JPH09170772A - 熱電変換素子の冷却システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放熱効率の良好な熱電変換素子の冷却システ
ムの提供を課題とする。 【解決手段】 熱電変換素子１７の放熱面を冷却する冷
却システムにおいて、冷却流体を蓄える貯蔵タンク２９
と、貯蔵タンクと熱電変換素子の放熱面とを連通させ、
冷却流体が貯蔵タンクと放熱面とを循環するように構成
した閉回路と、冷却流体を閉回路内に循環させるための
ポンプ３０と、貯蔵タンク内に配設され、冷却流体より
も溶融潜熱が大きい冷媒体３１とを備えたことを特徴と
する熱電変換素子の冷却システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱電変換素子の放熱面
を冷却する冷却システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、熱電変換素子を利用して物質を冷
却する構成の装置が知られている。例えば、実開平１−
１０９７７１に開示される技術は、熱電変換素子を用い
て冷蔵庫を構成したものである。

【０００３】上記公報に開示される技術では、熱電変換
素子の放熱面に放熱フィンが固定されており、表面積を
大きくすることによって放熱効果を向上させたものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にお
いては、放熱面に放熱フィンを接触させて空冷すること
で放熱を行っているが、放熱効率が悪いものであった。

【０００５】本発明は、放熱効率の良好な熱電変換素子
の冷却システムの提供を技術的課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した技術的課題を解
決するため本発明において講じた技術的手段は、熱電変
換素子の放熱面を冷却する冷却システムにおいて、冷却
流体を蓄える貯蔵タンクと、貯蔵タンクと熱電変換素子
の放熱面とを連通させ、冷却流体が貯蔵タンクと放熱面
とを循環するように構成した閉回路と、冷却流体を閉回
路内に循環させるためのポンプと、貯蔵タンク内に配設
され、冷却流体よりも溶融潜熱量が大きい冷媒体とを備
えたことである。

【０００７】上記構成の本発明においては、ポンプによ
り閉回路内を冷却流体が還流されることで熱電変換素子
の放熱面が冷却される。更に、貯蔵タンク内には、冷却
流体よりも溶融潜熱量が大きい冷媒体が配設されている
ため、貯蔵タンク内の冷却流体の貯蔵量を少なくするこ
とができ、貯蔵タンクの小型化も図れる。

【０００８】

【発明の実施形態】本発明に係る実施形態を図面に基づ
いて説明する。

【０００９】図１は、本実施形態の冷却システムを冷風
装置に採用した場合のシステム図である。同図におい
て、蓄冷タンク１０は、互いに結合された水槽１１、１
２と、水槽１１、１２を覆う断熱材１３、１４とから構
成されている。水槽１１、１２内には、蓄冷流体となる
水が封入されている。更に、水槽１１、１２は、補助タ
ンク部１５を備え、この補助タンク部１５の上面近傍ま
で水が充満している。尚、３２は水抜き栓を示してい
る。

【００１０】水槽１２には、熱電変換素子１６が装着さ
れている。熱電変換素子１６の図中上面は放熱面となっ
ており、放熱部材１７が接触している。一方、熱電変換
素子１６の図中下面は吸熱面となっており、吸熱部材で
あるフィン１８が接触している。更に、水槽１２には、
ポンプ１９と、吸水路２０及び排水路２１が設けられて
いる。ポンプ１９は、モータ１９ａにより駆動される。

【００１１】吸水路２０及び排水路２１は、熱交換器
（株式会社東洋ラジエータ製の５０ｃｃカブ用）２２に
接続されている。熱交換器２２は、送風手段となる送風
ファン２３と、ヒータ２４と、風向きを変えるルーバー
２５とが配設されたハウジング２６内に配設されてい
る。

【００１２】更に、水槽１２には、放熱部材１８を放熱
するための冷却媒体である水が通る流路２７、２８が設
けられている。流路２７、２８は、トイレの給水タンク
２９に接続されており、冷却水の閉回路を構成してい
る。冷却水は、水ポンプ３０にて給水タンク２９内の水
を放熱部材１８に当てて放熱を行う構成となっている。
また、給水タンク２９内には、冷媒体３１が入れられて
いる。この冷媒体３１は、例えばＬｉＮＯ₃ ・３Ｈ₂ Ｏ
等である。冷媒体３１として利用できるものは、少なく
とも冷却媒体（本実施形態では水）よりも溶融潜熱が大
きく、融点が高いもの（３０〜３５℃）が好ましい。

【００１３】上記構成の本実施形態においては、熱電変
換素子１６に常時電流を流しておくことにより、蓄冷媒
体である水が冷却される。この冷却された水は、ポンプ
１９によって閉回路内に還流される。蓄冷流体は、熱交
換器２２を通ることにより空気を冷却し、この冷却され
た空気が送風ファン２３の作動によりルーバー２５から
送風される。

【００１４】一方、冬場に温風を得たいときには、ヒー
タ２４を作動させることで容易に温風を得ることもでき
る。

【００１５】本実施形態においては、熱電変換素子１６
により冷却された蓄冷流体を閉回路に循環させ、熱交換
器２２により外部の空気を冷却する構成であるため、送
風ファン２３を作動させることにより直ぐに冷風を得る
ことができる。また、水回路を循環する蓄冷媒体の流量
を変化させるだけで、容易に冷却効果を制御することが
できる。このため、冷却効果を向上させるために熱電変
換素子１６をたくさん設ける必要が無くなり、コストア
ップ、電源装置の大型化、消費電力の増大を引き起こす
こともない。

【００１６】更に、閉回路内に蓄冷流体を還流させて水
位が下がっても、補助タンク１５は閉回路の容積以上の
容量を持っているため、フィン１８が水面上に出ること
がなく、効率のよいものである。

【００１７】更に、熱交換器２２として、他分野で開発
された高効率の熱交換器を使用することができて、安価
である。

【００１８】更に、貯蔵タンク２９内に冷却水よりも比
熱が高い冷媒体３１が配設されているため、貯蔵タンク
２９内の冷却流体の貯蔵量を少なくすることができ、貯
蔵タンクの小型化が図れる。

【００１９】

【発明の効果】本発明においては、貯蔵タンク内に融点
が高く（３０〜３５℃）、冷却流体よりも溶融潜熱が大
きい冷媒体が配設されているため、貯蔵タンク内の冷却
流体の貯蔵量を少なくすることができ、貯蔵タンクの小
型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱電変換素子の冷却システムを採
用した冷風装置のシステム図を示す。

【符号の説明】

１６・・・熱電変換素子 １７・・・放熱部材 ３０・・・水ポンプ（放熱手段） ３１・・・冷媒体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱電変換素子の放熱面を冷却する冷却シ
   ステムにおいて、 冷却流体を蓄える貯蔵タンクと、 該貯蔵タンクと前記熱電変換素子の放熱面とを連通さ
   せ、前記冷却流体が前記貯蔵タンクと前記放熱面とを循
   環するように構成した閉回路と、 前記冷却流体を前記閉回路内に循環させるためのポンプ
   と、 前記貯蔵タンク内に配設され、前記冷却流体よりも溶融
   潜熱が大きい冷媒体とを備えたことを特徴とする熱電変
   換素子の冷却システム。