(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に貯留される液体を冷却または加熱する簡易熱源装置において、
電力が供給され、吸熱および放熱のいずれか一方の熱的状態が誘起される第１伝熱部が設けられるとともに、吸熱および放熱のいずれか他方の熱的状態が誘起される第２伝熱部が設けられる熱電素子と、
第１伝熱部が露出し、この第１伝熱部に関して上下両側にそれぞれ形成される第１連通孔を介して外部に連通する第１熱交換室と、第２伝熱部が露出し、この第２伝熱部に関して上側に形成される第２連通孔を介して外部に連通する第２熱交換室とを有し、第１および第２熱交換室間に熱電素子が気密に設けられるハウジングと、
正電極および負電極を有し、かつ各電極から熱電素子に直流で電力を供給する接続線を有する電源手段とを含み、
前記ハウジングは上壁を有し、この上壁には、前記第２熱交換室に連通する排気孔と、この排気孔に筒内空間が連通する排気筒が設けられ、前記排気筒の筒内空間と前記排気孔とによって前記第２連通孔が形成され、
前記電源手段は、各電極と接続線との接続状態を切換える切換スイッチを含むことを特徴とする簡易熱源装置。
【請求項２】
第１伝熱部に関して両側に設けられる各第１連通孔のいずれか一方に、外部から第１熱交換室への液体の通過を許容し、かつ第１熱交換室から外部への液体の通過を遮断する第１逆止弁が設けられ、各第１連通孔のいずれか他方に、第１熱交換室から外部への液体の通過を許容し、かつ外部から第１熱交換室への液体の通過を遮断する第２逆止弁が設けられることを特徴とする請求項１記載の簡易熱源装置。
【請求項３】
ハウジングは、第１熱交換室と第２熱交換室とを仕切り、熱電素子が設けられる仕切り部を有し、この仕切り部には、一表面が第１熱交換室に臨み、他表面が第２熱交換室に臨むダイヤフラムと、電源手段からの電力が供給され、ダイヤフラムを変位駆動するアクチュエータとが設けられることを特徴とする請求項２記載の簡易熱源装置。
【請求項４】
電源手段は、太陽電池モジュールを含む太陽電池ユニットから成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の簡易熱源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、花器などの容器に貯留された水を冷却しまたは加熱するために好適に実施することができる簡易熱源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
典型的な従来の技術は、たとえば特開平７−２６４９３４号公報に示されている。この従来の技術では、簡単な構成によって生花の開花時期をコントロールし、鉢植え植物の環境を適正にするためなどに用いられる植物育成コントロールユニットが開示される。この植物育成コントロールユニットは、植物を収容する収容部と、この収容部を冷却または加熱する熱電素子である電子冷却素子と、電子冷却素子に隣接して前記収容部の底部に外部に露出した状態で設けられる放熱板と、放熱板を冷却するためのファンと、収容部の温度を温度センサによって検出して電子冷却素子を制御する温度制御ユニットとによって構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の技術では、収容部に、電子冷却素子、放熱板、温度センサおよびファンが設けられ、温度センサによって検出された温度に基づいて温度制御ユニットが電子冷却素子を制御しているため、構成が複雑であり、製造コストが高価になってしまうという問題がある。
【０００４】
また、前記電子冷却素子、放熱板、温度センサおよびファンが収容部に組込まれた構成であるため、収容部の形状が限定され、使用者が希望する任意の形状の収容部を用いることができず、汎用性が低いという問題がある。
【０００５】
さらに、電子冷却素子によって収容部自体を冷却する構成であるため、収容部に収容される水または土壌の冷却または加熱以外に、収容部から大気に放散される熱量が多く、電子冷却素子およびファンによる電力消費量が多く、経済性が悪いという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、安価な製造コストで、汎用性が高く、経済性が向上された簡易熱源装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、容器内に貯留される液体を冷却または加熱する簡易熱源装置において、
電力が供給され、吸熱および放熱のいずれか一方の熱的状態が誘起される第１伝熱部が設けられるとともに、吸熱および放熱のいずれか他方の熱的状態が誘起される第２伝熱部が設けられる熱電素子と、
第１伝熱部が露出し、この第１伝熱部に関して上下両側にそれぞれ形成される第１連通孔を介して外部に連通する第１熱交換室と、第２伝熱部が露出し、この第２伝熱部に関して上側に形成される第２連通孔を介して外部に連通する第２熱交換室とを有し、第１および第２熱交換室間に熱電素子が気密に設けられるハウジングと、
正電極および負電極を有し、かつ各電極から熱電素子に直流で電力を供給する接続線を有する電源手段とを含み、
前記ハウジングは上壁を有し、この上壁には、前記第２熱交換室に連通する排気孔と、この排気孔に筒内空間が連通する排気筒が設けられ、前記排気筒の筒内空間と前記排気孔とによって前記第２連通孔が形成され、
前記電源手段は、各電極と接続線との接続状態を切換える切換スイッチを含むことを特徴とする簡易熱源装置である。
【０００８】
本発明に従えば、第１および第２熱交換室を有するハウジングに熱電素子が設けられ、この熱電素子は第１および第２伝熱部を有する。第１伝熱部は、第１熱交換室に露出し、第２伝熱部は第２熱交換部に露出する。電源手段によって熱電素子に直流の電力が供給されると、切換スイッチによる電流の流れの向きに応じて、第１伝熱部を吸熱状態とし、かつ第２伝熱部を放熱状態として、第１熱交換室内の液体から吸熱してその液体を冷却し、かつ第２熱交換室内の空気などの気体を加熱して排気筒から排気し、放熱することができる。
【０００９】
第１熱交換室内で冷却された液体は、外部の液体に比べて比重が大きくなるため、前記ハウジングの第１伝熱部に関して両側に設けられる第１連通孔のうち下方に配置される連通孔からは、前記第１熱交換室内で冷却されて比重が大きくなった低温の液体が排出され、この低温の液体の排出によって上方に配置される連通孔から外部の前記低温の液体に比べて比重の小さい液体が第１熱交換室内に流れ込み、やがて冷却されて下方の連通孔から排出され、このようにして、第１熱交換室内の液体の冷却による比重の増加によって、ハウジングの周囲に存在する液体を継続的に循環させ、容器に貯留された液体を冷却することができる。
【００１０】
また、ハウジングには、第２熱交換室と外部とを連通する第２連通孔が形成されるので、第２伝熱部との熱交換によって加熱された第２熱交換室内の空気を排気筒を介して液面よりも上方の外部空間へ放散させ、第２伝熱部の温熱をハウジング外へ放出することができる。
【００１１】
さらに、電源手段によって電熱素子に前述とは逆向きに電流が流れるように電力を供給することによって、前記第１伝熱部を放熱させかつ第２伝熱部を吸熱させることができる。この場合には、第１熱交換室内の液体を加熱し、かつ第２熱交換室内の空気を冷却することができる。
【００１２】
第１熱交換室内で加熱された液体は、外部の液体に比べて比重が小さくなるため、前記ハウジングの第１伝熱部に関して両側に設けられる第１連通孔のうち上方に配置される連通孔からは、前記第１熱交換室内で冷却されて比重が小さくなった高温の液体が排出され、この高温の液体の排出によって下方に配置される連通孔から外部の前記高温の液体に比べて比重の大きい液体が第１熱交換室内に流れ込み、やがて加熱されて上方の連通孔から排出され、このようにして、第１熱交換室内の液体の加熱による比重の減少によって、ハウジングの周囲に存在する液体を継続的に循環させ、容器に貯留された液体を冷却することができる。
【００１４】
請求項２記載の本発明は、第１伝熱部に関して両側に設けられる各第１連通孔のいずれか一方に、外部から第１熱交換室への液体の通過を許容し、かつ第１熱交換室から外部への液体の通過を遮断する第１逆止弁が設けられ、各第１連通孔のいずれか他方に、第１熱交換室から外部への液体の通過を許容し、かつ外部から第１熱交換室への液体の通過を遮断する第２逆止弁が設けられることを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、各第１連通孔には第１および第２逆止弁が設けられるので、一方の第１連通孔から第１熱交換室を経て他方の第１連通孔への液体の流れを許容し、かつ他方の第１連通孔から第１熱交換室を経て一方の第１連通孔への液体の流れを遮断し、あるいは一方の第１連通孔から第１熱交換室を経て他方の第１連通孔への液体の流れを遮断し、かつ他方の第１連通孔から第１熱交換室を経て一方の第１連通孔への液体の流れを許容することができる。これによって各第１連通孔のうちのいずれか一方または双方を介して、前記一方または双方の第１連通孔近傍に存在する液体の一部だけが、第１熱交換室内に出入りする状態が継続されることが防がれ、第１熱交換室内で冷却または加熱された液体を確実に外部へ排出して循環させ、容器に貯留された液体全体を、均一に冷却し、または加熱することができる。
【００１６】
請求項３記載の本発明は、ハウジングは、第１熱交換室と第２熱交換室とを仕切り、熱電素子が設けられる仕切り部を有し、この仕切り部には、一表面が第１熱交換室に臨み、他表面が第２熱交換室に臨むダイヤフラムと、電源手段からの電力が供給され、ダイヤフラムを変位駆動するアクチュエータとが設けられることを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、ハウジングの仕切り部にはアクチュエータによって駆動されるダイヤフラムが設けられるので、各第１連通孔に設けられる第１および第２逆止弁によって閉鎖された第１熱交換室内の液体を、前記ダイヤフラムの第１熱交換室側への変位によって、第１および第２逆止弁のいずれか一方を介して外部へ押出し、ダイヤフラムの第２熱交換室側への変位によって、第１および第２逆止弁のいずれか他方を介して外部の液体を第１熱交換室内へ吸引し、このような排出動作および吸引動作を連続的に繰り返すことによって、第１熱交換室内の液体と外部の液体とを強制的に循環させて、液体を全体的に均一に冷却し、または加熱することができる。
【００１８】
請求項４記載の本発明は、電源手段は、太陽電池モジュールを含む太陽電池ユニットから成ることを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、電源手段が太陽電池ユニットによって実現されるので、商用交流電源などの電源設備がない場所であっても、電熱素子に駆動電力を供給し、さらにアクチュエータに駆動電力を供給することができ、使用上の利便性が向上される。また、長期にわたって簡易熱源装置を使用する場合であっても、電力料金のかからない太陽電池ユニットから前記電熱素子およびアクチュエータに電力を供給することができるので、簡易熱源装置の運転コストが安価であり、経済性を向上することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の簡易熱源装置１を示す断面図であり、図２は図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図である。本実施の形態の簡易熱源装置１は、熱電素子２と、熱電素子２を収容するハウジング３と、熱電素子２に接続線４ａ，４ｂを介して電力を供給する電源手段５とを含む。この簡易熱源装置１は、容器Ｃに貯留された液体Ｌに浸漬され、液体Ｌを冷却するために用いられる。容器Ｃはたとえば花器であって、この花器には生花が生けられ、自宅の玄関や客間、展示場および店舗などに展示された状態で、直射日光を受ける場所に置かれたとき、あるいは空調設備によって高い温度環境下に置かれたときに、容器Ｃ内の液体Ｌの温度が上昇して、生花が短期間で活力を失って萎れてしまうという不具合を防止するために、本実施の形態の簡易熱源装置１が用いられる。
【００２１】
この簡易熱源装置１の熱電素子２は、ペルチェ素子によって実現され、吸熱および放熱のいずれか一方の熱的状態が誘起される第１伝熱部６ａと、吸熱および放熱のいずれか他方の熱的状態が誘起される第２伝熱部６ｂと、第１および第２伝熱部６ａ，６ｂ間に設けられるＰ型半導体チップ７と、第１および第２伝熱部６ａ，６ｂ間に設けられるＮ型半導体チップ８と、各半導体チップ７，８の各一端部が共通に接続される共通電極９と、各半導体チップ７，８の各他端部が個別に接続される個別電極１０，１１とを有する。
【００２２】
第１伝熱部６ａは、板状の基部１２の一表面に垂直に複数のフィン１３が平行に形成され、セラミックなどの電気絶縁性材料から成る。第２伝熱部６ｂは、前記第１伝熱部６ａと同様に、板状の基部１４の一表面に垂直に複数のフィン１５が平行に形成され、セラミックなどの電気絶縁性材料から成る。
【００２３】
一方の接続線４ａは、一方の個別電極１０に接続され、他方の接続線４ｂは他方の個別電極１１に接続される。電源手段５によって個別電極１０，１１間に直流電圧が印加されると、電流は矢符Ａで示されるように、Ｐ型半導体チップ８からＮ型半導体チップ７側へ流れ、エネルギは前記電流の流れとは逆に電子とともに移動する。Ｎ型半導体チップ７では、電子が共通電極９からＮ型半導体チップ７に移動するためのエネルギと、Ｎ型半導体チップ７から一方の個別電極１０に移動するためのエネルギとを、前記共通電極９から得るため、共通電極９側の部分ではエネルギが不足し、温度が低下する。これに対して個別電極９側の部分では、電子が奪ったエネルギを放出するため、温度が上昇する。また、Ｐ型半導体チップ８では、正孔が共通電極９からＮ型半導体チップ７に移動するためのエネルギと、Ｎ型半導体チップ７から一方の個別電極１１に移動するためのエネルギとを、前記共通電極９から得るため、共通電極９側の部分ではエネルギが不足し、温度が低下する。これに対して個別電極１１側の部分では、正孔が奪ったエネルギを放出するため、温度が上昇する。
【００２４】
このように一方の個別電極１０を電源手段５の正極に接続し、他方の個別電極１１を電源手段５の負極に接続して、各個別電極１０，１１間に電圧を印加することによって、第１伝熱部６ａは冷却され、第２伝熱部６ｂは加熱される。その結果、冷却側の第１伝熱部６ａで吸収する総熱量が供給電力に相当する熱量に合算され、第２伝熱部６ｂに放出される。
【００２５】
本実施の形態では、熱電素子２が単一個のペルチェ素子によって実現されるが、本発明の実施の他の形態では、複数のペルチェ素子が、電気的には直列に接続され、熱的には並列に接続されたペルチェモジュールが用いられてもよい。
【００２６】
ハウジング３は、前壁２０、後壁２１、一対の側壁２２，２３、上壁２４、底壁２５、排気筒２６、前壁側仕切り壁２７、および後壁側仕切り壁２８を含む。前壁２０と後壁２１と各仕切り壁２７，２８とは、平行に配置され、これらの各上部には上壁２４が垂直にかつ一体的に形成され、これらの各下端部には底壁２５が垂直にかつ一体的に形成される。また、前壁２０、後壁２１および各仕切り壁２７，２８の図１の紙面に垂直な幅方向両側部には、各側壁２２，２３が垂直にかつ一体的に形成される。さらに、上壁２４には、排気筒２６が垂直にかつ一体的に形成される。
【００２７】
前壁２０の上部には、上壁２４に近接して第１連通孔である流入孔３０が形成され、底壁２５には前壁２０に近接して流出孔３１が形成され、前壁側仕切り壁２７には熱電素子２が気密に嵌着される嵌合孔３２が形成され、後壁２１には熱電素子２が気密に嵌着される嵌合孔３３が形成され、さらに上壁２４には排気筒２６の筒内空間３４に連通する排気孔３５が形成される。前記筒内空間３４と排気孔３５とは、第２連通孔を構成する。このようなハウジング３は、耐熱性および耐水性ならびに耐衝撃性の高い合成樹脂、たとえばポリエチレンを成型加工して形成される。
【００２８】
前壁２０と前壁側仕切り壁２７との間には、第１伝熱部６ａが露出し、この第１伝熱部６ａに関して図１の上下方向の両側にそれぞれ形成される各第１連通孔３０，３１を介して外部に連通する第１熱交換室４０が形成される。また、後壁２１と後壁側仕切り壁２８との間には、第２伝熱部６ｂが露出し、この第２伝熱部６ｂに関して図１の上方である一方側に形成される筒内空間３４および排気孔３５を介して外部に連通する第２熱交換室４１が形成され、こうしてハウジング３には、第１および第２熱交換室４０，４１間に前記熱電素子２が設けられる。
【００２９】
簡易熱源装置１が図１に示されるように、容器Ｃ内の液体Ｌに排気筒２６の付け根から上方の部分を液面から上方に部分的に突出させて浸漬した状態では、第１熱交換室４０内は液体Ｌで充たされ、第２熱交換室４１は排気孔３５および排気筒２６の筒内空間３４を介して大気に開放し、空気が充たされている。後壁２１のほぼ中央部には、吸盤４４の基端部４５が着脱自在に嵌着される嵌合凹所４６を有する取付け部４７が一体的に形成され、この取付け部４７に取付けられた吸盤４４を容器Ｃの内面に吸着させることによって、簡易熱源装置１を前述のように、排気筒２６を液面から上方に突出させ、上壁２４は液面下に埋没させた状態で、容器Ｃの内面に着脱自在に取付けることができる。
【００３０】
このように簡易熱源装置１が容器Ｃに着脱自在に取付けられるので、容器Ｃを使用しないとき、または容器Ｃ内の液体Ｌを冷却する必要がなくなったときには、簡易熱源装置１を容器Ｃから容易に取出して、他の用途に用いることができる。
【００３１】
図３は、簡易熱源装置１が液体Ｌを貯留した容器Ｃの内面に取付けられた状態を示す一部を切欠いた斜視図である。前記電源手段５は、図示しない基台にマトリクス状に整列して搭載される複数の太陽電池セル５０が相互に接続される太陽電池モジュール５１と、この太陽電池モジュール５１が前記基台とともに収容され、各太陽電池セル５０の受光面が露出する開口５２を有する合成樹脂製のパネル状ケース５３とを含む太陽電池ユニットによって実現される。太陽電池モジュール５１には、前述の各接続線４ａ，４ｂが接続され、各太陽電池セル５０の光電変換によって発生した光起電力を簡易熱源装置１の熱電素子２に供給することができる。
【００３２】
このように電源手段５は、太陽電池モジュール５１を含む太陽電池ユニットによって実現されるので、電熱素子２に電力を供給することができ、商用交流電源などの電源設備がない場所であっても簡易熱源装置１を稼動させることが可能であり、簡易熱源装置１の使用上の利便性が向上される。また、長期にわたって簡易熱源装置１を使用する場合であっても、料金のかからない太陽電池ユニットから前記電熱素子２に電力を供給することができるので、簡易熱源装置１の運転コストが安価であり、経済性を向上することができる。
【００３３】
本実施の形態によれば、第１および第２熱交換室４０，４１を有するハウジング３に熱電素子２が設けられ、この熱電素子２は第１および第２伝熱部６ａ，６ｂを有する。第１伝熱部６ａは、第１熱交換室４０に露出し、第２伝熱部６ｂは第２熱交換部４１に露出する。電源手段５によって熱電素子２に直流の電力が供給されると、電流の流れの向きに応じて、第１伝熱部６ａを吸熱状態とし、かつ第２伝熱部６ｂを放熱状態として、第１熱交換室４０内の液体Ｌと熱交換して、その液体Ｌから吸熱して冷却し、かつ第２熱交換室４１内の空気との熱交換して放熱することができる。
【００３４】
第１熱交換室４０内で冷却された液体Ｌは、外部の液体Ｌに比べて比重が大きくなるため、前記ハウジング３の第１伝熱部６ａに関して下方に配置される連通孔３１から前記第１熱交換室４０内で冷却されて比重が大きくなった低温の液体Ｌが排出され、この低温の液体Ｌの排出によって上方に配置される連通孔３０から外部の前記低温の液体に比べて比重の小さい液体Ｌが第１熱交換室４０内に流れ込み、やがて冷却されて下方の連通孔３１から排出される。このようにして、第１熱交換室４０内の液体Ｌの冷却による比重の増加によって、ハウジング３の周囲に存在する液体Ｌを継続的に循環させ、容器Ｃに貯留された液体Ｌを冷却することができる。
【００３５】
また、ハウジング３には、第２熱交換室４１を外部に開放する第２連通孔３４が形成されるので、ハウジング３を、第２連通孔３４を介して液面から上方の外部空間に連通するように配置することによって、第２伝熱部６ｂとの熱交換によって加熱された第２熱交換室４１内の空気を外部空間へ放散させ、第２伝熱部６ｂの熱をハウジング３外へ放出して、第１および第２伝熱部６ａ、６ｂ間の電気／熱変換を安定化し、第１伝熱部６ａにおける吸熱状態を維持することができる。
【００３６】
このようにして容器Ｃ内の液体Ｌを冷却することができるので、生花が生けられた花器である容器Ｃを、自宅の玄関や客間、展示場および店舗などの直射日光を受ける場所、あるいは空調設備によって高い温度環境下に置いた状態であっても、容器Ｃ内の液体Ｌを低温、たとえば１７℃〜２３℃に維持し、生花が短期間で活力を失って萎れてしまうという不具合を防止することができる。また、開花時期を遅らせる必要がある場合には、電源手段５から熱電素子２に供給される電力を大きくして第１伝熱部６ａの吸熱量を高くし、容器Ｃ内の液体Ｌの温度を、たとえば植物の越冬温度に近い７℃〜１０℃に維持することができる。このような水温の調整は、電源手段５に可変抵抗器などによって実現される温度調整器を設けるようにしてもよく、あるいは簡易的に電源手段５の太陽電池モジュール５１の一部を、遮光性を有する合成樹脂フィルムまたは厚紙などによって覆い、電源手段５の出力を最適な温度が得られる程度に調整するようにしてもよい。
【００３７】
さらに、冬季に容器Ｃ内の水である液体Ｌが凍結するおそれがある場合には、電熱素子２に通電される電流の向きを前述とは逆向き、すなわちＮ型半導体チップ７からＰ型半導体チップ８へ電流が流れるように、前記電源手段５から熱電素子２に電力を供給することによって、第１伝熱部６ａを発熱させかつ第２伝熱部６ｂを吸熱させることができる。このような電流の流れる方向の切換えは、電源手段５に内蔵される図示しないプラス電極およびマイナス電極と各接続線４ａ，４ｂとの接続状態を切換える切換スイッチによって実現される。
【００３８】
第１熱交換室４０内で加熱された液体Ｌは、外部の液体に比べて比重が小さくなるため、前記ハウジング３の第１伝熱部に関して上方に配置される連通孔３０からは、前記第１熱交換室４０内で加熱されて比重が小さくなった高温の液体が排出され、この高温の液体の排出によって下方に配置される連通孔３１から外部の前記高温の液体に比べて比重の大きい液体が第１熱交換室４０内に流れ込み、やがて加熱されて上方の連通孔３０から排出され、このようにして、第１熱交換室４０内の液体の加熱による比重の減少によって、ハウジング３の周囲に存在する液体を継続的に循環させ、容器Ｃなどに貯留された液体Ｌを加熱して凍結を防止し、生花が萎れて枯れてしまわない程度の温度、たとえば５℃〜１０℃に維持することができる。
【００３９】
図４は、本発明の実施の他の形態の簡易熱源装置１ａを示す断面図である。なお、前述の実施の形態と対応する部分には、同一の参照符を付す。本実施の形態の簡易熱源装置１ａは、第１伝熱部６ａに関して両側に設けられる各第１連通孔３０，３１のいずれか一方である上方の第１連通孔３０には、外部から第１熱交換室４０への液体Ｌの通過を許容し、かつ第１熱交換室４０から外部への液体Ｌの通過を遮断する第１逆止弁５０が設けられる。また各第１連通孔３０，３１にいずれか他方である下方の第２連通孔３１には、第１熱交換室４０から外部への液体Ｌの通過を許容し、かつ外部から第１熱交換室４０への液体Ｌの通過を遮断する第２逆止弁５１が設けられる。
【００４０】
ハウジング３は、第１熱交換室４０と第２熱交換室４１とを仕切り、熱電素子２が設けられる仕切り部５２を有し、この仕切り部５２には、一表面が第１熱交換室４０に臨み、他表面が第２熱交換室４１に臨むダイヤフラム５３と、電源手段５からの電力が供給され、ダイヤフラム５３を変位駆動するアクチュエータである電磁ソレノイド５４とが設けられる。
【００４１】
本実施の形態によれば、各第１連通孔３０，３１には第１および第２逆止弁５０，５１が設けられるので、一方の第１連通孔３０から第１熱交換室４０を経て他方の第１連通孔３１への液体Ｌの下降する方向の流れを許容し、かつ他方の第１連通孔３１から第１熱交換室４０を経て一方の第１連通孔３０への液体の上昇する方向の流れを遮断することができる。これによって第１熱交換室４０内の液体Ｌが充分に冷却されていない状態で、液面付近に存在する比較的温度の高い液体Ｌが各第１連通孔３０，３１のうちのいずれか一方または双方を介して第１熱交換室４０内に浸入することが防がれる。
【００４２】
本実施の形態によれば、ハウジング３の仕切り部にはアクチュエータによって駆動されるダイヤフラム５３が設けられるので、各第1連通孔３０，３１に設けられる第1および第２逆止弁５０，５１によって閉鎖された第１熱交換室４０内の液体を、前記ダイヤフラムの第１熱交換室４０側への変位によって、第1および第２逆止弁５０，５１のいずれか一方を介して外部へ押出し、ダイヤフラムの第２熱交換室４１側への変位によって、第１および第２逆止弁５０，５１のいずれか他方を介して外部の液体を第１熱交換室４０内へ吸引し、このような排出動作および吸引動作を連続的に繰り返すことによって、第１熱交換室４０内の液体Ｌと外部の液体とを強制的に循環させて、液体を全体的に均一に冷却することができる。
【００４３】
本実施の形態においても前述の電源手段５は、太陽電池モジュール５１を含む太陽電池ユニットによって実現されるので、商用交流電源などの電源設備がない場所であっても、電熱素子２に電力を供給するとともに、アクチュエータに駆動電力を供給して、熱電素子２およびアクチュエータを駆動することが可能であり、容器Ｃ内の液体Ｌを冷却することができ、簡易熱源装置１の使用上の利便性が向上される。また、長期にわたって簡易熱源装置１を使用する場合であっても、電力料金のかからない太陽電池ユニットから前記電熱素子およびアクチュエータに給電することができるので、簡易熱源装置１の運転コストが安価であり、経済性を向上することができる。
【００４４】
前述の図１〜図４に示す本発明の実施の各形態では、容器Ｃは花器であり、生花が直射日光などによる水の温度上昇および冬季の温度低下によって活力を失って萎れてしまうことを防止するために簡易熱源装置１，１ａを用いる場合について述べたが、本発明の実施の他の形態では、その他の用途、たとえば魚釣りやキャンプなどに用いられるクーラなどと呼ばれる携帯用断熱ケースに貯留される水を前述の簡易熱源装置１，１ａによって冷却して冷水を生成し、釣った魚および食品パッケージなどを冷水中に浸漬して保冷するために用いられてもよい。
【００４５】
また、本発明の実施の他の形態では、前述の携帯用断熱ケースに貯留される水を、簡易熱源装置１，１ａによって加熱して温水を生成し、その温水に清涼飲料水が充填されたアルミニウム缶、ガラス瓶およびペットボトルなどと呼ばれる合成樹脂製ボトルなどの各種の容器および缶詰などを浸漬して保温するために用いられてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、第１および第２熱交換室を有するハウジング３に熱電素子が設けられ、この熱電素子は第１および第２伝熱部を有する。第１伝熱部は、第１熱交換室に露出し、第２伝熱部は第２熱交換部に露出する。電源手段によって熱電素子に直流の電力が供給されると、電流の流れの向きに応じて、第１伝熱部を吸熱状態とし、かつ第２伝熱部を放熱状態として、第１熱交換室内の液体から吸熱してその液体を冷却し、かつ第２熱交換室内の空気などの気体を加熱して放熱することができる。
【００４７】
第１熱交換室内で冷却された液体は、外部の液体に比べて比重が大きくなるため、前記ハウジング３の第１伝熱部に関して両側に設けられる第１連通孔のうち下方に配置される連通孔からは、前記第１熱交換室内で冷却されて比重が大きくなった低温の液体が排出され、この低温の液体の排出によって上方に配置される連通孔から外部の前記低温の液体に比べて比重の小さい液体が第１熱交換室内に流れ込み、やがて冷却されて下方の連通孔から排出される。このようにして第１熱交換室内の液体の冷却による比重の増加によって、ハウジング３の周囲に存在する液体を継続的に循環させ、容器などに貯留された液体を冷却することができる。
【００４８】
また、ハウジング３には、第２熱交換室と外部とを連通する第２連通孔が形成されるので、第２伝熱部との熱交換によって加熱された第２熱交換室内の空気を排気筒を介して液面よりも上方の外部空間へ放散させ、第２伝熱部の温熱をハウジング３外へ放出することができる。
【００４９】
さらに、電源手段によって電熱素子に前述とは逆向きに電流が流れるように電力を供給することによって、前記第１伝熱部を放熱させかつ第２伝熱部を吸熱させることができる。この場合には、第１熱交換室内の液体を加熱し、かつ第２熱交換室内の空気を冷却することができる。
【００５０】
第１熱交換室内で加熱された液体は、外部の液体に比べて比重が小さくなるため、前記ハウジングの第１伝熱部に関して両側に設けられる第１連通孔のうち上方に配置される連通孔からは、前記第１熱交換室内で冷却されて比重が小さくなった高温の液体が排出され、この高温の液体の排出によって下方に配置される連通孔から外部の前記高温の液体に比べて比重の大きい液体が第１熱交換室内に流れ込み、やがて加熱されて上方の連通孔から排出される。このようにして、第１熱交換室内の液体の加熱による比重の減少によって、ハウジングの周囲に存在する液体を継続的に循環させ、容器などに貯留された液体を冷却することができる。
【００５２】
請求項２記載の本発明によれば、各第１連通孔には第１および第２逆止弁が設けられるので、一方の第１連通孔から第１熱交換室を経て他方の第１連通孔への液体の流れを許容し、かつ他方の第１連通孔から第１熱交換室を経て一方の第１連通孔への液体の流れを遮断し、あるいは一方の第１連通孔から第１熱交換室を経て他方の第１連通孔への液体の流れを遮断し、かつ他方の第１連通孔から第１熱交換室を経て一方の第１連通孔への液体の流れを許容することができる。これによって各第１連通孔のうちのいずれか一方または双方を介して、前記一方または双方の第１連通孔近傍に存在する液体の一部だけが、第１熱交換室内に出入りする状態が継続されることが防がれ、第１熱交換室内で冷却または加熱された液体を確実に外部へ排出して循環させ、容器などに貯留された液体全体を、均一に冷却し、または加熱することができる。
【００５３】
請求項３記載の本発明によれば、ハウジングの仕切り部にはアクチュエータによって駆動されるダイヤフラムが設けられるので、各第１連通孔に設けられる第１および第２逆止弁によって閉鎖された第１熱交換室内の液体を、前記ダイヤフラムの第１熱交換室側への変位によって、第１および第２逆止弁のいずれか一方を介して外部へ押出し、ダイヤフラムの第２熱交換室側への変位によって、第１および第２逆止弁のいずれか他方を介して外部の液体を第１熱交換室内へ吸引し、このような排出動作および吸引動作を連続的に繰り返すことによって、第１熱交換室内の液体と外部の液体とを強制的に循環させて、液体を全体的に均一に冷却し、または加熱することができる。
【００５４】
請求項４記載の本発明によれば、電源手段が太陽電池ユニットによって実現されるので、商用交流電源などの電源設備がない場所であっても、電熱素子に駆動電力を供給し、さらにアクチュエータに駆動電力を供給することができ、使用上の利便性が向上される。また、長期にわたって簡易熱源装置を使用する場合であっても、電力料金のかからない太陽電池ユニットから前記電熱素子およびアクチュエータに電力を供給することができるので、簡易熱源装置の運転コストが安価であり、経済性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の簡易熱源装置１を示す断面図である。
【図２】図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図である。
【図３】簡易熱源装置１が液体Ｌが貯留される容器Ｃの内面に取付けられた状態を示す一部を切欠いた斜視図である。
【図４】本発明の実施の他の形態の簡易熱源装置１ａを示す断面図である。
【符号の説明】
１，１ａ  簡易熱源装置
２  熱電素子
３  ハウジング
４ａ，４ｂ  接続線
５  電源手段
６ａ  第１伝熱部
６ｂ  第２伝熱部
７  Ｐ型半導体チップ
８  Ｎ型半導体チップ
９  共通電極
１０，１１  個別電極
１２，１４  基部
１３，１５  フィン
２０  前壁
２１  後壁
２２，２３  側壁
２４  上壁
２５  底壁
２６  排気筒
２７  前壁側仕切り壁
２８  後壁側仕切り壁
３０，３１  開口
３２，３３  嵌合孔
３４  筒内空間
３５  排気孔
４０  第１熱交換室
４１  第２熱交換室
４４  吸盤
４５  基端部
４６  嵌合凹所
４７  取付け部
５０  第１逆止弁
５１  第２逆止弁
５２  仕切り部
５３  ダイヤフラム
５４  電磁ソレノイド
Ｃ  容器
Ｌ  液体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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