JP2002345272A - Power generation equipment using generation element and heat sink therefor - Google Patents

Power generation equipment using generation element and heat sink therefor

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JP2002345272A
JP2002345272A JP2001185618A JP2001185618A JP2002345272A JP 2002345272 A JP2002345272 A JP 2002345272A JP 2001185618 A JP2001185618 A JP 2001185618A JP 2001185618 A JP2001185618 A JP 2001185618A JP 2002345272 A JP2002345272 A JP 2002345272A
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heat
heat sink
fins
heat flow
view
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JP2001185618A
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Japanese (ja)
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Shigeo Yoshikawa
茂男 吉川
Atsushi Terada
厚 寺田
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LSI Cooler Co Ltd
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LSI Cooler Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To utilize the Seebeck effect, which is caused by heating one face of a thermoelectric element installed at a heat sink by exhaust heat and the like and cooling the other face by a medium, such as water, to generate power for recycling exhaust energy. SOLUTION: Power generation equipment utilizes a generation element using a heat sink which has a plurality of fins for absorbing heat from heat currents formed therein, a plurality of base faces for storing heat conducted from the fins, formed on the periphery thereof, and a heat current path choke provided in the center of the heat sink where the tips of the fins are concentrated.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、排熱などにてヒートシ
ンクに設けた熱電素子の一方の面を加熱し他方の面を水
等の媒体により冷却することによって起きるゼーベック
効果を利用し発電を行い。排出されるエネルギーの再利
用を行うものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for generating electric power by utilizing the Seebeck effect caused by heating one surface of a thermoelectric element provided on a heat sink by means of exhaust heat and cooling the other surface with a medium such as water. Done. It recycles the energy that is emitted.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の、熱電素子用ヒートシンクは熱を
空気中から吸熱する役割の複数のフィンと、その熱を接
合させた半導体に伝えるベースとから構成されており、
その材質は高温に耐えかつフィンからの熱をすばやくベ
ースに取付けた半導体に熱伝導させるため、純銅等で作
られている、しかしながら、限られた空間においてヒー
トシンクの吸熱面積を増加させるため、フィンとフィン
の間の距離(ピッチ)を狭く、長くてかつその本数を多
くしようとすると銅類の加工性の悪さから加工費用が高
くなり、低価格な発電装置を供給できなかった。
2. Description of the Related Art A conventional heat sink for a thermoelectric element is composed of a plurality of fins for absorbing heat from the air and a base for transmitting the heat to a bonded semiconductor.
The material is made of pure copper, etc. to withstand high temperatures and quickly conduct heat from the fins to the semiconductor attached to the base.However, in order to increase the heat sink area of the heat sink in a limited space, If the distance (pitch) between the fins is narrow, long, and the number of fins is increased, the processing cost increases due to poor workability of copper, and a low-cost power generator cannot be supplied.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、内部に熱流
からの熱を吸熱する複数のフィンを形成し前記フィンか
ら伝導された熱を貯蓄する複数のベース面をその外周部
に形成し、かつ前記フィンの先端が集結するヒートシン
クの中央部に前記熱流通路絞りを設けることによりフィ
ン長さを短く、加工性の良い経済的なヒートシンクを製
造しこれを用いて発電素子を利用した低価格な発電装置
を提供することである。
According to the present invention, a plurality of fins for absorbing heat from a heat flow are formed therein, and a plurality of base surfaces for storing heat conducted from the fins are formed on an outer peripheral portion thereof. And by providing the heat flow path restrictor at the center of the heat sink where the tips of the fins converge, the length of the fin is shortened, and an economical heat sink with good workability is manufactured. It is to provide a power generation device.

【課題を解決するための手段】本発明は、内部に熱流か
らの熱を吸熱する複数のフィンを形成し前記フィンから
伝導された熱を貯蓄する複数のベース面を外周部に形成
し、かつ前記フィンの先端が集結するヒートシンクの中
央部に前記熱流通路絞りを設けてあることを特徴とする
ヒートシンクである。
According to the present invention, a plurality of fins for absorbing heat from a heat flow are formed therein, and a plurality of base surfaces for storing heat conducted from the fins are formed on an outer peripheral portion, and The heat sink is characterized in that the heat flow path restrictor is provided at the center of the heat sink where the tips of the fins converge.

【0004】本発明は、熱流からの熱を吸熱する複数の
フィンと前記フィンから伝導された熱を貯蓄するベース
とから構成されるヒートシンクにおいて前記ベース面を
外側に向け放射状に配列した複数の前記ヒートシンクの
前記フィン先端が集結する中央部に前記熱流通路絞りを
設けてあることを特徴とするヒートシンクである。
According to the present invention, there is provided a heat sink comprising a plurality of fins for absorbing heat from a heat flow and a base for storing heat conducted from the fins, wherein a plurality of the fins are arranged radially with their base faces outward. The heat sink is characterized in that the heat flow path restrictor is provided at a central portion of the heat sink where the fin tips converge.

【0005】本発明は、内部に熱流からの熱を吸熱する
複数のフィンを形成し前記フィンから伝導された熱を貯
蓄する複数の発電素子を設けるベース面をその外周部に
形成し、かつ前記フィンの先端が集結するヒートシンク
の中央部に前記熱流通路絞りを設けてあることを特徴と
する発電素子を用いた発電装置である。
According to the present invention, a base surface on which a plurality of fins for absorbing heat from a heat flow are formed and a plurality of power generating elements for storing heat conducted from the fins are formed on an outer peripheral portion thereof, A power generator using a power generating element, wherein the heat flow path restrictor is provided at a central portion of a heat sink where the tips of the fins converge.

【0006】本発明は、内部に熱流からの熱を吸熱する
複数のフィンを形成し前記フィンから伝導された熱を貯
蓄する複数のベース面をその外周部に形成し、かつ前記
フィンの先端が集結するヒートシンクの中央部に前記熱
流通路絞りを設けてあることを特徴とする発電素子を用
いた発電装置構造において、発電素子が各ベース面に複
数個設けてあることを特徴とする発電装置である。
According to the present invention, a plurality of fins for absorbing heat from a heat flow are formed therein, and a plurality of base surfaces for storing heat conducted from the fins are formed on an outer peripheral portion thereof. In a power generating device structure using a power generating element, wherein the heat flow path restrictor is provided in a central portion of a heat sink to be assembled, a plurality of power generating elements are provided on each base surface. is there.

【作用】本発明により、熱を吸熱する複数のフィンとそ
のフィンからの熱を貯蓄するベースとから構成されるヒ
ートシンクを放射状に配列した複数の前記ヒートシンク
のフィン先端集結部である中央部に前記熱流体流量絞り
を設けることにより、ヒートシンクのフィン部の長さを
短くできるので、製造コストの安く効率の良いヒートシ
ンクを製造できる。
According to the present invention, a plurality of fins for absorbing heat and a base for storing heat from the fins are radially arranged, and a plurality of the heat sinks are radially arranged at a central portion which is a fin tip gathering portion. By providing the thermal fluid flow restrictor, the length of the fin portion of the heat sink can be reduced, so that an efficient heat sink can be manufactured at a low manufacturing cost.

【0007】[0007]

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。図
1は従来のヒートシンクを示している。(1)のベース
は発電素子に発電素子を取付けフィン(2)からの熱を
伝導する役割を果しフィン(2)は、本ヒートシンクの
フィンとフィンとの間の開口部を通過する熱流からの熱
を吸熱する役割を果しており通常、銅など熱伝導性の良
い材質で作られている。図1の図(a)は、従来のヒー
トシンクの側面図であり図(b)は、その正面図であ
る。図2はアルミ、銅等の押し出し材にて作られるヒー
トシンクで外周部を、発電素子を取付けるベース(3)
としその内部に熱を吸収するフィン(4)と熱流の通路
を制限する熱流絞りが入る空間(5)が設けられてい
る。この空間に図4に示される熱流通路絞り (9)を
嵌め込むことにより本発明によるヒートシンクとなる。
An embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a conventional heat sink. The base of (1) attaches the power generating element to the power generating element and serves to conduct heat from the fins (2), and the fins (2) receive heat from the heat flowing through the openings between the fins of the heat sink. And is usually made of a material having good heat conductivity such as copper. FIG. 1A is a side view of a conventional heat sink, and FIG. 1B is a front view thereof. Fig. 2 shows a heat sink made of extruded material such as aluminum, copper, etc., with the outer periphery being the base on which the power generation element is mounted (3)
A fin (4) for absorbing heat and a space (5) for receiving a heat flow restrictor for restricting a heat flow passage are provided therein. A heat sink according to the present invention is obtained by fitting the heat flow path restrictor (9) shown in FIG. 4 into this space.

【0008】図3は本発明によるヒートシンクであり図
(c)はそのヒートシンクを構成する部分ヒートシンク
の背面図、図(d)はその正面図、図(e)は、右側面
図を表している、図中の記号(6)は発熱素子を取付け
るベースで(7)は熱流からの熱をベース(6)に伝え
るフィンである。図(f)は本発明によるヒートシンク
で前記図(c)〜(e)で示された台形状のヒートシン
ク4個を放射状に組み合わせて構成され1つのヒートシ
ンクを構成している、放射状に配列されたヒートシンク
の中央部に空間(8)が形成されておりこの空間に図4
における熱流通路絞り(9)が嵌め込まれることにより
熱流通路面積が制限される。このヒートシンクは、銅又
はアルミにニッケルメッキを施したものが用いられる。
FIG. 3 shows a heat sink according to the present invention. FIG. 3 (c) is a rear view of a partial heat sink constituting the heat sink, FIG. 3 (d) is a front view thereof, and FIG. 3 (e) is a right side view. The symbol (6) in the figure is a base on which a heating element is mounted, and (7) is a fin for transmitting heat from a heat flow to the base (6). FIG. 6F shows a heat sink according to the present invention, which is formed by radially combining the four trapezoidal heat sinks shown in FIGS. 6C to 6E and constitutes one heat sink. A space (8) is formed in the center of the heat sink.
The heat flow passage area is limited by fitting the heat flow passage restrictor (9) in. This heat sink is made of copper or aluminum plated with nickel.

【0009】図4は、空間(8)に挿入され、本発明に
よるヒートシンクの開口部を通過する熱流の通路の面積
をその面積分絞ることを目的とした熱流通路絞り(9)
である図(g)はその左側面図であり、(h)はその正
面図(i)は右側面図である、通路絞り(9)の熱流上
側の先端は、熱流のヒートシンク開口部への流れを妨げ
ないようにとがった形となっている。この熱流通路絞り
は、薄いステンレス板などにて作られる。図5は熱流通
路絞り(9)を本発明によるヒートシンクへの中央部空
間(8)に挿入したところを示している、図(j)は中
央空間部(8)に収まった状態を示している本ヒートシ
ンクの両側には4つのヒートシンクを固定するための固
定カバー(10)が4つの固定ネジにより固定され、4
つのヒートシンクで1つにヒートシンクを形成させてい
る。図(k)は図(j)の右側面図である、固定カバー
(10)の開口部とフィンとフィンとの開口部に熱流が
流れる。図6は、本ヒートシンクに発電素子を取付け、
前記発電素子のもう一方の面に冷却用の水冷ヒートシン
ク(11)を取付けた本発電装置の発電の様子を示して
いる。図(1)に示されているように、熱流温度N℃に
よりヒートシンクはT℃に加熱され発電素子の片面は、
T℃になる、発電素子のもう一方の面は水冷ヒートシン
ク(11)によりW℃に冷却されるため、この温度差T
℃−W℃がこの発電素子の起電力となるこの温度差が大
きければ大きいほど起電力は増すので、発電素子のより
多く取付けられ熱交換率が良く低価格なヒートシンクが
必要になってくるのである。図(m)は図(1)の右側
面図を表している。図6は、本発電装置を熱流に取付け
るためのフランジ(12)と固定させるネジ(14)に
て水冷ヒートシンク(11)とヒートシンクとを固定さ
せ水を循環させためのチューブ(13)を取付け組み上
げた、本発明による発電装置である。図(n)は、本発
電装置の左側面図、図(o)は正面図、図(p)はその
左側面図を表している
FIG. 4 shows a heat flow path restrictor (9) inserted in the space (8) and intended to reduce the area of the heat flow path passing through the opening of the heat sink according to the present invention by the area.
(G) is a left side view thereof, (h) is a front view thereof, and (i) is a right side view thereof. The upper end of the flow restrictor (9) on the upper side of the heat flow is directed toward the heat sink opening. It has a pointed shape so as not to obstruct the flow. The heat flow path restrictor is made of a thin stainless steel plate or the like. FIG. 5 shows that the heat flow path restrictor (9) is inserted into the central space (8) to the heat sink according to the present invention, and FIG. On both sides of the heat sink, fixing covers (10) for fixing the four heat sinks are fixed by four fixing screws.
One heat sink forms one heat sink. FIG. 9 (k) is a right side view of FIG. 9 (j). Heat flows through the opening of the fixed cover (10) and the opening of the fin. FIG. 6 shows that the power generating element is attached to the heat sink.
The figure shows the state of power generation of the power generation device in which a water-cooled heat sink (11) for cooling is attached to the other surface of the power generation element. As shown in FIG. 1, the heat sink is heated to T ° C. by the heat flow temperature N ° C., and one side of the power generating element is
The other surface of the power generating element, which reaches T ° C., is cooled to W ° C. by the water-cooled heat sink (11).
The larger the temperature difference at which ℃ -W ° C becomes the electromotive force of this power generating element, the higher the temperature difference, the more the electromotive force increases. is there. FIG. (M) shows a right side view of FIG. (1). FIG. 6 shows a water-cooled heat sink (11) and a heat sink fixed with a screw (14) for fixing the power generator to a heat flow and a tube (13) for circulating water. In addition, a power generator according to the present invention. Figure (n) is a left side view of the power generation device, Figure (o) is a front view, and Figure (p) is a left side view thereof.

【0010】[0010]

【発明の効果】本発明により、低価格で効率の良い発電
素子を利用した、発電装置の製造が可能になった。
According to the present invention, it has become possible to manufacture a power generation device using a low-cost and efficient power generation element.

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

【図1】 従来の発電素子用ヒートシンクFIG. 1 A conventional heat sink for a power generating element

【図2】 本発明による、発電素子用ヒートシンクの熱
流絞り勘合前図
FIG. 2 is a view of a heat sink for a power generating element according to the present invention before fitting a heat flow restrictor.

【図3】 発電素子用複合ヒートシンクの部分ヒートシ
ンクと複合された本発明によるヒートシンク (c)部分ヒートシンク背面図 (d)部分ヒートシンク正面図(ベース部) (e)部分ヒートシンク右側面図 (f)本発明によるヒートシンクの熱流絞り勘合前図
FIG. 3 is a heat sink according to the present invention combined with a partial heat sink of a composite heat sink for a power generating element. (C) Rear view of partial heat sink. (D) Front view of partial heat sink (base). Figure of heat sink before heat flow fitting

【図4】図2及び図3におけるヒートシンクに嵌め込ま
れる、熱流絞り (g)熱流絞り左側面図 (h)熱流絞り正面図 (i)熱流絞り右側面図
FIG. 4 is a heat flow restrictor fitted to the heat sink in FIGS. 2 and 3, (g) a left side view of the heat flow restrictor, (h) a front view of the heat flow restrictor, and (i) a right side view of the heat flow restrictor.

【図5】本発明による複合ヒートシンクの組図及び熱流
絞りか勘合図 (j)正面図部分切断図 (k)右側面図
FIG. 5 is a composite heat sink assembly diagram and a heat flow restrictor or fitting diagram according to the present invention. (J) Front view partial cutaway view (k) Right side view

【図6】本発明による発電装置の仕組み概要図 (l)正面図 (m)右側面図FIG. 6 is a schematic diagram of the structure of a power generation device according to the present invention. (L) Front view (m) Right side view

【図7】本発明による発電素子による発電装置の組み立
て図 (o)正面図 (p)右側面図
FIG. 7 is an assembly view of a power generation device using the power generation element according to the present invention. (O) Front view (p) Right side view

【符号の説明】[Explanation of symbols]

【図1】 1.ベース 2.フィンFIG. Base 2. fin

【図2】3.ベース 4.フィン 5.熱流通路絞り用空間FIG. Base 4. Fins 5. Space for heat flow passage restriction

【図3】 6.ベース 7.フィン 8.熱流通路絞り用空間FIG. Base 7. Fins 8. Space for heat flow passage restriction

【図4】 9.熱流通路絞りFIG. Heat flow path restriction

【図5】 7.フィン 9 熱流通路絞り 10 ヒートシンク固定カバーFIG. Fin 9 Heat flow path restriction 10 Heat sink fixing cover

【図6】 10 ヒートシンク固定カバー 11.水冷ヒートシンクFIG. 6: 10 heat sink fixing cover Water cooling heat sink

【図6】 10 ヒートシンク固定カバー 11.水冷ヒートシンク 12.取付けフランジ 13.水管FIG. 6: 10 heat sink fixing cover Water-cooled heat sink 12. Mounting flange 13. Water pipe

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内部に熱流からの熱を吸熱する複数のフィ
ンを形成し前記フィンから伝導された熱を貯蓄する複数
のベース面を外周部に形成し、かつ前記フィンの先端が
集結するヒートシンクの中央部に前記熱流通路絞りを設
けてあることを特徴とするヒートシンク。
1. A heat sink in which a plurality of fins for absorbing heat from a heat flow are formed therein, a plurality of base surfaces for storing heat conducted from the fins are formed on an outer peripheral portion, and tips of the fins are gathered. Wherein the heat flow path restrictor is provided at a central portion of the heat sink.
【請求項2】熱流からの熱を吸熱する複数のフィンと前
記フィンから伝導された熱を貯蓄するベースとから構成
されるヒートシンクにおいて前記ベース面を外側に向け
放射状に配列した複数の前記ヒートシンクの前記フィン
先端が集結する中央部に前記熱流通路絞りを設けてある
ことを特徴とするヒートシンク。
2. A heat sink comprising a plurality of fins for absorbing heat from a heat flow and a base for storing heat conducted from said fins, wherein said plurality of heat sinks are arranged radially with their base surfaces facing outward. A heat sink, wherein the heat flow path restrictor is provided at a central portion where the fin tips converge.
【請求項3】内部に熱流からの熱を吸熱する複数のフィ
ンを形成し前記フィンから伝導された熱を貯蓄する複数
の発電素子を設けるベース面をその外周部に形成し、か
つ前記フィンの先端が集結するヒートシンクの中央部に
前記熱流通路絞りを設けてあることを特徴とする発電素
子を用いた発電装置。
3. A base surface is formed on an outer peripheral portion of a plurality of fins for absorbing heat from a heat flow, and a plurality of power generation elements for storing heat conducted from the fins is formed on an outer peripheral portion thereof. A power generating device using a power generating element, wherein the heat flow path restrictor is provided at a central portion of a heat sink at which tips are gathered.
【請求項4】前記請求項3における発電装置において、
発電素子が各ベース面に複数個設けてあることを特徴と
する発電装置。
4. The power generator according to claim 3,
A power generating device, wherein a plurality of power generating elements are provided on each base surface.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020150017A (en) * 2019-03-11 2020-09-17 古河機械金属株式会社 Thermoelectric conversion device

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JP2020150017A (en) * 2019-03-11 2020-09-17 古河機械金属株式会社 Thermoelectric conversion device

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