JPH1054624A - Thermoelectric cooling device - Google Patents
Thermoelectric cooling deviceInfo
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- JPH1054624A JPH1054624A JP21241396A JP21241396A JPH1054624A JP H1054624 A JPH1054624 A JP H1054624A JP 21241396 A JP21241396 A JP 21241396A JP 21241396 A JP21241396 A JP 21241396A JP H1054624 A JPH1054624 A JP H1054624A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ペルチェ素子を用
いた熱電冷却装置に関する。[0001] The present invention relates to a thermoelectric cooling device using a Peltier element.
【0002】[0002]
【従来の技術】近時、ペルチェ素子を用いたスポットク
ーラ等の熱電冷却装置が開発されている。一般に、ペル
チェ素子は、2種の金属を直列に結合し、直流電流を流
すと、一方の接合部では熱を吸収し、他方の接合部では
熱を発生するというペルチェ効果を用いた素子であり、
2種の素子にはp型熱電半導体とn型熱電半導体が使用
される。2. Description of the Related Art Recently, thermoelectric cooling devices such as spot coolers using Peltier elements have been developed. Generally, a Peltier device is a device using the Peltier effect in which two kinds of metals are connected in series and when a direct current is applied, heat is absorbed at one junction and heat is generated at the other junction. ,
A p-type thermoelectric semiconductor and an n-type thermoelectric semiconductor are used for the two types of elements.
【0003】図6は、ペルチェ素子を用いた熱電冷却装
置の原理を示すもので、n型熱電半導体11とp型熱電
半導体13とが直列に配置され、端部のn型熱電半導体
11側から電流が流れている。そして、電流がn型熱電
半導体11からp型熱電半導体13へ流れる接合面電極
15と、p型熱電半導体13からn型熱電半導体11に
流れる接合面電極17とが、それぞれ同一側に位置する
ように配列されている。FIG. 6 shows the principle of a thermoelectric cooling device using a Peltier element, in which an n-type thermoelectric semiconductor 11 and a p-type thermoelectric semiconductor 13 are arranged in series, and the n-type thermoelectric semiconductor 11 at the end is viewed from the end. Electric current is flowing. Then, the junction surface electrode 15 in which a current flows from the n-type thermoelectric semiconductor 11 to the p-type thermoelectric semiconductor 13 and the junction surface electrode 17 in which the current flows from the p-type thermoelectric semiconductor 13 to the n-type thermoelectric semiconductor 11 are located on the same side. Are arranged.
【0004】これにより、端部のn型熱電半導体11側
から電流を流すと、n型熱電半導体11からp型熱電半
導体13へ流れる接合面電極15側が吸熱側となり、p
型熱電半導体13からn型熱電半導体11に流れる接合
面電極17側が発熱側となり電気的冷凍サイクルが形成
される。しかしながら、上述した吸熱側の接合面電極1
5および発熱側の接合面電極17は、それぞれ電気的に
絶縁する必要があり、ペルチェ素子の成績係数(CO
P)を向上するために、例えば、図7に示すように、ヒ
ートシンク19を接合する場合にも、セラミック等から
なる電気絶縁板23を介装する必要があり、またその接
合に接着剤,熱伝導性グリース25等を使用するため、
熱抵抗が大きくなり成績係数の低下の原因となってい
る。Thus, when a current flows from the n-type thermoelectric semiconductor 11 at the end, the junction surface electrode 15 flowing from the n-type thermoelectric semiconductor 11 to the p-type thermoelectric semiconductor 13 becomes an endothermic side,
The junction surface electrode 17 side flowing from the n-type thermoelectric semiconductor 11 to the n-type thermoelectric semiconductor 11 becomes the heat generation side, and an electric refrigeration cycle is formed. However, the bonding surface electrode 1 on the heat absorbing side described above
5 and the bonding surface electrode 17 on the heating side need to be electrically insulated from each other, and the coefficient of performance (CO
In order to improve P), for example, as shown in FIG. 7, even when the heat sink 19 is joined, it is necessary to interpose an electric insulating plate 23 made of ceramic or the like. To use conductive grease 25, etc.
The thermal resistance increases, causing a decrease in the coefficient of performance.
【0005】なお、図7は、吸熱側の接合面電極15お
よび発熱側の接合面電極17を拡大して示すもので、ヒ
ートシンク21側では電気的な絶縁が不要であるため、
電気絶縁板23の介装が行われていない。一方、一般
に、ヒートシンク19,21には、フィン19a,21
a付きのヒートシンクが使用されるが、この場合には、
フィン19a,21aの熱伝導率が熱抵抗となり、フィ
ン19a,21aを長く延ばして放熱面積を増加しても
性能の向上には限界がある。FIG. 7 is an enlarged view of the bonding surface electrode 15 on the heat absorption side and the bonding surface electrode 17 on the heat generation side. Since electrical insulation is not required on the heat sink 21 side,
The electric insulating plate 23 is not interposed. On the other hand, generally, the fins 19a, 21
A heat sink with a is used. In this case,
The thermal conductivity of the fins 19a and 21a becomes a thermal resistance, and there is a limit in improving the performance even if the fins 19a and 21a are extended to increase the heat radiation area.
【0006】そこで、近時、図8に示すように、n型熱
電半導体11とp型熱電半導体13との間にプレートフ
ィン27,29を直接介装し、プレートフィン27,2
9を接合面電極として電気絶縁板を無くし、熱抵抗を改
善した熱電冷却装置が提案されている。そして、この熱
電冷却装置では、吸熱側のプレートフィン27と放熱側
のプレートフィン29とを逆方向に突出して配置し、各
プレートフィン27,29にコルゲートフィン28を接
合して吸熱および放熱面積を拡大しており、ペルチェ素
子の成績係数が改善されている。Therefore, recently, as shown in FIG. 8, plate fins 27, 29 are directly interposed between the n-type thermoelectric semiconductor 11 and the p-type thermoelectric semiconductor 13, and the plate fins 27, 2
There has been proposed a thermoelectric cooling device in which an electric insulating plate is eliminated using 9 as a bonding surface electrode and the thermal resistance is improved. In this thermoelectric cooling device, the plate fins 27 on the heat absorbing side and the plate fins 29 on the heat radiating side are arranged so as to protrude in opposite directions, and corrugated fins 28 are joined to the plate fins 27, 29 to reduce the heat absorbing and heat radiating area. It is expanding, and the coefficient of performance of the Peltier device is improved.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の熱電冷却装置では、プレートフィン27,2
9を介してコルゲートフィン28に熱が伝達されるた
め、熱流速に制限があり、プレートフィン27,29お
よびコルゲートフィン28の面積を増大しても吸熱ある
いは放熱性能に限界があるという問題があった。However, in such a conventional thermoelectric cooling device, the plate fins 27, 2
Since heat is transmitted to the corrugated fins 28 via the fins 9, there is a problem that heat flow is limited, and even if the area of the plate fins 27, 29 and the corrugated fins 28 is increased, heat absorption or heat dissipation performance is limited. Was.
【0008】本発明は、かかる従来の問題を解決するた
めになされたもので、吸熱および放熱性能を従来より大
幅に向上することができる熱電冷却装置を提供すること
を目的とする。The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a thermoelectric cooling device capable of greatly improving heat absorption and heat radiation performance as compared with the related art.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項1の熱電冷却装置
は、p型熱電半導体とn型熱電半導体とを間隔を置いて
交互に直列に配置するとともに、前記p型熱電半導体と
n型熱電半導体との間に吸熱用ヒートパイプユニットの
導電部と放熱用ヒートパイプユニットの導電部を交互に
介装し、前記吸熱用ヒートパイプユニットのヒートパイ
プと放熱用ヒートパイプユニットのヒートパイプとを逆
方向に突出してなることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a thermoelectric cooling device in which a p-type thermoelectric semiconductor and an n-type thermoelectric semiconductor are alternately arranged in series at an interval, and the p-type thermoelectric semiconductor and the n-type thermoelectric semiconductor are arranged. The conductive part of the heat-absorbing heat pipe unit and the conductive part of the heat-dissipating heat pipe unit are alternately interposed between the semiconductor and the heat pipe of the heat-absorbing heat pipe unit and the heat pipe of the heat-dissipating heat pipe unit. It protrudes in the direction.
【0010】請求項2の熱電冷却装置は、請求項1記載
の熱電冷却装置において、前記吸熱用ヒートパイプユニ
ットおよび放熱用ヒートパイプユニットは、導電材料か
らなる扁平長尺状の多穴管プレートの長手方向の中央を
折曲して、折曲部の両側に、所定間隔を置いて平行に一
対の多穴管コンテナ部を形成するとともに、前記一対の
多穴管コンテナ部の端部を、冷媒用タンクに連結してな
ることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a thermoelectric cooling device according to the first aspect, wherein the heat absorbing heat pipe unit and the heat radiating heat pipe unit are formed of a flat and long multi-hole tube plate made of a conductive material. Bending the center in the longitudinal direction, forming a pair of multi-hole tube container portions in parallel at a predetermined interval on both sides of the bent portion, and forming an end of the pair of multi-hole tube container portions as refrigerant. It is characterized by being connected to a tank for use.
【0011】請求項3の熱電冷却装置は、請求項2記載
の熱電冷却装置において、前記吸熱用ヒートパイプユニ
ットおよび放熱用ヒートパイプユニットは、コルゲート
フィンを介して複数積層され、隣接する吸熱用ヒートパ
イプユニットおよび放熱用ヒートパイプユニットの間に
電気絶縁体が介装されていることを特徴とする。請求項
4の熱電冷却装置は、請求項2または3記載の熱電冷却
装置において、前記ヒートパイプユニットの一対の多穴
管コンテナ部の間にコルゲートフィンを配置してなるこ
とを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the thermoelectric cooling device according to the second aspect, the heat absorbing heat pipe unit and the heat radiating heat pipe unit are stacked in plurality via a corrugated fin, and the adjacent heat absorbing heat pipe units are stacked. An electric insulator is interposed between the pipe unit and the heat radiating heat pipe unit. A thermoelectric cooling device according to a fourth aspect is characterized in that, in the thermoelectric cooling device according to the second or third aspect, a corrugated fin is arranged between a pair of multi-hole tube container portions of the heat pipe unit.
【0012】(作用)請求項1の熱電冷却装置では、n
型熱電半導体からp型熱電半導体に電流が流れる位置に
吸熱用ヒートパイプユニットの導電部が直接介装され、
p型熱電半導からn型熱電半導体に電流が流れる位置に
放熱用ヒートパイプユニットの導電部が直接介装され
る。(Function) In the thermoelectric cooling device of the first aspect, n
The conductive part of the heat absorbing heat pipe unit is directly interposed at the position where current flows from the p-type thermoelectric semiconductor to the p-type thermoelectric semiconductor,
The conductive portion of the heat-dissipating heat pipe unit is directly interposed at a position where current flows from the p-type thermoelectric semiconductor to the n-type thermoelectric semiconductor.
【0013】そして、吸熱用ヒートパイプユニット側を
流れる空気等の流体の熱が吸熱用ヒートパイプユニット
のヒートパイプを介してペルチェ素子に迅速に吸熱さ
れ、一方、ペルチェ素子からの熱が放熱用ヒートパイプ
ユニットのヒートパイプを介して放熱用ヒートパイプユ
ニット側を流れる空気等の流体に迅速に放熱される。請
求項2の熱電冷却装置では、導電材料からなる扁平長尺
状の多穴管プレートの長手方向の中央を折曲することに
より、折曲部の両側に、所定間隔を置いて平行に一対の
多穴管コンテナ部が形成される。The heat of a fluid such as air flowing through the heat absorbing heat pipe unit side is quickly absorbed by the Peltier element through the heat pipe of the heat absorbing heat pipe unit, while the heat from the Peltier element is released by the heat radiating heat. The heat is quickly radiated to a fluid such as air flowing on the heat radiating heat pipe unit side through the heat pipe of the pipe unit. In the thermoelectric cooling device according to the second aspect, by bending the center in the longitudinal direction of the flat long multi-hole tube plate made of a conductive material, a pair of parallel members are provided at predetermined intervals on both sides of the bent portion. A multi-well container section is formed.
【0014】また、一対の多穴管コンテナ部の端部が、
冷媒用タンクに連結され吸熱用ヒートパイプユニットお
よび放熱用ヒートパイプユニットが形成される。請求項
3の熱電冷却装置では、吸熱用ヒートパイプユニットお
よび放熱用ヒートパイプユニットがコルゲートフィンを
介して複数積層される。また、隣接する吸熱用ヒートパ
イプユニットおよび放熱用ヒートパイプユニットの間に
電気絶縁体が介装され相互の絶縁が行われる。Further, the ends of the pair of multi-hole tube container portions are
The heat pipe unit for heat absorption and the heat pipe unit for heat radiation are connected to the refrigerant tank. In the thermoelectric cooling device according to the third aspect, a plurality of heat pipe units for heat absorption and heat pipe units for heat radiation are stacked via corrugated fins. In addition, an electric insulator is interposed between the adjacent heat-absorbing heat pipe units and the heat-dissipating heat pipe units to insulate each other.
【0015】請求項4の熱電冷却装置では、吸熱用ヒー
トパイプユニットおよび放熱用ヒートパイプユニットの
一対の多穴管コンテナ部の間にコルゲートフィンが配置
される。According to a fourth aspect of the present invention, the corrugated fin is disposed between the pair of multi-hole tube containers of the heat absorbing heat pipe unit and the heat radiating heat pipe unit.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図面に示す
実施形態について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0017】図1は、本発明の熱電冷却装置の第1の実
施形態を示しており、この熱電冷却装置では、n型熱電
半導体31とp型熱電半導体33とが間隔を置いて交互
に直列に配置されている。そして、図の右端のn型熱電
半導体31にはプラス電極35が接続され、左端のp型
熱電半導体33にはマイナス電極37が接続されてい
る。FIG. 1 shows a first embodiment of a thermoelectric cooling device according to the present invention. In this thermoelectric cooling device, an n-type thermoelectric semiconductor 31 and a p-type thermoelectric semiconductor 33 are alternately connected in series at intervals. Are located in The plus electrode 35 is connected to the n-type thermoelectric semiconductor 31 on the right end of the drawing, and the minus electrode 37 is connected to the p-type thermoelectric semiconductor 33 on the left end.
【0018】n型熱電半導体31からp型熱電半導体3
3に電流が流れる位置には、吸熱用ヒートパイプユニッ
ト39の導電部41が直接介装され、p型熱電半導体3
3からn型熱電半導体31に電流が流れる位置には、放
熱用ヒートパイプユニット43の導電部45が直接介装
されている。吸熱用ヒートパイプユニット39の導電部
41には、図の下方に向けて吸熱用ヒートパイプ47が
突設され吸熱側熱交換部49が形成されている。From the n-type thermoelectric semiconductor 31 to the p-type thermoelectric semiconductor 3
3, a conductive portion 41 of the heat absorbing heat pipe unit 39 is directly interposed, and the p-type thermoelectric semiconductor 3
The conductive portion 45 of the heat-dissipating heat pipe unit 43 is directly interposed at a position where a current flows from 3 to the n-type thermoelectric semiconductor 31. A heat-absorbing heat pipe 47 projects from the conductive portion 41 of the heat-absorbing heat pipe unit 39 downward in FIG.
【0019】また、放熱用ヒートパイプユニット43の
導電部45には、図の上方に向けて放熱用ヒートパイプ
51が突設され放熱側熱交換部53が形成されている。
吸熱用ヒートパイプ47および放熱用ヒートパイプ51
には、それぞれフィン55が配置されている。吸熱用ヒ
ートパイプ47の冷媒には、吸熱側熱交換部49を通過
する空気等の流体の温度により沸騰し、n型熱電半導体
31の接合部31aの温度で凝縮する冷媒が選択されて
いる。Further, a heat-radiating heat pipe 51 projects from the conductive portion 45 of the heat-radiating heat pipe unit 43 toward the upper side of the figure to form a heat-radiating heat exchange portion 53.
Heat pipe 47 for heat absorption and heat pipe 51 for heat radiation
Are provided with fins 55, respectively. As the refrigerant of the heat-absorbing heat pipe 47, a refrigerant that boils due to the temperature of a fluid such as air passing through the heat-absorbing heat exchange section 49 and condenses at the temperature of the junction 31a of the n-type thermoelectric semiconductor 31 is selected.
【0020】また、放熱用ヒートパイプ51の冷媒に
は、p型熱電半導体33の接合部33aの温度で沸騰
し、放熱側熱交換部53を通過する空気等の流体の温度
により凝縮する冷媒が選択されている。上述した熱電冷
却装置では、n型熱電半導体31からp型熱電半導体3
3に向けて電流を流し、吸熱側熱交換部49に空気等の
流体を流すと、フィン55を介して吸熱用ヒートパイプ
47の冷媒が沸騰し、潜熱で空気等の流体が冷却され
る。The refrigerant in the heat-radiating heat pipe 51 includes a refrigerant that boils at the temperature of the junction 33 a of the p-type thermoelectric semiconductor 33 and condenses due to the temperature of a fluid such as air passing through the heat-radiating-side heat exchange unit 53. Selected. In the above-described thermoelectric cooling device, the n-type thermoelectric semiconductor 31 to the p-type thermoelectric semiconductor 3
When an electric current is caused to flow toward 3 and a fluid such as air is caused to flow through the heat-absorbing heat exchange section 49, the refrigerant in the heat-absorbing heat pipe 47 boils through the fins 55, and the fluid such as air is cooled by latent heat.
【0021】そして、沸騰した冷媒は、n型熱電半導体
31の接合部31aの温度で凝縮し、吸熱用ヒートパイ
プ47の先端に環流される。一方、この時同時に、p型
熱電半導体33の接合部33aに導電部45を介して接
合される放熱用ヒートパイプ51の底部が加熱され冷媒
が沸騰し、沸騰した冷媒は、放熱用ヒートパイプ51の
先端部でフィン55を介して放熱側熱交換部53を流れ
る空気等の流体により冷却され放熱用ヒートパイプ51
の底部に環流される。The boiling refrigerant is condensed at the temperature of the junction 31 a of the n-type thermoelectric semiconductor 31 and is returned to the end of the heat absorbing heat pipe 47. On the other hand, at the same time, at the same time, the bottom of the heat-radiating heat pipe 51 joined to the joint 33a of the p-type thermoelectric semiconductor 33 via the conductive portion 45 is heated, and the refrigerant boils. Is cooled by a fluid such as air flowing through the heat-dissipating-side heat exchanging section 53 through the fins 55 at the leading end of the heat pipe 51.
Refluxed to the bottom of the
【0022】そして、このような環流サイクルが、吸熱
用ヒートパイプ47および放熱用ヒートパイプ51に生
ずることにより、n型熱電半導体31の接合部31aの
温度と吸熱用ヒートパイプ47のフィン55の付け根の
温度、および、p型熱電半導体33の接合部33aの温
度と放熱用ヒートパイプ51のフィン55の付け根の温
度とが殆ど同じになる。Such a recirculation cycle is generated in the heat absorbing heat pipe 47 and the heat radiating heat pipe 51, so that the temperature of the junction 31 a of the n-type thermoelectric semiconductor 31 and the root of the fin 55 of the heat absorbing heat pipe 47 are increased. And the temperature of the junction 33a of the p-type thermoelectric semiconductor 33 and the temperature of the root of the fin 55 of the heat-radiating heat pipe 51 are almost the same.
【0023】すなわち、熱抵抗が極めて小さくなり、フ
ィン55の面積増大分に比例して、吸熱および放熱性能
を向上することが可能になり、成績係数を従来より大幅
に改善することができる。図2ないし図4は、本発明の
熱電冷却装置の第2の実施形態を示しており、これらの
図において符号61は吸熱用ヒートパイプユニットを、
符号63は放熱用ヒートパイプユニットを示している。That is, the heat resistance becomes extremely small, and the heat absorbing and radiating performance can be improved in proportion to the increase in the area of the fins 55, so that the coefficient of performance can be greatly improved as compared with the prior art. 2 to 4 show a second embodiment of the thermoelectric cooling device of the present invention. In these drawings, reference numeral 61 denotes a heat absorbing heat pipe unit.
Reference numeral 63 indicates a heat pipe unit for heat radiation.
【0024】これ等の吸熱用ヒートパイプユニット61
および放熱用ヒートパイプユニット63は、アルミニウ
ムのクラッド材からなるコルゲートフィン65を介して
水平方向に多数積層され、吸熱側熱交換部67および放
熱側熱交換部69が形成されている。隣接する吸熱用ヒ
ートパイプユニット61および放熱用ヒートパイプユニ
ット63の間には、電気絶縁板71が介装されている。These heat absorbing heat pipe units 61
The heat-dissipating heat pipe unit 63 is horizontally stacked in large numbers via corrugated fins 65 made of aluminum clad material, and a heat-absorbing heat exchange section 67 and a heat-dissipating heat exchange section 69 are formed. An electric insulating plate 71 is interposed between the adjacent heat absorbing heat pipe units 61 and heat radiating heat pipe units 63.
【0025】図5は吸熱用ヒートパイプユニット61お
よび放熱用ヒートパイプユニット63の詳細を示してお
り、符号73は、扁平長尺状の多穴管プレートを示して
いる。この多穴管プレート73は、例えば、アルミニウ
ム等の熱伝導性の良好な金属により形成されている。ま
た、この多穴管プレート73は、押し出し成形により形
成され、図4に示すように、幅方向に所定間隔を置い
て、複数の管路73aが形成されている。FIG. 5 shows details of the heat absorbing heat pipe unit 61 and the heat radiating heat pipe unit 63, and reference numeral 73 denotes a flat and long multi-hole tube plate. The multi-hole tube plate 73 is formed of, for example, a metal having good heat conductivity such as aluminum. Further, the multi-well tube plate 73 is formed by extrusion molding, and as shown in FIG. 4, a plurality of pipelines 73a are formed at predetermined intervals in the width direction.
【0026】この管路73aの内面には、微小な凹凸か
らなる図示しないウイックが形成されている。多穴管プ
レート73の長手方向の中央は、U字状に折曲され、折
曲部73cの両側に、所定間隔を置いて平行に一対の多
穴管コンテナ部73dが形成されている。A wick (not shown) composed of minute irregularities is formed on the inner surface of the conduit 73a. The center in the longitudinal direction of the multi-hole tube plate 73 is bent in a U-shape, and a pair of multi-hole tube container portions 73d are formed on both sides of the bent portion 73c in parallel at a predetermined interval.
【0027】この一対の多穴管コンテナ部73dの端部
は、ろう材75を介して相互に当接され、冷媒用タンク
77のタンク本体79に形成される連結穴79aに嵌挿
されている。タンク本体79は、アルミニウムからな
り、タンク本体79の両側は、アルミニウムからなるパ
ッチエンド81,83により密閉されている。The ends of the pair of multi-hole tube container portions 73d are in contact with each other via a brazing material 75, and are fitted into connection holes 79a formed in the tank body 79 of the refrigerant tank 77. . The tank body 79 is made of aluminum, and both sides of the tank body 79 are sealed by patch ends 81 and 83 made of aluminum.
【0028】一側のパッチエンド81には、作動液であ
る冷媒を供給するための作動液供給パイプ84が開口さ
れている。一対の多穴管コンテナ部73dの間には、コ
ルゲートフィン85が配置されている。また、一対の多
穴管コンテナ部73dの端部の外側には、アルミニウム
からなるプレート87がろう付けされている。A working fluid supply pipe 84 for supplying a coolant as a working fluid is opened at one of the patch ends 81. Corrugated fins 85 are arranged between the pair of multi-hole tube container parts 73d. A plate 87 made of aluminum is brazed to the outside of the ends of the pair of multi-hole tube container parts 73d.
【0029】このプレート87の表面は、ニッケルメッ
キした後に半田メッキされており、これと同様にニッケ
ルメッキした後に半田メッキされたn型熱電半導体31
またはp型熱電半導体33が接合される。そして、この
第2の実施形態の熱電冷却装置では、第1の実施形態の
熱電冷却装置と異なり多穴管コンテナ部73dの端部が
直接導電部とされる。The surface of the plate 87 is nickel-plated and then solder-plated. Similarly, the nickel-plated and solder-plated n-type thermoelectric semiconductor 31 is formed.
Alternatively, the p-type thermoelectric semiconductor 33 is joined. In the thermoelectric cooling device according to the second embodiment, unlike the thermoelectric cooling device according to the first embodiment, the end of the multi-hole tube container 73d is directly used as a conductive portion.
【0030】上述した熱電冷却装置では、先ず、一対の
多穴管コンテナ部73dの間にコルゲートフィン85を
挿入し、一対の多穴管コンテナ部73dの端部に板状の
ろう材75を挿入した状態で、一対の多穴管コンテナ部
73dの端部をパッチエンド81,83の嵌挿されたタ
ンク本体79の連結穴79aに嵌挿し、この状態で一対
の多穴管コンテナ部73dの端部の外側にプレート87
およびコルゲートフィン65を当接し、これ等を熱処理
炉内で一体ろう付けすることにより、図5に示した吸熱
用ヒートパイプユニット61および放熱用ヒートパイプ
ユニット63が製造される。In the above-described thermoelectric cooling device, first, the corrugated fin 85 is inserted between the pair of multi-hole tube containers 73d, and the plate-shaped brazing material 75 is inserted into the ends of the pair of multi-hole tube container portions 73d. In this state, the ends of the pair of multi-hole tube container portions 73d are inserted into the connection holes 79a of the tank body 79 in which the patch ends 81 and 83 are inserted, and in this state, the ends of the pair of multi-hole tube container portions 73d are inserted. Plate 87 outside the part
And the corrugated fins 65 are brought into contact with each other and brazed integrally in a heat treatment furnace, whereby the heat absorbing heat pipe unit 61 and the heat radiating heat pipe unit 63 shown in FIG. 5 are manufactured.
【0031】そして、次に、吸熱用ヒートパイプユニッ
ト61および放熱用ヒートパイプユニット63のコルゲ
ートフィン65の間に電気絶縁板71を配置し、プレー
ト87にn型熱電半導体31およびp型熱電半導体33
を交互に配置し、さらに、両端に電極35.37を配置
して、図2に示したように吸熱用ヒートパイプユニット
61および放熱用ヒートパイプユニット63を積層し、
この状態で熱処理炉内において半田メッキを溶融するこ
とにより吸熱用ヒートパイプユニット61および放熱用
ヒートパイプユニット63がn型熱電半導体31および
p型熱電半導体33を介して相互に半田付けされ図2に
示した形状の熱電冷却装置が製造される。Next, an electric insulating plate 71 is disposed between the corrugated fins 65 of the heat absorbing heat pipe unit 61 and the heat radiating heat pipe unit 63, and the n-type thermoelectric semiconductor 31 and the p-type thermoelectric semiconductor 33 are placed on the plate 87.
Are alternately arranged, electrodes 35 and 37 are arranged at both ends, and a heat absorbing heat pipe unit 61 and a heat radiating heat pipe unit 63 are stacked as shown in FIG.
In this state, by melting the solder plating in the heat treatment furnace, the heat absorbing heat pipe unit 61 and the heat radiating heat pipe unit 63 are soldered to each other via the n-type thermoelectric semiconductor 31 and the p-type thermoelectric semiconductor 33. A thermoelectric cooling device of the shape shown is manufactured.
【0032】なお、半田の融点は、ろう材の融点より充
分に低温であるため、半田付けによるろう付けへの影響
はない。そして、最後に、パッチエンド81の作動液供
給パイプ84に形成される冷媒注入口84aから、アセ
トン,フレオン等の冷媒が冷媒用タンク77内に所定量
注入され、この後、冷媒注入口84aから冷媒用タンク
43および多穴管コンテナ部73d内が真空引きされ、
作動液供給パイプ84の冷媒注入口84aを封止するこ
とにより熱電冷却装置が製造される。Since the melting point of the solder is sufficiently lower than the melting point of the brazing material, the soldering does not affect the brazing. Finally, a predetermined amount of refrigerant such as acetone or freon is injected into the refrigerant tank 77 from a refrigerant injection port 84a formed in the working fluid supply pipe 84 of the patch end 81, and thereafter, from the refrigerant injection port 84a. The inside of the refrigerant tank 43 and the multi-well tube container 73d is evacuated,
The thermoelectric cooling device is manufactured by sealing the refrigerant injection port 84a of the working fluid supply pipe 84.
【0033】上述した熱電冷却装置では、扁平長尺状の
多穴管プレート73の長手方向の中央を折曲し、折曲部
73cの両側に、一対の多穴管コンテナ部73dを形成
するようにしたので、1部品により一対の多穴管コンテ
ナ部73dを得ることができる。また、多穴管コンテナ
部73dの一側に折曲部73cが形成されるため多穴管
コンテナ部73dを密閉するための蓋部材が不要にな
る。In the above-described thermoelectric cooling device, the center of the flat long multi-hole tube plate 73 in the longitudinal direction is bent, and a pair of multi-hole tube container portions 73d are formed on both sides of the bent portion 73c. Therefore, a pair of multi-hole container sections 73d can be obtained by one component. Further, since the bent portion 73c is formed on one side of the multi-hole tube container portion 73d, a lid member for sealing the multi-hole tube container portion 73d is not required.
【0034】また、上述した熱電冷却装置では、一対の
多穴管コンテナ部73dが折曲部73cおよび冷媒用タ
ンク77を介してループ状に形成されるため、吸熱用ヒ
ートパイプユニット61および放熱用ヒートパイプユニ
ット63の剛性が非常に高いものになる。さらに、上述
した熱電冷却装置では、吸熱用ヒートパイプユニット6
1および放熱用ヒートパイプユニット63をコルゲート
フィン65を介して複数積層したので、熱交換効率を向
上することができる。In the above-described thermoelectric cooling device, the pair of multi-hole tube containers 73d is formed in a loop through the bent portion 73c and the refrigerant tank 77, so that the heat absorbing heat pipe unit 61 and the heat radiating The rigidity of the heat pipe unit 63 becomes very high. Furthermore, in the thermoelectric cooling device described above, the heat pipe unit 6 for absorbing heat is used.
Since one and a plurality of heat pipe units 63 for heat radiation are laminated via the corrugated fins 65, the heat exchange efficiency can be improved.
【0035】また、吸熱用ヒートパイプユニット61お
よび放熱用ヒートパイプユニット63の一対の多穴管コ
ンテナ部73dの間にコルゲートフィン85を配置した
ので、熱交換効率をより向上することができる。なお、
上述した熱電冷却装置は、スポットクーラ、携帯用のク
ーラ等に使用できることは勿論、制御盤等の筺体内の冷
却等、各種の簡便な冷却に広く使用することができる。Further, since the corrugated fins 85 are arranged between the pair of multi-hole tube containers 73d of the heat absorbing heat pipe unit 61 and the heat radiating heat pipe unit 63, the heat exchange efficiency can be further improved. In addition,
The above-described thermoelectric cooling device can be widely used for various simple cooling such as cooling of a casing of a control panel or the like, as well as a spot cooler or a portable cooler.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上述べたように、請求項1の熱電冷却
装置では、吸熱用ヒートパイプユニット側を流れる空気
等の流体の熱が吸熱用ヒートパイプユニットのヒートパ
イプを介してペルチェ素子に迅速に吸熱され、一方、ペ
ルチェ素子からの熱が放熱用ヒートパイプユニットのヒ
ートパイプを介して放熱用ヒートパイプユニット側を流
れる空気等の流体に迅速に放熱されるため、吸熱および
放熱性能を従来より大幅に向上することができる。As described above, in the thermoelectric cooling device according to the first aspect, the heat of the fluid such as air flowing on the heat absorbing heat pipe unit side is quickly supplied to the Peltier element through the heat pipe of the heat absorbing heat pipe unit. The heat from the Peltier element is quickly absorbed by the fluid such as air flowing through the heat-dissipating heat pipe unit via the heat-dissipating heat pipe unit. It can be greatly improved.
【0037】請求項2の熱電冷却装置では、導電材料か
らなる扁平長尺状の多穴管プレートの長手方向の中央を
折曲し、折曲部の両側に、一対の多穴管コンテナ部を形
成するようにしたので、1部品により一対の多穴管コン
テナ部を得ることができる。また、多穴管コンテナ部の
一側に折曲部が形成されるため多穴管コンテナ部を密閉
するための蓋部材が不要になる。In the thermoelectric cooler according to the second aspect, the center of the flat long multi-hole tube plate made of a conductive material in the longitudinal direction is bent, and a pair of multi-hole tube container portions are provided on both sides of the bent portion. Since it is formed, a pair of multi-hole tube container portions can be obtained by one component. In addition, since a bent portion is formed on one side of the multi-hole tube container portion, a lid member for sealing the multi-hole tube container portion becomes unnecessary.
【0038】さらに、一対の多穴管コンテナ部が折曲部
および冷媒用タンクを介してループ状に形成されるた
め、吸熱用ヒートパイプユニットおよび放熱用ヒートパ
イプユニットの剛性が非常に高いものとなる。請求項3
の熱電冷却装置では、吸熱用ヒートパイプユニットおよ
び放熱用ヒートパイプユニットをコルゲートフィンを介
して複数積層したので、熱交換効率を向上することがで
きる。Further, since the pair of multi-hole pipe container portions are formed in a loop through the bent portion and the coolant tank, the heat-pipe unit for heat absorption and the heat-pipe unit for heat dissipation have extremely high rigidity. Become. Claim 3
In the thermoelectric cooling device described above, a plurality of heat pipe units for heat absorption and heat pipes for heat radiation are stacked via corrugated fins, so that the heat exchange efficiency can be improved.
【0039】また、隣接する吸熱用ヒートパイプユニッ
トおよび放熱用ヒートパイプユニットの間に電気絶縁体
を介装したので、相互の絶縁を確実に行うことができ
る。請求項4の熱電冷却装置では、吸熱用ヒートパイプ
ユニットおよび放熱用ヒートパイプユニットの一対の多
穴管コンテナ部の間にコルゲートフィンを配置したの
で、熱交換効率を向上することができる。Further, since an electric insulator is interposed between the adjacent heat absorbing heat pipe unit and heat radiating heat pipe unit, mutual insulation can be ensured. In the thermoelectric cooling device according to the fourth aspect, since the corrugated fins are arranged between the pair of multi-hole tube containers of the heat absorbing heat pipe unit and the heat radiating heat pipe unit, the heat exchange efficiency can be improved.
【図1】本発明の熱電冷却装置の第1の実施形態を示す
説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of a thermoelectric cooling device of the present invention.
【図2】本発明の熱電冷却装置の第2の実施形態を示す
正面図である。FIG. 2 is a front view showing a second embodiment of the thermoelectric cooling device of the present invention.
【図3】図2の側面図である。FIG. 3 is a side view of FIG. 2;
【図4】図2の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of FIG. 2;
【図5】図2の吸熱用ヒートパイプユニットおよび放熱
用ヒートパイプユニットを示す分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view showing the heat absorbing heat pipe unit and the heat radiating heat pipe unit of FIG. 2;
【図6】ペルチェ素子の原理を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the principle of a Peltier element.
【図7】従来の熱電冷却装置を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing a conventional thermoelectric cooling device.
【図8】従来の熱電冷却装置を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a conventional thermoelectric cooling device.
31 n型熱電半導体 33 p型熱電半導体 39,61 吸熱用ヒートパイプユニット 41,45 導電部 43,63 放熱用ヒートパイプユニット 47 吸熱用ヒートパイプ 51 放熱用ヒートパイプ 65,85 コルゲートフィン 71 電気絶縁板 73 多穴管プレート 73c 折曲部 73d 多穴管コンテナ部 77 冷媒用タンク 31 n-type thermoelectric semiconductor 33 p-type thermoelectric semiconductor 39, 61 heat-absorbing heat pipe unit 41, 45 conductive portion 43, 63 heat-radiating heat pipe unit 47 heat-absorbing heat pipe 51 heat-radiating heat pipe 65, 85 corrugated fin 71 electric insulating plate 73 Multi-hole tube plate 73c Bent portion 73d Multi-hole tube container portion 77 Refrigerant tank
Claims (4)
体(31)とを間隔を置いて交互に直列に配置するとと
もに、前記p型熱電半導体(33)とn型熱電半導体
(31)との間に吸熱用ヒートパイプユニット(39,
61)の導電部(41)と放熱用ヒートパイプユニット
(43,63)の導電部(45)を交互に介装し、前記
吸熱用ヒートパイプユニット(39,61)のヒートパ
イプ(47)と放熱用ヒートパイプユニット(43,6
3)のヒートパイプ(51)とを逆方向に突出してなる
ことを特徴とする熱電冷却装置。1. A p-type thermoelectric semiconductor (33) and an n-type thermoelectric semiconductor (31) are alternately arranged in series at intervals and the p-type thermoelectric semiconductor (33) and the n-type thermoelectric semiconductor (31) are arranged. Heat pipe unit for heat absorption (39,
61) and the conductive portions (45) of the heat-dissipating heat pipe units (43, 63) are alternately interposed, and are connected to the heat pipes (47) of the heat-absorbing heat pipe units (39, 61). Heat pipe unit for heat dissipation (43, 6
3) A thermoelectric cooling device characterized by projecting the heat pipe (51) in the opposite direction.
放熱用ヒートパイプユニット(43,63)は、導電材
料からなる扁平長尺状の多穴管プレート(73)の長手
方向の中央を折曲して、折曲部(73c)の両側に、所
定間隔を置いて平行に一対の多穴管コンテナ部(73
d)を形成するとともに、前記一対の多穴管コンテナ部
(73d)の端部を、冷媒用タンク(77)に連結して
なることを特徴とする熱電冷却装置。2. The thermoelectric cooling device according to claim 1, wherein said heat-absorbing heat pipe unit (39, 61) and said heat-dissipating heat pipe unit (43, 63) are flat, multi-holes made of a conductive material. The center in the longitudinal direction of the tube plate (73) is bent, and a pair of multi-hole tube container portions (73) are arranged on both sides of the bent portion (73c) in parallel at a predetermined interval.
d) The thermoelectric cooling device, wherein d) is formed and the ends of the pair of multi-hole tube container parts (73d) are connected to a refrigerant tank (77).
放熱用ヒートパイプユニット(43,63)は、コルゲ
ートフィン(65)を介して複数積層され、隣接する吸
熱用ヒートパイプユニット(39,61)および放熱用
ヒートパイプユニット(43,63)の間に電気絶縁体
(71)が介装されていることを特徴とする熱電冷却装
置。3. The thermoelectric cooling device according to claim 2, wherein the heat absorbing heat pipe unit (39, 61) and the heat radiating heat pipe unit (43, 63) are stacked in plurality via a corrugated fin (65). A thermoelectric cooling device, wherein an electric insulator (71) is interposed between adjacent heat absorbing heat pipe units (39, 61) and heat radiating heat pipe units (43, 63).
おいて、 前記吸熱用ヒートパイプユニット(39,61)および
放熱用ヒートパイプユニット(43,63)の一対の多
穴管コンテナ部(73d)の間にコルゲートフィン(8
5)を配置してなることを特徴とする熱電冷却装置。4. The thermoelectric cooling device according to claim 2, wherein a pair of multi-hole tube containers (73d) of said heat absorbing heat pipe unit (39, 61) and said heat radiating heat pipe unit (43, 63). Between corrugated fins (8
(5) A thermoelectric cooling device characterized by being arranged.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21241396A JPH1054624A (en) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | Thermoelectric cooling device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21241396A JPH1054624A (en) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | Thermoelectric cooling device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1054624A true JPH1054624A (en) | 1998-02-24 |
Family
ID=16622183
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21241396A Pending JPH1054624A (en) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | Thermoelectric cooling device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1054624A (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN108344317A (en) * | 2018-02-08 | 2018-07-31 | 西南石油大学 | A kind of overlength gravity assisted heat pipe geothermal exploitation system assisted using peltier effect |
-
1996
- 1996-08-12 JP JP21241396A patent/JPH1054624A/en active Pending
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