CN1236428A - 内装热电模块的热交换单元及热电冷却系统 - Google Patents

Abstract

在串列地连接的多个热交换单元50、51、52上设置热电模块5,在热电模块5的两面分别设置紊流装置55。另外,通过用下部壳体53或上部壳体54覆盖紊流装置55,供载热体通过热电模块5与紊流装置55之间。另外,通过用透明材料形成下部壳体53和上部壳体54以及紊流装置55,可以看到热交换单元50、51、52的内部情况。

Description

内装热电模块的热交换单元及热电冷却系统

技术领域

本发明涉及内装热电模块的热交换单元及热电模块式电冰箱等所用的冷却系统。

背景技术

近年来，氟利昂气体对臭氧层的破坏作用已成为全球性的问题，正在抓紧进行对不使用氟利昂气体的冷却装置的开发。而作为不使用氟利昂的冷却装置，一种使用热电模块的冷却装置正在受到注目。

这里所说的热电模块，已知的有珀尔帖(Pelteir)模块或热电模块，是一种具有两个传热面、并具有通过电流的流动将其中一个传热面加热、而将另一个传热面冷却的功能的构件。

在特表平6-504361号公报中就公开了一种使用热电模块的冷却装置。

在特表平6-504361号公报中公开的发明是在热交换单元内装有热电模块，并在热交换单元内隔着热电模块形成两个空腔。而且，面对热交换单元的加热方传热面的空腔与由热交换器和泵构成的闭合回路连接，而面对另一个冷却方传热面的空腔也同样地与由热交换器和泵构成的闭合回路连接。这样构成包括热电模块的加热方传热面在内的循环回路和包括冷却面在内的循环回路，使载热体在该回路中循环。并且在两个循环回路中，通过冷却方的热交换器进行所需的冷却。

上述的传统技术所公开的发明是使用热电模块进行实际冷却的技术。然而，该传统技术不过是公开了冷却装置的基本结构，在把该发明实际用于电冰箱等时，还有许多需要改良之处和需要解决的新问题。

本发明是针对这些问题而特别就热交换单元的改良提出一种技术方案，目的在于提供一种便于生产和维修、零件互换性高的内装热电模块的热交换单元及热电冷却系统。

发明的公开

为了实现上述目的，本发明的内装热电模块的热交换单元的特点是，具有：有至少两个传热面、通过电流的流动而将其中一个传热面加热并将另一个传热面冷却的热电模块；覆盖该热电模块的至少一个传热面、同时在与该传热面之间形成载热体通过空腔的壳体构件，前述壳体构件是透明或半透明的。

由于壳体构件是透明或半透明的，故从外部可以观察到内部载热体的流动情况。

以下与传统技术的问题比较来说明本发明的作用。

在使用热电模块的冷却装置上，热电模块的传热面和载热体之间是直接进行热交换。因此，在使用热电模块的冷却装置上，冷却能力在很大程度上取决于载热体能否在热交换单元内顺利流动。特别是必须严密防止空气卷入热交换单元内。

因此，在将使用了热电模块的冷却装置装入冰箱等时，必须确认热交换单元内有无空气卷入。然而，采用传统技术时，很难确认热交换器内有无空气卷入。因此在装配冰箱和注入载热体时需要格外仔细，这样就会降低装配效率。

本发明由于采用透明或半透明的壳体构件，故能够从外部观察到内部载热体的流动情况。从而，在将热交换单元装配到冰箱中后能够确认热交换单元内有无空气卷入，故在注入载热体时不必过分注意，可以提高在冰箱内装配热交换单元时的作业效率。

另外，即使在维修冰箱时，也一定要求确认热交换单元内有无空气卷入。即，使用了热电模块的冷却装置其构造极其简单，发生故障的部位有限。具体的故障原因大多为以下三种：使载热体循环的泵发生故障，载热体泄漏、热交换单元内有异物堵塞。

本发明由于可观察到载热体在热交换单元内的流动情况，故能够简单地判断故障原因。即，如果载热体不在热交换单元内循环，就怀疑为泵的故障，如果在热交换单元内观察到气泡，就怀疑为载热体泄漏，如果在热交换单元内有部分载热体沉淀，就怀疑为热交换单元内有异物堵塞。

本发明一实施形态的热交换单元的特点是，具有：有加热方传热面和冷却方传热面、且通过电流的流动将加热方传热面加热并将冷却方传热面冷却的热电模块；覆盖该热电模块的加热方传热面、同时在与该传热面之间形成载热体通过空腔的壳体构件；与前述热电模块的冷却方传热面接触的冷却板，且可在该冷却板上载放冷却物。

采用上述结构，使水等载热体通过载热体通过空腔，并用该载热体从加热方传热面吸取热量。而且可使冷却方传热面的温度降低，并使冷却板的温度降低，通过冷却板直接将冷却物冷却。

最好将冷却板做成可与壳体构件调换的结构，通过将冷却板与壳体构件调换，可以形成与加热方传热面接触的载热体通过空腔和与冷却方传热面接触的载热体通过空腔。

采用上述结构，在覆盖加热方传热面的壳体构件上可以使用共用的构件，零件互换性高。

另外，一旦在壳体构件与传热面之间夹装密封构件，就可防止载热体从载热体通过空腔泄漏。

本发明又一形态的热交换单元的特点是，具有：有至少两个传热面、通过电流的流动而将一个传热面加热并将另一个传热面冷却的热电模块；覆盖该热电模块的至少一个传热面、同时在与该传热面之间形成载热体通过空腔的壳体构件，在前述壳体构件上设有与外部贯通的引线贯通孔，在该引线贯通孔设置中心有贯通孔的弹性密封件，热电模块的引线穿过前述弹性密封件的贯通孔而引出到壳体构件外部，前述弹性密封件在有引线穿过时处于压缩状态，弹性密封件压迫引线贯通孔以及引线。

对内装热电模块的热交换单元来说，重要的是防止载热体泄漏。然而，传统的热交换单元必须将热电模块的引线引出到壳体构件的外部，而且很难对该引线引出部分进行密封。

采用本发明，是用弹性密封件将引线夹持成压缩状，同时弹性密封件对引线贯通孔也进行压迫，故不会有载热体从引线引出部分泄漏。从而，可以减轻维修检查的频度。

本发明再一形态的热交换单元的特点是，具有：有至少两个传热面、通过电流的流动而将一个传热面加热并将另一个传热面冷却的热电模块；覆盖该热电模块的至少一个传热面、同时在与该传热面之间形成载热体通过空腔的壳体构件，且在前述壳体构件的载热体通过空腔的背面一体地设有空洞部。

内装热电模块的热交换单元为了防止热量散发，必须进行隔热处理。因此传统技术是在将热交换单元装入冰箱等后，将玻璃纤维等卷绕在热交换单元上，防止热量从热交换单元散发。然而，这种将玻璃纤维等卷绕在热交换单元上的作业非常费事，而且需要有丰富的经验。另外维修检查时在需要分解热交换单元的场合，必须将玻璃纤维等一一取下，十分麻烦。

而本发明可提供不需隔热处理，容易装入冰箱内、便于维修检查的热交换单元。

即，在本发明的热交换单元上，在壳体构件的载热体通过空腔的背面一体形成的空洞部具有隔热层的作用。从而，壳体构件与隔热层作为一个整体，便于装入冰箱等，且便于维修检查。

另外，通过向空洞部注入发泡体还可进一步提高隔热效果。

本发明还提供一种内装热电模块的热交换单元组件，其特点是，具有：有多个块，且每个块有至少两个传热面、通过电流的流动而将一个传热面加热并将另一个传热面冷却的热电模块；覆盖该热电模块的至少一个传热面、同时在与该传热面之间形成载热体通过空腔的壳体构件，在前述壳体构件上设有管状的连接部，将该连接部相互嵌合以将多个块连接，以此形成连通的流路。

传统的内装热电模块的热交换单元，其热交换能力是固定的，需要根据冰箱等的容量而分别设计。另外，采用传统技术时，内装的热电模块也要根据冰箱等的容量分别设计其大小。因此，零件的互换性差，制造和维修都较困难。

本发明着眼于这个问题开发出能对应各种容量的冰箱等的热交换单元，提高了零件的互换性。

即，本发明的热交换单元是块状的，通过将每个块的连接部之间相互嵌合形成连通的流路，故能通过变换所连接的块的数量而改变容量。

本发明再一形态的热交换单元组件的特点是，具有：有多个块，且每个块有至少两个传热面、通过电流的流动而将一个传热面加热并将另一个传热面冷却的热电模块；覆盖该热电模块的至少一个传热面、同时在与该传热面之间形成载热体通过空腔的壳体构件，在前述壳体构件上设有与热电模块电气接线的连接器，每个块通过连接器而电气接线。

在将热交换单元分割成块状的场合，各热电模块最好串联地电气接线。采用本发明的热交换单元组件时，由于在壳体构件上设置了与热电模块电气接线的连接器，故通过将相邻块的连接器之间进行连接，很容易进行电气接线，便于在冰箱等内部的装配以及维修检查。

另外，一旦在壳体构件上设置管状连接部，就可以通过将连接部之间相互嵌合来将每个块连接，从而形成连通的流路。

本发明再一形态的热交换单元组件的特点是，具有：每个块有至少两个传热面、通过电流的流动而将一个传热面加热并将另一个传热面冷却的热电模块；覆盖该热电模块的至少一个传热面、同时在与该传热面之间形成载热体通过空腔的壳体构件，而且前述块的载热体通过空腔并列连接。

采用上述结构，由于是将多个块并列连接，故流路阻力小。另外，在将热交换单元串列连接时，一旦一个热交换单元堵塞，就会完全丧失冷却能力，而在并列连接时，能确保一定程度的冷却力。因此，本发明的热交换单元组件能够在某种程度上赢得维修所需的的时间，便于维修检查。

本发明还提供一种热电冷却系统，是把对被冷却物进行冷却的热交换器、使载热体循环的泵、及内装第1热电模块的第1热交换单元连接成环状，其特点是，设有；覆盖第2热电模块的加热方传热面、同时在与该传热面之间形成载热体通过空腔的壳体构件；具有与前述第2热电模块的冷却方传热面接触的冷却板的第2热交换单元，用前述冷却板在被冷却物上部分地形成低温部位。传统的热电冷却系统只是通过热电模块进行热交换来将被冷却物冷却，而难以使被冷却物的特定部位温度进一步降低。从而，采用了这种热电冷却系统的电冰箱不能将箱内的温度降低到可制冰的程度，不能制冰。

本发明的热电冷却系统可以提高热电模块式电冰箱的冷却能力，提高制冰能力。即，与一般的冰箱一样，也是通过热交换器将箱内冷却的，但同时又用流过热交换器的载热体将热电模块的加热方传热面冷却。因此，热电模块的冷却方传热面比对箱内进行冷却的热交换器的表面温度更低，可以在箱内局部地形成低温部位。

对附图的简单说明

图1是采用了本发明热电冷却系统的电冰箱的冷冻系统图。

图2是图1冰箱的立体图。

图3是图2冰箱的纵剖视图。

图4是图2冰箱取下后盖板后的后视图。

图5是设在图2冰箱上的内装热电模块的热交换单元组件的分解立体图。

图6是图5的A-A剖视图。

图7是图5的热交换单元组件的内部俯视图。

图8是构成图5热交换单元组件的热交换单元的分解立体图。

图9是装在图8热交换单元内的紊流装置的立体图。

图10是图9紊流装置的局部放大立体图。

图11是图8热交换单元的局部放大立体图。

图12A是表示图8热交换单元的引线引出部的引线引出顺序的放大剖视图。

图12B是表示图8热交换单元的引线引出部的引线引出后状态的放大剖视图。

图13A是表示热交换单元之间的接合部分的立体图。

图13B是表示热交换单元之间的接合部分又一形态的立体图。

图14是表示热交换单元的管部连接结构的剖视图。

图15是用于制冰部分的热交换单元的剖视图。

图16是图15的热交换单元的分解立体图。

图17是又一形态的热交换单元组件的俯视图。

图18是图17的热交换单元组件上所设的连接器的剖视图。

图19是又一实施形态的热交换单元的剖视图。

图20是表示热交换单元又一连接形态的方块图。

实施发明的最佳形态

以下结合附图说明本发明的实施形态。

图1表示采用了本发明热电冷却系统的电冰箱30的冷冻系统。

如图1所示，电冰箱30通过内装热电模块的热交换单元组件1而设有加热方的管道回路2和冷却方的管道回路3，载热体在管道回路2和3内循环。为了防止冻结，最好在冷却方的管道回路3中添加丙烯乙二醇等不冻液。从比热大的观点出发，载热体最好采用含水的液体，当然也可以是其他液体。

构成热交换单元组件1的各热交换单元如后所述，是在内部装有由珀尔帖元件构组成的热电模块5，在热交换单元内隔着热电模块5形成两个空腔7和8。

而加热方的管道回路2则设有热交换器10和泵11，构成包括前述的空腔7在内的闭合回路。

另外冷却方的管道回路3也与加热方一样，设有热交换器15和泵16，构成包括前述的空腔8在内的闭合回路。不过，冷却方的管道回路3从热交换器15的下游一侧起设有旁通管17，与制冰用的热交换单元18连接。另外在各回路的热交换器10、15上用风扇21、22送风。

以下说明本实施形态的冰箱的实际结构。冰箱30的外观如图2所示，与公知的冰箱差不多。即，具有箱型的主体部31，在其前侧面设有门32。与公知的冰箱一样，在冰箱的主体部31和门32上设有隔热材料35和36(见图3)，形成封闭的箱内空间33。

而且前述的冷冻系统的管道设置在该隔热材料35、36内外的适当位置。具体地说，就是成为冷冻中心的热交换单元1如图3和图4所示，设在由隔热材料35、36围成的箱内空间33外部，设于冰箱30背面的右下部(从门一侧看来定左右)。而且前述的加热方管道回路2都设在由隔热材料35和36形成的箱外，集中于冰箱30的背面，泵11和热交换器10都设在背面的下部中央附近。而且热交换单元组件1、泵11、热交换器10通过管道37、38、39连接成环状。

另一方面，冷却方管道回路3的大部分设在被隔热材料35和36围成的箱内空间33内。即，热交换器15设置在箱内空间33的纵深部中央。泵11设在箱内空间33纵深部的右上部。另外在箱内空间33内还设有架子41，在该架子41中装有制冰用的热交换单元18。还有，架子41的上侧具有制冰室的功能。

在上述各构件中，泵11、16、热交换器10、15、风扇21、22以及冰箱自身的隔热结构与公知的完全一样。本实施形态的冰箱30的特征在于热交换单元组件1和制冰用热交换单元18的结构，以下重点说明它们的结构。首先，说明冷冻系统的中心、即热交换单元组件1。本实施形态中所用的热交换单元组件1如图3、4、5所示，在每个块中设置一个热交换单元，同时将三个块相互接线形成三连结构。即，本实施形态所用的热交换单元组件1是将内装热电模块5的三个热交换单元50、51、52串列连接而成。在这三个热交换单元50、51、52中，两端的热交换单元50和52的形状和结构完全相同。中央的热交换单元51的基本结构也与两端大致相同，只是管道的情况和连接部分的内外螺纹结构有不同。

热交换单元50的结构如下所示。

热交换单元50如图6和图8所示，由下部壳体53、上部壳体54、两个紊流装置55以及热电模块5构成。

下部壳体53的外观为两个凸条平行设置的形状。该凸条的内部为空洞，通过该空洞形成两条流路57、58。即，流路57和58在下部壳体53内侧的两边部分沿块的连接方向平行设置，其截面形状为圆形。而且流路57和58从下部壳体53的在块连接方向的一端部向另一端部连续形成。两条流路57和58均为一端闭塞，另一端与外螺纹管接头部60连接。具体说，图6中右侧的流路57的图中纵深一端与外螺纹管接头部60连接，靠前的一端是闭塞的。而图6中左侧的流路58则是图中纵深一端为闭塞的，靠前的一端与外螺纹管接头部60连接。即，在流路57和58之间，闭塞端和外螺纹管接头部60是不同的。

外螺纹管接头部60如图5、图8、图14所示，是凸出状的管子，在前端附近的外周面上设有O形环61。

另外，在流路57和58之间，通过壁部62(图6)而连接。在流路57和58的外侧部位设有凸缘部63。前述壁部62与热电模块5之间形成载热体通过空腔，处于比凸缘部63更靠纵深端的位置。在凸缘部63上设有4个供螺钉贯通用的贯通孔65。

此外，在下部壳体53的凸缘部63上还设有两个后述的引线引出孔67(见图6)。

上部壳体54具有与上述下部壳体53大致相同的结构，外形为两条凸条，内部形成两条流路70和71。而且各流路70和71为一端闭塞，另一端设有外螺纹管接头部60，与外部连通。另外，流路70和71之间被壁部74连接，该壁部74处于比凸缘部72更靠纵深端的位置。

流路70、71的闭塞端和外螺纹管接头部60如图8所示，在上部壳体54与下部壳体53相接合的状态下处于不同的位置。

在上部壳体54的凸缘部72上设有轮毂部64，在该轮毂部64上设有螺纹孔75。

在上部壳体54的两端部设有外螺纹式连接部68。如图8和图13A所示，外螺纹式连接部68在与上部壳体54平行地伸出的板状部设有销子73。上部壳体54上没有相当于引线引出孔67的部分。

下部壳体53及上部壳体54通过热塑性树脂的注射模塑成形等公知方法成形，但需要特别说明的是，下部壳体53及上部壳体54都是透明或半透明的。

下部壳体53及上部壳体54的材料并不特别限定为透明或半透明的，可采用聚苯乙烯树脂、ABS树脂、异丁烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚丁烯对苯二酸盐树脂、尿素树脂、密胺树脂、氯化聚苯乙烯树脂、氯化乙烯叉树脂、丙烯酸聚氯乙烯异分子聚合物树脂、聚甲戊烯树脂、聚砜树脂、聚氟化乙烯叉树脂、MBS树脂、异丁烯苯乙烯异分子聚合物树脂、多芳基化树脂、多芳基砜树脂、聚丁二烯树脂、聚醚砜树脂、聚醚酮树脂等。而最好采用聚烯烃系的树脂。

紊流装置55为图9所示的板状，一面(图中下部)设有两处定位用的脚部77。

在紊流装置55的另一面(图中上部)设有形成流路的多个分隔壁78。分隔壁78从紊流装置55的一端到另一端连续设置，分隔壁78之间相互平行且间隔相等。通过分隔壁78形成平行槽状的流路84。另外在本实施形态中采用的紊流装置55在流路84中设有障碍物。

障碍物具体地说就是凸条82和挡板79。凸条82的高度低于前述分隔壁78，相对分隔壁78而在垂直方向连续延伸。本实施形态设置两排凸条82。挡板79的高度与分隔壁相同但不连续。挡板79并未将流路84完全堵塞，而是在流路84的宽度方向留有间隙。

在某一分隔壁78上，在长度方向的中央只设一个挡板79，而在与该分隔壁78相邻的分隔壁78上，则在端部附近的部位设置两个。从而，挡板79相对槽状的流路84而呈交错状。另外前述的凸条82位于挡板79之间的部分。紊流装置55用热塑性树脂的注射模塑成形等公知方法成形，成形方法虽不是特定的，但本实施形态中的紊流装置55也与下部壳体53及上部壳体54一样，是透明或半透明的。紊流装置55的材料可采用与下部壳体53及上部壳体54相同的，而最好采用透明或半透明的聚烯烃系的树脂。

热电模块5利用公知的帕尔帖元件，是将P型半导体和N型半导体并排设置。而且热电模块5的外形形状为板状，其两面作为传热面80、81发挥作用。

以下说明热交换单元50的装配结构。热交换单元50的中央设有热电模块5。而且在热电模块5的两面分别设有紊流装置55。再在紊流装置55的外侧设置下部壳体53和上部壳体54，并用螺钉89将下部壳体53和上部壳体54结合成一体。

下部壳体53及上部壳体54与紊流装置55间的位置关系如图6所示，紊流装置55位于下部壳体53和上部壳体54的壁部62和74，脚部77与流路57、58或流路70、71的侧面嵌合。紊流装置55的分隔壁78相对流路70、71而沿垂直方向延伸。从而，通过由分隔壁78形成的槽状流路将流路70、71在整个区域内连接。而且紊流装置55的分隔壁78与热电模块5的传热面80或81接触。从而在紊流装置55的表面与热电模块5的传热面80或81之间形成载热体通过空腔。

以下详细说明，在热电模块5的传热面80或81与壳体53、54之间，如图8和图11所示，夹装有环状的密封构件85、86，以防止载热体从载热体通过空腔泄漏。另外在该密封构件85、86的外侧，在下部壳体53和上部壳体54之间还夹装有一个环状的密封构件87，以防止载热体从整个热交换单元50泄漏。即，本实施形态是通过密封构件85、86和密封构件87来实现双重密封。

热电模块5的引线90为单线，从引线引出孔67引出到外部。该部分的结构如图12A所示。即，引线孔67从下部壳体53的内部向外部一侧设有阶梯部，下部壳体53内部一侧的内径较大，而与外部连通的部分的内径则较小。而且在引线引出孔67内部一侧的内径较大部位，插入橡胶等弹性体密封构件92。弹性密封构件92为圆柱形状，中心部设有贯通孔93。密封构件92的外径在自然状态下与引线引出孔67内部一侧的内径大致相等。另外密封构件92的贯通孔93的内径小于引线90。

引线90如图12A及图12B所示，在将密封构件92插入引线引出孔67后，被压入贯通孔93中。结果，弹性密封构件92的直径扩大，形成压缩应力压迫引线引出孔67并与其内侧紧密接触。另外弹性构件92与引线90之间也以压迫状态紧密接触。

以下说明另一种热交换单元51。热交换单元51的结构基本上与前述的热交换单元50相同，故只说明其不同点。

前述的热交换单元50的外螺纹管接头部60和连接部68都是外螺纹式的，而中间部的热交换单元51则都是内螺纹式的。

即，从中间部的热交换单元51的下部壳体53和上部壳体54凸出设有内螺纹管接头部98。内螺纹管接头部98如图14所示，其内径与前述的热交换单元50的外螺纹管接头部60的外径大致相等。

另外在中间部的热交换单元51的下部壳体53上设有内螺纹式连接部100。内螺纹式连接部100如图8和图13所示，在与下部壳体53平行地凸出的板状部101上设有孔102。

以下说明本实施形态的热交换单元50、51、52的结合状态及与其他构件之间的关系。

本实施形态的热交换单元50、51、52如前所述，连接成串列状。更具体地说，在热交换单元50和51以及热交换单元51和52之间，外螺纹式连接部68的销子73与内螺纹式连接部100的孔102嵌合，将热交换单元50、51、52连成一个整体。另外，在热交换单元50和51以及热交换单元51和52之间，外螺纹管接头部60与内螺纹管接头部98嵌合，将由热交换单元50、51、52的下部壳体53形成的载热体通过空腔之间连接成串列状。而且由热交换单元50、51、52的上部壳体54形成的载热体通过空腔之间也同样连接成串列状。

而且热交换单元50的下部壳体53的外螺纹管接头部60和热交换单元52的下部壳体53的外螺纹管接头部60与加热方的管道回路2连接。另外热交换单元50的上部壳体54的外螺纹管接头部60和热交换单元52的上部壳体54的外螺纹管接头部60与冷却方的管道回路3连接。

因此在冷却方的管道回路3，如图5箭头所示，载热体从热交换单元50的上部壳体54的外螺纹管接头部60进入热交换单元50内右侧的流路70，并通过载热通过空腔、即紊流装置55的表面和热电模块5的传热面81之间流入左侧的流路71。不过，本实施形态在紊流装置55上形成了槽状的流路84，还在流路内设置了由凸条82和挡板79构成的障碍物，故载热体在与这些障碍物接触的同时，被槽状的流路遮挡而失去向宽度方向分散的场所，沿直接与热电模块5挡接的方向流动。因此，载热体在垂直方向与热电模块5的传热面81接触并进行有效的热交换。

而且从紊流装置55流到左侧流路的载热体从外螺纹管接头部60向热交换单元51流动，并从热交换单元51的内螺纹管接头部98流入热交换单元51左侧的流路71。然后，与前述的同样，通过载热体通过空腔流入右侧的流路70，并通过热交换单元51的内螺纹管接头部98和热交换单元52的内螺纹管接头部60流入热交换单元52，并从相反一侧的内螺纹管接头部60流到外部。

加热方管道回路2中的载热体流动也与冷却方管道回路3相同，故省略对其说明。

在本实施形态的冰箱30中，下部壳体53和上部壳体54以及紊流装置55是透明或半透明的，故可以从外部直接观察热电模块5的传热面80和81。可以从外部清楚地知道上述载热体流动的情况，快速判断是否有空气混入或异物堵塞等。

以下结合图15和16说明制冰用的热交换单元18。

制冰用的热交换单元18简单说来就是将上述的热交换单元50的上部壳体54换成冷却板110。冷却板110如图15及图16所示，是铝等导热性能优良的金属板，在与前述的上部壳体54的螺纹孔75相当的位置上设有孔111。而且制冰用热交换单元18用螺钉将冷却板110固定在下部壳体53上，冷却板110的背面直接与热电模块的冷却方传热面81接触。不过制冰用的热交换单元18也在下部壳体53与冷却板110之间夹装有环状的密封构件87，以防止载热体从整个热交换单元50泄漏。

冷却后的载热体从旁通管17流入制冰用热交换单元18的载热体通过空腔。因此，制冰用热交换单元18内的热电模块5通过该载热体将加热方传热面80冷却，而相反一侧的冷却方传热面81则成为更低的温度。

因此，一旦把制冰盘(冷却物)115置于冷却板110上，就可使内部的水结冰。

以下说明本发明其他实施形态。不过以下说明的结构最好将壳体做成透明或半透明的，当然如果壳体不是透明或半透明的也能使用。

在前述的热交换单元50、51、52上，连接构件是用销子73与孔102嵌合的结构，当然也可使用图13B所示的钩子119的嵌合结构。

另外，前述的实施形态是将热电模块5的引线90通过引线引出孔67而直接引出到外部，当然也可以在下部壳体53、上部壳体54上设置连接器118和120，通过该连接器118和120也能引出到外部(见图17和图18)。

尤其是如本实施形态所示，在设置多个具有热电模块5的热交换单元的场合，最好热电模块5是串列连接，故最好在下部壳体53的连接方的两端面直接设置外螺纹或内螺纹的连接器118和120，并将该连接器相互直接结合。另外，如果将外螺纹连接部68与内螺纹连接部100的结合间隔、外螺纹管接头部60与内螺纹管接头部98的结合间隔以及连接器118、120的结合间隔设定成一致，就能用一个动作完成热交换单元的机械性结合、管道结合和电气结合，可以进一步提高装配效率。

图17及图18就是这样在下部壳体53直接设置外螺纹或内螺纹的连接器，并将该连接器之间直接结合的结构。

图17和图18所示的结构与前述的实施形态同样，热交换单元50、51、52连接成串列状，但与前述实施形态不同的是，在各热交换单元50、51、52上设有连接器118和120。更具体地说，是在两端的热交换单元50、52的两端装有外螺纹的连接器118，在中间的热交换单元51上设有内螺纹的连接器120。而且在各热交换单元50、51、52的连接器118和120上各连接着一根热电模块5的引线90。另外，连接器118和120分别与相邻热交换单元的连接器接合。

采用本实施形态，只要将热交换单元50、51、52接合，就不仅能连接管道，而且能进行电气接合，便于冰箱30的装配。

以下结合图19说明其他实施形态。

图19所示的热交换单元130的目的在于提高隔热性。即，热交换单元130要将下部壳体53和上部壳体54中的一方隔热。具体说，就是与前述的实施形态一样，在将热交换单元设置在冰箱外时，为了防止冷气向外部泄漏，需要在冷却方的壳体上卷绕隔热材料。相反，当将热交换单元设置在冰箱内时，为了防止热气充满冰箱内，要在加热方的壳体上卷绕隔热材料。

然而，这样卷绕隔热材料的作业非常麻烦，需要有丰富的经验，不熟练的人有可能造成壳体上有外露部分，导致隔热不充分。

图19所示的热交换单元130正是为了解决这个问题而采用壳体131，在该壳体131的背面一体地设有作为隔热层的空洞部132。

即，在热交换单元130上，在前述的凸缘部63、凹凸部分及壁部62的背面具有大致密封状的空洞部132。关于壳体131的成形方法并无特别限定，但若通过譬如吹塑成形制造，则容易形成大致密封状的空洞部132。

另外空洞部132即使在空的状态下也能利用空气的隔热作用得到相当好的隔热效果，而如果在其中注入发泡氨酯，则隔热效果更佳。

图19所示的热交换单元只是在一个壳体131的背面设置空洞部132，不言而喻，也可以在两个壳体的背面都设置空洞部。

以上说明的热交换单元组件是三连结构的，当然也可以是二连以下或四连以上的结构。本实施形态的热交换单元组件可以根据冰箱的容量而增减热交换单元的连接数量，故可以对应任何容量的冰箱，具有零件互换性强的效果。

另外，上述的实施形态是将热交换单元串列连接，但也可以将热交换单元并列使用。

图20是将热交换单元并列使用的例子。图20所示的实施形态是将热交换单元50和热交换单元51的串列连接作为一组，再将其相互并列连接。

把热交换单元并列连接的优点是可以减轻流路的阻力。另外在将热交换单元串列连接的场合，如果有一个热交换单元堵塞，则冷却能力全部丧失，而在并列连接的场合，仍能确保一定程度的冷却能力。因此可以在某种程度上赢得维修所需的时间，便于维修检查。

Claims (12)

1．一种内装热电模块的热交换单元，其特征在于，具有：有至少两个传热面、通过电流的流动而将其中一个传热面加热并将另一个传热面冷却的热电模块；覆盖该热电模块的至少一个传热面、同时在与该传热面之间形成载热体通过空腔的壳体构件，所述壳体构件是透明或半透明的。

2．一种内装热电模块的热交换单元，其特征在于，具有：有加热方传热面和冷却方传热面、通过电流的流动将加热方传热面加热并将冷却方传热面冷却的热电模块；覆盖该热电模块的加热方传热面、同时在与该传热面之间形成载热体通过空腔的壳体构件；与所述热电模块的冷却方传热面接触的冷却板，该冷却板上可载放冷却物。

3．根据权利要求2所述的内装热电模块的热交换单元，其特征在于，冷却板做成可与壳体构件调换的结构，通过将冷却板与壳体构件调换，形成与加热方传热面接触的载热体通过空腔和与冷却方传热面接触的载热体通过空腔。

4．根据权利要求1到3中任一项所述的内装热电模块的热交换单元，其特征在于，在所述壳体构件与传热面之间夹装密封构件，防止载热体从载热体通过空腔泄漏。

5．一种内装热电模块的热交换单元，其特征在于，具有：有至少两个传热面、通过电流的流动而将一个传热面加热并将另一个传热面冷却的热电模块；覆盖该热电模块的至少一个传热面、同时在与该传热面之间形成载热体通过空腔的壳体构件，在所述壳体构件上设有与外部连通的引线贯通孔，在该引线贯通孔内设置中心有贯通孔的弹性密封件，热电模块的引线穿过所述弹性密封件的贯通孔而引出到壳体构件的外部，所述弹性密封件在引线穿过时处于压缩状态，弹性密封件压迫引线贯通孔以及引线。

6．一种内装热电模块的热交换单元，其特征在于，具有：有至少两个传热面、通过电流的流动而将一个传热面加热并将另一个传热面冷却的热电模块；覆盖该热电模块的至少一个传热面、同时在与该传热面之间形成载热体通过空腔的壳体构件，且在所述壳体构件的载热体通过空腔的背面一体地设有空洞部。

7．根据权利要求6所述的内装热电模块的热交换单元，其特征在于，在空洞部内装有发泡体。

8．一种内装热电模块的热交换单元组件，其特征在于，具有：有多个块，且每个块有至少两个传热面、通过电流的流动而将一个传热面加热并将另一个传热面冷却的热电模块；覆盖该热电模块的至少一个传热面、同时在与该传热面之间形成载热体通过空腔的壳体构件，在所述壳体构件上设有管状的连接部，将该连接部相互嵌合以将多个块连接，以此形成连通的流路。

9．一种内装热电模块的热交换单元组件，其特征在于，具有：有多个块，且每个块有至少两个传热面、通过电流的流动而将一个传热面加热并将另一个传热面冷却的热电模块；覆盖该热电模块的至少一个传热面、同时在与该传热面之间形成载热体通过空腔的壳体构件，在所述壳体构件上设有与热电模块电气接线的连接器，每个块通过连接器而电气接线。

10．根据权利要求9所述的内装热电模块的热交换单元组件，其特征在于，在壳体构件上设有管状的连接部，将所述连接部相互嵌合以将每个块连接，以此形成连通的流路。

11．一种内装热电模块的热交换单元组件，其特征在于，由多个内装热电模块的块构成，具有：每个块有至少两个传热面、通过电流的流动而将一个传热面加热并将另一个传热面冷却的热电模块；覆盖该热电模块的至少一个传热面、同时在与该传热面之间形成载热体通过空腔的壳体构件，而且所述块的载热体通过空腔并列连接。

12．一种热电冷却系统，把对被冷却物进行冷却的热交换器、使载热体循环的泵、以及内装第1热电模块的第1热交换单元连接成环状，

其特征在于，设有：覆盖第2热电模块的加热方传热面、同时在与该传热面之间形成载热体通过空腔的壳体构件；具有与所述第2热电模块的冷却方传热面接触的冷却板的第2热交换单元，用所述冷却板在被冷却物上局部地形成低温部位。

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