CN1187561C - 内置有热电模件的岐管及使用热电模件的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热媒体与热电模件传热面的接触率高、热交换效率好的内置有热电模件的岐管及易于制造、易于实现多层化的圆形热电模件。岐管(1)由冷却侧岐管片(2)、加热侧岐管片(3)、冷却侧搅拌构件(5)、加热侧搅拌构件(6)、热电模件(7)及电机构件(8)构成。由于热电模件(7)的传热面(50、51)配设在垂直方向上，即使空气混入空腔(52、55)中，空气也会沿传热面(50、51)上升，并从位于岐管(1)上部的排出口(22、43)排出。在冷却侧搅拌构件(5)与加热侧搅拌构件(6)上安装有永久磁铁(33)，冷却侧搅拌构件(5)接受来自加热侧搅拌构件(6)的动力传递而旋转。此外，通过用铝制圆板(12、13)夹持住方形热电模件(11)而构成圆形热电模件(10)。

Description

内置有热电模件的岐管及 使用热电模件的冷却装置

技术领域

本发明涉及内置有热电模件的岐管。另外，本发明还涉及使用了热电模件的冷却装置及热电模件。

技术背景

近几年，氟立昂(freon)气体对臭氧层的破坏作用已成为全球问题，因而，不使用氟立昂气体的冷却装置的开发工作迅速地进行着。于是，提出了一种备受关注的不使用氟立昂气体的冷却装置，这种冷却装置使用热电模件(thermoelectric module)。

这里，所谓热电模件是指众所周知的珀尔帖(Peltier)模组件或热电模件的构件，其具有两个传热面，而且还具有电流流过该构件时，其中一个传热面被加热，另一传热面则被冷却的功能。

使用了热电模件的冷却装置公开于例如WO92/13243号(PCT/AU92/00008号)公报中。

公开于WO92/13243号公报中的发明，是将热电模件内置于岐管中，在岐管内隔着热电模件而构成两个空腔。而且，面对岐管的加热侧传热面的空腔连接到由热交换器和泵构成的闭合回路中，另一面对冷却侧传热面的空腔也同样地连接于由热交换器和泵构成的闭合回路上。由此构成包括热电模件的加热侧传热面的循环回路和包括冷却面的循环回路，而以水为主的热媒体在此回路中循环。然后，借助两个循环回路中的冷却侧回路的热交换器进行所希望的冷却。

上述公开于WO92/13243号公报的发明，是一种使用热电模件而进行冷却的实用技术。然而，公开于WO92/13243号公报的技术，只不过是一种冷却装置的基本构成而已，若要将其实际地应用于冰箱等中，则需要有相应的改进，还要解决更多的问题。

换言之，目前，使用热电模件的冷却装置，其冷却效率仍然低于使用传统的氟立昂气体的冷却装置。

在WO92/13243号公报所揭示的技术中，还存在着如何使热媒体与热电模件的传热面的接触顺利进行，借以提高冷却效率的问题。

公知的能使热电模件与热媒体之间的热交换更顺利进行的经改进的装置有WO95/31688号(PCT/AU95/00271号)公报所揭示的发明。该公报WO95/31688号所揭示的发明，是一种在岐管空腔内设置搅拌叶片，以增大热媒体与热电模件的传热面间的接触的技术。

但是，WO95/31688号公报中并未披露有关使空腔内的搅拌叶片旋转的具体手段。即是说，WO95/31688号公报所揭示的发明，虽然借助于在空腔内设置搅拌叶片，部分地解决了上述的问题，而并没有公开使空腔内的搅拌叶片旋转的具体手段。

而且，WO95/31688号公报所揭示的发明，虽然是借助于让搅拌叶片旋转来增大热媒体和热电模件的传热面间的接触的一种技术，但因搅拌叶片的旋转有时会将气泡卷进空腔内，气泡的存在可能会带来热媒体和热电模件的传热面间的接触受阻的问题发生。

WO95/31688号公报所公开的发明，由于其采用在岐管空腔内让搅拌叶片旋转的方式，所以热电模件是圆形的。

在WO95/31688号公报中，披露了作为圆形热电模件的一个例子的如图20、图21所示的结构。

其中，图20是WO95/31688号公报所揭示的圆形热电模件的正面图。图21是图20的热电模件的断面图。

图20、图21中，200是珀尔帖元件，202为电极，203是铝板。现有技术的圆形热电模件如图所示，是将珀尔帖元件200和电极202配置成圆形，并且用圆板状板夹住而成的。

根据WO95/31688号公报所揭示的结构，便可实现圆形的热电模件。而按现有技术所揭示的结构，会有制造困难的问题。就是说，现有技术所揭示的结构是将珀尔帖元件200和电极202配置成圆形，所以定位作业等难于进行。

另外，珀尔帖元件通过层叠成多层，能实现更低温，但根据现有技术的结构，很难将珀尔帖元件层叠成多层。

而且，采用现有技术的热电模件的冷却装置，则必须配备用来循环热媒体的泵。

此外，将利用磁力的动力传递装置使用于输送热媒体的泵已是公知技术(WO94/18516号公报)。

本发明就是着眼于现有技术的上述问题而提出的，其目的是开发出一种内置有热媒体与热电模件传热面的接触率高且热交换效率好的热电模件的岐管。

此外，本发明的另一目的是提供一种制造简单、多段化易于实现的圆形热电模件。

发明概述

为了完成上述目的，本发明提供一种内置有热电模件的岐管，该内置有热电模件的岐管包括：热电模件，其具有至少两个传热面，借助于让电流通过，一个传热面被加热，另一个传热面则被冷却；覆盖上述传热面的至少一个且与该传热面之间设有空腔的岐管本体；将热媒体导入该空腔的导入口及把热媒体从该空腔排出的排出口；上述热电模件的传热面配置在垂直方向上，上述排出口设置在空腔的上方。

本发明具有用以将热媒体导入空腔的导入口以及用以从该空腔排出热媒体的排出口，热电模件的传热面配置于垂直方向，排出口设置在空腔的上方。因此，空气卷入空腔内时，空气会沿着平行于配置成垂直方向的传热面而上升。而且，在本发明中，由于排出口设置在空腔的上方，所上升的空气能顺利从排出口排出。于是，根据这种结构，可顺利地将气泡排出，提高了热媒体与热电模件传热面的接触率，进而提高了热交换效率。

最好是把排出口设置成朝向斜上方。

根据本构成的岐管，由于排出口朝向斜上方，气泡可随着热媒体的流动而顺利地排出。

推荐在上述构成的基础上，在空腔内设置搅拌构件，且搅拌构件可在空腔内旋转的结构。

再者，为了解决上述问题，本发明提供一种内置有热电模件的岐管，该内置有热电模件的岐管包括：热电模件，其具有至少两个传热面，借助于让电流通过，一个传热面被加热，另一个传热面则被冷却；覆盖传热面的至少一个面且与该传热面之间设有空腔的岐管本体；及设置在上述空腔的至少一个内部的搅拌构件，在该岐管本体上配置有泵，该泵内置有将其旋转轴配置在上述搅拌构件的旋转轴延长线上的搅拌构件，该空腔内的搅拌构件和该泵的搅拌构件与分别的转子相连，在包围上述两个转子的位置上设置一个定子，借助该定子和转子形成电机，以使空腔内的搅拌构件和泵的搅拌构件旋转。

本发明的内置有热电模件的岐管，由一定子与两个转子形成电机，借助转子的旋转，空腔内的搅拌构件与泵的搅拌构件旋转。借此，可使岐管与泵一体化，减少了零构件数目。

本发明的内置有热电模件的岐管，能使空腔本身发挥泵的功能。

本发明的实施形式之一是，岐管本体覆盖着热电模件，在该岐管本体与加热侧传热面之间形成空腔，在其与冷却侧传热面之间形成另一空腔，在各空腔内设置搅拌构件，并具有将一个搅拌构件的旋转力传递给另一个搅拌构件的动力传递构件，另一搅拌构件接受来自该一个搅拌构件的动力传递而在另一空腔内旋转。

再者，本发明提供一种内置有热电模件的岐管，包括：一热电模件，其具有至少两个传热面，借助于让电流通过，一个传热面被加热，另一个传热面则被冷却；覆盖上述热电模件的岐管本体，在其与加热侧传热面之间形成空腔，在其与冷却侧传热面之间形成另一空腔；设置在各空腔内的搅拌构件；用来使搅拌构件之一转动的原动机；及将一个搅拌构件的旋转力传递给另一搅拌构件的动力传递构件，借原动机使一个搅拌构件在空腔内旋转，另一搅拌构件则接收来自该一个搅拌构件的动力传递而在另一个空腔内旋转。

根据本发明的岐管，在空腔内会产生旋转方向的流动，可提高热媒体与热电模件的传热面的接触率，使得热交换效率提高。

根据本发明的内置有热电模件的岐管，仅仅使用一个原动机，就能使加热侧与冷却侧双方的搅拌构件进行搅拌动作，因此减少了零构件数目，可使外形形状小型化。

而且，根据这种结构，可使空腔内的搅拌构件旋转，提高了热媒体与热电模件的传热面的接触率，使得热交换率提高。

另外，作为本发明的最佳实施例，搅拌构件之间的动力传递最好利用磁力进行。

内置有上述形式的热电模件的岐管，其搅拌构件之间的动力传递是利用磁力传递动力。根据这种结构，由于可以非接触方式进行搅拌构件之间的动力传递，因此，可确保空腔彼此间的独立性。所以，加热侧和冷却侧的热媒体不会相混合。

此外，上述空腔的外形大于热电模件传热面的外形，作为搅拌构件的一部分在相当于热电模件的外周部的位置设有磁力构件，通过该磁力构件进行搅拌构件之间的动力传递。

根据本实施形式的内置有热电模件的岐管，在相当于热电模件的外周部的位置设有磁力构件。因此磁力构件和热电模件相互隔离，故热电模件不会受磁力的影响。

另外，作为本发明的最佳实施例之一，具有连通一个空腔与另一个空腔的轴，借助该轴把动力从一个搅拌构件传递给另一个搅拌构件。

本实施形式的内置有热电模件的岐管，由于动力是用轴从一个搅拌构件直接传递给另一个搅拌构件的，所以动力传递效率高。

原动机一般采用电机。电机的转子与搅拌构件相连接。在此，该转子与定子的磁力中心线不一致，转子的磁力中心线相对于搅拌构件而朝向后方偏移着。

另外，热电模件的外形形状最好是圆形。

本实施形式的内置有热电模件的岐管，由于热电模件的外形为圆形，所以，面积浪费少。

作为热电模件的另一形式，也可以通过用圆板状传热构件夹住做成板状的元件而构成外形形状为圆形的结构。

如果采用这种结构，也可将板状热电模件实质上做成圆形来使用。

此外，作为热电模件的其他形式，也可构成：具有将数个珀尔帖元件排列固定成四边形的方形热电模件与二枚以上的圆形板体，而方形热电模件夹在该板体之间的结构。

在本构成中，具有将多个珀尔帖元件排列并固定成四边形的方形热电模件和二枚以上的圆形板体，方形热电模件被夹持在该圆形板体之间。

因此外形形状呈圆形。

结果，可得到圆形热电模件，并且易于制造。而且，很容易实现珀尔帖元件的多段化。

另外，上述方形热电模件最好是以陶瓷层或氧化铝层将珀尔帖元件夹住固定的。

再者，也可以采用将方形热电模件在层叠数个的状态下夹持在板体之间的结构。借此，便可实现更低的温度。

也可采用将方形热电模件在排列成数个的状态下夹持在板体之间的构成。借此，便可制作出大面积的圆形热电模件。

圆形的板体的表面最好是粗糙的。借此，可提高热交换率。

上述各形式的热电模件，可适用于本发明所有形式的模组件。此外，上述各形式的热电模件，均为热电模件的新颖结构。

此外，也可以采用这样的结构，岐管本体仅覆盖热电模件传热面的一个，热电模件的另一传热面与传热导板接触。

因此，本形式的内置有热电模件的岐管，借助于热传导板可直接冷却被冷却的对象物或空气等。

再者，为了完成上述目的，本发明提供一种内置有热电模件的岐管，它包括：圆形热电模件，该圆形热电模件具有将多个珀尔帖元件排列固定成四边形状的方形热电模件和二枚以上的圆形板体，并通过将该方形热电模件夹在该板体之间而构成，具有二个传热面，借助让电流通过，一个传热面被加热，另一传热面则被冷却；岐管本体，该岐管本体覆盖上述的圆形热电模件，在该岐管本体与加热侧传热面之间形成空腔，在其与冷却侧传热面之间形成另一空腔，该岐管本体还具有将热媒体导入上述空腔的导入口和从该空腔排出热媒体的排出口，上述热电模件的传热面配置于垂直方向，上述排出口设置在空腔上方；设置在各空腔内的搅拌构件；以及通过磁力将一个搅拌构件的旋转力传递给另一搅拌构件的动力传递构件。在上述岐管本体上配置有泵，该泵内置有将其旋转轴配置在上述搅拌构件的旋转轴延长线上的搅拌构件，上述空腔内的搅拌构件和泵的搅拌构件与分别的转子连接，在包围这两个转子的位置设置有一定子，由该定子和转子形成电机，以使空腔内的一个搅拌构件和泵的搅拌构件旋转，而另一搅拌构件则借助磁力接受来自上述一个搅拌构件的动力传递而在另一个空腔内旋转。

上述所有内置有热电模件的岐管，均可使用于冷却装置。就是说，以配管将上述所有内置有热电模件的岐管与热交换器之间连接成环状即可构成冷却装置。

具体而言，本发明还提供一种冷却装置，它包括内置有热电模件的岐管和热交换器，该岐管与热交换器之间则设有连接成环状的配管，上述内置有热电模件的岐管包括：热电模件，其具有至少两个传热面，借助让电流通过，一个传热面被加热，另一个传热面则被冷却；岐管本体，其覆盖该热电模件，且在其与加热侧传热面之间形成空腔，在其与冷却侧传热面之间形成另一空腔；设置在各空腔内的搅拌构件；使搅拌构件之一转动的原动机以及将一个搅拌构件的旋转力传递给另一搅拌构件的动力传递构件，借助原动机使一个搅拌构件在空腔内旋转，另一搅拌构件则接受来自该搅拌构件的动力传递而在另一个空腔内旋转，通过上述搅拌构件给岐管内的热媒体赋予能量，借助于该能量使热媒体在配管内循环。

换言之，上述内置有热电模件的岐管，由于在空腔内内置有旋转的搅拌构件，因此通过搅拌构件即可对热媒体赋予能量。本发明可利用这种能量而使热媒体循环，从而在实质上可以省去泵。

再者，替代上述冷却装置所采用的内置有热电模件的岐管，也可采用如下构成的内置有热电模件的岐管，亦即，它包括：热电模件，其具有至少两个传热面，借助于让电流通过，一个传热面被加热，另一个传热面则被冷却；岐管本体，其覆盖该传热面的至少一个面且与该传热面之间具有空腔；以及设置在该空腔的至少一个内部的搅拌构件；在岐管本体上配置有泵，该泵内置有将其旋转轴配置在上述搅拌构件的旋转轴延长线上的搅拌构件，该空腔内的搅拌构件和泵的搅拌构件与分别的转子相连，在包围该二转子的位置设置一定子，上述定子和转子形成电机，以使空腔内的搅拌构件和泵的搅拌构件旋转。

而且，作为上述内置有热电模件的岐管，也可采用如下构成，亦即，该内置有热电模件的岐管包括：热电模件，其具有至少两个传热面，借助于让电流通过，一个传热面被加热，另一个传热面则被冷却；岐管本体，其覆盖该传热面的至少一个面且在其与该传热面之间设有空腔；用以将热媒体导入该空腔的导入口；以及从该空腔排出热媒体的排出口。上述热电模件的传热面配置于垂直方向上，上述排出口设置在空腔上方，在空腔内还设置有搅拌构件，该搅拌构件在空腔内旋转。

附图的简要说明

图1是本发明第1实施例的内置有热电模件的岐管正面剖视图。

图2是图1的A向视图。

图3是图1的B向视图。

图4是图1的岐管的分解透视图。

图5是图4中使用的热电模件的分解斜视图。

图6是方形热电模件的剖视图。

图7是内置于图1的岐管中的搅拌构件的正面图。

图8是图7的搅拌构件的后视图及其C-C截面的剖视图。

图9是利用图1岐管的冷却装置的构成图。

图10是本发明第2实施例的内置有热电模件的岐管的正面剖视图。

图11是本发明第3实施例的内置有热电模件的岐管的正面剖视图。

图12是本发明第4实施例的内置有热电模件的岐管的正面剖视图。

图13是本发明第5实施例的内置有热电模件的岐管的正面剖视图。

图14(a)是本发明第6实施例的内置有热电模件的岐管的正面剖视图，(b)是其平面剖视图。

图15是本发明第7实施例的内置有热电模件的岐管使用的热电模件的分解透视图。

图16是本发明第8实施例的内置有热电模件的岐管使用的热电模件的分解透视图。

图17(a)是本发明第8实施例的内置有热电模件的岐管使用的热电模件的正面图(拆除了圆板113的状态)，(b)是包含圆板113的热电模件的剖视图。

图18(a)是本发明第9实施例的内置有热电模件的岐管所使用的热电模件的正面图(拆除了圆板113的状态)，(b)是包含圆板113的热电模件的剖视图。

图19(a)是本发明第10实施例的内置有热电模件的岐管所使用的热电模件的正面图(拆除了圆板113的状态)，(b)是包含圆板113的热电模件的剖视图。

图20是PCT/AU95/00271号公报所揭示的圆形热电模件的正面图。

图21是图20的热电模件的剖视图。

实施发明的最佳形式

以下，参照附图说明本发明的最佳实施形式。

实施例1

参照图1至图9说明本发明的第1实施例。

图1至图9中，1是表示本发明实施例的内置有热电模件的岐管。岐管1大致是由冷却侧岐管片2、加热侧岐管片3、冷却侧搅拌构件5、加热侧搅拌构件6、热电模件7及电机构件8所构成。

冷却侧岐管2，如图1及图4所示，是由岐管本体10、压轴构件11、盖构件12、轴13及密封构件14构成。岐管本体10的外观形状做成具有圆盘状的部位与轴毂部的形状。

关于岐管本体10的内部结构，在圆盘状的部位设有圆形凹部15。轴毂部也设有圆形凹部16。另外，在凹部15、16彼此的隔壁19的中央部设有孔20，借此孔20将凹部15、16连通。

而且，在轴毂部设有自外侧向内部的孔连通的管状的导入口21。而且在圆盘状部位设有自内部的凹部15朝外连通的管状排出口22。排出口22如图所示，朝向斜方向延伸。更具体而言，排出口22是沿着凹部15的切线方向延伸的。

另外，在本实施例中，导入口21与排出口22的方向是固定的，导入口21配置在天地方向的下侧，排出口22则配置在上侧，因此导入口21垂直朝向下方，排出口22则朝向斜上方而设置。此种构成，对后述其他各实施例亦相同。

盖构件12是用以塞住上述岐管本体10的凹部16的开口部分。盖构件12的中心部分设有轴插入孔23。

压轴构件11具有圆状框部25和设在中心的轴毂部26，并用肋27连接两者之间所构成。因此框部25与轴毂部26之间有许多间隙。而且轴毂部26上设有孔。

冷却侧搅拌构件5是搅拌叶片，它是在圆盘30的一个面上设置5个叶片构件31。叶片构件31从正面看(图7)，中心部分细，越往周方向越宽，且呈朝反时针方向扭曲的形状。而且叶片构件31的正面设有朝旋转方向上坡的倾斜。

另外，冷却侧搅拌构件5的叶片形状，并非限定于本实施例的形状，风车状的叶片或螺旋桨状，或在圆盘上垂直立设板体的形式均可。

再者，本实施例特有的构成是，在各叶片构件31的内部安装有立方体形状的永久磁铁33。

此外，圆盘30的背面设有突起34。

加热侧岐管片3具有与冷却侧大致相同的形状结构，且备有岐管本体36和压轴构件37。而且，岐管本体36做成与上述冷却侧岐管本体10成对称(左右侧不同)的形状结构，圆盘状部位与轴毂部双方具有断面形状为圆形的凹部38、39，在凹部38、39彼此的隔壁40上设有孔41，在轴毂部上设有导入口42，在圆盘状部位上设有排出口43。

压轴构件37则与冷却侧的结构完全相同。

另外，关于加热侧搅拌构件6，也与冷却侧的完全相同。

电机构件8由外罩部45与转子46构成。外罩部45具有双层结构。亦即，外罩部45的中心部分具有圆筒状空洞部47，该空洞部47与外罩部45的内侧部分液密封地隔开。而且在外罩部45的内部装有由电感线圈所形成的定子48。转子46为永久磁铁。尤其在本实施例中所采用的永久磁铁是采用树脂中混合磁性体所形成的磁铁。

本实施例中，热电模件7呈圆板状。热电模件7是由铝制圆板112、113夹住一个方形热电模件111而构成的。

方形热电模件111利用众所周知的珀尔帖元件构成，是将P型半导体与N型半导体排列设置而组成的。方形热电模件111的断面结构如图6所示，用上下交替的电极102将P型与N型热电半导体115、116串联并用陶瓷绝缘板18固定其上下构成。再者，P型半导体115与N型半导体116的组合是珀尔帖元件100的最小单位。热电半导体115、116与电极102的接合大多使用软钎焊实现。

圆板112、113与方形热电模件111的接合可采用公知的粘接剂实现。

圆板112、113的外侧表面可以是平滑的，但为提高与热媒体的接触率，最好做成粗糙面。圆板112、113的表面粗糙度越粗越好，以20μm以上的粗糙度为最好。至于粗糙度的上限值，由于其取决于圆板112、113板厚的界限，因此实质上为1mm以下。

圆板112、113上最好设有定位用的切槽部(图中未示)。

下面，说明岐管1的组配结构。在岐管1上，冷却侧岐管片2、加热侧岐管片3夹住O形密封圈而形成一体，热电模件7是夹住O形密封圈4而配设在其中央的。而且在加热侧岐管片3的端部设有电机构件8。

亦即，冷却侧岐管本体10与加热侧岐管本体36接合成一体，其中间部分装有热电模件7。而且在冷却侧岐管本体10的轴毂部开口装有盖构件12。在轴毂部的凹部16内配设有压轴构件11。另外，还设有轴13，它使盖构件12与压轴构件11的孔连通。

另外，借助热电模件7的冷却侧传热面50与冷却侧岐管本体10的圆板状部位的凹部15形成空腔52。在该空腔52内内置有冷却侧搅拌构件5。在冷却侧搅拌构件5的中心部插通轴13，冷却侧搅拌构件5由轴13支撑并可以轴13为中心转动。

至于热电模件7的加热侧，其通过加热侧传热面51与加热侧岐管本体36的圆盘状部位的凹部38所形成空腔55之点，以及加热侧搅拌构件6内置于该空腔55之点，则与冷却侧的情形是相同的。另外，在轴毂部的凹部39内配设压轴构件37这一点，加热侧也与冷却侧相同。

然而，在冷却侧，岐管本体10的开口由盖构件12塞住。与此相对，在加热侧则安装着电机构件8。

即是说，在加热侧岐管本体36的轴毂部安装着电机构件8的外罩部45。转子46则设在外罩部45的空洞部47内。在此，值得一提的是本实施例是故意将转子46的磁力中心线58与位于外罩部45内的定子48的磁力中心线错开的，使转子46的磁力中心线58位于比正常的一致位置偏于后方的位置。

另外，转子46的旋转轴60穿过压轴构件37而接合于加热侧搅拌构件6。

下面，就本实施例的岐管1的作用加以说明。

本实施例的岐管1，可作为如图9所示的冷却装置的一部分而使用。

亦即，岐管1的冷却侧是以配管与吸热用蒸发器(热交换器)65连接，加热侧也以配管与散热用冷凝器(热交换器)67接合。

这时，在本实施例的岐管1中，其内部的热电模件7的传热面50、51必须安排在垂直方向的位置。因此导入口21、42位于天地方向的下侧，排出口22、43则位于上侧。

然后，将进入岐管的热媒体配管68、69连接于岐管1的下侧导入口21、42上。位于岐管1上侧的排出口22、43经过抽气部61、62连接于热媒体配管63、64上，并分别与蒸发器65、冷凝器67接合。另外，蒸发器65与冷凝器67的出口侧则借助于上述热媒体配管68、69连接于导入口21、42，即可分别形成一连串的闭合回路。

然后，使以水为主体的热媒体在配管通路内循环。在冷却侧的配管通路中最好是添加丙二醇等防冻液以防止冻结。从比热大之点考虑，热媒体采用以水为主体为最好，当然也不排除使用其他液体。

本实施例的冷却装置，由于岐管1兼有使热媒体移动的泵的功能，所以并未设置专门的泵。

其次，在此状态下，在对电机构件8通电的同时，也对岐管1的热电模件7通电。

结果，热电模件7的冷却侧传热面50的温度降低，加热侧传热面51的温度则上升。

且电机构件8也启动，使内部转子46开始转动。同时，经由旋转轴60使位于加热侧空腔55内的加热用搅拌构件6也开始旋转。

这时，在本实施例的岐管1中，由于搅拌构件5、6上设有磁铁33，更因搅拌构件5、6夹着隔开热电模件7而位于对峙的位置，因此，磁铁33彼此间相互吸引，以致位于冷却侧空腔52内的冷却用搅拌构件5受位于加热侧空腔55的加热用搅拌构件6的旋转的诱导也开始旋转。

就是说，电机构件8一启动，搅拌构件5、6会在各空腔52、55内旋转。

因此，各空腔52、55内的热媒体也跟着旋转，将能量赋予热媒体。热媒体在此能量的作用下，从排出口22、43中排出。随着热媒体的排出，从导入口21、42吸入新的热媒体。因此，岐管1内的热媒体流动路径是，自导入口21、42流入，然后进入轴毂部的凹部16、39内，再经由孔20、41进入凹部15、38，由搅拌构件5、6赋予能量，而自排出口22、43中排出。此外在加热侧的情形是，热媒体自轴毂部位进入电机构件的空洞部47中，以致会浸泡转子46，然而本实施例由于转子46是以树脂为主要成分的，因此不会有生锈之虞。

在空腔52、55内，由于热媒体受到搅拌，热媒体与传热面50、51的接触良好，可提高热传递。尤其在本实施例中，也在搅拌构件5、6的正面一侧设有斜度，使得热媒体也被赋予沿搅拌构件5、6的轴向的能量，所以热媒体能直接地接触于传热面50、51。因此，热媒体与传热面50、51的热交换效率高。

再者，热媒体因搅拌构件5、6而被赋予朝传热面50、51侧的能量，搅拌构件5、6则因其反作用而被推向后方，但是，本实施例中，由于故意错开了转子46的磁力中心线58与定子48的磁力中心线59，使转子46的磁力中心线58位于比正常的一致位置偏于后方的位置，所以，转子46一旋转，就会有朝着与定子48的磁力中心线59成为一致方向的力作用于转子46上。因此，搅拌构件5、6的旋转所产生的朝后方的力可被抵消。此外，在本实施例中，由于搅拌构件5、6上设有突起34，因而，即使搅拌构件5、6被推向后方，突起34会与岐管本体10、36的壁面接触，而搅拌构件5、6的整个面不与岐管本体10、36接触，使搅拌构件5、6的旋转稳定。

由于热电模件7的传热面50、51均沿垂直方向被配置，即使有空气混入空腔52、55内，空气会沿传热面50、51上升，并自位于岐管1上部的排出口22、43排出。因此，热媒体与传热面50、51的接触不会受到气泡的阻碍。

实施例2

接着，说明本发明的第2实施例。在以下叙述的第2以后的实施例说明中，对于能发挥与第1实施例相同功能的构件则标以相同符号，并省略其重复说明。

图10为本发明第2实施例的内置有热电模件的岐管正面剖视图。

本实施例的内置有热电模件的岐管70，与前面实施例同样，可借磁力将加热侧搅拌构件71的旋转力传递给冷却侧搅拌构件72，但磁铁73的安装位置与前面的例子不同。

亦即，本实施例的岐管70，其空腔74、75的面积大于热电模件7的面积。而且，在前面的实施例中，热电模件7本身起着隔开空腔彼此之间的隔壁的功能，但本实施例中，热电模件7的面积要比空腔74、75的面积小，而在热电模件7的周围设置厚度薄的辅助壁76。而且，磁铁73设置在靠近搅拌构件71、72的周边的部位，即相当于上述辅助壁76的位置。

因此，热电模件7不致因磁铁73的磁力受到不良影响。由于能使得磁铁73彼此间的距离更小于前面的实施例，因此，搅拌构件71、72间的动力传递效率高。

实施例3

其次，说明本发明的第3实施例。图11是本发明第3实施例的内置有热电模件的岐管正面剖视图。

前面说明的两个实施例，均为借助磁力而进行搅拌构件5、6间的动力传递的结构，而本实施例则是借助轴78而在两者之间传递动力。

亦即，在图11所示内置有热电模件的岐管80中，转子46的旋转轴78穿过热电模件7而直接到达冷却侧空腔52一侧。这样，该旋转轴78便与冷却侧的搅拌构件5结合。由此，借助转子46的旋转，加热侧的搅拌构件6与冷却侧的搅拌构件5便直接地旋转。

实施例4

下文，说明关于本发明的第4实施例。图12是本发明第4实施例的内置有热电模件的岐管正面剖视图。

上述的岐管，在加热侧与冷却侧的空腔内均设有搅拌构件，并用一个电机带动两个搅拌构件转动，而本实施例的岐管82，是用一个电机构件83驱动搅拌构件6与泵84的例子。

即，本实施例的岐管82，在电机构件83的后方侧接合有泵84。而且，电机构件83的外罩部85，其后方侧也有空洞部86，空洞部86则有另一转子87插入其中。另外，后方侧空洞部86与前方侧空洞部47相互独立。

转子87的旋转轴88位于让搅拌构件6旋转的转子46的旋转轴60的延长线上。而且该旋转轴88固定在泵84的搅拌构件89上。

再者，外罩部85内设有定子90。定子90具有可包含二转子46的长度，且设置在能包含二转子46的位置。因此，是由一定子90与二转子46、87形成一套电机构件。

本实施例的内置有热电模件的岐管82，对定子90通电时，二转子46、87即开始旋转，使空腔52内的搅拌构件6与泵84内的搅拌构件89旋转。

使用本实施例的岐管82而构成冷却装置时，加热侧的配管仍与上述例子相同，可构成夹着冷凝器67而接合排出口43与导入口42的闭合回路。但冷却侧则使排出口22与泵84的吸入口91结合，泵84的排出口93则经由蒸发器65返回至导入口46。

另外，本实施例的内置有热电模件的岐管82，其导入口21、42配置于天地方向的下侧，排出口22、43配置在上部并朝向斜上方，这一点与上述实施例是相同的。

实施例5

下面，说明本发明的第5实施例。图13为本发明第5实施例的内置有热电模件的岐管正面剖视图。

本实施例及下面要说明的第6实施例，具有导入口42配置在天地方向的下侧、排出口43以朝向斜上方地设在上部的特征，而且是具有此种特征的岐管的变形例。

如图13所示，第5实施例的岐管92，仅在加热侧设有岐管，冷却侧并未设置。并且使热电模件的冷却侧传热面50直接与箱状构件93的壁面(传热导板)99接触。本实施例的岐管，适合作为直接在箱状构件93的内部摆放冷藏物而使用的冰箱等的构成构件。

实施例6

接着，说明本发明的第6实施例。图14是本发明第6实施例的内置有热电模件的岐管正面剖视图。

图14所示第6实施例的岐管95，与上述实施例同样，仅在加热侧设有岐管，冷却侧并未设置。而热电模件的冷却侧传热面50直接与散热片(fin)构件96的壁面(传热导板)98接触，本实施例的岐管，最好用于借助散热片构件96来冷却冰箱内空气的冰箱。

实施例7

接着，参照图15说明关于本发明的第7实施例。在第7实施例以下的实施例中，有关岐管部分的构成与上述实施例1相同。就是说，第7以下的实施例，只有热电模件120的构成与实施例1不同。因此，实施例的说明仅限于热电模件的构成，其他说明予以省略。且在热电模件的构成中，与前述实施例相同的构件，则用与前面实施例相同的符号表示，并省略其重复的说明。

上述第1实施例所采用的热电模件7，如图5所示，是以铝制的圆板112、113夹住一方形热电模件111所构成，与之相对，第7实施例的圆形热电模件120如图15所示，是层叠两个方形热电模件111并用圆板112、113夹住而成的。

本实施例的圆形热电模件120，由于其通过层叠方形热电模件111而构成，可实现更低温度。因此，内置有本实施例的热电模件的岐管能使被冷却物冷却到更低温度下。

此外，本实施例所采用的热电模件，也可与第2实施例至第6实施例中所说明的岐管相组合。

实施例8

接着，参照图16、图17说明本发明的第8实施例。

本实施例是将方形热电模件111排成并列的例子。亦即，内置有本实施例的热电模件的岐管所采用的圆形热电模件130，是在同一平面上配置4个方形热电模件111，并用圆板112、113夹住而构成。

本实施例所采用的热电模件130，由于是在将方形热电模件111并列成数个的状态下将其夹持在板体之间所构成的，因此，能制作出大面积的热电模件130。

此外，关于本实施例所采用的热电模件130，也可与第2实施例至第6实施例所描述的岐管相组合。

实施例9

下面，参照图18说明关于本发明的第9实施例。本实施例所采用的圆形热电模件140，是在同一平面上配置3个方形热电模件111，并用圆板112、113夹住而构成的。

关于本实施例所采用的热电模件，也可与第2实施例至第6实施例所说明的岐管相组合。

实施例10

下文，参照图19说明关于本发明的第10实施例。

本实施例所采用的热电模件，是使用8个方形热电模件111，以分别4个4个地将热电模件111配置在同一平面上的方式而层叠成二层而构成。

即，本实施例的圆形热电模件150是双层结构，具有三枚圆板112、151、113。另外，配置在外侧的圆板112、113的表面是粗糙的，但中间部分的圆板151却是平滑面。

并且，4个方形热电模件111是以并列排列的方式摆放在圆板112、151之间。另在圆板151、113之间，则以与上述排列错开45度地排列、并以并列排列的方式摆放4个方形热电模件111。

本实施例所采用的圆形热电模件150，由于其是用层叠形的方形热电模件111构成，因此，可达到更低温度。加之，本实施例所采用的圆形热电模件150，能制作出大面积的圆形热电模件150。

关于本实施例所采用的圆形热电模件150，也可与第2实施例至第6实施例所说明的岐管相组合。

如上所述，内置有本发明的热电模件的岐管，由于热电模件的传热面配置在垂直方向上，排出口设置在空腔上方，因此，上升空气能顺利从排出口排出。所以，本发明的内置有热电模件的岐管，传热面与热媒体的接触受到气泡的妨碍少，热交换效率高。

此外，本发明的内置有热电模件的岐管，由于排出口朝向斜上方，所以可达到使气泡与热媒体一起流动并被顺利地排出的效果。

而且，本发明的内置有热电模件的岐管，由于空腔内设有搅拌构件，所以空腔内会产生旋转方向的流动，提高了热媒体与热电模件传热面的接触率，从而可获得热交换效率高的效果。

此外，本构成的内置有热电模件的岐管，用一个定子和两个转子构成电机，借助转子的旋转可使空腔内的搅拌构件与泵内的搅拌构件转动，不需要设置专门的泵，减少了零构件数目。

另外，本发明的内置有热电模件的岐管，动力从一方的搅拌构件被传递给另一方搅拌构件并使其旋转，因此，仅需一个原动机就能使加热侧与冷却侧双方的搅拌构件进行搅拌，所以，达到了零构件数目少、外形形状小型化的效果。

再者，本发明的内置有热电模件的岐管，由于空腔内具有搅拌构件，借原动机可让一方的搅拌构件在空腔内旋转，另一方搅拌构件接收来自上述搅拌构件的动力传递而在另一空腔内旋转，因此用一个原动机就能使加热侧与冷却侧双方的搅拌构件进行搅拌，从而获得零构件数目少、外形形状小型化的效果。

另外，本发明的内置有热电模件的岐管，由于搅拌构件之间的动力传递利用的是磁力，所以能以非接触的方式进行搅拌构件之间的动力传递，能确保空腔之间的独立性。因此，加热侧与冷却侧的热媒体不会混合。

此外，本发明的内置有热电模件的岐管，由于空腔外形大于热电模件的传热面外形，磁力构件作为设在搅拌构件的一部分而设在相当于热电模件外周部的位置上，而借该磁力构件进行搅拌构件之间的动力传递，因此，具有保护热电模件不受磁力影响的效果。

本发明的内置有热电模件的岐管，由于借助轴从一方的搅拌构件直接对另一方的搅拌构件传递动力，所以具有高动力传递效率的效果。

另外，本发明的内置有热电模件的岐管，由于热电模件的外形形状为圆形，所以具有不浪费面积的效果。

此外，本发明的内置有热电模件的岐管，实际上板状的热电模件可作为圆形热电模件来使用。

另外，本发明的内置有热电模件的岐管，热电模件的传热面直接与传热导板接触，所以可直接冷却要冷却的对象物或空气等。

此外，本发明的冷却装置，空腔本身能发挥泵的功能，所以在实质上可省去泵。

根据本发明，可实现圆形热电模件，其制造容易。且珀尔帖元件的多层化也易于实现。又本发明的圆形热电模件，由于呈圆形，所以传热面积大。

此外，本发明由于是把方形热电模件在层叠成数个的状态下夹持在板体之间构成的，因此能达到更低温度。

另外，本发明由于是把方形热电模件在并排成数个的状态下夹持在板体之间构成的，因此能制作出大面积的圆形热电模件。

再者，在本发明中，由于圆形板体的表面是粗糙的，从而可提高热交换效率。

产业上的应用

如上所述，使用本发明的内置有热电模件的岐管及热电模件的冷却装置，适用于作为制冷设备的主要构成件的冷冻机，更可适于冷气器或速冻器(chiller)。

Claims (20)

1.一种内置有热电模件的岐管，其特征是，它包括：热电模件，其具有至少两个传热面，借助于让电流通过，一个传热面被加热，另一个传热面则被冷却；覆盖上述传热面的至少一个面且与该传热面之间设有空腔的岐管本体；向该空腔导入热媒体的导入口以及自该空腔排出热媒体的排出口，上述热电模件的传热面沿垂直方向配置着，上述排出口设置在空腔上方。

2.根据权利要求1所记载的内置有热电模件的岐管，其特征是，上述排出口设置成朝向斜上方。

3.根据权利要求1所记载的内置有热电模件的岐管，其特征是，上述空腔内设有搅拌构件，搅拌构件在空腔内旋转。

4.根据权利要求1所记载的内置有热电模件的岐管，其特征是，上述岐管本体覆盖该热电模件，在该岐管本体与加热侧传热面之间形成空腔，在其与冷却侧传热面之间形成另一空腔，在各空腔内设置有搅拌构件，且具有将一个搅拌构件的旋转力通过磁力传递给另一搅拌构件的动力传递构件，另一搅拌构件则接受来自该一个搅拌构件动力传递而在另一个空腔内旋转。

5.根据权利要求1所记载的内置有热电模件的岐管，其特征是，上述岐管本体覆盖该热电模件，在该岐管本体与加热侧传热面之间形成空腔，在其与冷却侧传热面之间形成另一空腔，在各空腔内设置有搅拌构件，且具有将一个空腔与另一个空腔连通的轴，借助该轴把动力从一个搅拌构件传递给另一搅拌构件，另一搅拌构件则通过该轴接受来自一个搅拌构件动力传递而在另一个空腔内旋转。

6.根据权利要求1所记载的内置有热电模件的岐管，其特征是，上述热电模件的外形形状是圆形。

7.根据权利要求1所记载的内置有热电模件的岐管，其特征是，上述热电模件通过用圆板状传热构件夹住做成板状的元件而构成外形形状为圆形的结构。

8.根据权利要求1所记载的内置有热电模件的岐管，其特征是，上述热电模件具有将数个珀尔帖元件排列固定成四方形的方形热电模件和二块以上的圆形板体，上述方形热电模件夹在板体之间。

9.根据权利要求8所记载的内置有热电模件的岐管，其特征是，上述方形热电模件是用陶瓷层或氧化铝层将珀尔帖元件夹持并固定住而构成的。

10.根据权利要求8所记载的内置有热电模件的岐管，其特征是，上述方形热电模件是在层叠成数个的状态下被夹持在板体之间的。

11.根据权利要求8所记载的内置有热电模件的岐管，其特征是，上述方形热电模件是在并排成数个的状态下被夹持在板体之间的。

12.根据权利要求8所记载的内置有热电模件的岐管，其特征是，上述圆形板体的表面是粗糙的。

13.根据权利要求1所记载的内置有热电模件的岐管，其特征是，上述岐管本体只覆盖热电模件的传热面之一，热电模件的另一传热面与传热导板接触。

14.根据权利要求1所述的内置有热电模件的岐管，其特征是，还包括：设置在各空腔内部的搅拌构件；用来使搅拌构件之一转动的原动机；及用以将一个搅拌构件的旋转力传递给另一搅拌构件的动力传递构件，借助于原动机使上述一个搅拌构件在空腔内旋转，另一搅拌构件则接受来自上述一个搅拌构件的动力传递而在另一个空腔内旋转。

15.根据权利要求1所述的内置有热电模件的岐管，其特征是，还包括：设置在各空腔内部的搅拌构件；用来使搅拌构件之一转动的原动机；及用以将一个搅拌构件的旋转力传递给另一搅拌构件的动力传递构件，借助于原动机使上述一个搅拌构件在空腔内旋转，另一搅拌构件则接受来自上述一个搅拌构件的动力传递而在另一个空腔内旋转，

上述搅拌构件之间的动力传递是利用磁力进行的，

上述空腔的外形大于热电模件的传热面的外形，作为搅拌构件的一部分、在相当于热电模件的外周面的位置设有磁力构件，借助该磁力构件进行搅拌构件之间的动力传递。

16.根据权利要求1所述的内置有热电模件的岐管，其特征是，还包括：设置在各空腔内部的搅拌构件；用来使搅拌构件之一转动的原动机；及用以将一个搅拌构件的旋转力传递给另一搅拌构件的动力传递构件，借助于原动机使上述一个搅拌构件在空腔内旋转，另一搅拌构件则接受来自上述一个搅拌构件的动力传递而在另一个空腔内旋转，

上述原动机是具有转子与定子的电机，该转子与搅拌构件相连接，该转子与定子的磁力中心线不一致，转子的磁力中心线相对于搅拌构件而朝向后方偏移着。

17.根据权利要求1所述的内置有热电模件的岐管，其特征是，还包括：设置在该空腔的至少一个的内部的搅拌构件，而内置有将其旋转轴配置在上述搅拌构件的旋转轴延长线上的搅拌构件的泵，配置在上述岐管本体上，上述空腔内的搅拌构件和泵的搅拌构件与分别的转子相连，在包入上述两个转子的位置上设置一定子，借助于该定子和转子形成电机，以使空腔内的搅拌构件与泵的搅拌构件旋转。

18.根据权利要求1所述的内置有热电模件的岐管，其特征是，还包括：设置在该空腔的至少一个的内部的搅拌构件，而内置有将其旋转轴配置在上述搅拌构件的旋转轴延长线上的搅拌构件的泵，配置在上述岐管本体上，上述空腔内的搅拌构件和泵的搅拌构件与分别的转子相连，在包入上述两个转子的位置上设置一定子，借助于该定子和转子形成电机，以使空腔内的搅拌构件与泵的搅拌构件旋转，

上述岐管本体只覆盖热电模件的传热面之一，热电模件的另一传热面与传热导板接触。

19.一种内置有热电模件的岐管，其特征是，它包括：圆形热电模件，该圆形热电模件具有将数个珀尔帖元件排列固定成四方形的方形热电模件和二块以上的圆形板体，并通过将该方形热电模件夹在该板体之间而构成，具有二个传热面，借助让电流通过，一个传热面被加热，另一传热面则被冷却；岐管本体，该岐管本体覆盖上述的圆形热电模件，在该岐管本体与加热侧传热面之间形成空腔，在其与冷却侧传热面之间形成另一空腔，该岐管本体还具有将热媒体导入上述空腔的导入口和从该空腔排出热媒体的排出口，上述热电模件的传热面沿垂直方向配置，上述排出口设置在空腔上方；设置在各空腔内的搅拌构件；以及通过磁力将一个搅拌构件的旋转力传递给另一搅拌构件的动力传递构件，在上述岐管本体上配置有泵，该泵内置有将其旋转轴配置在上述搅拌构件的旋转轴延长线上的搅拌构件，上述空腔内的搅拌构件和泵的搅拌构件与分别的转子连接，在包入上述两个转子的位置上，设置一定子，该定子和转子构成电机，以使空腔内的一个搅拌构件与泵的搅拌构件旋转，而另一搅拌构件则借助磁力接受来自上述一个搅拌构件的动力传递，在另一个空腔内旋转。

20.一种冷却装置，其特征是，包括内置有热电模件的岐管和热交换器，在该岐管与热交换器之间设有连接成环状的配管，上述内置有热电模件的岐管包括：热电模件，其具有至少两个传热面，借助让电流通过，一个传热面被加热，另一个传热面则被冷却；岐管本体，其覆盖上述传热面的至少一个面且在该岐管本体与该传热面之间设有空腔；将热媒体导入上述空腔中的导入口；以及从该空腔排出热媒体的排出口，上述热电模件的传热面沿垂直方向配置着，排出口设置在空腔上方，而且在空腔内设置有搅拌构件，该搅拌构件在空腔内旋转，借助该搅拌构件给岐管内的热媒体赋予能量，通过该能量使热媒体在配管内循环。

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