JPH06147714A - 熱電素子利用の可搬型冷却容器 - Google Patents
熱電素子利用の可搬型冷却容器Info
- Publication number
- JPH06147714A JPH06147714A JP29745592A JP29745592A JPH06147714A JP H06147714 A JPH06147714 A JP H06147714A JP 29745592 A JP29745592 A JP 29745592A JP 29745592 A JP29745592 A JP 29745592A JP H06147714 A JPH06147714 A JP H06147714A
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- Japan
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- thermoelectric element
- thermocouple
- module
- cooling container
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Abstract
(57)【要約】
【目的】軽量で温度制御可能な熱電素子利用の可搬型冷
却容器を提供する。 【構成】ｎ形熱電素子11とｐ形熱電素子12とを結合する
結合電極14がｎ形熱電素子11からの電流に応じて吸熱す
る特性の熱電対の複数個を所定面状に配列してモジュー
ル20を形成する。可搬型冷却容器１の本体２の周囲壁に
設けた伝熱性壁６へモジュール20を取付け、周囲壁内の
収容空間３をモジュール20の結合電極14に曝す。モジュ
ール20の各熱電対の結合電極14へｎ形熱電素子11から電
流を流すように熱電対を接続導体17によって接続する。
必要に応じ、伝熱性壁６の外側表面を流水等に接触させ
て放熱の促進を図る。
却容器を提供する。 【構成】ｎ形熱電素子11とｐ形熱電素子12とを結合する
結合電極14がｎ形熱電素子11からの電流に応じて吸熱す
る特性の熱電対の複数個を所定面状に配列してモジュー
ル20を形成する。可搬型冷却容器１の本体２の周囲壁に
設けた伝熱性壁６へモジュール20を取付け、周囲壁内の
収容空間３をモジュール20の結合電極14に曝す。モジュ
ール20の各熱電対の結合電極14へｎ形熱電素子11から電
流を流すように熱電対を接続導体17によって接続する。
必要に応じ、伝熱性壁６の外側表面を流水等に接触させ
て放熱の促進を図る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱電素子利用の可搬型
冷却容器に関し、特に容器の周囲壁に熱電対を設け蓄電
池等の電源からの電流により内部を低温に保つようにし
た熱電素子利用の可搬型冷却容器に関する。
冷却容器に関し、特に容器の周囲壁に熱電対を設け蓄電
池等の電源からの電流により内部を低温に保つようにし
た熱電素子利用の可搬型冷却容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にクーラーボックスとよばれる可搬
型冷却容器は、内部温度を維持するのが目的であって、
内部空間の周囲に断熱材を配置して外気温度が内部空間
に伝わるのを防いでいる。内部空間を冷却する場合に
は、冷却すべき収容物と共に氷等の冷熱源を入れてい
る。
型冷却容器は、内部温度を維持するのが目的であって、
内部空間の周囲に断熱材を配置して外気温度が内部空間
に伝わるのを防いでいる。内部空間を冷却する場合に
は、冷却すべき収容物と共に氷等の冷熱源を入れてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記クーラー
ボックスを冷蔵用に使う場合には上記のように冷熱源を
入れるので、内部空間の一部が冷熱源によって占領され
て有効に使える容積が制限される問題点があった。ま
た、氷等の冷熱源は重量を増加させ、持運びに不便を生
ずる場合もあった。しかも外部空間との温度差を長時間
にわたって維持することが困難であり、例えば冷蔵の場
合にある限度以下の低温を一定限界以上の期間保つこと
は困難であった。また、内部空間の温度を制御すること
は原理的にほとんど不可能であった。
ボックスを冷蔵用に使う場合には上記のように冷熱源を
入れるので、内部空間の一部が冷熱源によって占領され
て有効に使える容積が制限される問題点があった。ま
た、氷等の冷熱源は重量を増加させ、持運びに不便を生
ずる場合もあった。しかも外部空間との温度差を長時間
にわたって維持することが困難であり、例えば冷蔵の場
合にある限度以下の低温を一定限界以上の期間保つこと
は困難であった。また、内部空間の温度を制御すること
は原理的にほとんど不可能であった。
【０００４】従って、本発明の目的は軽量で温度制御可
能な熱電素子利用の可搬型冷却容器を提供するにある。
能な熱電素子利用の可搬型冷却容器を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、可搬型冷却
容器内部の収容空間の温度制御手段として、熱電素子の
ペルチエ効果の利用及び最近の熱電素子材料の進歩に注
目した。図３に例示する熱電対10は、例えばｎ形熱電素
子11とｐ形熱電素子12とからなる２種類の熱電素子を熱
電対10とし、各熱電素子11、12の一端を結合して結合部
13とし、各熱電素子11、12の他端19を接続導体17を介し
て外部へ接続すると共に各熱電素子11、12の他端19を同
一温度に保ったものである。図中、点線枠は二つの他端
19が同一温度に保たれることを示す。例えばｎ形熱電素
子11である一方の熱電素子から結合部13へ電流Ｉを流す
と、ペルチエ効果によって結合部13の温度が両熱電素子
11、12の他端19の温度よりも降下し、結合部13は吸熱す
る。二つの他端19を一定の低温に保つならば、結合部13
をその低温よりさらに低い温度に降下させ、結合部13に
接触するものを冷却することができる。図６は、最近開
発されたビスマス−テルル系熱電材料の場合に、二つの
他端19即ち高温接合部の温度を０oC、27oC又は60oCに保
つならば、前記結合部13即ち低温接合部の温度を高温接
合部の温度に比しそれぞれ少なくとも約40oC、約47oC又
は約57oC低くできることの報告例を示す。熱電素子のこ
の原理を利用すれば、可搬型冷却容器を軽量に保ったま
ま温度制御可能にすることが期待できる。
容器内部の収容空間の温度制御手段として、熱電素子の
ペルチエ効果の利用及び最近の熱電素子材料の進歩に注
目した。図３に例示する熱電対10は、例えばｎ形熱電素
子11とｐ形熱電素子12とからなる２種類の熱電素子を熱
電対10とし、各熱電素子11、12の一端を結合して結合部
13とし、各熱電素子11、12の他端19を接続導体17を介し
て外部へ接続すると共に各熱電素子11、12の他端19を同
一温度に保ったものである。図中、点線枠は二つの他端
19が同一温度に保たれることを示す。例えばｎ形熱電素
子11である一方の熱電素子から結合部13へ電流Ｉを流す
と、ペルチエ効果によって結合部13の温度が両熱電素子
11、12の他端19の温度よりも降下し、結合部13は吸熱す
る。二つの他端19を一定の低温に保つならば、結合部13
をその低温よりさらに低い温度に降下させ、結合部13に
接触するものを冷却することができる。図６は、最近開
発されたビスマス−テルル系熱電材料の場合に、二つの
他端19即ち高温接合部の温度を０oC、27oC又は60oCに保
つならば、前記結合部13即ち低温接合部の温度を高温接
合部の温度に比しそれぞれ少なくとも約40oC、約47oC又
は約57oC低くできることの報告例を示す。熱電素子のこ
の原理を利用すれば、可搬型冷却容器を軽量に保ったま
ま温度制御可能にすることが期待できる。
【０００６】図１の実施例を参照するに、本発明の熱電
素子利用の可搬型冷却容器１は、少なくとも部分的に伝
熱性壁６である周囲壁に囲まれた収容空間３を有する本
体２、２種類の熱電素子11、12の各熱電素子の一端を結
合した結合部13（図３）が一方の熱電素子11からの電流
に応じて吸熱する特性の熱電対10（図３）の複数個を所
定の面状に配列してなるモジュール20（図４）、前記モ
ジュール20の熱電対10の結合部13を前記収容空間３に曝
して前記モジュール20の各熱電対10の熱電素子11、12の
他端19（図３）を前記周囲壁の伝熱性壁６に係止する伝
熱性固定手段８、及び前記モジュール20の各熱電対10の
結合部13へ前記一方の熱電素子11から電流を流すように
熱電対10を接続する接続導体17を備えてなる構成を用い
る。なお、図１の実施例では結合部13を結合電極14とし
ている。
素子利用の可搬型冷却容器１は、少なくとも部分的に伝
熱性壁６である周囲壁に囲まれた収容空間３を有する本
体２、２種類の熱電素子11、12の各熱電素子の一端を結
合した結合部13（図３）が一方の熱電素子11からの電流
に応じて吸熱する特性の熱電対10（図３）の複数個を所
定の面状に配列してなるモジュール20（図４）、前記モ
ジュール20の熱電対10の結合部13を前記収容空間３に曝
して前記モジュール20の各熱電対10の熱電素子11、12の
他端19（図３）を前記周囲壁の伝熱性壁６に係止する伝
熱性固定手段８、及び前記モジュール20の各熱電対10の
結合部13へ前記一方の熱電素子11から電流を流すように
熱電対10を接続する接続導体17を備えてなる構成を用い
る。なお、図１の実施例では結合部13を結合電極14とし
ている。
【０００７】
【作用】本発明の作用を説明する。図１の熱電素子利用
の可搬型冷却容器１の収容空間３内に冷却品22（図２）
を入れ、バッテリー等の電源16から接続導体17を介して
モジュール20の熱電素子11、12へ電流を供給する。接続
導体17は、可搬型冷却容器１の収容空間３内の熱電素子
結合部13にｎ形熱電素子11から電流を流すように接続し
てあるので、結合部13が収容空間３及び冷却品22から吸
熱してこれらを冷却する。
の可搬型冷却容器１の収容空間３内に冷却品22（図２）
を入れ、バッテリー等の電源16から接続導体17を介して
モジュール20の熱電素子11、12へ電流を供給する。接続
導体17は、可搬型冷却容器１の収容空間３内の熱電素子
結合部13にｎ形熱電素子11から電流を流すように接続し
てあるので、結合部13が収容空間３及び冷却品22から吸
熱してこれらを冷却する。
【０００８】図６の特性を有する熱電素子を使った場
合、理論的には、可搬型冷却容器１の外側を室温27oCに
保てば結合部13を約−20oC(＝27−47)以下に、可搬型冷
却容器１を冷蔵庫に入れる等によりの外側を0oCに保て
ば結合部13を約−40oC(＝0−40)以下に冷却できる。ま
た、結合部13における単位時間内の吸熱量は熱電対10の
電流Ｉに依存することが知られているので、電流Ｉを調
節することにより収容空間３内の温度一定範囲内で容易
に制御することが可能になると期待される。しかも熱電
対10からなるモジュール20は軽いので、熱電素子利用の
可搬型冷却容器１の重量を低く抑えることができる。
合、理論的には、可搬型冷却容器１の外側を室温27oCに
保てば結合部13を約−20oC(＝27−47)以下に、可搬型冷
却容器１を冷蔵庫に入れる等によりの外側を0oCに保て
ば結合部13を約−40oC(＝0−40)以下に冷却できる。ま
た、結合部13における単位時間内の吸熱量は熱電対10の
電流Ｉに依存することが知られているので、電流Ｉを調
節することにより収容空間３内の温度一定範囲内で容易
に制御することが可能になると期待される。しかも熱電
対10からなるモジュール20は軽いので、熱電素子利用の
可搬型冷却容器１の重量を低く抑えることができる。
【０００９】従って、本発明の目的である「軽量で温度
制御可能な熱電素子利用の可搬型冷却容器」の提供が達
成される。
制御可能な熱電素子利用の可搬型冷却容器」の提供が達
成される。
【００１０】
【実施例】図4(A)を参照するに、ｎ形熱電素子11の一端
とｐ形熱電素子12の一端とを導電性の結合電極14によっ
て接続しても、その結合電極14が図３の結合部13と同様
に機能することが実験的に確認されている。電源16等の
外部回路からの接続導体17と各熱電素子11、12との接続
及び熱電対10相互間の接続を容易にするため、各熱電素
子11、12の他端19に接続電極15を設けても熱電対10の結
合部13の吸熱特性が変らないことは当業者には明らかで
ある。複数個の熱電対10を、例えば平面等の所定面状に
配列して図4(B)のモジュール20を形成した後、前記結合
電極14を収容空間３との接触面として熱Qcの吸熱に用い
る。図１の実施例では、複数の結合電極14を共通の吸熱
板９に接触させている。
とｐ形熱電素子12の一端とを導電性の結合電極14によっ
て接続しても、その結合電極14が図３の結合部13と同様
に機能することが実験的に確認されている。電源16等の
外部回路からの接続導体17と各熱電素子11、12との接続
及び熱電対10相互間の接続を容易にするため、各熱電素
子11、12の他端19に接続電極15を設けても熱電対10の結
合部13の吸熱特性が変らないことは当業者には明らかで
ある。複数個の熱電対10を、例えば平面等の所定面状に
配列して図4(B)のモジュール20を形成した後、前記結合
電極14を収容空間３との接触面として熱Qcの吸熱に用い
る。図１の実施例では、複数の結合電極14を共通の吸熱
板９に接触させている。
【００１１】図１の実施例では、可搬型冷却容器１の本
体２の周壁及び底壁を実質上すべて伝熱性壁６としてお
り、モジュール20中の各熱電対10の接続電極15を例えば
伝熱性接着剤等の伝熱性固定手段８により、伝熱性壁６
の内側表面に固定している。好ましくは、冷却品22を出
し入れする本体２の開口部を着脱自在の蓋４で覆って密
閉し、止め具５によって密閉位置に保持する。
体２の周壁及び底壁を実質上すべて伝熱性壁６としてお
り、モジュール20中の各熱電対10の接続電極15を例えば
伝熱性接着剤等の伝熱性固定手段８により、伝熱性壁６
の内側表面に固定している。好ましくは、冷却品22を出
し入れする本体２の開口部を着脱自在の蓋４で覆って密
閉し、止め具５によって密閉位置に保持する。
【００１２】収容空間３及びその中に収容された冷却品
22から吸収した熱Ｑcを放熱Ｑhとして外部へ放出するた
め、図２に示すように可搬型冷却容器１の発熱部即ち周
壁外面を川などの流水７に接触させ放熱を図ることがで
きる。冷却品22の表面や吸熱板９の表面に生ずる結露が
熱電素子11、12に悪影響を及ぼすのを避けるため、熱電
素子11、12の表面に防水被膜を設けてもよい。
22から吸収した熱Ｑcを放熱Ｑhとして外部へ放出するた
め、図２に示すように可搬型冷却容器１の発熱部即ち周
壁外面を川などの流水７に接触させ放熱を図ることがで
きる。冷却品22の表面や吸熱板９の表面に生ずる結露が
熱電素子11、12に悪影響を及ぼすのを避けるため、熱電
素子11、12の表面に防水被膜を設けてもよい。
【００１３】収容空間３の温度を非常に低くする必要が
ある場合には、図５に示すようにモジュール20を中間吸
熱板9aを介して２段に配置して、それらに電流を供給す
るようにしてもよい。さらに３段以上に多段配置しても
よい。
ある場合には、図５に示すようにモジュール20を中間吸
熱板9aを介して２段に配置して、それらに電流を供給す
るようにしてもよい。さらに３段以上に多段配置しても
よい。
【００１４】上記の実施例において、ビスマス−テルル
系熱電材料製の熱電対10を参照してモジュール20を説明
したが、他の常温域で使用できる熱電材料製のものを使
用することも可能である。
系熱電材料製の熱電対10を参照してモジュール20を説明
したが、他の常温域で使用できる熱電材料製のものを使
用することも可能である。
【００１５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る熱電素子利用の可搬型冷却容器は、熱電対のｎ形熱電
素子とｐ形熱電素子との結合部が電流の通過に応じて示
す吸熱特性を利用するので、クーラーボックス等の冷却
容器を軽量に保って可搬性を維持しつつその内部温度の
制御を可能にする顕著な効果を奏する。
る熱電素子利用の可搬型冷却容器は、熱電対のｎ形熱電
素子とｐ形熱電素子との結合部が電流の通過に応じて示
す吸熱特性を利用するので、クーラーボックス等の冷却
容器を軽量に保って可搬性を維持しつつその内部温度の
制御を可能にする顕著な効果を奏する。
【図１】は、本発明による可搬型冷却容器の模式的説明
図である。
図である。
【図２】は、放熱方法の一例の説明図である。
【図３】は、熱電対の模式的説明図である。
【図４】は、熱電対モジュールの模式的説明図である。
【図５】は、モジュールを多段に配置する構成の要部説
明図である。
明図である。
【図６】は、熱電対の特性の一例のグラフである。
１ 可搬型冷却容器 ２ 本体 ３
収容空間 ４ 蓋 ５ 止め具 ６
伝熱性壁 ７ 流水 ８ 伝熱性固定手段 ９
吸熱板 9a 中間吸熱板 10 熱電対 11
ｎ形熱電素子 12 ｐ形熱電素子 13 結合部 14
結合電極 15 接続電極 16 電源 17
接続導体 19 他端 20 モジュール 22
冷却品。
収容空間 ４ 蓋 ５ 止め具 ６
伝熱性壁 ７ 流水 ８ 伝熱性固定手段 ９
吸熱板 9a 中間吸熱板 10 熱電対 11
ｎ形熱電素子 12 ｐ形熱電素子 13 結合部 14
結合電極 15 接続電極 16 電源 17
接続導体 19 他端 20 モジュール 22
冷却品。
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくとも部分的に伝熱性壁である周囲
壁に囲まれた収容空間を有する本体、２種類の熱電素子
の各熱電素子の一端を結合した結合部が一方の熱電素子
からの電流に応じて吸熱する特性の熱電対の複数個を所
定形の面状に配列してなるモジュール、前記モジュール
の熱電対の結合部を前記収容空間に曝して前記モジュー
ルの各熱電対の熱伝素子の他端を前記周囲壁の伝熱性壁
に係止する伝熱性固定手段、及び前記モジュールの各熱
電対の結合部へ前記一方の熱電素子から電流を流すよう
に熱電対を接続する接続導体を備えてなる熱電素子利用
の可搬型冷却容器。 - 【請求項２】 請求項１の可搬型冷却容器において、前
記モジュールの各熱電対の結合部を共通の吸熱板に係止
してなる熱電素子利用の可搬型冷却容器。 - 【請求項３】 請求項２の可搬型冷却容器において、前
記モジュールと実質上同一の構成を有する第２モジュー
ルの熱電対の結合部を前記収容空間に曝して前記モジュ
ールの各熱電対の熱伝素子の他端を前記吸熱板へ伝熱性
固定手段によって係止し、前記第２モジュールの各熱電
対の結合部へ前記一方の熱電素子から電流を流すように
熱電対を接続導体により接続してなる熱電素子利用の可
搬型冷却容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29745592A JPH06147714A (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 熱電素子利用の可搬型冷却容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29745592A JPH06147714A (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 熱電素子利用の可搬型冷却容器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06147714A true JPH06147714A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=17846736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29745592A Pending JPH06147714A (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 熱電素子利用の可搬型冷却容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06147714A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5314268B2 (ja) * | 1973-12-01 | 1978-05-16 |
-
1992
- 1992-11-06 JP JP29745592A patent/JPH06147714A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5314268B2 (ja) * | 1973-12-01 | 1978-05-16 |
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