(57)【要約】  本発明は、機能を有する減温または加温の用途に指定されたペルチェ素子、ペルチェ素子の一側面に接触接続されている加熱ヒートシンク、ペルチェ素子のまた別の一側面に接触接続されている冷却ヒートシンク、および冷却ファンを含むペルチェ装置に関するもので、減温と加温の用途に指定されたペルチェ素子を利用して、単一のペルチェ素子で複数の機能を使用することにより発生する熱交換効率を改善し、ヒートシンクを加熱ヒートシンクと冷却ヒートシンクに分離された状態でペルチェ素子と接触させて熱放射を二元化させるようにして前記流路管の孔内側面から中心部に向かって突出した4つの翼で形成された「Ｘ」字型孔を通して対象である流体と触れる表面積を最大化してペルチェ素子からの発熱と吸熱効果を直接流体に伝達させるため、設定温度にも達する時間を短縮できる。
2017513457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減温または加温の用途で指定された複数個のペルチェ素子の上部面に接触連結される加熱ヒートシンクとペルチェ素子の下部面に接触連結される冷却ヒートシンクとからなり、
加熱ヒートシンクは一定の厚さを持つ水平板と前記水平板の両端に垂直に向かい合うように突出形成された一対の側面板、前記一対の側面板の間に水平板と垂直に突出する複数個の櫛板で形成され、櫛板の上部中央に冷却ファンが陥入装着されるように凹面空間が形成され、
冷却ヒートシンクは外部を形成する外部ハウジングと内部に一つ以上の流路管からなり、 流路管の断面は、「Ｘ」字型通孔となり、冷却ヒートシンクの両側面には流路管の両端部に接続される1つ以上の流入口とこれに対応して形成された流出口を有することを特徴とする複数のペルチェ素子を用いた飼育水温調節装置。
【請求項２】
減温または加温の用途で指定された複数個のペルチェ素子の上部面に接触連結される加熱ヒートシンクとペルチェ素子の下部面に接触連結される冷却ヒートシンクとからなり、
加熱ヒートシンクは一定の厚さを持つ水平板と前記水平板の両端に垂直に向かい合うように突出形成された一対の側面板、前記一対の側面板の間に水平板と垂直に突出する複数個の櫛板で形成され、櫛板の上部中央に冷却ファンが陥入装着されるように凹面空間が形成され、
冷却ヒートシンクは外部を形成する外部ハウジングと内部に一つ以上の流路管からなり、流路管の断面は、「Ｘ」字型通孔となり、冷却ヒートシンクの両側面には流路管の両端部に接続される1つ以上の流入口とこれに対応して形成された流出口を有する飼育水温調節装置の電源を入力して飼育水の水温を設定する段階；
前記設定した水温に到達するまで複数個のペルチェ素子は、加温または減温しながら設定された水温に回帰する段階；
加温用途に設定されたペルチェ素子と減温用途に設定されたペルチェ素子がそれぞれの用途で駆動して設定された水温に微細調整を継続して設定された水温を維持する段階からなることを特徴とする複数のペルチェ素子を用いた飼育水温調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源を供給すると、発熱や吸熱反応を起こすペルチェ素子を利用した観賞魚または活魚水槽の飼育水温調節装置及び飼育水温調節方法に関するものである。また、減温と加温機能として用途を限定したペルチェ素子と接する流体または空気が触れる表面積を広げるため、流路管の表面積を広げ、複数のヒートシンクを利用して熱交換効率を向上させた活魚水槽の飼育水温調節方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明に使用される基本的な原理であるペルチェ効果（Peltier effect）は1834年にフランスJ.C.A.Peltierが発見した現象で、電子工学分野や材料工学分野で扱われる接合による電気的性質中の一つに該当する。二つの異なる物質の間に接合された状態で、電流が流れたときに発熱と吸熱が行われる。電流が一方方向に流動する際、熱が発生し、電流がそれと反対方向に流動する場合熱を吸収する性質をペルチェ効果という。
前記のようなペルチェ効果の可逆性を適用した例としては、Ｎ型半導体素子とＰ型半導体素子を金属板によって接続されたペルチェ素子が代表的であり、熱電素子（ペルチェ素子）または熱電モジュール（Thermoelectric Module、TEM）と呼ばれる。
ペルチェ素子に電力を供給するとＮ型半導体素子に電流が伝達された後、接続金属板とＰ型半導体素子を通して電流が流れるようになり、発熱現象が発生して接続金属板では吸熱現象が発生する。そして反対方向に電流が流れると、吸熱現象が発生し、接続金属板では、発熱現象が発生する。
一般的に、ペルチェ素子は、加熱と冷却機能に加えて、小容量無騒音で廃棄処分の際、公害物質が全く発生せず、冷蔵温度を非常に低いレベルまで下げる必要がない化粧品や医薬品の保管用冷蔵装置、または狭い空間でも容易設置が可能な小型冷凍装置や、電力供給源としてバッテリを使用した携帯用冷蔵庫のような分野にも積極的に適用されている。
また、ペルチェ素子は、固体構造を持つため、信頼性が高く、半永久的に使用可能であり、周囲温度（環境温度）よりも低く冷却が可能なので、適切な制御システムを備えれば±０．０５℃よりもっと精密な温度制御が可能（ＰＩＤ制御）で、最近の温度調節装置にペルチェ素子を適用するための技術開発の頻度が高くなっている。
しかし、値段が高く、経済性が低下し、吸熱時潜熱を保有する発熱部の温度に応じて、吸熱部の冷却効率が左右され、発熱部側の温度を適正なレベルに下げるまで時間がかかり、それに応じてペルチェ素子による冷却効率が落ち、一方で、発熱時に吸熱部側の温度を適正レベルまで上げる時間が掛かるにつれ、ペルチェ素子による加熱効率も落ちるため、ペルチェ素子の熱交換効率を改善させる技術の開発が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、観賞魚や活魚水槽の飼育水を減温又は加温するための用途で使用されるペルチェ素子と接する流体または空気が表面積を広げるために、複数のヒートシンクを利用して熱交換効率を向上させた活魚水槽の飼育水温調節装置を提供する。また、水温調節装置において、単一のペルチェ素子を利用すると、冷却又は発熱時ペルチェ素子に内在された熱又は冷熱により水温調節に不必要な電気と時間がかかり、過負荷により、ペルチェ素子は、許容温度を越えて内部にelement短絡が発生して寿命を短縮する問題を解決するため、減温と加温機能を独立的に担当する複数のペルチェ素子を利用した水温調節方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、減温又は加温の用途に指定されたペルチェ素子を使用して観賞魚または活魚水槽の飼育水温調節のためのペルチェ装置に関するもので、減温又は加温の用途に指定されたペルチェ素子、ペルチェ素子の上部面に接触接続される加熱ヒートシンク、前記加熱ヒートシンクの上部面に装着される冷却ファン、ペルチェ素子の下部面に接触接続される冷却ヒートシンクとで構成される観賞魚や活魚水槽の飼育水温調節装置及び、前記水温調節装置が備えられる活魚水槽を提供する。
前記水温調節装置の加熱ヒートシンクは、一定の厚さを持つ水平板と、前記水平板の両端に垂直に向き合うように突出形成された一対の側面板、前記一対の側面板の間に水平板と垂直に突出する複数の櫛板で形成される。また別の形態の加熱ヒートシンクは、一定の厚さを持つ水平板と前記水平板と垂直に突出する複数の櫛板が形成され櫛板の上部中央には冷却ファンが陥入装着できるように凹んだ空間が形成されることを特徴とする。
冷却ヒートシンクは外被を形成する外部ハウジングと内部に設置された複数の流路管で構成され、前記冷却ヒートシンクの両側面には、前記流路管の両端部と接続する1つ以上の流入口と、これに対応して形成された流出口を持ち、冷却ヒートシンク内部に設置された一つ以上の流路管は、一つ以上の「Ｓ」字型管が一体に形成され、又は複数の「−」字管に形成され、冷却ヒートシンクの側面に流入口と流出口を形成することを特徴とする。また、冷却ヒートシンクの流路管の断面は「Ｘ」字型孔で構成することを特徴とする活魚水槽の飼育水水温調節装置を提供する。
水温調節装置は、メイン操作部とペルチェデバイスで構成され、前記メイン操作部は、水温制御のための温度測定器、冷温スイッチと電源スイッチで構成され、前記ペルチェ装置は、減温用途に指定されたペルチェ素子と、加温用途に指定されたペルチェ素子、複数のペルチェ素子の上部一側面に接触接続される加熱ヒートシンク、複数のペルチェ素子の下部一側面に接触接続される冷却ヒートシンク、前記加熱ヒートシンクの上部面の任意の位置に設置された複数台の冷却ファンで構成される。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、減温又は加温するためペルチェ素子を使用することにより、活魚水槽内の飼育水の水温調節を容易にするだけでなく、ヒートシンクを加熱ヒートシンクと冷却ヒートシンクに分離した形でペルチェ素子と接触させペルチェ素子の熱放射を二元化して、加熱と冷却効率を向上させる効果がある。また、前記冷却ヒートシンク内部に設置された流路管は、通孔の内側面から中心部に向かって突出した四つの翼の形状を有する「Ｘ」字型通孔が形成されて流体と触れる表面積が広がり、ペルチェ素子による発熱と吸熱効果を直接流体に伝達して熱交換効率を高め、流体の設定温度に到達する時間を短縮させる効果を持つ。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一体化された水温調節のためのペルチェ装置を示す（韓国特許出願番号第10-2015-0036633号の図1と同じものである）。
【図２】本発明の水温調節のためのペルチェ装置の構成要素が分離された状態の側面図を示す（韓国特許出願番号第10-2015-0036633号の図2と同じものである）。
【図３】本発明の冷却ヒートシンクの内部上面図と側面図を示す（韓国特許出願番号第10-2015-0036633号の図6と同じものである）。
【図４】本発明の改善された加熱ヒートシンク斜視図を示す（韓国特許出願番号第10-2015-0036633号の図7と同じものである）。
【図５】本発明のペルチェ装置の正面斜視図を示す（韓国特許出願番号第10-2015-0036646号の図1と同じものである）。
【図６】冷却ヒートシンクの上部に複数のペルチェ素子が設置された状態を示す（韓国特許出願番号第10-2015-0036646号の図3と同一のものである）。
【図７】複数のペルチェ素子を固定する固定部材を設置した状態を示す（韓国特許出願番号第10-2015-0036646号の図4と同じものである）。
【図８】加熱ヒートシンク上部に複数の冷却ファンが設置された状態を示す（韓国特許出願番号第10-2015-0036646号の図6と同じものである）。
【図９】本発明のメイン操作部の正面図と背面図を示す（韓国特許出願番号第10-2015-0036646号の図10、11と同じものである）。
【図１０】減温機能設定時、本発明と既存の発明による水温の変化（A）と時刻別減温変化（B）を示す（韓国特許出願番号第10-2015-0036646号の図12と同じものである）。
【図１１】加温機能設定時、本発明と既存の発明による水温変動（A）と時刻別加温変化（B）を示す（韓国特許出願番号第10-2015-0036646号も13と同じものである）。
【図１２】特定温度設定時、本発明のペルチェ装置による水温変動を示す（韓国特許出願番号第10-2015-0036646号の図14と同じものである）。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、本発明の水温調節のためのペルチェ装置を示す。水温調節装置は、減温又は加温の機能を有するペルチェ素子、ペルチェ素子の上部一側面に接触接続される加熱ヒートシンク、ペルチェ素子の下部一側面に接触接続される冷却ヒートシンク、および前記加熱ヒートシンクの上部面に設置された冷却ファンで構成される。
一般的な構造は、単一のペルチェ素子に単一のヒートシンクが対応するように設置され、ペルチェ素子の内部に搭載された吸熱部の冷却性能は、発熱部の温度に応じて左右されるため、発熱部側の温度を適正なレベルに下げる役割をヒートシンクが担当することになる。
本発明では、ペルチェ素子の上下部面に加熱ヒートシンクと冷却ヒートシンクでヒートシンクを分離させ、ペルチェ素子の熱放射を加熱と冷却に二元化させる構成で設計した。
【０００８】
図２は、本発明の水温調節のためのペルチェ装置の構成要素を分離した状態の側面図を示す。本発明である水温調節のためのペルチェ装置は、減温又は加温の機能を有するペルチェ素子を基準にペルチェ素子の上部面に接触接続される複数の櫛面が形成された加熱ヒートシンク、ペルチェ素子の下部面に接触接続され、流体が通過する冷却ヒートシンク、および前記加熱ヒートシンクの上部面に設置された冷却ファンを含む構成からなる。
【０００９】
図２に示したように、減温又は加温の用途に指定されたペルチェ素子は、用途に応じて、各構成要素の規模を調整して、デュアルペルチェ素子に設置が可能である。この場合、それぞれのペルチェ素子は、異なる機能を担当することができ、また、互いに同じ用途の機能を実行することもできる。温度制御用ペルチェ素子の動作原理は、ペルチェ素子に電源を供給すると、前記ペルチェ素子の内部に形成された第１の接触金属板により、Ｎ型半導体素子に伝達される。接続金属板とＰ型半導体素子を通して第２の接触金属板に電流が流れることになる。この時、第１及び第２の接触金属板では、放熱現象が発生して接続金属板で吸熱現象が発生され、冷却が行われることになる。
ペルチェ素子の可逆的性質に応じて、電流の流れを変えると、これと逆に、第１及び第２接触金属板で吸熱現象が発生して接続金属板で放熱現象が発生することになる。一般的に、ペルチェ素子は、減温と加温の両方可能な機能を持つため一つの装置に単一のペルチェ素子を使用するのが普通である。
しかし、加温機能を遂行中の単一のペルチェ素子が減温機能で変動する場合、すでに上昇した温度を保有する状態で吸熱反応を起こすため、ペルチェ素子が内部に保有していた高温を吸熱対象である流体の温度より低く落とさなければならないため、もっと多くの時間が掛かり効率低下を招くことになる。
反対の場合、同じく減温機能を遂行中である単一のペルチェ素子が加温機能で変動する場合、すでに低温状態で発熱反応を起こすため、ペルチェ素子の低温状態を発熱対象の流体温度より高く発熱させるのに多くの時間が掛かり効率低下を招くことになる。
逆の場合も減温機能を実行する単の一ペルチェ素子が加温機能に変動する場合、すでに低温状態で発熱反応を起こすため、ペルチェ素子の低温状態を発熱対象である流体の温度より高くなるように発熱するのにはより多くの時間がかかり効率低下を招くことになる。
したがって、本発明では、減温又は加温の用途に指定されたペルチェ素子がそれぞれの機能を実行するように構成した。減温又は加温の用途に指定されたペルチェ素子を水温調節装置として搭載することにより、前記開示したペルチェ素子の機能変換時減少した熱交換効率を回復させ、水温を一定温度に保つのに必要な時間を短縮させ、発熱または吸熱対象流体が設定温度に効果的に到達するようにする。
【００１０】
本発明の水温調節装置を構成する加熱ヒートシンクは、一定の厚さを有する水平板と前記水平板の郊外側面から互いに向き合うように突出形成された一対の側面板、前記一対の側面板の間に水平板と垂直に突出した複数の櫛板を含む構成からなる。加熱ヒートシンクは、複数の突出した櫛を含む構成により、空気と触れる放熱面積の確保が多くなる。加熱ヒートシンクの水平面下部と接触するよう設置されたペルチェ素子が過度に加熱状態を見せると、前記加熱ヒートシンクが確保された放熱面積を利用して、熱放射を助け、ペルチェ素子が過度の冷却状態を見せれば、前記加熱ヒートシンクは、確保された放熱面積を利用して、空気亦は加熱ヒートシンクに内在された熱をペルチェ素子に伝達する作用をする。
加熱ヒートシンクは、熱交換効率を高めるため熱伝導率が高いアルミニウム材質で製造されることが望ましい。ステンレス又は銅材質も構成することができるが、製品が重く単価の上昇をもたらすことがあり、適切ではない。
【００１１】
本発明の水温調節装置を構成する冷却ヒートシンクは、外皮を形成する外部ハウジングと冷却ヒートシンク内部に流体が通過するように案内する流路管で構成され、前記流路管は、一つ以上の「S」字型管が一体に形成されるか、一つ以上の「−」字型の流路管が形成される。流路管の両側端部には流体の出入口のための流入口と流出口がそれぞれ接続され、流入口と流出口冷却ヒートシンクの同じ側または反対の側面に形成できる。
【００１２】
図３は本発明の冷却ヒートシンク内部上面図と冷却ヒートシンクの側面図を示す。図３は、１つ以上の「Ｓ」字型のジグザグ型の屈曲を有する管が一体化に形成された流路管を図示したもので、別の実施例の１つ以上の「−」字型流路管の中で用途に応じて選択適用が可能である。１つ以上の「Ｓ」字型管が一体化に形成された流路管を有する実施例１と１つ以上の「−」字型流路管を有する実施例２を比較すると、実施例１は、時間当たり流体の通過速度が比較的に遅く、同じ量の流体を通過させる直線型に比べ時間がかかる。しかし、減温又は加温作用において流体の設定温度までの到達は正確に行う。
【００１３】
一方、実施例２は、時間当たりの流体が通過する速度が速く、同じ量の流体を短時間で通過させるが、減温又は加温作用においては、対象である流体が設定温度に達するのに時間がかかり、正確な温度設定が難しい。図３の下部は、冷却ヒートシンクの側面図を示したもので冷却ヒートシンク内部に１つ以上の「−」字型流路管が形成されて、前記冷却ヒートシンクの側面に複数の流入口と流出口が形成された状態を示すものである。
冷却ヒートシンク内部に搭載された複数の流路管は、１つ以上の入口、及び流出口の断面が「Ｘ」字型通孔を有するパイプの形で接続され、前記通孔は、通孔の内側面から中心部に向かって四つの翼が突出した「Ｘ」字型通孔となる。これは、流路管に進入した飼育水の流体が冷却ヒートシンク内部と接触する面積を広げようとした構成で、ペルチェ素子が減温又は加温作用をすることにより、冷却ヒートシンク内部に伝達された熱が前記冷却ヒートシンクに内在された「Ｘ」字型通孔を通して流体が管の内部に流れるとき接触面積を高めることで、飼育水流体の減温又は加温反応に効果的である。
【００１４】
図４は、固定溝が形成された加熱ヒートシンクと冷却ファン、前記固定溝が形成された加熱ヒートシンクと過冷却ファンが結合された状態を示す。加熱ヒートシンクは一定の厚さを有する水平板と前記水平板と垂直に突出した複数の櫛板が形成されて櫛板の上部中央には冷却ファンが陥入装着出来るように凹面空間が形成され、冷却ファンが加熱ヒートシンクに形成された陥没した部分に設置する構成である。冷却ファンを加熱ヒートシンク上部の溝に挿入すると、ペルチェ装置の全体のサイズが削減し、ペルチェ装置を収納する水温調節装置の小型化とコンパクト化が可能である。また、加熱ヒートシンクと冷却ファンとの距離を狭めることで、前記ペルチェ素子内部熱を直接的に放射させる効果がある。
【００１５】
図５は本発明の複数のペルチェを装着した水温調節装置の正面斜視図を示す。図５は、メイン操作部を省略したペルチェ装置の構成でペルチェ素子、前記ペルチェ素子の上下面にそれぞれ接面する加熱ヒートシンクと冷却ヒートシンク、前記加熱ヒートシンクの一側面に位置する冷却ファンで構成される。本発明のペルチェ素子を用いた水温調節装置は、発熱と吸熱反応を同時に起こすので、前記ペルチェ素子の吸熱面と接面して断熱材からなる冷却ブロック、前記冷却ブロックの一側面に形成された冷却ファン、前記ペルチェ素子の発熱面に接面する発熱ブロック及び発熱ブロックの一側面に形成された発熱ファンで構成される。ペルチェ素子は、固体構造を持つため、信頼性が高く、半永久的使用可能でサイズが小さいため、効率的な空間活用が可能であり、適切な制御システムを備えれば、正確な温度制御が可能な長所がある。
【００１６】
しかし、単一のペルチェ素子を水温調節装置に利用すると、冷却時の発熱面が保有している熱により吸熱面の冷却効果が低下し逆に加熱時の吸熱面が保有している冷熱により発熱面の加熱効果が落ちて、水温調節に不必要な電気と時間がかかる。また、印加電圧に比例して、冷却又は吸熱効果が左右され、単一のペルチェ素子は、一定の性能に到達すると、電圧の増加にも機能が向上されず、発熱面に熱抵抗物体、すなわち、ヒートシンクを取り付けない場合、温度が高温に上昇し易く、もし許容温度を超えるとペルチェ素子内部のelementは短絡が生じ、最終的に破損してペルチェ素子の寿命が短縮される。
そこで、本発明では、複数のペルチェ素子を使用して、それぞれ減温と加温機能で用途を指定して水温調節において効率性を高めながら、安定的に駆動可能な複数のペルチェ素子を利用した水温調節装置及び方法を提供する。
【００１７】
図６は本発明のペルチェ装置の構成部中、流路管を搭載した冷却ヒートシンクの上部に１つ以上のペルチェ素子が設置された状態を示す。冷却ヒートシンクの内部には、１つ以上の流路管が装着され、冷却ヒートシンク上部の任意の位置に１つ以上の接触板が形成される。
前記の接触板は、電導率が高いアルミニウム材質で構成され、１つ以上のペルチェ素子が接面形成されるよう空間を提供する。
前記接触板は、設置されるペルチェ素子の数に応じて、流体と接触する表面積を広げて熱交換効率を高めるように構成可能である。冷却ヒートシンクは、外部を形成する外部ハウジングと内部に設置された複数の流路管で構成され、冷却ヒートシンクの両側面に前記流路管の両端部と接続される1つ以上の流入口と流出口を有する。
冷却ヒートシンク内部に設置された１つ以上の流路管は、１つ以上の「Ｓ」字型管が一体に形成されるか、又は１つ以上の一字管に形成されたものの中で選択的に構成でき、前記流路管は流入された流体が内部を通過するように案内する。流入口、流出口、及び流路管は、内部に接続された通孔を有するが、前記通孔は、通孔の内側面から中心部に向かって四つの翼が突出して「−」又は「Ｘ」字型孔が形成され、前記通孔の形状を通じて流体と触れる表面積が広くなり、ペルチェ素子から発生した熱が流体に直接伝達する。
【００１８】
図７は１つ以上のペルチェ素子を固定する固定部材を取り付けた状態を示す。１つ以上の流路管が搭載された冷却ヒートシンク、前記冷却ヒートシンク上部面に１つ以上の接触板と固定部材が形成され、前記接触板と固定部材は１つ以上の締結部材によって相互結合され、前記接触板と固定部材との間にペルチェ素子が固定される。
冷却ヒートシンク内部を通過する流体熱を効果的に交換するため、前記冷却ヒートシンクの上部に位置する接触板とペルチェ素子は、必ず接面するように設置する必要がある。ペルチェ素子の上部面に位置する固定部材は、ペルチェ素子の放熱に適合するように、熱伝導率が高く、表面積が広い金属板であるアルミ、セラミック、銅などの材質で製作されることが望ましい。通常の素材で固定部材を製作する場合、ペルチェ素子の過熱を防ぐには困難があるので、接触板と固定部材を相互結合させる締結部材により前記ペルチェ素子と固定部材との間に隙間を形成しなければならない。
【００１９】
図８は固定部材上部に加熱ヒートシンクが設置されて、加熱ヒートシンク上部に複数の冷却ファンが設置された状態を示す。加熱ヒートシンクは、一定の厚さを有する板と、前記板の側面から互いに向き合うように突出形成された一対の外郭四角板、前記一対の外郭四角板の間に板上部から突出した複数の櫛板で形成される。本発明で使用された加熱ヒートシンクは、当業者によってその形状と模様は変形して適用することもできるが、上部面の任意の位置に冷却ファンが収納されるように設置される固定溝を共通して形成しなければならない。
本発明の実施例で、加熱ヒートシンク上部任意の位置に冷却ファンの高さと幅程、陥没した複数の溝が形成され、前記冷却ファンが加熱ヒートシンク内部に内密設置することができる（図７参照）。冷却ファンを加熱ヒートシンク上部の溝に挟むと、ペルチェ装置の全体サイズを減らし、本ペルチェ装置を収納する水温調節装置の小型化とコンパクト化が可能である。また、加熱ヒートシンク過冷却ファンとの距離を狭めた構成で前記ペルチェ素子内部の熱を直接放射させる効果がある。
【００２０】
本発明の飼育水温調節装置は、メイン操作部とペルチェ装置で構成され、前記メイン操作部は、外部ハウジング、温度測定部、電源スイッチ、温冷スイッチで構成できる。温度測定部のメイン操作部内に搭載された冷却ヒートシンク内部を通過する流体の温度を測定して、温冷スイッチによって流体が設定温度に到達するように調節する。
また、別の実施例で、前記メイン操作部の構成に温度設定部と制御部が含まれ、温度設定部に流体の特定温度を設定して、温度測定部がペルチェ装置内部を通過する流体の温度を感知した後、前記制御部が設定温度に進入するため、各ペルチェ素子の最適温度をリアルタイムで計算して減温機能のペルチェ素子と加温機能のペルチェ素子に、これをそれぞれ伝達して流体が設定温度に迅速かつ正確に到達させる。
【００２１】
図９は本発明のメイン操作部の背面図を示す。図９にも図示したように、メイン操作部の上部面には、ペルチェ装置の冷却ファンが外部に露出するように１つ以上の通孔が位置し、メイン操作部の背面には、ペルチェ装置の内部に形成された流路管とそれぞれ接続された１つ以上の流入口と流出口がメイン操作部の外部に露出されるように形成される。
前記ペルチェ装置は、一般的に飼育水槽のメイン注水部フレームに設置され、注水ラインとペルチェ装置が接続され、水槽に供給される飼育水の水温を目標に設定し温度まで調節することができる。注水ラインパイプのいずれかの開口部は冷却ヒートシンクの「Ｘ」字型通孔に形成された流出口と接続設置され、飼育水はペルチェ冷却ヒートシンクに形成された流入口を通してペルチェ装置の流路管に流れながら飼育水は設定された温度に水温が減温又は加温されて注水ラインを通してガラス水槽まで供給される。
【００２２】
２．複数のペルチェを装着した水温調節装置を利用した水温調節
図１０は減温機能の設定時、本発明と既存の発明による水温の変動推移（Ａ）と時間別減温推移（Ｂ）を示す。経過時間に応じた水温の減温推移は、表１に数値で示した。（Ａ）に図示した青い線と点は、減温機能設定時、本発明による水温の変動推移を、赤い線と点は、本発明による水温の変動推移を示したもので、既存の発明は、減温機能設定後、２５℃の流体は６０分経過した後２３．２℃、１２０分経過した後２１．６℃、１８０分経過した後２０．０℃に低下したが、本発明は、減温機能の設定後、３３．０℃の流体は、６０分が経過した後２６．７℃、１２０分経過した後２２．７℃、１８０分経過した後１９．４℃に低下し、本発明の減少幅が高いことが確認された。
【００２３】
（Ｂ）に図示した青い棒グラフは、既存の発明の経過時間あたりの減温程度を、赤い棒グラフは、本発明の経過時間あたり減温程度を示したもので、60分経過後、既存の発明は、−１．８℃、本発明は−６．３℃であり、120分経過した後、既存の発明は、−３．４℃、本発明は、−１０．３℃であり、180分経過した後、既存の発明は、−５．０℃、本発明は、−１３．６℃で経過時間の減少幅における大きな違いを見せる。
つまり、減温機能設定の場合、複数のペルチェ素子が同時に動作して減温効率を高める一方、構造変更された本発明の冷却ヒートシンクと流路管の作用で、既存の発明に比べて効率が上昇した結果を示す。
【００２４】
図１１は加温機能の設定時に、本発明と既存の発明による水温の変動推移（Ａ）と時間別の加温推移（Ｂ）を示す。既存の発明と本発明の両方の２５℃の流体を３０℃に到達するよう加温機能を設定したもので、経過時間に伴う水温の加温推移は、表２に数値で示した。
（Ａ）に示した青い線と点は、加温機能設定時に既存の発明による水温の変動推移を、赤い線と点は、本発明による水温の変動推移を示したもので、既存の発明は、加温機能設定後、２５℃の流体は３０分経過した後２６．４℃、60分経過した後２７．９℃、１２０分経過した後３０．０℃にも達したが、本発明は、加温機能の設定後２５．０℃の流体は、３０分経過した後２６．７℃、６０分が経過した後２８．６℃、８０分が経過した後３０．２℃にも達し、所要時間において差がある。
【００２５】
【表１】
2017513457.tif 000003
【００２６】
（Ｂ）に示した青い棒グラフは、既存の発明の経過時間加温程度を、赤い棒グラフは、本発明の経過時間加温の程度を示したもので、３０分経過した後、既存の発明は、＋１．４℃、本発明は、＋１．７℃であり、６０分経過した後、既存の発明は、＋２．９℃、本発明は、＋３．６℃であり、８０分経過した後、既存の発明は、約＋３．０℃、本発明は、＋５．２℃で、すでに設定温度にも達したという事実を確認することができる。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
図１２は特定の温度設定時、本発明の複数のペルチェ素子を利用したペルチェ装置による水温の変動推移を示す。２９．５℃の流体の設定温度である２１．５℃に到達する変動推移を示したもので、本発明の経過時間に応じた水温の変動推移は表３に数値で示した。
図１２に示したように、温度設定後２９．５℃の流体の温度が急激に低下し、６０〜７０分が経過後、設定温度に近接し、その後、約６０分間の温度騰落幅が微細になりながら、２１．５℃に正確に到達する。
つまり、複数のペルチェを使用して水温を調節する場合、近接温度までは２つのペルチェ素子が同じ作用をして水温を落としたり、上げたりして、設定温度に近くなると、複数のペルチェ素子が相互作用することによって加温と減温を繰り返すことで、設定した温度を一定に調節する作用を繰り返し実行することになり、正確な設定温度を合わせることができる。
【００２９】
【表３】
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【００３０】
このように一つのペルチェを使用する場合は、単一の素子が加温、減温作用をすることにより、温度補正が迅速でないのに対し、複数のペルチェ素材を使用して、それぞれのペルチェ素材は、減温又は加温をできるように機能を付与することにより、設定された温度までの回帰が単一のペルチェ素材としたときより速く迅速に行える。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
減温または加温用途に指定されたペルチェ素子を使用して、流路管の表面積を広げ分離されたヒートシンクを使用することにより、流体と触れる表面積を広げて熱交換効率を向上させ、ペルチェ素子がデュアルで駆動され、流体の設定温度到達時間を短縮させ水温を数値的に微細調整するので、活魚水槽の飼育水温度を容易に調節できるだけでなく、様々な目的や形態の温度調節装置で使用可能である。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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