【手続補正書】
【提出日】平成19年5月18日(2007.5.18)
【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】
およそ扇風機（円形系、方形系等全ての形状を含む。以下略。）において、ペルチェ素子を用いて冷却効果を図ったことを特徴とする冷却扇風機。
【請求項２】
請求項１の記載において、回転するファンを防護する部分（例えば従来の扇風機のような円形系であれば放射状の骨部分。以下「ファンリブ」とする。）を支える外周部等（以下「ファンリブ支体」とする。）にペルチェ素子を用いて、ファンリブや同支体の周囲の空気を冷却したことを特徴とする冷却扇風機。
【請求項３】
請求項１の記載において、例えば方形系の内部あるいは外部にペルチェ素子を用いて、回転するファンに達する前段階の空気を冷却し、その後同ファンによって送風したことを特徴とする冷却扇風機。
【請求項４】
ペルチェ素子を熱交換機、蓄熱器等と一体的に組み合わせて、ペルチェ素子による高温（発熱）を音エネルギー（又は音波振動あるいは振動エネルギー。以下「音波振動」とする。）に変換して冷却化を図ったことを特徴とする冷却方法（以下「熱音冷却方法」とする。）及び熱音冷却装置。
【請求項５】
請求項４の記載において、ペルチェ素子を中空形状（円形状、方形状、凹凸状等を含む。以下略。）とし、その端から高温熱交換器、蓄熱器、低温熱交換器の順となるようにスタック（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たもの。以下略。）を中空部分に挿入して一体的に成形し、それをファンリブ支体等に組み込む際に必要に応じて反射部、共鳴部及び開口部等を設けて、同素子による高温（発熱）を音波振動に変換し冷却化を図ったことを特徴とする冷却方法及び熱音冷却装置。
【請求項６】
請求項４あるいは５記載の熱音冷却方法等を用いたことを特徴とする請求項１あるいは請求項２あるいは請求項３記載の冷却扇風機。
【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】
【発明の名称】冷却扇風機
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ペルチェ素子あるいは同素子と熱音冷却方法等を用いて、高温空気の冷却化を図った冷却扇風機に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の扇風機は、モーターによってファンを回転させ室内空気の対流を起こすことで放熱効果を高めるといったしくみのものがほとんどである。その他に扇風機自体に冷却効果のある装置を用いたものとしては、例えば水による気化熱を利用したもの等がある。【０００３】しかし、その場合には従来の扇風機より軽量化や小型化が難しくなり、また耐久性や利便性においてもかなり劣る装置になっている。【０００４】  一方、ペルチェ素子を用いたものには、冷凍庫やワインクーラー等の商品が販売されているものの扇風機にはほとんど使用されていない。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、例えば名古屋大学等において研究され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】従来の扇風機は、ファンを回転させて室内空気の対流を起こし、その対流の速さによって高温空気の放熱効果を高めるといった冷却方法であるため、人体に触れるその速さ（風圧）には当然に限界があることから、夏期の室内における高温空気を十分に冷却しようとするには、クーラー等の強制的な冷却装置が必要であった。【０００６】そのため、扇風機の特性である心地よさや手軽さや持ち運び等の利便性が十分に活用されていなかっただけでなく、冷房範囲が大きくなるクーラー等の使用に要する電気料金等のコスト負担も重くなっていた。【０００７】本発明は、上記課題に対して、ファンリブ支体等にペルチェ素子を用いて高温の空気を冷却化するだけでなく、ペルチェ素子から発生する高温（発熱）を熱音冷却方法等を用いて熱エネルギーから音波振動に変換することでさらなる冷却化を図る方法等によっても解決することで扇風機による快適な空間の現出を目的とするものである。
【問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、例えば円形系の扇風機においては、ファンリブ支体内部に、金属材等（セラミック及び耐熱樹脂等を含む。以下略。）を用いてペルチェ素子を夾み込んで外側を発熱、内側を吸熱（冷却部）となるように成形したもの（以下「ペルチェチューブ」とする。）を組み込む。
【０００９】そして、ペルチェチューブの内側（冷却部）にファンリブを接合させて同リブをも冷却することで、それら周囲の高温の空気が冷却されファンによって送風される。
【００１０】また、方形系の扇風機では、例えば直方体とした内部の上方部にファンを取付け、その下部に熱伝導率の高い金属等を網目状の層にして配置する。そして、網目状の層の一端を内部に設けたペルチェ素子の冷却部に接合させて、網目状の層全体を冷却させる。
【００１１】これによって、直方体の下部の外側から吸引された高温の空気が網目状の層によって冷却され、その空気がファンによって室内に送風される。
【００１２】次に、熱音冷却方法等を用いた円形系の扇風機では、例えばファンリブ支体内部に、中空状に成形したペルチェ素子を中心にして発熱側に反射部と遮へい壁を設け、もう一方の吸熱側（冷却部）に共鳴部と開口部を設ける。
【００１３】その際中空状のペルチェ素子は、発熱側を高温熱交換器、中央部分を蓄熱器、そして吸熱側（冷却部）が低温熱交換器の機能を持つようにスタックを中空部分に挿入して一体的なものとした熱音冷却装置とする。
【００１４】さらに、発熱側は遮へい壁まで全て断熱材で被覆し、吸熱側は開口部の先端に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。
【００１５】これらにより、上記装置をファンリブ支体内部に配置することで、高温の熱エネルギーによる温度勾配を発生させて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（音波振動）に変換して冷却効果をより高めた冷却扇風機となる。
【００１６】上記手段による作用は次の通りである。まず前者のうち円形系では、ファンリブ支体内部に配置されたペルチェ素子により吸熱（冷却）反応と発熱反応が発生するが、吸熱反応を超えない程度に調整する。
【００１７】これによって、ペルチェチューブの内側に発生した吸熱（冷却）作用がファンリブに直接伝わって周辺空気が冷却され、ファンによって室内に送風されることになる。
【００１８】また、方形系では、直方体の下部にペルチェ素子を組み込み、それに一端を接合した良熱伝導体による網目状の層が、ペルチェ素子の冷却作用で冷却される。そして、この冷却された空気が上方部に取り付けられたファンによって室内に送風されることとなる。
【００１９】一方、後者においては、ペルチェ素子の吸熱（冷却）作用は前者と同じであるが、発熱反応による高温熱は熱音冷却装置によって低減されるので、結果として吸熱（冷却）作用をより高めることとなる。
【００２０】具体的には、中空状ペルチェ素子の発熱反応による高温の熱エネルギーが、熱音冷却装置によってファンリブ支体内部に温度勾配を発生させて熱音響現象を生じさせることで、結果として音波振動を励起する。
【００２１】  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】
【００２２】上述のように、本発明は、扇風機による送風そのものを冷却するため、クーラー等のような固定式ではなく、容易に持ち運べる等の利便性を活かした扇風機として十分な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、かつ必要とされる扇風機の活用の幅が大幅に拡大される。
【００２３】例えば、クーラー等よりも小型軽量であって、かつ冷却される空気が限定的となることで、個人的スペースとなる事務室内の机上や小規模空間での使用が容易となる等の使用範囲が拡大する。
【００２４】また、従前ではクーラー等に拠っていたものが、本発明の扇風機で対応可能となることで、クーラー等の設備工事費や維持管理費のコストが低減されるだけでなく、消費電力の低減にも寄与することで電気代の節約効果が見込まれる。
【００２５】以下、本発明の実施例の形態を図１から図６に基づいて説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２６】図１から図３において、１は冷却扇風機本体で、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。
【００２７】  ベース２ａ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。
【００２８】ファンリブ支体７ａ内部に配置するペルチェチューブ７ｂは、まず内側に吸熱反応が発生するようにペルチェ素子９の吸熱部分にアルミ板１０を重ね、ファンリブ（後面）６と接合させて冷却効果を直接伝えるようにする。
【００２９】また、同チューブ７ｂの外側に発熱反応が発生するようにペルチェ素子９の発熱部分にアルミ板１０とセラミック板１１を重ね、より放熱効果を高めるように形成する。ただし、同チューブ７ｂにおける内側（吸熱反応側）と外側（発熱反応側）の接する面は断熱施工する。
【００３０】図４から図６は、上記冷却扇風機本体１の基本的構造は変えずに、ファンリブ支体７ａの内部を熱音冷却装置２７とした実施例である。
【００３１】まず、ファンリブ支体７ａの内部を、中空状ペルチェ素子１７の中空部分にスタック２８を挿入して一体的なものとした熱音冷却装置２７（発熱側を高温熱交換器２４、中央部を蓄熱器２３、吸熱側を低温熱交換器１８となるように配置。）を配置したファンリブ支体（熱音冷却装置付）１４を成形する。
【００３２】そのファンリブ支体（熱音冷却装置付）１４において、当該熱音冷却装置２７の発熱側の高温熱交換器２４側に反射部２１と遮へい壁２２を設け、反対端となる吸熱側の低温熱交換器１８側に、発生した音波振動の共鳴部２０及びその音波振動が外部に放出されるための開口部１９を併せて設ける。
【００３３】さらに、中空状ペルチェ素子１７の発熱側となる部分及び遮へい壁２２までを全て断熱材１６で被覆し、吸熱側に設ける開口部１９の先端部分には、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。
【００３４】以下、上記構成の動作を説明する。まず図１から図３では、電源スイッチ２ｂによって、ファンリブ支体７ａ内部に配置されたペルチェチューブ７ｂ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。
【００３５】その際、ファンリブ支体７ａの内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てその周辺空気が冷却され温度も下がる。
【００３６】そして、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。
【００３７】次に、図４から図６では、電源スイッチ２ｂによってファンリブ支体（熱音冷却装置付）１４に形成された熱音冷却装置２７で発熱吸熱反応が発生する。その際、吸熱部では低温熱交換器１８部分が冷却され、その部分に接合したファンリブ（前面）５あるいはファンリブ（後面）６に伝わって周辺空気を冷却し室内に送風される。
【００３８】一方、発熱部では高温熱交換器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冷却装置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。
【００３９】そして、この音波振動が共鳴部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。
【００４０】上記動作により発熱反応を鈍化あるいは低減させ、結果として室内空気の冷却化に寄与することとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例の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】本発明の実施例の形態を示す冷却扇風機（熱音冷却装置付）の部分的な斜視断面図
【図５】同扇風機（熱音冷却装置付）の図４におけるＢ−Ｂ断面図
【図６】同扇風機（熱音冷却装置付）の図４におけるＣ−Ｃ断面図
【符号の説明】
【００４２】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  ファンリブ支体（熱音冷却装置付）１５  外壁部１６  断熱材１７  中空状ペルチェ素子１８  低温熱交換器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２７  熱音冷却装置（図示なし）２８  スタック（図示なし）