JPH11307828A - Thermoelectric conversion device - Google Patents

Thermoelectric conversion device

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JPH11307828A
JPH11307828A JP10110531A JP11053198A JPH11307828A JP H11307828 A JPH11307828 A JP H11307828A JP 10110531 A JP10110531 A JP 10110531A JP 11053198 A JP11053198 A JP 11053198A JP H11307828 A JPH11307828 A JP H11307828A
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JP
Japan
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heat
insulating substrate
electrodes
absorbing
peltier
Prior art date
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Pending
Application number
JP10110531A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nanayuki Takeuchi
七幸 竹内
Toshiharu Hoshi
星  俊治
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11307828A publication Critical patent/JPH11307828A/en
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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration of the durability of an O-ring provided on an insulating substrate by preventing the occurrence of delamination between the insulating substrate and electrodes and between the electrodes and a thermoelectric element. SOLUTION: A plurality of thin lower electrodes is arranged on a heat absorbing-side insulating substrate 1b having a circular surface in such a state that the electrodes 3 are stuck to the surface of the substrate 1b with a heat- resistance adhesive. Then a pair of p- and n-type thermoelectric elements 2a and 2b is bonded to each lower electrode 3 with solder layers. In addition, the upper ends of the elements 2a and 2b are respectively connected to p- and n-type thermoelectric elements 2a and 2b arranged on adjacent lower electrodes 3 by soldering upper electrodes to the elements 2a and 2b. In other words, the p- and n-type thermoelectric elements 2 and 2b are alternately connected to each other through the lower electrodes 3 and upper electrodes. In addition, a heat radiating-side insulating substrate 1a having a circular surface is stuck to the upper surfaces of the upper electrodes with a heat-resistant adhesive.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ペルチェ効果を利
用した熱電変換装置に関し、特に、熱応力による絶縁基
板と電極との間の接合部における剥離等が防止された熱
電変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoelectric conversion device utilizing the Peltier effect, and more particularly to a thermoelectric conversion device in which peeling at a joint between an insulating substrate and an electrode due to thermal stress is prevented.

【0002】[0002]

【従来の技術】種類が異なる2物質を接合させ、2箇所
の接合部を有する回路を構成し、一方の接合部を高温に
加熱し、他方の接合部を低温に冷却すると、接合部の温
度差に基づく起電力が発生する。この現象をゼーベック
効果という。
2. Description of the Related Art When two materials of different types are joined to form a circuit having two joints, one of the joints is heated to a high temperature, and the other is cooled to a low temperature. An electromotive force is generated based on the difference. This phenomenon is called the Seebeck effect.

【0003】また、同様に接合させた2物質に直流電流
を流すと、一方の接合部で熱を吸収し、他方の接合部で
熱を発生する。この現象をペルチェ効果という。
[0003] When a direct current is applied to two materials that are similarly joined, heat is absorbed at one joint and heat is generated at the other joint. This phenomenon is called the Peltier effect.

【0004】更に、均質な物質に温度勾配を設け、この
温度勾配がある方向に電流を流すと、この物質内で熱の
吸収又は発生がある。この現象をトムソン効果という。
Further, when a temperature gradient is provided in a homogeneous substance and an electric current flows in a direction in which the temperature gradient is present, heat is absorbed or generated in the substance. This phenomenon is called the Thomson effect.

【0005】これらのゼーベック効果、ペルチェ効果及
びトムソン効果は熱電効果といわれる可逆反応であり、
ジュール効果及び熱伝導等の非可逆現象と対比される。
これらの可逆過程及び非可逆過程を組み合わせて、電子
冷熱等に利用されている。
[0005] These Seebeck effect, Peltier effect and Thomson effect are reversible reactions called thermoelectric effects.
Contrast with irreversible phenomena such as Joule effect and heat conduction.
A combination of these reversible and irreversible processes is used for electronic cooling and heating.

【0006】図4は従来の熱電変換装置を示す模式図で
ある。従来の熱電変換装置においては、板面が四角形の
放熱側絶縁基板11bの上に複数枚の薄板状の下部電極
13bが耐熱性接着剤(図示せず)により接着されて配
設されている。そして、各下部電極13b上には1対の
p型熱電素子12a及びn型熱電素子12bがハンダ層
(図示せず)により接合されている。また、p型熱電素
子12aの上端は、隣接する下部電極13b上に配置さ
れたn型熱電素子12bに上部電極13aをハンダ層
(図示せず)により接合することにより接続され、n型
熱電素子12bの上端は、隣接する別の下部電極13b
上に配置されたp型熱電素子12aに上部電極13aを
ハンダ層により接合することにより接続されている。こ
の下部電極13b及び上部電極13aによりp型熱電素
子12aとn型熱電素子12bとが交互に直列に接続さ
れている。こうして、p型熱電素子12a、n型熱電素
子12b、上部電極13a及び下部電極13bからペル
チェ素子が構成される。また、上部電極13a上には板
面が四角形の吸熱側絶縁基板11aが耐熱性接着剤(図
示せず)により接着されて配設されている。更に、この
熱電素子の直列接続体の両端に配置された上部電極13
a又は下部電極13bにはリード線(図示せず)が接続
されている。放熱側絶縁基板11b及び吸熱側絶縁基板
11aとしては、アルミナ板又はアルマイト処理が施さ
れたアルミニウム板等が使用されている。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a conventional thermoelectric converter. In a conventional thermoelectric conversion device, a plurality of thin plate-like lower electrodes 13b are provided on a heat-dissipation-side insulating substrate 11b having a square plate surface and bonded by a heat-resistant adhesive (not shown). A pair of a p-type thermoelectric element 12a and an n-type thermoelectric element 12b are joined on each lower electrode 13b by a solder layer (not shown). Further, the upper end of the p-type thermoelectric element 12a is connected to the n-type thermoelectric element 12b disposed on the adjacent lower electrode 13b by joining the upper electrode 13a with a solder layer (not shown). The upper end of 12b is adjacent to another lower electrode 13b.
The upper electrode 13a is connected to the p-type thermoelectric element 12a disposed above by joining the upper electrode 13a with a solder layer. The p-type thermoelectric element 12a and the n-type thermoelectric element 12b are alternately connected in series by the lower electrode 13b and the upper electrode 13a. In this way, a Peltier element is constituted by the p-type thermoelectric element 12a, the n-type thermoelectric element 12b, the upper electrode 13a, and the lower electrode 13b. On the upper electrode 13a, a heat-absorbing-side insulating substrate 11a having a square plate surface is provided by being bonded with a heat-resistant adhesive (not shown). Further, the upper electrodes 13 disposed at both ends of the series connection body of the thermoelectric element
a or a lower electrode 13b is connected to a lead wire (not shown). As the heat-dissipating insulating substrate 11b and the heat-absorbing insulating substrate 11a, an alumina plate or an aluminum plate subjected to alumite treatment is used.

【0007】このように構成された従来の熱電変換装置
においては、リード線に所定の方向から電流が流される
と、下部電極13bで熱が発生し、上部電極13aで熱
が吸収される。これにより、吸熱側絶縁基板11aの外
表面と接している空間又は物体が冷却され、放熱側絶縁
基板11bの外表面と接している空間又は物体が加熱さ
れる。
In the conventional thermoelectric converter configured as described above, when a current flows through the lead wire from a predetermined direction, heat is generated at the lower electrode 13b and absorbed by the upper electrode 13a. Thereby, the space or the object in contact with the outer surface of the heat-absorbing insulating substrate 11a is cooled, and the space or the object in contact with the outer surface of the heat-radiating insulating substrate 11b is heated.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の熱電変換装置を使用していると、熱応力により装
置が変形し、絶縁基板と電極、電極と熱電素子との間の
接合部にて剥離が生じるという問題点がある。
However, when the above-described conventional thermoelectric conversion device is used, the device is deformed due to thermal stress, and the junction between the insulating substrate and the electrode, and the junction between the electrode and the thermoelectric element is deformed. There is a problem that peeling occurs.

【0009】図5は変形した従来の熱電変換装置を示す
図であって、(a)は模式図、(b)は断面図である。
従来の熱電変換装置においては、放熱側絶縁基板11b
及び吸熱側絶縁基板11aの材料の線膨張係数により相
違があるものの、一般的に放熱側絶縁基板11bは膨張
し、吸熱側絶縁基板11aは収縮する。そして、変形前
の位置からの変位は中心から離れるにつれて大きくな
り、角部での変位が最大となる。このため、絶縁基板と
電極、電極と熱電素子との間の接合部にて剥離が生じる
虞がある。
FIGS. 5A and 5B are views showing a modified conventional thermoelectric converter, in which FIG. 5A is a schematic view and FIG. 5B is a sectional view.
In the conventional thermoelectric conversion device, the heat radiation side insulating substrate 11b
In general, the heat-dissipating insulating substrate 11b expands and the heat-absorbing insulating substrate 11a contracts, although there is a difference depending on the linear expansion coefficient of the material of the heat-absorbing insulating substrate 11a. The displacement from the position before the deformation increases as the distance from the center increases, and the displacement at the corner becomes maximum. For this reason, peeling may occur at the joint between the insulating substrate and the electrode and between the electrode and the thermoelectric element.

【0010】また、放熱側絶縁基板を冷却する冷媒を流
すために放熱側絶縁基板の外表面上にシール用のOリン
グを配設することがあるが、基板の変形が生じると、O
リングに不均一な荷重が印加されOリングの耐久性が劣
化してしまう。また、特開平6−207762号公報に
記載されているように、結露等によるペルチェ素子の腐
食を防止するために絶縁基板間にOリングを介装する場
合があるが、この場合もOリングが劣化しやすい。そし
て、シール用のOリングが劣化した場合、そこから冷媒
が流れ出す虞がある。また、吸熱側でも同様のことが起
こる可能性がある。
In some cases, an O-ring for sealing is disposed on the outer surface of the insulating substrate on the radiating side in order to flow a coolant for cooling the insulating substrate on the radiating side.
An uneven load is applied to the ring, and the durability of the O-ring deteriorates. As described in JP-A-6-207762, an O-ring may be interposed between insulating substrates in order to prevent corrosion of the Peltier element due to dew condensation or the like. Easy to deteriorate. When the sealing O-ring is deteriorated, the refrigerant may flow out therefrom. The same may occur on the endothermic side.

【0011】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、熱応力による絶縁基板と電極、電極と熱電
素子の剥離を防止することができ、絶縁基板上に設けら
れるOリングの耐久性の劣化を防止することができる熱
電変換装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and can prevent the insulating substrate and the electrode, and the electrode and the thermoelectric element from peeling due to thermal stress, and can provide a durable O-ring provided on the insulating substrate. It is an object of the present invention to provide a thermoelectric conversion device capable of preventing deterioration of performance.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係る熱電変換装
置は、ペルチェ効果を有する複数個のペルチェ素子と、
このペルチェ素子の放熱側に配置され円板状又は角数が
6以上の多角形板状の放熱側絶縁基板と、前記ペルチェ
素子の吸熱側に配置され円板状又は角数が6以上の多角
形板状の吸熱側絶縁基板とを有することを特徴とする。
A thermoelectric conversion device according to the present invention comprises a plurality of Peltier elements having a Peltier effect;
A heat-dissipation-side insulating substrate in the form of a disc or a polygonal plate having six or more corners disposed on the heat-dissipating side of the Peltier element; A heat absorbing side insulating substrate having a rectangular plate shape.

【0013】本発明においては、放熱側絶縁基板及び吸
熱側絶縁基板の形状が円板状又は角数が6以上の多角形
板状であるので、熱電変換装置の変形は、その周方向で
は実質的に均一なものとなる。従って、熱応力による絶
縁基板と電極、電極と熱電素子との間の接合部における
剥離が生じにくい。また、Oリングが絶縁基板間に介装
されたり、絶縁基板の外表面上に配置された場合にも、
Oリングの耐久性の劣化が防止される。
In the present invention, since the heat-dissipating-side insulating substrate and the heat-absorbing-side insulating substrate have a disk shape or a polygonal plate shape having six or more corners, the deformation of the thermoelectric converter is substantially reduced in the circumferential direction. It becomes uniform uniformly. Therefore, peeling is less likely to occur at the junction between the insulating substrate and the electrode and between the electrode and the thermoelectric element due to thermal stress. Also, when an O-ring is interposed between the insulating substrates or disposed on the outer surface of the insulating substrate,
The deterioration of the durability of the O-ring is prevented.

【0014】なお、前記多角形板は、正多角形板であっ
てもよい。
[0014] The polygonal plate may be a regular polygonal plate.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本願発明者等が前記課題を解決す
べく、鋭意実験研究を重ねた結果、複数個のペルチェ素
子の放熱側又は吸熱側に配置される絶縁基板の形状を円
状又は角数が6以上の多角形板状とすることにより、前
述のように、絶縁基板と電極、電極と熱電素子の接合部
における剥離を防止、絶縁基板上に配置されるOリング
の耐久性の劣化を防止することができることを見い出し
た。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As a result of intensive experiments and research conducted by the present inventors in order to solve the above-mentioned problems, the shape of an insulating substrate arranged on the heat radiation side or heat absorption side of a plurality of Peltier devices has been changed to a circular shape or a circular shape. By making the shape of a polygonal plate having six or more corners, as described above, peeling at the joint between the insulating substrate and the electrode, and between the electrode and the thermoelectric element is prevented, and the durability of the O-ring disposed on the insulating substrate is improved. It has been found that deterioration can be prevented.

【0016】以下、本発明の実施例に係る熱電変換装置
について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図
1は本発明の実施例に係る熱電変換装置を示す模式図で
ある。
Hereinafter, a thermoelectric converter according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a thermoelectric converter according to an embodiment of the present invention.

【0017】本実施例に係る熱電変換装置においては、
板面が円形の放熱側絶縁基板1bの上に複数枚の薄板状
の下部電極3bが耐熱性接着剤(図示せず)により接着
されて配設されている。そして、各下部電極3b上には
1対のp型熱電素子2a及びn型熱電素子2bがハンダ
層(図示せず)により接合されている。また、p型熱電
素子2aの上端は、隣接する下部電極3b上に配置され
たn型熱電素子2bに上部電極3aをハンダ層(図示せ
ず)により接合することにより接続され、n型熱電素子
2bの上端は、隣接する別の下部電極3b上に配置され
たp型熱電素子2aに上部電極3aをハンダ層により接
合することにより接続されている。この下部電極3b及
び上部電極3aによりp型熱電素子2aとn型熱電素子
2bとが交互に直列に接続されている。こうして、p型
熱電素子2a、n型熱電素子2b、上部電極3a及び下
部電極3bからペルチェ素子が構成される。また、上部
電極3a上には板面が円形の吸熱側絶縁基板1aが耐熱
性接着剤(図示せず)により接着されて配設されてい
る。更に、この熱電素子の直列接続体の両端に配置され
た上部電極3a又は下部電極3bにはリード線(図示せ
ず)が接続されている。
In the thermoelectric converter according to the present embodiment,
A plurality of thin plate-like lower electrodes 3b are provided on a heat-dissipation-side insulating substrate 1b having a circular plate surface and bonded with a heat-resistant adhesive (not shown). A pair of a p-type thermoelectric element 2a and an n-type thermoelectric element 2b are joined on each lower electrode 3b by a solder layer (not shown). Further, the upper end of the p-type thermoelectric element 2a is connected to the n-type thermoelectric element 2b disposed on the adjacent lower electrode 3b by joining the upper electrode 3a with a solder layer (not shown). The upper end of 2b is connected to the p-type thermoelectric element 2a arranged on another adjacent lower electrode 3b by joining the upper electrode 3a with a solder layer. The p-type thermoelectric element 2a and the n-type thermoelectric element 2b are alternately connected in series by the lower electrode 3b and the upper electrode 3a. In this way, a Peltier element is constituted by the p-type thermoelectric element 2a, the n-type thermoelectric element 2b, the upper electrode 3a and the lower electrode 3b. On the upper electrode 3a, a heat-absorbing insulating substrate 1a having a circular plate surface is provided by being bonded with a heat-resistant adhesive (not shown). Further, a lead wire (not shown) is connected to the upper electrode 3a or the lower electrode 3b disposed at both ends of the series connection body of the thermoelectric elements.

【0018】このように構成された本実施例の熱電変換
装置においては、リード線に所定の方向から電流が流さ
れると、下部電極3bで熱が発生し、上部電極3aで熱
が吸収される。これにより、吸熱側絶縁基板1aの外表
面と接している空間又は物体が冷却され、放熱側絶縁基
板1bの外表面と接している空間又は物体が加熱され
る。
In the thermoelectric converter of the present embodiment thus configured, when a current flows through the lead wire from a predetermined direction, heat is generated at the lower electrode 3b and absorbed by the upper electrode 3a. . As a result, the space or object that is in contact with the outer surface of the heat-absorbing insulating substrate 1a is cooled, and the space or the object that is in contact with the outer surface of the heat-radiating insulating substrate 1b is heated.

【0019】そして、放熱側絶縁基板1bが膨張し、吸
熱側絶縁基板1aが収縮する。図2は変形した本発明の
実施例に係る熱電変換装置を示す模式図である。本実施
例においては、放熱側絶縁基板1b及び吸熱側絶縁基板
1aは円板状であるので、その変形前からの変位は、半
径方向では周縁部に向かって大きくなるが、周方向では
均一となる。従って、従来生じていたような、熱応力に
よる絶縁基板と電極、電極と熱電素子との間の接合部に
おける剥離が防止される。また、放熱側絶縁基板1bと
吸熱側絶縁基板1aとの間又は放熱側絶縁基板1bの表
面上にOリングが配置された場合にも、Oリングに印加
される荷重は均一となるので、その耐久性の劣化が防止
される。
Then, the heat radiating side insulating substrate 1b expands, and the heat absorbing side insulating substrate 1a contracts. FIG. 2 is a schematic diagram showing a modified thermoelectric converter according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, since the heat-radiating-side insulating substrate 1b and the heat-absorbing-side insulating substrate 1a are disk-shaped, the displacement from before the deformation increases toward the periphery in the radial direction, but is uniform in the circumferential direction. Become. Accordingly, peeling at the junction between the insulating substrate and the electrode and between the electrode and the thermoelectric element due to thermal stress, which has conventionally occurred, is prevented. Further, even when the O-ring is arranged between the heat-radiating-side insulating substrate 1b and the heat-absorbing-side insulating substrate 1a or on the surface of the heat-radiating-side insulating substrate 1b, the load applied to the O-ring becomes uniform. Deterioration of durability is prevented.

【0020】次に、前述の本実施例の熱電変換装置を製
造する方法について説明する。先ず、熱電素子と絶縁基
板とが別個に作製される。
Next, a method of manufacturing the above-described thermoelectric converter of the present embodiment will be described. First, a thermoelectric element and an insulating substrate are separately manufactured.

【0021】熱電素子は以下のようにして作製される。
先ず、n型半導体又はp型半導体の粉末がホットプレス
成形されて成形体が形成される。次いで、この成形体が
ペルチェ素子に組込まれたときに所定の温度差を保つた
めの厚さ、例えば、1.6mmに切断される。次に、切
断された成形体の両切断面に、例えば、Ni等のメッキ
層がハンダ付け性向上のために形成される。そして、両
切断面に垂直な方向に更に切断されて、所望の形状、例
えば、一辺の長さが1.4mmの直方体形状の熱電素子
に加工される。
The thermoelectric element is manufactured as follows.
First, a powder of an n-type semiconductor or a p-type semiconductor is hot-pressed to form a compact. Next, the molded body is cut into a thickness for maintaining a predetermined temperature difference when assembled into a Peltier element, for example, 1.6 mm. Next, a plating layer of, for example, Ni or the like is formed on both cut surfaces of the cut compact to improve solderability. And it cuts further in the direction perpendicular | vertical to both cut surfaces, and is processed into a desired shape, for example, a rectangular parallelepiped thermoelectric element whose side length is 1.4 mm.

【0022】一方、絶縁基板は、アルミナ板が円形に成
形され、その後、Mo−Mn系合金材又はCu材等の金
属材を使用して円形に成形されたアルミナ板がメタライ
ズされることにより作製される。
On the other hand, the insulating substrate is manufactured by forming an alumina plate into a circular shape and then metallizing the alumina plate formed into a circular shape using a metal material such as a Mo—Mn alloy material or a Cu material. Is done.

【0023】そして、絶縁基板の所定の位置に、例え
ば、Cu製の長方形電極がパターニングにより形成され
る。電極の一辺の長さは、例えば、1.6mmであり、
他辺の長さは、例えば、7mmである。更に、電極上に
クリームハンダが塗布される。次に、2枚の絶縁基板に
形成された電極間に別個に作製された熱電素子が挟着さ
れる。そして、ハンダ付け炉内で加熱されることによ
り、各部材が接合される。その後、必要なリード線等が
設けられて熱電変換装置が完成される。
Then, for example, a rectangular electrode made of Cu is formed at a predetermined position on the insulating substrate by patterning. The length of one side of the electrode is, for example, 1.6 mm,
The length of the other side is, for example, 7 mm. Further, cream solder is applied on the electrodes. Next, a thermoelectric element manufactured separately is sandwiched between the electrodes formed on the two insulating substrates. Each member is joined by being heated in a soldering furnace. Thereafter, necessary lead wires and the like are provided, and the thermoelectric conversion device is completed.

【0024】なお、放熱側絶縁基板及び吸熱側絶縁基板
としては、上述のアルミナ板、陽極酸化によるアルマイ
ト処理が施されたアルミニウム板又は樹脂製で可撓性を
有するフレキシブル基板等が使用可能である。アルマイ
ト処理が施されたアルミニウム板が使用される際には、
例えば、Cu電極がエポキシ樹脂等により接着される。
As the heat-dissipating insulating substrate and the heat-absorbing insulating substrate, the above-mentioned alumina plate, an aluminum plate subjected to anodizing by anodization, or a flexible substrate made of resin and the like can be used. . When anodized aluminum plate is used,
For example, a Cu electrode is bonded with an epoxy resin or the like.

【0025】また、放熱側絶縁基板及び吸熱側絶縁基板
の形状は、円板状に限定されるものではなく、角数が6
以上の多角形板状であってもよい。図3は6角形板状の
絶縁基板が使用された実施例に係る熱電変換装置を示す
模式図である。なお、図3に示す6角形板状の絶縁基板
が使用された実施例において、図1に示す実施例と同一
物には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略す
る。本実施例においては、6角形板状の放熱側絶縁基板
21bと吸熱側絶縁基板21aとの間に下部電極3b及
び上部電極3a等が、図1に示す実施例と同様に、配置
されている。
Further, the shapes of the heat-radiating-side insulating substrate and the heat-absorbing-side insulating substrate are not limited to disk shapes, and the number of corners is six.
The above polygonal plate shape may be used. FIG. 3 is a schematic diagram showing a thermoelectric conversion device according to an embodiment in which a hexagonal plate-shaped insulating substrate is used. In the embodiment in which the hexagonal plate-shaped insulating substrate shown in FIG. 3 is used, the same components as those in the embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the present embodiment, the lower electrode 3b, the upper electrode 3a, and the like are arranged between the heat dissipation side insulating substrate 21a and the heat absorbing side insulating substrate 21a in the same manner as the embodiment shown in FIG. .

【0026】このように構成された本実施例において
も、使用により放熱側絶縁基板21bが膨張し、吸熱側
絶縁基板21aが収縮するが、角数が多いので、その変
形前からの変位は周方向では実質的に均一なものとな
る。従って、前述のように、熱応力による剥離が防止さ
れ、Oリングが設けられた場合にも、その耐久性の劣化
が防止される。
In the present embodiment thus constructed, the heat-dissipating insulating substrate 21b expands and the heat-absorbing insulating substrate 21a contracts due to use. However, since the number of corners is large, the displacement from before the deformation is limited. The direction is substantially uniform. Therefore, as described above, peeling due to thermal stress is prevented, and even when an O-ring is provided, deterioration of its durability is prevented.

【0027】このように、放熱側絶縁基板及び吸熱側絶
縁基板の形状が角数が6以上の多角形板状である場合に
も、放熱側絶縁基板の膨張及び吸熱側絶縁基板の収縮に
より熱電変換装置が変形しても、その変形前からの周方
向における変位は実質的に均一なものとなる。このた
め、絶縁基板と電極、電極と熱電素子との間の接合部に
おける剥離が防止され、絶縁基板上にOリングが設けら
れた場合にも、その耐久性の劣化が防止される。特に、
前記多角形板が正多角形板であると、その効果が高い。
As described above, even when the heat-radiating-side insulating substrate and the heat-absorbing-side insulating substrate are in the shape of a polygonal plate having six or more corners, the thermoelectric device is expanded due to the expansion of the heat-radiating-side insulating substrate and the contraction of the heat-absorbing-side insulating substrate. Even if the conversion device is deformed, the displacement in the circumferential direction from before the deformation becomes substantially uniform. For this reason, separation at the joint between the insulating substrate and the electrode and between the electrode and the thermoelectric element is prevented, and even when the O-ring is provided on the insulating substrate, deterioration of the durability is prevented. Especially,
When the polygonal plate is a regular polygonal plate, the effect is high.

【0028】更にまた、熱電変換装置内での熱電素子の
配置は、特に限定されるものではない。例えば、従来の
ように電極同士が互いに直交する直交配置でもよく、電
極が長くなるものの、絶縁基板の中心を対称点とした点
対称の配置も可能である。また、対になる熱電素子同士
が渦巻き状になる配置でもよい。この場合、放熱側絶縁
基板の冷却に冷却ファン等が使用されると、放熱効果が
向上する。
Furthermore, the arrangement of the thermoelectric elements in the thermoelectric conversion device is not particularly limited. For example, as in the related art, the electrodes may be arranged orthogonally to each other, and the electrodes may be long, but a point-symmetrical arrangement with the center of the insulating substrate as the point of symmetry is also possible. Further, a thermoelectric element that forms a pair may be arranged in a spiral shape. In this case, if a cooling fan or the like is used for cooling the heat radiation side insulating substrate, the heat radiation effect is improved.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
放熱側絶縁基板及び吸熱側絶縁基板の形状を円板状又は
角数が6以上の多角形板状としているので、熱電変換装
置の変形がその周方向では実質的に均一なものとなり、
絶縁基板と電極、電極と熱電素子との間の接合部におけ
る剥離を防止することができる。更に、Oリングが絶縁
基板間に介装されたり、絶縁基板の外表面上に配置され
た場合にも、Oリングの耐久性の劣化を防止することが
できる。
As described in detail above, according to the present invention,
Since the shape of the heat-dissipating-side insulating substrate and the heat-absorbing-side insulating substrate is a disk shape or a polygonal plate shape having six or more corners, the deformation of the thermoelectric converter becomes substantially uniform in its circumferential direction,
Separation at the joint between the insulating substrate and the electrode and between the electrode and the thermoelectric element can be prevented. Further, even when the O-ring is interposed between the insulating substrates or is arranged on the outer surface of the insulating substrate, it is possible to prevent the durability of the O-ring from deteriorating.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施例に係る熱電変換装置を示す模
式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a thermoelectric conversion device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 変形した本発明の実施例に係る熱電変換装置
を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing a modified thermoelectric converter according to an embodiment of the present invention.

【図3】 6角形板状の絶縁基板が使用された実施例に
係る熱電変換装置を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a thermoelectric conversion device according to an embodiment using a hexagonal plate-shaped insulating substrate.

【図4】 従来の熱電変換装置を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a conventional thermoelectric converter.

【図5】 変形した従来の熱電変換装置を示す図であっ
て、(a)は模式図、(b)は断面図である。
5A and 5B are diagrams showing a modified conventional thermoelectric conversion device, wherein FIG. 5A is a schematic diagram and FIG. 5B is a cross-sectional view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、11a、21a;吸熱側絶縁基板、 1b、11
b、21b;放熱側絶縁基板、 2a、12a;p型熱
電素子、 2b、12b;n型熱電素子、 3a、13
a;上部電極、 3b、13b;下部電極
1a, 11a, 21a; heat absorbing side insulating substrate, 1b, 11
b, 21b; heat radiation side insulating substrate, 2a, 12a; p-type thermoelectric element, 2b, 12b; n-type thermoelectric element, 3a, 13
a: upper electrode, 3b, 13b; lower electrode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ペルチェ効果を有する複数個のペルチェ
素子と、このペルチェ素子の放熱側に配置された円板状
の放熱側絶縁基板と、前記ペルチェ素子の吸熱側に配置
された円板状の吸熱側絶縁基板とを有することを特徴と
する熱電変換装置。
1. A plurality of Peltier elements having a Peltier effect, a disc-shaped heat-dissipating-side insulating substrate arranged on the heat-dissipating side of the Peltier element, and a disc-shaped insulating board disposed on the heat-absorbing side of the Peltier elements. A thermoelectric conversion device comprising: a heat absorbing side insulating substrate.
【請求項2】 ペルチェ効果を有する複数個のペルチェ
素子と、このペルチェ素子の放熱側に配置され角数が6
以上の多角形板状の放熱側絶縁基板と、前記ペルチェ素
子の吸熱側に配置され角数が6以上の多角形板状の吸熱
側絶縁基板とを有することを特徴とする熱電変換装置。
2. A plurality of Peltier elements having a Peltier effect, and six Peltier elements arranged on a heat radiation side of the Peltier element have a square number of six.
A thermoelectric conversion device comprising: the above-mentioned heat dissipation side insulating substrate in the shape of a polygonal plate; and the heat absorption side insulating substrate in the shape of a polygonal plate having a square number of 6 or more, which is arranged on the heat absorption side of the Peltier element.
【請求項3】 ペルチェ効果を有する複数個のペルチェ
素子と、このペルチェ素子の放熱側に配置された放熱側
絶縁基板と、前記ペルチェ素子の吸熱側に配置された吸
熱側絶縁基板とを有する熱電変換装置において、前記放
熱側絶縁基板及び前記吸熱側絶縁基板のうち一方は円板
状であり、他方は角数が6以上の多角形板状であること
を特徴とする熱電変換装置。
3. A thermoelectric device comprising: a plurality of Peltier elements having a Peltier effect; a heat-dissipating-side insulating substrate disposed on a heat-dissipating side of the Peltier element; and a heat-absorbing-side insulating substrate disposed on a heat-absorbing side of the Peltier element. In the converter, one of the heat-radiating-side insulating substrate and the heat-absorbing-side insulating substrate has a disk shape, and the other has a polygonal plate shape having six or more corners.
【請求項4】 前記多角形板は、正多角形板であること
を特徴とする請求項2又は3に記載の熱電変換装置。
4. The thermoelectric conversion device according to claim 2, wherein the polygonal plate is a regular polygonal plate.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001111121A (en) * 1999-10-04 2001-04-20 Komatsu Ltd Thermoelectric module and temperature control plate using the same
JP2005507157A (en) * 2001-07-12 2005-03-10 フェロテック(ユーエスエー)コーポレイション Thermoelectric module having thin film substrate
JP2020123744A (en) * 2015-01-05 2020-08-13 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company Thermoelectric generator

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