專利名稱：熱電裝置及熱電岐管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用可用于冷卻裝置等的熱電模件的熱電裝置，尤其涉及在載熱體通道利用熱電效果冷卻或加熱該載熱體的熱電岐管。
背景技術(shù)：
近年，氟里昂對臭氧層的破壞作用已成為全球性問題，當(dāng)務(wù)之急是開發(fā)不使用氟里昂的冷卻裝置。在使用壓縮機(jī)的普通冷卻裝置中，如果使用的環(huán)境寂靜，則壓縮機(jī)的馬達(dá)聲會成為噪音。作為一種不使用氟里昂以及壓縮機(jī)的冷卻裝置，使用具有珀耳帖效應(yīng)的熱電模件的冷卻裝置受到注目。
所謂珀耳帖效應(yīng)，一般是作為弱電流通過不同金屬的接觸面時(shí)產(chǎn)生熱或吸收熱的現(xiàn)象而被人們熟知。利用珀耳帖效應(yīng)的熱電模件一般是將多個(gè)P型半導(dǎo)體元件與N型半導(dǎo)體元件縱橫排列，并通過電極將這些半導(dǎo)體元件串聯(lián)，再將其夾在一對導(dǎo)熱板之間，整體上略成平板狀。采用這種熱電模件時(shí)，一旦直流電單方向通過多個(gè)半導(dǎo)體元件，則由于珀耳帖效應(yīng)，一方導(dǎo)熱板被冷卻，同時(shí)另一方導(dǎo)熱被加熱。因此，將一方導(dǎo)熱板表面作為吸熱面，另一方導(dǎo)熱板的表面作為散熱面。
在熱電模件中，通過流過半導(dǎo)體元件的電子的動能與熱能的交換作用，熱從吸熱面?zhèn)飨蛏崦?。因此，假定一方?dǎo)熱板與另一方導(dǎo)熱板之間不通過半導(dǎo)體元件導(dǎo)熱，則可以通過設(shè)定半導(dǎo)體元件數(shù)或電流密度而擴(kuò)大單一熱電模件的吸熱面與散熱面之間的溫度差。
但是實(shí)際上，由于半導(dǎo)體元件的導(dǎo)熱，加熱側(cè)導(dǎo)熱板的熱傳遞到冷卻側(cè)導(dǎo)熱板。因此，如果單一的熱電模件的吸熱面與散熱面的溫差過大，則由珀耳帖效應(yīng)產(chǎn)生的冷卻以至加熱的熱量就會與上述熱傳導(dǎo)的熱量相抵，即使繼續(xù)加電，溫差也不變大。
為此，在內(nèi)置熱電模件的熱電裝置中，為將吸熱面冷卻至期望的溫度，如特開平8-236820號公報(bào)所述，通過將多個(gè)熱電模件重疊并實(shí)施階段性冷卻，將冷卻端側(cè)的吸熱面冷卻至希望的溫度。
以前的熱電模件是縱橫排列多個(gè)P型半導(dǎo)體元件及N型半導(dǎo)體元件，在各元件中傳導(dǎo)由珀耳帖效應(yīng)產(chǎn)生的熱，所以吸熱面的中央部比邊緣部溫度低，而散熱面卻是中央部比邊緣部溫度高。這樣，如果吸熱面與散熱面的溫度分布形成梯度，則吸熱面整體的冷卻效率低。特別是使用上述多段式熱電模件的熱電冷卻裝置，其溫度梯度更易增大。
如果溫度梯度增大，不僅熱交換效率不好，熱電模件也易彎曲變形。此時(shí)，在半導(dǎo)體元件與電極的接合部等處會產(chǎn)生裂紋。另外，如果各熱電模件安裝一對導(dǎo)熱板，并通過將各導(dǎo)熱板抵接來層疊多個(gè)熱電模件，則會由于各熱電模件的彎曲導(dǎo)致導(dǎo)熱板相互遠(yuǎn)離，熱電模件間無法進(jìn)行正常的熱傳導(dǎo)。
發(fā)明的公開本發(fā)明的目的在于，在具有多段熱電模件的熱電岐管等熱電裝置中，通過使吸熱面與散熱面的熱均勻分布來提高熱交換效率，同時(shí)控制熱電模件的熱應(yīng)變，同時(shí)即使在彎曲的情況下，也可正常進(jìn)行熱電模件間的熱傳導(dǎo)。
為實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明在具有多個(gè)熱電模件的熱電裝置中，通過在各熱電模件間夾入成為載熱體的流體，通過該流體從冷卻側(cè)熱電模件的散熱面向加熱側(cè)熱電模件的吸熱面導(dǎo)熱。這樣，只要通過流體間接地傳導(dǎo)熱電模件之間的熱，即使熱電模件發(fā)生熱應(yīng)變，載熱體也能與熱電模件的吸熱面及散熱面良好地接觸，所以熱電模件之間可良好地導(dǎo)熱。此外，與流體接觸的各熱電模件的吸熱面或散熱面的熱分布均勻，提高了熱交換效率，現(xiàn)時(shí)也減輕了熱電模件的熱應(yīng)變。
本發(fā)明的熱電裝置設(shè)有具有吸熱面及散熱面、通過使電流流過而將前述散熱面加熱且將前述吸熱面冷卻的多個(gè)熱電模件，前述多個(gè)熱電模件并排設(shè)置，使相鄰的一方熱電模件的散熱面與另一方熱電模件的吸熱面相對，同時(shí)在相鄰的熱電模件間設(shè)置形成導(dǎo)熱氣室的氣室形成構(gòu)件。
在本發(fā)明中，一旦在導(dǎo)熱氣室內(nèi)封入或在其中流動成為載熱體的流體，熱量即從隔著該流體而相鄰的一方熱電模件的散熱面向另一方熱電模件的吸熱面?zhèn)鲗?dǎo)。因此，即使各熱電模件由于熱應(yīng)變而彎曲變形，載熱體也可與散熱面及吸熱面良好接觸，將熱從冷卻側(cè)的熱電模件的散熱面有效地傳導(dǎo)至加熱側(cè)熱電模件的吸熱面，極大地有助于提高整體效率。此外，通過在中間夾入載熱體，可使各熱電模件的吸熱面或散熱面的熱分布均勻，提高各熱電模件的熱電效應(yīng)的效率，同時(shí)可控制熱應(yīng)變。
在上述本發(fā)明的熱電裝置中，還可設(shè)置攪拌導(dǎo)熱氣室內(nèi)的流體的攪拌裝置。通過用攪拌裝置攪拌導(dǎo)熱氣室內(nèi)的流體，可提高熱電模件間流體的熱傳導(dǎo)效果。作為此種攪拌裝置的構(gòu)造，可在導(dǎo)熱氣室的上下設(shè)置旁通管，并通過泵使導(dǎo)熱氣室內(nèi)的流體循環(huán)而進(jìn)行攪拌，或在導(dǎo)熱氣室安裝可自由旋轉(zhuǎn)的攪拌葉片。此外，在導(dǎo)熱氣室內(nèi)封入可自由移動的多個(gè)鐵球，并利用氣室外的磁鐵的作用使鐵球旋轉(zhuǎn)，從而攪拌流體。
作為攪拌裝置，在使用攪拌葉片的情況下，要通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄐD(zhuǎn)攪拌葉片，從而攪拌流體。作為攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，考慮過采用電動馬達(dá)及流體壓力馬達(dá)等各種構(gòu)造，例如可在攪拌葉片上安裝轉(zhuǎn)子，在攪拌葉片的外側(cè)，在氣室形成構(gòu)件上安裝轉(zhuǎn)子以及構(gòu)成電動馬達(dá)的定子。這樣，由于攪拌葉片本身裝有轉(zhuǎn)子，便可實(shí)現(xiàn)整體構(gòu)造的簡潔化及小型化，在狹小空間內(nèi)也能輕松地安裝本發(fā)明熱電裝置。
此外，為了以簡單的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)攪拌葉片的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，可將上述攪拌葉片自由旋轉(zhuǎn)地支撐于支軸上，并將該支軸支撐在與導(dǎo)熱氣室形成構(gòu)件的內(nèi)面抵接的防振動構(gòu)件上。防振動構(gòu)件最好為扁平形狀，且至少與導(dǎo)熱氣室內(nèi)面的3處抵接，最好由略成十字形的平板構(gòu)成。
在具有多段熱電模件的上述熱電裝置中，為使各熱電模件的吸熱面與散熱面間的溫差最佳化，進(jìn)一步提高熱電效率，可使各熱電模件的能力不同。即各熱電模件如果是由具有串聯(lián)的多個(gè)P型半導(dǎo)體元件以及N型半導(dǎo)體元件的珀耳帖元件組成，則通過使構(gòu)成各熱電模件的前述半導(dǎo)體的數(shù)量不同，即可調(diào)節(jié)能力。另外，即使使用多個(gè)相同熱電模件，也可通過使對各熱電模件施加的電流密度不同，而使工作時(shí)各熱電模件的熱電能力不同。
還可在與并列設(shè)置的多個(gè)熱電模件中冷卻端側(cè)的熱電模件的吸熱面之間設(shè)置形成冷卻氣室用的氣室形成構(gòu)件，并在冷卻氣室形成構(gòu)件上開設(shè)流體導(dǎo)入口和流體吐出口。這樣，可通過使從冷卻氣室形成構(gòu)件的流體導(dǎo)入口導(dǎo)入冷卻氣室內(nèi)的流體與冷卻端側(cè)的吸熱面接觸而更有效地冷卻，之后從流體吐出口吐出。通過將流體吐出口與冰箱等的熱交換器連接，可通過流體更有效地冷卻所希望的空間。由于熱電模件為多段構(gòu)造，所以與1段構(gòu)造相比，更容易得到低溫，雖然體積小噪音低，但能得到希望的溫度。
另外，可在與并列設(shè)置的多個(gè)熱電模件中加熱端側(cè)的熱電模件的散熱面之間設(shè)置形成加熱氣室用的氣室形成構(gòu)件，并在上述加熱氣室形成構(gòu)件上開設(shè)流體導(dǎo)入口及流體吐出口。這樣，可通過使從加熱氣室形成構(gòu)件的流體導(dǎo)入口導(dǎo)入加熱氣室內(nèi)的流體與加熱端的散熱面接觸，更有效地將熱電模件的熱釋放給流體，并可使加熱后的流體從吐出口吐出。通過將該吐出口和導(dǎo)入口與外部的散熱管連接，可有效地使成為加熱用載熱體的流體自然冷卻以再利用，可進(jìn)一步降低冷卻端側(cè)的吸熱面溫度。
上述熱電裝置可適用于不同用途及形態(tài)。例如可作為冰箱、空調(diào)等的冷卻裝置使用?？蓛?nèi)置于成為冰箱等的冷卻側(cè)載熱體及/或加熱側(cè)載熱體的通道的岐管內(nèi)，在流通管內(nèi)部進(jìn)行載熱體的冷卻或加熱。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了將熱電模件內(nèi)置于岐管內(nèi)的熱電岐管。本發(fā)明的熱電岐管的特點(diǎn)是設(shè)有具有吸熱面與散熱面、通過電流通過而將散熱面加熱并將吸熱面冷卻的多個(gè)熱電模件，上述多個(gè)熱電模件并列設(shè)置于岐管內(nèi)，且使相鄰的一方熱電模件的散熱面與另一方熱電模件的吸熱面相對，在岐管主體內(nèi)，在與冷卻端側(cè)的吸熱面之間設(shè)置冷卻氣室，在與加熱側(cè)端的散熱面之間設(shè)置加熱氣室，在相鄰的熱電模件之間設(shè)置導(dǎo)熱氣室。
在本發(fā)明的熱電岐管中，在冷卻氣室使成為冷卻用載熱體的流體通過，在加熱氣室使成為加熱用載熱體的流體通過，在導(dǎo)熱氣室內(nèi)封入成為導(dǎo)熱用載熱體的流體或使之流通，以使定向的直流電流入熱電模件。于是，與冷卻端側(cè)的吸熱面接觸的冷卻用載熱體被冷卻，同時(shí)與加熱端側(cè)散熱面接觸的加熱用載熱體被加熱。各熱電模件間的熱傳導(dǎo)通過導(dǎo)熱氣室內(nèi)的流體進(jìn)行。由于通過流體進(jìn)行各熱電模件間的熱傳導(dǎo)，所以，即使熱電模件因熱應(yīng)變而彎曲變形，也不會過分降低各熱電模件間的熱傳導(dǎo)效率。因此，熱可有效地從冷卻用載熱體傳導(dǎo)至加熱用載熱體，將冷卻用載熱體冷卻至希望的溫度。
在上述本發(fā)明的熱電岐管中，可在冷卻氣室、加熱氣室及導(dǎo)熱氣室內(nèi)分別安裝攪拌這些氣室內(nèi)的流體的攪拌構(gòu)件。這樣，通過各攪拌構(gòu)件攪拌各氣室內(nèi)的流體，在冷卻氣室內(nèi)可有效地將流體冷卻，在導(dǎo)熱氣室內(nèi)可有效地進(jìn)行熱傳導(dǎo)，在加熱氣室內(nèi)可有效地向流體散熱。
各攪拌構(gòu)件可分別由各驅(qū)動裝置驅(qū)動，但為實(shí)現(xiàn)構(gòu)造的簡潔化、減少構(gòu)件數(shù)量以及裝置的小型化，最好利用磁性使它們連動。即將熱電模件的吸熱面與散熱面平行配置，將各攪拌構(gòu)件安裝于岐管內(nèi)，并使它們可以以垂直于吸熱面和散熱面的方向?yàn)檩S心自由旋轉(zhuǎn)，并在各攪拌構(gòu)件上安裝順磁性材料，以使各攪拌構(gòu)件連動旋轉(zhuǎn)。安裝于各攪拌構(gòu)件上的順磁性材料的數(shù)量最好為可充分傳遞旋轉(zhuǎn)力的數(shù)量，但不是全部要順磁性材料，也可適當(dāng)?shù)匕惭b鐵等軟磁性體。
在安裝作為攪拌構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)力傳動裝置的順磁性體時(shí)，只要在冷卻氣室、加熱氣室或?qū)釟馐抑腥我环降臄嚢铇?gòu)件上安裝旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，即可驅(qū)動所有的攪拌構(gòu)件。此種驅(qū)動裝置可以有安裝于冷卻氣室或加熱氣室內(nèi)的攪拌構(gòu)件上的轉(zhuǎn)子、安裝于岐管并與上述轉(zhuǎn)子一起組成馬達(dá)的定子。
另外，在至少一個(gè)導(dǎo)熱氣室內(nèi)的攪拌構(gòu)件的徑向外側(cè)設(shè)置以安裝于上述攪拌構(gòu)件上的順磁性體為轉(zhuǎn)子、對該攪拌構(gòu)件作旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的定子，也能構(gòu)成攪拌構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。這樣，因?yàn)槭菍ξ挥谥虚g的攪拌構(gòu)件作旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，并將該旋轉(zhuǎn)力傳遞至加熱側(cè)與冷卻側(cè)雙方的攪拌構(gòu)件，所以可減少旋轉(zhuǎn)力的損耗，進(jìn)行有效的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
為了用簡單的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱氣室內(nèi)的攪拌構(gòu)件穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，可以將該攪拌構(gòu)件支撐于支撐軸，使其可自由旋轉(zhuǎn)，并將該支撐軸支承在固定于岐管主體上的防振動構(gòu)件上。此種防振動構(gòu)件可以為扁平狀，至少與岐管主體內(nèi)面的3處抵接，最好為略十字形的平板。
在具有多段熱電模件的上述熱電岐管中，為使各熱電模件的吸熱面與散熱面的溫度差最佳化，進(jìn)一步提高熱電效率，可使各熱電模件的能力各不相同。即如果各熱電模件是由具有串聯(lián)的多個(gè)P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體的珀耳帖元件構(gòu)成的，則可通過使構(gòu)成各熱電模件的上述半導(dǎo)體的數(shù)量不同來調(diào)節(jié)能力。
附圖的簡單說明

圖1為本發(fā)明第1實(shí)施例的熱電岐管的整體縱剖視圖。
圖2A為第1實(shí)施例的熱電岐管加熱側(cè)的分解立體圖。
圖2B為加熱側(cè)攪拌構(gòu)件的分解立體圖。
圖2C為加熱側(cè)岐管片的小徑輪轂部的剖視圖。
圖2D為加熱側(cè)攪拌構(gòu)件的輪轂部的剖視圖。
圖3為第1實(shí)施例的熱電岐管的右視圖。
圖4為第1實(shí)施例的熱電岐管的左視圖。
圖5為沿圖3中線A-A的橫剖視圖。
圖6為第1實(shí)施例的中間岐管片的右視圖。
圖7為圖6的中間岐管片的左視圖。
圖8為圖6的中間岐管片的后視圖。
圖9為沿圖6中線B-B的橫剖視圖。
圖10為沿圖6中線C-C的橫剖視圖。
圖11為第1實(shí)施例中中間攪拌構(gòu)件的攪拌葉片的主視圖。
圖12為第1實(shí)施例中中間攪拌構(gòu)件的攪拌葉片的后視圖。
圖13為沿圖12中線D-D的橫剖視圖。
圖14為沿圖12中線E-E的橫剖視圖。
圖15為第1實(shí)施例中中間攪拌構(gòu)件安裝板的主視圖。
圖16為圖15的安裝板的后視圖。
圖17為沿圖15中線F-F的橫剖視圖。
圖18為第1實(shí)施例的防振動構(gòu)件的主視圖。
圖19為沿圖18中線G-G的橫剖視圖。
圖20為圖18所示的防振動構(gòu)件的后視圖。
圖21為圖18所示的防振動構(gòu)件的側(cè)視圖。
圖22為第1實(shí)施例的加熱側(cè)攪拌構(gòu)件(冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件)的主視圖。
圖23為沿圖22中線H-H的橫剖視圖。
圖24為使用第1實(shí)施例的熱電岐管的冷凍裝置的整體配管圖。
圖25為本發(fā)明的第2實(shí)施例的熱電岐管的整體縱剖視圖。
圖26為圖25所示的熱電岐管的右視圖。
圖27為本發(fā)明第3實(shí)施例的熱電裝置的整體縱剖視圖。
圖28為圖27所示的熱電裝置的俯視圖。
第29為本發(fā)明第4實(shí)施例的熱電裝置的整體縱剖視圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)以后在詳述本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例時(shí)，將對同一構(gòu)成構(gòu)件附加同一符號，就這些實(shí)施例的不同構(gòu)造、作用效果進(jìn)行說明。
(第1實(shí)施例)圖1至圖23表示本發(fā)明第1實(shí)施例的構(gòu)成熱電裝置的熱電岐管1。該岐管1大致劃分為加熱側(cè)(圖1的右側(cè))與冷卻側(cè)(圖1的左側(cè))。岐管1由岐管主體19(由加熱側(cè)岐管片2、冷卻側(cè)岐管片3、中間岐管片17構(gòu)成)、加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5、冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6、中間攪拌構(gòu)件18、2個(gè)熱電模件7、內(nèi)置定子8b的馬達(dá)外裝構(gòu)件8以及固定環(huán)9構(gòu)成。各熱電模件7具有大致平行的吸熱面7a與散熱面7b，一旦沿使直流電規(guī)定方向通過熱電模件7，散熱面7b便被加熱，吸熱面7a被冷卻。
首先，就第1實(shí)施例的構(gòu)造主要部分進(jìn)行說明。在岐管主體19內(nèi)，在其左端壁與冷卻側(cè)熱電模件7的吸熱面7a(圖1中為左側(cè)熱電模件7的左側(cè)面)之間形成冷卻氣室20c。在其右端壁與加熱側(cè)熱電模件7的散熱面7b(圖1中為右側(cè)的熱電模件7的右側(cè)面)之間形成加熱氣室10d。在相鄰的熱電模件7之間(即相鄰的2個(gè)熱電模件7的相對的散熱面7b與吸熱面7a之間)形成導(dǎo)熱氣室17a。即，冷卻氣室20c由冷卻岐管片3內(nèi)的空間形成，加熱氣室10d由加熱岐管片2內(nèi)的空間形成，導(dǎo)熱氣室17a由中間岐管片17(導(dǎo)熱氣室形成構(gòu)件)內(nèi)的空間形成。
在中間岐管片17上有沿垂直于熱電模件7的軸向貫通的圓形內(nèi)部空間17a，在該空間17a的兩端開口部，通過分別配設(shè)近圓盤狀的熱電模件7而形成導(dǎo)熱氣室。在中間岐管片17上，在空間17a的兩端開口部的外周位置設(shè)有環(huán)狀O形環(huán)安裝溝17b，通過使安裝于該溝17b內(nèi)的O形環(huán)71與熱電模件7的外緣部抵接來確保導(dǎo)熱氣室17a的液密性。并在該導(dǎo)熱氣室17a內(nèi)封入以水為主體的載熱體。
冷卻側(cè)熱電模件7的散熱面7b以及加熱側(cè)熱電模件7的吸熱面7a互為相對，并均與導(dǎo)熱氣室17a對置。因此，冷卻側(cè)熱電模件7的散熱面7b的熱量首先傳導(dǎo)至導(dǎo)熱氣室17a內(nèi)的載熱體，并通過該載熱體傳至加熱側(cè)的熱電模件7的吸熱面。
為實(shí)現(xiàn)良好的熱傳導(dǎo)效率，在導(dǎo)熱氣室17a內(nèi)安裝了用于攪拌載熱體的攪拌構(gòu)件18。該攪拌構(gòu)件18由圖11至圖14所示的攪拌葉片18a、埋設(shè)于該攪拌葉片18a規(guī)定部位的多個(gè)永久磁鐵18b(順磁性體)、及圖15至圖17所示的保持該永久磁鐵18b的安裝板18c構(gòu)成。
攪拌葉片18a具有軸中央側(cè)的圓筒狀輪轂部18d、通過從輪轂部18d向徑外方向延伸的18e而形成一體的4個(gè)葉片構(gòu)件18f。各葉片構(gòu)件18f如圖14所示，中央部厚，旋轉(zhuǎn)方向兩側(cè)成傾斜面，從垂直于輪轂部18d的方向看略呈山形。各葉片構(gòu)件18f的背面中央設(shè)有磁鐵安裝凹部18g，在該凹部18g內(nèi)嵌有長方體形狀的永久磁鐵18b。該磁鐵18b的磁極方向配置為，相鄰的一方熱電模件7側(cè)為N極，另一方熱電模件7側(cè)為S極。各葉片構(gòu)件18f的設(shè)有向背面凸出的凸起18h。
安裝板18c略成圓盤狀，其外徑約等于攪拌葉片18a的外徑。在安裝板18c上設(shè)有比葉片構(gòu)件18f內(nèi)徑大的徑孔18i，同時(shí)在與攪拌葉片18a的凸起18h對應(yīng)的位置設(shè)有安裝孔18j。在將磁鐵18b安裝于攪拌葉片18a的狀態(tài)下，將安裝板18c安裝固定在攪拌葉片18a的內(nèi)面?zhèn)?，以使所有凸?8h穿過安裝孔18j。
上述攪拌構(gòu)件18安裝在對岐管主體19定位的支軸72上，且可自由旋轉(zhuǎn)。該支軸72相對熱電模件7的吸熱面7a及散熱面7b垂直延伸狀態(tài)，并在此狀態(tài)下被安裝于中間岐管片17內(nèi)面的前后一對防振動構(gòu)件73支撐。該防振動構(gòu)件73如圖18至圖21所示，正面視時(shí)為近十字形的板狀構(gòu)件，中央有輪轂部73a，支持桿73b從輪轂部73a向四個(gè)方向延伸。輪轂部73a如圖18所示，設(shè)有近半月形的支軸安裝孔73c。防振動構(gòu)件73的4個(gè)支持桿73b的前端與各中間岐管片17的圓筒狀內(nèi)壁面抵接而相對岐管主體19定位。
上述支軸72穿過固定在防振動構(gòu)件73的輪轂部73a的支軸安裝孔73c中。即支軸72的兩端部被切成半月形截面，其一端穿過與冷卻側(cè)熱電模件7相鄰配置的防振動構(gòu)件73的支軸安裝孔73c，另一端部穿過與加熱側(cè)熱電模件7相鄰配置的防振動構(gòu)件73的支軸安裝孔73c，通過被這些防振動構(gòu)件73所支撐，支軸72相對岐管主體19(中間岐管片17)定位。
上述攪拌構(gòu)件18在導(dǎo)熱氣室17a內(nèi)由支軸72支撐，且可自由旋轉(zhuǎn)。更具體地說，支軸72上裝有圓筒狀的軸瓦74，該軸瓦74上裝有攪拌構(gòu)件18的輪轂部18d。輪轂部18d的軸向長度幾乎與一對防振動構(gòu)件73的間隔相等，這樣便可將攪拌構(gòu)件18的軸向位置定位。此外，攪拌構(gòu)件18的葉片構(gòu)件18f的外徑小于導(dǎo)熱氣室17a的內(nèi)徑。為了實(shí)現(xiàn)攪拌構(gòu)件18的旋轉(zhuǎn)和攪拌構(gòu)件18對流體的攪拌作用最佳化，最好葉片構(gòu)件18f的外端與導(dǎo)熱氣室17a的內(nèi)周面的間隙與攪拌構(gòu)件18的直徑之比設(shè)定在0.03(例如直徑為30mm的情況下，間隙為1mm左右)。
該攪拌構(gòu)件18，如后面所述，通過旋轉(zhuǎn)力傳送裝置將加熱側(cè)氣室10d內(nèi)的攪拌構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)力傳到攪拌構(gòu)件18以驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)。作為這樣的旋轉(zhuǎn)力傳送裝置，本發(fā)明的第1實(shí)施例是由安裝于兩個(gè)攪拌構(gòu)件5、18上的磁鐵18b、15d構(gòu)成。即通過安裝于加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5上的磁鐵15d以及安裝于中間攪拌構(gòu)件18上的磁鐵18b之間產(chǎn)生的磁性，使兩個(gè)攪拌構(gòu)件5、18連動旋轉(zhuǎn)。不過，對兩磁鐵15d、18b的磁極配置無特殊限制。例如可使兩磁鐵15d、18b的N極與S極相對配置，利用其相互引力使之連動旋轉(zhuǎn)。此外，可將兩磁鐵15d、18b的同極之間相對配置，利用其相互排斥力使之連動旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明第1實(shí)施例的熱電岐管1具有在與冷卻側(cè)熱電模件7的吸熱面7a之間形成供冷卻用載熱體流過的冷卻氣室的冷卻側(cè)岐管片3、在與加熱側(cè)熱電模件7的散熱面7b之間形成供加熱用載熱體流過的加熱氣室的加熱側(cè)岐管片2。加熱側(cè)岐管片2可用聚丙烯樹脂及聚乙烯樹脂作為原材料噴塑成形。
加熱側(cè)岐管片2的構(gòu)造，如圖1及圖3所示，有圓盤狀的凸緣部2a以及與之相連的輪轂部2b、2c，并與管部2d、2e相連。即加熱側(cè)岐管片2有凸緣部2b，并設(shè)有與之相連的大徑輪轂部2b。大徑輪轂部2b與比其徑小的小徑輪轂部2c相連。小徑輪轂部2c的端部變得更細(xì)，構(gòu)成大徑管部2d，大徑管部2d的端部加工得更細(xì)，構(gòu)成小徑管部2e。
加熱側(cè)岐管片2的內(nèi)部為空洞10，貫通小徑管部2e至凸緣2a。加熱側(cè)岐管片2的內(nèi)部空洞10的截面形狀沿其全長所有部位成圓形?？斩?0的內(nèi)徑分別隨輪轂部2b、2c及管部2d、2e的外徑而相應(yīng)變化，其外徑從小徑管部2e至凸緣部2a呈階梯狀增大。
也就是說，加熱側(cè)岐管片2的內(nèi)部空洞10被分為4個(gè)階梯，從小徑管部2e側(cè)起，依次為第一空洞部10a、第二空洞部10b、第三空洞部10c、第四空洞部10d。第四空洞部10d于凸緣部2a側(cè)開口，在其開口端部設(shè)有加熱側(cè)熱電模件7，與該熱電模件7之間形成加熱氣室。在本實(shí)施例中，小徑管部2e側(cè)的開口13作為載熱體、即流體的導(dǎo)入口發(fā)揮作用，小徑管部2e也被作為流體導(dǎo)入管。
并且，在加熱側(cè)岐管片2的內(nèi)部設(shè)有軸固定部11。軸固定部11如圖1及圖2所示，有圓柱狀的軸支撐部11a。軸支撐部11a由棱11b成同心狀支撐于空洞10內(nèi)。更具體地說，在大徑管部2d的內(nèi)部、即第二空洞部10b放射狀地設(shè)有3根棱11b。各棱11b的端部分別與軸支撐部11a的側(cè)面連成一體，將軸支撐部11a支撐在空洞部10的中心。軸支撐部11a的軸向位置為橫跨第二空洞部10b與第三空洞部10c的部位。軸固定部11的軸支撐部11a一體固定有用不銹鋼等制的軸12。因此，軸12同心狀地固定支撐于空洞部10。
在大徑輪轂部2b，設(shè)有從內(nèi)部加熱氣室10d(第四空隙部)向外連通的管狀流體吐出管14。該流體吐出管14的外側(cè)開口成為流體吐出口14a。
加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5由攪拌葉片15和馬達(dá)轉(zhuǎn)子16一體形成。即加熱側(cè)攪拌構(gòu)件15的攪拌葉片15為樹脂噴塑成形而成，有輪轂部15a與圓盤部15b，圓盤部15b的一面設(shè)有4個(gè)葉片構(gòu)件15c。葉片構(gòu)件15c如圖22所示，從正面看中心部分細(xì)，隨著向四周方向延伸而逐漸變寬，而且做成順時(shí)針扭曲狀。通過此種構(gòu)造，本實(shí)施例的攪拌構(gòu)件5具有渦輪泵的渦輪(葉片)功能，從流體導(dǎo)入口13吸入加熱側(cè)載熱體，并從流體吐出口14a將載熱體吐出。
不過，加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的葉片形狀并不僅限于本實(shí)施例，也可為風(fēng)車狀葉片、螺旋狀、或板體垂直豎立于圓盤等。
各葉片構(gòu)件15b的內(nèi)部裝有立方體形狀的永久磁鐵15d(順磁性體)。
輪轂部15a是外徑為圓板部15b的1/3到1/4的圓筒體。并且在輪轂部15a的中心，如圖22及圖23所示，設(shè)有管狀軸承構(gòu)件15f。即軸承構(gòu)件15f通過安裝于輪轂部15d內(nèi)側(cè)的3根棱15g而支撐于與輪轂部15a的中心軸一致的部位。
在本實(shí)施例中，棱15g為板狀，其面相對軸線而傾斜。如后面所述，載熱體通過輪轂部15a之中。但在本實(shí)施例中，棱15g對軸線傾斜，且通過攪拌構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)，棱15將流體卷入內(nèi)部，所以可得到導(dǎo)入口13對流體的引力，無論棱15是否存在，流體均可順利地導(dǎo)入空洞部10內(nèi)。
馬達(dá)的轉(zhuǎn)子16具體為圓柱狀永久性磁鐵(順磁性體)。轉(zhuǎn)子16的外徑約為攪拌葉片15的1/2。在轉(zhuǎn)子16的中央，設(shè)有與上述輪轂部15d外徑相等的也16a。并且，轉(zhuǎn)子16被壓入攪拌葉片15的輪轂部15a內(nèi)，二者成為一體。
接下來，就加熱側(cè)岐管片2與加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的關(guān)系進(jìn)行說明。加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5安裝于加熱側(cè)岐管片2的第三空洞部10c與第四空洞部10d。在加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的軸承構(gòu)件15f上裝有軸瓦27，并插有加熱側(cè)岐管片2的軸12。在軸12穿過加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的軸承構(gòu)件15f的狀態(tài)下，還在軸12的前端安裝由鋁等高導(dǎo)熱性材料制成的防拔構(gòu)件28。防拔構(gòu)件28安裝在軸12的前端部，可沿軸向自由滑動，并與熱電模件7抵接。在防拔構(gòu)件28與軸承構(gòu)件15f之間，墊圈29裝在軸12上。
因此，加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的軸承構(gòu)件15f的端面隔著墊圈29而與防拔構(gòu)件28抵接，加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的軸向力通過防拔構(gòu)件28傳至熱電模件7，并由該模件7支撐。在本實(shí)施例中，加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5可旋轉(zhuǎn)，但在軸向被定位。并且，在加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5裝在加熱岐管片2上的狀態(tài)下，防拔構(gòu)件28的端面與加熱側(cè)岐管片2的凸緣2a面幾乎在同一平面上。
在組裝有加熱側(cè)岐管片2與加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的狀態(tài)下，加熱側(cè)岐管片2的載熱體導(dǎo)入口13與加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的圓板部15b的前面?zhèn)冗B通。即載熱體導(dǎo)入口13與第一空洞部10a連通，第一空洞部10a又與加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的輪轂部15a的開口部連通。輪轂部15a為筒狀，其前端部分在加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的圓板部15b的前側(cè)開口。因此，加熱側(cè)岐管片2的載熱體導(dǎo)入口13與加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的圓板部15b的前側(cè)連通。
接下來說明冷卻側(cè)岐管片3及冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6的構(gòu)成。冷卻側(cè)岐管片3與上述加熱側(cè)岐管片2略成對稱形(左右不同)，有圓盤狀的凸緣部3a。在冷卻側(cè)岐管片3上，輪轂部3b為一段。輪轂部3b的后端部與管部3c、3d相連。冷卻側(cè)岐管片3的大徑管部3d的外周部為平滑的圓筒面，無凸起。
冷卻側(cè)岐管片3的內(nèi)部為與上述加熱側(cè)的岐管片2相同的空洞20，貫通小徑管部3e側(cè)至凸緣3a側(cè)。并且，空洞20的內(nèi)徑分為3個(gè)階梯，從小徑管部3e側(cè)依次為第一空洞部20a、第二空洞部20b、第三空洞部20c。第三空洞部20c于凸緣部3a側(cè)開口，在該開口端部設(shè)有冷卻側(cè)的熱電模件7，在與該熱電模件7之間形成冷卻氣室。小徑管部3e側(cè)的開口21具有載熱體導(dǎo)入口的功能。
在冷卻側(cè)岐管片3的內(nèi)部，與加熱側(cè)岐管片2同樣地設(shè)有軸固定部22。軸固定部22有圓柱狀的軸支撐部22a。該軸支撐部22a由棱22b成同心狀固定于空洞20內(nèi)。棱22b的形狀及安裝位置、數(shù)量等與前面所述的加熱側(cè)岐管片2相同，在第二空洞部10b放射狀地裝有3根棱22b，同時(shí)其另一端側(cè)與軸支撐部22a的側(cè)面結(jié)合為一體，將軸支撐部22a支撐在空洞部10的中心。軸支撐部22a的軸向位置為橫跨第二空洞部20b與第三空洞部20c之間的部位。
并且，在軸固定部22的軸支撐部22a，一體固定有不銹鋼等制成的軸23，軸23與空洞部20成同心狀固定。
冷卻側(cè)岐管片3也裝有管狀載熱體吐出管24。該吐出管24的前端開口為將在冷卻氣室內(nèi)冷卻的載熱體吐到外部的流體吐出口24a。
冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6為攪拌葉片。即冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6沒有轉(zhuǎn)子。冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6的形狀接近前面所述的加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的葉片構(gòu)件15，有輪轂部25a與圓盤部25b，在圓盤部25b的一面設(shè)有4個(gè)葉片構(gòu)件25c。葉片構(gòu)件25c與前面所述的葉片構(gòu)件15相同，中心部分細(xì)，隨著向四周延伸而逐漸變寬，且做成順時(shí)針扭曲狀。通過此種構(gòu)造，本實(shí)施例的攪拌構(gòu)件5具有渦輪泵的渦輪(葉片)功能，從流體導(dǎo)入口21吸入冷卻側(cè)的載熱體，并從流體吐出口24將載熱體吐出。各葉片構(gòu)件15c的內(nèi)部裝有立方體形狀的永久磁鐵25d。
輪轂部25a的形狀、構(gòu)造，除全長較短外，均與前面所述的加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5相同。即在輪轂部25a的內(nèi)側(cè)設(shè)有棱25g，通過棱25g將管狀軸承構(gòu)件25f固定在與中心軸一致的部位。棱25g為板狀，其面相對軸線而傾斜，產(chǎn)生從流體導(dǎo)入口吸引流體的力。
冷卻側(cè)岐管片3與冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6的關(guān)系與前面所述加熱側(cè)大致相同，冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6配設(shè)在冷卻側(cè)岐管片3的第三空洞部20c。并且在冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6的軸承構(gòu)件25上裝有墊圈31，插入冷卻側(cè)岐管片3的軸23。在前端，裝有由鋁等高導(dǎo)熱性材料制成的防拔構(gòu)件32，該防拔構(gòu)件32可沿軸向自由滑動，且與熱電模件7抵接。
因此，冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6的軸承構(gòu)件25f的端面隔著墊圈31而與防拔構(gòu)件32抵接，冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6的軸向力通過防拔構(gòu)件32由熱電模件6承受。因此，在本實(shí)施例中，冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6可旋轉(zhuǎn)，但在軸向被定位。并且，在冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6安裝于冷卻側(cè)岐管片3的狀態(tài)下，防拔構(gòu)件32的前端與冷卻側(cè)岐管片3的凸緣3a面幾乎在同一平面上。
在冷卻側(cè)岐管片3與冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6組裝在一起的狀態(tài)下，冷卻側(cè)岐管片3的載熱體導(dǎo)入口12與冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6的圓板部的前側(cè)連通。
上述本實(shí)施例的加熱側(cè)及冷卻側(cè)熱電模件7為圓板狀。熱電模件7由公知的珀耳帖元件制成，多個(gè)P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體交叉并排放置，這些半導(dǎo)體通過電極串聯(lián)，夾于陶瓷板或鋁板等一對導(dǎo)熱板之間。
在本實(shí)施例中，具有2個(gè)熱電模件7，為了謀求通過導(dǎo)熱氣室17a內(nèi)的載熱體提高熱交換效率，使各熱電模件7的能力不同。熱電模件7的能力取決于設(shè)于1對導(dǎo)熱板間的半導(dǎo)體數(shù)量、密度及施加于模件7的電流密度大小。如果通過使構(gòu)成模件7的半導(dǎo)體數(shù)量不同來設(shè)定能力，則可使流入各模件7的電源相同卻發(fā)揮不同的熱電能力。另外，在通過改變電流密度來設(shè)定能力時(shí)，盡管2個(gè)熱電模件7使用相同構(gòu)造，卻可發(fā)揮不同的熱電能力。無論用何種方法，在常溫使用環(huán)境下將冷卻側(cè)載熱體冷卻至10℃以下時(shí)，最好使加熱側(cè)熱電模件7的熱電能力大于冷卻側(cè)熱電模件7的熱電能力。
定子8b與設(shè)在攪拌構(gòu)件5上的轉(zhuǎn)子一起構(gòu)成馬達(dá)，一般由電磁鐵構(gòu)成。內(nèi)置定子8b的馬達(dá)外裝構(gòu)件8的外徑形狀接近圓筒狀，中央設(shè)有孔8a。在該孔8a內(nèi)嵌入岐管主體19的輪轂部2c，并通過固定環(huán)9固定馬達(dá)外裝構(gòu)件8。
固定環(huán)9接近圓板狀，在中央設(shè)有螺孔9a。在岐管主體19的輪轂部2d的外周設(shè)有螺紋溝，固定環(huán)9擰入輪轂部2d。
下面，就本實(shí)施例岐管1的作用進(jìn)行說明。本實(shí)施例的岐管1如圖24所示，可作為包括熱交換器40、41及排氣空腔43、44在內(nèi)的冷凍裝置利用。
設(shè)置高溫側(cè)及低溫側(cè)排氣空腔43、44的目的是，收集因某種原因進(jìn)入配管內(nèi)的空氣、防止空氣在配管通道內(nèi)循環(huán)，以及在因某種原因而使載熱體液減少的情況下也可使載熱體順利循環(huán)?？傊邷貍?cè)排氣空腔43、44設(shè)有空氣聚集滯留的空間，并在配管通道的最高位置設(shè)有大容積部位。岐管1的高溫側(cè)通過配管與散熱用冷凝器(熱交換器)40及高溫側(cè)排氣空腔43相連。
更具體地說，散熱用冷凝器(熱交換器)40的吐出口與岐管1的載熱體導(dǎo)入口13相連。岐管1的載熱體排放口14與高溫側(cè)排氣空腔46的導(dǎo)入口48相連。高溫側(cè)排氣空腔46的載熱體排放口49與散熱用冷凝器(熱交換器)40的導(dǎo)入口相連。
這樣，岐管1的高溫側(cè)形成由高溫側(cè)排氣空腔46及散熱用冷凝器(熱交換器)40構(gòu)成的封閉回路。冷卻側(cè)的配管也相同，吸熱用蒸發(fā)器(熱交換器)41及低溫側(cè)排氣空腔44配管相連，形成一系封閉回路。
并且，以水為主體的載熱體循環(huán)在配管回路內(nèi)。不過，在冷卻側(cè)的配管回路內(nèi)，最好添加丙(撐)二醇等不凍液。載熱體最好以比熱較大的水為主體，當(dāng)然其他流體也可以。
適用本實(shí)施例的冷凍機(jī)中，岐管兼具使載熱體移動的泵功能，所以在該冷凍機(jī)上不必另行安裝泵。
在此狀態(tài)下，給岐管1的熱電模件7通電，并對定子8通電。于是，各熱電模件7的吸熱面7a的溫度下降，散熱面7b的溫度上升。冷卻側(cè)熱電模件7的散熱面7b與加熱側(cè)熱電模件7的吸熱面7a通過導(dǎo)熱氣室17a內(nèi)的載熱體間接接觸，所以，這兩面幾乎溫度相同。冷卻側(cè)熱電模件7的吸熱面7a(冷卻側(cè)的吸熱面)溫度低于散熱面7b，加熱側(cè)熱電模件7的散熱面7b(加熱側(cè)的散熱面)比其吸熱面7a溫度高，所以作為多段熱電模件7的整體來看，冷卻側(cè)的吸熱面7a與加熱側(cè)的散熱面7b的溫差大于僅有一個(gè)熱電模件的場合。并且，2個(gè)熱電模件7間的熱是通過流體傳導(dǎo)的，所以多個(gè)熱電模件中間的熱傳導(dǎo)面的溫度分布均勻，兩端側(cè)的吸熱面7a與散熱面7b的溫度分布也均勻。
如果定子8b勵磁，則磁力通過加熱側(cè)岐管片2而作用于內(nèi)部的轉(zhuǎn)子16。其結(jié)果，在加熱側(cè)岐管片2內(nèi)的轉(zhuǎn)子16上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。并且定子16及與其一體的加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5旋轉(zhuǎn)。結(jié)果加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的攪拌葉片15開始旋轉(zhuǎn)。
在這里，在本實(shí)施例的岐管1中，攪拌構(gòu)件5、6、18上安裝有磁鐵15d、25d，攪拌構(gòu)件5、6、18隔著熱電模件7位于互為相對的位置。通過加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的磁鐵15與中間攪拌構(gòu)件18的磁鐵18b之間的相互引力(或斥力)，使加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)力傳到中間攪拌構(gòu)件18，該攪拌構(gòu)件18開始連動旋轉(zhuǎn)。通過中間攪拌構(gòu)件18磁鐵18b與冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6的磁鐵25d之間的相互引力(或斥力)，使中間攪拌構(gòu)件18的旋轉(zhuǎn)力傳至攪拌構(gòu)件6，該攪拌構(gòu)件6開始連動旋轉(zhuǎn)。
這樣，通過起動定子8，在各空腔內(nèi)，攪拌構(gòu)件5、6、18旋轉(zhuǎn)，攪拌各空腔內(nèi)的載熱體。加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5與冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6具有渦輪泵的渦輪的作用，從各流體導(dǎo)入口13、21吸引載熱體，并利用離心作用將載熱體送至空腔外周側(cè)，并從流體吐出口14a、24a吐出。這樣內(nèi)置本實(shí)施例熱電模件的岐管1具有泵的作用，但內(nèi)部的載熱體通道特殊。
即在本實(shí)施例熱電岐管1的加熱側(cè)，載熱體從位于加熱側(cè)岐管片2端部的載熱體導(dǎo)入口進(jìn)入。并且，載熱體流過小徑管部2e部分的第一空洞部10a。接著，載熱體在大徑管部2d的第二第一空洞部10b的棱11b之間通過。進(jìn)而載熱體流過加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的輪轂部15a中，并經(jīng)過棱15g之間后在加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5的圓板部15b的前側(cè)到達(dá)開口。
在冷卻側(cè)也相同，載熱體從位于冷卻側(cè)岐管片3的端部的載熱體導(dǎo)入口21進(jìn)入，流過第一空洞部20a，并通過第二空洞部20b的棱22b后流過冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6的輪轂部25a中，到達(dá)加熱側(cè)攪拌構(gòu)件6的葉片構(gòu)件25的中心。
在本實(shí)施例的內(nèi)置熱電模件的岐管1中，載熱體流過直線通道，直接進(jìn)入加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5、6的葉片構(gòu)件15、25的中心部位。在這里，葉片構(gòu)件15、25的中心部位在旋轉(zhuǎn)作用下呈負(fù)壓傾向，所以本實(shí)施例的內(nèi)置熱電模件的岐管1作為泵發(fā)揮高效率。
并且，在本實(shí)施例中，設(shè)于攪拌構(gòu)件5、6的輪轂部15a、25a內(nèi)的棱15g、25g為板狀，并且如圖10所示，相對軸線而傾斜。因此在載熱體通過輪轂部15a、25a時(shí)，對載熱體附加送水力，所以，可實(shí)現(xiàn)更高的效率。
進(jìn)入葉片構(gòu)件15、25的中心部位的載熱體受葉片構(gòu)件15、25旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動，從載熱體排放口14、24排出。隨著載熱體的排出，從載熱體導(dǎo)入口13、21吸入新的載熱體。
在本實(shí)施例的熱電岐管1中，載熱體在空腔內(nèi)被攪拌，所以載熱體與導(dǎo)熱面7a、7b接觸的機(jī)會很多。特別是在本實(shí)施例中，載熱體沿對熱電模件7導(dǎo)熱面7a、7b垂直的方向進(jìn)入。這樣，載熱體垂直地與熱電模件7接觸。因此，本實(shí)施例的內(nèi)置熱電模件的岐管1的載熱體與導(dǎo)熱面7a、7b間的熱交換效率高。
并且，在本實(shí)施例的熱電岐管1中，攪拌構(gòu)件5、6的軸向力受到安裝于固定軸12、23上的防拔構(gòu)件28、32支撐，同時(shí)防拔構(gòu)件28、32與熱電模件7導(dǎo)熱面近中央部抵接，熱電模件7的熱傳至防拔構(gòu)件28、32。由于防拔構(gòu)件28、32的外圍側(cè)被作為載熱體通路，所以本實(shí)施例的熱電岐管1具有很高的熱交換效率。
不過，也可將固定構(gòu)件固定在固定軸12、23上比岐管片2、3的凸緣2a、3a面更內(nèi)側(cè)的位置，確保攪拌構(gòu)件5、6與熱電模件7及其支軸12、23前端之間的間隙。這樣，上述間隙中也有載熱體順利流入，故熱電模件7表面必有載熱體存在，可提高熱交換效率。
(第2實(shí)施例)接下來參照圖25及圖26，說明本發(fā)明的第2實(shí)施例。構(gòu)成第2實(shí)施例熱電裝置的熱電岐管用60表示。在岐管60中，驅(qū)動攪拌構(gòu)件5、6、18旋轉(zhuǎn)的定子61在中間攪拌構(gòu)件18的外周側(cè)設(shè)于中間岐管片17上。并且，設(shè)于中間攪拌構(gòu)件18上的磁鐵18b具有轉(zhuǎn)子功能，由轉(zhuǎn)子18b與定子61構(gòu)成馬達(dá)。因此，一旦對定子61附加電壓，首先是中間攪拌構(gòu)件18被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。中間攪拌構(gòu)件18的旋轉(zhuǎn)力在磁鐵18b、25d、15d的磁力作用下，傳導(dǎo)至冷卻側(cè)攪拌構(gòu)件6及加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5，攪拌構(gòu)件5、6開始連動旋轉(zhuǎn)。
加熱岐管片2’為與上述第1實(shí)施例的冷卻岐管片3對稱的構(gòu)造，加熱側(cè)攪拌構(gòu)件5上不設(shè)轉(zhuǎn)子。
根據(jù)本第2實(shí)施例，中間攪拌構(gòu)件18上裝有定子18b，驅(qū)動該攪拌構(gòu)件18旋轉(zhuǎn)，同時(shí)用軸方向兩側(cè)的攪拌構(gòu)件5、6的磁力傳導(dǎo)中間攪拌構(gòu)件18的旋轉(zhuǎn)力，所以可在實(shí)現(xiàn)構(gòu)造簡潔化、減少構(gòu)件數(shù)目、小型化的同時(shí)，減少動力傳導(dǎo)的損耗，更有效地使所有攪拌構(gòu)件5、6、18旋轉(zhuǎn)，切實(shí)地?cái)嚢韪鳉馐覂?nèi)的流體，同時(shí)切實(shí)地發(fā)揮攪拌構(gòu)件的泵作用。
(第3實(shí)施例)圖27及圖28顯示了與本發(fā)明第3實(shí)施例的熱電裝置65。在該熱電裝置65中，僅在加熱側(cè)設(shè)岐管片，而冷卻側(cè)未設(shè)。加熱側(cè)岐管片2的構(gòu)造與第1實(shí)施例完全相同，本實(shí)施例是將前例的冷卻側(cè)岐管片3換為散熱片構(gòu)件66。也就是說，在第3實(shí)施例的熱電裝置65中，冷卻側(cè)的熱電模7的吸熱面7a直接抵接于散熱片構(gòu)件66的壁面(導(dǎo)熱板)66a。本實(shí)施例的岐管最好用于利用散熱構(gòu)件66來冷卻庫內(nèi)空氣的冷藏庫。
(第4實(shí)施例)圖29顯示本發(fā)明第4實(shí)施例的熱電裝置75。該熱電裝置75不設(shè)岐管，而是在氣室形成構(gòu)件17(該氣室形成構(gòu)件17在2個(gè)熱電模件7間形成導(dǎo)熱氣室)的加熱側(cè)端部設(shè)置散熱片76，并在其冷卻側(cè)端部設(shè)置形成冷藏室的箱體77。
散熱片76與加熱側(cè)熱電模件7的散熱面7b作直接面接觸。冷藏室形成箱體77與冷卻側(cè)熱電模件7的吸熱面7a作直接面接觸。
本實(shí)施例的熱電冷卻裝置75沒有泵構(gòu)造，不需要配管，所以可構(gòu)成小型簡易冷藏庫，作為便攜型冰箱具有很高的便利性。
權(quán)利要求
1.一種熱電裝置，其特征在于，具有多個(gè)熱電模件，所述熱電模件具有吸熱面與散熱面，利用電流的通過將所述散熱面加熱并將所述吸熱面冷卻，所述多個(gè)熱電模件并排設(shè)置，相鄰的一方熱電模件的散熱面與另一方熱電模件的吸熱面相對，同時(shí)在相鄰的熱電模件之間設(shè)有形成導(dǎo)熱氣室的氣室形成構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電裝置，其特征在于，設(shè)有攪拌導(dǎo)熱氣室內(nèi)的流體的攪拌裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱電裝置，其特征在于，所述攪拌裝置由支撐于導(dǎo)熱氣室內(nèi)可自由旋轉(zhuǎn)的攪拌葉片構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱電裝置，其特征在于，在所述攪拌葉片上設(shè)有轉(zhuǎn)子，在所述攪拌葉片的外周側(cè)、在氣室形成構(gòu)件上設(shè)有與所述轉(zhuǎn)子一起構(gòu)成馬達(dá)的定子。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的熱電裝置，其特征在于，攪拌葉片由支軸支撐且可自由旋轉(zhuǎn)，所述支軸由抵接在導(dǎo)熱氣室形成構(gòu)件內(nèi)面的防振動構(gòu)件支撐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的熱電裝置，其特征在于，各熱電模件由具有串聯(lián)的多個(gè)P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體的珀耳帖元件構(gòu)成，構(gòu)成各熱電模件的半導(dǎo)體的數(shù)量不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的熱電裝置，其特征在于，具有與多個(gè)熱電模件中冷卻端側(cè)的熱電模件的吸熱面之間形成冷卻氣室的氣室形成構(gòu)件，在所述冷卻氣室形成構(gòu)件上設(shè)有流體導(dǎo)入口與流體吐出口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的熱電裝置，其特征在于，具有與多個(gè)熱電模件中加熱端側(cè)的熱電模件的散熱面之間形成加熱氣室的氣室形成構(gòu)件，在所述加熱氣室形成構(gòu)件上設(shè)有流體導(dǎo)入口與流體吐出口。
9.一種熱電歧管，其特征在于，具有多個(gè)熱電模件，所述熱電模件具有吸熱面與散熱面，利用電流的通過將所述散熱面加熱并將所述吸熱面冷卻，所述多個(gè)熱電模件在歧管主體內(nèi)并排設(shè)置，相鄰的一方熱電模件的散熱面與另一方熱電模件的吸熱面相對，同時(shí)在岐管主體內(nèi)，與冷卻端側(cè)的吸熱面之間設(shè)有冷卻氣室，與加熱側(cè)散熱面之間設(shè)有加熱氣室，在相鄰的熱電模件之間設(shè)有導(dǎo)熱氣室。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱電歧管，其特征在于，在所述冷卻氣室、加熱氣室及導(dǎo)熱氣室內(nèi)，分別設(shè)有攪拌各氣室內(nèi)的流體的攪拌構(gòu)件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱電歧管，其特征在于，熱電模件的吸熱面與散熱面平行，各攪拌構(gòu)件以垂直于吸熱面及散熱面的方向?yàn)檩S心可旋轉(zhuǎn)地支撐在岐管主體內(nèi)，各攪拌構(gòu)件上裝有順磁性體，使各攪拌構(gòu)件連動旋轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱電歧管，其特征在于，在冷卻氣室或加熱氣室內(nèi)的攪拌構(gòu)件上設(shè)有轉(zhuǎn)子，在岐管主體上設(shè)有與上述轉(zhuǎn)子一起構(gòu)成馬達(dá)的定子。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱電歧管，其特征在于，至少在一個(gè)導(dǎo)熱氣室內(nèi)的攪拌構(gòu)件的徑向外側(cè)設(shè)有定子，該定子以裝于所述攪拌構(gòu)件上的順磁性體為轉(zhuǎn)子驅(qū)動該攪拌構(gòu)件旋轉(zhuǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13任一項(xiàng)所述的熱電歧管，其特征在于，導(dǎo)熱氣室內(nèi)的攪拌構(gòu)件支撐在支軸上且可自由旋轉(zhuǎn)，所述支軸由定位于岐管主體上的防振動構(gòu)件支撐。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至14任一項(xiàng)所述的熱電歧管，其特征在于，各熱電模件由具有串聯(lián)的多個(gè)P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體的珀耳帖元件構(gòu)成，構(gòu)成各熱電模件的所述半導(dǎo)體的數(shù)量不同。
全文摘要
在具有多段熱電模件的熱電岐管等熱電裝置中,通過均勻分布吸熱面與散熱面的熱量來提高熱交換效率,同時(shí)控制熱電模件的熱應(yīng)變,且即使在彎曲的場合,熱電模件之間也可有效地進(jìn)行熱傳導(dǎo)。為此,在具有多個(gè)熱電模件的熱電裝置中,在各熱電模件之間夾裝成為載熱體的流體,通過該流體將熱量從冷卻側(cè)熱電模件的散熱面?zhèn)鲗?dǎo)至加熱側(cè)熱電模件的吸熱面。
文檔編號F25B21/02GK1343294SQ00805080
公開日2002年4月3日 申請日期2000年3月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月19日
發(fā)明者上辻利夫, 稲森昭平, 木戶長生, 森下賢一, 藤本真嗣 申請人:松下冷機(jī)株式會社