(57)【要約】【課題】  従来の扇風機では、室内空気を根本的に冷却することは困難であるために、夏期においてはクーラーによる強制的な冷却措置なしには、室内の高温となった空気を冷却することはできず、その機能も十分に活用されてはいなかった。これは、扇風機が室内の空気をただ送風して対流を促すことのみでの冷却効果しかないからである。【解決手段】  本発明は、このような従来の扇風機が有していた問題を解決しようとするものであり、まずファンリブ支輪体内部に、ペルチェ素子を内包したペルチェチューブによる冷却効果をファンリブ（後面）まで伝えてその周囲の空気を冷却して送風することで室内を冷却する方法と、ファンリブ支輪体内部に、中空状のペルチェ素子による熱音響装置を形成して配置し、そのペルチェ素子によって発生する高温を音波振動に変換して放出することで、上述と同じ冷却効果が得られ、快適な室内空間を現出することができる。【選択図】  図１
2005351256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンカバーの放射状の骨部分（以下「ファンリブ」とする。）を外周円で支えるファンリブ支輪体の中に、ペルチェ素子を夾むように発熱側にはアルミ板、セラミック板及び樹脂（塗膜を含む。）を重ね、吸熱側にはアルミ板及び樹脂塗膜を重ねて、それらを円筒形のチューブ状に一体的に形成したもの（以下「ペルチェチューブ」とする。）を設け、そのペルチェチューブの内円側となる吸熱部分のアルミ板とファンリブ（後面）を接合して、ペルチェチューブにおいて吸熱反応を起こした際の冷却効果を直接ファンリブ（後面）に伝えることで、ファンによる送風時の空気温度を下げるようにした扇風機。
【請求項２】
ペルチェ素子を用いてファン送風時の空気温度を下げることで、涼風を送ることを特徴とした請求項１記載の扇風機。
【請求項３】
ペルチェ素子を、アルミ板、セラミック及び樹脂によって一体とした円筒形のチューブ状のものとしたことを特徴とする請求項１記載の扇風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、室内の高温空気の冷却化を図った扇風機に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の室内用の扇風機は、ファンの回転による送風によって室内空気の対流を速めて放熱効果を高めるものが大半であるが、扇風機自体に冷却効果のある装置を取り付けたものには、水による気化熱を利用したものがある。【０００３】  しかし、本発明のようなペルチェ効果によって室内空気の冷却を図ったものはない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従来の扇風機では、室内空気を根本的に冷却することは困難であるために、夏期においてはクーラーによる強制的な冷却措置なしには、室内の高温となった空気を冷却することはできず、その機能も十分に活用されてはいなかった。【０００５】  本発明は、このような従来の扇風機が有していた問題を解決しようとするものであり、ファンリブ支輪体の中に設けた、ペルチェ素子を内包したペルチェチューブによる冷却効果をファンリブ（後面）まで伝えてその周囲の空気を冷却し、それをファンによって室内に送風し対流させることで、室内の高温空気を冷却して快適な空間を現出することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明は上記目的を達成するために、まずファンリブ支輪体の中に、ペルチェ素子を夾むように外円側となる発熱側にはアルミ板、セラミック板及び樹脂（塗膜を含む。）を重ね、内縁側となる吸熱側にはアルミ板及び樹脂塗膜を重ねて、それらを円筒形の一つのチューブ状に形成したもの（ペルチェチューブ）を設ける。このペルチェチューブ内のペルチェ素子には、送風部からファンリブ（後面）の一部分を用いて電気を通すこととする。【０００７】  そして、そのペルチェチューブの内円側となる吸熱部分のアルミ板とファンリブ（後面）を接合して、ペルチェチューブにおいて吸熱反応を起こした際の冷却効果を直接ファンリブ（後面）に伝えることで、ファンによる送風時の空気温度を下げるようにしたものである。【０００８】  上記手段による作用は次の通りである。すなわち、ファンリブ支輪体の中に配置されたペルチェチューブの中のペルチェ素子によって発生する吸熱及び発熱反応について、まずファンリブ支輪体の内円側に発生させた吸熱反応を、ファンリブ（後面）に直接伝わるようにペルチェチューブの吸熱反応側（内円側）のアルミ板とそれを接合させる。【０００９】  これによって、ペルチェチューブの吸熱反応側（内円側）に発生した吸熱作用がファンリブ（後面）に直接伝わり、ファンリブの後面付近にある空気温度が冷却されることになり、ファンの回転によってその冷却された空気がファンの前面に送風されることになる。【００１０】  一方、ペルチェチューブから発生する発熱反応については、吸熱反応を阻害することなくファンリブ支輪体の外側により効果的に放熱されるように、その支輪体の外円側に向けてアルミ板とセラミック板を重ねる。
また、発熱反応が吸熱反応を上回らないように、ペルチェ素子にかける電圧は規定値の半分程度に加減できるものであり、かつペルチェ素子への電源スイッチを配置する。
【発明の効果】
【００１１】  上述したように、本発明の涼しくなる扇風機は、ファンによって送風される室内空気の温度自体を冷却することができるとともに、クーラー程の強冷力を要するものではないことからその電気代及び維持経費の節約に効果がある。【００１２】  また、簡便な扇風機の使用のみで涼風が得られることから、室内環境の改善となるより快適さの現出を提供できる。【００１３】  以下、本発明の実施の形態を図１から図３に基づいて説明する。【００１４】  図においては、１は涼しくなる扇風機で、ベース２ａ、ペルチェ用スイッチ２ｂ、支柱３、送風部４、ファンリブ（前面）５、ファンリブ（後面）６、ファンリブ支輪体７ａ、ペルチェチューブ７ｂ、ファン８、ペルチェ素子９、アルミ板１０、セラミック板１１、耐熱性樹脂１２、樹脂塗膜１３である。【００１５】  ベース２には、ペルチェ素子９に通電するためのスイッチ２ｂを設けて、必要時のみ使用する。【００１６】  ファンリブ支輪体７ａの中に配置する円筒形のペルチェチューブ７ｂには、ペルチェ素子９を夾むように内円側の吸熱反応が発生する方にアルミ板１０とファンリブ（後面）６に接合して冷却効果を直接伝えるようにし、外円側の発熱反応が発生する方にはアルミ板１０とセラミック板１１を重ねてより放熱効果を高めるように形成する。
ただし、円筒形のペルチェチューブ７ｂにおいては、吸熱反応側と発熱反応側の接する面を断熱施工する。【００１７】  以下上記構成の動作を説明する。電源スイッチ２ｂによって、ファンリブ支輪体７ａの中に配置されたペルチェチューブ７ｂの中のペルチェ素子９に通電されてペルチェ効果が発生する。その際ファンリブ支輪体７ａの内円側には吸熱反応が起こり、ペルチェ素子９に接するアルミ板１０に接合されたファンリブ（後面）６に冷却効果が伝達されるために、その周辺空気が冷却されて温度も下がる。【００１８】  ファンリブ（後面）６の周辺で冷却された空気が、ファン８によって室内に送風されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】  本発明の実施形態を示す涼しくなる扇風機の断面図
【図２】  同扇風機の前方から見た部分断面図
【図３】  同扇風機の図２におけるＡーＡ断面図
【符号の説明】
【００２０】  １      涼しくなる扇風機
２ａ    ベース
２ｂ    電源スイッチ
３      支柱
４      送風部
５      ファンリブ（前面）
６      ファンリブ（後面）
７ａ    ファンリブ支輪体
７ｂ    ペルチェチューブ
８      ファン
９      ペルチェ素子
１０      アルミ板
１１      セラミック板
１２      耐熱性樹脂
１３      樹脂塗膜
【図１】
2005351256.tif 000003
【図２】
2005351256.tif 000004
【図３】
2005351256.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月28日(2005.4.28)
【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】
ファンカバーの放射状の骨部分（以下「ファンリブ」とする。）を外周円で支えるファンリブ支輪体の中に、ペルチェ素子を夾むように発熱側にはアルミ板、セラミック板及び樹脂（塗膜を含む。）を重ね、吸熱側にはアルミ板及び樹脂塗膜を重ねて、それらを円筒形のチューブ状に一体的に形成したもの（以下「ペルチェチューブ」とする。）を設け、そのペルチェチューブの内円側となる吸熱部分のアルミ板とファンリブ（後面）を接合して、ペルチェチューブにおいて吸熱反応を起こした際の冷却効果を直接ファンリブ（後面）に伝えることで、ファンによる送風時の空気温度を下げるようにした扇風機（型式１）。
【請求項２】
円筒のように中空状に成形したペルチェ素子において、その中空部分を蓄熱器（金属メッシュ、金属粉充填物、薄板積層物又はハニカム構造体を用いる。以下略する。）、発熱側を高温熱交換器及び吸熱側を低音熱交換器となるようにスタック（本来は金属の薄板積層物であるが、ここでは上記蓄熱器となる金属メッシュ等の代表的呼び名として用いる。以下同じ。）を挿入して一体的に成形したものをファンリブ支輪体内部に配置するとともに、その発熱側後方に遮へい壁、吸熱側に共鳴部と開口部を設けたペルチェ素子による熱音響装置を形成することで、低音熱交換器となる部分に直接及び間接に接続されたファンリブを冷却して送風時の空気温度を下げるとともに、発熱を熱音響装置によって振動エネルギーに換えるようにした扇風機（型式２）。
【請求項３】
ペルチェ素子を用いてファン送風時の空気温度を下げることで、涼風を送ることを特徴とした請求項１及び請求項２記載の扇風機。
【請求項４】
ペルチェ素子を、アルミ板、セラミック及び樹脂によって一体とした円筒形のチューブ状のものとしたことを特徴とする請求項１記載の扇風機。
【請求項５】
ペルチェ素子を中空状に成形し、その中空部分が蓄熱器、発熱側を高温熱交換器及び吸熱側を低音熱交換器となるようにスタックを挿入して一体的なものとした熱音響装置を特徴とした請求項２記載の扇風機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、室内の高温空気の冷却化を図った扇風機に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の室内用の扇風機は、ファンの回転による送風によって室内空気の対流を速めて放熱効果を高めるものが大半であるが、扇風機自体に冷却効果のある装置を取り付けたものには、水による気化熱を利用したものがある。【０００３】  しかし、本発明のようなペルチェ効果によって室内空気の冷却を図ったものはない。【０００４】また、熱音響理論を利用した熱音響スタークエンジンやその冷凍機が開発されようとしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  従来の扇風機では、室内空気を根本的に冷却することは困難であるために、夏期においてはクーラーによる強制的な冷却措置なしには、室内の高温となった空気を冷却することはできず、その機能も十分に活用されてはいなかった。【０００６】  本発明は、このような従来の扇風機が有していた問題を型式１及び型式２によって解決しようとするものであり、まず型式１は、ファンリブ支輪体の中に設けた、ペルチェ素子を内包したペルチェチューブによる冷却効果をファンリブ（後面）まで伝えてその周囲の空気を冷却し、それをファンによって室内に送風し対流させることで、室内の高温空気を冷却して快適な空間を現出することを目的とするものである。【０００７】また型式２は、ファンリブ支輪体の中に、円筒のように中空状に成形したペルチェ素子の中空部を蓄熱器、発熱側を高温熱交換器及び吸熱側を低温熱交換器となるようにスタックを挿入して一体的なものとした熱音響装置を配置することで、低温熱交換器部分に直接及び間接に繋がれたファンリブが冷却され、その周辺空気が送風によって室内の高温空気を冷却して快適な空間を現出することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明は上記目的を達成するために、まず型式１において、ファンリブ支輪体の中に、ペルチェ素子を夾むように外円側となる発熱側にはアルミ板、セラミック板及び樹脂（塗膜を含む。）を重ね、内縁側となる吸熱側にはアルミ板及び樹脂塗膜を重ねて、それらを円筒形の一つのチューブ状に形成したもの（ペルチェチューブ）を設ける。このペルチェチューブ内のペルチェ素子には、送風部からファンリブ（後面）の一部分を用いて電気を通すこととする。【０００９】  そして、そのペルチェチューブの内円側となる吸熱部分のアルミ板とファンリブ（後面）を接合して、ペルチェチューブにおいて吸熱反応を起こした際の冷却効果を直接ファンリブ（後面）に伝えることで、ファンによる送風時の空気温度を下げるようにしたものである。【００１０】また、型式２において、ファンリブ支輪体の中に、円筒のように中空状に成形したペルチェ素子の中空部分を蓄熱器、発熱側を高温熱交換器及び吸熱側を低温熱交換器となるようにスタックを挿入して一体的なものとしたペルチェ素子による熱音響装置を配置する。【００１１】  そして、上記熱音響装置を配置したファンリブ支輪体内部において、当該熱音響装置の発熱側の高温熱交換器部分の後方に反射部と遮へい壁を設けるとともに、反対端となる吸熱側の低温熱交換器部分の前方に、発生した音波振動の共鳴部及びその音波振動がファンリブ支輪体の外部に放出されるための開口部を併せて設ける。【００１２】  さらに、ファンリブ支輪体の内部において、上記ペルチェ素子の発熱側となる部分及びその後方の遮へい壁までを全て断熱材で被覆し、吸熱側の前方に設ける開口部の先端（遮へい壁の裏側部）には、音波振動が放出されやすいように斜面形状のもの（減音補助材）を設ける。【００１３】  これらにより、ペルチェ素子が発生する発熱及び吸熱反応を、一方で低温熱交換器部分に直接及び間接に繋がれたファンリブを冷却し送風することによって高温の室内空気を冷却するとともに、もう一方と併せてファンリブ支輪体内部での温度勾配を発生させ、熱音響現象を生じさせることで、高温となる熱エネルギーを音波という振動エネルギーに変換して冷却効果との相殺を低減させる（冷却効果を高める）ようにしたものである。【００１４】  上記手段による作用は次の通りである。すなわち、型式１においては、ファンリブ支輪体の中に配置されたペルチェチューブの中のペルチェ素子によって発生する吸熱及び発熱反応について、まずファンリブ支輪体の内円側に発生させた吸熱反応を、ファンリブ（後面）に直接伝わるようにペルチェチューブの吸熱反応側（内円側）のアルミ板とそれを接合させる。【００１５】  これによって、ペルチェチューブの吸熱反応側（内円側）に発生した吸熱作用がファンリブ（後面）に直接伝わり、ファンリブの後面付近にある空気温度が冷却されることになり、ファンの回転によってその冷却された空気がファンの前面に送風されることになる。【００１６】  一方、ペルチェチューブから発生する発熱反応については、吸熱反応を阻害することなくファンリブ支輪体の外側により効果的に放熱されるように、その支輪体の外円側に向けてアルミ板とセラミック板を重ねる。
また、発熱反応が吸熱反応を上回らないように、ペルチェ素子にかける電圧は規定値の半分程度に加減できるものであり、かつペルチェ素子への電源スイッチを配置する。【００１７】次に、型式２においては、ペルチェ素子によって発生する発熱吸熱反応のうち、吸熱反応による冷却効果をファンリブに伝えて送風することで高温の室内空気を冷却することとなり、もう一方の発熱反応がファンリブ支輪体の内部に温度勾配を発生させ、結果として音波振動を励起する。【００１８】  励起された音波振動は、仕事流としての振動エネルギーに変換されているため、発熱反応による高温化は一定程度の値で鈍化してそのレベルで推移することとなる。この高温化の鈍化作用によって、冷却効果を高めることとなる。
【発明の効果】
【００１９】  上述したように、本発明の冷却扇風機（涼しくなる扇風機）は、扇風機のファンリブを冷却することで、送風自体が冷却空気の送風となるために高温の室内温度を下げることができることから、クーラーのような設置工事費や維持管理費のコストが不要となるだけでなく、消費電力の低減によって電気代の節約にも効果がある。【００２０】  また、クーラーのような固定式ではなく容易に持ち運べる扇風機で冷却効果を得られることから、室内環境の変更を容易にし、必要な場所への簡便な設置が容易となる。さらに、クーラーよりも小型軽量かつ冷却能力が弱いために、微弱な涼しさ或いは個人的な狭小スペースといった小規模空間での使用が容易となる。【００２１】  以下、本発明の実施の形態を図１から図６に基づいて説明する。【００２２】  図１から図３において、１は冷却扇風機本体（型式１）で、ベース２ａ、ペルチェ用スイッチ２ｂ、支柱３、送風部４、ファンリブ（前面）５、ファンリブ（後面）６、ファンリブ支輪体７ａ、ペルチェチューブ７ｂ、ファン８、ペルチェ素子９、アルミ板１０、セラミック板１１、耐熱性樹脂１２、樹脂塗膜１３である。【００２３】  ベース２には、ペルチェ素子９に通電するためのスイッチ２ｂを設けて、必要時のみ使用する。【００２４】  ファンリブ支輪体７ａの中に配置する円筒形のペルチェチューブ７ｂには、ペルチェ素子９を夾むように内円側の吸熱反応が発生する方にアルミ板１０とファンリブ（後面）６に接合して冷却効果を直接伝えるようにし、外円側の発熱反応が発生する方にはアルミ板１０とセラミック板１１を重ねてより放熱効果を高めるように形成する。
ただし、円筒形のペルチェチューブ７ｂにおいては、吸熱反応側と発熱反応側の接する面を断熱施工する。【００２５】次に、図４から図６において、基本的に上図の冷却扇風機本体１の構造は変えずに、ファンリブ支輪体７ａを、中空状ペルチェ素子とスタックの一体的組合せによる熱音響装置をその内部に配置したファンリブ支輪体１４とし、これを用いた冷却扇風機を型式２とする。【００２６】  まず、このファンリブ支輪体１４の内部に、円筒のように中空状に成形したペルチェ素子１７の中空部分を蓄熱器２３、発熱側を高温熱交換器２４及び吸熱側を低温熱交換器１８となるようにスタック２８を挿入して一体的なものとしたペルチェ素子による熱音響装置２７を配置する。【００２７】  そして、上記熱音響装置２７を配置したファンリブ支輪体１４内部において、当該熱音響装置２７の発熱側の高温熱交換器２４部分の後方に反射部２１と遮へい壁２２を設けるとともに、反対端となる吸熱側の低温熱交換器１８部分の前方に、発生した音波振動の共鳴部２０及びその音波振動がファンリブ支輪体１４の外部に放出されるための開口部１９を併せて設ける。【００２８】  さらに、ファンリブ支輪体１４の内部において、上記ペルチェ素子１７の発熱側となる部分及びその後方の遮へい壁２２までを全て断熱材１６で被覆し、吸熱側の前方に設ける開口部１９の先端（遮へい壁２２の裏側部）には、音波振動が放出されやすいように斜面形状のもの（減音補助材２６）を設ける。【００２９】  以下上記型式１及び型式２の構成の動作を説明する。まず型式１においては、電源スイッチ２ｂによって、ファンリブ支輪体７ａの中に配置されたペルチェチューブ７ｂの中のペルチェ素子９に通電されてペルチェ効果が発生する。その際ファンリブ支輪体７ａの内円側には吸熱反応が起こり、ペルチェ素子９に接するアルミ板１０に接合されたファンリブ（後面）６に冷却効果が伝達されるために、その周辺空気が冷却されて温度も下がる。【００３０】すなわち、ファンリブ（後面）６の周辺で冷却された空気が、ファン８によって室内に送風されることになる。【００３１】次に、型式２においては、上記同様に電源スイッチ２ｂによって、ファンリブ支輪体１４の中に配置された中空状のペルチェ素子１７から発熱吸熱反応が発生する。【００３２】この反応で、吸熱反応によって低温熱交換器１８部分が冷却され、その部分に直接及び間接的に繋がれたファンリブ（前面）５（又はファンリブ（後面）６）に伝わって周辺空気を冷却し、室内に送風される。【００３３】一方、発熱反応によって高温熱交換器２４部分が発熱し、低温熱交換器１８部分との対によって温度勾配が発生する熱音響装置２７としたことで、高温という熱エネルギーが音波振動という振動エネルギーに変換される。【００３４】この振動エネルギーである音波振動が、共鳴部２０でしっかりした振動エネルギーになることで熱音響効果が発生するが、大きな可聴音では扇風機の長所を損なうため、共鳴部２０に続けて開口部１９から減音して放出されるように減音補助材２６を開口部１９の先端部に設けることで、結果としてファンリブ（後面）６などの周辺空気を冷却し、送風によって室内空気を冷却することとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】  本発明の実施形態を示す冷却扇風機本体の断面図
【図２】  同扇風機の前方から見た部分断面図
【図３】  同扇風機の図２におけるＡ−Ａ断面図
【図４】  本発明の実施形態を示す冷却扇風機（型式２）の部分的な斜視断面図
【図５】  同扇風機（型式２）の図４におけるＢ−Ｂ断面図
【図６】  同扇風機（型式２）の図４におけるＣ−Ｃ断面図
【符号の説明】
【００３６】  １冷却扇風機本体
２ａ    ベース
２ｂ    電源スイッチ
３      支柱
４      送風部
５      ファンリブ（前面）
６      ファンリブ（後面）
７ａ    ファンリブ支輪体
７ｂ    ペルチェチューブ
８      ファン
９      ペルチェ素子
１０      アルミ板
１１      セラミック板
１２      耐熱性樹脂
１３      樹脂塗膜
１４ファンリブ支輪体（型式２）
１５外壁部
１６断熱材
１７中空状ペルチェ素子
１８低音熱交換器
１９開口部
２０共鳴部
２１反射部
２２遮へい壁
２３蓄熱器
２４高温熱交換器
２５電線
２６減音補助材
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図４】
2005351256.tif 000006
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図５】
2005351256.tif 000007
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図６】
2005351256.tif 000008