热电岐管制造技术

一种热电歧管，具有多个热电模件，所述热电模件具有吸热面与散热面，利用电流的通过将所述散热面加热并将所述吸热面冷却，所述多个热电模件在歧管主体内并排设置，相邻的一方热电模件的散热面与另一方热电模件的吸热面相对，同时在岐管主体内，与冷却端侧的吸热面之间设有冷却气室，与加热侧散热面之间设有加热气室，在相邻的热电模件之间设有导热气室。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用可用于冷却装置等的热电模件的热电装置，尤其涉及在载热体通道利用热电效果冷却或加热该载热体的热电岐管。
技术介绍
近年，氟里昂对臭氧层的破坏作用已成为全球性问题，当务之急是开发不使用氟里昂的冷却装置。在使用压缩机的普通冷却装置中，如果使用的环境寂静，则压缩机的马达声会成为噪音。作为一种不使用氟里昂以及压缩机的冷却装置，使用具有珀耳帖效应的热电模件的冷却装置受到注目。所谓珀耳帖效应，一般是作为弱电流通过不同金属的接触面时产生热或吸收热的现象而被人们熟知。利用珀耳帖效应的热电模件一般是将多个P型半导体元件与N型半导体元件纵横排列，并通过电极将这些半导体元件串联，再将其夹在一对导热板之间，整体上略成平板状。采用这种热电模件时，一旦直流电单方向通过多个半导体元件，则由于珀耳帖效应，一方导热板被冷却，同时另一方导热被加热。因此，将一方导热板表面作为吸热面，另一方导热板的表面作为散热面。在热电模件中，通过流过半导体元件的电子的动能与热能的交换作用，热从吸热面传向散热面。因此，假定一方导热板与另一方导热板之间不通过半导体元件导热，则可以通过设定半导体元件数或电流密度而扩大单一热电模件的吸热面与散热面之间的温度差。但是实际上，由于半导体元件的导热，加热侧导热板的热传递到冷却侧导热板。因此，如果单一的热电模件的吸热面与散热面的温差过大，则由珀耳帖效应产生的冷却以至加热的热量就会与上述热传导的热量相抵，即使继续加电，温差也不变大。为此，在内置热电模件的热电装置中，为将吸热面冷却至期望的温度，如特开平8-236820号公报所述，通过将多个热电模件重叠并实施阶段性冷却，将冷却端侧的吸热面冷却至希望的温度。以前的热电模件是纵横排列多个P型半导体元件及N型半导体元件，在各元件中传导由珀耳帖效应产生的热，所以吸热面的中央部比边缘部温度低，而散热面却是中央部比边缘部温度高。这样，如果吸热面与散热面的温度分布形成梯度，则吸热面整体的冷却效率低。特别是使用上述多段式热电模件的热电冷却装置，其温度梯度更易增大。如果温度梯度增大，不仅热交换效率不好，热电模件也易弯曲变形。此时，在半导体元件与电极的接合部等处会产生裂纹。另外，如果各热电模件安装一对导热板，并通过将各导热板抵接来层叠多个热电模件，则会由于各热电模件的弯曲导致导热板相互远离，热电模件间无法进行正常的热传导。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，在具有多段热电模件的热电岐管等热电装置中，通过使吸热面与散热面的热均匀分布来提高热交换效率，同时控制热电模件的热应变，同时即使在弯曲的情况下，也可正常进行热电模件间的热传导。为实现这一目的，本专利技术实现了将热电模件内置于岐管内的热电岐管。本专利技术的热电岐管的特点是设有具有吸热面与散热面、通过电流通过而将散热面加热并将吸热面冷却的多个热电模件，上述多个热电模件并列设置于岐管内，且使相邻的一方热电模件的散热面与另一方热电模件的吸热面相对，在岐管主体内，在与冷却端侧的吸热面之间设置冷却气室，在与加热侧端的散热面之间设置加热气室，在相邻的热电模件之间设置导热气室。在本专利技术的热电岐管中，在冷却气室使成为冷却用载热体的流体通过，在加热气室使成为加热用载热体的流体通过，在导热气室内封入成为导热用载热体的流体或使之流通，以使定向的直流电流入热电模件。于是，与冷却端侧的吸热面接触的冷却用载热体被冷却，同时与加热端侧散热面接触的加热用载热体被加热。各热电模件间的热传导通过导热气室内的流体进行。由于通过流体进行各热电模件间的热传导，所以，即使热电模件因热应变而弯曲变形，也不会过分降低各热电模件间的热传导效率。因此，热可有效地从冷却用载热体传导至加热用载热体，将冷却用载热体冷却至希望的温度。在上述本专利技术的热电岐管中，可在冷却气室、加热气室及导热气室内分别安装搅拌这些气室内的流体的搅拌构件。这样，通过各搅拌构件搅拌各气室内的流体，在冷却气室内可有效地将流体冷却，在导热气室内可有效地进行热传导，在加热气室内可有效地向流体散热。各搅拌构件可分别由各驱动装置驱动，但为实现构造的简洁化、减少构件数量以及装置的小型化，最好利用磁性使它们连动。即将热电模件的吸热面与散热面平行配置，将各搅拌构件安装于岐管内，并使它们可以以垂直于吸热面和散热面的方向为轴心自由旋转，并在各搅拌构件上安装顺磁性材料，以使各搅拌构件连动旋转。安装于各搅拌构件上的顺磁性材料的数量最好为可充分传递旋转力的数量，但不是全部要顺磁性材料，也可适当地安装铁等软磁性体。在安装作为搅拌构件的旋转力传动装置的顺磁性体时，只要在冷却气室、加热气室或导热气室中任一方的搅拌构件上安装旋转驱动装置，即可驱动所有的搅拌构件。此种驱动装置可以有安装于冷却气室或加热气室内的搅拌构件上的转子、安装于岐管并与上述转子一起组成马达的定子。另外，在至少一个导热气室内的搅拌构件的径向外侧设置以安装于上述搅拌构件上的顺磁性体为转子、对该搅拌构件作旋转驱动的定子，也能构成搅拌构件的旋转驱动装置。这样，因为是对位于中间的搅拌构件作旋转驱动，并将该旋转力传递至加热侧与冷却侧双方的搅拌构件，所以可减少旋转力的损耗，进行有效的驱动旋转。为了用简单的构造实现导热气室内的搅拌构件稳定旋转，可以将该搅拌构件支撑于支撑轴，使其可自由旋转，并将该支撑轴支承在固定于岐管主体上的防振动构件上。此种防振动构件可以为扁平状，至少与岐管主体内面的3处抵接，最好为略十字形的平板。在具有多段热电模件的上述热电岐管中，为使各热电模件的吸热面与散热面的温度差最佳化，进一步提高热电效率，可使各热电模件的能力各不相同。即如果各热电模件是由具有串联的多个P型半导体与N型半导体的珀耳帖元件构成的，则可通过使构成各热电模件的上述半导体的数量不同来调节能力。附图说明图1为本专利技术第1实施例的热电岐管的整体纵剖视图。图2A为第1实施例的热电岐管加热侧的分解立体图。图2B为加热侧搅拌构件的分解立体图。图2C为加热侧岐管片的小径轮毂部的剖视图。图2D为加热侧搅拌构件的轮毂部的剖视图。图3为第1实施例的热电岐管的右视图。图4为第1实施例的热电岐管的左视图。图5为沿图3中线A-A的横剖视图。图6为第1实施例的中间岐管片的右视图。图7为图6的中间岐管片的左视图。图8为图6的中间岐管片的后视图。图9为沿图6中线B-B的横剖视图。图10为沿图6中线C-C的横剖视图。图11为第1实施例中中间搅拌构件的搅拌叶片的主视图。图12为第1实施例中中间搅拌构件的搅拌叶片的后视图。图13为沿图12中线D-D的横剖视图。图14为沿图12中线E-E的横剖视图。图15为第1实施例中中间搅拌构件安装板的主视图。图16为图15的安装板的后视图。图17为沿图15中线F-F的横剖视图。图18为第1实施例的防振动构件的主视图。图19为沿图18中线G-G的横剖视图。图20为图18所示的防振动构件的后视图。图21为图18所示的防振动构件的侧视图。图22为第1实施例的加热侧搅拌构件(冷却侧搅拌构件)的主视图。图23为沿图22中线H-H的横剖视图。图24为使用第1实施例的热电岐管的冷冻装置的整体配管图。图25为本专利技术的第2实施例的热电岐管的整体纵剖视图。图26为图25所示的热电岐管的右视图。图27为本专利技术第3实施例的热电装置的整体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热电歧管，其特征在于，具有多个热电模件，所述热电模件具有吸热面与散热面，利用电流的通过将所述散热面加热并将所述吸热面冷却，所述多个热电模件在歧管主体内并排设置，相邻的一方热电模件的散热面与另一方热电模件的吸热面相对，同时在岐管主体内，与冷却端侧的吸热面之间设有冷却气室，与加热侧散热面之间设有加热气室，在相邻的热电模件之间设有导热气室。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：上辻利夫，稲森昭平，木户长生，森下贤一，藤本真嗣，
申请(专利权)人：松下冷机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]