(57)【要約】【課題】高価な風速センサを使用することなく、ファン及びフィルタを含むペルチェ式クーラの異常の有無及び異常発生箇所を検出する方法を提供する。【解決手段】ペルチェ素子１を挟んで設けられた放熱側ヒートシンク２と吸熱側ヒートシンク３とにそれぞれ温度検出手段１１、１２を設け、温度検出回路１３で両者の温度差ΔＴを演算する。その温度差ΔＴを予め設定された複数の温度差基準値と比較することによって、ヒートシンク表面に空気流を生成するファン５、８やフィルタ６の異常を検出する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペルチェ素子を挟んで設けられた放熱側ヒートシンクと吸熱側ヒートシンクとに温度検出手段を設けてそれぞれの温度を測定し、両者の温度差ΔＴを予め設定された複数の温度差基準値と比較することによって、ヒートシンク表面に空気流を生成するファン及びフィルタの異常を検出することを特徴とするペルチェ式クーラの異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば配電盤、制御盤等の温度上昇を抑制するために使用されるペルチェ式クーラの異常検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平７−１０６６４０号公報
【０００３】
例えば配電盤、制御盤等においては、盤内に収容した電子、電気機器が発生する熱によって盤内内部の温度が上昇し、収容した機器が誤動作したり故障したりすることがある。そこで盤内の温度上昇を防ぐための冷却装置として、特許文献１に開示されたようなペルチェ式クーラが使用されることがある。
【０００４】
ペルチェ式クーラは、ペルチェ素子に電流を流すことによって素子の片面で熱が吸収され、またその反対面で熱が発生することを利用したクーラであり、図１に示すようにペルチェ素子１の両面に放熱側ヒートシンク２と吸熱側ヒートシンク３とを取付けて用いられる。盤内の冷却のためには放熱側ヒートシンク２を放熱室４内に設け、ファン５によりフィルタ６を介して外気を吸引して放熱側ヒートシンク２から外気への熱伝達を促進するとともに、吸熱側ヒートシンク３を吸熱室７に設けてファン８により盤内空気を循環させる構造が一般的である。
【０００５】
この図１のようなペルチェ式クーラでは、ペルチェ素子１自体には異常がなくても、ファン５、８が故障したりフィルタ６が目詰まりするとヒートシンク２、３表面と空気との間の熱伝達が不十分となるため、所期の冷却効果が達成できなくなる。そこで従来から、ファン５、８の内部にセンサを組み込んでファンの回転数が規定値以下になったときに異常警報を出力するようにしたものがある。しかしこの方法では、ファン５、８の異常を検出できるのみで、フィルタ６の目詰まりは検出できない。そこで、フィルタとファンの間に風速センサを組み込むことによりフィルタ６の目詰まりを検出するものもあるが、風速センサは埃等の付着により検出精度が低下する上、高価なためコスト高となるという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解決し、高価な風速センサを使用することなく、ファン及びフィルタを含むペルチェ式クーラの異常の有無及び異常発生箇所を検出することができるペルチェ式クーラの異常検出方法を提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明のペルチェ式クーラの異常検出方法は、ペルチェ素子を挟んで設けられた放熱側ヒートシンクと吸熱側ヒートシンクとに温度検出手段を設けてそれぞれの温度を測定し、両者の温度差ΔＴを予め設定された複数の温度差基準値と比較することによって、ヒートシンク表面に空気流を生成するファン及びフィルタの異常を検出することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、放熱側ヒートシンクと吸熱側ヒートシンクとの温度を検出するだけでペルチェ素子、ファン、ファン用のフィルタの異常を全て検出することができ、検出精度が低下することなく高価な風速センサを使用する必要がないので、異常検出装置を精度よく安価に構成することができる。なお、以下の実施形態はペルチェ式クーラを盤用冷却装置として用いたものであるが、その他の用途に用いた場合にも本発明を同様に適用することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図を参照しながら具体的に説明する。
図２は盤用冷却装置としてのペルチェ式クーラを示すもので、図１に示した従来例と同様に、１はペルチェ素子、２はその放熱面側に設けられた放熱側ヒートシンク、３は反対面側の吸熱側ヒートシンクである。放熱室４には排気用のファン５が設けられてフィルタ６を介して外気を吸引し、放熱側ヒートシンク２の表面に空気流を形成して放熱側ヒートシンク２から外気への放熱を促進している。また吸熱室７には盤内の空気を吸引するファン８を取り付け、吸熱側ヒートシンク３の表面に空気流を形成して冷却された空気を盤内に循環させている。
【００１０】
本発明では、放熱側ヒートシンク２及び吸熱側ヒートシンク３にそれぞれ温度検出手段１１、１２を取り付け、放熱側ヒートシンク２及び吸熱側ヒートシンク３の温度を検出する。温度検出手段１１、１２としては、サーミスタ等の温度検出素子を使用することができる。これらの温度検出手段１１、１２の出力は温度検出回路１３に入力され、放熱側ヒートシンク２及び吸熱側ヒートシンク３の温度差ΔＴが演算される。
【００１１】
ペルチェ式クーラの特性として、正常運転時には外気温度の高低にかかわらず放熱側ヒートシンク２及び吸熱側ヒートシンク３の温度差ΔＴはほぼ一定に維持される。ただし温度差ΔＴの絶対値自体は、個々のペルチェ式クーラの能力によって異なる。この正常運転時の温度差をΔＴ０とすると、検出された温度差ΔＴがΔＴ０よりも大きく下回ったときには、ペルチェ素子１またはその通電系統自体の故障と判断できる。
【００１２】
次に、放熱室４の排気用のファン５のみが故障した場合には、放熱側ヒートシンク２が熱的に飽和しその熱がペルチェ素子１を介して吸熱側に伝わる。ペルチェ素子１の吸熱面では冷却が行われているが、それ以上の熱量が放熱側より伝わるため、正常時よりも吸熱側ヒートシンク３の温度は上昇する。しかし、吸熱側のファン８は正常に動作しているため、吸熱側ヒートシンク３の熱を奪っていくので、放熱側ヒートシンク２と吸熱側ヒートシンク３の間に最大の温度差ΔＴ１が生ずる。
【００１３】
次に、放熱室４の排気用のファン５と吸熱室７のファン８の両方が故障した場合には、上記の場合と同様に放熱側ヒートシンク２が熱的に飽和しその熱がペルチェ素子１を介して吸熱側に伝わる。ペルチェ素子１の吸熱面では冷却が行われているが、それ以上の熱量が放熱側より伝わるため、正常時よりも吸熱側ヒートシンク３の温度は上昇する。このとき吸熱側のファン８も停止しているため、吸熱側ヒートシンク３の温度はさらに上昇するので両ヒートシンク間には大きな温度差ΔＴ２が生ずる。しかしその絶対値はΔＴ１よりも小さく、ΔＴ２＜ΔＴ１となる。
【００１４】
次に、吸熱室７のファン８のみが故障した場合には、吸熱側ヒートシンク３の温度が大幅に低下するが、放熱側ヒートシンク２の放熱は通常通り行なわれるので、放熱側ヒートシンク２と吸熱側ヒートシンク３の間に中程度の温度差ΔＴ３が生ずる。しかしその絶対値はΔＴ２よりも小さく、ΔＴ３＜ΔＴ２となる。
【００１５】
更に、ファン５、８には異常がないが、フィルタ６に目詰まりが生じた場合には、正常運転時に比較して放熱側ヒートシンク２の放熱効率が次第に低下するのでその温度が上昇し、正常運転時の温度差ΔＴ０よりも大きい温度差ΔＴ４が生ずる。しかしその絶対値はΔＴ３よりも小さく、ΔＴ４＜ΔＴ３となる。
【００１６】
以上のように、正常運転時の温度差ΔＴ０、放熱室４の排気用のファン５のみが故障した場合の温度差ΔＴ１、両方のファン５、８が故障した場合の温度差ΔＴ２、吸熱室７のファン８のみが故障した場合の温度差ΔＴ３、フィルタ６に目詰まりが生じた場合の温度差ΔＴ４の間には、ΔＴ０＜ΔＴ４＜ΔＴ３＜ΔＴ２＜ΔＴ１の関係が成立する。もちろん個々の装置によって絶対値は変化するが、全体の傾向はほぼ上記の通りである。
【００１７】
そこで図２に示すように、これらの複数の温度差基準値ΔＴ０、ΔＴ４、ΔＴ３、ΔＴ２、ΔＴ１を予め記憶させておき、温度検出回路１３で演算した放熱側ヒートシンク２及び吸熱側ヒートシンク３の温度差ΔＴを比較する。そしてΔＴ＜ΔＴ０のときにはペルチェ素子１の故障と判定し、ΔＴ４＜ΔＴ＜ΔＴ３のときにはフィルタ６に目詰まりが生じたものと判定し、ΔＴ３＜ΔＴ＜ΔＴ２のときには吸熱室７のファン８のみが故障したと判定し、ΔＴ２＜ΔＴ＜ΔＴ１のときには両方のファン５、８が故障したと判定し、ΔＴ１＜ΔＴのときには排気用のファン５のみが故障したと判定する。そして表示ランプその他の警報手段により、故障箇所を知らせる。
【００１８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のペルチェ式クーラの異常検出方法によれば、放熱側ヒートシンクと吸熱側ヒートシンクの間の温度差から異常の有無及び以上発生箇所を検出することができる。このため従来のように高価な風速センサを用いる必要がなく、埃等の付着により検出精度が低下することがないので信頼性の高い温度検出手段を使用することができ、異常検出装置を安価に構成することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ペルチェ式クーラを示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  ペルチェ素子
２  放熱側ヒートシンク
３  吸熱側ヒートシンク
４  放熱室
５  ファン
６  フィルタ
７  吸熱室
８  ファン
１１  温度検出手段
１２  温度検出手段
１３  温度検出回路
【図１】
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【図２】
2004150777.tif 000004