JPH10132339A - Cold air machine - Google Patents

Cold air machine

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JPH10132339A
JPH10132339A JP8292369A JP29236996A JPH10132339A JP H10132339 A JPH10132339 A JP H10132339A JP 8292369 A JP8292369 A JP 8292369A JP 29236996 A JP29236996 A JP 29236996A JP H10132339 A JPH10132339 A JP H10132339A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thermoelectric conversion
conversion element
low
air
heat exchanger
Prior art date
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Pending
Application number
JP8292369A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiji Maeda
征児 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Oil Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Oil Corp filed Critical Nippon Oil Corp
Priority to JP8292369A priority Critical patent/JPH10132339A/en
Publication of JPH10132339A publication Critical patent/JPH10132339A/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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To supply cold air without supply of electric power from a cell and from the outside. SOLUTION: An upper case 1 and a lower case 2 from a passage for an air stream entering from an air intake hole 4 and reaching a fan air hole via a communication passage 3. In an accommodation hole 8 formed in a central part of a partition wall 6 between the two cases a thermoelectric converter module 7 is accommodated in which module there are laminated a plurality of plate shaped thermoelectric converter devices for generating a current owing to a temperature difference between both surfaces, and a cooling container 10 holding therein a low temperature material 12 is mounted on one surface of the module while a heat exchanger 9 is mounted on the other surface freely to exchange heat. There are further provided an electric motor 17 rotating with electric power generated by the thermoelectric converter module 7 and an air fan 18 mounted on an output shaft of the motor. When the air fan 18 is rotated, air entering from the air intake hole 4 is cooled on the surfaces of the heat exchanger 9 and the cooling container 10 in order and is sent from a fan air hole.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、低温物質により冷
却された冷風を供給する冷風機に関し、特に低温物質の
他にエネルギ源を必要としない可搬型の冷風機に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooler for supplying cool air cooled by a low-temperature substance, and more particularly to a portable cooler that does not require an energy source in addition to the low-temperature substance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、冷風を供給する装置としては、例
えば、蒸気圧縮式冷凍を用いたもの、吸引式冷凍を用い
たもの、氷等の低温物質を利用した蓄熱式空調システム
などがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for supplying cold air, there are, for example, a device using vapor compression refrigeration, a device using suction refrigeration, and a regenerative air conditioning system using a low-temperature substance such as ice.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の装置では、圧縮機やその動力源、さらにはフ
ロンなどの環境に有害な冷媒や大規模な設備等を必要と
するため、小型化が難しく、例えばキャンプ等の屋外で
使用するために持ち運ぶことなどはできないという問題
点があった。
However, such a conventional apparatus requires a compressor and its power source, a refrigerant harmful to the environment such as chlorofluorocarbons, and large-scale equipment. However, there is a problem that it cannot be carried around for outdoor use such as camping.

【0004】本発明はこのような従来の問題点に鑑み、
容易に持ち運ぶことができ、電池や外部からの電力供給
の不要な冷風機を提供することを目的とする。
[0004] The present invention has been made in view of such conventional problems,
An object of the present invention is to provide a cooler that can be easily carried and does not require a battery or external power supply.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】このため、請求項1に係
る発明では、両面の温度差によって電力を発生する板状
の熱電変換素子と、該熱電変換素子の一面と熱交換可能
に配置され、内部に低温物質を保持可能な低温物質保持
部材と、前記熱交換により前記熱電変換素子が発生する
電力によって回転する電動モータと、該電動モータの出
力軸に取り付けられた送風ファンとを含んで冷風機を構
成し、前記送風ファンの回転によって発生する気流の通
路に前記低温物質保持部材を配置する。
According to the present invention, a plate-like thermoelectric conversion element for generating electric power by a temperature difference between both surfaces is provided, and the thermoelectric conversion element is disposed so as to be able to exchange heat with one surface of the thermoelectric conversion element. A low-temperature substance holding member capable of holding a low-temperature substance therein, an electric motor rotated by electric power generated by the thermoelectric conversion element by the heat exchange, and a blower fan attached to an output shaft of the electric motor. A low-temperature substance holding member is arranged in a passage of an airflow generated by rotation of the blower fan.

【0006】このような構成とすることで、低温物質と
外気との温度差により熱電変換素子で発生された電力
で、電動モータの出力軸に取り付けられた送風ファンが
回転され、これによる気流が低温物質によって冷却され
て下流側に送出される。また、請求項2に係る発明で
は、前記熱電変換素子の他面を前記気流の通路の外部に
臨ませて配置すると共に、前記低温物質により冷却され
た前記熱電変換素子の他面と空気との熱交換を促進する
熱交換器を取り付けて、熱電変換素子の両面の温度差を
維持する。
[0006] With such a configuration, the blower fan mounted on the output shaft of the electric motor is rotated by the electric power generated by the thermoelectric conversion element due to the temperature difference between the low-temperature substance and the outside air. It is cooled by the low-temperature substance and sent to the downstream side. In the invention according to claim 2, the other surface of the thermoelectric conversion element is arranged so as to face the outside of the airflow path, and the other surface of the thermoelectric conversion element cooled by the low-temperature substance and the air. A heat exchanger that promotes heat exchange is installed to maintain a temperature difference between both surfaces of the thermoelectric conversion element.

【0007】そして、請求項3に係る発明のように、前
記熱交換器との熱交換により冷却された空気を前記気流
の通路の入口に導く吸気通路を設ければ、空気をより効
率的に冷却できる。さらに、請求項4に係る発明では、
前記低温物質保持部材、熱電変換素子、および熱交換器
の各部材を、グリス状の伝熱性材料を介して密着させて
配設し、熱伝達の効率を向上させる。
According to a third aspect of the present invention, if an intake passage is provided for guiding the air cooled by heat exchange with the heat exchanger to an inlet of the airflow passage, the air can be more efficiently used. Can be cooled. Further, in the invention according to claim 4,
The members of the low-temperature substance holding member, the thermoelectric conversion element, and the heat exchanger are disposed in close contact with each other via a grease-like heat conductive material, thereby improving the efficiency of heat transfer.

【0008】また、請求項5に係る発明では、前記熱電
変換素子を複数重ねて配設することで、低温物質保持部
材に接合された面と熱交換器に接合された面との距離を
拡大し、その温度差を保持する。このように、複数の熱
電変換素子を重ねて配設した構成では、請求項6に係る
発明のように、前記低温物質保持部材に近い側に配設さ
れたものの面積よりも遠い側に配設されたものの面積の
方を大きくして、前記複数の熱電変換素子と熱交換器と
の間の熱交換が円滑になる。
Further, in the invention according to claim 5, by disposing a plurality of the thermoelectric conversion elements, the distance between the surface joined to the low-temperature material holding member and the surface joined to the heat exchanger is increased. Then, the temperature difference is maintained. In this way, in the configuration in which a plurality of thermoelectric conversion elements are arranged in an overlapping manner, as in the invention according to claim 6, the thermoelectric conversion elements are arranged on the side farther than the area of the element arranged on the side closer to the low-temperature material holding member. By increasing the area of the heat exchanger, heat exchange between the plurality of thermoelectric conversion elements and the heat exchanger becomes smooth.

【0009】さらに、請求項7に係る発明のように、前
記熱電変換素子を複数重ねたものを、同一平面内に複数
並べて配設すれば、より大きな電力を得ることができ
る。一方、請求項8に係る発明では、前記低温物質保持
部材の外面に、前記送風ファンの回転によって発生する
気流の通過方向に略平行なフィン状の熱交換器を突設
し、空気の冷却効率を向上させる。
Further, when a plurality of the thermoelectric conversion elements are arranged and arranged side by side on the same plane as in the invention according to claim 7, a larger power can be obtained. On the other hand, in the invention according to claim 8, on the outer surface of the low-temperature substance holding member, a fin-shaped heat exchanger that is substantially parallel to the direction of passage of the airflow generated by the rotation of the blower fan is protruded, and the air cooling efficiency is Improve.

【0010】低温物質としては、請求項9に係る発明の
ように氷を用いてもよく、また請求項10に係る発明のよ
うに、ポリビニルアルコールゲル等からなる蓄冷材でも
よい。また、熱電変換素子としては、請求項11に係る発
明のようにBiTeを主成分とするものを用いてもよ
く、請求項12に係る発明のようにFeSiを主成分とす
るものを用いてもよい。さらに、請求項14に係る発明の
ように、結晶がスクッテルダイト構造を有する化合物を
主成分とするものを用いてもよい。
As the low-temperature substance, ice may be used as in the ninth aspect of the present invention, or a cold storage material made of polyvinyl alcohol gel or the like as in the tenth aspect of the present invention. Further, as the thermoelectric conversion element, an element mainly containing BiTe may be used as in the invention according to claim 11, and an element mainly containing FeSi as in the invention according to claim 12 may be used. Good. Furthermore, as in the invention according to claim 14, a crystal whose main component is a compound having a skutterudite structure may be used.

【0011】また、請求項14に係る発明では、前記電動
モータとして、Nd−Fe−B系マグネットを用いた直
流モータを使用し、強力な動力を得る。
In the invention according to claim 14, a DC motor using an Nd-Fe-B-based magnet is used as the electric motor to obtain strong power.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図1は、本発明の冷風機の一構成例
を示す概略図であり、図2は図1のA−A矢視断面図で
ある。以下、図1と図2とを同時に参照して詳述する。
断熱性材料からなる、それぞれ略方形筒状の上部筐体1
と下部筐体2とが、その軸線方向が同じになるように重
ねて設けてある。この上部筐体1と下部筐体2とは、そ
れぞれの一方の開口部を結合するように設けられた断熱
性材料からなる連通路3により、下部筐体2の他方の開
口部(以下、吸気口という)4から入り、連通路3を介
して上部筐体1の他方の開口部(以下、送風口という)
5に抜ける1つの通路を形成している。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an example of the configuration of the cooler of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. Hereinafter, the details will be described with reference to FIGS. 1 and 2 at the same time.
A substantially rectangular cylindrical upper housing 1 made of a heat insulating material.
And the lower housing 2 are provided so as to be overlapped so that their axial directions are the same. The upper housing 1 and the lower housing 2 are connected to each other through a communication path 3 made of a heat-insulating material and connected to one of the openings. ), And enters the other opening of the upper housing 1 via the communication path 3 (hereinafter, referred to as a blow port).
5 to form one passage.

【0013】上下2つの筐体を仕切る隔壁6は、熱電変
換素子モジュール7と略同じ厚さを有している。また、
隔壁6の中央部には熱電変換素子モジュール7と略同じ
形状の収納孔8が、配設される熱電変換素子モジュール
7の数だけ設けてあり、隔壁6の下面には、熱交換器9
が収納孔8を閉塞するように取り付けてある。この熱交
換器9は、例えばアルミニウムを押出し加工により成形
したもので、下部筐体2の内部に向けて突設した複数の
フィンを有し、その拡張された表面積により熱交換を促
進するものである。
The partition wall 6 that partitions the upper and lower housings has substantially the same thickness as the thermoelectric conversion element module 7. Also,
At the center of the partition wall 6, storage holes 8 having substantially the same shape as the thermoelectric conversion element module 7 are provided in the same number as the number of the arranged thermoelectric conversion element modules 7.
Is attached so as to close the storage hole 8. The heat exchanger 9 is formed by, for example, extruding aluminum, has a plurality of fins protruding toward the inside of the lower housing 2, and promotes heat exchange by its expanded surface area. is there.

【0014】熱電変換素子モジュール7は、一方の面を
熱交換器9上部の平坦な面に密着させて収納孔8に収納
されている。また、熱電変換素子モジュール7の他方の
面には、有底円筒状に成形された伝熱性の冷却容器10の
底面が密着するように固定されている。この熱電変換素
子モジュール7と熱交換器9および冷却容器10との間は
伝熱グリス(例えばグリス状シリコンコンパウンド:熱
伝導率 0.84 W/deg・m程度)を用いて密着させるこ
とにより、熱伝達の損失を低減している。
The thermoelectric conversion element module 7 is housed in the housing hole 8 with one surface being in close contact with the flat surface above the heat exchanger 9. Further, the bottom surface of a heat-conductive cooling container 10 formed into a bottomed cylindrical shape is fixed to the other surface of the thermoelectric conversion element module 7 so as to be in close contact therewith. The heat transfer is performed by bringing the thermoelectric conversion element module 7 into close contact with the heat exchanger 9 and the cooling vessel 10 using heat transfer grease (for example, grease-like silicon compound: heat conductivity of about 0.84 W / deg · m). The loss has been reduced.

【0015】熱電変換素子モジュール7は、それぞれが
独立した発電能力を有する板状の熱電変換素子を伝熱グ
リスを介して複数重ね合わせ、電気的に接続し、各熱電
変換素子による出力を合わせて熱電変換素子モジュール
7の出力として取り出せるように形成したものである。
そして、この複数重ねられた熱電変換素子のうち、冷却
容器10側(低温物質保持部材に近い側)に配設された熱
電変換素子よりも熱交換器9側(遠い側)に配設された
熱電変換素子の面積の方が大きくなるように構成されて
いる。
In the thermoelectric conversion element module 7, a plurality of plate-like thermoelectric conversion elements, each having an independent power generation capability, are overlapped via a heat transfer grease and electrically connected, and the output of each thermoelectric conversion element is combined. It is formed so that it can be taken out as an output of the thermoelectric conversion element module 7.
Then, of the plurality of stacked thermoelectric conversion elements, the thermoelectric conversion element is disposed closer to the heat exchanger 9 (farther side) than the thermoelectric conversion element disposed closer to the cooling vessel 10 (closer to the low-temperature substance holding member). The area of the thermoelectric conversion element is configured to be larger.

【0016】また、熱電変換素子の材料としては、入手
し易く特性も優れたBiTeを主成分とするものや、安
価なFeSiを主成分とするものが好ましく用いられる
が、その他の熱電変換素子を用いてもよい。さらに、熱
電変換素子モジュール7は単一でもよいが、複数の熱電
変換モジュール7を冷却容器10と熱交換器9との間に並
べて配設すれば、より多くの電力を得ることができ、消
費電力の大きい強力な電動モータを使用して強い送風力
を得ることが可能である。
As the material of the thermoelectric conversion element, a material mainly composed of BiTe, which is easily available and excellent in characteristics, and a material mainly composed of inexpensive FeSi are preferably used. May be used. Further, the thermoelectric conversion element module 7 may be single, but if a plurality of thermoelectric conversion modules 7 are arranged between the cooling vessel 10 and the heat exchanger 9, more electric power can be obtained, It is possible to obtain a strong wind force using a powerful electric motor with a large electric power.

【0017】図1および図2に示した構成は、隔壁6に
設けた2行2列の計4つの収納孔8の各々に、3枚の熱
電変換素子から成る熱電変換素子モジュール7を収納し
たものである。図3には、この隔壁6と熱電変換素子モ
ジュール7とを上から見た平面図を示す。低温物質保持
部材としての冷却容器10は、上部筐体1を鉛直方向に貫
通し、開口部11を上部筐体1の上面外側に臨ませてい
る。この開口部11から低温物質12が冷却容器10の内部に
格納され、断熱性の蓋13で封止される。蓋13には、冷却
容器10の内部に向けて、板14がバネ15を介して取り付け
てある。これにより、融解にともなって変形する氷のよ
うなものを低温物質12として用いた場合でも、常に低温
物質12が冷却容器10の底部に圧着されるため、低温物質
12と熱電変換素子モジュール7との間の熱伝達を継続的
に安定して行うことができる。
In the configuration shown in FIGS. 1 and 2, a thermoelectric conversion element module 7 composed of three thermoelectric conversion elements is housed in each of four housing holes 8 provided in the partition 6 in two rows and two columns. Things. FIG. 3 shows a plan view of the partition wall 6 and the thermoelectric conversion element module 7 as viewed from above. The cooling container 10 as a low-temperature substance holding member vertically penetrates the upper housing 1, and has an opening 11 facing the upper surface of the upper housing 1. The low-temperature substance 12 is stored in the inside of the cooling container 10 from the opening 11 and is sealed by the heat-insulating lid 13. A plate 14 is attached to the lid 13 via a spring 15 toward the inside of the cooling container 10. As a result, even when ice-like material that deforms as it melts is used as the low-temperature substance 12, the low-temperature substance 12 is always pressed against the bottom of the cooling vessel 10, so that
Heat transfer between the thermoelectric conversion module 12 and the thermoelectric conversion element module 7 can be continuously and stably performed.

【0018】また、冷却容器10の外面には、空気との熱
交換を促進するための冷却フィン16が上部筐体1の軸線
方向に略平行になるように取り付けてある。低温物質12
としては、安価で容易に入手できる氷や、繰り返し再生
使用できるポリビニルアルコールゲル等からなる蓄冷材
を用いればよい。氷は、市販のブロックアイス等を冷却
容器10に格納して用いればよく、蓄冷材は、これを専用
容器に封入して冷凍庫等で凍らせて、冷却容器10に格納
するようにしてもよい。
A cooling fin 16 for promoting heat exchange with air is attached to the outer surface of the cooling vessel 10 so as to be substantially parallel to the axial direction of the upper housing 1. Cold substance 12
For example, a cold storage material made of inexpensive and easily available ice or a polyvinyl alcohol gel that can be repeatedly reused may be used. Ice may be used by storing commercially available block ice or the like in the cooling container 10, and the regenerator material may be sealed in a dedicated container, frozen in a freezer or the like, and stored in the cooling container 10. .

【0019】上部筐体1に設けられた送風口5には電動
モータ17が、その出力軸の軸線方向を上部筐体1の軸線
方向と一致させて設けられている。また、出力軸には送
風ファン18が、その回転により上部筐体1の内側から外
側へ向かう気流を発生するように取り付けられている。
また、送風口5には、送風ファン18の外周を保護すると
共に、送風方向を規定するフード19が取り付けてある。
An electric motor 17 is provided in the blower port 5 provided in the upper housing 1 so that the axial direction of its output shaft coincides with the axial direction of the upper housing 1. A blower fan 18 is attached to the output shaft so as to generate an airflow from the inside to the outside of the upper housing 1 by the rotation thereof.
A hood 19 that protects the outer periphery of the blower fan 18 and regulates the blow direction is attached to the blower opening 5.

【0020】電動モータ17は熱電変換素子モジュール7
と接続されており、熱電変換素子モジュール7で発生さ
れる電力を電源として回転される。この電動モータ17と
しては、強力なNd−Fe−B系マグネットを使用した
効率のよい直流モータが好ましく用いられるが、Sm−
Co系マグネットやフェライト系マグネットを使用した
ものでもよい。
The electric motor 17 is a thermoelectric conversion element module 7
And is rotated using electric power generated by the thermoelectric conversion element module 7 as a power supply. As the electric motor 17, an efficient DC motor using a strong Nd-Fe-B magnet is preferably used.
A magnet using a Co-based magnet or a ferrite-based magnet may be used.

【0021】次に作用を説明する。内部に冷却容器10の
内部に低温物質12が格納されると、熱電変換素子モジュ
ール7の一面が冷却され、熱交換器9により空気の温度
に維持された他面との間に温度差を生じる。これにより
熱電変換素子モジュール7に電力が発生する。このと
き、単に1枚の熱電変換素子を冷却容器10と熱交換器9
との間に設けた構成では、冷却容器10と熱交換器9との
間の距離が短く、熱交換器9まで一気に冷却されてしま
うため、熱電変換素子の両面の温度差が小さくなり、十
分な電力を得られないおそれもある。
Next, the operation will be described. When the low-temperature substance 12 is stored inside the cooling container 10, one surface of the thermoelectric conversion element module 7 is cooled, and a temperature difference is generated between the other surface maintained at the temperature of the air by the heat exchanger 9. . Thereby, electric power is generated in the thermoelectric conversion element module 7. At this time, only one thermoelectric conversion element is connected to the cooling vessel 10 and the heat exchanger 9.
In this configuration, the distance between the cooling vessel 10 and the heat exchanger 9 is short, and the heat exchanger 9 is cooled at a stroke. Power may not be obtained.

【0022】この点、複数の熱電変換素子を重ね合わせ
て形成した熱電変換素子モジュール7を用いた構成で
は、冷却容器10と熱交換器9との間に十分な距離を確保
することができる。さらに、冷却容器10側に配設された
熱電変換素子よりも熱交換器9側に配設された熱電変換
素子の面積の方を大きくした構成では、熱交換器9に近
い側ほど、接触面積が大きい分、熱交換が円滑に行われ
る。このため、熱電変換素子モジュール7の両面の温度
差ΔTが十分な大きさに維持され、発電を継続すること
ができる。
In this respect, in the configuration using the thermoelectric conversion element module 7 formed by stacking a plurality of thermoelectric conversion elements, a sufficient distance between the cooling vessel 10 and the heat exchanger 9 can be ensured. Further, in a configuration in which the area of the thermoelectric conversion element disposed on the heat exchanger 9 side is larger than that of the thermoelectric conversion element disposed on the cooling vessel 10 side, the contact area becomes closer to the heat exchanger 9 side. The heat exchange is performed smoothly because of the large size. For this reason, the temperature difference ΔT between both surfaces of the thermoelectric conversion element module 7 is maintained at a sufficient level, and power generation can be continued.

【0023】そして、熱電変換素子モジュール7を構成
する各熱電変換素子では、各々その両面の温度差に応じ
た発電がなされ、その合計が熱電変換素子モジュール7
の発電量となる。この熱電変換素子モジュール7から電
動モータ17に電力が供給され、電動モータ17の出力軸に
取付けられた送風ファン18が回転すると、図1に示した
ような、吸気口4から下部筐体2に吸入され、連通路3
を介して上部筐体1に入り、送風口5から送出される気
流が発生する。
Each of the thermoelectric conversion elements constituting the thermoelectric conversion element module 7 generates electric power in accordance with the temperature difference between both surfaces, and the total is the total of the thermoelectric conversion element modules 7.
Power generation. When electric power is supplied to the electric motor 17 from the thermoelectric conversion element module 7 and the blower fan 18 attached to the output shaft of the electric motor 17 rotates, the electric power is supplied from the intake port 4 to the lower housing 2 as shown in FIG. Inhaled, communication path 3
Then, the air enters the upper housing 1 via the air outlet 5 and is generated from the air outlet 5.

【0024】吸気口4から吸入された空気は、まず下部
筐体2の内部において熱交換器9と熱交換を行う。この
熱交換により空気は予備的に冷却される。一方、熱交換
器9の温度が気温に近づくことで、熱電変換素子モジュ
ール7の両面の温度差ΔTが維持され、発電が継続され
る。下部筐体2内部の熱交換器9を通過した空気は、連
通路3を通って上部筐体1に入る。この下部筐体2と連
通路3とが吸気通路に相当する。
The air sucked from the air inlet 4 first exchanges heat with the heat exchanger 9 inside the lower housing 2. The air is preliminarily cooled by this heat exchange. On the other hand, when the temperature of the heat exchanger 9 approaches the air temperature, the temperature difference ΔT between both surfaces of the thermoelectric conversion element module 7 is maintained, and power generation is continued. The air that has passed through the heat exchanger 9 inside the lower housing 2 enters the upper housing 1 through the communication passage 3. The lower housing 2 and the communication passage 3 correspond to an intake passage.

【0025】連通路3から上部筐体1に入った空気は、
図4に矢印で示した経路で流れると共に、さらに冷却容
器10の表面および冷却フィン16との熱交換により効率よ
く冷却されて、送風口5から冷風として供給される。こ
の過程を通じて、上下2つの筐体1および2と連通路3
とは、その内部を外部から熱的に遮断し、低温物質12の
温度上昇を可及的に抑制することにより、冷風機の稼働
をより長く持続させる役割も果たす。
The air entering the upper housing 1 from the communication passage 3 is
4 flows along the path indicated by the arrow in FIG. Through this process, the upper and lower housings 1 and 2 and the communication passage 3
In other words, the function of thermally shutting down the inside of the cooler 12 from the outside and suppressing the temperature rise of the low-temperature substance 12 as much as possible also serves to maintain the operation of the cooler for a longer time.

【0026】以上のように、吸入された空気は熱交換器
9と冷却容器10との2箇所で効率よく冷却される一方、
熱電変換素子モジュール7の両面の温度差ΔTも維持さ
れるので、低温物質12の温度が気温になるまで冷風を継
続して供給することができる。低温物質として500gの氷
を用いた実験では、30℃の気温の下で、5℃程度の冷風
を90分間連続して供給することができた。
As described above, the sucked air is efficiently cooled at the two places of the heat exchanger 9 and the cooling vessel 10, while
Since the temperature difference ΔT between both surfaces of the thermoelectric conversion element module 7 is also maintained, the cool air can be continuously supplied until the temperature of the low-temperature substance 12 reaches the air temperature. In an experiment using 500 g of ice as a low-temperature substance, cold air of about 5 ° C. could be continuously supplied at an air temperature of 30 ° C. for 90 minutes.

【0027】この冷風機では、外部からの電源が不要で
あり、簡便で軽量な構造であるため、持ち運びや屋外で
の使用が容易である。また、機械的な動作をするのは送
風ファン18のみであるため、騒音がなく、時間的・場所
的に制限されることなく使用できる。尚、気流の通路を
形成する下部筐体2、連通路3、および上部筐体1の側
壁等を適当な曲面になるように設計すれば、冷風機内部
での空気の抵抗や滞留を減少させ、より効率的に冷風を
供給することができる。
This cooler does not require an external power supply and has a simple and lightweight structure, so that it is easy to carry and use outdoors. Further, since only the blower fan 18 performs a mechanical operation, there is no noise and the device can be used without being limited in time and place. If the lower housing 2, the communication passage 3, and the side walls of the upper housing 1 that form the airflow passage are designed to have appropriate curved surfaces, the resistance and stagnation of air inside the cooler can be reduced. Thus, the cool air can be supplied more efficiently.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る発
明によれば、簡便かつ軽量な構造で、乾電池や外部電源
を要せずに、低温物質のみで快適な冷風を得ることがで
きるため、屋外への持ち運びおよび使用が容易であると
いう効果が得られる。また、蒸気圧縮式冷凍を用いた装
置の圧縮機が発するような騒音がないので、場所や時間
に制限なく冷風を得られるという効果もある。さらに、
フロン等の環境に有害な冷媒も必要としないので、環境
破壊を可及的に防止できるという効果もある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a comfortable and cool air can be obtained only with a low-temperature substance without using a dry cell or an external power supply with a simple and lightweight structure. Therefore, an effect of being easy to carry and use outdoors can be obtained. In addition, since there is no noise generated by the compressor of the apparatus using the vapor compression refrigeration, there is also an effect that cold air can be obtained regardless of place and time. further,
Since an environmentally harmful refrigerant such as Freon is not required, there is also an effect that environmental destruction can be prevented as much as possible.

【0029】また、請求項2に係る発明によれば、熱電
変換素子の熱交換器側の面を空気の温度に保ち、低温物
質で冷却される側の面との温度差を保持できるので、熱
電変換とこれによる冷風供給とを安定して行なうことが
できるという効果がある。また、請求項3に係る発明に
よれば、熱交換器により予備的に冷却された空気をさら
に冷却するので、より低温の冷風を効率的に得ることが
できるという効果がある。
According to the second aspect of the present invention, the surface of the thermoelectric conversion element on the heat exchanger side can be maintained at the temperature of air, and the temperature difference from the surface on the side cooled by the low-temperature substance can be maintained. There is an effect that the thermoelectric conversion and the supply of the cool air can be stably performed. According to the third aspect of the present invention, since the air preliminarily cooled by the heat exchanger is further cooled, there is an effect that cold air at a lower temperature can be efficiently obtained.

【0030】また、請求項4に係る発明によれば、グリ
ス状の伝熱性材料で熱伝達の効率を向上させることによ
り、同量の低温物質による冷風の供給時間を向上させる
ことができるという効果がある。また、請求項5に係る
発明によれば、狭いスペースに複数の熱電変換素子を配
設することができ、より大きな電力を得ることができる
という効果がある。また、低温物質保持部材と熱交換器
との距離が拡大し、その温度差が維持されるので、安定
した発電がなされるという効果もある。
According to the fourth aspect of the present invention, by improving the heat transfer efficiency with the grease-like heat conductive material, it is possible to improve the supply time of the cool air by the same amount of the low-temperature substance. There is. Further, according to the invention according to claim 5, a plurality of thermoelectric conversion elements can be arranged in a narrow space, and there is an effect that larger power can be obtained. Further, since the distance between the low-temperature substance holding member and the heat exchanger is increased and the temperature difference is maintained, there is also an effect that stable power generation is performed.

【0031】また、請求項6に係る発明によれば、各熱
電変換素子間の熱交換は、各々の接触面積に応じた差が
生じるので、複数の熱電変換素子の、低温物質保持部材
に最も近い側に配設された面と、最も遠い側に配設され
た面との温度差が大きくなり、効率的で安定した発電が
できるという効果がある。また、請求項7に係る発明に
よれば、より大きな電力を得ることができ、より強力な
冷風を供給できるという効果がある。
According to the sixth aspect of the present invention, the heat exchange between the thermoelectric conversion elements has a difference corresponding to each contact area. The temperature difference between the surface arranged on the near side and the surface arranged on the farthest side increases, and there is an effect that efficient and stable power generation can be performed. Further, according to the invention according to claim 7, there is an effect that more electric power can be obtained and more powerful cold air can be supplied.

【0032】また、請求項8に係る発明によれば、低温
物質保持部材の外面に設けたフィン状の熱交換器によ
り、空気の冷却効率を向上させ、より低温の冷風を得る
ことができるという効果がある。また、請求項9に係る
発明では、氷を用いることにより、容易かつ安価に低温
物質を入手することができるという効果がある。
According to the eighth aspect of the present invention, the fin-shaped heat exchanger provided on the outer surface of the low-temperature substance holding member can improve the cooling efficiency of air and obtain colder cold air. effective. According to the ninth aspect of the present invention, the use of ice has an effect that a low-temperature substance can be easily and inexpensively obtained.

【0033】また、請求項10に係る発明では、ポリビニ
ルアルコールゲル等からなる蓄冷材を冷凍庫等で再生し
て、繰り返し使用できるという効果がある。また、請求
項11に係る発明では、市場で入手し易い、優れた熱電変
換特性を有するBiTeを主成分とした熱電変換素子を
用いることにより、実施が容易になるという効果があ
る。
Further, according to the tenth aspect of the present invention, there is an effect that a regenerator material made of polyvinyl alcohol gel or the like can be regenerated in a freezer or the like and used repeatedly. Further, the invention according to claim 11 has an effect that implementation is facilitated by using a thermoelectric conversion element containing BiTe as a main component, which is easily available on the market and has excellent thermoelectric conversion characteristics.

【0034】また、請求項12に係る発明では、より安価
なFeSiを主成分とした熱電変換素子を用いることに
より、冷風機を安価に提供することができるという効果
がある。また、請求項13に係る発明では、結晶がスクッ
テルダイト構造を有する化合物を主成分とする高効率の
熱電変換素子を用いることで、同量の低温物質による冷
風の供給時間を向上させることができるという効果があ
る。
According to the twelfth aspect of the present invention, the use of a thermoelectric conversion element containing FeSi as a main component, which is less expensive, has an effect that a cooler can be provided at low cost. Further, in the invention according to claim 13, by using a high-efficiency thermoelectric conversion element whose crystal is a compound having a skutterudite structure as a main component, it is possible to improve the supply time of cold air with the same amount of low-temperature substance. There is an effect that can be.

【0035】また、請求項14に係る発明では、Nd−F
e−B系マグネットを用いた直流モータにより、強力な
送風力を得ることができるという効果がある。
In the invention according to claim 14, Nd-F
With a DC motor using an eB magnet, there is an effect that a strong wind power can be obtained.

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

【図1】 本発明の一構成例を示す概略図FIG. 1 is a schematic diagram showing one configuration example of the present invention.

【図2】 図1のA−A矢視図FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. 1;

【図3】 隔壁と熱電変換素子モジュールとの配置を説
明する平面図
FIG. 3 is a plan view illustrating an arrangement of a partition and a thermoelectric conversion element module.

【図4】 上部筐体内部での空気の流れを示す平面図FIG. 4 is a plan view showing the flow of air inside the upper housing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 上部筐体 2 下部筐体 3 連通路 4 吸気口 5 送風口 6 隔壁 7 熱電変換素子モジュール 9 熱交換器 10 冷却容器 12 低温物質 16 冷却フィン 17 電動モータ 18 送風ファン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper case 2 Lower case 3 Communication path 4 Inlet 5 Inlet 6 Inlet 6 Partition wall 7 Thermoelectric conversion element module 9 Heat exchanger 10 Cooling container 12 Low temperature substance 16 Cooling fin 17 Electric motor 18 Blow fan

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】両面の温度差によって電力を発生する板状
の熱電変換素子と、 該熱電変換素子の一面と熱交換可能に配置され、内部に
低温物質を保持可能な低温物質保持部材と、 前記熱交換により前記熱電変換素子が発生する電力によ
って回転する電動モータと、 該電動モータの出力軸に取り付けられた送風ファンと、
を含んで構成され、 前記送風ファンの回転によって発生する気流の通路に前
記低温物質保持部材を配置したことを特徴とする冷風
機。
1. A plate-like thermoelectric conversion element for generating electric power by a temperature difference between both surfaces, a low-temperature substance holding member arranged to be heat-exchangeable with one surface of the thermoelectric conversion element and capable of holding a low-temperature substance therein; An electric motor that is rotated by electric power generated by the thermoelectric conversion element due to the heat exchange, and a blower fan attached to an output shaft of the electric motor;
A cold air blower, wherein the low-temperature substance holding member is arranged in a passage of an airflow generated by rotation of the blower fan.
【請求項2】前記熱電変換素子の他面を前記気流の通路
の外部に臨ませて配置すると共に、前記低温物質により
冷却された前記熱電変換素子の他面と空気との熱交換を
促進する熱交換器を取り付けたことを特徴とする請求項
1に記載の冷風機。
2. The other surface of the thermoelectric conversion element is disposed so as to face the outside of the airflow path, and heat exchange between the other surface of the thermoelectric conversion element cooled by the low-temperature substance and air is promoted. The air conditioner according to claim 1, further comprising a heat exchanger.
【請求項3】前記熱交換器との熱交換により冷却された
空気を前記気流の通路の入口に導く吸気通路を設けたこ
とを特徴とする請求項2に記載の冷風機。
3. The air cooler according to claim 2, further comprising an intake passage for guiding air cooled by heat exchange with the heat exchanger to an inlet of the airflow passage.
【請求項4】前記低温物質保持部材、熱電変換素子、お
よび熱交換器の各部材を、グリス状の伝熱性材料を介し
て密着させて配設したことを特徴とする請求項2または
請求項3に記載の冷風機。
4. A low-temperature substance holding member, a thermoelectric conversion element, and a heat exchanger, wherein each member is closely attached via a grease-like heat conductive material. 3. The cooler according to 3.
【請求項5】前記熱電変換素子を複数重ねて配設したこ
とを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記
載の冷風機。
5. The cool air blower according to claim 1, wherein a plurality of said thermoelectric conversion elements are arranged in an overlapping manner.
【請求項6】前記複数の熱電変換素子は、前記低温物質
保持部材に近い側に配設されたものの面積よりも遠い側
に配設されたものの面積の方が大きいことを特徴とする
請求項5に記載の冷風機。
6. The thermoelectric conversion element according to claim 1, wherein said plurality of thermoelectric conversion elements have a larger area than those arranged closer to said low-temperature substance holding member than those arranged farther. 5. The cooler according to 5.
【請求項7】前記熱電変換素子を複数重ねたものを、同
一平面内に複数並べて配設したことを特徴とする請求項
5または請求項6に記載の冷風機。
7. The cool air blower according to claim 5, wherein a plurality of the thermoelectric conversion elements are arranged side by side in the same plane.
【請求項8】前記低温物質保持部材の外面に、前記送風
ファンの回転によって発生する気流の通過方向に略平行
なフィン状の熱交換器を突設したことを特徴とする請求
項1〜請求項7のいずれか1つに記載の冷風機。
8. A fin-shaped heat exchanger projecting from an outer surface of said low-temperature substance holding member, said fin-shaped heat exchanger being substantially parallel to a direction of passage of an airflow generated by rotation of said blower fan. Item 8. The cooler according to any one of Items 7.
【請求項9】前記低温物質は氷であることを特徴とする
請求項1〜請求項8のいずれか1つに記載の冷風機。
9. The cold air blower according to claim 1, wherein the low-temperature substance is ice.
【請求項10】前記低温物質は蓄冷材であることを特徴と
する請求項1〜請求項8のいずれか1つに記載の冷風
機。
10. The cool air blower according to claim 1, wherein the low-temperature substance is a cold storage material.
【請求項11】前記熱電変換素子は、BiTeを主成分と
するものであることを特徴とする請求項1〜請求項10の
いずれか1つに記載の冷風機。
11. The cool air blower according to claim 1, wherein the thermoelectric conversion element has BiTe as a main component.
【請求項12】前記熱電変換素子は、FeSiを主成分と
するものであることを特徴とする請求項1〜請求項10の
いずれか1つに記載の冷風機。
12. The cool air blower according to claim 1, wherein the thermoelectric conversion element has FeSi as a main component.
【請求項13】前記熱電変換素子は、結晶がスクッテルダ
イト構造を有する化合物を主成分とするものであること
を特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか1つに記載
の冷風機。
13. The cool air blower according to claim 1, wherein the thermoelectric conversion element has a crystal containing a compound having a skutterudite structure as a main component. .
【請求項14】前記電動モータは、そのマグネットとして
Nd−Fe−B系マグネットを用いた直流モータである
ことを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれか1つに
記載の冷風機。
14. The cool air blower according to claim 1, wherein the electric motor is a DC motor using an Nd—Fe—B-based magnet as its magnet.
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