(57)【要約】      （修正有）【課題】熱電素子を使用することで、車輌の座席等の温度維持が可能となる保温と蓄冷効果を兼ねた熱交換装置を提供する。【解決手段】ハウジング２１と、液体循環部２２と、熱交換部２３とを備える。ハウジング２１は、上面に第１開口部２１１が設けられ、底面に凹み溝２１２を設置している。かつ底面の凹み溝２１２に対応する位置には、第２開口部２１３が設けられている。第２開口部２１３は、第１開口部２１１と互いに連通されている。凹み溝２１２付近部の位置には第３開口部２１６が設けられ、第３開口部２１６の内部は収容溝２１７が内設されている。液体循環部２２は、収容溝２１７に収容されている。液体循環部２２は、リザーバおよびポンプを有する。熱交換部２３は、熱伝導部材からなり、ハウジング２１底面の凹み溝２１２に設置され、第２開口部２１３を密封する。【選択図】図２
0003171477.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
保温と蓄冷効果を兼ねた熱交換装置であって、
内部に収容空間を有するハウジングと、
リザーバおよびポンプを有する液体循環部と、
熱伝導部材からなる熱交換部と、を備え
前記ハウジングは、上面に第１開口部が設けられ、底面は凹み溝が形成され、前記底面の前記凹み溝に対応する位置には第２開口部が設けられ、前記第２開口部は前記第１開口部と互いに連通し、前記収容空間に対応する内側の壁面は断熱部材からなり、前記収容空間は瓶体を収容可能であり、前記第１開口部付近部の位置には蓋体が回転可能に設けられ、前記蓋体は前記第１開口部を開放または密封可能であり、前記凹み溝付近部の位置には内部に収容溝が延設されている第３開口部が設けられ、
前記液体循環部は、前記収容溝に収容可能であり、前記リザーバは第１水管および第２水管より液体の受入れ及び保存可能であり、前記ポンプは前記リザーバにある液体を汲み出し、第３水管を介して液体を送り出すことが可能であり、
前記熱交換部は、前記凹み溝に設置され、前記第２開口部を密封可能であり、上面に熱伝導シート体が設けられ、前記熱伝導シート体は前記瓶体の底面と接触可能であり、案内溝が内設されている第１穴部と第２穴部を有し、前記案内溝の一端は前記第１穴部に対応し前記第１穴部を経由して前記第３水管に連通することで液体を受入れ、前記案内溝の他端は前記第２穴部に対応し前記第２穴部を経由して第４水管の一端に連通することで前記第４水管を介して液体を送り出すことを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
進水口および出水口を有する熱交換パッド体をさらに備え、
前記第４水管の他端は前記熱交換パッド体の前記進水口に連通され、前記第２水管の他端は前記熱交換パッド体の前記出水口に連通され、前記第４水管の他端は液体を前記熱交換パッド体内に送り込み、前記第２水管の他端は前記熱交換パッド体内の液体を送り出すことを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項３】
前記第４水管は、一部が前記液体循環部に収容され、他端が前記液体循環部の上面に突き出すことを特徴とする請求項２に記載の熱交換装置。
【請求項４】
前記ポンプは、前記リザーバの内部に設けられていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の熱交換装置
【請求項５】
前記第１穴部と前記第２穴部は、前記熱交換部の底面に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の熱交換装置。
【請求項６】
前記ハウジングの上面の前記第１水管に対応する位置には、第４開口部が設けられ、前記第４開口部は前記第１水管の他端に連通されていることを特徴とする請求項５に記載の熱交換装置。
【請求項７】
前記ハウジングの上面の前記第２水管と前記第４水管に対応する位置には、第５開口部が開けられ、前記第２水管と前記第４水管の他端は、前記第５開口部より前記ハウジングの上面がわに突出することを特徴とする請求項６に記載の熱交換装置。
【請求項８】
底蓋をさらに備え、
前記底蓋は、前記ハウジング底面に蓋設し、前記熱交換部と前記液体循環部の底面を遮ることを特徴とする請求項７に記載の熱交換装置。
【請求項９】
前記リザーバの内側または外側の壁面は、断熱部材より構成されることを特徴とする請求項８に記載の熱交換装置。
【請求項１０】
前記底蓋の前記熱交換部側の壁面は、断熱部材より構成することを特徴とする請求項９に記載の熱交換装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、熱交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年は、地球上の気候が温室効果の影響により、世界中に異常な気象現象が絶えずに発生し、各地の最高気温および最低気温記録も次から次へと更新されている。室外の温度が高いときは、室内温度も高くなる。車の例として、車が長時間に高温環境に置かれると、車体が車外部の温度を吸収して、車内の座席表面が高温となり、その上に座る者は高温により蒸し暑く、汗を流し始め、さらに、いらいらになり、落ち着かない不快感を感じる。車内の高温が乗員に与える不便と不適を解決するため、運転者より車内のクーラーを起動し冷房を発生させ、冷房が車内空間に一定の時間を経って（たとえば、３０分）から、車内の座席表面を冷ますことで、快適な温度に回復することができる。しかし、車は、クーラー稼動のとき、電気エネルギーを大きく消費する。一方、クーラーは環境保護に反する消費電力の大きい装置として知られているため、長期間の使用は勧めできない。さらに、車内のクーラーを付けたとして、クーラーを一定の時間継続して稼動しなければ、車内の座席表面の温度を徐々に冷ますことはできない。しかし、座席表面を冷ます間に、乗員が高温の座席に座ることができない場合、車の外で待つことなり、運転者および乗員の待ち時間が浪費される。
【０００３】
前述問題を解決するため、従来の車用の熱交換パッド体および熱交換装置が開発されている。図１に示すものは、熱交換パッド体１０と熱交換装置１１である。熱交換パッド体１０は、一種の熱成形からなるパッド体であり、その内部は、液体（たとえば、水）が収容され、液体は、その内部を流動できる。熱交換パッド体１０は、車の座席クッション１２上に設置され、乗員がその上に横臥または座ることができる。さらに、熱交換パッド体１０は、熱交換装置１１と一体に構成されている。熱交換装置１１上は、少なくとも一つの熱電素子１１１が設置され、熱電素子１１１によって、熱交換装置１１内部の液体と外部との熱交換を行うことで、熱交換装置１１内部の液体が冷却される。これにより、使用者が熱交換装置１１と熱交換パッド体１０とを一体に接続した後、熱交換装置１１と熱交換パッド体１０との内部に液体を充填して、熱交換装置１１内部に内設されたポンプ（図示しない）を起動し、熱交換パッド体１０の上に横臥または座ることができる。このとき、熱交換パッド体１０によって、車の座席クッション１２表面及び乗員の体表面から放出する熱エネルギーが吸収される。一方、熱交換装置１１は、熱交換パッド体１０によって、吸収された熱エネルギーを水の循環を介してその上に取り付けられた熱電素子と熱交換を行い、熱交換パッド体１０を徐々に降温させる。使用者は、暑い車内に、クーラーまたは圧縮機など電気消費の大きい装置を起動することなく、もっとも環境保護に合致し、かつ省エネの方式によって、熱交換パッド体１０上に横臥または座りながら、休憩と睡眠ができる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前述熱交換装置１１は、実務面において、なお欠点が存在する。一例として、熱交換装置１１は、保温蓄冷効果を有しない。よって、車内が長時間の高温状況において、熱交換パッド体１０と熱交換装置１１の内部にある液体も高温になり、車の座席クッション１２の表面および乗員の体表面から放出する熱エネルギーの吸収効果が劣る。このため、使用者は、車内のクーラーを付けて、冷房を一定時間経過してから、車の座席クッション１２表面が徐々に冷ますことができるが、時間がかかるため乗員をいらいらさせる。
【０００５】
従来の熱交換装置が保温機能を有しないため、その内部のブロックアイスは、短時間で溶かされ、かつ溶かした液体が熱交換装置の機械素子と直接に接触していて、飲用にふさわしくないため、水資源を浪費する欠点があった。よって、本考案は長期間にわたる研究と実験を繰り返した結果、本考案の保温と蓄冷効果を兼ねた熱交換装置を考案し、本考案の提供により、前述問題の有効解決を図る。
本考案の目的は、保温蓄冷効果を兼ねた熱交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
熱交換装置は、ハウジングと、液体循環部と、熱交換部とを備える。そのうち、ハウジングは、上面に第１開口部が設けられ、底面に凹み溝を設置している。かつ底面の凹み溝に対応する位置には、第２開口部が設けられている。第２開口部は、第１開口部と互いに連通され、ハウジングの内部に収容空間が形成される。ハウジングの収容空間に対応する内側の壁面は断熱部材より構成されており、収容空間は瓶体（例えば、水を満たしてかつ氷結されたペットボトルなど）を収容可能である。ハウジングの第１開口部付近部の位置には蓋体が回転可能に設けられ、蓋体は第１開口部を開放または閉鎖可能である。凹み溝付近部の位置には第３開口部が設けられ、第３開口部の内部は収容溝が内設されている。液体循環部は、収容溝に収容されている。液体循環部は、リザーバおよびポンプを有する。そのうち、ポンプは、リザーバに内設され、リザーバは第１水管および第２水管の一端に接続し、第１水管および第２水管より液体を受け入れて保存する。ポンプは、リザーバから液体を汲み出し、第３水管を介して、液体を送り出す。熱交換部は、熱伝導部材（例えば、アルミまたは銅）からなり、ハウジング底面の凹み溝に設置され、第２開口部を密封する。その上面には、瓶体の底面と接触可能な熱伝導シート体が設けられている。熱交換部の底面には、第１穴部および第２穴部が設けられ、熱伝導シート体に瓶体を載せることができ、瓶体の底面と接触可能である。熱交換部の底面は第１開口部および第２開口部が開けられ、熱交換部には案内溝が内設され、案内溝の一端は第１穴部に対応し第１穴部を経由して第３水管と連通することで液体を受け入れる。案内溝の他端は、第２穴部に対応し第１穴部を経由して第４水管と連通することで第４水管を介して液体を送り出す。第４水管の他端は、熱交換パッド体の進水口に連通することで、液体を熱交換パッド体内に送り込むことができ、第２水管の他端は熱交換パッド体の出水口に連通することで、熱交換パッド体内の液体を送り出すことができる。これにより、使用者が低温（例えば、０〜１０℃）または高温（例えば、８０〜９０℃）の瓶体を収容空間に置くと、熱交換部上の熱伝導シート体は、瓶体に接触されているため、使用者がポンプを起動し、液体が熱交換部に内設されていた案内溝を流動するとき、熱交換部の内部にある液体は、熱伝導シート体を介して、瓶体と熱交換を行い、使用者の希望温度また降温または昇温した上、再び熱交換パッド体に送り込み、熱交換パッド体は、送られてきた液体の温度に従い、均一な温度を発生及び維持することができる。使用者は、電熱器または圧縮機など消費電力の大きい装置を使用することなく、熱交換パッド体に均一な温度を発生及び維持させ、省エネ、省電力の効果を達成できる。
【０００７】
これにより、ハウジングの内部に保温効果を有し、かつ温冷瓶体を収容可能な収容空間を有する。収容空間の底部に熱交換部が設けられ、熱交換部の上面は、瓶体載せて、温冷瓶体と熱交換を行うことができる。その底面は液体循環部の水管と連絡し、液体循環部から送られた液体は、まず熱交換部を介して、温冷瓶体と熱交換を行うことにより、降温または昇温した後、再び液体循環部に送り戻し、液体循環部によって熱交換パッド体に送り込み、熱交換パッド体は、送られてきた液体の温度に従い、均一な温度を発生及び維持することができる。よって、電熱器または圧縮機など消費電力の大きい装置を使用することなく、使用者は、熱交換パッド体と接触することによって、快適な温度を維持し、かつ温冷瓶体の保温効果を達成できるほか、省エネと節電の目的を達成することができる。
【０００８】
また、使用者が低温または高温の瓶体を収容空間に置き、蓋体をハウジングに蓋締める状態において、ハウジング内側の壁面は、断熱部材より構成されているため、きわめて良い保温効果を有し、瓶体は、長時間に安定した低温または高温状態を維持することができ、使用者は、いつでも瓶体で恒温に維持された飲料を飲むことができる。
【０００９】
一般に、車の運転者または乗員は、長距離または短距離乗車するとき、冷凍または冷蔵の瓶飲料を購入し、走行中にいつでも飲めるように、車内の手が届く場所に置くことがある。しかし、通常車内空間には、保温蓄冷効果の保温ボックスが設置されていないため、瓶飲料は車内の温度に従って上昇する。さらに、車内が長時間に高温を続くと、座席表面が高温になり、乗員がいらいらするほか、瓶飲料も温かくなり、飲みにくくなる。本考案はこの点について、保温と蓄冷効果を兼ねた熱交換装置を提供する。本考案を適用すれば、冷凍または冷蔵の瓶飲料を保管しておき、冷凍または冷蔵状態の温度を延長することができる。さらに、熱交換装置によって、座席上の熱交換パッド体に対して、熱交換を行い、乗員の臀部または背中部に快適な涼しさを提供することができるほか、いつでも、乗員に涼しい飲料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の熱交換装置の模式図である。
【図２】本考案の一実施形態の模式図である。
【図３】本考案の一実施形態の模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
（一実施形態）
本考案の一実施形態の熱交換装置を図２および図３に示す。図２および図３に示す熱交換装置２０は、ハウジング２１、液体循環部２２、および、熱交換部２３を備える。そのうち、ハウジング２１の上面には、第１開口部２１１が設けられ、その底面には、凹み溝２１２が設けられている。底面において、凹み溝２１２に対応する位置には、第２開口部２１３が設けられ、第２開口部２１３と第１開口部２１１とが互いに連通され、ハウジング２１の内部に収容空間２１４が形成される。ハウジング２１の収容空間２１４に対応する内側の壁面は、断熱部材より構成されている。収容空間２１４は、瓶体２４を収容できる。瓶体２４は、たとえば、水を満たしてかつ氷結されたペットボトルである。ハウジング２１において、第１開口部２１１の付近部の位置には、蓋体２１５が回転可能に設けられ、蓋体２１５は第１開口部２１１の開放または閉鎖に提供する。
【００１２】
凹み溝２１２の付近部の位置には、第３開口部２１６が設けられ、第３開口部２１６の内部には収容溝２１７が延設されている。液体循環部２２は、収容溝２１７に収容されており、リザーバ２２１とポンプ２２２とを有する。そのうち、ポンプ２２２はリザーバ２２１に内設され、リザーバ２２１は、第１水管２２３および第２水管２２４の一端に接続し、第１水管２２３および第２水管２２４から液体の受入れ及び保存を行う。前述液体はたとえば、氷水または冷却剤である。ポンプ２２２は、リザーバ２２１より液体を汲み込み、第３水管２２５を介して、液体を送り出す。さらに、リザーバ２２１の内側または外側の壁面は、断熱部材より構成されているため、リザーバ２２１内部にある液体が外部との熱交換を防止し、リザーバ２２１の保温蓄冷効果を向上できる。
【００１３】
本実施形態において、ポンプ２２２は、リザーバ２２１に内設されているが、本考案を適用するとき、ポンプ２２２は、液体循環部２２またはハウジング２１に内設することができる。リザーバ２２１から組み込まれた液体を送り出すができるポンプ２２２は、すべて本考案のポンプ２２２として、使用することができる。さらに、設置位置は、リザーバ２２１の内部に限られない。
【００１４】
熱交換部２３は、アルミまたは銅などの熱伝導部材からなり、ハウジング２１底面の凹み溝２１２に設置して、第２開口部２１３を密封する。その上面は、熱伝導シート体２３１が設けられ、熱伝導シート体２３１は、瓶体２４を載せて、かつ瓶体２４の底面と接触されている。熱交換部２３の底面は、それぞれ第１穴部２３２と第２穴部２３３を開けていて、かつ熱交換部２３は、案内溝２３４が内設されている。案内溝２３４の一端は、第１穴部２３２に対応していて、かつ第１穴部２３２を経由して、第３水管２２５に連絡して置き、液体を受け入れる。案内溝２３４の他端は、第２穴部２３３に対応していて、かつ第２穴部２３３を経由して、第４水管２２６の一端に連絡して置き、第４水管２２６を介して液体を送り出す。第４水管２２６と第２水管２２４の他端は、それぞれ熱交換パッド体２５の進水口２５１と出水口２５２に連絡されている。第４水管２２６の他端は、液体を熱交換パッド体２５に送り出すことができ、かつ第２水管２２４の他端は、熱交換パッド体２５から送られてきた液体を受け入れることができる。
【００１５】
本実施形態において、第１穴部２３２と第２穴部２３３は、それぞれ熱交換部２３の底面に設置されている。第１穴部２３２と第３水管２２５は、互いに連絡され、第２穴部２３３は、第４水管２２６と連絡されている。しかし、本考案を実施するときは、第１穴部２３２と第２穴部２３３はさらに、熱交換部２３の上面または側面に設けることができる。設置位置は、熱交換部２３の底面に限られない。第１穴部２３２は、第４水管２２６に連絡することができる。さらに、第２穴部２３３は、第３水管２２５に連絡しても良い。
【００１６】
前述とおり、使用者が低温０〜１０℃または高温８０〜９０℃の瓶体２４を収容空間２１４に置き、蓋体２１５をハウジング２１上に蓋締めた状態において、ハウジング２１内側の壁面は、断熱部材より構成されているため、極めて良い保温効果を有し、瓶体２４は、長時間に安定した低温または高温状態を維持することができる。さらに、熱交換部２３に備える熱伝導シート体２３１は、瓶体２４に接触しているため、使用者がポンプ２２２を起動し、液体を熱交換部２３内部の案内溝２３４を流動させたとき、熱交換部２３の内部にある液体は、熱伝導シート体２３１を介して、瓶体２４との熱交換を行い、使用者の必要な温度に降温または昇温した上、熱交換パッド体２５に送り込み、熱交換パッド体２５は、送られてきた液体の温度に従い、均一な温度を発生及び維持することができる。このように、使用者は、圧縮機など電気エネルギーが消費大きい装置を使用する必要はなく、瓶体２４に対して、保温蓄冷効果を達成し、使用者はいつでも瓶体２４によって、冷たさが維持された飲料を飲むことができる。さらに、熱交換パッド体２５は、均一な温度を発生及び維持することができ、使用者は熱交換パッド体２５にもたれた臀部または背中部が快適な涼しさを享受しながら、省エネ節電効果を達成することができる。
【００１７】
引き続き、図２と図３を参照する。本実施形態において、熱交換装置２０はさらに、底蓋２６を有する。底蓋２６は、ハウジング２１の底面に蓋設され、熱交換部２３および液体循環部２２の底面を遮る。底蓋２６の熱交換部２３側の壁面は、断熱部材より構成されている。底蓋２６が熱交換部２３と液体循環部２２の底面を遮った状態において、底蓋２６は熱交換部２３と液体循環部２２が外部との熱交換を防止することができ、熱交換部２３と液体循環部２２の保温蓄冷効果を向上することができる。さらに、第１水管２２３の他端は、液体循環部２２の上面に突出し、ハウジング２１の上面において、第１水管２２３に対応する位置には第４開口部２１８が設けられる。第４開口部２１８は、第１水管２２３の他端と連通され、使用者は第４開口部２１８および第１水管２２３を経由して、リザーバ２２１の内部に液体を注入することができる。第４水管２２６の一部は、液体循環部２２内に収容されている。また、第４水管２２６の一端は、液体循環部２２の一側面が底部の縁部位置より突出し、他端は液体循環部２２の上面に突出する。第２水管２２４の他端は、液体循環部２２の上面に突出し、ハウジング２１の上面の第２水管２２４および第４水管２２６に対応する位置には第５開口部２１９が設けられ、第２水管２２４と第４水管２２６の他端は第５開口部２１９よりハウジング２１の上面に突出している。これにより、使用者はホースをもって、第２水管２２４の他端、第４水管２２６の他端及び熱交換パッド体２５を一体に連通し、第４水管２２６の他端より、液体を熱交換パッド体２５内に送り込み、第２水管２２４の他端より、熱交換パッド体２５内の液体を送り出す。
【００１８】
本考案において、ハウジングの形状は、本実施形態に限られない。保温機能を有する収容空間を持つハウジングは、熱交換部と液体循環部を収容する。また、ハウジングは、自動車の車体と一体成形するか、または直接自動車の車体から構成しても良い。
以上で説明した、熱交換部と液体循環部の設置位置、ハウジングの形状などは、本考案の一実施形態に過ぎず、本考案の技術特徴は、これに限られない。当技術分野の当業者が本考案に基づき、容易に思料する変更または改変は、すべて本考案の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００１９】
２０  ・・・熱交換装置
２１  ・・・ハウジング
２２  ・・・液体循環部
２３  ・・・熱交換部
２４  ・・・瓶体
２５  ・・・熱交換パッド体
２６  ・・・底蓋
２１１・・・第１開口部
２１２・・・凹み溝
２１３・・・第２開口部
２１４・・・収容空間
２１５・・・蓋体
２１６・・・第３開口部
２１７・・・収容溝
２１８・・・第４開口部
２１９・・・第５開口部
２２１・・・リザーバ
２２２・・・ポンプ
２２３・・・第１水管
２２４・・・第２水管
２２５・・・第３水管
２２６・・・第４水管
２３１・・・熱伝導シート体
２３２・・・第１穴部
２３３・・・第２穴部
２３４・・・案内溝
２５１・・・進水口
２５２・・・出水口
【図１】
0003171477.tif 000003
【図２】
0003171477.tif 000004
【図３】
0003171477.tif 000005