(57)【要約】【課題】氷を蓄冷材とし、冷却効率がよく可搬送性のクーラーを提供する。【解決手段】装置内に氷と水を収納する断熱容器と、この容器に氷を入れるための開口部と、該開口部を塞ぎ気密に保つ断熱扉及び断熱容器内には冷却部熱交換器があり、ここからの配管は冷却液循環ポンプを経由して空気冷却用熱交換器に入り、再び冷却部熱交換器に戻る冷却液循環回路を持つ。また装置を貫く流路があり、装置表面には吸気孔と排気孔を持ち、流路内には空気冷却用熱交換器と送風機があり、吸気孔から吸気された外気が空気冷却用熱交換器の中を通過して送風機により排気孔から冷風として排出されるようになっていて、装置に内蔵された電源により冷却液循環ポンプと送風機を動かし、流路に設置された温度センサーで感知された温度により冷却水循環ポンプの電源を制御する制御装置を持つ。【選択図】  図１
2013019648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
氷と水を使い空気を冷却する可搬式のクーラー装置であって、装置内に氷と水を収納する断熱容器と、この容器に氷を入れるための開口部があり、該開口部を塞ぎ気密に保つ断熱扉を持ち、断熱容器内には冷却部熱交換器があり、ここから出た配管は冷却液循環ポンプを経由して空気冷却用熱交換器に入り、ここを通り再び冷却部熱交換器に戻る冷却液循環回路を持つ、また、装置を貫く流路があり、装置表面には外気を導入する吸気孔と冷気を排出する排気孔を持ち、流路内には空気冷却用熱交換器と送風機があり吸気孔から吸気された外気が空気冷却用熱交換器の中を通過して送風機により排気孔から排出されるようになっていて、装置に内蔵された電源により冷却液循環ポンプと送風機を動かし、流路に設置された温度センサーで感知された温度により冷却水循環ポンプの電源を制御する制御装置を持つことを特徴としたポータブルクーラー。
【請求項２】
栓のできるプラスチック容器または栓の出来るアルミ容器を収納できる断熱容器を持つことを特徴とした請求項１記載のポータブルクーラー。
【請求項３】
氷または氷の入った容器を収納する断熱容器の上面に氷を投入する開口部とこれを開閉する断熱扉を持ち、断熱容器の側面には下から導入した外気を上部へ排出する流路を持ち、その中に空気冷却用熱交換器と送風機を収納していることを特徴とした請求項１又は２記載のポータブルクーラー。
【請求項４】
流路内で空気冷却用熱交換器の上流にあり、位置は下で空気冷却用熱交換器により発生したドレーンの滴下により冷却されるドレーン式熱交換器で、ドレーン式熱交換器の下端を傾斜させ、これにより、直下に滴下することなく流路側面に設けられた雨樋状のドレーントラップに導き、さらに下方にあるドレーンタンクに貯水するようにしたことを特徴とした請求項１ないし３のいずれかに記載のポータブルクーラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、氷を利用した持ち運び可能なポータブルクーラーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今の電力事情を背景として、夏場の昼間のとりわけクーラーによる電力需要の集中を平準化させる配慮から、余剰の夜間電力を利用して水を凍らせて昼間はこれによって冷房する装置が実用化されている。
一方上記のような大型の装置で大きな部屋を冷房させるには、大掛かりな装備が必要になり、家庭などでは導入し難い面がある。そこで持ち運び可能で安価に提供できるクーラーが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１３２３３９号公報
【特許文献２】特開２００２−２８６３３９号公報
【特許文献３】実用新案登録第３１１５９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のような状況において、蓄冷材として氷を使用しこれによって得られる冷気をファンによって吹出すような小型のクーラーが提案されている。
例えば特許文献1に記載された発明は、内部に熱電変換素子を組込み、これによって電力を発生させてモーターを駆動し、気流の通路に低温物質を保持して送風ファンによって冷気を吹き出させるようにしたものである。
このような装置によって、電気エネルギーを節約したクーラーを得ることができるが、どうしても装置が大掛かりになってコストも嵩み、持ち運んで使用したり家庭内で簡単に装備することが難しい面がある。
【０００５】
また特許文献２に記載された発明は、キュ―ビック状の氷を胴体内に収納して発生させた冷気を、頭部に設置した送風ユニットで外気に吹出すようにした冷風機である。
このよう冷風機は、バッテリによって送風ユニットを駆動させることができるため、持ち運びも簡単で、容易に冷風を得られる利点はあるものの、氷は周囲から断熱又は密封されていないため、装置を使用していないときでも冷気が漏れ出してしまい、氷が溶け始めると表面積が急激に減少して所期の冷房効果が得られなくなる面がある。
【０００６】
さらに特許文献３に記載された発明は、市販のペットボトルに詰めた水を凍結させて蓄冷材として用い、その周囲に送風機で風を流して冷風をファンで外部に排出するものである。
この冷風機では、ペットボトル容積に対しての表面積が少なく、内部の氷と表面の流れる空気との熱伝達が十分といえない面があり、多数本のペットボトルが必要となり、重量が大きくなってしまう恨みがある。
【０００７】
本発明は、上記の３件の特許文献の着想と同様に、氷を蓄冷材として使用し、これによって冷やされた空気を排出して冷風が得られるようにするものであるが、氷による空気の冷却効率を一層高め、持ち運びが可能で冷房性能の優れたポータブルクーラーを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記の状況に鑑みてなされたもので、その要旨とするところは、氷と水を使い空気を冷却する可搬式のクーラー装置であって、装置内に氷と水を収納する断熱容器と、この容器に氷を入れるための開口部があり、該開口部を塞ぎ気密に保つ断熱扉を持ち、断熱容器内には冷却部熱交換器があり、ここから出た配管は冷却液循環ポンプを経由して空気冷却用熱交換器に入り、ここを通り再び冷却部熱交換器に戻る冷却液循環回路を持つ、また、装置を貫く流路があり、装置表面には外気を導入する吸気孔と冷気を排出する排気孔を持ち、流路内には空気冷却用熱交換器と送風機があり吸気孔から吸気された外気が空気冷却用熱交換器の中を通過して送風機により排気孔から排出されるようになっていて、装置に内蔵された電源により冷却液循環ポンプと送風機を動かし、流路に設置された温度センサーで感知された温度により冷却水循環ポンプの電源を制御する制御装置を持つことを特徴としたポータブルクーラーにある。
【０００９】
また本発明は、栓のできるプラスチック容器または栓の出来るアルミ容器を収納できる断熱容器を持つことを特徴としたものであり、さらに、氷または氷の入った容器を収納する断熱容器の上面に氷を投入する開口部とこれを開閉する断熱扉を持ち、断熱容器の側面には下から導入した外気を上部へ排出する流路を持ち、その中に空気冷却用熱交換器と送風機を収納していることを特徴とし、さらにまた、流路内で空気冷却用熱交換器の上流にあり、位置は下で空気冷却用熱交換器により発生したドレーンの滴下により冷却されるドレーン熱交換器で、ドレーン熱交換器の下端を傾斜させ、これにより、直下に滴下することなく流路側面に設けられた雨樋状のドレーントラップに導き、さらに下方にあるドレーンタンクに貯水するようにしたことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、上記の如き構成からなるものであるから、蓄冷材として氷を使用するものであり、これを冷却用熱交換器とこれに繋がり冷却液循環ポンプを経て設けられた空気冷却用熱交換器と、冷却水循環回路とにより、外気の冷却効率を高め、かつ装置をできるだけ小型化、軽量化することが可能であり、可搬性のある冷房効率のよいポータブルクーラーを提供しうる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施例の内部構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は本発明の第１実施例を示す縦断面図である。
本体ケース１の中に氷収納用の断熱容器２と外気が導入され冷気として排出されるための流路３が設けられ、吸気孔４、排気孔５が本体ケース表面に開口している。さらに、冷却水循環回路６がある。すなわち、冷却水が断熱容器内２に設置された冷却部熱交換器７、冷却水補充用のリザーブタンク８、冷却水循環ポンプ９、空気冷却用熱交換器１０の順に配管で繋がれて再び冷却部熱交換器７に戻る回路である。冷却部熱交換器７は螺旋状に配管を氷が収納されている断熱容器２壁面に沿うように配置したもので、中には氷１１と水１２が入っている。一方、流路３の内部には外気が吸引される吸気孔４そのすぐ下流にフィルター１３、ドレーントラップ１４、ドレーン式熱交換器１５、空気冷却用熱交換器１０があり、導入された外気がここで冷やされる。
【００１３】
空気冷却用熱交換器１０はアルミなどの熱良導体の薄板を多数枚隙間あけて並べ、薄板を貫いて冷却水パイプ１０ａの通る、タイプのものである。また、空気冷却用熱交換器１０、ドレーン式熱交換器１５で生じたドレーン（結露水）１６はドレーントラップ１４で集められパイプ１７を伝ってドレーンタンク１８に溜まり、適宜、ドレーン栓１９を開け外部に放出される。空気冷却用熱交換器１０の下流には送風機２０があり、これにより冷気としてルーバー２１で方向を決められて排気孔５より噴出する。
【００１４】
そして電子式の制御ユニット２２があり、電源２３からの電力を送風機駆動モーターと冷却水循環ポンプ駆動モーターに供給すると共に、温度センサー２４で流路内の風温をモニターし、使用者により設定された条件によりこれらモーターへの電力を制御するものである。そしてツマミ２５は電源のスイッチである。
【００１５】
本体ケース１内は、断熱材で満たされ外部からの熱の流入をできるだけ少なくしている。氷投入用の蓋２７は氷収納の断熱容器２の開口部と嵌合し、嵌合部パッキン２８により断熱容器２は気密状態になる。
また、氷投入用の蓋２７はラッチなどで本体ケース１に固定され、ラッチを外せば蓋２７がはずれ氷の投入ができるようになっている。さらにまた、氷投入用の蓋２７は断熱材２７ａが充填され熱の侵入を妨げる。また内部に電源２３を設置しているが図を判りやすくするためで、本体ケース１内に設置することも出来る。電源２３からの電線２９は制御ユニット２２に入り、制御ユニット２２からの電線は送風機駆動モーター（図では送風機ファンの奥になる）と冷却水循環ポンプ駆動モーターに繋がっている。また、温度センサー２４にも繋がっている。
【００１６】
リザーブタンク８は循環する冷却水を一時溜め、気泡などを取り除くためのもので、リザーブタンク蓋３０を開け冷却水を補充する。リザーブタンク蓋３０は断熱材が充填され、リザーブタンク８の気密をしっかり保つためパッキンが装着してある。ここで使用する冷却水は不凍液である。氷は通常冷凍庫で凍らせマイナス２０℃程になっていることもあるので、真水だと冷却部の配管内の循環水が凍結し循環出来なくなってしまうのを防止する為である。なお氷を断熱容器２に入れるとき、少量の真水を熱伝達促進剤として一緒に入れことで、氷と氷の間に空気が無くなり、冷却部→真水→氷と熱の伝わりを良くすることが出来る。
【００１７】
このような構成の本発明クーラーのスイッチ２５を入れると、電源２３からの電力で送風機２０が回転して暑い外気が吸気孔から流路３に導入され、フィルター１３で大きなゴミなどが取り除かれ、２つの熱交換器を通過して勢い良く排出口５から排出される。同時に、冷却水循環ポンプ９が動き出し冷却水循環回路６内の冷却水が回り始める。氷で冷やされた冷却水は、リザーブタンク８、冷水循環ポンプ９を経て空気冷却用熱交換器１０の上部に供給され空気冷却用熱交換器１０を冷却する。ここで外部より導入された暑い外気が空気冷却用熱交換器１０に触れて冷やされ、湿気は空気冷却用熱交換器１０内で結露し、ドレーン１６となり下に滴下するか、流路壁面に沿って下に流れる。このときこのドレーン１６はまだ外気より十分に冷たく冷却能力を持っている。ドレーン式熱交換器１５は、アルミなどの薄板を隙間あけて並べただけのものでドレーンにより冷やされたアルミ板の表面で外気が冷やされ、湿気が結露し新たなドレーン１６（上の空気熱交換器で出来たドレーンより温度は高い）となり滴下するが、アルミ板は図のようにくの字３１を上にした様にカットしてあるため真下に滴下せずくの字３１に沿って壁面に移動、上の空気冷却用熱交換器で発生したドレーント共にドレーントラップ１４に集まり、ドレーンタンク１８に溜まる。ドレーントラップは開口部全周に渡って設置されている。
【００１８】
空気冷却用熱交換器１０で暖められた冷却水は配管６で断熱容器２内の冷却部熱交換器７の下部に戻り、再び氷で冷却される。このようにして暑い外気が冷やされるが、温度センサー２４が冷却された外気の温度を常にモニターし、設定温度以下になると冷却水循環ポンプ駆動モーターへの通電を止める。これによって冷却水循環が止まるが、送風機２０は回り続けるため空気冷却用熱交換器１０の温度が上昇し、冷却外気の温度が上昇し設定温度以上になると、再び冷却水循環ポンプ駆動モーターに通電し空気冷却用熱交換器１０の温度を下げる。このようなＯＮ−ＯＦＦ制御により噴出する冷気の温度を任意に制御する。このようにしておくと、氷が全てとけた時の温度上昇を捕らえて氷交換のサインを出すことも出来る。
また融けて水になったら氷収納容器排水孔の栓３２を開き、水を排水する。電源スイッチ２５を切ると冷却水循環ポンプ９が止まり冷却水も循環しなくなるので、氷への熱の流入は断熱材を通してのものだけとなり氷の保冷力を温存することが出来る。この例では蓄冷材として氷１１を使用したが、アルミ缶に水を入れ凍らせたものや、ペットボトルに水を入れ凍らせたものでもよい。また、高分子吸水性ポリマーに水を含ませ、フィルムパックして凍らせたものでもよい。
本体ケース１内には、氷と水を収納する断熱容器２と、外気が導入され冷気として排出されるための本体１内を貫く流路３を備えており、吸気孔４、排気孔５が本体１表面に開口している。さらに、冷却水循環回路６が備えられ、冷却水が冷媒容器２内に設置された冷却用熱交換器７、冷却水補充用のリザーブタンク８、冷却水循環ポンプ９、空気冷却用熱交換器１０の順に配管で繋がれて、再び冷却用熱交換器７に戻る回路を構成している。
【００１９】
次にペットボトルに水を入れ凍らした容器を用いた、図２から図４の本発明の第２実施例により具体的に説明する。
図のように、氷の代わりに２■入りのペットボトル４０を凍結させたものを、氷ボトルとして２本を横に並べて蓄冷材として使用するものである。このようにすると一々融けた氷を排水することなく、氷が融けたペットボトルをボトルごと交換すればよく便利である。この場合も少量の水を、熱伝達促進剤としてペットボトル４０と共に断熱容器４７に入れることで、ペットボトル表面と冷却部熱交換器４４との間を埋めることが出来る。
【００２０】
図３は図２の断面図であり、図４は本体ケース４１と氷ボトル交換用蓋４２を取り除き、内部をむき出しにした状態を示すものである。（なお、電気配線も省略してある。）図３において、凍らせたペットボトル４０の前面（図では右側）に流路４３を設け、その中に空気冷却用熱交換器４４と送風機４５を内蔵させ、送風機４５の後ろ側に氷ボトル交換用蓋４２を置き、ドレーンタンク４６は断熱容器４７の下側に置くレイアウトが、コンパクトになり合理的である。冷却部熱交換器４８の配管４８ａは上下方向に蛇行しながら、２本の氷ボトルの周囲を回る方式である。これは熱伝達促進剤としての水が、上下方向の温度差による対流により氷ボトル表面から冷却部熱交換器配管への熱伝達がより促進するようにするためである。リザーブタンク４９と冷却水循環ポンプ５０は空気冷却用熱交換器４４の横に設置してある。
【００２１】
この例では冷却水は→のように流れる。ドレーン式熱交換器５１は下端が斜めにカットしてあり、ドレーン５２はここに沿ってドレーントラップ５３に落ちるので、ドレーントラップ５３は流路４３の一面のみに設けられている。またこの例は前面断熱蓋５４があり、着脱できるようになっていて、これを外すと、ドレーン熱交換器５１、空気冷却用熱交換器４４、送風機４５がむき出しになり、掃除がしやすくなる。
氷ボトル交換用扉４２は本体ケース４１とヒンジ５５で後端が結合されラッチ５６で固定される。そしてパッキン５７でシールされる。電源５８は本体ケース４１の空いた部分に設置される。これはＡＣアダプターを使い充電または直接家庭用電源で使うこともできる。
【００２２】
制御ユニット５９は、本体ケース４１上面に取り付けられている。なおここでは送風機４５として、シロッコファンを使用しているが他のタイプでも良い。また冷却部熱交換器４８も配管４８ａを蛇行させたものを使っているが、板状で中が空洞のもので氷ボトルを覆う物でもよい、空洞の中を冷却水がゆっくりと移動して熱交換が行われる。またクーラーの前面にはドレーンタンク排水孔がありドレーンタンク栓６０を抜くことでドレーンを捨てることが出来る。さらにクーラー前面には氷ボトル収納する断熱容器用排水孔６１があり、この氷ボトル収納した断熱容器栓６１を抜くことで熱伝達促進用の水をここから排出できる。
そして、上に述べた例では氷ボトルを使用しているが氷をそのまま入れることも可能である。この際に氷が融けた水を抜く際に氷ボトル収納容器排水孔６１を使うと本体ケース４１を逆さにしたりせず楽に排水ができる。
【符号の説明】
【００２３】
１、４１      本体ケース              
２、４７      断熱容器              
３、４３      流路            
４            吸気口
５            排気口      
６            冷却水循環回路    
７、４８      冷却部熱交換器
８、４９      リザーブタンク  
９、５０      冷却水循環ポンプ
１０、４４    空気冷却用熱交換器
１０ａ        冷却水パイプ                  
１１          氷
１２          水          
１３          フィルター          
１４、５３    ドレーントラップ          
１５、５１    ドレーン式熱交換器    
１６、５２    ドレーン              
１７          パイプ    
１８、４６    ドレーンタンク  
１９、６０    ドレーン栓    
２０、４５    送風機      
２１          ルーバー
２２、５９    制御ユニット
２３、５８    電源    
２４          温度センサー    
２５          ツマミ    
２６          断熱材
２７          蓋    
２７ａ        断熱材      
２８          嵌合部パッキン    
２９          電線    
３０          リザーブタンク蓋    
３１          くの字    
３２          栓      
４０          ペットボトル（容器）    
４２          ボトル交換用蓋    
５４          前面断熱蓋    
５５          ヒンジ    
５６          ラッチ
５７          パッキン
６１          断熱容器排水口栓        
【図１】
2013019648.tif 000003
【図２】
2013019648.tif 000004
【図３】
2013019648.tif 000005
【図４】
2013019648.tif 000006