(57)【要約】【課題】    ペルチェ効果素子に適用される伝熱フィンのスリット形状を改善することで、この熱電装置の冷却能力や加熱性能の向上を図る。【解決手段】ペルチェ効果素子（44）には、空気流れに沿って伝熱フィン（42,43）が設けられる。伝熱フィン（42,43）には、複数のスリット（46）が形成される。ここで、伝熱フィン（42,43）の空気流れ方向におけるスリット長さ（L1）と、該空気流れ方向と垂直な伝熱フィン（42,43）の高さ方向のスリット（46）毎のスリット長さ（L2,L2,…）を一枚の伝熱フィンについて総和した総スリット長さ（TL）とが、  総スリット長さ（TL）≧６×フィン長さ（L1）の関係式を満たすように伝熱フィン（42,43）に複数のスリット（46）を形成するようにする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペルチェ効果素子（44）と、該ペルチェ効果素子（44）の少なくとも一方の伝熱面（44a,44b）側に立設する伝熱フィン（42,43）とを備え、
上記伝熱フィン（42,43）は、空気流れに沿って配置されるとともに複数のスリット（46）が形成されている熱電装置であって、
空気流れ方向における伝熱フィン（42,43）のフィン長さ（L1）と、該空気流れ方向と垂直な伝熱フィン（42,43）の高さ方向の上記スリット（46）毎のスリット長さ（L2,L2,…）を一枚の伝熱フィンについて総和した総スリット長さ（TL）とが、
総スリット長さ（TL）≧６×フィン長さ（L1）の関係式を満たすことを特徴とする熱電装置。
【請求項２】
請求項１において、
スリット（46）は、伝熱フィン（42,43）の外縁端部を残すようにして形成されていることを特徴とする熱電装置。
【請求項３】
請求項２において、
スリット（46）は、スリット長さ（L1）が長径となる直方体状の開口が空気流れ方向に複数配列されて構成されていることを特徴とする熱電装置。
【請求項４】
請求項１乃至３において、
ペルチェ効果素子（44）の伝熱面（44a,44b）に接合するとともに伝熱フィン（42,43）を支持する伝熱プレート（52,53）を備え、
上記伝熱プレート（52,53）は、上記伝熱フィン（42,43）の端部をかしめ結合によって支持するかしめ部（60）を有することを特徴とする熱電装置。
【請求項５】
請求項１乃至４において、
ペルチェ効果素子は、第１の伝熱面となる吸熱面（44a）と、第２の伝熱面となる放熱面（44b）とを有し、
伝熱フィンは、上記吸熱面（44a）側に設けられる吸熱フィン（42）と、上記放熱面（44b）側に設けられる放熱フィン（43）とで構成されていることを特徴とする熱電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペルチェ効果素子を有する熱電装置に関し、特に、このペルチェ効果素子に適用される伝熱フィンに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気調和機、冷蔵庫、スポットクーラ等に適用される熱電装置として、ペルチェ効果素子を用いた熱電装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されている熱電装置は、Ｐ型及びＮ型の一対の熱電素子から成るペルチェ効果素子を有している。このペルチェ効果素子は、その両側にそれぞれ伝熱面が形成されていおり、一方の面が吸熱面となり、他方の面が放熱面となっている。また、このペルチェ効果素子には、樹脂から成る基板が接合されている。基板の一面には、上記吸熱面に対応する吸熱フィンが支持されており、他方の面には上記放熱面に対応する放熱フィンが支持されている。
【０００４】
以上のような構成の熱電装置において、ペルチェ効果素子に電圧が印加されると、吸熱面では、Ｎ型熱電素子からＰ型熱電素子へ電流が流れることで吸熱作用が生じる。このため、吸熱フィンと接触する空気が冷却される。一方、放熱面では、Ｐ型熱電素子からＮ型熱電素子へ電流が流れることで放熱作用が生じる。このため、吸熱フィンを介して吸熱面に伝導した熱は、放熱面を介して放熱フィンより空気へ放出される。
【０００５】
このように、ペルチェ効果素子を用いた熱電装置では、吸熱面側で奪った熱を放熱面側で放出することで吸熱面側の吸熱フィンによって空気の冷却を行うようにしている。したがって、放熱面側における放熱量が低下すると、その分だけ吸熱面側の吸熱量、すなわち熱電装置の冷却能力が低下してしまうことになる。このため、特許文献１の熱電装置では、放熱フィンに複数のスリットを形成することで、放熱フィンの伝熱性能の向上を図り、この熱電装置の冷却能力の低下を抑えるようにしている。
【特許文献１】特開平８−１２５２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上述のように放熱フィンに複数のスリットを形成する場合には、そのスリットの寸法や形状などで放熱フィンの伝熱性能が大きく変化する。なぜなら、放熱フィンで得られる伝熱性能は、その伝熱面積、あるいは流体の速度境界層や温度境界層を断ち切るためのエッジ効果によって大きく異なるからである。したがって、放熱フィンに複数のスリットを形成したとしても、必ずしも効果的な伝熱性能が得られず、この熱電装置の冷却性能の低下を招く恐れがある。また、この熱電装置の放熱フィンによって、空気の加熱を行う場合には、この放熱フィンの加熱性能が低下してしまう恐れもある。
【０００７】
さらに、上記吸熱フィンについて、放熱フィンと同様にスリットを形成し、吸熱フィンの伝熱性能を向上させることも考えられるが、この場合にも、スリットの形状や寸法によっては吸熱フィンの伝熱性能が低下してしまうことが懸念される。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ペルチェ効果素子に適用される吸熱フィン又は放熱フィンを構成する伝熱フィンのスリット形状を改善することで、この熱電装置の冷却能力や加熱性能の向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、ペルチェ効果素子（44）と、該ペルチェ効果素子（44）の少なくとも一方の伝熱面（44a,44b）側に立設する伝熱フィン（42,43）とを備え、上記伝熱フィン（42,43）は、空気流れに沿って配置されるとともに複数のスリット（46）が形成されている熱電装置を前提としている。そして、この熱電装置は、空気流れ方向における伝熱フィン（42,43）のフィン長さ（L1）と、該空気流れ方向と垂直な伝熱フィン（42,43）の高さ方向の上記スリット（46）毎のスリット長さ（L2,L2,…）を一枚の伝熱フィンについて総和した総スリット長さ（TL）とが、総スリット長さ（TL）≧６×フィン長さ（L1）の関係式を満たすことを特徴とするものである。
【００１０】
第１の発明では、ペルチェ効果素子（44）の伝熱面（44a,44b）のうち、少なくとも一方に伝熱フィン（42,43）が設けられる。なお、ペルチェ効果素子（44）の伝熱面（44a,44b）は、一方の伝熱面が空気などの熱を奪う吸熱面（44a）となり、他方の伝熱面は空気などへ熱を放出する放熱面（44b）となる。ここで、例えばペルチェ効果素子（44）の吸熱面（44a）側に伝熱フィン（42）が設けられる場合、この伝熱フィン（42）は、空気から熱を奪う吸熱フィンとして機能する。一方、例えばペルチェ効果素子（44）の放熱面（44b）側に伝熱フィン（43）が設けられる場合、この伝熱フィン（43）は、ペルチェ効果素子（44）に奪われた熱を空気へ放出する放熱フィンとして機能する。
【００１１】
上記伝熱フィン（42,43）には、複数のスリット（46）が形成される。このため、空気が伝熱フィン（42,43）に沿って流れる際、空気と伝熱フィン（42,43）との間の伝熱性能が向上する。
【００１２】
ところで、このような複数のスリット（46）を有する伝熱フィンの伝熱性能は、スリット（46）の形状、寸法によって定まるエッジ効果や伝熱面積によって大きく変化する。すなわち、上記エッジ効果は、例えば図６に示すように、空気の流れに対して垂直な方向となる伝熱フィン（42,43）の高さ方向におけるスリット長さ（L2）の影響が大きい一方、伝熱面積は空気の流れ方向における伝熱フィン（42,43）のフィン長さ（L1）の影響が大きいと考えられる。そこで、本願の発明者らは上記スリット長さ（L2）とフィン長さ（L1）とに着目し、これらの関係が伝熱フィンの伝熱性能に及ぼす影響について検証した。
【００１３】
その結果を図７に示す。なお、図７の横軸は、各スリット（46）毎のスリット長さ（L2）を一枚の伝熱フィンについて総和した総スリット長さ（TL）と、伝熱フィンのフィン長さ（L1）との総スリット／フィン長さ比（TL/L1）であり、縦軸は伝熱フィンの伝熱性能を示すものである。なお、縦軸に示す伝熱性能は、伝熱フィンにスリットが形成されていない場合、すなわち(TL/L1)＝０とした場合の伝熱性能を１として相対的な評価を行ったものである。
【００１４】
図７に示すように、伝熱フィンの伝熱性能は、長さ比（TL/T1）が大きくなるにつれて上昇する。これは、空気の流れに対して垂直な方向となるスリット長さ（L2）の総和が大きくなることで、エッジ効果が高まり、空気の乱流化に伴い空気の速度境界層、あるいは温度境界層が断ち切られることに起因する。特に、総スリット／フィン長さ比（TL/T1）を６以上とすることで、スリットが形成されていない伝熱フィンと比較して約２．２倍程度の伝熱性能を得られる。一方、総スリット／フィン長さ比（TL/T1）が更に大きくなると、伝熱フィンの伝熱性能が低下する。これは、スリット長さ（T2）が大きくなることで、伝熱フィンの伝熱面積が低下することに起因する。
【００１５】
以上のように伝熱フィン（42,43）の伝熱性能を効果的に発揮するためには、一枚の伝熱フィン（42,43）の総スリット／フィン長さ比（TL/T1）を６以上とすることが好ましく、この総スリット／フィン長さ比（TL/T1）を６以上、かつ１４以下とすることが一層好ましい。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、スリット（46）が、伝熱フィン（42,43）の外縁端部を残すようにして形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
第２の発明では、伝熱フィン（42,43）の外縁端部を残してスリット（46）が施されるため、例えば伝熱フィンの外縁端部を打ち抜いてスリットを形成する場合と比較して機械的強度を向上させることができる。
【００１８】
第３の発明は、第２の発明において、スリット（46）が、スリット長さ（L2）を長径とする直方体状の開口が空気流れ方向に複数配列されて構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
第３の発明では、スリット（46）が直方体状の開口で構成される。ここで、このスリット（46）は、空気流れ方向と垂直なスリット長さ（L2）が長径となるため、上述したエッジ効果を高め伝熱性能を向上させることができる。一方で、このスリット（46）におけるフィン長さ方向の幅は短径となるため、スリット（46）を伝熱フィン（42,43）のフィン長さ方向に多数配列することができる。したがって、総スリット長さ（TL）を大きくでき、伝熱フィン（42,43）の伝熱性能を一層向上できる。
【００２０】
第４の発明は、第１乃至第３の発明において、ペルチェ効果素子（44）の伝熱面（44a,44b）に接合するとともに伝熱フィン（42,43）を支持する伝熱プレート（52,53）を備え、上記伝熱プレート（52,53）は、上記伝熱フィン（42,43）の端部をかしめ結合によって支持するかしめ部（60）を有することを特徴とするものである。
【００２１】
第４の発明では、例えば吸熱側に伝熱フィン（42）が設けられる場合、吸熱フィンとして機能する伝熱フィン（42）に奪われた空気の熱が、伝熱プレート（52）を介してペルチェ効果素子（44）の吸熱側の伝熱面（44a）に伝導する。一方、例えば放熱側に伝熱フィン（43）が設けられる場合、放熱側の伝熱面（44b）から放出された熱が、伝熱プレート（53）を介して放熱フィン（43）に伝導する。ここで、伝熱フィン（42,43）は、かしめ部（60）によるかしめ結合によって伝熱プレート（52,53）に支持される。
【００２２】
第５発明は、第１乃至第４の熱電装置において、ペルチェ効果素子は、第１の伝熱面となる吸熱面（44a）と、第２の伝熱面となる放熱面（44b）とを有し、伝熱フィンは、上記吸熱面（44a）側に設けられる吸熱フィン（42）と、上記放熱面（44b）側に設けられる放熱フィン（43）とで構成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
第５の発明では、ペルチェ効果素子（44）における第１の伝熱面となる吸熱面（44a）側に吸熱フィン（42）が設けられ、第２の伝熱面となる放熱面（44b）側に放熱フィン（43）が設けられる。このため、吸熱フィン（42）は空気から吸熱し、この熱が吸熱面（44a）に伝導する。同時に、放熱面（44b）から熱が発生して放熱フィン（43）に伝導し、この熱は放熱フィン（43）から空気等へ放出される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、伝熱フィン（42,43）に複数のスリット（46）を設けることで、エッジ効果により伝熱性能を向上できるようにしている。ここで、伝熱フィン（42,43）には、総スリット長さ（TL）≧６×フィン長さ（L1）を満たすように複数のスリット（46）が形成されるため、図７に示すように、エッジ効果を向上でき、伝熱フィン（42,43）の伝熱性能を充分に発揮させることができる。したがって、この熱電装置の冷却能力、あるいは加熱能力の向上を図ることができる。
【００２５】
また、上記第２の発明によれば、上記複数のスリット（46）を伝熱フィン（42,43）の外縁端部を残すように形成することで、伝熱フィン（42,43）の機械的強度を向上させることができる。このため、伝熱フィン（42,43）の薄型化を図ることができ、この熱電装置をコンパクトに設計できる。
【００２６】
また、例えば伝熱フィンの外縁端部を打ち抜くようにしてスリットを形成する場合、スリット加工時に伝熱フィンが反り返ってしまう可能性があるが、本発明では、このような反り返りを抑制できるため、伝熱フィンの加工精度を向上できる。さらに、スリットを形成しても伝熱フィン（42,43）は一体化された形状となるため、伝熱フィン（42,43）をペルチェ効果素子（44）の基板（伝熱プレート等）に容易に取り付けることができる。
【００２７】
また、上記第３の発明によれば、スリット長さ（L2）が長径となる直方体状のスリット（46）を伝熱フィン（42,43）の空気流れ方向（フィン長さ方向）に複数配列するようにしている。このため、スリット長さ（L2）を長径とでき、加えてスリット（46）を多数設けることにより総スリット長さ（TL）を更に長くすることができる。このため、スリット（46）によるエッジ効果を高め、伝熱フィン（42,43）の伝熱性能を効果的に向上させることができる。
【００２８】
さらに、上記第４の発明によれば、伝熱プレート（52,53）にかしめ部（60）を設け、かしめ結合で伝熱フィン（42,43）を伝熱プレート（52,53）に支持できるようにしている。ここで、例えば押し出し加工などで伝熱フィン（42,43）と伝熱プレート（52,53）とを一体的に製造する場合には、伝熱フィン（42,43）の高さ寸法に一定の制約を受けてしまう可能性がある。一方、本発明では、伝熱フィン（42,43）と伝熱プレート（52,53）とを個別に製造した後に、これらをかしめ結合によって一体化できる。このため、伝熱フィン（42,43）及び伝熱プレート（52,53）の加工寸法の自由度を向上できる。
【００２９】
また、上記第５の発明によれば、上記第１から第４の発明の伝熱フィンをペルチェ効果素子（44）の吸熱面（44a）側と放熱面（44b）側の双方に設けるようにしている。このため、吸熱フィン（42）と放熱フィン（43）との双方において、それぞれ伝熱性能を向上させることができ、この熱電装置の冷却能力、あるいは加熱能力を確実に発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
本実施形態の熱電装置（40）は、ペルチェモジュールから成る冷却装置を構成するものであり、睡眠カプセル（10）に適用されるものである。
【００３２】
<睡眠カプセルの全体構成>
図１に示すように、睡眠カプセル（10）は、カプセル本体（11）と、このカプセル本体（11）の上方を覆う覆い部材（12）とを備えている。そして、カプセル本体（11）と覆い部材（12）との間に、就寝者が睡眠する空間として睡眠室（13）が区画形成される。上記覆い部材（12）は、幌状に形成されたもので、カプセル本体（11）の頭部側へ折り畳めるように形成されている。
【００３３】
カプセル本体（11）は、床台（14）と、該床台（14）の前端部（図１の左端部）に位置する頭部空調ユニット（20）と、該床台（14）の後端部（図１の右端部）に位置する足部空調ユニット（30）とを備えている。
【００３４】
床台（14）は、その上部に就寝者の睡眠用のベッド（17）が敷設されている。本実施形態では、床台（14）の前側が就寝者の頭部側となり、後側が就寝者の足部側となる。また、床台（14）の前側寄りの上部両側には、一対の補助側板（16）がそれぞれ設けられている。
【００３５】
足部空調ユニット（30）は、主に就寝者の足部近傍の空気調和を行うものである。この足部空調ユニット（30）についての詳細の説明は省略するが、足部空調ユニット（30）の上面には、足部側吹出口（31）と足部側吸込口（32）とが形成されている。足部側吹出口（31）と足部側吸込口（32）とは、左右方向に互いに隣接している。そして、足部空調ユニット（30）は、室内空気を足部側吸込口（32）から吸引し、温調した空気を上記足部側吹出口（31）から排出する。つまり、足部温調ユニット（30）は、足部側吹出口(31)と足部側吸込口(32)との間で、いわゆるショートサーキットを生ずる空気流れを形成し、主として就寝者の足部近傍の空気調和を行う。
【００３６】
頭部空調ユニット（20）は、主に就寝者の頭部近傍の空気調和を行うものである。頭部空調ユニット（20）は、図１及び図２（頭部空調ユニット（20）の断面を後側から視た図）に示すように、空気流出入ボックス（15）とケーシング（21）とが連結されて構成されている。
【００３７】
図１に示すように、空気流出入ボックス（15）の後面には、頭部側吹出口（19）と頭部側吸込口（18）とが形成されている。頭部側吹出口（19）と頭部側吸込口（18）とは、上下方向に互いに隣接しており、頭部側吹出口（19）が頭部側吸込口（18）の上方に位置している。
【００３８】
図２に示すように、ケーシング（21）には、その上面側に２つの放熱側吸込口（25）、２つの冷却側吸込口（23）、及び１つの冷却側吹出口（24）が形成されいる。一方、ケーシング（21）の下面側には、２つの放熱側吹出口（26）が形成されている。また、ケーシング（21）内の空間は、２つの仕切板（41）によって３つの空間に仕切られている。
【００３９】
これら３つの空間のうち中央の空間は、さらに２つの仕切板（29）によって大略的に３つの空間に仕切られている。これらの空間のうち中央の空間は、冷却側吹出口（24）を介して上記頭部側吹出口（19）と連通している。また、この空間にはシロッコファン（22A）が収納されている。一方、この空間の両側に隣合う空間は、それぞれ吸熱側通路（27）を構成している。各吸熱側通路（27）は、それぞれ冷却側吸込口（23）を介して上記頭部側吸込口（18）と連通している。これら吸熱側通路（27）には、ペルチェモジュール（40）の吸熱フィン（42）が位置している。このペルチェモジュール（40）の吸熱フィン（42）は、この空間に導入された空気を冷却するものであり、本発明の伝熱フィンを構成している。
【００４０】
ケーシング（21）内の両端に位置する空間は、それぞれ放熱側通路（28）を構成している。各放熱側通路（28）は、放熱側吸込口（25）及び放熱側吹出口（26）を介して室内空間と連通しており、室内空気が流れるように構成されている。これら放熱側通路（28）には、それぞれ軸流ファン（22B）が収納され、さらにペルチェモジュール（40）の放熱フィン（43）が位置している。このペルチェモジュール（40）の放熱フィン（43）は、上記吸熱フィン（42）を介して空気から奪った熱を放熱側通路（28）を流れる空気に放出するものであり、本発明の伝熱フィンを構成している。
【００４１】
以上のような構成により、頭部空調ユニット（20）は、室内空気を頭部側吸込口（18）から吸引し、温調した空気を上記頭部側吹出口（19）から排出する。つまり、頭部温調ユニット（20）は、頭部側吹出口（19）と頭部側吸込口（18）との間で、いわゆるショートサーキットを生ずる空気流れを形成し、主として就寝者の頭部近傍の空気調和を行う。
【００４２】
頭部空調ユニット（20）と足部空調ユニット（30）とは、頭部側および足部側の空気温度の設定値と、図示しない温度センサによる頭部側及び足部側の検出温度とに基づいて運転制御される。つまり、頭部空調ユニット（20）は、頭部側の設定温度を目標温度として空調能力を変更する一方、足部空調ユニット（30）は、足部側の設定温度を目標温度として空調能力を変更する。ここで、この睡眠カプセル（10）では、足部側の設定温度が頭部側の設定温度よりも高い温度に設定されるため、睡眠室（13）では、就寝者の頭部から就寝者の足部へ向かって次第に温度が高くなる、いわゆる「頭寒足熱」の温度分布を形成する空気調和が行われる。
【００４３】
<冷却装置の構成>
次に、本実施形態の冷却装置を構成するペルチェモジュール（40）について図を参照ししながら詳細に説明する。
【００４４】
ペルチェモジュール（40）は、図３に示すように、仕切板（41）を挟み込むように構成されている。そして、上述したように吸熱側通路（27）に吸熱フィン（42）が露出されている一方、放熱側通路（28）に放熱フィン（43）が露出されている。吸熱フィン（42）は、吸熱側通路（27）を流れる空気が上方から下方へ通過するように構成されている。また、放熱フィン（43）は、放熱側通路（28）を流れる空気が上方から下方へ通過するように構成されている。
【００４５】
図３において仕切板（41）の図示を省略した図４に示すように、ペルチェモジュール（40）は、ペルチェ効果素子（44）、吸熱プレート（52）、放熱プレート（53）、上記吸熱フィン（42）、及び上記放熱フィン（43）を備えている。
【００４６】
ペルチェ効果素子（44）は、板状ないし膜状に形成されており、その両面に伝熱面を有している。そして、ペルチェ効果素子（44）の一面（図４の右面）に第１の伝熱面となる吸熱面（44a）が形成され、この面と反対側の面に第２の伝熱面となる放熱面（44b）が形成されている。本実施形態において、ペルチェ効果素子（44）は、空気流れ方向に沿って２行２列に配列された４つのペルチェ効果素子で構成されている。これらのペルチェ効果素子（44）には、それぞれ図示しない電源によって電圧が印加されるように構成されている。また、各ペルチェ効果素子（44）には、その両側の伝熱面の温度を検出する温度センサが設けられている。そして、これら温度センサの検出温度に応じて各ペルチェ効果素子への印加電圧が調整可能となっている。
【００４７】
上記吸熱プレート（52）及び放熱プレート（53）は、ペルチェ効果素子（44）の伝熱面に積層される伝熱プレートを構成している。具体的に、吸熱プレート（52）はペルチェ効果素子（44）の吸熱面（44a）に積層されている一方、放熱プレート（53）はペルチェ効果素子（44）の放熱面（44b）に積層されている。これらの伝熱プレート（52,53）は、図４及び図５（図４のＺ矢視図）に示すように、その表面に複数のかしめ部（60）を有している。そして、吸熱フィン（42）及び放熱フィン（43）の端部は、かしめ部（60）を屈曲することによりかしめ結合されて各伝熱プレート（52,53）の表面に支持されている。
【００４８】
上記吸熱フィン（42）及び放熱フィン（43）は、前後方向（図４における手前から奥への方向）に所定間隔で複数枚配列されている。また、図６（図４のＸ矢視図）に示すように、各伝熱フィン（42,43）は、空気の流れ方向の長さ寸法となるフィン長さ（L1）が他の長さ寸法よりも長径となっている。
【００４９】
また、各伝熱フィン（42,43）には、それぞれ伝熱フィン（42,43）の外縁端部を残すようにして複数のスリット（46）が形成されている。具体的に、スリット（46）は、空気の流れ方向と垂直な伝熱フィン（42,43）の高さ方向、すなわち図５の左右方向のスリット長さ（L2）が長径となる直方形状の開口で構成されている。そして、これらのスリット（46）は、伝熱フィン（42,43）において空気の流れ方向に所定間隔で複数配列されている。ここで、本実施形態の各伝熱フィン（42,43）は、各スリット（46,46,…）毎のスリット長さ（L2,L2,…）を一枚の伝熱フィンについて総和した総スリット長さ（TL）が、上記伝熱フィン（42,43）のフィン長さ（L1）の６倍以上で、かつ１４倍以下の寸法となっている。
【００５０】
−運転動作−
次に、上述した睡眠カプセル（10）の運転動作について説明する。
【００５１】
就寝者がベッド（17）で睡眠する場合には、頭部側で折り畳まれている覆い部材（12）を足部側に回動して展開する。その結果、就寝者の睡眠室（13）が区画形成される。睡眠カプセル（10）の運転時には、シロッコファン（22A）、軸流ファン（22B）が運転され、各ペルチェモジュール（40）に所定の電圧が印加される。
【００５２】
シロッコファン(22A) が起動すると、睡眠室（13）の空気は、頭部側吸込口（18）から空気流出入ボックス（15）に流入する。この空気は冷却側吸込口（23）を通過してケーシング（21）内に流入し、２つの吸熱側通路（27）を流れる。各吸熱側通路（27）を流れる空気は、ペルチェモジュール（40）の吸熱フィン（42）を通過する。
【００５３】
ここで、吸熱フィン（42）を通過する空気の熱は、吸熱フィン（42）及び吸熱プレート（52）を介してペルチェ効果素子（44）の吸熱面に伝導する。したがって、この空気が冷却される。またこの際には、吸熱フィン（42）に形成された複数のスリット（46）によっていわゆるエッジ効果が作用し、空気の温度あるいは速度境界層が断ち切られるため、吸熱フィン（42）の伝熱性能が向上する。その結果、空気の熱は、効率的にペルチェ効果素子（44）の吸熱面（44a）に伝導し、空気の冷却効果も向上する。
【００５４】
以上のようにして吸熱側通路（27）で冷却された空気は、冷却側吹出口（24）及び頭部側吹出口（19）を通過して睡眠室（13）に吹き出される。睡眠室（13）に吹き出された比較的低温の空気は、再び頭部側吸込口（18）より吸い込まれ、就寝者の頭部近傍でショートサーキット領域が形成される。その結果、就寝者の頭部近傍では、比較的低温での空気調和が行われる。
【００５５】
一方、２台の軸流ファン（22B）が起動すると、睡眠カプセル（10）が設置されている室内空間の空気が放熱側吸込口（25）からケーシング（21）内に吸い込まれ放熱側通路（28）を流れる。各放熱側通路（28）を流れる空気は、ペルチェモジュール（40）の放熱フィン（43）を通過する。
【００５６】
ここで、ペルチェモジュール（40）では、上述した吸熱側通路（27）を流れる空気から吸熱フィン（42）を介して奪われた熱が、ペルチェ交換素子（44）の放熱面（44b）より放出されている。そして、この熱は、放熱プレート（53）及び放熱フィン（43）を介して放熱側通路（25）を流れる空気へ放出される。またこの際には、放熱フィン（43）に形成された複数のスリット（46）によっていわゆるエッジ効果が作用し、空気の温度あるいは速度境界層が断ち切られるため、放熱フィン（43）の伝熱性能が向上する。その結果、ペルチェ交換素子（44）の放熱面（44b）から放出された熱は、効率的に空気へ伝導し、放熱フィン（43）の放熱効果も向上する。
【００５７】
以上のようにして放熱側通路（28）で放熱された空気は、放熱側吹出口（26）から室内へ放出される。
【００５８】
また、就寝者の足部側では、足部空調ユニット（30）の足部側吹出口（31）から吹き出された比較的高温の空気がすぐに足部側吸込口（32）に吸い込まれ、就寝者の足部近傍でショートサーキット領域が形成される。その結果、就寝者の足部近傍では、比較的低温での空気調和が行われる。
【００５９】
−実施形態の効果−
上記実施形態によれば、伝熱フィン（42,43）に複数のスリット（46）を設けることで、エッジ効果により伝熱性能を向上できるようにしている。ここで、各伝熱フィン（42,43）には、総スリット長さ（TL）≧６×フィン長さ（L1）を満たすように複数のスリット（46）が形成されるため、上記エッジ効果を充分に発揮させることができる。
【００６０】
つまり、図７に示すように、伝熱フィン（42,43）の伝熱性能は、総スリット／フィン長さ比（TL/T1）が大きくなるにつれて上昇傾向にある。これは、空気の流れに対して垂直な方向となるスリット長さ（L2）の総和が大きくなることで、エッジ効果が高まり、空気の乱流化に伴い空気の速度境界層、あるいは温度境界層が断ち切られることに起因するためである。特に、本実施形態のように、総スリット／フィン長さ比（TL/T1）を６以上とすることで、スリットが形成されていない伝熱フィンと比較して約２．２倍程度の伝熱性能を得ることができる。したがって、この冷却装置（40）の冷却能力を充分に発揮できる。
【００６１】
一方、総スリット／フィン長さ比（TL/T1）が更に大きくなると、伝熱フィンの伝熱性能が低下する。これは、スリット長さ（T2）が大きくなることで、伝熱フィンの伝熱面積が低下することに起因する。一方、本実施形態では、総スリット／フィン長さ比（TL/T1）を１４以下としているので、伝熱フィンの伝熱面積を有る程度確保することができ、伝熱フィン（42,43）の伝熱性能の低下を抑制することができる。
【００６２】
また、上記実施形態によれば、上記複数のスリット（46）を伝熱フィン（42,43）の外縁端部を残すように形成することで、伝熱フィン（42,43）の機械的強度を向上させることができる。このため、伝熱フィン（42,43）の薄型化を図ることができ、この冷却装置（40）をコンパクトに設計できる。
【００６３】
−実施形態の変形例１−
図８に示すように、この変形例１は、上記実施形態と伝熱フィン（42,43）に形成されたスリット（46）の形状が異なるものである。具体的に、変形例１では、伝熱フィン（42,43）に斜め型のスリット（46）が複数配列されている。このスリット（46）は、空気流れ方向と伝熱フィン（42,43）の高さ方向との間の方向の寸法が長径となる直方体状の開口で構成されている。ここで、この変形例１においても、空気流れと垂直な伝熱フィン（42,43）の高さ方向のスリット長さ（L2）を一枚の伝熱フィンについて総和した総スリット長さ（TL）が、上記伝熱フィン（42,43）のフィン長さ（L1）の６倍以上の寸法となっている。したがって、この変形例１においてもエッジ効果を向上でき、伝熱フィン（42,43）の伝熱性能の向上を図ることができる。
【００６４】
−実施形態の変形例２−
図９に示すように、この変形例２では、伝熱フィン（42,43）に穴型のスリット（46）が複数配列されている。この穴型のスリット（46）は、伝熱フィン（42,43）の高さ方向に３箇所配列された円形の開口が、伝熱フィン（42,43）の長さ方向に９列配列されて構成されている。これらのスリット（46）は、隣合う列同士の開口位置が伝熱フィン（42,43）の高さ方向にずれており、いわゆる千鳥格子状に配列されている。この変形例２においても、空気流れと垂直な伝熱フィン（42,43）の高さ方向のスリット長さ（L2）を一枚の伝熱フィンについて総和した総スリット長さ（TL）が、上記伝熱フィン（42,43）のフィン長さ（L1）の６倍以上の寸法となっている。したがって、この変形例２においてもエッジ効果を向上でき、伝熱フィン（42,43）の伝熱性能の向上を図ることができる。
【００６５】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００６６】
上記実施形態では、複数のスリット（46）が形成された伝熱フィン（42,43）をペルチェ効果素子（44）の吸熱面（44a）と放熱面（44b）との両側に設けるようにしている。しかしながら、これらの伝熱フィン（42,43）を必ずしもペルチェ効果素子（44）の両側に設ける必要はなく、例えば放熱フィン（43）のみにスリット（46）を形成し、吸熱フィン（42）には、スリット（46）を設けないようしてもよい。また、例えば吸熱フィン（42）を上記実施形態の形状以外の吸熱フィンで構成してもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、本発明の熱電装置（40）を睡眠カプセル（10）に適用しているが、これ以外に、例えばスポットクーラや冷蔵庫、あるいはその他の空気調和機などに適用してもよいことは無論のことである。
【００６８】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上説明したように、本発明は、ペルチェ効果素子を有する熱電装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施形態に係る冷却装置が適用される睡眠カプセルの概略斜視図である。
【図２】頭部空調ユニットの縦断面図である。
【図３】実施形態に係る冷却装置の概略斜視図である。
【図４】図３において仕切板の図示を省略した冷却装置の概略斜視図である。
【図５】図４のＺ矢視図である。
【図６】図４のＸ矢視図である。
【図７】総スリット／フィン長さ比（TL/L）と伝熱性能との関係を示すグラフである。
【図８】変形例１の冷却装置の概略構成図である。
【図９】変形例２の冷却装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００７１】
40  ペルチェモジュール（冷却装置（熱電装置））
42  吸熱フィン（伝熱フィン）
43  放熱フィン（伝熱フィン）
44  ペルチェ効果素子
44a 吸熱面（伝熱面）
44b 放熱面（伝熱面）
46  スリット
52  吸熱プレート（伝熱プレート）
53  放熱プレート（伝熱プレート）
60  かしめ部
【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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【図８】
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【図９】
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