本发明涉及具备珀耳帖元件(peltierelement)模块的便携式冷却装置。
背景技术：
以往，有与使用珀耳帖元件的冷却装置相关的各种提案。例如，可考虑如下使用方法：在板状的珀耳帖元件模块的吸热面(冷却面)上放置作为被冷却物的罐或杯。
另外，专利文献1提出了一种罐的温度控制装置，其具有：设置在框体内并收纳装有饮料的罐的带盖容器、安装在该容器的底部(底板)的外表面上的珀耳帖元件及其散热机构。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-231667号公报(例如权利要求5、第0025段、图7)
技术实现要素：
发明要解决的课题
然而，在仅将被冷却物放置在珀耳帖元件模块的吸热面上的情况下，会产生被冷却物移动而使得冷却效率降低的问题。另外，由于专利文献1记载的装置具有收纳被冷却物的带盖容器和收容容器、隔热件、珀耳帖元件及散热机构的框体，所以会产生冷却装置变大型且复杂的问题。
本发明为解决上述现有技术的课题而作出，其目的在于提供一种能够利用小型且简单的结构高效地冷却被冷却物的便携式冷却装置。
用于解决课题的方案
本发明的便携式冷却装置的特征在于，具有：支承构件；珀耳帖元件模块，所述珀耳帖元件模块由所述支承构件支承；以及保持部，所述保持部安装于所述支承构件，并在使被冷却物与所述珀耳帖元件模块的吸热面接触的状态下保持所述被冷却物。
发明的效果
根据本发明，由于被冷却物由保持部保持，所以能够使装置小型化及简化。另外，根据本发明，由于在使被冷却物与珀耳帖元件模块的吸热面接触的状态下保持被冷却物，所以能够高效地冷却被冷却物。
附图说明
图1是概略地示出本发明的实施方式1的便携式冷却装置的构造的立体图。
图2是概略地示出本发明的实施方式1的便携式冷却装置的构造的俯视图。
图3是示出本发明的实施方式1的便携式冷却装置的热传导片发生变形的情形的放大俯视图。
图4是概略地示出使被冷却物吸附于本发明的实施方式1的便携式冷却装置的状态的俯视图。
图5是概略地示出本发明的实施方式2的便携式冷却装置的构造的俯视图。
图6是概略地示出本发明的实施方式3的便携式冷却装置的构造的俯视图。
图7是概略地示出本发明的实施方式4的便携式冷却装置的构造的立体图。
图8是概略地示出本发明的实施方式4的便携式冷却装置的构造的俯视图。
图9是概略地示出本发明的实施方式5的便携式冷却装置的构造的俯视图。
图10是概略地示出本发明的实施方式6的便携式冷却装置的构造的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式的便携式冷却装置。在附图中，为了容易理解附图彼此的关系，示出xyz正交坐标系。在附图中，z轴表示铅垂上方，x轴表示与z轴正交的水平方向，y轴表示与x轴和z轴双方正交的水平方向。在图9以外的附图中，一般而言，z轴方向是便携式冷却装置的高度方向，y轴方向是便携式冷却装置的宽度方向，x轴方向是便携式冷却装置的厚度方向。但是，便携式冷却装置的设置方法(姿势)可以由用户自由地选择，不限定于图示的设置方法。
《1》实施方式1
《1-1》结构
图1是概略地示出实施方式1的便携式冷却装置1的构造的立体图。图2是概略地示出实施方式1的便携式冷却装置1的构造的俯视图。图3是示出实施方式1的便携式冷却装置1的热传导片3发生变形的情形的放大俯视图。
如图1及图2所示，便携式冷却装置1具有：作为冷却元件模块的珀耳帖元件模块2、作为设置在珀耳帖元件模块2的吸热面(冷却面)2a上的热传导构件的热传导片(冷却面)3及设置在珀耳帖元件模块2的散热面2b上的散热器4(散热板41及散热翅片42)。另外，便携式冷却装置1具有：作为基部的支承构件5、保持被冷却物的保持部(保持件)6及作为送风装置的风扇7，所述基部支承便携式冷却装置1的各构成部件，所述送风装置形成朝向散热器4的空气的流动。此外，虽然优选用热传导片3形成珀耳帖元件模块2的吸热面2a或将热传导构件贴附在吸热面2a上，但也可以不具备热传导片3。另外，虽然在散热面2b上也可以不具备散热器4，但为了使冷却效率提高，优选具备散热器4。另外，虽然也可以不具备向散热器4送风的风扇7，但为了使冷却效率提高，优选具备风扇7。另外，在图1中，作为支承构件5，示出了具有吸热面2a侧的第一面5a和散热面2b侧的第二面5b的板状构件，但支承构件5的形状不限定于图示的形状。
另外，便携式冷却装置1具有：电源部12、用于从电源部12向珀耳帖元件模块2供给电力的配线13及用于从电源部12向风扇7的马达供给电力的配线14，所述电源部12是通过电源电缆11向支承构件5供给电力的电源电路。
珀耳帖元件模块2例如是具有珀耳帖元件的板状的热电元件模块，所述珀耳帖元件利用了当使电流流经两种金属的接合部时热从一方的金属向另一方的金属移动这样的珀耳帖效应。珀耳帖元件模块2具有吸热面2a和散热面2b，吸热面2a吸收被冷却物20的热(冷却被冷却物20)，并从散热面2b放出热。珀耳帖元件模块2的吸热面2a是图1中的珀耳帖元件模块2的朝向+x方向的面。珀耳帖元件模块2的散热面2b是图1中的珀耳帖元件模块2的朝向-x方向的面。
一般而言，通过使珀耳帖元件模块2的吸热面2a与被冷却物20直接接触或经由热传导片等间接接触，从而利用珀耳帖元件模块2进行被冷却物20的冷却。由此，能够将被冷却物20冷却到外部空气温度以下。珀耳帖元件模块2通过电源电缆11、电源部12及配线13被供给电力，从而进行驱动。风扇7通过电源部12及配线14被供给电力，从而进行驱动。电源电缆11例如与插座、电池及太阳能板等中的任一个连接来接受电力的供给。
优选的是，例如在珀耳帖元件模块2的吸热面2a上利用热传导性的粘接剂设置有热传导片3。为了增大与被冷却物20的接触面积，如图3所示，优选热传导片3具有弹性，并根据被冷却物20的接触面形状变形。这样，通过使热传导片3变形，从而与被冷却物20的接触面积增加，冷却效率提高。
热传导片3的原材料例如能够设为硅树脂、丙烯酸树脂及聚烯烃树脂等中的任一种。另外，优选的是，根据被冷却物20的被冷却面的形状选择热传导片3的厚度及形状。另外，优选的是，能够根据被冷却物20的表面形状更换热传导片3。例如，通过在被冷却物20的被冷却面为平面的情况下使用厚度薄的部件作为热传导片3，并在被冷却物20的被冷却面为凸状面的情况下使用厚度厚的部件作为热传导片3，从而能够使冷却效率提高。在该情况下，优选的是，采用能够剥离的物质作为粘接剂。
在珀耳帖元件模块2的散热面2b上利用热传导性的粘接剂固定有散热器4。散热器4例如是在散热板41上连接多块薄板上的散热翅片42而成的部件。通过将散热翅片42与散热板41连接，从而在散热面2b产生的热经由散热板41传递给散热翅片42，并从散热翅片42散热。另外，为了冷却散热翅片42而设置有风扇7，所述风扇7形成朝向散热翅片42的空气的流动。从电源向风扇7供给电力。风扇7的位置不限定于图1的位置。
散热器4固定于便携式冷却装置1的支承构件5。支承构件5例如能够由发泡苯乙烯构件、塑料构件、合成树脂、陶瓷及金属构件中的任一种构成。支承构件5例如是板状构件，便携式冷却装置1的各构成构件由支承构件5支承。支承构件5具有贯通孔(包括作为与支承构件5的一边相连的贯通孔的缺口部)，在该贯通孔中安装有珀耳帖元件模块2。
支承构件5作为划分珀耳帖元件模块2的吸热面2a侧和散热面2b侧的隔热件发挥功能。即，支承构件5能够划分支承构件5的第一面5a(朝向+x方向的面)侧的空间和支承构件5的第二面5b(朝向-x方向的面)侧的空间。由此，能够防止从珀耳帖元件模块2的散热面2b移动到散热器4的热经由散热器4周围的空气向珀耳帖元件模块2的吸热面2a或热传导片3的周边移动的情形，从而能够防止冷却效率的降低。
在支承构件5的第一面5a固定有作为保持部6的4个磁铁61。通过具有磁铁61，从而能够利用磁吸引力保持具有磁性体的被冷却物20。此外，磁铁61的个数及配置不限定于图1所示的例子。磁铁61的个数也可以是1个～3个、5个以上中的任意数量。另外，在磁铁61能够更换的情况下，通过更换磁铁61，从而能够调节磁铁61的x轴方向上的高度。另外，通过将磁铁61设为使多个磁铁构件在x轴方向上层叠而成的结构，从而能够调节磁铁61的x轴方向上的高度。
图4是示出使被冷却物20吸附于实施方式1的便携式冷却装置1的状态的俯视图。如图4所示，在作为被冷却物20的锅具有磁性体的情况下，利用作为保持部6的磁铁61，在被冷却物20夹着热传导片3地粘接于珀耳帖元件模块2的吸热面2a的状态下保持被冷却物20。在该状态下，通过使便携式冷却装置1驱动，从而能够局部地冷却被冷却物20，并使温度的降低传递给收容在被冷却物20内的菜肴、饮料等。此外，在图4中示出了散热面2b使热传导片3与被冷却物20的侧面接触的情况，但用户能够使散热面2b与被冷却物20的期望的位置自由地接触。
《1-2》效果
(1)根据实施方式1的便携式冷却装置1，使被冷却物20经由热传导片3与珀耳帖元件模块2的吸热面2a接触，从而不经由空气地直接冷却被冷却物20。这样，由于便携式冷却装置1不需要供空气存在的容积，所以无需构成箱状的构造物，能够使装置小型化，且能够简化装置的构造。因此，便携式冷却装置1适合于搬移。
(2)根据实施方式1的便携式冷却装置1，由于使被冷却物20经由热传导片3与珀耳帖元件模块2的吸热面2a接触，从而不经由空气地直接冷却被冷却物20，所以能够仅冷却被冷却物20而不冷却被冷却物20以外的物体(例如收纳容器)。因此，与经由空气进行冷却的情况相比，能够高效地进行冷却。
(3)根据实施方式1的便携式冷却装置1，构成为具备保持部6，并利用保持部6保持被冷却物20。由此，能够使被冷却物20的任意的面(侧面、上表面或底面)与吸热面2a接触，能够高效地冷却被冷却物20。
(4)根据实施方式1的便携式冷却装置1，通过将构成构件抑制为最低限度或使用轻量的原材料，从而能够使整体重量轻量化，从而容易搬移。因此，便携式冷却装置1适合作为在汽车内、工作台上、饭桌上等狭窄的地方或室外使用的冷却装置。
(5)根据实施方式1的便携式冷却装置1，通过设为简单的构造并使用廉价的构件作为构成构件，从而能够降低制造成本。
(6)另外，在利用热传导片3增大与被冷却物20的接触面积的情况下，便携式冷却装置1的冷却效率提高。
(7)另外，在设置有冷却散热翅片42的风扇7的情况下，能够使便携式冷却装置1的冷却效率提高。
(8)另外，在充分地增大支承构件5而划分珀耳帖元件模块2的吸热面2a侧和散热面2b侧的情况下，能够使冷却效率提高。
(9)另外，在设为能够由用户更换磁铁61的情况下，由于能够通过更换磁铁61来调节磁铁61的x轴方向上的高度，所以能够选择适合于被冷却物20的外表面形状的磁铁，能够使冷却效率提高。
《2》实施方式2
《2-1》结构
在实施方式1中，将保持被冷却物20的保持部6作为磁铁61而进行了说明。与此相对，在实施方式2中，将吸盘(吸附盘)62用作保持被冷却物的保持部6。除了这点以外，实施方式2与实施方式1相同。因此，在说明实施方式2时，以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
图5是概略地示出实施方式2的便携式冷却装置1a的构造的俯视图。在图5中，对与图2所示的构成要素相同或对应的构成要素标注与图2中的附图标记相同的附图标记。如图5所示，实施方式2的便携式冷却装置1a的保持部6为吸盘(吸附盘)62。在图5的例子中，在支承构件5设置有四处吸盘62。但是，吸盘62的配置及个数不限定于图5的例子。通过使吸盘62吸附于被冷却物20，从而在使被冷却物20与便携式冷却装置1a接触的状态下保持被冷却物20。
《2-2》效果
根据实施方式2的便携式冷却装置1a，能够得到与上述实施方式1中的效果(1)至(8)同样的效果。
另外，根据实施方式2的便携式冷却装置1a，通过将吸盘62(吸附盘)用作保持部6，从而能够保持磁性体以外的被冷却物20。
另外，由于便携式冷却装置1a将吸盘62用作保持部，所以能够降低便携式冷却装置1a的制造成本。
另外，由于吸盘62能够与一个以上的其他实施方式的保持部一并使用，所以能够利用保持部的组合可靠地保持被冷却物20a。
《3》实施方式3
《3-1》结构
在实施方式1中，将保持被冷却物20的保持部6作为磁铁61而进行了说明。与此相对，在实施方式3中，将粘扣带(日文：面ファスナー)63及带64用作保持被冷却物20的保持部6。除了这点以外，实施方式3与实施方式1相同。因此，在说明实施方式3时，以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
图6是概略地示出实施方式3的便携式冷却装置1b的构造的俯视图。在图6中，对与图2所示的构成要素相同或对应的构成要素标注与图2中的附图标记相同的附图标记。如图6所示，实施方式3的便携式冷却装置1b的保持部6具有粘扣带63和利用粘扣带63与支承构件5连接的带64。粘扣带63具有呈钩状起毛的第一面和呈环状密集地起毛的第二面。当用户将第二面压靠于第一面时，两者贴附，用户通过剥离，从而能够使第二面从第一面分离。例如，将第二面固定于支承构件5，将第一面安装于带64。利用这样的构造，能够在向珀耳帖元件模块2的吸热面2a压靠被冷却物的状态下固定被冷却物。此外，作为粘扣带63，有不区分钩面和环面的类型(不会发生钩面与环面的安装错误)、呈蘑菇状起毛且结合力强的咔哒声(click)类型及锯齿状的鲨鱼咬合(sharkbite)(鲨鱼齿)类型等变形。在图6中，粘扣带63的连接部在作为支承构件5的发泡苯乙烯的、朝向图1中的+x方向的面上设置有两处。但是，连接部的位置及个数不限定于图6的例子。
通过将带64卷绕在被冷却物20的周围，并用粘扣带63将带64固定于支承构件5，从而在使被冷却物20与便携式冷却装置1b接触的状态下保持被冷却物20。
《3-2》效果
根据实施方式3的便携式冷却装置1b，能够得到与上述实施方式1中的效果(1)至(8)同样的效果。
根据实施方式3的便携式冷却装置1b，由于采用了用粘扣带63将带64作为保持部固定于支承构件5的方式，所以即使是无法用磁铁吸附的被冷却物、无法用吸盘吸附的被冷却物，也能够以与珀耳帖元件模块2接触的方式保持被冷却物20c(放置在接触的位置)。便携式冷却装置1b特别适合于保持并冷却圆筒形的被冷却物(例如塑料瓶)。
另外，通过使用廉价的粘扣带63及带64，从而能够降低便携式冷却装置1b的制造成本。
另外，由于粘扣带63及带64能够与一个以上的实施方式1或2的保持部6一并使用，所以能够利用保持部6的组合可靠地保持被冷却物20c。
《4》实施方式4
《4-1》结构
在实施方式1中，说明了保持被冷却物20的保持部6为磁铁61的情况。与此相对，在实施方式4中，采用载置台65作为保持被冷却物20的保持部6。除了这点以外，实施方式4与实施方式1相同。因此，在说明实施方式4时，以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
图7是概略地示出实施方式4的便携式冷却装置1c的构造的立体图。图8是概略地示出实施方式4的便携式冷却装置1c的构造的俯视图。在图7及图8中，对与图1及图2所示的构成要素相同或对应的构成要素标注与图1及图2中的附图标记相同的附图标记。如图7及图8所示，便携式冷却装置1c的保持部6是载置台65。载置台65设置于支承构件5。
优选的是，载置台65为能够收容被冷却物20的大小。也可以是，能够根据被冷却物20的种类更换载置台65。在将便携式冷却装置1c放置在水平面上时，载置台65的载置面成为水平面。也可以是，在载置台65的载置面具备吸热面2a。载置台65的原材料只要是能够载置被冷却物20的材料即可，能够使用金属、塑料及木材等各种材料。
《4-2》效果
根据实施方式4的便携式冷却装置1c，能够得到与上述实施方式1中的效果(1)至(8)同样的效果。
根据实施方式4的便携式冷却装置1c，由于采用具有水平的载置面的载置台65作为保持部6，所以即使是无法用磁铁61吸附的被冷却物20c及无法用吸盘62吸附的被冷却物20c，也能够以与珀耳帖元件模块2接触的方式保持被冷却物20c(放置在接触的位置)。
另外，由于具有水平的载置面的载置台65能够与一个以上的实施方式1至3的保持部6一并使用，所以能够利用保持部6的组合可靠地保持被冷却物20c。
《5》实施方式5
《5-1》结构
在实施方式4中，载置台65的配置被冷却物20c的载置面配置成与水平方向平行。与此相对，在实施方式5中，载置台66的载置面是越接近珀耳帖元件模块2的吸热面2a越低的倾斜面。除了这点以外，实施方式5与实施方式4相同。因此，在说明实施方式5时，以与实施方式4的不同点为中心进行说明。
图9是概略地示出实施方式5的便携式冷却装置1d的构造的侧视图。在图9中，对与图1所示的构成要素相同或对应的构成要素标注与图1中的附图标记相同的附图标记。如图9所示，在支承构件5及载置台66具备与平面接触的脚部51、52，载置被冷却物20的载置面是越接近珀耳帖元件模块2的吸热面2a越低的倾斜面。利用按这种方式倾斜的载置面，朝向珀耳帖元件模块2的吸热面2a的作用力(重力的与倾斜面平行的分力)作用于放置在载置台66的载置面上的被冷却物20d，被冷却物20d经由热传导片3与珀耳帖元件模块2的吸热面2a接触。
《5-2》效果
根据实施方式5的便携式冷却装置1d，能够得到与上述实施方式1中的效果(1)至(8)同样的效果。
根据实施方式5的便携式冷却装置1d，由于采用具有倾斜的载置面的载置台66作为保持部，所以即使是无法用磁铁吸附的被冷却物20d及无法用吸盘吸附的被冷却物20d，也能够以与珀耳帖元件模块2接触的方式保持被冷却物20d。
另外，由于具有倾斜的载置面的载置台66能够与一个以上的实施方式1至3的保持部6一并使用，所以能够可靠地保持被冷却物20d。
《6》实施方式6
《6-1》结构
在实施方式1中，说明了使用风扇7(空冷方式)作为冷却散热器4的机构的例子。与此相对，在实施方式6中，具备作为冷却散热器4的水冷装置的水冷机构9。除了这点以外，实施方式6与实施方式1相同。因此，在说明实施方式6时，以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
图10是概略地示出实施方式6的便携式冷却装置1e的构造的俯视图。在图10中，对与图2所示的构成要素相同或对应的构成要素标注与图2中的附图标记相同的附图标记。如图10所示，实施方式6的便携式冷却装置1e具备用于冷却散热器4的水冷机构9来代替实施方式1中的风扇7。水冷机构9是利用水对散热器4进行冷却的机构。水冷机构9例如具有使流水在散热器4的周围流动的冷却水配管等流路或者收容浸渍散热器4的水的容器等冷却水容器91。图10的水冷机构9具有冷却水容器91、供给冷却水的供水口92及将通过冷却水容器91而温度上升的冷却水排出的排水口93。例如，通过利用软管将供水口92与自来水管道的水龙头连结，或者通过用户向供水口92注入水，从而能够从散热器4高效地散热。结果，珀耳帖元件模块2的冷却效率提高。
在图10中示出磁铁61作为保持被冷却物的保持部。但是，便携式冷却装置1e可以具备一个以上的实施方式2至5中的任一种保持部代替磁铁61，或者除了磁铁61之外还具备一个以上的实施方式2至5中的任一种保持部。
《6-2》效果
根据实施方式6的便携式冷却装置1e，能够得到与上述实施方式1中的效果(1)至(6)同样的效果。
根据实施方式6的便携式冷却装置1e，通过具备水冷机构9，与空冷方式的情况相比，能够使冷却效率提高。
另外，根据实施方式6的便携式冷却装置1e，由于无需使用用于空冷的风扇7，所以能够防止由风扇7导致的噪音的产生。
另外，由于实施方式6的便携式冷却装置1e的水冷机构9不需要电力，所以能够削减便携式冷却装置1e的消耗电力。
另外，由于实施方式6的便携式冷却装置1e的水冷机构9能够由不具有可动部的冷却水配管或冷却水容器构成，所以能够削减便携式冷却装置1e的制造成本。
并且，由于实施方式6的便携式冷却装置1e采用水冷机构9，所以由支承构件5产生的、第一面5a侧的空间与第二面5b侧的空间的隔热效果不重要。因此，即使减小支承构件5，冷却效率也不会降低。因此，能够将支承构件5形成为较小，从而使装置小型化。
《7》变形例
以上，利用实施方式1至实施方式6说明了本发明的便携式冷却装置，但能够在本发明的范围内对各实施方式进行组合或对各实施方式进行适当变形。
在上述实施方式的便携式冷却装置1、1a、1b、1c、1d、1e中，利用热传导性的粘接剂将珀耳帖元件模块2的散热面2b与散热器4固定，但也可以利用螺钉紧固将它们固定。
在上述实施方式的便携式冷却装置1、1a、1b、1c、1d、1e中，说明了支承构件5为平板状的情况，但支承构件5的形状不限定于此。支承构件5例如也可以是曲面状或l字形等其他形状。
上述实施方式的便携式冷却装置1、1a、1b、1c、1d、1e具有一个珀耳帖元件模块2，但也可以是，还具有由支承构件5支承的其他珀耳帖元件模块。在该情况下，优选的是，珀耳帖元件模块2的吸热面2a和其他珀耳帖元件模块的吸热面配置成分别与被冷却物20的相互不同的面接触。
附图标记的说明
1、1a、1b、1c、1d、1e便携式冷却装置，2珀耳帖元件模块，2a吸热面，2b散热面，3热传导片，4散热器，5支承构件，5a第一面，5b第二面，6保持部，7风扇，9水冷机构，11电源电缆，12电源部，13、14配线，20、20a、20b、20c、20d被冷却物，41散热板，42散热翅片，51、52脚部，61磁铁，62吸盘，63粘扣带，64带，65、66载置台，91冷却水容器，92供水口，93排水口。