JPH0722655A - 熱電変換装置 - Google Patents

熱電変換装置

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Publication number
JPH0722655A
JPH0722655A JP15978693A JP15978693A JPH0722655A JP H0722655 A JPH0722655 A JP H0722655A JP 15978693 A JP15978693 A JP 15978693A JP 15978693 A JP15978693 A JP 15978693A JP H0722655 A JPH0722655 A JP H0722655A
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JP
Japan
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type semiconductor
heat exchanger
electrode
side heat
common
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JP15978693A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Tauchi
内 比登志 田
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱電変換装置において、P型半導体およびN
型半導体ともに同じ断面積であっても吸熱能力よりも大
きい放熱能力を確保することができるようにする。 【構成】 第1のP型半導体11Aおよび第2のP型半
導体11Bの各一端を共通の第1の吸熱側熱交換器兼電
極12に対向させて接合し、第1のP型半導体11Aと
対をなす第1のN型半導体13Aおよび第2のP型半導
体11Bと対をなす第2のN型半導体13Bの各一端を
共通の第2の吸熱側熱交換器兼電極14に対向させて接
合し、第1のP型半導体11Aおよび第1のN型半導体
13Aの他端を共通の第1の放熱側熱交換器兼電極15
に、また第2のP型半導体11Bおよび第2のN型半導
体13Bの他端を共通の第2の放熱側熱交換器兼電極1
6 Uそれぞれ接合し、第1および第2の吸熱側熱交換
器兼電極12および14を電源22に接続した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この出願の発明は熱電変換装置に
関し、特に熱交性能を良くするためにP型半導体および
N型半導体の各端部を吸熱側熱交換器兼電極および放熱
側熱交換器兼電極に直接的に接合した熱電変換装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】P型半導体とN型半導体とを金属を介し
て接合せしめてPN素子対を形成し、この接合部を流れ
る電流の方向によって一方の端部が発熱せめしられると
共に他方の端部が冷却せしめられる所謂ペルチェ効果を
利用した熱電変換素子は、小型で構造が簡単なことか
ら、携帯用クーラ等色々なデバイスに幅広く利用されて
いる。
【0003】このような熱電変換素子を多数個集めて形
成した熱電変換装置のうち、熱交換性能を良くするため
に熱交換器と電極とを1つの金属板で兼用させたものと
して、例えば、特開平4−212481号に記載された
ものがある。この従来の熱電変換装置は、第1のP型半
導体およびこのP型半導体と対をなす第1のN型半導体
の各一端を共通の第1の電極に接合し、第2のP型半導
体およびこのP型半導体と対をなす第2のN型半導体の
各一端を共通の第2の電極に接合し、第1のP型半導体
と第2のN型半導体の各他端を共通の第3の電極に接合
し、第2のN型半導体と第2のP型半導体の各他端を共
通の第4の電極に接合し、第3の電極を吸熱側熱交換器
とし、第4の電極を放熱側熱交換器とし、第1および第
2の電極を電源に接続したものであり、能力を大きくす
る場合にはこの構成を1単位として直列となるように積
み重ねるものである。
【0004】尚、第1の半導体、第2の半導体のそれぞ
れは、1個の素子で構成される場合と、複数個の素子で
構成される場合とがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の熱
電変換装置においては、放熱量が吸熱量よりも大きいこ
とが知られている。従って、吸熱能力よりも大きい放熱
能力を確保することが熱電変換装置の性能を向上する上
で重要である。
【0006】しかるに、前述の従来の熱電変換装置にお
いては、構成単位において放熱側熱交換器が1箇所であ
り、放熱側熱交換器の側の半導体の断面積を吸熱側熱交
換器の側の半導体の断面積よりも大きくすることで対処
しているが、熱電変換装置の製造管理が複雑化し、製造
コストの上昇要因となる。
【0007】この出願の発明は、放熱側熱交換器の側の
半導体の断面積と吸熱側熱交換器の側の半導体の断面積
とを異ならせることなく、吸熱能力よりも大きい放熱能
力を確保できるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この出願の請求項1に係
る発明は、第1のP型半導体および第2のP型半導体の
各一端を共通の第1の吸熱側熱交換器兼電極に対向させ
て接合し、第1のP型半導体と対をなす第1のN型半導
体および第2のP型半導体と対をなす第2のN型半導体
の各一端を共通の第2の吸熱側熱交換器兼電極に対向さ
せて接合し、第1のP型半導体および第1のN型半導体
の他端を共通の第1の放熱側熱交換器兼電極に、また第
2のP型半導体および第2のN型半導体の他端を共通の
第2の放熱側熱交換器兼電極にそれぞれ接合し、第1お
よび第2の吸熱側熱交換器兼電極を電源に接続してなる
熱電変換装置である。
【0009】この出願の請求項2に係る発明は、第1の
P型半導体および第2のP型半導体の各一端を共通の第
1の吸熱側熱交換器兼電極に対向させて接合し、第1の
P型半導体と対をなす第1のN型半導体および第2のP
型半導体と対をなす第2のN型半導体の各一端を共通の
第2の吸熱側熱交換器兼電極に対向させて接合し、第1
のP型半導体および第1のN型半導体の他端を共通の第
1の放熱側熱交換器兼電極に、また第2のP型半導体お
よび第2のN型半導体の他端を共通の第1の放熱側熱交
換器兼電極にそれぞれ接合し、第3のP型半導体および
第4のP型半導体の各一端を共通の第2の吸熱側熱交換
器兼電極に対向させて接合し、第3のP型半導体と対を
なす第3のN型半導体および第4のP型半導体と対をな
す第4のN型半導体の各一端を共通の第3の吸熱側熱交
換器兼電極に対向させて接合し、第3のP型半導体およ
び第3のN型半導体の他端を共通の第3の放熱側熱交換
器兼電極に、また第4のP型半導体および第4のN型半
導体の他端を共通の第4の放熱側熱交換器兼電極にそれ
ぞれ接合し、第1および第3の吸熱側熱交換器兼電極を
電源に接続してなる熱電変換装置である。
【0010】この出願の請求項3に係る発明は、複数の
第1のP型半導体および複数の第2のP型半導体の各一
端を共通の第1の吸熱側熱交換器兼電極に対向させて接
合し、第1のP型半導体と対をなす複数の第1のN型半
導体および第2のP型半導体と対をなす複数の第2のN
型半導体の各一端を共通の第2の吸熱側熱交換器兼電極
に対向させて接合し、第1のP型半導体および第1のN
型半導体の各他端を共通の第1の放熱側熱交換器兼電極
に、また第2のP型半導体および第2のN型半導体の他
端を共通の第2の放熱側熱交換器兼電極にそれぞれ接合
し、第1および第2の吸熱側熱交換器兼電極を電源に接
続してなる熱電変換装置である。
【0011】尚、請求項2,3に係る発明において、能
力を増大させたい場合には、P型半導体、N型半導体、
吸熱側熱交換器兼電極、放熱側熱交換器兼電極を、請求
項2の第3の吸熱側熱交換器兼電極又は請求項3におけ
る第2の吸熱側熱交換器兼電極にP型半導体の一端が接
合する形態で増設すれば良い。
【0012】
【作用】この出願の請求項1,3に係る各発明において
は、電流経路が第1の吸熱側熱交換器兼電極−第1およ
び第2のP型半導体−第1および第2の放熱側熱交換器
兼電極−第1および第2のN型半導体−第2の吸熱側熱
交換器兼電極となる。また、請求項2に係る発明におい
ては、電流経路が電流経路が第1の吸熱側熱交換器兼電
極−第1および第2のP型半導体−第1および第2の放
熱側熱交換器兼電極−第1および第2のN型半導体−第
2の吸熱側熱交換器兼電極−第3および第4のP型半導
体−第3および第4の放熱側熱交換器兼電極−第3およ
び第4のN型半導体−第3の吸熱側熱交換器兼電極とな
る。請求項1〜3の各発明においては、吸熱側熱交換器
兼電極,P型半導体およびN型半導体を間に挟み込むよ
うに2個の放熱側熱交換器兼電極が存在するものであ
り、P型半導体およびN型半導体ともに同じ断面積であ
っても吸熱能力よりも大きい放熱能力を確保することが
できる。
【0013】
【実施例】図1および図2は請求項1,2に係る発明の
実施例を示すものであり、図2は図1の上側から見た図
であり、図1は図2の下側から見た図である。図1,2
において、第1のP型半導体11Aおよび第2のP型半
導体11Bの各一端は共通の第1の吸熱側熱交換器兼電
極12に対向させて接合され、第1のP型半導体11A
と対をなす第1のN型半導体13Aおよび第2のP型半
導体11Bと対をなす第2のN型半導体13Bの各一端
は共通の第2の吸熱側熱交換器兼電極14に対向させて
接合されている。第1のP型半導体11Aおよび第1の
N型半導体13Aの他端は共通の第1の放熱側熱交換器
兼電極15に、また第2のP型半導体11Bおよび第2
のN型半導体13Bの他端は共通の第1の放熱側熱交換
器兼電極16にそれぞれ接合されている。
【0014】第3のP型半導体17Aおよび第4のP型
半導体17Bの各一端は共通の第2の吸熱側熱交換器兼
電極14に対向させて接合され、第3のP型半導体17
Aと対をなす第3のN型半導体18Aおよび第4のP型
半導体17Bと対をなす第4のN型半導体18Bの各一
端は共通の第3の吸熱側熱交換器兼電極19に対向させ
て接合されている。第3のP型半導体17Aおよび第3
のN型半導体18Aの他端は共通の第3の放熱側熱交換
器兼電極20に、また第4のP型半導体17Bおよび第
4のN型半導体18Bの他端は共通の第4の放熱側熱交
換器兼電極21にそれぞれ接合されている。第1および
第3の吸熱側熱交換器兼電極12および19は電源22
の陽極および陰極にそれぞれ接続されている。
【0015】熱交換器兼電極12,14,15,16,
19,20,21は、導電性および熱伝導性の良い金属
材料で形成される。熱交換器兼電極19を電源22の陰
極に接続する替わり2点鎖線で示すように熱交換器兼電
極14を電源22の陰極に接続すれば半導体11A,1
1B,13A,13Bのみが機能することになる。
【0016】半導体11A,11B,13A,13B,
17A,17B,18A,18Bと熱交換器兼電極1
2,14,15,16,19,20,21との間の接合
は、半田付けや拡散接合が適用される。
【0017】電源22の陽極から熱交換器兼電極12へ
電流が供給されることにより、半導体11A,11B,
13A,13B,17A,17B,18A,18Bの熱
交換器兼電極12,14,19側の端が冷却すると共
に、半導体11A,11B,13A,13B,17A,
17B,18A,18Bの熱交換器兼電極15,16,
20,21側の端が発熱する。
【0018】図3及び図4は、請求項1,3に係る発明
の実施例であり、図4は図3の上側から見た図であり、
図3は図4の下側から見た図である。図1,2におい
て、3個(この個数には限定されない)の第1のP型半
導体11Aおよび複数の第2のP型半導体11Bの各一
端は共通の第1の吸熱側熱交換器兼電極12に対向させ
て接合され、第1のP型半導体11Aと対をなす複数の
第1のN型半導体13Aおよび第2のP型半導体11B
と対をなす複数の第2のN型半導体13Bの各一端は共
通の第2の吸熱側熱交換器兼電極14に対向させて接合
されている。第1のP型半導体11Aおよび第1のN型
半導体13Aの各他端を共通の第1の放熱側熱交換器兼
電極15に、また第2のP型半導体11Bおよび第2の
N型半導体13Bの他端は共通の第2の放熱側熱交換器
兼電極16にそれぞれ接合され、第1および第2の吸熱
側熱交換器兼電極12および14を電源22の陽極およ
び陰極にそれぞれに接続されている。
【0019】電源22の陽極から熱交換器兼電極12へ
電流が供給されることにより、半導体11A,11B,
13A,13Bの熱交換器兼電極12,14側の端が冷
却すると共に、半導体11A,11B,13A,13B
の熱交換器兼電極15,16側の端が発熱する。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、この出願の発明に
よれば、吸熱側熱交換器兼電極,P型半導体およびN型
半導体を間に挟み込むように2個の放熱側熱交換器兼電
極が存在するものであり、P型半導体およびN型半導体
ともに同じ断面積であっても吸熱能力よりも大きい放熱
能力を確保することができ、従って製造管理の煩雑化を
伴うことなく高性能の熱電変換装置とすることができる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この出願の発明の実施例の構成を示す図であ
る。
【図2】図1の上側から見た図である。
【図3】この出願の発明の別の実施例の構成を示す図で
ある。
【図4】図3の上側から見た図である。
【符号の説明】
11A,17A・・・第1のP型半導体 11B,17B・・・第2のP型半導体 12・・・第1の吸熱側熱交換器兼電極 13A・・・第1のN型半導体 13B・・・第2のN型半導体 14・・・第1の吸熱側熱交換器兼電極 15・・・第1の放熱側熱交換器兼電極 16・・・第2の放熱側熱交換器兼電極 19・・・第3の吸熱側熱交換器兼電極 20・・・第3の放熱側熱交換器兼電極 21・・・第3の放熱側熱交換器兼電極 22・・・電源

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のP型半導体および第2のP型半導
    体の各一端を共通の第1の吸熱側熱交換器兼電極に対向
    させて接合し、第1のP型半導体と対をなす第1のN型
    半導体および第2のP型半導体と対をなす第2のN型半
    導体の各一端を共通の第2の吸熱側熱交換器兼電極に対
    向させて接合し、第1のP型半導体および第1のN型半
    導体の他端を共通の第1の放熱側熱交換器兼電極に、ま
    た第2のP型半導体および第2のN型半導体の他端を共
    通の第2の放熱側熱交換器兼電極にそれぞれ接合し、第
    1および第2の吸熱側熱交換器兼電極を電源に接続して
    なる熱電変換装置。
  2. 【請求項2】 第1のP型半導体および第2のP型半導
    体の各一端を共通の第1の吸熱側熱交換器兼電極に対向
    させて接合し、第1のP型半導体と対をなす第1のN型
    半導体および第2のP型半導体と対をなす第2のN型半
    導体の各一端を共通の第2の吸熱側熱交換器兼電極に対
    向させて接合し、第1のP型半導体および第1のN型半
    導体の他端を共通の第1の放熱側熱交換器兼電極に、ま
    た第2のP型半導体および第2のN型半導体の他端を共
    通の第1の放熱側熱交換器兼電極にそれぞれ接合し、第
    3のP型半導体および第4のP型半導体の各一端を共通
    の第2の吸熱側熱交換器兼電極に対向させて接合し、第
    3のP型半導体と対をなす第3のN型半導体および第4
    のP型半導体と対をなす第4のN型半導体の各一端を共
    通の第3の吸熱側熱交換器兼電極に対向させて接合し、
    第3のP型半導体および第3のN型半導体の他端を共通
    の第3の放熱側熱交換器兼電極に、また第4のP型半導
    体および第4のN型半導体の他端を共通の第4の放熱側
    熱交換器兼電極にそれぞれ接合し、第1および第3の吸
    熱側熱交換器兼電極を電源に接続してなる熱電変換装
    置。
  3. 【請求項3】 複数の第1のP型半導体および複数の第
    2のP型半導体の各一端を共通の第1の吸熱側熱交換器
    兼電極に対向させて接合し、第1のP型半導体と対をな
    す複数の第1のN型半導体および第2のP型半導体と対
    をなす複数の第2のN型半導体の各一端を共通の第2の
    吸熱側熱交換器兼電極に対向させて接合し、第1のP型
    半導体および第1のN型半導体の各他端を共通の第1の
    放熱側熱交換器兼電極に、また第2のP型半導体および
    第2のN型半導体の他端を共通の第2の放熱側熱交換器
    兼電極にそれぞれ接合し、第1および第2の吸熱側熱交
    換器兼電極を電源に接続してなる熱電変換装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7986987B2 (en) 2001-07-09 2011-07-26 L' Oréal Device, system and method for observing a typological characteristic of the body
WO2012013691A1 (en) 2010-07-28 2012-02-02 Prous Institute For Biomedical Research, S.A. Multitarget substituted biphenyl diol derivatives
US8614391B2 (en) 2010-05-25 2013-12-24 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Device for converting energy and method for manufacturing the device, and electronic apparatus with the device

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