(57)【要約】【課題】ペルチェモジュールの着脱作業が容易であるとともに、品質の高い空調用熱交換器を提供する。【解決手段】本発明の空調用熱交換器１００は、複数個のペルチェモジュール７と第１〜３チューブ９〜１１とを有している。ペルチェモジュール７は、第１、２電極２７、２９を有するペルチェ素子１５と、第１、２フィン１７、１９とを有している。各チューブ９〜１１には冷却水を流通可能な第１〜３内路９ａ〜１１ａが形成されている。また、各チューブ９〜１１にはコントローラ５に接続された配線３１が埋設されている。この空調用熱交換器１００では、各チューブ９〜１１について、各第２フィン１９が各内路９ａ〜１１ａに位置するようにペルチェモジュール７が装着されるようになっている。そして、各チューブ９〜１１各ペルチェモジュール７が装着されることにより、第１、２電極２７、２９と配線３１とが電気的に接続可能となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面側と他面側とで吸熱面と放熱面とが切り替え可能に電極を介して熱電変換チップが配置されたペルチェ素子と、該一面側に固定された第１フィンと、該他面側に固定された第２フィンとを有するペルチェモジュールと、
熱交換媒体を流通可能な内路が内部に形成され、該ペルチェモジュールが装着されるチューブとを備えた空調用熱交換であって、
前記チューブには、前記内路と連通し、前記ペルチェモジュールを装着するための開口が形成されているとともに、電源に接続される配線が埋設され、
該開口は、該内路に前記第２フィンが配置された状態で該ペルチェモジュールによって封止され、
該チューブと該ペルチェモジュールとは、該チューブに該ペルチェモジュールが装着されることにより、前記電極と該配線とが電気的に接続可能に構成されていることを特徴とする空調用熱交換器。
【請求項２】
前記配線は、前記開口で前記チューブから露出して前記電極と電気的に接続される接続部を有している請求項１記載の空調用熱交換器。
【請求項３】
前記ペルチェ素子は、前記一面側を形成する第１絶縁基板と、前記他面側を形成する第２絶縁基板と、該第１絶縁基板又は該第２絶縁基板に形成され、前記熱電変換チップに電気的に接続される前記電極の一部である第１電極と、該第２絶縁基板又は該第１絶縁基板に形成され、該熱電変換チップに電気的に接続される前記電極の残部である第２電極とを有し、
前記接続部は、該第１電極と電気的に接続される第１接続部と、該第２電極と電気的に接続される第２接続部とからなり、
該第１電極と該第１接続部との間及び該第２電極と該第２接続部との間は弾性変形可能に構成されている請求項２記載の空調用熱交換器。
【請求項４】
前記チューブには周方向に複数の前記開口が形成され、
各該開口に前記ペルチェモジュールがそれぞれ装着され、
各該ペルチェモジュールは、前記内路に配置された各該第２フィンによって互いに固定されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の空調用熱交換器。
【請求項５】
複数本の前記チューブが互いに平行に設けられ、
各該チューブの一端側に設けられ、各前記内路と連通して前記熱交換媒体を流通可能な第１集合路が内部に形成された第１ヘッドと、各該チューブの他端側に設けられ、各該内路と連通して該熱交換媒体を流通可能な第２集合路が内部に形成された第２ヘッドとを備えている請求項１乃至４のいずれか１項記載の空調用熱交換器。
【請求項６】
各前記ペルチェモジュールは、互いの干渉又は前記チューブに対する干渉を回避するように、前記熱交換媒体の流通方向と直交する仮想の垂直面内において、各該チューブの並設方向に対して傾斜した状態で各該チューブに装着されている請求項５記載の空調用熱交換器。
【請求項７】
前記チューブには、前記接続部と前記熱交換媒体との接触を防止するシール材が設けられている請求項２又は３記載の空調用熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空調用熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に低温庫に用いられるクーラコアが開示されている。このクーラコアは、複数個のペルチェモジュールと、各ペルチェモジュールが装着される支持部材とを備えている。各ペルチェモジュールは、一面側が吸熱面となり、他面側が放熱面となるように電極を介して熱電変換チップが配置されたペルチェ素子と、一面側に固定された第１フィンと、他面側に固定された第２フィンとを有している。各ペルチェ素子の電極には、電源に接続されるためのリード線が接続されている。
【０００３】
このクーラコアは、支持部材に各ペルチェモジュールを取り付けるとともに、各ペルチェ素子のリード線を電源に接続することにより、組み付けられる。
【０００４】
このクーラコアを例えば空調装置に用いる場合、電源からリード線によってペルチェ素子の電極に電流を供給すれば、ペルチェ素子の一面側で吸熱が行われ、ペルチェ素子の他面側で放熱が行われる。このため、このクーラコアでは、ペルチェ素子の一面側で空気から吸熱してその空気を冷却し、室内の冷房を行うことが可能となる。
【０００５】
また、このクーラコアでは、支持部材に対して複数個のペルチェモジュールが装着されており、それら個々のペルチェモジュールは支持部材に対して着脱可能に構成されている。このため、このクーラコアでは、あるペルチェ素子に不具合が生じた場合、クーラコア全体を交換する必要がなく、不具合が生じているペルチェ素子を有するペルチェモジュールのみを個別に交換することが可能となっている。このため、このクーラコアでは、不具合が生じた場合における修繕コストを低廉化させることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１１９７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来のクーラコアでは、その製造時やペルチェモジュールの交換時にペルチェモジュールの着脱作業を行う際、支持部材に対するペルチェモジュールの取り付け又は取り外しだけでなく、リード線と電源との接続又は取り外しが別途に必要となる。このため、このクーラコアでは、ペルチェモジュールの着脱作業時における負担が大きい。
【０００８】
また、このクーラコアでは、上記のように、ペルチェモジュールの取り付けとは別にリード線の接続が必要となることから、電気的な接続不良が生じ易い。このため、このクーラコアでは、品質の低下が懸念される。
【０００９】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、ペルチェモジュールの着脱作業が容易であるとともに、品質の高い空調用熱交換器を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の空調用熱交換器は、一面側と他面側とで吸熱面と放熱面とが切り替え可能に電極を介して熱電変換チップが配置されたペルチェ素子と、該一面側に固定された第１フィンと、該他面側に固定された第２フィンとを有するペルチェモジュールと、
熱交換媒体を流通可能な内路が内部に形成され、該ペルチェモジュールが装着されるチューブとを備えた空調用熱交換器であって、
前記チューブには、前記内路と連通し、前記ペルチェモジュールを装着するための開口が形成されているとともに、電源に接続される配線が埋設され、
該開口は、該内路に前記第２フィンが配置された状態で該ペルチェモジュールによって封止され、
該チューブと該ペルチェモジュールとは、該チューブに該ペルチェモジュールが装着されることにより、前記電極と該配線とが電気的に接続可能に構成されていることを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
本発明の空調用熱交換器では、各ペルチェ素子の電極に従来のリード線が設けられておらず、配線がチューブに埋設されている。そして、チューブにペルチェモジュールが装着されれば、電極と配線とが電気的に接続される。このため、この空調用熱交換器では、製造時やペルチェモジュールの交換時にペルチェモジュールの取り付けを行う際、チューブに対するペルチェモジュールの取り付け又は取り外しを行えば、ペルチェ素子と配線との電気的な接続又は取り外しを同時に行うことが可能である。
【００１２】
また、この空調用熱交換器では、ペルチェモジュールの装着時にその取り付けを行うだけでペルチェ素子の電極を配線に電気的に接続できることから、電気的な接続不良が生じ難い。
【００１３】
本発明の空調用熱交換器は、ペルチェ素子の一面側で吸熱を行うとともに、その他面側において、熱交換媒体に対する放熱を行えば、一面側で冷房を行うクーラコアになる。また、この空調用熱交換器は、ペルチェ素子の一面側で放熱を行うとともに、その他面側において、熱交換媒体からの吸熱を行えば、一面側で暖房を行うヒータコアになる。この際、一面側及び他面側に設けられた第１、２フィンにより、ペルチェ素子の一面側及び他面側のそれぞれの表面積が拡大され、効率よくペルチェ素子による吸熱及び放熱が行われる。
【００１４】
したがって、本発明の空調用熱交換器は、ペルチェモジュールの着脱作業が容易であるとともに、高い品質を発揮することが可能である。
【００１５】
本発明の空調用熱交換器では、チューブとペルチェモジュールとの間には、ペルチェモジュールをチューブに装着することにより、ペルチェモジュールがチューブに固定されるような固定手段が設けられていることが好ましい。これにより、チューブに対するペルチェモジュールの装着作業が容易になるとともに、ペルチェモジュールが外れ難くなり、空調用熱交換器の品質が高くなる。
【００１６】
また、本発明の空調用熱交換器では、内路を流通する熱交換媒体は、気体又は液体のいずれであっても良い。気体としては、例えば、空気を採用することができる。また、液体としては、水や不凍液等を採用することができる。この空調用熱交換器では、チューブにペルチェモジュールが装着されることにより、チューブの開口が封止されるため、内路内を流通する熱交換媒体がチューブの外へ漏れ出し難くなっている。なお、本発明の空調用熱交換器において、内路を流通する熱交換媒体によって冷房又は暖房を行っても良い。
【００１７】
さらに、本発明の空調用熱交換器では、チューブに対して一つのペルチェモジュールが装着されてもよく、複数個のペルチェモジュールが装着されても良い。チューブに対して複数個のペルチェモジュールが装着されれば、個々のペルチェモジュールの着脱作業が容易であることから、本発明における上記の効果がより顕著となる。
【００１８】
配線は、開口でチューブから露出して電極と電気的に接続される接続部を有し得る（請求項２）。この場合、配線と電極とを容易に接続できる。
【００１９】
ペルチェ素子は、一面側が吸熱面又は放熱面となり、他面側が放熱面又は吸熱面となるように電極を介して熱電変換チップが配置されたものであれば、種々のものが採用され得る。
【００２０】
例えば、ペルチェ素子は、一面側を形成する第１絶縁基板と、他面側を形成する第２絶縁基板と、第１絶縁基板又は第２絶縁基板に形成され、熱電変換チップに電気的に接続される電極の一部である第１電極と、第２絶縁基板又は第１絶縁基板に形成され、熱電変換チップに電気的に接続される電極の残部である第２電極とを有し得る。この場合、接続部は、第１電極と電気的に接続される第１接続部と、第２電極と電気的に接続される第２接続部とからなり得る。そして、第１電極と第１接続部との間及び第２電極と第２接続部との間は弾性変形可能に構成され得る（請求項３）。
【００２１】
このように構成されたペルチェ素子と配線とを採用すれば、チューブに対するペルチェモジュールの着脱作業を行う際、第１電極と第１接続部との間が弾性変形するとともに、第２電極と第２接続部との間が弾性変形する。このため、ペルチェモジュールに対する電気的な接続又は取り外しが容易となり、ひいてはチューブに対するペルチェモジュールの着脱作業がより容易となる。また、各電極と各接続部との間がそれぞれ弾性変形することで、チューブにペルチェモジュールを装着した後も、ペルチェモジュールに対する電気的な接続が外れ難い。このため、空調用熱交換器自体の品質がより向上する。
【００２２】
第１電極と第１接続部との間を弾性変形可能に構成する手段としては、第１電極と第１接続部との間に導電可能な材料からなるコイルばねを設けても良く、第１電極又は第１接続部にそのようなコイルばねを一体に設けても良い。第２電極と第２接続部との間を弾性変形可能に構成する手段も同様である。
【００２３】
チューブには周方向に複数の開口が形成され、各開口にペルチェモジュールがそれぞれ装着され得る。そして、各ペルチェモジュールは、内路に配置された各第２フィンによって互いに固定されていることが好ましい（請求項４）。
【００２４】
この場合には、各ペルチェモジュールが互いに第２フィン等によって固定されるため、チューブに各ペルチェモジュールを取り付けた後も、各ペルチェモジュールがチューブから外れ難い。このため、空調用熱交換器自体の品質が向上する。そして、この空調用熱交換器では、チューブに対して複数個のペルチェモジュールが装着されることから、各ペルチェモジュールにおけるペルチェ素子による吸熱及び放熱作用がより好適に行われ、空調用熱交換器による冷房又は暖房がより好適に行われる。
【００２５】
本発明の空調用熱交換器は、複数本のチューブが互いに平行に設けられ得る。そして、この空調用熱交換器は、各チューブの一端側に設けられ、各内路と連通して熱交換媒体を流通可能な第１集合路が内部に形成された第１ヘッドと、各チューブの他端側に設けられ、各内路と連通して熱交換媒体を流通可能な第２集合路が内部に形成された第２ヘッドとを備えていることが好ましい（請求項５）。
【００２６】
この場合には、複数本のチューブを介して、空調用熱交換器がより多くのペルチェモジュールを備えることとなり、空調用熱交換器による冷房又は暖房がより好適に行われることとなる。また、各チューブにおける内路同士は、第１ヘッドの第１集合路及び第２ヘッドの第２集合路を介して互いに連通することとなる。このため、複数本のチューブを備えた場合でも、この空調用熱交換器は大型化しない。
【００２７】
また、この場合、ペルチェモジュールは、互いの干渉又はチューブに対する干渉を回避するように、熱交換媒体の流通方向と直交する仮想の垂直面内において、各チューブの並設方向に対して傾斜した状態で各チューブに装着されていることが好ましい（請求項６）。この場合には、チューブに対するペルチェモジュールの着脱作業が容易となる。
【００２８】
チューブには、接続部と熱交換媒体との接触を防止するシール材が設けられていることが好ましい（請求項７）。この場合には、熱交換媒体として液体を採用した際、その液体によって接続部と電極との間に短絡が生じる得ることを効果的に防止することが可能となる。シール材としては、Ｏリングやガスケットを採用できる他、コーキング材等を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１の車両用空調装置を示す模式構造図である。
【図２】実施例１の車両用空調装置に係り、空調用熱交換器を示す部分拡大断面図である。図（Ａ）は、チューブに対するペルチェモジュールの装着前の状態を示し、図（Ｂ）は、チューブに対するペルチェモジュールの装着後の状態を示している。
【図３】実施例１の車両用空調装置に係り、空調用熱交換器を示す模式側面図である。
【図４】実施例２の車両用空調装置に係り、空調用熱交換器を示す模式側面図である。
【図５】実施例３の車両用空調装置に係り、空調用熱交換器を示す部分拡大断面図である。
【図６】実施例４の車両用空調装置に係り、空調用熱交換器を示す部分拡大断面図である。
【図７】実施例５の車両用空調装置に係り、空調用熱交換器を示す部分拡大断面図である。
【図８】実施例６の車両用空調装置に係り、空調用熱交換器を示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を具体化した実施例１〜６を図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
（実施例１）
図１に示すように、実施例１の空調用熱交換器１００は、車両に搭載され、車室内の空調を行う車両用空調装置（以下、空調装置という。）に用いられている。この空調装置は、図１に示すように、空調用熱交換器１００と、ラジエータ３と、コントローラ５とを備えている。コントローラ５は電源としてのバッテリ５ａに接続されている。
【００３２】
空調用熱交換器１００は、複数個のペルチェモジュール７と、熱交換媒体としての冷却水が流通する第１〜３チューブ９〜１１と、第１、２ヘッド１３、１４とを有している。この空調用熱交換器１００では、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１〜３チューブ９〜１１の各上面がペルチェモジュール７の装着面とされ、第１〜３チューブ９〜１１の各上面に対して複数のペルチェモジュール７が着脱可能に構成されている。また、この空調用熱交換器１００には電動ファン１００ａが設けられている。電動ファン１００ａは、バッテリ５ａに電気的に接続されている。なお、この空調装置において、冷却水に替えて不凍液等を採用することもできる。
【００３３】
各ペルチェモジュール７は、それぞれ、図２の（Ａ）に示すように、一面１５ａ側を外面とし、他面１５ｂ側を内面とするペルチェ素子１５を有している。ペルチェ素子１５の一面１５ａには第１フィン１７が固定され、ペルチェ素子１５の他面１５ｂには第２フィン１９が固定されている。
【００３４】
各ペルチェ素子１５は、一面１５ａ側を形成する平板状の第１絶縁基板２１と、他面１５ｂ側を形成する平板状の第２絶縁基板２３と、第１絶縁基板２１と第２絶縁基板２３とに挟持された複数個の熱電変換素子２５とを有している。また、各ペルチェ素子１５は、第２絶縁基板２３に形成され、一端の熱電変換チップ２５に電気的に接続される第１電極２７と、同じく第２絶縁基板２３に形成され、他端の熱電変換チップ２５に電気的に接続される第２電極２９とを有している。第１電極２７及び第２電極２９は、それぞれ第２絶縁基板の端面から、その裏面の一部にまで延びている。これらの第１電極２７及び第２電極２９が電極に相当する。
【００３５】
各第１フィン１７は第１絶縁基板２１に固定され、複数枚の放熱板１７ａを有している。また、各第２フィン１９は第２絶縁基板２３側に固定され、複数枚の放熱板１９ａを有している。各第１フィン１７の各放熱板１７ａと各第２フィン１９の各放熱板１９ａとでは、冷却水の流通方向と空気の流通方向とが直交するようになっている。具体的には、各第１フィン１７の各放熱板１７ａは、図２及び図３に示すように、電動ファン１００ａによって送られる空気の流通方向に沿うように延びており、空気に対する流路抵抗を低減させることが可能となっている。他方、各第２フィン１９の各放熱板１９ａは、各チューブ９〜１１内の冷却水の流通方向（図２中の矢印参照。）に沿うように形成されており、冷却水に対する流路抵抗を低減させることが可能となっている。なお、第１、２フィン１７、１９の形状については、板状に限られず、例えば、波型に形成することもできる。また、それぞれ異なる形状の第１フィン１７と第２フィン１９とを採用することもできる。
【００３６】
図１及び図２に示すように、第１〜３チューブ９〜１１は絶縁体で形成されており、その内部には冷却水が流通可能な第１〜３内路９ａ〜１１ａが形成されている。また、各チューブ９〜１１にはコントローラ５に接続された配線３１が埋設されている。第１〜３チューブ９〜１１は、いずれも同じ構成とされている。以下では、各チューブ９〜１１の構成について、第１チューブ９を基に説明する。
【００３７】
図２に示すように、第１チューブ９の上面に配線３１が埋設されている。さらに、この第１チューブ９の上面には、ペルチェモジュール７を装着可能な凹部９ｂが複数形成されている。この凹部９ｂは、第１チューブ９に装着されるペルチェモジュール７の個数分形成されている。また、各凹部９ｂには第１内路９ａと連通する挿通孔９ｃが形成されている。この凹部９ｂ及び挿通孔９ｃが開口に相当する。
【００３８】
配線３１は、凹部９ｂで第１チューブ９ｃから露出して上記の第１、２電極２７、２９とそれぞれ電気的に接続される第１、２接続部３５、３７を有している。また、挿通口９ｃと第１、２電極３５、３７との間にはシール材としてのＯリング３３が設けられている。
【００３９】
この空調用熱交換器１００では、図１に示すように、第１〜３チューブ９〜１１が互いに平行に設けられている。これらのチューブ９〜１１の一端側は第１ヘッド１３に接続されており、チューブ９〜１１の他端側は第２ヘッド１４に接続されている。この際、図３に示すように、各チューブ９〜１１は、第１ヘッド１３の垂直面１３ｂにおいて、各チューブ９〜１１の並設方向に対して、各チューブ９〜１１の上面が水平に対して所定の角度で傾斜している。なお、上記のように、この空調用熱交換器１００では、冷却水（熱交換媒体）の流通方向と直交する仮想の垂直面として、第１ヘッド１３の垂直面１３ｂを採用している。
【００４０】
図１に示すように、第１ヘッド１３の内部には、第〜３チューブ９〜１１の第１〜３内路９ａ〜１１ａと連通して冷却水を流通可能な第１集合路１３ａが形成されている。また、第２ヘッド１４の内部には、第〜３チューブ９〜１１の第１〜３内路９ａ〜１１ａと連通して冷却水を流通可能な第２集合路１４ａが形成されている。第１集合路１３ａ及び第２集合路１４ａには、それぞれ配管３９、４１が接続されている。
【００４１】
ラジエータ３は、その内部を冷却水が流通可能に構成されており、ラジエータ３内の冷却水と、ラジエータ３周りの空気との間で熱交換を行うことで冷却水を冷却又は加熱することが可能となっている。また、ラジエータ３の近傍にはラジエータ用ファン３ａが設けられている。このラジエータ用ファン３ａは、バッテリ５ａに対し電気的に接続されている。
【００４２】
ラジエータ３と第１集合路１３ａとは配管３９によって接続されている。また、ラジエータ３と第２集合路１４３ａとは配管４１によって接続されている。これにより、空調用熱交換器１００とラジエータ５との間で冷却水が循環可能となっている。配管４１には電動ポンプＰ１が設けられている。この電動ポンプＰ１は、バッテリ５ａに対し電気的に接続されている。なお、電動ポンプＰ１は配管３９側に設けることもできる。
【００４３】
コントローラ５は、各ペルチェ素子１５等に通電する電力の強弱や方向等を適宜変更可能な制御装置として機能する。なお、コントローラ５の構成は公知のものと同様であり、構成に関する詳細な説明を省略する。
【００４４】
以上のように構成された空調装置において、空調用熱交換器１００は、第１〜３チューブ９〜１１の各上面に対し、複数のペルチェモジュール７が着脱可能となっている。以下、図２を参照し、第１チューブ９におけるペルチェモジュール７の着脱作業を例に具体的に説明する。
【００４５】
図２の（Ａ）は、第１チューブ９に対するペルチェモジュール７の装着前の状態を示している。この状態において、第１チューブ９の挿通孔９ｃ内に第２フィン１９を挿通させつつ、ペルチェ素子１５の第２絶縁基板２３を凹部９ｂ内に配置させる。これにより、Ｏリング３３が弾性変形し、凹部９ｂにおける気密性が確保される。また同時に、第２フィン１９は第１内路９ａ内に配置された状態となる。こうして、図２（Ｂ）に示すように、第１チューブ９に対するペルチェモジュール７の装着が完了する。この際、第チューブにおける凹部９ｂ及び挿通孔９ｃは、ペルチェモジュール７によって封止された状態となる。このため、内路９ａ内を流通する冷却水が第１チューブ９の外へ漏れ出し難くなっている。なお、装着時と逆の手順により、第１チューブ９からペルチェモジュール７の取り外しを行うこともできる。第２、３チューブ１０、１１に対するペルチェモジュール７の着脱作業も同様である。
【００４６】
この空調用熱交換器１００では、各ペルチェ素子１５の第１、２電極２７、２９に従来のリード線が設けられておらず、コントローラ５を介してバッテリ５ａに接続される配線３１が第１〜３チューブ９〜１１に埋設されている。そして、第１〜３チューブ９〜１１にペルチェモジュール７が装着されれば、第１電極２７と第１接続部３５との間及び第２電極２９と第２接続部３７との間がそれぞれ電気的に接続される。このため、この空調用熱交換器１００では、製造時やペルチェモジュール７の交換時にペルチェモジュール７の取り付けを行う際、第１〜３チューブ９〜１１に対するペルチェモジュール７の取り付け又は取り外しを行えば、ペルチェ素子１５と配線３１との電気的な接続又は取り外しを同時に行うことが可能となっている。
【００４７】
また、この空調用熱交換器１００では、ペルチェモジュール７の装着時にその取り付けを行うだけでペルチェ素子１５の第１、２電極２７、２９を第１、２接続部３５、３７に電気的に接続できることから、電気的な接続不良が生じ難くなっている。
【００４８】
この空調装置では、車室内の空調を行う際、図１に示すように、コントローラ５は、電動ファン１００ａと、電動ポンプＰ１と、ラジエータ用ファン３ａとをそれぞれ作動させる。これにより、空調用熱交換器１００に対して空気が供給されるとともに、空調用熱交換器１００とラジエータ３との間で図１中の矢印方向に冷却水が循環する。
【００４９】
この状態において、コントローラ５は、各ペルチェモジュール７における各ペルチェ素子１５について、一面１５ａ側で吸熱を行い、他面１５ｂ側で放熱を行うように電流の向きを制御する。これにより、空調用熱交換器１００がクーラコアとして機能し、ペルチェ素子１５の一面１５ａ側における吸熱により、空調用熱交換器１００の周りの空気が冷却される。また、ペルチェ素子１５の他面１５ｂ側における放熱により、各内路９ａ〜１１ａ内の冷却水が加熱される。こうして、この冷却された空気を車室内に供給することで車室内の冷房を行うことができる。一方、加熱された冷却水は、ラジエータ３内において、ラジエータ３周りの空気と熱交換が行われることにより冷却される。
【００５０】
また、コントローラ５が各ペルチェモジュール７における各ペルチェ素子１５について、一面１５ａ側で放熱を行い、他面１５ｂ側で吸熱を行うように電流の向きを制御すれば、空調用熱交換器１００がヒータコアとして機能する。このため、ペルチェ素子１５の一面１５ａ側における放熱によって、空調用熱交換器１００の周りの空気が加熱される。また、ペルチェ素子１５の他面１５ｂ側における吸熱によって、各内路９ａ〜１１ａ内の冷却水が冷却される。こうして、この加熱された空気を車室内に供給することで車室内の暖房を行うこともできる。なお、冷却された冷却水は、ラジエータ３内において、ラジエータ３周りの空気と熱交換が行われることにより加熱される。
【００５１】
この空調装置では、ペルチェモジュール７において、第１絶縁基板２１側及び第２絶縁基板２３側に設けられた第１、２フィン１７、１９により、ペルチェ素子１５の一面１５ａ側及び他面１５ｂ側のそれぞれの表面積が拡大されている。このため、この空調装置では、冷房及び暖房を行う際、効率よくペルチェ素子１５による吸熱及び放熱が行われている。
【００５２】
したがって、実施例１の空調用熱交換器１００は、ペルチェモジュール７の着脱作業が容易であるとともに、高い品質を発揮することが可能であり、ひいては空調装置の品質を高くすることが可能となる。
【００５３】
また、この空調用熱交換器１００では、図２に示すように、配線３１が第１〜３チューブ９〜１１の凹部９ａから露出して第１、２電極２７、２９と電気的に接続される第１、２接続部３５、３７を有している。このため、この空調用熱交換器１００では、配線３１の第１、２接続部３５、３７と第１、２電極２７、２９とを容易に接続できるようになっている。
【００５４】
さらに、この空調用熱交換器１００では、図１に示すように、第１〜３チューブ９〜１１が互いに平行に設けられている。そして、この空調用熱交換器１００は第１ヘッド１３と第２ヘッド１４とを備えている。このため、この空調用熱交換器１００では、第１〜３チューブ９〜１１を介して、空調用熱交換器１００がより多くのペルチェモジュール７を備えることとなり、空調装置による冷房又は暖房がより好適に行われる。また、第１〜３チューブ９〜１１における内路９ａ〜１１ａ同士は、第１ヘッド１３の第１集合路１３ａ及び第２ヘッド１４の第２集合路１４ａを介して互いに連通している。このため、第１〜３チューブ９〜１１を備えた場合でも、この空調用熱交換器１００は大型化しない。このため、空調装置の大型化も抑制することが可能となっている。
【００５５】
また、この空調用熱交換器１００では、図３に示すように、各ペルチェモジュール７が各チューブ９〜１１の並設方向に対して傾斜した状態で装着されている。このため、各ペルチェモジュール７は、第１、２ヘッド１３、１４に対して傾斜し、互いの干渉又は第１〜３チューブ９〜１１に対する干渉を回避している。このため、この空調用熱交換器１００では、第１〜３チューブ９〜１１に対するペルチェモジュール７の着脱作業が容易である。また、この空調装置では、傾斜した各ペルチェモジュール７の第１フィン１９に対して、より好適に空気が触れることができるように、空調用熱交換器１００に対する空気の供給方向を調節している（図３中の矢印参照。）。このため、冷房又は暖房時において、より好適に空気を冷却又は加熱することが可能となっている。
【００５６】
また、図２に示すように、第１〜３チューブ９〜１１には、第１、２接続部３５、３７と冷却水との接触を防止するＯリング３３が設けられている。このため、冷却水によって第１、２接続部３５、３７と第１、２電極２７、２９との間に短絡が生じる得ることを効果的に防止することが可能となっている。
【００５７】
（実施例２）
実施例２の空調装置は図４に示す空調用熱交換器２００を備えている。この空調用熱交換器２００は、図１に示す実施例１の空調用熱交換器１００の第１〜３チューブ９〜１１に替えて、第１〜３チューブ５１〜５３を有している。
【００５８】
第１〜３チューブ５１〜５３の各上面は、それぞれ第１ヘッド１３の垂直面１３ｂに対して傾斜した傾斜面５１ｄ〜５３ｄと、冷却水の流通方向と水平な水平面５１ｄ〜５１ｅとで構成されている。また、各チューブ５１〜５３内には、冷却水が流通可能な第１〜３内路５１ａ〜５３ａが形成されている。これらの各チューブ５１〜５３は、それぞれ第１、２ヘッド１３、１４に対して各チューブ５１〜５３の各水平面５１ｅ〜５３ｅが水平の状態で接続されている。
【００５９】
各傾斜面５１ｄ〜５３ｄには、ペルチェモジュール７を装着可能なように、配線、凹部、挿通孔及びＯリングが設けられている。配線、凹部、挿通孔及びＯリングは、実施例１における配線３１、凹部９ｂ、挿通孔９ｃ及びＯリング３３と同一の構成であり、構成に関する詳細な説明を省略する。他の構成も実施例１と同様である。
【００６０】
この空調用熱交換器２００では、第１〜３チューブ５１〜５３に各ペルチェモジュール７を装着する際、各チューブ５１〜５３の各傾斜面５１ｄ〜５３ｄにペルチェモジュール７が取り付けられる。このため、この空調用熱交換器２００においても、各ペルチェモジュール７は第１、２ヘッド１３、１４に対して傾斜した状態となる。このため、この空調用熱交換器２００でも、第１〜３チューブ５１〜５３に対するペルチェモジュール７の着脱作業が容易となっている。また、この空調装置でも、傾斜した各ペルチェモジュール７の第１フィン１９に対して、より好適に空気が触れることができるように、空調用熱交換器２００に対する空気の供給方向を調節している（図４中の矢印参照。）このため、冷房又は暖房時において、より好適に空気を冷却又は加熱することが可能となっている。他の作用効果は実施例１と同様である。
【００６１】
（実施例３）
実施例３の空調装置は図５に示す空調用熱交換器３００を備えている。この空調用熱交換器３００は、図１に示す実施例１の空調装置における空調用熱交換器１００の各構成に加えて、図５に示すように、ペルチェモジュール７が第１、２電極ばね２７ａ、２９ａ及び固定ピン５５ａ、５５ｂを有している。また、第１〜３チューブ９〜１１には、受け部５７が設けられている。これらの固定ピン５５ａ、５５ｂ及び受け部５７は固定手段として機能する。
【００６２】
第１、２電極ばね２７ａ、２９ｂは、それぞれ導電性を有するコイルばねからなる。これらの第１、２電極ばね２７ａ、２９ａは、それぞれ第１、２電極２７、２９の端部に一体で設けられている。なお、第１、２電極ばね２７ａ、２９ａと、第１、２電極２７、２９とを別体として構成しても良い。また、第１、２接続部３５、３７側に第１、２電極ばね２７ａ、２９ａを設けても良い。
【００６３】
固定ピン５５ａ、５５ｂは第２フィン１９の先端に設けられている。固定ピン５５ａ、５５ｂの各先端は、やや膨出している。また、受け部５７は、第１チューブ９内の第１内路９ａ内に設けられている。この受け部５７には、上記の固定ピン５５ａ、５５ｂを固定して保持可能な固定孔５７ａ、５７ｂが形成されている。なお、第２、３チューブ１０、１１に設けられている受け部５７も同様の構成である。他の構成は実施例１と同様である。
【００６４】
この空調用熱交換器３００では、ペルチェモジュール７が第１〜３チューブ９〜１１にそれぞれ装着される際、第１、２電極ばね２７ａ、２９ａを介して、第１、２電極１７、２９と第１、２接続部３５、３７とがそれぞれ接続される。この第１、２電極ばね２７ａ、２９ａは、第１電極２７と第１接続部３３との間及び第２電極２９と第２接続部３５との間で、それぞれ弾性変形する。このため、この空調用熱交換器３００では、第１電極２７と第１接続部３３との間及び第２電極２９と第２接続部３５との間が弾性変形可能となっている。このため、この空調用熱交換器３００では、第１〜３チューブ９〜１１にペルチェモジュール７を装着した後も、例えば、車両の走行によって生じる振動等により、ペルチェモジュール７に対する電気的な接続が外れ難くなっている。
【００６５】
また、この空調用熱交換器３００では、ペルチェモジュール７が第１〜３チューブ９〜１１にそれぞれ装着されることにより、固定ピン５５ａ、５５ｂが固定孔５７ａ、５７ｂに嵌め込まれる。なお、第１〜３チューブ９〜１１からペルチェモジュール７を取り外す際には、固定ピン５５ａ、５５ｂが固定孔５７ａ、５７ｂから外される。これにより、この空調用熱交換器３００では、第１〜３チューブ９〜１１に対するペルチェモジュール７の装着作業が容易になるとともに、上記のような車両の走行による振動等によりペルチェモジュール７が外れ難くなる。これらにより、空調用熱交換器３００の品質がより高くなっており、ひいては空調装置の品質がより高くなっている。他の作用効果は実施例１と同様である。
【００６６】
（実施例４）
実施例４の空調装置は図６に示す空調用熱交換器４００を備えている。この空調用熱交換器４００では、第１〜３チューブ９〜１１について、上面と下面とが上記の装着面とされている。すなわち、第１チューブ９には、その周方向である上面と下面とに凹部９ｂ及び挿通孔９ｃが形成されており、それぞれペルチェモジュール７を装着可能となっている。第２、３チューブ１０、１１についても同様である。また、ペルチェモジュール７には係止片５９ａ、５９ｂが設けられている。
【００６７】
第１チューブ９の上面及び下面には、ペルチェモジュール７を装着可能なように、配線３１、凹部９ｂ、挿通孔９ｃ及びＯリング３３が設けられている。なお、これらはいずれも実施例１と同様である。第２、３チューブ１０、１１についても同様である。
【００６８】
係止片５９ａ、５９ｂは、それぞれ第２フィン１９の先端に設けられている。この係止片５９ａは係止片５９ｂと互いに係止される関係となっている。他の構成は実施例１と同様である。
【００６９】
この空調用熱交換器４００では、各チューブ９〜１１の上面と下面とにそれぞれペルチェモジュール７が装着されるため、実施例１における空調用熱交換器１００と比較して、各ペルチェモジュール７におけるペルチェ素子１５による吸熱及び放熱作用がより好適に行われる。このため、この空調装置では、車室内の冷房又は暖房がより好適に行うことが可能となっている。
【００７０】
また、この空調用熱交換器４００では、各チューブ９〜１１の上面及び下面に装着された各ペルチェモジュール７は、互いに当接する係止片５９ａ、５９ｂによって固定される。このため、この空調用熱交換器４００では、各チューブ９〜１１に各ペルチェモジュール７を取り付けた後も、各ペルチェモジュール７が各チューブ９〜１１から外れ難くなっている。このため、空調用熱交換器４００も品質が高くなっており、ひいては空調装置の品質も高くなっている。
【００７１】
（実施例５）
実施例５の空調装置は図７に示す空調用熱交換器５００を備えている。この空調用熱交換器５００は、図２に示す実施例１の空調用熱交換器１００の第１、２電極２７、２９及び第１、２接続部３５、３７に替えて、図７に示すように、第１、２電極６１、６２及び第１、２接続部６３（第１接続部のみ符号６３を付して説明する。）を有している。
【００７２】
第１電極６１は、第２絶縁基板２３の一端方向からその端面まで延びるように形成されている。また、第１接合部６３には、略垂直に延びる軸部６３ａと、軸部６３ａの先端から屈曲して第１電極６１と接触可能な屈曲部６３ｂとを有している。第２電極６２も第１電極６１と同様の構成となり、第２絶縁基板２３の他端方向からその端面まで延びるように形成されている。また、図示はされていないが、第２接続部についても、第１接続部６１と同様、軸部と、第２電極６２に接触可能な屈曲部とを有している。他の構成は実施例１と同様である。
【００７３】
この空調装置における空調用熱交換器５００では、ペルチェモジュール７が第１〜３チューブ９〜１１にそれぞれ装着される際、第１接続部６３が弾性変形しつつ、第１電極６１と接続される。第２接続部についても同様に、弾性変形しつつ第２電極６２と接続される。このため、この空調用熱交換器５００では、第１電極６１と第１接続部６３との間及び第２電極６２と第２接続部との間が弾性変形可能となっている。このため、この空調用熱交換器５００では、第１〜３チューブ９〜１１にペルチェモジュール７を装着した後も、ペルチェモジュール７に対する電気的な接続が外れ難くなっている。他の作用効果は実施例１と同様である。
【００７４】
（実施例６）
実施例６の空調装置は図８に示す空調用熱交換器６００を備えている。この空調用熱交換器６００は、図１に示す実施例１の空調装置における空調用熱交換器１００の第１、２電極２７、２９及び第１、２接続部３５、３７に替えて、図８に示すように、第１、２電極６５、６６及び第１、２接続部６７（第１接続部のみ符号６７を付して説明する。）を有している。
【００７５】
第１電極６５は、第２絶縁基板２３の一端まで延びるように形成されている。また、第１接合部６７には、略逆Ｌ字状の軸部６７ａと、軸部６７ａの先端から屈曲して第１電極６５と接触可能な屈曲部６７ｂとを有している。第２電極６６も第１電極６５と同様、第２絶縁基板の他端まで延びるように形成されている。また、図示はされていないが、第２接続部についても、第１接続部６７と同様、軸部と、第２電極６６に接触可能な屈曲部とが形成されている。他の構成は実施例１と同様である。
【００７６】
この空調装置における空調用熱交換器６００では、ペルチェモジュール７が第１〜３チューブ９〜１１にそれぞれ装着される際、第１接続部６７が弾性変形しつつ、第１電極６５と接続される。より詳細には、第１接続部６９は、軸部６９ａの一部が弾性変形しつつ第１絶縁基板２１と第２絶縁基板２３との間に嵌め込まれる。この状態で、屈曲部６９ｂが第１電極６５と接触し、第１電極６５と第１接続部６７との電気的な接続が行われることとなる。第２接続部６６と第２電極との間においても同様である。これらにより、この空調用熱交換器６００では、第１電極６５と第１接続部６９との間及び第２電極６６と第２接続部との間が弾性変形可能となっている。
【００７７】
また、この空調用熱交換器６００では、各チューブ９〜１１にペルチェモジュール７を装着した際、上記のように第１接続部６９や第２接合部の一部が第１絶縁基板２１と第２絶縁基板２３との間に嵌め込まれた状態となる。このため、これらの第１接続部６９や第２接続部がペルチェモジュール７に対する固定手段としても機能する。これらのため、この空調用熱交換器６００では、第１〜３チューブ９〜１１にペルチェモジュール７を装着した後も、ペルチェモジュール７に対する電気的な接続やペルチェモジュール７自体が外れ難くなっている。他の作用効果は実施例１における空調用熱交換器１００及び空調装置と同様である。
【００７８】
以上において、本発明を実施例１〜６に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜６に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００７９】
例えば、第１、２接続部３５、３７、６３、６７を弾性変形可能な端子とすることもできる。
【００８０】
また、実施例３における空調用熱交換器３００について、第１、２電極ばね２７ａ、２９ａに替えて、弾性変形可能に構成されたヒューズを採用することもできる。これにより、コントローラ５からの給電に不具合が生じたペルチェモジュール７に対する給電のみを停止させることが可能となる。
【００８１】
また、ラジエータ３について、エンジンやモータ等の駆動装置の冷却を兼ねることもできる。また、バッテリ５ａについて、モータ等の電源を兼ねることもできる。
【００８２】
さらに、ペルチェモジュール７について、ペルチェ素子１５は他の構成のものを採用することもできる。また、各チューブ９〜１１、５１〜５３に装着した際、水平方向で隣接するペルチェモジュール７同士を固定可能な固定手段を設けても良い。
【００８３】
また、内路９ａ内等を流通する冷却水に替えて、例えば空気等の気体を採用することもできる。さらに、第１フィン１７ａ側に熱交換媒体としての液体や気体が流通可能な流路を設け、第１フィン１７ａは、この流路内の熱交換媒体を冷却又は加熱する構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の空調用熱交換器は車両用空調装置の他、建物の空調装置等に利用可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１５ａ…一面
１５ｂ…他面
２７、２９、６１、６２、６５、６６…電極（２７、６１、６５…第１電極、２９、６２、６５…第２電極）
２５…熱電変換チップ
１５…ペルチェ素子
１７…第１フィン
１９…第２フィン
７…ペルチェモジュール
９ａ〜１１ａ、５１ａ〜５３ａ…内路（９ａ、５１ａ…第１内路、１０ａ、５２ａ…第２内路、１１ａ、５３ａ…第３内路）
９〜１１、５１〜５３…チューブ（９、５１…第１チューブ、１０、５２…第２チューブ、１１、５３…第３チューブ）
１００、２００、３００、４００、５００、６００…空調用熱交換器
９ｂ…凹部（開口）
９ｃ…挿通孔（開口）
５ａ…バッテリ（電源）
３１…配線
３５、３７、６３、６７…接続部（３５、６３、６７…第１接続部、３７…第２接続部）
２１…第１絶縁基板
２３…第２絶縁基板
１３ａ…第１集合路
１３…第１ヘッド
１４ａ…第２集合路
１４…第２ヘッド
３３…Ｏリング（シール材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012151254.tif 000009
【図８】
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