JPH11112039A - 円形熱電モジュール - Google Patents

円形熱電モジュール

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JPH11112039A
JPH11112039A JP9290405A JP29040597A JPH11112039A JP H11112039 A JPH11112039 A JP H11112039A JP 9290405 A JP9290405 A JP 9290405A JP 29040597 A JP29040597 A JP 29040597A JP H11112039 A JPH11112039 A JP H11112039A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thermoelectric module
circular
thermoelectric
rectangular
present
Prior art date
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Pending
Application number
JP9290405A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisayoshi Inoue
久嘉 井上
Shohei Inamori
昭平 稲森
Shinji Fujimoto
真嗣 藤本
Toshio Kamitsuji
利夫 上辻
Osao Kido
長生 木戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Co
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Publication date
Application filed by Matsushita Refrigeration Co filed Critical Matsushita Refrigeration Co
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Priority to EP98945620A priority patent/EP0945692A4/en
Priority to PCT/JP1998/004496 priority patent/WO1999018399A1/ja
Priority to US09/319,467 priority patent/US6354086B1/en
Priority to AU27015/99A priority patent/AU749183B2/en
Priority to KR1019997004911A priority patent/KR100571297B1/ko
Priority to CNB988017067A priority patent/CN1187561C/zh
Priority to TW088220991U priority patent/TW501723U/zh
Publication of JPH11112039A publication Critical patent/JPH11112039A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • F25B2321/025Removal of heat
    • F25B2321/0251Removal of heat by a gas

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  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、従来技術の上記した問題点に注目
し、製造が簡単であり、かつ多段化も容易な丸形熱電モ
ジュールを開発する。 【解決手段】 角形の熱電モジュール11をアルミニウ
ムの円板12,13で挟んで丸形熱電モジュール10を
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ペルチェ素子を使
用した熱電モジュールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、フロンガスのオゾン層破壊作用が
地球的な問題となり、フロンガスを使用しない冷却装置
の開発が急がれている。そしてフロンガスを使用しない
冷却装置の一つとして、熱電モジュールを使用した冷却
装置が注目されている。ここで熱電モジュールとは、ペ
ルチェ(Peltier)モジュール、又は熱電モジュールとし
て知られているものであり、二つの伝熱面を有し、電流
を流すことにより一方の伝熱面が加熱され、他方の伝熱
面が冷却される機能を持つ部材である。ところで熱電モ
ジュールを使用した冷却装置は、旧来のフロンガスを使
用した冷却装置に比べて冷却効率が低いのが現状であ
る。そこで熱電モジュールと熱媒体との間の熱交換をよ
り円滑に行わしめ、冷却効率を高めるための改良手段と
して、PCT/AU95/00271号に開示された発
明が知られている。PCT/AU95/00271号に
開示された発明は、マニホールドのキャビティ内に攪拌
翼を設け、熱媒体と熱電モジュールの伝熱面の接触を増
大させるものである。
【0003】PCT/AU95/00271号に開示さ
れた発明は、マニホールドのキャビティ内において攪拌
翼を回転させるものであるため、熱電モジュールは円形
のものが使用される。
【0004】図9は、PCT/AU95/00271号
に開示された円形の熱電モジュールの正面図である。ま
た図10は、図9の熱電モジュールの断面図である。図
において、1はペルチェ素子、2は電極、3はアルミニ
ウムの板である。従来技術の円形熱電モジュールは、図
の様にペルチェ素子1と電極2を円形に配し、円板状の
板で挟んだものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】PCT/AU95/0
0271号に開示された構造により、円形の熱電モジュ
ールは実現可能である。しかしながら従来技術に開示さ
れた構造は、製造しにくいという問題点がある。すなわ
ち従来技術に開示された構造は、ペルチェ素子1と電極
2を円形に配したものであり、位置決め等が行いにく
い。またペルチェ素子は、多段に積層することにより、
より低温を作ることができるが、従来技術の構造による
と、ペルチェ素子は、多段に積層することは困難であ
る。
【0006】そこで本発明は、従来技術の上記した問題
点に注目し、製造が簡単であり、かつ多段化も容易な円
形熱電モジュールの開発を課題とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】そして上記の課題を解決
するための発明は、複数のペルチェ素子が四角形状に配
列されて固定された角形熱電モジュールと、二枚以上の
円形の板体を有し、前記板体の間に角形熱電モジュール
を挟んでなることを特徴とする円形熱電モジュールであ
る。
【0008】これにより、円形熱電モジュールが実現さ
れ、かつその製造は容易である。またペルチェ素子の多
段化も容易である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明は、複数のペルチェ素子が
四角形状に配列されて固定された角形熱電モジュール
と、二枚以上の円形の板体を有し、前記板体の間に角形
熱電モジュールを挟んでなる。したがって外形形状は円
形となる。
【0010】また前記した角形熱電モジュールは、ペル
チェ素子をセラミック層又は酸化アルミニウム層によっ
て挟んで固定したものが推奨される。
【0011】さらに角形熱電モジュールが複数積層され
た状態で板体の間に挟まれた構成としてもよい。これに
より、より低温を作ることができる。
【0012】また角形熱電モジュールが複数並べられた
状態で板体の間に挟まれた構成としてもよい。これによ
り、大面積の円形熱電モジュールを作ることができる。
【0013】円形の板体は、表面が粗であることが望ま
しい。これにより、熱交換効率の向上が図られる。
【0014】
【実施例】以下さらに本発明の実施例について、図面を
参照しながら説明する。
【0015】(実施例1)図1は、本発明の第1実施例
の円形熱電モジュールの分解斜視図である。図2は、角
形熱電モジュールの断面図である。本実施例の円形熱電
モジュール10は、一つの角形の熱電モジュール11を
アルミニウムの円板12,13で挟んだものである。角
形熱電モジュール11は、公知のペルチェ素子を利用し
たものであり、P型半導体とN型半導体が並べて設けら
れたものである。角形熱電モジュール11の断面構造
は、図2の通りであり、P型とN型の熱電半導体15,
16を上下交互の電極2で直列に接続し、上下をセラミ
ックの絶縁板18で固定したものである。なおP型熱電
半導体15とN型熱電半導体16の組み合わせがペルチ
ェ素子1の最小単位である。また熱電半導体15,16
と電極2との接合には、はんだが使用されることが多
い。
【0016】また円板12,13と、角形熱電モジュー
ル11との接合には、公知の接着剤が活用される。円板
12,13の外側表面は、平滑であっても良いが、熱媒
体との接触率を向上させる目的から、粗面であることが
望ましい。円板12,13の推奨される表面粗さは、粗
いほど望ましく、20μm以上の粗さが推奨される。ま
た粗さの上限は、円板12,13の板厚の限界によって
決まるので、実質上1mm以下程度である。円板12,
13には、位置決め用の切り欠きを設けておくことが望
ましい(図示せず)。
【0017】(実施例2)次に本発明の第2実施例につ
いて説明する。なお、以下の実施例の説明では、先の実
施例と同一の部材は、先の実施例と同一の番号を付して
重複した説明を省略する。図3は、本発明の第2実施例
の円形熱電モジュールの分解斜視図である。先の実施例
は、一つの角形熱電モジュール11をアルミニウムの円
板12,13で挟んだものであるのに対し、第2実施例
の円形熱電モジュール20は、二つの角形熱電モジュー
ル11を積層して円板12,13で挟んだものである。
【0018】本実施例の円形熱電モジュール20では、
角形熱電モジュール11が積層されているので、より低
温を作ることができる。
【0019】(実施例3)次に本発明の第3実施例につ
いて説明する。図4は、本発明の第3実施例の円形熱電
モジュールの分解斜視図である。図5は、本発明の第3
実施例の円形熱電モジュールの正面図(円板13を除去
した状態)および断面図である。本実施例は、角形熱電
モジュール11を並列的に並べた例を示すものである。
すなわち本実施例の円形熱電モジュール30は、4個の
角形熱電モジュール11が同一平面上に配し、円板1
2,13で挟んだものである。
【0020】(実施例4)次に本発明の第4実施例につ
いて説明する。図6は、本発明の第4実施例の円形熱電
モジュールの正面図(円板13を除去した状態)および
断面図である。本実施例の円形熱電モジュール40は、
3個の角形熱電モジュール11が同一平面上に配し、円
板12,13で挟んだものである。
【0021】(実施例5)次に本発明の第5実施例につ
いて説明する。図7は、本発明の第5実施例の円形熱電
モジュールの正面図(円板13を除去した状態)および
断面図である。本実施例は、角形熱電モジュール11を
8個使用し、同一平面に4個づづ配して二段に積層した
ものである。すなわち本実施例の円形熱電モジュール5
0は、二層構造であり、3枚の円板11,51,12を
持つ。なお外側に配される円板11,12は、表面が粗
であるが、中間部分の円板51は平滑面である。そして
円板11,51の間に、4個の角形熱電モジュール11
が並列的に並べられて配されている。また円板51,1
2の間には、先の配列から45°ずらした配列で、4個
の角形熱電モジュール11が並列的に並べて配されてい
る。
【0022】(実施例6)次に本発明の円形熱電モジュ
ールを使用したマニホールドについて説明する。図8
は、本発明の円形熱電モジュールを使用したマニホール
ドの正面断面図である。マニホールド60は、冷却側シ
ェル62、加熱側シェル63、冷却側攪拌部材65、加
熱側攪拌部材66、円形熱電モジュール10(20,3
0,40,50)及びモータ部材67によって構成され
ている。また冷却側攪拌部材65、加熱側攪拌部材66
の内部には、永久磁石68が取り付けられている。
【0023】マニホールド60は、冷却側シェル62、
加熱側シェル65が一体となり、中間部に円形熱電モジ
ュール10が配されている。加熱側シェル65の端部に
はモータ部材67が設けられている。そして円形熱電モ
ジュール10の冷却側伝熱面と冷却側シェル62によっ
てキャビティが形成される。また当該キャビティ内に、
冷却側攪拌部材65が内蔵されている。一方、熱電モジ
ュール10の加熱側は、加熱側伝熱面と加熱側シェル6
3によってキャビティが形成され、内部に加熱側攪拌部
材66が内蔵されている。そして加熱側攪拌部材6にモ
ータ部材67が取り付けられている。本実施例のマニホ
ールド60の円形熱電モジュール10に通電し、さらに
モータ部材67にも通電を行うと、円形熱電モジュール
10の冷却側伝熱面の温度が低下し、加熱側伝熱面の温
度が上昇する。
【0024】またモータ部材67が起動し、内部の回転
子が回転を始めると、加熱側のキャビティ内にある加熱
用攪拌部材66が回転を始める。そして攪拌部材65,
66の磁石同士の吸着力により、加熱側のキャビティ内
にある加熱用攪拌部材66の回転に伴って、冷却側のキ
ャビティ内にある冷却用攪拌部材55も回転を開始す
る。本実施例では、キャビティ内では、熱媒体が攪拌さ
れるので、熱媒体と円形熱電モジュール10の伝熱面と
の接触機会が多い。特に本実施例では、円板11,12
の表面が粗であるから、熱媒体と伝熱面との接触率が高
く、熱交換が円滑に行われる。
【0025】
【発明の効果】本発明によると、円形熱電モジュールが
実現され、かつその製造は容易である。またペルチェ素
子の多段化も容易である。また本発明の円形熱電モジュ
ールは、円形であるから、伝熱面積が広い。
【0026】また角形熱電モジュールが複数積層された
状態で板体の間に挟まれた構成としたのでより低温を作
ることができる。
【0027】また角形熱電モジュールが複数並べられた
状態で板体の間に挟まれた構成としたので、大面積の円
形熱電モジュールを作ることができる。
【0028】さらに円形の板体は、表面が粗であるから
熱交換効率の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の円形熱電モジュールの分
解斜視図
【図2】角形熱電モジュールの断面図
【図3】本発明の第2実施例の円形熱電モジュールの分
解斜視図
【図4】本発明の第3実施例の円形熱電モジュールの分
解斜視図
【図5】本発明の第3実施例の円形熱電モジュールの正
面図(円板13を除去した状態)および断面図
【図6】本発明の第4実施例の円形熱電モジュールの正
面図(円板13を除去した状態)および断面図
【図7】本発明の第5実施例の円形熱電モジュールの正
面図(円板13を除去した状態)および断面図
【図8】本発明の円形熱電モジュールを使用したマニホ
ールドの正面断面図
【図9】従来技術の円形熱電モジュールの正面図
【図10】図9の熱電モジュールの断面図
【符号の説明】
10,20,30,40,50 円形熱電モジュール 11 角形の熱電モジュール 12,13 円板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上辻 利夫 大阪府東大阪市高井田本通4丁目2番5号 松下冷機株式会社内 (72)発明者 木戸 長生 大阪府東大阪市高井田本通4丁目2番5号 松下冷機株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のペルチェ素子が四角形状に配列さ
    れて固定された角形熱電モジュールと、二枚以上の円形
    の板体を有し、前記板体の間に角形熱電モジュールを挟
    んでなることを特徴とする円形熱電モジュール。
  2. 【請求項2】 角形熱電モジュールは、ペルチェ素子を
    セラミック層又は酸化アルミニウム層によって挟んで固
    定したものであることを特徴とする請求項1記載の円形
    熱電モジュール。
  3. 【請求項3】 角形熱電モジュールが複数積層された状
    態で板体の間に挟まれてなることを特徴とする請求項1
    又は2に記載の円形熱電モジュール。
  4. 【請求項4】 角形熱電モジュールが複数並べられた状
    態で板体の間に挟まれてなることを特徴とする請求項1
    乃至3のいずれかに記載の円形熱電モジュール。
  5. 【請求項5】 円形の板体は、表面が粗であることを特
    徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の円形熱電モ
    ジュール。
JP9290405A 1997-10-06 1997-10-06 円形熱電モジュール Pending JPH11112039A (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9290405A JPH11112039A (ja) 1997-10-06 1997-10-06 円形熱電モジュール
EP98945620A EP0945692A4 (en) 1997-10-06 1998-10-05 COLLECTING PIPE WITH THERMOELECTRIC UNIT AND COOLING DEVICE USING THE THERMOELECTRIC UNIT
PCT/JP1998/004496 WO1999018399A1 (fr) 1997-10-06 1998-10-05 Collecteur comportant un module thermoelectrique et un dispositif de refroidissement utilisant ce module
US09/319,467 US6354086B1 (en) 1997-10-06 1998-10-05 Manifold incorporating a thermoelectric module and a cooling device using the thermoelectric module
AU27015/99A AU749183B2 (en) 1997-10-06 1998-10-05 Manifold incorporating a thermoelectric module and a cooling device using the thermoelectric module
KR1019997004911A KR100571297B1 (ko) 1997-10-06 1998-10-05 열전 모듈을 내장한 매니폴드 및 열전 모듈을 사용한 냉각 장치
CNB988017067A CN1187561C (zh) 1997-10-06 1998-10-05 内置有热电模件的岐管及使用热电模件的冷却装置
TW088220991U TW501723U (en) 1997-10-06 1998-10-06 Manifold incorporating a thermoelectric module and a cooling device using thermoelectric module

Applications Claiming Priority (1)

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JP9290405A JPH11112039A (ja) 1997-10-06 1997-10-06 円形熱電モジュール

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JPH11112039A true JPH11112039A (ja) 1999-04-23

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ID=17755597

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