JPH109741A - ペルチェ冷温蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペルチェ素子への通電を停止しても保冷温庫
内の温度を長時間一定に保つことができるようにする。 【解決手段】 ペルチェ素子６Ａへの通電を停止した後
断熱扉８を閉めて熱交換ユニット６と保冷温庫３との間
の熱交換を遮断し、ペルチェ素子６Ａへの通電が停止し
ている間保冷温庫３内の熱が熱交換ユニット６を介して
外部へ逃げるのを有効に防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ペルチェ素子を用
いた電子式の冷温蔵庫に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ペルチェ素子に流す電流の方向を
切り換えることにより庫内の温度を低下、又は上昇させ
ることができるようにした電子式の冷温蔵庫が実用化さ
れつつある。この種の従来の冷温蔵庫は、断熱ケースと
して形成される保冷温庫内に設けられた吸熱フィンにペ
ルチェ素子の吸熱接合部を取付け、その発熱接合部に取
付けられた放熱フィンを保冷温庫の外に取付けることに
より、ペルチェ素子に流す電流を制御して保冷温庫内の
温度を所望の値にまで上昇又は下降させる構成となって
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この構成によ
ると、保冷温庫内の温度が所望の値になったことにより
ペルチェ素子への通電を停止すると、例えば一度冷却さ
れた庫内の冷熱が保冷温庫内に配置されている吸熱フィ
ンからペルチェ素子及び放熱フィンを通って冷温蔵庫外
へすぐに逃げてしまうという問題点があった。このた
め、ペルチェ素子に通電して保冷温庫内の温度を所望の
値にしても通電を停止した後保冷温庫内の温度が目標値
から比較的速く離れてしまい、結局、従来の構成ではペ
ルチェ素子に頻繁に通電を行わなければならないので効
率が悪く、省電力化を図ることが困難であった。

【０００４】本発明の目的は、したがって、保冷温庫内
の熱がペルチェ素子による熱交換部を介して外部へ逃げ
るのを防ぎ、ペルチェ素子への通電を停止しても保冷温
庫内の温度を長時間一定に保つことができるようにした
省エネ運転を図ることができるペルチェ冷温蔵庫を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１の発明の特徴は、断熱ケースとして形成され
た保冷温庫と、ペルチェ素子に第１フィンと第２フィン
とを設けて成り該第１フィンが前記保冷温庫内に露出し
該第２フィンが前記保冷温庫外に露出するように前記保
冷温庫に取り付けられた熱交換ユニットとを備え、前記
ペルチェ素子への通電制御により前記保冷温庫内の温度
を上昇又は下降させるようにしたペルチェ冷温蔵庫にお
いて、前記第１フィンと前記保冷温庫内の空気との間の
熱交換を所望により遮断することができるよう前記保冷
温庫に設けられた断熱手段と、前記ペルチェ素子に対す
る通電が停止されたことに応答し前記断熱手段を前記第
１フィンと前記保冷温庫内の空気との間の熱交換を遮断
する状態とするための制御部とを備えた点にある。

【０００６】この構成によると、ペルチェ素子に電流を
供給し保冷温庫内を加温又は冷却の後、電源スイッチを
オフにするなどの理由によりペルチェ素子への電流供給
が停止された後、制御部によって断熱手段が所要の熱交
換遮断状態とされる。この結果、保冷温庫内の熱が第１
フィンを介して外部に逃げるのが有効に防止され、保冷
温庫内を長時間所望の温度に保つことができる。

【０００７】請求項２の発明の特徴は、断熱ケースとし
て形成された保冷温庫と、ペルチェ素子に第１フィンと
第２フィンとを設けて成り該第１フィンが前記保冷温庫
内に露出し該第２フィンが前記保冷温庫外に露出するよ
うに前記保冷温庫に取り付けられた熱交換ユニットと、
前記保冷温庫内の温度を検出するための温度検出手段
と、前記保冷温庫内の温度の目標値を設定するための温
度設定手段と、前記温度検出手段と前記温度設定手段と
に応答して前記ペルチェ素子に対する通電制御を行って
前記保冷温庫内の温度を前記目標値に保つようにした通
電制御部とを備えて成るペルチェ冷温蔵庫において、前
記第１フィンと前記保冷温庫内の空気との間の熱交換を
所望により遮断することができるよう前記保冷温庫に設
けられた断熱手段と、前記通電制御部に応答し、前記保
冷温庫内の温度を前記目標値に向けて変化させるため前
記ペルチェ素子への電流供給開始後に前記断熱手段を前
記第１フィンと前記保冷温庫内の空気との間の熱交換が
行われる状態とし、前記ペルチェ素子に対する通電停止
後に前記断熱手段を前記第１フィンと前記保冷温庫内の
空気との間の熱交換を遮断する状態とするための断熱手
段制御部とを備えた点にある。

【０００８】この構成によると、前記保冷温庫内の温度
を前記目標値に向けて変化させるためペルチェ素子への
電流供給開始後に断熱手段制御部によって断熱手段は第
１フィンと保冷温庫内の空気との間の熱交換を遮断しな
い状態となっており、熱交換ユニットの働きにより保冷
温庫内の温度を上昇（加温）又は下降（冷却）させるこ
とができる。保冷温庫内の温度が所要の目標値に達する
ことによりペルチェ素子への電流供給が停止された後、
断熱手段制御部によって断熱手段が所要の熱交換遮断状
態とされる。この結果、保冷温庫内の熱が第１フィンを
介して外部に逃げるのが有効に防止され、ペルチェ素子
への電流供給停止後も保冷温庫内を長時間所望の温度に
保つことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の形
態の一例につき詳細に説明する。

【００１０】図１は本発明によるペルチェ冷温蔵庫の概
略構成を示す縦断面図である。図１に示すペルチェ冷温
蔵庫１において、２は適宜の断熱材料から成る箱状の断
熱ケースであり、この断熱ケース２には同じく適宜の断
熱材料から作られた上蓋２Ａが装着され、これにより保
冷温庫３が形成されている。４は保冷温庫３内の温度を
検出するためサーミスタの如き感温素子で構成される温
度センサ、５は保冷温庫３内の空気を攪拌するための庫
内攪拌ファンである。本実施の形態においては、温度セ
ンサ４及び庫内攪拌ファン５はいずれも上蓋２Ａの内側
に固定されている。

【００１１】保冷温庫３内を加温又は冷却するため、断
熱ケース２にはペルチェ素子を用いた熱交換ユニット６
が設けられている。熱交換ユニット６は、ペルチェ素子
６Ａに吸熱フィン６Ｂと放熱フィン６Ｃとを設けて成る
公知の構成のものである。熱交換ユニット６は、断熱ケ
ース２の一側壁２Ｂに設けられた窓２Ｃに吸熱フィン６
Ｂが保冷温庫３の内部を覗くようにはめ込まれるように
して、断熱ケース２に適宜の手段で固定されている。

【００１２】ペルチェ素子６Ａは後述するようにして通
電制御され、保冷温庫３の内部の加温又は冷却の切り換
えはペルチェ素子６Ａに流す電流の向きの切り換えによ
り行われる。なお、本実施の形態では、保冷温庫３内を
冷却する場合の動作を例にとって説明を行う。したがっ
て、ペルチェ素子６Ａにおいて、吸熱フィン６Ｂが設け
られているのが吸熱接合部となり、放熱フィン６Ｃが設
けられているのが発熱接合部となる。ペルチェ素子６Ａ
に電流を流すと、熱交換ユニット６の働きで保冷温庫３
内の熱が放熱フィン６Ｃから放出される。放熱フィン６
Ｃからの熱は放熱用ファン７によってペルチェ冷温蔵庫
１の外側に放出される。

【００１３】ペルチェ素子６Ａへの通電が停止された場
合、保冷温庫３内の空気と吸熱フィン６Ｂとの間で熱交
換が行われて保冷温庫３内の冷熱が熱交換ユニット６を
介して保冷温庫３外に逃げるのを防止するため、断熱ケ
ース２の一側壁２Ｂには、断熱扉８が設けられている。
断熱扉８は適宜の断熱材料から作られ、一側壁２Ｂに形
成されたガイド溝２Ｄによって支持され矢印Ｘ方向に沿
って滑動するようにそこに取り付けられている。そし
て、断熱扉８は保冷温庫３内の空気と吸熱フィン６Ｂと
の間で熱交換を可能とする図１中に示されている第１位
置（開位置）と、保冷温庫３内の空気と吸熱フィン６Ｂ
との間で熱交換を行わせないようにする図１において一
点鎖線で示す第２位置（閉位置）とを有している。

【００１４】断熱扉８を第１位置又は第２位置のいずれ
かの位置へ位置決めするため、一側壁２Ｂには駆動モー
タ９が設けられており、駆動モータ９の回転出力軸９Ａ
に固定されたピニオン９Ｂが断熱扉８の背面に設けられ
たラック８Ａと噛合する構成となっている。したがっ
て、駆動モータ９を駆動することにより断熱扉８をガイ
ド溝２Ｄに沿って滑動させ、断熱扉８を第１位置又は第
２位置のいずれかに位置決めすることができる。符号１
０で示されるのは、熱交換ユニット６への通電制御及び
駆動モータ９の駆動制御を行うための制御ユニットであ
り、ＢＴはバッテリである。

【００１５】次に、図２を参照して制御ユニット１０の
構成について説明する。制御ユニット１０には、温度セ
ンサ４からの温度検出信号ＳＡと、設定器ＳＥＴからの
温度設定信号ＳＢとが入力されている。温度検出信号Ｓ
Ａは保冷温庫３内のその時々の実際温度Ｔａを示す電気
的信号である。設定器ＳＥＴは図１に示されていない
が、制御ユニット１０のパネルに設けられており、保冷
温庫３内の目標温度をこれにより任意に設定することが
できる。設定器ＳＥＴからは、設定された目標温度Ｔｔ
を示す温度設定信号ＳＢが出力される。

【００１６】制御ユニット１０は、温度検出信号ＳＡと
温度設定信号ＳＢとを比較するための比較部１１を有し
ており、保冷温庫３内におけるその時の実際温度Ｔａと
目標温度Ｔｔとが比較される。比較部１１はＴａ＞Ｔｔ
の場合にはその出力線１１Ａが高レベル状態とされ、バ
ッテリＢＴのバッテリ電圧＋Ｖをペルチェ素子６Ａに印
加するのを制御する通電制御スイッチ１２がこれにより
オンとされる。Ｔａ≦Ｔｔとなることにより出力線１１
Ａのレベルが低レベルとなると通電制御スイッチ１２は
オフとなる。すなわち、比較部１１と通電制御スイッチ
１２とにあってペルチェ素子６Ａの通電制御が行われ
る。出力線１１Ａは、また、駆動モータ９の駆動を制御
するためのモータ制御部１３とも接続されている。モー
タ制御部１３は、出力線１１Ａが低レベルから高レベル
になったことに応答して断熱扉８を第１位置へ位置決め
するように駆動モータ９を駆動し、出力線１１Ａが高レ
ベルから低レベルになったことに応答して断熱扉８を第
２位置へ位置決めするように駆動モータ９を駆動する構
成である。

【００１７】次に、図３及び図４を参照してペルチェ冷
温蔵庫１の動作について説明する。設定器ＳＥＴによっ
て目標温度Ｔｔ（＜Ｔａ）が設定されると、比較部１１
の出力線１１Ａのレベルは低レベルから高レベルに切り
換えられ、これにより通電制御スイッチ１２がオンとな
り、バッテリＢＴからペルチェ素子６Ａに電流が流れ
る。これと同時にモータ制御部１３が駆動モータ９を駆
動し、断熱扉８を第１位置（閉位置）へ位置決めする。
この結果、熱交換ユニット６は保冷温庫３内を冷却する
ように働き、保冷温庫３内の空気と吸熱フィン６Ｂとの
間の熱交換によって保冷温庫３内の温度は時間の経過と
共に低下する（図３参照）。Ｔ＝Ｔ１においてＴａ＝Ｔ
ｔとなると、出力線１１Ａが高レベルから低レベルに変
化し、これにより通電制御スイッチ１２がオフとなって
ペルチェ素子６Ａへの通電がオフとされる。これと同時
にモータ制御部１３が働き、断熱扉８が第２位置（閉位
置）へと位置決めされる。

【００１８】この結果、保冷温庫３内の空気は断熱扉８
によって吸熱フィン６Ｂから熱的に遮断されるので、以
後、実線で示される保冷温庫３内の温度は、断熱扉８の
ない従来の保冷温庫３内の温度上昇を示す点線の状態
（図３）と比べ、極めて緩やかに上昇する。

【００１９】Ｔ＝Ｔ２においてＴａ＝Ｔｔ＋３°Ｃとな
ると、比較部１１の出力線１１Ａが低レベルから高レベ
ルに変わり、これにより再びペルチェ素子６Ａに通電が
行われると共に、断熱扉８が第１位置へと移動せしめら
れ、保冷温庫３内の温度が熱交換ユニット６によって再
び低下せしめられる。以上の動作が繰り返し実行され、
保冷温庫３内の温度が実質的に所与の目標温度Ｔｔに保
たれる。

【００２０】この構成によれば、断熱扉８を設け、ペル
チェ素子６Ａへの通電、非通電に合わせて断熱扉８の開
閉制御を行うので、ペルチェ素子６Ａへの通電が停止さ
れている場合には保冷温庫３内の空気は吸熱フィン６Ｂ
と熱的に遮断され、保冷温庫３内の温度の上昇を良好に
抑えることができる。この結果、ペルチェ素子６Ａへの
通電が頻繁に行われることがなく、省エネ運転を実現す
ることができる。また、例えば車両用の冷温蔵庫として
利用する場合、キースイッチを切ることにより冷温蔵庫
への通電を止めても、庫内のジュース等を適温で長時間
保持することが可能であり、キャンプ等で車から離れな
ければならないときには頗る便利である。

【００２１】なお、上記では、ペルチェ冷温蔵庫１を冷
蔵庫として使用する場合について説明したが、温蔵庫と
して使用する場合にも全く同様の効果を得ることができ
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、上述の如く、熱交換ユ
ニットへの通電を停止した後断熱手段により保冷温庫内
の空気と熱交換ユニットとの間の熱交換が遮断されるの
で、通電を停止しても庫内の熱が庫外へ逃げるのを有効
に防止し、庫内を長時間に亘って所望の温度に保つこと
ができる。

【００２３】また、庫内の温度を検出して熱交換ユニッ
トへの電流を制御して庫内温度を所望の目標温度に保つ
構成にあっては、熱交換ユニットへの通電状態に応じて
断熱手段による保冷温蔵庫内の空気と熱交換ユニットと
の間の断熱状態を制御するので、熱交換ユニットへの非
通電時における保温、保冷能力が著しく向上し、省エネ
ルギー化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるペルチェ冷温蔵庫の概略構成を示
す縦断面図。

【図２】図１に示した制御ユニットの回路構成を示す回
路図。

【図３】図１に示したペルチェ冷温蔵庫の動作時におけ
る庫内温度の変化を示すグラフ。

【図４】図３に示した保冷動作時の制御ユニットの作動
を説明するための説明図。

【符号の説明】

１ ペルチェ冷温蔵庫 ２ 断熱ケース ３ 保冷温庫 ４ 温度センサ ６ 熱交換ユニット ６Ａ ペルチェ素子 ６Ｂ 吸熱フィン ６Ｃ 放熱フィン ８ 断熱扉 ９ 駆動モータ １０ 制御ユニット １１ 比較部 １２ 通電制御スイッチ １３ モータ制御部 ＳＥＴ 設定器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断熱ケースとして形成された保冷温庫
   と、ペルチェ素子に第１フィンと第２フィンとを設けて
   成り該第１フィンが前記保冷温庫内に露出し該第２フィ
   ンが前記保冷温庫外に露出するように前記保冷温庫に取
   り付けられた熱交換ユニットとを備え、前記ペルチェ素
   子への通電制御により前記保冷温庫内の温度を上昇又は
   下降させるようにしたペルチェ冷温蔵庫において、 前記第１フィンと前記保冷温庫内の空気との間の熱交換
   を所望により遮断することができるよう前記保冷温庫に
   設けられた断熱手段と、 前記ペルチェ素子に対する通電が停止されたことに応答
   し前記断熱手段を前記第１フィンと前記保冷温庫内の空
   気との間の熱交換を遮断する状態とするための制御部と
   を備えたことを特徴とするペルチェ冷温蔵庫。
2. 【請求項２】 断熱ケースとして形成された保冷温庫
   と、ペルチェ素子に第１フィンと第２フィンとを設けて
   成り該第１フィンが前記保冷温庫内に露出し該第２フィ
   ンが前記保冷温庫外に露出するように前記保冷温庫に取
   り付けられた熱交換ユニットと、前記保冷温庫内の温度
   を検出するための温度検出手段と、前記保冷温庫内の温
   度の目標値を設定するための温度設定手段と、前記温度
   検出手段と前記温度設定手段とに応答して前記ペルチェ
   素子に対する通電制御を行って前記保冷温庫内の温度を
   前記目標値に保つようにした通電制御部とを備えて成る
   ペルチェ冷温蔵庫において、 前記第１フィンと前記保冷温庫内の空気との間の熱交換
   を所望により遮断することができるよう前記保冷温庫に
   設けられた断熱手段と、 前記通電制御部に応答し、前記保冷温庫内の温度を前記
   目標値に向けて変化させるため前記ペルチェ素子への電
   流供給開始後に前記断熱手段を前記第１フィンと前記保
   冷温庫内の空気との間の熱交換が行われる状態とし、前
   記ペルチェ素子に対する通電停止後に前記断熱手段を前
   記第１フィンと前記保冷温庫内の空気との間の熱交換を
   遮断する状態とするための断熱手段制御部とを備えたこ
   とを特徴とするペルチェ冷温蔵庫。