(57)【要約】  【課題】熱電変換デバイスを用いた冷温庫の冷温動作にともなう消費電力量の削減をはかる。  【解決手段】第１の熱電変換デバイス１に電流を流すことで、熱交換面を吸熱面１ａと発熱面１ｂとして作用させる。前記発熱面１ｂと第２の熱交換器３は熱的に接続されており、空調機１１からの冷却気流により、第３の熱交換器１５が冷却され、第２の熱電変換デバイス１４の吸熱面１４ａが冷却され温度が下がる。また、第２の熱交換器３で過熱された気流が排出風路６へと流れ、第４の熱交換器１６が過熱され、第２の熱電変換デバイス１４における発熱面１４ｂが加熱され温度が上がる。これらの相乗作用により、第２の熱電変換デバイス１４における熱交換面の温度差が大きくなり、第２の熱電変換デバイス１４で効率よく発電でき、発電した電気を第１の熱電変換デバイス１や送風ファン１２に電気を流すことで冷温庫を動作する外部電力を減らすことができる。【選択図】図１
2006200785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
箱体内部の貯蔵空間を冷却または加温する熱交換面を具備する第１の熱交換デバイスと、前記箱体における反貯蔵空間側に構成され、かつ前記第１の熱交換デバイスにおける反貯蔵空間側の熱交換面が臨んでいる風回路と、この風回路内において、前記第１の熱交換デバイスにおける反貯蔵空間側の熱交換面を挟んだ位置に吸熱あるいは放熱を行う熱交換部を配置した第２の熱交換デバイスと、前記風回路内に温調空気を送風する送風手段を設けた冷温庫。
【請求項２】
内部に貯蔵空間を有する箱体と、少なくとも前記箱体の一面に、吸熱面あるいは発熱面を持つ第１の熱電変換デバイスを設け、前記吸熱面の一方に熱的に接続され、貯蔵室内に設けた第１の熱交換器と、前記発熱面に熱的に接続された第２の熱交換器と、温度を調節する温調手段と、前記第２の熱交換器に前記温調手段による温調気流を流入する空調機吹出風路と、前記第２の熱交換器から前記温調気流を外部へ排出する排出風路を備え、前記空調吹出風路と前記排出風路の各壁面に、吸熱面と発熱面を持つ第２の熱電変換デバイスを設け、前記吸熱面に熱的に接続され、前記空調機吹出風路内に設けた第３の熱交換器と、前記発熱面に熱的に接続され、前記排出風路内に第４の熱交換器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷温庫。
【請求項３】
前記第２の熱電変換デバイスによって生じる電気を電装部品に供給することを特徴とする請求項１または２に記載の冷温庫。
【請求項４】
前記第２の熱電変換デバイスによって生じる電気を前記第１の熱電変換デバイスに供給することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の冷温庫。
【請求項５】
前記第２の熱電変換デバイスによって生じる電気を前記送風ファンに供給することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の冷温庫。
【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冷温庫に関するもので、特に車両やパーソナル空間等の空調設備を備えた居住空間で使用される冷温庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷温庫としては、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素子で冷却または加熱するものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図２は、特許文献１に記載された従来例を示す冷温庫の断面図である。
【０００４】
図２に示すように、従来の冷温庫は、開口部を有した本体ケース１０１と、本体ケース１０１の内部に配設され開口部を有した熱伝導容器１０２と、本体ケース１０１と熱伝導容器１０２の間に充填された断熱材１０３と、本体ケース１０１の開口部を開閉し、内部に断熱材１０３を充填した蓋部材１０４と、吸熱面１０５ａと発熱面１０５ｂを持つ熱電変換デバイス１０５と、前記発熱面１０５ｂと熱的に接続された熱交換器１０６と、前記熱伝導容器１０２を冷却または加熱するように前記熱交換器１０６に気流を送風するファン１０８と、弾性部材１０９を介して蓋部材１０４に設けられた熱伝導容器１０２に熱的に結合し得る熱伝導部材１１０とから構成されている。
【０００５】
そして、内部空間を冷却する場合は、まず、熱電変換デバイス１０５に通電することにより、熱電変換デバイス１０５の吸熱面１０５ａが冷却され、熱伝導容器１０２を冷却し、内部空間を冷却する。一方、熱電変換デバイス１０５の他方の発熱面１０５ｂは発熱し、熱交換器１０６に熱が伝わり、送風ファン１０８により強制的に放熱される。
【０００６】
逆に内部空間を加温する場合は、まず、熱電変換デバイス１０５に冷却する場合とは、極性が逆になるように通電することにより、熱電変換デバイス１０５の吸熱面１０５ａが加熱され、熱伝導容器１０２に熱が伝わり、内部空間が加温する。一方、熱電変換デバイス１０５の発熱面１０５ｂは吸熱し、熱交換器１０６を通して、送風ファン１０８により送風された空気から熱を奪う。
【特許文献１】特開平８−１００９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の構成では、熱電変換デバイス１０５を通電することにより、貯蔵空間を冷却または加温するとき、電気を通電する必要があり、冷温庫を動作する消費電力量が削減できないという欠点があった。
【０００８】
また、送風ファン１０８で熱交換器１０６へ強制的に送風して熱交換を行うため、常に電気を通電しないと熱交換器１０６の熱交換能力が低下するので、送風ファン１０８を動作する消費電力量が削減できないという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記従来の課題を解決するために、本発明の冷温庫は、箱体内部の貯蔵空間を冷却または加温する熱交換面を具備する第１の熱交換デバイスと、前記箱体における反貯蔵空間側に構成され、かつ前記第１の熱交換デバイスにおける反貯蔵空間側の熱交換面が臨んでいる風回路と、この風回路内において、前記第１の熱交換デバイスにおける反貯蔵空間側の熱交換面を挟んだ位置に吸熱あるいは放熱を行う熱交換部を配置した第２の熱交換デバイスと、前記風回路内に温調空気を送風する送風手段を設けたものである。
【００１０】
これにより、前記貯蔵空間を冷却または加温する第１の熱交換デバイスの反貯蔵側空間の熱交換面が、前記風回路内の温調空気と熱交換する。また、前記温調空気は、その温度により、第１の熱交換デバイスの吸熱作用あるいは放熱作用を助長する。
【００１１】
さらに、第２の熱交換デバイスにおいては、前記風回路の温調空気により、吸熱作用および放熱作用が促進される。これは、前記第２の熱交換デバイスの発電能力を、大きく引出すことにつながる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、第２の熱電変換デバイスの両面に温度差をつけることで発電し、発電した電気を第１の熱電変換デバイスや送風ファンに供給することにより、外部から供給する電力を削減することができる冷温庫を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、箱体内部の貯蔵空間を冷却または加温する熱交換面を具備する第１の熱交換デバイスと、前記箱体における反貯蔵空間側に構成され、かつ前記第１の熱交換デバイスにおける反貯蔵空間側の熱交換面が臨んでいる風回路と、この風回路内において、前記第１の熱交換デバイスにおける反貯蔵空間側の熱交換面を挟んだ位置に吸熱あるいは放熱を行う熱交換部を配置した第２の熱交換デバイスと、前記風回路内に温調空気を送風する送風手段を設けたものである。
【００１４】
かかる構成とすることにより、前記貯蔵空間を冷却または加温する第１の熱交換デバイスの反貯蔵側空間の熱交換面が、前記風回路内の温調空気と熱交換し、前記温調空気は、その温度により、第１の熱交換デバイスの吸熱作用あるいは放熱作用を助長する。また、第２の熱交換デバイスにおいては、前記風回路の温調空気により、吸熱作用および放熱作用が促進される。これは、前記第２の熱交換デバイスの発電能力を引出す作用となる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、内部に貯蔵空間を有する箱体と、少なくとも前記箱体の一面に、吸熱面あるいは発熱面を持つ第１の熱電変換デバイスを設け、前記吸熱面の一方に熱的に接続され、貯蔵室内に設けた第１の熱交換器と、前記発熱面に熱的に接続された第２の熱交換器と、温度を調節する温調手段と、前記第２の熱交換器に前記温調手段による温調気流を流入する空調機吹出風路と、前記第２の熱交換器から前記温調気流を外部へ排出する排出風路を備え、前記空調吹出風路と前記排出風路の各壁面に、吸熱面と発熱面を持つ第２の熱電変換デバイスを設け、前記吸熱面に熱的に接続され、前記空調機吹出風路内に設けた第３の熱交換器と、前記発熱面に熱的に接続され、前記排出風路内に第４の熱交換器を備えたものである。
【００１６】
かかる構成とすることにより、前記貯蔵空間を冷却する場合は、空調機吹出風路を流れる冷却気流により、第３の熱交換器が冷却され、第２の熱電変換デバイスの吸熱面が冷却され温度が下がる。また、第２の熱交換器で加熱された気流が排出風路へと流れ、第４の熱交換器が加熱され、第２の熱電変換デバイスの発熱面が加熱され温度が上がる。これらの作用により、第２の熱電変換デバイスの両面の温度差が大きくなり、第２の熱電変換デバイスで効率よく発電でき、エネルギーの一部を回収することができる。
【００１７】
また、前記貯蔵空間を保温する場合は、空調機吹出風路を流れる温暖気流により、第３の熱交換器が加熱され、第２の熱電変換デバイスの吸熱面が加熱され温度が上がる。一方、第２の熱交換器で冷却された気流が排出風路へと流れ、第４の熱交換器が冷却され、第２の熱電変換デバイスの発熱面が冷却され温度が下がる。これらにより、第２の熱電変換デバイスの両面の温度差が大きくなり、第２の熱電変換デバイスで効率よく発電でき、エネルギーの一部を回収することができる。
【００１８】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記第２の熱電変換デバイスによって生じる電気を電装部品に供給するものである。
【００１９】
かかる構成とすることにより、前記空調機吹出風路および前記排出風路を流れる温調空気熱の一部を第２の熱電変換デバイスで効率良く電気に変換し、変換した電気を利用して前記電装部品を作動することができるので外部電力を減らすことができる。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明は、前記第２の熱電変換デバイスによって生じる電気を前記第１の熱電変換デバイスに供給するものである。
【００２１】
かかる構成とすることにより、前記空調機吹出風路および前記排出風路を流れる温調空気熱の一部を第２の熱電変換デバイスで効率良く電気に変換し、変換した電気を利用して前記第１の熱電変換デバイスを作動することができるので外部電力を減らすことができる。
【００２２】
さらに、請求項５に記載の発明は、前記第２の熱電変換デバイスによって生じる電気を送風ファンに供給するものである。
【００２３】
かかる構成とすることにより、前記空調機吹出風路および前記排出風路を流れる温調空気熱の一部を第２の熱電変換デバイスで効率良く電気に変換し、変換した電気を利用して送風ファンを作動することができるので外部電力を減らすことができる。
【００２４】
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。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷温庫の断面図を示すものである。
【００２６】
図１において、第１の熱電変換デバイス１は２つの熱交換面を持ち、一方が吸熱面１ａとしてまた他方が発熱面１ｂとして働く。第１の熱電変換デバイス１の具体例としては、ペルチェ効果素子、トンネル効果素子、スターリング冷凍機などが考えられる。
【００２７】
箱体７は断熱構造を成した箱で、その内部に貯蔵空間８を持ち、上部には、前記貯蔵空間８に物品を出し入れするための開閉扉１０が設けられている。また、前記箱体７と前記開閉蓋１０は、枠体９と該枠体９の内部に挿入された断熱部材５とから構成されている。前記第１の熱電変換デバイス１は、前記箱体７の一面に設けられている。第１の熱交換器２は、前記吸熱面１ａに熱的に接続されるとともに前記貯蔵空間８内にあり、第２の熱交換器３は、前記発熱面１ｂに熱的に接続されているとともに貯蔵空間８外に設けられている。送風ファン１２は、貯蔵空間８内を仕切る仕切り板１３の間に設けられ、第１の熱交換器２の前面に位置するように設けられている。空調機１１は、温度を調節する機構を備えている。前記空調機１１の具体例としては、エアーコンディショナーなどである。空調機吹出風路４は、前記空調機１１から吹き出された気流を前記第２の熱交換器３に流入し、排出風路６は、気流が第２の熱交換器３と熱交換を行った後に、外部へと排出される。また、第２の熱電変換デバイス１４は、相対する空調吹出風路４と排出風路６の壁面間に位置し、相対して位置する２つの熱交換面がそれぞれ前記空調吹出風路４と排出風路６に面して位置している。前記２つの熱交換面は、一方が吸熱面１４ａとして、他方が発熱面１４ｂとして作用する。
【００２８】
第３の熱交換器１５は、前記吸熱面１４ａと熱的に接続され、空調機吹出風路４内に位置し、第４の熱交換器１６は、前記発熱面１４ｂと熱的に接続され、前記排出風路６内に位置して設けられている。前期第２の熱電変換デバイス１４の電気出力は、第１の熱電変換デバイス１や送風ファン１２の電気入力端に配線接続されている。
【００２９】
以上のように構成された冷温庫について、以下、貯蔵空間８内を冷却する場合を例にしてその動作、作用を説明する。
【００３０】
上記構成において、図示していない電源より第１の熱電変換デバイス１に電流を流すことで、前記第１の熱電変換デバイス１の各熱交換面は、吸熱面１ａと発熱面１ｂとして働く。前記発熱面１ｂと前記第２の熱交換器３は熱的に接続されており、空調機１１からの冷やされた気流により、前記発熱面１ｂは熱交換が促進され、これにともなって前記第１の熱交換デバイス１の吸熱面１ａからの吸熱作用も促進される。したがって、前記箱体７の貯蔵空間８は、冷却状態となる。
【００３１】
一方、前記空調機吹出風路４内に位置する第３の熱交換器１５は、前記空調機１１からの冷やされた気流によって冷却され、これにともなって第２の熱電変換デバイス１４の吸熱面１４ａは冷却が促進し温度が下がる。また、前記第２の熱交換器３で加熱された気流が排出風路６へと流れていることから、前記排出風路６内に位置する第４の熱交換器１６は、前記気流の影響を受けつつ加熱され、これにともなって前記第２の熱電変換デバイス１４における発熱面１４ｂの加熱作用も促進され温度が上がる。
【００３２】
これらの相乗作用により、前記第２の熱電変換デバイス１４における両面の温度差が大きくなり、第２の熱電変換デバイス１４での発電作用は効率のよいものとなる。そして、発電された電気は、前記第１の熱電変換デバイス１や送風ファン１２の配線２０、２１を経由し、電流を流すことで、外部からの供給電力をなくす、もしくは削減することができる。
【００３３】
本実施の形態において、電装部品（図示せず）とは、電気を動力として作動する部品で、例えばモーターやランプのことを指し、冷温庫以外で使われている電装部品（図示せず）で例えば空調機の動作を示すＬＥＤなども指している。
【００３４】
また、本実施の形態においては、第２の熱電変換デバイス１４から発電された電気を、第１の熱電変換デバイス１と送風ファン１２に流すようにしたが、どちらか一方に電気を流すようにしてもよい。
【００３５】
以上のように、本実施の形態においては、箱体７の貯蔵空間８を冷却する場合は、前記第１の熱交換デバイス１へ通電することにより、吸熱面１ａが吸熱を始め、前記貯蔵空間８内を冷却する。
【００３６】
また、前記空調機吹出風路４側では、空調機１１が所謂冷房運転状態にあり、前記空調機吹出風路４を流れる常温よりも低い冷却気流により、第３の熱交換器１５が冷却される。これにより、第２の熱電変換デバイス１４の吸熱面１４ａが冷却され温度が下がる。また、前記第２の熱交換器３で加熱された気流が排出風路６へと流れ、これによって第４の熱交換器１６が加熱され、第２の熱電変換デバイス１４の発熱面１４ｂが加熱されて温度が上がる。
【００３７】
これらの相乗作用により、前記第２の熱電変換デバイス１４における両面の温度差が大きくなり、その結果、第２の熱電変換デバイス１４で効率よく発電でき、エネルギーの一部を回収することができる。
【００３８】
さらに、前記貯蔵空間８を加温（保温）する場合は、前記第１の熱交換デバイス１への通電方向を逆とすることにより、前記吸熱面１ａが発熱し、前記貯蔵空間８を加温（保温）する。
【００３９】
また、前記空調機吹出風路４側では、前記空調機１１が所謂暖房運転状態にあり、前記空調機吹出風路４を流れる常温よりも高い温暖気流により、第３の熱交換器１５が加熱される。これにより、前記第２の熱電変換デバイス１４の吸熱面１４ａが加熱されて温度が上がる。また、前記第２の熱交換器３で冷却された気流が排出風路６へと流れ、これによって第４の熱交換器１６が冷却され、第２の熱電変換デバイス１４の発熱面１４ｂが冷却されて温度が下がる。
【００４０】
これらの相乗作用により、前記第２の熱電変換デバイス１４における両面の温度差が大きくなり、第２の熱電変換デバイス１４で効率よく発電でき、エネルギーの一部を回収することができる。
【００４１】
また、第２の熱電変換デバイス１４によって生じる電気を電装部品に供給することで、熱の一部を第２の熱電変換デバイス１４で効率良く電気に変換し、変換した電気で電装部品を作動することができるので外部電力を減らすことができる。
【００４２】
さらに、前記第２の熱電変換デバイス１４によって生じる電気で第１の熱電変換デバイス１を動作することで、熱の一部を第２の熱電変換デバイス１４で効率良く電気に変換し、変換した電気で第１の熱電変換デバイス１を作動することができるので外部電力を減らすことができる。
【００４３】
また、前記第２の熱電変換デバイス１４によって生じる電気で送風ファンを動作することで、熱の一部を第２の熱電変換デバイス１４で効率良く電気に変換し、変換した電気で送風ファン１２を作動することができるので外部電力を減らすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明にかかる冷温庫は、消費電力を低減できる冷却運転や加温（保温）運転が可能となるので、食品あるいは薬品等の保管や理化学機器等としての用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態１における冷温庫の断面図
【図２】従来例を示す冷温庫の断面図
【符号の説明】
【００４６】
１    第１の熱電変換デバイス
１ａ  吸熱面
１ｂ  発熱面
２    第１の熱交換器
３    第２の熱交換器
４    空調機吹出風路
５    断熱部材
６    排出風路
７    箱体
８    貯蔵空間
９    枠体
１０  開閉扉
１１  空調機
１２  送風ファン
１３  仕切り板
１４  第２の熱電変換デバイス
１４ａ  吸熱面
１４ｂ  発熱面
１５  第３の熱交換器
１６  第４の熱交換器
【図１】
2006200785.tif 000003
【図２】
2006200785.tif 000004