JP3404841B2 - 熱電変換装置 - Google Patents
熱電変換装置Info
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Description
もので、例えば冷温蔵庫やウオータクーラなどに用いら
れる。
ば実開昭63−86960号に開示されたものがある。
この従来技術の熱電変換装置を図6に基づいて説明する
と、吸熱側熱交換器101と放熱側熱交換器102と間
に、熱電変換素子103を挟持しており、両熱交換器1
01,102間の熱リークを防止するために、両熱交換
器101,102間に断熱材製の連結体104と伝熱ブ
ロック105が配設されている。ここで、伝熱ブロック
105はアルミなどの良熱伝導体から形成され、両熱交
換器101,102間の距離を稼ぐために厚く形成され
る。両熱交換器101,102も同様にアルミなどの良
熱伝導体から形成される。また、熱電変換素子103は
P型およびN型半導体を両面からアルミナ基板で挟むよ
うにして形成されている。
が、金属つまり熱交換器102や伝熱ブロック105に
比べて悪いために熱抵抗が大きくなり、熱電変換装置の
効率が悪いといった不具合がある。
の効率向上を、本発明の技術的課題とする。
に、本発明においては、良熱伝導性基板と、該良熱伝導
性基板上に形成される電気絶縁樹脂層と、該電気絶縁樹
脂層上に形成される第1電極と、該第1電極上にその一
面が接合されるP型およびN型半導体と、該P型および
N型半導体の他面に接合される第2電極とからなる熱電
変換素子を熱交換器で挟持することで熱電変換装置を構
成した。
第2電極を介して電力を供給すると一方の熱交換器から
他方の熱交換器へと熱が運ばれる。
と、熱電変換装置10は例えばアルミなどの良熱伝導体
から形成される吸熱側及び放熱側熱交換器11,12を
有しており、熱電変換素子20を挟持している。ここ
で、熱電変換素子20の回りは断熱材(例えばPPS:
ポリフェニレンサルファイド製)13で包囲され、断熱
材13も両熱交換器11,12間に挟持される。
えばアルミまたはアルミ系金属や銅または銅系金属製な
どの良熱伝導性基板21の上に、電気絶縁樹脂層22を
接着などの方法により形成し、この樹脂層22上に例え
ば銅からなる第1電極23をエッチングなど公知の適宜
方法によって形成する。第1電極23上にはP型および
N型半導体24の一面が半田付けなどの方法によって接
合される。
は同じく半田付けなどの方法によって第2電極25が接
合される。この際、P型およびN型半導体24は第1,
第2電極23,25によって電気的に直列にかつ交互に
接続される。一般に、P型およびN型半導体24は複数
個用意される。
され、スペーサブロックとして作用するので、両熱交換
器11,12間の距離を大きくとることができ、両熱交
換器11,12間の熱リークを最小限に抑えられる。
ミナ基板26上に形成された第2電極25をP型および
N型半導体24上に接合したり、図2に示す実施例のよ
うに第2電極25片をアルミナ基板を介さずに放熱側熱
交換器12と直接係合させても良い。この場合、放熱側
熱交換器12にはアルマイトなどの絶縁処理を施してお
く必要がある。また、図1に示す実施例の場合には、吸
熱側熱交換器11と良熱伝導性基板21との間、および
放熱側熱交換器12とアルミナ基板26との間に熱伝導
性グリス27を塗布するとよく、図2に示す実施例の場
合には、吸熱側熱交換器11と良熱伝導性基板21との
間、および放熱側熱交換器12と第2電極25との間に
熱伝導性グリス27を塗布するとよい。
するために、熱交換器の熱源を分散させる目的から、第
1、第2電極23,25およびP型およびN型半導体2
4を複数集合させてなる群30a〜30d(図3参照)
を離間させて良熱伝導性基板21上に複数配設しても良
い。図3のような配置の場合でも、もちろん図1,2に
示した場合と同じく、図4に示す実施例のように例えば
アルミナ基板26上に形成された第2電極25をP型お
よびN型半導体24上に接合したり、図5に示す実施例
のように第2電極25片をP型およびN型半導体24上
に直接接合しても良い。尚、図4,5では電気絶縁樹脂
層22を図示省略しているが、実際に省略して良熱伝導
性基板21を非導電材製基板から形成することもでき
る。この構成は従来の基板付熱電変換ユニット(つまり
群)を複数個分散配置するのに比べて次のようなメリッ
トがある。熱電変換装置10を作動させるためには、群
30a〜30dの全てに電力を供給しなければならな
い。このために、接続電極32,33,34と引出電極
35,36が基板21上に形成される。このように群3
0間は接続電極32〜34で接続し電力供給用の電極は
引出電極35,36に担当させることで、群30の数に
係わらず、引出電極35,36は一対だけでよいことが
わかる。従来のユニットではユニット数の2倍の引出電
極が存在する。図3に示す実施例では、群30a〜dを
直列接続しているが、接続電極32〜34の構成を適宜
変更して並列接続としても良い。その場合、従来のよう
にユニット間をリード線で接続しないので、直列/並列
の誤組付けの心配がない。また、引出電極35,36は
断熱材13中を貫通する。37はシールリングを示す。
て見てみると、第1,第2電極23,25は公知(実開
昭62−158850号など)のとおり同一形状とする
ことができ、接続電極32〜34及び引出電極35,3
6だけが形状を異にしている。このことは、熱電変換装
置10の製造にとって非常に有利である。つまり、特に
図2,5の実施例の場合に有利であるが、これらの実施
例では、第1電極23,接続電極32〜34及び引出電
極35,36はパターンニングにより形成するため特に
問題ないが、第2電極25は電極片として準備されるの
で、準備される電極片が全て同一形状となり、誤組付の
心配がない上、在庫管理他様々な面できわめて効果が大
きい。尚、群30間の間隔や引出電極35,36に接続
するリード線を工夫することで、接続電極32〜34及
び引出電極35,36も第1,第2電極23,25と同
一形状にすることも可能であり、この場合には更に生産
性が高まる。
形成しているので、熱抵抗となる部分が減り熱電変換装
置の吸熱面から放熱面への熱輸送量が増大して熱電変換
装置の効率が向上する。特に、良熱伝導性基板と第1,
第2電極を同一または線膨張率が近い材料同士で形成す
れば、繰り返される熱応力によって電極と基板との接合
状態に悪影響を及ぼさない。従来のアルミナ基板より、
銅基板やアルミ基板の方が導電極の線膨張率に近いので
有利である。
半導体 25 第2電極
Claims (7)
- 【請求項1】良熱伝導性基板と、該良熱伝導性基板上に
形成される電気絶縁樹脂層と、該電気絶縁樹脂層上に形
成される第1電極と、該第1電極上にその一面が接合さ
れるP型およびN型半導体と、該P型およびN型半導体
の他面に接合される第2電極とからなる熱電変換素子を
熱交換器で挟持したことを特徴とする熱電変換装置。 - 【請求項2】前記良熱伝導性基板がスペーサブロックと
して作用する請求項1記載の熱電変換装置。 - 【請求項3】前記良熱伝導性基板がアルミまたはアルミ
系金属からなる請求項1記載の熱電変換装置。 - 【請求項4】前記良熱伝導性基板が銅または銅系金属か
らなる請求項1記載の熱電変換装置。 - 【請求項5】前記第1、第2電極を銅から形成した請求
項2または3記載の熱電変換装置。 - 【請求項6】前記第1、第2電極およびP型およびN型
半導体を複数集合させて群を形成し、前記良熱伝導性基
板上に前記群を離間させて複数配設した請求項1記載の
熱電変換装置。 - 【請求項7】前記群間の接続電極を、前記良熱伝導性基
板上に形成することを特徴とする請求項6記載の熱電変
換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31869993A JP3404841B2 (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 熱電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP31869993A JP3404841B2 (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 熱電変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07176796A JPH07176796A (ja) | 1995-07-14 |
JP3404841B2 true JP3404841B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=18102019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31869993A Expired - Lifetime JP3404841B2 (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 熱電変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3404841B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPH10163538A (ja) * | 1996-12-04 | 1998-06-19 | Ngk Insulators Ltd | 熱交換器用熱電変換装置 |
KR100668610B1 (ko) * | 2004-09-09 | 2007-01-16 | 엘지전자 주식회사 | 박막 열전 모듈 |
WO2007044517A1 (en) * | 2005-10-06 | 2007-04-19 | Borealis Technical Limited | Thermionic/thermotunneling thermo-electrical converter |
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-
1993
- 1993-12-17 JP JP31869993A patent/JP3404841B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH07176796A (ja) | 1995-07-14 |
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