JPH10213360A - 熱電変換装置 - Google Patents

熱電変換装置

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Publication number
JPH10213360A
JPH10213360A JP9017112A JP1711297A JPH10213360A JP H10213360 A JPH10213360 A JP H10213360A JP 9017112 A JP9017112 A JP 9017112A JP 1711297 A JP1711297 A JP 1711297A JP H10213360 A JPH10213360 A JP H10213360A
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JP
Japan
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heat
thermoelectric conversion
substrate
conversion element
board
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JP9017112A
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English (en)
Inventor
Yasuyuki Nakajo
康之 中條
Toshiharu Hoshi
星  俊治
Yuuma Horio
裕磨 堀尾
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/023Mounting details thereof

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  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性の向上を図るとともに、ベルチェ効果
による吸熱あるいは放熱効率を高める。 【解決手段】 熱電変換素子1を放熱基板2と吸熱基板
3とで挾持する。この熱電変換素子1を放熱基板2と吸
熱基板3との対向面2a,3a間に設けた永久磁石4,
5の磁力にて吸引保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば冷蔵庫な
どの吸熱あるいは放熱部位に設置される熱電変換装置に
関し、放熱基板と吸熱基板との間に挾持される熱電変換
素子(サーモ・モジュール)の保持構造に改良を施すこ
とにより、耐久性の向上を図るとともに、高温部あるい
は低温部の熱リークを防止し、ベルチェ効果による吸熱
あるいは放熱効率を高めるようにしたものである。
【0002】従来、この種の熱電変換装置においては、
実開昭63−86960号公報(以下、先行技術1とい
う)に開示されているように、熱電変換素子が接触状態
で挾持される放熱基板と吸熱基板との間に断熱材を介し
てビスにて締結してなる構成を有するものがある。
【0003】また従来、特開昭62−98164号公報
(以下、先行技術2という)に開示されているように、
熱電変換素子が接触状態で挾持される放熱基板と吸熱基
板とをコイルスプリングを介してボルト・ナットにて弾
性的に締結してなる構成を有するものがある。
【0004】さらに従来、特開平7−234033号公
報(以下、先行技術3という)に開示されているよう
に、熱電変換素子が接触状態で挾持される放熱基板と吸
熱基板との間にハニカム状の断熱材を介在させてなる構
成を有するものがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
行技術1に記載の熱電変換装置にあっては、断熱材を通
して放熱基板の放熱面から吸熱基板の吸熱面への熱リー
クが生じ、吸熱あるいは放熱効率を低下させるばかりで
なく、放熱基板と吸熱基板とがビスにて締結固定されて
いるために、放熱基板の熱膨張及び吸熱基板の熱収縮に
よる寸法変化で発生する熱応力により、熱電変換素子を
破壊する畏れがあり、耐久性を低下させる。
【0006】また、上記先行技術2に記載のものでは、
放熱基板と吸熱基板とがコイルスプリングを介してボル
ト・ナットにて弾性的に締結されているために、放熱基
板の熱膨張及び吸熱基板の熱収縮による寸法変化を吸収
し、熱電変換素子に対する熱応力を緩和させることは可
能であるが、ボルト・ナットを通じて放熱基板から吸熱
基板への熱リークが生じ易く、ベルチェ効果による吸熱
あるいは放熱効率を低下させる。
【0007】さらに、上記先行技術3に記載のものも、
ハニカム状の断熱材を通じて放熱基板から吸熱基板への
熱リークが生じ易いために、ベルチェ効果による吸熱あ
るいは放熱効率を低下させるという問題がある。
【0008】この発明の目的は、耐久性の向上を図り、
ベルチェ効果による吸熱あるいは放熱効率を高めること
ができるようにした熱電変換装置を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明は、放熱基板と吸熱基板とで挾持され
る熱電変換素子を磁力にて吸引保持してなることを特徴
とするものであって、この場合、前記放熱基板と吸熱基
板との熱電変換素子の挾持部位を除く対向面間に互いに
吸引し合う磁石を非接触状態で設けるか、あるいは、前
記放熱基板と吸熱基板との熱電変換素子の挾持部位を除
く対向面間の一方に磁石を設け、その他方に前記磁石に
対して吸引可能な金属板を非接触状態で設けてなること
を特徴とするものである。
【0010】また、この発明の実施の形態においては、
前記放熱基板または吸熱基板に設けられる磁石に断熱材
を介在させるとともに、前記放熱基板と吸熱基板との間
に互いの脱落を防止する脱落防止機構を設けたり、前記
熱電変換素子と放熱基板及び吸熱基板との接触面間、あ
るいは、前記熱電変換素子と放熱基板または吸熱基板と
の一方の接触面間を固定し、その他方の非固定状態の接
触面間に熱伝導性潤滑剤を介在させるようにしてなるも
のである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明すると、図1はこの発明に係る
熱電変換装置、例えば冷蔵庫の外装ケース壁面と庫内の
収納室壁面との間に熱電冷却装置として設置される熱電
変換装置の第1の実施の形態を示すもので、符号1は例
えばベルチェ素子である熱電変換素子(サーモ・モジュ
ール)である。
【0012】この熱電変換素子1は、例えばアルミニウ
ム等の熱伝導性の良好な金属素材からなる放熱基板2と
吸熱基板3とで挾持され、これら放熱基板2と吸熱基板
3との前記熱電変換素子1の挾持部位を除く対向面2
a,3aには、磁力N極とS極同士で互いに吸引し合う
永久磁石4,5が非接触状態で対向させて固着され、こ
れら磁石4,5の磁力による吸引作用にて前記熱電変換
素子1を非固定状態で吸引保持してなる構成を有するも
のである。
【0013】そして、前記熱電変換素子1と放熱基板2
及び吸熱基板3との接触面間には、シリコングリース等
の熱伝導性潤滑剤Gが介在されているとともに、この熱
伝導性潤滑剤Gは、前記放熱基板2の熱膨張及び吸熱基
板3の熱収縮による寸法変化を吸収して、それらの熱応
力P1,P2が、前記熱電変換素子1に及ぼすことのな
いようにしている。
【0014】また、前記放熱基板2と吸熱基板3とに
は、非透質性樹脂からなる連結具6,7がそれぞれ設け
られ、これら連結具6,7は、前記放熱基板2と吸熱基
板3とをシール材8を介して互いに連結してなるととも
に、前記放熱基板2または吸熱基板3が衝撃等にて磁力
に抗して脱落しようとした際、それらの脱落を防止する
脱落防止機構としての作用をなしている。
【0015】図2は、この発明に係る熱電変換装置の第
2の実施の形態を示し、前記放熱基板2と吸熱基板3と
による熱電変換素子1の挾持部位を除く対向面2a,3
a間の一方、例えば放熱基板2側に永久磁石11を断熱
材12を介して設け、その他方の吸熱基板3側に前記磁
石11に対向させて吸引可能な金属板13を非接触状態
で設けることにより、前記熱電変換素子1を非固定状態
で吸引保持してなる構成を有するものである。
【0016】この場合、前記放熱基板2または吸熱基板
3の脱落防止具としては、例えば吸熱基板3側に断熱樹
脂からなるフック状の係止具14を設け、この係止具1
4にて前記放熱基板2を非接触状態で抱持することによ
り、前記放熱基板2または吸熱基板3の脱落を防止する
ようになっている。
【0017】図3は、この発明に係る第3の実施の形態
を示し、上記第1または第2の実施の形態、例えば第1
の実施の形態における熱電変換装置全体を放熱箱20内
にヒートパイプ21及び断熱材22を介して収納し、前
記放熱箱20全体に熱を逃がすような構造を有するもの
である。
【0018】なお、上記の各実施の形態において、熱電
変換素子1と放熱基板2及び吸熱基板3との接触面間に
シリコングリース等の熱伝導性潤滑剤Gをそれぞれ介在
したが、熱電変換素子1と放熱基板2または吸熱基板3
との一方の接触面間を接着等により固定し、その他方の
非固定状態の接触面間に熱伝導性潤滑剤Gを介在させて
も良い。
【0019】また、上記第1の実施の形態において、前
記放熱基板2及び吸熱基板3の対向面2a,3a間に永
久磁石4,5を固着する際、上記第2の実施の形態と同
様に、断熱材を介在させても良い。
【0020】すなわち、この発明は、上記した構成を採
用することにより、放熱基板2と吸熱基板3とで挾持さ
れる熱電変換素子1を磁力にて吸引保持してなるため
に、高温部あるいは低温部の熱リークが空気を介して抑
制され、ベルチェ効果による吸熱あるいは放熱効率が高
められる。
【0021】しかも、放熱基板2の熱膨張及び吸熱基板
3の熱収縮による寸法変化を吸収して、それらの熱応力
P1,P2が、熱電変換素子1に及ぼすことがないため
に、従前のような熱電変換素子1の破壊が防止される。
【0022】また、放熱基板2または吸熱基板3に設け
られる磁石4,5に断熱材を介在させてなるために、磁
石4,5の過熱劣化による吸引力の低下が防止される。
【0023】さらに、熱電変換素子1と放熱基板2及び
吸熱基板3との非固定状態の接触面間に熱伝導性潤滑剤
Gを介在させてなるために、放熱基板2の熱膨張及び吸
熱基板3の熱収縮による寸法変化をより円滑に吸収す
る。
【0024】さらにまた、放熱基板2と吸熱基板3との
間に互いの脱落を防止する脱落防止機構が設けられてい
るために、放熱基板2または吸熱基板3が衝撃等にて磁
力に抗して脱落しようとしても、脱落することがない。
【0025】ところで、上記各実施の形態において、熱
電変換装置として熱電冷却装置を例にして説明したが、
熱電加熱装置にも転用可能であることは云うまでもな
い。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、この発明は、放熱
基板と吸熱基板とで挾持される熱電変換素子を磁力にて
吸引保持してなることから、高温部あるいは低温部の熱
リークを確実に防止することができ、ベルチェ効果によ
る吸熱あるいは放熱効率を高めることができるととも
に、放熱基板の熱膨張及び吸熱基板の熱収縮による寸法
変化を吸収して、それらの熱応力が、熱電変換素子に及
ぼすことがないために、従前のような熱電変換素子の破
壊を防止することができ、これによって、耐久性の向上
を図ることができる。
【0027】しかも、放熱基板の熱膨張及び吸熱基板の
熱収縮による寸法変化を吸収して、それらの熱応力が、
熱電変換素子に及ぼすことがないために、従前のような
熱電変換素子の破壊を防止することができ、これによっ
て、耐久性の向上を図ることができる。
【0028】また、放熱基板または吸熱基板に設けられ
る磁石に断熱材を介在させてなるために、磁石の過熱劣
化による吸引力の低下を防止することができる。
【0029】さらに、熱電変換素子と放熱基板及び吸熱
基板との非固定状態の接触面間に熱伝導性潤滑剤を介在
させてなるために、放熱基板の熱膨張及び吸熱基板の熱
収縮による寸法変化をより円滑に吸収して、熱電変換素
子の破壊防止を助長させることができる。
【0030】さらにまた、放熱基板と吸熱基板との間
に、互いの脱落を防止する脱落防止機構を設けてなるた
めに、放熱基板2または吸熱基板3が衝撃等にて磁力に
抗して脱落しようとしても、脱落することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に係る熱電変換装置の第1の実施の
形態を示す断面図。
【図2】 この発明に係る熱電変換装置の第2の実施の
形態を示す断面図。
【図3】 この発明に係る熱電変換装置の第3の実施の
形態を示す断面図。
【符号の説明】
1・・・熱電変換素子(サーモ・モジュール)、 2・・・放熱基板、 2a・・・対向面、 3・・・吸熱基板、 3a・・・対向面、 4,5・・・永久磁石、 6,7・・・連結具(脱落防止具)、 8・・・シール材、 11・・・永久磁石、 12・・・断熱材、 13・・・金属板、 14・・・係止具、 G・・・熱伝導性潤滑剤。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放熱基板と吸熱基板とで挾持される熱電
    変換素子を磁力にて吸引保持してなることを特徴とする
    熱電変換装置。
  2. 【請求項2】 放熱基板と吸熱基板との熱電変換素子の
    挾持部位を除く対向面間に互いに吸引し合う磁石を非接
    触状態で設けたことを特徴とする請求項1に記載の熱電
    変換装置。
  3. 【請求項3】 放熱基板と吸熱基板との熱電変換素子の
    挾持部位を除く対向面間の一方に磁石を設け、その他方
    に前記磁石に対して吸引可能な金属板を非接触状態で設
    けたことを特徴とする請求項1に記載の熱電変換装置。
  4. 【請求項4】 放熱基板または吸熱基板に設けられる磁
    石に断熱材を介在させたことを特徴とする請求項2また
    は3に記載の熱電変換装置。
  5. 【請求項5】 放熱基板と吸熱基板との間に、互いの脱
    落を防止する脱落防止機構を設けたことを特徴とする請
    求項1,2,3または4に記載の熱電変換装置。
  6. 【請求項6】 熱電変換素子と放熱基板及び吸熱基板と
    の接触面間に熱伝導性潤滑剤を介在させたことを特徴と
    する請求項1,2,3,4または5に記載の熱電変換装
    置。
  7. 【請求項7】 熱電変換素子と放熱基板または吸熱基板
    との一方の接触面間を固定し、その他方の非固定状態の
    接触面間に熱伝導性潤滑剤を介在させたことを特徴とす
    る請求項1,2,3,4または5に記載の熱電変換装
    置。
JP9017112A 1997-01-30 1997-01-30 熱電変換装置 Pending JPH10213360A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002021608A1 (fr) * 2000-09-04 2002-03-14 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Thermocouple
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JP2019012736A (ja) * 2017-06-29 2019-01-24 三菱マテリアル株式会社 熱電変換モジュール、及び、熱電変換モジュールの使用方法
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