JPH04139329A - 熱電方式空気調和装置 - Google Patents
熱電方式空気調和装置Info
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- JPH04139329A JPH04139329A JP2417506A JP41750690A JPH04139329A JP H04139329 A JPH04139329 A JP H04139329A JP 2417506 A JP2417506 A JP 2417506A JP 41750690 A JP41750690 A JP 41750690A JP H04139329 A JPH04139329 A JP H04139329A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
- F24F5/0042—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater characterised by the application of thermo-electric units or the Peltier effect
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
- H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱電方式空気調和装置に関し、より詳細には
、熱電方式空気調和装置のプラスチック製ウォーターボ
ックスに関する。
、熱電方式空気調和装置のプラスチック製ウォーターボ
ックスに関する。
[0001]
熱電方式空気調和装置は、比較的小型であって静かであ
り、耐衝撃性に優れ、可動部品が無いが、効率が良くな
いので多量のエネルギーを必要とする。熱電方式空気調
和装置は、2枚の導電性プレートの間にサンドイッチさ
れた複数の半導体アレーを利用しており、それにより熱
が一方の導電性プレートから他方の導電性プレートに伝
わると共に動作電流が導電性プレート及び半導体アレー
を含む直列回路中を流れる。本発明の目的は、効率を向
上させ、部品の使用数を減らすと共にコストも減少させ
、しかも導電性プレートを互いに電気的に隔離するプラ
スチック製ウォーターボックスを用いた改良型熱電方式
空気調和装置を提供することにある。
り、耐衝撃性に優れ、可動部品が無いが、効率が良くな
いので多量のエネルギーを必要とする。熱電方式空気調
和装置は、2枚の導電性プレートの間にサンドイッチさ
れた複数の半導体アレーを利用しており、それにより熱
が一方の導電性プレートから他方の導電性プレートに伝
わると共に動作電流が導電性プレート及び半導体アレー
を含む直列回路中を流れる。本発明の目的は、効率を向
上させ、部品の使用数を減らすと共にコストも減少させ
、しかも導電性プレートを互いに電気的に隔離するプラ
スチック製ウォーターボックスを用いた改良型熱電方式
空気調和装置を提供することにある。
[0002]
一般に、プラスチック製のウォーターボックスと、複数
個の半導体ペレットを挟んだ複数枚の第1及び第2の伝
熱プレートとを有する本発明の熱電方式空気調和装置は
、ウォーターボックスカミ一方の側部に溝が設けられた
第1の繊維強化プラスチック製プレートを有し、複数個
の前記半導体ペレットがはんだ付けされた状態の第1の
伝熱プレートを受け入れる複数の開口部が前記溝内に形
成され、シーラントカミ第1の繊維強化プラスチック製
プレートと第1の伝熱プレートとの間で前記開口部の周
囲に隣接して設けられ、第2の伝熱プレート力瓢前記溝
の設けられていない方の第1の繊維強化プラスチック製
プレートの側部に、半導体ペレットと接触状態で設けら
れ、前記ウォーターボックスカミ該ウォーターボックス
が電気的且つ熱的に第1の伝熱プレートと第2の伝熱プ
レートを互いに隔離すると共に放熱流体の閉鎖流路を構
成するように第1の繊維強化プラスチック製プレートと
協働する第2の繊維強化プラスチック製プレートを更に
有することを特徴とする。
個の半導体ペレットを挟んだ複数枚の第1及び第2の伝
熱プレートとを有する本発明の熱電方式空気調和装置は
、ウォーターボックスカミ一方の側部に溝が設けられた
第1の繊維強化プラスチック製プレートを有し、複数個
の前記半導体ペレットがはんだ付けされた状態の第1の
伝熱プレートを受け入れる複数の開口部が前記溝内に形
成され、シーラントカミ第1の繊維強化プラスチック製
プレートと第1の伝熱プレートとの間で前記開口部の周
囲に隣接して設けられ、第2の伝熱プレート力瓢前記溝
の設けられていない方の第1の繊維強化プラスチック製
プレートの側部に、半導体ペレットと接触状態で設けら
れ、前記ウォーターボックスカミ該ウォーターボックス
が電気的且つ熱的に第1の伝熱プレートと第2の伝熱プ
レートを互いに隔離すると共に放熱流体の閉鎖流路を構
成するように第1の繊維強化プラスチック製プレートと
協働する第2の繊維強化プラスチック製プレートを更に
有することを特徴とする。
[0003]
特許請求の範囲に係る本発明の内容は、添付の図面を参
照して以下の詳細な説明を読むと一層明らかになろう。
照して以下の詳細な説明を読むと一層明らかになろう。
なお、図中、同一の参照符号は同一の部品を示している
。
。
[0004]
合図面を詳細に参照し、特に第1図〜第5図を参照する
と、ポリフェニレンスルフィドのような材料で作られた
第1の繊維強化プラスチック製プレート3を有する熱電
方式空気調和装置1が示されており、この繊維強化プラ
スチック製プレート3の材質であるポリフェニレンスル
フィドは熱膨張率がアルミニウムとほぼ同じであり、ま
た、電気的及び熱的な遮蔽材である。図面に示す第1の
繊維強化プラスチック製プレート3は一本の曲がりくね
った又はヘビ状の溝5を有し、平行なセグメントがその
一方の表面の中に配置されている。流体ポート6及び複
数の開口部7が溝5内に形成されている。開口部7の中
には、複数の第1の熱伝導性且つ導電性の伝熱プレート
9が収納されており、列(アレー)状に配列された半導
体ペレット11が伝熱プレート9にはんだ付けされてい
る。シーラント13が第1の繊維強化プラスチック製プ
レート3と第1の伝熱プレートとの間に設けられている
。第2の伝熱プレート15が、溝5を有していない方の
第1の繊維強化プラスチック製プレート3の側部上の半
導体ペレットアレー11と電気的な接触状態に置かれて
いる。第2の伝熱プレート15は空気に熱を伝えたりこ
れから奪ったりするための増大した表面、即ちフィン1
9を有している。カパープレート21がフィン19の末
端上に配置されていて、空気流路又はチャンネルを構成
している。
と、ポリフェニレンスルフィドのような材料で作られた
第1の繊維強化プラスチック製プレート3を有する熱電
方式空気調和装置1が示されており、この繊維強化プラ
スチック製プレート3の材質であるポリフェニレンスル
フィドは熱膨張率がアルミニウムとほぼ同じであり、ま
た、電気的及び熱的な遮蔽材である。図面に示す第1の
繊維強化プラスチック製プレート3は一本の曲がりくね
った又はヘビ状の溝5を有し、平行なセグメントがその
一方の表面の中に配置されている。流体ポート6及び複
数の開口部7が溝5内に形成されている。開口部7の中
には、複数の第1の熱伝導性且つ導電性の伝熱プレート
9が収納されており、列(アレー)状に配列された半導
体ペレット11が伝熱プレート9にはんだ付けされてい
る。シーラント13が第1の繊維強化プラスチック製プ
レート3と第1の伝熱プレートとの間に設けられている
。第2の伝熱プレート15が、溝5を有していない方の
第1の繊維強化プラスチック製プレート3の側部上の半
導体ペレットアレー11と電気的な接触状態に置かれて
いる。第2の伝熱プレート15は空気に熱を伝えたりこ
れから奪ったりするための増大した表面、即ちフィン1
9を有している。カパープレート21がフィン19の末
端上に配置されていて、空気流路又はチャンネルを構成
している。
[0005]
第2の繊維強化プラスチック製プレート23が第1の繊
維強化プラスチック製プレート3と協働して放熱流路又
はウォーターボックス25を構成するよう配置されてい
る。第2の繊維強化プラスチック製プレート23は第1
の繊維強化プラスチック製プレート3と同一であり、こ
のプレート3と同じ溝5、流体ポート6及び半導体アレ
ーがはんだ付けされた状態の第1の伝熱プレート9を受
け入れる開口部7を備えている。第2の伝熱プレート1
5は半導体ペレット11と電気的に接触した状態にある
。
維強化プラスチック製プレート3と協働して放熱流路又
はウォーターボックス25を構成するよう配置されてい
る。第2の繊維強化プラスチック製プレート23は第1
の繊維強化プラスチック製プレート3と同一であり、こ
のプレート3と同じ溝5、流体ポート6及び半導体アレ
ーがはんだ付けされた状態の第1の伝熱プレート9を受
け入れる開口部7を備えている。第2の伝熱プレート1
5は半導体ペレット11と電気的に接触した状態にある
。
[0006]
第1の伝熱プレート9は円形段部29を備えた正方形ベ
ース27を有し、この円形段部29はベース27から延
びて開口部7に嵌入している。ベース27はサイズが一
定であって溝5に嵌まり込み、空所が隣り合ったベース
27の間に形成されている。
ース27を有し、この円形段部29はベース27から延
びて開口部7に嵌入している。ベース27はサイズが一
定であって溝5に嵌まり込み、空所が隣り合ったベース
27の間に形成されている。
[0007]
半導体ペレット11はウェーハ状であって、良好な接触
状態が確実に得られるよう第1の伝熱プレート9と第2
の伝熱プレート150両方にはんだ付けされている。半
導体ペレット11は各円形段部29上に4つで一組の正
方形アレー〇状態で配置され、各アレーをなす2つのP
形半導体及び2つのN形半導体は、ベース27のコーナ
ーを結ぶ対角線上に位置した半導体が2つともP形、或
いは2つともN形ではないように配列されている。半導
体は例えばテルル化ビスマスのような材料で作られてお
り、これら半導体には、これをN形又はP形半導体の何
れかにするような適切な物質がドープされている。
状態が確実に得られるよう第1の伝熱プレート9と第2
の伝熱プレート150両方にはんだ付けされている。半
導体ペレット11は各円形段部29上に4つで一組の正
方形アレー〇状態で配置され、各アレーをなす2つのP
形半導体及び2つのN形半導体は、ベース27のコーナ
ーを結ぶ対角線上に位置した半導体が2つともP形、或
いは2つともN形ではないように配列されている。半導
体は例えばテルル化ビスマスのような材料で作られてお
り、これら半導体には、これをN形又はP形半導体の何
れかにするような適切な物質がドープされている。
[0008]
第2の伝熱プレート15の形状は正方形15s及び矩形
15rである。正方形プレート15sは溝5の互いに隣
接した平行なセグメント内に設けられた第1の伝熱プレ
ート9のP形及びN形半導体をブリッジするよう配置さ
れ、矩形プレート15rは溝5の平行なセグメントの端
部で、端に位置したP形及びN形半導体をブリッジして
、ウォーターボックス25の各半部に直列回路を構成す
るよう配置すれ、第2の伝熱プレート15の間のウォー
ターボックス25の1つのコーナーのブリッジング接続
部31は組立体全体について単一の直列回路を構成する
。
15rである。正方形プレート15sは溝5の互いに隣
接した平行なセグメント内に設けられた第1の伝熱プレ
ート9のP形及びN形半導体をブリッジするよう配置さ
れ、矩形プレート15rは溝5の平行なセグメントの端
部で、端に位置したP形及びN形半導体をブリッジして
、ウォーターボックス25の各半部に直列回路を構成す
るよう配置すれ、第2の伝熱プレート15の間のウォー
ターボックス25の1つのコーナーのブリッジング接続
部31は組立体全体について単一の直列回路を構成する
。
このため、組立体の一端から始まる1つの平行なセグメ
ント内のアレーは、セグメント全体に亙りN形−P形の
順に配列され、組立体の上記と同一の端から始まる隣接
関係のセグメントは、P形−N形の順に配列され、それ
により組立体全体につき直列回路が構成されている。こ
の直列回路は約300アンペア及び5ボルトで動作し、
各組立体の所要電力は約1500ワツトになっている。
ント内のアレーは、セグメント全体に亙りN形−P形の
順に配列され、組立体の上記と同一の端から始まる隣接
関係のセグメントは、P形−N形の順に配列され、それ
により組立体全体につき直列回路が構成されている。こ
の直列回路は約300アンペア及び5ボルトで動作し、
各組立体の所要電力は約1500ワツトになっている。
[0009]
次に第6図を参照すると、熱電方式空気調和装置の動作
原理を説明するためにP形及びN形半導体を備え、これ
らを通って直流(DC)電流が流れるようになった単一
の半導体アレーの略図が示されている。電流が半導体を
通って流れることにより、熱が第2の伝熱プレート15
がら奪われて第1の伝熱プレート9に伝わる。空気がフ
ィン19を横切って冷却され、水又は他の熱放出用流体
がウォーターボックス25を通って流されて熱を第1の
伝熱プレート9から奪い、半導体を通って流れる電流は
第1の伝熱プレート9と第2の伝熱プレート15の間の
熱伝達を可能にする。上述の構成は、繊維強化プラスチ
ック製ウォーターボックス25内に収納された複数個の
半導体アレーがら成るものである。
原理を説明するためにP形及びN形半導体を備え、これ
らを通って直流(DC)電流が流れるようになった単一
の半導体アレーの略図が示されている。電流が半導体を
通って流れることにより、熱が第2の伝熱プレート15
がら奪われて第1の伝熱プレート9に伝わる。空気がフ
ィン19を横切って冷却され、水又は他の熱放出用流体
がウォーターボックス25を通って流されて熱を第1の
伝熱プレート9から奪い、半導体を通って流れる電流は
第1の伝熱プレート9と第2の伝熱プレート15の間の
熱伝達を可能にする。上述の構成は、繊維強化プラスチ
ック製ウォーターボックス25内に収納された複数個の
半導体アレーがら成るものである。
[00101
ガラス繊維強化プラスチック製ウォーターボックス25
を備えた本発明の熱電方式空気調和装置1を用いると、
ウォーターボックス25の熱伝導性が低下し、耐腐食性
が向上し、構成要素が単純になると共にその使用数が減
少し、射出成形法によりウォーターボックス25を形成
できるのでコストが実質的に下がり、構成要素の電気的
な隔離状態が良好になるので、熱損失の減少を通じて冷
却効率が増大するという利点がある。
を備えた本発明の熱電方式空気調和装置1を用いると、
ウォーターボックス25の熱伝導性が低下し、耐腐食性
が向上し、構成要素が単純になると共にその使用数が減
少し、射出成形法によりウォーターボックス25を形成
できるのでコストが実質的に下がり、構成要素の電気的
な隔離状態が良好になるので、熱損失の減少を通じて冷
却効率が増大するという利点がある。
[0011]
上述の好ましい実施例は、本発明者が現時点において考
え得る本発明の最適態様であるが、当業者であれば本発
明に関し多くの設計変更例及び改造例を想到できよう。
え得る本発明の最適態様であるが、当業者であれば本発
明に関し多くの設計変更例及び改造例を想到できよう。
従って、上述の実施例は例示として考えられるべきであ
り、かがる設計変更例及び改造例が本発明の精神及び範
囲に属すると考えられる限り、特許請求の範囲がこれら
を包含することは言うまでもない。
り、かがる設計変更例及び改造例が本発明の精神及び範
囲に属すると考えられる限り、特許請求の範囲がこれら
を包含することは言うまでもない。
【図1】
図1は、幾つかの構成部品を除去した状態で示す熱電方
式空気調和装置の展開図である。
式空気調和装置の展開図である。
【図2】
図2は、幾つかの構成部品を除去した状態で示す熱電方
式空気調和装置の平面図である。
式空気調和装置の平面図である。
【図3】
図3は、図2のI I I−I I I線における断面
図である。
図である。
【図4】
図4は、図2のI V −I V線における拡大部分断
面図である。
面図である。
【図5】
図5は、ウォーターボックスの部分平面図である。
【図6】
図6は、熱電方式空気調和装置の単一の半導体アレーの
略図である。
略図である。
1 熱電方式空気調和装置
3 第1の繊維強化プラスチック製プレート5 曲がり
くねった溝 6 流体ポート 9.15 伝熱プレート 11 半導体ペレット 19 フィン 21 カバープレート 23 第2の強化プラスチック製プレート
くねった溝 6 流体ポート 9.15 伝熱プレート 11 半導体ペレット 19 フィン 21 カバープレート 23 第2の強化プラスチック製プレート
【図1】
図面
【図2】
【図3】
【図41
【図5】
Claims (19)
- 【請求項1】プラスチック製のウォーターボックスと、
複数個の半導体ペレットを挟んだ複数枚の第1及び第2
の伝熱プレートとを有する熱電方式空気調和装置であっ
て、ウォーターボックスは、一方の側部に溝が設けられ
た第1の繊維強化プラスチック製プレートを有し、複数
個の前記半導体ペレットがはんだ付けされた状態の第1
の伝熱プレートを受け入れる複数の開口部が前記溝内に
形成され、シーラントが、第1の繊維強化プラスチック
製プレートと第1の伝熱プレートとの間で前記開口部の
周囲に隣接して設けられ、第2の伝熱プレートは、前記
溝の設けられていない方の第1の繊維強化プラスチック
製プレートの側部に、半導体ペレットと接触状態で設け
られ、前記ウォーターボックスは、該ウォーターボック
スが電気的且つ熱的に第1の伝熱プレートと第2の伝熱
プレートを互いに隔離すると共に放熱流体の閉鎖流路を
構成するように第1の繊維強化プラスチック製プレート
と協働する第2の繊維強化プラスチック製プレートを更
に有することを特徴とする熱電方式空気調和装置。 - 【請求項2】第2の繊維強化プラスチック製プレートは
、その一方の側部に設けられた溝を有し、複数個の前記
半導体ペレットがはんだ付けされた状態の第1の伝熱プ
レートを受け入れる複数の開口部が前記溝内に形成され
、第2の繊維強化プラスチック製プレートは更に、溝の
無い方の第2の伝熱プレートの側部に、半導体ペレット
と接触状態で設けられた第2の伝熱プレートを有し、第
2のプラスチック製プレートの溝は、第1のプラスチッ
ク製プレートの溝と符合していることを特徴とする請求
項1の熱電方式空気調和装置。 - 【請求項3】第2の繊維強化プラスチック製プレートの
開口部は第1の繊維強化プラスチック製プレートの開口
部と符合していることを特徴とする請求項2の熱電方式
空気調和装置。 - 【請求項4】第2の伝熱プレートは増大した表面を有す
ることを特徴とする請求項2の熱電方式空気調和装置。 - 【請求項5】第2の伝熱プレートにはフィンが取り付け
られていることを特徴とする請求項2の熱電方式空気調
和装置。 - 【請求項6】溝は曲がりくねっており、プラスチック製
プレート上に延びていることを特徴とする請求項1の熱
電方式空気調和装置。 - 【請求項7】溝は曲がりくねっており、複数の平行なセ
グメントから成ることを特徴とする請求項1の熱電方式
空気調和装置。 - 【請求項8】第1及び第2の繊維強化プラスチック製プ
レートは互換性があることを特徴とする請求項1の熱電
方式空気調和装置。 - 【請求項9】溝は曲がりくねっており、第1及び第2の
繊維強化プラスチック製プレート上に延びていることを
特徴とする請求項8の熱電方式空気調和装置。 - 【請求項10】溝は曲がりくねっており、複数の平行な
セグメントから成ることを特徴とする請求項8の熱電方
式空気調和装置。 - 【請求項11】繊維強化プラスチック製プレートは、繊
維入りポリフェニレンスルフィドで作られていることを
特徴とする請求項8の熱電方式空気調和装置。 - 【請求項12】繊維強化プラスチック製プレートは、繊
維入り熱可塑性樹脂で作られていることを特徴とする請
求項8の熱電方式空気調和装置。 - 【請求項13】繊維強化プラスチック製プレートは、熱
膨脹率がアルミニウムの熱膨張率にほぼ相当する繊維入
りプラスチックで作られていることを特徴とする請求項
8の熱電方式空気調和装置。 - 【請求項14】繊維強化プラスチック製プレートは、ガ
ラス繊維入りポリフェニレンスルフィドで作られている
ことを特徴とする請求項8の熱電方式空気調和装置。 - 【請求項15】第2の伝熱プレートは、末端まで外方に
延びるフィンを有することを特徴とする請求項8の熱電
方式空気調和装置。 - 【請求項16】空気をフィン上に導くためにカバープレ
ートがフィンの末端に隣接して設けられていることを特
徴とする請求項15の熱電方式空気調和装置。 - 【請求項17】第1、第2の伝熱プレート及び半導体ペ
レットは、単一の直列回路を構成するよう配置され、そ
れにより2本のリード線が動作に必要な電気的エネルギ
ーを供給するようウォーターボックスの1つのコーナー
に接続できることを特徴とする請求項16の熱電方式空
気調和装置。 - 【請求項18】第1、第2の伝熱プレート及び半導体ペ
レットは単一の直列回路を構成するよう配置され、それ
により2本のリード線が動作に必要な電気エネルギーを
供給するようウォーターボックスの1つのコーナーに接
続できることを特徴とする請求項8の熱電方式空気調和
装置。 - 【請求項19】各繊維強化プラスチック製プレートと関
連のある第1、第2の伝熱プレート及び半導体ペレット
は直列回路を構成するよう配置されていることを特徴と
する請求項8の熱電方式空気調和装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/461,574 US4964277A (en) | 1990-01-05 | 1990-01-05 | Plastic water box for a thermoelectric air conditioner |
US461574 | 1990-01-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04139329A true JPH04139329A (ja) | 1992-05-13 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2417506A Withdrawn JPH04139329A (ja) | 1990-01-05 | 1990-12-28 | 熱電方式空気調和装置 |
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Country | Link |
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US (1) | US4964277A (ja) |
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FR2702829A1 (fr) * | 1993-02-04 | 1994-09-23 | France Etat Armement | Installation thermo-électrique. |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US3246477A (en) * | 1965-01-21 | 1966-04-19 | Carrier Corp | Air conditioning apparatus |
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1991
- 1991-01-04 CA CA002033606A patent/CA2033606A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
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A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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