JP4038373B2

JP4038373B2 - Refrigerator and thermoelectric module mounting device

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Publication number: JP4038373B2
Application number: JP2001386221A
Authority: JP
Inventors: 啓裕上田; 孝浩上野; 長生木戸; 秀男西畠; 光徳谷口; 勝之桑島; 井司今宮; 昭平稲森; 眞嗣藤本
Original assignee: 松下冷機株式会社
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: JP2002340459A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペルチェ効果を有する熱電モジュールを冷蔵機器に取り付けるための装置に関するものである。また本発明は、熱電モジュールを使用した冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フロンガスのオゾン層破壊作用が地球的な問題となり、フロンガスを使用しない冷蔵庫の開発が急がれている。そしてフロンガスを使用しない冷蔵庫の一つとして、熱電モジュールを使用した冷蔵庫が注目されている。
【０００３】
ここで熱電モジュールとは、ペルチェ（Peltier)モジュール、熱電モジュール、又は熱電子チップとして知られているものであり、二つの伝熱面を有し、電流を流すことにより一方の伝熱面が加熱され、他方の伝熱面が冷却される機能を持つ部材である。すなわち熱電モジュールでは、一方の面が放熱面として機能し、他方が吸熱面として機能する。
熱電モジュールを使用した冷却装置は、例えばＷＯ９２／１３２４３号（特表平６−５０４３６１号）に開示されている。また本出願人も、先に熱電モジュールを使用した冷却装置を提案している（特開２０００−２７４８７０号）。
【０００４】
上記した冷却装置は、いずれも熱電モジュールをマニホールドに内蔵し、マニホールド内で熱電モジュールを挟んで二つのキャビティを構成させたものである。そしてマニホールドの放熱面に面するキャビティは、熱交換器とポンプによって構成される閉回路に接続され、他方の吸熱面に面するキャビティも同様に熱交換器とポンプによって構成される閉回路に接続されている。この様にして、熱電モジュールの放熱側の伝熱面を含む循環回路と、吸熱側の伝熱面を含む循環回路を構成し、この回路に水を主体とする熱媒体を循環させる。そして二つの循環回路の内、冷却側の回路の熱交換器によって所望の冷却を行う。
【０００５】
しかしながら上記した冷却装置は、熱媒体に水を使用するものであるから、ポンプが必須である。また熱媒体を運ぶ配管が必要であり、さらに漏れに対する対策も要する。
【０００６】
また熱電モジュールを使用した冷蔵庫は、重量のあるコンプレッサが不要である利点を有することから、携帯用の需要が見込まれているが、従来のものは水を熱媒体とするために天地逆にするといった状態では使用することができない。
【０００７】
そこで実開昭６３−８７４８４号公報に、水に代わって空気を冷媒として使用する冷蔵庫及び熱電モジュールの取り付け装置が提案されている。
実開昭６３−８７４８４号公報に開示された取り付け装置は、断熱壁の開口部分に間隔規制凸部を設け、この間隔規制凸部の両側に伝熱ブロックをネジ止めし、間隔規制凸部によって形成された空隙内に熱電モジュールを挟み込んだものである。
【０００８】
以下、図面を参照にしながら上記従来の熱電冷却装置について説明する。
図１３は、実開昭６３−８７４８４号公報に開示されている発明の熱電冷却装置の断面図を示している。
【０００９】
図１３において、１０１は熱電モジュールであり、両側に伝熱ブロック１０２が熱的に接合され、両伝熱ブロック１０２間に介在される断熱性の間隔規制凸部１０３を介して連結するものである。
【００１０】
断熱壁１０６の開口部分に間隔規制凸部１０３を設け、この間隔規制凸部１０３の両側に伝熱ブロック１０２をネジ止めし、間隔規制凸部１０３によって形成された空隙内に熱電モジュール１０１を挟み込んだものである。また、この間隔規制凸部１０３の厚み寸法を熱電モジュール１０１の厚み寸法と略同一に設定している。
【００１１】
また、従来の熱電冷却装置を冷蔵庫等に用いる一般的な場合には、庫内側と庫外側を分ける断熱壁の一部に貫通穴を設け、冷却部材が庫内側に、また放熱部材が庫外側に位置するように貫通穴を挟んで取り付けられる。
【発明が解決しようとする課題】
実開昭６３−８７４８４号公報に開示された冷蔵庫は、熱媒体として水を使用しないから、ポンプや配管等が不要であり、また転倒状態で使用することもできる。
【００１２】
しかしながら実開昭６３−８７４８４号公報に開示された取り付け装置では、熱電モジュール１０１が挿入される隙間が、間隔規制凸部１０３によって規制され、当該隙間は固定的なものとなる。そのため熱電モジュール１０１から伝熱ブロック１０２への熱伝達が十分に行われなかったり、温度変化によって熱電モジュール１０１が傷むという問題がある。
【００１３】
すなわち熱電モジュール１０１は直接的な接触によって熱を伝熱ブロック１０２に伝えるので、両者の間にある程度の接触圧力があることが望ましい。
しかしその一方で両者の接触圧力が過大であると、熱電モジュール１０１が傷み、はなはだしい場合は、内部の素子が破壊されてしまう。
【００１４】
これに対して熱電モジュール１０１の伝熱面には相当の温度変化があるため、伝熱ブロック１０２の伸縮が大きい。加えて、熱電モジュール１０１は、一方の伝熱面が高温となり他方が低温となるので、熱電モジュール１０１自身にも反る方向の力がかかる。ここで従来技術の取り付け装置では、前記した様に熱電モジュール１０１が挿入される隙間が固定的であるから、熱電モジュール１０１に掛かる圧力が不適当となりやすく、熱電モジュール１０１が傷みやすい。
【００１５】
また従来技術の取り付け装置では、伝熱ブロック１０２が直接的に冷蔵庫の壁１０６や間隔規制凸部１０３と接するので、冷熱が冷蔵庫の壁に奪われてしまう。そのため従来技術の冷蔵庫は、熱効率が悪く、冷えにくいものであった。
【００１６】
そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、熱電モジュール１０１が傷みにくく、且つ冷熱の逃げが少ない熱電モジュールの取付け装置を提供することを課題とする。また本発明は、熱電モジュール１０１が傷みにくく、且つ冷えやすい冷蔵庫の提供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
吸熱面と放熱面とを有し電流を流すことにより前記放熱面が加熱され前記吸熱面が冷却される熱電モジュールと、冷蔵機器の壁を貫通して取り付けられる箱体と、冷却部材と、放熱部材と、熱電モジュールの冷熱又は温熱を冷却部材又は放熱部材に伝導する熱伝導部材からなり、前記熱電モジュール及び熱伝導部材は前記箱体に内蔵され、冷却部材及び放熱部材は箱体の端面にあり、冷却部材及び放熱部材の間に熱電モジュールと熱伝導部材が挟まれ、冷却部材又は放熱部材の一方は、弾性部材を介して他方と係合していることを特徴とする熱電モジュールの取付け装置は、冷却部材及び放熱部材の間に熱電モジュールと熱伝導部材が挟まれる点で従来技術と近似するが、本発明では、冷却部材又は放熱部材の一方が弾性部材を介して他方と係合しているので、冷却部材又は放熱部材の間に伸縮性がある。そのため熱伝導部材等の熱変形が弾性部材によって吸収され、熱電モジュールに過度の圧力がかからない。
【００１８】
ここで「冷却部材又は放熱部材の一方は、弾性部材を介して他方と係合している」とは直接的に係合している場合に限定する趣旨ではなく、後記する実施の形態の様に熱伝導部材や内箱が中間に介在されている場合を含む。
【００１９】
吸熱面と放熱面とを有し電流を流すことにより前記放熱面が加熱され前記吸熱面が冷却される熱電モジュールと、冷蔵機器の壁を貫通して取り付けられる箱体と、冷却部材と、放熱部材と、熱電モジュールの冷熱又は温熱を冷却部材又は放熱部材に伝導する熱伝導部材からなり、前記熱電モジュール及び熱伝導部材は前記箱体に内蔵され、熱伝導部材の外周部と冷蔵機器の壁との間に空隙が設けられていることを特徴とする熱電モジュールの取付け装置では、熱伝導部材の外周部と冷蔵機器の壁との間に空隙が設けられている。そのため熱伝導部材の冷熱が機器側に伝わらず、冷熱が逃げない。
【００２０】
また上記した熱電モジュールの取付け装置は、箱体は、外箱と内箱からなり、前記外箱と内箱の間に空隙があることを特徴とするものであってもよい。
【００２１】
上記した構成の熱電モジュールの取付け装置では、箱体は、外箱と内箱からなり、前記外箱と内箱の間に空隙がある。そのため熱伝導部材の冷熱が機器側に伝わらず、冷熱が逃げない。
【００２２】
また、吸熱面と放熱面とを有し電流を流すことにより前記放熱面が加熱され前記吸熱面が冷却される熱電モジュールと、冷蔵機器の壁を貫通して取り付けられる外箱と、外箱内に挿入される内箱と、冷却部材と、放熱部材と、熱電モジュールの冷熱又は温熱を冷却部材又は放熱部材に伝導する熱伝導部材からなり、前記熱電モジュール及び熱伝導部材は内箱に内蔵され、冷却部材及び放熱部材は箱体の端面にあり、冷却部材及び放熱部材の間に熱電モジュールと熱伝導部材が挟まれ、冷却部材又は放熱部材の一方は熱伝導部材に固定され、冷却部材又は放熱部材の他方は内箱に固定され、さらに内箱は弾性部材を介して熱伝導部材と係合していることを特徴とする熱電モジュールの取付け装置では、外箱と内箱の二つを備え、内箱は外箱内に挿入される。また冷却部材及び放熱部材は箱体の端面にある。そして冷却部材又は放熱部材の一方は熱伝導部材に固定され、他方は内箱に固定される。さらに内箱は熱伝導部材と係合している。従って、結局、冷却部材と放熱部材は、熱伝導部材の係合によって連結されることとなる。そして本発明の熱電モジュールの取付け装置では、内箱は弾性部材を介して熱伝導部材と係合しているので、冷却部材と放熱部材の間の距離は、弾性部材の作用によって伸縮する。そのため熱伝導部材等の熱変形が弾性部材によって吸収され、熱電モジュールに過度の圧力がかからない。
【００２３】
また上記した熱電モジュールの取付け装置は、熱伝導部材の端部に係合部が設けられ、内箱は弾性部材を介して熱伝導部材と係合し、さらに内箱と冷却部材または放熱部材の間にも弾性部材が介在されていることを特徴とするものであってもよい。
【００２４】
かかる構成の熱電モジュールの取付け装置では、内箱が熱伝導部材と弾性体を介して係合し、さらに内箱は冷却部材または放熱部材とも弾性部材を介して当接する。そのため内箱は弾性部材の間で挟まれた状態で位置決めされる。
【００２５】
また上記した熱電モジュールの取付け装置において、弾性部材はオーリングであってもよい。
【００２６】
かかる構成の熱電モジュールの取付け装置では、弾性体がオーリングであるから気密保持の機能も併せ持つ。そのため冷熱の逃げがさらに抑制される。
【００２７】
上記した熱電モジュールの取付け装置は、弾性部材が板ばねであることを特徴とするものであってもよい。
【００２８】
弾性部材として採用される板ばねは、雰囲気温度が変化してもほぼ一定の弾性力を発揮する。よって、上記した構成によれば、熱電モジュールに常時一定の荷重を作用させることができる。
【００２９】
また上記した熱電モジュールの取付け装置は、外箱と内箱の間に空隙があることを特徴とするものであってもよい。
【００３０】
かかる構成の熱電モジュールの取付け装置では、外箱と内箱の間に空隙がある。そのため熱伝導部材からの冷熱が冷蔵機器の壁に伝わらない。
【００３１】
上記した熱電モジュールの取付け装置は、空隙に、断熱部材が設けられていることを特徴とするものであってもよい。
【００３２】
かかる構成によれば、熱伝導部材から冷蔵機器の壁面に伝達する冷熱を最小限に抑制できるため、熱電モジュールのエネルギー効率が高い。
【００３３】
また上記した熱電モジュールの取付け装置は、内箱の外周部または外箱の内周部にリブが設けられ、前記リブが他方に当接して外箱と内箱の間に空隙を形成していることを特徴とするものであってもよい。
【００３４】
かかる構成の熱電モジュールの取付け装置では、リブが他方に当接して外箱と内箱の間に空隙を形成しているので、形状が安定している。
【００３５】
また上記した熱電モジュールの取付け装置は、リブは内箱または外箱の一端に設けられ、内箱の他端側は冷却部材、放熱部材、熱伝導部材のいずれかによって支持されていることを特徴とするものであってもよい。
【００３６】
かかる構成の熱電モジュールの取付け装置では、内箱は、リブと放熱部材等とによって両端支持されている。そのため形状が安定し、且つある程度の遊びがあるので熱変形を吸収することができる。
【００３７】
また上記した熱電モジュールの取付け装置は、冷却部材及び放熱部材は箱体の端面にあり、熱伝導部材は冷却部材または放熱部材の少なくともいずれかによって支持され、熱伝導部材の周面に隙間があることを特徴とするものであってもよい。
【００３８】
かかる構成の熱電モジュールの取付け装置は、熱伝導部材の周面と内箱の内面の間に隙間があるので、熱伝導部材の冷熱が機器側に伝わらず、冷熱が逃げない。
【００３９】
また上記した熱電モジュールの取付け装置は、冷却部材または放熱部材の少なくともいずれかは板状部を有し、前記板状部と冷蔵機器の壁との間に弾性体が介在されていることを特徴とするものであってもよい。
【００４０】
本発明の熱電モジュールの取付け装置では、冷却部材または放熱部材に板状部を有し、前記板状部と冷蔵機器の壁との間に弾性体が介在されている。そのため冷却部材又は放熱部材は、冷蔵機器の壁に対して僅かに動き、熱変形を吸収することができる。
また板状部と冷蔵機器の壁との間には隙間が生じるので、熱が断熱壁側に伝わらない。
【００４１】
また上記した熱電モジュールの取付け装置は、熱電モジュールのリード線が放熱側から外部に導き出されていることを特徴とするものであってもよい。
【００４２】
かかる構成の熱電モジュールの取付け装置では、放熱側から外部に導き出されている。すなわち、高温側にリード線の引き出し孔があり、冷熱が逃げることはない。
【００４３】
また上記した熱電モジュールの取付け装置は、冷蔵機器の壁は断熱壁であり、前記断熱壁は表面に金属板を有し、前記金属板が冷却部材又は放熱部材の少なくともいずれかを兼ねることを特徴とするものであってもよい。
【００４４】
冷蔵庫等の断熱壁は、表面が金属薄板で覆われているものが多い。本発明は、断熱壁の金属薄板を冷却部材または放熱部材として活用するものである。なお、断熱壁の裏表の両面に金属薄板が設けられている場合は、内面側の金属板を冷却部材とし、外面側を放熱部材として活用することも可能ではあるが、冷蔵庫等の内部に温熱が伝わることを防ぐために、内面側だけを冷却部材として活用することが望ましい。
【００４５】
また請求項１に記載の発明は、断熱壁によって囲まれた冷蔵室に取り付けられる熱電モジュールの取付け装置であって、吸熱面と放熱面とを有し電流を流すことにより前記放熱面が加熱され前記吸熱面が冷却される熱電モジュールと、前記熱電モジュールの吸熱面又は放熱面に設けた熱伝導部材と、前記熱電モジュールと前記熱伝導部材とを挟持する冷却部材及び放熱部材と、前記冷却部材と前記放熱部材との間の前記熱電モジュールと前記熱伝導部材との周囲に設けられ前記冷却部材又は前記放熱部材のいずれか一方に固定されたケーシングとを有し、前記熱伝導部材が、前記冷却部材又は前記放熱部材の他方に一体的に取り付けられており、前記冷却部材又は放熱部材の一方が、弾性部材を介して直接的あるいは間接的に他方と係合しており、前記冷却部材又は放熱部材の他方に対して弾性部材の弾性の範囲内で移動可能なものであり、前記冷却部材又は放熱部材の一方と熱伝導部材との間に前記弾性部材の弾性によって熱電モジュールが押しつけられており、両端に冷却部材と放熱部材が一体的に組み付けられ、冷蔵室の断熱壁に設けられた貫通孔に挿入された状態で前記冷却部材又は前記放熱部材のうち熱伝導部材に取り付けられたものがネジによって断熱壁に取り付けられることを特徴とする熱電モジュールの取付け装置である。
【００４６】
本発明では、弾性部材が、前記熱伝導部材を介して、前記ケーシングが固定されている前記冷却部材と前記放熱部材のうち一方の部材の方向へ、前記熱電モジュールを弾性的に押圧しているので、冷却部材又は放熱部材と熱伝導部材との間に伸縮性があり、そのため熱電モジュールが熱変形しても、変形寸法を吸収でき熱電モジュールを破損することがなく、しかも熱伝導部材等の熱変形が弾性部材によって吸収され、熱電モジュールに過度の圧力がかかることを防止できる。
【００４７】
吸熱面と放熱面とを有し電流を流すことにより前記放熱面が加熱され前記吸熱面が冷却される熱電モジュールと、前記熱電モジュールの吸熱面又は放熱面に設けた熱伝導部材と、前記熱電モジュールと前記熱伝導部材とを挟持する冷却部材及び放熱部材と、前記冷却部材と前記放熱部材との間の前記熱電モジュールと前記熱伝導部材との周囲を覆うケーシングとを有し、前記冷却部材と前記放熱部材のうち一方の部材が、前記ケーシングの端部に設けた第１及び第２の弾性部材並びに前記ケーシングを介して他方の部材と係合していることを特徴とする熱電モジュールの取付け装置は、冷却部材及び放熱部材の間に熱電モジュールと熱伝導部材が挟まれる点で従来技術と近似するが、冷却部材または前記放熱部材の一方は、熱電モジュールに常時一定荷重をかける機能を持つ第１及び気密保持の機能を持つ第２の弾性部材を介して他方と係合しているので、冷却部材と放熱部材の間には伸縮性がある。そのため熱伝導部材等の熱変形が第１の弾性部材及び第２の弾性部材によって吸収され、熱電モジュールに過度の圧力がかからないという作用を有する。
【００４８】
ここで「前記冷却部材と前記放熱部材のうち一方の部材が、前記ケーシングの両端部にそれぞれ設けた第１及び第２の弾性部材並びに前記ケーシングを介して他方の部材と係合している」とは直接的に係合している場合に限定する趣旨ではなく、後記する実施の形態の様に熱伝導部材が中間に介在されている場合を含む。
【００４９】
吸熱面と放熱面とを有し電流を流すことにより前記放熱面が加熱され前記吸熱面が冷却される熱電モジュールと、前記熱電モジュールの吸熱面又は放熱面に設けた熱伝導部材と、前記熱電モジュールと前記熱伝導部材とを挟持する冷却部材及び放熱部材と、前記冷却部材と前記放熱部材との間の前記熱電モジュールと前記熱伝導部材との周囲を覆うケーシングとを有し、前記冷却部材または前記放熱部材の一方は前記熱伝導部材に固定され、前記冷却部材または前記放熱部材の他方は前記ケーシングに固定され、前記ケーシングは第１及び第２の弾性部材を介して前記熱伝導部材と係合していることを特徴とする熱電モジュールの取付け装置では、ケーシングを備え、冷却部材及び放熱部材はケーシングの端面にある。そして冷却部材又は放熱部材の一方は熱伝導部材に固定され、他方はケーシングに固定される。さらにケーシングは熱伝導部材と係合している。従って、結局、冷却部材と放熱部材は、熱伝導部材の係合によって連結されることとなる。そして前記した熱電モジュールの取付け装置では、ケーシングは熱電モジュールに常時一定荷重をかける機能を持つ第１及び気密保持の機能を持つ第２の弾性部材を介して熱伝導部材と係合しているので、冷却部材と放熱部材の間の距離は、第１及び第２の弾性部材の作用によって伸縮する。そのため熱伝導部材等の熱変形が第１及び第２の弾性部材によって吸収され、かつ常時一定荷重が熱電モジュールにかかるため安定した性能が達成できるという作用を有する。
【００５０】
また上記した熱電モジュールの取付け装置は、第１の弾性部材はオーリングまたは板ばねであり、第２の弾性部材はオーリングであることを特徴とするものであってもよい。
【００５１】
かかる構成の熱電モジュールの取付け装置では、弾性部材がオーリングであるから気密保持の機能も併せ持つためシール性が向上でき、また板ばねでは温度変化等にかかわらず熱電モジュールには常時一定荷重がかかるため安定した性能が達成できるという作用を有する。
【００５２】
また上記した熱電モジュールの取付け装置は、熱伝導部材の端部に係合部が設けられ、ケーシングは第１及び第２の弾性部材を介して前記係合部にて前記熱伝導部材と係合し、さらに前記ケーシングと冷却部材または放熱部材の少なくとも一方の間に第３の弾性部材が介在されているものであってもよい。
【００５３】
かかる構成の熱電モジュールの取付け装置では、ケーシングが熱伝導部材と第１及び第２の弾性体を介して係合し、さらにケーシングは冷却部材又は放熱部材の間の少なくとも一方に第３の弾性部材を介して当接する。そのためケーシングは第１と第２および第３の弾性部材の間で挟まれた状態で位置決めされるという作用を有する。
【００５４】
また上記した熱電モジュールの取付け装置は、第３の弾性部材はオーリングであることを特徴とするものであってもよい。
【００５５】
かかる構成の熱電モジュールの取付け装置では、弾性部材がオーリングであるから気密保持の機能も併せ持つため、シール性が向上できるという作用を有する。
【００５６】
また請求項２に記載の発明は、ケーシングの周囲に断熱部材が介在されていることを特徴とする請求項１に記載の熱電モジュールの取付け装置である。
【００５７】
本発明の熱電モジュールの取付け装置では、ケーシングの周囲に断熱部材がある。そのため熱伝導部材からの冷熱が冷蔵機器の壁に伝わらないという作用を有する。
【００５８】
また請求項３に記載の発明は、熱伝導部材の周面に隙間があることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱電モジュールの取付け装置である。
【００５９】
本発明の熱電モジュールの取付け装置では、熱伝導部材の周面と内箱の内面の間に隙間があるので、熱伝導部材の冷熱が機器側に伝わらず、冷熱が逃げないという作用を有する。
【００６０】
また請求項４に記載の発明は、熱電モジュールの放熱面は放熱部材と直接的に接し、前記熱電モジュールの吸熱面は熱伝導部材を介して冷却部材と接していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱電モジュールの取付け装置である。
【００６１】
本発明の熱電モジュールの取付け装置では、熱電モジュールの放熱面は放熱部材と直接的に接しているので、熱電モジュールから放出される熱を円滑に外部に排出することができる。また熱電モジュールの吸熱面は熱伝導部材を介して冷却部材と接しているので、箱体内は全体的に冷却雰囲気となるという作用を有する。
【００６２】
また請求項５に記載の発明は、熱伝導部材の冷却部材と接する部位の面積は、熱電モジュールの吸熱面の面積の８０％以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱電モジュールの取付け装置である。
【００６３】
本発明の熱電モジュールの取付け装置では、熱伝導部材の冷却部材と接する部位の面積に相当の広さが確保されているので、冷熱の移動が円滑であるという作用を有する。
【００６４】
また上記した熱電モジュールの取付け装置は、冷蔵機器の壁は断熱壁であり、前記断熱壁は表面に金属板を有し、前記金属板が冷却部材又は放熱部材の少なくともいずれかを兼ねることを特徴とするものであってもよい。
【００６５】
本発明の熱電モジュールの取付け装置では、冷蔵庫等の断熱壁は、表面が金属薄板で覆われているものが多い。本発明の熱電モジュールの取付け装置は、断熱壁の金属薄板を冷却部材又は放熱部材として活用するものである。なお、断熱壁の裏表の両面に金属薄板が設けられている場合は、内面側の金属板を冷却部材とし、外面側を放熱部材として活用することも可能ではあるが、冷蔵庫等の内部に温熱が伝わることを防ぐために、内面側だけを冷却部材として活用することが望ましい。
【００６６】
請求項６に記載の発明は、断熱壁と、前記断熱壁の表面に設けられた金属板とを有し、請求項１乃至５のいずれかに記載の熱電モジュールの取付け装置を前記断熱壁を貫通して取り付け、前記金属板が冷却部材又は放熱部材の少なくともいずれかを兼ねることを特徴とする冷蔵庫である。
【００６７】
また請求項７に記載の発明は、断熱壁によって囲まれた冷蔵室を有し、前記断熱壁に請求項１乃至６のいずれか一項に記載の熱電モジュールの取付け装置が取り付けられ、冷却部材が冷蔵室内に露出し、放熱部材が冷蔵室外に露出していることを特徴とする冷蔵庫である。
【００６８】
本発明の熱電モジュールの取付け装置では、熱電モジュールを使用するので軽量である。また設置姿勢に制約を受けない。さらに熱電モジュールの損傷がなく、かつ冷えやすいという作用を有する。
【００６９】
【発明の実施の形態】
以下さらに本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態の冷蔵庫の斜視図である。図２は、図１の冷蔵庫の断面図である。図３は、本発明の実施の形態の熱電モジュールの取付け装置の断面図である。図４の（ａ）は図３の円Ａ内の拡大図であり、（ｂ）は変形例の同一部位の拡大図である。図５は、本発明の実施の形態の熱電モジュールの取付け装置の分解斜視図である。図６は、本発明の他の実施の形態の熱電モジュールの取付け装置の断面図である。図７は、本発明のさらに他の実施の形態の熱電モジュールの取付け装置の断面図である。
【００７０】
図１，２に示す冷蔵庫１は、本発明の実施の形態の一つであり、本発明の熱電モジュールの取付け装置２が装備されたものである。
すなわち冷蔵庫１は、本体部３と扉４を有し、これらはいずれも断熱壁５，６で覆われていて内部が冷蔵室８となっている。断熱壁５，６は、いずれも表裏面に薄い鋼板１０，１１（金属板）が設けられ、その内部に発泡ウレタン樹脂等の断熱材９が充填されたものである。
【００７１】
そして冷蔵室８の裏面側の断熱壁５に本実施の形態に特有の部材たる熱電モジュールの取付け装置２が取り付けられている。
熱電モジュールの取付け装置２は、熱電モジュール１５を内蔵するものであり、箱体１６、冷却部材１７、放熱部材１８、熱伝導部材２０、オーリング２１，２２（弾性部材）及びオーリング２３によって構成されている。また箱体１６は、外箱２５内に内箱２６が挿入されたものである。
【００７２】
順次説明すると、箱体１６を構成する外箱２５は、図３，５に示すように、断面が略正方形の筒状をしている。そして当該筒状部２７の両端にフランジ３０，３１が設けられている。フランジ３０，３１の内、筒状部２７の放熱側（図３右側）に設けられたフランジ３１は筒状部２７の端面と同一の平面に設けられているが、他方（冷却側）のフランジ３０は、端面から少し内側の位置に設けられている。そのため冷却側には、フランジ３０が設けられた部位よりもさらに筒状部２７が突出した突出部１９がある。
【００７３】
また筒状部２７の一端側（放熱側）には拡径部２８が設けられている。外箱２５の材質は任意であるが、断熱性に優れ、且つ冷蔵庫１の断熱壁５との接着性が良いものが推奨される。
内箱２６は、前記した外箱２５と相似形の断面の筒状部３２を持つ。ただし当該筒状部３２の大きさは、前記した外箱２５の筒状部２７の内寸よりも小さい。
【００７４】
内箱２６の筒状部３２の一端側（放熱側）にはフランジ３５が設けられている。そしてフランジ３５の外側の面には溝３９が設けられている。溝３９は内箱２６の放熱側の開口の周囲を環状に取り囲むものである。溝３９にはオーリング２３が装着される。
【００７５】
また内箱２６の外周部であってフランジ３５の近傍部分には、リブ３６が設けられている。リブ３６は、内箱２６の角の部分にあり、角の部分を挟む様に２列づつ設けられている。リブ３６は、いずれも内箱２６の軸方向にのびている。リブ３６の長さは概ね１ｃｍ程度であり、内箱２６の全長に対して１０〜２０％程度の長さである。各リブ３６の高さは、各リブ３６の先端を結ぶ四角形が前記した外箱２５の拡径部２８の内寸に相当する程度である。
【００７６】
一方、内箱２６の他端側（吸熱側）は、内向きにフランジ３８が設けられており、開口３７が狭められている。また内箱２６の他端側（吸熱側）の開口３７の先端部には、図４に示すように３本の突条４８，４９，５０が設けられている。突条４８，４９，５０は、いずれもオーリング２１，２２がずれないように保持するものである。すなわち突条４８は、内フランジ３８の内部側にあって、開口３７に沿って開口３７の全周を環状に取り巻いて設けられている。
【００７７】
また突条４９は、内フランジ３８の外部側にあって、開口３７に沿って開口３７の全周を環状に取り巻いて設けられている。突条５０は、前記した突条４９を取り巻いて設けられており、突条４９との間で溝を形成している。
【００７８】
冷却部材１７と放熱部材１８は、略同一の構造を持つものであり、アルミニューム等の熱伝導性に優れた素材によって作られたものである。冷却部材１７と放熱部材１８は、いずれもベースとなる板状部４０，４１を持ち、その表面側に多数のフィン４３が設けられたものである。なおフィン４３は、板状部４０，４１の表面側を薄く削って、当該削り部を起立させたものである。そのため実際には、フィン４３は、切削時の応力によってやや丸くなるが、作図上の都合から図５では直立状のものとして表示している。
【００７９】
冷却部材１７と放熱部材１８の相違点は、リード線の引き出し孔４７の有無である。すなわち放熱部材１８には図３の様にリード線の引き出し孔４７があるが、冷却部材１７にはそれが無い。
【００８０】
熱伝導部材２０は、アルミニューム等の熱伝導性に優れた金属で作られた中実のブロックである。
熱伝導部材２０の形状は四角柱状であるが、一方の端部（吸熱側）はやや小さく作られている。すなわち熱伝導部材２０の吸熱側端部の近傍には段部５１があり、先端は面積がやや小さい。吸熱側端部の端面２４の形状は略正方形であり、その大きさは熱電モジュール１５と等しい。また前記した内箱２６の開口３７と同程度の大きさであり、熱伝導部材２０の吸熱側端部の先端部分は、内箱２６の開口３７から突出可能である。
【００８１】
熱伝導部材２０の吸熱側端部の端面２４は、熱伝達面として機能するので、熱電モジュール１５の面積以上であることが望ましく、少なくとも熱電モジュール１５の面積の８０％以上であることが推奨される。
熱伝導部材２０の本体部分の寸法は、内箱２６の内側部分よりも小さい。
【００８２】
熱電モジュール１５は、平板状であり、正方形をしている。熱電モジュール１５は、前記した様に、リード線５５，５６から電流を流すと、一方の面（放熱面）５８が高温となり、他方の面（吸熱面）５７が低温となる性質を持つ。
【００８３】
オーリング２１，２２，２３は、いずれもゴムで作られたものであり、四角形をしている。
【００８４】
次に、熱電モジュール１５の取付け装置２の上記した各部材同士の関係および冷蔵庫１の本体部３との関係について説明する。
熱電モジュールの取付け装置２を構成する部材の内、外箱２５は、断熱壁５を貫通する状態で冷蔵庫１の本体部３に取り付けられる。すなわち冷蔵室８の裏面側の断熱壁５には貫通孔６０が設けられており、貫通孔６０の内部に外箱２５の筒状部２７があり、両端のフランジ３０，３１は、図３の様に鋼板１０，１１の内側と接している。またフランジ３０よりも先端側の突出部１９は、冷蔵室８側に突出している。
【００８５】
実際の製作上は、鋼板１０，１１を平行に配し、その間に予め外箱２５を挟み、この状態からウレタン樹脂液等を鋼板１０，１１同士の間に注入し、鋼板１０，１１同士の間で樹脂液を発泡させて鋼板１０，１１と外箱２５及び断熱材を一体化させる。すなわち外箱２５は、断熱壁５を成形する際に鋳込んでしまう。
【００８６】
そして図３に示すように、外箱２５の中に内箱２６や熱伝導部材２０等が配され、両端に冷却部材１７と放熱部材１８が取り付けられる。
すなわち外箱２５の中に内箱２６が配され、さらに内箱２６の中に熱伝導部材２０が挿入されている。ここで外箱２５と内箱２６の関係を見ると、内箱２６の外形は外箱２５の内寸よりも小さい。また外箱２５の一端には拡径部２８があり、内箱２６の一端部の外周部にはリブ３６が設けられ、各リブ３６の先端を結ぶ四角形が外箱２５の拡径部２８の内寸に相当する。そのため内箱２６に設けられたリブ３６が外箱２５の拡径部２８と合致して係合し、内箱２６の放熱側は外箱２５の中心部に位置決めされる。一方、内箱２６の他端部は、後記する様に熱伝導部材２０の先端によって支持されている。そのため内箱２６は、外箱２５に対して同心状にあり、外箱２５の内面と内箱２６の外面には全周に渡って一定間隔の隙間６２が存在する。
【００８７】
また熱伝導部材２０は、内箱２６の中にあり、先端部が内箱２６の開口３７から外部に突出している。そして熱伝導部材２０の先端面には、冷却部材１７がネジ６３によって一体的に取り付けられている。またさらに冷却部材１７は、ネジ６４によって断熱壁５に取り付けられている。従って前記した熱伝導部材２０は、断熱壁５にネジ止めされた冷却部材１７によって片持ち支持され、熱伝導部材２０は、外箱２５に対して同心状にある。
【００８８】
そして前記したように熱伝導部材２０の先端部が内箱２６の開口３７から突出しており、さらに内箱２６の開口３７部分には内フランジ３８が設けられているので、内箱２６の開口３７の開口端が熱伝導部材２０と接し、内箱２６の端部を支持して内箱２６の熱伝導部材２０を外箱２５に対して同心位置に位置決めする。従って内箱２６及び熱伝導部材２０は共に外箱２５に対して同心位置にあり、熱伝導部材２０の全周面と内箱２６の内面にも隙間６５が存在する。
【００８９】
また内箱２６の端部の内フランジ３８の表裏面にはオーリング２１，２２が配されている。すなわち内フランジ３８は、熱伝導部材２０と冷却部材１７の間で形成される溝に係合するが、内フランジ３８とこれらとの間にはオーリング２１，２２が介在されている。より具体的には、内フランジ３８と熱伝導部材２０の段部５１との間にはオーリング２２が介在されている。一方、内フランジ３８と冷却部材１７の間にはオーリング２１が介在されている。
【００９０】
従って内箱２６は、内フランジ３８が熱伝導部材２０と冷却部材１７の間で形成される溝に嵌合するので、外箱２５から抜け落ちることが無く、且つオーリング２１，２２の弾性によって軸方向に移動可能である。
【００９１】
また内箱２６のフランジ３５に放熱部材１８がネジ止めされている。なお両者の間にはオーリング２３が介在されている。そして内箱２６内の熱伝導部材２０と放熱部材１８の板状部４１の間で熱電モジュール１５が挟まれている。ここで前記した様に、内箱２６は、内フランジ３８が熱伝導部材２０と冷却部材１７の間で形成される溝に嵌合しており、外箱２５から抜け落ちることが無いが、オーリング２１，２２の弾性によって軸方向に移動可能であるので、内箱２６と一体的に固定された放熱部材１８はオーリング２１，２２の弾性の範囲内で移動可能である。これに対して熱伝導部材２０は、冷却部材１７に対して一体的に固定されているから、軸方向の自由度を持たない。そのため熱伝導部材２０と放熱部材１８の間に挟まれた熱電モジュール１５は、オーリング２１，２２の弾性によって熱伝導部材２０と放熱部材１８の間に押しつけられる。
【００９２】
本実施の形態の熱電モジュールの取付け装置２の各部材について、ラジアル方向の支持とスラスト方向の支持についてまとめると次の通りである。
すなわち外箱２５は、断熱壁５に鋳込まれて断熱壁５に対して一体的に取り付けられており、ラジアル方向についてもスラスト方向についても固定されている。また冷却部材１７についても、ネジ６４で断熱壁５に一体的に取り付けられており、ラジアル方向についてもスラスト方向についても固定されている。
残りの部材のラジアル方向の支持を見ると、熱伝導部材２０は冷却部材１７に片持ち保持されており、冷却部材１７によってラジアル方向の荷重が支持されている。
【００９３】
内箱２６は、図３の左側（吸熱側）の開口３７の端部が熱伝導部材２０の小径部と当接し、内箱２６の先端側が熱伝導部材２０によって支持されている。一方内箱２６の図３の右側（放熱側）は、リブ３６が外箱２５に当接することにより、外箱２５に支持されている。従って内箱２６は、熱伝導部材２０と外箱２５によってその両端がラジアル方向に支持されている。
【００９４】
そのため外箱２５、内箱２６、熱伝導部材２０は、いずれも安定して支持され、互いに同心位置にある。そして大きさの関係により、熱伝導部材２０と内箱２６の間に隙間６５があり、内箱２６と外箱２５の間に空隙６２がある。
【００９５】
またスラスト方向の支持を見ると、前記したように熱伝導部材２０は断熱壁５に固定された冷却部材１７と一体的であるから、熱伝導部材２０はスラスト方向に固定されている。
【００９６】
そして内箱２６及び放熱部材１８は、冷却部材１７と熱伝導部材２０の段部との間に形成された溝部に、内箱２６の内フランジ３８が係合し、スラスト方向の荷重を支持している。ただし内フランジ３８と冷却部材１７の間にはオーリング２１があり、内フランジ３８と熱伝導部材２０の間にはオーリング２２があるから、オーリング２１，２２の弾性の範囲内でスラスト方向に移動可能である。そのため熱電モジュール１５は、オーリング２１，２２の弾性によって熱伝導部材２０と放熱部材１８の間に押しつけられる。
【００９７】
細部について付言すると、冷却部材１７と断熱壁５との間には、発泡ウレタン樹脂等の発泡樹脂からなるシール部材６７（弾性体）が介在されている。また放熱部材１８と断熱壁５との間にも同様に発泡樹脂からなるシール部材６８（弾性体）が介在されている。
【００９８】
熱電モジュール１５のリード線５５，５６は、放熱部材１８を貫通して冷蔵室８の裏面側に引き出され、バッテリー又は整流器７０に接続されてる。
【００９９】
本実施の形態の冷蔵庫１では、バッテリー又は整流器７０から通電された熱電モジュール１５の吸熱面５７の温度が低下し、放熱面５８の温度が上昇する。そして吸熱面５７の冷温は、熱伝導部材２０に伝導され、さらに熱伝導部材２０から冷蔵室８内の冷却部材１７に伝導される。そして冷却部材１７が冷蔵室８内の空気を冷却し、庫内を低温雰囲気にする。
【０１００】
一方、放熱面５８の温熱は、直接的に放熱部材１８に伝わり、外部に放出される。
ここで本実施の形態の冷蔵庫１では、熱電モジュール１５がオーリング２１，２２の弾性力によって熱伝導部材２０及び放熱部材１８に適度に押しつけられているので、熱電モジュール１５から熱伝導部材２０及び放熱部材１８への熱の移動が円滑であり、効率が高い。
【０１０１】
また熱伝導部材２０の周囲には隙間６５があり、空気層が存在する。またさらに隙間６５の外側にももう一層の空隙６２があるので、熱伝導部材２０の周囲は二重の空気層によって取り巻かれている。そのため熱伝導部材２０の冷熱が断熱壁５側に伝わらない。さらに熱伝導部材２０の周囲の隙間６５は、オーリング２２によって封鎖され、外部とは気密性を保持して遮断されているので、熱伝導部材２０によって冷却された空気が外部に逃げることもない。
【０１０２】
さらに本実施の形態では、熱電モジュール１５の吸熱側だけに熱伝導部材２０があり、放熱側は直接的に放熱部材１８と接している。そのため前記した隙間６５では冷熱を発する部分だけが露出し、高温部分の露出は極めて少ない。そのため放熱側の熱によって熱伝導部材２０が加熱される懸念がなく、熱電モジュール１５の冷熱が効率よく冷蔵室８内に伝達される。
【０１０３】
また熱によって熱伝導部材２０等が変形するが、径方向の変形については、熱伝導部材２０の周囲にある隙間６５で吸収される。一方、軸方向の変形は、オーリング２１，２２によって吸収される。そのため本実施の形態によると、熱電モジュール１５に過度に力がかからず、傷みにくい。
【０１０４】
以上説明した実施の形態では、冷却部材１７，放熱部材１８に板状部４０，４１の表面側に多数のフィン４３が設けられた構造のものを採用したが、吸熱部材等は、単なる板であってもよい。またさらに進んで、冷蔵室８の内面を覆う鋼板１１を冷却部材として活用することも可能である。すなわち断熱壁５の一部たる冷蔵室８側の金属板に熱伝導部材２０を直接接触させ、冷蔵室８内を冷蔵雰囲気にすることもできる。
【０１０５】
図６は、断熱壁５の表面の鋼板１１を吸熱部材として活用した例を示すものである。図６に示す熱電モジュールの取付け装置７０では、断熱壁５の表面の鋼板１１を吸熱部材とし、熱伝導部材２０を直接鋼板に接触させた点を除いて、前記した実施の形態と同一であるから、図３の構成と同一の部品に、同一の番号を付することにより詳細な説明を省略する。
【０１０６】
また前記した２例は、いずれも熱伝導部材２０の周囲に二重の空隙部を設けたが、空隙は単層であってもよい。図７は、より簡便な構成として、外箱に相当する部材を除いた構成である。
【０１０７】
すなわち図７に示す熱電モジュールの取付け装置７１では、吸熱部材たる鋼板１１に熱伝導部材２０が直接ネジ止めされ、鋼板１１によってラジアル方向及びスラスト方向の荷重が支持されている。
【０１０８】
また鋼板１１と熱伝導部材２０の段部５１との間に形成された溝部に、内箱２６の内フランジ３８が係合し、内箱２６のスラスト方向の荷重を支持している。ただし内フランジ３８と冷却部材たる鋼板１１の間にはオーリング２１があり、内フランジ３８と熱伝導部材２０の間にはオーリング２２があるから、オーリング２１，２２の弾性の範囲内でスラスト方向に移動可能である。そのため熱電モジュール１５は、オーリング２１，２２の弾性によって熱伝導部材２０と放熱部材１８の間に押しつけられる。
【０１０９】
以上、説明した実施の形態では、いずれも熱伝導部材２０を一つだけ使用し、熱電モジュール１５を放熱側に寄せた構成を採用した。この構成は、隙間６５内で冷熱と温熱が混じり合わず、冷熱を冷蔵室８内に伝える効率が高い。しかしながら本発明は、上記した構成にこだわるものではなく、熱電モジュール１５を吸熱側に寄せてもよい。ただし熱電モジュール１５を吸熱側に寄せると、高温の空気が隙間６５内にこもるので、この高温の空気を排出する方策を検討することが望ましい。また冷熱の伝達効率は低下するが、２個の熱伝導部材を採用し、この間に熱電モジュール１５を挟む構成も可能である。
【０１１０】
また上記した実施の形態では、内フランジ３８の裏表面にオーリング２１，２２を設けたが、図４（ｂ）の様に一方のオーリング２１を略し、内フランジ３８と熱伝導部材２０の間だけにオーリング２２を配してもよい。
【０１１１】
（実施の形態２）
以下さらに本発明の他の実施の形態について説明する。
上記実施の形態１において採用されている熱電モジュールの取り付け装置２は、内箱２６の内フランジ３８と冷却部材１７および熱伝導部材２０との間にオーリング２１，２２が設けられたものであり、これらの弾性力により熱電モジュール１５を熱伝導部材２０と放熱部材１８との間に保持する構成である。オーリング２１，２２はゴム製であるため弾性力がさほど大きくなく、さらに低温雰囲気下に晒されるため弾性力が十分発揮できない場合がある。オーリング２１，２２の弾性力が不十分であると、温度変化に伴う熱伝導部材２０等の変形を十分吸収することができず、熱電モジュール１５に過度の力が作用してしまう懸念がある。そこで、本実施形態においては、熱電モジュール１５の損傷を防止しつつ、熱電モジュール１５を熱伝導部材２０と放熱部材１８との間に確実に保持させるべく、以下に記載するような構成を採用した。
【０１１２】
図１は、本発明の実施の形態２の冷蔵庫の斜視図である。図２は、図１の冷蔵庫の断面図である。図８は、同実施の形態の熱電モジュールの取付け装置の断面図である。図９は、図８の円Ａ部の変形例の拡大図である。図１０は、同一部位（図８の円Ａ部）の他の変形例の拡大図である。図１１は、本発明の他の実施の形態の熱電モジュールの取付け装置の断面図である。図１２は、本発明のさらに他の実施の形態の熱電モジュールの取付け装置の断面図である。
【０１１３】
図１，図２に示す冷蔵庫１は、本発明の実施の形態の一つであり、本発明の熱電モジュールの取付け装置２が装備されたものである。
すなわち冷蔵庫１は、本体部３と扉４を有し、これらはいずれも断熱壁５，６で覆われていて内部が冷蔵室８となっている。断熱壁５，６は、いずれも表裏面に薄い鋼板１０，１１が設けられ、その内部に発泡ウレタン樹脂等の断熱材９が充填されたものである。
【０１１４】
そして冷蔵室８の裏面側の断熱壁５に本実施の形態に特有の部材たる熱電モジュールの取付け装置２が取り付けられている。
熱電モジュールの取付け装置２は、熱電モジュール１５を内蔵するものであり、箱体１６、冷却部材１７、放熱部材１８、熱伝導部材２０及びオーリング２１（第２の弾性部材），オーリング２３（第３の弾性部材），板ばね２２Ａ（第１の弾性部材）によって構成されている。また箱体１６は、外箱２５内に内箱２６（ケーシング）が挿入されたものである。
【０１１５】
順次説明すると、箱体１６を構成する外箱２５は、断面が略正方形の筒状をしている。そして当該筒状部２７の両端にフランジ３０，３１が設けられている。フランジ３０，３１の内、筒状部２７の放熱側（図８右側）に設けられたフランジ３１は筒状部２７の端面と同一の平面に設けられている。また他方（冷却側）のフランジ３０は、筒状部２７の端面と同一の平面に設けられているが、フランジ３１と直交する方向にフランジが設けられている。
【０１１６】
外箱２５の材質は任意であるが、断熱性に優れ、かつ冷蔵庫１の断熱壁５との接着性が良いものが推奨される。
内箱２６は、前記した外箱２５と相似形の断面の筒状部３２を持ち、筒状部３２の大きさは、前記した外箱２５の筒状部２７の内寸よりも小さい。
内箱２６の筒状部３２の一端側（放熱側）にはフランジ３５が設けられている。そしてフランジ３５の外側の面（放熱部材１８との接触面）には溝３９が設けられている。溝３９は内箱２６の放熱側の開口の周囲を環状に取り囲むものである。溝３９には第３の弾性部材であるオーリング２３が装着される。
また内箱２６の外周部にはフランジ３５から筒状部３２に沿って、筒状部３２の他端側（吸熱側）に向かって図示していないが補強用リブが各面（全周４面）に設けられている。リブの長さは、内箱２６のほぼ全長程度の長さである。
【０１１７】
一方、内箱２６の他端側（吸熱側）は、内向きにフランジ３８（対係合部）が設けられており、開口３７が狭められている。また内箱２６の他端側（吸熱側）の開口３７の先端部には、図８に示すように２つの溝部４８Ａ，４９Ａが設けられている。溝部４８Ａには第２の弾性部材であるオーリング２１が、また溝部４９Ａには第１の弾性部材として例えば板ばね２２Ａが保持されており、それぞれが所定の位置からずれないように溝部４８Ａ，４９Ａに収納されているものである。すなわち溝部４８Ａ，４９Ａは、内フランジ３８の内部側（熱伝導部材２０側）にあって、開口３７に沿って開口３７の全周を環状に取り巻いて設けられている。さらに具体的には、内フランジ３８の内周側には、溝部４９Ａが開口３７の全周を取り巻くように環状に設けられており、さらに溝部４９Ａの外周側には、第１の弾性部材である板ばね２２Ａを収納可能な大きさの溝部４８Ａが設けられている。なお、本実施形態において、溝部４８Ａは、開口３７の全周を取り巻くように設けられているが、板ばね２２Ａを収納可能であれば、いかなる形状であってもよい。
【０１１８】
冷却部材１７と放熱部材１８は、アルミニウム等の熱伝導性に優れた素材によって作られたものである。冷却部材１７と放熱部材１８は、いずれもベースとなる板状部４０，４１を持ち、その表面側に多数のフィン４３Ａ，４３Ｂが設けられたものである。なおフィン４３Ａ，４３Ｂは、略Ｌ字型または略Ｉ字型の薄い板状の部材であり、板状部４０，４１の表面側にカシメあるいは超音波溶接等の加工を行い、接合する。
【０１１９】
冷却部材１７と放熱部材１８の相違点は、ベースとなる板状部４０，４１の面積とフィン高さの違いである。
第１の実施形態のように板状部４０，４１の表面を薄く削り、削り部を起立させたものであると、加工上フィン高さに限界が生じる。しかし、フィン４３Ａ，４３Ｂを略Ｌ字型または略Ｉ字型の薄い板状部材をカシメあるいは超音波溶接等の加工を行うことにより、同じ熱交換面積（総表面積）が同じと仮定した場合、フィン４３Ａ，４３Ｂの高さが高く設定できるためベースとなる板状部４０，４１の面積を小さくできる。従って、熱電モジュールの取付け装置２を一体化して冷蔵庫１等の本体に容易に組み込むことができる。
【０１２０】
本実施の形態の熱電モジュールの取り付け装置２において、放熱部材１８の板状部４１の面積は、冷却部材１７の板状部４０の面積よりも小さい。しかし、放熱部材１８のフィン４３Ｂの高さは冷却部材１７のフィン４３Ａの高さよりも高い。そのため、放熱部材１８は、板状部４１の面積が冷却部材１７の板状部４０の面積よりも小さいものの、冷却部材１７と同等あるいはそれ以上の熱交換面積（総表面積）を有する。冷却部材１７において熱交換され、熱伝導部材２０を伝達してきた熱は、放熱部材１８より円滑に放出される。
【０１２１】
また、放熱部材１８の板状部４１の面積が、冷却部材１７の板状部４０の面積よりも小さいため、冷蔵庫１等の本体に熱電モジュールの取り付け装置２を容易に取り付けることができる。すなわち、熱電モジュールの取り付け装置２は、冷蔵庫１の冷蔵室８の断熱壁５に設けられた貫通孔６０に、冷蔵庫１の庫内側から挿通することで容易に組み込むことができる。また、冷蔵庫１の本体と断熱壁５とにより構成される庫外側のスペースは、大部分が空洞であるため、冷却部剤１７のフィン４３Ａは、前記スペースに収納可能な限り大きく取ることができる。即ち、上記したような構成とすれば、冷蔵室８の庫内容積を減少させることなく多くの熱を放出することができ、従来は空洞である庫外側のスペースを有効活用することができる。
【０１２２】
また、本実施の形態における冷却部材１７のように、フィン４３Ａの高さを高くしないで使用する場合には、フィン４３Ａを略Ｌ字型または略Ｉ字型の薄い板状部材をカシメあるいは超音波溶接等の加工を行った冷却部材に限定しないで、従来のように板状部４０，４１の表面を薄く削り、削り部を起立させた冷却部材１７で問題ない。すなわち、カシメあるいは超音波溶接等の加工は、冷却部材１７または放熱部材１８のフィン４３Ａ，４３Ｂの高さを高くして使用する場合に特に有効な加工方法である。
【０１２３】
熱伝導部材２０は、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属で作られた中実のブロックである。
熱伝導部材２０の形状は四角柱状であるが、一方の端部（吸熱側）はやや小さく作られている。すなわち熱伝導部材２０の吸熱側端部の近傍には段部５１があり、先端は面積がやや小さい。吸熱側端部の端面２４の形状は略正方形であり、その大きさは熱電モジュール１５と等しい。また前記した内箱２６の開口３７と同程度の大きさであり、熱伝導部材２０の吸熱側端部の先端部分は、内箱２６の開口３７から突出可能である。
【０１２４】
熱伝導部材２０の吸熱側端部の端面２４は、熱伝達面として機能するので、熱電モジュール１５の面積以上であることが望ましく、少なくとも熱電モジュール１５の面積の８０％以上であることが推奨される。
熱伝導部材２０の本体部分の寸法は、内箱２６の内側部分よりも小さい。
【０１２５】
熱電モジュール１５は、平板状であり、正方形をしている。熱電モジュール１５は、前記した様に、リード線５５，５６から電流を流すと、一方の面（放熱面）５８が高温となり、他方の面（吸熱面）５７が低温となる性質を持つ。
オーリング２１，２３は、いずれもゴムで作られたものであり、略四角形の形状をしている。また、板ばね２２Ａは、金属薄板例えば、ばね性ステンレス鋼帯を略波形状に加工したものであり、帯状または四角形の形状をしている。
【０１２６】
次に、熱電モジュール１５の取付け装置２の上記した各部材同士の関係および冷蔵庫１の本体部３との関係について説明する。
熱電モジュール１５の取付け装置２を構成する部材の内、外箱２５は、断熱壁５を貫通する状態で冷蔵庫１の本体部３に取り付けられる。すなわち冷蔵室８の裏面側の断熱壁５には貫通孔６０が設けられており、貫通孔６０の内部に外箱２５の筒状部２７があり、両端のフランジ３０，３１は、図８の様に鋼板１０，１１の内側と接している。
【０１２７】
実際の製作上は、鋼板１０，１１を平行に配し、その間に予め外箱２５を挟み、この状態からウレタン樹脂液等を鋼板１０，１１同士の間に注入し、鋼板１０，１１同士の間で樹脂液を発泡させて鋼板１０，１１と外箱２５及び断熱材を一体化させる。すなわち外箱２５は、断熱壁５を成形する際に鋳込んでしまう。
そして図８に示すように、外箱２５の中に内箱２６や熱伝導部材２０等が配され、両端に冷却部材１７と放熱部材１８が一体的に組み付けられた熱電モジュールの取付け装置２が、冷蔵室８の裏面側の断熱壁５に設けた貫通孔６０に挿入される。
【０１２８】
すなわち外箱２５の中に内箱２６が配され、さらに内箱２６の中に熱伝導部材２０が挿入されている。ここで外箱２５と内箱２６の関係を見ると、内箱２６の外形寸法は外箱２５の内形寸法よりも小さい。また外形寸法が外箱２５の内形寸法で、内形寸法が内箱２６の外形寸法となるように形成された断熱部材６２Ａが内箱２６の筒状部３２の周囲に設置されている。断熱部材６２Ａは、例えば発泡ウレタンや発泡ポリスチレン等の発泡断熱材が一般的である。また真空断熱材を使用して更に断熱効果を向上することができる。
【０１２９】
一方、内箱２６の他端部は、後記する様に熱伝導部材２０の先端によって支持されている。そのため内箱２６は、外箱２５に対して同心状にある。
【０１３０】
また熱伝導部材２０は、内箱２６の中にあり、先端部が内箱２６の開口３７から外部に突出している。そして熱伝導部材２０の先端面には、冷却部材１７がネジ６３によって一体的に取り付けられている。またさらに冷却部材１７は、ネジ６４によって断熱壁５に取り付けられている。従って前記した熱伝導部材２０は、断熱壁５にネジ止めされた冷却部材１７によって片持ち支持され、熱伝導部材２０は、外箱２５に対して同心状にある。
【０１３１】
そして前記したように熱伝導部材２０の先端部が内箱２６の開口３７から突出しており、さらに内箱２６の開口３７部分には内フランジ３８が設けられているので、内箱２６の開口３７の開口端が熱伝導部材２０と接し、内箱２６の端部を支持して内箱２６の熱伝導部材２０を外箱２５に対して同心位置に位置決めする。従って内箱２６及び熱伝導部材２０は共に外箱２５に対して同心位置にあり、熱伝導部材２０の全周面と内箱２６の内面にも隙間６５が存在する。隙間６５は、空洞すなわち空気層であり、少なくとも２ｍｍ以上の隙間であることが望ましい。
【０１３２】
また内箱２６の端部の内フランジ３８にはオーリング２１、板ばね２２Ａが配されている。すなわち内フランジ３８は、熱伝導部材２０と冷却部材１７の間で形成される溝に係合するが、内フランジ３８とこれらとの間にはオーリング２１、板ばね２２Ａが介在されている。より具体的には、内フランジ３８と熱伝導部材２０の段部５１との間には、オーリング２１、板ばね２２Ａが介在されている。
【０１３３】
従って内箱２６は、内フランジ３８が熱伝導部材２０と冷却部材１７の間で形成される溝に嵌合するので、外箱２５から抜け落ちることが無く、かつオーリング２１、板ばね２２Ａの弾性によって軸方向に移動可能である。
また内箱２６のフランジ３５に放熱部材１８がネジ止めされている。なお両者の間にはオーリング２３が介在されている。そして内箱２６内の熱伝導部材２０と放熱部材１８の板状部４１の間で熱電モジュール１５が挟まれている。ここで前記した様に、内箱２６は、内フランジ３８が熱伝導部材２０と冷却部材１７の間で形成される溝に嵌合しており、外箱２５から抜け落ちることが無いが、オーリング２１、板ばね２２Ａの弾性によって軸方向に移動可能であるので、内箱２６と一体的に固定された放熱部材１８はオーリング２１、板ばね２２Ａの弾性の範囲内で移動可能である。これに対して熱伝導部材２０は、冷却部材１７に対して一体的に固定されているから、軸方向の自由度を持たない。そのため熱伝導部材２０と放熱部材１８の間に挟まれた熱電モジュール１５は、オーリング２１、板ばね２２Ａの弾性によって熱伝導部材２０と放熱部材１８の間に押しつけられる。熱電モジュール１５への押圧力は、少なくとも４００Ｎ以上が望ましく、また１０００Ｎ以下が望ましい。
【０１３４】
本実施の形態の熱電モジュールの取付け装置２の各部材について、ラジアル方向の支持とスラスト方向の支持についてまとめると次の通りである。
すなわち外箱２５は、断熱壁５に鋳込まれて断熱壁５に対して一体的に取り付けられており、ラジアル方向についてもスラスト方向についても固定されている。また冷却部材１７についても、ネジ６４で断熱壁５に一体的に取り付けられており、ラジアル方向についてもスラスト方向についても固定されている。
残りの部材のラジアル方向の支持を見ると、熱伝導部材２０は冷却部材１７に片持ち保持されており、冷却部材１７によってラジアル方向の荷重が支持されている。
【０１３５】
内箱２６は、図８の左側（吸熱側）の開口３７の端部が熱伝導部材２０の小径部と当接し、内箱２６の先端側が熱伝導部材２０によって支持されている。一方内箱２６の図８の右側（放熱側）は、外形寸法が外箱２５の内形寸法で、内形寸法が内箱２６の外形寸法となるように形成された断熱部材６２Ａが、内箱２６の筒状部３２周囲に沿って挿入されており、断熱部材６２Ａが外箱２５に当接することにより、外箱２５に支持されている。従って内箱２６は、熱伝導部材２０と外箱２５によってその両端がラジアル方向に支持されている。
【０１３６】
そのため外箱２５、内箱２６、熱伝導部材２０は、いずれも安定して支持され、互いに同心位置にある。そして大きさの関係により、熱伝導部材２０と内箱２６の間に隙間６５があり、内箱２６と外箱２５の間に断熱部材６２Ａがある。
【０１３７】
またスラスト方向の支持を見ると、前記したように熱伝導部材２０は断熱壁５に固定された冷却部材１７と一体的であるから、熱伝導部材２０はスラスト方向に固定されている。
【０１３８】
そして内箱２６及び放熱部材１８は、冷却部材１７と熱伝導部材２０の段部との間に形成された溝部に、内箱２６の内フランジ３８が係合し、スラスト方向の荷重を支持している。ただし、内フランジ３８と熱伝導部材２０の間にはオーリング２１、板ばね２２Ａがあるから、オーリング２１、板ばね２２Ａの弾性の範囲内でスラスト方向に移動可能である。そのため熱電モジュール１５は、オーリング２１、板ばね２２Ａの弾性によって熱伝導部材２０と放熱部材１８の間に押しつけられる。
【０１３９】
細部について付言すると、冷却部材１７と断熱壁５との間には、発泡ウレタン樹脂等の発泡樹脂からなるシール部材６７が介在されている。
熱電モジュール１５のリード線５５、５６は、内箱２５と内箱２５内で一体成型された接続端子４７Ａに接続され、内箱２５からバッテリー又は整流器７０に接続される。
【０１４０】
本実施の形態の冷蔵庫１では、バッテリーまたは整流器７０から通電された熱電モジュール１５の吸熱面５７の温度が低下し、放熱面５８の温度が上昇する。そして吸熱面５７の冷温は、熱伝導部材２０に伝導され、さらに熱伝導部材２０から冷蔵室８内の冷却部材１７に伝導される。そして冷却部材１７が冷蔵室８内の空気を冷却し、庫内を低温雰囲気にする。
【０１４１】
一方、放熱面５８の温熱は、直接的に放熱部材１８に伝わり、外部に放出される。
ここで本実施の形態の冷蔵庫１では、熱電モジュール１５がオーリング２１、板ばね２２Ａの弾性力によって熱伝導部材２０及び放熱部材１８に適度に押しつけられているので、熱電モジュール１５から熱伝導部材２０及び放熱部材１８への熱の移動が円滑であり、効率が高い。先に述べたように熱電モジュール１５への押圧力は、４００Ｎ以上、１０００Ｎ以下が望ましい。
【０１４２】
また熱伝導部材２０の周囲には隙間６５があり、空気層が存在する。先に述べたように隙間６５すなわち空気層は、少なくとも２ｍｍ以上の隙間であることが望ましい。またさらに隙間６５の外側には断熱部材６２Ａがあるので、熱伝導部材２０の周囲は二重断熱によって取り巻かれている。そのため熱伝導部材２０の冷熱が断熱壁５側に伝わらない。断熱部材６２Ａが真空断熱材であればさらなる断熱効果を発揮できる。さらに熱伝導部材２０の周囲の隙間６５は、オーリング２１によって封鎖され、外部とは気密性を保持して遮断されているので、熱伝導部材２０によって冷却された空気が外部に逃げることもない。
【０１４３】
さらに本実施の形態では、熱電モジュール１５の吸熱面５７だけに熱伝導部材２０があり、放熱面５８は直接的に放熱部材１８と熱的に接合している。そのため前記した隙間６５では冷熱を発する部分だけが露出し、高温部分の露出は極めて少ない。そのため放熱面５８の熱によって熱伝導部材２０が加熱される懸念がなく、熱電モジュール１５の冷熱が効率よく冷蔵室８内に伝達される。これは実験的にも効果を確認している。例えば、冷蔵室８内の温度を比較すると、本実施の形態と逆の構成として、熱電モジュール１５の放熱面５８だけに熱伝導部材２０があり、吸熱面５７は直接的に吸熱部材１７と熱的に接合している場合の方が４０％温度が上昇する。すなわち、性能が悪化するという結果を確認している。したがって、熱電モジュール１５の吸熱面５７だけに熱伝導部材２０があり、放熱面５８は直接的に放熱部材１８と熱的に接合している構成とする方が望ましい。
【０１４４】
また熱によって熱伝導部材２０等が変形するが、径方向の変形については、熱伝導部材２０の周囲にある隙間６５で吸収される。一方、軸方向の変形は、オーリング２１、板ばね２２Ａによって吸収される。そのため本実施の形態によると、熱電モジュール１５に過度に力がかからず、傷みにくい。
【０１４５】
以上説明した実施の形態では、冷却部材１７，放熱部材１８に板状部４０，４１の表面側に多数のフィン４３が設けられた構造のものを採用したが、吸熱部材は、図１１に示すように平板５４であってもよい。すなわち断熱壁５の一部である冷蔵室８側の鋼板１１に平板５４を直接接触させ、冷蔵室８内を冷蔵雰囲気にすることもできる。またさらに進んで、冷蔵室８の内面を覆う鋼板１１を冷却部材として活用することも可能である。すなわち、平板５４を介さずに直接鋼板１１と熱伝導部材２０が熱的に接合されてもよい。
【０１４６】
図１１は、断熱壁５の表面の平板５４を吸熱部材として活用した例を示すものである。図１１に示す熱電モジュールの取付け装置では、断熱壁５の表面の鋼板１１に取り付けられた平板５４を吸熱部材とし、熱伝導部材２０を平板５４を介して鋼板１１に接触させた点を除いて、前記した実施の形態と同一であるから、図８の構成と同一の部品に、同一の番号を付することにより詳細な説明を省略する。また先に述べたように平板５４を介さずに直接鋼板１１と熱伝導部材２０が熱的に接合されている場合も同様である。
【０１４７】
また前記した例は、いずれも熱伝導部材２０の周囲に二重断熱部を設けたが、断熱層としてはは単層でもあってもよい。図１２は、より簡便な構成として、外箱２５に相当する部材を除いた構成である。
【０１４８】
すなわち図１２に示す熱電モジュールの取付け装置では、吸熱部材である鋼板１１に平板５４を介して熱伝導部材２０が直接ネジ止めされ、鋼板１１によってラジアル方向及びスラスト方向の荷重が支持されている。
【０１４９】
また鋼板１１と熱伝導部材２０の段部５１との間に形成された溝部に、内箱２６の内フランジ３８が係合し、内箱２６のスラスト方向の荷重を支持している。ただし、内フランジ３８と熱伝導部材２０の間にはオーリング２１、板ばね２２Ａがあるから、オーリング２１、板ばね２２Ａの弾性の範囲内でスラスト方向に移動可能である。そのため熱電モジュール１５は、オーリング２１、板ばね２２Ａの弾性によって熱伝導部材２０と放熱部材１８の間に押しつけられる。ここでも、先に述べたように、平板５４を介さずに直接鋼板１１と熱伝導部材２０が熱的に接合されている場合も同様である。
【０１５０】
以上、説明した実施の形態では、いずれも熱伝導部材２０を一つだけ使用し、熱電モジュール１５を放熱側に寄せた構成を採用した。この構成は、効果として先に述べたように、隙間６５内で冷熱と温熱が混じり合わず、冷熱を冷蔵室８内に伝える効率が高い。しかしながら本発明は、上記した構成にこだわるものではなく、熱電モジュール１５を吸熱側に寄せてもよい。ただし熱電モジュール１５を吸熱側に寄せると、高温の空気が隙間６５内にこもるので、この高温の空気を排出する方策を検討することが望ましい。また冷熱の伝達効率は低下するが、２個の熱伝導部材を採用し、この間に熱電モジュール１５を挟む構成も可能である。
【０１５１】
また上記した実施の形態では、内フランジ３８と熱伝導部材２０の間にオーリング２１、板ばね２２Ａを設けたが、図９の様にオーリング２１を内フランジ３８と冷却部材１７の間に配置してもよい。また図１０の様に内箱２６の内側面と熱伝導部材２０の間に配置してもよい。
【０１５２】
また上記した実施の形態では、放熱部材１８の板状部４１の面積が冷却部材１７の板状部４０の面積よりも小さく、フィン高さが高いもので熱電モジュールの取付け装置２を一体化しているが、放熱部材１８の板状部４１の面積が冷却部材１７の板状部４０の面積よりも大きく、フィン高さが低いもので熱電モジュールの取付け装置２を一体化し、庫外側から取り付けるようにしてもよい。
【０１５３】
また内箱２６の内フランジ３８と熱伝導部材２０の間に板ばね２２Ａを採用しているが、押圧力が好ましくは４００Ｎ以上かつ１０００Ｎ以下の締結力を維持できるオーリングに置き換えることも可能である。
【０１５４】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明の冷蔵庫及び熱電モジュールの取付け装置は、熱電モジュールが傷みにくく、且つ冷熱の逃げが少なく、効率が高い効果がある。
【０１５５】
上記した構成の熱電モジュールの取付け装置は、冷却部材又は放熱部材の間に伸縮性があり、熱伝導部材等の熱変形が弾性部材によって吸収されるので、熱電モジュールに過度の圧力がかからない。そのため上記した構成の熱電モジュールの取付け装置によると、熱電モジュールが傷みにくい。
【０１５６】
また上記した構成の熱電モジュールの取付け装置では、熱伝導部材の外周部と冷蔵機器の壁との間に空隙が設けられているので、熱伝導部材の冷熱が機器側に伝わらず、冷熱が逃げない。そのため上記した構成の熱電モジュールの取付け装置は、冷熱の逃げが少なく、効率が高い。
【０１５７】
さらに上記した構成の熱電モジュールの取付け装置では、外箱と内箱の間に空隙がある。そのため熱伝導部材の冷熱が機器側に伝わらず、冷熱が逃げないので効率が高い。
【０１５８】
また上記した構成の熱電モジュールの取付け装置では、内箱が弾性部材の間で挟まれた状態で位置決めされ、冷却部材又は放熱部材の間に伸縮性があり、熱伝導部材等の熱変形が弾性部材によって吸収されるので、熱電モジュールに過度の圧力がかからない。上記した構成の熱電モジュールの取付け装置では熱電モジュールが傷みにくい。
【０１５９】
また上記した構成の熱電モジュールの取付け装置では、弾性体がオーリングであるから気密保持の機能も併せ持つ。そのため冷熱の逃げがさらに抑制され、伝達効率が向上する効果がある。
【０１６０】
また上記した構成の熱電モジュールの取付け装置では、弾性体が板ばねであるため、雰囲気温度が変化してもほぼ一定の弾性力を発揮でき、熱電モジュールに常時一定の荷重を作用させることができる。
【０１６１】
また上記した構成の熱電モジュールの取付け装置では、熱伝導部材から冷蔵機器の壁面に放出される冷熱を最小限に抑制できるため、熱電モジュールのエネルギー効率が高い。
【０１６２】
また上記した構成の熱電モジュールの取付け装置は、全体の形状を維持する効果に優れ、且つある程度の遊びがあるので熱変形を吸収することができる。そのため上記した構成の熱電モジュールの取付け装置によると、熱電モジュールが傷みにくい。
【０１６３】
また上記した構成の熱電モジュールの取付け装置は、熱伝導部材の周面と内箱の内面の間に隙間があるので、熱伝導部材の冷熱が機器側に伝わらず、冷熱が逃げない。そのため上記した構成の熱電モジュールの取付け装置は、伝達効率が向上する効果がある。
【０１６４】
さらに上記した構成の熱電モジュールの取付け装置では、冷却部材又は放熱部材に板状部を有し、板状部と冷蔵機器の壁との間には隙間が生じるので、熱が断熱壁側に伝わらない。そのため上記した構成の熱電モジュールの取付け装置は、伝達効率が向上する効果がある。
【０１６５】
さらに上記した構成の熱電モジュールの取付け装置では、放熱側から外部に導き出されている。すなわち本発明では、高温側にリード線の引き出し孔があり、冷熱が逃げることはない。
【０１６６】
また上記した構成の熱電モジュールの取付け装置は、部品点数が少なく、構造が簡単であり、作りやすいという効果がある。
【０１６７】
また請求項１に記載の発明は、弾性部材が、前記熱伝導部材を介して、前記ケーシングが固定されている前記冷却部材と前記放熱部材のうち一方の部材の方向へ、前記熱電モジュールを弾性的に押圧しているので、冷却部材又は放熱部材と熱伝導部材との間に伸縮性があり、そのため熱電モジュールが熱変形しても、変形寸法を吸収でき熱電モジュールを破損することがなく、しかも熱伝導部材等の熱変形が弾性部材によって吸収され、熱電モジュールに過度の圧力がかかることを防止できる。
【０１６８】
また上記した構成の熱電モジュールの取付け装置では、弾性部材がオーリングであるから気密保持の機能も併せ持つためシール性が向上でき、また板ばねでは温度変化等にかかわらず熱電モジュールには常時一定荷重がかかるため安定した性能が達成でき、熱伝達効率が向上する効果がある。
【０１６９】
上記した構成の熱電モジュールの取付け装置は、冷却部材または放熱部材の一方は、熱電モジュールに常時一定荷重をかける機能を持つ第１の弾性部材である板ばね及び気密保持の機能を持つ第２の弾性部材であるオーリングを介して他方と係合しているので、冷却部材と放熱部材の間には伸縮性がある。そのため熱伝導部材等の熱変形が弾性部材である板ばねとオーリングによって吸収され、熱電モジュールに過度の圧力がかからないので、熱電モジュールが傷みにくい。
【０１７０】
また請求項２に記載の熱電モジュールの取付け装置では、外箱と内箱の間に断熱部材がある。そのため熱伝導部材からの冷熱が冷蔵機器の壁に伝わらず、冷熱が逃げないので効率が高い。
【０１７１】
また上記した構成の熱電モジュールの取付け装置は、内箱は第１と第２および第３の弾性部材の間で挟まれた状態で位置決めされ、冷却部材又は放熱部材の間に伸縮性があり、熱伝導部材等の熱変形が弾性部材によって吸収されるので、熱電モジュールに過度の圧力がかからない。本発明の熱電モジュールの取付け装置では熱電モジュールが傷みにくい。
【０１７２】
さらに上記した構成の熱電モジュールの取付け装置では、第３の弾性部材がオーリングであるから気密保持の機能も併せ持つためシール性が向上でき、さらに冷熱の逃げが抑制される効果がある。
【０１７３】
また請求項３に記載の熱電モジュールの取付け装置では、熱伝導部材の周面と内箱の内面の間に隙間があるので、熱伝導部材の冷熱が機器側に伝わらず、冷熱が逃げないため、熱伝達効率が向上する効果がある。
【０１７４】
また請求項４に記載の熱電モジュールの取付け装置では、熱電モジュールの放熱面は放熱部材と直接的に接しているので、熱電モジュールから放出される熱を円滑に外部に排出することができる。また熱電モジュールの吸熱面は熱伝導部材を介して冷却部材と接しているので、箱体内は全体的に冷却雰囲気となる。そのため本発明の熱電モジュールの取付け装置は、伝達効率が高い効果がある。
【０１７５】
また請求項５に記載の熱電モジュールの取付け装置では、熱伝導部材の冷却部材と接する部位の面積に相当の広さが確保されているので、冷熱の移動が円滑である。
【０１７６】
さらに請求項６に記載の熱電モジュールの取付け装置では、断熱壁の金属薄板を冷却部材又は放熱部材として活用するもので部品点数が少なく、構造が簡単であり、作りやすいという効果がある。
【０１７７】
また請求項７に記載の冷蔵庫は、熱電モジュールを使用するので軽量である。また設置姿勢に制約を受けない。さらに熱電モジュールの損傷がなく、かつ冷えやすいという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の冷蔵庫の斜視図
【図２】図１の冷蔵庫の断面図
【図３】本発明の実施の形態の熱電モジュールの取付け装置の断面図
【図４】（ａ）は図３の円Ａ内の拡大図、（ｂ）は変形例の同一部位の拡大図
【図５】本発明の実施の形態の熱電モジュールの取付け装置の分解斜視図
【図６】本発明の他の実施の形態の熱電モジュールの取付け装置の断面図
【図７】本発明のさらに他の実施の形態の熱電モジュールの取付け装置の断面図
【図８】本発明の実施の形態の熱電モジュールの取付け装置の断面図
【図９】図８の円Ａ部の変形例の拡大図
【図１０】図８の円Ａ部の他の変形例の拡大図
【図１１】本発明の他の実施の形態の熱電モジュールの取付け装置の断面図
【図１２】本発明のさらに他の実施の形態の熱電モジュールの取付け装置の断面図
【図１３】従来の熱電冷却装置の断面図
【符号の説明】
１冷蔵庫
２，７０，７１熱電モジュールの取付け装置
５，６断熱壁
８冷蔵室
１０，１１鋼板
１５熱電モジュール
１６箱体
１７冷却部材
１８放熱部材
２０熱伝導部材
２１，２２，２３オーリング
２２Ａ板ばね
２５外箱
２６内箱
２７筒状部
２８拡径部
３７開口
３８内フランジ（対係合部）
４０，４１板状部
４３，４３Ａ，４３Ｂフィン
４７リード線の引き出し孔
４７Ａ接続端子
５１段部
５４平板
５５，５６リード線
５７面（吸熱面）
５８面（放熱面）
６２Ａ断熱部材
６５隙間
６７シール部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for attaching a thermoelectric module having a Peltier effect to a refrigeration apparatus. The present invention also relates to a refrigerator using a thermoelectric module.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the ozone layer depleting action of CFCs has become a global problem, and the development of refrigerators that do not use CFCs has been urgently needed. As one of refrigerators that do not use chlorofluorocarbon, refrigerators that use thermoelectric modules are attracting attention.
[0003]
Here, a thermoelectric module is known as a Peltier module, a thermoelectric module, or a thermoelectronic chip, has two heat transfer surfaces, and one of the heat transfer surfaces is heated by passing an electric current. And the other heat transfer surface has a function of cooling. That is, in the thermoelectric module, one surface functions as a heat dissipation surface and the other functions as a heat absorption surface.
A cooling device using a thermoelectric module is disclosed in, for example, WO 92/13243 (Japanese Patent Publication No. 6-504361). The present applicant has also proposed a cooling device using a thermoelectric module (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-274870).
[0004]
In each of the above cooling devices, a thermoelectric module is built in a manifold, and two cavities are formed by sandwiching the thermoelectric module in the manifold. The cavity facing the heat radiation surface of the manifold is connected to a closed circuit composed of a heat exchanger and a pump, and the cavity facing the other heat absorption surface is also connected to a closed circuit composed of a heat exchanger and a pump. Has been. In this way, a circulation circuit including the heat transfer surface on the heat radiation side of the thermoelectric module and a circulation circuit including the heat transfer surface on the heat absorption side are configured, and a heat medium mainly composed of water is circulated in this circuit. Of the two circulation circuits, desired cooling is performed by the heat exchanger of the circuit on the cooling side.
[0005]
However, since the cooling device described above uses water as a heat medium, a pump is essential. In addition, piping for carrying the heat medium is necessary, and measures against leakage are also required.
[0006]
In addition, refrigerators using thermoelectric modules have the advantage that heavy compressors are not required, so portable demand is expected, but conventional ones are upside down to use water as a heat medium. It cannot be used in such a state.
[0007]
Therefore, Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-87484 proposes a refrigerator and a thermoelectric module mounting apparatus that use air as a refrigerant instead of water.
The mounting device disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 63-87484 is provided with a spacing restriction convex portion at the opening portion of the heat insulating wall, and screwed with a heat transfer block on both sides of the spacing regulation convex portion. A thermoelectric module is sandwiched in the formed gap.
[0008]
Hereinafter, the conventional thermoelectric cooling device will be described with reference to the drawings.
FIG. 13 shows a sectional view of the thermoelectric cooling device of the invention disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-87484.
[0009]
In FIG. 13, reference numeral 101 denotes a thermoelectric module, in which a heat transfer block 102 is thermally joined to both sides, and is connected via a heat-insulating interval regulating convex portion 103 interposed between the heat transfer blocks 102. .
[0010]
The space regulating projection 103 is provided in the opening portion of the heat insulating wall 106, the heat transfer block 102 is screwed to both sides of the space regulating projection 103, and the thermoelectric module 101 is sandwiched in the gap formed by the space regulating projection 103. It is a thing. In addition, the thickness dimension of the interval regulating projection 103 is set to be substantially the same as the thickness dimension of the thermoelectric module 101.
[0011]
In the general case where a conventional thermoelectric cooling device is used for a refrigerator or the like, a through hole is provided in a part of the heat insulating wall that separates the inside and outside of the warehouse, the cooling member is inside the warehouse, and the heat radiating member is outside the warehouse. It is attached across the through hole so as to be located in
[Problems to be solved by the invention]
Since the refrigerator disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 63-87484 does not use water as a heat medium, it does not require a pump, piping, or the like, and can be used in an overturned state.
[0012]
However, in the mounting apparatus disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-87484, the gap into which the thermoelectric module 101 is inserted is regulated by the gap regulating projection 103, and the gap is fixed. Therefore, there is a problem that heat transfer from the thermoelectric module 101 to the heat transfer block 102 is not sufficiently performed, or the thermoelectric module 101 is damaged due to a temperature change.
[0013]
That is, since the thermoelectric module 101 transfers heat to the heat transfer block 102 by direct contact, it is desirable that there is a certain contact pressure between them.
On the other hand, if the contact pressure between the two is excessive, the thermoelectric module 101 is damaged, and in an extreme case, the internal elements are destroyed.
[0014]
On the other hand, since the heat transfer surface of the thermoelectric module 101 has a considerable temperature change, the heat transfer block 102 is greatly expanded and contracted. In addition, since the heat transfer surface of the thermoelectric module 101 is high and the other is low, a force in a direction to warp is applied to the thermoelectric module 101 itself. Here, in the conventional attachment device, since the gap into which the thermoelectric module 101 is inserted is fixed as described above, the pressure applied to the thermoelectric module 101 tends to be inappropriate and the thermoelectric module 101 is easily damaged.
[0015]
Moreover, in the attachment apparatus of a prior art, since the heat-transfer block 102 touches directly the refrigerator wall 106 and the space | interval control convex part 103, cold heat will be taken by the wall of a refrigerator. Therefore, the conventional refrigerator has poor thermal efficiency and is difficult to cool.
[0016]
Accordingly, the present invention focuses on the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a thermoelectric module mounting apparatus in which the thermoelectric module 101 is less likely to be damaged and less cold escape occurs. Another object of the present invention is to provide a refrigerator in which the thermoelectric module 101 is not easily damaged and is easily cooled.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
A thermoelectric module having an endothermic surface and a heat radiating surface and heating the heat radiating surface by passing an electric current to cool the endothermic surface; a box attached through the wall of the refrigeration apparatus; a cooling member; And a heat conducting member that conducts the cooling or heating of the thermoelectric module to the cooling member or the heat radiating member. The thermoelectric module and the heat conducting member are built in the box, and the cooling member and the heat radiating member are disposed on the end surface of the box. The thermoelectric module is mounted, wherein the thermoelectric module and the heat conducting member are sandwiched between the cooling member and the heat radiating member, and one of the cooling member or the heat radiating member is engaged with the other through the elastic member. The apparatus is similar to the prior art in that the thermoelectric module and the heat conducting member are sandwiched between the cooling member and the heat radiating member, but in the present invention, one of the cooling member or the heat radiating member is connected to the other through the elastic member. Since combined, there is a stretch between the cooling member or the heat radiating member. Therefore, thermal deformation of the heat conducting member or the like is absorbed by the elastic member, and excessive pressure is not applied to the thermoelectric module.
[0018]
Here, “one of the cooling member or the heat radiating member is engaged with the other via the elastic member” is not intended to be limited to the case where it is directly engaged, as in the embodiment described later. Includes a case where a heat conducting member or an inner box is interposed in the middle.
[0019]
A thermoelectric module having an endothermic surface and a heat radiating surface and heating the heat radiating surface by passing an electric current to cool the endothermic surface; a box attached through the wall of the refrigeration apparatus; a cooling member; Member and a heat conduction member that conducts the cold heat or heat of the thermoelectric module to the cooling member or the heat radiating member. In the thermoelectric module mounting apparatus, a gap is provided between the outer peripheral portion of the heat conducting member and the wall of the refrigeration apparatus. Therefore, the cold heat of the heat conducting member is not transmitted to the device side, and the cold heat does not escape.
[0020]
In the thermoelectric module mounting apparatus described above, the box may be composed of an outer box and an inner box, and there may be a gap between the outer box and the inner box.
[0021]
In the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration, the box includes an outer box and an inner box, and there is a gap between the outer box and the inner box. Therefore, the cold heat of the heat conducting member is not transmitted to the device side, and the cold heat does not escape.
[0022]
A thermoelectric module having an endothermic surface and a heat dissipating surface and flowing the current to heat the heat dissipating surface and cooling the endothermic surface; an outer box attached through the wall of the refrigeration equipment; An inner box, a cooling member, a heat radiating member, and a heat conducting member that conducts the cold or hot heat of the thermoelectric module to the cooling member or the heat radiating member. The thermoelectric module and the heat conducting member are built in the inner box. The cooling member and the heat radiating member are on the end face of the box, the thermoelectric module and the heat conducting member are sandwiched between the cooling member and the heat radiating member, and one of the cooling member or the heat radiating member is fixed to the heat conducting member, In the thermoelectric module mounting apparatus, the other of the heat dissipating member is fixed to the inner box, and the inner box is engaged with the heat conducting member via an elastic member. Prepare the inner box in the outer box It is input. The cooling member and the heat radiating member are on the end face of the box. One of the cooling member or the heat radiating member is fixed to the heat conducting member, and the other is fixed to the inner box. Further, the inner box is engaged with the heat conducting member. Therefore, after all, the cooling member and the heat radiating member are connected by the engagement of the heat conducting member. In the thermoelectric module mounting apparatus of the present invention, the inner box is engaged with the heat conducting member via the elastic member, and therefore the distance between the cooling member and the heat radiating member is expanded and contracted by the action of the elastic member. Therefore, thermal deformation of the heat conducting member or the like is absorbed by the elastic member, and excessive pressure is not applied to the thermoelectric module.
[0023]
Further, in the thermoelectric module mounting apparatus described above, the engaging portion is provided at the end of the heat conducting member, the inner box is engaged with the heat conducting member via the elastic member, and the inner box and the cooling member or the heat radiating member are further engaged. An elastic member may be interposed between them.
[0024]
In the thermoelectric module mounting apparatus having such a configuration, the inner box is engaged with the heat conducting member via the elastic body, and the inner box is in contact with the cooling member or the heat radiating member via the elastic member. Therefore, the inner box is positioned with being sandwiched between the elastic members.
[0025]
In the thermoelectric module mounting apparatus described above, the elastic member may be an O-ring.
[0026]
The thermoelectric module mounting apparatus having such a configuration also has an airtight holding function since the elastic body is an O-ring. Therefore, the escape of cold heat is further suppressed.
[0027]
The thermoelectric module mounting device described above may be characterized in that the elastic member is a leaf spring.
[0028]
The leaf spring employed as the elastic member exhibits a substantially constant elastic force even when the ambient temperature changes. Therefore, according to the above configuration, a constant load can be applied to the thermoelectric module at all times.
[0029]
The thermoelectric module mounting apparatus described above may be characterized in that there is a gap between the outer box and the inner box.
[0030]
In the thermoelectric module mounting apparatus having such a configuration, there is a gap between the outer box and the inner box. Therefore, the cold heat from the heat conducting member is not transmitted to the wall of the refrigeration equipment.
[0031]
The thermoelectric module mounting device described above may be characterized in that a heat insulating member is provided in the gap.
[0032]
According to this configuration, since the cold heat transmitted from the heat conducting member to the wall surface of the refrigeration equipment can be suppressed to a minimum, the energy efficiency of the thermoelectric module is high.
[0033]
In addition, in the thermoelectric module mounting apparatus described above, a rib is provided on the outer peripheral portion of the inner box or the inner peripheral portion of the outer box, and the rib contacts the other to form a gap between the outer box and the inner box. It may be characterized by that.
[0034]
In the thermoelectric module mounting apparatus having such a configuration, the rib is in contact with the other to form a gap between the outer box and the inner box, so that the shape is stable.
[0035]
In the thermoelectric module mounting apparatus described above, the rib is provided at one end of the inner box or the outer box, and the other end of the inner box is supported by any one of the cooling member, the heat radiating member, and the heat conducting member. It may be.
[0036]
In the thermoelectric module mounting apparatus having such a configuration, the inner box is supported at both ends by a rib, a heat radiating member, and the like. Therefore, the shape is stable and there is a certain amount of play, so that thermal deformation can be absorbed.
[0037]
In the thermoelectric module mounting apparatus described above, the cooling member and the heat radiating member are on the end surface of the box, the heat conducting member is supported by at least one of the cooling member and the heat radiating member, and there is a gap on the peripheral surface of the heat conducting member. It may be characterized by that.
[0038]
In the thermoelectric module mounting device having such a configuration, since there is a gap between the peripheral surface of the heat conducting member and the inner surface of the inner box, the cold heat of the heat conducting member is not transmitted to the device side, and the cold heat does not escape.
[0039]
In the thermoelectric module mounting apparatus described above, at least one of the cooling member and the heat radiating member has a plate-like portion, and an elastic body is interposed between the plate-like portion and the wall of the refrigeration apparatus. It may be.
[0040]
In the thermoelectric module mounting apparatus of the present invention, the cooling member or the heat dissipation member has a plate-like portion, and an elastic body is interposed between the plate-like portion and the wall of the refrigeration apparatus. Therefore, the cooling member or the heat radiating member moves slightly with respect to the wall of the refrigeration equipment and can absorb thermal deformation.
Further, since a gap is generated between the plate-like portion and the wall of the refrigeration apparatus, heat is not transmitted to the heat insulating wall side.
[0041]
Further, the thermoelectric module mounting device described above may be characterized in that the lead wires of the thermoelectric module are led out from the heat radiation side.
[0042]
In the thermoelectric module mounting apparatus having such a configuration, the thermoelectric module mounting apparatus is led out from the heat dissipation side. That is, there is a lead-out hole on the high temperature side, and cold heat does not escape.
[0043]
In the thermoelectric module mounting apparatus described above, the wall of the refrigeration equipment is a heat insulating wall, the heat insulating wall has a metal plate on the surface, and the metal plate also serves as at least one of a cooling member and a heat radiating member. It may be.
[0044]
Many heat insulating walls such as refrigerators are covered with a thin metal plate. The present invention utilizes a thin metal plate of a heat insulating wall as a cooling member or a heat radiating member. When thin metal plates are provided on both sides of the heat insulation wall, the inner metal plate can be used as a cooling member and the outer surface can be used as a heat radiating member. In order to prevent the transmission of the light, it is desirable to use only the inner surface side as a cooling member.
[0045]
The invention according to claim 1 is a thermoelectric module mounting device mounted in a refrigerator compartment surrounded by a heat insulating wall, and has a heat absorbing surface and a heat radiating surface, and the heat radiating surface is heated by flowing an electric current. The thermoelectric module in which the endothermic surface is cooled, the heat conducting member provided on the heat absorbing surface or the heat dissipating surface of the thermoelectric module, the cooling member and the heat dissipating member sandwiching the thermoelectric module and the heat conducting member, and the cooling member And a casing provided around the thermoelectric module and the heat conducting member between the cooling member and the heat dissipating member and fixed to either the cooling member or the heat dissipating member; Have The heat conducting member is Of the cooling member or the heat dissipation member Attached integrally to the other One of the cooling member and the heat radiating member is directly or indirectly engaged with the other through an elastic member, and is within the elastic range of the elastic member with respect to the other of the cooling member or the heat radiating member. The thermoelectric module is pressed by the elasticity of the elastic member between one of the cooling member or the heat radiating member and the heat conducting member, The cooling member and the heat radiating member are integrally assembled at both ends, and the screw attached to the heat conducting member among the cooling member or the heat radiating member is inserted into a through hole provided in the heat insulating wall of the refrigerator compartment. The thermoelectric module mounting apparatus is attached to a heat insulating wall by
[0046]
In the present invention, the elastic member elastically presses the thermoelectric module through the heat conducting member toward the one of the cooling member and the heat radiating member to which the casing is fixed. Therefore, there is elasticity between the cooling member or the heat radiating member and the heat conducting member, so that even if the thermoelectric module is thermally deformed, the deformation size can be absorbed and the thermoelectric module is not damaged, and the heat conducting member etc. It is possible to prevent thermal deformation from being absorbed by the elastic member and applying excessive pressure to the thermoelectric module.
[0047]
A thermoelectric module having an endothermic surface and a heat radiating surface, wherein the heat radiating surface is heated and the endothermic surface is cooled by passing an electric current; a heat conducting member provided on the heat absorbing surface or the heat radiating surface of the thermoelectric module; A cooling member and a heat dissipating member sandwiching the module and the heat conducting member, and a casing covering the thermoelectric module and the heat conducting member between the cooling member and the heat dissipating member, and the cooling member One of the heat radiating members is engaged with the other member through the first and second elastic members provided at the end of the casing and the casing. The mounting device is similar to the prior art in that the thermoelectric module and the heat conducting member are sandwiched between the cooling member and the heat radiating member, but one of the cooling member or the heat radiating member is attached to the thermoelectric module. Since the second in engagement while the engagement via the elastic member having the function of the first and the gas-tight seal with the ability to apply a time constant load, there is a stretch between the cooling member and the heat radiating member. Therefore, thermal deformation of the heat conducting member or the like is absorbed by the first elastic member and the second elastic member, and there is an effect that excessive pressure is not applied to the thermoelectric module.
[0048]
Here, “one member of the cooling member and the heat radiating member is engaged with the other member via the first and second elastic members provided at both ends of the casing and the casing”, respectively. Is not intended to be limited to the case of direct engagement, but includes the case where a heat conducting member is interposed in the middle as in the embodiment described later.
[0049]
A thermoelectric module having an endothermic surface and a heat radiating surface, wherein the heat radiating surface is heated and the endothermic surface is cooled by passing an electric current; a heat conducting member provided on the heat absorbing surface or the heat radiating surface of the thermoelectric module; A cooling member and a heat dissipating member sandwiching the module and the heat conducting member, and a casing covering the thermoelectric module and the heat conducting member between the cooling member and the heat dissipating member, and the cooling member Alternatively, one of the heat radiating members is fixed to the heat conducting member, the other of the cooling member or the heat radiating member is fixed to the casing, and the casing is connected to the heat conducting member via the first and second elastic members. The thermoelectric module mounting device is characterized in that it includes a casing, and the cooling member and the heat radiating member are on the end face of the casing. One of the cooling member and the heat radiating member is fixed to the heat conducting member, and the other is fixed to the casing. Further, the casing is engaged with the heat conducting member. Therefore, after all, the cooling member and the heat radiating member are connected by the engagement of the heat conducting member. In the thermoelectric module mounting apparatus described above, the casing is engaged with the heat conducting member via the first elastic member having the function of constantly applying a constant load to the thermoelectric module and the second elastic member having the function of maintaining airtightness. The distance between the cooling member and the heat radiating member expands and contracts by the action of the first and second elastic members. Therefore, thermal deformation of the heat conducting member or the like is absorbed by the first and second elastic members, and since a constant load is always applied to the thermoelectric module, it has an effect that stable performance can be achieved.
[0050]
The thermoelectric module mounting apparatus described above may be characterized in that the first elastic member is an O-ring or a leaf spring, and the second elastic member is an O-ring.
[0051]
In the thermoelectric module mounting apparatus having such a configuration, since the elastic member is an O-ring, it also has an airtight holding function, so that the sealing performance can be improved. In addition, the leaf spring always applies a constant load to the thermoelectric module regardless of temperature changes. Therefore, it has the effect that stable performance can be achieved.
[0052]
Further, in the thermoelectric module mounting apparatus described above, the engaging portion is provided at the end of the heat conducting member, and the casing engages with the heat conducting member at the engaging portion via the first and second elastic members. Further, a third elastic member may be interposed between at least one of the casing and the cooling member or the heat radiating member.
[0053]
In the thermoelectric module mounting apparatus having such a configuration, the casing is engaged with the heat conducting member via the first and second elastic bodies, and the casing is provided with a third elastic member at least one of the cooling member and the heat radiating member. It contacts through. Therefore, the casing has an action of being positioned while being sandwiched between the first, second and third elastic members.
[0054]
The thermoelectric module mounting device described above may be characterized in that the third elastic member is an O-ring.
[0055]
In the thermoelectric module mounting apparatus having such a configuration, since the elastic member is an O-ring, it also has a function of maintaining airtightness, so that the sealing performance can be improved.
[0056]
The invention according to claim 2 is the thermoelectric module mounting device according to claim 1, wherein a heat insulating member is interposed around the casing.
[0057]
In the thermoelectric module mounting apparatus of the present invention, there is a heat insulating member around the casing. Therefore, it has the effect | action that the cold heat from a heat conductive member is not transmitted to the wall of a refrigerator apparatus.
[0058]
The invention according to claim 3 is the thermoelectric module mounting device according to claim 1 or 2, characterized in that there is a gap in the peripheral surface of the heat conducting member.
[0059]
In the thermoelectric module mounting device of the present invention, since there is a gap between the peripheral surface of the heat conducting member and the inner surface of the inner box, the cold heat of the heat conducting member is not transmitted to the equipment side, and the cold heat does not escape.
[0060]
According to a fourth aspect of the present invention, the heat dissipation surface of the thermoelectric module is in direct contact with the heat dissipation member, and the heat absorption surface of the thermoelectric module is in contact with the cooling member via the heat conducting member. The thermoelectric module mounting device according to any one of claims 1 to 3.
[0061]
In the thermoelectric module mounting apparatus of the present invention, the heat radiation surface of the thermoelectric module is in direct contact with the heat radiating member, so that the heat released from the thermoelectric module can be smoothly discharged to the outside. Further, since the heat absorption surface of the thermoelectric module is in contact with the cooling member via the heat conducting member, the entire box body has a function of being a cooling atmosphere.
[0062]
The invention according to claim 5 is characterized in that the area of the portion of the heat conducting member in contact with the cooling member is 80% or more of the area of the endothermic surface of the thermoelectric module. It is an attachment apparatus of the described thermoelectric module.
[0063]
In the thermoelectric module mounting apparatus of the present invention, since a considerable area is ensured in the area of the portion of the heat conducting member that contacts the cooling member, there is an effect that the movement of the cold heat is smooth.
[0064]
In the thermoelectric module mounting apparatus described above, the wall of the refrigeration equipment is a heat insulating wall, the heat insulating wall has a metal plate on the surface, and the metal plate also serves as at least one of a cooling member and a heat radiating member. It may be.
[0065]
In the thermoelectric module mounting device of the present invention, the heat insulating wall of a refrigerator or the like is often covered with a thin metal plate. The thermoelectric module mounting apparatus of the present invention utilizes a thin metal plate of a heat insulating wall as a cooling member or a heat radiating member. When thin metal plates are provided on both sides of the heat insulation wall, the inner metal plate can be used as a cooling member and the outer surface can be used as a heat radiating member. In order to prevent the transmission of the light, it is desirable to use only the inner surface side as a cooling member.
[0066]
The invention described in claim 6 includes a heat insulating wall and a metal plate provided on a surface of the heat insulating wall, and the thermoelectric module mounting device according to any one of claims 1 to 5 is attached to the heat insulating wall. The refrigerator is characterized in that it is attached through and the metal plate also serves as at least one of a cooling member and a heat radiating member.
[0067]
The invention according to claim 7 has a refrigerator compartment surrounded by a heat insulating wall, the thermoelectric module mounting device according to any one of claims 1 to 6 is attached to the heat insulating wall, and a cooling member is provided. The refrigerator is characterized in that is exposed in the refrigerator compartment and the heat dissipating member is exposed outside the refrigerator compartment.
[0068]
The thermoelectric module mounting apparatus of the present invention is lightweight because it uses a thermoelectric module. There is no restriction on the installation posture. Furthermore, the thermoelectric module is not damaged and has an effect of being easily cooled.
[0069]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view of the refrigerator according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the refrigerator of FIG. FIG. 3 is a sectional view of the thermoelectric module mounting apparatus according to the embodiment of the present invention. 4A is an enlarged view in a circle A in FIG. 3, and FIG. 4B is an enlarged view of the same part in a modified example. FIG. 5 is an exploded perspective view of the thermoelectric module mounting apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a sectional view of a thermoelectric module mounting apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view of a thermoelectric module mounting apparatus according to still another embodiment of the present invention.
[0070]
The refrigerator 1 shown in FIGS. 1 and 2 is one of the embodiments of the present invention, and is equipped with the thermoelectric module mounting device 2 of the present invention.
That is, the refrigerator 1 has a main body 3 and a door 4, both of which are covered with heat insulating walls 5 and 6, and the inside is a refrigerator compartment 8. The heat insulating walls 5 and 6 are each provided with thin steel plates 10 and 11 (metal plates) on the front and back surfaces and filled with a heat insulating material 9 such as urethane foam resin.
[0071]
And the thermoelectric module mounting apparatus 2 which is a member peculiar to this Embodiment is attached to the heat insulation wall 5 on the back side of the refrigerator compartment 8.
The thermoelectric module mounting device 2 incorporates a thermoelectric module 15 and includes a box 16, a cooling member 17, a heat radiating member 18, a heat conducting member 20, O-rings 21 and 22 (elastic members), and an O-ring 23. Has been. Further, the box body 16 is formed by inserting an inner box 26 into an outer box 25.
[0072]
If it demonstrates one by one, the outer box 25 which comprises the box 16 will have a cylindrical shape with a substantially square cross section, as shown in FIGS. Further, flanges 30 and 31 are provided at both ends of the cylindrical portion 27. Of the flanges 30 and 31, the flange 31 provided on the heat radiation side (right side in FIG. 3) of the cylindrical portion 27 is provided on the same plane as the end surface of the cylindrical portion 27, but the other (cooling side) flange. 30 is provided at a position slightly inside from the end face. Therefore, on the cooling side, there is a protruding portion 19 in which the cylindrical portion 27 protrudes further than the portion where the flange 30 is provided.
[0073]
Further, an enlarged diameter portion 28 is provided on one end side (heat radiation side) of the cylindrical portion 27. Although the material of the outer box 25 is arbitrary, a material having excellent heat insulation and good adhesion to the heat insulating wall 5 of the refrigerator 1 is recommended.
The inner box 26 has a cylindrical portion 32 having a cross section similar to that of the outer box 25 described above. However, the size of the cylindrical portion 32 is smaller than the inner dimension of the cylindrical portion 27 of the outer box 25 described above.
[0074]
A flange 35 is provided on one end side (heat radiation side) of the cylindrical portion 32 of the inner box 26. A groove 39 is provided on the outer surface of the flange 35. The groove 39 annularly surrounds the opening on the heat dissipation side of the inner box 26. An O-ring 23 is attached to the groove 39.
[0075]
A rib 36 is provided on the outer peripheral portion of the inner box 26 and in the vicinity of the flange 35. The ribs 36 are located at the corners of the inner box 26 and are provided in two rows so as to sandwich the corners. Each of the ribs 36 extends in the axial direction of the inner box 26. The length of the rib 36 is approximately 1 cm, and is approximately 10 to 20% of the total length of the inner box 26. The height of each rib 36 is such that the square connecting the tips of each rib 36 corresponds to the inner dimension of the diameter-expanded portion 28 of the outer box 25 described above.
[0076]
On the other hand, the other end side (heat absorption side) of the inner box 26 is provided with a flange 38 inwardly, and the opening 37 is narrowed. Further, as shown in FIG. 4, three protrusions 48, 49, 50 are provided at the tip of the opening 37 on the other end side (heat absorption side) of the inner box 26. The protrusions 48, 49, 50 are all held so that the O-rings 21, 22 are not displaced. That is, the protrusion 48 is provided on the inner side of the inner flange 38, and is provided around the entire circumference of the opening 37 along the opening 37.
[0077]
Further, the protrusion 49 is provided on the outer side of the inner flange 38, and is provided around the entire periphery of the opening 37 along the opening 37. The protrusion 50 is provided around the protrusion 49 and forms a groove with the protrusion 49.
[0078]
The cooling member 17 and the heat radiating member 18 have substantially the same structure, and are made of a material having excellent thermal conductivity such as aluminum. Each of the cooling member 17 and the heat radiating member 18 has plate-like portions 40 and 41 serving as a base, and a large number of fins 43 are provided on the surface side thereof. Note that the fin 43 is obtained by thinly cutting the surface side of the plate-like portions 40 and 41 and raising the cut portion. Therefore, in practice, the fins 43 are slightly rounded due to the stress at the time of cutting, but are shown as upright in FIG. 5 for convenience of drawing.
[0079]
The difference between the cooling member 17 and the heat radiating member 18 is the presence or absence of a lead wire lead hole 47. That is, the heat radiating member 18 has a lead-out hole 47 as shown in FIG. 3, but the cooling member 17 does not.
[0080]
The heat conducting member 20 is a solid block made of a metal having excellent heat conductivity such as aluminum.
The shape of the heat conducting member 20 is a quadrangular prism, but one end (the heat absorption side) is made slightly smaller. That is, there is a stepped portion 51 in the vicinity of the end portion on the heat absorption side of the heat conducting member 20, and the tip has a slightly small area. The shape of the end surface 24 at the end of the heat absorption side is substantially square, and the size thereof is equal to that of the thermoelectric module 15. Moreover, it is the same size as the opening 37 of the inner box 26 described above, and the tip portion of the heat absorption side end of the heat conducting member 20 can protrude from the opening 37 of the inner box 26.
[0081]
Since the end surface 24 at the end of the heat absorption side of the heat conducting member 20 functions as a heat transfer surface, the end surface 24 is preferably equal to or larger than the area of the thermoelectric module 15 and is recommended to be at least 80% of the area of the thermoelectric module 15. The
The size of the main body portion of the heat conducting member 20 is smaller than the inner portion of the inner box 26.
[0082]
The thermoelectric module 15 is flat and has a square shape. As described above, the thermoelectric module 15 has a property that when a current is passed through the lead wires 55 and 56, one surface (heat dissipating surface) 58 becomes high temperature and the other surface (heat absorbing surface) 57 becomes low temperature.
[0083]
The O-rings 21, 22, and 23 are all made of rubber and have a square shape.
[0084]
Next, the relationship between the above-described members of the attachment device 2 for the thermoelectric module 15 and the relationship with the main body 3 of the refrigerator 1 will be described.
Out of the members constituting the thermoelectric module attachment device 2, the outer box 25 is attached to the main body 3 of the refrigerator 1 in a state of penetrating the heat insulating wall 5. That is, the heat insulating wall 5 on the back side of the refrigerator compartment 8 is provided with a through hole 60, the cylindrical portion 27 of the outer box 25 is provided inside the through hole 60, and the flanges 30 and 31 at both ends are shown in FIG. In this manner, it is in contact with the inside of the steel plates 10 and 11. Further, the protruding portion 19 on the tip side of the flange 30 protrudes toward the refrigerator compartment 8 side.
[0085]
In actual production, the steel plates 10 and 11 are arranged in parallel, and the outer box 25 is previously sandwiched between them, and urethane resin liquid or the like is injected between the steel plates 10 and 11 from this state. The resin liquid is foamed between the steel plates 10, 11 and the outer box 25 and the heat insulating material. That is, the outer box 25 is cast when the heat insulating wall 5 is formed.
[0086]
And as shown in FIG. 3, the inner box 26, the heat conductive member 20, etc. are distribute | arranged in the outer box 25, and the cooling member 17 and the heat radiating member 18 are attached to both ends.
That is, the inner box 26 is arranged in the outer box 25, and the heat conducting member 20 is inserted into the inner box 26. Here, looking at the relationship between the outer box 25 and the inner box 26, the outer shape of the inner box 26 is smaller than the inner dimension of the outer box 25. The outer box 25 has an enlarged diameter portion 28 at one end, and an outer peripheral portion of one end portion of the inner box 26 is provided with a rib 36, and a quadrilateral connecting the tips of the ribs 36 is formed on the outer diameter portion 28 of the outer box 25. It corresponds to the inner size. For this reason, the rib 36 provided in the inner box 26 matches and engages with the enlarged diameter portion 28 of the outer box 25, and the heat radiating side of the inner box 26 is positioned at the center of the outer box 25. On the other hand, the other end portion of the inner box 26 is supported by the tip of the heat conducting member 20 as described later. Therefore, the inner box 26 is concentric with the outer box 25, and there are gaps 62 at regular intervals over the entire circumference on the inner surface of the outer box 25 and the outer surface of the inner box 26.
[0087]
Further, the heat conducting member 20 is in the inner box 26, and the tip portion projects outside from the opening 37 of the inner box 26. The cooling member 17 is integrally attached to the front end surface of the heat conducting member 20 with screws 63. Further, the cooling member 17 is attached to the heat insulating wall 5 by screws 64. Therefore, the heat conducting member 20 is cantilevered by the cooling member 17 screwed to the heat insulating wall 5, and the heat conducting member 20 is concentric with the outer box 25.
[0088]
As described above, the front end portion of the heat conducting member 20 protrudes from the opening 37 of the inner box 26, and the inner flange 38 is provided at the opening 37 portion of the inner box 26. The opening end of the inner box 26 is in contact with the heat conducting member 20, supports the end of the inner box 26, and positions the heat conducting member 20 of the inner box 26 in a concentric position with respect to the outer box 25. Therefore, the inner box 26 and the heat conducting member 20 are both concentric with the outer box 25, and a gap 65 exists on the entire circumferential surface of the heat conducting member 20 and the inner surface of the inner box 26.
[0089]
Also, O-rings 21 and 22 are arranged on the front and back surfaces of the inner flange 38 at the end of the inner box 26. That is, the inner flange 38 engages with a groove formed between the heat conducting member 20 and the cooling member 17, and O-rings 21 and 22 are interposed between the inner flange 38 and these. More specifically, the O-ring 22 is interposed between the inner flange 38 and the step portion 51 of the heat conducting member 20. On the other hand, an O-ring 21 is interposed between the inner flange 38 and the cooling member 17.
[0090]
Therefore, since the inner flange 38 is fitted into a groove formed between the heat conducting member 20 and the cooling member 17, the inner box 26 does not fall out of the outer box 25, and the shaft of the inner box 26 is supported by the elasticity of the O-rings 21 and 22. It can move in the direction.
[0091]
The heat radiating member 18 is screwed to the flange 35 of the inner box 26. An O-ring 23 is interposed between the two. The thermoelectric module 15 is sandwiched between the heat conducting member 20 in the inner box 26 and the plate-like portion 41 of the heat radiating member 18. As described above, the inner box 26 has an inner flange 38 fitted in a groove formed between the heat conducting member 20 and the cooling member 17 and does not fall out of the outer box 25. Since it can move in the axial direction due to the elasticity of 21, 22, the heat radiating member 18 fixed integrally with the inner box 26 can move within the elastic range of the O-rings 21, 22. On the other hand, since the heat conducting member 20 is integrally fixed to the cooling member 17, it does not have a degree of freedom in the axial direction. Therefore, the thermoelectric module 15 sandwiched between the heat conducting member 20 and the heat radiating member 18 is pressed between the heat conducting member 20 and the heat radiating member 18 by the elasticity of the O-rings 21 and 22.
[0092]
Regarding each member of the thermoelectric module mounting device 2 according to the present embodiment, the support in the radial direction and the support in the thrust direction are summarized as follows.
That is, the outer box 25 is cast into the heat insulating wall 5 and integrally attached to the heat insulating wall 5, and is fixed in both the radial direction and the thrust direction. The cooling member 17 is also integrally attached to the heat insulating wall 5 with a screw 64, and is fixed in both the radial direction and the thrust direction.
Looking at the radial support of the remaining members, the heat conducting member 20 is cantilevered by the cooling member 17, and the radial load is supported by the cooling member 17.
[0093]
In the inner box 26, the end of the opening 37 on the left side (heat absorption side) in FIG. 3 is in contact with the small diameter portion of the heat conducting member 20, and the tip side of the inner box 26 is supported by the heat conducting member 20. On the other hand, the right side (heat radiation side) of the inner box 26 in FIG. 3 is supported by the outer box 25 by the rib 36 coming into contact with the outer box 25. Therefore, both ends of the inner box 26 are supported in the radial direction by the heat conducting member 20 and the outer box 25.
[0094]
Therefore, the outer box 25, the inner box 26, and the heat conducting member 20 are all supported stably and are in concentric positions. Due to the size relationship, there is a gap 65 between the heat conducting member 20 and the inner box 26, and there is a gap 62 between the inner box 26 and the outer box 25.
[0095]
When the support in the thrust direction is seen, the heat conducting member 20 is integrated with the cooling member 17 fixed to the heat insulating wall 5 as described above, and therefore the heat conducting member 20 is fixed in the thrust direction.
[0096]
The inner box 26 and the heat dissipation member 18 support the load in the thrust direction by engaging the inner flange 38 of the inner box 26 with a groove formed between the cooling member 17 and the stepped portion of the heat conducting member 20. ing. However, since the O-ring 21 is provided between the inner flange 38 and the cooling member 17 and the O-ring 22 is provided between the inner flange 38 and the heat conducting member 20, the thrust direction is within the elastic range of the O-rings 21 and 22. Can be moved to. Therefore, the thermoelectric module 15 is pressed between the heat conducting member 20 and the heat radiating member 18 by the elasticity of the O-rings 21 and 22.
[0097]
If it adds about a detail, between the cooling member 17 and the heat insulation wall 5, the sealing member 67 (elastic body) which consists of foaming resins, such as a foaming urethane resin, is interposed. Similarly, a sealing member 68 (elastic body) made of foamed resin is interposed between the heat radiating member 18 and the heat insulating wall 5.
[0098]
The lead wires 55 and 56 of the thermoelectric module 15 pass through the heat radiating member 18 and are drawn out to the back side of the refrigerator compartment 8 and connected to a battery or rectifier 70.
[0099]
In the refrigerator 1 of the present embodiment, the temperature of the heat absorption surface 57 of the thermoelectric module 15 energized from the battery or the rectifier 70 is decreased, and the temperature of the heat dissipation surface 58 is increased. The cold temperature of the heat absorbing surface 57 is conducted to the heat conducting member 20 and further conducted from the heat conducting member 20 to the cooling member 17 in the refrigerator compartment 8. And the cooling member 17 cools the air in the refrigerator compartment 8, and makes the inside of a warehouse low temperature atmosphere.
[0100]
On the other hand, the heat of the heat radiating surface 58 is directly transmitted to the heat radiating member 18 and released to the outside.
Here, in the refrigerator 1 of the present embodiment, the thermoelectric module 15 is appropriately pressed against the heat conducting member 20 and the heat radiating member 18 by the elastic force of the O-rings 21, 22. The heat transfer to the heat radiating member 18 is smooth, and the efficiency is high.
[0101]
Further, there is a gap 65 around the heat conducting member 20, and an air layer exists. Furthermore, since there is another gap 62 outside the gap 65, the periphery of the heat conducting member 20 is surrounded by a double air layer. Therefore, the cold heat of the heat conducting member 20 is not transmitted to the heat insulating wall 5 side. Further, since the gap 65 around the heat conducting member 20 is blocked by the O-ring 22 and is kept airtight from the outside, the air cooled by the heat conducting member 20 does not escape to the outside. .
[0102]
Further, in the present embodiment, the heat conducting member 20 is provided only on the heat absorption side of the thermoelectric module 15, and the heat radiation side is in direct contact with the heat radiation member 18. Therefore, in the gap 65 described above, only the portion that generates cold is exposed, and the exposure of the high temperature portion is extremely small. Therefore, there is no concern that the heat conducting member 20 is heated by the heat on the heat radiating side, and the cold heat of the thermoelectric module 15 is efficiently transmitted into the refrigerator compartment 8.
[0103]
Further, the heat conducting member 20 and the like are deformed by heat, but the radial deformation is absorbed by the gap 65 around the heat conducting member 20. On the other hand, the axial deformation is absorbed by the O-rings 21 and 22. Therefore, according to the present embodiment, excessive force is not applied to the thermoelectric module 15 and it is difficult to damage.
[0104]
In the embodiment described above, the cooling member 17 and the heat radiating member 18 have a structure in which a large number of fins 43 are provided on the surface side of the plate-like portions 40 and 41. However, the heat absorbing member or the like is a simple plate. There may be. Further, it is possible to utilize the steel plate 11 covering the inner surface of the refrigerator compartment 8 as a cooling member. In other words, the heat conducting member 20 can be brought into direct contact with the metal plate on the side of the refrigerator compartment 8 which is a part of the heat insulating wall 5 to make the inside of the refrigerator compartment 8 into a refrigerator atmosphere.
[0105]
FIG. 6 shows an example in which the steel plate 11 on the surface of the heat insulating wall 5 is utilized as a heat absorbing member. The thermoelectric module mounting apparatus 70 shown in FIG. 6 is the same as the above-described embodiment except that the steel plate 11 on the surface of the heat insulating wall 5 is used as a heat absorbing member and the heat conducting member 20 is brought into direct contact with the steel plate. Accordingly, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0106]
In the two examples described above, a double gap is provided around the heat conducting member 20, but the gap may be a single layer. FIG. 7 shows a configuration in which members corresponding to the outer box are removed as a simpler configuration.
[0107]
That is, in the thermoelectric module mounting device 71 shown in FIG. 7, the heat conducting member 20 is directly screwed to the steel plate 11 as the heat absorbing member, and the radial and thrust loads are supported by the steel plate 11.
[0108]
Further, an inner flange 38 of the inner box 26 is engaged with a groove formed between the steel plate 11 and the stepped portion 51 of the heat conducting member 20 to support a load in the thrust direction of the inner box 26. However, since there is an O-ring 21 between the inner flange 38 and the steel plate 11 as a cooling member, and there is an O-ring 22 between the inner flange 38 and the heat conducting member 20, within the range of elasticity of the O-rings 21 and 22. It can move in the thrust direction. Therefore, the thermoelectric module 15 is pressed between the heat conducting member 20 and the heat radiating member 18 by the elasticity of the O-rings 21 and 22.
[0109]
As described above, in the above-described embodiments, only one heat conducting member 20 is used and the thermoelectric module 15 is moved to the heat radiating side. In this configuration, cold energy and warm heat are not mixed in the gap 65, and the efficiency of transmitting cold heat to the refrigerator compartment 8 is high. However, the present invention is not particular about the above-described configuration, and the thermoelectric module 15 may be brought closer to the heat absorption side. However, when the thermoelectric module 15 is brought closer to the heat absorption side, high-temperature air is trapped in the gap 65, so it is desirable to examine a measure for discharging this high-temperature air. Moreover, although the transmission efficiency of cold heat falls, the structure which employ | adopts two heat conductive members and pinches | interposes the thermoelectric module 15 between this is also possible.
[0110]
In the above-described embodiment, the O-rings 21 and 22 are provided on the back surface of the inner flange 38. However, one O-ring 21 is omitted as shown in FIG. The O-ring 22 may be arranged only between them.
[0111]
(Embodiment 2)
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described.
In the thermoelectric module mounting apparatus 2 employed in the first embodiment, O-rings 21 and 22 are provided between the inner flange 38 of the inner box 26, the cooling member 17, and the heat conducting member 20. The thermoelectric module 15 is held between the heat conducting member 20 and the heat radiating member 18 by these elastic forces. Since the O-rings 21 and 22 are made of rubber, the elastic force is not so large. Further, since the O-rings 21 and 22 are exposed to a low temperature atmosphere, the elastic force may not be sufficiently exhibited. If the elastic force of the O-rings 21 and 22 is insufficient, the deformation of the heat conducting member 20 and the like accompanying a temperature change cannot be sufficiently absorbed, and there is a concern that excessive force acts on the thermoelectric module 15. . Therefore, in the present embodiment, the following configuration is adopted in order to securely hold the thermoelectric module 15 between the heat conducting member 20 and the heat radiating member 18 while preventing the thermoelectric module 15 from being damaged. .
[0112]
FIG. 1 is a perspective view of a refrigerator according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the refrigerator of FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of the thermoelectric module mounting apparatus according to the embodiment. FIG. 9 is an enlarged view of a modified example of the circle A portion of FIG. FIG. 10 is an enlarged view of another modified example of the same portion (circle A portion in FIG. 8). FIG. 11 is a cross-sectional view of a thermoelectric module mounting apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG. 12 is a cross-sectional view of a thermoelectric module mounting apparatus according to still another embodiment of the present invention.
[0113]
A refrigerator 1 shown in FIGS. 1 and 2 is one of the embodiments of the present invention, and is equipped with a thermoelectric module mounting device 2 of the present invention.
That is, the refrigerator 1 has a main body 3 and a door 4, both of which are covered with heat insulating walls 5 and 6, and the inside is a refrigerator compartment 8. The heat insulating walls 5 and 6 are each provided with thin steel plates 10 and 11 on the front and back surfaces and filled with a heat insulating material 9 such as urethane foam resin.
[0114]
And the thermoelectric module mounting apparatus 2 which is a member peculiar to this Embodiment is attached to the heat insulation wall 5 on the back side of the refrigerator compartment 8.
The thermoelectric module mounting device 2 includes a thermoelectric module 15, and includes a box 16, a cooling member 17, a heat radiating member 18, a heat conducting member 20, an O-ring 21 (second elastic member), an O-ring 23 ( 3rd elastic member) and leaf | plate spring 22A (1st elastic member) are comprised. Further, the box body 16 is obtained by inserting an inner box 26 (casing) into the outer box 25.
[0115]
If it demonstrates one by one, the outer box 25 which comprises the box 16 will have a cylindrical shape with a substantially square cross section. Further, flanges 30 and 31 are provided at both ends of the cylindrical portion 27. Of the flanges 30, 31, the flange 31 provided on the heat radiation side (right side in FIG. 8) of the cylindrical portion 27 is provided on the same plane as the end surface of the cylindrical portion 27. The other (cooling side) flange 30 is provided on the same plane as the end face of the cylindrical portion 27, but the flange 30 is provided in a direction orthogonal to the flange 31.
[0116]
Although the material of the outer box 25 is arbitrary, the thing excellent in heat insulation and the adhesiveness with the heat insulation wall 5 of the refrigerator 1 is recommended.
The inner box 26 has a cylindrical part 32 having a cross section similar to that of the outer box 25 described above, and the size of the cylindrical part 32 is smaller than the inner dimension of the cylindrical part 27 of the outer box 25 described above.
A flange 35 is provided on one end side (heat radiation side) of the cylindrical portion 32 of the inner box 26. A groove 39 is provided on the outer surface of the flange 35 (contact surface with the heat dissipation member 18). The groove 39 annularly surrounds the opening on the heat dissipation side of the inner box 26. An O-ring 23 that is a third elastic member is mounted in the groove 39.
Further, although not shown in the outer peripheral portion of the inner box 26 along the cylindrical portion 32 from the flange 35 toward the other end side (heat absorption side) of the cylindrical portion 32, reinforcing ribs are provided on each surface (overall circumference 4). Surface). The length of the rib is approximately the entire length of the inner box 26.
[0117]
On the other hand, the other end side (heat absorption side) of the inner box 26 is provided with an inward flange 38 (pair engaging portion), and the opening 37 is narrowed. Further, as shown in FIG. 8, two grooves 48A and 49A are provided at the tip of the opening 37 on the other end side (heat absorption side) of the inner box 26. The groove portion 48A holds the O-ring 21 as a second elastic member, and the groove portion 49A holds, for example, a leaf spring 22A as the first elastic member. The groove portions 48A, 48A, 49A. That is, the grooves 48 A and 49 A are provided on the inner side (the heat conducting member 20 side) of the inner flange 38, and are provided around the entire circumference of the opening 37 along the opening 37. More specifically, a groove 49A is annularly provided on the inner peripheral side of the inner flange 38 so as to surround the entire periphery of the opening 37, and further, a first elastic member is provided on the outer peripheral side of the groove 49A. A groove 48A having a size capable of accommodating a certain leaf spring 22A is provided. In the present embodiment, the groove 48A is provided so as to surround the entire circumference of the opening 37, but may have any shape as long as the leaf spring 22A can be accommodated.
[0118]
The cooling member 17 and the heat radiating member 18 are made of a material having excellent thermal conductivity such as aluminum. Each of the cooling member 17 and the heat radiating member 18 has plate-like portions 40 and 41 serving as a base, and a large number of fins 43A and 43B are provided on the surface side thereof. The fins 43A and 43B are thin plate-like members having a substantially L shape or a substantially I shape, and are joined to the surface side of the plate-like portions 40 and 41 by processing such as caulking or ultrasonic welding.
[0119]
The difference between the cooling member 17 and the heat radiating member 18 is the difference between the area of the plate-like portions 40 and 41 serving as the base and the fin height.
If the surface of the plate-like portions 40 and 41 is thinly cut and the cut portion is erected as in the first embodiment, the processing fin height is limited. However, when the fins 43A and 43B are processed by caulking or ultrasonic welding or the like on a thin plate-like member having a substantially L shape or I shape, the same heat exchange area (total surface area) is assumed to be the same. Since the height of the fins 43A and 43B can be set high, the area of the plate-like portions 40 and 41 serving as the base can be reduced. Therefore, the thermoelectric module mounting device 2 can be integrated and easily incorporated into the main body of the refrigerator 1 or the like.
[0120]
In the thermoelectric module mounting apparatus 2 of the present embodiment, the area of the plate-like portion 41 of the heat radiating member 18 is smaller than the area of the plate-like portion 40 of the cooling member 17. However, the height of the fin 43 B of the heat radiating member 18 is higher than the height of the fin 43 A of the cooling member 17. Therefore, the heat radiating member 18 has a heat exchange area (total surface area) equal to or larger than that of the cooling member 17 although the area of the plate-like portion 41 is smaller than the area of the plate-like portion 40 of the cooling member 17. The heat exchanged in the cooling member 17 and transmitted through the heat conducting member 20 is smoothly released from the heat radiating member 18.
[0121]
Moreover, since the area of the plate-shaped part 41 of the heat radiating member 18 is smaller than the area of the plate-shaped part 40 of the cooling member 17, the attachment device 2 of a thermoelectric module can be easily attached to main bodies, such as the refrigerator 1. That is, the thermoelectric module mounting device 2 can be easily assembled by being inserted from the inside of the refrigerator 1 into the through hole 60 provided in the heat insulating wall 5 of the refrigerator compartment 8 of the refrigerator 1. Moreover, since the space outside the warehouse comprised by the main body of the refrigerator 1 and the heat insulation wall 5 is mostly hollow, the fins 43A of the cooling agent 17 can be taken as large as possible in the space. . That is, with the configuration as described above, a large amount of heat can be released without reducing the internal volume of the refrigerator compartment 8, and the space outside the internal space, which is conventionally a hollow space, can be effectively utilized.
[0122]
Further, in the case where the fin 43A is used without increasing its height as in the cooling member 17 in the present embodiment, the thin plate-like member having a substantially L shape or a substantially I shape is caulked or superposed. The cooling member 17 is not limited to the cooling member subjected to processing such as sonic welding, and there is no problem with the cooling member 17 in which the surfaces of the plate-like portions 40 and 41 are thinned and the cut portions are erected as in the conventional case. That is, processing such as caulking or ultrasonic welding is a particularly effective processing method when the cooling member 17 or the fins 43A and 43B of the heat radiating member 18 are used at a high height.
[0123]
The heat conducting member 20 is a solid block made of a metal having excellent heat conductivity such as aluminum.
The shape of the heat conducting member 20 is a quadrangular prism, but one end (the heat absorption side) is made slightly smaller. That is, there is a stepped portion 51 in the vicinity of the end portion on the heat absorption side of the heat conducting member 20, and the tip has a slightly small area. The shape of the end surface 24 at the end of the heat absorption side is substantially square, and the size thereof is equal to that of the thermoelectric module 15. Moreover, it is the same size as the opening 37 of the inner box 26 described above, and the tip portion of the heat absorption side end of the heat conducting member 20 can protrude from the opening 37 of the inner box 26.
[0124]
Since the end surface 24 at the end of the heat absorption side of the heat conducting member 20 functions as a heat transfer surface, the end surface 24 is preferably equal to or larger than the area of the thermoelectric module 15 and is recommended to be at least 80% of the area of the thermoelectric module 15. The
The size of the main body portion of the heat conducting member 20 is smaller than the inner portion of the inner box 26.
[0125]
The thermoelectric module 15 is flat and has a square shape. As described above, the thermoelectric module 15 has a property that when a current is passed through the lead wires 55 and 56, one surface (heat dissipating surface) 58 becomes high temperature and the other surface (heat absorbing surface) 57 becomes low temperature.
The O-rings 21 and 23 are both made of rubber and have a substantially rectangular shape. The leaf spring 22A is a thin metal plate, for example, a spring-like stainless steel strip processed into a substantially wave shape, and has a strip shape or a square shape.
[0126]
Next, the relationship between the above-described members of the attachment device 2 for the thermoelectric module 15 and the relationship with the main body 3 of the refrigerator 1 will be described.
Out of the members constituting the attachment device 2 of the thermoelectric module 15, the outer box 25 is attached to the main body 3 of the refrigerator 1 in a state of penetrating the heat insulating wall 5. That is, the heat insulating wall 5 on the back side of the refrigerator compartment 8 is provided with a through hole 60, the cylindrical portion 27 of the outer box 25 is provided inside the through hole 60, and the flanges 30 and 31 at both ends are shown in FIG. In this manner, it is in contact with the inside of the steel plates 10 and 11.
[0127]
In actual production, the steel plates 10 and 11 are arranged in parallel, and the outer box 25 is previously sandwiched between them, and urethane resin liquid or the like is injected between the steel plates 10 and 11 from this state. The resin liquid is foamed between the steel plates 10, 11 and the outer box 25 and the heat insulating material. That is, the outer box 25 is cast when the heat insulating wall 5 is formed.
As shown in FIG. 8, the thermoelectric module mounting apparatus 2 in which the inner box 26, the heat conducting member 20, and the like are arranged in the outer box 25, and the cooling member 17 and the heat radiating member 18 are integrally assembled at both ends. Then, it is inserted into a through hole 60 provided in the heat insulating wall 5 on the back side of the refrigerator compartment 8.
[0128]
That is, the inner box 26 is arranged in the outer box 25, and the heat conducting member 20 is inserted into the inner box 26. Here, looking at the relationship between the outer box 25 and the inner box 26, the outer dimension of the inner box 26 is smaller than the inner dimension of the outer box 25. A heat insulating member 62 A formed so that the outer dimension is the inner dimension of the outer box 25 and the inner dimension is the outer dimension of the inner box 26 is installed around the cylindrical portion 32 of the inner box 26. The heat insulating member 62A is generally a foam heat insulating material such as urethane foam or polystyrene foam. Moreover, a heat insulation effect can be further improved using a vacuum heat insulating material.
[0129]
On the other hand, the other end portion of the inner box 26 is supported by the tip of the heat conducting member 20 as described later. Therefore, the inner box 26 is concentric with the outer box 25.
[0130]
Further, the heat conducting member 20 is in the inner box 26, and the tip portion projects outside from the opening 37 of the inner box 26. The cooling member 17 is integrally attached to the front end surface of the heat conducting member 20 with screws 63. Further, the cooling member 17 is attached to the heat insulating wall 5 by screws 64. Therefore, the heat conducting member 20 is cantilevered by the cooling member 17 screwed to the heat insulating wall 5, and the heat conducting member 20 is concentric with the outer box 25.
[0131]
As described above, the front end portion of the heat conducting member 20 protrudes from the opening 37 of the inner box 26, and the inner flange 38 is provided at the opening 37 portion of the inner box 26. The opening end of the inner box 26 is in contact with the heat conducting member 20, supports the end of the inner box 26, and positions the heat conducting member 20 of the inner box 26 in a concentric position with respect to the outer box 25. Therefore, the inner box 26 and the heat conducting member 20 are both concentric with the outer box 25, and a gap 65 exists on the entire circumferential surface of the heat conducting member 20 and the inner surface of the inner box 26. The gap 65 is a cavity, that is, an air layer, and is desirably a gap of at least 2 mm.
[0132]
An O-ring 21 and a leaf spring 22A are arranged on the inner flange 38 at the end of the inner box 26. That is, the inner flange 38 engages with a groove formed between the heat conducting member 20 and the cooling member 17, and an O-ring 21 and a leaf spring 22 A are interposed between the inner flange 38 and these. More specifically, an O-ring 21 and a leaf spring 22A are interposed between the inner flange 38 and the step portion 51 of the heat conducting member 20.
[0133]
Accordingly, since the inner flange 38 is fitted into a groove formed between the heat conducting member 20 and the cooling member 17, the inner box 26 does not fall out of the outer box 25, and the elasticity of the O-ring 21 and the leaf spring 22A. Can be moved in the axial direction.
The heat radiating member 18 is screwed to the flange 35 of the inner box 26. An O-ring 23 is interposed between the two. The thermoelectric module 15 is sandwiched between the heat conducting member 20 in the inner box 26 and the plate-like portion 41 of the heat radiating member 18. As described above, the inner box 26 has an inner flange 38 fitted in a groove formed between the heat conducting member 20 and the cooling member 17 and does not fall out of the outer box 25. 21 and the leaf spring 22A can be moved in the axial direction due to the elasticity of the leaf spring 22A. Therefore, the heat radiating member 18 fixed integrally with the inner box 26 is movable within the elastic range of the O-ring 21 and the leaf spring 22A. On the other hand, since the heat conducting member 20 is integrally fixed to the cooling member 17, it does not have a degree of freedom in the axial direction. Therefore, the thermoelectric module 15 sandwiched between the heat conducting member 20 and the heat radiating member 18 is pressed between the heat conducting member 20 and the heat radiating member 18 by the elasticity of the O-ring 21 and the leaf spring 22A. The pressing force to the thermoelectric module 15 is preferably at least 400N or more and 1000N or less.
[0134]
Regarding each member of the thermoelectric module mounting device 2 according to the present embodiment, the support in the radial direction and the support in the thrust direction are summarized as follows.
That is, the outer box 25 is cast into the heat insulating wall 5 and integrally attached to the heat insulating wall 5, and is fixed in both the radial direction and the thrust direction. The cooling member 17 is also integrally attached to the heat insulating wall 5 with a screw 64, and is fixed in both the radial direction and the thrust direction.
Looking at the radial support of the remaining members, the heat conducting member 20 is cantilevered by the cooling member 17, and the radial load is supported by the cooling member 17.
[0135]
In the inner box 26, the end of the opening 37 on the left side (heat absorption side) in FIG. 8 is in contact with the small diameter portion of the heat conducting member 20, and the tip side of the inner box 26 is supported by the heat conducting member 20. On the other hand, on the right side (heat radiation side) of FIG. 8 of the inner box 26, there is a heat insulating member 62A formed so that the outer dimension is the inner dimension of the outer box 25 and the inner dimension is the outer dimension of the inner box 26. It is inserted along the periphery of the cylindrical portion 32 of the box 26, and is supported by the outer box 25 by the heat insulating member 62 A coming into contact with the outer box 25. Therefore, both ends of the inner box 26 are supported in the radial direction by the heat conducting member 20 and the outer box 25.
[0136]
Therefore, the outer box 25, the inner box 26, and the heat conducting member 20 are all supported stably and are in concentric positions. Due to the size relationship, there is a gap 65 between the heat conducting member 20 and the inner box 26, and there is a heat insulating member 62 A between the inner box 26 and the outer box 25.
[0137]
When the support in the thrust direction is seen, the heat conducting member 20 is integrated with the cooling member 17 fixed to the heat insulating wall 5 as described above, and therefore the heat conducting member 20 is fixed in the thrust direction.
[0138]
The inner box 26 and the heat dissipation member 18 support the load in the thrust direction by engaging the inner flange 38 of the inner box 26 with a groove formed between the cooling member 17 and the stepped portion of the heat conducting member 20. ing. However, since there is an O-ring 21 and a leaf spring 22A between the inner flange 38 and the heat conducting member 20, the O-ring 21 and the leaf spring 22A can move in the thrust direction within the elastic range. Therefore, the thermoelectric module 15 is pressed between the heat conducting member 20 and the heat radiating member 18 by the elasticity of the O-ring 21 and the leaf spring 22A.
[0139]
If it adds about a detail, between the cooling member 17 and the heat insulation wall 5, the sealing member 67 which consists of foaming resins, such as a foaming urethane resin, is interposed.
The lead wires 55 and 56 of the thermoelectric module 15 are connected to the inner box 25 and a connection terminal 47A integrally formed in the inner box 25, and are connected from the inner box 25 to the battery or the rectifier 70.
[0140]
In the refrigerator 1 of the present embodiment, the temperature of the heat absorption surface 57 of the thermoelectric module 15 energized from the battery or the rectifier 70 is decreased, and the temperature of the heat dissipation surface 58 is increased. The cold temperature of the heat absorbing surface 57 is conducted to the heat conducting member 20 and further conducted from the heat conducting member 20 to the cooling member 17 in the refrigerator compartment 8. And the cooling member 17 cools the air in the refrigerator compartment 8, and makes the inside of a warehouse low temperature atmosphere.
[0141]
On the other hand, the heat of the heat radiating surface 58 is directly transmitted to the heat radiating member 18 and released to the outside.
Here, in the refrigerator 1 according to the present embodiment, the thermoelectric module 15 is appropriately pressed against the heat conducting member 20 and the heat radiating member 18 by the elastic force of the O-ring 21 and the leaf spring 22A. The movement of heat to 20 and the heat radiating member 18 is smooth, and the efficiency is high. As described above, the pressing force to the thermoelectric module 15 is preferably 400N or more and 1000N or less.
[0142]
Further, there is a gap 65 around the heat conducting member 20, and an air layer exists. As described above, the gap 65, that is, the air layer, is desirably a gap of at least 2 mm. Further, since there is a heat insulating member 62A outside the gap 65, the periphery of the heat conducting member 20 is surrounded by double heat insulation. Therefore, the cold heat of the heat conducting member 20 is not transmitted to the heat insulating wall 5 side. If the heat insulating member 62A is a vacuum heat insulating material, a further heat insulating effect can be exhibited. Further, since the gap 65 around the heat conducting member 20 is blocked by the O-ring 21 and is kept airtight from the outside, the air cooled by the heat conducting member 20 does not escape to the outside. .
[0143]
Furthermore, in this embodiment, the heat conducting member 20 is provided only on the heat absorbing surface 57 of the thermoelectric module 15, and the heat radiating surface 58 is directly thermally bonded to the heat radiating member 18. Therefore, in the gap 65 described above, only the portion that generates cold is exposed, and the exposure of the high temperature portion is extremely small. Therefore, there is no concern that the heat conducting member 20 is heated by the heat of the heat radiating surface 58, and the cold heat of the thermoelectric module 15 is efficiently transmitted into the refrigerator compartment 8. This has been confirmed experimentally. For example, when the temperature in the refrigerator compartment 8 is compared, the heat conducting member 20 is provided only on the heat radiating surface 58 of the thermoelectric module 15 and the heat absorbing surface 57 is directly connected to the heat absorbing member 17 and the heat as a configuration opposite to the present embodiment. 40% of the temperature rises in the case of being joined. That is, the result that performance deteriorates is confirmed. Therefore, it is desirable that the heat conducting member 20 is provided only on the heat absorbing surface 57 of the thermoelectric module 15 and the heat radiating surface 58 is directly joined to the heat radiating member 18 thermally.
[0144]
Further, the heat conducting member 20 and the like are deformed by heat, but the radial deformation is absorbed by the gap 65 around the heat conducting member 20. On the other hand, the axial deformation is absorbed by the O-ring 21 and the leaf spring 22A. Therefore, according to the present embodiment, excessive force is not applied to the thermoelectric module 15 and it is difficult to damage.
[0145]
In the embodiment described above, the cooling member 17 and the heat radiating member 18 have a structure in which a large number of fins 43 are provided on the surface side of the plate-like portions 40 and 41. However, the heat absorbing member is shown in FIG. Thus, the flat plate 54 may be used. In other words, the flat plate 54 can be brought into direct contact with the steel plate 11 on the refrigerating chamber 8 side, which is a part of the heat insulating wall 5, and the inside of the refrigerating chamber 8 can be made into a refrigerating atmosphere. Further, it is possible to utilize the steel plate 11 covering the inner surface of the refrigerator compartment 8 as a cooling member. That is, the steel plate 11 and the heat conducting member 20 may be directly thermally bonded without using the flat plate 54.
[0146]
FIG. 11 shows an example in which the flat plate 54 on the surface of the heat insulating wall 5 is utilized as a heat absorbing member. In the thermoelectric module mounting apparatus shown in FIG. 11, except that the flat plate 54 attached to the steel plate 11 on the surface of the heat insulating wall 5 is a heat absorbing member, and the heat conducting member 20 is brought into contact with the steel plate 11 via the flat plate 54. Since it is the same as the above-described embodiment, detailed description is omitted by assigning the same number to the same part as the configuration of FIG. The same applies to the case where the steel plate 11 and the heat conducting member 20 are directly joined without using the flat plate 54 as described above.
[0147]
In each of the above examples, the double heat insulating portion is provided around the heat conducting member 20, but the heat insulating layer may be a single layer. FIG. 12 shows a configuration in which a member corresponding to the outer box 25 is excluded as a simpler configuration.
[0148]
That is, in the thermoelectric module mounting apparatus shown in FIG. 12, the heat conducting member 20 is directly screwed to the steel plate 11 as the heat absorbing member via the flat plate 54, and the radial and thrust loads are supported by the steel plate 11.
[0149]
Further, an inner flange 38 of the inner box 26 is engaged with a groove formed between the steel plate 11 and the stepped portion 51 of the heat conducting member 20 to support a load in the thrust direction of the inner box 26. However, since there is an O-ring 21 and a leaf spring 22A between the inner flange 38 and the heat conducting member 20, the O-ring 21 and the leaf spring 22A can move in the thrust direction within the elastic range. Therefore, the thermoelectric module 15 is pressed between the heat conducting member 20 and the heat radiating member 18 by the elasticity of the O-ring 21 and the leaf spring 22A. Here, as described above, the same applies to the case where the steel plate 11 and the heat conductive member 20 are directly thermally bonded without the flat plate 54 interposed therebetween.
[0150]
As described above, in the above-described embodiments, only one heat conducting member 20 is used and the thermoelectric module 15 is moved to the heat radiating side. As described above, this configuration has a high efficiency in transmitting cold heat to the refrigerating chamber 8 because cold heat and hot heat are not mixed in the gap 65. However, the present invention is not particular about the above-described configuration, and the thermoelectric module 15 may be brought closer to the heat absorption side. However, when the thermoelectric module 15 is brought closer to the heat absorption side, high-temperature air is trapped in the gap 65, so it is desirable to examine a measure for discharging this high-temperature air. Moreover, although the transmission efficiency of cold heat falls, the structure which employ | adopts two heat conductive members and pinches | interposes the thermoelectric module 15 between this is also possible.
[0151]
In the embodiment described above, the O-ring 21 and the leaf spring 22A are provided between the inner flange 38 and the heat conducting member 20, but the O-ring 21 is interposed between the inner flange 38 and the cooling member 17 as shown in FIG. You may arrange. Moreover, you may arrange | position between the inner surface of the inner box 26, and the heat conductive member 20 like FIG.
[0152]
In the above-described embodiment, the area of the plate-like portion 41 of the heat radiating member 18 is smaller than the area of the plate-like portion 40 of the cooling member 17 and the fin height is high, and the thermoelectric module mounting device 2 is integrated. However, the area of the plate-like portion 41 of the heat radiating member 18 is larger than the area of the plate-like portion 40 of the cooling member 17 and the fin height is low, so that the thermoelectric module mounting device 2 is integrated and mounted from the outside of the warehouse. It may be.
[0153]
Further, the leaf spring 22A is adopted between the inner flange 38 of the inner box 26 and the heat conducting member 20, but it is also possible to replace it with an O-ring that can maintain a fastening force of preferably 400N or more and 1000N or less. is there.
[0154]
【The invention's effect】
As described above, the refrigerator and the thermoelectric module mounting device of the present invention are highly effective in that the thermoelectric module is less likely to be damaged and the cold escape is small.
[0155]
The thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration has elasticity between the cooling member or the heat radiating member, and thermal deformation of the heat conducting member or the like is absorbed by the elastic member, so that no excessive pressure is applied to the thermoelectric module. Therefore, according to the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration, the thermoelectric module is hardly damaged.
[0156]
Further, in the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration, since the gap is provided between the outer peripheral portion of the heat conducting member and the wall of the refrigeration equipment, the cold heat of the heat conducting member is not transmitted to the equipment side and the cold heat escapes. Absent. For this reason, the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration has a low efficiency of cooling and high efficiency.
[0157]
Further, in the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration, there is a gap between the outer box and the inner box. Therefore, the cooling heat of the heat conducting member is not transmitted to the device side, and the cooling heat does not escape, so the efficiency is high.
[0158]
Further, in the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration, the inner box is positioned in a state of being sandwiched between the elastic members, and there is elasticity between the cooling member or the heat radiating member, so that the thermal deformation of the heat conducting member or the like is elastic. Since it is absorbed by the member, no excessive pressure is applied to the thermoelectric module. In the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration, the thermoelectric module is hardly damaged.
[0159]
Further, the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration also has an airtight holding function since the elastic body is an O-ring. Therefore, the escape of cold heat is further suppressed, and the transmission efficiency is improved.
[0160]
In the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration, since the elastic body is a leaf spring, a substantially constant elastic force can be exhibited even when the ambient temperature changes, and a constant load can be applied to the thermoelectric module at all times. .
[0161]
Further, in the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration, the heat energy emitted from the heat conducting member to the wall surface of the refrigeration equipment can be suppressed to a minimum, and therefore the energy efficiency of the thermoelectric module is high.
[0162]
Further, the thermoelectric module mounting device having the above-described configuration is excellent in the effect of maintaining the overall shape, and can absorb thermal deformation because there is some play. Therefore, according to the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration, the thermoelectric module is hardly damaged.
[0163]
In addition, since the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration has a gap between the peripheral surface of the heat conduction member and the inner surface of the inner box, the cold heat of the heat conduction member is not transmitted to the device side, and the cold heat does not escape. Therefore, the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration has an effect of improving the transmission efficiency.
[0164]
Further, in the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration, the cooling member or the heat radiating member has a plate-like portion, and a gap is formed between the plate-like portion and the wall of the refrigeration apparatus, so that heat is transferred to the heat insulating wall side. Absent. Therefore, the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration has an effect of improving the transmission efficiency.
[0165]
Furthermore, in the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration, the thermoelectric module mounting device is led out from the heat dissipation side. That is, in the present invention, there is a lead wire lead-out hole on the high temperature side, and cold heat does not escape.
[0166]
In addition, the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration has an effect that the number of parts is small, the structure is simple, and the manufacturing is easy.
[0167]
In the invention according to claim 1, the elastic member elastically moves the thermoelectric module in the direction of one member of the cooling member and the heat radiating member to which the casing is fixed via the heat conducting member. Therefore, even if the thermoelectric module is thermally deformed, the deformation dimension can be absorbed and the thermoelectric module is not damaged. Moreover, it is possible to prevent thermal deformation of the heat conducting member or the like from being absorbed by the elastic member and applying excessive pressure to the thermoelectric module.
[0168]
In addition, the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described structure can improve the sealing performance because it has an airtight holding function because the elastic member is an O-ring, and the leaf spring always has a constant load on the thermoelectric module regardless of temperature changes. Therefore, stable performance can be achieved, and heat transfer efficiency is improved.
[0169]
In the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration, one of the cooling member and the heat radiating member is a leaf spring that is a first elastic member having a function of constantly applying a constant load to the thermoelectric module, and a second having a function of maintaining airtightness. Since it is engaged with the other through an O-ring which is an elastic member, there is elasticity between the cooling member and the heat dissipation member. For this reason, thermal deformation of the heat conducting member or the like is absorbed by the leaf springs and O-rings which are elastic members, and no excessive pressure is applied to the thermoelectric module, so that the thermoelectric module is hardly damaged.
[0170]
In the thermoelectric module mounting apparatus according to claim 2, there is a heat insulating member between the outer box and the inner box. Therefore, the cold heat from the heat conducting member is not transmitted to the wall of the refrigeration equipment, and the cold heat does not escape, so the efficiency is high.
[0171]
In addition, the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration is positioned in a state where the inner box is sandwiched between the first and second and third elastic members, and is elastic between the cooling member or the heat radiating member, Since thermal deformation of the heat conducting member or the like is absorbed by the elastic member, excessive pressure is not applied to the thermoelectric module. In the thermoelectric module mounting apparatus of the present invention, the thermoelectric module is hardly damaged.
[0172]
Furthermore, in the thermoelectric module mounting apparatus having the above-described configuration, since the third elastic member is an O-ring, it also has a function of maintaining airtightness, so that the sealing performance can be improved, and further, the escape of cold heat is suppressed.
[0173]
Further, in the thermoelectric module mounting apparatus according to claim 3, since there is a gap between the peripheral surface of the heat conducting member and the inner surface of the inner box, the cold heat of the heat conducting member is not transmitted to the equipment side, and the cold does not escape. The heat transfer efficiency is improved.
[0174]
In the thermoelectric module mounting apparatus according to the fourth aspect, since the heat radiation surface of the thermoelectric module is in direct contact with the heat radiating member, the heat released from the thermoelectric module can be smoothly discharged to the outside. Further, since the heat absorption surface of the thermoelectric module is in contact with the cooling member via the heat conducting member, the entire box body becomes a cooling atmosphere. Therefore, the thermoelectric module mounting apparatus of the present invention has an effect of high transmission efficiency.
[0175]
Further, in the thermoelectric module mounting apparatus according to the fifth aspect, since a considerable area is secured in the area of the portion of the heat conducting member that contacts the cooling member, the movement of the cold heat is smooth.
[0176]
Furthermore, in the thermoelectric module mounting apparatus according to claim 6, the metal thin plate of the heat insulating wall is utilized as a cooling member or a heat radiating member, so that the number of parts is small, the structure is simple, and it is easy to make.
[0177]
Moreover, since the refrigerator of Claim 7 uses a thermoelectric module, it is lightweight. There is no restriction on the installation posture. Furthermore, there is an excellent effect that the thermoelectric module is not damaged and is easily cooled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a refrigerator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the refrigerator of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a thermoelectric module mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
4A is an enlarged view in a circle A in FIG. 3, and FIG. 4B is an enlarged view of the same part in a modified example.
FIG. 5 is an exploded perspective view of a thermoelectric module mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a thermoelectric module mounting apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a thermoelectric module mounting apparatus according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a thermoelectric module mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an enlarged view of a modified example of the circle A part in FIG.
FIG. 10 is an enlarged view of another modified example of the circle A part in FIG. 8;
FIG. 11 is a sectional view of a thermoelectric module mounting device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a thermoelectric module mounting apparatus according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a sectional view of a conventional thermoelectric cooling device.
[Explanation of symbols]
1 Refrigerator
2,70,71 Thermoelectric module mounting device
5,6 Insulated wall
8 Cold room
10,11 Steel plate
15 Thermoelectric module
16 box
17 Cooling member
18 Heat dissipation member
20 Heat conduction member
21, 22, 23 O-ring
22A leaf spring
25 Outer box
26 Inner box
27 Cylindrical part
28 Expanded part
37 opening
38 Inner flange (pair engaging part)
40, 41 plate-like part
43, 43A, 43B Fin
47 Lead hole
47A connection terminal
51 steps
54 flat plate
55, 56 Lead wire
57 side (endothermic side)
58 surface (heat dissipation surface)
62A Thermal insulation member
65 gap
67 Seal member

Claims

A thermoelectric module mounting device mounted in a refrigerator compartment surrounded by a heat insulating wall,
A thermoelectric module having an endothermic surface and a heat dissipating surface, wherein the heat dissipating surface is heated by flowing an electric current and the endothermic surface is cooled;
A heat conducting member provided on the heat absorbing surface or heat radiating surface of the thermoelectric module;
A cooling member and a heat dissipating member sandwiching the thermoelectric module and the heat conducting member,
Wherein the cooling member and the thermoelectric module between said heat radiating member provided on the periphery of said heat conducting member and a said cooling member or casing which is fixed to one of said heat radiating member,
The heat conducting member is integrally attached to the other of the cooling member or the heat radiating member ,
One of the cooling member or the heat radiating member is directly or indirectly engaged with the other through the elastic member, and can move within the elastic range of the elastic member with respect to the other of the cooling member or the heat radiating member. And
Between one of the cooling member or the heat radiating member and the heat conducting member, a thermoelectric module is pressed by the elasticity of the elastic member,
The cooling member and the heat radiating member are integrally assembled at both ends, and the screw attached to the heat conducting member among the cooling member or the heat radiating member is inserted into a through hole provided in the heat insulating wall of the refrigerator compartment. A thermoelectric module mounting apparatus, wherein the thermoelectric module mounting apparatus is mounted on a heat insulating wall.

The thermoelectric module mounting device according to claim 1, wherein a heat insulating member is provided around the casing.

The thermoelectric module mounting device according to claim 1, wherein there is a gap in the peripheral surface of the heat conducting member.

The thermoelectric module according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat dissipation surface of the thermoelectric module is in direct contact with the heat dissipation member, and the heat absorption surface of the thermoelectric module is in contact with the cooling member via the heat conducting member. Module mounting device.

The thermoelectric module mounting device according to any one of claims 1 to 4, wherein an area of a portion of the heat conducting member in contact with the cooling member is 80% or more of an area of the heat absorbing surface of the thermoelectric module.

A heat insulating wall and a metal plate provided on a surface of the heat insulating wall, the thermoelectric module mounting device according to any one of claims 1 to 5 being attached through the heat insulating wall, wherein the metal plate is A refrigerator that doubles as at least one of a cooling member and a heat dissipation member.

A thermoelectric module mounting device according to any one of claims 1 to 6, wherein the thermoelectric module mounting device is attached to the heat insulating wall, the cooling member is exposed in the refrigerator room, and the heat radiating member is the heat sink. A refrigerator characterized by being exposed outside the refrigerator compartment.