TWI627374B - 熱移動單元以及溫度調節裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種安靜性優異的溫度調節裝置。溫度調節裝置包括:至少一個第1帕耳帖單元110,具有吸熱面及散熱面;至少一個第2帕耳帖單元120,具有吸熱面及散熱面;控制器130,控制第1帕耳帖單元110及第2帕耳帖單元120的驅動電流;初級循環機構,使初級冷媒在第1散熱塊140與吸熱塊之間循環;至少一個第2散熱塊160,具有二級冷媒流動的流路,且自第2帕耳帖單元120的散熱面接收熱量,並將其傳遞至二級冷媒;熱交換器190,接收自第2散熱塊160排出的二級冷媒,並進行散熱;及二級循環機構,使二級冷媒在第2散熱塊160與熱交換器190之間循環。

Description

熱移動單元以及溫度調節裝置
本發明關於一種熱移動單元以及溫度調節裝置。本發明尤其關於一種組合有帕耳帖元件(Peltier Element)與液冷機構的熱移動單元以及溫度調節裝置。
作為使用帕耳帖元件的溫度調節裝置,有利用液冷套(liquid jacket)覆蓋散熱面,使冷媒循環至液冷套者。而且,有如下冷卻裝置,即,為提昇冷媒對帕耳帖元件的散熱效果,而在冷媒的循環路徑中設置冷卻器,將冷卻器中經冷卻的液體供給至液冷套(例如參照專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]
日本專利特開2003-225839號公報
在利用冷卻器對用以冷卻帕耳帖元件的冷媒進行冷卻的構成中,存在因冷卻器的振動或噪音而損及安靜性的情況。而且,具有壓縮機的冷卻器難以實現小型化,且難以與冷卻能力相應地使構成變化。
因此,本發明的目的在於提供一種可解決上述課題的溫度調節裝置。該目的是藉由申請專利範圍中的獨立項中記載的特徵的組合而達成。而且,附屬項規定本發明的更有利的具體例。
為達成上述目的,本發明的第1形態的溫度調節裝置包括:至少一個第1帕耳帖元件,具有吸熱面及散熱面;至少一個第2帕耳帖元件,具有吸熱面及散熱面;控制器,控制第1帕耳帖元件及第2帕耳帖元件的驅動電流;至少一個第1散熱塊,具有初級冷媒流動的流路,且熱結合於第1帕耳帖元件的散熱面,自第1帕耳帖元件的散熱面接收熱量,並將熱量傳遞至初級冷媒;至少一個吸熱塊,具有自第1散熱塊排出的初級冷媒流動的流路,且熱結合於第2帕耳帖元件的吸熱面,將流路中流動的初級冷媒的熱量傳遞至第2帕耳帖元件的吸熱面;初級循環機構,使初級冷媒在第1散熱塊與吸熱塊之間循環;至少一個第2散熱塊,具有二級冷媒流動的流路,且自第2帕耳帖元件的散熱面接收熱量,並將其傳遞至二級冷媒;熱交換器,接收自第2散熱塊排出的二級冷媒,並進行散熱;及二級循環機構,使二級冷媒在第2散熱塊與熱交換器之間循環。
為達成上述目的,本發明的第2形態的熱移動單元包括:帕耳帖元件,具有根據驅動電流的方向作為吸熱面或散熱面發揮功能的第1面、及根據驅動電流的方向作為吸熱面或散熱面中與第1面不同的面而發揮功能的第2面;第1傳熱塊,具有熱媒流動的流路,且熱結合於帕耳帖元件的第1面或第2面,在所結合的面與熱媒之間傳遞熱量;及儲存容器,將帕耳帖元件及傳熱塊氣密密閉。
為達成上述目的,本發明的第3形態的溫度調節裝置包括:至少一個第1帕耳帖元件,具有根據驅動電流的方向作為吸熱面或散熱面發揮功能的第1面、及根據驅動電流的方向作為吸熱面或散熱面中與第1面不同的面發揮功能的第2面;至少一個第2帕耳帖元件,具有根據驅動電流的方向作為吸熱面或散熱面發揮功能的第1面、及根據驅動電流的方向作為吸熱面或散熱面中與第1面不同的面發揮功能的第2面;控制器,控制第1帕耳帖元件及第2帕耳帖元件的驅動電流;至少一個第1傳熱塊,具有初級熱媒流動的流路,且熱結合於第1帕耳帖元件的第2面,在第1帕耳帖元件的第2面與初級熱媒之間傳遞熱量;第1儲存容器,將第1帕耳帖元件及第1傳熱塊氣密密閉;調熱台,熱結合於第1帕耳帖元件的第1面,且一部分自第1儲存容器中露出;至少一個第2傳熱塊,具有自第1傳熱塊排出的初級熱媒流動的流路,且熱結合於第2帕耳帖元件的第1面,在第2帕耳帖元件的第1面與初級熱媒的之間傳遞熱量;初級循環機構,使初級熱媒在第1傳熱塊與第2傳熱塊之間循環;至少一個第3傳熱塊,具有二級熱媒流動的流路,且熱結合於第2帕耳帖元件的第2面, 在第2帕耳帖元件的第2面與二級熱媒之間傳遞熱量;熱交換器,接收自第3傳熱塊排出的二級熱媒,進行散熱;二級循環機構,使二級熱媒在第3傳熱塊與熱交換器之間循環;以及第2儲存容器,將第2帕耳帖元件、第2傳熱塊、及第3傳熱塊氣密密閉。
再者,上述發明概要並未列舉本發明的所有必要特徵,且該等特徵群的次組合也可成為發明。
100、1100‧‧‧溫度調節裝置
110、1110‧‧‧第1帕耳帖元件
112‧‧‧吸熱板
114、1570‧‧‧間隔件
120、1120‧‧‧第2帕耳帖元件
130、1130‧‧‧控制器
140‧‧‧第1散熱塊
142、1310、1630‧‧‧流路
144、1320、1640‧‧‧流入口
146、1330、1650‧‧‧排出口
148‧‧‧凹部
150‧‧‧吸熱塊
160‧‧‧第2散熱塊
170、1140‧‧‧初級循環機構
172、182、1142、1152‧‧‧泵
174、184、1144、1154‧‧‧儲液罐
180、1150‧‧‧二級循環機構
190、1160‧‧‧熱交換器
192、1162‧‧‧風扇
200‧‧‧第3帕耳帖元件
400、1530‧‧‧O形環
1170‧‧‧框體
1112‧‧‧調熱台
1114‧‧‧第1傳熱塊
1116‧‧‧第1儲存容器
1122‧‧‧第2傳熱塊
1124‧‧‧第3傳熱塊
1126‧‧‧第2儲存容器
1210‧‧‧基底部
1220‧‧‧突出部
1222‧‧‧側壁面
1224‧‧‧露出面
1410‧‧‧開口部
1420‧‧‧電氣配線饋孔
1430‧‧‧配管
1510、1610、1710‧‧‧本體部
1520、1620、1720‧‧‧蓋部
1540、1820‧‧‧內壁面
1550、1730、1850‧‧‧密封構件
1226、1560、1830、1840‧‧‧槽
1580、1590、1740、1750‧‧‧螺釘
1800‧‧‧耐熱環
1810‧‧‧外壁面
1860‧‧‧突起
1870‧‧‧遮熱構件
圖1表示本發明的第1實施方式的溫度調節裝置100的構成。
圖2表示本發明的第1實施方式的變形例的溫度調節裝置100的構成。
圖3表示在第1實施方式中使用的第1散熱塊140的一例。
圖4表示在第1實施方式中使用的第1散熱塊140的另一例。
圖5表示圖4所示的第1散熱塊140上安裝有第1帕耳帖元件110的狀態下的吸熱板112、第1帕耳帖元件110及第1散熱塊140的剖面圖。
圖6表示本發明的第2實施方式的溫度調節裝置1100的構成。
圖7表示調熱台1112的外觀的一例。
圖8表示第1傳熱塊1114的外觀的一例。
圖9表示在第1儲存容器1116中儲存有第1帕耳帖元件1110、調熱台1112、及第1傳熱塊1114的狀態的外觀。
圖10是圖9中的A-A'線剖面圖。
圖11表示第3傳熱塊1124的外觀。
圖12表示儲存在第2儲存容器1126中的第2帕耳帖元件1120、第2傳熱塊1122、及第3傳熱塊1124。
圖13表示儲存第1帕耳帖元件1110、調熱台1112、及第1傳熱塊1114的第1儲存容器1116的變形例。
圖14是圖13中的B-B'線剖面圖。
圖1是表示本發明的第1實施方式的溫度調節裝置100的構成例的圖。本例的溫度調節裝置100是作為對冷卻對象物進行冷卻的冷卻裝置發揮功能。溫度調節裝置100包括第1帕耳帖元件110、吸熱板112、第2帕耳帖元件120、控制器130、第1散熱塊140、吸熱塊150、第2散熱塊160、初級循環機構170、二級循環機構180、及熱交換器190。
用於溫度調節裝置100的帕耳帖元件是周知的構成,故不進行詳細說明,但例如具有如下構成,即,交替並聯地排列有P型半導體與N型半導體,且使各半導體的一端部接合於基板(以下稱為第1基板),並且以鄰接的2個半導體為1組,於每一組中,使半導體的另一端部分別接合於與上述第1基板不同的基板(以下稱為第2基板);藉由對包括各半導體及基板的串聯電路供給直流電流,而將上述第1、第2基板中的一基板作為發熱側,將另一基板作為吸熱側,分別發揮作用。第1帕耳帖元件110的吸熱面是熱結合於冷卻對象物。
控制器130對供給至第1帕耳帖元件110及第2帕耳帖 元件120的驅動電流進行控制,使第1帕耳帖元件110及控制器130的一面作為吸熱面,且使另一面作為散熱面發揮功能。控制器130可分別單獨地控制第1帕耳帖元件110的驅動電流與第2帕耳帖元件120的驅動電流,亦可共通地控制第1帕耳帖元件110的驅動電流與控制器130的驅動電流。
第1帕耳帖元件110是本發明中的第1帕耳帖單元的一例。第1帕耳帖元件110形成為平板形狀,且藉由控制器130的控制,而使一面成為吸熱面,另一面成為散熱面。第1帕耳帖元件110的吸熱面是作為冷卻裝置本身的吸熱面發揮功能。即,第1帕耳帖元件110的吸熱面是與冷卻對象物熱結合,將冷卻對象物冷卻。在本例中,於第1帕耳帖元件110的吸熱面安裝有吸熱板112,且第1帕耳帖元件110經由吸熱板112而與冷卻對象物熱結合。作為另一例,第1帕耳帖元件110的吸熱面亦可經由滑脂、彈性片等原材料,接觸於冷卻對象物。可藉由經由該等原材料,而使接觸面積增大,降低熱阻。第1帕耳帖元件110的散熱面是熱結合於第1散熱塊140。
第1散熱塊140包括流路142。藉由初級循環機構170而使初級冷媒流入第1散熱塊140的流路142中。在本例中,第1散熱塊140是由銅、鋁、黃銅、不鏽鋼等金屬材料塊形成。在第1散熱塊140的側面設置有用以使初級冷媒流動的流路142的流入口144及排出口146。第1散熱塊140是熱結合於第1帕耳帖元件110的散熱面,且自第1帕耳帖元件110的散熱面接收熱量,並將其傳遞至初級冷媒。例如第1散熱塊140可經由滑脂、彈性片等原材料,接觸於第1帕耳帖元件110的散熱面。而且,在第1帕 耳帖元件110與吸熱板112之間亦可夾有滑脂、彈性片等。可藉由經由該等原材料,而使接觸面積增大,降低熱阻。自第1散熱塊140排出的初級冷媒是供給至吸熱塊150。
在本例中,在溫度調節裝置100中,第1帕耳帖元件110與第1散熱塊140僅設置有一組,但第1帕耳帖元件110與第1散熱塊140之組亦可設置多個。在設置多個第1帕耳帖元件110與第1散熱塊14之組的情況下,可對多個第1散熱塊140並列地供給初級冷媒。可藉由對多個第1散熱塊140並列地供給第一冷媒,而使多個第1帕耳帖元件110均勻地散熱。
吸熱塊150是對應著第2帕耳帖元件120設置有4個。在本例中,將4個吸熱塊150並聯連接。作為另一例,吸熱塊150亦可串聯連接,且串聯連接與並聯連接亦可混合存在。吸熱塊150是由銅、鋁、黃銅、不鏽鋼等金屬材料塊形成。各吸熱塊150包括流路152。自第1散熱塊140排出的初級冷媒流入吸熱塊150的流路152中。吸熱塊150是熱結合於第2帕耳帖元件120的吸熱面,且將流路152中流動的初級冷媒的熱量傳遞至第2帕耳帖元件120的吸熱面。例如吸熱塊150可經由滑脂、彈性片等原材料,接觸於第2帕耳帖元件120的吸熱面。可藉由經由該等原材料,而使接觸面積增大,降低熱阻。
初級循環機構170是使初級冷媒在第1散熱塊140與吸熱塊150之間循環。即,初級循環機構170將自第1散熱塊140排出的初級冷媒供給至各個吸熱塊150,並且使自各個吸熱塊150排出的初級冷媒回流至第1散熱塊140。初級循環機構170包括泵172、及儲液罐174。儲液罐174儲存進行循環的初級冷媒的剩餘 部分。泵172將初級冷媒自儲液罐174供給至第1散熱塊140。
在本例中,各吸熱塊150是相互並聯設置,且將藉由配管而分支的初級冷媒供給至各吸熱塊150。自各吸熱塊150排出的初級冷媒藉由配管而匯流,且返回至儲液罐174。再者,作為連接形態的另一例,吸熱塊150既可藉由配管而串聯連接,亦可以並聯與串聯混合存在的方式設置。
在初級循環機構170的配管中,亦可將初級冷媒與環境隔熱。較佳為,將至少吸熱塊150的排出口至第1散熱塊140的供給口為止的路徑的配管與環境隔熱。藉此,可防止在吸熱塊150中,經第2帕耳帖元件120冷卻的初級冷媒因環境溫度而在供給至第1帕耳帖元件110之前升溫。作為具體的隔熱方法,可利用隔熱材料覆蓋配管,亦可利用隔熱材料形成配管本身。
藉由初級循環機構170而循環的初級冷媒可為水。水因熱容量相對較高,經濟且容易獲得,故而適合作為初級冷媒。在使用水作為初級冷媒的情況下,控制器130亦可監視吸熱塊150的排出口附近的初級冷媒的溫度,根據溫度,控制第2帕耳帖元件120的驅動電流,以防止初級冷媒冷凍。再者,作為初級冷媒,亦可使用不凍液等其他液體,亦可使用氣體。
第2帕耳帖元件120是本發明中的第2帕耳帖單元的一例。在本例中,第2帕耳帖元件120設置有4個。各第2帕耳帖元件120形成為平板形狀,且藉由控制器130的控制,而一面成為吸熱面,另一面成為散熱面。各第2帕耳帖元件120的吸熱面與對應的吸熱塊150熱結合,吸熱塊150奪取自初級冷媒接收的熱量。另一方面,第2帕耳帖元件120的散熱面與第2散熱塊160 熱結合。
第2散熱塊160對應著第2帕耳帖元件120設置有4個。各第2散熱塊160具有流路162。藉由二級循環機構180而使二級冷媒流入第2散熱塊160的流路162中。第2散熱塊160是由銅、鋁、黃銅、不鏽鋼等金屬材料塊形成。在第2散熱塊160的側面設置有用以使二級冷媒流動的流路162的流入口及排出口。各第2散熱塊160是熱結合於對應的第2帕耳帖元件120的散熱面,且自第2帕耳帖元件120的散熱面接收熱量,並將其傳遞至二級冷媒。將自第2散熱塊160排出的二級冷媒供給至熱交換器190。例如第2散熱塊160可經由滑脂、彈性片等原材料,接觸於第2帕耳帖元件120的散熱面。可藉由經由該等原材料,而使接觸面積增大,降低熱阻。
此處,在本例中,溫度調節裝置100包括4組第2帕耳帖元件120、吸熱塊150、及第2散熱塊160,但第2帕耳帖元件120、吸熱塊150、及第2散熱塊160的組數大於等於1即可,且可根據要求的冷卻性能設為適當數量。而且,第2帕耳帖元件120、吸熱塊150、及第2散熱塊160的組數亦可以可變更的方式設置。為使冷卻初級冷媒的能力可變,充分地冷卻初級冷媒,提昇第1帕耳帖元件110的冷卻功能,較佳為,第2帕耳帖元件120、吸熱塊150、及第2散熱塊160的組數多於第1帕耳帖元件110的數量。
二級循環機構180是使二級冷媒在第2散熱塊160與熱交換器190之間循環。即,二級循環機構180將自第2散熱塊160排出的二級冷媒供給至熱交換器190,並且使自熱交換器190排出 的二級冷媒回流至第2散熱塊160。二級循環機構180包括泵182、及儲液罐184。儲液罐184是儲存進行循環的二級冷媒的剩餘部分。泵182是將二級冷媒自儲液罐184供給至第2散熱塊160。
在本例中,各第2散熱塊160是相互並聯設置,將藉由配管而分支的二級冷媒供給至各第2散熱塊160。自各第2散熱塊160排出的二級冷媒藉由配管而匯流,且供給至熱交換器190。再者,第2散熱塊160亦可藉由配管而串聯連接,亦可以並聯與串聯混合存在的方式設置。
熱交換器190接收自第2散熱塊160排出的二級冷媒,進行散熱。例如熱交換器190可為散熱器,且散熱器可將二級冷媒的熱量散熱至大氣中。可利用空冷用風扇192對熱交換器190吹風而促進熱交換。自熱交換器190排出的二級冷媒是返回至儲液罐184。
藉由二級循環機構180而循環的初級冷媒可為水。水因熱容量相對較高,經濟且容易獲得,故適合作為二級冷媒。而且,在常溫下使用散熱器作為熱交換器190的情況下,無需考慮水的冷凍,操作簡便。再者,作為二級冷媒,亦可使用不凍液等其他液體,亦可使用氣體。
為藉由以如上方式構成的溫度調節裝置100將冷卻對象物進行冷卻,而利用控制器130對第1帕耳帖元件110及第2帕耳帖元件120供給驅動電流,並且利用泵172及泵182使初級冷媒及二級冷媒循環。控制器130亦可監視第1帕耳帖元件110的吸熱面或冷卻對象物的溫度,對供給至第1帕耳帖元件110及第3帕耳帖元件200的驅動電流進行控制。例如控制器130可以如下 方式進行控制,即,相應於監視溫度低於預定值而阻斷驅動電流,且相應於監視溫度超過預定溫度而供給驅動電流。或者,控制器130亦可利用溫度計(未圖示)監視吸熱塊150的排出口附近的初級冷媒的溫度,對供給至第2帕耳帖元件120的驅動電流進行控制,以防止初級冷媒冷凍。再者,亦可藉由使流入第1帕耳帖元件中的電流的方向與冷卻動作時相反,而作為加熱裝置進行動作。在作為加熱裝置進行動作的情況下,可使二級冷媒循環,亦可停止循環。而且,在作為加熱裝置進行動作的情況下,可使第2帕耳帖元件120停止,亦可使與冷卻動作時反向的驅動電流流入第2帕耳帖元件120中,加熱初級冷媒,使加熱性能增強。
圖2表示第1實施方式的變形例。在第1實施方式的一例與本變形例中標註共用的參照編號的構成要素只要無特別說明,其功能及構成共通,故省略說明。本變形例的溫度調節裝置100包括第1帕耳帖元件110、吸熱板112、第2帕耳帖元件120、控制器130、第1散熱塊140、吸熱塊150、第2散熱塊160、初級循環機構170、二級循環機構180、熱交換器190、及第3帕耳帖元件200。
第3帕耳帖元件200是對應著第1帕耳帖元件110而設置,且具有吸熱面及散熱面。第3帕耳帖元件200的散熱面是熱結合於對應的第1帕耳帖元件110的吸熱面。第3帕耳帖元件200的吸熱面是作為冷卻裝置本身的吸熱面發揮功能。即,第3帕耳帖元件200的吸熱面是與冷卻對象物熱結合,將冷卻對象物冷卻。在本例中,在第3帕耳帖元件200的吸熱面安裝有吸熱板112,且第3帕耳帖元件200經由吸熱板112,熱結合於冷卻對象物。作為 另一例,第3帕耳帖元件200的吸熱面可經由滑脂、彈性片等原材料,接觸於冷卻對象物。可藉由經由該等原材料,而使接觸面積增大,降低熱阻。
第1帕耳帖元件110與第3帕耳帖元件200重合而成的構成是本發明中的第1帕耳帖單元的一例。再者,在本變形例中,採用將第1帕耳帖元件110與第3帕耳帖元件200兩段重合而成的構成,但亦可為將更多的帕耳帖元件重合而成的結構。而且,亦可採用將相同的帕耳帖元件多段重合而成的結構來代替第2帕耳帖元件120,成為本發明中的第2帕耳帖單元。
控制器130不僅對供給至第1帕耳帖元件110及第2帕耳帖元件120的驅動電流進行控制,而且對供給至第3帕耳帖元件200的驅動電流進行控制。由於利用控制器130供給驅動電流,並且利用泵172及泵182使初級冷媒及二級冷媒循環,故溫度調節裝置100可將與吸熱板112熱結合的冷卻對象物冷卻。供給至第1帕耳帖元件110及第3帕耳帖元件200的驅動電流設為預先決定的電流值。第1帕耳帖元件110與第3帕耳帖元件200的驅動電流的比率是以獲得最大冷卻能力的方式進行最佳化。控制器130亦可使第1帕耳帖元件110的驅動電流大於第3帕耳帖元件200的驅動電流。而且,亦可將第1帕耳帖元件110與第3帕耳帖元件200串聯連接,由控制器130統一地控制。
作為另一例,控制器130亦可監視第3帕耳帖元件200的吸熱面或冷卻對象物的溫度,對供給至第1帕耳帖元件110及第3帕耳帖元件200的驅動電流進行控制。例如控制器130亦可以如下方式進行控制,即,相應於監視溫度低於預定值而阻斷驅 動電流,且相應於監視溫度超過預定溫度而供給驅動電流。或者,控制器130亦可監視吸熱塊150的排出口附近的初級冷媒的溫度,對供給至第2帕耳帖元件120的驅動電流進行控制,以防止初級冷媒冷凍。再者,亦可藉由控制第2帕耳帖元件的動作及二級冷媒的循環,使流入第1帕耳帖元件110中的電流的方向與冷卻動作時相反,而作為加熱裝置進行動作。
圖3表示用於本發明的各實施方式的第1散熱塊140的結構的一例。再者,吸熱塊150、及第2散熱塊160亦可設為相同的結構。在本例中,第1散熱塊140具有將第1帕耳帖元件110的散熱面覆蓋的面積,且具有與該散熱面接觸的上表面、與上表面對向的下表面、及在上表面與下表面之間大致垂直的多個側面。只要可確保初級冷媒流入流路142時可充分地承受壓力的強度,則在第1散熱塊140的上表面與流路142的距離較短者可降低第1帕耳帖元件110與初級冷媒之間的熱阻的方面較佳。在第1散熱塊140的側面設置有流入口144及排出口146。在本例中,將流入口144與排出口146設置在相同的側面,但流入口144與排出口146亦可分別設置在不同的側面(例如對向的側面)。本例的流路142是在第1散熱塊140內設置成U字狀。作為另一例,流路142亦可在第1散熱塊140內彎曲蜿蜒。可藉由使流路142的長度增長而提昇散熱效果。
在由一體的金屬塊製造第1散熱塊140的情況下,利用鑽孔加工自第1散熱塊140的多個側面開設多個孔,從而在第1散熱塊140內形成流路142,且填埋多餘的孔,藉此,可形成流路142,而無需在上表面及下表面開孔。在本例的情況下,為了不僅 利用鑽孔加工形成用於流入口144及排出口146的2個孔,而且形成用以使該2個孔連通的路徑,而利用鑽孔加工,自與設置有流入口144及排出口146的側面鄰接的另一側面開孔,保留將流入口144與排出口146連通的路徑,且填埋該另一側面的孔,藉此,形成U字型的流路142。再者,亦可利用切削加工在上表面側及下表面側的2片金屬塊中形成流路142,且使該第1散熱塊140與2片金屬塊接合,製造具備流路142的第1散熱塊140。
圖4表示用於本發明的各實施方式的第1散熱塊140的結構的另一例。再者,吸熱塊150、及第2散熱塊160亦可設為相同的結構。在本例中,在第1散熱塊140的上表面設置開口,且露出流路142。包圍開口設置凹部148,且在凹部148內嵌入O形環400。在嵌入於凹部148的狀態下,O形環400的上端自第1散熱塊140的上表面伸出例如0.2 mm左右。即,若將凹部148的深度設為d1,將O形環400未彈性變形狀態下的粗度設為d2,則d2>d1。
圖5是在圖4所示的第1散熱塊140上安裝有第1帕耳帖元件110的狀態下的吸熱板112、第1帕耳帖元件110及第1散熱塊140的剖面圖。在第1散熱塊140的上表面,在四角設置有螺釘孔,在吸熱板112中與螺釘孔對應的位置設置有貫通孔。吸熱板112藉由通過貫通孔的螺釘而夾著第1帕耳帖元件110螺釘固定在第1散熱塊140。第1帕耳帖元件110藉由吸熱板112而自吸熱面側對第1散熱塊140施力,且第1帕耳帖元件110的散熱面使自第1散熱塊140的上表面伸出的O形環400在開口的整周彈性變形。藉此,可密封開口,防止初級冷媒洩漏至第1散熱塊 140的上表面側,並且可使流路142中流動的初級冷媒與第1帕耳帖元件110的散熱面直接接觸,將散熱面的熱量直接傳遞至初級冷媒。
在吸熱板112的貫通孔與第1放熱塊140的螺釘孔之間,配置有間隔件114。間隔件114的高度比第1帕耳帖元件110的厚度,大出比O形環400自第1散熱塊140伸出的量(即,本例中為0.2 mm)小的長度(例如0.1 mm)。即,若將凹部148的深度設為d1,將O形環400未彈性變形狀態下的粗度設為d2,將第1帕耳帖元件110的厚度設為T,將間隔件114的高度設為H,則H<d2-d1+T。藉此,吸熱板112與第1散熱塊140的距離的下限受間隔件114的高度限制,即便過度擰緊安裝吸熱板112的螺釘,亦可獲得O形環400的適當彈性變形量,並且可防止第1帕耳帖元件110與第1散熱塊140的上表面接觸而破損。
根據以上說明的溫度調節裝置100的構成,可藉由利用第2帕耳帖元件120冷卻用於第1帕耳帖元件散熱的初級冷媒,而提昇冷卻性,並且可實現安靜性高的溫度調節裝置。而且,可藉由使第2帕耳帖元件120的數量可變,而根據所需的冷卻性能,調整對初級冷媒的冷卻能力。
圖6是表示本發明的第2實施方式的溫度調節裝置1100的構成例的圖。本例的溫度調節裝置1100是調節對象物的溫度。溫度調節裝置1100包括第1帕耳帖元件1110、調熱台1112、第1傳熱塊1114、第1儲存容器1116、第2帕耳帖元件1120、第2傳熱塊1122、第3傳熱塊1124、第2儲存容器1126、控制器1130、初級循環機構1140、二級循環機構1150、熱交換器1160及框體 1170。第1帕耳帖元件1110、調熱台1112、及第1傳熱塊1114儲存在第1儲存容器1116中。第2帕耳帖元件1120、第2傳熱塊1122、第3傳熱塊1124、第2儲存容器1126、控制器1130、初級循環機構1140、二級循環機構1150、及熱交換器1160儲存在框體1170中。第1儲存容器1116與框體1170由下述用以使第1熱媒循環的配管及用以對第1帕耳帖元件1110供給驅動電流的配線連接。
用於溫度調節裝置1100的帕耳帖元件與用於第1實施方式者相同。以下,將形成為平板形狀的帕耳帖元件的第1基板側的外表面稱為帕耳帖元件的第1面,將第2基板側的外表面稱為帕耳帖元件的第2面。
如上所述,帕耳帖元件是根據驅動電流的方向,第1面及第2面中的任一面作為吸熱面發揮功能,另一面作為散熱面發揮功能,故而根據驅動電流的方向,既可加熱對象物,亦可冷卻對象物。在以下說明中,主要以溫度調節裝置1100冷卻對象物時的動作為例進行說明。
在溫度調節裝置1100冷卻對象物的情況下,控制器1130對供給至第1帕耳帖元件1110及第2帕耳帖元件1120的驅動電流進行控制,使第1帕耳帖元件1110及第2帕耳帖元件1120的第1面作為吸熱面發揮功能,使第2面作為散熱面發揮功能。控制器1130可分別單獨地控制第1帕耳帖元件1110的驅動電流與第2帕耳帖元件1120的驅動電流,亦可共通地控制第1帕耳帖元件1110的驅動電流與第2帕耳帖元件1120的驅動電流。再者,在圖6中,為易於理解發明,而利用箭頭簡略地描繪自控制器1130 朝第1帕耳帖元件1110及第2帕耳帖元件1120的驅動電流供給,當然,實際上是利用分別連接於第1、第2基板的2根配線,將驅動電流供給至帕耳帖元件,使迴路電流(return current)回流。
第1帕耳帖元件1110是形成為平板形狀,且藉由控制器1130的控制,而使第1面作為吸熱面發揮功能,使第2面作為散熱面發揮功能。
圖7表示調熱台1112的外觀的一例。調熱台1112是熱結合於第1帕耳帖元件1110的第1面,且在第1帕耳帖元件1110的第1面與對象物之間傳遞熱量。調熱台1112例如由銅、鋁、黃銅、不鏽鋼等熱傳遞特性或加工特性優異的金屬材料形成。再者,在必需絕緣的情況下,調熱台1112可由陶瓷等絕緣體形成,亦可利用陶瓷等絕緣體被覆金屬材料而形成。調熱台1112包括:基底部1210,下表面與第1帕耳帖元件1110的第1面抵接;及突出部1220,突出至基底部1210中未與第1帕耳帖元件抵接之側。突出部1220包括與第1帕耳帖元件1110的第1面大致垂直的側壁面1222、及自設置在第1儲存容器1112中的開口部1410露出的露出面1224。在圖7所示的例中,露出面1224為正方形,但露出面1224的形狀可結合對象物的形狀進行設計。調熱台1112的基底部下表面可經由滑脂、彈性片等而與第1帕耳帖元件1110的第1面接觸。可藉由經由該等原材料,而使接觸面積增大,降低熱阻。
圖8表示第1傳熱塊1114的外觀的一例。第1傳熱塊1114具有初級熱媒進行流動的流路1310,且熱結合於第1帕耳帖元件的第2面。例如第1傳熱塊1114可經由滑脂、彈性片等原材料而與第1帕耳帖元件1110的第2面接觸。可藉由經由該等原材 料,而使接觸面積增大,降低熱阻。第1傳熱塊1114是在第1帕耳帖元件1110的第2面與初級熱媒之間傳遞熱量。在溫度調節裝置1100冷卻對象物的情況下,為使第1帕耳帖元件1110的第2面作為散熱面發揮功能而進行驅動,將第1傳熱塊1114熱結合於第1帕耳帖元件1110的第2面,從而自第1帕耳帖元件1110的第2面接收熱量,並將其傳遞至初級熱媒。
在第1傳熱塊1114的流路中流動的初級熱媒的溫度可成為第1儲存容器1116的外部環境的露點溫度以下。初級熱媒可為例如水等液體,但為防止冷凍,較佳為使用不凍液。控制器1130亦可監視初級熱媒的溫度,根據溫度控制驅動電流,以防止初級熱媒冷凍。初級熱媒藉由初級循環機構1140而在第1傳熱塊與下述第2傳熱塊之間進行循環。在本例中,第1傳熱塊1114由銅、鋁、黃銅、不鏽鋼等金屬材料塊形成。在第1傳熱塊1114的側面設置有用以使初級熱媒流動的流路1310的流入口1320及排出口1330。自第1傳熱塊1114排出的初級熱媒是供給至第2傳熱塊1122。
在本實施方式中,於溫度調節裝置1100中僅設置有一組第1帕耳帖元件1110、調熱台1112、及第1傳熱塊1114,但該等之組亦可設置多個。在設置多組第1帕耳帖元件1110、調熱台1112、及第1傳熱塊1114的情況下,可對多個第1傳熱塊1114並列地供給初級熱媒。可藉由對多個第1傳熱塊1114並列地供給第一熱媒,而將多個第1帕耳帖元件1110均勻地散熱或加熱。
圖9表示在第1儲存容器1116中儲存有第1帕耳帖元件1110、調熱台1112、及第1傳熱塊1114的狀態的外觀。圖10 表示圖9中的A-A'線剖面圖。第1儲存容器1116將第1帕耳帖元件1110、及第1傳熱塊1114氣密密閉。在第1儲存容器1116中設置有開口部1410,且作為調熱台1112的一部分的露出面1224自該開口部1410露出於第1儲存容器1116外。在第1儲存容器1116,安裝有用以對第1帕耳帖元件1110供給驅動電流的電氣配線饋孔(feed-through)1420、及用以使初級熱媒在第1傳熱塊1114中循環的配管1430,且該等亦於維持著氣密性的態樣下安裝。
在溫度調節裝置1100冷卻對象物的情況下,第1傳熱塊1114中流動的初級熱媒相較第1儲存容器1116的外部環境溫度可成為低溫。若第1傳熱塊1114與第1儲存容器1116較強地熱結合,則外部環境將導致初級熱媒升溫,使溫度調節裝置1100的冷卻性能降低。因此,如圖10所示,第1傳熱塊1114是經由由隔熱性原材料形成的間隔件1570,固定在第1儲存容器1116的內部,從而與外部氣體隔熱。而且,固定用的螺釘1580亦使用由隔熱性原材料形成者。形成間隔件1570及螺釘1580的隔熱性原材料例如可為樹脂原材料。調熱台1112及第1傳熱塊1114是藉由螺釘1590而一面維持散熱面與吸熱面的隔熱,一面夾擠第1帕耳帖元件1110。作為一例,螺釘1590是由樹脂原材料等隔熱性原材料形成。樹脂原材料的螺釘在強度不足的情況下,亦可在螺釘1590的頭部與調熱台1112之間插入隔熱原材料的襯套(bush),而將散熱面與吸熱面隔熱。
第1儲存容器1116包括本體部1510及蓋部1520。本體部1510與蓋部1520夾著O形環1530而密接,以維持氣密性。在蓋部1520設置有將第1儲存容器1116的內部與外部連通的開口 部1410。作為調熱台的一部分的露出面1224自該開口部1410露出於第1儲存容器1116外。開口部1410的內壁面1540是與調熱台1112的側壁面1222隔著預定間隙(clearance)對向。在開口部1410的內壁面1540與調熱台1112的側壁面1222之間配置有O形環等密封構件1550,以維持第1儲存容器1116的氣密性。亦可在開口部1410的內壁面1540形成槽1560,以進行密封構件1550的定位。密封構件1550是由槽1560與側壁面1222夾持而壓縮、變形,將內壁面1540與側壁面1222的間隙密封。再者,用於密封構件1550定位的槽1560可設置在調熱台1112的側壁面1222,亦可設置在內壁面1540及側壁面1222的兩者。根據如上結構,第1儲存容器1116的內部維持氣密性,阻礙自第1儲存容器1116的外部供給水分,因此,可抑制在第1儲存容器1116的內部產生冷凝。第1儲存容器1116亦可在經真空抽吸的狀態下密閉。而且,亦可在第1儲存容器1116的內部填充經乾燥的惰性氣體。而且,亦可在第1儲存容器1116的內部配置矽膠等乾燥劑。
返回圖6,初級循環機構1140使初級熱媒在第1傳熱塊1114與第2傳熱塊1122之間循環。即,初級循環機構1140將自第1傳熱塊1114排出的初級熱媒供給至第2傳熱塊1122,並且使分別自第2傳熱塊1122排出的初級熱媒回流至第1傳熱塊1114。初級循環機構1140包括泵1142、及儲液罐1144。儲液罐1144儲存進行循環的初級熱媒的剩餘部分。泵1142將初級熱媒自儲液罐1144供給至第1傳熱塊1114。
本實施方式的溫度調節裝置1100包括4個第2傳熱塊1122。第2傳熱塊1122是由銅、鋁、黃銅、不鏽鋼等金屬材料塊 形成。第2傳熱塊1122對應著第2帕耳帖元件1120設置有相同數量。第2傳熱塊1122與圖8所示的第1傳熱塊1114同樣地,包括流路、流入口及排出口。自第1傳熱塊1114排出的初級熱媒流入流路中。第2傳熱塊1122是熱結合於第2帕耳帖元件1120的第1面,且在第2帕耳帖元件1120的第1面與初級熱媒之間傳遞熱量。在溫度調節裝置1100冷卻對象物的情況下,藉由控制器1130而供給驅動電流,以使第2帕耳帖元件1120的第1面作為吸熱面發揮功能。例如第2傳熱塊1122可經由滑脂、彈性片等原材料,接觸於第2帕耳帖元件1120的吸熱面。可藉由經由該等原材料,而使接觸面積增大,降低熱阻。多個第2傳熱塊1122是串聯連接,將自第1傳熱塊1114排出的初級熱媒供給至最上游的第2傳熱塊1122的流入口。將初級熱媒依次供給下一段的第2傳熱塊1122,且將自最下游的第2傳熱塊1122的排出口排出的初級熱媒儲存在儲液罐1144。在本例中,4個第2傳熱塊1122是串聯連接,但作為另一例,第2傳熱塊1122可並聯連接,亦可混合存在串聯連接與並聯連接。自最下游的第2傳熱塊1122排出的二級熱媒經4個第2帕耳帖元件1120冷卻之結果,存在成為第2儲存容器1126的外部環境的露點溫度以下的情況。
在初級循環機構1140的配管中,可將初級熱媒與環境隔熱。較佳為,至少將第2傳熱塊1122的排出口至第1傳熱塊1114的供給口為止的路徑的配管與環境隔熱。藉此,可防止在第2傳熱塊1122中經第2帕耳帖元件1120冷卻的初級熱媒因環境溫度而在供給至第1帕耳帖元件1110之前升溫。作為具體之隔熱方法,可利用隔熱材料覆蓋配管,亦可利用隔熱材料形成配管本身。
在本實施方式中,設置有4個第2帕耳帖元件1120。各第2帕耳帖元件1120形成為平板形狀,且藉由控制器1130的控制,而使一面作為吸熱面發揮功能,使另一面作為散熱面發揮功能。各第2帕耳帖元件1120的第1面是與對應的第2傳熱塊1122熱結合。在溫度調節裝置1100冷卻對象物的動作時,藉由來自控制器1130的驅動電流,使第2帕耳帖元件1120的第1面作為冷卻面發揮功能,而自初級熱媒奪取熱量。另一方面,第2帕耳帖元件1120的第2面是熱結合於第3傳熱塊1124。再者,本實施方式是揭示包括4個第2帕耳帖元件1120之例,但第2帕耳帖元件可根據要求的性能,而設置任意數量。
如圖6所示,在本實施方式中,第3傳熱塊1124相對於4個第2帕耳帖元件1120設置有1個。該構成與相對於各第2帕耳帖元件1120各設置一個第3傳熱塊的情況相比,無需將多個第3傳熱塊的流路間連接的配管或接頭,在可靠性、組裝的容易性等方面有利。第3傳熱塊1124是熱結合於第2帕耳帖元件1120的第2面,且在第2帕耳帖元件1120的第2面與二級熱媒之間傳遞熱量。圖11表示將第3傳熱塊1124分解後的狀態的外觀。第3傳熱塊1124包括本體部1610及蓋部1620。在第3傳熱塊1124的本體部1610設置流路1630作為凹部。藉由二級循環機構1180,而使二級熱媒流入該流路1630中。第3傳熱塊1124的本體部1610是由銅、鋁、黃銅、不鏽鋼等金屬材料塊形成。在第3傳熱塊1124的本體部1610的側面設置有流路1630的流入口1640及排出口1650。
第3傳熱塊1124的蓋部1620是由與本體部1610相同 的材質形成為板狀。由於可利用板金加工形成板狀的蓋部1620,故而可抑制製造成本。蓋部1620以避免流路1630中流動的二級熱媒洩漏的方式,例如藉由焊接而安裝在本體部1610。第3傳熱塊1124的上表面是熱結合於4個第2帕耳帖元件1120的第2面,且在各第2帕耳帖元件1120的第2面與二級熱媒之間傳遞熱量。例如第3傳熱塊1124可經由滑脂、彈性片等原材料,接觸於第2帕耳帖元件1120的第2面。可藉由經由該等原材料,而使接觸面積增大,降低熱阻。在溫度調節裝置1100冷卻對象物的動作時,自作為散熱面發揮功能的第2帕耳帖元件的第2面接收熱量,並將其傳遞至二級熱媒。
再者,在本實施方式中,以相對於4個第2帕耳帖元件1120設置1個第3傳熱塊1124的情況為例進行了說明,但第3傳熱塊1124亦可對應於4個第2帕耳帖元件1120各設置一個。在該情況下,4個第3傳熱塊1124可與第2傳熱塊1122同樣地進行從屬連接,亦可並聯連接。或者,亦可以並聯與串聯混合存在的方式設置。在第2帕耳帖元件1120、第2傳熱塊1122、及第3傳熱塊1124中各以一個成為一組的構成中,容易增設第2帕耳帖元件1120,且容易變更與要求的性能相應的構成。
自第3傳熱塊1124排出的二級熱媒是藉由二級循環機構1150而在第3傳熱塊1124與下述熱交換器1160之間進行循環。即,二級循環機構1150將自第3傳熱塊1124排出的二級熱媒供給至熱交換器1160,並且使自熱交換器1160排出的二級介質回流至第3傳熱塊1124。二級循環機構1150包括泵1152、及儲液罐1154。儲液罐1154儲存進行循環的二級熱媒的剩餘部分。泵 1152將二級熱媒自儲液罐1154供給至第3傳熱塊1124。
熱交換器1160接收自第3傳熱塊1124排出的二級熱媒,進行散熱。例如,熱交換器1160可為散熱器,且散熱器可將二級熱媒的熱量散熱至大氣中。可利用空冷用風扇1162對熱交換器1160吹風而促進熱交換。使自熱交換器1160排出的二級熱媒返回至儲液罐1154。
藉由二級循環機構1150而循環的二級熱媒可為水。水因熱容量相對較高,經濟且容易獲得,而適合作為二級熱媒。而且,在常溫下使用散熱器作為熱交換器1160的情況下,無需考慮水的冷凍,操作簡便。再者,作為二級熱媒,既可使用不凍液等其他液體,亦可使用氣體。
圖12表示儲存在第2儲存容器1126中的第2帕耳帖元件1120、第2傳熱塊1122、及第3傳熱塊1124。第2帕耳帖元件1120、第2傳熱塊1122、及第3傳熱塊1124是在氣密密閉狀態下儲存在第2儲存容器1126中。第2儲存容器1126包括本體部1710及蓋部1720。本體部1710與蓋部1720是隔著平墊圈等密封構件1730密接,以維持氣密性。第3傳熱塊1124藉由螺釘1740而以直接接觸的態樣固定在第2儲存容器1126。螺釘1740可由導熱率相對較高的金屬材料形成。藉由直接接觸於第2儲存容器1126,第3傳熱塊1124不僅可將熱自作為散熱面發揮功能的第2帕耳帖元件1120的第2面傳遞至二級熱媒,而且可利用第2儲存容器1126作為散熱器,促進散熱。第2傳熱塊1122及第3傳熱塊1124是一面維持散熱面與吸熱面的隔熱,一面利用螺釘1750夾擠第2帕耳帖元件1120。作為一例,螺釘1750是由樹脂原材料等隔熱性原 材料形成。樹脂原材料的螺釘在強度不足的情況下,亦可在螺釘1750的頭部與第2傳熱塊1122之間插入隔熱原材料的襯套,將散熱面與吸熱面隔熱。在第2儲存容器1126,安裝有用以對第2帕耳帖元件1120供給驅動電流的電氣配線饋孔、用以使初級熱媒循環至第2傳熱塊1124的配管、及用以使二級熱媒循環至第3傳熱塊的配管等,該等構件亦在維持氣密性的態樣下安裝。根據如上結構,第2儲存容器1116的內部維持氣密性,阻礙自第2儲存容器1126的外部供給水分,因此,可抑制在第2儲存容器1126的內部產生冷凝。第2儲存容器1126亦可在經真空抽吸的狀態下密閉。而且,亦可在第2儲存容器1126的內部填充經乾燥的惰性氣體。而且,亦可在第2儲存容器1126的內部配置矽膠等乾燥劑。
為利用以如上方式構成的溫度調節裝置1100對冷卻對象物進行冷卻,而藉由控制器1130,以第1帕耳帖元件1110及第2帕耳帖元件1120的第1面成為吸熱面的方式供給驅動電流,並且利用泵1142及泵1152使初級熱媒及二級熱媒循環。控制器1130亦可監視調熱台1112的露出面1224或冷卻對象物的溫度,對供給至第1帕耳帖元件1110及/或第2帕耳帖元件1120的驅動電流進行控制。例如控制器1130可以如下方式進行控制,即,相應於監視溫度低於預定值而阻斷驅動電流,且相應於監視溫度超過預定溫度而供給驅動電流。或者,控制器1130亦可利用溫度計(未圖示)監視第2傳熱塊1122的排出口附近的初級熱媒的溫度,控制對第2帕耳帖元件1120的驅動電流,以防止初級熱媒冷凍。再者,亦可藉由使流入第1帕耳帖元件中的電流的方向與冷卻動作時相反,而利用溫度調節裝置1100加熱對象物。在該情況下,可 使二級熱媒循環,亦可停止循環。而且,在利用溫度調節裝置1100加熱對象物的動作的情況下,可使第2帕耳帖元件1120停止,亦可使與冷卻動作時反向的驅動電流流入第2帕耳帖元件1120中,加熱初級熱媒,使加熱性能增強。
根據以上說明的溫度調節裝置1100的構成,可藉由利用第2帕耳帖元件1120冷卻用於第1帕耳帖元件1110散熱的初級熱媒,而提昇冷卻性,並且實現安靜性高的溫度調整裝置。而且,由於第1儲存容器1116及第2儲存容器1126氣密密閉地儲存帕耳帖元件及配置在其周邊的傳熱塊,故而可抑制在第1儲存容器1116及第2儲存容器1126的內部產生冷凝。
圖13表示儲存上述第2實施方式中的第1帕耳帖元件1110、調熱台1112、及第1傳熱塊1114的第1儲存容器1116的變形例。而且,圖14是圖13中的B-B'線剖面圖。再者,在圖13及圖14中,標註與圖6至圖12中使用的參照編號相同的參照編號的構件只要未特別說明,則與關於圖6至圖12所說明的構件為相同的構成,為避免冗長的記載,而省略其說明。
在本變形例中,如圖13及圖14所示,在調熱台1112的突出部220與第1儲存容器1116的蓋部1520之間,配置有筒狀的耐熱環1800。即,耐熱環1800是配置在自調熱台1112的開口部1410露出的部位與開口部1410之間。耐熱環1800是由聚醚醚酮(Polyetheretherketone,PEEK)之類高耐熱性的材料形成為圓筒形狀。本變形例中的調熱台1112的突出部1220是結合耐熱環1800的形狀而形成為圓柱狀。蓋部1520的開口部1410亦結合耐熱環1800的形狀而設置為圓形的貫通孔。耐熱環1800的外壁 面1810是隔著預定間隙(clearance)而與設置在蓋部1520的開口部1410的內壁面1540對向,且耐熱環1800的內壁面1820是隔著預定間隙而與突出部1220的側壁面1222對向。
在耐熱環1800的外壁面1810形成有槽1830。本變形例在蓋部1520的開口部1410的內壁面1540未形成槽。在內壁面1540與槽1830之間配置由彈性材料形成的O形環等密封構件1850。密封構件1850是由內壁面1540與槽1830夾持著壓縮變形,將內壁面1540與外壁面1810的間隙密封。槽1830及密封構件1850可分別設置多個,亦可為1個。該等的數量可根據要求的性能(隔熱性能、氣密性能、保持力等)決定。如圖14所示,本變形例中,設置有2組槽1830及密封構件1850。
在耐熱環1800的內壁面1820形成有槽1840。而且,在調熱台1112的側壁面1222形成有槽1226。在內壁面1820與槽1226之間配置有O形環等密封構件1550,以維持第1儲存容器1116的氣密性。密封構件1550是由槽1840與槽1226夾持著壓縮變形,將內壁面1820與側壁面1222的間隙密封。密封構件1550是確保第1儲存容器1116的氣密性,並且進行耐熱環1800與調熱台1112在上下方向上的定位。槽1840、槽1226、及密封構件1550可分別設置多個,亦可為1個。該等的數量可根據要求性能(隔熱性能、氣密性能、保持力等)決定。而且,用以夾持密封構件1550的槽亦可設置在調熱台1112的側壁面1222及耐熱環1800的內壁面1820中的僅任一壁面上。在該情況下,較理想為,將夾持密封構件1850的槽設置在蓋部1520的內壁面1540與耐熱環1800的外壁面1810的兩者,且藉由槽彼此隔著密封構件1850 對向,而進行蓋部1520及耐熱環1800在上下方向上的定位。
由於在調熱台1112的突出部1220與第1儲存容器1116的蓋部1520之間配置有耐熱環1800的結構,故第1儲存容器1116的內部可一面維持氣密性,一面藉由調熱台1112的溫度變化而抑制第1儲存容器1116的蓋部1520所受的熱負載。
在耐熱環1800的下表面外周部設置有突起1860。突起1860是在耐熱環1800對於調熱台1112相較預定位置向下側偏移時,接觸於調熱台1112的基底部1210上表面,防止過度的位置偏移。突起部1860可遍及耐熱環1800的下表面的整周而設置,亦可僅設置在下表面外周部的一部分。
在本變形例中,在第1儲存容器1116的與調熱台1112對向的內壁面配置有遮熱構件1870。遮熱構件1870將來自調熱台1112的輻射反射,阻礙朝向第1儲存容器1116的輻射造成的熱傳遞。再者,遮熱構件1870可至少配置在第1儲存容器1116中與調熱台1112對向的內壁面即可,亦可配置在第1儲存容器1116的內壁面整面。遮熱構件1870例如可由鋁薄膜形成。作為另一例,亦可利用蒸鍍、鍍金等方法,在第1儲存容器1116的內壁面的所需區域形成遮熱膜。
根據本變形例的構成,可藉由耐熱環1800及遮熱構件1870,而使與儲存在第1儲存容器1116內部的第1帕耳帖元件1110、調熱台1112、及第1傳熱塊1114等的遮熱性能提昇。
以上,利用實施方式對本發明進行了說明,但本發明的技術範圍並不限定於上述實施方式記載的範圍。本領域技術人員應明瞭可對上述實施方式施以多種變更或改良。根據申請專利範 圍的記載可知添加有此種變更或改良的形態亦可包含在本發明的技術範圍內。

Claims (4)

  1. 一種熱移動單元,包括:儲存容器,具有連通內部與外部的開口部;溫度可變的調熱台,配置於上述儲存容器的內部,且具有自上述開口部露出於上述儲存容器的外部的露出面、及側壁面;筒狀的耐熱構件,配置在上述調熱台的側壁面與上述開口部的內壁面之間,且上述耐熱構件具有內壁面及外壁面;第1密封構件,以形成三明治結構而壓縮變形於上述開口部的內壁面與上述耐熱構件的外壁面之間,將上述開口部的內壁面與上述耐熱構件的外壁面的間隙密封;第2密封構件,以形成三明治結構而壓縮變形於上述耐熱構件的內壁面與上述調熱台的外壁面之間,將上耐熱構件的內壁面與上述調熱台的外壁面的間隙密封;帕耳帖元件,具有根據驅動電流的方向作為吸熱面或散熱面發揮功能的第1面、及根據上述驅動電流的方向作為上述吸熱面或上述散熱面中與上述第1面不同的面而發揮功能的第2面,上述第1面熱結合於上述調熱台;及第1傳熱塊,具有熱媒進行流動的流路,且熱結合於上述帕耳帖元件的上述第2面,在上述第2面與上述熱媒之間傳遞熱量。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的熱移動單元,更包括遮熱構件,配置在上述儲存容器的內壁面中至少在與上述調熱台對向的部分。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的熱移動單元,其中上述耐熱構件的下表面外周部具有突起。
  4. 一種溫度調節裝置,包括:如申請專利範圍第1項所述的熱移動單元;控制器,控制上述帕耳帖元件的上述驅動電流;熱交換器,接收自上述第1傳熱塊排出的上述熱媒,進行熱交換;循環機構,使上述熱媒在上述第1傳熱塊與上述熱交換器之間循環。
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