JPH09119660A

JPH09119660A - 冷風・温風装置

Info

Publication number: JPH09119660A
Application number: JP7279433A
Authority: JP
Inventors: Kazutsugu Hayashi; 和嗣林; Shoichi Yamaguchi; 彰一山口
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-10-26
Filing date: 1995-10-26
Publication date: 1997-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】熱交換効率を高めて大きな冷風／温風出力を
得る。【解決手段】ペルチェ素子３の吸熱側又は放熱側の接
合面に熱的に接合されて冷風又は温風を出力する熱交換
器７と、熱交換器７からの冷風又は温風を送風する送風
ファン６とを備える。熱交換器７は、ペルチェ素子３の
吸熱側又は放熱側の接合面に取着される蓄熱ブロック８
と、蓄熱ブロック８内部と蓄熱ブロック８外部との間で
蓄熱媒体を循環させる流路９と、流路９の外周に設けら
れるフィン１０とで構成される。蓄熱ブロック８を送風
ファン６による送風経路５内に露出配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ペルチェ素子を
熱源として用いた冷風・温風装置に関し、例えばトイレ
空間のスポット冷風温風扇として使用される装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えばトイレ空間に設置され
るスポット冷風温風扇Ａ′として、図１３（ａ）に示す
ように、ペルチェ素子３の第１接合面３ａに熱交換用フ
ィン１０′を取着すると共に、第２接合面３ｂに吸熱ブ
ロック１４を取着したものが知られている。図中の１は
ポンプ、４は制御回路及び駆動電源、６は送風ファン、
１１は人体検知センサーである。例えば冷風を得る場合
には第１接合面３ａが冷却されるようにペルチェ素子３
に電力を印加する。これによりフィン１０′が冷却さ
れ、送風ファン６によって送風経路５内へ導入された風
が熱交換されて冷却され、この冷却された風をターゲッ
トに向けて吐出することができる。尚、ペルチェ素子３
の入力の極性を入れ換えることで、温風を得ることがで
きる。また、冷風を出力する場合において、ペルチェ素
子３の第２接合面３ｂに取着された吸熱ブロック１４は
高温となり、蓄熱媒体としてのロータンク１６内の洗浄
水に放熱されるものである。

【０００３】他の従来例として、図１３（ｂ）に示すよ
うに蓄熱媒体Ｂを充填したタンクなどの蓄熱槽５０をペ
ルチェ素子３の第１接合面３ａに取着し、この蓄熱槽５
０の表面に熱交換用フィン１０″を設けたスポット冷風
温風扇Ａ″ものが知られている。他の構成は図１３
（ａ）と同様である。尚図１４は従来のスポット冷風温
風扇の制御フローの一例を示している。従来は電源投入
時と同時に送風ファンによる送風を開始する方式を採用
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１３
（ａ）のフィン１０′を用いた従来例では、フィン１
０′の表面積を大きくするとペルチェ素子３からフィン
１０′表面に至るまでの熱伝導経路が長くなり、熱交換
効率が低下するので、フィン１０′表面積を大きくする
ことができないという問題がある。一方、図１３（ｂ）
のタンクなどの蓄熱槽５０を利用した従来例では、タン
ク内の蓄熱媒体Ｂの自然対流などを利用するため、蓄熱
媒体Ｂからフィン１０″への熱伝導が悪くなり、仮りに
タンク内にて蓄熱媒体Ｂを強制循環させても、タンク外
壁に放熱フィン１０″を配置しているので、フィン１
０″の表面積を大きくすると蓄熱媒体Ｂからフィン１
０″までの熱伝導経路が長くなり、やはり熱交換効率が
低下するので、フィン１０″の表面積を確保するために
は限界があった。

【０００５】本発明は、上記点に鑑みてなされたもの
で、フィン表面積を大きくして熱交換効率を高めること
ができる冷風・温風装置を提供することを課題とし、ま
た風温の立ち上がりを良くして人に冷風／温風効果を体
感させることができる冷風・温風装置を提供することを
課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、ペルチェ素子３の吸熱側又は放
熱側の接合面に熱的に接合されて冷風又は温風を出力す
る熱交換器７と、熱交換器７からの冷風又は温風を送風
する送風ファン６とを備えた冷風・温風装置において、
上記熱交換器７が、ペルチェ素子３の吸熱側又は放熱側
の接合面に取着される蓄熱ブロック８と、蓄熱ブロック
８内部と蓄熱ブロック８外部との間で蓄熱媒体を循環さ
せる流路９と、流路９の外周に設けられるフィンとで構
成されると共に、上記蓄熱ブロック８が送風ファン６に
よる送風経路５内に露出配置されて成ることを特徴とし
ており、このように構成することで、ペルチェ素子３か
ら流路９内の蓄熱媒体を経てフィン１０に至るまでの熱
伝導経路が短くなり、フィン１０の表面積を大きくして
熱交換効率を高めることが可能となり、しかも蓄熱媒体
を流路９内に循環させることによって、冷却／加熱能力
を大きくでき、且つ蓄熱ブロック８を送風ファン６によ
る送風経路５に露出配置したことで、最も低温／高温と
なる部分を利用して直接空気と熱交換できるようにな
り、熱交換効率を向上させることができる。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の蓄熱ブロッ
ク８をフィン１０間に配置したことを特徴としており、
この場合、ペルチェ素子３から蓄熱ブロック８を経てフ
ィン１０に至る熱伝導経路が一層短くなり、熱交換効率
が一段と向上する。請求項３の発明は、請求項１の熱交
換器７を所定の温度まで冷却又は加熱した後に、送風フ
ァン６による送風が開始されることを特徴としており、
この場合、熱交換器７の蓄熱量を大きくして風温の立ち
上がりを良くすることができる。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１又は請求項３
の送風ファン６は、人体検知センサー１１或いは着座検
知センサー１２からの信号に基づいて駆動されることを
特徴としており、この場合、人が確実に在室、または便
座に着座している間に冷風／温風を自動的に出力できる
ようになり、人は冷風／温風効果を体感できるようにな
る。

【０００９】請求項５の発明は、請求項１又は請求項３
の送風ファン６による送風風量を経時的に変化又は脈動
させることを特徴としており、この場合、大きな風量と
大きな温度差を交互に確保できる。つまり、風量を大き
くするとフィン１０の熱交換効率が向上し、大きな出力
を出すことができるが、風量が大きいために風温の温度
差は小さくなる。風量を小さくするとフィン１０の熱交
換効率が多少低下するので出力は低下するが、ペルチェ
素子３の第１接合面３ａと第２接合面３ｂの温度差が大
きくなり、風温の温度差が大きくなる。従って、風量を
変化、脈動させることによって、大きな風量と大きな風
温差を交互に実現することができるようになり、冷風／
温風効果を高めることができる。

【００１０】請求項６の発明は、請求項１の送風経路５
内の蓄熱ブロック８が取着されるペルチェ素子３の接合
面とは反対側接合面に第２熱交換器１４を取着し、該第
２熱交換器１４にペルチェ素子３を駆動する駆動電源４
を熱的に接合したことを特徴としており、この場合、送
風経路５内に温風を出力する場合、蓄熱ブロック８が取
着されたペルチェ素子３の接合面の温度が上がる一方
で、ペルチェ素子３の反対側接合面の第２熱交換器１４
の温度が下がり、この第２熱交換器１４の温度低下を利
用して駆動電源４の熱を放熱できるようになり、駆動電
源４の放熱をするための別の放熱フィン等を設ける必要
がなくなる。また、温風を出力する場合に駆動電源４の
放熱を利用して第２熱交換器１４の温度が低下しすぎる
のを防止できるので、相対的にペルチェ素子３の反対側
接合面に取着される蓄熱ブロック８側、流路９側、フィ
ン１０側の温度を夫々高くでき、加熱効率を高めること
ができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本実施形態の冷風・温風装置は、例えば図２のよ
うにトイレ空間１５内のロータンク１６上、或いはロー
タンク１６横上に設置されて、便器１７に着座した人の
背後からスポット的に冷風又は温風を吐出させるための
スポット冷風温風扇Ａとして使用される。図中の６０は
ドアである。

【００１２】このスポット冷風温風扇Ａは、図１、図
３、図４に示すように、ペルチェ素子３と、ペルチェ素
子３を駆動する駆動電源４と、ペルチェ素子３の第１接
合面３ａに取着されて冷風又は温風を出力する第１熱交
換器７と、第１熱交換器７からの冷風又は温風を送風す
る送風ファン６と、ペルチェ素子３の第２接合面３ｂに
取着される第２熱交換器１４と、これらを収納するケー
ス１８等で構成されている。

【００１３】ケース１８内は、第１熱交換器７を収納す
る送風部１８Ａと、ペルチェ素子３、第２熱交換器１４
等を収納する収納部１８Ｂとに分かれている。送風部１
８Ａ内には、ケース１８の一側面に開口した吸込口１９
と他側面に開口した吐出口２０とに連通する送風経路５
が設けられ、この送風経路５内に収納される第１熱交換
器７はペルチェ素子３の第１接合面３ａに取着された蓄
熱ブロック８と、蓄熱媒体（水などの流体）を循環させ
る流路９と、互いに間隔をあけて平行に並設された多数
の平板状のフィン１０とで構成される。上記流路９は、
本実施形態では、各フィン１０を貫通する複数の平行な
直管型の熱伝導パイプ９ａと、隣合う直管型の熱伝導パ
イプ９ａの端部同士を連結する複数のＵ字型の熱伝導パ
イプ９ｂとで構成されると共に、蓄熱ブロック８と熱伝
導パイプ９ａとの接続部には蓄熱媒体を循環させるため
のポンプ２が介在されている。また蓄熱ブロック８は、
送風ファン６による送風経路５内に露出して配置されて
おり、最も低温／高温となる部分に配置される蓄熱ブロ
ック８を利用して直接空気と熱交換できるようになって
いる。

【００１４】またケース１８内の収納部１８Ｂ内には、
ペルチェ素子３と、ペルチェ素子３の第２接合面３ｂに
取着される第２熱交換器１４と、制御回路及び駆動電源
４等が収納されている。第２熱交換器１４は、ペルチェ
素子３の第２接合面３ｂに熱的に接合される蓄熱ブロッ
ク内にロータンク１６内の水（蓄熱媒体）を経由させる
ものであって、このロータンク１６内の水はポンプ１に
て蓄熱部内に循環供給されるものであり、これにより、
ペルチェ素子３への入力電力、及び蓄熱ブロック８を経
由して吸熱した熱量を第２熱交換器１４に放熱できるよ
うになっている。尚、第２熱交換器１４の蓄熱媒体はロ
ータンク１６以外の水であってもよい。

【００１５】また、ペルチェ素子３への電圧印加、送風
ファン６の送風制御、ポンプ１，２の循環駆動は、後述
のように人体検知センサー１１、着座センサー１２、温
度センサー１３などの信号にて制御されるようになって
いる。さらにペルチェ素子３に電流を供給する駆動電源
４は、ペルチェ素子３の第２接合面３ｂに取着される第
２熱交換器１４に熱的に接合されており、この第２熱交
換器１４を利用して駆動電源４の熱を放熱できる構造と
なっている。

【００１６】しかして、ターゲットとなる冷却／加熱対
象空間に冷風又は温風を出力するための第１熱交換器７
を、蓄熱ブロック８と蓄熱媒体を循環させる流路９と多
数のフィン１０とで構成したから、フィン１０の表面積
を大きくした場合でも、ペルチェ素子３から蓄熱媒体を
経てフィン１０に至る熱伝導経路が短くなるので、フィ
ン１０表面積を十分に確保して熱交換効率を高めること
が可能となる。また、流路９内の蓄熱媒体をポンプ２に
て強制循環させることによって、熱伝導が一層良くな
る。つまり通常、蓄熱媒体との熱交換、伝導は蓄熱媒体
の流速が大きいほど効率が良くなるので、流路９内に蓄
熱媒体を循環させることによって、ペルチェ素子３の第
１接合面３ａから空気への熱抵抗を小さくでき、結果と
して冷却／加熱能力が大きくなる。

【００１７】また、ペルチェ素子３により冷却（又は加
熱）されるときには、ペルチェ素子３の第１接合面３ａ
が最も低温（又は高温）になるので、この第１接合面３
ａに取着される蓄熱ブロック８を送風経路５に露出配置
したことによって、蓄熱ブロック８と空気との熱的な接
触部分が増加すると共に、最も低温／高温となる部分を
利用して直接空気と熱交換できるようになり、熱交換効
率が向上して、スポット冷風温風扇Ａとしての出力を増
大させることができる。さらに蓄熱ブロック８の表面に
放熱フィン（図示せず）を取着したり、或いは押し出し
成形などにより同時形成したりすることも可能である。
尚、本実施形態では、蓄熱媒体をポンプ２にて循環させ
る構造としているが、ヒートパイプのような熱伝導、移
動媒体を用いるものであってもよい。

【００１８】ところで、ペルチェ素子３に電流を供給す
る駆動電源４は、通常、発熱して電源の変換ロスによる
発熱、特に駆動半導体、トランスなどの電力損失が生じ
易いため、この駆動電源４の表面に放熱フィンを取着す
ることも行なわれているが、本実施形態では、ペルチェ
素子３に電流を供給する駆動電源４を、ペルチェ素子３
の第２接合面３ｂに取着される第２熱交換器１４に熱的
に接合し、この第２熱交換器１４を利用して駆動電源４
の熱を放熱できるようにしているので、駆動電源４の放
熱をするための別の放熱フィン等を設ける必要がなくな
る。しかも、温風を出力する場合には第１熱交換器７側
は加熱され、第２熱交換器１４側は冷却されるが、この
とき駆動電源４の放熱によって第２熱交換器１４の温度
低下を少なくできるようになり、相対的にペルチェ素子
３の第１接合面３ａ、及び第１熱交換器７の蓄熱ブロッ
ク８側、流路９側、フィン１０側の温度を夫々高くで
き、高温の温風を効率良く出力できるようになる。

【００１９】なお、本実施形態では、ペルチェ素子３の
第１接合面３ａに取着される蓄熱ブロック８を、フィン
１０から離れた位置において送風経路５内に露出配置し
たが、これに限らず、例えば図５及び図６に示すよう
に、蓄熱ブロック８をフィン１０間に配置（複数配置し
てもよい）するようにしてもよい。他の構成は図１〜図
４の実施形態と同様である。この実施形態では、フィン
１０間に配置した流路９内で蓄熱媒体が循環することに
より、ペルチェ素子３から蓄熱ブロック８を経て熱交換
用フィン１０に熱を伝達する経路が一層短くなり、冷風
／温風出力出力をより大きくできると同時に、ペルチェ
素子３自体を蓄熱ブロック８に対して分散配置すること
も可能であり、この結果、蓄熱媒体とペルチェ素子３
間、蓄熱媒体と熱交換用フィン１０間の温度勾配（変
化）を小さくできるので、熱交換効率を一段と向上させ
ることができる。

【００２０】次に、上記スポット冷風温風扇Ａに関する
ペルチェ素子３への電圧印加、送風ファン６の送風制
御、ポンプ１，２の循環駆動の動作の一例を図７及び図
８に基づき説明する。先ず、機器全体の電源がＯＮとな
った状態（ステップＳ₁ ）から、人体検知センサー１１
にて人の入室を検出すると、ステップＳ₂からステップ
Ｓ₃へ移行し、人体検知センサー１１からの検知信号に
基づいて図８（ａ）のようにペルチェ素子３に電圧が印
加されると共に、ポンプ１，２が駆動し、ポンプ１にて
ロータンク１６内の水が第２熱交換器１４内を経由して
循環し、これによりペルチェ素子３の第２接合面３ｂか
らの熱量を放熱させ、一方、ペルチェ素子３の第１接合
面３ａ側においてはポンプ２にて蓄熱媒体を循環させる
ことにより急速蓄冷される。その後ステップＳ₄で着座
センサー１２が人が便器１７に着座したことを検出する
と、着座センサー１２からの信号により図８（ｂ）のよ
うに送風ファン６による送風を開始する。尚着座センサ
ー１２の信号によらず、人体検知センサー１１の出力時
からタイマーなどにて時間を送らせて送風ファン６によ
る送風が開始するように設定するようにしてもよい。

【００２１】このように予めペルチェ素子３に通電した
後に、所定時間をおいて送風ファン６による送風を人体
検知センサー１１或いは着座検知センサー１２からの信
号に基づいて開始するようにしたから、図８（ｃ）〜
（ｅ）のように、蓄熱量を大きくすることができ、風温
の立ち上がりを良くすることができ、短時間ではあるが
大きな出力（冷風出力）を得ることができる。つまり、
蓄熱媒体に電源投入と同時に予め第１熱交換器７を所定
の温度にまで冷却しておき、送風が必要な時のみに送風
することにより、蓄冷したエネルギ（熱量）を利用して
一時的ではあるが大きな冷却出力を得ることが可能とな
る。また、予めペルチェ素子３を冷却しておく場合に、
ペルチェ素子３による冷却／加熱は、冷風／温風を出力
する第１熱交換器７のみを冷却するのみでよく、この場
合、熱容量的に小さく、短時間で必要温度まで冷却する
ことができ、その後、送風ファン６にて送風を開始する
ので、冷風の出力の立ち上がり時間を短くできる。これ
により例えば事前にトイレ空間１５などを冷却しておく
必要がなく、人が確実に在室、または便座に着座してい
る間に冷風（又は温風）を出力できるので、人は冷風
（又は温風）効果を体感できるようになる。

【００２２】ちなみに、従来では図１４に示すように、
電源投入時と同時に送風ファンによる送風を開始する場
合は、送風による空気との熱交換により、ペルチェ素子
の吸熱量／加熱量（熱量）が外部に出力されてしまうの
で、冷風／温風の立ち上がりが非常に悪くなっていた
が、本実施形態ではかかる問題を解消でき、上記のよう
に快適感の大きい送風効果が得られるものである。

【００２３】さらに、本実施形態では、図７のステップ
Ｓ₆で、タイマーなどにより時間を送らせて、送風ファ
ン６の回転量を小さくするように制御している（図８
（ｂ）の状態）。この場合、送風ファン６による風量が
低下するが、その一方で風温の温度差を大きく確保でき
るので、送風風量を変化／脈動させることができ、大き
な風量と大きな温度差を交互に確保できるようになる。
つまり、風量を大きくするとフィン１０の熱交換効率が
向上し、大きな出力を出すことができるが、風量が大き
いために風温の温度差は小さくなり、一方、風量を小さ
くするとフィン１０の熱交換効率が多少低下するので出
力は低下するが、ペルチェ素子３の第１接合面３ａと第
２接合面３ｂとの温度差が大きくなり、蓄熱媒体に熱量
が蓄熱される。その後、再び送風ファン６の風量を大き
くすると、前記蓄熱された熱量が同時に出力されるの
で、一時的ではあるが大きな吸熱量（温度差と風量）を
得ることができ、冷風／温風効果を体感できる。

【００２４】その後、人が退出すると、図７のステップ
Ｓ₈からＳ₉へと移行し、ペルチェ素子３への電力供給
が停止され、ポンプ１，２の作動による循環動作も停止
されるが、ステップＳ₁₀においてタイマーなどで所定時
間の間、送風ファン６にて送風のみを継続するようにす
ることで、例えば消臭フィルター（図示せず）を機器内
部に設けた場合は、トイレ空間１５の消臭を行なうこと
ができる。そして、所定時間経過後、送風ファン６の送
風が停止され、ステップＳ₁₁からステップＳ₁の状態に
戻る。

【００２５】図９はスポット冷風温風扇Ａの他の動作の
フローチャートを示し、図１０は図９に対応する各部温
度、吸熱量の関係を示す。この実施形態では、機器の電
源投入と同時に流路９側の温度センサー１３の出力信号
を利用しながら、ペルチェ素子３に微弱な電力を印加し
て蓄冷し、その後、人体検知センサー１１の信号に基づ
き送風ファン６による送風を開始するようにしたもので
あり、これにより、冷風／温風の出力が瞬時に得られる
ので、風温の立ち上がりが一層良くなる。他の動作は前
記図７及び図８の制御動作と同様である。

【００２６】図１１はスポット冷風温風扇Ａの更に他の
動作のフローチャートを示し、図１２は図１１に対応す
る各部温度、吸熱量の関係を示す。この実施形態では、
機器の電源投入と同時に流路９側の温度センサー１３の
出力信号を利用しながら、ペルチェ素子３に微弱な電力
を印加して蓄冷し、その後、人体検知センサー１１で人
の入室を検出後、ペルチェ素子３への印加電圧を大きく
して急速蓄冷し、しかる後に着座検出センサー１２の信
号にて送風ファン６による送風を開始するようにしたも
のであり、この場合、大きな冷風／温風の出力が瞬時に
得られるので、風温の立ち上がりを一段と良くすること
ができる。他の動作は前記図７及び図８の制御動作と同
様である。

【００２７】尚、上記各制御途中で流路９側の温度セン
サー１３と第２熱交換器１４側の温度センサー１３によ
る異常温度を検出したときには、異常処理ルーチンとし
て、例えばペルチェ素子３への電圧印加の停止、さらに
は送風ファン６の停止、異常表示などにてユーザーに知
らせることとする。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明
は、ペルチェ素子の吸熱側又は放熱側の接合面に熱的に
接合されて冷風又は温風を出力する熱交換器と、熱交換
器からの冷風又は温風を送風する送風ファンとを備えた
冷風・温風装置において、上記熱交換器が、ペルチェ素
子の吸熱側又は放熱側の接合面に取着される蓄熱ブロッ
クと、蓄熱ブロック内部と蓄熱ブロック外部との間で蓄
熱媒体を循環させる流路と、流路の外周に設けられるフ
ィンとで構成されると共に、上記蓄熱ブロックが送風フ
ァンによる送風経路内に露出配置されて成るから、ペル
チェ素子から流路内の蓄熱媒体を経てフィンに至るまで
の熱伝導経路が短くなり、フィンの表面積を十分に確保
して熱交換効率を高めることが可能となり、しかも、蓄
熱媒体を流路内に循環させることで、冷却／加熱能力を
大きくでき、且つ蓄熱ブロックを送風ファンによる送風
経路に露出配置したことで、蓄熱ブロックと空気との熱
的な接触部分が増加して最も低温／高温となる部分を利
用して直接空気と熱交換できるようになり、熱交換効率
が向上する。そのうえ送風ファンで送風しない場合であ
っても、ペルチェ素子によって蓄熱ブロックを冷却／加
熱できるので、ペルチェ素子を冷却／加熱した後に送風
ファンを作動させることによって短時間ではあるが大き
な冷風／温風出力を得ることが可能となる。

【００２９】請求項２の発明は、請求項１の蓄熱ブロッ
クをフィン間に配置したから、請求項１記載の効果に加
えて、ペルチェ素子から蓄熱ブロックを経てフィンに至
る熱伝導経路が一層短くなり、熱交換効率を向上させて
冷風又は温風の出力をより大きくできると同時に、ペル
チェ素子自体を熱交換器に対して分散配置させることが
可能となるので、蓄熱媒体とペルチェ素子間、蓄熱媒体
と熱交換用フィン間の温度勾配（変化）を小さくでき、
熱交換効率を一段と向上させることができる。

【００３０】請求項３の発明は、請求項１の熱交換器を
所定の温度まで冷却又は加熱した後に、送風ファンによ
る送風が開始されるものであるから、熱交換器の蓄熱量
を大きくして、風温の立ち上がりを良くすることができ
るので、短時間ではあるが大きな出力（冷風／温風出
力）を得ることができる。請求項４の発明は、請求項１
又は請求項３の送風ファンは、人体検知センサー或いは
着座検知センサーからの信号に基づいて駆動されるもの
であるから、請求項１又は請求項３記載の記載の効果に
加えて、人が確実に在室、又は着座している間に冷風／
温風を自動的に出力できるようになり、しかも入室後又
は着座後に冷風／温風を即座に出力することで、人は冷
風／温風効果を体感できるようになる。

【００３１】請求項５の発明は、請求項１又は請求項３
の送風ファンによる送風風量を経時的に変化又は脈動さ
せるものであるから、請求項１又は請求項３記載の記載
の効果に加えて、大きな風量と大きな風温差を交互に実
現することができ、冷風／温風効果を高めることができ
ると共に、風量を小さくした場合は、ペルチェ素子の接
合面の温度差が大きくなり、蓄熱媒体に熱量が蓄熱され
ることになるので、風量を小さくした後に再び送風ファ
ンの風量を大きくすると、前記蓄熱された熱量が同時に
出力されるので、一時的ではあるが大きな吸熱量（温度
差と風量）を得ることができる。

【００３２】請求項６の発明は、請求項１の送風経路内
の蓄熱ブロックが取着されるペルチェ素子の接合面とは
反対側接合面に第２熱交換器を取着し、該第２熱交換器
にペルチェ素子３を駆動する駆動電源４を熱的に接合し
たから、請求項１記載の記載の効果に加えて、送風経路
内に温風を出力する場合、蓄熱ブロックが取着されたペ
ルチェ素子の接合面の温度が上がる一方で、ペルチェ素
子の反対側接合面の第２熱交換器の温度が下がり、この
第２熱交換器の温度低下を利用して駆動電源の熱を放熱
できるので、駆動電源の放熱をするための別の放熱フィ
ン等を設ける必要がなくなる。また、温風を出力する場
合に駆動電源の放熱を利用して第２熱交換器の温度が低
下しすぎるのを防止できるので、相対的にペルチェ素子
の反対側接合面に取着される蓄熱ブロック側、流路側、
フィン側の温度を夫々高くでき、加熱効率を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の一例を示す断面図である。

【図２】（ａ）（ｂ）はトイレ空間における冷風温風扇
の使用状態を示す平面図、（ｃ）は側面図である。

【図３】同上の冷風温風扇の全体構成を示すブロック図
である。

【図４】同上の冷風温風扇の概略斜視図である。

【図５】本発明の実施形態の他例を示す断面図である。

【図６】図５の冷風温風扇の概略斜視図である。

【図７】同上の制御動作を説明するフローチャートであ
る。

【図８】図７に対応する各部温度、吸熱量の関係の説明
図である。

【図９】本発明の実施形態の他例の制御動作を説明する
フローチャートである。

【図１０】図９に対応する各部温度、吸熱量の関係の説
明図である。

【図１１】本発明の実施形態の更に他例の制御動作を説
明するフローチャートである。

【図１２】図１１に対応する各部温度、吸熱量の関係の
説明図である。

【図１３】（ａ）は従来の冷風温風扇の全体構成を示す
ブロック図、（ｂ）は他の従来の冷風温風扇の全体構成
を示すブロック図である。

【図１４】従来の各部温度、吸熱量の関係の説明図であ
る。

【符号の説明】

３ペルチェ素子３ａ，３ｂ接合面４駆動電源５送風経路６送風ファン７熱交換器８蓄熱ブロック９流路１０フィン１１人体検知センサー１２着座検知センサー

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年１１月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】またケース１８内の収納部１８Ｂ内には、
ペルチェ素子３と、ペルチェ素子３の第２接合面３ｂに
取着される第２熱交換器１４と、制御回路及び駆動電源
４等が収納されている。第２熱交換器１４は、ペルチェ
素子３の第２接合面３ｂに熱的に接合されるロータンク
１６内の水（放熱媒体）を経由させるものであって、こ
のロータンク１６内の水はポンプ１にて第２熱交換器１
４内に循環供給されるものであり、これにより、ペルチ
ェ素子３への入力電力、及び放熱ブロック８を経由して
吸熱した熱量を第２熱交換器１４に放熱できるようにな
っている。尚、第２熱交換器１４の放熱媒体はロータン
ク１６以外の水であってもよい。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】次に、上記スポット冷風温風扇Ａに関する
ペルチェ素子３への電圧印加、送風ファン６の送風制
御、ポンプ１，２の循環駆動の動作の一例を図７及び図
８に基づき説明する。先ず、機器全体の電源がＯＮとな
った状態（ステップＳ₁ ）から、人体検知センサー１１
にて人の入室を検出すると、ステップＳ₂からステップ
Ｓ₃へ移行し、人体検知センサー１１からの検知信号に
基づいて図８（ａ）のようにペルチェ素子３に電圧が印
加されると共に、ポンプ１，２が駆動し、ポンプ１にて
ロータンク１６内の水が第２熱交換器１４内を経由して
循環し、これによりペルチェ素子３の第２接合面３ｂか
らの熱量を放熱させ、一方、ペルチェ素子３の第１接合
面３ａ側においてはポンプ２にて蓄熱媒体を循環させる
ことにより急速蓄冷される。その後ステップＳ₄で着座
センサー１２が人が便器１７に着座したことを検出する
と、着座センサー１２からの信号により図８（ｂ）のよ
うに送風ファン６による送風を開始する。尚着座センサ
ー１２の信号によらず、人体検知センサー１１の出力時
からタイマーなどにて時間を遅らせて送風ファン６によ
る送風が開始するように設定するようにしてもよい。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】このように予めペルチェ素子３に通電した
後に、所定時間をおいて送風ファン６による送風を人体
検知センサー１１或いは着座検知センサー１２からの信
号に基づいて開始するようにしたから、図８（ｃ）〜
（ｅ）のように、蓄熱量を大きくすることができ、風温
の立ち上がりを良くすることができ、短時間ではあるが
大きな出力（冷風出力）を得ることができる。つまり、
蓄熱媒体に電源投入と同時に予め第１熱交換器７を所定
の温度にまで冷却しておき、送風が必要な時のみに送風
することにより、蓄冷したエネルギ（熱量）を利用して
一時的ではあるが大きな冷却出力を得ることが可能とな
る。また、予めペルチェ素子３を冷却しておく場合に、
ペルチェ素子３による冷却／加熱は、冷風／温風を出力
する第１熱交換器７のみを冷却するのみでよく、この場
合、熱容量的に小さく、短時間で必要温度まで冷却する
のみでよくその後、送風ファン６にて送風を開始するの
で、冷風の出力の立ち上がり時間を短くできる。これに
より例えば事前にトイレ空間１５などを冷却しておく必
要がなく、人が確実に在室、または便座に着座している
間に冷風（又は温風）を出力できるので、人は冷風（又
は温風）効果を体感できるようになり、さらに省エネル
ギー対策にもなる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】さらに、本実施形態では、図７のステップ
Ｓ₆で、タイマーなどにより時間を遅らせて、送風ファ
ン６の回転量を小さくするように制御している（図８
（ｂ）の状態）。この場合、送風ファン６による風量が
低下するが、その一方で風温の温度差を大きく確保でき
るので、送風風量を変化／脈動させることができ、大き
な風量と大きな温度差を交互に確保できるようになる。
つまり、風量を大きくするとフィン１０の熱交換効率が
向上し、大きな出力を出すことができるが、風量が大き
いために風温の温度差は小さくなり、一方、風量を小さ
くするとフィン１０の熱交換効率が多少低下するので出
力は低下するが、ペルチェ素子３の第１接合面３ａと第
２接合面３ｂとの温度差が大きくなり、蓄熱媒体に熱量
が蓄熱される。その後、再び送風ファン６の風量を大き
くすると、前記蓄熱された熱量が同時に出力されるの
で、一時的ではあるが大きな吸熱量（温度差と風量）を
得ることができ、冷風／温風効果を体感できる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】請求項３の発明は、請求項１の熱交換器を
所定の温度まで冷却又は加熱した後に、送風ファンによ
る送風が開始されるものであるから、熱交換器の蓄熱量
を大きくして、風温の立ち上がりを良くすることができ
るので、短時間ではあるが大きな出力（冷風／温風出
力）を得ることができ、さらに省エネルギー対策にもな
る。請求項４の発明は、請求項１又は請求項３の送風フ
ァンは、人体検知センサー或いは着座検知センサーから
の信号に基づいて駆動されるものであるから、請求項１
又は請求項３記載の記載の効果に加えて、人が確実に在
室、又は着座している間に冷風／温風を自動的に出力で
きるようになり、しかも入室後又は着座後に冷風／温風
を即座に出力することで、人は冷風／温風効果を体感で
きるようになる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ペルチェ素子の吸熱側又は放熱側の接合
面に熱的に接合されて冷風又は温風を出力する熱交換器
と、熱交換器からの冷風又は温風を送風する送風ファン
とを備えた冷風・温風装置において、上記熱交換器が、
ペルチェ素子の吸熱側又は放熱側の接合面に取着される
蓄熱ブロックと、蓄熱ブロック内部と蓄熱ブロック外部
との間で蓄熱媒体を循環させる流路と、流路の外周に設
けられるフィンとで構成されると共に、上記蓄熱ブロッ
クが送風ファンによる送風経路内に露出配置されて成る
ことを特徴とする冷風・温風装置。
【請求項２】蓄熱ブロックをフィン間に配置したこと
を特徴とする請求項１記載の冷風・温風装置。
【請求項３】熱交換器を所定の温度まで冷却又は加熱
した後に、送風ファンによる送風が開始されることを特
徴とする請求項１記載の冷風・温風装置。
【請求項４】送風ファンは、人体検知センサー或いは
着座検知センサーからの信号に基づいて駆動されること
を特徴とする請求項１又は請求項３記載の冷風・温風装
置。
【請求項５】送風ファンによる送風風量を経時的に変
化又は脈動させることを特徴とする請求項１又は請求項
３記載の冷風・温風装置。
【請求項６】送風経路内の蓄熱ブロックが取着される
ペルチェ素子の接合面とは反対側接合面に第２熱交換器
を取着し、該第２熱交換器にペルチェ素子を駆動する駆
動電源を熱的に接合したことを特徴とする請求項１記載
の冷風・温風装置。