WO1999018399A1 - Collecteur comportant un module thermoelectrique et un dispositif de refroidissement utilisant ce module - Google Patents

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WO1999018399A1
WO1999018399A1 PCT/JP1998/004496 JP9804496W WO9918399A1 WO 1999018399 A1 WO1999018399 A1 WO 1999018399A1 JP 9804496 W JP9804496 W JP 9804496W WO 9918399 A1 WO9918399 A1 WO 9918399A1
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WO
WIPO (PCT)
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thermoelectric module
manifold
cavity
heat transfer
stirring member
Prior art date
Application number
PCT/JP1998/004496
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hisayoshi Inoue
Shohei Inamori
Masatsugu Fujimoto
Toshio Uetsuji
Osao Kido
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Company
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction

Definitions

  • thermoelectric module Description Manifold with built-in thermoelectric module and cooling device using thermoelectric module
  • the present invention relates to a mar- ridge having a built-in thermoelectric module. Further, the present invention relates to a cooling device and a thermoelectric module using the thermoelectric module. Background art
  • thermoelectric module is what is known as a Peltier module or a thermoelectric module, and has two heat transfer surfaces, and one of the heat transfer surfaces is formed by flowing an electric current. It is a member that has the function of being heated and the other heat transfer surface being cooled.
  • a cooling device using a thermoelectric module is disclosed, for example, in WO 9Z13 2443 (PCTZAU920.000008).
  • thermoelectric module is built in a manifold, and two cavities are formed in a manifold with the thermoelectric module interposed therebetween.
  • the cavity facing the heating-side heat transfer surface of the manifold is connected to a closed circuit composed of a heat exchanger and a pump, and the cavity facing the other cooling-side heat transfer surface is similarly connected to the heat exchanger and the pump. Connected to a closed circuit.
  • a circulation circuit including the heat transfer surface on the heating side of the thermoelectric module and a circulation circuit including the cooling surface are configured, and a heat medium mainly composed of water is circulated through this circuit.
  • the invention disclosed in the above-mentioned W92 / 132324 is a technology capable of performing practical cooling using a thermoelectric module.
  • the technology disclosed in W092 / 133243 only discloses the basic configuration of the cooling device, To apply the present invention to refrigerators and the like, there are many points to be improved and new problems to be solved.
  • thermoelectric modules has lower cooling efficiency than the conventional cooling system using CFCs.
  • the technique disclosed in WO92Z133243 has a problem of how to smooth the contact between the heat medium and the heat transfer surface of the thermoelectric module to improve the cooling efficiency.
  • the invention disclosed in W095 / 3168688 (PCTZAU95Z002771) has been known as an improved means for smoother heat exchange between the thermoelectric module and the heat medium. ing.
  • a stirring blade is provided in the cavity of the manifold to increase the contact between the heat medium and the heat transfer surface of the thermoelectric module.
  • WO 95/331688 does not disclose any specific means for rotating the stirring blade in the cavity.
  • the invention disclosed in WO 95316888 discloses that although the above-mentioned problem is somewhat improved by providing a stirring blade in the cavity, the stirring blade in the cavity is specifically rotated. No means were disclosed.
  • the invention disclosed in W95 / 3161688 increases the contact between the heat medium and the heat transfer surface of the thermoelectric module by rotating the stirring blade. By rotating the, the air bubbles may be trapped in the cavity, and the air bubbles may hinder contact between the heat medium and the heat transfer surface of the thermoelectric module.
  • thermoelectric module since a stirring blade is rotated in the cavity of the manifold, a circular thermoelectric module is used.
  • WO 95/316888 discloses the configuration of FIG. 20 and FIG. 21 as an example of a circular thermoelectric module.
  • FIG. 20 is a front view of a circular thermoelectric module disclosed in W095Z316888.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of the thermoelectric module of FIG. 20.
  • 200 is a Peltier element
  • 202 is an electrode
  • 203 Is an aluminum plate.
  • the conventional circular thermoelectric module has a Bertier element 200 and electrodes 202 arranged in a circle as shown in the figure, and is sandwiched between disk-shaped plates.
  • thermoelectric module With the structure disclosed in WO 95/331688, a circular thermoelectric module can be realized.
  • the structure disclosed in the prior art has a problem that it is difficult to manufacture. That is, the structure disclosed in the prior art is one in which the Peltier element 200 and the electrode 202 are arranged in a circle, which makes it difficult to perform positioning or the like.
  • a Peltier element can be made at a lower temperature by stacking in multiple stages, but according to the structure of the prior art, it is difficult to stack a Peltier element in multiple stages.
  • thermoelectric module of the prior art
  • the present invention focuses on the above-mentioned problems of the prior art, and develops a manifold having a built-in thermoelectric module that has a high contact ratio between a heat medium and a heat transfer surface of the thermoelectric module and is excellent in heat exchange efficiency. .
  • the present invention is to develop a circular thermoelectric module that is simple to manufacture and easy to multistage. Disclosure of the invention
  • thermoelectric module having at least two heat transfer surfaces and heating one heat transfer surface and cooling the other heat transfer surface by passing an electric current;
  • a manifold body that covers at least one of the heat surfaces and has a cavity between the heat transfer surface, an inlet through which a heat medium is introduced into the cavity, and an outlet through which the heat medium is discharged from the cavity
  • a heat transfer surface of the thermoelectric module is arranged in a vertical direction, and the outlet is a manifold having a built-in thermoelectric module provided above the cavity.
  • the heat medium has an inlet for introducing the heat medium into the cavity, and an outlet for discharging the heat medium from the cavity.
  • the heat transfer surface of the thermoelectric module is arranged in a vertical direction. The outlet is located above the cavity. Therefore, when air is trapped in the cavity, the air rises parallel to the vertically arranged heat transfer surface.
  • the outlet is provided above the cavity, so that the ascended air is smoothly discharged from the outlet. Therefore, according to this aspect, the air bubbles are smoothly discharged, the contact ratio between the heat medium and the heat transfer surface of the thermoelectric module is increased, and the heat exchange efficiency is improved.
  • the discharge port is provided obliquely upward. Is more desirable.
  • a stirring member is provided in the cavity, and it is recommended that the stirring member be rotated in the cavity.
  • thermoelectric module having at least two heat transfer surfaces and heating one heat transfer surface and cooling the other heat transfer surface by flowing a current
  • a manifold body that covers at least one of the heat transfer surfaces and has a cavity between itself and the heat transfer surface; and a stirrer provided in at least one of the cavities of the cavity.
  • a pump incorporating a stirring member having a rotating shaft disposed on an extension of the rotating shaft of the member is disposed on the manifold body, and a separate rotating member is provided for the stirring member in the cavity and the stirring member of the pump.
  • a stator is provided at a position wrapping the two rotors, a motor is formed by the stator and the rotor, and a stirring member in the cavity and a stirring member of the pump are provided. Rotated It is between two hold incorporating the thermoelectric module.
  • thermoelectric module of the present invention a motor is formed by one-third stator and two rotors, and the rotation of the rotor rotates the stirring member in the cavity and the stirring member in the pump. .
  • the manifold and pump are integrated, and the number of parts is reduced.
  • thermoelectric module of the present invention causes the cavity itself to exhibit the function of a pump.
  • the manifold body covers the thermoelectric module, forms a cavity between the heating-side heat transfer surface, and another cavity between the cooling-side heat transfer surface.
  • a stirring member is provided in each of the cavities, and a power transmission member for transmitting the rotational force of one of the stirring members to the other stirring member; and the other stirring member transmits power from the one stirring member.
  • thermoelectric module that has at least two heat transfer surfaces and heats one of the heat transfer surfaces and cools the other heat transfer surface by passing an electric current;
  • a main body having a cavity between the heat transfer surface on the cooling side and another cavity between the heat transfer surface on the cooling side, a stirring member provided in each of the cavities, and one of the stirring members.
  • a power transmission member for transmitting the rotational force of one stirring member to the other stirring member, wherein one of the stirring members is rotated in the cavity by the motor, and the other stirring member is the stirring member.
  • thermoelectric module In the manifold of the present invention, a flow in the rotating direction is generated in the cavity, the contact ratio between the heat medium and the heat transfer surface of the thermoelectric module is increased, and the heat exchange efficiency is improved.
  • the stirring member on both the heating side and the cooling side can be stirred by only one prime mover, the number of parts is small, and the external shape is small.
  • this allows the stirring member in the cavity to rotate, thereby increasing the contact ratio between the heat medium and the heat transfer surface of the thermoelectric module, and improving the heat exchange efficiency.
  • thermoelectric module of the above embodiment transmits power using magnetism for power transmission between the stirring members.
  • power can be transmitted between the stirring members without contact, so that independence between cavities can be ensured. Therefore, the heating medium on the heating side and the heating medium on the cooling side do not mix.
  • the outer shape of the above-described cavity is larger than the outer shape of the heat transfer surface of the thermoelectric module, and a magnetic member is provided at a position corresponding to an outer peripheral portion of the thermoelectric module, which is a part of the stirring member. It is preferable that the power transmission between the stirring members is performed by the above.
  • a magnetic member is provided at a position corresponding to the outer peripheral portion of the thermoelectric module. Therefore, the magnetic member and thermoelectric module
  • thermoelectric module is not affected by magnetism.
  • a component S having a shaft communicating one of the cavities and the other of the cavities, and transmitting power from the stirring member to the other stirring member by the shaft.
  • the mar- ble incorporating the thermoelectric module of this embodiment transmits power directly from one stirring member to the other stirring member by means of a shaft, and thus has high power transmission efficiency.
  • a motor is generally used for the prime mover. Then, the rotor of the motor is connected to the stirring member.
  • the center lines of the magnetic force of the rotor and the stator do not match, and the center line of the magnetic force of the rotor is desirably shifted rearward with respect to the stirring member.
  • thermoelectric module preferably has a circular outer shape.
  • thermoelectric module of the present embodiment In the manifold in which the thermoelectric module of the present embodiment is built, the outer shape of the thermoelectric module is circular, so that the waste of area is small.
  • thermoelectric module As another mode of the thermoelectric module, a configuration in which a plate-shaped element is sandwiched between disk-shaped heat transfer members and the outer shape is circular is also possible.
  • the plate-like thermoelectric module can be used as a substantially circular one.
  • thermoelectric module a square thermoelectric module in which a plurality of Peltier elements are arranged in a square shape and fixed, and a thermoelectric module having two or more circular plates, wherein the square thermoelectric module is provided between the plates It is also possible to adopt a configuration of sandwiching.
  • This configuration has a rectangular thermoelectric module in which a plurality of Peltier elements are arranged and fixed in a square shape, and two or more circular plates, and the rectangular thermoelectric module is sandwiched between these circular plates. ing.
  • the outer shape is circular.
  • thermoelectric module a circular thermoelectric module is realized, and its manufacture is easy. It is also easy to increase the number of Peltier elements.
  • thermoelectric module has a Peltier element sandwiched and fixed between a ceramic layer or an aluminum oxide layer. Further, a configuration may be adopted in which a plurality of rectangular thermoelectric modules are sandwiched between plate bodies in a stacked state. This allows for lower temperatures.
  • thermoelectric modules are sandwiched between plate bodies in a state of being arranged.
  • the circular plate preferably has a rough surface. This improves heat exchange efficiency.
  • thermoelectric module can be applied to all types of modules of the present invention.
  • thermoelectric module is a novel structure of the thermoelectric module.
  • the manifold body may cover only one of the heat transfer surfaces of the thermoelectric module, and the other heat transfer surface of the thermoelectric module may be in contact with the heat conductive plate.
  • the object to be cooled, the air, and the like can be directly cooled by the heat conductive plate.
  • thermoelectric module in which a plurality of Peltier elements are arranged and fixed in a quadrangular shape, and two or more circular plate members, and between the plate members.
  • a circular thermoelectric module comprising a rectangular thermoelectric module, having two heat transfer surfaces, and applying current to heat one heat transfer surface and cool the other heat transfer surface; and Forming a cavity between the heating-side heat transfer surface and another cooling-side heat transfer surface; an inlet through which a heat medium is introduced into the cavity; and A heat transfer surface from which the heat medium is discharged.
  • the heat transfer surface of the thermoelectric module is disposed in a vertical direction.
  • the discharge port has a manifold body provided above the cavities, and the inside of each of the cavities.
  • the stirring member provided in A pump having a power transmission member for transmitting the rotational force of one stirring member to the other stirring member via magnetism, and a stirring member having a rotation member arranged on an extension of the rotation shaft of the stirring member.
  • a separate rotor is connected to the stirring member in the cavity and the stirring member of the pump provided in the manifold body, and one stator is provided at a position surrounding the two rotors.
  • a motor is formed by the stator and the rotor, one of the stirring members in the cavity and the stirring member of the pump are rotated, and the other stirring member receives power transmission from one of the stirring members by magnetism.
  • the manifold which incorporates the thermoelectric module which rotates in the other cavity can be used for the cooling device. That is, a cooling device is configured by connecting a manifold containing all of the above-described thermoelectric modules and a heat exchanger in a ring shape with a pipe.
  • the present invention includes a manifold having a thermoelectric module built therein and a heat exchanger, and a pipe is formed between the manifold and the heat exchanger so as to be annularly connected.
  • the thermoelectric module has at least two heat transfer surfaces, heats one heat transfer surface by passing an electric current, and cools the other heat transfer surface, and covers the thermoelectric module.
  • a manifold body having a cavity between the heat transfer surface on the cooling side and another cavity between the heat transfer surface on the cooling side, a stirring member provided in each of the cavities, and a stirring member.
  • thermoelectric module since the manifold incorporating the above-described thermoelectric module incorporates a rotating stirring member in the cavity, energy is given to the heat medium by the stirring member.
  • the heat medium is circulated using this energy, and the pump is substantially omitted.
  • thermoelectric module instead of the manifold with a built-in thermoelectric module used in the above-mentioned cooling device, at least two heat transfer surfaces are provided and current is applied to heat one heat transfer surface and cool the other heat transfer surface.
  • a pump having a built-in stirring member having a rotating shaft disposed on an extension of the rotating shaft of the stirring member is provided in the manifold body, and a stirring member in the cavity and a stirring member in the pump are provided.
  • a separate rotor is connected, one stator is provided at a position surrounding the two rotors, a motor is formed by the stator and the rotor, a stirring member in the cavity, and a It is also possible to adopt a manifold that incorporates a thermoelectric module in which the stirring member is rotated.
  • thermoelectric module a thermoelectric module having at least two heat transfer surfaces and heating one of the heat transfer surfaces and cooling the other heat transfer surface by passing a current
  • a manifold body that covers at least one of the heat transfer surfaces and has a cavity between itself and the heat transfer surface; an inlet through which a heat medium is introduced into the cavity; and an exhaust port through which the heat medium is discharged from the cavity.
  • An outlet, the heat transfer surface of the thermoelectric module is disposed vertically, the outlet is provided above the cavity, and a stirring member is further provided in the cavity, and the stirring member is provided in the cavity.
  • a rotating configuration can also be employed.
  • FIG. 1 is a front sectional view of a manifold incorporating a thermoelectric module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view in the direction of arrow A in FIG.
  • FIG. 3 is a view as seen in the direction of arrow B in FIG.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the manifold shown in FIG.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the thermoelectric module used in FIG.
  • FIG. 6 is a sectional view of a rectangular thermoelectric module.
  • FIG. 7 is a front view of a stirring member incorporated in the manifold of FIG.
  • FIG. 8 is a rear view of the stirring member of FIG. 7 and a cross-sectional view taken along the line C-C.
  • FIG. 9 is a configuration diagram of a cooling device utilizing the manifold of FIG.
  • FIG. 10 is a front sectional view of a manifold incorporating a thermoelectric module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a front sectional view of a manifold incorporating a thermoelectric module according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 shows a manifold having a thermoelectric module according to a fourth embodiment of the present invention. It is a front sectional view.
  • FIG. 13 is a front sectional view of a manifold incorporating a thermoelectric module according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a front sectional view of a manifold incorporating the thermoelectric module of the sixth embodiment of the present invention, and (b) is a plan sectional view thereof.
  • FIG. 15 is an exploded perspective view of a thermoelectric module used in a manifold incorporating a thermoelectric module according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is an exploded perspective view of a thermoelectric module used in a manifold incorporating a thermoelectric module according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 (a) is a front view of the thermoelectric module used in the manifold having the thermoelectric module according to the eighth embodiment of the present invention (with the disc 113 removed), and FIG. () Is a cross-sectional view of the thermoelectric module including the disks 113.
  • thermoelectric module used in a manifold having a built-in thermoelectric module of the ninth embodiment of the present invention (with the disc 113 removed), and (b) () Is a cross-sectional view of the thermoelectric module including the disks 113.
  • thermoelectric module used in the manifold incorporating the thermoelectric module of the tenth embodiment of the present invention (with the disk 113 removed).
  • (B) is a cross-sectional view of the thermoelectric module including the disks 113.
  • FIG. 20 is a front view of a circular thermoelectric module disclosed in PCTZAU9500271.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of the thermoelectric module of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • reference numeral 1 denotes a manifold incorporating a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention.
  • Manifold 1 can be roughly divided into cooling side manifold pieces 2 A heating-side manifold piece 3, a cooling-side stirring member 5, a heating-side stirring member 6, a thermoelectric module 7, and a motor member 8.
  • the cooling-side manifold piece 2 is composed of a manifold body 10, a shaft holding member 11, a lid member 11, a shaft 13, and a sealing member 14 as shown in FIGS. 1 and 4. ing.
  • the outer shape of the manifold main body 10 is a shape having a disk-shaped portion and a boss portion.
  • a circular concave portion 15 is provided in a disk-shaped portion.
  • the boss is also provided with a circular recess 16.
  • a hole 20 is provided at the center of the partition wall 19 between the concave portions 15 and 16, and the concave portions 15 and 16 communicate with each other via the hole 20.
  • the boss is provided with a pipe-shaped inlet 21 communicating from the outside toward the inner hole.
  • the disc-shaped portion is provided with a pipe-shaped discharge port 22 that communicates outward from the internal recess 15.
  • the outlet 22 extends obliquely as shown in the figure. More specifically, the outlet 22 extends tangentially to the recess 15.
  • the directions of the inlet 21 and the outlet 22 are fixed, the inlet 21 is arranged on the lower side in the vertical direction, and the outlet 22 is arranged on the upper side. Accordingly, the inlet 21 is vertically downward, and the outlet 22 is provided obliquely upward.
  • This configuration is the same in other embodiments described later.
  • the lid member 12 covers the opening of the recess 16 of the manifold main body 10 described above.
  • a shaft insertion hole 23 is provided in the center of the lid member 12.
  • the shaft holding member 11 has a circular frame portion 25 and a boss portion 26 provided at the center, and the both are connected by a rib 27. Therefore, there are many gaps between the frame portion 25 and the boss portion 26.
  • the boss 26 is provided with a hole.
  • the cooling-side stirring member 5 is a stirring blade, and is provided with five blade members 31 on one surface of a disk 30.
  • the blade member 31 has a narrow center portion when viewed from the front (FIG. 7), is made wider as it goes in the circumferential direction, and has a shape twisted counterclockwise.
  • the front surface of the blade member 31 is provided with a slope that becomes an ascending slope in the rotation direction.
  • the shape of the blade of the cooling-side stirring member 5 is not limited to the present embodiment, but may be a windmill-like blade or a propeller shape, or a disk having a plate vertically erected on a disk. Ray.
  • a cubic permanent magnet 33 is mounted inside each blade member 31.
  • a projection 34 is provided on the back surface of the disk 30.
  • the heating side manifold piece 3 has substantially the same shape and structure as the cooling side, and has a manifold body 36 and a shaft holding member 37.
  • the manifold body 36 has a shape opposite to that of the cooling side manifold body 10 described above (the right and left sides are different), and the cross-sectional shapes of both the disc-shaped portion and the boss portion are formed. It has circular recesses 38, 39, a hole 41 is provided in the partition wall 40 between the recesses 38, 39, and an inlet 42 is provided in the boss portion, and a disk-shaped portion is provided. Is provided with an outlet 43.
  • the shaft holding member 37 is exactly the same as that on the cooling side.
  • the heating-side stirring member 6 is exactly the same as that on the cooling side.
  • the motor member 8 includes an exterior part 45 and a rotor 46.
  • the exterior part 45 has a double structure. That is, there is a cylindrical hollow portion 47 at the center of the outer portion 45, and the inner portion of the hollow portion 47 and the inner portion of the outer portion 45 are liquid-tightly partitioned.
  • a stator 48 made of an induction coil is provided inside the exterior part 45.
  • the rotor 46 is a permanent magnet. In particular, as the permanent magnet employed in this embodiment, a magnet in which a magnetic material is mixed in a resin is employed.
  • thermoelectric module 7 has a disk shape.
  • the thermoelectric module 7 is obtained by sandwiching a single rectangular thermoelectric module 111 between aluminum discs 112 and 113.
  • the rectangular thermoelectric module 1 1 1 uses a well-known Peltier element, and is provided with a P-type semiconductor and an N-type semiconductor arranged side by side.
  • the cross-sectional structure of the rectangular thermoelectric module 1 1 1 is as shown in Fig. 6, where P-type and N-type thermoelectric semiconductors 1 1 5 and 1 1 6 are connected in series with alternating upper and lower electrodes 10 2 and the upper and lower sides are connected. It is fixed with a ceramic insulating plate 18. Note that the combination of the P-type thermoelectric semiconductor 115 and the N-type thermoelectric semiconductor 116 is the minimum unit of the Peltier device 100. Thermoelectric semiconductors 1 1 5 and 1 1 6 and lightning Solder is often used for joining with the pole 102.
  • a well-known adhesive is used for joining the disks 112 and 113 and the square thermoelectric module 111.
  • the outer surfaces of the disks 112 and 113 may be smooth, but are preferably rough for the purpose of improving the contact ratio with the heat medium.
  • the recommended surface roughness of the disks 112 and 113 is preferably as high as possible, and a roughness of 20 ⁇ m or more is recommended. Since the upper limit of the roughness is determined by the limit of the thickness of the disks 112 and 113, it is practically about 1 mm or less.
  • thermoelectric module 7 is disposed at the center with an o-ring 4 interposed therebetween.
  • a motor member 8 is provided at an end of the heating-side manifold piece 3.
  • thermoelectric module 7 is mounted at an intermediate portion thereof.
  • a lid member 12 is attached to the opening of the boss of the manifold body 10 on the cooling side.
  • the shaft holding member 11 is disposed in the recess 16 of the boss. Further, a shaft 13 is provided so that the lid member 12 and the hole of the shaft pressing member 11 communicate with each other.
  • a cavity 52 is formed by the cooling-side heat transfer surface 50 of the thermoelectric module 7 and the concave portion 15 of the disc-shaped portion of the cooling-side manifold body 10. Further, the cooling side stirring member 5 is built in the cavity 52. A shaft 13 is inserted through the center of the cooling-side stirring member 5, and the cooling-side stirring member 5 is supported by the shaft 13 and is rotatable about the shaft 13.
  • the cavity 55 is formed by the heating-side heat transfer surface 51 and the concave portion 38 of the disk-shaped portion of the manifold body 36 on the heating side.
  • the heating 55 has a built-in heating side stirring member 6.
  • the heating side is also common with the cooling side in that a shaft pressing member 37 is disposed in the recess 39 of the boss.
  • the opening of the manifold body 10 is closed by the lid member 12 on the cooling side, whereas the motor member 8 is attached on the heating side.
  • the exterior part 45 of the motor member 8 is attached to the boss part of the manifold body 36 on the heating side.
  • a rotor 46 is provided in a hollow portion 47 of the exterior portion 45.
  • the center line 58 of the magnetic force of the rotor 46 and the center line 59 of the magnetic force of the stator 48 in the exterior part 45 are intentionally deviated.
  • the center line 58 of the magnetic force of the rotor 46 is located behind the regular coincident position.
  • the rotating shaft 60 of the rotor 46 penetrates the shaft pressing member 37 and is connected to the heating-side stirring member 6.
  • the manifold 1 of this embodiment is used as a part of a cooling device as shown in FIG.
  • the cooling side of the manifold 1 is connected to an evaporator (heat exchanger) 65 for heat absorption, and the heating side is connected to a condenser (heat exchanger) 67 for heat radiation by piping.
  • evaporator heat exchanger
  • condenser heat exchanger
  • outlets 22 and 43 at the top of manifold 1 are connected to heat medium pipes 63 and 64 via air vents 61 and 62, respectively, and connected to evaporator 65 and condenser 67, respectively. Is done.
  • the outlet sides of the evaporator 65 and the condenser 67 are connected to the inlet ports 21 and 42 by the above-described heat medium pipes 68 and 69, respectively, and a series of closed circuits are formed.
  • a heat medium mainly composed of water is circulated in the piping circuit. It is desirable to add an antifreeze such as propylene glycol to the cooling-side piping circuit to prevent freezing.
  • an antifreeze such as propylene glycol
  • the heat medium it is desirable to use one mainly composed of water because of its large specific heat, but of course other liquids may be used.
  • the manifold 1 is a pump device for moving the heat medium. No special pump is provided because it also functions.
  • thermoelectric module 7 of the manifold 1 power is supplied to the thermoelectric module 7 of the manifold 1 and further to the motor member 8.
  • thermoelectric module 7 decreases, and the temperature of the heating-side heat transfer surface 51 increases.
  • the motor member 8 starts, and the internal rotor 46 starts rotating. Then, the heating stirring member 6 in the heating-side cavity 55 starts rotating through the rotating shaft 60.
  • the magnets 33 are attached to the stirring members 5 and 6, and the stirring members 5 and 6 are located at positions facing each other with the thermoelectric module 7 interposed therebetween.
  • the attracting members are attracted to each other, and guided by the rotation of the heating stirring member 6 in the heating cavity 55, the cooling stirring member 5 in the cooling cavity 52 also starts rotating.
  • the heat medium in each of the cavities 52, 55 rotates, and energy is applied to the heat medium.
  • the heat medium is discharged from the discharge ports 22 and 43 by this urging force.
  • a new heat medium is sucked in from the inlets 21 and 42.
  • the flow of the heat medium in the manifold 1 enters through the inlets 21 and 42, enters the recesses 16 and 39 of the boss, and further passes through the holes 20 and 41 to form the recess 15 , 38, and are urged by the stirring members 5, 6 to be discharged from the discharge ports 22, 43.
  • the heat medium enters the hollow portion 47 of the motor member from the boss portion and immerses the rotor 46.
  • the rotor 46 is mainly composed of resin. ⁇ There is little concern about the occurrence.
  • the heat medium is agitated in the cavities 52 and 55, the contact between the heat medium and the heat transfer surfaces 50 and 51 is good, and the heat transfer is improved.
  • a gradient is provided on the front side of the stirring members 5 and 6, and the heat medium is also urged in the axial direction of the stirring members 5 and 6, so that the heat medium is more directly transferred to the heat transfer surface.
  • the heating medium is urged toward the heat transfer surfaces 50 and 51 by the stirring members 5 and 6, and the stirring members 5 and 6 are pushed backward by the reaction.
  • the center line 58 of the magnetic force and the center line 59 of the magnetic force of the stator 48 are deliberately shifted, and the center line 58 of the magnetic force of the rotor 46 is located behind the regular matching position. Therefore, when the rotor 46 rotates, a force acts on the rotor 46 in a direction in which the center line 59 of the magnetic force of the stator 48 is matched. Therefore, the backward force generated by the rotation of the stirring members 5 and 6 is offset.
  • the projections 34 are provided on the stirring members 5 and 6, so that even if the stirring members 5 and 6 are pushed backward, the projections 34 remain on the wall surfaces of the manifold bodies 10 and 36. And the entire surfaces of the stirring members 5 and 6 do not contact the manifold bodies 10 and 36. Therefore, the rotation of the stirring members 5 and 6 is stabilized.
  • thermoelectric module 7 Since the heat transfer surfaces 50 and 51 of the thermoelectric module 7 are both arranged in the vertical direction, even if air enters the cavities 52 and 55, the air is transferred to the heat transfer surfaces 50 and 51. Rises along the way and is discharged from outlets 22 and 43 at the top of manifold 1. Therefore, contact between the heat medium and the heat transfer surfaces 50 and 51 is not hindered by the bubbles.
  • FIG. 10 is a front sectional view of a manifold incorporating a thermoelectric module according to a second embodiment of the present invention.
  • the manifold 70 incorporating the thermoelectric module of the present embodiment transmits the rotational force of the heating-side stirring member 71 to the cooling-side stirring member 72 by magnetism similarly to the previous embodiment.
  • the mounting position of 3 is different from the previous example.
  • thermoelectric module 7 itself served as a partition wall for separating the cavities.
  • the area of the thermoelectric module 7 is smaller than the cavities 74, 75, and the thermoelectric module 7
  • the magnet 73 is provided at a position near the periphery of the stirring members 71 and 72 and corresponding to the above-described auxiliary wall 76. ing.
  • thermoelectric module 7 is not adversely affected by the magnetic force of the magnet 73. Further, since the distance between the magnets 73 is smaller than in the previous embodiment, the power transmission efficiency between the stirring members 71 and 72 is high.
  • FIG. 11 is a front sectional view of a manifold incorporating a thermoelectric module according to a third embodiment of the present invention.
  • the power is transmitted between the stirring members 5 and 6 by magnetic force.
  • the power is transmitted between the two by the shaft 78. is there.
  • the rotating shaft 78 of the rotor 46 penetrates the thermoelectric module 7 and directly goes to the cooling cavity 52 side. I have.
  • the rotating shaft 78 is connected to the cooling-side stirring member 5. Therefore, the rotation of the rotor 46 directly rotates the heating-side stirring member 6 and the cooling-side stirring member 5.
  • FIG. 12 is a front sectional view of a manifold incorporating a thermoelectric module according to a fourth embodiment of the present invention.
  • Each of the manifolds described above has a stirring member on the heating side and cooling side cavities, and one of the motors is used to rotate both stirring members.
  • Reference numeral 82 denotes an example in which one motor member 83 drives the stirring member 6 and the pump 84.
  • the pump 84 is connected to the rear side of the motor member 83.
  • the exterior part 85 of the motor member 83 also has a cavity part 86 on the rear side, and a separate rotor 87 is inserted into the cavity part 86.
  • the cavity 86 on the rear side is independent of the cavity 47 on the front side.
  • the rotation axis 88 of the rotor 87 is on an extension of the rotation axis 60 of the rotor 46 that rotates the stirring member 6.
  • the rotating shaft 88 is fixed to the stirring member 89 of the pump 84.
  • a stator 90 is provided in the exterior 85.
  • the stator 90 has a length that wraps the two rotors 46, and is provided at a position that wraps the two rotors 46. Therefore, one stator 90 and two rotors 46 and 87 form a set of motor members.
  • thermoelectric module of the present embodiment when the stator 90 is energized, the two rotors 46 and 87 rotate, and the stirring member 6 in the cavity 52 and the pump The stirring member 89 in 84 is rotated.
  • the piping on the heating side is the same as in the above-described example, and the outlet 43 and the inlet 42 are sandwiched by the condenser 67. Construct a closed circuit for coupling.
  • the cooling side is connected to the discharge port 22 and the suction port 91 of the pump 84, and the discharge port 93 of the pump 84 is returned to the inlet port 46 via the evaporator 65.
  • the inlets 21 and 42 are arranged on the lower side in the vertical direction, and the outlets 22 and 43 are installed diagonally upward at the upper part. In common.
  • FIG. 13 is a front sectional view of a manifold incorporating a thermoelectric module according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the present embodiment and the sixth embodiment described below have a feature that the inlet 42 is arranged on the lower side in the vertical direction, and the outlet 43 is provided on the upper part obliquely upward. Yes, it shows a modification of the manifold having this feature.
  • the manifold 92 of the fifth embodiment shown in FIG. 13 has a manifold only on the heating side and is not provided on the cooling side.
  • the cooling-side heat transfer surface 50 of the thermoelectric module is in direct contact with the wall surface (heat conduction plate) 99 of the box-shaped member 93.
  • the manifold according to the present embodiment is suitable as a configuration of a refrigerator or the like in which a refrigerator is used by directly putting a chilled product inside the box-shaped member 93.
  • FIG. 14 is a front sectional view of a manifold incorporating a thermoelectric module according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the manifold 95 of the sixth embodiment shown in FIG. 14 has a manifold only on the heating side and is not provided on the cooling side as in the previous embodiment.
  • the cooling-side heat transfer surface 50 of the thermoelectric module is in direct contact with the wall surface (heat conduction plate) 98 of the fin member 96. It is desirable that the manifold of the present embodiment is employed in a refrigerator that cools the air in the refrigerator by the fin members 96.
  • thermoelectric module 120 the configuration of the thermoelectric module 120. Therefore, the description of the embodiment is limited only to the configuration of the thermoelectric module, and the other description is omitted.
  • the same members as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the previous embodiment, and redundant description is omitted.
  • thermoelectric module 7 employed in the first embodiment has a single rectangular thermoelectric module 11 1 sandwiched between aluminum disks 11 2 and 11 3.
  • the circular thermoelectric module 120 of the seventh embodiment has a structure in which two rectangular thermoelectric modules 1 11 are stacked and sandwiched between disks 1 1 2 and 1 13 as shown in FIG. .
  • the manifold incorporating the thermoelectric module of the present embodiment can cool the object to be cooled to a lower temperature.
  • the thermoelectric module used in this embodiment can be combined with the manifold described in the second to sixth embodiments.
  • thermoelectric module 130 employed in the manifold incorporating the thermoelectric module of the present embodiment is composed of four square thermoelectric modules 111 arranged on the same plane, It is sandwiched between three.
  • the thermoelectric module 130 employed in the present embodiment has a configuration in which a plurality of rectangular thermoelectric modules 111 are sandwiched between plate bodies in a state of being arranged in a plural number, so that a large-area circular thermoelectric module 130 is provided. Can be made.
  • thermoelectric module 130 employed in this embodiment can also be combined with the manifold described in the second to sixth embodiments.
  • the circular thermoelectric module 140 employed in the present embodiment is obtained by arranging three square thermoelectric modules 111 on the same plane and sandwiching them between the disks 112, 113.
  • thermoelectric module used in this embodiment can also be combined with the manifold described in the second to sixth embodiments.
  • thermoelectric module used in the present embodiment is one in which eight rectangular thermoelectric modules 111 are used, four of which are arranged on the same plane and stacked in two layers.
  • the circular thermoelectric module 150 of the present embodiment has a two-layer structure, and has three disks 11 2, 15 1, and 11 3.
  • the outer disks 1 1 2 and 1 1 3 have a rough surface, but the intermediate disk 1 51 has a smooth surface.
  • thermoelectric modules 1 11 are arranged in parallel between the disks 1 1 2 and 1 5 1.
  • thermoelectric modules 111 are arranged in parallel between the disks 151 and 113 at an angle of 45 ° from the previous array.
  • thermoelectric module 150 employed in this embodiment, a lower temperature can be produced because the square thermoelectric modules 111 are stacked. In addition, with the circular thermoelectric module 150 employed in this embodiment, a large-area circular thermoelectric module 150 can be produced.
  • the circular thermoelectric module 150 used in this embodiment can also be combined with the manifold described in the second to sixth embodiments.
  • thermoelectric module of the present invention Since the heat transfer surface of the thermoelectric module is arranged vertically and the outlet is provided above the cavity, the raised air is smoothly discharged from the outlet. Therefore, the manifold incorporating the thermoelectric module of the present invention has an effect that the contact between the heat transfer surface and the heat medium is hardly hindered by the bubbles, and the heat exchange efficiency is high.
  • thermoelectric module of the present invention in which the thermoelectric module of the present invention is built, the outlet is directed obliquely upward, so that there is an effect that the bubbles are smoothly discharged together with the flow of the heat medium.
  • the stirring member since the stirring member is provided in the cavity, a flow in the rotating direction is generated in the cavity, and the contact ratio between the heat medium and the heat transfer surface of the thermoelectric module is increased.
  • a motor is formed by one stator and two rotors, and the rotation of the rotors agitates the cavity. Since the member and the stirring member in the pump rotate, a separate pump is not required, and the number of parts is reduced.
  • thermoelectric module of the present invention since the power is transmitted from one stirring member and the other stirring member rotates, the stirring member on both the heating side and the cooling side is stirred by only one motor.
  • the number of parts is small, and the external shape is small.
  • a stirring member is provided in the cavity, one of the stirring members is rotated in the cavity by a motor, and the other stirring member transmits power from the stirring member. Since it is received and rotated in the other cavity, the stirring member on both the heating side and the cooling side can be agitated by a single prime mover, and the number of parts is small and the external shape is small.
  • thermoelectric module of the present invention since magnetism is used for power transmission between the stirring members, power transmission between the stirring members can be performed in a non-contact manner, and independence between cavities is secured. be able to. Therefore, the heating medium on the heating side and the heating medium on the cooling side do not mix.
  • the outer shape of the cavity is larger than the outer shape of the heat transfer surface of the thermoelectric module, and is a part of the stirring member.
  • a magnetic member is provided at a position corresponding to the outer peripheral portion of the module, and power is transmitted between the stirring members by the magnetic member, so that there is an effect of protecting the thermoelectric module from the influence of magnetism.
  • thermoelectric module of the present invention power is directly transmitted from one stirring member to the other stirring member by the shaft, so that the power transmission efficiency is high.
  • thermoelectric module since the thermoelectric module has a circular outer shape, there is an effect of reducing waste of area.
  • the plate-like thermoelectric module can be used as a substantially circular one.
  • thermoelectric module of the present invention the heat transfer surface of the thermoelectric module is in contact with the heat conductive plate, so that an object to be cooled, air, or the like can be directly cooled.
  • the function of the pump is exhibited by the cavity itself, so that the pump can be substantially omitted.
  • thermoelectric module is realized, and its manufacture is easy. Further, it is easy to increase the number of Peltier elements. Further, since the circular thermoelectric module of the present invention is circular, the heat transfer area is large.
  • thermoelectric modules since a configuration is adopted in which a plurality of rectangular thermoelectric modules are sandwiched between plate bodies in a state of being stacked, a lower temperature can be produced.
  • thermoelectric module can be manufactured because a plurality of rectangular thermoelectric modules are sandwiched between the plate bodies in a state of being arranged.
  • the circular plate has a rough surface, so that the heat exchange efficiency can be improved.
  • thermoelectric module of the present invention and the cooling device using the thermoelectric module are useful as a refrigerator, which is a main component of a refrigerator, and are also applicable to coolers and chillers. It is possible.

Description

明 細 書 熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド及び熱電モジュールを使用した冷却装置 技術分野
本発明は、 熱電モジュールを内蔵するマ-ホールド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却装置及び熱電モジュールに関するもの である。 背景技術
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 用しない冷却装置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却装 置の一つとして、 熱電モジュールを使用した冷却装置が注目されている。
ここで熱電モジュールとは、 ペルチェ （Pelt ier)モジュール、 又は熱電モジュ —ル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。 熱電モジュールを使用した冷却装置は、 例えば W O 9 2 Z 1 3 2 4 3号 （P C T Z A U 9 2ノ 0 0 0 0 8号） に開示されている。
W〇 9 2 / 1 3 2 4 3号に開示された発明は、 熱電モジュールをマ二ホールド に内蔵し、 マニホ一ルド内では熱電モジュールを挟んで二つのキヤビティが構成 されている。 そしてマ二ホールドの加熱側伝熱面に面するキヤビティは、 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、 他方の冷却側伝熱面に面する キヤ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、 熱電モジュールの加熱側の伝熱面を含む循環回路と、 冷却面 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。 上記した W〇 9 2 / 1 3 2 4 3号に開示された発明は、 熱電モジュールを使用 して実用的な冷却を行い得る技術である。 しかしながら W 0 9 2 / 1 3 2 4 3号 に開示された技術は、 冷却装置の基本的な構成を開示するものに過ぎず、 実際に この発明を冷蔵庫等に適用するには、 改良すべき点や、 新たに解決しなければな らない問題が山積みされている。
すなわち熱電モジュールを使用した冷却装置は、 旧来のフロンガスを使用した 冷却装置に比べて冷却効率が低いのが現状である。
WO 9 2Z 1 3 24 3号に開示された技術には、 如何にして熱媒体と熱電モジ ユールの伝熱面の接触を円滑化し、 冷却効率を向上させるかという問題がある。 熱電モジュールと熱媒体との間の熱交換をより円滑に行うための改良手段とし て、 W09 5/3 1 6 8 8号 （P CTZAU 9 5Z00 2 7 1号） に開示された 発明が知られている。 W09 5/ 3 1 6 8 8号に開示された発明は、 マ二ホール ドのキヤビティ内に攪拌翼を設け、 熱媒体と熱電モジュールの伝熱面との接触を 増大させるものである。
しかしながら、 WO 9 5 / 3 1 6 8 8号には、 キヤビティ内の攪拌翼を回転さ せる具体的手段については開示されていない。 すなわち WO 9 5 3 1 6 8 8号 に開示された発明は、 キヤビティ内に攪拌翼を設けることにより、 上記の問題は 幾分改善されてはいるものの、 キヤビティ内の攪拌翼を回転させる具体的手段に ついては開示されていない。
また W〇 9 5 / 3 1 6 8 8号に開示された発明は、 攪拌翼を回転させることに よって熱媒体と熱電モジュールの伝熱面との接触を増大させるものであるが、 攪 拌翼を回転させることによって、 キヤビティ内に気泡を巻き込むことがあり、 気 泡によって熱媒体と熱電モジュールの伝熱面との接触が阻害される懸念がある。
WO 9 5 / 3 1 6 8 8号に開示された発明は、 マ二ホールドのキヤビティ内に おいて攪拌翼を回転させるものであるため、 熱電モジュールは円形のものが使用 される。
WO 9 5/3 1 6 8 8号には、 円形の熱電モジュールの例として、 第 2 0図， 第 2 1図の構成が開示されている。
ここで第 2 0図は、 W09 5Z3 1 6 8 8号に開示された円形の熱電モジユー ルの正面図である。 また第 2 1図は、 第 2 0図の熱電モジュールの断面図である 第 2 0図， 第 2 1図において、 2 0 0はペルチェ素子、 2 0 2は電極、 20 3 はアルミニウムの板である。 従来技術の円形熱電モジュールは、 図の様にベルチ ェ素子 2 0 0と電極 2 0 2を円形に配し、 円板状の板で挟んだものである。
W O 9 5 / 3 1 6 8 8号に開示された構造により、 円形の熱電モジュールは実 現可能である。 しかしながら従来技術に開示された構造は、 製造しにくいという 問題点がある。 すなわち従来技術に開示された構造は、 ペルチェ素子 2 0 0と電 極 2 0 2を円形に配したものであり、 位置決め等が行いにくレ、。
またペルチェ素子は、 多段に積層することにより、 より低温を作ることができ るが、 従来技術の構造によると、 ペルチヱ素子は、 多段に積層することは困難で ある。
また従来技術の熱電モジュールを採用した冷却装置では、 熱媒体を循環させる ポンプが必須であった。
なお熱媒体を搬送するポンプに磁気を使用した動力伝達手段が用いられること は公知である （W O 9 4 1 8 5 1 6号） 。
本発明は、 従来技術の上記した問題点に注目し、 熱媒体と熱電モジュールの伝 熱面の接触率が高く、 熱交換効率に優れる熱電モジュールを内蔵するマ二ホール ドを開発するものである。
加えて本発明は、 製造が簡単であり、 かつ多段化も容易な円形熱電モジュール を開発するものである。 発明の開示
また上記した課題を解決する本発明は、 少なく とも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熱電モジユー ルと、 前記伝熱面の少なく とも一方を覆うと共に当該伝熱面との間にキヤビティ を有するマ二ホールド本体と、 前記キヤビティに熱媒体が導入される導入口と、 前記キヤビティから熱媒体が排出される排出口を有し、 前記熱電モジュールの伝 熱面は、 垂直方向に配され、 前記排出口は、 キヤビティの上方に設けられている 熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドである。
本発明では、 キヤビティに熱媒体が導入される導入口と、 前記キヤビティから 熱媒体が排出される排出口を持ち、 熱電モジュールの伝熱面は、 垂直方向に配さ れ、 排出口は、 キヤビティの上方に設けられている。 そのためキヤビティ内に空 気を巻き込んだ時、 空気は垂直方向に配された伝熱面に平行に上る。 そして本発 明では、 排出口がキヤビティの上方に設けられているので、 上昇した空気は円滑 に排出口から排出される。 したがって本態様によると、 気泡の排出が円滑に行わ れ、 熱媒体と熱電モジュールの伝熱面の接触率が上がり、 熱交換効率が向上する 排出口は、 斜め上方を向いて設けられていることがより望ましい。
本構成のマ二ホールドでは、 排出口が斜め上方を向いているので、 気泡は熱媒 体の流れに沿って円滑に排出される。
また上記した構成に加えて、 キヤビティ内に攪拌部材が設けられており、 攪拌 部材がキヤビティ内で回転する構成とすることが推奨される。
また上記した課題を解決するための発明は、 少なく とも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熱電モジ ユールと、 前記伝熱面の少なく とも一方を覆うと共に当該伝熱面との間にキヤビ ティを有するマ二ホールド本体と、 前記キヤビティの少なく とも一つの內部に設 けられた攪拌部材を有し、 前記攪拌部材の回転軸の延長線上に回転軸が配された 攪拌部材を内蔵するポンプが前記マ二ホールド本体に配され、 前記キヤビティ内 の攪拌部材と、 前記ポンプの攪拌部材には、 別個の回転子が連結され、 前記二つ の回転子を包み込む位置に一つの固定子が設けられ、 前記固定子と回転子によつ てモータが形成され、 キヤビティ内の攪拌部材と、 前記ポンプの攪拌部材が回転 される熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドである。
本発明の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドでは、 一^ 3の固定子と二つの 回転子によってモータが形成され、 回転子の回転によってキヤビティ内の攪拌部 材とポンプ内の攪拌部材が回転する。 これにより、 マ二ホールドとポンプが一体 化され、 部品点数が減少する。
本発明の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドは、 キヤビティ自体にポンプ の機能を発揮させるものである。
本発明の態様の一つとして、 マユホールド本体は熱電モジュールを覆い、 加熱 側の伝熱面との間にキヤビティを形成し、 冷却側の伝熱面との間に他のキヤビテ ィを形成し、 各キヤビティ内に攪拌部材が設けられ、 一方の攪拌部材の回転力を 他方の攪拌部材に伝達する動力伝達部材を有し、 他方の攪拌部材は、 一方の攪拌 部材から動力伝達を受けて他方のキヤビティ内で回転する構成が可能である。
さらに本発明は、 少なく とも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熱電モジュールと、 前記熱電モジュ ールを覆い、 加熱側の伝熱面との間にキヤビティを形成し、 冷却側の伝熱面との 間に他のキヤビティを有するマ-ホールド本体と、 各キヤビティ内に設けられた 攪拌部材と、 攪拌部材の一方を回転させる原動機と、 一方の攪拌部材の回転力を 他方の攪拌部材に伝達する動力伝達部材を有し、 原動機によって一方の攪拌部材 がキヤビティ内で回転され、 他方の攪拌部材は、 前記攪拌部材から動力伝達を受 けて他方のキヤビティ内で回転する熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドであ る。
本発明のマ二ホールドでは、 キヤビティ内に回転方向の流れが発生し、 熱媒体 と熱電モジュールの伝熱面の接触率が上がり、 熱交換効率が向上する。
本発明の熱電モジュールを内蔵するマニホ一ルドでは、 ただ一つの原動機によ つて加熱側と冷却側双方の攪拌部材を攪拌することができ、 部品点数が少なく、 外形形状が小型となる。
またこれによりキヤビティ内の攪拌部材を回転することができ、 熱媒体と熱電 モジュールの伝熱面の接触率が上がり、 熱交換効率が向上する。
また本発明の好ましい態様として、 攪拌部材間の動力伝達は、 磁気によって行 うことが推奨される。
上記した態様の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドは、 攪拌部材間の動力 伝達に磁気を利用して動力を伝達する。 本態様の構成によると、 非接触で攪拌部 材間の動力伝達を行うことができるので、 キヤビティ同士の独立性を確保するこ とができる。 そのため加熱側と冷却側の熱媒体が混ざることがない。
また上記したキヤビティの外形は、 熱電モジュールの伝熱面の外形よりも大き く、 攪拌部材の一部であって、 熱電モジュールの外周部に相当する位置に磁気部 材が設けられ、 該磁気部材によって攪拌部材間の動力伝達が行われる構成である ことが望ましい。 本態様の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドでは、 熱電モジュールの外周 部に相当する位置に磁気部材が設けられている。 そのため磁気部材と熱電モジュ
—ルとが離れており、 熱電モジュールが磁気の影響を受けない。
また本発明の好ましい態様の一つとして、 一方のキヤビティ と他方キヤビティ を連通する軸を有し、 該軸によって攪拌部材から他方の攪拌部材に動力が伝達さ れる構成力 Sある。
本態様の熱電モジュールを内蔵するマ-ホールドは、 軸によって一方の攪拌部 材から他方の攪拌部材に直接的に動力を伝達するので、 動力伝達効率が高い。 原動機は、 一般にモータが採用される。 そしてモータの回転子が攪拌部材と連 結される。 ここで当該回転子と固定子の磁力の中心線は不一致であって、 回転子 の磁力の中心線は攪拌部材に対して後方にずれていることが望ましい。
また熱電モジュールは外形形状が円形であることが望ましい。
本態様の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドでは、 熱電モジュールは外形 形状が円形であるため、 面積の無駄が少ない。
熱電モジュールの他の態様として、 板状に成形された素子が円板状の伝熱部材 に挟まれて、 外形形状が円形である構成も可能である。
この構成を採用すると、 板状の熱電モジュールを実質上、 円形のものとして使 用することができる。
また熱電モジュールの他の態様として、 複数のペルチェ素子が四角形状に配列 されて固定された角形熱電モジュールと、 二枚以上の円形の板体を有し、 前記板 体の間に角形熱電モジュールを挟んでなる構成も可能である。
本構成では、 複数のペルチエ素子が四角形状に配列されて固定された角形熱電 モジュールと、 二枚以上の円形の板体を有し、 この円形の板体の間に角形熱電モ ジュールが挟まれている。
したがって外形形状は円形となる。
これにより、 円形熱電モジュールが実現され、 かつその製造は容易である。 ま たペルチェ素子の多段化も容易である。
また前記した角形熱電モジュールは、 ペルチェ素子をセラミ ック層又は酸化ァ ルミニゥム層によって挟んで固定したものが推奨される。 さらに角形熱電モジュールが複数積層された状態で板体の間に挟まれた構成と してもよレ、。 これにより、 より低温を作ることができる。
また角形熱電モジュールが複数並べられた状態で板体の間に挟まれた構成とし てもよレ、。 これにより、 大面積の円形熱電モジュールを作ることができる。 円形の板体は、 表面が粗であることが望ましい。 これにより、 熱交換効率の向 上が図られる。
熱電モジュールの上記した各種の態様は、 本発明の全ての形式のモジュールに 適用することができる。 また熱電モジュールの上記した各種の態様は、 いずれも 熱電モジュールの新規の構造である。
またマ二ホールド本体は、 熱電モジュールの伝熱面の一方だけを覆い、 熱電モ ジユールの他方の伝熱面は、 熱伝導板に当接されている構成も可能である。 本態様の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドでは、 熱伝導板によって直接 的に冷却対象物や空気等を冷却することができる。
また上記した課題を解決するための本発明は、 複数のペルチェ素子が四角形状 に配列されて固定された角形熱電モジュールと、 二枚以上の円形の板体を有し、 前記板体の間に角形熱電モジュールを挟んでなり、 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円形熱電モジュ ールと、 前記円形熱電モジュールを覆い、 加熱側の伝熱面との間にキヤビティを 形成し、 冷却側の伝熱面との間に他のキヤビティを形成し、 前記キヤビティに熱 媒体が導入される導入口と、 前記キヤビティから熱媒体が排出される排出口を有 し、 前記熱電モジュールの伝熱面は、 垂直方向に配され、 前記排出口は、 キヤビ ティの上方に設けられたマ二ホールド本体と、 各キヤビティ内に設けられた攪拌 部材と、 一方の攪拌部材の回転力を磁気を介して他方の攪拌部材に伝達する動力 伝達部材を有し、 前記攪拌部材の回転軸の延長線上に回転軸が配された攪拌部材 を内蔵するポンプが前記マ二ホールド本体に配され、 前記キヤビティ内の攪拌部 材と、 前記ポンプの攪拌部材には、 別個の回転子が連結され、 前記二つの回転子 を包み込む位置に一つの固定子が設けられ、 前記固定子と回転子によってモータ が形成され、 キヤビティ内の一方の攪拌部材と、 前記ポンプの攪拌部材が回転さ れ、 さらに他方の攪拌部材は、 一方の攪拌部材から磁気によって動力伝達を受け て他方のキヤビティ内で回転する熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドである 上記した全ての熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドは、 いずれも冷却装置 に使用することができる。 すなわち上記した全ての熱電モジュールを内蔵するマ 二ホールドと熱交換器の間を配管で環状に連結することにより、 冷却装置が構成 される。
具体的には、 本発明は、 熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドと熱交換器を 有し、 前記マ二ホールドと熱交換器の間に環状に連結する配管がなされ、 前記熱 電モジュールを内蔵するマ二ホールドは、 少なく とも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熱電モジユー ルと、 前記熱電モジュールを覆い、 加熱側の伝熱面との間にキヤビティを形成し 、 冷却側の伝熱面との間に他のキヤビティを有するマ二ホールド本体と、 各キヤ ビティ内に設けられた攪拌部材と、 攪拌部材の一方を回転させる原動機と、 一方 の攪拌部材の回転力を他方の攪拌部材に伝達する動力伝達部材を有し、 原動機に よって一方の攪拌部材がキヤビティ内で回転され、 他方の攪拌部材は、 前記攪拌 部材から動力伝達を受けて他方のキヤビティ内で回転し、 前記攪拌部材によって マ二ホールド内の熱媒体が付勢され、 当該付勢力によって熱媒体が配管内を循環 する冷却装置である。
すなわち上記した熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドは、 キヤビティ内に 回転する攪拌部材を内蔵するので、 攪拌部材によって熱媒体にエネルギーが与え られる。 本発明は、 このエネルギーを利用して熱媒体を循環させ、 実質的にボン プを省略するものである。
また上記した冷却装置で採用する熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドに代 わり、 少なく とも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熱電モジュールと、 前記伝熱面の少なく とも一方 を覆うと共に当該伝熱面との間にキヤビティを有するマ二ホールド本体と、 前記 キヤビティの少なく とも一つの内部に設けられた攪拌部材を有し、 前記攪拌部材 の回転軸の延長線上に回転軸が配された攪拌部材を内蔵するポンプが前記マニホ 一ルド本体に配され、 前記キヤビティ内の攪拌部材と、 前記ポンプの攪拌部材に は、 別個の回転子が連結され、 前記二つの回転子を包み込む位置に一つの固定子 が設けられ、 前記固定子と回転子によってモータが形成され、 キヤビティ内の攪 拌部材と、 前記ポンプの攪拌部材が回転される構成の熱電モジュールを内蔵する マ二ホールドを採用することもできる。
またさらに前記熱電モジュールを内蔵するマニホ一ルドとして、 少なく とも二 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 冷却される熱電モジュールと、 前記伝熱面の少なく とも一方を覆うと共に当該伝 熱面との間にキヤビティを有するマ二ホールド本体と、 前記キヤビティに熱媒体 が導入される導入口と、 前記キヤビティから熱媒体が排出される排出口を有し、 前記熱電モジュールの伝熱面は、 垂直方向に配され、 前記排出口は、 キヤビティ の上方に設けられ、 さらにキヤビティ内に攪拌部材が設けられており、 攪拌部材 がキヤビティ内で回転する構成のものも採用可能である。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の第 1実施例の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドの正 面断面図である。
第 2図は、 第 1図の A方向矢視図である。
第 3図は、 第 1図の B方向矢視図である。
第 4図は、 第 1図のマ二ホールドの分解斜視図である。
第 5図は、 第 4図で使用する熱電モジュールの分解斜視図である。
第 6図は、 角形熱電モジュールの断面図である。
第 7図は、 第 1図のマ二ホールドに内蔵されている攪拌部材の正面図である。 第 8図は、 第 7図の攪拌部材の背面図及びその C一 C断面図である。
第 9図は、 第 1図のマ二ホールドを活用した冷却装置の構成図である。
第 1 0図は、 本発明の第 2実施例の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドの 正面断面図である。
第 1 1図は、 本発明の第 3実施例の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドの 正面断面図である。
第 1 2図は、 本発明の第 4実施例の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドの 正面断面図である。
第 1 3図は、 本発明の第 5実施例の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドの 正面断面図である。
第 1 4図の （ a ) は、 本発明の第 6実施例の熱電モジュールを内蔵するマニホ 一ルドの正面断面図であり、 （b) はその平面断面図である。
第 1 5図は、 本発明の第 7実施例の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドで 使用する熱電モジュールの分解斜視図である。
第 1 6図は、 本発明の第 8実施例の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドで 使用する熱電モジュールの分解斜視図である。
第 1 7図の （ a ) は、 本発明の第 8実施例の熱電モジュールを内蔵するマニホ 一ルドで使用する熱電モジュールの正面図 （円板 1 1 3を除去した状態） であり 、 ( b ) は円板 1 1 3を含む熱電モジュールの断面図である。
第 1 8図の （ a ) は、 本発明の第 9実施例の熱電モジュールを内蔵するマニホ 一ルドで使用する熱電モジュールの正面図 （円板 1 1 3を除去した状態） であり 、 ( b ) は円板 1 1 3を含む熱電モジュールの断面図である。
第 1 9図の （a ) は、 本発明の第 1 0実施例の熱電モジュールを内蔵するマ二 ホールドで使用する熱電モジュールの正面図 （円板 1 1 3を除去した状態） であ り、 （b) は円板 1 1 3を含む熱電モジュールの断面図である。
第 20図は、 P CTZAU 9 5 0 0 2 7 1号に開示された円形の熱電モジュ —ルの正面図である。
第 2 1図は、 第 20図の熱電モジュールの断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下さらに本発明の望ましい実施形態について、 図面を参照しながら説明する である。
(実施例 1 )
第 1図〜第 9図を参照しつつ、 本発明の第 1実施例について説明する。
第 1図〜第 9図において、 1は、 本発明の実施例の熱電モジュールを内蔵する マ二ホールドを示す。 マ二ホールド 1は、 大きく分けて冷却側マ二ホールド片 2 、 加熱側マ二ホールド片 3、 冷却側攪拌部材 5、 加熱側攪拌部材 6、 熱電モジュ ール 7及びモ一タ部材 8によって構成されている。
冷却側マ二ホールド片 2は、 第 1図及び第 4図の様にマ二ホールド本体 1 0と 、 軸押さえ部材 1 1、 蓋部材 1 1 2、 軸 1 3及びシール部材 1 4から構成されて いる。 マニホ一ルド本体 1 0の外観形状は、 円盤状の部位とボス部とを有した形 をしている。
マ二ホールド本体 1 0の内部構造を見ると、 円盤状の部位に円形の凹部 1 5が 設けられている。 またボス部についても円形の凹部 1 6が設けられている。 また 凹部 1 5， 1 6同士の隔壁 1 9には、 中央部に穴 2 0が設けられており、 この穴 2 0を介して凹部 1 5， 1 6は連通している。
そしてボス部には、 外側から内部の穴に向かって連通するパイプ状の導入口 2 1が設けられている。 また円盤状の部位には、 内部の凹部 1 5から外に向かって 連通するパイプ状の排出口 2 2が設けられている。 排出口 2 2は、 図の様に斜め 方向に延びている。 より具体的には排出口 2 2は、 凹部 1 5の接線方向に延びて いる。
また本実施例では、 導入口 2 1 と排出口 2 2の方向は固定的であり、 導入口 2 1は、 天地方向の下側に配され、 排出口 2 2は上側に配される。 従って導入口 2 1は垂直下向きであり、 排出口 2 2は斜め上方を向いて設けられている。 なお、 この構成は、 後述する他の実施例でも同一である。
蓋部材 1 2は、 前記したマ二ホールド本体 1 0の凹部 1 6の開口部分を塞ぐも のである。 蓋部材 1 2の中心部分には、 軸挿入穴 2 3が設けられている。
軸押さえ部材 1 1は、 円状の枠部 2 5と、 中心に設けられたボス部 2 6を有し 、 両者の間をリブ 2 7で繋いだものである。 従って枠部 2 5と、 ボス部 2 6との 間には多くの隙間がある。 またボス部 2 6には穴が設けられている。
冷却側攪拌部材 5は、 攪拌翼であり円盤 3 0の一方の面に 5個の羽根部材 3 1 が設けられたものである。 羽根部材 3 1は、 正面 （第 7図） から見て中心部分が 細く、 周方向に向かうに従って幅広に作られており、 さらに反時計方向に捩じれ た形状をしている。 また羽根部材 3 1の正面は、 回転方向に向かって登り勾配と なる傾斜が設けられている。 なお、 冷却側攪拌部材 5の羽根の形状は、 本実施例に限定されるものではなく 、 風車状の羽根やプロペラ状、 あるいは円盤に板体が垂直に立設されたものであ つてもよレヽ。
そして本実施例に特有の構成として、 各羽根部材 3 1の内部に立方体形状の永 久磁石 3 3が取り付けられている。
また円盤 3 0の背面には突起 3 4が設けられている。
加熱側マ二ホールド片 3は、 冷却側と略同様の形状構造であり、 マ二ホールド 本体 3 6と、 軸押さえ部材 3 7を持つ。 そしてマ二ホールド本体 3 6は、 前記し た冷却側のマ二ホールド本体 1 0と対掌 （左右勝手違い） の形状構造をしており 、 円盤状の部位とボス部の双方に断面形状が円形の凹部 3 8 , 3 9を有し、 凹部 3 8 , 3 9同士の隔壁 4 0には、 穴 4 1が設けられ、 ボス部には、 導入口 4 2が 設けられ、 円盤状の部位には、 排出口 4 3が設けられている。
軸押さえ部材 3 7は、 冷却側のものと全く同一である。
また加熱側攪拌部材 6についても、 冷却側のものと全く同一である。
モータ部材 8は、 外装部 4 5と回転子 4 6によって構成されている。 外装部 4 5は、 二重構造となっている。 すなわち外装部 4 5の中心部分には円筒形の空洞 部 4 7があり、 該空洞部 4 7と外装部 4 5の内側部分は、 液密に仕切られている 。 そして外装部 4 5の内部には、 誘導コイルからなる固定子 4 8が内装されてい る。 回転子 4 6は、 永久磁石である。 特に本実施例で採用する永久磁石は、 樹脂 中に磁性体を混合した磁石が採用されている。
本実施例では、 熱電モジュール 7は、 円板状である。 熱電モジュール 7は、 一 つの角形の熱電モジュール 1 1 1をアルミ二ゥムの円板 1 1 2， 1 1 3で挟んだ ものである。
角形熱電モジュール 1 1 1は、 公知のペルチェ素子を利用したものであり、 P 型半導体と N型半導体が並べて設けられたものである。 角形熱電モジュール 1 1 1の断面構造は、 第 6図の通りであり、 P型と N型の熱電半導体 1 1 5 , 1 1 6 を上下交互の電極 1 0 2で直列に接続し、 上下をセラミックの絶縁板 1 8で固定 したものである。 なお P型熱電半導体 1 1 5と N型熱電半導体 1 1 6の組み合わ せがペルチェ素子 1 0 0の最小単位である。 また熱電半導体 1 1 5 , 1 1 6と雷 極 1 0 2との接合には、 はんだが使用されることが多い。
また円板 1 1 2 , 1 1 3と、 角形熱電モジュール 1 1 1 との接合には、 公知の 接着剤が活用される。
円板 1 1 2， 1 1 3の外側表面は、 平滑であっても良いが、 熱媒体との接触率 を向上させる目的から、 粗面であることが望ましい。 円板 1 1 2 , 1 1 3の推奨 される表面粗さは、 粗いほど望ましく、 2 0 μ m以上の粗さが推奨される。 また 粗さの上限は、 円板 1 1 2 , 1 1 3の板厚の限界によって決まるので、 実質上 1 m m以下程度である。
円板 1 1 2 , 1 1 3には、 位置決め用の切り欠きを設けておく ことが望ましい (図示せず） 。
次にマ二ホールド 1 の組み立て構造について説明する。 マ二ホールド 1では、 冷却側マ二ホールド片 2、 加熱側マ二ホールド片 3がォーリング 9を挟んで一体 となり、 その中央にォ一リング 4を挟んで熱電モジュール 7が配されている。 ま た加熱側マ二ホールド片 3の端部にはモータ部材 8が設けられている。
すなわち冷却側のマ二ホールド本体 1 0 と、 加熱側のマ二ホールド本体 3 6は 一体的に結合され、 その中間部分に熱電モジュール 7が装着されている。 また冷 却側のマ二ホールド本体 1 0のボス部の開口には蓋部材 1 2が取り付けられてい る。 そしてボス部の凹部 1 6内には軸押さえ部材 1 1が配されている。 また蓋部 材 1 2と軸押さぇ部材 1 1の穴を連通して軸 1 3が設けられている。
そして熱電モジュール 7の冷却側伝熱面 5 0と冷却側のマ二ホールド本体 1 0 の円盤状の部位の凹部 1 5とによってキヤビティ 5 2が形成される。 また当該キ ャビティ 5 2内に、 冷却側攪拌部材 5が内蔵されている。 冷却側攪拌部材 5の中 心部には軸 1 3が挿通され、 冷却側攪拌部材 5は軸 1 3によって支持されている と共に、 軸 1 3中心と して回転可能である。
一方、 熱電モジュール 7の加熱側は、 加熱側伝熱面 5 1 と加熱側のマ二ホール ド本体 3 6の円盤状の部位の凹部 3 8とによってキヤビティ 5 5が形成されてい る点と、 当該キヤビティ 5 5に加熱側攪拌部材 6が内蔵されている点で、 冷却側 と同一である。 またボス部の凹部 3 9内には軸押さえ部材 3 7が配されている点 でも加熱側は、 冷却側と共通する。 しかし、 冷却側ではマ二ホールド本体 1 0の開口が蓋部材 1 2によって塞がれ ているのに対し、 加熱側においてはモ一タ部材 8が取り付けられている。
すなわち加熱側のマ二ホ一ルド本体 3 6のボス部には、 モータ部材 8の外装部 4 5が取り付けられている。 そして外装部 4 5の空洞部 4 7内に回転子 4 6が設 けられている。 ここで特記すべき点として、 本実施例では、 回転子 4 6の磁力の 中心線 5 8と、 外装部 4 5内にある固定子 4 8の磁力の中心線 5 9は、 故意にず らされており、 回転子 4 6の磁力の中心線 5 8は、 正規の一致した位置よりも後 方にある。
また回転子 4 6の回転軸 6 0は、 軸押さえ部材 3 7を貫通して加熱側攪拌部材 6 と結合されている。
次に本実施例のマ二ホールド 1の作用について説明する。
本実施例のマ二ホールド 1は、 第 9図に示すような冷却装置の一部として活用 される。
すなわちマ二ホールド 1の冷却側は、 吸熱用のエバポレータ （熱交換器） 6 5 と接続され、 加熱側は放熱用のコンデンサ （熱交換器） 6 7と配管結合される。 そしてこの時、 本実施例のマ二ホールド 1では、 内部の熱電モジュール 7の伝 熱面 5 0 , 5 1が必ず垂直方向に位置する様に配慮される。 したがって導入口 2 1 , 4 2は、 天地方向の下側に位置し、 排出口 2 2， 4 3は上側に位置する。 そしてマ二ホールド 1に入る熱媒体配管 6 8 , 6 9は、 マ二ホールド 1の下側 にある導入口 2 1， 4 2に接続される。 一方マニホ一ルド 1の上部にある排出口 2 2、 4 3は、 空気抜き部 6 1 , 6 2を経て熱媒体配管 6 3， 6 4に接続され、 それぞれエバポレータ 6 5とコンデンサ 6 7とに結合される。 またエバポレータ 6 5とコンデンサ 6 7との出口側は前記した熱媒体配管 6 8， 6 9によって導入 口 2 1， 4 2に接続され、 それぞれ一連の閉回路が形成される。
そして配管回路内には、 水を主体とする熱媒体が循環される。 なお、 冷却側の 配管回路には、 凍結を防止するために、 プロピレングリコール等の不凍液を添加 することが望ましい。 熱媒体としては、 比熱が大きい点から水を主体とするもの を採用することが望ましいが、 勿論他の液体であっても良い。
本実施形態の冷却装置では、 マ二ホールド 1が熱媒体を移動させるポンプの機 能を兼ねるので、 特別のポンプは設けられていない。
この状態で、 マ二ホールド 1の熱電モジュール 7に通電し、 さらにモータ部材 8にも通電を行う。
その結果、 熱電モジュール 7の冷却側伝熱面 5 0の温度が低下し、 加熱側伝熱 面 5 1の温度が上昇する。
またモータ部材 8が起動し、 内部の回転子 4 6が回転を始める。 そして回転軸 6 0を通じて、 加熱側のキヤビティ 5 5内にある加熱用攪拌部材 6が回転を始め る。
ここで本実施例のマ二ホールド 1では、 攪拌部材 5 , 6に磁石 3 3が取り付け られており、 さらに攪拌部材 5 , 6は熱電モジュール 7を挟んで対向した位置に あるから、 磁石 3 3同士が引き付け合い、 加熱側のキヤビティ 5 5内にある加熱 用攪拌部材 6の回転に誘導されて、 冷却側のキヤビティ 5 2内にある冷却用攪拌 部材 5も回転を開始する。
すなわちモ一タ部材 8を起動することにより、 各キヤビティ 5 2， 5 5内で攪 拌部材 5 , 6が回転する。
そして各キヤビティ 5 2， 5 5内の熱媒体が回転し、 熱媒体にエネルギーが付 与される。 この付勢力により、 熱媒体が排出口 2 2 , 4 3から排出される。 熱媒 体の排出に伴い、 導入口 2 1 , 4 2から新たな熱媒体が吸い込まれる。 なお、 マ 二ホールド 1内における熱媒体の流れは、 導入口 2 1， 4 2から入って、 ボス部 の凹部 1 6 , 3 9内に入り、 さらに穴 2 0， 4 1を経て凹部 1 5、 3 8に入り、 攪拌部材 5 , 6によって付勢されて排出口 2 2 , 4 3から排出されることとなる 。 また加熱側においては、 熱媒体はボス部からモータ部材の空洞部 4 7に入り、 回転子 4 6を浸すこととなるが、 本実施例では、 回転子 4 6は樹脂を主成分とす るものであるので、 鲭発生の懸念は少ない。
キヤビティ 5 2 , 5 5内では、 熱媒体が攪拌されるので、 熱媒体と伝熱面 5 0 ， 5 1 との接触が良好となり、 熱伝達が向上する。 特に本実施例では、 攪拌部材 5 , 6の正面側に勾配が設けられ、 熱媒体は、 攪拌部材 5 , 6の軸方向にも付勢 されるので、 熱媒体はより直接的に伝熱面 5 0 , 5 1 と接する。 そのため熱媒体 と伝熱面 5 0， 5 1 との熱交換効率が高い。 また攪拌部材 5 , 6によって、 熱媒体が伝熱面 5 0 , 5 1側に付勢され、 その 反作用で攪拌部材 5 ， 6が後方に押されるが、 本実施例では、 回転子 4 6の磁力 の中心線 5 8 と、 固定子 4 8の磁力の中心線 5 9は、 故意にずらされており、 回 転子 4 6の磁力の中心線 5 8が、 正規の一致した位置よりも後方にあるので、 回 転子 4 6が回転すると回転子 4 6には固定子 4 8の磁力の中心線 5 9がー致する 方向に力が働く。 そのため攪拌部材 5 , 6の回転によって発生する、 後方に向か う力が相殺される。 また本実施例では、 攪拌部材 5 , 6に突起 3 4が設けられて いるので、 攪拌部材 5 , 6が後方に押されても、 突起 3 4がマ二ホールド本体 1 0 , 3 6の壁面に当接し、 攪拌部材 5 , 6の全面がマ二ホールド本体 1 0 ， 3 6 と当たることは無い。 そのため攪拌部材 5 ， 6の回転は安定する。
熱電モジュール 7の伝熱面 5 0 ， 5 1はいずれも垂直方向に配されているので 、 キヤビティ 5 2 ， 5 5内に空気が混入しても、 空気は伝熱面 5 0 , 5 1に沿つ て上昇し、 マ二ホールド 1の上部にある排出口 2 2 、 4 3から排出される。 その ため、 気泡によって熱媒体と伝熱面 5 0 , 5 1の接触が阻害されることもない。
(実施例 2 )
次に本発明の第 2実施例について説明する。 なお、 以下に説明する第 2以降の 実施例の説明では、 第 1実施例と同一の機能を発揮する部材に同一の番号を付し て、 重複した説明を省略する。
第 1 0図は、 本発明の第 2実施例の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドの 正面断面図である。
本実施例の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド 7 0は、 先の実施例と同様 に磁気によって加熱側攪拌部材 7 1の回転力を冷却側攪拌部材 7 2に伝えるもの であるが、 磁石 7 3の取付け位置が先の例とは異なる。
すなわち本実施例のマ二ホールド 7 0では、 キヤビティ 7 4 , 7 5の面積が熱 電モジュール 7のそれよりも大きレ、。 そして先の実施例では、 熱電モジュール 7 自身が、 キヤビティ同士を仕切る仕切り壁の役割を果していたが、 本実施例では 、 熱電モジュール 7の面積がキヤビティ 7 4 , 7 5よりも小さく、 熱電モジユー ノレ 7の周囲に肉厚の薄い補助壁 7 6がある。 そして磁石 7 3は、 攪拌部材 7 1 、 7 2の周辺寄りの部位であって、 前記した補助壁 7 6に相当する位置に設けられ ている。
そのため熱電モジュール 7が磁石 7 3の磁力によって悪影響を受けることが無 レ、。 また磁石 7 3同士の距離が、 先の実施例よりも、 より小さくなるので、 攪拌 部材 7 1 , 7 2間の動力伝達効率が高い。
(実施例 3 )
次に本発明の第 3実施例について説明する。 第 1 1図は、 本発明の第 3実施例 の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドの正面断面図である。
先に説明した二つの実施例は、 いずれも磁力によって攪拌部材 5 , 6間の動力 伝達を行うものであるが、 本実施例は、 軸 7 8によって、 両者の間に動力を伝達 するものである。
すなわち第 1 1図に示す熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド 8 0では、 回 転子 4 6の回転軸 7 8が、 熱電モジュール 7を貫通し、 直接的に冷却側キヤビテ ィ 5 2側に至っている。 そして当該回転軸 7 8は、 冷却側攪拌部材 5と結合され ている。 そのため回転子 4 6が回転することにより、 加熱側攪拌部材 6と冷却側 攪拌部材 5が直接的に回転する。
(実施例 4 )
次に本発明の第 4実施例について説明する。 第 1 2図は、 本発明の第 4実施例 の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドの正面断面図である。
前述したマ二ホールドは、 いずれも加熱側と冷却側のキヤビティに攪拌部材を 有し、 一つのモータで両方の攪拌部材を回転させようとしたものであるが、 本実 施例のマ二ホールド 8 2は、 一つのモータ部材 8 3で攪拌部材 6 とポンプ 8 4を 駆動させる例である。
すなわち本実施例のマ二ホールド 8 2では、 モータ部材 8 3の後方側にポンプ 8 4が結合されている。 そしてモ一タ部材 8 3の外装部 8 5には、 後方側にも空 洞部 8 6があり、 空洞部 8 6には、 別途の回転子 8 7が挿入されている。 なお後 方側の空洞部 8 6は、 前方側の空洞部 4 7とは独立している。
回転子 8 7の回転軸 8 8は、 攪拌部材 6を回転させる回転子 4 6の回転軸 6 0 の延長線上にある。 そして当該回転軸 8 8がポンプ 8 4の攪拌部材 8 9に固定さ れている。 また外装部 8 5内には、 固定子 9 0が設けられている。 固定子 9 0は、 二つの 回転子 4 6を包み込む長さであって、 二つの回転子 4 6を包み込む位置に設けら れている。 したがって、 一つの固定子 9 0と二つの回転子 4 6 , 8 7によって、 一組のモータ部材が形成されている。
本実施例の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド 8 2では、 固定子 9 0に通 電することにより、 二つの回転子 4 6 , 8 7が回転し、 キヤビティ 5 2内の攪拌 部材 6 とポンプ 8 4内の攪拌部材 8 9が回転される。
本実施例のマ二ホールド 8 2を使用して冷却装置を構成する場合、 加熱側の配 管は前述の例と同一であり、 コンデンサ 6 7を挟んで排出口 4 3と導入口 4 2を 結合する閉回路を構成する。 一方冷却側は、 排出口 2 2とポンプ 8 4の吸い込み 口 9 1 と結合し、 ポンプ 8 4の排出口 9 3は、 エバポレータ 6 5を経て導入口 4 6に戻す。
なお本実施例の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド 8 2は、 導入口 2 1、 4 2が、 天地方向の下側に配され、 排出口 2 2、 4 3上部に斜め上方に向いて設 けられている点で共通する。
(実施例 5 )
次に本発明の第 5実施例について説明する。 第 1 3図は、 本発明の第 5実施例 の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドの正面断面図である。
本実施例及び次に説明する第 6実施例は、 導入口 4 2が、 天地方向の下側に配 され、 排出口 4 3が上部に斜め上方に向いて設けられている特徴を有するもので あり、 この特徴を有するマ二ホールドの変形例を示すものである。
第 1 3図に示す第 5実施例のマ二ホールド 9 2は、 マ二ホールドが加熱側だけ にあり、 冷却側には設けられていない。 そして熱電モジュールの冷却側伝熱面 5 0は、 直接的に箱状の部材 9 3の壁面 （熱伝導板） 9 9に当接されている。 本実 施例のマ二ホールドは、 箱状の部材 9 3の内部に直接的に冷蔵物を入れて使用す る冷蔵庫等の構成として適する。
(実施例 6 )
次に本発明の第 6実施例について説明する。 第 1 4図は、 本発明の第 6実施例 の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドの正面断面図である。 第 1 4図に示す第 6実施例のマユホールド 9 5は、 先の実施例と同様にマニホ 一ルドが加熱側だけにあり、 冷却側には設けられていない。 そして熱電モジュ一 ルの冷却側伝熱面 5 0は、 直接的にフィン部材 9 6の壁面 （熱伝導板） 9 8に当 接されている。 本実施例のマ二ホールドは、 フィン部材 9 6によって庫内の空気 を冷やす冷蔵庫に採用することが望ましいものである。
(実施例 7 )
次に本発明の第 7実施例について、 第 1 5図を参照しつつ説明する。 なお、 第 7実施例以下の実施例では、 マ二ホールド部分の構成については、 前記した第一 実施例と同一である。 すなわち第 7以下の実施例は、 熱電モジュール 1 2 0の構 成だけが、 第 1実施例と異なる。 そのため、 実施例の説明は、 熱電モジュールの 構成だけに限り、 他の説明については省略する。 また熱電モジュールの構成中、 先の実施例と同一の部材は、 先の実施例と同一の番号を付して重複した説明を省 略する。
前記した第 1実施例で採用した熱電モジュール 7は、 第 5図の様に、 一つの角 形熱電モジュール 1 1 1をアルミニウムの円板 1 1 2 , 1 1 3で挟んだものであ るのに対し、 第 7実施例の円形熱電モジュール 1 2 0は、 第 1 5図の様に二つの 角形熱電モジュール 1 1 1を積層して円板 1 1 2， 1 1 3で挟んだものである。 本実施例の円形熱電モジュール 1 2 0では、 角形熱電モジュール 1 1 1が積層 されているので、 より低温を作ることができる。 そのため本実施形態の熱電モジ ユールを内蔵するマ二ホールドは、 被冷却物をより低温に冷やすことができる。 なお本実施例で採用する熱電モジュールは、 第 2実施例から第 6実施例で説明 したマ二ホールドと組み合わせることもできる。
(実施例 8 )
次に本発明の第 8実施例について、 第 1 6図， 第 1 7図を参照しつつ説明する 本実施例は、 角形熱電モジュール 1 1 1を並列的に並べた例を示すものである 。 すなわち本実施例の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドで採用する円形熱 電モジュール 1 3 0は、 4個の角形熱電モジュール 1 1 1を同一平面上に配し、 円板 1 1 2， 1 1 3で挟んだものである。 本実施例で採用する熱電モジュール 1 3 0は、 角形熱電モジュール 1 1 1が複 数並べられた状態で板体の間に挟まれた構成としたので、 大面積の円形熱電モジ ユール 1 3 0を作ることができる。
なお本実施例で採用する熱電モジュール 1 3 0についても、 第 2実施例から第 6実施例で説明したマ二ホールドと組み合わせることもできる。
(実施例 9 )
次に本発明の第 9実施例について、 第 1 8図を参照しつつ説明する。 本実施例 で採用する円形熱電モジュール 1 4 0は、 3個の角形熱電モジュール 1 1 1を同 一平面上に配し、 円板 1 1 2 , 1 1 3で挟んだものである。
本実施例で採用する熱電モジュールについても、 第 2実施例から第 6実施例で 説明したマ二ホールドと組み合わせることもできる。
(実施例 1 0 )
次に本発明の第 1 0実施例について第 1 9図を参照しつつ説明する。
本実施例で採用する熱電モジュールは、 角形熱電モジュール 1 1 1を 8個使用 し、 同一平面に 4個づっ配して二段に積層したものである。
すなわち本実施例の円形熱電モジュール 1 5 0は、 二層構造であり、 3枚の円 板 1 1 2 , 1 5 1 , 1 1 3を持つ。 なお外側に配される円板 1 1 2 , 1 1 3は、 表面が粗であるが、 中間部分の円板 1 5 1は平滑面である。
そして円板 1 1 2 , 1 5 1の間に、 4個の角形熱電モジュール 1 1 1が並列的 に並べられて配されている。 また円板 1 5 1 , 1 1 3の間には、 先の配列から 4 5 ° ずらした配列で、 4個の角形熱電モジュール 1 1 1が並列的に並べて配され ている。
本実施例で採用する円形熱電モジュール 1 5 0では、 角形熱電モジュール 1 1 1が積層されているので、 より低温を作ることができる。 加えて本実施例で採用 する円形熱電モジュール 1 5 0では、 大面積の円形熱電モジュール 1 5 0を作る ことができる。
本実施例で採用する円形熱電モジュール 1 5 0についても、 第 2実施例から第 6実施例で説明したマ二ホールドと組み合わせることもできる。
以上説明したように、 本発明の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドでは、 熱電モジュールの伝熱面が、 垂直方向に配され、 排出口は、 キヤビティの上方に 設けられているので、 上昇した空気は円滑に排出口から排出される。 そのため本 発明の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドは、 気泡によって伝熱面と熱媒体 の接触が妨げられることが少なく、 熱交換効率が高い効果がある。
また本発明の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドでは、 排出口が斜め上方 を向いているので、 気泡は熱媒体の流れ共に円滑に排出される効果がある。 また本発明の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドでは、 キヤビティ内に攪 拌部材が設けられているので、 キヤビティ内に回転方向の流れが発生し、 熱媒体 と熱電モジュールの伝熱面の接触率が上がり、 熱交換効率が向上する効果がある さらに本構成の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドでは、 一つの固定子と 二つの回転子によってモータが形成され、 回転子の回転によってキヤビティ内の 攪拌部材とポンプ内の攪拌部材が回転するので、 別途のポンプが不要となり、 部 品点数が減少する。
また本発明の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドでは、 一方の攪拌部材か ら動力が伝達されて他方の攪拌部材が回転するので、 ただ一つの原動機によって 加熱側と冷却側双方の攪拌部材を攪拌することができ、 部品点数が少なく、 外形 形状が小型となる効果がある。
また本発明の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドでは、 キヤビティ内に攪 拌部材を有し、 原動機によって一方の攪拌部材がキヤビティ内で回転させ、 他方 の攪拌部材は、 前記攪拌部材から動力伝達を受けて他方のキヤビティ内で回転さ せるので、 ただ一つの原動機によって加熱側と冷却側双方の攪拌部材を攪拌する ことができ、 部品点数が少なく、 外形形状が小型となる効果がある。
また本発明の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドでは、 攪拌部材間の動力 伝達に、 磁気を利用するので、 非接触で攪拌部材間の動力伝達を行うことができ キヤビティ同士の独立性を確保することができる。 そのため加熱側と冷却側の熱 媒体が混ざることがない。
また本発明の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドでは、 キヤビティの外形 が熱電モジュールの伝熱面の外形よりも大きく、 攪拌部材の一部であって、 熱電 モジュールの外周部に相当する位置に磁気部材が設けられ、 該磁気部材によって 攪拌部材間の動力伝達が行われるので、 熱電モジュールを磁気の影響から保護す る効果がある。
また本発明の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドでは、 軸によって一方の 攪拌部材から他方の攪拌部材に直接的に動力を伝達するので、 動力伝達効率が高 い効果がある。
また本発明の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドでは、 熱電モジュールは 外形形状が円形であるため、 面積の無駄が少ない効果がある。
また本発明の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドでは、 板状の熱電モジュ ールを実質上、 円形のものとして使用することきができる。
また本発明の熱電モジュールを內蔵するマ二ホールドでは、 熱電モジュールの 伝熱面が熱伝導板に当接されており、 直接的に冷却対象物や空気等を冷却するこ とができる。
また本発明の冷却装置では、 キヤビティ自体にポンプの機能が発揮されるので 実質的にポンプを省略することができる。
本発明によると、 円形熱電モジュールが実現され、 かつその製造は容易である 。 またペルチヱ素子の多段化も容易である。 また本発明の円形熱電モジュールは 、 円形であるから、 伝熱面積が広い。
また本発明では、 角形熱電モジュールが複数積層された状態で板体の間に挟ま れた構成としたのでより低温を作ることができる。
また本発明では、 角形熱電モジュールが複数並べられた状態で板体の間に挟ま れた構成としたので、 大面積の円形熱電モジュールを作ることができる。
さらに本発明では、 円形の板体は、 表面が粗であるから熱交換効率の向上が図 られる。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド及び熱電モジ ユールを使用した冷却装置は、 冷蔵庫の主要構成物である冷凍機として有用であ り、 さらにクーラやチラ一にも適用可能である。

Claims

請求の範囲
1 . 少なく とも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熱電モジュールと、 前記熱電モジュールを覆い、 加 熱側の伝熱面との間にキヤビティを形成し、 冷却側の伝熱面との間に他のキヤビ ティを有するマ二ホールド本体と、 各キヤビティ内に設けられた攪拌部材と、 攪 拌部材の一方を回転させる原動機と、 一方の攪拌部材の回転力を他方の攪拌部材 に伝達する動力伝達部材を有し、 原動機によって一方の攪拌部材がキヤビティ内 で回転され、 他方の攪拌部材は、 前記攪拌部材から動力伝達を受けて他方のキヤ ビティ内で回転する熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド。
2 . 攪拌部材間の動力伝達は、 磁気によって行われる請求の範囲第 1項に記載の 熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド。
3 . キヤビティの外形は、 熱電モジュールの伝熱面の外形よりも大きく、 攪拌部 材の一部であって、 熱電モジュールの外周部に相当する位置に磁気部材が設けら れ、 該磁気部材によって攪拌部材間の動力伝達が行われる請求の範囲第 2項に記 載の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド。
4 . 一方のキヤビティと他方のキヤビティを連通する軸を有し、 該軸によって攪 拌部材から他方の攪拌部材に動力が伝達される請求の範囲第 1項に記載の熱電モ ジュールを内蔵するマ二ホールド。
5 . マ二ホールド本体は、 少なく ともキヤビティの一方に熱媒体が導入される導 入口と、 当該キヤビティから熱媒体が排出される排出口を有し、 熱電モジュール の伝熱面は、 垂直方向に配され、 前記排出口は、 キヤビティの上方に設けられて いる請求の範囲第 1項に記載の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド。
6 . 排出口は、 斜め上方を向いて設けられている請求の範囲第 5項に記載の熱電 モジュールを内蔵するマ二ホールド。
7 . 熱電モジュールは外形形状が円形である請求の範囲第 1項に記載の熱電モジ ユーノレを内蔵するマ二ホーノレ ド。
8 . 熱電モジュールは、 板状に成形された素子が円板状の伝熱部材に挟まれて、 外形形状が円形である請求の範囲第 1項に記載の熱電モジュールを内蔵するマ二 ホーノレド。
9 . 熱電モジュールは、 複数のベルチ: 素子が四角形状に配列されて固定された 角形熱電モジュールと、 二枚以上の円形の板体を有し、 前記板体の間に角形熱電 モジュールを挟んでなる請求の範囲第 7項に記載の熱電モジュールを内蔵するマ 二ホールド。
1 0 . 角形熱電モジュールは、 ペルチェ素子をセラミック層又は酸化アルミニゥ ム層によって挟んで固定したものである請求の範囲第 9項に記載の熱電モジユー ルを内蔵するマ二ホールド。
1 1 . 角形熱電モジュールが複数積層された状態で板体の間に挟まれてなる請求 の範囲第 9項に記載の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド。
1 2 . 角形熱電モジュールが複数並べられた状態で板体の間に挟まれてなる請求 の範囲第 9項に記載の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド。
1 3 . 円形の板体は、 表面が粗である請求の範囲第 9項に記載の熱電モジュール を内蔵するマ二ホールド。
1 4 . 原動機は、 回転子と固定子を有するモータであり、 前記回転子が攪拌部材 と連結され、 当該回転子と固定子の磁力の中心線は不一致であって、 回転子の磁 力の中心線は攪拌部材に対して後方にずれている請求項 1に記載の熱電モジユー ルを内蔵するマ二ホールド。
1 5 . 少なく とも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熱電モジュールと、 前記伝熱面の少なく とも一方 を覆う と共に当該伝熱面との間にキヤビティを有するマ二ホールド本体と、 前記 キヤビティの少なく とも一つの内部に設けられた攪拌部材を有し、 前記攪拌部材 の回転軸の延長線上に回転軸が配された攪拌部材を内蔵するポンプが前記マニホ 一ルド本体に配され、 前記キヤビティ内の攪拌部材と、 前記ポンプの攪拌部材に は、 別個の回転子が連結され、 前記二つの回転子を包み込む位置に一つの固定子 が設けられ、 前記固定子と回転子によってモータが形成され、 キヤビティ内の攪 拌部材と、 前記ポンプの攪拌部材が回転される熱電モジュールを内蔵するマニホ ールド。
1 6 . マ二ホールド本体は熱電モジュールを覆い、 加熱側の伝熱面との間にキヤ ビティを形成し、 冷却側の伝熱面との間に他のキヤビティを形成し、 各キヤビテ ィ内に攪拌部材が設けられ、 一方の攪拌部材の回転力を他方の攪拌部材に伝達す る動力伝達部材を有し、 他方の攪拌部材は、 一方の攪拌部材から動力伝達を受け て他方のキヤビティ内で回転する請求の範囲第 1 5項に記載の熱電モジュールを 内蔵するマ二ホールド。
1 7 . 攪拌部材間の動力伝達は、 磁気によって行われる請求の範囲第 1 6項に記 載の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド。
1 8 . キヤビティの外形は、 熱電モジュールの伝熱面の外形より も大きく、 攪拌 部材の一部であって、 熱電モジュールの外周部に相当する位置に磁気部材が設け られ、 該磁気部材によって攪拌部材間の動力伝達が行われる請求の範囲第 1 6項 に記載の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド。
1 9 . —方のキヤビティと他方キヤビティを連通する軸を有し、 該軸によって攪 拌部材から他方の攪拌部材に動力が伝達される請求の範囲第 1 6項に記載の熱電 モジュールを内蔵するマ二ホールド。
2 0 . マ二ホールド本体は、 少なく ともキヤビティの一方に熱媒体が導入される 導入口と、 当該キヤビティから熱媒体が排出される排出口を有し、 熱電モジユー ルの伝熱面は、 垂直方向に配され、 前記排出口は、 キヤビティの上方に設けられ ている請求の範囲第 1 5項に記載の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド。
2 1 . 排出口は、 斜め上方を向いて設けられている請求の範囲第 2 0項に記載の 熱電モジユーノレを内蔵するマニホ一ノレド。
2 2 . 熱電モジュールは外形形状が円形である請求の範囲第 1 5項に記載の熱電 モジユーノレを内蔵するマニホ一ノレド。
2 3 . 熱電モジュールは、 板状に成形された素子が円板状の伝熱部材に挟まれて 、 外形形状が円形である請求の範囲第 1 5項に記載の熱電モジュールを内蔵する マ二ホールド。
2 4 . 熱電モジュールは、 複数のペルチェ素子が四角形状に配列されて固定され た角形熱電モジュールと、 二枚以上の円形の板体を有し、 前記板体の間に角形熱 電モジュールを挟んでなる請求の範囲第 1 5項に記載の熱電モジュールを内蔵す るマ二ホーノレド。
2 5 . 角形熱電モジュールは、 ペルチェ素子をセラミック層又は酸化アルミユウ ム層によって挟んで固定したものである請求の範囲第 2 4項に記載の熱電モジュ ールを内蔵するマ二ホールド。
2 6 . 角形熱電モジュールが複数積層された状態で板体の間に挟まれてなる請求 の範囲第 2 4項に記載の熱電モジュールを内蔵するマユホールド。
2 7 . 角形熱電モジュールが複数並べられた状態で板体の間に挟まれてなる請求 の範囲第 2 4項に記載の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド。
2 8 . 円形の板体は、 表面が粗である請求の範囲第 2 2項に記載の熱電モジュ一 ノレを内蔵するマ二ホーノレ ド。
2 9 . マ二ホールド本体は、 熱電モジュールの伝熱面の一方だけを覆い、 熱電モ ジュールの他方の伝熱面は、 熱伝導板に当接されている請求の範囲第 1 5項に記 載の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド。
3 0 . 少なく とも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熱電モジュールと、 前記伝熱面の少なく とも一方 を覆うと共に当該伝熱面との間にキヤビティを有するマ二ホールド本体と、 前記 キヤビティに熱媒体が導入される導入口と、 前記キヤビティから熱媒体が排出さ れる排出口を有し、 前記熱電モジュールの伝熱面は、 垂直方向に配され、 前記排 出口は、 キヤビティの上方に設けられている熱電モジュールを内蔵するマ-ホー ノレ K。
3 1 . 排出口は、 斜め上方を向いて設けられている請求の範囲第 3 0項に記載の 熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド。
3 2 . キヤビティ内に攪拌部材が設けられており、 攪拌部材がキヤビティ内で回 転する請求の範囲第 3 0項に記載の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド。
3 3 . マ二ホールド本体は熱電モジュールを覆い、 加熱側の伝熱面との間にキヤ ビティを形成し、 冷却側の伝熱面との間に他のキヤビティを形成し、 各キヤビテ ィ内に攪拌部材が設けられ、 一方の攪拌部材の回転力を磁気を介して他方の攪拌 部材に伝達する動力伝達部材を有し、 他方の攪拌部材は、 一方の攪拌部材から磁 気によって動力伝達を受けて他方のキヤビティ内で回転する請求の範囲第 3 0項 に記載の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド。
3 4 . マ二ホールド本体は熱電モジュールを覆い、 加熱側の伝熱面との間にキヤ ビティを形成し、 冷却側の伝熱面との間に他のキヤビティを形成し、 各キヤビテ ィ内に攪拌部材が設けられ、 一方のキヤビティと他方キヤビティを連通する軸を 有し、 該軸によって攪拌部材から他方の攪拌部材に動力が伝達され、 他方の攪拌 部材は、 一方の攪拌部材から前記軸を介して動力伝達を受けて他方のキヤビティ 内で回転する請求の範囲第 3 0項に記載の熱電モジュールを内蔵するマ二ホール ド'。
3 5 . 熱電モジュールは外形形状が円形である請求の範囲第 3 0項に記載の熱電 モジユーノレを内蔵するマ二ホーノレ ド。
3 6 . 熱電モジュールは、 板状に成形された素子が円板状の伝熱部材に挟まれて 、 外形形状が円形である請求の範囲第 3 0項に記載の熱電モジュールを内蔵する マ二ホーノレド。
3 7 . 熱電モジュールは、 複数のペルチヱ素子が四角形状に配列されて固定され た角形熱電モジュールと、 二枚以上の円形の板体を有し、 前記板体の間に角形熱 電モジュールを挟んでなる請求の範囲第 3 0項に記載の熱電モジュールを内蔵す るマニホ一ノレド。
3 8 . 角形熱電モジュールは、 ペルチェ素子をセラミック層又は酸化アルミニゥ ム層によって挟んで固定したものである請求の範囲第 3 7項に記載の熱電モジュ ールを内蔵するマ二ホールド。
3 9 . 角形熱電モジュールが複数積層された状態で板体の間に挟まれてなる請求 の範囲第 3 7項に記載の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド。
4 0 . 角形熱電モジュールが複数並べられた状態で板体の間に挟まれてなる請求 の範囲第 3 7項に記載の熱電モジュールを内蔵するマ二ホールド。
4 1 . 円形の板体は、 表面が粗である請求の範囲第 3 5項に記載の熱電モジユー ルを内蔵するマ二ホールド。
4 2 . マ二ホールド本体は、 熱電モジュールの伝熱面の一方だけを覆い、 熱電モ ジュールの他方の伝熱面は、 熱伝導板に当接されている請求の範囲第 3 0項に記 載の熱電モジュールを内蔵するマユホールド。
4 3 . 複数のペルチェ素子が四角形状に配列されて固定された角形熱電モジユー ルと、 二枚以上の円形の板体を有し、 前記板体の間に角形熱電モジュールを挟ん でなる円形熱電モジュール。
4 4 . 角形熱電モジュールは、 ペルチェ素子をセラミック層又は酸化アルミニゥ ム層によって挟んで固定したものである請求の範囲第 4 3項に記載の円形熱電モ ジユーノレ。
4 5 . 角形熱電モジュールが複数積層された状態で板体の間に挟まれてなる請求 の範囲第 4 3項に記載の円形熱電モジュール。
4 6 . 角形熱電モジュールが複数並べられた状態で板体の間に挟まれてなる請求 の範囲第 4 3項に記載の円形熱電モジュール。
4 7 . 円形の板体は、 表面が粗である請求の範囲第 4 3項に記載の円形熱電モジ ュ一ノレ。
4 8 . 複数のペルチヱ素子が四角形状に配列されて固定された角形熱電モジュ一 ルと、 二枚以上の円形の板体を有し、 前記板体の間に角形熱電モジュールを挟ん でなり、 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円形熱電モジュールと、 前記円形熱電モジュールを覆い、 加熱側の伝熱面との間にキヤビティを形成し、 冷却側の伝熱面との間に他のキヤ ビティを形成し、 前記キヤビティに熱媒体が導入される導入口と、 前記キヤビテ ィから熱媒体が排出される排出口を有し、 前記熱電モジュールの伝熱面は、 垂直 方向に配され、 前記排出口は、 キヤビティの上方に設けられたマ二ホールド本体 と、 各キヤビティ内に設けられた攪拌部材と、 一方の攪拌部材の回転力を磁気を 介して他方の攪拌部材に伝達する動力伝達部材を有し、 前記攪拌部材の回転軸の 延長線上に回転軸が配された攪拌部材を内蔵するポンプが前記マ二ホールド本体 に配され、 前記キヤビティ内の攪拌部材と、 前記ポンプの攪拌部材には、 別個の 回転子が連結され、 前記二つの回転子を包み込む位置に一つの固定子が設けられ 、 前記固定子と回転子によってモータが形成され、 キヤビティ内の一方の攪拌部 材と、 前記ポンプの攪拌部材が回転され、 さらに他方の攪拌部材は、 一方の攪拌 部材から磁気によって動力伝達を受けて他方のキヤビティ内で回転する熱電モジ ユールを内蔵するマ二ホールド。
4 9 . 熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドと熱交換器を有し、 前記マニホ一 ノレドと熱交換器の間に環状に連結する配管がなされ、 前記熱電モジュールを内蔵 するマ二ホールドは、 少なく とも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熱電モジュールと、 前記熱電モジ ユールを覆い、 加熱側の伝熱面との間にキヤビティを形成し、 冷却側の伝熱面と の間に他のキヤビティを有するマ二ホールド本体と、 各キヤビティ内に設けられ た攪拌部材と、 攪拌部材の一方を回転させる原動機と、 一方の攪拌部材の回転力 を他方の攪拌部材に伝達する動力伝達部材を有し、 原動機によって一方の攪拌部 材がキヤビティ内で回転され、 他方の攪拌部材は、 前記攪拌部材から動力伝達を 受けて他方のキヤビティ内で回転し、 前記攪拌部材によってマ二ホールド内の熱 媒体が付勢され、 当該付勢力によって熱媒体が配管内を循環する冷却装置。
5 0 . 熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドと熱交換器を有し、 前記マ二ホー ノレ ドと熱交換器の間に環状に連結する配管がなされ、 前記熱電モジュールを内蔵 するマ二ホールドは、 少なく とも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熱電モジュールと、 前記伝熱面の 少なく とも一方を覆うと共に当該伝熱面との間にキヤビティを有するマ二ホール ド本体と、 前記キヤビティの少なく とも一つの内部に設けられた攪拌部材を有し 、 前記攪拌部材の回転軸の延長線上に回転軸が配された攪拌部材を内蔵するボン プが前記マユホール ド本体に配され、 前記キヤビティ内の攪拌部材と、 前記ボン プの攪拌部材には、 別個の回転子が連結され、 前記二つの回転子を包み込む位置 に一つの固定子が設けられ、 前記固定子と回転子によってモータが形成され、 キ ャビティ内の攪拌部材と、 前記ポンプの攪拌部材が回転され、 前記キヤビティ内 の攪拌部材と、 前記ポンプの攪拌部材によってマ二ホールド内の熱媒体が付勢さ れ、 当該付勢力によって熱媒体が配管内を循環する冷却装置。
5 1 . 熱電モジュールを内蔵するマ二ホールドと熱交換器を有し、 前記マ二ホー ルドと熱交換器の間に環状に連結する配管がなされ、 前記熱電モジュールを内蔵 するマ二ホールドは、 少なく とも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熱電モジュールと、 前記伝熱面の 少なく とも一方を覆うと共に当該伝熱面との間にキヤビティを有するマ二ホール ド本体と、 前記キヤビティに熱媒体が導入される導入口と、 前記キヤビティから 熱媒体が排出される排出口を有し、 前記熱電モジュールの伝熱面は、 垂直方向に 配され、 前記排出口は、 キヤビティの上方に設けられ、 さらにキヤビティ内に攪 拌部材が設けられており、 攪拌部材がキヤビティ内で回転し、 前記攪拌部材によ つてマ二ホールド内の熱媒体が付勢され、 当該付勢力によって熱媒体が配管内を 循環する冷却装置。
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