[0087]优选地，图5B详细示出的热交换器502、503和506被构 造成从热电组件501、510的表面，穿过外壳516并且到热交换器散热 片511(被图示为四个隔离的块)具有高导热性。但是，理想的是在流 动方向具有低导热性，从而每个热交换器块和其他块都热隔离。如果 隔离是显著的，并且热电组件501和510在它们的竖直方向(工作流 体流动的方向)不表现高内部导热性，阵列500就受益于热隔离，并 且在更高的效率工作。其实，阵列500能够作出反应，就好像它是由 更多热电组件和更多热交换器构成的阵列一样。[088]图6显示了又一加热器/冷却器系统600，其被设计成和工作 气体一起有利地工作。加热器/冷却器600具有热电组件601、602，它 们与第一侧热交换器603、605和第二侧热交换器604进行良好的热交 换。第一工作流体，比如空气或其他气体606包含在通道607、608和 610中，并且第二工作流体616由通道613、615包含。风扇或泵609、 614安装在通道608、615内。
[089]第一工作流体606通过入口通道607进入系统600。工作流 体606穿过第一热交换器603，在此处其被例如加热(或冷却)。工作 流体606然后穿过风扇609，该风扇起到将工作流体606泵送通过通道 608的作用，并且通过第二热交换器605，在此处它被进一步加热(或 冷却)，然后排出出口通道610。类似地，工作流体比如空气或其他气 体通过入口通道615进入。它被第二风扇或泵614推动通过第三热交 换器604，在此处，在这个例子中它被冷却(或加热)。冷却(或加热) 的工作流体616通过出口通道613排出。
[090]系统600具有多个块，这些块由额外的热电组件和热交换器， 和如图5B显示的隔离的、分块的热交换器组成。它也可具有多个风扇 或泵，以提供额外的泵送动力。此外，一个通道，例如通道607、608 能够具有一种流体，而另一通道613、615具有第二类型的气体。替代 地，一侧可具有一种液体工作流体而另一侧具有气体。因此，所述系 统不被限制为工作介质是流体或液体。此外，应该注意出口通道613 的路线可被规定为围绕风扇通道609。
[091]图7A显示了有利于和流体一起使用的加热和冷却系统700。 该部件具有多个热电部件701，其具有多个第一侧工作介质703和多个 第二侧工作介质704。在当前的例子中，第一侧工作介质703和第二侧 工作介质704都形成盘状。第一侧工作介质703被附到第一侧轴709， 第二侧工作介质704被附到第二侧轴708。轴708、709依次被分别附 到第一侧电机706和第二侧电机705，以及对应的轴承座707。电机旋 转的优选方向由箭头710和711表示。
[092]分隔装置717将阵列分成两部分，并且定位热电组件701。 热电组件701由分隔装置717保持在位置上，它们被间隔以交替地夹 住第一侧工作介质703和第二侧工作介质704。对于任何两个热电组件 701，这些组件被定向，使得它们的冷侧和热侧彼此面对，如前面的实 施例那样。工作介质703、704和热电元件701有良好的热交换。在热 电元件701和工作介质703、704之间的交接面有利地提供热油脂等等。 用油脂的目的在以下关于工作介质703、704的工作的讨论中变得清楚。 第一侧外壳部分714和第二侧外壳部分715包含系统700调节的流体。 电线712、713连接到热电组件701，以为热电组件提供驱动电流。
[093]图7B是图7A的系统700的一部分沿7B-7B线的横截面图。 第一流体721和第二流体723沿着它们的流动方向由箭头721和723 表示。第一流体排出如箭头722表示的，第二流体排出如箭头724表 示的。系统700通过传递电流穿过电线712和713到热电组件701来 工作。热电组件701具有它们彼此面对的冷侧和热侧，如图2和3显 示的方式那样排列。例如，它们相邻的冷侧都面对第一侧工作介质703， 并且它们的热侧面对第二侧工作介质704。分隔装置717起双重作用： 即定位热电组件701和隔开阵列700的热侧和被冷却侧。
[094]为了理解操作，例如假设第二流体723要被冷却。冷却是通 过与第二侧介质704进行热交换发生的。随着第二侧介质704旋转， 它们与热电组件701的较冷侧接触的表面部分在任何指定的时间被冷 却。随着那个部分通过第二电机705的动作旋转离开热电组件701，第 二介质704冷却第二侧流体，该流体然后在出口724排出。第二流体 被外壳部分715和分隔装置717限制在阵列700内。
[095]类似地，第一流体721被第一侧介质703加热，介质703和 热电组件701的较热侧热接触。旋转(由箭头711表示)移动第一介 质703的加热部分到第一流体721能够穿过它们并且通过热接触被加 热的地方。第一流体721被包含在外壳714和分隔装置717之间，并 且在出口722排出。
[096]如上面提到的，导热油脂或液体金属比如水银能够用于在接 触区域提供热电组件701和介质703、704之间的良好热接触。
[097]如上面提到的，图7A和7B的结构可以有利地用于冷却或加 热外部的部件，比如微处理器、激光二极管等等。在这种情况下，圆 盘使用热油脂或液体金属等等接触该部分，以在它们之间传输热量。
[098]图7C显示了系统700的修改版本，其中热电组件701被分 块，以实现热隔离。图7C显示了部分阵列700的详细视图，其中热电 组件701和702传输热能，以加热运动的介质704和703(在这个例子 中的转动的圆盘)。运动的介质704和703分别绕轴733和734旋转。
[099]在一个实施例中，有利地，工作介质704和703在相反方向 旋转，如箭头710和711所示。随着运动的介质704、703旋转，来自 热电组件701和702的不同部分的热量传输与它们热接触，并且逐渐 改变运动介质704、703的温度。例如，第一热电组件726在特定的位 置加热运动介质704。随着运动介质704逆时针旋转，在那个位置的运 动介质704的材料和第二热电组件725接触。运动介质704的同一部 分然后移到附加的热电组件块701。当运动介质703逆时针旋转并且啮 合热电组件701，随后啮合热电组件725和726时发生相反的动作。
[100]有利地，运动介质704、703在径向和轴向具有良好的导热 性，并且在它们的角方向也就是旋转方向具有不良的导热性。有了这 个特征，通过穿过运动介质704和708的传导性，从一个热电组件725 到另一热电组件726的热量传输被最小化，因此实现了有效的热隔离。
[101]作为热电组件或块701、725、726的替代，单个热电元件或 几个热电元件块可被替换。在这种情况下，如果热电元件701与在运 动介质704、703的旋转方向上的其长度相比非常薄的话，并且在那个 方向具有相对不佳的热传导性，它们就在其长度之上呈现有效的热隔 离。它们会传导热量，因此热响应，就好像它们是由分开的热电组件 701构造的。这个特征和运动介质704、703内的运动方向上的低热传 导性结合，能够实现有效的热隔离，因此提供了性能增强。
[102]图7D显示了运动介质704、703的替代结构，其中介质被构 造成轮729和732的形状，它们具有轮辐727和731。热交换材料728 和730在轮辐727和731之间的空间，并且与它们有良好的热接触。
[103]系统700能够在图7D显示的又一模式中工作。在这个结构 中，工作流体(没有示出)沿着阵列700的轴轴向地运动，顺序地穿 过运动介质704、703，在轴向从一个介质704到下一个运动介质704 等等，直到它穿过最后的介质704并且排出。类似地，没有显示的分 开的工作流体穿过个体运动介质703，轴向地通过阵列700。在这个结 构中，通道714、715和分隔装置717被成形，以形成围绕运动介质704、 703并且将介质704与介质703分隔开的连续环。
[104]随着工作流体轴向流动，热能通过热交换材料728和730被 传给工作流体。有利地，热侧工作流体，例如穿过热交换器728，在所 述工作流体运动通过热交换器730的相反方向通过阵列700。在这个工 作模式中，阵列700充当逆流热交换器，一连串连续的热交换器728 和730逐渐加热和冷却穿过它们的各自的工作流体。如为图7C显示的， 热动作组件可以是热电组件701，其能够被构造从而在运动介质704、 703的运动方向具有有效的热隔离。替代地，热电组件701和702能够 像图7C显示的那样被分块。在后一种情况中，更有利的是运动介质 704、703的热传导性在运动方向上低，从而热隔离运动介质704、703 的外部盘729和732的部分。
[105]替代地，所述设计在部分729和732中可进一步包含径向槽 (没有示出)，以在运动方向实现热隔离，729和732部分受来自热电 组件701和702的热量传输的支配。
[106]图8显示了热电系统的另一个实施例800，该系统具有多个 在第一侧热交换器803和第二侧热交换器808之间的热电元件801(画 阴影线的)和802(未画阴影线的)。电源805提供电流804，并且通 过电线806、807连接到热交换器808。系统800具有管道和泵或风扇 (没有示出)以运动热侧和冷侧工作介质通过阵列800，如在图2、3、 4、5、6和7中所显示的。
[107]在这个设计中，热电组件(具有许多热电元件)被热电元件 801和802替代。例如，画阴影线的热电元件801可以是N型热电元 件，未画阴影线的热电元件802可以是P型热电元件。对于这个设计， 配置热交换器803和808使得它们具有非常高的电传导性是有利的。 例如，热交换器803、808的外壳和它们的内部散热片或其他类型的热 交换器构件可以由铜或其他高导热和导电材料制造。替代地，热交换 器803和808可以与热电元件801和802进行非常好的热交换，但是 电绝缘。在无论哪个情况中，电分流器(没有示出)能够被连接到热 电元件801和802的面，以和图1所示类似的方式电连接它们，但是 分流器循环通过热交换器803和808。
[108]不管结构如何，从N型801到P型热电元件802穿过的DC 电流804例如将冷却夹在它们之间的第一侧热交换器803，并且从P 型热电元件802到N型热电元件801通过的电流804例如将加热夹在 它们之间的第一侧热交换器808。
[109]由于能够除去或减少标准热电组件的分流器、基片和多个电 连接线路，所以阵列800具有最小的尺寸和热损失。此外，热电元件 801和802可以是能够适应高电流的异质结构，如果组成部分被设计成 具有高导电性和高电容的话。在这样的结构中，阵列800能够产生高 热功率密度。
[110]图9显示了和图8所述相同的普通类型的热电系统900，其 中P型热电元件901和N型热电元件902在第一侧传热构件903和第 二侧传热构件905之间，并且和它们处于良好的热接触。在这个结构 中，传热构件903和905为热传导杆或热管的形式。热交换器散热片 904、906等等附在传热构件903和905上，并且与它们进行良好的热 交换。第一管道907限制第一工作介质908和909的流动，而第二管 道914限制第二工作流体910和911的流动。电连接器912和913传 导电流给交替的P型和N型热电元件901、902叠层，如在图8中显示 的。
[111]在工作时，举例来说，电流通过第一连接器912进入阵列900， 穿过交替的P型热电元件901(有阴影线的)和N型热电元件902(没 有阴影线的)，并且通过第二电连接器913排出。在处理中，第一工作 介质908逐渐变得更热，随着它被来自传热散热片904的传导加热， 散热片904已经被通过第一传热构件903的传导加热。第一管道907 围绕并且限制第一工作介质908，所以工作介质908像工作流体909 一样在变化后的温度排出。部分第一管道907将热电元件901、902和 第二侧传热构件905与第一(在这个例子中是热的)工作介质908和 909热隔离。类似地，第二工作介质910通过第二管道914进入，当它 穿过第二侧热交换器906时被冷却(在这个例子中)，并且作为冷却的 流体911排出。热电元件901和902给第二侧传热构件905提供冷却， 因此给热交换器散热片906提供冷却。第二侧管道914限制第二(在 这个例子中被冷却)工作介质910，并且使它和阵列900的其他部分隔 离。
[112]虽然在图8-9的实施例中是针对个体热电元件进行的描述， 但是热电元件901、902可被热电组件替换。此外，在某些情况下，使 热电元件901、902和传热构件903、905电绝缘，并且传送电流通过 分流器(没有示出)是有利的。而且，热交换器904、906可以是有利 于系统功能的任何设计。和其他实施例一样，可以看出图8和9的结 构提供了相对容易的可制造的系统，其也从热隔离提供了提高的效率。 例如，在图8中，在P型和N型热电元件之间交替的热交换器808、 803将是更冷或更热的热交换器类型，但是彼此合理地热隔离，并且导 致P型和N型热电元件彼此合理地热隔离。
[113]图10显示了提供热隔离的另一个热电阵列系统(1000)。有 利地，这个结构可执行系统的功能，该系统利用同一介质的冷却和加 热来除湿或者除去沉淀物、薄雾、可冷凝的水汽、反应产物等等，并 且使介质回到其原始温度之上。
[114]系统1000由一叠交替的P型热电元件1001和N型热电元件 1002组成，其中散置着冷侧传热元件1003和热侧传热元件1004。在 该显示的实施例中，为较冷侧传热元件1003和较热侧传热元件1004 都提供热交换器散热片1005、1006。较冷侧管道1018和较热侧管道 1019引导阵列1000内的工作流体1007、1008和1009。风扇1010推 着工作流体1007、1008和1009通过阵列1000。优选地，当工作流体 1007从热电元件叠层通过较冷侧时，较冷侧绝热体1012热隔离工作流 体1007，并且当该工作流体从热电元件叠层通过较热侧时，较热侧绝 热体1020优选地隔离该工作流体。隔板1010或类似物隔开较冷侧和 较热侧。在一个优选实施例中，隔板1010具有让工作流体1021通过 的通道1010。类似地，在一个实施例中，流体通道1017允许流体1016 进入热侧流动通道。
[115]筛网1011或其他多孔的工作流体流动限制器隔开阵列1000 的较冷侧和较热侧。冷凝物、固体沉淀物、液体等等1013在阵列1000 的底部累积，并且能够通过阀门1014及从管口1015出去。
[116]通过热电元件1001和1002的电流(没有示出)，冷却较冷 侧传热元件1003并且加热较热侧传热元件1004，如在图9的显示中讨 论的。在工作中，随着工作流体1007向下通过较冷侧，来自工作流体 1007的沉淀物、水汽和其他冷凝物或浓缩物1013能够在阵列1000的 底部聚集。如要求的，可打开阀门1014，并且可通过管口1015除去或 者通过其他任何合适的方法抽出沉淀物、水汽和其他冷凝物或浓缩物 1013。
[117]有利地，能够通过旁路通道1020从较冷侧到较热侧传递一 些工作流体1021。在这个设计下，并非所有的较冷侧流体1007都穿过 流动限制器1011，而是部分可被用于局部降低较热侧工作流体的温度， 因此在某些情况下提高了阵列1000的热力学效率。旁路通道1020和 流体限制器1011之间流动的适当比例是通过系统流动特性的合适设计 实现的。例如，可提供阀门以控制流动，并且可打开或关闭特定的通 道。在某些使用中，流动限制器1011也可充当过滤器，以从液体或气 体工作流体1008除去沉淀物，或者从气体工作流体1008除去薄雾(mist) 或雾气(fog)。
[118]有利地，额外的较热侧冷却剂1016可通过侧通道1017进入 阵列1000，也是为了降低较热侧工作流体温度或者提高阵列1000效率 的目的。
[119]这个结构能够在流动限制器1011产生非常冷的状态，所以工 作流体1008可具有相当大的沉淀物、冷凝物或水汽去除能力。在一替 换的工作模式中，可反向风扇1010的电源，而且系统工作，从而加热 工作流体并且使它返回冷的状态。这对于除去加热过程形成的反应产 物、沉淀物、冷凝物、水汽等等是有利的。在一个有利的实施例中， 流动限制器1011和/或热交换器1005和1006能够具有催化性能以增 强、改进、启用、禁止或影响能够在系统中发生的过程。对于液体工 作流体，一个或多个泵可取代风扇/电机1010，以实现有利的性能。
[120]图11显示了和图2的设计类似的热电阵列1100，但是其中 工作介质具有通过系统的替代路径。阵列1100具有散置在热交换器 1102之间的热电组件1101。多个入口1103、1105和1107引导工作介 质通过阵列1100。多个出口1104、1106和1108引导工作介质离开阵 列1100。
[121]在工作中，举例来说，待冷却的工作介质在第一入口1103 进入，并且穿过几个热交换器1102，因此逐渐冷却(在这个例子中)， 并且通过第一出口1104排出。从阵列1100除去热量的一部分工作介 质通过第二入口1105进入，穿过热交换器1102，在这个过程中被逐渐 加热，并且通过第二出口1106排出。
[122]去除热量的第二部分工作介质进入第三入口1107，当它穿过 某些热交换器1102时被加热，并且通过第三出口1108排出。
[123]这个设计允许从第一入口1103到第一出口1104穿过的冷侧 工作介质被有效地冷却，因为热侧工作介质在这个例子中在两个位置 进入，并且穿过热电组件1101的结果温差平均更低于如果工作介质在 单个端口进入的情况。如果平均温度梯度平均起来更低，那么在大多 数情况下，结果的系统效率就更高。可以调整通过第二和第三入口1105 和1107的相对流速，以实现所希望的性能或响应改变的外部条件。举 例来说，通过第三入口1107的更高流速，而且更有效地，反向通过那 部分的流向使得第三出口1108是入口，能够在冷侧工作介质中产生更 冷的出口温度，该冷侧工作介质在第一出口1104排出。
[124]在图1C中显示了传统热电件100的基本的下层连接的附加 细节。如上所述，P型元件110和N型元件112是本领域公知的类型。 分流器106被附到P型和N型热电元件110和112，并且与它们处于 良好的电连接。通常，大量的这种热电元件和分流器被连接在一起， 以形成热电组件，如图1A所示。
[125]热电元件110、112在电流方向的长度是LC116；它们的幅度 是BC117；它们的宽度是WC118；并且它们的间距是GC120。分流器 106的厚度是TC109。
[126]尺寸BC、WC和LC，连同热电材料的质量因数Z、电流122 和工作温度确定了冷却量、加热量或产生的电能，如本领域所公知的 (例如见Angrist，S.W.“Direct Energy Conversion”3rd Ed.1977Ch4.)。
[127]图12显示的设计改变了图1的传统构造，其改变方式减少 了所需的热电材料数量，和分流器106中的寄生电阻的大小。热电结 构1200具有多个交替传导类型的第一侧热电元件1201、1202，其被串 联地夹在多个分流器1203和多个第二侧分流器1204之间，所以电流 1209垂直穿过分流器的幅度BB和宽度WB而不是像图1C那样通常平 行于宽度。对于图12的设计，RPB与ROB的比例φB是：
$\left(10\right),{\phi }_B\approx \frac{R_{\mathrm{PB}}}{R_{\mathrm{OB}}}$
其中 $\left(11\right){,R}_{\mathrm{PB}}=\frac{P_{\mathrm{SB}}{T}_B}{B_B{W}_B}$
$\left(12\right),R_{\mathrm{OB}}=\frac{P_{\mathrm{TE}}{L}_B}{B_B{W}_B}$
所以 $\left(13\right){,\phi }_B\approx \left(\frac{T_B}{B_B}\right)\left(\frac{P_{\mathrm{SB}}}{P_{\mathrm{TE}}}\right)$
其中TB是分流器厚度
LB是热电元件长度
ρSB是分流器电阻
BB是热电元件和分流器活动幅度
WB是热电元件和分流器活动宽度
[128]如果设定φC等于φB，寄生电阻损耗就对图1C和图12的结 构的性能具有相同比例的影响。为了比较，假设两个结构的材料特性 是相同的，那么
(14)φC＝φB
或者在B中使用方程(9和12)；
$\left(15\right),\frac{L_C}{L_B}\approx B_C\left(\frac{B_C+G_C}{T_C{T}_B}\right)$
[129]对于当今的典型热电组件：
BB≈1.6mm
WC≈1.6mm
GC≈1.6mm
TC≈0.4mm
并且假设：TB≈2mm
PSB＝PSC
那么
$\left(16\right),\frac{L_C}{L_B}\approx 6.4$
[130]因此长度LB可以是LC的1/6.4，而且图12中的设计的导致 的电阻损耗不超过传统的热电组件的电阻损耗。如果是这样，并且所 有其他损耗是可忽略的或成比例减少，那么利用图12的结构的热电系 统就有和图1C的结构相同的工作效率，但是 $L_B=\frac{L_C}{6.4}.$
[131]可以比较新结构和图1C的结构的体积。对于相同的qOPT， 面积比必须保持相同，所以，
$\left(17\right),\frac{L_B}{A_B}=\frac{L_C}{A_C}$
并且因为
$\left(18\right),\frac{L_B}{L_C}=\frac{1}{6.4}$
(19)AC＝6.4AB
[132]两个的热电材料的体积比是：
(20)VC＝ACLC
(21)VB＝ABLB
并且：
$\left(22\right),\frac{V_B}{V_C}\approx \left(\frac{A_B}{A_C}\right)\left(\frac{L_B}{L_C}\right)$
$\left(23\right),\approx \frac{1}{{6.4}^2}\approx 1/41$
[133]因此，对于这些假设，需要同样量的热电材料的1/41。这个 极大的可能减少虽然可能因为所做假设的准确性而不能完全实现，但 是它在减少使用的热电材料量中非常有益，因此对于减少成本和缩小 尺寸也是非常有益的。
[134]图12的热电叠层结构1200具有长度为LB 1205的P型热电 元件1201和N型热电元件1202。电流的方向是由箭头1209表示的。 热电元件具有幅度BB和宽度WB。在P型热电元件1201和N型热电 元件1202之间，在电流方向上是第二侧分流器1204(“PN分流器”)。 在N型元件1202和P型元件1201之间，在电流方向上是第一侧分流 器1203(“NP分流器”)。PN分流器1204一般从叠层1200以和NP分 流器1203相反的方向延伸。不同于180°的角度也是有利的。
[135]如果适当的电流1209在所表示的方向中通过，NP分流器 1203被冷却，而PN分流器1204被加热。通过这个结构，对于相同的 热电元件尺寸，结构1200的寄生电阻损耗一般比图1的传统结构100 的低。因此，如果热电元件长度LB 1205被缩短，以使两个结构中的 寄生电损耗比相等，热电元件长度LB 1205就更小，并且图12的结构 有利地在比图1更高的功率密度工作。结果，图12的结构1200也使 用更少的热电材料，并且能够比图1的传统设计更紧凑。
[136]分流器1203、1204能够起双重功能：传输热能离开热电元 件1201、1202和与外部物体或介质比如工作流体进行热能交换。
[137]图13A显示了分流器的一个优选实施例1300，其被组合形 成热交换器1302。优选地，至少一个热电元件1301被电连接到热交换 分流器1302的凸起的电极表面1303，比如利用焊接。有利地，分流器 1302可主要由良好的热导体比如铝构成，并且具有整体的包层覆盖材 料1304、1305，其由高导电率材料比如铜制造，以利于热电元件1301 附着和电流在低电阻下流动。
[138]图13B显示了一叠层热电组合件1310的一部分的详细侧视 图，其由图13A中的热电分流器1302和热电元件1301构成。多个具 有凸起的电极表面1303的分流器1302被串联地电连接到交替的传导 类型的热电元件1301。
[139]当施加适当的电流时，分流器1302将被交替地加热和冷却。 产生的热能被分流器1302传输离开热电元件1301。有利地，凸起的电 极1303有助于形成可靠、低成本、稳定的表面，该表面上附着热电元 件1301。在实践中，可提供一叠的多个这些部件1310。可以使用叠层 阵列，其也进一步便于热隔离。
[140]电极1303可被有利地成形，以防止焊料使热电元件1301短 路。而且，电极1303可被有利地成形，以控制接触面积，因此控制通 过热电元件1301的电流密度。
[141]图14显示了分流热交换器1400的一部分的例子。这个部分 1400具有增加的表面积，以帮助传热。热电元件1401被附到分流器 1402，其优选地如图13A中显示的那样构造，或者如这个申请中的其 他实施例描述的那样构造。热交换器1403、1404以良好的热接触被通 过例如钎焊附着到分流器1402上，其中热交换器1403、1404比如是 散热片。在这个实施例中，工作流体1405穿过热交换器1403、1404。
[142]有利地，分流器部分1400被配置，以使当工作流体1405穿 过热交换器1403、1404时，热能被有效地传输。此外，材料的尺寸和 分流器1402与热交换器1403、1404的比例被指定，以优化当与叠层 组合时，比如与图12和13B显示的叠层组合时的工作效率。有利地， 热交换器1403、1404可以是百叶式或是多孔的，或者可以被完成所述 目的的任何其他热交换器设计替代，如那些在W.M.Kays和A.L.London 所著的“Compact Heat Exchangers”第三版中描述的热交换器。可以通 过提供良好热接触的环氧树脂、软钎焊或锡焊、硬钎焊、熔焊或任何 其他附着方法将热交换器1403、1404附到分流器1402。
[143]图15中显示了分流器块1500的另一个例子。分流器块1500 由多个分流器元件1501、1502、1503和1504构成。分流器元件1501、 1502、1503和1504可以被彼此折叠、钎焊、铆接或者以任何其他方法 连接，这些方法为电流1507提供低电阻路径，以通过和提供从热电元 件1506到分流器1501、1502、1503和1504的低热阻。热电元件1506 在基部1505或其附近被有利地附着到块1500。
[144]分流器块1500描述了图14的分流器块1400的一个设计替 换，并且可被成叠地配置，如在图12和13中显示的那样，而且如果 希望的话，可处于叠层阵列中。图14和15的结构都可自动组装，以 降低从这些设计制造热电系统的劳动力成本。
[145]分流器块也可被形成为叠层组合件1600，如在图16中显示 的。中心分流器1602在第一侧的每一端具有相同传导类型的第一侧热 电元件1601，并且在中心分流器1602的相对侧的每一端具有相反传导 类型的第二侧热电元件1605。为了形成一叠分流器1602，在每个中心 分流器1602之间放置右分流器1603和左分流器1604，如图16中所显 示的。右分流器1603被放置在使得左端被夹在热电元件1601和1605 之间的位置，它们处于良好的热接触和电接触状态。类似地，左分流 器1604被放置在使得右端被夹在热电元件1601和1605之间的位置， 并且它们处于良好的热接触和电接触的状态。分流器1602、1603和 1604被交替地叠置并且电连接，以形成分流器叠层1600。第一工作流 体1607和第二工作流体1608穿过组合件1600。当然，对于图16所示 实施例和在此描述的叠层结构的实施例，叠层可能，并且很可能由叠 层中额外的分流器元件组成。仅仅描述了叠层组合件1600的小部分， 以供读者理解。从图中可以清楚地看出这种叠层可以进一步重复或复 制。此外，可提供额外的叠层，其在工作流体流动的方向上热隔离。
[146]当合适的电流在一个方向被施加通过热电元件1601、分流 器1605、1604时，中心分流器1602将被冷却，而左和右分流器1604 和1606将被加热。结果，穿过中心分流器1602的第一工作流体1607 将被冷却，并且穿过右和左分流器1603、1604的第二工作流体1608 将被加热。叠层组合件1600形成固态热泵，用于调节流体。重要的是 要注意叠层1600可具有少量或许多块，因此能够在不同的功率级工作， 取决于施加的电流量和电压量、组件尺寸和并入该组合件的块的数量。 这种叠层的阵列也是有利的。在使用这种叠层1600的阵列的情况下， 为了提高的效率，最好在流体流动方向提供热隔离，如在美国6539725 号专利中描述的。
[147]还应该理解分流器1602、1603、1604能够被其他形状替代 以提高性能，比如但是不限于图14和15中显示的那些形状。
[148]图17示例说明了图16显示的叠层组合件1600的一个变体。 对于这个结构，热电组合件1700由右侧分流器1703和左侧分流器1704 构成，以形成通常的环形形状。右侧分流器1703被有利地配置，以形 成和左侧分流器1704一样的部分环。在优选的实施例中，在工作期间 变冷的分流器可比变热的分流器更大或更小，这取决于器件的特殊目 标。应该注意，基本环形的结构不是必要的，可以使用图17所示的分 流器块的其他结构来产生中心流动部分。例如，右侧分流器1703可以 是半矩形或半正方形，且左侧分流器1704可以是半矩形或半正方形。 类似地，一侧可以是多侧面的，而一侧可以是弓形的。分流器的特定 形状是可变的。交替传导类型的热电元件1701和1702，如为图16讨 论的，在叠层组合件1700中被串联地电连接。优选地，流体1712进 入分流器1703、1704形成的中心区域。流体1712的第一部分1707穿 过右侧分流器1703之间，而工作流体1712的第二部分1706穿过左侧 分流器1704之间。电源1708被电线1712、1713电连接到热电元件， 电线1712、1713在连接点1710和1711被连接到叠层。风扇1709可 附到叠层的一端(或两端)。也可以使用泵、鼓风机等等。
[149]当给风扇1709施加电力时，它就泵送流体1712通过组合件 1700。当提供具有极性的电流以至于右侧分流器1703被冷却时，工作 流体1712的第一流体部分1707通过它们时被冷却。类似地，工作流 体的第二部分1706通过加热的左侧分流器1704时被加热。组合件1700 形成简单、紧凑的冷却器/加热器，其具有能够通过在它的构造中使用 的分流器1703、1704的数量来调节的容量和整体尺寸。显然分流器 1703、1704可以是三角形、椭圆或者任何其他有利的形状。此外，分 流器可以是图14、15中显示的设计或者任何其他有用的结构。
[150]在图12、14、15、16和17的热电系统的一个实施例中，可 以在如图18中所显示的阵列的一个或多个部分中使用超过一个的热电 元件。在这个例子中，热电元件1801、1804被连接到在分流器1802、 1803的每一侧上的凸起的电极表面。
[151]多个电并联的热电元件1801能够提高机械稳定性，更好的 分布热能并且给系统增加电冗余。可以并联使用多于两个的热电元件 1801。
[152]在某些应用中，所希望的是具有和图12-13一致的分流器的 暴露部分，暴露部分和电极部分电绝缘。这种分流器的一个例子如图 19显示。在这个实施例中，电绝缘体1905使分流器1900的电极部分 1903和分流器1900的热交换部分1904绝缘。热电元件1901、1902 优选安装在电极部分1903上。
[153]在工作时，有利地通过电极部分1903在相反传导类型的热 电元件1901、1902之间施加电势，电极部分1903是由高导电率和导 热率材料比如铜制成的。热电元件1901、1902产生的热能沿着分流电 极1903被传导，穿过电绝缘体1905，并且进入分流器1900的热交换 部分1904。有利地，电绝缘体1905是非常好的热导体，比如铝、热传 导的环氧树脂等等。如所示的，电绝缘体1905形成的界面形状是薄层 V形，以最小化热阻。也可以使用具有适当低的界面热阻的任何其他 形状和材料的组合。可以如前面描述的那样使用一叠这样的分流器 1900。
[154]电绝缘的一替代形式显示在另一分流器块2000组合件中， 图20显示了组合件2000的顶视图。第一热电元件2001被连接到分流 器块阵列2000的左分流器2003，并且第二热电元件2002被连接到分 流器块阵列2000的右分流器2004。电绝缘体2005被置于左侧分流器 块2003和右侧分流器块2004之间。
[155]图20显示的结构提供了热电元件2001和2002之间的电绝 缘，同时保持整个分流器2000的机械整体性。在所绘的这个结构中， 电绝缘体2005不需要提供特别好的热传导性，因为热能源——热电元 件2001和2002能够在不同级冷却或加热左和右分流器块2003、2004， 只要电绝缘体2005平均处于热电元件2001和2002之间的中心。应该 注意，虽然显示的是两个热电元件2001和两个第二热电元件2002，但 是在每一侧可利用更大的热电元件或更多数量的热电元件。选择两个 第一热电元件2001和两个第二热电元件2002仅仅是为了示例说明良 好稳定的机械结构。应该注意，取决于所希望的电流路径，第一热电 元件2001和第二热电元件2002不需要是，但是可以是不同的传导类 型。
[156]图21中显示了在分流器2100内实现电绝缘的替代方法。 具有两个第一热电元件2101的分流器部分2103被机械地附到具有两 个第二热电元件2102的第二分流器部分2104。电绝缘体2106机械地 连接分流器部分2103和2104，分流器部分2103和2104也被间隙2105 彼此隔开。
[157]在机械连接2106近似处于热电元件2101和2102之间的中 心，并且热电元件2101和2102产生大约相等的热能的情况下，电绝 缘体2106不需要是良好的热导体。热电元件2101和2102各自给各自 的分流器部分2103和2104提供热能。电绝缘体2106可以是背部有粘 合剂的Kapton带子、注塑塑料、热熔粘合剂或者任何其他合适的材料。 如图21中的俯视图所示，分流器部分2103、2104没有重叠形成叠接。 也可以使用具有环氧树脂或者其他电绝缘粘合剂的这样的接头。
[158]图22中的顶视图显示的另一分流器块阵列2200具有位于矩 形热电阵列2200中电绝缘的分流器块。第一热电元件2201被热连接 到第一分流器部分2202，而第二热电元件2203被热连接到第二分流器 部分2204。每个分流器部分通过间隙2210、2211与其他分流器部分电 隔离。优选提供在该组合件左侧的电绝缘体2208、在中间的绝缘体2207 和在右侧的绝缘体2209。箭头2212表示工作流体流动方向。这个结构 可在比没有电绝缘的类似阵列更高的电压和更低的电流工作。如从图 20中可见的，第一热电元件2201和第二热电元件2203不需要是，但 是可以是不同的传导类型。这取决于所需的电流流动方向。但是热电 元件2202、2203可以处于不同的电势。
[159]间隙2210使各个第一分流器部分2202之间彼此有效地热隔 离，以及使各个第二分流器部分2204之间彼此有效地热隔离。类似地， 侧绝缘体2208、2209既提供热隔离又提供电绝缘，同时机械地将各个 分流器连接在一起。中心绝缘体2207沿着它的长度提供电绝缘和热隔 离。因此阵列2200被构造成在箭头2212的方向产生热隔离，如在美 国6539725号专利中描述的。这个结构能够在比没有电绝缘的类似阵 列更高的电压和更低的电流下工作。
[160]图23中显示了利用一般如图22描述的类型的分流器块阵列 的冷却系统2300。冷却系统2300具有内分流器块2301、2302，其通 过电绝缘材料2320比如绝缘胶布机械地连接。内分流器块2302通过 电绝缘和热绝缘材料2321被机械地连接。类似地，内分流器块2301 通过电绝缘和热绝缘材料2307被机械地连接。内分流器块2301、2302 以图22描述的方式在末端(没有示出)被分别连接到热电元件。热电 元件被夹在内分流器块2301、2302和各自的外分流器块2303、2305 之间的叠层中。中心的分流器块2301被分别连接到外部的左分流器块 2305，而内分流器块2302被连接到右外分流器块2303。优选地，右外 分流器块2303通过电绝缘和热绝缘材料2322被类似地机械连接，电 绝缘和热绝缘材料2322类似于连接内分流器块2302的电绝缘材料 2321。左外分流器块2305被类似地机械地连接。外壳2311容纳一分 流器块和热电元件的叠层阵列。线头接栓或接线端子2312和2314被 电连接到内块2301。类似地，接线端子2315和2316连接到内分流器 块2302。优选地，热绝缘和电绝缘垫片或间隔件2309、2310被置于每 个内块和外块之间。
[161]第一工作流体2317穿过内部区域，而第二工作流体2318、 2319穿过外部区域。当在接线端子2312和2314、2315和2316之间施 加适当极性和大小的电压时，内分流器块2301、2302被冷却。而且， 外分流器块2303、2305被加热。因此，穿过内部区域的工作流体2317 被冷却，而穿过外分流器块2303、2305的工作流体2318、2319被加 热。外壳2311和绝缘体2309、2310包含并隔开冷却的流体2317和被 加热的流体2318、2319。
[162]给系统2300中的每个叠层通电的电连接可以串联，以在高 电压工作，串联/并联以在该电压的大约一半电压工作或者并联以在该 电压的大约1/4电压工作。可以使极性相反以加热内工作流体2317和 冷却外工作流体2318、2319。可以在工作流体2317、2318、2319流动 的方向使用更多的块，以在甚至更高的电压工作，并且从得到的更有 效的热隔离获得更高的效率。
[163]从热隔离实现增强的性能的另一紧凑设计使用组合的分流 器和传热块2400，如图24A和24B显示的。这个设计非常类似于图 14的设计，但是热电元件2401、2402与流体流动的一般方向同向。相 反传导类型的热电元件2401、2402被连接到分流器2404的延伸部分 2403。优选地，热交换器2405、2406比如散热片处于与分流器2404 良好的热接触状态。当工作流体2409穿过热交换器散热片2405、2406 时，其被加热或冷却，这取决于电流流动的方向。
[164]图24B显示了叠层2410的一部分，其由如图24A所示的热 电分流器块2400组成。电流2417在箭头表示的方向流动。多个第一 侧分流器2400和多个第二侧分流器2400a被连接到热电元件2411。第 一工作流体2418沿着叠层2410的下部流动，穿过图24a中第二侧分 流器2400a上的热交换器，而工作流体2419有利地在相反方向流动， 穿过第一侧分流器2400的热交换器。
[165]当施加合适的电流2417时，叠层2410的上部在当流体2419 穿过一个块到下一个块时逐渐冷却流体2419，而且其下部在当流体 2418穿过一个分流器2400a到下一个分流器时逐渐加热流体2418。
[166]图25A显示了一个替代的热电叠层结构2500。这个热电叠 层实现了热隔离的好处，其中工作流体2513在一般垂直于电流流动方 向2512的方向上流动。第一分流器2502被电连接到第一热电元件 2501，并且和热交换器2503、2504处于良好的热接触。第二个第一侧 分流器2506类似地与它的热交换器2508处于良好的热接触，并且第 三个第一侧分流器2505与它的热交换器2507处于良好的热接触。散 置在每个第一侧分流器2502、2506和2505之间的是交替类型的热电 元件2501和一般在相反方向突出的第二侧分流器2509、2510和2511， 和图12一样。没有全面显示第二侧分流器2509、2510和2511，它们 一般是相同的形状，并且具有和第一侧分流器2502、2506和2505相 同的空间关系。工作流体2513在箭头表示的方向穿过叠层组合件。当 垂直施加通过热电元件的合适电流时，第一侧分流器2502、2505和 2506被加热，而第二侧分流器2509、2510和2511被冷却。当工作流 体2513穿过第一热交换器2507，然后穿过热交换器2508，最后穿过 热交换器2503时，它被逐渐加热。完整的叠层组合件使阵列2500的 重复部分在电流流动方向被组装，所以热交换器2503的顶部和另一阵 列部分的下一个顺序的热交换器2504的底部接近地隔开。在工作流体 2513流动的方向上的热隔离是明显的。
[167]图25B是图25A中显示的阵列部分2500的俯视图。多个传 导类型交替的热电元件2501的冷却，被散置或点缀着多个第一侧分流 器2502、2506和2505及多个第二侧分流器2511、2509和2510，所以 第一侧分流器2502、2506和2505交替着第二侧分流器2511、2509和 2510。分流器被间隙2534隔开，并且每个分流器和热交换器处于良好 的热接触。第一工作流体2531沿着上部从右到左穿过，而工作流体 2532沿着下部有利地从左到右穿过。优选在每对分流器之间提供热和 电绝缘体2533，除了电流流动通过热电器件和分流器的地方。
[168]例如，当合适的电流穿过阵列2500时，工作流体2531被 逐渐加热并且工作流体2532被逐渐冷却。绝缘体2533防止不必要的 热损失，并且也防止工作流体2531、2532混合。如所示的，阵列2500 以逆流模式工作，并且利用热隔离来增强性能。同一阵列2500可以和 工作流体2531、2352工作，它们在平行的流动模式中的同一方向运动， 并且仍然具有热隔离的好处，来增强性能。在任一情况下，有利地， 并非所有的热电元件2521具有相同的电阻，但是它们具有根据个体热 电元件之间的温度和功率差变化的电阻，如美国6539735号专利中描 述的。
[169]图26A中显示了另一热电组件2600，其使用在本说明书中 讨论的原理来实现在更高电压的工作以及可能的其他好处，比如更高 的功率密度、紧凑尺寸、强度、更高的效率。第一热电元件2601被夹 在第一端分流器2603和第二分流器2604之间。相反传导类型的第二 热电元件2602被夹在第二分流器2604和第三分流器2605之间。这个 模式继续到最后端分流器2606。电流2607流进最后端分流器2606， 穿过热电组件并且流出第一端分流器2603，如箭头2608和2609所表 示的。间隙2611防止相邻分流器之间的电传导并且减少它们之间的热 传导。在一个实施例中，第一端分流器2603和最后端分流器2606具 有电极表面2612。其他的分流器具有分流表面2614，其是导热的但是 与分流器的主体电绝缘。
[170]在工作时，合适的电流2608穿过热电组件2600，其加热上 表面和冷却下表面(或者反之)。图26A中显示的热电组件2600由5 个热电元件和6个分流器组成。有利地，可以利用任何奇数数量的热 电元件，其被分流器交替隔开，如所显示的。此外，超过一个的热电 元件(和图18解释的类型相同)可并联连接在每对分流器之间。为了 实现替代的功能，可以使用偶数数量的热电元件，比如使电能限制在 一个表面的电绝缘部分。
[171]图26B显示了热电组件2600的阵列2620。图26B显示了图 26A所示类型的两个热电组件2600，它们一个叠置在另一个的顶部， 而中心传热构件2635被夹在各个第一侧分流器2604之间。外传热构 件2632和2636被热耦合到第二侧分流器2605。分流器和传热构件也 可以是任何其他合适类型，例如图14和15所示的类型。第一热电组 件的第一端分流器2603被电连接到外传热构件2632。类似地，第一或 上部热电组件的其他端分流器2606被电连接到中心传热构件2635。类 似地，第二热电组件的第二端分流器2606a被电耦合到中心传热构件 2635，并且第二热电组件的第一端分流器2603a被电耦合到图26B底 部的外传热构件2636。除了端分流器2603、2606、2606a、2603a之外， 其他的分流器2604、2605具有导热的电绝缘体2612。此外，和图26A 的结构一样，分流器具有间隙2611，以彼此电绝缘。电流流动由箭头 2628、2629、2630、2631和2637表示。如所显示的，热电元件2601、 2602的传导类型交替。
[172]当合适的电流穿过阵列2620时，第二侧分流器2605和外传 热构件22和2636被加热。第一侧分流器2604和中心传热构件2635 被冷却。对于反向的电流情况就相反。通过调整热电元件2601、2602 的尺寸和数量，可以连同相应的电压一同调整工作电流。类似地，功 率密度可被调整。应该注意，可以使用更多数量的分流器和热电元件， 其会加宽图26B所示的结构。此外，可在垂直方向叠置另外的热电组 件2600。此外，可以提供图26B平面内或之外的这种叠层的阵列，或 者利用以上的任何组合。在合适的阵列中，可根据美国6539725号专 利中的描述利用在传热或工作流体流动方向的热隔离原理。
[173]图27示例说明了热电组件2700的一个替代实施例，其类似 于图26A的热电组件2600。端分流器2705、2704被电连接到电源2720 和地2709。热电元件2701、2702在一系列的分流器2703、2704、2705、 2706之间被电连接。在这个实施例中，所有的分流器2703、2704、2705、 2706通过绝缘体2711与第一和第二传热构件2707、2708电绝缘。分 流器和传热构件2707、2708处于良好的热接触。第一侧传热构件2708 在箭头2712表示的方向运动。有利地，第二侧传热构件2707在相反 的方向运动，如箭头2710表示的。
[174]当给热电组件2700施加合适的电流时，第二侧传热构件2707 被冷却，而第一侧传热构件2708被加热。操作类似于和图7A、7B、 7C和7D的显示关联的操作。应该记住，第一和第二传热构件2707、 2708不需要是矩形，如从图27推断的，而是可以是圆盘形或者任何其 他有利的形状，比如在图7A中讨论的那些。有了有效的设计，热电组 件2700也可以实现和热隔离关联的性能益处，如美国6539725号专利 讨论的一样。
[175]在一替代实施例中，传热构件2707和2708不动。在那个结 构中，热电组件2700类似于如图1显示的标准组件，但是可以以高功 率密度工作，并且可以利用相对薄的热电元件2701、2702。有利地， 热电组件2700在热电元件2701、2702上诱发低的剪应力(shear stress)， 其例如由第一侧和第二侧分流器之间的热膨胀差产生。因为剪切 (shear)是由穿过热电元件2701、2702的温度差在热电组件2700中 产生的，并且和宽度成比例，所以它远小于标准热电组件中的剪切， 其中剪切和整体组件宽度成比例。差别可从图12和图1中显示的标准 组件的比较看出。具有两个以上和图12的结构相同尺寸的热电元件的 标准组件将呈现不利的高剪应力。这种应力限制热循环持久性和组件 尺寸。
[176]图27也提供了一个好的示例说明，来显示如何也可以使用 在这个说明书中描述的实施例进行发电。在这个结构中，为了给负载 提供动力或功率，终端2709和2720被连接到负载而不是电源。传热 构件2707、2708以温度梯度的形式提供热能。在第一传热构件2708 和第二传热构件2707之间的温度梯度导致热电系统2700在终端2709、 2720产生电流，这些终端然后连接到负载或储能系统。因此，系统2700 可作为发电机工作。在这个说明书中描述的其他结构也可以以类似的 方式被连接，以通过应用温度梯度并衍生电流来提供发电系统。
[177]图28显示了热电传热系统2800，其使用气体工作流体2810 和液体工作流体2806。在这个实施例中，第一侧分流热交换器2803 是图24A和图24B中显示的构造。分流热交换器2803用气体工作介 质2810传输热能。在这个实施例中，第二侧分流热交换器2804、2805 用液体工作介质2806传输热能。相反传导类型的多个热电元件2801 被夹在第二侧分流器2804、2805和分流热交换器2803之间。第二侧 分流热交换器2804、2805类似地被夹在交替的传导类型的热电元件 2801之间。电流2812、2813穿过系统2800，如箭头2812、2813表示 的。在这个实施例中，导管2814、2815从一个分流热交换器2804、2805 到下一个分流热交换器传递液体工作介质2806。
[178]热电传热系统2800的工作类似于图24B的显示，其中一种 工作流体2810是气体，另一工作流体2806是液体。系统2800中显示 的设计也实现了如美国6539725号专利所描述的热隔离的好处。
[179]图29详细显示了分流热交换器2900。这个部件有利地具有 由非常好的导热材料构成的容器2901，由非常好的导电材料构成的电 极2902，以及与容器2901的顶表面和底表面处于良好热接触的传热散 热片2905、2906。在一个实施例中，容器2901和电极2902是由单一 的材料构成的，并且在构造上是整体的。有利地，容器2901的底表面 和电极2902之间的界面2904具有非常低的电阻。流体2909穿过分流 热交换器2900。
[180]在工作时，热电元件(没有示出)被电连接到电极2902的 顶部和底部。当施加合适的电流通过热电元件和电极2902时，容器 2901和散热片2905、2906被加热或冷却。穿过分流热交换器2900的 工作流体2909被热交换器2900加热或冷却。有利地，分流热交换器 2900的导电性足够好，以至于它不显著促成寄生损失。通过使穿过电 极2902的电流路径最短，使贯穿电流路径的导电率最大并且增加电极 2902的横截面面积可以使这种损失更小。
[181]容器2901的顶表面和底表面，以及散热片2905和2906在 电流流动方向提供足够的导电率，所以固体电极体2902能够减小横截 面面积或者被完全去掉，如图4B中的实施例所示。
[182]图30显示了散热器流体系统3000。交替传导类型的热电元 件3001被散置在流体热交换器3004之间，热交换器3004每个都具有 分流部分3003，以及分流器3002和3005。电流3006、3007流动穿过 分流器部分3003、分流器3002和3005以及热电元件3001。工作流体 3009在箭头表示的方向流动。散热器3010、3011与分流器3002、3005 处于良好的热接触，并且与其电绝缘。在具有金属或者导电散热器 3010、3011的实施例中，有利地具有良好导热性的电绝缘体3008、3012 将电流3001、3007限制在所表示的电路路径。
[183]当施加合适的电流3006、3007时，热能被传给散热器3010、 3011，并且被从工作流体3009传出。分流热交换器构件3004彼此热 隔离，所以这个实施例实现了来自热隔离的性能提高或增益。
[184]图31A显示了一替代的分流热交换器实施例3100。分流器 部分3101具有电极3102，用于连接到热电元件(没有示出)；和传热 延伸部3108，传热延伸部3108与热交换器3103比如散热片处于良好 的热接触。流体3107穿过热交换器3103。
[185]分流热交换器3100优选具有电极3102，其一般位于各个传 热延伸部3108之间的中心。在这个实施例中，热能可在两个方向流进 和流出热电部件，因此和图24A显示的实施例相比，每个热电元件能 够增加大约两倍的传热能力。分流侧可具有增加的传热特性，比如通 过合并的热管道、热对流或者通过任何其他增加传热的方法。
[186]图31B显示了传热分流器组合件3110，其具有分流器3111、 电极3112和流入流体端口3113、3114及流出流体端口3115、3116。 传热分流器组合件3110能够具有提高的传热能力(每个热电元件)， 和比图29显示的系统更大的流体传送能力。
[187]图31C显示了分流器组合件3120，其具有分流器构件3121、 电极3122和热交换表面3123、3124。分流器组合件3120能够具有图 26A和26B显示的实施例近似两倍的传热能力(每个热电元件)。但是， 与图26A和26B的使用相反，分流器组合件3120的叠层可在近似的 直角彼此交替，并且彼此相对的表面3123和3124可被，例如加热， 并且在和该加热对近似成直角处的叠层中的下一对的表面会被冷却。 替代地，表面3123、3124可以处于其他角度比如120°，并且中间散 置着如图26显示的分流器2604。多个侧面的分流器的任何组合是本发 明的一部分。
[188]应该注意，热电材料的减少可以是相当惊人的。例如，在此 讨论的热电元件在一个一般实施例中可以如5微米到1.2mm一样薄。 对于超晶格和异质结构的结构，比如能够使用图31A-C、26A-B和27 的实施例实现的结构，热电元件可以在20微米和300微米厚之间，更 优选地从20微米到200微米，甚至从20微米到100微米。在另一实 施例中，热电元件的厚度是在100微米到600微米之间。热电元件的 这些厚度比传统的热电系统薄许多。
[189]应该注意，所述的结构没有必要要求热电元件组装成阵列或 组件。对于某些应用，热电元件被有利地直接附到传热构件，因此减 少了系统复杂性和成本。还应该注意，上面描述的特征可以以任何有 利的方式组合，而不脱离本发明。此外，应该注意虽然在各种图中显 示的热电元件呈现类似的尺寸，但是贯穿阵列或叠层的热电元件可变 化尺寸，端类型热电元件可以是不同于P型热电元件的尺寸和形状， 某些热电元件在设计上可以是异质结构而其他热电元件可以是非异质 结构。
[190]般来说，在这些图中描述的系统既在冷却/加热又在发电模 式中工作。有利地，可实现特定的变化以优化冷却、加热或者发电的 性能。例如，大的温度差(200到2000°F)是理想的，以实现高效率 的发电，如本领域公知的，而小的温度差(10到60°F)是冷却和加 热系统的特性。大的温度差要求不同的构造材料以及可能的不同设计 尺寸和材料的热电组件和元件。但是，对于不同的工作模式，基本概 念仍然是相同的。图5、8和9中显示的设计对于发电是有利的，因为 它们提供了制造简单、结实的低成本设计的可能。但是上面提到的所 有设计对于特定的发电是有价值的，并且不能被排除在外。
[191]应该注意，在这个专利中的公开内容给出了这个发明的设 计、结构和应用。虽然上面的讨论是按照冷却中的特性分析的，但是 加热和发电有类似的结果并且导致类似的结论。某些系统，特别是那 些热离子和异质结构类型的系统可以具有固有的高功率密度，在这种 情况下，本发明更适合适应这种系统的特性和可能的高功率密度。
[192]虽然上面示例说明并且讨论了几个例子，但是本描述仅仅是 说明本发明的广泛概念，本发明由所附的权利要求限定。在权利要求 中，所有的术语的含义都是它们普通和通常的含义，并且上面的描述 不限制这些术语为任何特殊或特殊限定的含义，除非特殊地明白说明。
继续申请信息
[001]这个申请是2002年8月23日提交的10/227398号美国专利 申请和2003年3月31日提交的10/405001号美国专利申请的部分延续， 10/405001号美国专利申请是2001年4月27日提交的6539725号美国 专利的延续，该专利和2001年2月9日提交的60/267657号美国临时 专利申请相关，并且要求其优先权。