JPH0829009A - Thermo-cooling device - Google Patents

Thermo-cooling device

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Publication number
JPH0829009A
JPH0829009A JP17980894A JP17980894A JPH0829009A JP H0829009 A JPH0829009 A JP H0829009A JP 17980894 A JP17980894 A JP 17980894A JP 17980894 A JP17980894 A JP 17980894A JP H0829009 A JPH0829009 A JP H0829009A
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JP
Japan
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thermal battery
radiator
cooling
cooling chamber
temperature
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Pending
Application number
JP17980894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ibuanobuitsuchi Anateichiyuku Rukiyan
イヴァノヴィッチ アナティチュク ルキャン
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THERMO ELECTRIC DEIBEROTSUPUME
THERMO ELECTRIC DEIBEROTSUPUMENTO KK
Original Assignee
THERMO ELECTRIC DEIBEROTSUPUME
THERMO ELECTRIC DEIBEROTSUPUMENTO KK
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Publication date
Application filed by THERMO ELECTRIC DEIBEROTSUPUME, THERMO ELECTRIC DEIBEROTSUPUMENTO KK filed Critical THERMO ELECTRIC DEIBEROTSUPUME
Priority to JP17980894A priority Critical patent/JPH0829009A/en
Publication of JPH0829009A publication Critical patent/JPH0829009A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/025Removal of heat
    • F25B2321/0251Removal of heat by a gas

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance the economical efficiency of a thermo-cooling device by providing a new functional unit on feeder control members for a thermobattery in order to place the thermobattery of the thermo-cooling device in a mode of a maximum working efficiency. CONSTITUTION:A thermo-cooling device comprises at least one internal radiator 6 provided in a cooling chamber 3 which contains a cooling body, a device for conveying heat to a cold junction portion of the thermobattery 1 from the internal radiator 6, at least one external radiator 7 provided outside the cooling chamber 3, a device for conveying heat to the external radiator 7 from a hot junction portion of the thermobattery 1, a temperature sensor provided on a low temperature side 4 and a high temperature side 5 of the thermobattery 1 to be connected to feeder control members for the thermobattery, at least one fan provided with an electric motor 10 which is mounted to one of the radiators, and a cooling chamber heat-insulating body 14. Supply current fed to the thermobattery 1 is changed by signals from the temperature sensor.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は熱電冷却装置、より詳
細に述べると、ペルチエ効果を利用する熱電冷却装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoelectric cooling device, and more particularly to a thermoelectric cooling device utilizing the Peltier effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】ペルチエ効果を利用する熱電冷却装置は
日常生活、取引関係、計測器工業、エレクトローニック
ス、コンピューターその他の分野において種々のものを
冷却するのに応用することができる。
2. Description of the Related Art Thermoelectric coolers utilizing the Peltier effect can be applied to cool various things in daily life, business relations, measuring instrument industry, electronics, computers and other fields.

【0003】熱電池、すなわちサーモ・モジュールと、
熱電池への供給電流を制御する部材と、熱電池の熱接合
部から熱を伝達する装置と、熱電池の冷接合部から熱を
伝達する装置とから成る熱電冷却装置は周知である。こ
れらの装置は国際公開WO88/02836号,WO9
2/13243号,WO84/01816号,WO89
/06335号,WO90/00708号,WO90/
02301号,WO91/11666号,アメリカ特許
第4782664号、アメリカ特許第4764193号
公報に記載されている。
A thermal battery or thermo module,
A thermoelectric cooling device including a member that controls a supply current to a thermal battery, a device that transfers heat from a thermal junction of the thermal battery, and a device that transfers heat from a cold junction of the thermal battery is well known. These devices are disclosed in WO88 / 02836 and WO9.
2/13243, WO84 / 01816, WO89
/ 06335, WO90 / 00708, WO90 /
02301, WO91 / 11666, US Pat. No. 4,782,664, and US Pat. No. 4,764,193.

【0004】国際公開WO81/01739号に記載さ
れている電子冷熱装置はこの発明の熱電冷却装置に最も
類似している。その公報に記載の装置は熱電池に供給す
る電流を制御するスイッチと、熱電池の作動を増強する
ファンとを備えている。このスイッチは熱電池の熱接合
部と冷接合部についての温度にしたがって熱電池を並列
あるいは直列に接続して、冷却装置の経済効率を高める
ものである。冷却装置の経済的な効率を高める最大のモ
ードは、熱電池への供給電流Iが
The electronic cooling device described in WO 81/01739 is most similar to the thermoelectric cooling device of the present invention. The device described in that publication includes a switch that controls the current supplied to the thermal battery and a fan that enhances the operation of the thermal battery. This switch connects the thermal cells in parallel or in series according to the temperature of the hot junction and the cold junction of the thermal cell to increase the economic efficiency of the cooling device. The maximum mode that enhances the economical efficiency of the cooling device is the supply current I to the thermal battery.

【0005】[0005]

【数1】 のときであることは周知である。[Equation 1] It is well known that this is the case.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、周知の
熱電冷却装置には、このモードを持続する手段を備えた
ものが全く無い。一般に、周知の熱電冷却装置への供給
電流は前記式に一致するものでなく、それが冷却装置の
有用性を損なっていたのである。
However, none of the known thermoelectric cooling devices are provided with means for maintaining this mode. In general, the supply current to known thermoelectric coolers did not match the above equation, which impaired the usefulness of the cooler.

【0007】この発明の目的は熱電冷却装置の熱電池を
最大の作動効率のモードとするために、熱電池の給電制
御部材に新規な機能ユニットを設けて、熱電冷却装置の
経済的効率を高めることにある。
An object of the present invention is to provide a new functional unit in the power supply control member of the thermoelectric battery in order to put the thermoelectric battery of the thermoelectric cooling device into the mode of maximum operating efficiency, thereby enhancing the economical efficiency of the thermoelectric cooling device. Especially.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、この発明の熱電冷却装置は冷却すべきものを収容す
る冷却室と、前記冷却室の内部に配置する少なくとも1
台の内部ラジエータと、前記内部ラジエータから熱電池
の冷接合部に熱を伝達する装置と、前記冷却室の外部に
配置する少なくとも1台の外部ラジエータと、前記熱電
池の熱接合部から前記外部ラジエータに熱を伝達する装
置と、前記熱電池の給電を制御する部材と、前記熱電池
の冷接合部と熱接合部とに配置し、熱電池への給電を制
御する部材に接続した温度センサと、前記給電制御部材
を前記温度センサからの信号によって前記熱電池への給
電を変更するものとしたことと、前記ラジエータの一方
に取り付けた電動機を備える少なくとも1台のファン
と、前記冷却室に設けた断熱体とから成り、前記給電制
御部材は、熱電池への供給電流を前記熱電池の熱接合部
および冷接合部のあらゆる温度において常に最大の作動
効率のモードにする機能ユニットを具備する。
In order to achieve this object, the thermoelectric cooling device of the present invention has a cooling chamber for containing what is to be cooled, and at least one disposed inside the cooling chamber.
An internal radiator of the pedestal, a device for transferring heat from the internal radiator to a cold junction of the thermal battery, at least one external radiator arranged outside the cooling chamber, and a thermal junction of the thermal battery to the external A device for transmitting heat to a radiator, a member for controlling power supply to the thermal battery, and a temperature sensor connected to a member for controlling power supply to the thermal battery, which is arranged at a cold joint and a thermal joint of the thermal battery. The power supply control member is configured to change the power supply to the thermal battery according to a signal from the temperature sensor, and at least one fan including an electric motor attached to one of the radiators, and the cooling chamber. And a heat insulator provided, wherein the power feeding control member always causes the supply current to the thermal battery to be in a mode of maximum operating efficiency at all temperatures of the thermal junction and the cold junction of the thermal battery. It comprises a function unit.

【0009】この発明の熱電冷却装置は、複数の開口を
備えた断熱体を有する内部ラジエータを備え、これらの
開口を介してラジエータと冷却室内の空気との熱交換を
行うようにしてある。
The thermoelectric cooling device of the present invention is provided with an internal radiator having a heat insulating body having a plurality of openings, and heat is exchanged between the radiator and the air in the cooling chamber through these openings.

【0010】この発明の熱電冷却装置においては、前記
断熱体の開口の数と、その開口の大きさとを、ラジエー
タに取り付けたファンの運転時におけるラジエータと冷
却室内空気との間の熱伝達係数がファンの運転停止時の
熱伝達係数の2倍になるように選定する。
In the thermoelectric cooling device of the present invention, the number of openings of the heat insulator and the size of the openings are determined by the coefficient of heat transfer between the radiator and the air in the cooling room during the operation of the fan attached to the radiator. It should be selected so that it is twice the heat transfer coefficient when the fan is stopped.

【0011】この発明の実施態様においては、前記給電
制御部材が、冷却室内温度が指定冷却温度に達したとき
に、熱電池をオフに切り替える付加機能ユニットを具備
し、ラジエータ中の1台から熱電池の接合部へ熱を伝達
する装置を液体を満たした閉循環ループと、このループ
に液体を循環させるポンプとにしてあり、ラジエータと
熱電池の接合部との間に熱交換器を設け、さらに熱電冷
却装置には冷却室内温度が指定冷却温度に等しいときに
前記ポンプをオフに切り替える部材が設けてあり、電動
機によって1台のファンと少なくとも1台のポンプとを
作動し、しかも冷却室内温度が指定冷却温度に等しいと
きにこのポンプをオフにし、前記ファンと前記ポンプと
を前記電動機によって駆動される共通軸に組立てある。
In the embodiment of the present invention, the power supply control member is provided with an additional function unit for switching off the thermal battery when the temperature in the cooling chamber reaches the specified cooling temperature, and heat is supplied from one of the radiators. The device that transfers heat to the junction of the battery is a closed circulation loop filled with liquid and a pump that circulates the liquid in this loop, and a heat exchanger is provided between the radiator and the junction of the thermal battery, Further, the thermoelectric cooling device is provided with a member for switching off the pump when the temperature in the cooling chamber is equal to the specified cooling temperature, and operates one fan and at least one pump by the electric motor, and further, Is turned off when is equal to the specified cooling temperature and the fan and pump are assembled on a common shaft driven by the electric motor.

【0012】さらに、この発明の熱電冷却装置の実施態
様においては、熱電冷却装置は最低2つの熱電池、すな
わち主熱電池と少なくとも1個の第二の熱電池とを具備
し、その第二の熱電池の熱接合部と冷接合部とはその高
温側と冷温側とに配してあり、冷却室内に配した内部ラ
ジエータ、冷却室外に配した外部ラジエータ、内部ラジ
エータから第二の熱電池の冷接合部へ熱を伝達する装
置、第二の熱電池の熱接合部からラジエータへ熱を伝達
する装置、第二の熱電池の冷温側と高温側とに設けた温
度センサ、および第二の熱電池を流れる供給電流を制御
する部材とから成っている。
Furthermore, in an embodiment of the thermoelectric cooling device of the present invention, the thermoelectric cooling device comprises at least two thermal cells, namely a main thermal cell and at least one second thermal cell, the second of which The hot junction and cold junction of the thermal battery are arranged on the high temperature side and the cold temperature side, and an internal radiator arranged inside the cooling chamber, an external radiator arranged outside the cooling chamber, and an internal radiator from the second thermal battery Device for transferring heat to the cold junction, device for transferring heat from the thermal junction of the second thermal battery to the radiator, temperature sensor provided on the cold side and high temperature side of the second thermal battery, and the second And a member for controlling the supply current flowing through the thermal battery.

【0013】この発明の別の実施態様においては、最低
20%の正確さにおいて指定された冷却温度にするため
の第二の熱電池の冷却能力を冷却室の断熱体を経て冷却
室に送り込まれる熱量に等しくするものであって、主熱
電池の給電制御部材は冷却室内温度が指定冷却温度に等
しいときにこの主熱電池をオフにする機能ユニットと、
少なくとも1台のファンと、1台のラジエータと、1台
の液体循環ループと、1台の熱交換器および1台のポン
プとから成る少なくとも1台の別個の装置が前記冷却装
置の冷却室内に配置してある。
In another embodiment of the invention, the cooling capacity of the second thermal cell for bringing the specified cooling temperature to a minimum of 20% accuracy is fed into the cooling chamber via the insulation of the cooling chamber. A function unit for turning off the main thermal battery when the temperature inside the cooling chamber is equal to the specified cooling temperature, and the power supply control member for equalizing the amount of heat,
At least one separate device consisting of at least one fan, one radiator, one liquid circulation loop, one heat exchanger and one pump is provided in the cooling chamber of the cooling device. It is arranged.

【0014】この発明によれば、給電制御部材に組み込
まれた機能ユニットが熱電池の電流をこの熱電池の熱接
合部と冷接合部における温度に従って、冷却装置のあら
ゆる作動モードに対して、その最大の作動係数の電流と
なるように調整するために、この機能ユニットはこの熱
電冷却装置の冷却性能を一段と高めるものである。な
お、あらゆる冷却装置の作動係数は冷却物体によって除
かれる熱量と印加される電力との比に等しいということ
は周知である。したがって、この機能ユニットは最小限
度の消費エネルギーで冷却物体から所定の熱量を除去す
るのである。
According to the present invention, the functional unit incorporated in the power supply control member controls the current of the thermal battery according to the temperature at the hot junction and the cold junction of the thermal battery for all operating modes of the cooling device. The functional unit further enhances the cooling performance of the thermoelectric cooling device in order to adjust the current to the maximum coefficient of operation. It is well known that the coefficient of operation of any cooling device is equal to the ratio of the amount of heat removed by the cooling object to the power applied. Therefore, this functional unit removes a certain amount of heat from the cooling object with a minimum of energy consumption.

【0015】この発明の熱電冷却装置は若干の付加装置
によって、その性能が一段と向上されるのである。その
付加装置とは、冷却室内温度が指定冷却温度に等しいと
きに熱電池をオフに切り替える機能ユニットと、ラジエ
ータ中の1台から熱電池の接合部に熱を伝達する液体を
満たした閉循環ループの形式の熱伝達装置と、この閉循
環ループに液体を循環させるポンプと、冷却室内温度が
指定冷却温度に等しいときにポンプをオフに切り替える
スイッチ装置と、冷却室内温度が指定冷却温度に等しい
ときに少なくとも1台のファンをオフに切り替えるスイ
ッチ装置と、少なくとも1台のファンと少なくとも1台
のポンプとを駆動する少なくとも1台の電動機と、1台
のファンと少なくとも1台のポンプとが取り付けてある
1本の共通軸と、若干の第二の熱電池と、冷却室内に配
置した内部ラジエータと、冷却室外に配置した外部ラジ
エータと、第二の熱電池の冷接合部から内部ラジエータ
に熱を伝達する装置と、前記第二の熱電池の熱接合部か
らラジエータに熱を伝達する装置と、前記第二の熱電池
の高温側と低温側とに設けた温度センサと、第二の熱電
池を流れる供給電流を制御する装置とから成っている。
The performance of the thermoelectric cooling device of the present invention is further improved by a few additional devices. The additional device is a functional unit that switches off the thermal battery when the temperature inside the cooling chamber is equal to the specified cooling temperature, and a closed circulation loop filled with liquid that transfers heat from one of the radiators to the junction of the thermal battery. Type heat transfer device, a pump that circulates liquid in this closed circulation loop, a switch device that turns off the pump when the temperature inside the cooling chamber is equal to the specified cooling temperature, and a temperature when the temperature inside the cooling chamber is equal to the specified cooling temperature. A switch device for switching off at least one fan, at least one electric motor for driving at least one fan and at least one pump, one fan and at least one pump, A common shaft, some second thermal battery, an internal radiator arranged inside the cooling chamber, an external radiator arranged outside the cooling chamber, A device for transferring heat from the cold junction of the thermal battery to the internal radiator, a device for transferring heat from the thermal junction of the second thermal battery to the radiator, and a high temperature side and a low temperature side of the second thermal battery. And a device for controlling the supply current flowing through the second thermal battery.

【0016】これらの追加装置は熱電冷却装置の冷却室
内温度が指定冷却温度に達したときに、冷却装置のそれ
ぞれの装置をオフに切り替えることにより、前記熱電冷
却装置の作動を一段と幅広く制御させ、最も経済的なモ
ードに維持し、またファンと液体循環ループとを利用し
て積極的な熱交換を行うことにより、熱交換時に熱電池
に生ずる熱損失を軽減するものである。
When the temperature inside the cooling chamber of the thermoelectric cooling device reaches the specified cooling temperature, these additional devices switch off the respective devices of the cooling device to control the operation of the thermoelectric cooling device in a wider range. By maintaining the most economical mode and using the fan and the liquid circulation loop for positive heat exchange, the heat loss generated in the thermal battery during heat exchange is reduced.

【0017】[0017]

【実施例】この発明による熱電冷却装置は種々の態様と
してこれを実施することができるものであるが、その基
本的な実施態様を図1について説明する。冷却するもの
を収容する冷却室3のケース2の開口に熱電池1が配置
してある。熱電池1の冷接合部は冷却室内の低温側4に
配してあり、熱電池1の熱接合部は冷却室外の高温側5
に配してある。低温側4と高温側5とに温度センサが配
置してある。熱電池1の低温側4にラジエータ6が、そ
の高温側5にラジエータ7が配置してある。冷却装置は
さらにファン8および9と電動機10とを具備してい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The thermoelectric cooling device according to the present invention can be implemented in various forms. A basic embodiment will be described with reference to FIG. A thermal battery 1 is arranged in an opening of a case 2 of a cooling chamber 3 that accommodates what is to be cooled. The cold junction of the thermal battery 1 is arranged on the low temperature side 4 inside the cooling chamber, and the thermal junction of the thermal battery 1 is outside the cooling chamber on the high temperature side 5.
It is located at Temperature sensors are arranged on the low temperature side 4 and the high temperature side 5. A radiator 6 is arranged on the low temperature side 4 of the thermal battery 1, and a radiator 7 is arranged on the high temperature side 5 thereof. The cooling device further comprises fans 8 and 9 and an electric motor 10.

【0018】冷却装置は電源11と冷却装置制御部12
とを備えている。この制御部12は熱電池1、温度セン
サおよび電動機10に接続してある。
The cooling device includes a power source 11 and a cooling device controller 12.
It has and. The control unit 12 is connected to the thermal battery 1, the temperature sensor and the electric motor 10.

【0019】制御部12は、図4に示すように、熱電池
1への給電を制御し、この電池1の電流を制御指令C1
によってIe maxに等しく保つ機能装置13から成
っている。
As shown in FIG. 4, the control unit 12 controls the power supply to the thermal battery 1 and controls the current of the battery 1 by the control command C1.
It consists of a functional device 13 that keeps equal to Ie max.

【0020】冷却室3には断熱体14が配してある。図
面に示す実施態様においては、この断熱体14に開口1
5が設けてある。ファン8が駆動していないときに、断
熱体を境として熱交換する熱交換係数K1は開口15の
数と開口15の横断面積Si(iは開口の数を示す)と
によって決まる。ファンの運転時において、断熱体を境
として熱交換する熱交換係数K2は、開口15を通過す
る空気の流速V4によって決まる。開口15の大きさと
数とは、一般に周知の管内の熱交換に関する計算法を用
いて、ファンが運転中に断熱体を境とする熱交換の熱交
換係数K2(N,Si,Vi)をファンが運転していな
い時の断熱体を境とする熱交換の熱交換係数K1(N,
Si)の2倍になるようにする。
A heat insulator 14 is arranged in the cooling chamber 3. In the embodiment shown in the drawings, this insulation 14 has openings 1
5 is provided. The heat exchange coefficient K1 for exchanging heat with the heat insulator as a boundary when the fan 8 is not driven is determined by the number of openings 15 and the cross-sectional area Si of the openings 15 (i indicates the number of openings). During the operation of the fan, the heat exchange coefficient K2 for exchanging heat with the heat insulator as a boundary is determined by the flow velocity V4 of the air passing through the opening 15. The size and the number of the openings 15 are generally calculated by a well-known calculation method for heat exchange in a pipe, and a heat exchange coefficient K2 (N, Si, Vi) of heat exchange with a heat insulator as a boundary is used during operation of the fan. Heat exchange coefficient K1 (N,
Si) to be double.

【0021】この発明の冷却装置においては、冷却室3
のケース2の開口内に第二の熱電池1’を設置すること
ができる。この第二の熱電池1’の冷接点は冷却室3の
内部の低温側に配してあり、その熱接点は冷却室外の高
温側に配してある。
In the cooling device of the present invention, the cooling chamber 3
The second thermal battery 1 ′ can be installed in the opening of the case 2. The cold junction of the second thermal battery 1'is arranged on the low temperature side inside the cooling chamber 3, and the hot junction is arranged on the high temperature side outside the cooling chamber.

【0022】低温側4’と高温側5’とにそれぞれ温度
センサが配してある。さらにラジエータ6’が低温側
4’に、またラジエータ7’が高温側5’に取り付けて
ある。冷却装置はさらにファン8’と9’と電動機1
0’とを備えている。第二の熱電池1’と、第二の電池
1’の温度センサと、電動機10’とが制御部12に接
続してある。
Temperature sensors are arranged on the low temperature side 4'and the high temperature side 5 ', respectively. Further, a radiator 6'is attached to the low temperature side 4 ', and a radiator 7'is attached to the high temperature side 5'. The cooling device further includes fans 8'and 9'and an electric motor 1
It has 0 '. The second thermal battery 1 ′, the temperature sensor of the second battery 1 ′, and the electric motor 10 ′ are connected to the control unit 12.

【0023】この発明によれば、この第二の熱電池1’
の大きさと給電助変数とを指定冷却温度における冷却能
力が冷却室の断熱体を経て冷却室内に送り込まれる熱量
に等しくなるように決める。
According to the invention, this second thermal battery 1 '
And the power supply auxiliary variable are determined so that the cooling capacity at the specified cooling temperature becomes equal to the amount of heat sent into the cooling chamber through the heat insulator of the cooling chamber.

【0024】この発明によれば、冷却装置には熱電池1
および1’の接合部からそれぞれのラジエータ6、7、
6’、7’へ熱を移動する能動的装置を設けることがで
きる。
According to the present invention, the thermal battery 1 is provided in the cooling device.
And the radiator of 1'to the respective radiator 6, 7,
Active devices can be provided that transfer heat to 6 ', 7'.

【0025】図2は熱電池1の冷接合部から内部ラジエ
ータ6へ熱を伝達する装置を示すもので、この装置は液
体ポンプと熱交換器18とを具備する冷却液循環ループ
16の形式にしてある。熱電池1にはその接合部から低
温側4のラジエータ6へと熱を伝達し、熱電池1の接合
部から高温側5のラジエータ7へと熱を伝達するために
前記冷却液循環ループ16を設けることができる。
FIG. 2 shows a device for transferring heat from the cold junction of the thermal battery 1 to the internal radiator 6, which device is in the form of a cooling liquid circulation loop 16 comprising a liquid pump and a heat exchanger 18. There is. The cooling liquid circulation loop 16 is provided in the thermal battery 1 to transfer heat from its joint to the radiator 6 on the low temperature side 4 and to transfer heat from the joint of the thermal battery 1 to the radiator 7 on the high temperature side 5. Can be provided.

【0026】図3はこの発明の冷却装置が第二の熱電池
1’を備える場合に、この第二の熱電池1’の接合部か
らラジエータ6’、7’へ熱を移動する装置を液体ポン
プ17と熱交換器18とを具備する冷却液循環ループ1
6の形式にすることができることを示すものである。
FIG. 3 shows a liquid transfer device for transferring heat from the joint portion of the second thermal battery 1'to the radiators 6 ', 7'when the cooling device of the present invention comprises the second thermal battery 1'. Coolant circulation loop 1 including pump 17 and heat exchanger 18
It is shown that it can be in the form of 6.

【0027】この発明によれば、図4に示すように、給
電制御部材12には冷却室内温度が指定した冷却温度に
等しくなったときに、制御指令装置C2によって熱電池
をオフにするスイッチ装置19を具備する。
According to the present invention, as shown in FIG. 4, the power supply control member 12 has a switch device for turning off the thermal battery by the control command device C2 when the temperature in the cooling chamber becomes equal to the specified cooling temperature. 19 are provided.

【0028】また、図4に示すように、給電制御部材1
2には冷却室内温度が指定した冷却温度に等くなったと
きに、制御指令装置C3によって1台または数台のポン
プをオフにするスイッチ装置20を具備する。
Further, as shown in FIG. 4, the power feeding control member 1
2 includes a switch device 20 for turning off one or several pumps by the control command device C3 when the temperature in the cooling chamber becomes equal to the specified cooling temperature.

【0029】この発明によれば、図4に示すように、給
電制御部材12には冷却室内温度が指定した冷却温度に
等しくなったときに、制御指令装置C4によって1台ま
たは数台のファンをオフにするスイッチ装置21を具備
する。
According to the present invention, as shown in FIG. 4, when the temperature of the cooling chamber becomes equal to the specified cooling temperature, the power supply control member 12 is provided with one or several fans by the control command device C4. A switch device 21 for turning off is provided.

【0030】この発明によれば、図1に示すように、電
動機は共通軸に取り付けてある少なくとも1台のファン
と1台のポンプとを駆動するもので、図4に示すよう
に、給電制御部材12には冷却室内温度が指定する冷却
温度に等しくなったときに、制御指令装置C5によっ電
動機10をオフにする付加機能ユニット23を具備す
る。
According to the present invention, as shown in FIG. 1, the electric motor drives at least one fan and one pump mounted on the common shaft. As shown in FIG. The member 12 is provided with an additional function unit 23 that turns off the electric motor 10 by the control command device C5 when the temperature inside the cooling chamber becomes equal to the specified cooling temperature.

【0031】この発明によれば、ファン、ラジエータ、
液体循環ループ、熱交換器およびポンプが、それぞれ独
立した構成部品にしてあって、図2に斜線で示すよう
に、一体の組み合わせた構造体24にしてある。
According to the present invention, the fan, the radiator,
The liquid circulation loop, the heat exchanger, and the pump are independent components, and are an integrated combined structure 24, as shown by hatching in FIG.

【0032】[0032]

【発明の作用と効果】この発明の熱電冷却装置の作動に
ついて説明する。熱電池に電流を供給すると、熱電池の
低温側によって冷却室から熱が除かれ、熱電池の接合部
材のペルチエ効果によって冷却室が冷却される。したが
って、電池の低温側と高温側との温度がそれに合わせて
変化する。この温度変化は温度センサによって記録さ
れ、信号Sを発生し、その信号は制御部材12の機能ユ
ニット13に送られる。この機能ユニット13は給電制
御指令C1を発生し、熱電池の電流をIe maxに維
持する。その結果、熱電池は作動モードの最大の係数で
作動し、熱電池1と冷却室3との熱交換によって冷却室
を冷却し、ラジエータ7を介する熱交換によって周囲に
熱を放散する。電動機10がファン8、9を回転して、
ラジエータ6、7における熱交換を促進する。
The operation and effect of the thermoelectric cooling device of the present invention will be described. When current is supplied to the thermal battery, heat is removed from the cooling chamber by the low temperature side of the thermal battery, and the cooling chamber is cooled by the Peltier effect of the joining member of the thermal battery. Therefore, the temperatures of the low temperature side and the high temperature side of the battery change accordingly. This temperature change is recorded by the temperature sensor and produces a signal S, which is sent to the functional unit 13 of the control member 12. This functional unit 13 generates a power supply control command C1 and maintains the thermal battery current at Ie max. As a result, the thermal battery operates with the maximum coefficient of the operation mode, the cooling chamber is cooled by the heat exchange between the thermal battery 1 and the cooling chamber 3, and the heat is dissipated to the surroundings by the heat exchange via the radiator 7. The electric motor 10 rotates the fans 8 and 9,
Promotes heat exchange in the radiators 6, 7.

【0033】この発明においては、冷却装置が「オン」
モードの時には、制御部材12が液体循環ループを作動
させているので、熱電池1、1’の接合部からラジエー
タ6、7、6’、7’への熱伝達を積極的に行う。
In the present invention, the cooling device is "on".
In the mode, the control member 12 activates the liquid circulation loop, so that heat is actively transferred from the junction of the thermal cells 1, 1'to the radiators 6, 7, 6 ', 7'.

【0034】この発明によれば、冷却装置の運転時に
は、熱電池1がオンになっているだけでなく、第二の熱
電池1’もオンになっていて、さらに指定する温度冷却
を迅速に行うことができる。第二の熱電池1’の作動は
第一の熱電池1の作動と類似である。所定の冷却温度に
達したときに、熱電池1は機能装置19の指令C2によ
ってオフにされて、余分の電流の消費を抑える。第二の
熱電池1’の冷却能力が冷却室熱絶縁体についての熱損
失と等しいので、第二の熱電池1’の作動によって指定
冷却温度が維持されるため、オフにされた熱電池1によ
って指定冷却温度を低下させることはない。
According to the present invention, when the cooling device is in operation, not only the thermal battery 1 is turned on, but also the second thermal battery 1'is turned on, so that the specified temperature cooling can be performed quickly. It can be carried out. The operation of the second thermal battery 1 ′ is similar to the operation of the first thermal battery 1. When the predetermined cooling temperature is reached, the thermal battery 1 is turned off by the command C2 of the functional device 19 to suppress the consumption of extra current. Since the cooling capacity of the second thermal battery 1 ′ is equal to the heat loss for the cooling chamber thermal insulator, the specified cooling temperature is maintained by the operation of the second thermal battery 1 ′, so that the thermal battery 1 that is turned off. Does not lower the specified cooling temperature.

【0035】この発明によれば、冷却室内が指定した冷
却温度に達すると、液体循環ループのポンプ17、ファ
ン8、9、8’、9’および電動機10、10’が機能
ユニット20、21、23(指令C3,C4,C5)に
よってオフにされ、さらに電気エネルギーの消耗を阻止
する。
According to the present invention, when the cooling temperature in the cooling chamber reaches the specified cooling temperature, the pump 17, the fans 8, 9, 8 ', 9'and the electric motors 10, 10' of the liquid circulation loop function units 20, 21 ,. It is turned off by 23 (commands C3, C4, C5) and further prevents consumption of electric energy.

【0036】この発明によって構成した熱電冷却装置
を、第一の熱電池1への供給電力を500W、冷却能力
を500W、供給電流を20Aとして試験したところ、
電気エネルギーをその1.2ないし1.5倍節約するこ
とができた。なお、熱電池の素子としてはビスマス・テ
ルル(Bi2Te3)の熱電物質を使用した。
The thermoelectric cooling device constructed according to the present invention was tested with the power supplied to the first thermal battery 1 being 500 W, the cooling capacity being 500 W, and the supply current being 20 A.
It was possible to save 1.2 to 1.5 times the electric energy. A thermoelectric material of bismuth tellurium (Bi2Te3) was used as the element of the thermal battery.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の熱電冷却装置の基本的な実施態様を
示す略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic embodiment of a thermoelectric cooling device of the present invention.

【図2】この発明による熱電池の冷接合部から熱を伝達
する装置を示す略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an apparatus for transferring heat from a cold junction of a thermal battery according to the present invention.

【図3】この発明による熱電池の接合部から熱を伝達す
る装置を備えた第二の熱電池を示す略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a second thermal cell with a device for transferring heat from the junction of the thermal cell according to the present invention.

【図4】この発明による熱電冷却装置の制御部材を示す
略図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a control member of the thermoelectric cooling device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1’ 熱電池 2 ケース 3 冷却室 4 低温側 5 高温側 6、6’、7、7’ラジエータ 8、9 ファン 10 電動機 11 電源 12 制御部材 13、19、20、21、23 機能ユニット 14 断熱体 15 開口 16 液体循環ループ 17 ポンプ 18 熱交換器 22 共通軸 1, 1'Thermal battery 2 Case 3 Cooling chamber 4 Low temperature side 5 High temperature side 6, 6 ', 7, 7'Radiator 8, 9 Fan 10 Electric motor 11 Power supply 12 Control member 13, 19, 20, 21, 21, 23 Functional unit 14 Heat insulator 15 Opening 16 Liquid circulation loop 17 Pump 18 Heat exchanger 22 Common shaft

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱電池の高温側と低温側とに設けた熱接
合部と冷接合部とを具備する少なくとも1個の熱電池
と、 冷却すべきものを収容する冷却室と、前記冷却室の内部
に配置した少なくとも1台の内部ラジエータと、 前記内部ラジエータから前記熱電池の冷接合部に熱を伝
達する装置と、 前記冷却室の外部に配置した少なくとも1台の外部ラジ
エータと、 前記熱電池の熱接合部から前記外部ラジエータに熱を伝
達する装置と、 前記熱電池の給電を制御する部材と、前記熱電池の冷接
合部と熱接合部とに配置し、熱電池の給電を制御する部
材に接続した温度センサと、 前記給電制御部材を前記温度センサからの信号によって
前記熱電池への給電を変更するものとしたことと、 前記ラジエータ中の1台に取り付けた電動機を備える少
なくとも1台のファンと、前記冷却室に設けた断熱体と
から成る熱電冷却装置において、 前記熱電池への供給電流を前記熱電池の熱接合部および
冷接合部のあらゆる温度において常に最大の作動効率の
モードにする機能ユニットを設けたことを特徴とする熱
電冷却装置。
1. A at least one thermal battery comprising a hot joint and a cold joint provided on a high temperature side and a low temperature side of a thermal battery, a cooling chamber for containing what is to be cooled, and a cooling chamber for the cooling chamber. At least one internal radiator disposed inside, a device for transferring heat from the internal radiator to a cold junction of the thermal battery, at least one external radiator disposed outside the cooling chamber, and the thermal battery A device that transfers heat from the thermal joint to the external radiator, a member that controls the power supply of the thermal battery, and a cold joint and a thermal joint of the thermal battery that are arranged to control the power supply of the thermal battery. At least a temperature sensor connected to a member, the power supply control member to change the power supply to the thermal battery according to a signal from the temperature sensor, and an electric motor attached to one of the radiators. In a thermoelectric cooling device comprising one fan and a heat insulator provided in the cooling chamber, the current supplied to the thermal battery is always at the maximum operating efficiency at all temperatures of the thermal junction and the cold junction of the thermal battery. A thermoelectric cooling device, which is provided with a functional unit for setting the mode.
【請求項2】 前記内部ラジエータを複数の開口を備え
た断熱体内に配置し、前記開口を介して前記ラジエータ
と冷却室内の空気との熱交換を行うようにしたことを特
徴とする請求項1に記載の熱電冷却装置。
2. The internal radiator is arranged in a heat insulating body having a plurality of openings, and heat is exchanged between the radiator and the air in the cooling chamber through the openings. Thermoelectric cooling device according to.
【請求項3】 前記内部ラジエータにファンを取り付け
たことと、前記断熱体の開口の数と大きさとを、前記ラ
ジエータの運転時における前記ラジエータと冷却室内の
温度との熱交換係数を前記ラジエータの運転停止時の前
記ラジエータと冷却室内の温度との熱交換係数の2倍以
上とするようにしたことを特徴とする請求項2に記載の
熱電冷却装置。
3. A fan is attached to the internal radiator, the number and size of openings of the heat insulator, the heat exchange coefficient between the radiator and the temperature in the cooling chamber during operation of the radiator, and the heat exchange coefficient of the radiator. The thermoelectric cooling device according to claim 2, wherein the heat exchange coefficient between the radiator and the temperature in the cooling chamber at the time of stop of operation is set to twice or more.
【請求項4】 前記冷却室内の温度が指定冷却温度に等
しいときに、前記熱電池をオフにする付加機能ユニット
から成る給電制御装置を設けたことを特徴とする請求項
3に記載の熱電冷却装置。
4. The thermoelectric cooling device according to claim 3, further comprising a power supply control device including an additional function unit that turns off the thermal battery when the temperature in the cooling chamber is equal to the designated cooling temperature. apparatus.
【請求項5】 前記ラジエータ中の1台から前記熱電池
の接合部へ熱を伝達するために、液体を満たした閉循環
ループの形式の熱伝達装置を設け、前記閉循環ループに
液体を送るポンプと前記ラジエータと前記熱電池の接合
部とに熱交換器を設けたことを特徴とする請求項1に記
載の熱電冷却装置。
5. A heat transfer device in the form of a closed circulation loop filled with liquid is provided to transfer heat from one of the radiators to the junction of the thermal battery, and the liquid is sent to the closed circulation loop. The thermoelectric cooling device according to claim 1, wherein a heat exchanger is provided at a joint between the pump, the radiator, and the thermal battery.
【請求項6】 前記冷却室内の温度が指定冷却温度と等
しいときに前記ポンプをオフにする部材を設けたことを
特徴とする請求項5に記載の熱電冷却装置。
6. The thermoelectric cooling device according to claim 5, further comprising a member for turning off the pump when the temperature in the cooling chamber is equal to the designated cooling temperature.
【請求項7】 前記冷却室内の温度が指定冷却温度と等
しいときに少なくとも1台のファンをオフにする部材を
設けたことを特徴とする請求項5に記載の熱電冷却装
置。
7. The thermoelectric cooling device according to claim 5, further comprising a member for turning off at least one fan when the temperature in the cooling chamber is equal to the designated cooling temperature.
【請求項8】 前記冷却室内の温度が指定冷却温度と等
しいときに少なくとも1台のファンと少なくとも1台の
ポンプとを駆動する電動機をオフにする部材を設けたこ
とを特徴とする請求項5に記載の熱電冷却装置。
8. A member for turning off an electric motor for driving at least one fan and at least one pump when the temperature in the cooling chamber is equal to the designated cooling temperature. Thermoelectric cooling device according to.
【請求項9】 前記電動機によって駆動される共通軸に
組立てた少なくとも1台のファンと少なくとも1台のポ
ンプとを設けたことを特徴とする請求項8に記載の熱電
冷却装置。
9. The thermoelectric cooling device according to claim 8, wherein at least one fan and at least one pump assembled on a common shaft driven by the electric motor are provided.
【請求項10】 前記熱電冷却装置にさらに主熱電池と
低温側に冷接合部を有し高温側に冷接合部を有する少な
くとも1個の第二の熱電池とから成る少なくとも2個の
熱電池と、冷却室内に配した内部ラジエータと、前記冷
却室外に配した外部ラジエータと、前記内部ラジエータ
から前記第二の熱電池の冷接合部に熱を伝達する装置
と、前記第二の熱電池の熱接合部から前記ラジエータに
熱を伝達する装置と、前記第二の熱電池の低温側と高温
側に設けた温度センサと、前記第二の熱電池の給電制御
装置とを設けたことを特徴とする請求項1に記載の熱電
冷却装置。
10. The thermoelectric cooling device further comprises at least two thermal cells comprising a main thermal cell and at least one second thermal cell having a cold junction on the low temperature side and a cold junction on the high temperature side. An internal radiator arranged inside the cooling chamber, an external radiator arranged outside the cooling chamber, a device for transferring heat from the internal radiator to the cold junction of the second thermal battery, and the second thermal battery A device for transmitting heat from a thermal junction to the radiator, temperature sensors provided on a low temperature side and a high temperature side of the second thermal battery, and a power supply control device for the second thermal battery are provided. The thermoelectric cooling device according to claim 1.
【請求項11】 前記第二の熱電池の冷却能力を、前記
冷却室の断熱体を経てこの冷却室を指定温度にするのに
20%以上の正確さで行うようにしたことを特徴とする
請求項10に記載の熱電冷却装置。
11. The cooling capacity of the second thermal battery is controlled with an accuracy of 20% or more in order to bring the cooling chamber to a designated temperature via an insulator of the cooling chamber. The thermoelectric cooling device according to claim 10.
【請求項12】 前記冷却室内の温度が指定冷却温度に
等しいときに前記主熱電池をオフにする前記主熱電池の
給電制御部材に機能ユニットを配置したことを特徴とす
る請求項1または請求項10に記載の熱電冷却装置。
12. A functional unit is arranged in a power supply control member of the main thermal battery, which turns off the main thermal battery when the temperature in the cooling chamber is equal to a designated cooling temperature. Item 10. A thermoelectric cooling device according to Item 10.
【請求項13】 前記冷却室に少なくとも1台のファン
と、1台のラジエータと、1台の液体循環ループと、1
台の熱交換器と、1台のポンプとから成る別個の組立装
置を設けたことを特徴とする請求項1または請求項10
に記載の熱電冷却装置。
13. The cooling chamber includes at least one fan, one radiator, one liquid circulation loop, and one.
11. A separate assembly device comprising a heat exchanger and a pump is provided.
Thermoelectric cooling device according to.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008523874A (en) * 2004-12-15 2008-07-10 アルチュリク・アノニム・シルケチ Thermoelectric cooling / heating equipment

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JP2008523874A (en) * 2004-12-15 2008-07-10 アルチュリク・アノニム・シルケチ Thermoelectric cooling / heating equipment

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