特開 2020-62635 熱電除湿器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-62635(P2020-62635A)

(43)【公開日】2020年4月23日

(54)【発明の名称】熱電除湿器

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/26 20060101AFI20200331BHJP

   F24F 13/22 20060101ALI20200331BHJP

   F25B 21/02 20060101ALI20200331BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/26 100

   F24F13/22 222

   F25B21/02 D

【審査請求】有

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-228390(P2018-228390)

(22)【出願日】2018年12月5日

(31)【優先権主張番号】107136831

(32)【優先日】2018年10月18日

(33)【優先権主張国】TW

(71)【出願人】

【識別番号】390023582

【氏名又は名称】財團法人工業技術研究院

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ

(74)【代理人】

【識別番号】110001896

【氏名又は名称】特許業務法人朝日奈特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】陳 奕瑞

(72)【発明者】

【氏名】宋 柏毅

(72)【発明者】

【氏名】張 秉宏

【テーマコード（参考）】

4D052

【Ｆターム（参考）】

4D052AA08

4D052BA06

4D052BB01

4D052BB02

4D052GA01

4D052GB01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】周囲の温度および湿度の影響を低減し、除湿効率を高めることができる熱電除湿器の提供。
【解決手段】チャンバ１、熱電エレメント２、冷温側熱交換エレメント３１、高温側熱交換エレメント３２、およびファン４を備える熱電除湿器１００が提供される。チャンバ１は、第１給気口１０１、第１排気口１０２、および第１給気口と第１排気口とを接続するＵ字状チャネルを有する。熱電エレメント２は、チャンバ内に配置され、冷温側および高温側を有する。冷温側熱交換エレメント３１は、チャンバ内に配置され、冷温側に接続され、且つ、第１給気口１０１に隣接する。高温側熱交換エレメント３２は、チャンバ内に配置され、高温側に接続され、且つ、第１排気口１０２に隣接する。ファン４は、Ｕ字状チャネル内における冷温側熱交換エレメント３１と高温側熱交換エレメント３２との間に配置される。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１給気口、第１排気口、および前記第１給気口と前記第１排気口とを接続するＵ字状チャネルを有するチャンバと、
前記チャンバ内に配置され、冷温側および高温側を有する熱電エレメントと、
前記チャンバ内に配置され、前記冷温側に接続され、且つ、前記第１給気口に隣接する冷温側熱交換エレメントと、
前記チャンバ内に配置され、前記高温側に接続され、且つ、前記第１排気口に隣接する高温側熱交換エレメントと、
前記Ｕ字状チャネル内における前記冷温側熱交換エレメントと前記高温側熱交換エレメントとの間に配置されるファン
とを備える熱電除湿器。

【請求項2】

第１給気口、第１排気口、および前記第１給気口と前記第１排気口とを接続するＵ字状チャネルを有するチャンバと、
前記チャンバ内に配置され、冷温側および高温側を有する熱電エレメントと、
前記チャンバ内に配置され、前記冷温側に接続され、且つ、前記第１給気口に隣接する冷温側熱交換エレメントと、
前記チャンバ内に配置され、前記高温側に接続され、且つ、前記第１排気口に隣接する高温側熱交換エレメントと、
前記Ｕ字状チャネル内に配置されるファンと、
前部熱交換エレメントおよび後部熱交換エレメントを備える予冷部
とを備え、
前記前部熱交換エレメントは前記第１給気口と前記冷温側熱交換エレメントとの間に配置され、前記後部熱交換エレメントは前記冷温側熱交換エレメントと前記高温側熱交換エレメントとの間に配置される熱電除湿器。

【請求項3】

前記冷温側熱交換エレメントに隣接する第２給気口をさらに備える請求項１または２記載の熱電除湿器。

【請求項4】

前記第２給気口と前記第１給気口とが非平行である請求項３記載の熱電除湿器。

【請求項5】

前記Ｕ字状チャネルが、第１チャネル、第２チャネルおよび接続チャネルを有し、前記第１チャネルは第１方向に沿って伸びており、前記冷温側熱交換エレメントは前記第１チャネル内に配置され、前記高温側熱交換エレメントは前記第２チャネル内に配置され、前記接続チャネルは前記第１チャネルと前記第２チャネルとを接続している請求項１または２記載の熱電除湿器。

【請求項6】

前記冷温側熱交換エレメントの法線方向が、前記第１チャネルの前記第１方向に直交する請求項５記載の熱電除湿器。

【請求項7】

前記第１給気口の外側に配置され、前記第１方向と角度を形成するフローガイドエレメントをさらに備える請求項５記載の熱電除湿器。

【請求項8】

前記Ｕ字状チャネルの前記接続チャネルに配置される水受け皿をさらに備え、前記水受け皿の開口が、前記第１チャネルの前記第１方向と向い合っている請求項５記載の熱電除湿器。

【請求項9】

前記ファンが、前記冷温側熱交換エレメントと前記第１排気口との間に配置される請求項２記載の熱電除湿器。

【請求項10】

前記ファンが、前記冷温側熱交換エレメントと前記高温側熱交換エレメントとの間に配置される請求項２記載の熱電除湿器。

【請求項11】

前記冷温側熱交換エレメントは、前記冷温側に接続される第１底面積を有し、前記高温側熱交換エレメントは、前記高温側に接続される第２底面積を有し、前記第１底面積は前記第２底面積と非同等である請求項１または２記載の熱電除湿器。

【請求項12】

前記予冷部が、前記前部熱交換エレメントと前記後部熱交換エレメントとを接続する熱伝導エレメントをさらに備える請求項２記載の熱電除湿器。

【請求項13】

前記高温側熱交換エレメントと前記熱電エレメントの前記高温側とを接続する熱伝導エレメントをさらに備える請求項２記載の熱電除湿器。

【請求項14】

前記熱伝導エレメントがヒートパイプである請求項１２または１３記載の熱電除湿器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般的には、除湿器、より詳しくは、熱電除湿器（thermoelectric dehumidifier）に関する。

【背景技術】

【0002】

熱電除湿器の作動原理は、以下の通りである。水分を含む空気はファンによってチャンバ内に吸入される。水分が冷温側でフィンを通過した後、空気中に含まれる水分は、水滴として凝縮する。水滴がある大きさまで溜まった後、水滴は重力により水受け皿の中に落ちる。そして、空気は温度を下げるべく高温側のフィンまでガイドされ、排気口を介して放散される。

【0003】

熱電除湿器の湿気除去は、周囲の温度および湿度に影響されるので、実際の使用において得られる熱電除湿器の除湿効率（dehumidification efficiency）と理想的な実験環境において得られる除湿効率との間には大きな相違が存在する。

【0004】

従って、一般的に知られる技術において遭遇する問題を解決するために、進歩した熱電除湿器を提供することが、産業界における主要な課題となっている。

【0005】

２００２年５月２８日に発行された米国特許第６，３９３，８４２号明細書は、個々の冷却／加熱のための空調装置を提供する。

【発明の概要】

【0006】

本発明の実施形態によれば、チャンバ、熱電エレメント、冷温側熱交換エレメント、高温側熱交換エレメント、およびファンを備える熱電除湿器が提供される。チャンバは、第１給気口、第１排気口、および第１給気口と第１排気口とを接続するＵ字状チャネルを有する。熱電エレメントは、チャンバ内に配置され、冷温側および高温側を有する。冷温側熱交換エレメントは、チャンバ内に配置され、冷温側に接続され、且つ、第１給気口に隣接する。高温側熱交換エレメントは、チャンバ内に配置され、高温側に接続され、且つ、第１排気口に隣接する。ファンは、Ｕ字状チャネル内における冷温側熱交換エレメントと高温側熱交換エレメントとの間に配置される。

【0007】

本発明の他の実施形態によれば、チャンバ、熱電エレメント、冷温側熱交換エレメント、高温側熱交換エレメント、ファン、および予冷部を備える熱電除湿器が提供される。チャンバは、第１給気口、第１排気口、および第１給気口と第１排気口とを接続するＵ字状チャネルを有する。熱電エレメントは、チャンバ内に配置され、冷温側および高温側を有する。冷温側熱交換エレメントは、チャンバ内に配置され、冷温側に接続され、且つ、第１給気口に隣接する。高温側熱交換エレメントは、チャンバ内に配置され、高温側に接続され、第１排気口に隣接する。ファンは、Ｕ字状チャネル内に配置される。予冷部は、前部熱交換エレメント、後部熱交換エレメントおよび熱伝導エレメントを備える。前部熱交換エレメントは、冷温側熱交換エレメントの前に、且つ、第１給気口と冷温側熱交換エレメントとの間に配置される。後部熱交換エレメントは、冷温側熱交換エレメントの後ろに、且つ、冷温側熱交換エレメントと高温側熱交換エレメントとの間に配置される。熱伝導エレメントは、前部熱交換エレメントと後部熱交換エレメントとを接続するか、または高温側熱交換エレメントと熱電エレメントの高温側とを接続する。

【0008】

上記の実施形態によれば、本発明は、チャンバ、熱電エレメント（thermoelectric element）、冷温側熱交換エレメント（cold-side heat exchange element）、高温側熱交換エレメント（hot-side heat exchange element）、およびファンを備える熱電除湿器を提供する。チャンバは、Ｕ字状チャネルを有する。熱電エレメント、冷温側熱交換エレメントおよび高温側熱交換エレメントは、チャンバ内に配置される。ファンは、Ｕ字状チャネル内に配置される。熱流場（heat flow field）の実験および分析により、エレメント（熱電エレメント、冷温側熱交換エレメント、高温側熱交換エレメント、ファンなど）とＵ字状チャネル内の空気の流れとの間の相関関係が調整され、それによって、熱電エレメントにおける冷温側での湿度除去および高温側での熱低減の機能が高められ、周囲の温度および湿度の影響が低減され、熱電除湿器の除湿効率が高められる。

【0009】

本発明の上記およびその他の態様は、好ましいが限定的ではない１以上の実施形態の下記の詳細な説明に関して、よりよく理解される。下記の説明は、添付の図面を参照してなされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1A】本発明の一実施形態による熱電除湿器の構造の断面図である。

【図1B】本発明の他の実施形態による熱電除湿器の構造の断面図である。

【図2A】本発明の別の実施形態による熱電除湿器の構造の断面図である。

【図2B】図２Ａの熱電除湿器の構造の透視図である。

【図3A】本発明の一実施形態による熱電除湿器の構造の断面図である。

【図3B】図３Ａの熱電除湿器の異なる吸気態様を示す断面図である。

【図3C】図３Ａの熱電除湿器の異なる吸気態様を示す断面図である。

【図4】本発明の一実施形態による熱電除湿器の構造の断面図である。

【図5】本発明の一実施形態による熱電除湿器の構造の断面図である。

【図6】本発明の一実施形態による熱電除湿器の構造の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明は、周囲の温度および湿度の影響を低減し、熱電除湿器の除湿効率を高めることができる熱電除湿器を提供する。この技術分野における当業者であれば、本発明の目的、技術的特徴および利点がより容易に理解さるように、いくつかの例示的な実施形態が、詳細な説明および添付の図面と共に、以下に開示される。

【0012】

なお、これらの実施形態は、例示および説明目的のためのものであり、本発明の保護の範囲を限定するためのものではない。発明は、他の特徴、要素、方法およびパラメータを用いて実施され得る。好ましい実施形態は、本発明の技術的特徴を例示するためだけのものであって、保護の範囲を限定するためのものではない。発明の技術分野における当業者であれば、発明の主旨に反することなく、以下に開示された仕様に基づいて、適切な修正または変更を加え得るであろう。添付の図面に共通の符号は、同じ、または同等の要素を示すために使用される。

【0013】

図１Ａを参照すると、本発明の一実施形態による熱電除湿器１００の構造の断面図が示されている。熱電除湿器１００は、チャンバ１、熱電エレメント２、冷温側熱交換エレメント３１、高温側熱交換エレメント３２およびファン４を備える。チャンバ１は、第１給気口（a first air inlet）１０１、第１排気口（first air outlet）１０２ならびに第１給気口１０１と第１排気口１０２とを接続するＵ字状チャネルを有する。本発明のいくつかの実施形態において、Ｕ字状チャネルは、第１チャネル１１、第２チャネル１２、および接続チャネル１３を備える。空気の流れは、第１方向Ｄにおいて第１給気口１０１からＵ字状チャネルの第１チャネル１１に向けられ、接続チャネル１３を通過した後、空気は１８０度曲げられて第２チャネル１２に流れ、その後、第１排気口１０２を介して、第１方向Ｄに平行且つ逆向きにチャンバから放散される。

【0014】

熱電エレメント２は、チャンバ１内に配置され、冷温側（cold side）２１および高温側（hot side）２２を有する。本発明のいくつかの実施形態において、熱電エレメント２は、少なくとも、（小ブロックに分割されたＰ型半導体材料のような）第１の熱電材料および（小ブロックに分割されたＮ型半導体材料のような）第２の熱電材料から形成される。第１の熱電材料と第２の熱電材料とは、ワイヤ（図示せず）によって接続され、Ｐ型半導体材料およびＮ型半導体材料から形成される複数の熱電変換エレメント（thermoelectric conversion element、図示せず）を形成する。熱電エレメント２が外部回路に接続されると、Ｎ型半導体材料の電子キャリアおよびＰ型半導体材料のホールキャリアは動かされて移動すると共に熱電変換エレメントの半導体材料の２つの側面（冷温側２１および高温側２２）の間に温度差を生成し、それによって、熱電エレメント２の冷温側２１での温度が下降し、高温側２２での温度が上昇する。

【0015】

冷温側熱交換エレメント３１は、チャンバ１内に配置され、熱電エレメント２の冷温側２１に接続される一の側、および、第１給気口１０１から第１チャネル１１に流れる空気流に直接接触するために第１給気口１０１に隣接し、且つチャンバ１の第１チャネル１１内に突き出されている他の側を有する。高温側熱交換エレメント３２は、チャンバ１内に配置されており、熱電エレメント２の高温側２２に接続される一の側、および、第２チャネル１２に沿って第１排気口１０２に流れる空気流に直接接触するために第１排気口１０２に隣接し、且つチャンバ１の第２チャネル１２内に突き出されている他の側を有する。

【0016】

本発明のいくつかの実施形態において、冷温側熱交換エレメント３１は、基板３１１および、冷温側熱交換エレメント３１が直接空気に接触する熱吸収領域を増やすための、基板３１１の表面から突き出された突出部３１２を備えていてもよい。高温側熱交換エレメント３２は、基板３２１および、高温側熱交換エレメント３２が直接空気に接触する熱放散領域を増やすための、基板３２１から突き出された突出部３２２を備えていてもよい。突出部３１２および３２２はそれぞれ、フィン、指状突出物（finger-like protrusions）、または高程度の表面積を有する多孔質ブロック（porous blocks）によって形成され得る。本実施形態では、冷温側熱交換エレメント３１の基板３１１および高温側熱交換エレメント３２の基板３２１はそれぞれ、熱電エレメント２の２つの向かい合っている側面上（すなわち、冷温側２１および高温側２２）に配置される。冷温側熱交換エレメント３１の突出部３１２は、基板３１１に垂直な法線方向Ｋに沿って第１チャネル１１内に突き出されている。高温側熱交換エレメント３２の突出部３２２は、基板３２１に垂直な法線方向Ｋに沿って第２チャネル１２内に突き出される。法線方向Ｋは、第１方向Ｄに直交する。

【0017】

本発明のいくつかの実施形態において、冷温側熱交換エレメント３１の基板３１１の底の部分は、冷温側２１との接続のための第１底面積（first base area）を有し、高温側熱交換エレメント３２の基板３２１の底の部分は、高温側２２との接続のための第２底面積（second base area）を有し、第１底面積は、第２底面積と同等であってもよく、または非同等であってもよい。本実施形態では、冷温側２１と接続するための基板３１１の底部の第１底面積は、高温側２２と接続するための基板３２１の底部の第２底面積と同等である。エネルギー保存の法則に基づいて、高温側２２での熱放散能力は、熱電エレメント２の入力パワーと冷温側２１での冷却能力との合計と同等であることが、図２Ａ〜図２Ｂに示される以下の実施形態から理解され得る。言い換えれば、高温側２２での熱放散能力は、冷温側２１での冷却能力よりも大きい。従って、空気流量が同じであって、同じタイプの熱交換エレメントが採用されると仮定すれば、高温側２２と接続するための、高温側熱交換エレメント３２の基板３２１の底部の第２底面積は、冷温側２１と接続するための、冷温側熱交換エレメント３１の基板３１１の底部の第１底面積よりも大きい。

【0018】

ファン４は、Ｕ字状チャネル内において、冷温側熱交換エレメント３１と高温側熱交換エレメント３２との間に配置される。本実施形態において、ファン４は、第２チャネル１２と接続チャネル１３との間の接合部に配置される。すなわち、高温側熱交換エレメント３２は、第１排気口１０２とファン４との間に配置される。冷温側熱交換エレメント３１から見ると、ファン４は、空気を吸い出して負圧を生じさせ、水分を含む外気をチャンバ１の第１チャネル１１内に吸引し、それによって、空気は、層流のような形態で冷温側熱交換エレメント３１を通過する。温度が下げられた冷温側熱交換エレメント３１の表面を空気が通過した後に、空気に含まれた水分は凝縮し始める。凝縮した水分がある大きさまで溜まると、凝縮した水分は、水滴４１を形成し、水滴４１は重力の作用により第１チャネル１１の下部に落下する。高温側熱交換エレメント３２から見ると、ファン４は、空気が乱流の形態で高温側熱交換エレメント３２を通過し、第１排気口１０２へ流れるように空気を吸入する。

【0019】

しかしながら、熱電除湿器１００のファン４の配置は上記の例示に限定されない。図１Ｂを参照すると、本発明の他の実施形態による熱電除湿器１００’の構造の断面図が示されている。熱電除湿器１００’の構造は、熱電除湿器１００’のファン４’が高温側熱交換エレメント３２と第１排気口１０２との間に配置されることを除いて、図１Ａの熱電除湿器１００の構造と同じである。

【0020】

冷温側熱交換エレメント３１および高温側熱交換エレメント３２から見ると、ファン４または４’双方は、空気を吸い出して負圧を生じさせ、水分を含む外気をチャンバ１の第１チャネル１１内に吸引し、それによって、空気は、層流のような形態で冷温側熱交換エレメント３１を通過する。空気が冷温側熱交換エレメント３１を通過後、空気は、層流のような形態で高温側熱交換エレメント３２を通過し続け、第１排気口１０２へ流れる。

【0021】

同じ条件下で、上記の実施形態で開示された２つの熱電除湿器１００および１００’および市販の熱電除湿器（比較例）について、除湿試験が行なわれ、その結果が下記の表１に記載される。

【0022】

【表1】

【0023】

上記試験結果は、外部に空気を放散するための、チャンバ１内に配置されたファン４または４’と組み合わされた、冷温側熱交換エレメント３１および高温側熱交換エレメント３２を備える、上記の実施形態で開示された２つの熱電除湿器１００および１００’の装置が、高温側２２での温度を著しく低減させることができ、従って、除湿効率が高められ得ることを示している。本発明の一実施形態において、高温側２２に隣接して配置されるファン４または４’を採用することが、高温側２２での温度を略１℃下げることができ、冷温側での温度を略２℃〜３℃下げることができ、１日毎の湿度除去を約８％増やすことができる。

【0024】

いくつかの他の実施形態において、熱電除湿器２００は、フローガイドエレメント（flow guide element）１１１および１１２および水受け皿（water tray）５を備えていてもよい。図２Ａおよび図２Ｂを参照。図２Ａは、本発明の別の実施形態による熱電除湿器２００の構造の断面図である。図２Ｂは、図２Ａの熱電除湿器２００の構造の透視図である。熱電除湿器２００の構造は、熱電除湿器２００が、さらに、フローガイドエレメント１１１および１１２、ならびに水受け皿５を備え、第１方向Ｄが重力の方向と平行であるように調整されていることを除いて、図１Ａの熱電除湿器１００と同様の構造である。すなわち、熱電除湿器２００の第１給気口１０１および第１排気口１０２の開口が上側に向くように変更されている。

【0025】

本実施形態において、フローガイドエレメント１１１は、第１給気口１０１の外側に配置され、第１方向Ｄに対して角度θ¹を形成する複数の回転可能な羽根（blades）を備え、フローガイドエレメント１１２は、第１排気口１０２の外側に配置され、第１方向Ｄに対して角度θ²を形成する複数の回転可能な羽根（blades）を備える。フローガイドエレメント１１１および１１２は、第１排気口１０２から放散される乾燥した高温の空気が再度第１給気口１０１内に吸引されて熱電除湿器２００の除湿効率に影響を及ぼすことを避けるために、空気が第１給気口１０１内に入る方向および空気が第１排気口１０２から出ていく方向をガイドする。

【0026】

熱電除湿器２００の水受け皿５は、接続チャネル１３の底部に配置され、第１チャネル１１の第１方向Ｄおよび冷温側熱交換エレメント３１と向い合う開口を有する。温度が下げられた冷温側熱交換エレメント３１の表面を空気が通過した後に、空気に含まれた水分は凝縮し始める。凝縮した水分がある大きさまで溜まると、凝縮した水分は、水滴を形成し、水滴は、下に配置された水受け皿５に重力作用によって落下する。

【0027】

いくつかの他の実施形態において、熱電除湿器３００は、複数の給気口を備えていてもよい。図３Ａ〜図３Ｃを参照。図３Ａは、本発明の一実施形態による熱電除湿器３００の構造の断面図である。図３Ｂおよび図３Ｃは、図３Ａの熱電除湿器３００の異なる吸気態様を示す断面図である。熱電除湿器３００の構造は、熱電除湿器３００が、さらに、第２給気口１０３および水受け皿５を備え、第１方向Ｄが重力の方向に平行であるように調整されていることを除いて、図１Ａの熱電除湿器１００と同様の構造である。すなわち、熱電除湿器３００の第１給気口１０１および第１排気口１０２の開口が上側に向くように変更されている。

【0028】

本実施形態において、熱電除湿器３００は、上を向く開口を有する第１給気口１０１および、第１チャネル１１の側壁に配置され、第１給気口１０１に対して直交する第２給気口１０３を備えていてもよい。外気は、第１給気口１０１および第２給気口１０３を経由してチャンバ１内に吸引され得る（図３Ａ）。外気が第２給気口１０３を経由してのみチャンバ１内に吸引され得るように、カバー３０１が第１給気口１０１をシールし得る（図３Ｃ）。または、外気が第１給気口１０１を経由してのみチャンバ１内に吸引され得るように、カバー３０２が第２給気口１０３をシールし得る（図３Ｂ）。

【0029】

熱電除湿器３００の吸気態様は、熱電除湿器３００の除湿効率に影響を及ぼす。同じ条件下で、上記の実施形態（図３Ａ〜図３Ｃ）において開示されたような異なる吸気態様を有する熱電除湿器３００について、除湿試験が行なわれ、その結果が下記の表２に記載される。

【0030】

【表2】

【0031】

空気が上から下へと第１給気口１０１に吸入される吸気態様は（図３Ａおよび図３Ｂ）、吸気の流れの方向が水滴４１の落下方向と同じであるので優れた除湿効果を生じさせ、一方、空気が側面から第２給気口１０３に吸入される吸気態様は（図３Ｃ）、吸気の流れの方向が水滴４１の落下方向と垂直であるため、より低い効果を生じさせることを、上記試験結果は示している。

【0032】

いくつかの実施形態において、熱電除湿器４００は、複数の給気口および複数の排気口を備えてもよい。図４を参照すると、本発明の一実施形態による熱電除湿器４００の構造の断面図である。熱電除湿器４００の構造は、熱電除湿器４００がさらに第２給気口４０３および第２排気口４０４を備えることを除いて、図２Ａの熱電除湿器２００の構造と同じである。

【0033】

本実施形態において、第２給気口４０３は、第１チャネル１１の側壁に第１給気口１０１と垂直に配置される。第２排気口４０４は、第２チャネル１２の側壁に第１排気口１０２と垂直に配置される。熱電除湿器４００の給気口および排気口の数量および吸気／排気の態様を変更することによって、冷温側熱交換エレメント３１および高温側熱交換エレメント３２を通過する空気の流量および接触時間が調整され得ると共に、熱電除湿器４００の除湿効率が高められ得る。

【0034】

いくつかの実施形態において、熱電除湿器５００は予冷部（pre-cooling component）５０をさらに備えてもよい。図５を参照すると、本発明の一実施形態による熱電除湿器５００の構造の断面図が示される。熱電除湿器５００の構造は、熱電除湿器５００が、さらに予冷部５０を備えることを除いて、図２Ａの熱電除湿器２００の構造と同じである。

【0035】

本発明のいくつかの実施形態において、予冷部５０は、前部熱交換エレメント（front heat exchange element）５１、後部熱交換エレメント（rear heat exchange element）５２、および熱伝導エレメント（thermal conduction element）５３を備える。前部熱交換エレメント５１は、冷温側熱交換エレメント３１の前に、且つ、第１給気口１０１と冷温側熱交換エレメント３１との間に配置される。後部熱交換エレメント５２は、冷温側熱交換エレメント３１の後ろに、且つ、冷温側熱交換エレメント３１と高温側熱交換エレメント３２との間に配置される。熱伝導エレメント５３は前部熱交換エレメント５１と後部熱交換エレメント５２とを接続する。

【0036】

本実施形態において、前部熱交換エレメント５１は、第１チャネル１１内に、且つ、第１給気口１０１と冷温側熱交換エレメント３１との間に配置される二次的冷却フィン（secondary refrigeration fin）の一種により実現され得る。後部熱交換エレメント５２も、第２チャネル１２内に、且つ、冷温側熱交換エレメント３１と高温側熱交換エレメント３２との間に配置される二次的冷却フィンの一種により実現され得る。前部熱交換エレメント５１は、熱交換エレメント５３（ヒートパイプまたは他の高熱伝導性エレメントなど）を介して後部熱交換エレメント５２と熱的に接続され、高温側熱交換エレメント３２に向かって流れる空気流が予冷され得る。

【0037】

なお、本実施形態において、予冷部５０は前部熱交換エレメント５１および後部熱交換エレメント５２を共に備え、前部熱交換エレメント５１および後部熱交換エレメント５２は第１チャネル１１を第２チャネル１２から分離するように構成された側壁仕切り（sidewall partition）上に互いに対してずらせて配列されているが、予冷部５０の配置は上記の例示に限定されない。

【0038】

図６を参照すると、本発明の一実施形態による熱電除湿器６００の構造の断面図が示されている。熱電除湿器６００の構造は、熱電除湿器６００の予冷部６０の配置を除いて、図５の熱電除湿器５００の構造と同じである。

【0039】

本実施形態において、前部熱交換エレメント６１および後部熱交換エレメント６２は、第１チャネル１１を第２チャネル１２から分離するように構成された側壁仕切りの２つの向かい合う側面上の同じ位置に配置され、それぞれの底部（図示されず）を介して熱的に接続されている。冷温側熱交換エレメント３１および高温側熱交換エレメント３２は、第１チャネル１１を第２チャネル１２から分離するように構成された側壁仕切り上に互いに対してずらして配列されている。冷温側熱交換エレメント３１は、熱電エレメント２の冷温側２１に配置される。高温側熱交換エレメント３２および熱電エレメント２の高温側２２は、熱伝導エレメント６３を介して熱的に接続される。

【0040】

上記の実施形態によれば、本発明は、チャンバ、熱電エレメント、冷温側熱交換エレメント、高温側熱交換エレメントおよびファンを備える熱電除湿器を提供する。チャンバはＵ字状チャネルを有する。熱電エレメント、冷温側熱交換エレメントおよび高温側熱交換エレメントは、チャンバ内に配置される。ファンは、Ｕ字状チャネル内に配置される。熱流場の実験および分析により、エレメント（熱電エレメント、冷温側熱交換エレメント、高温側熱交換エレメントおよびファンなど）とＵ字状チャネル内の空気流れとの間の相関関係が調整され、それによって、熱電エレメントにおける冷温側での湿度除去および高温側での熱低減の機能が高められ、周囲の温度および湿度の影響が低減され、熱電除湿器の除湿効率が高められる。

【0041】

本発明を例示により、また好ましい１以上の実施形態の観点で説明したが、本発明は、それらに限定されるものではない。むしろ、各種の修正および同等の配列および手順を含むことが意図され、従って、添付の請求項の範囲には、かかる全ての修正ならびに同等の配列および手順を含むように最も広い解釈が与えられるべきである。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2020年1月22日

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１給気口、第１排気口、および前記第１給気口と前記第１排気口とを接続するＵ字状チャネルを有するチャンバと、
前記チャンバ内に配置され、冷温側および高温側を有する熱電エレメントと、
前記チャンバ内に配置され、前記冷温側に接続され、且つ、前記第１給気口に隣接する冷温側熱交換エレメントと、
前記チャンバ内に配置され、前記高温側に接続され、且つ、前記第１排気口に隣接する高温側熱交換エレメントと、
前記Ｕ字状チャネル内に配置されるファンと、
前部熱交換エレメントおよび後部熱交換エレメントを備える予冷部
とを備え、
前記前部熱交換エレメントは前記第１給気口と前記冷温側熱交換エレメントとの間に配置され、前記後部熱交換エレメントは前記冷温側熱交換エレメントと前記高温側熱交換エレメントとの間に配置される熱電除湿器。

【請求項2】

前記冷温側熱交換エレメントに隣接する第２給気口をさらに備える請求項１記載の熱電除湿器。

【請求項3】

前記第２給気口と前記第１給気口とが非平行である請求項２記載の熱電除湿器。

【請求項4】

前記Ｕ字状チャネルが、第１チャネル、第２チャネルおよび接続チャネルを有し、前記第１チャネルは第１方向に沿って伸びており、前記冷温側熱交換エレメントは前記第１チャネル内に配置され、前記高温側熱交換エレメントは前記第２チャネル内に配置され、前記接続チャネルは前記第１チャネルと前記第２チャネルとを接続している請求項１記載の熱電除湿器。

【請求項5】

前記冷温側熱交換エレメントの法線方向が、前記第１チャネルの前記第１方向に直交する請求項４記載の熱電除湿器。

【請求項6】

前記第１給気口の外側に配置され、前記第１方向と角度を形成するフローガイドエレメントをさらに備える請求項４記載の熱電除湿器。

【請求項7】

前記Ｕ字状チャネルの前記接続チャネルに配置される水受け皿をさらに備え、前記水受け皿の開口が、前記第１チャネルの前記第１方向と向い合っている請求項４記載の熱電除湿器。

【請求項8】

前記ファンが、前記冷温側熱交換エレメントと前記第１排気口との間に配置される請求項１記載の熱電除湿器。

【請求項9】

前記ファンが、前記冷温側熱交換エレメントと前記高温側熱交換エレメントとの間に配置される請求項１記載の熱電除湿器。

【請求項10】

前記冷温側熱交換エレメントは、前記冷温側に接続される第１底面積を有し、前記高温側熱交換エレメントは、前記高温側に接続される第２底面積を有し、前記第１底面積は前記第２底面積と非同等である請求項１記載の熱電除湿器。

【請求項11】

前記予冷部が、前記前部熱交換エレメントと前記後部熱交換エレメントとを接続する熱伝導エレメントをさらに備える請求項１記載の熱電除湿器。

【請求項12】

前記高温側熱交換エレメントと前記熱電エレメントの前記高温側とを接続する熱伝導エレメントをさらに備える請求項１記載の熱電除湿器。

【請求項13】

前記熱伝導エレメントがヒートパイプである請求項１１または１２記載の熱電除湿器。

【外国語明細書】

2020062635000001.pdf

2020062635000002.pdf

2020062635000003.pdf

2020062635000004.pdf