JPH07332829A - 冷凍装置 - Google Patents
冷凍装置Info
- Publication number
- JPH07332829A JPH07332829A JP12925994A JP12925994A JPH07332829A JP H07332829 A JPH07332829 A JP H07332829A JP 12925994 A JP12925994 A JP 12925994A JP 12925994 A JP12925994 A JP 12925994A JP H07332829 A JPH07332829 A JP H07332829A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- thermoelectric device
- heat
- thermoelectric element
- temperature
- 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
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
- F25B2321/025—Removal of heat
- F25B2321/0251—Removal of heat by a gas
Landscapes
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は熱電素子を用いた冷却、冷蔵、冷凍
装置に関するものである。 【構成】 冷却されるべき容器１を冷却するために取り
付けられた熱電素子４の放熱面５側に断熱材で作られた
容器６を取り付け、この容器６を別の熱電素子９で冷却
することにより、外気−容器６−容器１の順に温度差
（温度を下げる）を作るようにして、容器１内の温度を
下げるようにする。また、冷却効率を高めるために容器
６にファン８を取り付け容器６内の流体を攪拌できるよ
うにしてある。 【効果】 本発明によれば冷却すべき容器内の温度を氷
点下まで下げることが可能となるため、冷蔵庫、冷凍
庫、製氷機などの冷却装置として用途を広げることが出
来ると同時に環境にやさしく、さらに、コンプレッサー
を用いないので雑音・騒音が小さな冷却装置を提供でき
る。
装置に関するものである。 【構成】 冷却されるべき容器１を冷却するために取り
付けられた熱電素子４の放熱面５側に断熱材で作られた
容器６を取り付け、この容器６を別の熱電素子９で冷却
することにより、外気−容器６−容器１の順に温度差
（温度を下げる）を作るようにして、容器１内の温度を
下げるようにする。また、冷却効率を高めるために容器
６にファン８を取り付け容器６内の流体を攪拌できるよ
うにしてある。 【効果】 本発明によれば冷却すべき容器内の温度を氷
点下まで下げることが可能となるため、冷蔵庫、冷凍
庫、製氷機などの冷却装置として用途を広げることが出
来ると同時に環境にやさしく、さらに、コンプレッサー
を用いないので雑音・騒音が小さな冷却装置を提供でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は氷点以下の雰囲気温度の
容器を実現するための冷凍装置に関するものである。
容器を実現するための冷凍装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】冷蔵庫や冷凍庫のような低温を維持する
ための容器、はフレオンに代表される気体を圧縮・膨張
することにより生じる冷却現象を利用することにより容
器内を冷却されている。しかしながら、フレオンを用い
た冷凍機は、冷媒であるフレオンが大気中に漏れた場
合、地球を覆うオゾン層の破壊をもたらすと同時にこれ
にともなう環境破壊などが懸念されるようになってきて
おり、その廃絶が望まれてきている。また、フレオン以
外の気体を冷媒に用いる考えも提案されているが、候補
とされている気体がアンモニアやプロパンといった毒性
や危険性を有するものがほとんどであり実用化という点
では問題があった。
ための容器、はフレオンに代表される気体を圧縮・膨張
することにより生じる冷却現象を利用することにより容
器内を冷却されている。しかしながら、フレオンを用い
た冷凍機は、冷媒であるフレオンが大気中に漏れた場
合、地球を覆うオゾン層の破壊をもたらすと同時にこれ
にともなう環境破壊などが懸念されるようになってきて
おり、その廃絶が望まれてきている。また、フレオン以
外の気体を冷媒に用いる考えも提案されているが、候補
とされている気体がアンモニアやプロパンといった毒性
や危険性を有するものがほとんどであり実用化という点
では問題があった。
【０００３】一方、気体の圧縮・膨張による冷却現象を
利用しないで物質を冷却する方法として熱電現象の一つ
であるペルチェ効果（電子冷却）を利用した冷却方法も
近年盛んに研究され、実用化されてきているが、冷却能
力という点で容易に容器内を氷点下以下の温度にするこ
とができないため、製氷機や冷凍庫への適用まで至って
おらず、小型の冷蔵庫や保冷庫としての使用にとどまっ
ていた。このためペルチェ効果を利用した冷却装置でモ
ジュールを多段にするいわゆるカスケード型モジュール
により到達温度を下げる試みもなされている。
利用しないで物質を冷却する方法として熱電現象の一つ
であるペルチェ効果（電子冷却）を利用した冷却方法も
近年盛んに研究され、実用化されてきているが、冷却能
力という点で容易に容器内を氷点下以下の温度にするこ
とができないため、製氷機や冷凍庫への適用まで至って
おらず、小型の冷蔵庫や保冷庫としての使用にとどまっ
ていた。このためペルチェ効果を利用した冷却装置でモ
ジュールを多段にするいわゆるカスケード型モジュール
により到達温度を下げる試みもなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】熱電素子を用いた冷蔵
庫や保冷庫（以下、冷却容器と呼ぶ）は外部からの熱を
遮断するために断熱材料で出来た容器からできており、
容器内部の温度を効率良く下げることと温度分布の均一
さを保つために、容器の内側の全面または一部にアルミ
ニウムなどの熱伝導の良い材料が使われており、このア
ルミニウムに熱電素子の冷却面が接続されている。ま
た、熱電素子の他方の面は冷却容器内部から奪った熱と
熱電素子に流す電流により発せられる熱を放出するため
発熱しており、この熱を放出するための放熱板やファン
が取り付けられている。しかしながら、熱電素子を冷却
素子として使用する場合、冷却の効果は、素子の性能と
素子に加える電力の他、冷却面と放熱面の温度差により
決まる。すなわち、冷却容器の外部の温度が一定で熱電
素子の放熱面の放熱能力が一定の場合、冷却面の温度、
いいかえれば冷却容器の内部の温度を下げるには限界が
生じる。現実的には冷却容器と外気の温度差はせいぜい
２０〜３０℃程度とすることが限界であり、外気温が３
０℃程度の場合、氷点以下の温度を達成できる冷却容器
を作ることは困難であった。
庫や保冷庫（以下、冷却容器と呼ぶ）は外部からの熱を
遮断するために断熱材料で出来た容器からできており、
容器内部の温度を効率良く下げることと温度分布の均一
さを保つために、容器の内側の全面または一部にアルミ
ニウムなどの熱伝導の良い材料が使われており、このア
ルミニウムに熱電素子の冷却面が接続されている。ま
た、熱電素子の他方の面は冷却容器内部から奪った熱と
熱電素子に流す電流により発せられる熱を放出するため
発熱しており、この熱を放出するための放熱板やファン
が取り付けられている。しかしながら、熱電素子を冷却
素子として使用する場合、冷却の効果は、素子の性能と
素子に加える電力の他、冷却面と放熱面の温度差により
決まる。すなわち、冷却容器の外部の温度が一定で熱電
素子の放熱面の放熱能力が一定の場合、冷却面の温度、
いいかえれば冷却容器の内部の温度を下げるには限界が
生じる。現実的には冷却容器と外気の温度差はせいぜい
２０〜３０℃程度とすることが限界であり、外気温が３
０℃程度の場合、氷点以下の温度を達成できる冷却容器
を作ることは困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、フレオ
ンなどの冷媒気体を用いず、物質の冷却ができるペルチ
ェ効果を利用した熱電素子に着目し、従来の熱電素子を
用いた冷蔵庫や保冷庫の構造を見直すことにより、冷却
したい容器内の温度を氷点以下にすることを可能にする
ことを目的とした。
ンなどの冷媒気体を用いず、物質の冷却ができるペルチ
ェ効果を利用した熱電素子に着目し、従来の熱電素子を
用いた冷蔵庫や保冷庫の構造を見直すことにより、冷却
したい容器内の温度を氷点以下にすることを可能にする
ことを目的とした。
【０００６】熱電素子を冷却装置として用いる場合、放
熱側の温度が冷却側の温度を決める大きな要素となり、
放熱側の温度が低ければ低いほど冷却側の温度を下げる
ことが出来るのである。本発明では、この点に着目し、
冷却容器に取り付けられた熱電素子の放熱面をもう一つ
の外部から断熱された容器に納めておき、この容器内を
別の熱電素子で冷却する構造とする。また、この容器内
の流体を攪拌するためのファンを設け、冷却・放熱の効
果を高めるようにした。
熱側の温度が冷却側の温度を決める大きな要素となり、
放熱側の温度が低ければ低いほど冷却側の温度を下げる
ことが出来るのである。本発明では、この点に着目し、
冷却容器に取り付けられた熱電素子の放熱面をもう一つ
の外部から断熱された容器に納めておき、この容器内を
別の熱電素子で冷却する構造とする。また、この容器内
の流体を攪拌するためのファンを設け、冷却・放熱の効
果を高めるようにした。
【０００７】
【作用】上記方法によれば、冷却容器に接続された熱電
素子により運ばれる冷却容器の内部の熱とこの熱電素子
から発せられる熱をこの熱電素子の放熱面を納めた容器
に逃がし、この熱をこの容器に取り付けられた熱電素子
により外部に放出する。すなわち、外気との温度差をこ
の容器を設けることにより二段階にすることにより、冷
却容器の温度と外気の温度差を大きくすることが出来る
のである。
素子により運ばれる冷却容器の内部の熱とこの熱電素子
から発せられる熱をこの熱電素子の放熱面を納めた容器
に逃がし、この熱をこの容器に取り付けられた熱電素子
により外部に放出する。すなわち、外気との温度差をこ
の容器を設けることにより二段階にすることにより、冷
却容器の温度と外気の温度差を大きくすることが出来る
のである。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説
明する。図１は本発明の冷凍装置の概念を示した図であ
る。冷凍容器１は断熱性材料からなる外壁２と冷凍容器
１内の冷却を効率よく、かつ均一に冷却を図るために設
けられたアルミニウム製の内壁３から構成されており、
冷凍容器１には熱電素子４が取り付けられている。この
熱電素子４の放熱面側は断熱性材料からなる容器６に納
められている。なお、熱電素子４の放熱面には放熱効果
を高めるためにアルミニウム製の放熱板５が取り付けら
れている。この容器６にも冷凍容器１と同様にアルミニ
ウム製の内壁７が設けられており、さらに容器６には内
部の流体を攪拌するためのファン８が取り付けられてい
る。この容器６には熱電素子９が取り付けられ、外部は
放熱性を高めるようにアルミニウム製の放熱板１０が取
り付けられている。
明する。図１は本発明の冷凍装置の概念を示した図であ
る。冷凍容器１は断熱性材料からなる外壁２と冷凍容器
１内の冷却を効率よく、かつ均一に冷却を図るために設
けられたアルミニウム製の内壁３から構成されており、
冷凍容器１には熱電素子４が取り付けられている。この
熱電素子４の放熱面側は断熱性材料からなる容器６に納
められている。なお、熱電素子４の放熱面には放熱効果
を高めるためにアルミニウム製の放熱板５が取り付けら
れている。この容器６にも冷凍容器１と同様にアルミニ
ウム製の内壁７が設けられており、さらに容器６には内
部の流体を攪拌するためのファン８が取り付けられてい
る。この容器６には熱電素子９が取り付けられ、外部は
放熱性を高めるようにアルミニウム製の放熱板１０が取
り付けられている。
【０００９】冷凍容器１を冷却するために熱電素子４と
ファン８を作動する。熱電素子９を作動することにより
容器６内を冷却し、熱電素子４が冷凍容器１から奪った
熱を容器６内の空気を通じて熱電素子９により排出す
る。この時、熱電素子４と熱電素子９への入力電力を調
整することにより、外気温が３０℃の場合、容器６内の
温度を１５℃になるようにしたところ、冷凍容器１内の
温度は−１０℃とすることができた。
ファン８を作動する。熱電素子９を作動することにより
容器６内を冷却し、熱電素子４が冷凍容器１から奪った
熱を容器６内の空気を通じて熱電素子９により排出す
る。この時、熱電素子４と熱電素子９への入力電力を調
整することにより、外気温が３０℃の場合、容器６内の
温度を１５℃になるようにしたところ、冷凍容器１内の
温度は−１０℃とすることができた。
【００１０】なお、冷凍容器１と熱電素子４、さらに放
熱用ファンからなり、容器６を接続せずに作製した冷却
装置では熱電素子４に３０Ｗの電力を投入した場合、外
気温が３０℃の時、容器内部の温度を５℃まで下げるこ
とができる能力を有していた。また、容器６においても
負荷がこの容器だけの場合には熱電素子９の作動（３０
Ｗ）により同様の冷却性能を示すものであった。
熱用ファンからなり、容器６を接続せずに作製した冷却
装置では熱電素子４に３０Ｗの電力を投入した場合、外
気温が３０℃の時、容器内部の温度を５℃まで下げるこ
とができる能力を有していた。また、容器６においても
負荷がこの容器だけの場合には熱電素子９の作動（３０
Ｗ）により同様の冷却性能を示すものであった。
【００１１】
【発明の効果】以上、実施例で述べたように本発明によ
れば熱電素子を用いた冷凍装置で外部と断熱された容器
内部の温度を氷点下の温度にすることができる。すなわ
ち、フレオンを用いない冷蔵庫、冷凍庫、製氷庫などの
冷却装置を提供することができる。また、熱電素子を用
いた冷却装置では、フレオンを冷媒として用いる冷却装
置と異なりコンプレッサーを用いていないので騒音も小
さくすることができる。
れば熱電素子を用いた冷凍装置で外部と断熱された容器
内部の温度を氷点下の温度にすることができる。すなわ
ち、フレオンを用いない冷蔵庫、冷凍庫、製氷庫などの
冷却装置を提供することができる。また、熱電素子を用
いた冷却装置では、フレオンを冷媒として用いる冷却装
置と異なりコンプレッサーを用いていないので騒音も小
さくすることができる。
【図１】実施例で用いた本発明の冷凍装置の概略を示す
図である。
図である。
１ 冷凍容器 ２ 外壁 ３ アルミニウム製の内壁 ４ 熱電素子 ５ 放熱板 ６ 容器 ７ アルミニウム製の内壁 ８ ファン ９ 熱電素子 １０ 放熱板
Claims (2)
- 【請求項１】 熱電素子を利用した冷凍装置において、
熱電素子により冷凍される容器と、前記熱電素子から発
せられる熱を受け入れる容器と、前記熱を受け入れる容
器を冷却する熱電素子から構成されることを特徴とする
冷凍装置。 - 【請求項２】 冷凍される容器に接続された熱電素子か
ら発せられる熱を受入れる容器内に、該容器内部の流体
を攪拌するためのファンを設けたことを特徴とする請求
項１記載の冷凍装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12925994A JPH07332829A (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12925994A JPH07332829A (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 冷凍装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07332829A true JPH07332829A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=15005149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12925994A Pending JPH07332829A (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 冷凍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07332829A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020080104A (ko) * | 2001-04-11 | 2002-10-23 | 주식회사 티이솔루션 | 열전반도체를 사용하는 냉각장치 |
| EP1253387A1 (en) * | 2001-04-24 | 2002-10-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Storage box |
| JP2007177791A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Korea Mach Res Inst | 側流方式ｌｐｇ用外装型ポンプ |
| KR101496684B1 (ko) * | 2013-06-13 | 2015-03-03 | 금오공과대학교 산학협력단 | 열전소자와 ｐｃｍ을 이용한 냉방장치 |
| DE102015006559A1 (de) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | Liebherr-Hausgeräte Lienz Gmbh | Wärmeisoliertes Behältnis |
| EP3839380A1 (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-23 | B/E Aerospace, Inc. | Flatpack thermoelectric air chiller with pre-cooling cycle |
-
1994
- 1994-06-10 JP JP12925994A patent/JPH07332829A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020080104A (ko) * | 2001-04-11 | 2002-10-23 | 주식회사 티이솔루션 | 열전반도체를 사용하는 냉각장치 |
| EP1253387A1 (en) * | 2001-04-24 | 2002-10-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Storage box |
| JP2007177791A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Korea Mach Res Inst | 側流方式ｌｐｇ用外装型ポンプ |
| KR101496684B1 (ko) * | 2013-06-13 | 2015-03-03 | 금오공과대학교 산학협력단 | 열전소자와 ｐｃｍ을 이용한 냉방장치 |
| DE102015006559A1 (de) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | Liebherr-Hausgeräte Lienz Gmbh | Wärmeisoliertes Behältnis |
| EP3839380A1 (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-23 | B/E Aerospace, Inc. | Flatpack thermoelectric air chiller with pre-cooling cycle |
| US11502021B2 (en) | 2019-12-16 | 2022-11-15 | B/E Aerospace, Inc. | Flatpack thermoelectric air chiller with pre-cooling cycle |
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