され前記ダクト内を流れる空気流と平行に配
   設される複数枚のフィンと、該フィンを貫通し該フィン
   と熱的に接触する複数本の熱伝導パイプと、該熱伝導パ
   イプに連通するとともに前記第１熱変換面と熱的に接触
   する熱交換室と、前記熱伝導パイプと前記熱交換室の間
   を循環する流体と、該流体を循環させるポンプ手段を備
   えたことを特徴とする空調機。