JPH0285010A

JPH0285010A - 冷房装置

Info

Publication number: JPH0285010A
Application number: JP907989A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamada; 兼二山田; Kenichi Fujiwara; 健一藤原; Kazutoshi Nishizawa; 一敏西沢
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1988-06-25
Filing date: 1989-01-18
Publication date: 1990-03-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、熱電素子を効率良く作動させて、自動車室内
等に冷風を供給することができる冷房装置に関する。

〔従来技術〕

従来、熱電素子を用いた車載用冷暖房装置としては、第
１３図に示すものが知られている。該装置は、暖房装置
８と冷房装置９とからなる。

前者の暖房装置８は、ダクト８４内にヒータＨを配設し
、ダクト８０内に設けたファン８２からの送風をヒータ
Ｈに送り、温風を車内に導入する。

又は、ダンパー８５により送風をダクト８３に送り車内
又は車外の空気を、そのまま車内に導入する。車内又は
車外の空気の吸入はダンパー８１の操作により行う。

一方、後者の冷房装置９はダクト４内に熱電素子Ｃを配
設し、該熱電素子Ｃの下流側には、冷却側２からの冷風
を送る冷風ダクト４１を、放熱側３からの温風を送る温
風ダクト４２を設ける。熱電素子Ｃの空気入口側にはフ
ァン９２を設け、ダンパー９１の操作により車内又は車
外の空気を吸入する。上記熱電素子Ｃは、バッテリ１２
．可変抵抗器１１により、その出力が調節される。

しかして、上記熱電素子Ｃは、バッテリ１２からの電流
を一定方向に流すことにより、冷却側２が冷却され、放
熱側３が熱せられるという、ベルチェ効果を利用した素
子である。冷却側２と放熱側３との間には、該ベルチェ
効果を有する素子本体１を有する。

そして、上記冷暖房装置によって、車内の温度調節を行
うに当たっては、暖房装置８を用いて暖房を、冷房装置
９を用いて冷房を行う、後者の冷房の場合には冷却側２
の冷風は冷風ダク）４１により車内に送入され、他方の
放熱側３の温風はダクト４２により車外へ徘出される。

〔解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の冷房装置９においては。

熱電素子Ｃは必ずしも充分な冷却効果を発揮していると
は言えない０本発明者らは、熱電素子の冷却能力向上に
検討を重ね、熱電素子の特性を活用して１本発明をなす
に至った。

また２本発明者らは５より効率的に自動車室内。

特に室内後方を冷却することができる冷房装置につき検
討し２本発明をなすに至った。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、効率良く冷風を供
給することができる冷房装置を提供しようとするもので
ある。

〔課題の解決手段〕

本発明は、ダクト内に配設した熱電素子と、該熱電素子
に空気を送る送風機とよりなると共に。

該熱電素子の下流側には該熱電素子の冷却側からの冷風
を送る冷風ダクトと、該熱電素子の放熱側からの温風を
送る温風ダクトとを設けてなる冷房装置であって、上記
熱電素子は冷却側を上方に放熱側を下方に配置すると共
に冷却側において生じた凝縮水が放熱側に導入されるよ
うになしたことを特徴とする冷房装置にある。

本発明において注目すべきことは、熱電素子の冷却側を
上方に放熱側を下方に向けて配設し、かつ冷却側に生じ
た凝縮水が放熱側に導入されるようになしたことにある
。この凝縮水は、ダクト内の熱電素子周りに送られた空
気中の水分が、冷却側の露点降下により凝縮して生じた
ものである。

上記凝縮水の導入は１例えば熱電素子における素子本体
を貫通する凝縮水導入孔を多数設けることにより行う。

また、凝縮水が成可く多く放熱側に送られるよう、冷却
側のフィンにも凝縮水が垂下し易いようにタテ溝を設け
ることが好ましい（第１図参照）、また、熱電素子の冷
却側は蓄冷量を大きくするため、ヒートマスを大きくし
ておくことが好ましい。

また、上記において冷風ダクト温風ダクトは。

上記冷風又は温風を所望する場所へ送る送風通路。

送風口を意味する。それ故、上記冷風ダクト、送風ダク
トは第１０図に示すごとく短い開口部であっても良い。

また、上記冷房装置において、熱電素子の送風入口側に
は冷却側と放熱側への送風量を分配する送風切替装置を
設けることもできる。これにより熱電素子の冷却側に間
欠的に送風し、車内に間欠的に冷風を送ることができ、
運転者等に心地よい冷風感を与えることができる。かか
る送風切替装置としてはダンパー、或いは２個のファン
等を用いる。

また、上記冷房装置は、自動車の後部座席の後方に配置
し、かつ該冷房装置の冷風ダクトは車室内に向けて配設
し、一方温風ダクトは自動車後方のトランクルーム内に
向けて配設することもできる。このとき、冷房装置の冷
却側には車室内の空気又は車室外の空気を導入し、一方
放熱側には車室内の室温空気をエアインテークダクト等
により導入する。そして、放熱側の温風は冷却側でａ縮
した水が導入されて湿気を含んだ状態で、トランクルー
ム内に徘出され１次いで自動車外部へ放出される０本構
成によれば、該冷房装置をリヤクーラとして用いること
ができ、車室内後方を一層効率的に冷房することができ
る。

また、上記のごとく自動車の後部座席に冷房装置を配設
した場合において、上記温風ダクトは。

例えば自動車の後部ピラーに設けた排気口に連通開口さ
せ、湿気を含んだ温風を直接車外へ放出するようにする
こともできる。

更に、前記冷房装置は、自動車の後部座席の後方に設け
、かつ熱電素子の冷却側はその上流側又は下流側を、フ
ィルター、殺菌灯等を備えた空気清浄器に連結し、また
熱電素子の放熱側には前記凝縮水を車室外へ徘出するた
めの排水路を接続した構成とすることもできる。これに
より５自動車室内に、冷却された清浄な空気を導入する
ことができる。また、凝縮水は車外へ放出することがで
きる。

〔作用及び効果〕

本発明においては、熱電素子の冷却側において生じた凝
縮水が、放熱側に垂下導入される。そのため、熱電素子
の冷却側における冷却効果が一層向上する。それ故、効
率良く冷風を得ることができる冷房装置を提供すること
ができる。

このように、冷却効果が向上する理由は９次のように考
えられる。即ち、熱電素子は前記のごとくベルチェ効果
に基づき、一方の放熱により、他方が冷却されるという
特性を存する素子である。

しかして、冷却熱量は、冷却側、放熱側の温度差が小さ
い程大きくなる性質がある。それ故、放熱側の放熱量を
多くすれば、放熱側の温度が下がり。

両者間の温度差が小さくなるため、冷却側の冷却量が向
上する。

本発明はかかる点に着目したもので、冷却側で凝縮した
凝縮水を放熱側へ導入し、該凝縮水が放熱側のフィン等
の表面を流れるようにしである。

そして、放熱側においては、導入された冷たい凝縮水は
放熱側より熱を奪う。更に、この凝縮水は気化して放熱
側より気化熱を奪うこととなる。したがって、放熱側に
おける放熱効果が促進される。

そのため、上方側にある冷却側の冷却効果が一層促進さ
れる。

また９本発明にかかる上記冷房装置は、前記のごとく自
動車の後部座席の後方に配設することにより、いわゆる
リヤクーラとして用いることができ、より効率的に自動
車室内、特に室内後方を冷房することができる。

〔実施例〕

第１実施例本例の冷房装置につき、第１図ないし第３図を用いて説
明する。

該冷房装置は、自動車用冷暖房装置に適用したもので第
３図に示すごとく、冷房側ダクト４内に熱電素子Ｃを配
設し、該熱電素子Ｃの下流側において、上方の冷却側２
には冷風ダクト４１を、下方の放熱側３には温風タリト
４２を設けてなる。

該熱電素子Ｃの上流側には、送風切替装置としての風量
分配ダンパー４５をダクト４のブラケット４４に軸支、
配設する。

しかして、第２図に示すごとく、上記冷房側ダクト４と
、暖房装置用ヒータＨに通ずる暖房側ダクト８３とは、
ファン８２下流のダクト８０に開口接続する。ファン８
２の上流側には、車内、車外の空気切替用ダンパー８１
を、暖房側空間フィルター８３の開口部には風路切替用
ダンパー４６を、ヒーターＨの前部には切替用ダンパー
８５を配設する。この冷暖房装置は、ファン８２を共用
している。

上記熱電素子Ｃは、第１図に示すごとく、冷却側２を上
方に、放熱側３を下方に配設する。該熱電素子Ｃは、ベ
ルチェ効果を有する素子本体１と。

冷却側２の冷却フィン２２と放熱側３の放熱フィン３２
とを有する。冷却フィン２２は厚目のヒートマス２１を
介して、接着層１５により素子本体ｌに接着されている
。放熱フィン３２はヒートマス３１を介して接着層１５
により素子本体に接着されている。なお、この後者のヒ
ートマス３１も場合によっては、厚くしても良い。

しかして、ここに注目すべきことは、上記冷却側２から
放熱側３にかけて、ヒートマス２１．素子本体１．ヒー
トマス３１等を貫通する多数の凝縮水導入孔２４を穿設
しであることである。また。

冷却フィン２２には、凝縮水が垂下し易いようにタテ満
２２１を設ける。また冷却フィン２２とヒートマス２１
との間にも凝縮水が流れ易いように横孔２３を設ける。

また、上記凝縮水導入孔２４において、素子本体１の壁
面にはシリコングリス等の防水材を設ける。

本冷の冷房装置は上記のごとく構成されているので９次
の作用効果を存する。

即ち、まず車内を冷房するときには、ダンパー４６によ
り暖房装置側のダクト８３を閉じ、ファン８２からの送
風を熱電素子Ｃに送る。そして。

熱電素子Ｃの上側の冷却側２で冷却フィン２２により冷
却された冷風は、ダクト４１より車内に送入される。一
方、放熱側３においては、ダクト４５によって分割され
て送られてくる送風が、放熱側３の放熱フィン３２から
熱を奪い、その温風はダクト４２により車外へ送られる
。なお、必要に応じて該温風は車内の特定場所に送入す
ることもできる。

しかして、上記冷房装置においては、上側の冷却側２の
冷却フィン２２の表面において、送風された空気が冷却
され、その露点が降下し、該空気中の水分が凝縮水とな
る。この凝縮水は冷却フィン２２のタテ溝２２１等を垂
下し、ヒートマス２１上に落下し、更に多数の凝縮水導
入孔２４より。

下方の放熱側３に導入され、放熱フィン３２上に付着す
る。そして、この付着した冷たい凝縮水は放熱フィン３
２を冷却する。また、更に該凝縮水は加熱されて蒸発し
、気化熱により放熱フィン３２を更に冷却する。

そのため、放熱側３の放熱効果が促進され、その結果前
記のごとく冷却側２の冷却効果が促進される。したがう
て９本冷房装置によれば効果的に冷風を得ることができ
る。

また９本冷房装置において、前記風量分配ダンパー４５
の位置（開度）を調節することにより。

冷風の温度を調節できる。即ち、ダンパー４５を上方に
向けて冷却側２への風量を少なりシ、放熱側３への風量
を多くした場合、冷却ダク）４１への冷風量は少なくな
るがより温度の低い冷風が得られる。これは放熱側３へ
の風量を多くすることにより、放熱側３の放熱効果が一
層向上し、冷却側２の冷却効果が一層促進されることに
もよる。

また、ダンパー４５を下方に向けて冷却側２への風量を
多くした場合には、冷却ダクト４１へは風量は多いがや
や温度の高い冷風が送られる。

しかして、上記送風切替装置としての風量分配ダンパー
４５の開度を操作することにより、冷風の温度調節、更
には冷風の間欠的送風を行うことができ、運転者等に心
地良い冷風を送ることができる。

また、暖房装置を使用するときには、熱電素子Ｃの通電
は中止し、風路切替用ダンパー４６により、冷房ダクト
４への通路を閉じ、ヒーターＨへの送風を行う。

上記のごとく２本例の冷房装置によれば、熱電素子Ｃの
特性を効率的に活用して、効率的に冷風を得ることがで
きる。また、冷却側２のヒートマス２１を大きくしであ
るので蓄冷効果が大きい。

更に、送風切り替え装置としての風量分配ダンパー４５
を設けたので、その開度、開閉サイクル等を！Ｉｉ節す
ることにより、運転者に心地良い冷風を間欠的に送るこ
とができる。また１本例においては、暖房装置と冷房装
置にファン８２を共用しているので、従来のごとく別個
にファンを用いていた場合（第１０図）に比して、コス
トが安く。

またファンの設置場所が小さくできる。

第２実施例本例の冷房装置は、第４図に示すごとく、冷房装置にお
ける冷風効果を考慮して、熱電素子Ｃの送風入口側に、
送風切替装置としてのファン４１１，４２１を２個設け
たものである。上記熱電素子Ｃは第１実施例に示したも
のと同様の構造（第１図）を有する。

両ファン４１１，４２１は、熱電素子Ｃの冷却側２．放
熱側３に、それぞれ独立に作動させて送風するよう設け
である０両者の送風通路は２画壁４３により区画しであ
る。

本例装置は、上記のように構成しであるので。

次の作用効果を有する。即ち９例えば熱電素子Ｃの作動
中に放熱側３のみにファン４２１により送風する。これ
により、放熱側３は放熱するが、−方冷却側２は冷却が
進み、そのヒートマス２１の蓄冷量が増加する。しかし
て、冷却側２へのファン４１１を間欠的に作動すると、
冷却側２に蓄積された冷熱が、良く冷えた冷風となって
車内に間欠的に送られる。

したがって２本例によれば、運転者等に心地良い冷風感
を与えることができる。また、第１実施例と同様に熱電
素子の効率的な冷却効果を得ることができる。

なお、上記放熱側３のファン４２１は、上記のごとく放
熱側３に送風するもの、或いは放熱側３の方向より空気
を吸入するものであっても良い。

第３実施例本例の冷房装置は、第１実施例に示した送風切替装置と
してのダンパー４５の構造につき、他の例を示すもので
ある。これを、第５図及び第６図により説明する。

本例におけるダンパー５１は、ダクト４のブラケット４
４に軸支されると共に、その下方には長孔５１１を有す
る。該長孔５１１には、ダクト４に軸着したギヤ５６の
クランクピン５６１を挿入する。しかして、ダクト４の
外部よりギヤ５６を回動させることにより、ダンパー５
１の開度を変える。

本例によれば、熱電素子Ｃの冷却側２及び放熱側３への
送風量を調節でき、第２実施例と同様に。

第６図に示すごとく３間欠的に、緩やかな立ち上がり、
立ち下がりを示す冷風りを得ることができ第４実施例本例の冷房装置は、第７図に示すごとく、第３実施例に
おけるダンパー５１において、その長孔５１１を両端部
が突出している形状の長孔５１２としたものである。そ
の他は第３実施例と同様である。

本例によれば、第８図に示すごとく、瞬間的に立ち上が
り、立ち下がりを示す冷風Ｅを得ることができる。

第５実施例本例の冷房装置は、第９図に示すごとく、第３実施例に
おけるダンパー５１において、そのギヤ５６を送風量に
応じて回動させるものである。

即ち、上記ギヤ５６に小ギヤ５４を介して、ウオームギ
ヤ５５１をかみ合わせる。該ウオームギヤ５５１には送
風上流側に向けて１回転［５５を設ける。これにより、
送風量の増減により２回転翼５５が回転すると、これに
伴ってギヤ５６が回転し、ダンパー５１が開閉する。

そのため、送風量の増減により熱電素子Ｃの冷却側２又
は放熱側３への送風量が変わる０例えば。

送風量が多い場合には、放熱側３への送風を多くして、
冷却側２の蓄冷を行い、上記送風量が少なくなった場合
には冷却側２へ多くの送風を行い。

車内に冷風を間欠的に送る。前記のことき熱電素子Ｃへ
の送風量の増減は、ファン８２（第２図）の送風量を調
節することにより行う。

第６実施例本例は、第１０図に示すごとく、熱電素子Ｃを有する冷
房装置を自動車６の後部座席６２の後方に配設し、リヤ
クーラとして用いるものである。

即ち、冷房装置は、後部座席６２の後部のりャプレート
６４を貫通して配設する。そのため、冷房装置の熱電素
子Ｃの冷却側２はリヤプレート６４より上方にあり、冷
風ダクト２０１は室内に向けて開口している。冷却側２
の入口には冷却ファン４１１を設ける。なお、該冷却フ
ァン４１１は。

冷却側２の出口に設けても良い。

また、熱電素子Ｃの放熱側３は、リャプレート６４より
下に位置し、温風ダクト３０１はトランクルーム６５に
開口している。また、放熱側３の出口には放熱ファン４
２３を設ける。また、放熱側３の入口側には、車室内に
開口させたエアインテークダクト６３を連結する。なお
、同図の符号１は熱電素子本体、６１はリヤーガラスで
ある。

その他、熱電素子の構成等は第１実施例と同様である。

本例の冷房装置は、上記構成を有するので、冷房装置に
おいて、熱電素子Ｃに通電すると共に。

冷却ファン４１１．放熱ファン４２３を作動させると、
室内空気の一部は冷却ファン４１１に吸入されて熱電素
子Ｃの冷却側２に入り、冷風となり冷風ダクト２０１よ
り車室内に放出される。また。

室内空気の一部は放熱ファン４２３により吸入されて熱
電素子Ｃの放熱側３に入り、放熱ファンから熱を奪うと
共に凝縮水も気化させて、温風となり、温風ダクト３０
１よりトランクルーム６５内に徘出される。トランクル
ームに入った温風は。

車外へ放出される。

したがって９本例によれば、第１実施例と同様の効果が
得られると共に冷房装置をリヤクーラとして用いること
ができ、効率的に自動車室内を。

特に室内後方を冷房することができる。また、温風は車
外へ放出することができる。

第７実施例本例は第１１図に示すごとく、第６実施例に代えて、冷
房装置を前記リヤプレート６４の上に配設したものであ
る。

また、熱電素子Ｃの放熱側３の出口には排気ダクト６６
を設け、該排気ダクト６６は自動車のりャーピラ−６７
に設けた排気口６７１に連結する。

また、放熱側３の出口には放熱ファン４２２を設ける。

その他は第６実施例と同様である。

本例によれば、前記第６実施例と同様の作用効果が得ら
れると共に、温風及び凝縮蒸気を直接に車外へ放出する
ことができる。

第８実施例本例の冷房装置は、第１２図に示すごとく、空気清浄器
７内に熱電素子Ｃを配設し、該冷房装置を第７実施例と
同様に、自動車のりャプレート６４上に配設したもので
ある。

即ち、該空気清浄器７は、空気入口側に、空気中の微粒
子を帯電させるためのアイオナイザ７２１、帯電された
微粒子を集塵するためのコルゲートコレクタ７２２．空
気の臭素のためのハニカム活性炭フィルター７２３を設
けると共に、その上方に殺菌灯７２４を設けたものであ
る。また、空気出口側には、送風ファン７５及び該ファ
ン用のモータ７４を設け、かつ上記空気入口側と出口側
の間には第１実施例に示した熱電素子（第１図）Ｃを配
設したものである。そして、これらは、函体７２によっ
て囲まれた状態で、一体的に構成されている。また上記
熱電素子Ｃの放熱側３には。

その下部に凝縮水徘出用のドレンバイブ７３を設ける。

該ドレンバイブ７３は車外に開口している。

なお、符号７７は、陰イオンを車室内に送り込むための
イオン発生器である。

本例においては、車内の汚れた空気は、送風ファン７５
によって入ロア１より吸入され、まず上記アイオナイザ
７２１等によって清浄、脱臭、殺菌が行われる。そして
、清浄な空気が熱電素子Ｃの冷却側２に入り冷却され、
送風ファン７５によって車内に放出される。また、熱電
素子Ｃの放熱側３に落下した凝縮水はドレンバイブ７３
により車外へ徘出される。

したがって１本例によれば塵埃もなく殺菌された清浄な
空気を、しかも冷風の状態で自動車室内に送ることがで
きる。その他、第６実施例と同様の効果を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は第１実施例を示し、第１図は熱電
素子の斜視断面図、第２図は冷暖房装置の全体図、第３
図は冷房装置部分の側面図、第４図は第２実施例の冷房
装置、第５図及び第６図は第３実施例にかかる冷房装置
の側面図及び冷風量線図、第７図及び第８図は第４実施
例にかかる冷房装置の側面図及び冷風量線図、第９図は
第５実施例にかかる冷房装置の側面図、第１０図は第６
実施例にかかる冷房装置の配置説明図、第１１図は、第
７実施例にかかる冷房装置の配置説明図。第１２図は第８実施例にかかる冷房装置の配置説明図、
第１３図は従来の冷暖房装置の平面図である。１・・・素子本体。２・・・冷却側。２１・・・ヒートマス。２２・・・冷却フィン。２４・・・＃槽水導入孔。３・・・放熱側。３２・・・放熱フィン。４・・・ダクト。４１・・・冷風ダクト４２・・・温風ダクト。４５・・・風量分配ダンパー６・・・自動車。６２・・・後部座席。６５・・・トランクルーム。・空気清浄器。・・殺菌灯。・熱電素子。・ヒーター

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　ダクト内に配設した熱電素子と、該熱電素子に
空気を送る送風機とよりなると共に、該熱電素子の下流
側には該熱電素子の冷却側からの冷風を送る冷風ダクト
と，該熱電素子の放熱側からの温風を送る温風ダクトと
を設けてなる冷房装置であって，上記熱電素子は冷却側
を上方に放熱側を下方に配置すると共に冷却側において
生じた凝縮水が放熱側に導入されるようになしたことを
特徴とする冷房装置。
（２）　第１請求項に記載の冷房装置において，熱電素
子の送風入口側には冷却側と放熱側への風量を分配する
ダンパー等の送風切替装置を設け、冷却側に間欠的に送
風できるようにしたことを特徴とする冷房装置。
（３）　第１請求項に記載の冷房装置において、該冷房
装置は自動車の後部座席の後方に配置し、かつ該冷房装
置の冷風ダクトは車室内に向けて配設し、また温風ダク
トはトランクルーム内に向けて配設したことを特徴とす
る冷房装置。
（４）　第３請求項に記載の冷房装置において、温風ダ
クトは車体外へ連通開口させてあることを特徴とする冷
房装置。
（５）　第１請求項に記載の冷房装置において、該冷房
装置は自動車の後部座席の後方に配置し、かつ該冷房装
置における熱電素子の冷却側はその上流側又は下流側を
、フィルター、殺菌灯等を備えた空気清浄器に連結し、
またその放熱側には凝縮水を車室外へ徘出するための排
水路を接続したことを特徴とする冷房装置。