(57)【要約】  【課題】結露水を蒸発させ排出する電子式保冷庫の結露水の蒸発量を向上させるとともに、放熱器の放熱能力を向上させること。  【解決手段】ポンプ９によって結露水を流路９に供給できるように設置するとともに、端面８が結露水供給部から水平方向端面に向かって重力方向に傾斜しており、端面１１から重力方向に結露水を流す流路１２を放熱器６の基板７上に設け、流路１３から分岐し重力方向に９０度よりも小さい傾斜角で分岐流路１４を設け、さらにフィン８表面上に微細流路１５を設けたものである。これらにより、冷却器３で生じた結露水を放熱器６全体に拡げ、加熱時間を延長し、熱電変換デバイス２の発熱面２ｂの発熱で蒸発させる結露水量を大幅に向上することができるとともに、蒸発潜熱を用いて放熱することにより放熱器６の放熱能力も向上することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に貯蔵空間を持つ箱体と、二つの伝熱面を持ち一方が吸熱面としてまた他方が発熱面として働く熱電変換デバイスと、前記吸熱面に熱的に接続され前記箱体内もしくは前記貯蔵空間内に設置された冷却器と、前記発熱面に熱的に接続された放熱器と、前記冷却器あるいは前記貯蔵空間内に結露した結露水を前記箱体外へ排出する排水孔と、前記箱体外に設置され結露水を収集する結露水受けと、前記結露水受けから結露水を汲み上げるポンプと、前記ポンプから汲み上げられた結露水を、前記放熱器の重力方向反対側端面に供給する結露水供給部とからなる電子式保冷庫。
【請求項２】
前記放熱器を、基板と前記基板と熱的に接続されたフィンとより構成した請求項１に記載の電子式保冷庫。
【請求項３】
前記放熱器を、前記重力方向反対側端面が前記結露水供給部から重力方向に傾斜する形状とした請求項２に記載の電子式保冷庫。
【請求項４】
前記放熱器の前記重力方向反対側端面に、前記結露水が流れる流路を設けた請求項２または３に記載の電子式保冷庫。
【請求項５】
前記放熱器における前記基板の前記フィン接続表面上に、前記重力方向反対側端面から重力方向に結露水を流す複数の流路を設けた請求項２から４のいずれか一項に記載の電子式保冷庫。
【請求項６】
前記放熱器における前記基板の前記フィン接続表面上に、複数の前記流路から分岐し、重力方向に９０度よりも小さい傾斜角で分岐流路を設けた請求項５に記載の電子式保冷庫。
【請求項７】
前記放熱器のフィン表面上に、前記分岐流路から前記基板と反対側端面方向に向かって微細流路を設けた請求項６に記載の電子式保冷庫。
【請求項８】
内部に貯蔵空間を持つ箱体と、二つの伝熱面を持ち一方が吸熱面としてまた他方が発熱面として働く熱電変換デバイスと、前記吸熱面に熱的に接続され前記箱体内もしくは前記貯蔵空間内に設置された冷却器と、前記発熱面に熱的に接続された放熱器と、前記冷却器あるいは前記貯蔵空間内に結露した結露水を前記箱体外へ排出する排水孔と、前記箱体外に設置され結露水を収集する結露水受けと、前記箱体外に設置した噴霧器とから構成され、前記噴霧器で前記結露水受けに収集された結露水を前記放熱器に噴霧する電子式保冷庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲食物や薬品等の物品を収納する保冷庫に関するもので、特に自動車等に搭載されるもので、冷却器や保冷庫内に生じた結露を保冷庫から流出させないで処理できるようになした保冷庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の保冷庫としては、熱伝導性に優れた材料で構成された庫内容器を熱電変換デバイスで冷却するものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、熱電変換デバイスとは、熱電素子、ペルチェ素子と呼ばれるものやトンネル効果素子、スターリング冷凍機などがあげられる。
【０００４】
図７は、前記特許文献１に記載された従来の冷温庫の側断面図である。図７に示すように、従来の冷温庫は、箱体２０と、熱電変換デバイス２１と、放熱器２２と、送風装置２３と、冷却器２４と、結露水受け２５と、排水孔２６とから構成されている。前記冷却器２４には、冷却器２４や被冷却物２８に生じた結露水を排水孔２６へ導く、穴２７が設けられている。
【０００５】
以上のように構成された冷温庫について、以下その動作を説明する。
【０００６】
熱電変換デバイス２１に通電すると、冷却面が吸熱し、冷却器２４が冷却され、被冷却物２８が保冷もしくは冷却される。この時、前記冷却器２４や被冷却物２８が箱体２０内の貯蔵庫内の空気温度より低下し、さらに露点温度以下になると前記冷却器２４や被冷却物２８に結露が生じる。これらの結露水は、重力により、穴２７を通って落下し、排水孔２６から結露水受け２５に溜まる。
【０００７】
一方、放熱面では発熱し、放熱器２２に熱が伝わり、送風装置２３により生じた気流によって放熱器２２から放熱する。この後、気流は結露水受け２５上を通り、結露水を蒸発させる。
【特許文献１】特開平６−２０７７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の構成では、放熱器２２を通過し、温度を上昇させた気流が結露水受け２５上を通過し、結露水を蒸発させるため、結露水の蒸発量は少なく、結露水量が多い場合には蒸発しきれないという課題があった。また、放熱器は、空気の顕熱変化により熱交換しているため、放熱量が小さいという課題も有していた。
【０００９】
本発明は、従来の課題を解決するもので、結露水の蒸発量を向上させるとともに、放熱量を向上させた電子式保冷庫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】
【００１０】
上記従来の課題を解決するために、本発明の電子式保冷庫は、箱体外に設置され結露水を収集する結露水受けとポンプとを備えたものである。
【００１１】
これによって、結露水を、放熱器の重力方向反対側端面に供給し、放熱器で直接加熱することができるとともに、結露水の蒸発潜熱を用いて放熱できる。
【００１２】
また本発明は、前記放熱器の重力方向反対側端面に結露水が流れる流路を設けたもので、結露水を気流が通過しにくい放熱器背面に流すのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電子式保冷庫は、結露水の蒸発量を向上させるとともに、放熱器の放熱能力を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
請求項１に記載の発明は、内部に貯蔵空間を持つ箱体と、二つの伝熱面を持ち一方が吸熱面としてまた他方が発熱面として働く熱電変換デバイスと、吸熱面に熱的に接続され箱体内もしくは貯蔵空間内に設置された冷却器と、発熱面に熱的に接続された放熱器と、冷却器や貯蔵空間内に結露した結露水を箱体外へ排出する排水孔と、箱体外に設置され結露水を収集する結露水受けと、ポンプとから構成され、ポンプで結露水を結露水受けから汲み上げ結露水供給部から放熱器の重力方向反対側端面に供給するようにしたものである。
【００１５】
かかる構成とすることにより、前記冷却器等に生じた結露水をポンプによって放熱器に供給し、放熱器の表面上で蒸発させることができ、結露水の蒸発量を向上させるとともに、結露水の蒸発潜熱を利用して放熱するため、放熱器の放熱能力を向上させることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、前記放熱器を、基板とこの基板に熱的に接続されたフィンとから構成したものである。
【００１７】
かかる構成とすることにより、前記放熱器の表面積を大きくとることができ、結露水の蒸発量を向上させるとともに、放熱器の放熱能力を向上させることができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、前記放熱器の重力方向反対側端面を、結露水供給部から重力方向に傾斜させたものである。
【００１９】
かかる構成とすることにより、前記結露水供給部から放熱器の重力方向反対側端面へ供給された結露水を、水平方向へ拡げることができ、その結果、放熱器の結露水による濡れ面積を増加させ、結露水の蒸発量を向上させるとともに、放熱器の放熱能力を向上させることができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、前記放熱器の重力方向反対側端面に、結露水が流れる流路を設けたものである。
【００２１】
かかる構成とすることにより、結露水を気流が通過しにくい放熱器背面に流すのを防ぐことができ、結露水の蒸発量を向上させるとともに、放熱器の放熱能力を向上させることができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、前記放熱器に重力方向反対側面から重力方向に結露水を流す流路を、前記基板のフィン接続表面上に設けたものである。
【００２３】
このように、結露水が重力方向に設けた流路を流れることにより、飛散させることなく、基板面上を流下させることができ、結露水の蒸発量を向上させるとともに、放熱器の放熱能力を向上させることができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、前記放熱器における基板のフィン接続表面上に、重力方向反対側面から重力方向に結露水を流す複数の流路から分岐し、重力方向に９０度よりも小さい傾斜角で分岐流路を設けたものである。
【００２５】
かかる構成とすることにより、結露水を飛散させることなく、基板面上を流下させるとともに、分岐流路へ流れることにより、基板の広域に結露水を供給することができ、結露水の蒸発量を向上させるとともに、放熱器の放熱能力を向上させることができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、前記放熱器のフィン表面上に、前記分岐流路から基板と反対側端面方向に向かって微細流路を設けたものである。
【００２７】
したがって、前記基板面上に設けた分岐流路により、基板面上に供給された結露水は、フィン表面上に設けた微細流路の毛細管現象によりフィン表面へと供給することができ、結露水の蒸発量を向上させるとともに、放熱器の放熱能力を向上させることができる。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、内部に貯蔵空間を持つ箱体と、二つの伝熱面を持ち一方が吸熱面としてまた他方が発熱面として働く熱電変換デバイスと、吸熱面に熱的に接続され箱体内もしくは貯蔵空間内に設置された冷却器と、発熱面に熱的に接続された放熱器と、冷却器や貯蔵空間内に結露した結露水を箱体外へ排出する排水孔と、箱体外に設置され結露水を収集する結露水受けと、噴霧器とから構成され、噴霧器で結露水を放熱器に噴霧するものである。
【００２９】
かかる構成とすることにより、結露水を放熱器に噴霧して結露水を放熱器全体に均等に供給することができ、結露水の蒸発量を向上させるとともに、放熱器の放熱能力を向上させることができる。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電子式保冷庫の背面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線による断面図である。
【００３２】
図１および図２において、箱体１は、内部に貯蔵空間１ａを持っており、食品や薬品等を収納することができる。また、熱電変換デバイス２は、吸熱面２ａと発熱面２ｂを持っており、冷却器３は、前記吸熱面２ａと熱的に接続されている。前記冷却器３は、箱体１内部の貯蔵空間１ａ内に設置されている。排水孔４は、前記冷却器３の重力方向側に設置され、この排水孔４を通って前記箱体１外に排出された結露水は、結露水受け５に溜められる。
【００３３】
放熱器６は、基板７と、この基板７と熱的に接続され、かつ前記基板７から略垂直に設けられたフィン８とから構成されている。そして、前記基板７と発熱面２ｂは熱的に接続されている。また、前記放熱器６は、金属等の熱伝導率の大きい材料で作られており、成形のし易さや安価という観点から、アルミニウムやアルミニウム合金が適している。さらに、前記基板７とフィン８は一体で成形されているものがよく、アルミニウム合金を用いた押出成型品が適している。その他、グラファイト等も採用でき、より軽量で高性能化が図れる。また、前記基板７にはヒートパイプ等の冷媒の相変化を用いた高熱伝導部材を用いても良い。
【００３４】
図３は前記放熱器の正面図、図４は前記放熱器の上面図、図５は図３のＢ−Ｂ線による断面図である。次に、図３乃至図５を加えて、前記放熱器６の構成をさらに詳細に説明する。
【００３５】
ポンプ９は、前記結露水受け５から結露水を汲み上げ、結露水供給部１０から前記放熱器６の重力方向反対側端面１１に注水する。また、重力方向反対側端面１１上には、前記放熱器６の長手方向に重力方向反対側端面流路（以下、端面流路と称す）１２が設けられており、前記基板７のフィン８接続面上に重力方向反対側端面１１から重力方向に流路１３が設けられている。前記流路１３から分岐し、重力方向に９０度よりも小さい傾斜角で略八の字状に分岐流路１４が設けられている。また、前記分岐流路１４から前記基板７と反対側端面方向に向かって、前記フィン８表面上に微細流路１５が重力方向に傾斜し設けられている。
【００３６】
前記放熱器６に気流を送風する送風装置１６は、前記放熱器６の上方に設置されており、反重力方向に気流が流動するように動作する。本実施の形態では送風装置１６として軸流ファンを用いているが、クロスフローファンなどを用いても良い。
【００３７】
以上のように構成された電子式保冷庫について、以下その動作、作用を説明する。
【００３８】
熱電変換デバイス２に電流を流すことにより、冷却面２ａが冷却され、冷却器３が冷却される。そして、冷却側送風装置１７が動作し、貯蔵空間１ａ内の空気と冷却器３と熱交換させ、貯蔵空間１ａを冷却する。この時、冷却器３の温度が貯蔵空間１ａ内の空気の露点温度以下になると、冷却器３に結露が生じる。この結露水は重力により、冷却器３の重力方向側に設置された排水孔４に収集され、貯蔵空間１ａ外に排出される。
【００３９】
一方、熱電変換デバイス２の発熱面２ｂは発熱し、前記放熱器６の基板７に熱が伝わり、フィン８に熱が拡がる。この時、前記排水孔４を通り、箱体１外に排出された結露水は、結露水受け５に収集される。さらに、ポンプ９によって重力方向反対側端面１１に供給された結露水は端面流路１２へと入る。重力方向反対側端面１１は結露水供給部から水平方向端面に向かって重力方向に傾斜しているため、結露水は一部を流路１３に分流しながら、重力により水平方向端面に向かって流れ、放熱器６の水平方向へ拡がる。
【００４０】
次に、流路１３に分流された結露水は、前記基板７上を重力方向へと流れ、略八の字状の分岐流路１４に分流され、基板７全体に拡がる。その後、分岐流路１４を流れる結露水は毛細管現象と重力の作用により、前記フィン８の表面上の微細流路１５へ供給され、前記フィン８全体へと拡がる。
【００４１】
このように、結露水は放熱器６全体へと拡がるとともに、前述した熱電デバイス２の発熱面２ｂの熱が放熱器６へと伝わり、結露水を加熱し、蒸発させる。さらに、放熱器側送風装置１６により、反重力方向へ放熱器６内に気流を流すことにより、結露水の流下速度を小さくし、放熱器６による加熱時間を延長するとともに、気流により結露水の蒸発を促進することができる。
【００４２】
以上のように本実施の形態は、ポンプ９によって結露水が放熱器６の端面流路１２に供給できる。また、前記放熱器６は、基板７とフィン８から構成され、放熱器６の重力方向反対側端面１１が、結露水供給部から水平方向端面に向かって重力方向に傾斜しており、また、重力方向反対側端面１１から重力方向に結露水を流す流路１３を放熱器６の基板７のフィン８接続表面上に設け、さらに流路１３から分岐し重力方向に９０度よりも小さい傾斜角で分岐流路１４を設け、また、前記基板７と反対側端面方向に向かってフィン８表面上に微細流路１５を設けたものである。加えて、前記放熱器側送風装置１６により、反重力方向へ放熱器６内に気流を流すようにしたものである。
【００４３】
これらの構成にすることにより、冷却器３で生じた結露水を放熱器６全体に拡げ、加熱時間を延長し、熱電変換デバイス２の発熱面２ｂの発熱で蒸発させる結露水量を大幅に向上することができるとともに、蒸発潜熱を用いて放熱することにより放熱器６の放熱能力も向上することができる。
【００４４】
（実施の形態２）
先の実施の形態１と同一の構成のものは同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４５】
図６は、本発明の本実施の形態２における電子式保冷庫の背面図である。
【００４６】
噴霧器１８は箱体１外に設置されており、結露水受け５内の結露水を放熱器６に噴霧する。
【００４７】
以上のように構成された電子式保冷庫について、以下実施の形態１と異なる動作、作用を説明する。
【００４８】
噴霧器１８によって噴霧された結露水は、放熱器６全体に均一に供給され、結露水を放熱器６全体に均等に供給することができ、結露水の蒸発量を向上させるとともに、放熱器６の放熱能力を向上させることができる。
【００４９】
以上のように本実施の形態では、噴霧器１８により、結露水を放熱器６に噴霧することにより、結露水を放熱器６に均一に供給することができ、結露水の蒸発量を向上させるとともに、放熱器６の放熱能力を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明にかかる電子式保冷庫は、結露水を蒸発させ排出することが可能となるので、電子式冷温庫や冷蔵庫、薬品保管庫や理化学機器等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態１における電子式保冷庫の背面図
【図２】図１のＡ−Ａ線による断面図
【図３】同実施の形態１における電子式保冷庫に用いた放熱器の正面図
【図４】同電子式保冷庫に用いた放熱器の上面図
【図５】図３のＢ−Ｂ線による断面図
【図６】本発明の実施の形態２における電子式保冷庫の背面図
【図７】従来の冷温庫の側断面図
【符号の説明】
【００５２】
１    箱体
２    熱電変換デバイス
２ａ  冷却面
２ｂ  発熱面
３    冷却器
４    排水孔
５    結露水受け
６    放熱器
７    基板
８    フィン
９    ポンプ
１０  結露水供給部
１１  重力方向反対側端面
１２  重力方向反対側端面流路
１３  流路
１４  分岐流路
１５  フィン表面上微細流路
１６  放熱器側送風装置
１８  噴霧器
【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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