JPH10258080A - 電子氷嚢 - Google Patents
電子氷嚢Info
- Publication number
- JPH10258080A JPH10258080A JP6835997A JP6835997A JPH10258080A JP H10258080 A JPH10258080 A JP H10258080A JP 6835997 A JP6835997 A JP 6835997A JP 6835997 A JP6835997 A JP 6835997A JP H10258080 A JPH10258080 A JP H10258080A
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- JP
- Japan
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- peltier element
- heat
- ice bag
- metal plate
- peltier
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- Pending
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
- A61F7/10—Cooling bags, e.g. ice-bags
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 氷嚢やゼリー状の保冷剤等の保冷用器具に代
わるものとして、ペルチェ素子を内蔵した新規なものを
提供する。 【解決手段】 複数のペルチェ素子モジュール９を電気
的に直並列接続した状態で縦横方向に整列させて平面配
置し、その放熱側及び吸熱側から熱伝導性の良好な金属
板１１，１２でペルチェ素子モジュール９を挟着し、放
熱側の金属板８の外側に熱伝導性の良い媒体１４が充填
された袋状の放熱体１５を接合させ、ペルチェ素子モジ
ュール９、金属板１１，１２及び放熱体１５に外装カバ
ー１６を被着し、外装カバー１６から導出した電源ケー
ブル１７によりペルチェ素子モジュール９を駆動して温
度制御するコントローラ１８を接続する。
わるものとして、ペルチェ素子を内蔵した新規なものを
提供する。 【解決手段】 複数のペルチェ素子モジュール９を電気
的に直並列接続した状態で縦横方向に整列させて平面配
置し、その放熱側及び吸熱側から熱伝導性の良好な金属
板１１，１２でペルチェ素子モジュール９を挟着し、放
熱側の金属板８の外側に熱伝導性の良い媒体１４が充填
された袋状の放熱体１５を接合させ、ペルチェ素子モジ
ュール９、金属板１１，１２及び放熱体１５に外装カバ
ー１６を被着し、外装カバー１６から導出した電源ケー
ブル１７によりペルチェ素子モジュール９を駆動して温
度制御するコントローラ１８を接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子氷嚢に関し、詳
しくは、熱電半導体であるペルチェ素子を内蔵した電子
氷嚢に関する。
しくは、熱電半導体であるペルチェ素子を内蔵した電子
氷嚢に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、暖房機能を有する保温用器具に
は、懐炉や抵抗発熱を利用した電気毛布、電気ジャケッ
ト等がある。これらの保温用器具は電気抵抗のジュール
発熱を利用したものであって冷却機能を有しない。一
方、冷却機能を有する保冷用器具には、予め冷却した媒
体で一時的に冷やす方法を採用した氷嚢やゼリー状の保
冷剤等がある。これらの保冷用器具は、睡眠中や病気療
養等で人間が非活動状況にあるときは安全で有効な方法
である。
は、懐炉や抵抗発熱を利用した電気毛布、電気ジャケッ
ト等がある。これらの保温用器具は電気抵抗のジュール
発熱を利用したものであって冷却機能を有しない。一
方、冷却機能を有する保冷用器具には、予め冷却した媒
体で一時的に冷やす方法を採用した氷嚢やゼリー状の保
冷剤等がある。これらの保冷用器具は、睡眠中や病気療
養等で人間が非活動状況にあるときは安全で有効な方法
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た冷却機能を有する保冷用器具では、媒体温度も時間と
共に室温になって任意の温度で維持することが困難であ
り、定期的に媒体を交換する必要があって持続時間が短
くてあまり実用的ではなかった。
た冷却機能を有する保冷用器具では、媒体温度も時間と
共に室温になって任意の温度で維持することが困難であ
り、定期的に媒体を交換する必要があって持続時間が短
くてあまり実用的ではなかった。
【０００４】ところで、例えば、車載用のクーラーボッ
クス、光通信用の半導体レーザの温度調節、半導体製造
装置の精密な温度制御、放送局用のテレビカメラ等で
は、冷却装置として、熱電半導体であるペルチェ素子が
賞用されつつある。このペルチェ素子は、小型、軽量、
形状自由度大、加熱冷却自在、対環境性良好、温度特性
良好、振動なし及び長寿命などの利点を有する。
クス、光通信用の半導体レーザの温度調節、半導体製造
装置の精密な温度制御、放送局用のテレビカメラ等で
は、冷却装置として、熱電半導体であるペルチェ素子が
賞用されつつある。このペルチェ素子は、小型、軽量、
形状自由度大、加熱冷却自在、対環境性良好、温度特性
良好、振動なし及び長寿命などの利点を有する。
【０００５】本発明は、氷嚢やゼリー状の保冷剤等の保
冷用器具に代わるものとして、前述した利点を有するペ
ルチェ素子を内蔵した新規な電子氷嚢を提供することを
目的とする。
冷用器具に代わるものとして、前述した利点を有するペ
ルチェ素子を内蔵した新規な電子氷嚢を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明は、複数のペルチェ素子モ
ジュールを電気的に直並列接続した状態で縦横方向に整
列させて平面配置し、その放熱側及び吸熱側から熱伝導
性の良好な放熱体及び吸熱体で前記ペルチェ素子モジュ
ールを挟着して外装カバーを被着し、前記ペルチェ素子
モジュールを駆動して温度制御するコントローラを接続
したことを特徴とする。
の技術的手段として、本発明は、複数のペルチェ素子モ
ジュールを電気的に直並列接続した状態で縦横方向に整
列させて平面配置し、その放熱側及び吸熱側から熱伝導
性の良好な放熱体及び吸熱体で前記ペルチェ素子モジュ
ールを挟着して外装カバーを被着し、前記ペルチェ素子
モジュールを駆動して温度制御するコントローラを接続
したことを特徴とする。
【０００７】また、本発明は、複数のペルチェ素子モジ
ュールを電気的に直並列接続した状態で縦横方向に整列
させて平面配置し、その放熱側及び吸熱側から熱伝導性
の良好な金属板で前記ペルチェ素子モジュールを挟着
し、前記放熱側の金属板外側に熱伝導性の良い媒体が充
填された袋状の放熱体を接合させ、前記ペルチェ素子モ
ジュール、金属板及び放熱体に外装カバーを被着し、前
記外装カバーから導出した電源ケーブルにより前記ペル
チェ素子モジュールを駆動して温度制御するコントロー
ラを接続したことを特徴とする。
ュールを電気的に直並列接続した状態で縦横方向に整列
させて平面配置し、その放熱側及び吸熱側から熱伝導性
の良好な金属板で前記ペルチェ素子モジュールを挟着
し、前記放熱側の金属板外側に熱伝導性の良い媒体が充
填された袋状の放熱体を接合させ、前記ペルチェ素子モ
ジュール、金属板及び放熱体に外装カバーを被着し、前
記外装カバーから導出した電源ケーブルにより前記ペル
チェ素子モジュールを駆動して温度制御するコントロー
ラを接続したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１乃至図５
に示して説明する。
に示して説明する。
【０００９】本発明の電子氷嚢は、例えば、図３（ａ）
に示すようにビスマス・アンチモン・テルル系の化合物
半導体等のｐ型熱電半導体１とビスマス・テルル系の化
合物半導体等のｎ型熱電半導体２とを金属電極３，４で
直列に接続したπ字形構造のペルチェ素子６を一つの単
位として、図３（ｂ）に示すように複数（図では３個）
のペルチェ素子６を直列接続し、上下に位置する金属電
極３，４にアルミナ系のセラミックス基板等の絶縁基板
７，８を密着させて配置し、その絶縁基板７，８により
ペルチェ素子６をネジ止め等で挟み込んでペルチェ素子
モジュール９を構成する。
に示すようにビスマス・アンチモン・テルル系の化合物
半導体等のｐ型熱電半導体１とビスマス・テルル系の化
合物半導体等のｎ型熱電半導体２とを金属電極３，４で
直列に接続したπ字形構造のペルチェ素子６を一つの単
位として、図３（ｂ）に示すように複数（図では３個）
のペルチェ素子６を直列接続し、上下に位置する金属電
極３，４にアルミナ系のセラミックス基板等の絶縁基板
７，８を密着させて配置し、その絶縁基板７，８により
ペルチェ素子６をネジ止め等で挟み込んでペルチェ素子
モジュール９を構成する。
【００１０】ペルチェ素子６に直流の電流を流すと、ｐ
型熱電半導体１なら電流の向きに熱が運ばれ、ｎ型熱電
半導体２なら電流と反対向きに熱が運ばれ、熱電半導体
１，２の両端で温度差が生じる。この温度差を利用し
て、低温側を吸熱（冷却）に、高温側を放熱に使えば冷
却システムとなる。尚、このペルチェ素子モジュール９
では、図３（ｂ）中矢印方向に電流を流した場合、上部
に位置する絶縁基板側が吸熱（冷却）側となり、下部に
位置する絶縁基板側が放熱側となり、電流を逆方向に流
せば、吸熱（冷却）側と放熱側とが反転する。
型熱電半導体１なら電流の向きに熱が運ばれ、ｎ型熱電
半導体２なら電流と反対向きに熱が運ばれ、熱電半導体
１，２の両端で温度差が生じる。この温度差を利用し
て、低温側を吸熱（冷却）に、高温側を放熱に使えば冷
却システムとなる。尚、このペルチェ素子モジュール９
では、図３（ｂ）中矢印方向に電流を流した場合、上部
に位置する絶縁基板側が吸熱（冷却）側となり、下部に
位置する絶縁基板側が放熱側となり、電流を逆方向に流
せば、吸熱（冷却）側と放熱側とが反転する。
【００１１】本発明の実施形態における電子氷嚢を図１
及び図２に示す。この実施形態の電子氷嚢１０は、前述
した複数のペルチェ素子モジュール９を電気的に直並列
接続した状態で縦横方向に整列させて平面配置し、その
放熱側及び吸熱側の絶縁基板７，８に熱伝導性の良好な
例えば銅製の金属板１１，１２を接合してその金属板１
１，１２でペルチェ素子モジュール９を挟着した構造を
有する。尚、前述した金属板１１，１２には、ペルチェ
素子モジュール９が配列する縦方向に沿って複数のスリ
ット状のＶ溝１３が刻設されており、これにより電子氷
嚢１０の全体がＶ溝１３の形成方向に沿って折り曲げ可
能な機能を有する。
及び図２に示す。この実施形態の電子氷嚢１０は、前述
した複数のペルチェ素子モジュール９を電気的に直並列
接続した状態で縦横方向に整列させて平面配置し、その
放熱側及び吸熱側の絶縁基板７，８に熱伝導性の良好な
例えば銅製の金属板１１，１２を接合してその金属板１
１，１２でペルチェ素子モジュール９を挟着した構造を
有する。尚、前述した金属板１１，１２には、ペルチェ
素子モジュール９が配列する縦方向に沿って複数のスリ
ット状のＶ溝１３が刻設されており、これにより電子氷
嚢１０の全体がＶ溝１３の形成方向に沿って折り曲げ可
能な機能を有する。
【００１２】ペルチェ素子モジュール９を挟み込む二枚
の金属板１１，１２のうち、放熱側の金属板１１の外側
に熱伝導性の良い媒体１４（例えば水）が充填された袋
状の放熱体１５を接合させる。この放熱体１５は、前述
した金属板１１と略同一形状及び面積を有する。更に、
ペルチェ素子モジュール９、金属板１１，１２及び放熱
体１５に例えばポリエチレン製の外装カバー１６を被着
する。この外装カバー１６から導出された電源ケーブル
１７によりペルチェ素子モジュール９を駆動して温度制
御するコントローラ１８を接続する。
の金属板１１，１２のうち、放熱側の金属板１１の外側
に熱伝導性の良い媒体１４（例えば水）が充填された袋
状の放熱体１５を接合させる。この放熱体１５は、前述
した金属板１１と略同一形状及び面積を有する。更に、
ペルチェ素子モジュール９、金属板１１，１２及び放熱
体１５に例えばポリエチレン製の外装カバー１６を被着
する。この外装カバー１６から導出された電源ケーブル
１７によりペルチェ素子モジュール９を駆動して温度制
御するコントローラ１８を接続する。
【００１３】このコントローラ１８は、図４に示すよう
にペルチェ素子モジュール９が電気的に接続される電流
駆動回路１９と、その電流駆動回路１９を制御する制御
回路２０と、それら電流駆動回路１９及び制御回路２０
を駆動するためのバッテリー電源２１からなる電気系回
路を具備する。尚、必要に応じてペルチェ素子モジュー
ル９を任意の温度に設定するための温度設定器２２、及
び吸熱（冷却）側の金属板１２に適宜の手段により取り
付けられた温度センサ（図示せず）を制御回路２０にそ
れぞれ接続する。また、このコントローラ１８には、タ
イマー回路が内蔵され、そのタイマー回路の作動により
電源を自動的にオンオフすることが可能である。尚、こ
のコントローラ１８は、そのタイマー機能でオンオフ時
間を設定するための設定器（図示せず）を具備する。
にペルチェ素子モジュール９が電気的に接続される電流
駆動回路１９と、その電流駆動回路１９を制御する制御
回路２０と、それら電流駆動回路１９及び制御回路２０
を駆動するためのバッテリー電源２１からなる電気系回
路を具備する。尚、必要に応じてペルチェ素子モジュー
ル９を任意の温度に設定するための温度設定器２２、及
び吸熱（冷却）側の金属板１２に適宜の手段により取り
付けられた温度センサ（図示せず）を制御回路２０にそ
れぞれ接続する。また、このコントローラ１８には、タ
イマー回路が内蔵され、そのタイマー回路の作動により
電源を自動的にオンオフすることが可能である。尚、こ
のコントローラ１８は、そのタイマー機能でオンオフ時
間を設定するための設定器（図示せず）を具備する。
【００１４】この電子氷嚢１０を使用する場合には、例
えば、身体の保冷したい部位にペルチェ素子モジュール
９の吸熱（冷却）側を当接させながら適宜の手段により
装着する。尚、ペルチェ素子モジュール９を挟着する金
属板１１，１２にはＶ溝１３が形成されているので、図
５（ペルチェ素子モジュール９及び金属板１１，１２の
みを示す）に示すように電子氷嚢１０の全体を彎曲させ
ることが可能であるため、身体の保冷したい部位への装
着も容易である。
えば、身体の保冷したい部位にペルチェ素子モジュール
９の吸熱（冷却）側を当接させながら適宜の手段により
装着する。尚、ペルチェ素子モジュール９を挟着する金
属板１１，１２にはＶ溝１３が形成されているので、図
５（ペルチェ素子モジュール９及び金属板１１，１２の
みを示す）に示すように電子氷嚢１０の全体を彎曲させ
ることが可能であるため、身体の保冷したい部位への装
着も容易である。
【００１５】その上で、コントローラ１８の電源スイッ
チ（図示せず）をオンすることにより、バッテリー電源
２１から所定の電圧が制御回路２０及び電流駆動回路１
９に印加される。この電流駆動回路１９の作動によりコ
ントローラ１８に接続された複数のペルチェ素子モジュ
ール９へ通電する。
チ（図示せず）をオンすることにより、バッテリー電源
２１から所定の電圧が制御回路２０及び電流駆動回路１
９に印加される。この電流駆動回路１９の作動によりコ
ントローラ１８に接続された複数のペルチェ素子モジュ
ール９へ通電する。
【００１６】このペルチェ素子モジュール９への通電に
より、そのペルチェ素子モジュール９を構成するペルチ
ェ素子６では、ｐ型熱電半導体１及びｎ型熱電半導体２
の両端で温度差が生じる。このペルチェ素子６に生じた
温度差により、ペルチェ素子モジュール９における吸熱
側の絶縁基板８が低温となり、放熱側の絶縁基板７が高
温となる。これにより、ペルチェ素子モジュール９の吸
熱側に位置する絶縁基板８に接する金属板１２が冷却さ
れて、その金属板１２に接する身体部位が冷却される。
一方、ペルチェ素子モジュール９の放熱側に位置する絶
縁基板７に接する金属板１１及びその金属板１１に接す
る放熱体１５の媒体１４が放熱作用を呈する。
より、そのペルチェ素子モジュール９を構成するペルチ
ェ素子６では、ｐ型熱電半導体１及びｎ型熱電半導体２
の両端で温度差が生じる。このペルチェ素子６に生じた
温度差により、ペルチェ素子モジュール９における吸熱
側の絶縁基板８が低温となり、放熱側の絶縁基板７が高
温となる。これにより、ペルチェ素子モジュール９の吸
熱側に位置する絶縁基板８に接する金属板１２が冷却さ
れて、その金属板１２に接する身体部位が冷却される。
一方、ペルチェ素子モジュール９の放熱側に位置する絶
縁基板７に接する金属板１１及びその金属板１１に接す
る放熱体１５の媒体１４が放熱作用を呈する。
【００１７】尚、コントローラ１８に内蔵された温度設
定器２２により所望の温度に調節すれば、吸熱（冷却）
側の金属板１２に取り付けられた温度センサによる検知
出力に基づいて、制御回路２０により電流駆動回路１９
を制御しペルチェ素子６の吸熱側と放熱側との温度差を
調整し、温度設定器２２により設定された所望の温度に
保冷することが可能である。
定器２２により所望の温度に調節すれば、吸熱（冷却）
側の金属板１２に取り付けられた温度センサによる検知
出力に基づいて、制御回路２０により電流駆動回路１９
を制御しペルチェ素子６の吸熱側と放熱側との温度差を
調整し、温度設定器２２により設定された所望の温度に
保冷することが可能である。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、従来の氷嚢やゼリー状
の保冷剤に代わるものとして、ペルチェ素子への通電に
より長い持続時間を確保することができ、従来のように
頻繁に交換する必要がなくなる。また、任意の温度に設
定してその温度を維持することが容易であって最適な保
冷状態で使用することができ、汎用性及び実用性の飛躍
的な向上が図れる。
の保冷剤に代わるものとして、ペルチェ素子への通電に
より長い持続時間を確保することができ、従来のように
頻繁に交換する必要がなくなる。また、任意の温度に設
定してその温度を維持することが容易であって最適な保
冷状態で使用することができ、汎用性及び実用性の飛躍
的な向上が図れる。
【図１】本発明の実施形態を示す電子氷嚢の断面図
【図２】図１の金属板及びペルチェ素子モジュールを示
す平面図
す平面図
【図３】（ａ）はペルチェ素子の構造を示す模式図 （ｂ）はペルチェ素子モジュールの構造を示す模式図
【図４】図１のコントローラの制御ブロック図
【図５】図１の電子氷嚢を彎曲させた使用状態での金属
板及びペルチェ素子モジュールを示す断面図
板及びペルチェ素子モジュールを示す断面図
９ ペルチェ素子モジュール １０ 電子氷嚢 １１，１２ 金属板 １４ 媒体 １５ 放熱体 １６ 外装カバー １７ 電源ケーブル １８ コントローラ
Claims (2)
- 【請求項１】 複数のペルチェ素子モジュールを電気的
に直並列接続した状態で縦横方向に整列させて平面配置
し、その放熱側及び吸熱側から熱伝導性の良好な放熱体
及び吸熱体で前記ペルチェ素子モジュールを挟着して外
装カバーを被着し、前記ペルチェ素子モジュールを駆動
して温度制御するコントローラを接続したことを特徴と
する電子氷嚢。 - 【請求項２】 複数のペルチェ素子モジュールを電気的
に直並列接続した状態で縦横方向に整列させて平面配置
し、その放熱側及び吸熱側から熱伝導性の良好な金属板
で前記ペルチェ素子モジュールを挟着し、前記放熱側の
金属板外側に熱伝導性の良い媒体が充填された袋状の放
熱体を接合させ、前記ペルチェ素子モジュール、金属板
及び放熱体に外装カバーを被着し、前記外装カバーから
導出した電源ケーブルにより前記ペルチェ素子モジュー
ルを駆動して温度制御するコントローラを接続したこと
を特徴とする電子氷嚢。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6835997A JPH10258080A (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 電子氷嚢 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6835997A JPH10258080A (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 電子氷嚢 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10258080A true JPH10258080A (ja) | 1998-09-29 |
Family
ID=13371536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6835997A Pending JPH10258080A (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 電子氷嚢 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10258080A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111544193A (zh) * | 2019-08-28 | 2020-08-18 | 华中科技大学同济医学院附属协和医院 | 一种充电冰敷袋 |
| CN116616992A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-08-22 | 刘书杭 | 一种中医骨伤临床用药液冰敷装置 |
-
1997
- 1997-03-21 JP JP6835997A patent/JPH10258080A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111544193A (zh) * | 2019-08-28 | 2020-08-18 | 华中科技大学同济医学院附属协和医院 | 一种充电冰敷袋 |
| CN116616992A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-08-22 | 刘书杭 | 一种中医骨伤临床用药液冰敷装置 |
| CN116616992B (zh) * | 2023-04-28 | 2024-03-15 | 刘书杭 | 一种中医骨伤临床用药液冰敷装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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