热电装置制造方法及图纸

在具有多段热电模件的热电岐管等热电装置中，通过均匀分布吸热面与散热面的热量来提高热交换效率，同时控制热电模件的热应变，且即使在弯曲的场合，热电模件之间也可有效地进行热传导。为此，在具有多个热电模件的热电装置中，在各热电模件之间夹装成为载热体的流体，通过该流体将热量从冷却侧热电模件的散热面传导至加热侧热电模件的吸热面。（*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。专利技术的公开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，本专利技术在具有多个热电模件的热电装置中，通过在各热电模件间夹入成为载热体的流体，通过该流体从冷却侧热电模件的散热面向加热侧热电模件的吸热面导热。这样，只要通过流体间接地传导热电模件之间的热，即使热电模件发生热应变，载热体也能与热电模件的吸热面及散热面良好地接触，所以热电模件之间可良好地导热。此外，与流体接触的各热电模件的吸热面或散热面的热分布均匀，提高了热交换效率，现时也减轻了热电模件的热应变。本专利技术的热电装置设有具有吸热面及散热面、通过使电流流过而将前述散热面加热且将前述吸热面冷却的多个热电模件，前述多个热电模件并排设置，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，同时在相邻的热电模件间设置形成导热气室的气室形成构件。在本专利技术中，一旦在导热气室内封入或在其中流动成为载热体的流体，热量即从隔着该流体而相邻的一方热电模件的散热面向另一方热电模件的吸热面传导。因此，即使各热电模件由于热应变而弯曲变形，载热体也可与散热面及吸热面良好接触，将热从冷却侧的热电模件的散热面有效地传导至加热侧热电模件的吸热面，极大地有助于提高整体效率。此外，通过在中间夹入载热体，可使各热电模件的吸热面或散热面的热分布均匀，提高各热电模件的热电效应的效率，同时可控制热应变。在上述本专利技术的热电装置中，还可设置搅拌导热气室内的流体的搅拌装置。通过用搅拌装置搅拌导热气室内的流体，可提高热电模件间流体的热传导效果。作为此种搅拌装置的构造，可在导热气室的上下设置旁通管，并通过泵使导热气室内的流体循环而进行搅拌，或在导热气室安装可自由旋转的搅拌叶片。此外，在导热气室内封入可自由移动的多个铁球，并利用气室外的磁铁的作用使铁球旋转，从而搅拌流体。作为搅拌装置，在使用搅拌叶片的情况下，要通过适当的方法旋转搅拌叶片，从而搅拌流体。作为搅拌叶片的旋转驱动装置，考虑过采用电动马达及流体压力马达等各种构造，例如可在搅拌叶片上安装转子，在搅拌叶片的外侧，在气室形成构件上安装转子以及构成电动马达的定子。这样，由于搅拌叶片本身装有转子，便可实现整体构造的简洁化及小型化，在狭小空间内也能轻松地安装本专利技术热电装置。此外，为了以简单的构造实现搅拌叶片的稳定旋转，可将上述搅拌叶片自由旋转地支撑于支轴上，并将该支轴支撑在与导热气室形成构件的内面抵接的防振动构件上。防振动构件最好为扁平形状，且至少与导热气室内面的3处抵接，最好由略成十字形的平板构成。在具有多段热电模件的上述热电装置中，为使各热电模件的吸热面与散热面间的温差最佳化，进一步提高热电效率，可使各热电模件的能力不同。即各热电模件如果是由具有串联的多个P型半导体元件以及N型半导体元件的珀耳帖元件组成，则通过使构成各热电模件的前述半导体的数量不同，即可调节能力。另外，即使使用多个相同热电模件，也可通过使对各热电模件施加的电流密度不同，而使工作时各热电模件的热电能力不同。还可在与并列设置的多个热电模件中冷却端侧的热电模件的吸热面之间设置形成冷却气室用的气室形成构件，并在冷却气室形成构件上开设流体导入口和流体吐出口。这样，可通过使从冷却气室形成构件的流体导入口导入冷却气室内的流体与冷却端侧的吸热面接触而更有效地冷却，之后从流体吐出口吐出。通过将流体吐出口与冰箱等的热交换器连接，可通过流体更有效地冷却所希望的空间。由于热电模件为多段构造，所以与1段构造相比，更容易得到低温，虽然体积小噪音低，但能得到希望的温度。另外，可在与并列设置的多个热电模件中加热端侧的热电模件的散热面之间设置形成加热气室用的气室形成构件，并在上述加热气室形成构件上开设流体导入口及流体吐出口。这样，可通过使从加热气室形成构件的流体导入口导入加热气室内的流体与加热端的散热面接触，更有效地将热电模件的热释放给流体，并可使加热后的流体从吐出口吐出。通过将该吐出口和导入口与外部的散热管连接，可有效地使成为加热用载热体的流体自然冷却以再利用，可进一步降低冷却端侧的吸热面温度。上述热电装置可适用于不同用途及形态。例如可作为冰箱、空调等的冷却装置使用。可内置于成为冰箱等的冷却侧载热体及/或加热侧载热体的通道的岐管内，在流通管内部进行载热体的冷却或加热。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，在相邻的热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热电装置，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，同时在相邻的热电模件之间设有形成导热气室的气室形成构件。

【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]