JP2005195296A - 熱電素子モジュール放熱促進装置、ならびにそれを用いた冷蔵庫 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱電素子モジュール側のボックス壁を構成する部材は、平面状であり、熱が加わることにより平面部に反りが発生し、熱的接触を低下させ、放熱能力を大幅にダウンさせるという課題を有していた。
【解決手段】熱電素子モジュール1の放熱面5にはサーモサイフォン13の沸騰部ボックス13aが熱的に接触している。沸騰部ボックス13aの熱電素子モジュール1側のボックス壁を構成する部材14の内面にリブ15を構成しているため、熱が加わってもり強度的十分補強されているため平面部に反りを発生させず、熱伝素子モジュールと安定した熱的接触を確保することができる。
【選択図】図1
【解決手段】熱電素子モジュール1の放熱面5にはサーモサイフォン13の沸騰部ボックス13aが熱的に接触している。沸騰部ボックス13aの熱電素子モジュール1側のボックス壁を構成する部材14の内面にリブ15を構成しているため、熱が加わってもり強度的十分補強されているため平面部に反りを発生させず、熱伝素子モジュールと安定した熱的接触を確保することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は熱電素子モジュール放熱促進装置に関わり、特に熱媒体の沸騰現象を利用し熱電素子モジュール放熱面からの熱除去を行うものにおいて、沸騰面における沸騰促進装置に関わる。
近年、熱電素子モジュール放熱面からの熱除去を熱媒体の沸騰現象を利用し、沸騰促進手段を用い、沸騰部熱抵抗の低減を行っている。(例えば、特許文献1参照)
図5は、特許文献1に記載された従来の熱伝素子モジュールとサーモサイフォンを示すものである。熱電素子モジュール1は素子2,電極3,吸熱面4,放熱面5、より構成され、放熱面5にはサーモサイフォン6の沸騰部ボックス6aが熱的に接触している。沸騰部ボックス6には冷媒等の熱媒体7が封入されており、沸騰により発生した蒸気は蒸気パイプ8から凝縮器9に流れ凝縮器9で放熱し、液冷媒になり液冷媒は重力の作用により下方に流れ、液パイプ10を通り沸騰部ボックス6aに戻る構成になっている。沸騰部ボックス6aの熱電素子モジュール1側のボックス壁を構成する部材11の内面に銅などの発泡金属の薄いシート12を貼付けることにより伝熱面に微小な凹みを多数設け微小な気泡核が発生しやすい構造にし、高性能な沸騰部熱伝達率向上手段を構成している。
特開平10−19438号公報
図5は、特許文献1に記載された従来の熱伝素子モジュールとサーモサイフォンを示すものである。熱電素子モジュール1は素子2,電極3,吸熱面4,放熱面5、より構成され、放熱面5にはサーモサイフォン6の沸騰部ボックス6aが熱的に接触している。沸騰部ボックス6には冷媒等の熱媒体7が封入されており、沸騰により発生した蒸気は蒸気パイプ8から凝縮器9に流れ凝縮器9で放熱し、液冷媒になり液冷媒は重力の作用により下方に流れ、液パイプ10を通り沸騰部ボックス6aに戻る構成になっている。沸騰部ボックス6aの熱電素子モジュール1側のボックス壁を構成する部材11の内面に銅などの発泡金属の薄いシート12を貼付けることにより伝熱面に微小な凹みを多数設け微小な気泡核が発生しやすい構造にし、高性能な沸騰部熱伝達率向上手段を構成している。
しかしながら上記従来の構成では、熱電素子モジュール側のボックス壁を構成する部材は、平面状であり、熱が加わることにより平面部に反りが発生し、熱電素子モジュールとの間に隙が発生し、熱的接触を低下させ、放熱能力を大幅にダウンさせるという課題を有していた。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、熱電素子モジュール側のボックス壁を構成する部材に熱が加わっても平面部に反りを発生させず、熱電素子モジュールと安定した熱的接触を確保する熱電素子モジュール放熱促進装置、ならびにそれを用いた冷蔵庫を提供することを目的とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明の熱電素子モジュール放熱促進装置は、熱電素子モジュールと、サーモサイフォンとを備え、前記サーモサイフォンは、熱電素子モジュールの放熱面に熱的に接触させた沸騰部ボックスと、凝縮器と、前記沸騰部ボックスと凝縮器とを連通する蒸気パイプと、凝縮器と沸騰部ボックスとを連通する液パイプより密閉容器に構成され、内部には冷媒等の熱媒体が封入され、熱電素子モジュールの放熱面に接触させたボックス壁を構成する部材の内面にリブを備えたものである。
これによって、熱電素子モジュールの放熱側の熱は、熱電素子モジュールの放熱面に熱的に接触させた沸騰部ボックスに伝わり、更にその熱は、ボックス壁を構成する部材の内面のリブに伝わる。このリブにより、内部に封入された冷媒等の熱媒体との熱交換面積を増大させ効率よく放熱するとともに、ボックス壁を構成する部材に熱が加わってもリブが形成されており強度的十分補強されているため平面部に反りを発生させない。
本発明の熱電素子モジュール放熱促進装置は、熱電素子モジュールの放熱側の熱は、熱電素子モジュールの放熱面に熱的に接触させたボックス壁を構成する部材に伝わり、更にその熱は、ボックス壁を構成する部材の内面のリブに伝わるため、内部に封入された冷媒等の熱媒体との熱交換面積を増大させ効率よく放熱するとともに、ボックス壁を構成する部材に熱が加わってもリブが形成されており強度的十分補強されているため平面部に反りを発生させず、熱伝素子モジュールと安定した熱的接触を確保することができ、放熱能力を安定して高めることができる。
請求項1に記載の発明は、熱電素子モジュールと、サーモサイフォンとを備え、前記サーモサイフォンは、熱電素子モジュールの放熱面に熱的に接触させた沸騰部ボックスと、凝縮器と、前記沸騰部ボックスと凝縮器とを連通する蒸気パイプと、凝縮器と沸騰部ボックスとを連通する液パイプにより密閉容器に構成され、内部には冷媒等の熱媒体が封入され、熱電素子モジュールの放熱面に接触させたボックス壁を構成する部材の内面にリブを形成したことにより、熱電素子モジュールの放熱側の熱は、熱電素子モジュールの放熱面に熱的に接触させた沸騰部ボックスに伝わり、更にその熱は、ボックス壁を構成する部材の内面のリブに伝わるため、内部に封入された冷媒等の熱媒体との熱交換面積を増大させ効率よく放熱するとともに、ボックス壁を構成する部材に熱が加わってもリブが形成されており強度的十分補強されているため平面部に反りを発生させず、熱伝素子モジュールと安定した熱的接触を確保することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の発明において、沸騰部ボックスのボックス壁を構成する部材の内面のリブは、冷媒等の熱媒体の流れる方向に形成したものであり、リブ表面やボックス壁を構成する部材の内面にて発生した冷媒等の熱媒体の蒸気の流れを妨げることがなく良好な放熱能力を確保することができるとともに、ボックス壁を構成する部材に熱が加わってもリブが形成されており強度的十分補強されているため平面部に反りを発生させず、熱伝素子モジュールと安定した熱的接触を確保することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、沸騰部ボックスのボックス壁を構成する部材の内面のリブの高さは、ボックス壁を構成する部材の対抗面に当接させるものであり、リブから伝えられる熱は、更にボックスを構成する部材の対抗面にまで伝えられ内部に封入された冷媒等の熱媒体との熱交換面積を増大させ効率よく放熱するとともに、ボックス壁を構成する部材に熱が加わってもリブが対抗面に当接しているため平面部に反りを発生させず、熱伝素子モジュールと安定した熱的接触を確保することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の発明において、沸騰部ボックスのボックス壁を構成する部材の内面のリブは、複数段に複数枚のリブを千鳥状に形成したものであり、リブから伝えられる熱により、内部に封入された冷媒等の熱媒体は沸騰及び熱対流を発生させ上方へ流れ、リブの端面にぶつかり前縁効果により更に熱交換を活発にするとともに、ボックス壁を構成する部材に熱が加わってもリブが形成されており強度的十分補強されているため平面部に反りを発生させず、熱伝素子モジュールと安定した熱的接触を確保することができる。
請求項5に記載の発明は、少なくとも、断熱箱体により形成される冷蔵庫で、箱体の壁の一部に熱伝導体を取付け、熱伝導体の冷蔵庫庫内側に吸熱フィンを設け、熱伝導体の庫外側には熱電素子モジュールの吸熱面に熱的に接触し、熱電素子モジュールの放熱面に請求項1から4のいずれか一項に記載の発明の熱電素子モジュール放熱促進装置を用いた冷蔵庫であり、熱的に接触させていることにより、熱電素子モジュール放熱促進装置のボックス壁を構成する部材に熱が加わってもリブが形成されており強度的十分補強されているため平面部に反りを発生させず、熱伝素子モジュールと安定した熱的接触を確保することができ、良好な冷却性能を確保した冷蔵庫とすることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1による熱電素子モジュール放熱促進装置の構成図、図2は図1のA−A断面図、図3は図1のB−B断面図である。
図1は本発明の実施の形態1による熱電素子モジュール放熱促進装置の構成図、図2は図1のA−A断面図、図3は図1のB−B断面図である。
図1において、熱電素子モジュール1は素子2,電極3,吸熱面4,放熱面5、より構成され、放熱面5にはサーモサイフォン13の沸騰部ボックス13aが熱的に接触している。沸騰部ボックス13aには冷媒等の熱媒体7が封入されており、沸騰により発生した蒸気は蒸気パイプ8から凝縮器9に流れ凝縮器9で放熱し、液冷媒になり液冷媒は重力の作用により下方に流れ、液パイプ10を通り沸騰部ボックス13aに戻る構成になっている。沸騰部ボックス13aの熱電素子モジュール1側のボックス壁を構成する部材14の内面には、複数段に複数枚のリブ15を千鳥状に形成し、リブ15の方向は、冷媒等の熱媒体7の流れる方向に、また、リブ15の高さは、ボックス壁を構成する部材14の対抗面13bに当接させている。
このような構成において作用を説明する。
熱電素子モジュール1の放熱側の熱は、熱電素子モジュール1の放熱面5に熱的に接触させた沸騰部ボックス13aに伝わり、更にその熱は、ボックス壁を構成する部材14の内面のリブ15に伝わるため、内部に封入された冷媒等の熱媒体7との熱交換面積を増大させ効率よく放熱するとともに、ボックス壁を構成する部材13aに熱が加わってもリブ15が形成されており強度的十分補強されているためボックス壁を構成する部材13aの平面部に反りを発生させず、熱伝素子モジュール1と安定した熱的接触を確保することができる。
また、ボックス壁を構成する部材14の内面のリブ15を、冷媒等の熱媒体7の流れる方向に形成したため、リブ15表面やボックス壁を構成する部材14の内面にて発生した冷媒等の熱媒体7の蒸気の流れを妨げることがなく良好な放熱能力を確保することができるとともに、ボックス壁を構成する部材14に熱が加わってもリブ15が形成されており強度的十分補強されているため平面部に反りを発生させない。
また、ボックス壁を構成する部材14の内面のリブ15の高さは、ボックス壁を構成する部材14の対抗面13bに当接させたため、リブ15から伝えられる熱は、更にボックス壁を構成する部材14の対抗面13bにまで伝えられ内部に封入された冷媒等の熱媒体7との熱交換面積を増大させ効率よく放熱するとともに、ボックス壁を構成する部材14に熱が加わってもリブ15が対抗面13bに当接しているため平面部に反りを発生させず、熱伝素子モジュール1と安定した熱的接触を確保することができる。
また、ボックス壁を構成する部材14の内面のリブ15は、複数段に複数枚のリブ15を千鳥状に形成したものである。
これによって、リブ15から伝えられる熱により、内部に封入された冷媒等の熱媒体7は沸騰及び熱対流を発生させ上方へ流れ、リブ15の端面にぶつかり前縁効果により更に熱交換を活発にするとともに、ボックス壁を構成する部材14に熱が加わってもリブ15が形成されており強度的十分補強されているため平面部に反りを発生させず、熱伝素子モジュール1と安定した熱的接触を確保することができる。
(実施の形態2)
図4は本発明の熱電素子モジュール放熱促進装置を冷蔵庫に適用した応用例の冷蔵庫断面図である。
図4は本発明の熱電素子モジュール放熱促進装置を冷蔵庫に適用した応用例の冷蔵庫断面図である。
図4において、断熱箱体16により形成される冷蔵庫17で、箱体の壁の一部16aに熱伝導体18を取付け、熱伝導体の冷蔵庫庫内側18aに吸熱フィン19を設け、熱伝導体の庫外側18bには熱電素子モジュール1の吸熱面4に熱的に接触し、熱電素子モジュール1の放熱面5に熱的に接触させた実施の形態1の熱電素子放熱促進装置20を設けている。
このような構成において作用を説明する。
熱電素子モジュール1に通電すると吸熱面4の温度が下がり吸熱作用を行い、熱伝導体18を介して吸熱フィン19より庫内の熱が奪われ、冷蔵庫内が冷却される。
一方、熱電素子モジュール1に通電すると庫内から奪った熱と通電した電力の和に相当する熱が放熱面5より放熱され、その熱は熱電素子放熱促進装置20の沸騰部ボックス13aが熱的に接触している。沸騰部ボックス13aには冷媒等の熱媒体7が封入されており、沸騰により発生した蒸気は蒸気パイプ8から凝縮器9に流れ凝縮器9で放熱し、液冷媒になり液冷媒は重力の作用により下方に流れ、液パイプ10を通り沸騰部ボックス13aに戻る構成になっている。沸騰部ボックス13aの熱電素子モジュール1側のボックス壁を構成する部材14の内面には、複数段に複数枚のリブ15を千鳥状に形成し、リブ15の方向は、冷媒等の熱媒体7の流れる方向に、また、リブ15の高さは、ボックス壁を構成する部材14の対抗面13bに当接させている。
熱電素子モジュール1の放熱側の熱は、熱電素子モジュール1の放熱面5に熱的に接触させた沸騰部ボックス13aに伝わり、更にその熱は、ボックス壁を構成する部材14の内面のリブ15に伝わるため、内部に封入された冷媒等の熱媒体7との熱交換面積を増大させ効率よく放熱するとともに、ボックス壁を構成する部材13aに熱が加わってもリブ15が形成されており強度的十分補強されているためボックス壁を構成する部材13aの平面部に反りを発生させず、熱伝素子モジュール1と安定した熱的接触を確保することができ、良好な冷却性能を確保した冷蔵庫とすることができる。
以上のように、本発明にかかる熱電素子モジュール放熱促進装置、ならびにそれを用いた冷蔵庫は、熱電素子モジュールの放熱側の熱を効率よく放熱できるので、熱電素子モジュールを用いた冷却機器等に幅広く適用できる。
1 熱電素子モジュール
5 放熱面
7 冷媒等の熱媒体
8 蒸気パイプ
9 凝縮器
10 液パイプ
13 サーモサイフォン
13a 沸騰部ボックス
14 ボックス壁を構成する部材
15 リブ
5 放熱面
7 冷媒等の熱媒体
8 蒸気パイプ
9 凝縮器
10 液パイプ
13 サーモサイフォン
13a 沸騰部ボックス
14 ボックス壁を構成する部材
15 リブ
Claims (5)
- 熱電素子モジュールと、サーモサイフォンとを備え、前記サーモサイフォンは、熱電素子モジュールの放熱面に熱的に接触させた沸騰部ボックスと、凝縮器と、前記沸騰部ボックスと凝縮器とを連通する蒸気パイプと、凝縮器と沸騰部ボックスとを連通する液パイプにより密閉容器に構成され、内部には冷媒等の熱媒体が封入され、熱電素子モジュールの放熱面に接触させたボックス壁を構成する部材の内面にリブを形成したことを特徴とする熱電素子モジュール放熱促進装置。
- 沸騰部ボックスのボックス壁を構成する部材の内面のリブは、冷媒等の熱媒体の流れる方向に形成した請求項1に記載の熱電素子モジュール放熱促進装置。
- 沸騰部ボックスのボックス壁を構成する部材の内面のリブの高さは、ボックス壁を構成する部材の対抗面に当接させる請求項1または2に記載の熱電素子モジュール放熱促進装置。
- 沸騰部ボックスのボックス壁を構成する部材の内面のリブは、複数段に複数枚のリブを千鳥状に形成した請求項1から3のいずれか一項に記載の熱電素子モジュール放熱促進装置。
- 少なくとも、断熱箱体により形成される冷蔵庫で、箱体の壁の一部に熱伝導体を取付け、熱伝導体の冷蔵庫庫内側に吸熱フィンを設け、熱伝導体の庫外側には熱電素子モジュールの吸熱面に熱的に接触し、熱電素子モジュールの放熱面に熱的に接触する請求項1から4のいずれか一項に記載する熱電素子放熱促進装置を用いた冷蔵庫。
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JP2004003879A JP2005195296A (ja) | 2004-01-09 | 2004-01-09 | 熱電素子モジュール放熱促進装置、ならびにそれを用いた冷蔵庫 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012088311A2 (en) * | 2010-12-21 | 2012-06-28 | Savsu Technologies Llc | Insulated storage system with balanced thermal energy flow |
JP5536224B2 (ja) * | 2010-10-01 | 2014-07-02 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 均熱処理装置 |
-
2004
- 2004-01-09 JP JP2004003879A patent/JP2005195296A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP5536224B2 (ja) * | 2010-10-01 | 2014-07-02 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 均熱処理装置 |
WO2012088311A2 (en) * | 2010-12-21 | 2012-06-28 | Savsu Technologies Llc | Insulated storage system with balanced thermal energy flow |
WO2012088311A3 (en) * | 2010-12-21 | 2012-10-04 | Savsu Technologies Llc | Insulated storage system with balanced thermal energy flow |
US10850047B2 (en) | 2010-12-21 | 2020-12-01 | Savsu Technologies Llc | Insulated storage system with balanced thermal energy flow |
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