JPH06504361A - 熱電システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 熱電冷凍技術の改良 本発明は、熱電冷凍システムに関する。

発明の分野 冷凍システム内に熱電モジュールを使用することは、公知である。熱電モジュー ルは、電流が該モジュールを流れることにより、該モジュールの一方の側が冷却 され、そのモジュールの反対側が加熱される、公知の型式の熱ポンプである。ま た、熱電モジュールは、ペルチェ（Ｐｅｌｔｉｅｒ）モジュール、または熱電熱 ポンプとしても公知である。熱電モジュールを備える従来から公知の冷凍装置は 、該熱電モジュールの各側部に強固にクランプ締めされ、熱電組立体を形成する アルミニウム吸熱源から成る。電流を該モジュールに通したとき、熱は一方の側 からその反対側に伝達される。最初に、電流を熱電モジュールに最初に通したと き、二つの側部間の温度差は最小である。こうした状態のとき、熱電組立体は、 効率良く作動する。しかし、冷凍機がその所望の内部温度近くに達すると、二つ の側部間の温度差が増す。こうした状態のとき、熱電組立体は、熱ポンプとして の作動効率が低下する。熱電モジュールを熱ポンプとして形成する場合、従来の 熱電組立体は、装置の全体の温度差を維持し得るように常に電流が印加されてい なければならない。この電流が無くなったならば、熱は熱平衡状態を再設定し得 るような方法で組立体を通って流れる。故に、実際上、従来の熱電組立体の電気 の消費は、単に、該組立体の全体の温度差を維持するためにだけ行われる。これ は、エネルギの非常な無駄である。

実際上、また、従来の熱電組立体は、該熱電モジュールと吸熱源との境界にて生 ずる熱インピーダンスの作用を受ける。このため、こうした境界面の作用を最小 限に抑制すべく、熱電組立体の製造には、非常な慎重さおよび費用が必要とされ る。

一部の熱電組立体は、吸熱源との接触表面積を増すため、単一の熱電モジュール ではなく、吸熱源の間に挟持された二つの小型の熱電モジュールを備えている。

しかし、一体の吸熱源の締め付は力によって加えられる熱電モジュールの構造お よび設計上の制約およびコストのため、当然、モジュール自体を小さい寸法にし なければならず、そのため、熱接触面積を大きくする妨げとなる。

また、熱電モジュール内のＰ＆Ｎ熱電対間の熱電コネクタは、同一の理由のため 、極めて小さい。性能の向上は、大きい電気コネクタを介してより大きい熱接触 面積を利用することで実現可能であるため、このことは、望ましいことではない 。

従来の熱電モジュールの設計の別の大きな制約ファクタは、モジュールの高温面 および冷温面が互いに接近する（通常、５＋ｎｍ以内）点である。対流、伝導、 および放射を通じて一方の面から反対側の面に極めて顕著な損失が生じる、即ち 、伝熱率が大きくなる。このため、熱電モジュールの極限性能は著しく制限され る。

従来の熱電組立体において、この問題点を一層悪化させることは、モジュールの 面に取り付けられた一体の吸熱源が互いに近接していることである。従来の熱電 組立体内における二つの吸熱源の熱質量、およびこれらが互いに近接しているこ とは、常に、相互に悪く作用する。

上述の問題点のため、熱電組立体の使用は、極めて小型で可搬式のクーラおよび 冷凍機に制限される。熱電組立体は、例えば、電力消費量が大きいため、実際に は、家庭用冷蔵庫には使用されていない。

発明の概要 本発明は、従来技術の問題点の少なくとも一部が緩和された、冷凍機に適用する のに適した熱電システムを提供するものである。

本発明の一つの特徴によれば、熱電システムにして、第一および第二の対向面を 有する熱電モジュールと、該対向面の少なくとも一方に取り付けられた一つの容 積を形成するマニホルドであって、入口および出口を有するマニホルドと、を備 え、該入口および出口が熱交換手段に接続され、更に、マニホルドと熱交換手段 との間に流体を循環させるポンプ手段が設けられることを特徴とする熱電システ ムが提供される。

本発明の別の特徴によれば、水中遠心ポンプにして、固定軸受シャフトと、該軸 受シャフトの周りに配置された固定電気コイル、または電機子手段と、該電気コ イル手段の周りを伸長する回転可能な磁石手段と、該コイル手段に電気を供給す る手段と、該磁石手段に接続されたインペラと、該磁石手段および該インペラを 軸受シャフトに取り付ける軸受手段と、を備える水中遠心ポンプが提供される。

本発明の更に別の特徴によれば、第一および第二の端部を有する一列または複数 列の離間した熱電対がら成る熱電モジュールであって、第一および第二の隣接す る熱電対は、その第一の端部が電気的および熱伝導性材料のブロックに電気的且 つ熱的に接続された熱電モジュールが提供される。第二および第三の隣接する熱 電対は、その第二の端部が電気および熱伝導性材料のブロックに接続され、この 配置を繰り返し、第一の熱電対から最後の熱電対まで列状の連続的な電気的経路 が形成されるようにし、該電気および熱伝導性材料の上記ブロックが、使用中、 伝熱流体により接触され得るように露出されることを特徴とする熱電モジュール が提供される。　図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照しつつ、単に一例としての本発明を説明する。

添付図面において、 第１図は、本発明による熱電システムの一実施例の概略図的な斜視図、 第２図は、本発明による熱電システムの別の実施例の概略図的な斜視図、 第３図は、第１図および第２図のシステムに使用することのできる熱電モジュー ルマニホルドの背面図、第４図は、第１図および第２図のシステムに使用するこ とのできる、第３図に示したマニホルドが取り付けられた熱電モジュールの断面 図、 第５図は、第１図および第２図のシステムに使用することのできる水中ポンプの 一実施例の正面断面図、第６図は、第５図に図示した水中ポンプの側面断面図、 第７図は、第１図および第２図のシステムに使用することのできる典型的な従来 の熱電モジュールの側面図、 第８図は、第１図および第２図のシステムに使用することのできる新規な熱電モ ジュールの一実施例の側面断面図、 第９図は、第８図の熱電モジュールの端部断面図である。

発明の説明 添付図面の第１図には、第一および第二の対向面を有する熱電モジュール１２を 備える熱電システム１゜が図示されている。一つの容積を形成するそれぞれのマ ニホルド１４は、熱電モジュール１２の各面に取り付けられている。

マニホルド１４の各々は、第３図に図示するように、入口１６と、出口１８と、 を備えている。更に、マニホルド１４の各々は、第３図に図示するように、人口 １６と出口１８との間を伸長する細長いラビリンス状、ジグザグ、ら旋状、また は蛇行通路２０を備えている。

通路２０の細長い形状は、流体と熱電モジュール１２との接触を促進する。

該通路２０は、成形金属またはプラスチック材料で形成され、第４図に図示する ように、典型的に、熱電マニホルド１２の対応する面に対して平行な外壁２２を 熱電モジュール１４に付与し得るようにしである。

該外壁２２は、周縁壁２４が伸長し、該周縁壁２４は、壁２２の全周に沿って伸 長する。該周縁壁２４は、多数のボルト穴２７を有する。該ボルト穴２７は、熱 電モジュール１２の反対側で極めて小さい寸法のボルトおよびナツトが一つのマ ニホルド１４をその他方のマニホルド１４に保持するのを許容する。小さい寸法 のボルトの使用により、−側部から反対側にボルトに沿って不確実な伝熱が行わ れる可能性を軽減する。

熱電モジュール１２の隣接面と共に、壁２２．２４内には、通路２０を有する容 積２５が形成される。該容積２５は、該容積２５の第一の端部にて、壁２４から 長手方向に伸長して離れる第一の仕切り２６を有する。該第−の仕切り２６は、 容積２５の隣接する側に対して平行に、入口１６に隣接する箇所から部分的に容 積２５の第二の端部に向けて伸長する。第二の仕切り２８は、第一の仕切り２６ に対して平行であり且つ第一の仕切り２６から離間され、容積２５の第二の端部 にて壁２４から部分的に容積２５の第一の端部に向けて長手方向に伸長する。こ のことは、第一の仕切り２６よりも小さい第三の平行な仕切り３０の場合も同様 であり、次に、第四、第五および第六の平行な仕切り３２．３４．３６も同様に 配置される。最後に、第一の仕切り２６と同様な第七の平行な仕切り３８が出口 １８に隣接して配置される。

第４図から理解されるように、これら仕切り２６．２８．３０，３２．３４．３ ６．３８は、周縁壁２４と同一の奥行きだけ、壁２２から伸長し、熱電モジュー ル１２の隣接面に対し最小の接触表面積にて係合する。これら仕切りにより形成 される通路の方向が繰り返し変化することにより、通路２０を通る流体の流れは 乱流となり、その結果、該流体とモジュール面との間の伝熱量が増すことが確実 となる。典型的に（例えば）　４０ｍｍＸ　４０ｍｍの熱電モジュール面を横断 するジグザグ、ら旋状、または蛇行する流体通路の好適な数は、実験の結果、約 ８であることが確認されている。通路２０の各流路は、方形、または半円形であ ることが望ましい。

故に、”かかる流路の断面は、５　ｍｍＸ　５　ｍｍに近い。しかし、実際上、 通常、可能な限り最小の厚さに維持することが望ましい流路の仕切りの厚さのた め、これら流路は、５＋１１！１１を僅かに下廻る。システムの性能を最適にし 得るように、即ち、システムを最適化したとき、所定の送出容量および所定の外 気温度に対する最大の熱ポンプ容量が得られるように、流路の数およびその深さ を変更することができる。

マニホルド１４の流路を最適化することは、システムの流路の水力学的インピー ダンス（マニホルド１４は、通常、システム内で最大の流体インピーダンスを有 する）対ポンプの流体送出容積とを均衡させることで可能である。

マニホルド１４の周縁壁２４は、ガスケット「０」リング、またはシリカ／ゴム セメントのような公知の技術を使用して、モジュール１２の面の外周に対して密 封し、流体の漏洩を阻止することができる。

第１図に図示するように、それぞれの導管４０が各入口１６から伸長し、また、 それぞれの導管４２が各出口１８から伸長している。これら導管４０．４２の一 方、またはその他方には、ポンプ４４が取り付けられる。図示するように、６対 の入口および出口導管は、遠方の熱交換器４６まで伸長する。熱交換器４６の各 々には、通常、液体である流体が充填される。熱交換器４６の各々には、冷却フ ァン４８を設けることができる。所望であれば、導管４０，４２は、目立たない ように小さくしたシステムに構成することも可能である。

第１図のシステム１０の作動中、電流（通常、直流であるが、この電流は、比例 電流制御装置のような装置により変換可能である）が熱電モジュール１２に印加 される。これと同時に、ポンプ４４を作動させ、液体が熱交換器４６から入口導 管４０．　マニホルド１４、次に、出口導管４２を通って送出され、それぞれの 熱交換器４６に戻るようにする。電流が熱電モジュール１２を流れる結果、熱は 、片側（内側）における熱交換器４６、導管４０，４２およびマニホルド１４内 に保持された流体から反対側（外側）におけるマニホルド１４、導管４０，４２ および熱交換器４６に送出され、このため、システム内の冷凍機が冷却される一 方、外側のシステムは加熱される。

熱電モジュール１２は、冷凍機の壁の中間点に取り付け、冷却側のマニホルド１ ４、ポンプ４４、導管４０．４２および熱交換器４６は、この箇所の内側となり 、また、加熱側のマニホルド１４、ポンプ４４、導管４０，４２および熱交換器 ４６がこの箇所の外側となるようにする。液体をシステム内の冷凍機を通じて送 出する結果、内側熱交換器４６を介して冷凍機の内側から得た熱は冷凍機の内側 から対応する外側の熱交換器４６に伝達され、ここから熱は、公知の方法で放散 される。　熱電システム１０は、ステップ制御方法を利用して作動させることが でき、また、熱電モジュールの固有の非直線的な熱特性を利用することによる利 点が得られ、これにより、モジュール１２の対向する面における温度差が最小の ときにシステムの最大の作動効率が得られる。熱電モジュール１２の各側部を冷 却する液体により、熱は遠方の熱交換器４６まで容易に伝達することができ、こ の結果、従来の一体の吸熱源よりも大気に近い温度を維持することが可能となる 。

この状況のとき、本発明の上記熱電システム１０は、冷凍機の内部が所望の温度 に達したときにサイクルオフにすることができる。この時点で、ファン４８を作 動させ、外側のラジェータをより低温にし、その内側をより高温にしく冷凍機か ら熱交換器の内側への吸熱速度が速いため）、その結果、内側および外側温度は 相対的に近い温度となる（温度差が小さい）。このように、次に、熱電システム １０を再作動させると、熱電モジュール１２の各側のマニホルド１４、ポンプ４ ４および熱交換器４６は、伝熱流体と比較的近い温度差となり、マニホルド１２ 内体は、より効率的な作動状態に近くなる。

冷凍機が所望の内部温度に達したとき、熱電システム１０の作動を停止する（ス イッチオフ、またはサイクルオフ）機能は、マニホルド１４が小さい断面積およ び小さい熱容積を有し、容積２５が流体が流動するためのラビリンス通路２０を 有することが望ましいということから促進される。

更に、流体が流動することを要する上述のラビリンス通路２０は、システム１０ から電流を除いた後、液体中に対流を発生させることを困難にする。更に、熱電 モジュール１２を不作動にしたとき、ポンプ４４もまた同時に不作動となり、更 なる流体の送出を回避し、これにより、熱スィッチ、または熱スイツチ効果が得 られる。更に、液体自体は、典型的に熱の不導体であり、熱スイツチ効果を促進 する、即ち、モジュール１２およびポンプ４４がその流れの供給を停止したとき 、システムの片側から反対側への伝熱は殆ど行われない。

システム１０内の液体、または流体は、典型的に冷凍機の外側で水であり、冷凍 機の内側で水／グリコール、ケロシンまたはメタノールとすることができる。

内側で使用される化学薬剤は、比熱が大きく、粘度が低く、また、熱電モジュー ル１２の面上で凍結しないものであることが望ましい。

第２図の実施例において、同様の参照符号は、第１図に示したものと同様の部品 を表示する。熱交換器４６の一つが冷却フィン５０により囲繞された内側流体路 を有する管状包囲体である一方、その他方が冷凍機の壁を形成することのできる プレス加工金属型式５２のものである点を除いて、これら熱電システムは、原理 的に同一である。第一に、冷却ファン４８を冷却フィン５０の下端５４に隣接し て配置し、冷却フィン５０と整合させた軸線の周りで回転し、空気が冷却フィン ５０を通って流動し、このため、冷却フィン５ｏがら熱を放散させるように配置 する。ファンからの空気が流れる方向は、最大の効率が得られ且つ向流熱交換器 を形成し得るように冷却フィン５０の内側の流体の流れる方向と反対方向にする ことが望ましい。第二のプレス成形品５２において、ファン４８は、冷凍機の一 端に設けられ、冷凍機の内側の周りで空気を循環させる。第２図から理解される ように、熱交換器５２は、細長い管５５を収容し、鎖管は、熱交換器の壁に沿っ て導管４２から導管４０に、またはその逆に導管４゜から導管４２にら旋状に伸 長する。熱は、熱交換器の壁に吸収され且つ管５５内の流体により集められ、モ ジュールの面に運ばれて、最終的に外側の熱交換器から放散される。

二組の熱電モジュール１２を備え、マニホルド１４が取り付けられた該システム には、幾つかの利点があることが分かった。流体流の体積が等しいならば、遥か に大きい熱ポンプ容量を実現することができる。また、直列で運転した場合、二 組のモジュールシステムは、熱ポンプ容量が大きく、エネルギ損失が少ないため 、優れた作動効率が得られる。モジュールを直列と並列運転の間で切替え、所定 の状態に対する最適な機能を実現し得るように電子機器を設けることができる。

直列運転は、電気消費量が比較的小さく、通常の作動状態で効率的である一方、 並列運転は、電気消費量が比較的大きいが、高い周囲温度状態のとき、冷凍機の 内部温度を低くするために望ましいときにだけ必要とされる。

二つのモジュールシステムは、第２図に図示されており、ここで、各マニホルド １４の出口は、管５６により各隣接するマニホルド１４の入口に接続される。

流体を循環させるべく本発明で使用されるポンプ４４は、多くの形態をとること ができる。

しかし、第５図および第６図には、特に効果的であることが判明している新規な 型式のブラシレスの水中遠心ポンプが示しである。第５図および第６図に示した ポンプ７８は、後方ケーシング８０と、該後方ケーシング８０の壁に取り付けら れた軸受シャフト８２と、を備えている。多数の電気コイル８４が軸受シャフト ８２の周りに配置され、シャフト８２、またはコイル８４のいずれも後方ケーシ ング８０に対して回転可能ではなく、固定状態に配置されている。

ポンプ７８は、磁石ハウジング８６と、成形インペラ８８と、軸受９０と、を更 に備えている。磁石ハウジング８６、インペラ８８および軸受９０は、成形また は機械加工により一つの部品から形成することが望ましい。円形磁石９２（また は、円形に離間して配置された複数の磁石）がコイルの外方で磁石ケーシング８ ６内に取り付けられている。電線９４が後方ケーシング８０を通って密封状態に 伸長し且つコイル８４に接続されている。

該電線９４は、コイル８４を−組みの電子機器に接続し、該電子機器がコイル８ ４を励起させ、インペラ８８および磁石９２を公知の方法でコイル８４の周りで 回転させる。これを容易にすべく、インペラ８８および磁石ハウジング８６には 、固定軸受シャフト８２の周りで回転可能に配置された軸受９ｏが設けられてい る。この実施例において、該軸受９ｏは、インペラ８８および磁石ハウジング８ ６に対する唯一の荷重支承取り付は手段である。

作動時、液体は、正面外側ケーシング１１２により部分的に形成された入口導管 ９６内にある。コイル８４の励起により、磁石９２がコイル８４の周りで回転し 、これにより、インペラ８８を回転させる。このようにして、インペラ８８が回 転され、これにより、液体は、矢印１０８の方向に向けて横方向に排除される。

このように、導管内に液体の流れが形成される。インペラ８８の好適な形態が第 ５図に図示されている。図示するように、該インペラ８８は、切り欠いた中央部 １０２を有する略円形のディスク１００を備えている。

複数の細長い切欠き１０４が切り欠いた中央部１０２から外方に伸長する。第５ 図に図示したインペラ８８の回転により、第６図に図示するように、液体は、矢 印１０８の方向に向けて外側導管１０６に排除される。

第５図に図示するように、出口導管１０６は、湾曲方向に導管１０６の外側部分 に向けて漸進的に増大する断面の内側湾曲部分１１０を備えることが望ましい。

この形態は、スクロールパターンの出口掃引状態として示しである。密封したシ ャフトを介して冷却液系統に接続された外側モータを使用するこも可能であるが 、この構成は、シールが摩耗したときに漏洩が生ずる虞れがあるため、完全に満 足し得るものではない。

本発明に良好に具体化することのできる熱交換器４６は、多くの形態をとること ができる。その選択は、熱交換器の性能およびコストにより決まる。好適な型式 としては、銅製の自動型、押出し成形、またはプレス成形によるアルミニウム薄 板型、および銅／アルミ管の上に押し出したアルミニウム薄板／薄片を組み立て た構造のものが含まれる。

本発明の熱電システムの特に優れた適用例は、金属管よりも精巧ではなく、例え ば、海水／真水に浸けることができる極めて簡単な外側熱交換器を利用すること である。このとき、該熱交換器は、海上の場合、それ自体が無限の熱交換器であ る水で冷却される。故に、該システムは、船舶関係の適用例でも極めて効率的で ある。

本発明に使用することのできる従来の熱電モジュール１２０は、第７図に示しで ある。該モジュール１２０は、熱伝導体であるが、電気絶縁体である外側の平行 な一対の板１２２を備えている。鎖板１２２は、モジュール面である外面１２８ を備えている。板１２２と共に、−列の離間した熱電対１２４が設けられている 。第７図に示すように、左側にある第一および第二の熱電対１２４は、その第一 の端部にて導電性コネクタ１２６により電気的に相互に接続される。第７図に図 示するように、左側がらの第二および第三の熱電対１２４は、その第二の端部に て導電性板コネクタ１２６により電気的に相互に接続される。隣接する熱電対１ ２４の端部は、列全体を横断して交互に相互に接続し、熱電対１２４の列の全体 を横断する導電性板が存在するようにする。また、該板コネクタ１２６は、熱伝 導可能な方法で外側板１２２にも接続される。

本発明を具体化する上で、特に効果的である新規な熱電モジュールの形態が第８ 図および第９図に図示されている。

第８図および第９図の実施例において、複数の離間したＰおよびＮの熱電対１３ ０が一列に伸長するように設けられている。該熱電対１３０の列は、各々が外側 壁１３４と、二つの端部壁１３６とを有する二つのハウジングの間に配置されて いる。更に、各ハウジングは、プラスチックで形成され、以下に説明するように 、熱電対コネクタを所定位置に保持し得るように穴が開けられた内側壁１３２を 保持する。これら壁１３２は、熱電対のコネクタを覆う範囲か最小限であるよう に可能な限り薄くする。

該側壁１３４は、熱電対１３０の列から離間して配置される一方、端部壁１３６ は、熱電対１３０の列の端部に接続される。更に、これら側壁１３４および端部 壁１３６は、入口導管１３８と、出口導管１４０と、中間の冷却液通路１４２と を形成する。

図示するように、最左側の熱電対１３０は、銅のような電気および熱伝導性材料 １４４のブロックによりその第一の端部が次の隣接する熱電対１３０の第一の端 部に接続される。第８図に示すように、次の隣接する熱電対１３０は、電気およ び熱伝導性材料１４４のブロックによりその第二の端部が右側の次の隣接する熱 電対１３０の第二の端部に接続される。この構成は、熱電対１３０の列を直角に 横断して繰り返される。このようにして、各導電性ブロック１４４、および各熱 電対１３０を通ってその一端から伸長する、熱電対１３０の列を横断した導電性 経路が存在する。更に、上述のように、電気および熱導電性ブロック１４４の各 々は、側壁１３２の穴内に配置されて所定位置に保持される。

公知の方法にて、ＰおよびＮ熱電対１３０の異質の導電性材料は、電流を印加し たとき、接合部、またはコネクタブロック１４４を介してペルチェ効果を発生さ せる。これにより、熱は、熱電対１３０の列の片側から反対側に伝達される。

第８図および第９図に図示した構成において、入口１３８、出口１４０および流 体通路１４２内に、常に液体が存在する。本発明によれば、熱電対１３０に電流 を印加したとき、ポンプ４４も同時に作動され、液体が熱電対１３０の列の両側 を横断して流動するようにすることが望ましい。

上述のように、液体は、遠方の熱交換器４６まで循環されて熱を伝達する。非導 電性の液体は、導電性ブロック１４４に直接、接触し、このため、従来技術の装 置において熱電モジュールと一体の吸熱源との間に見られるような固体同士の相 互接触面は存在しない。

その結果、従来技術において経験される非効率さを軽減することができる。

空隙１４６が二つの壁１３２の間にあり且つ熱電対１３０を囲繞する。この空隙 、または空所１４６は、空気または泡で充填することができる。該空隙１４６は 、真空状態とし、またはエイロゲルで充填することがより望ましい。該エイロゲ ルを使用し、または真空とする利点は、熱電モジュールの高温側と低温側との間 で伝導、対流および放射による伝熱量を軽減することができる点である。

最も重要なことは、本発明について説明したところと同じであるが、従来の熱電 モジュールと共ζこ使用されるシステムに優る、第８図および第９図に図示した モジュールの利点は、液体が大きく成しｔ二熱伝熱コネクタ１４４の上を直接、 流動し得る点である。コネクタ１４４自体は、第７図に図示した従来の熱電モジ ュールコネクタの６倍以上、熱接触表面積を増大させることができる。更に、従 来の熱電モジュール戦　冷却液がモジュール面と接触する前に、非導電性の面を 該コネクタにはんだ付けさせる。第８図に図示したモジュールでは回避される熱 インピーダンスを介してｉｔんだおよびセラミックには、顕著な損失が生じる。

当業者に明らかであろう応用例および変形例（ま、本発明の範囲に属すると考え られる。例えＧｆｌ　本発明の熱電システムは、熱暖房モードで使用し、保育器 、または食品加熱器のような容器の内部を加熱するのに使用することができる。

日ＧＵＲＥ２ ＦｊＧＬＪＲＥ　３ 日ＧＵＲＥ５ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 臀 平成５年７月１４日

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．第一および第二の対向する外面を有する少なくとも一つの熱電熱ポンプであ って、使用時、前記、または各第一の外面が、比較的低温であり、前記、または 各第二の外面が使用時、比較的高温であり、低温の前記または各外面が一方向を 向き、高温の前記または各外面が反対方向を向く熱ポンプと、前記、または各熱 電熱ポンプの少なくとも一つの外面に取り付けられた、ある容積を形成するマニ ホルドであって、流体入口および流体出口を有するマニホルドと、を備え、使用 時、流体が前記、または各マニホルドを通って流動し、前記入口および出口が熱 交換手段に接続され、更に、前記または各マニホルドと前記熱交換手段との間で 流体を循環させる流体ポンプ手段が設けられることを特徴とする熱電システム。
2. ２．複数の熱電熱ポンプが並べて配置されることを特徴とする請求の範囲第１項 に記載の熱電システム。
3. ３．それぞれのマニホルドが、前記または各熱電熱ポンプの各対向面に取り付け られることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の熱電システム。
4. ４．それぞれのマニホルドが、各熱電熱ポンプの各対向面に取り付けられること を特徴とする請求の範囲第２項に記載の熱電システム。
5. ５．高温の外面における全てのマニホルドが接続され、流体が第一の流体ポンプ 手段により各マニホルドと第一の熱交換手段との間で循環されるようにし、低温 の外面における全てのマニホルドが接続され、流体が第二の流体ポンプ手段によ り各マニホルドと第二の熱交換手段との間で循環されるようにすることを特徴と する請求の範囲第４項に記載の熱電システム。
6. ６．前記、または各マニホルドが、流体と前記熱電熱ポンプとの接触を促進し得 るよう細長い通路を形成する手段を備えることを特徴とする請求の範囲第１項な いし第５項のいずれかに記載の熱電システム。
7. ７．前記、または各マニホルドが、対向壁に向けて部分的にマニホルドの壁から 長手方向に伸長する略平行な複数の仕切りを備え、隣接する仕切りが対向壁から 伸長し、流体が入口から出口まで流動するとき、複数の方向変更をするようにす るラビリンス状流体通路を形成することを特徴とする請求の範囲第６項に記載の 熱電システム。
8. ８．それぞれの導管が、各入口および出口から遠方の熱交換手段に伸長し、前記 、または各マニホルド用の流体ポンプ手段が、前記導管の一つ内に配置されるこ とを特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の熱電システム 。
9. ９．少なくとも一つの熱交換手段が、冷却ファンを備えることを特徴とする請求 の範囲第８項に記載の熱電システム。
10. １０．電流が前記または各熱電熱ポンプを横断して印加され、前記または各流体 ポンプ手段が同時に作動されることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項 のいずれかに記載の熱電システム。
11. １１．前記システムが、所望の状態が実現されたときにサイクルオフとなるよう に配置されることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載 の熱電システム。
12. １２．前記、または各流体ポンプ手段が、システムがサイクルオフとなったとき 、目動的に不作動状態となるように配置されることを特徴とする請求の範囲第１ １項に記載の熱電システム。
13. １３．前記、または各熱電熱ポンプ手段が不作動状態となったとき、前記システ ムが、熱スイッチとして機能し得るように配置されることを特徴とする請求の範 囲第１項ないし第１２項のいずれかに記載の熱電システム。
14. １４．前記、または各熱電熱ポンプ手段が、所望に応じて直列、または並列で電 気的に接続されることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第１３項のいずれか に記載の熱電システム。
15. １５．固定軸受シャフトと、前記軸受シャフトの周りに配置された固定電気コイ ル手段と、前記電気コイル手段の周りを伸長する回転可能な磁石手段と、前記コ イル手段に電気を供給する手段と、前記磁石手段に接続されたインペラと、前記 磁石手段および前記インペラを軸受シャフトに取り付ける軸受手段と、を備える ことを特徴とする水中遠心ポンプ。
16. １６．第一および第二の端部を有する一列の離間した熱電対を備え、第一および 第二の隣接する熱電対は、その第一の端部が電気および熱伝導性材料のブロック により電気的に且つ熱的に接続され、第二および第三の隣接する熱電対は、その 第二の端部が電気および熱伝導性材料のブロックにより電気的に且つ熱的に接続 され、この構成を繰り返し、使用時、第一の熱電対から最後の熱電対まで列状の 連続的な電気経路が形成され、前記電気および熱的伝導性材料ブロックが、使用 時、伝熱流体が接触可能なように露出されることを特徴とする熱電熱ポンプ。