JP2004190884A - ペルチェ式冷却装置及びその使用方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ペルチェ素子の劣化や構造の複雑化を招くことなく、結露による故障を防止することができ、ヒータとしても使用することができるペルチェ式冷却装置を提供する。
【解決手段】ペルチェ素子１を直流と交流とに切り替え可能な電源装置に接続する。ペルチェ素子１の吸熱側に結露が検出されたとき、電源装置を直流から交流に切り替えてジュール熱を発生させ、結露を蒸発させる。またペルチェ素子１をヒータとして使用するときは、ペルチェ素子１の放熱側のファンを停止し、ペルチェ素子の電源装置を直流から交流に切り替えてジュール熱を発生させる。
【選択図】 図１
【解決手段】ペルチェ素子１を直流と交流とに切り替え可能な電源装置に接続する。ペルチェ素子１の吸熱側に結露が検出されたとき、電源装置を直流から交流に切り替えてジュール熱を発生させ、結露を蒸発させる。またペルチェ素子１をヒータとして使用するときは、ペルチェ素子１の放熱側のファンを停止し、ペルチェ素子の電源装置を直流から交流に切り替えてジュール熱を発生させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気電子機器収納盤などの冷却手段として用いることができるペルチェ式冷却装置及びその使用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特公平３−５９６４１号公報
【特許文献２】実公昭４１−１８９８８号公報
【０００３】
上記の特許文献１に示されるように、配電盤、分電盤などの電気電子機器収納盤の冷却手段として、従来からペルチェ式冷却装置が知られている。ペルチェ式冷却装置は、ペルチェ素子に通電するとその片面が吸熱面、反対面が放熱面となることを利用して冷却を行わせる装置であり、その電源には当然に直流電源が用いられている。
【０００４】
ところが特に屋外設置型の盤においては、外気温が低下するとペルチェ素子の吸熱側の表面温度が露点以下にまで低下し、結露を生じることがあった。そして結露水が電極内部に溜まると電極がショートしたり、錆びたりして故障の原因となり易いという問題があった。また冬季などにおいては盤内温度が下がりすぎ、ヒータを別に設けて加熱しなければならない場合があった。
【０００５】
そこで上記の特許文献１には、ヒータが必要となった場合には直流電源の通電方向を逆転させて盤内を保温する技術が記載されている。しかしこのように通電方向を逆転させると、それまで吸熱側であった面が急激に発熱することとなり、逆に放熱側であった面が急激に冷却されることとなるため、ヒートショックによってペルチェ素子の劣化を早めるおそれがあった。また上記の特許文献２には、防湿性物質と防湿枠によって結露の侵入を防止する技術が記載されている。しかし構造が複雑でコストが高くなるという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決するためになされたものであって、その第１の目的はペルチェ素子の劣化や構造の複雑化を招くことなく、結露による故障を防止することができるペルチェ式冷却装置及びその使用方法を提供することである。また本発明の第２の目的は、ペルチェ素子の劣化や構造の複雑化を招くことなく、ヒータとしても使用することができるペルチェ式冷却装置及びその使用方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた請求項１の発明のペルチェ式冷却装置は、ペルチェ素子を、直流と交流とに切り替え可能な電源装置に接続したことを特徴とするものである。また請求項２の発明は、ペルチェ素子の吸熱側に結露が検出されたとき、ペルチェ素子の電源装置を直流から交流に切り替えてジュール熱を発生させ、結露を蒸発させることを特徴とするものである。さらに請求項３の発明は、ペルチェ素子の放熱側のファンを停止し、ペルチェ素子の電源装置を直流から交流に切り替えてジュール熱を発生させ、ペルチェ素子をヒータとして使用することを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は請求項１，２の発明の実施形態を示す図である。図中、１はペルチェ素子であり、２枚の電極２，３の間にＰ形及びＮ形の半導体素子４を多数配置し、閉回路を構成したものである。このペルチェ素子１に接続される電源装置は、以下に説明するとおり直流と交流とに切り替え可能となっている。
【０００９】
５は商用の交流電源であり、６は整流用のダイオードブリッジである。これらの間に設けられた切り替えスイッチ７を図の上側に切り替え、スイッチ８をオンにすると直流がペルチェ素子１に流れ、従来通りに片側の電極２が吸熱面となり、反対側の電極３が放熱面となる。このため、吸熱面側にヒートシンクを設けて盤内に配置すれば、冷却装置として機能する。
【００１０】
また、切り替えスイッチ７を図の下側に切り替えれば、交流がペルチェ素子１に流れる。このときにはスイッチ８はオフとなるよう、切り替えスイッチ７と連動式としておくことが好ましい。このようにしてペルチェ素子１に交流電流を通電すると、ペルチェ素子１の半導体素子４の全体がジュール熱により緩やかに発熱する。このため、ペルチェ素子１に結露検出用のセンサ１０を取り付け、結露が検出されたときに自動的に電源を交流に切り替えれば、ペルチェ素子１の結露を蒸発させることができる。 しかもこのジュール熱による加熱は全体が均一に発熱するうえに、従来の直流通電方向の反転方式のように急激な温度変化を伴わないので、ペルチェ素子１を劣化させることがない。
【００１１】
図２は請求項３の発明の実施形態を示す図である。図示のように盤内と盤外を区画する隔壁１２にペルチェ素子１が取り付けられており、両側にヒートシンク１３，１４とファン１５，１６が配置されている。図示されていないが、このペルチェ素子１の電源装置は直流と交流とに切り替え可能となっている。
【００１２】
通常運転時には、両側のファン１５，１６を動作させて盤内側から吸熱した熱量を盤外に放熱しているが、盤内温度が低下した場合には図示しない温度センサにより電源を交流に切り替え、前記したようにジュール熱を発生させる。また放熱側のファン１５を停止する。この結果、ペルチェ素子１で発生したジュール熱は盤外側には放出されず、ファン１６によって盤内側に送られるので、ペルチェ素子１をヒータとして利用した盤内保温が可能となる。この場合にも、従来の直流通電方向の反転方式のように急激な温度変化を伴わないので、ペルチェ素子１を劣化させることがない。
【００１３】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１，２の発明によれば、ペルチェ素子の劣化を招くことなく、結露によるペルチェ式冷却装置の故障を防止することができる。また請求項１，３の発明によれば、ペルチェ素子の劣化を招くことなく、ペルチェ式冷却装置をヒータとしても使用することができる。しかもペルチェ素子自体の構造を複雑化させることもない。このため本発明は、配電盤、分電盤などの電気電子機器収納盤の冷却手段として好適なものであるが、その他の用途にも適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を示す配線図である。
【図２】第２の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ペルチェ素子
２ 電極
３ 電極
４ 半導体素子
５ 交流電源
６ ダイオードブリッジ
７ 切り替えスイッチ
８ スイッチ
９ コンデンサ
１０ 結露検出用のセンサ
１２ 隔壁
１３ ヒートシンク
１４ ヒートシンク
１５ ファン
１６ ファン
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気電子機器収納盤などの冷却手段として用いることができるペルチェ式冷却装置及びその使用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特公平３−５９６４１号公報
【特許文献２】実公昭４１−１８９８８号公報
【０００３】
上記の特許文献１に示されるように、配電盤、分電盤などの電気電子機器収納盤の冷却手段として、従来からペルチェ式冷却装置が知られている。ペルチェ式冷却装置は、ペルチェ素子に通電するとその片面が吸熱面、反対面が放熱面となることを利用して冷却を行わせる装置であり、その電源には当然に直流電源が用いられている。
【０００４】
ところが特に屋外設置型の盤においては、外気温が低下するとペルチェ素子の吸熱側の表面温度が露点以下にまで低下し、結露を生じることがあった。そして結露水が電極内部に溜まると電極がショートしたり、錆びたりして故障の原因となり易いという問題があった。また冬季などにおいては盤内温度が下がりすぎ、ヒータを別に設けて加熱しなければならない場合があった。
【０００５】
そこで上記の特許文献１には、ヒータが必要となった場合には直流電源の通電方向を逆転させて盤内を保温する技術が記載されている。しかしこのように通電方向を逆転させると、それまで吸熱側であった面が急激に発熱することとなり、逆に放熱側であった面が急激に冷却されることとなるため、ヒートショックによってペルチェ素子の劣化を早めるおそれがあった。また上記の特許文献２には、防湿性物質と防湿枠によって結露の侵入を防止する技術が記載されている。しかし構造が複雑でコストが高くなるという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決するためになされたものであって、その第１の目的はペルチェ素子の劣化や構造の複雑化を招くことなく、結露による故障を防止することができるペルチェ式冷却装置及びその使用方法を提供することである。また本発明の第２の目的は、ペルチェ素子の劣化や構造の複雑化を招くことなく、ヒータとしても使用することができるペルチェ式冷却装置及びその使用方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた請求項１の発明のペルチェ式冷却装置は、ペルチェ素子を、直流と交流とに切り替え可能な電源装置に接続したことを特徴とするものである。また請求項２の発明は、ペルチェ素子の吸熱側に結露が検出されたとき、ペルチェ素子の電源装置を直流から交流に切り替えてジュール熱を発生させ、結露を蒸発させることを特徴とするものである。さらに請求項３の発明は、ペルチェ素子の放熱側のファンを停止し、ペルチェ素子の電源装置を直流から交流に切り替えてジュール熱を発生させ、ペルチェ素子をヒータとして使用することを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は請求項１，２の発明の実施形態を示す図である。図中、１はペルチェ素子であり、２枚の電極２，３の間にＰ形及びＮ形の半導体素子４を多数配置し、閉回路を構成したものである。このペルチェ素子１に接続される電源装置は、以下に説明するとおり直流と交流とに切り替え可能となっている。
【０００９】
５は商用の交流電源であり、６は整流用のダイオードブリッジである。これらの間に設けられた切り替えスイッチ７を図の上側に切り替え、スイッチ８をオンにすると直流がペルチェ素子１に流れ、従来通りに片側の電極２が吸熱面となり、反対側の電極３が放熱面となる。このため、吸熱面側にヒートシンクを設けて盤内に配置すれば、冷却装置として機能する。
【００１０】
また、切り替えスイッチ７を図の下側に切り替えれば、交流がペルチェ素子１に流れる。このときにはスイッチ８はオフとなるよう、切り替えスイッチ７と連動式としておくことが好ましい。このようにしてペルチェ素子１に交流電流を通電すると、ペルチェ素子１の半導体素子４の全体がジュール熱により緩やかに発熱する。このため、ペルチェ素子１に結露検出用のセンサ１０を取り付け、結露が検出されたときに自動的に電源を交流に切り替えれば、ペルチェ素子１の結露を蒸発させることができる。 しかもこのジュール熱による加熱は全体が均一に発熱するうえに、従来の直流通電方向の反転方式のように急激な温度変化を伴わないので、ペルチェ素子１を劣化させることがない。
【００１１】
図２は請求項３の発明の実施形態を示す図である。図示のように盤内と盤外を区画する隔壁１２にペルチェ素子１が取り付けられており、両側にヒートシンク１３，１４とファン１５，１６が配置されている。図示されていないが、このペルチェ素子１の電源装置は直流と交流とに切り替え可能となっている。
【００１２】
通常運転時には、両側のファン１５，１６を動作させて盤内側から吸熱した熱量を盤外に放熱しているが、盤内温度が低下した場合には図示しない温度センサにより電源を交流に切り替え、前記したようにジュール熱を発生させる。また放熱側のファン１５を停止する。この結果、ペルチェ素子１で発生したジュール熱は盤外側には放出されず、ファン１６によって盤内側に送られるので、ペルチェ素子１をヒータとして利用した盤内保温が可能となる。この場合にも、従来の直流通電方向の反転方式のように急激な温度変化を伴わないので、ペルチェ素子１を劣化させることがない。
【００１３】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１，２の発明によれば、ペルチェ素子の劣化を招くことなく、結露によるペルチェ式冷却装置の故障を防止することができる。また請求項１，３の発明によれば、ペルチェ素子の劣化を招くことなく、ペルチェ式冷却装置をヒータとしても使用することができる。しかもペルチェ素子自体の構造を複雑化させることもない。このため本発明は、配電盤、分電盤などの電気電子機器収納盤の冷却手段として好適なものであるが、その他の用途にも適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を示す配線図である。
【図２】第２の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ペルチェ素子
２ 電極
３ 電極
４ 半導体素子
５ 交流電源
６ ダイオードブリッジ
７ 切り替えスイッチ
８ スイッチ
９ コンデンサ
１０ 結露検出用のセンサ
１２ 隔壁
１３ ヒートシンク
１４ ヒートシンク
１５ ファン
１６ ファン
Claims (3)
- ペルチェ素子を、直流と交流とに切り替え可能な電源装置に接続したことを特徴とするペルチェ式冷却装置。
- ペルチェ素子の吸熱側に結露が検出されたとき、ペルチェ素子の電源装置を直流から交流に切り替えてジュール熱を発生させ、結露を蒸発させることを特徴とするペルチェ式冷却装置の使用方法。
- ペルチェ素子の放熱側のファンを停止し、ペルチェ素子の電源装置を直流から交流に切り替えてジュール熱を発生させ、ペルチェ素子をヒータとして使用することを特徴とするペルチェ式冷却装置の使用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002356450A JP2004190884A (ja) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | ペルチェ式冷却装置及びその使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002356450A JP2004190884A (ja) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | ペルチェ式冷却装置及びその使用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004190884A true JP2004190884A (ja) | 2004-07-08 |
Family
ID=32756793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002356450A Pending JP2004190884A (ja) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | ペルチェ式冷却装置及びその使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004190884A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007198718A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-08-09 | Toppan Printing Co Ltd | 温度制御方法 |
| JP2009158814A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Fujitsu Ltd | 温度制御装置 |
| CN104343713A (zh) * | 2014-01-20 | 2015-02-11 | 上海新时达电气股份有限公司 | 交流风扇的故障检测电路 |
| CN107732730A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-02-23 | 天津城建大学 | 一种基于半导体制冷片的配电柜除湿系统 |
| CN111884084A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-03 | 南安市工业学校 | 一种具有散热功能的电气控制机箱及其使用方法 |
| DE102020212040A1 (de) | 2020-09-24 | 2022-03-24 | Mahle International Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Wärmeübertragers |
-
2002
- 2002-12-09 JP JP2002356450A patent/JP2004190884A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007198718A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-08-09 | Toppan Printing Co Ltd | 温度制御方法 |
| JP2009158814A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Fujitsu Ltd | 温度制御装置 |
| CN104343713A (zh) * | 2014-01-20 | 2015-02-11 | 上海新时达电气股份有限公司 | 交流风扇的故障检测电路 |
| CN107732730A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-02-23 | 天津城建大学 | 一种基于半导体制冷片的配电柜除湿系统 |
| CN111884084A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-03 | 南安市工业学校 | 一种具有散热功能的电气控制机箱及其使用方法 |
| DE102020212040A1 (de) | 2020-09-24 | 2022-03-24 | Mahle International Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Wärmeübertragers |
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