(57)【要約】【課題】【解決手段】本発明は、加熱し及び（又は）冷却することにより流体の温度を制御する装置に関する。該装置は、往復容積形ポンプ装置１２、１４を有しており、該ポンプ装置は、ペルチェ型であることが好ましい熱電気ヒートポンプ５０、５０´によりその内部にて流体温度の制御が実行される調節チャンバ４０、４０´を介して流体を出口３４から出口３６まで押し出す。
2008512636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体入口と、流体出口と、流体を入口から吸引し且つ、流体を出口から排出し得るように配置された往復容積形ポンプ装置と、を備える、流体の温度を制御する装置において、
ポンプ装置は、流体が入口から出口まで流れるときに通り、また、流体の温度制御が実行される調節チャンバを介して入口及び出口の一方と連通しており、
調節チャンバ内にて流体に熱的に結合された第一の側部と、熱をシンクまで伝達し且つ、熱を供給源から受け取るよう配置された第二の側部とを有する少なくとも１つの固体熱電気ヒートポンプを更に備え、
該熱電気ヒートポンプによって、調節チャンバの壁の温度及び調節チャンバ内の流体の温度が制御可能であるようにした、流体の温度を制御する装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
調節チャンバ内に所要形状の熱交換作用部を備え、
該熱交換作用部は、流体と熱交換し得るよう調節チャンバ内にて流体に露出される面を有し、
また、該熱交換作用部は、熱電気ヒートポンプと熱交換し得るよう該熱電気ヒートポンプに熱的に結合される、装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置において、
調節チャンバは、その内部が流体に露呈される熱伝達性壁を有し、
熱電気ヒートポンプが前記調節チャンバの壁の外側に取り付けられ且つ該外側に熱的に結合される、装置。
【請求項４】
請求項２に記載の装置において、
熱交換作用部はフィンを備える、装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置において、
熱交換作用部は、調節チャンバの壁と一体的に形成される、装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の装置において、
フィンは調節チャンバ内にて流体の流れ方向に沿って伸びる、装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１つの項に記載の装置において、
ポンプはピストンと、シリンダとを備える、装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、
シリンダは、円形であり、
調節チャンバは、シリンダの回りにて実質的に環状又は半環状のキャビティであり且つ、シリンダに対して同心状である、装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の装置において、
前記熱伝達性の調節チャンバの壁は、シリンダの少なくとも一部の回りに配設され、
調節チャンバは、シリンダの外面と、調節チャンバ壁の内面との間に画成される、装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか１つの項に記載の装置において、
熱電気ヒートポンプの第二の側部から熱を受け取り得るように配置されたヒートシンクを更に備える、装置。
【請求項１１】
請求項７、８又は９の何れか１つの項に記載の装置において、
熱電気ヒートポンプの第二の側部から熱を受け取り得るように配置されたヒートシンクを更に備え、
該ヒートシンクは、調節チャンバの壁を取り囲む殻体を形成する、装置。
【請求項１２】
請求項７、８、９又は１１の何れか１つの項に記載の装置において、
シリンダは、ピストンにより第一及び第二の作用チャンバに分割され、このため、ピストンの一方向への動きによって流体は第一の作用チャンバ内に吸引され且つ、第二の作用チャンバから排出され、
ピストンの反対方向への動きによって流体は、第一の作用チャンバから排出され且つ、第二のチャンバ内に吸引され、
該装置は、流体をポンプ出口に排出する任意の時点にて何れかの作用チャンバと選択的に接続し、これにより出口を通って一方向への流れを提供する弁装置を更に備える、装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置において、
作用チャンバの各々は、流体をチャンバから排出するよう配置され且つ、出口と接続されたそれぞれの一方向弁と連通している、装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置において、
チャンバの各々は、流体をチャンバ内に向け得るよう配置されたそれぞれの一方向弁と更に連通している、装置。
【請求項１５】
請求項１２ないし１４の何れか１つの項に記載の装置において、
シリンダ内の第一及び第二の作用チャンバとそれぞれ連通可能である第一及び第二の調節チャンバを備える、装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置において、
第一及び第二の調節チャンバは、共に、シリンダを取り囲む環状体を形成する、装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の装置において、
第一及び第二の調節チャンバは、共に、シリンダと調節チャンバの壁との間に画成される、装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の装置において、
第一及び第二の調節チャンバは、シリンダの軸線を保持する平面内にて分割壁により互いに分離される、装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１８の何れか１つの項に記載の装置において、
ポンプ装置は、ピストンと螺着可能に係合してピストンを往復運動可能に駆動するリードねじを備える、装置。
【請求項２０】
請求項１ないし１９の何れか１つの項に記載の装置において、空気調節装置である、装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の空気調節装置を備える、ベッド又はシート。
【請求項２２】
請求項１ないし１９の何れか１つの項に記載の装置が設けられた冷蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱し及び（又は）冷却することにより流体の温度を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書にて使用するように、「流体」という語は、気体及び液体の双方を意味する。流体の温度を上昇及び（又は）降下させる必要のある極めて多数の装置が存在する。その例は、冷蔵庫及び洗濯機、建物又は車内の空調機のような「白物商品」、及び任意の数の工業的過程を含む。
【０００３】
空調機、冷蔵庫及び冷凍機における従来の冷却装置は、例えば、圧縮と、それに続く作用流体の断熱膨張とを利用するものである。フレオンは、適宜な作用流体である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この従来の技術は、勿論、極めて広範囲に使用され且つ、否定し得ない程、効果的ではあるが、重大な問題点がある。従来、圧縮／膨張サイクル（ＣＦＣｓであることがしばしばである）におけるその効果のため選ばれた作用流体は、重大な温室効果ガスとして認識されている。これらの使用を停止することが生態学的に望ましいであろう。また、作用流体を加圧するため必要とされるポンプ機械を不要にすることも望ましいであろう。
【０００５】
本発明は、多くの分野にて適用可能性であるが、潜在的に重要な用途は、空調機内の空気の温度を調節することに関する。本明細書にて使用するように、「空調機」という語は、空気流を送り出し、また、その送り出された空気を冷却し且つ（又は）加熱する手段を有する装置を意味する。従来の空気調節装置は、典型的に、作用流体の断熱膨張によって作用し、冷却した作用流体は、ファンによってその上を空気が通る熱交換器に供給される。かかる空調機は、勿論、建物、典型的に、サーモスタット制御の下、車等内の空気調節のため広く使用され、また、必要なとき、空気を加熱する追加的な機器と共に使用される。
【０００６】
しかし、従来の空調機は、特定の用途に理想的に最適なものではない。これらの空調機は、空気を循環させるファンと、作用流体に作用するポンプとの双方を必要とする。これらは、その結果、ある用途にて、特に、空気の送り出し量が相対的に低いことを要求する用途にて望ましくないレベルの騒音及び振動を生じさせる可能性がある。特に、温度及び湿度が制御されたベッド又はシートの場合のような、人間に極めて近い領域に少量の空気流を供給することが望まれる用途がある。かかる用途は、温度調節した空気を閉システム内にて循環させることを含むことができる。米国特許明細書４８５３９９２号（ＹＵ）は、クッション自体を形成する取り囲まれたエンベロープを通じて循環された空気によって冷却し且つ（又は）加熱されるシートクッションの例を提供する。これと代替的に、調節された空気は、人間の環境内に解放し、その人に極く近い領域内に調節された空気が提供されるであろう。その双方の場合、空気調節装置は、典型的に、ユーザに近い位置に取り付けられ、騒音及び振動を最小に保つことを重要なこととする。
【０００７】
流体の断熱膨張を利用する冷却装置に対する１つの代替例として、固体の熱電気装置を使用することが知られている。この目的に最も関連する装置の型式は、「ペルチェ（Ｐｅｌｔｉｅｒ）」素子とも称され、ヒートポンプとして機能する。かかる装置の広く利用可能な商業的な例は、小さいテルル化ビスマス要素の配列の回りに配置された２つの外側セラミック板を有する積層体として形成される。直流がこれらの「ヒートポンプパッド」の配置に印加されると、装置は、熱を１つの板から別の板へ圧送する作用を果たす。かかる装置は、熱が圧送される板から熱を吸引する配置とすることにより、他方の板にて冷却効果を加え得るように使用することができる。固体装置は、重要な有利な効果を有する。これらの装置は、小型であり、騒音又は振動を発生させる可動部品は無い。熱が装置の板の間にて圧送される方向は、それらに印加される直流を逆転させるだけで簡単に逆にすることができ、このため、加熱及び冷却の双方のため同一の装置を使用することが可能である。
【０００８】
先行のフランス国特許明細書２５９４６６８号、（チャレイ（Ｃｈａｒｅｉｒｅ））には、「ペルチェ−効果吸気発生装置（Ｐｅｌｔｉｅｒ−ｅｆｆｅｃｔ  ｆｒｅｓｈ  ａｉｒ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）」を使用して睡眠している人の頭上に配置されたエンクロージャに空気を供給する、睡眠中に使用される空気調節システムが開示されている。これは、ファンを利用して空気を循環させるものと思われる。英国特許明細書９９０６６８号（マラカーラボラトリーズ（Ｍａｌａｋｅｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）インク）は、ペルチェ素子を「カスケード（ｃａｓｃａｄｅ）」式に使用して極めて低温度を実現する極低温システムに関するものである。冷却されるガスは、ペルチェ素子を経て圧縮シリンダと膨張シリンダとの間にて循環させる。日本国特許明細書４２６５４８２号（キノシタ  マサヒコ（Ｋｉｎｏｓｈｉｔａ  Ｍａｓａｈｉｋｏ）その他の者）には、シリンダに入る空気を冷却するため、ペルチェ要素に対し、空気通路内にて放射フィンを設けることが開示されている。欧州特許明細書０６７２８３１号（Ｉｓｃｏ）は、熱電気要素を使用して圧送装置を冷却する表面流体の吸引装置に関する。米国特許明細書５２４２４０３号には、揮発性の麻酔性液体を分与する計量供給ポンプが開示されている。この配置は、ペルチェ素子によって冷却されるピストン／シリンダ装置を有し、また、更なるペルチェ素子によって冷却される別個のリザーバも有している。
【０００９】
往復ポンプを使用して流体の吐出量を提供する装置の例がこの先行技術の分野に存在する。これらにおいて、ペルチェ素子は、ポンプシリンダを冷却して圧送される流体を冷却する。シリンダの内壁は、当然に滑らかであり、流体と熱交換するための理想的な手段は提供しない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第一の形態に従い、流体入口と、流体出口と、流体を入口から吸引し且つ、流体を出口から排出し得るように配置された往復容積形ポンプ装置と、を備える、流体の温度を制御する装置であって、ポンプ装置は、流体が入口から出口まで流れるときに通り、また、流体の温度制御が実行される調節チャンバを介して入口及び出口の一方と連通し、調節チャンバ内にて流体に熱的に結合された第一の側部と、熱をシンクまで伝達し且つ、熱を供給源から受け取るよう配置された第二の側部とを有する少なくとも１つの固体熱電気ヒートポンプを更に備え、熱電気ヒートポンプによって、調節チャンバの壁の温度及び調節チャンバ内の流体の温度が制御可能であるようにした上記装置が提供される。
【００１１】
流体を別個の調節チャンバを通じて推進すべくポンプ装置を使用することは、このチャンバの内部を流体との熱交換を促進する態様にて形成することを可能にする。調節チャンバの内部は、熱交換のための大きい表面積を提供し得る形状とすることができる。
【００１２】
１つの好ましい実施の形態は、調節チャンバ内に所要形状の熱交換作用部を備え、該熱交換作用部は、流体と熱交換し得るよう調節チャンバ内にて流体に露出される面を有し、また、該熱交換作用部は、調節チャンバ壁と熱交換し得るよう該調節チャンバ壁に熱的に結合されている。当該作用部は、流体と熱電気ヒートポンプとの間の熱交換を促進する。これらの作用部は、フィンを備えることができる。これらの作用部は、調節チャンバの壁と一体的に形成されることが好ましい。
【００１３】
ポンプ装置は、シリンダと、往復運動ピストンとを有することが好ましい。
【００１４】
構造的に便宜な実施の形態において、シリンダは、円形であり、また、調節チャンバは、シリンダの回りにて実質的に環状又は半環状の空間であり且つシリンダに対して同軸状である。
【００１５】
調節チャンバの壁は、シリンダの少なくとも一部の回りに配設することができ、また、調節チャンバは、シリンダの外面と、調節チャンバ壁の内面との間に画成される。
【００１６】
装置が冷却のため使用される場合、装置は、熱電気ヒートポンプの第二の側部から熱を受け取り得るように配置されたヒートシンクを備えることが好ましい。かかる配置において、ヒートシンクは、調節チャンバの壁を取り囲む殻体を形成する。
【００１７】
本発明の特に好ましい実施の形態において、シリンダは、ピストンにより第一及び第二の作用チャンバに分割され、このため、ピストンの一方向への動きによって流体は、第一の作用チャンバ内に吸引され且つ、第二の作用チャンバから排出され、ピストンの反対方向への動きによって流体は、第一の作用チャンバから排出され且つ、第二のチャンバ内に吸引され、また、該装置は、流体をポンプ出口まで排出する任意の時点にて何れかの作用チャンバと選択的に接続し、これにより出口を通って一方向への流れを提供する弁装置を更に備えている。
【００１８】
好ましくは、作用チャンバの各々は、流体をチャンバから排出するよう配置され且つ、出口と接続されたそれぞれの一方向弁と連通するものとする。更により好ましくは、チャンバの各々は、流体をチャンバ内に向け得るよう配置されたそれぞれの一方向弁と更に連通するものとする。
【００１９】
原理上、双方の作用チャンバが単一の調節チャンバに供給するものとすることができる。しかし、好ましくは、装置は、シリンダ内の第一及び第二の作用チャンバとそれぞれ連通した第一及び第二の調節チャンバを備えるものとする。
【００２０】
望ましくは、第一及び第二の調節チャンバは、共に、シリンダを取り囲む環状体を形成するものとする。これは、第一及び第二の調節チャンバが共に、シリンダと調節チャンバの壁との間に画成される、構造を通じて実現することができる。
【００２１】
往復ポンプは、高レベルの振動を生じさせると考えられるが、実際には、流体の送り出し要求量が相対的に少ない用途において、ポンプ内にて十分な作用容積があるならば、ポンプの往復構成要素の速度及びそれらの動きの周期は、低レベルの振動及び騒音を発生させるよう十分小さくすることができる。
【００２２】
本発明の第二の形態に従い、流体を少なくとも１つの冷却チャンバを介して入口から出口まで一方向に循環させ得るように配置させた往復容積形ポンプと、冷却チャンバと関係して流体が冷却チャンバを通って流れるとき、流体を冷却する少なくとも１つの固体熱電気ヒートポンプとを備える流体冷却装置が存在する。
【００２３】
本発明の特定の実施の形態について、添付図面を参照して単に一例としてのみ以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、関連する原理の幾つかを示す作用を果たす本発明の具体化する装置の多少概略図である。該装置１０は、流体を循環させるポンプと、流体を調節させるため使用される熱交換装置との双方を備える自己充足型のものである。
【００２５】
ポンプは、シリンダ１４内に受け入れられ、該シリンダに対して密封するが、摺動する嵌まり状態を形成するピストン１２を有する往復容積形である。ピストンは、シリンダを貫通して伸び且つその両端にてそれぞれの端部キャップ１８、２０に軸支されたリードねじ１６によって低速度にて往復運動可能に駆動される。電気モータ２２が歯車を通じてリードねじ１６を駆動する。本実施の形態において、ピストン１２の動く方向は、ピストンがその移動の端部に達したとき、モータ２２の回転方向を反転させることにより逆にする。例えば、その移動のそれぞれの端部に達したときにピストンによって作動され且つ、モータ制御電子機器と接続された１対のマイクロスイッチを提供することにより、これを実現する適宜な手段は、当業者に明らかであろう。リードねじは、ピストン１２の軸方向に貫通するねじ穴内に受け入れられ、これにより、そのリードねじの回転動作は直線状のピストンの動きに変換される。勿論、ピストン１２は、リードねじと共に回転するのを防止しなければならないが、典型的に、ピストンとシリンダとの間の摩擦は、これを保証するのに十分である。当業者には、その他の実施の形態において、例えば、クランク又は偏心駆動装置のような、ピストンを往復運動可能に駆動するその他の手段が採用可能であることが明らかであろう。
【００２６】
ポンプは、ピストンの動く方向を反転させるにも拘わらず、単一方向である空気の流れを提供することが要求される。ピストンは、そのシリンダ１４を１対の作用チャンバ２６、２６´に分割する。１対の一方向弁３０、３２、３０´、３２´が作用チャンバの各々と連通している。所定の作用チャンバと連通する２つの弁は、反対方向に向き決めされている。すなわち、対の弁の一方は、空気を関連する作用チャンバ内に向け、また、もう一方は空気を作用チャンバから排出し得るよう配置されている。２つの入口弁３０、３０´は、概略図的に参照番号３４で示した空気調節装置の共通の空気入口と接続されている。２つの排気弁３２、３２´は、概略図的に参照番号３６で示した装置の共通の排気口と接続されている。ピストンの動く方向に関係なく、空気を共通の排気口３６及びその排気弁３２、３２´を通じて排出する１つの作用チャンバ２６、２６´が常に存在する一方、他方のチャンバ２６´又は２６は、空気を共通の入口３４及びその弁３０´、３０を通して受け取る。このようにして、弁は、流体の一方向への且つ、連続的な吐出（ピストンが静止しているとき、往復運動する短時間の動作の場合を除いて）を保証する。しかし、その他の実施の形態において、２つの入口及び２つの出口を共に接続する必要はない。これらの入口及び出口は、その代わり、異なる流体供給源及び（又は）使用箇所に達する。出口から入口への流体の再循環は、特に、流体が多数の冷却相を通って特に低温度に達するのを許容すべく実現することができる。
【００２７】
シリンダ１４は、円筒状の外側ハウジング３８内に保持され、また、流体が入口弁３０を通って作用チャンバ２６に達する経路は、シリンダ１４とハウジング３８との間に画成された半環状チャンバ４０を介して形成されることが理解される。同様に、流体が入口弁３０´を通って作用チャンバ２６´に入る経路は、半環状チャンバ４０´を介して形成される。２つの半環状チャンバ４０、４０´は、シリンダの長さに沿って伸び且つ、シリンダの軸線を保持する共通の平面内に位置する図２に示した長手方向の分割壁４２、４４によって分離されている。この配置の結果、作用チャンバ２６に供給する入口弁３０は、該チャンバからシリンダの遠方端部にあり、同様に、入口弁３０´は、該弁が供給する作用チャンバ２６´からシリンダの遠方端部にある。
【００２８】
半環状チャンバ４０、４０´は、固体熱電気装置５０、５０´によって冷却し及び（又は）加熱することによりその内部にて調節が実行されるため、「調節チャンバ」と称することができる。チャンバ４０、４０´の双方の内部には、かかる装置のそれぞれの１組があり、所定のチャンバ内の装置は、共通の電源／制御装置と接続されている。装置は、調節チャンバ内に半円形の形態にて配置されている。チャンバの長さ及び相対的に低い空気吐出量のため、熱電気装置付近での空気の滞在時間は長い。例えば、出力空気の温度に基づいたサーモスタット制御は、熱電気装置の電源の上方で実行することができる。装置に供給される直流の供給を逆転させることにより、装置は、空気を冷却するのではなくて、空気を暖房することができる。ポンプの作用チャンバ又はその出口にサーミスタを使用して排出空気の温度を検知することができる。
【００２９】
図２ないし図７には、本発明の第二の物理的な実施の形態が構造的により詳細に示されている。この実施の形態の主要な構成要素の多くは、図１及び図１ａの装置の対応する部品であり、全体に亙ってこれらの構成要素に対し同一の参照番号が使用されている。第二の実施の形態において、ピストン１２は、同様に電気モータ２２によってリードねじ１６を通して駆動される。ピストンはまた、ピストンを通って伸びピストンと密封嵌めするガイドロット１００によるねじとの摩擦のため、回転が阻止される。シリンダ１４は、ピストンの両側部に且つ共通の軸方向平面内に位置する分割壁４２、４４を保持する。当該実施の形態において、調節チャンバ４０、４０´は、シリンダの回りに配置された１対の半環状殻体１０２、１０２´により形成される。これらの殻体は、金属であることが好ましい熱伝達性材料にて形成される。これら殻体の各々は、調節チャンバの壁部分１０４、１０４´を有し、該壁部分は、ペルチェ型の固体熱電気ヒートポンプ装置５０、５０´のそれぞれの群をその半径方向外面に保持する。各壁部分１０４、１０４´の半径方向内面には、それぞれの調節チャンバ内にて流体との熱交換を促進する作用を果たす作用部が設けられる。かかる作用部は、滑らかな円筒状面の場合と比較して、熱交換に利用可能な表面積を増大させる作用を果たす。当該実施の形態において、これらの作用部は、チャンバ壁１０４、１０４´と一体的に形成され且つ、軸方向に沿って伸びるフィン１０６、１０６´の形態をとる。その効果は、各調節チャンバ内にて、流体を送り出すための１組の狭小な通路を形成し、該通路内での熱交換が促進されるようにすることである。
【００３０】
装置が冷却のため使用される場合、熱は、流体から調節チャンバ壁１０４、１０４´に流れ、そのとき、流体は、チャンバ壁に取り付けられ且つ、チャンバ壁と熱的に結合されたヒートポンプ装置５０、５０´により圧送される。この熱の放散のため、装置の外側ケーシングはヒートシンクとして形成される。このケーシングは、２つのケーシング半体１０８、１０８´にて構成され且つ、半環状の殻体１０２、１０２´の回りにて組み立てられ、調節チャンバを形成する。その最内側面１１０は、円筒状であり、その外面は、雰囲気との熱交換のための表面積を提供する１組のフィン１１２、１１２´により形成される。必要であるならば、フィンの上方にて空気流を提供するため、フィンを使用することができる。
【００３１】
熱をヒートポンプ装置５０、５０´の最外側パッドから外側のヒートシンクへ伝達する経路が必要とされ、この経路は、当該実施の形態において、その半径方向内面がヒートポンプ装置の最外側面に熱的に結合された半環状の伝達殻体１１４、１１４´により提供される。伝達殻体は、その半径方向外面に、当該実施の形態において、周方向に伸びるリングとして形成された一体的な伝達ベーン１１６、１１６´を保持しており、該伝達ベーンは、熱をケーシング半体１０８、１０８´まで伝達し、ヒートシンクを形成する作用を果たす。
【００３２】
装置のチャンバ内、チャンバ外及びチャンバ間の空気の流れは、その１つをそれ自体図６に示した端板１８、２０の凹所によって提供される。貫通する軸方向を向いた穴１２０、１２０´は、それぞれのシリンダの作用チャンバに対する流体の入口を提供し（図３参照）、また、一方向弁（図３にて省略されているが、以下に説明する）を受け入れる。シリンダ内にて各作用チャンバ２６、２６´をその関係した調節チャンバに接続する導管が必要とされ、この導管は、端板に形成され且つ、それぞれのチャンバと連通する位置に配置された、半円形の凹所１２４によって提供される。調節チャンバからの流体の出口は、関連する調節チャンバとのみ連通する位置に配置された「Ｃ」字形凹所１３０を通り、半径方向穴１３２は該チャンバから伸びており、該半径方向穴は、一方向出口弁（図６に図示しないが、図７には図示）を螺着可能に受け入れる。端板１８、２０は、熱絶縁性材料、特に、プラスチックにて形成され、外側ヒートシンク１０８、１０８´から内部構成要素への熱伝達を最小にする。
【００３３】
完全さを期すため、図７には、適宜な一方向弁が示されているが、その構造は従来型式であり、勿論、当業者は、多数のその他の適宜な弁の配置を知っているであろう。弁１４０は、中空の円形の弁ハウジング１４４内にて拘束状態に収容され、弁の入口１４６、出口１４８を提供するボール１４２を有している。該ボールは、流体の逆流を防止するため、必要であるとき、それに対するシールを形成する弁座１５０と、ボールが流体の前方への流れを防止せずに休止することのできる停止肩部１５２との間にて後方及び前方に動くことができる。
【００３４】
図示した装置は、空気調節装置として作用するのに十分に適しており、この場合、該装置が放射する調節空気を温度及び湿度を調節したベッド又はシートに供給することができる。入力空気は、全体の環境から来るようにし、又はこれと代替的に、空気をベッド又はシートから再循環させてもよい。本発明はまた、冷蔵分野にも適用可能である。上述した調節装置からの冷却した空気出力は、冷蔵庫、冷凍機、クーラーのキャビネット及び冷却装置キャビネット等に供給し、必要な冷却効果を提供することができる。これと代替的に、冷蔵したキャビネットの熱交換器に供給すべき液体又は気体状作用流体を冷却するときに使用される装置に対し上述し且つ、本明細書に示したものと同一の全体的な構造が使用されるようにしてもよい。装置の入口及び出口は、熱交換器と接続し、装置を通して作用流体を循環させることができる。
【００３５】
実際上、本発明を具体化する装置は、広範囲に亙る可能な適用例を有する。水冷却はその１つである。フィルタを流体経路内に配置し、水汚染物質のような異物を除去することができる。電解質を装置内で流体上に制御された温度に保持することができる。ウラニウムを再処理するとき、流体の温度を調節することが必要とされ、装置はこの分野に潜在的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に従った構造とされた流体温度制御装置に沿った多少概略図的な軸方向断面図である。
【図１ａ】図１に示した装置に沿った同様に多少概略図的な半径方向断面図である。
【図２】本発明に従った構造とされた更なる流体温度制御装置の主要な構成要素の分解図である。
【図３】軸方向平面における、図２に示した装置の断面図である。
【図４】半径方向平面における、同一の装置の断面図である。
【図５】同一の装置の外側を示す斜視図である。
【図６】同一の装置の端部板を示す平面図である。
【図７】軸方向平面における、装置にて使用されるボール弁の断面図である。
【図１】
2008512636.tif 000003
【図１ａ】
2008512636.tif 000004
【図２】
2008512636.tif 000005
【図３】
2008512636.tif 000006
【図４】
2008512636.tif 000007
【図５】
2008512636.tif 000008
【図６】
2008512636.tif 000009
【図７】
2008512636.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月10日(2007.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体入口（３４）と、流体出口（３６）と、ピストン（１２）及びシリンダ（４）を備えて、流体を入口から吸引し且つ、流体を出口から排出し得るように配置された往復容積形ポンプ装置と、を備える、流体の温度を制御する装置（１０）において、
ポンプ装置は、流体が入口から出口まで流れるときに通り、また、流体の温度制御が実行される調節チャンバ（４０、４０´）を介して入口及び出口の一方と連通しており、
調節チャンバ内にて流体に熱的に結合された第一の側部（１０４、１０４´）と、熱をシンクまで伝達し且つ、熱を供給源から受け取るよう配置された第二の側部（１０４、１０４´´）とを有する少なくとも１つの固体熱電気ヒートポンプ（５０、５０´）を更に備え、
該熱電気ヒートポンプによって、調節チャンバの壁の温度及び調節チャンバ内の流体の温度が制御可能であり、
シリンダ（１４）は、ピストンによって第一及び第二の作用チャンバ（２６、２６´）に分割され、
ピストンの一方向への動きによって流体は、第一の作用チャンバ内に吸引され且つ、第二の作用チャンバから排出され、
ピストンの反対方向への動きによって流体は、第一の作用チャンバから排出され且つ、第二の作用チャンバ内に吸引され、
装置は、任意の時点にて流体をポンプ出口まで排出する何れかの作用チャンバと選択的に接続し、これにより出口を通って一方向の流れを提供する弁装置（３０、３０´、３２、３２´）を更に備える、流体の温度を制御する装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
調節チャンバ内に所要形状の熱交換作用部を備え、
該熱交換作用部は、流体と熱交換し得るよう調節チャンバ内にて流体に露出される面を有し、
また、該熱交換作用部は、熱電気ヒートポンプと熱交換し得るよう該熱電気ヒートポンプに熱的に結合される、装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置において、
調節チャンバは、その内部が流体に露呈される熱伝達性壁を有し、
熱電気ヒートポンプが前記調節チャンバの壁の外側に取り付けられ且つ該外側に熱的に結合される、装置。
【請求項４】
請求項２に記載の装置において、
熱交換作用部はフィンを備える、装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置において、
熱交換作用部は、調節チャンバの壁と一体的に形成される、装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の装置において、
フィンは調節チャンバ内にて流体の流れ方向に沿って伸びる、装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１つの項に記載の装置において、
ポンプはピストンと、シリンダとを備える、装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、
シリンダは、円形であり、
調節チャンバは、シリンダの回りにて実質的に環状又は半環状のキャビティであり且つ、シリンダに対して同心状である、装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の装置において、
前記熱伝達性の調節チャンバの壁は、シリンダの少なくとも一部の回りに配設され、
調節チャンバは、シリンダの外面と、調節チャンバ壁の内面との間に画成される、装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか１つの項に記載の装置において、
熱電気ヒートポンプの第二の側部から熱を受け取り得るように配置されたヒートシンクを更に備える、装置。
【請求項１１】
請求項７、８又は９の何れか１つの項に記載の装置において、
熱電気ヒートポンプの第二の側部から熱を受け取り得るように配置されたヒートシンクを更に備え、
該ヒートシンクは、調節チャンバの壁を取り囲む殻体を形成する、装置。
【請求項１２】
２つの端板（１８、２０）を備える請求項１ないし１１の何れか１つの項に記載の装置において、
端板の各々は、それぞれのシリンダの作用チャンバ内への流体の入口を提供し、
また、作用チャンバの各々をその関係した調節チャンバと接続する導管（１２４）を備える、装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１２の何れか１つの項に記載の装置において、
作用チャンバの各々は、流体をチャンバから排出するよう配置され且つ、出口と接続されたそれぞれの一方向弁と連通している、装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置において、
チャンバの各々は、流体をチャンバ内に向け得るよう配置されたそれぞれの一方向弁と更に連通している、装置。
【請求項１５】
請求項１ないし１４の何れか１つの項に記載の装置において、
シリンダ内の第一及び第二の作用チャンバとそれぞれ連通可能である第一及び第二の調節チャンバを備える、装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置において、
第一及び第二の調節チャンバは、共に、シリンダを取り囲む環状体を形成する、装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の装置において、
第一及び第二の調節チャンバは、共に、シリンダと調節チャンバの壁との間に画成される、装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の装置において、
第一及び第二の調節チャンバは、シリンダの軸線を保持する平面内にて分割壁により互いに分離される、装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１８の何れか１つの項に記載の装置において、
ポンプ装置は、ピストンと螺着可能に係合してピストンを往復運動可能に駆動するリードねじを備える、装置。
【請求項２０】
請求項１ないし１９の何れか１つの項に記載の装置において、空気調節装置である、装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の空気調節装置を備える、ベッド又はシート。
【請求項２２】
請求項１ないし１９の何れか１つの項に記載の装置が設けられた冷蔵装置。
【請求項２３】
ピストン（１２）によって第一及び第二の作用チャンバ（２６、２６´）に分割されたシリンダ（１４）を備え、該作用チャンバは、該作用チャンバと関係する少なくとも１つの固体熱電気装置（５０、５０´）を有する１つ又はより多くの調節チャンバ（４０、４０´）と連通する、装置（１０）内にて流体の温度を制御する方法において、
ｉ．一方向へのピストンの動きによって流体は、第一の作用チャンバ内に吸引され且つ、第二の作用チャンバから排出され、
ｉｉ．ピストンの反対方向への動きによって流体は、第一の作用チャンバから排出され且つ、第二の作用チャンバ内に吸引され、
ｉｉｉ．弁装置（３０、３０´、３２、３２´）は、流体を流体入口（３４）から調節チャンバを介して流体出口（３６）まで一方向に選択的に循環するようにした、流体の温度を制御する方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、
流体は、流体の再循環により多数の冷却相又は加熱相を経て進む、方法。
【請求項２５】
請求項２３又は２４に記載の方法において、調節チャンバ内の流体経路の長さを増すことにより、流体の滞在時間が増大される、方法。
【国際調査報告】
2008512636.tif 000011
2008512636.tif 000012
2008512636.tif 000013