(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の流れを発生させる流れ発生部と、
前記空気を冷却する空気冷却部と、
前記空気で冷却台を冷却する冷却台冷却部と、
前記空気冷却部と前記冷却台冷却部とに渡って位置する水槽部と、を含み、
前記空気は、前記空気冷却部において前記水槽部の水の水面を波打たせ、かつ、前記冷却台冷却部において前記水の流れを起こす冷却装置。
【請求項２】
前記水槽部は１つの水槽であり、前記空気冷却部の下部と前記冷却台冷却部の下部とに渡って位置する請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記発生部、前記空気冷却部、前記冷却台冷却部が、この順に位置する請求項１または２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記流れ発生部は、ファンを有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記空気冷却部は、フィンを有し、前記フィンに多孔質体が位置し、前記フィンの下部は水に浸かっており、前記空気は、前記水と前記多孔質体との間の空間を通過する請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記冷却台冷却部は、ペルチェ素子を含み、
前記ペルチェ素子の下部に放熱フィンを有し、前記放熱フィンは下部が水に浸かり、
前記空気は、放熱フィンと前記水との間の空間を通過する請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記冷却台は、金属板とペルチェ素子を含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記水槽部は、前記水をかき混ぜるものを有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置に関する。特に、冷却台を有する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷却装置として冷却台があった。図１を用いて、特許文献１の冷却装置１００を示す。図１は、冷却装置１００の断面図である。冷却台１０５をペルチェ素子１０２で冷却する。ペルチェ素子１０２を放熱フィン１０３で冷却する。放熱フィン１０３をファン１０４で冷却する。
【０００３】
結果、冷却台１０５を冷却できる。冷却台１０５の上に置かれた対象物を冷却することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１９６５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この冷却装置１００では、十分な冷却能力がなかった。冷却装置１００の冷却能力は、ほとんどが、ペルチェ素子１０２の能力に依存した。
この発明では、ペルチェ素子と放熱フィンを用いた冷却装置に関して、その冷却能力を向上させた冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、空気の流れ発生部と、空気を冷却する空気冷却部と、冷却台を冷却する冷却台冷却部と、空気冷却部と冷却台冷却部とに位置する水槽部と、を含む冷却装置を用いる。
また、上記水槽部は１つの水槽である上記冷却装置を用いる。上記水槽は、上記空気冷却部に位置する第１水槽と、上記冷却台冷却部に位置する第２水槽部と、を含む冷却装置を用いる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の冷却装置は、ペルチェ素子と放熱フィンに、空気の流れと水の流れとを組み合わせることで、効率よく冷却できる冷却装置となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来例の冷却装置の断面図
【図２】実施の形態１の冷却装置の断面図
【図３】実施の形態１の冷却装置のファン部の断面図
【図４】実施の形態１の冷却装置の空気冷却部の断面図
【図５】（ａ）実施の形態１の冷却装置の冷却部の断面図、（ｂ）（ａ）の冷却部のペルチェ素子の配線経路を示す図
【図６】（ａ）比較例１の冷却台と放熱フィンの温度変化を示す図、（ｂ）比較例２の冷却台と放熱フィンの温度変化を示す図、（ｃ）実施例１の冷却台と放熱フィンの温度変化を示す図、
【図７】（ａ）実施の形態２（実施例２）の冷却装置の断面図、（ｂ）実施の形態２（実施例２）の冷却台と放熱フィンの温度変化を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
＜全体構成＞
実施の形態１の冷却装置を、図２を用いて説明する。図２は実施の形態の冷却装置２００である。ファン部１０と空気冷却部２０と冷却部３０と水槽４０とからなる。
【００１０】
ファン部１０は、空気の流れを発生する部分（空気の流れ発生部）である。ファンなどが使用される。
空気冷却部２０は、ファン部１０からの空気を冷却する部分である。
【００１１】
冷却部３０は、空気冷却部２０からの空気を利用して被対象物が置かれる冷却台３２を冷却する部分である。
水槽４０は、水が保持され、空気冷却部２０と冷却部３０に位置する。
【００１２】
ファン部１０で、空気の流れが発生する。空気の流れは、空気冷却部２０へ流れ、空気が冷やされる。冷やされた空気は、冷却部３０の放熱フィン３４を冷却する。
空気は、水槽４０内の水を冷やし、かつ、水の表面に反射し水を移動させる。空気の流れは、水４１を直接冷却することと、水４１を、循環をさせて、水温の均質化で水４１を冷やすことをする。
【００１３】
＜ファン部１０＞
図３にファン部１０を示す。ファン部１０は、ファン１５を有する。ファン部１０と空気冷却部２０との間にガイド１２と水槽４０とが存在する。
ファン１５が外部から空気を取り入れ、空気の流れを起こす。空気の流れは、ガイド１２（風向偏向板）と水槽４０内の水４１の表面とで挟まれ、空気冷却部２０へ進む。
【００１４】
ファン１５は、上方にあり、下方の水槽４０へ空気を吹き下ろす。空気は水槽４０の水４１の表面にあたり空気冷却部２０へ進む。水面には、さざ波が生じる。空気は、水４１の流れも生じさせる。水４１に当たらず、空気冷却部２０へ進むものもある。
＜空気冷却部２０＞
図４に空気冷却部２０を示す。図４は、空気冷却部２０を空気の流れ方向から見た正面図である。放熱フィンであり、フィン２８の表面に多孔質部２２がある。空気の通り道２１と多孔質体２２とが存在する。
【００１５】
多孔質体２２には、フェルトなどの多孔質物質があり、水分を含んでいる。
空気は、上部のガイド１２と、下部の水４１の面で制限される。
ファン部１０からの空気は、ガイド１２と水４１とにより空気冷却部２０へ進む。空気は、多孔質部２２の水分を蒸発させる。このことで、多孔質部２２は冷却される。この結果、多孔質部２２間の空気の通り道を流れる空気を冷却する。
【００１６】
また、空気の流れで水面が波打ち、フィン２８間の水も移動し、水でフィンも冷やす。
空気の流れが効率的に使用できるように、ファン部１０と空気冷却部２０との間は、密閉することが好ましい。空気の流れのすべてが空気冷却部２０を通過する。
＜冷却部３０＞
図５（ａ）に、冷却部３０の断面図を示す。冷却部３０には、アルミ板３５（金属板）とペルチェ素子３１ａ〜３１ｅと放熱フィン３４とがある。これらの下部には水槽４０がある。アルミ板３５（金属板）とペルチェ素子３１ａ〜３１ｅとを合わせて、冷却台３２とする。
【００１７】
アルミ板３５は、複数のペルチェ素子３１を保持する。
放熱フィン３４は、その下端が水４１に浸かっている。一部が水４１の水面より上に位置する。空気は、その水４１の水面上の放熱フィン３４のフィン間を流れる。
【００１８】
ペルチェ素子３１は、この場合、５つ使用している。図５（ｂ）に、配線図を示す。下部の段は３個のペルチェ３１ａ、３１ｂ、３１ｃが電源３９に接続されている。上部の段は２個のペルチェ３１ｄ、３１ｅで電源３８に接続されている。
各段ごとに、電源３８、３９によりその出力を制御した。各段ごとで、温度が違うためである。ペルチェ素子３１ａ〜３１ｅを２段で積層することで温度を、足し算で温度を下げることができる。
【００１９】
空気は、放熱フィン３４のフィン間の空気通路３６を流れる。空気は流れて、フィンの冷却と水４１の流れを起こす。水４１でもフィンは冷却される。
空気の流れが効率的に使用できるように、空気冷却部２０と冷却部３０との間は、密閉することが好ましい。空気の流れのすべてが冷却部３０を通過する。
＜水槽４０＞
水槽４０には、中に水４１がある。水槽４０は、ファン部１０の後方から冷却部３０の下部まで存在する。ファン部１０による空気の流れにより水４１も流れが生じる。空気は、水４１の水面にあたり、水の流れを生じさせる。水４１の温度の均質化がされる、その結果、その水４１による空気冷却部２０、冷却部３０が冷やされる。
【００２０】
＜試験＞
以下の表１の条件で試験をした。図２の冷却装置２００で試験した。実施例１は、図２のすべての機能を実施した場合である。比較例１は、図２でファン部１０を使用しない場合を示す。比較例２は、図２で、水４１を使用しない場合である。３つの場合で、他の条件は同じとして実験した。
【００２１】
結果を図６（ａ）〜図６（ｃ）で示す。冷却台３２上の温度Ｔｓと放熱フィン３４の温度Ｔｈとを測定した。表１の温度は、３０分を経過した時の値を使用している。
ペルチェ素子への電力１６．６９Ｗ、水４１の量は２００ｃｃ、気温２０℃で実験した。各要素の大きさが結果に影響するが、同じ条件にした。冷却台３２上の温度が０℃以下で変動が少ないものを合格とした。
【００２２】
【表１】
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比較例１では、ファン部１０がなく、水、空気の流動がなく、温度が一定にならない。温度差もつかない。
比較例２では、水４１がなく、水の蒸発による効果がない。
実施例１では、水４１、ファン部１０により、水、空気の流動による冷却、定温化（一定温度）と、水の蒸発による冷却との効果を有する。
＜並び＞
ファン部１０と空気冷却部２０と冷却部３０の順番に直線状に位置させることが好ましい。しかし、直線でなくとも、この順に位置させ、空気の流れ、フィンの方向を、３つの部の並びに平行にさせてもよい。この配置にした場合も上記と同様の効果が得られる。実施の形態２の場合も、３つの部がこの順で位置する。
【００２３】
（実施の形態２）
図７（ａ）に実施の形態２の冷却装置３００を示す。説明しない事項は、実施の形態１と同様である。実施の形態１と同様、ファン部１０と、空気冷却部２０と、冷却部３０とを含む。
【００２４】
実施の形態１との差異は、（１）水槽４０が、第１水槽４０ａと第２水槽４０ｂに分かれていることと、（２）ポンプ５０で２つの水槽間で水４１を移動（循環）させること、（３）空気冷却部２０が放熱フィンとなっていること、である。
この差異により、実施の形態１より、冷却部３０の冷却台３２がより冷却される。この理由は、ポンプ５０により水４１の流れが確実となっていること、第１水槽４０ａと第２水槽４０ｂとが完全に分離されていることである。
【００２５】
ファン部１０は、実施の形態１と同様である。しかし、空気が真下の第１水槽４０ａに吹き付けられている点が異なる。
空気冷却部２０は、放熱フィンを用いている。フィンの方向は水平方向である。下部は水４１に漬かっている。上部は水面上である。上記空気がフィン間を流れる。実施の形態１の空気冷却部２０で使用した多孔質体２２を用いることもできる。
【００２６】
冷却部３０は、放熱フィン３４と、その上部にアルミ板３５とペルチェ素子３１とからなる冷却台３２とからなる。図７（ａ）では簡素化しているが、冷却台３２は実施の形態１と同様である。複数のペルチェ素子３１を２段に積層させている。
水槽は、第１水槽４０ａと第２水槽４０ｂとからなる。第１水槽４０ａには、空気冷却部２０がある。第２水槽４０ｂには、冷却部３０の放熱フィン３４がある。第１水槽４０ａと第２水槽４０ｂとは、２つの連結部（連結管）があり、下部の連結管７０ｂにポンプ５０があり、水４１を第１水槽４０ａから第２水槽４０ｂへ送っている。上部の連結管７０ａは、水４１が自然に、第２水槽４０ｂから第１水槽４０ａへ流れている。ただし、上部の連結管７０ａにポンプ５０を有し、水４１を水槽間で移動させてもよい。少なくとも連結管の１つにホンプ５０があればよい。
実施の形態１と比較し、水４１の流れが確実に生じる。特に、水槽内部の水が確実に循環する。結果、冷却能力が高い。
図７（ａ）のように、第２水槽４０ｂは、密閉するのが好ましい。第１水槽４０ａは、ファン部１０が送った空気を外部へ放出する開口（図示せず）がある。
【００２７】
さらに、水槽を２つ分けているので、水４１が全体的に循環し、全体として水の温度が平均化し、冷却能力が高い。
１つの水槽では、一部のみしか水４１が循環しない傾向にある。
【００２８】
図７（ｂ）に、この例（実施例２）の試験結果を示す。上記実施の形態１での試験と同じ条件で試験した。実施の形態１より、さらに、冷却台３２の温度を下げることができた。表２に、表１と、この実施例２の結果とをまとめたものを示す。
【表２】
0005878667.tif 000003
（なお）
水４１を使用したが別の液体でもよい。フィンを使用したが、フィン以外でも表面積が大きいものならよい。例えば、フィンの代替として、多孔質体などでもよい。表面積が大きく、熱交換ができるものならよい。
実施の形態１の水槽４０内部に水４１をかき混ぜるもの、ホンプなどを設けると、よりよくなる。
【００２９】
実施の形態１，２とは組み合わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本願発明は、冷却装置、冷却台として、産業用、民生用に広く利用される。具体的には、飲食店の冷却台、顕微鏡の冷却台、家庭などでのパーテイでの冷却台等である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ファン部
１２  ガイド
１５  ファン
２０  空気冷却部
２１  空気の通り道
２２  多孔質体
３０  冷却部
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｄ  ペルチェ素子
３５  アルミ板
３２  冷却台
３２ａ、３３ａ  ペルチェ
３４  放熱フィン
３６  空気通路
４０、４０ａ、４０ｂ  水槽
４１  水
５０  ポンプ
７０ａ、７０ｂ  連結管
１００  冷却装置
１０２  ペルチェ素子
１０３  放熱フィン
１０４  ファン
１０５  冷却台
２００、３００  冷却装置
【要約】
【課題】ペルチェ素子と放熱フィンを用いた冷却装置に関して、その冷却能力を向上させた冷却装置を提供すること。
【解決手段】空気の流れ発生部と、空気を冷却する空気冷却部と、冷却台を冷却する冷却台冷却部と、空気冷却部と冷却台冷却部とに位置する水槽部と、を含む冷却装置を用いる。
また、上記水槽部は１つの水槽である上記冷却装置を用いる。上記水槽は、上記空気冷却部に位置する第１水槽と、上記冷却台冷却部に位置する第２水槽部と、を含む冷却装置を用いる。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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