JPH1168173A - 熱電モジュールを用いた熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】熱伝達効率が良く、熱ばらつきの少ない熱伝達
をなし得るようにする。 【解決手段】熱電モジュールを介して第１及び第２の流
体間で熱交換を行う熱電モジュール１を用いた熱交換器
において、配列された複数の熱電素子２，３およびこれ
ら複数の熱電素子を両方の熱交換面でそれぞれ電気接続
する複数の金属電極４と、前記複数の熱電素子間に充填
固化される電気絶縁体５とを有する熱電モジュール１
と、前記熱電モジュールの一方の熱交換面側に配され、
第１の流体が通過する第１の流体通路７と、前記熱電モ
ジュールの他方の熱交換面側に配され、第２の流体が通
過する第２の流体通路１１とを具え、 前記第１及び第
２の流体通路のうちの少なくとも一方の流体通路の前記
熱電モジュールに当接する側に、第１または第２の流体
と熱電モジュールの熱交換面が直接接触するように開口
部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、配列された複数
の熱電素子対およびこれら複数の熱電素子対を電気接続
する金属電極で構成される熱電モジュールの一方の熱交
換面側に温度制御媒体を流し、他方の熱交換面側に被温
度制御流体を流し、熱電モジュールを介して温度制御媒
体と被温度制御流体との間で熱交換を行うことにより被
温度制御流体を温度制御する熱電モジュールを用いた熱
交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】恒温槽、半導体製造装置（エッチング装
置、ＣＶＤ装置）、液晶製造装置、樹脂板の熱圧成形装
置等では、チャンバの空調、壁面温度制御、ウェハの温
度制御などのために循環流体が用いられることが多い。
すなわち、この種のシステムでは、前記半導体制御装置
などで温度制御に用いた熱媒体（循環流体）を熱交換器
に流入し、熱交換器で熱媒体を所望の温度に調整した
後、前記半導体供給装置に供給するといった液体循環シ
ステムが構成されている。

【０００３】かかる流体循環システムに用いられる熱交
換器として、従来より様々なタイプのものが提案されて
おり、その１つに多くの熱電素子を配列して構成した熱
電モジュールを用いたものがある。

【０００４】図１２に一般的な熱電モジュール１００の
構成を示す。

【０００５】この熱電モジュールは、多数のＰ型半導体
ピース１０１およびＮ型半導体ピース１０２を２次元平
面上に交互に配列すると共に、多くの金属平板電極１０
３を用いてＰ型半導体ピース１０１およびＮ型半導体ピ
ース１０２の上下の熱交換面をＰ、Ｎが交互になるよう
に電気的に直列接続したものであり、この熱電モジュー
ルに直流電流を供給すると、ペルチェ効果が生じて熱電
モジュールは上下何れか一方の熱交換面で吸熱を、他方
の熱交換面で放熱を行う。また、熱電モジュールの一方
の熱交換面を加熱し、他方の熱交換面を冷却するとゼー
ベック効果が生じて熱電素子は電力を発生する。

【０００６】図１３は、かかる熱電モジュールを用いた
従来の熱交換器を示すもので、図１２のＡ−Ａ断面図に
対応する。

【０００７】図１３において、金属電極１０３の上下に
は、熱交換面を被覆するためにアルミナ（セラミック
ス）などの絶縁体プレート１０４が設けられている。す
なわち、従来の熱電モジュール１００は、多数のＰ型半
導体ピース１０１、Ｎ型半導体ピース１０２および金属
平板電極１０３を絶縁体プレート１０４で挟んだサンド
イッチ構造となっている。

【０００８】そして、かかる熱電モジュール１００の一
方の熱交換面側に前記流体循環システムを循環する循環
流体（被温度制御流体）１０５を流すための流体通路１
０６を形成し、他方の熱交換面側に前記被温度制御流体
を加熱冷却するするための温度制御媒体１０７（加熱媒
体または冷却媒体）を流すための流体通路１０８を形成
することによって、熱交換器を構成するようにしてい
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記図１３に
示す従来の熱交換器においては、熱電素子と被温度制御
流体１０５との間、および熱電素子と温度制御媒体１０
７との間に、絶縁体プレート１０４および流体通路の内
側壁面が介在するようになっているので、熱伝達の効率
が悪く、また熱交換面に熱ばらつきが生じ易いなどの問
題がある。

【００１０】また、上述した流体循環システムにおいて
は、循環流体として、絶縁性を有するフロリナート（登
録商標）などの液体が使われることが多いが、かかる絶
縁性流体が用いられる場合にも従来技術においては、熱
電モジュールをアルミナ（セラミックス）などの絶縁体
プレート１０４でカバーするようにしていたので、絶縁
性流体の利点を最大限利用した効率の良い熱伝達が行わ
れていないという問題もある。

【００１１】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、熱伝達効率が良く、熱ばらつきの少ない熱伝
達をなし得る熱電モジュールを用いた熱交換器を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び作用効果】この発明で
は、熱電モジュールを介して第１及び第２の流体間で熱
交換を行う熱電モジュールを用いた熱交換器において、
配列された複数の熱電素子およびこれら複数の熱電素子
を両方の熱交換面でそれぞれ電気接続する複数の金属電
極と、前記複数の熱電素子間に充填固化される電気絶縁
体とを有する熱電モジュールと、前記熱電モジュールの
一方の熱交換面側に配され、第１の流体が通過する第１
の流体通路と、前記熱電モジュールの他方の熱交換面側
に配され、第２の流体が通過する第２の流体通路とを具
え、 前記第１及び第２の流体通路のうちの少なくとも
一方の流体通路の前記熱電モジュールに当接する側に、
第１または第２の流体と熱電モジュールの熱交換面が直
接接触するように開口部を形成するようにしている。

【００１３】係る発明においては、第１及び第２の流体
通路の双方に前記開口部をそれぞれ形成した場合は、前
記第１および第２の流体を絶縁性流体とするか、あるい
は熱電モジュールの第１および第２の流体通路側の各熱
交換面を絶縁性の膜でそれぞれ被覆するようにする。

【００１４】また、第１及び第２の流体通路のうちの第
１の流体通路に前記開口部を形成した場合は、第１の流
体を絶縁性流体とするか、あるいは熱電モジュールの第
１の流体通路側の熱交換面を絶縁性の膜で被覆するよう
にする。

【００１５】このようにこの発明によれば、熱電モジュ
ールを第１の流体通路と第２の流体通路で挟んで、第１
の流体通路を流れる第１流体と第２の流体通路を流れる
第２流体との間で熱交換を行うに当たり、 前記第１及
び第２の流体通路のうちの少なくとも一方の流体通路の
前記熱電モジュールに当接する側に、第１または第２の
流体と熱電モジュールの熱交換面が直接接触するように
開口部を形成するようにしたので、熱電モジュールと第
１又は第２の流体との間で直接熱交換が行われるように
なり、これにより熱交換器の熱伝導効率を向上すること
ができ、また熱伝達のばらつきを少なくすることができ
る。

【００１６】また、この発明では、配列された複数の熱
電素子およびこれら複数の熱電素子を両方の熱交換面で
それぞれ電気接続する複数の金属電極と、前記複数の熱
電素子間に充填固化される電気絶縁体とを有する熱電モ
ジュールと、前記熱電モジュールの一方の熱交換面側に
配され、冷却流体が通過する第１の流体通路と、前記熱
電モジュールの他方の熱交換面側に配され、被温度制御
流体が通過する第２の流体通路と、前記第２の流体通路
の前記熱電モジュールが当接する側と反対側に配設さ
れ、前記被温度制御流体を加熱する加熱手段とを具え、
前記第１及び第２の流体通路のうちの少なくとも一方の
流体通路の前記熱電モジュールに当接する側に、第１ま
たは第２の流体と熱電モジュールの熱交換面が直接接触
するように開口部を形成し、開口部を形成した流体通路
を流れる流体を絶縁性流体とするようにしている。

【００１７】かかる発明によれば、熱電モジュールを介
して被温度制御流体と冷却流体との間で熱交換を行うに
当たり、冷却流体が流されている第１の流体通路と被温
度制御流体が流されている第２の流体通路とのうちの少
なくとも一方の流体通路の前記熱電モジュールに当接す
る側に、第１または第２の流体と熱電モジュールの熱交
換面が直接接触するように開口部を形成し、開口部を形
成した流体通路を流れる流体を絶縁性流体とするように
しているので、熱電モジュールと被温度制御流体又は冷
却流体との間で直接熱交換が行われるようになり、これ
により熱交換器の熱伝導効率を向上することができ、ま
た、熱伝達のばらつきを少なくすることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施例を添付図面
に従って詳細に説明する。

【００１９】図１にこの発明にかかる熱交換器の実施例
について概念的原理図を示す。

【００２０】図１の実施例において、熱電モジュール１
は、２次元平面上に交互に配列されている多数のＰ型半
導体素子２およびＮ型半導体素子３と、Ｐ型半導体素子
２およびＮ型半導体素子３を上下の熱交換面で電気的に
直列接続する多くの金属平板電極４と、Ｐ型半導体素子
２およびＮ型半導体素子３間に充填される樹脂、コンク
リートなどの熱伝導率の悪い材料で構成された電気絶縁
体５とで構成されており、先の図１３に示した従来技術
で用いられていたアルミナ（セラミックス）などの絶縁
体プレート１０４は存在しない。

【００２１】すなわち、図１の熱電モジュール１におい
ては、熱電素子間に充填固化された絶縁体５によって熱
電素子間の絶縁を図るとともに、この絶縁体５によって
熱電モジュール１の構造的強度を高めるようにしてい
る。また、Ｐ型半導体素子２およびＮ型半導体素子３に
直接液体が接すると、これらの素子が劣化するため、絶
縁体５を充填することによって、液体との接触を阻止し
ている。

【００２２】熱電モジュール１の下側の熱交換面側に
は、流体通路の外壁６によって被温度制御流体７を通過
させるための流体通路８が形成されている。ただし、こ
の流体通路８において、熱電モジュール１側には通路壁
は存在せず、熱電モジュール１自体が流体通路８の通路
壁を構成する。すなわち、この場合、被温度制御流体７
は直接熱電モジュール１の絶縁体５および金属平板電極
４に接触する。

【００２３】この場合、被温度制御流体７としては、前
述したフロリナートなどの絶縁性流体が用いられる。

【００２４】熱電モジュールの上側の熱交換面側には、
内壁９および外壁１０によって冷却水１１用の流体通路
１２が設けられている。

【００２５】すなわち、この図１の熱交換器において
は、被温度制御流体７の熱を熱電モジュール１を介して
冷却水１１へ移動させることで、被温度制御流体７の温
度を冷却する。被温度制御流体７の温度を冷却水１１よ
り低温にしたい場合は、熱電モジュールに適当な向きの
電流を流すことにより、被温度制御流体７から熱を強制
的に奪って冷却水１１へ放出する。また、冷却水による
冷却を抑制したい場合あるいは逆に被温度制御流体７を
加熱した場合は、熱電モジュールに前記とは逆の電流を
流す。またさらに、２つの流体の温度差を電力として取
り出すこともできる。

【００２６】図２は、熱交換器の他の実施例を示すもの
で、この場合は、図１の冷却媒体１１用の流体通路１２
側も内壁９を削除し、冷却媒体１１が熱電モジュール１
の絶縁体５および金属平板電極４に直接接触するように
している。したがって、この場合は、被温度制御流体７
および冷却媒体１１の双方とも、フロリナートなどの絶
縁性流体が用いられる。

【００２７】図３は、図１または図２に示した熱交換器
の製造手順を示すものである。

【００２８】・図３(a) まず、ホットプレス法などによって、角柱状のＰ型半導
体ブロック２０およびＮ型半導体ブロック２１をそれぞ
れ形成し、これらＰ型半導体ブロック２０およびＮ型半
導体ブロック２１をＰ型，Ｎ型が交互になるように配列
し、図３(a)に示すような熱電素子の集合体を形成す
る。

【００２９】・図３(b) つぎに、この熱電素子の集合体を熱伝導率の悪い発砲性
樹脂、ガラス繊維含有樹脂などの樹脂、あるいはコンク
リートなどの電気絶縁体５で固めることにより、先の図
１及び図２に示したように、熱電素子間に絶縁体５を充
填固化する。

【００３０】・図３(c) つぎに、電気絶縁体５で固めた熱電素子の集合体を所定
の幅ｄにスライス切断する。

【００３１】・図３(d) つぎに、所定の幅に切断された熱電素子の集合体の両熱
交換面の全面にそれぞれ電気メッキ、溶射などの手法を
用いて銅、アルミニウム等の電極膜を一様に形成する。

【００３２】・図３(e) 次に、パターンエッチング、マスクを用いた蒸着法など
の手法を用いて、所望の電極パターン４を形成する。

【００３３】このようにして、図１及び図２に示した熱
電モジュール１が作成される。

【００３４】・図３(f) そして、このように作成された熱電モジュール１に対
し、図１及び図２に示した被温度制御流体７および冷却
媒体１１を流すための流体通路８，１２が形成された通
路ブロック２２，２３を熱電モジュール１の両熱交換面
に接着し、熱交換器を作成する。

【００３５】ここで、図１に示したように、被温度制御
流体７を絶縁流体とし、冷却媒体１１を水などの電気伝
導性流体とした場合は、被温度制御流体７用の通路ブロ
ック２２のみに図３(f)に示すような開口部２４を形成
し、冷却媒体１１用の通路ブロック２３には開口部を形
成しない。

【００３６】また、図２に示したように、被温度制御流
体７および冷却媒体１１の双方を絶縁流体とする場合
は、被温度制御流体７用の通路ブロック２２および冷却
媒体１１用の通路ブロック２３の双方に開口部２４を形
成するようにする。

【００３７】なお、図１の場合は、電気伝導性の冷却媒
体１１を流す側の流体通路１２には、内壁９を形成し
て、電気伝導性流体１１が熱電モジュール１の熱交換面
に触れるのを防止するようにしたが、図３(e)に示した
工程終了後に、熱電モジュール１の電気伝導性の流体１
１を流す側の熱交換面に、油性塗料や絶縁塗料などの絶
縁膜を塗布するようにすれば、図３(f)に示したよう
な、開口２４が形成された通路ブロック２２を電気伝導
性の冷却媒体１１を流す側の通路ブロックとして用いる
ことができる。この場合、油性塗料や絶縁塗料などの絶
縁膜は、流体通路の内壁９よりその厚みが大幅に薄いの
で、熱電モジュール１と冷却媒体１１の熱伝達効率を向
上させる面では、内壁９より明らかに有利である。

【００３８】次に、図１１は図３(e)に示した熱電モジ
ュール１の変形例を示すもので、この図１１(a)に示す
熱電モジュール１においては、電極２を断面凹字形状と
し、電極２にフィン（ヒートシンク）の機能を付加する
ようにしている。この図１１(a)に示す熱電モジュール
１においても、熱電素子２，３間を電気絶縁体５で固め
るようにした点は、先の実施例と同様である。なお。図
１１(b)は図１１(a)を矢印Ｈ方向から見た図であり、図
１１(c)は図１１(a)を矢印Ｇ方向から見た図である。

【００３９】このような電極パターンを形成する際に
は、図１１(e)に示すように、電極用のプレート材をプ
レスなどを用いて凹字状に成形し、これら成形した電極
をロウ付け法などによって熱電モジュール１の熱交換面
に接着するようにする。

【００４０】この図１１に示す電極２によれば、電極２
自体をフィン形状として流体との接触面積を大きくする
ようにしたので、図３(e)に示した通常形状の電極に比
べ熱交換効率が向上し、これにより新たに別のフィンを
設ける、あるいは熱交換モジュール１に当接させる流体
路を後述する図４および図５のように複雑な形状にして
熱交換効率を向上させるなどの対策をとらなくても済む
ようになる。

【００４１】次に、図４及び図５を用いて開口２４が形
成された通路ブロック２２の具体例について説明する。
図４は、開口２４を上側にした状態での斜視図、図５
(a)はその平面図、図５(b)は図５(a)のＢ−Ｂ断面図で
ある。

【００４２】この通路ブロック２２の熱電モジュール１
と当接する側は、点々が付された最上面部２５と、ハッ
チングが付された深さの浅い部分２６（深さ＝δ1）
と、何も付されていない深さの深い最下面部２７（深さ
＝δ2）との３つの異なる高さの平面を有しており、流
体入り口２８から進入した流体は、図５(a)に示した矢
印のような経路を経て流れ流体出口２９から排出され
る。

【００４３】すなわち、この流体通路によれば、流体入
り口２８から進入した流体は、３つの深さの浅い部分２
６のうちの何れかを必ず通過して流体出口２９に到達す
ることになり、かつこれらの部分２６はその深さが浅く
設定されているため、多くの流体が熱電モジュール１の
熱交換面の近くで熱交換できるようになる。したがっ
て、図５(c)に示すように、少なくとも、前記深さの浅
い部分２６に対向する位置に熱電素子３０（Ｐ型熱電素
子２、Ｎ型熱電素子３および電極４から成る構成）を配
置するようにすれば、熱電素子と通路ブロック２２を流
れる流体との間でより効率の良い熱交換をなし得る。す
なわちこの場合は、より少ない個数の熱電素子しか含ま
れない熱電モジュールによっても、効率の良い熱交換を
なし得るようになる。なお、この場合、先の図３に示し
た熱電モジュール１は、絶縁体５で固める前に、Ｐ型半
導体ブロック２０およびＮ型半導体ブロック２１が通路
ブロック２２の深さの浅い部分２６に対向する位置に位
置するよう適宜間引きして配列するようにすればよい。
このような通路ブロック２２は、射出成形法などにより
安価に製作可能である。

【００４４】次に、図６〜図８に、先の図１及び図２に
示した熱交換器を適用した熱交換装置４０を示す。図６
は外観斜視図、図７は図６の縦断面図、図８は図７のｃ
−ｃ断面図である。

【００４５】この熱交換装置４０は、管中央部に配した
ヒータによってその周りの被温度制御流体を加熱すると
ともに、冷却流体よって被温度制御流体を冷却するよう
機能する。

【００４６】図６〜図８において、多角筒形状（この場
合は４角筒形）をしたハウジング４１の４つの側面に
は、先の図３(f)に示したような開口２４がそれぞれ形
成されている。ハウジング４１の内部にはガラスなどで
構成された円筒形状の透明筒４２が配され、この透明筒
４２の内部に円柱形状のハロゲンランプなどのヒーティ
ングランプ４３が挿入されている。

【００４７】ハウジング４１の開口２４を有する４つの
側面には、前述した熱電モジュール１がそれぞれ接合さ
れ、開口２４によって熱電モジュール１の内側の熱交換
面はハウジング２４内の空間（ここには被温度制御流体
が流される）に直接露出している。各熱電モジュール１
の外側の熱交換面には、直方筒形をした冷却管４４がそ
れぞれ接合されている。この場合は、冷却管４４内に冷
媒として水を流すので、冷却管４４は完全な管形状と
し、熱電モジュール１との接合面に開口は形成してはい
ない。この場合、熱電モジュール１は、冷却管４４側
に、従来通り、絶縁性基板を持った構成でも可能であ
る。

【００４８】ハウジング４１の両端部には、絶縁性の被
温度制御流体を流入／流出させる流体入口４５および流
体出口４６が形成されている。また、冷却管４４にも、
冷却水を流入／流出させる冷却液入口４７及び冷却液出
口４８が形成されている。

【００４９】すなわち、この場合絶縁性の被温度制御流
体は、透明筒４２と熱電モジュール１及びハウジング４
１との間の通路４９を流れ、冷却液は冷却管４４内を流
れることになる。

【００５０】かかる熱交換装置４０において、被温度制
御流体の温度を上げる際は、ヒーティングランプ４３が
点灯され、また、被温度制御流体の温度を下げる際に
は、冷却管４４内を冷却水が流される。

【００５１】この熱交換装置においては、先の図１に示
した熱交換器と同様、被温度制御流体が流れる流体通路
と熱電モジュール１との接合面に開口２４を設け、被温
度制御流体が熱電モジュールに直接接するようにしたの
で、被温度制御流体と熱電モジュール間の熱交換効率が
向上する。なお、この図６〜図８に示す熱交換装置にお
いても、冷却液として絶縁性流体を用いる場合は、先の
図２に示した熱交換器のように、冷却管４４と熱電モジ
ュール１との接合面にも開口を形成するようにすればよ
い。

【００５２】図９に他の熱交換装置の例を示す。

【００５３】この熱交換装置においては、被温度制御流
体として電気伝導性の流体を用い、冷却媒体として絶縁
性の流体を用いるようにしている。すなわち、この熱交
換装置４０では、管中央部に配したヒータ４３によって
透明筒４２とハウジング４１の内壁との間の通路５０を
通過する電気伝導性の被制御流体を加熱するとともに、
熱電モジュール１およびハウジング４１の外壁と冷却管
５１との間の通路５２を通過する絶縁性の冷却流体によ
って被制御流体を冷却するようにしている。

【００５４】したがって、この場合は、ハウジング４１
には前述した開口２４は形成されてはおらず、熱電モジ
ュール１はハウジング４１の壁面を介して被温度制御流
体と熱交換を行うようになっている。一方、熱電モジュ
ールの外側には、１つの冷却管５１によって連通された
冷却流体の通路が形成されており、熱電モジュール１は
外側の熱交換面側では絶縁性の冷却流体と直接接触させ
ている。

【００５５】図１０に更に他の熱交換装置の例を示す。

【００５６】この熱交換装置においては、円筒形のハウ
ジング４１の外周面に、全周に亘って、この外周面に密
着するような曲率を有する複数の熱電モジュール１が接
合されている。

【００５７】熱電モジュール１の外側には冷却管５１が
外挿されており、熱電モジュール１と冷却管５１との間
の通路５２に絶縁性の冷却液が流される。この場合、冷
却液の通路５２には、伝熱効率を向上させるために多数
のフィン５３が設けられている。この場合も、図９の熱
交換装置と同様、各熱電モジュール１は外側の熱交換面
側では絶縁性の冷却流体と直接接触させている。各熱電
モジュール１の間には、冷却液の進入をシールするシー
ル部材５５が介挿されている。

【００５８】ハウジング４１の内側には透明筒４２が内
挿され、さらにその内側にはヒーティングランプ４３が
挿入されている。ハウジング４１と透明筒４２との間に
被温度制御流体が流される。ハウジング４１と透明筒４
２との間にも、伝熱効率を向上させるために多数のフィ
ン５４が設けられている。

【００５９】なお、上記実施例では、絶縁性流体として
フロリナートを例示したが、この代わりに他の任意の絶
縁性流体を用いるようにしてもよい。また。冷却媒体と
して、水を例示したが、この代わりに、オイル、空気な
ど任意の流体を用いるようにしてもよい。

【００６０】また、図４および図５に示した流体通路も
適宜の変更実施が可能であり、流体の流れの方向を一方
向にするとか往復させるとかなどを任意にアレンジする
ようにしてもよい。

【００６１】また、熱電モジュール１の製造手順も先の
図３に示した手順に限るわけでなく、他の任意の製造手
順を採用するようにしてもよい。

【００６２】ところで、図１および図２の熱交換器で
は、熱電モジュールの一方側に冷却媒体を流し、被温度
制御流体を冷却する場合について示したが、冷却媒体に
代えて高温の加熱媒体を流し、被温度制御流体を加熱制
御するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す図。

【図２】この発明の他の実施例を示す図。

【図３】図１および図２に示した熱交換器の製造工程を
示す図。

【図４】流体通路の一例を示す外観斜視図。

【図５】図４の流体通路の平面図および断面図。

【図６】図１または図２の熱交換器を適用して構成した
熱交換装置の一例を示す斜視図。

【図７】図６の熱交換装置の縦断面図。

【図８】図７の熱交換装置のｃ−ｃ断面図。

【図９】他の熱交換装置の構成を示す断面図。

【図１０】さらに他の熱交換装置の構成を示す断面図。

【図１１】熱電モジュールの他の実施例を示す図。

【図１２】熱電モジュールを示す斜視図。

【図１３】従来の熱交換器を示す図。

【符号の説明】

１…熱電モジュール ２…Ｐ型半導体素子 ３…Ｎ
型半導体素子 ４…金属平板電極 ５…電気絶縁体 ６…流体通路
の外壁 ７…被温度制御流体 ８…流体通路 ９…流体通路
内壁 １０…流体通路外壁 １１…冷却水 １２…流体通
路 ２０…Ｐ型半導体ブロック ２１…Ｎ型半導体ブロッ
ク ２２、２３…通路ブロック ２４…開口部 ２５…最上面 ２６…深さの浅い面 ２７…深さの
深い面 ２８…流体入り口 ２９…流体出口 ３０…熱電素
子 ４０…熱交換装置 ４１…ハウジング ４２…透明
筒 ４３…ヒーティングランプ ４４…冷却管 ４５…
流体入口 ４６…流体出口 ４７…冷却液入口 ４８…冷却液
出口 ５０…被温度制御流体通路 ５１…冷却管 ５２…
冷却液通路 ５３，５４…フィン ５５…シール部材

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱電モジュールを介して第１及び第２の流
   体間で熱交換を行う熱電モジュールを用いた熱交換器に
   おいて、 配列された複数の熱電素子およびこれら複数の熱電素子
   を両方の熱交換面でそれぞれ電気接続する複数の金属電
   極と、前記複数の熱電素子間に充填固化される電気絶縁
   体とを有する熱電モジュールと、 前記熱電モジュールの一方の熱交換面側に配され、第１
   の流体が通過する第１の流体通路と、 前記熱電モジュールの他方の熱交換面側に配され、第２
   の流体が通過する第２の流体通路と、 を具え、 前記第１及び第２の流体通路のうちの少なくとも一方の
   流体通路の前記熱電モジュールに当接する側に、第１ま
   たは第２の流体と熱電モジュールの熱交換面が直接接触
   するように開口部を形成するようにしたことを特徴とす
   る熱電モジュールを用いた熱交換器。
2. 【請求項２】前記第１及び第２の流体通路の双方に前記
   開口部をそれぞれ形成し、 前記第１および第２の流体を絶縁性流体とするようにし
   た請求項１記載の熱電モジュールを用いた熱交換器。
3. 【請求項３】前記第１及び第２の流体通路の双方に前記
   開口部をそれぞれ形成し、 前記熱電モジュールの第１および第２の流体通路側の各
   熱交換面を絶縁性の膜でそれぞれ被覆し、 前記第１及び第２の流体を電気伝導性の流体とするよう
   にした請求項１記載の熱電モジュールを用いた熱交換
   器。
4. 【請求項４】前記第１及び第２の流体通路のうちの第１
   の流体通路に前記開口部を形成し、 前記第１の流体を絶縁性流体とするようにした請求項１
   記載の熱電モジュールを用いた熱交換器。
5. 【請求項５】前記第１及び第２の流体通路のうちの第１
   の流体通路に前記開口部を形成し、 前記熱電モジュールの第１の流体通路側の熱交換面を絶
   縁性の膜で被覆し、前記第１及び第２の流体を電気伝導
   性の流体とするようにした請求項１記載の熱電モジュー
   ルを用いた熱交換器。
6. 【請求項６】前記開口部が形成された流体通路には、前
   記第１または第２の流体が流れる深さの深い部分および
   浅い部分が形成され、 前記熱電モジュールの熱電素子を前記深さの浅い部分に
   対向する位置に配置するようにした請求項１記載の熱電
   モジュールを用いた熱交換器。
7. 【請求項７】配列された複数の熱電素子およびこれら複
   数の熱電素子を両方のの熱交換面でそれぞれ電気接続す
   る複数の金属電極と、前記複数の熱電素子間に充填固化
   される電気絶縁体とを有する熱電モジュールと、 前記熱電モジュールの一方の熱交換面側に配され、冷却
   流体が通過する第１の流体通路と、 前記熱電モジュールの他方の熱交換面側に配され、被温
   度制御流体が通過する第２の流体通路と、 前記第２の流体通路の前記熱電モジュールが当接する側
   と反対側に配設され、前記被温度制御流体を加熱する加
   熱手段と、 を具え、 前記第１及び第２の流体通路のうちの少なくとも一方の
   流体通路の前記熱電モジュールに当接する側に、第１ま
   たは第２の流体と熱電モジュールの熱交換面が直接接触
   するように開口部を形成し、開口部を形成した流体通路
   を流れる流体を絶縁性流体とするようにしたことを特徴
   とする熱電モジュールを用いた熱交換器。