JP6494645B2 - 包囲及びスペーサ(sas)構造を備える熱電ヒートポンプ - Google Patents
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Description
本出願は、2013年10月28日出願の米国仮特許出願第61/896,287号の利益を主張するものであって、ここに、その開示内容を全て本明細書に参照として組み込む。
本開示は、包囲及びスペーサ(SAS)構造を備える熱電ヒートポンプに関する。一実施形態では、ヒートポンプはSAS構造を含む。SAS構造は第1の開放側面及び第2の開放側面を定義する壁を含む。ヒートポンプはまた、SAS構造内に封止された相互接続基板も含む。相互接続基板は、開口部は熱電モジュール(TEM)が相互接続基板状に取り付けられている位置を定義する、相互接続基板の第1の表面から相互接続基板の第2の表面への開口部を含む。TEMは開口部によって定義された位置で相互接続基板上に取り付けられている。各熱電モジュールは第1の側面及び第2の側面を有する。ヒートポンプは、さらに、各熱電モジュールの第1の側面と熱的に接触しているホット側ヒートスプレッダと、各熱電モジュールの第2の側面と熱的に接触しているコールド側ヒートスプレッダとを含む。ホット側ヒートスプレッダの周囲は第1の開放側面でSAS構造の壁に機械的に接触し、コールド側ヒートスプレッダの周囲は第2の開放側面でSAS構造の壁に機械的に接触する。ヒートポンプに印加される圧縮力は、SAS構造によって吸収され、そのため、TEMは圧縮力から保護される。
Claims (20)
- ヒートポンプであって、
第1の開放側面と第2の開放側面を定義する壁を備える包囲及びスペーサ(SAS)構造と、
前記SAS構造内に封止された相互接続基板であって、前記相互接続基板は、前記相互接続基板の第1の表面から前記相互接続基板の第2表面への1つ以上の開口部を備え、前記1つ以上の開口部は、複数の熱電モジュールが前記相互接続基板上に取り付けられる位置を定義し、
前記1つ以上の開口部によって定義された前記位置で、前記相互接続基板上に取り付けられた前記複数の熱電モジュールであって、前記複数の熱電モジュールの各熱電モジュールは第1側面と第2側面を有し、
前記複数の熱電モジュールのそれぞれの熱電モジュールの前記第1側面と熱的に接触するホット側ヒートスプレッダと、
前記複数の熱電モジュールのそれぞれの熱電モジュールの前記第2側面と熱的に接触するコールド側ヒートスプレッダと、を備え、
前記ホット側ヒートスプレッダの周囲は、前記ヒートポンプに印加される圧縮力が前記SAS構造によって吸収されるように、前記第1の開放側面で前記SAS構造の前記壁に機械的に接触し、前記コールド側ヒートスプレッダの周囲は、前記第2の開放側面で前記SAS構造の前記壁に機械的に接触する、ヒートポンプ。 - 前記ホット側ヒートスプレッダの前記周囲が、前記SAS構造の前記壁に機械的に接触し、前記コールド側ヒートスプレッダの前記周囲は前記SAS構造の前記壁に機械的に接触するところに配置された、環境シールをさらに備える、請求項1に記載のヒートポンプ。
- 前記ヒートポンプに印加される、少なくとも予め定義された量の圧縮力に耐える十分な力を提供するが、前記SAS構造の前記壁の厚さは、前記ホット側ヒートスプレッダと前記コールド側ヒートスプレッダとの間の熱短絡が緩和されるようなものである、請求項1に記載のヒートポンプ。
- 前記SAS構造の高さは、前記ホット側ヒートスプレッダと前記コールド側ヒートスプレッダとの間の距離を定義し、前記ホット側ヒートスプレッダと前記コールド側ヒートスプレッダの1つまたは両方の耐熱性を緩和するが、前記距離は前記ホット側ヒートスプレッダと前記コールド側ヒートスプレッダとの間の熱短絡が緩和されるようなものである、請求項1に記載のヒートポンプ。
- 前記複数の熱電モジュールの前記第2側面の組み合わされた領域は、前記相互接続基板の前記領域の50パーセント超である、請求項1に記載のヒートポンプ。
- 前記複数の熱電モジュールの前記第2側面の前記組み合わされた領域は、前記相互接続基板の前記領域の75パーセント超である、請求項5に記載のヒートポンプ。
- 前記ホット側ヒートスプレッダと前記コールド側ヒートスプレッダとの間の絶縁体をさらに備え、前記SAS構造に封止される、請求項1に記載のヒートポンプ。
- 前記絶縁体が予備成形される、請求項7に記載のヒートポンプ。
- 前記絶縁体が注入される、請求項7に記載のヒートポンプ。
- 前記ホット側ヒートスプレッダと前記コールド側ヒートスプレッダは、機械的ファスナによって前記SAS構造に取り付けられている、請求項1に記載のヒートポンプ。
- 前記機械的ファスナは、ねじ、ボルト及びリベットからなる群から選択される、請求項10に記載のヒートポンプ。
- 前記ホット側ヒートスプレッダと前記コールド側ヒートスプレッダは、化学的ファスナによって前記SAS構造に取り付けられている、請求項1に記載のヒートポンプ。
- 前記化学的ファスナは接着剤、エポキシ及びアクリル接着剤からなる群から選択される、請求項12に記載のヒートポンプ。
- 前記ホット側ヒートスプレッダ及び前記コールド側ヒートスプレッダのうち少なくとも1つは、スナップファスナによって前記SAS構造に取り付けられる、請求項1に記載のヒートポンプ。
- 前記スナップファスナは、前記ホット側ヒートスプレッダ及び前記コールド側ヒートスプレッダのうち、前記少なくとも1つが張力により、前記SAS構造に取り付けられるのを可能にする前記SAS構造の周囲の周りのリップ部を含む、請求項14に記載のヒートポンプ。
- 前記SAS構造の前記第2の開放側面は、前記コールド側ヒートスプレッダよりも小さく、前記コールド側ヒートスプレッダは前記SAS構造の前記第2の開放側面で前記SAS構造内にある、請求項1に記載のヒートポンプ。
- 前記SAS構造は、前記SAS構造の前記第2の開放側面が、前記SAS構造の前記第1の開放側面よりも小さくなるようにテーバー状である、請求項16に記載のヒートポンプ。
- 前記相互接続基板に電気的に取り付けられ、前記SAS構造を通って露出される1つ以上の電線をさらに備える、請求項1に記載のヒートポンプ。
- 前記SAS構造を通って露出される前記1つ以上の電線を保護するためのキャップをさらに備える、請求項18に記載のヒートポンプ。
- 前記相互接続基板は、前記SAS構造を通って露出される1つ以上の電気コネクタをさらに備える、請求項1に記載のヒートポンプ。
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