JPH09294505A - ペルチェ素子による水槽用水温調整装置 - Google Patents

ペルチェ素子による水槽用水温調整装置

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JPH09294505A
JPH09294505A JP14475596A JP14475596A JPH09294505A JP H09294505 A JPH09294505 A JP H09294505A JP 14475596 A JP14475596 A JP 14475596A JP 14475596 A JP14475596 A JP 14475596A JP H09294505 A JPH09294505 A JP H09294505A
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JP
Japan
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peltier element
heat
water
heat exchange
water tank
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JP14475596A
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Takashi Takarabe
隆 財部
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Tokai Rika Service Co Ltd
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Takara Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 より多数枚の熱交換板を取付けれることで、
より一層の熱交換効率を高めることができ、水温調整装
置内の熱の流れがスムーズにでき、ペルチェ素子の寿命
を長くすることができ、熱交換効率を高めることがで
き、強制的な送風により熱交換としたことにより、水温
調整装置をコンパクトにできるとともに、より強烈な熱
交換効率を高めることができた水温調整装置を提供する
こと。 【解決手段】 基台の上にペルチェ素子を載置し、その
下面に多数の熱交換板を基台に穿設した多数の平行な溝
で挾持し、この基台の上に、流入口と流出口とを付設し
た熱交換器を配設し、かつ、熱交換器の通水路の内壁に
凹凸を設けるとともに水温調整装置の熱交換板を強制的
な送風により熱交換した水槽用水温調整装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ペルチェ素子によ
る水槽用水温調整装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の冷却装置として、ペ
ルチェ素子に熱交換器を付設して、例えば水槽の水を冷
却したり或いは温めたりするものとして、特開平1−3
20949号公報のように、ペルチェ素子を強制的に水
冷するものであり、そのためのポンプが必要であり、か
つ冷却用の水槽が必要なため冷却装置が大型になってい
た。また、特開平4−71438号公報のように、ファ
ンによる空冷もあるが、その冷却が均一でなく、かつ熱
交換器にも何等の工夫もないので冷却効率がわるいもの
であった。例えば、夏と冬とでは外気が異なるので、冷
却開始と冷却OFFの温度には差が生じる、即ち、ペル
チェ素子のジャンクション温度が上昇すると、信頼性が
低下し、性能が下がり、ついには破壊しかねないので、
安全な動作温度範囲にジャンクション温度を下げるため
には、効率のよい熱交換器を必要とするものである。こ
の効率のよい熱交換器として、放熱板(ヒートシンク)
が用いられ、ペルチェ素子の内部に発生する熱をいかに
効率よく周囲の気体や流体の流動体に移すかが、そのペ
ルチェ素子の寿命につながる。
【0003】そこで、本発明者等は、前記した実情に鑑
み、先に熱交換器、ペルチェ素子、放熱板、冷却ファン
の配列や支持等についての提案をした。このものは、熱
交換効率を高めることができ、放熱板からの冷却効率を
もたかめるものである。
【0004】しかし、ペルチェ素子の放熱板は、一般に
アルミニウム合金の押出し型材なので、その放熱板の取
付け本数はスペースに限りがあるので、自とその本数に
制限があり、その冷却効率もそう高いものではない。ま
た、熱交換器の配置を工夫することで、熱交換効率を高
めることができたが、その形状を考慮するものではな
い。また、センサーで指令し、ある温度以下になった
ら、加熱用のペルチェ素子をONにし、設定温度になっ
たらOFFにし、もし例えば外気の温度が急に上昇し、
この設定温度より高くなりその高い方の設定温度より高
くなった場合に、冷却用のペルチェ素子をONにし、こ
れにより水温が下がりだし設定温度になったら冷却用の
ペルチェ素子をOFFとする(冷却と加熱の作動温度に
一定の差を設けることにより自動設定ができる)。と言
うような場合には、ペルチェ素子の熱交換板は、集熱板
(ペルチェ素子が加熱中)となったり放熱板(ペルチェ
素子が冷却中)となったりするものであるから、以下本
願発明では熱交換板とは集熱板と放熱板との作用をする
ことを言う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】第1に、ペルチェ素子
の熱交換板の取付けを工夫することで、より多数枚の熱
交換板を取付けれることで、より一層の熱交換効率を高
めれるとともに、流入口と流出口とが付設された熱交換
器を配設したことにより、熱交換板の熱の流れがスムー
ズにでき、ペルチェ素子の寿命を長くすることができた
水温調整装置を提供すること。第2に、第1の課題に加
えて、熱交換器の内壁を凹凸にすることで、熱交換効率
を高めることができた水温調整装置を提供すること。第
3に、第1又は第2のいずれかの課題に加えて、強制的
な送風により熱を交換したことにより、水温調整装置を
コンパクトにできるとともに、より強烈な熱交換効率を
高めることができた水温調整装置を提供すること。第4
に、第1乃至第3のいずれかの課題に加えて、熱交換器
とペルチェ素子の熱交換板とをユニットとし弾性材を介
してケース内部に取り付けたことにより、ペルチェ素子
に加重が加わらないようにすることができ、取扱いや輸
送等に便利で安全な水温調整装置を提供すること。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1に、下面に多数の熱
交換板を基台に穿設した多数の平行な溝の盛上がり縁で
挟持した基台の上にペルチェ素子が載置され、さらに該
基台のペルチェ素子上に流入口と流出口とを付設した熱
交換器を配設したことを特徴とするペルチェ素子による
水槽用水温調整装置を要旨とする。第2に、熱交換器の
内壁に凹凸を設けたことを特徴とする請求項1に記載の
ペルチェ素子による水槽用水温調整装置を要旨とする。
第3に、ペルチェ素子の熱交換板を強制的な送風により
熱の交換をしたことを特徴とする請求項1又は請求項2
のいずれかに記載のペルチェ素子による水槽用水温調整
装置を要旨とする。第4に、下面に多数の熱交換板を基
台に穿設した多数の平行な溝の盛上がり縁で挾持した基
台の上にペルチェ素子が載置され、さらに該基台のペル
チェ素子上に流入口と流出口とを付設した熱交換器を配
設したユニットとし、このユニットを弾性材を介してケ
ース内部に取り付けたことを特徴とする請求項1乃至請
求項3のいずれか1項に記載のペルチェ素子による水槽
用水温調整装置を要旨とする。
【0007】
【実施例】以下、本発明のペルチェ素子による水槽用水
温調整装置について、第1実施例に基ずいて説明する。
図1乃至図7に示すように、材料として銅やアルミニウ
ムで好ましくはアルミニウム合金(A6063S−T
5)の基台1の上にペルチェ素子2を載置し、図5に示
すように、その下面3に多数の熱交換板4を基台に穿設
した多数の平行な溝5で挟持した。この多数の平行な盛
上がった縁がある溝5は、押出し加工、フライス盤等に
よって溝を穿設することにより造れる。そして、この盛
上がった縁をかしめることで、熱交換板を挾持してある
ことにより、熱交換板が隙間がなく強固に保持できた。
このような構成なので、従来の押出し成型に比べて面積
当たりの溝の穿設できる本数が多くできた。そして、該
溝5に熱交換板4を差し込み、溝5の盛上がった縁をか
しめることにより、熱交換板4を基台1の下面の全面に
取付けの限界可能な本数枚が挾持できた。一例を示す
と、ペルチェ素子の厚み4mmで縦横40mmのものを
4枚載置した縦横100mmで厚みが50mmの基台の
下面の全面に2mmの溝(熱交換板の枚数と同じ)が5
8本穿設できた。このような多数枚の熱交換板の取り付
けが可能になったので、それだけ熱交換面積が多くなる
ので、従来のペルチェ素子による水温調整装置がより小
型化ができた。また、基台1の上には流入口6と流出口
7とを付設した熱交換器8を配設してある。そして、好
ましくは、この熱交換器8を複数の水平な三角形、四角
形、多角形、或いは円形の流水路17を設け、図6、図
7に示すように、好ましくはその内壁の一部或いは全壁
に水流の方向へ連なる山形9を設けてある。そして、こ
の流水路17は熱交換器8に複数本(図のものでは4流
水路)設け、図示していない蓋部で各流水路が連通させ
てある。この形状は半円の凹凸9、或いは熱交換器8の
内壁に独立した円錐や半球等の凹凸9を設けることによ
り、より一層熱の交換率を高めることができる。そし
て、水槽から熱交換器の流入口6より第1の流水路へ入
った水は、流水路の凹凸で熱交換が効率よく加熱或いは
冷却されつつ、蓋部に設けた凹部又は仕切り或いは各流
水路の切り欠き通水部で次の第2の流水路へと同様な熱
交換を繰り返しつつ流出口7へと流れてきて水槽へ戻さ
れる。さらに、ペルチェ素子2の熱交換板4の下部にフ
アン10を取付け水温調整装置の熱交換板4を強制的な
送風により熱の交換をするようにしてある。フアン10
は好ましくは軸流フアンとするとよい。そして、この軸
流フアンの吸引側にフード等によりケース11の外気を
吸い込むようにするとよい、図のものはフード等を設け
ず、直接ケースの底内面に取り付けたものであり、この
軸流フアン10からの空気はケース内に垂下状に設けら
れている基台1の熱交換板4と強制的に接触し熱交換さ
れた空気の大部分は、ケースの側面に設けられている多
数の遮蔽付窓18から消音されつつケースの外へ排気さ
れ、一部はさらに熱交換器、ケース内上面を経てケース
側面の上方の遮蔽付窓18aから消音されつつ排気され
る。外気を先ずペルチェ素子による水温調整装置の熱交
換板4の下面で近接して強制的に吹き付けることで熱の
交換(放熱又は集熱)を促進できたのである。
【0008】次ぎに、このようなペルチェ素子による水
槽用水温調整装置、即ち、熱交換器8と、ペルチェ素子
2を載置しその下面に熱交換板を取付けた基台1とをボ
ルト・ナット15、鍔付のスペーサ19等で合体させた
ユニットとし、このユニットをケース11の底面12よ
り立設した2本の支柱13によりスプリングやゴム等の
弾性体14を介して垂下状に保持されている。熱交換器
8の四方の下端縁に設けたフランジ16と、ペルチェ素
子2を載置しその下面に熱交換板を取付けた基台1とを
ボルト・ナット15、鍔付のスペーサ19等で合体させ
てあるので、ボルト・ナット15、例えば4mmの鍔付
のスペーサでペルチェ素子2の載置間隔を調節できると
ともに、これらの加重を支柱13によりスプリングやゴ
ム等の弾性体14を介して垂下状に保持させるので、ペ
ルチェ素子2に直接加重が加わらず、また外部例えばフ
アンの振動、移送中の振動等はスプリングやゴム等の弾
性体14で吸収されてしまいペルチェ素子2の破損、誤
作動等を防止することができる。なお、水温調整させる
水槽の水の量により、即ち水槽等の大きさにより上述の
水温調整装置、フアン等を最適値の複数個にしてもよ
い。そして、水温調整装置において、水槽は、熱交換器
8を複数の水平な流水路の凹凸に沿って流れ、その接触
面積が従来の流水路に比べて多くなるので、それだけ熱
交換が効率よくできるとともに、空気溜まりが発生せ
ず、流水路に水垢等の汚れの付着を抑制できた。また、
水槽からの水の温度が設定温度より低下するとペルチェ
素子2の配線2aが通電してペルチェ素子が加熱の働き
をし、水槽からの水の温度が設定温度より高くなるとペ
ルチェ素子2の配線2bが通電してペルチェ素子が冷却
の働きをする。
【0009】
【発明の効果】第1に、ペルチェ素子の熱交換板の取付
けを工夫することで、より多数枚の熱交換板を取付けれ
ることで、より一層の熱交換効率を高めれるとともに、
流入口と流出口とが付設された熱交換器を配設したこと
により、熱交換板内の熱の流れがスムーズにでき、ペル
チェ素子の寿命を長くすることができた水槽用水温調整
装置である。第2に、第1の効果に加えて、熱交換器の
内壁を凹凸にすることで、それだけ熱交換が効率よくで
きるとともに、空気溜まりが発生せず、流水する内壁に
水垢等の汚れの付着を抑制でき、熱交換効率を高めるこ
とができた水槽用水温調整装置である。第3に、第1又
は第2のいずれかの効果に加えて、強制的な送風により
熱交換をしたことにより、空気の流れができケース内の
空気がよどむことがないので、水槽用水温調整装置をコ
ンパクトにできるとともに、より強烈な熱交換効率を高
めることができ、さらには熱交換器或いは熱交換板に結
露をなくすことができた水槽用水温調整装置である。第
4に、第1乃至第3のいずれかの効果に加えて、熱交換
器とペルチェ素子の熱交換板とをユニットとし弾性材を
介してケース内部に取り付けたことにより、ペルチェ素
子に加重が加わらないようにすることができ、取扱いや
輸送等に便利で安全な水槽用水温調整装置である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による水槽用水温調整装置の第1実施例
を示す正面断面図である。
【図2】本発明による水槽用水温調整装置の図1の側面
断図である。
【図3】本発明によるペルチェ素子を載置した状態の基
台と熱交換板の斜視図である。
【図4】本発明による図2の要部拡大図である。
【図5】本発明による図4のA−A´線断面図である。
【図6】本発明による図1のB−B線断面の1実施例の
拡大図である。
【図7】本発明による図1のB−B線断面の他の実施例
の拡大図である。
【符号の説明】
1 基台 2 ペルチェ素子 4 熱交換板 5 溝 6 流入口 7 流出口 8 熱交換器 9 凹凸 10 軸流フアン 11 ケース 13 支柱 14 弾性体 15 ボルト・ナット 17 通水路 18 遮蔽付の窓

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下面に多数の熱交換板を基台に穿設した多
    数の平行な溝の盛上がり縁で挾持した基台の上にペルチ
    ェ素子が載置され、さらに該基台のペルチェ素子上に流
    入口と流出口とを付設した熱交換器を配設したことを特
    徴とするペルチェ素子による水槽用水温調整装置。
  2. 【請求項2】熱交換器の内壁に凹凸を設けたことを特徴
    とする請求項1に記載のペルチェ素子による水槽用水温
    調整装置。
  3. 【請求項3】ペルチェ素子の熱交換板を強制的な送風に
    より熱の交換をしたことを特徴とする請求項1又は請求
    項2のいずれかに記載のペルチェ素子による水槽用水温
    調整装置。
  4. 【請求項4】下面に多数の熱交換板を基台に穿設した多
    数の平行な溝の盛上がり縁で挾持した基台の上にペルチ
    ェ素子が載置され、さらに該基台のペルチェ素子上に流
    入口と流出口とを付設した熱交換器を配設したユニット
    とし、このユニットを弾性材を介してケース内部に取り
    付けたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれ
    か1項に記載のペルチェ素子による水槽用水温調整装
    置。
JP14475596A 1996-05-02 1996-05-02 ペルチェ素子による水槽用水温調整装置 Pending JPH09294505A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016148344A1 (ko) * 2015-03-17 2016-09-22 대한민국(관리부서:국립수산과학원) 복수개의 펠티어 소자를 이용한 관상어용 수조 및 사육수온 조절방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016148344A1 (ko) * 2015-03-17 2016-09-22 대한민국(관리부서:국립수산과학원) 복수개의 펠티어 소자를 이용한 관상어용 수조 및 사육수온 조절방법
JP2017513457A (ja) * 2015-03-17 2017-06-01 大韓民国(国立水産科学院)Republic Of Korea(National Fisheries Research And Development Institute) 複数のペルチェ素子を利用した観賞魚用水槽及び飼育水温調節方法
US10278371B2 (en) 2015-03-17 2019-05-07 National Fisheries Research And Development Institute Method of controlling culture water temperature in a water tank for aquarium fish and a culture water thermostat using a plurality of peltier elements

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