JPH02288377A - 熱電装置 - Google Patents
熱電装置Info
- Publication number
- JPH02288377A JPH02288377A JP1109353A JP10935389A JPH02288377A JP H02288377 A JPH02288377 A JP H02288377A JP 1109353 A JP1109353 A JP 1109353A JP 10935389 A JP10935389 A JP 10935389A JP H02288377 A JPH02288377 A JP H02288377A
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- Japan
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- fin
- heat
- thermoelectric device
- conductor
- thermoelectric
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- Pending
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明はベルチェ効果を利用し、電気的に冷房もしくは
暖房を行う空調装置、もしくはゼーベック効果により温
度差を用いて発電を行う発電装置等に有用な熱電装置に
関する。
暖房を行う空調装置、もしくはゼーベック効果により温
度差を用いて発電を行う発電装置等に有用な熱電装置に
関する。
従来の技術
従来、第４図に示す従来例の様に、熱を電気に変換し、
もしくは電気を熱に変換する熱電装置１は、熱電素子の
両側にフィンを有し、両側のフィンの温度差により発電
を行い、もしくは電流を通ずることにより冷却を行うも
のである。以下の説明についてはペルチェ効果による冷
却について行なう。
もしくは電気を熱に変換する熱電装置１は、熱電素子の
両側にフィンを有し、両側のフィンの温度差により発電
を行い、もしくは電流を通ずることにより冷却を行うも
のである。以下の説明についてはペルチェ効果による冷
却について行なう。
絶縁性フィルム基板２の片面にＮ型半導体３、導電体４
、Ｐ型半導体５、導電体４が順に成膜されている。２つ
のコルゲートフィン６はフィルム基板２の両側に位置し
、導電体４を１つおきに、かつ、接する導電体４がおの
おの異なるように設置されている。Ｎ型半導体３、導電
体４、Ｐ型半導体５は、各々の端部が重なり合う構造に
なっており、熱電装置に流れ込んだ電流は、半導体３．
５と導電体４の界面でペルチェ効果により発熱もしくは
吸熱する。このとき、Ｎ型半導体３とＰ型半導体５は交
互に並んでいることから、導電体４は交互に発熱部また
は吸熱部となり、前述のごとく導電体４の１つおきに接
するコルゲートフィン６は、一方が発熱フィン、他方が
吸熱フィンとなる。したがって、フィルム２上部の空気
から熱を吸収（もしくは空気への熱の発散）、フィルム
２の下部の空気への熱の発散（もしくは空気からの熱の
吸収）となる。
、Ｐ型半導体５、導電体４が順に成膜されている。２つ
のコルゲートフィン６はフィルム基板２の両側に位置し
、導電体４を１つおきに、かつ、接する導電体４がおの
おの異なるように設置されている。Ｎ型半導体３、導電
体４、Ｐ型半導体５は、各々の端部が重なり合う構造に
なっており、熱電装置に流れ込んだ電流は、半導体３．
５と導電体４の界面でペルチェ効果により発熱もしくは
吸熱する。このとき、Ｎ型半導体３とＰ型半導体５は交
互に並んでいることから、導電体４は交互に発熱部また
は吸熱部となり、前述のごとく導電体４の１つおきに接
するコルゲートフィン６は、一方が発熱フィン、他方が
吸熱フィンとなる。したがって、フィルム２上部の空気
から熱を吸収（もしくは空気への熱の発散）、フィルム
２の下部の空気への熱の発散（もしくは空気からの熱の
吸収）となる。
第５図は従来の熱電装置１を冷暖房用に使用した場合の
例を示したものである。このような装置は、大量の空気
の流動を必要とすることから、第４図に示したような熱
電装置１を多数平行に配置し、室内空気および室外空気
の２つに空気を導いて熱交換を行なっている。２つの空
気の流動は矢印７．８に示しているように、各熱電装置
１の両側のコルゲートフィン６に別々の空気を導く必要
がある。また、室外から導いた空気は室外へ、室内から
導いた空気は室内へ排除する必要がある。
例を示したものである。このような装置は、大量の空気
の流動を必要とすることから、第４図に示したような熱
電装置１を多数平行に配置し、室内空気および室外空気
の２つに空気を導いて熱交換を行なっている。２つの空
気の流動は矢印７．８に示しているように、各熱電装置
１の両側のコルゲートフィン６に別々の空気を導く必要
がある。また、室外から導いた空気は室外へ、室内から
導いた空気は室内へ排除する必要がある。
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装置では、第５図
に示したごとく、空気流が複雑になり、流路部の製造コ
ストが大きくなるばかりではなく、流路内の静圧損失が
大きくなることにより消費電力が増大し、また、騒音上
の問題も発生した。
に示したごとく、空気流が複雑になり、流路部の製造コ
ストが大きくなるばかりではなく、流路内の静圧損失が
大きくなることにより消費電力が増大し、また、騒音上
の問題も発生した。
本発明は、上記課題にもとづき空気流路を大幅の簡素化
し、製造コスト、消費電力を大幅に低減する熱電装置を
提供することを目的とするものである。
し、製造コスト、消費電力を大幅に低減する熱電装置を
提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
本発明は、絶縁性フィルム基板上に半導体および導電体
からなる熱電回路を形成し、前記熱電回路の発熱部（ま
たは吸熱部）と熱的に接触する第１のフィンを前記基板
の回路側に、前記熱電回路の吸熱部（または発熱部）と
熱的に接触する第２のフィンを前記基板の回路と反対側
に設置し、かつ、前記第１のフィンと第２のフィンをほ
ぼ直交する方向に位置させたものである。
からなる熱電回路を形成し、前記熱電回路の発熱部（ま
たは吸熱部）と熱的に接触する第１のフィンを前記基板
の回路側に、前記熱電回路の吸熱部（または発熱部）と
熱的に接触する第２のフィンを前記基板の回路と反対側
に設置し、かつ、前記第１のフィンと第２のフィンをほ
ぼ直交する方向に位置させたものである。
作用
本発明は、熱交換する２つの空気は直交することになり
、２つの異なる空気は同一面を通過することなく、熱電
装置の４つの面の異なる面における流れとなる。したが
って、流路形状が大幅に簡素化し、製造コスト、消費電
力を大幅に低減することができる。
、２つの異なる空気は同一面を通過することなく、熱電
装置の４つの面の異なる面における流れとなる。したが
って、流路形状が大幅に簡素化し、製造コスト、消費電
力を大幅に低減することができる。
実施例
以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は本発明による一実施例であり、熱電装置１０の
構成を示すものである。
構成を示すものである。
絶縁性フィルム基板１１の片面にはＮ型半導体１２、導
電体１３、Ｐ型半導体１４、導電体１３が順に成膜され
ている。２つのコルゲートフィン１５．１５はフィルム
基板１１の両側に位置し、各々が直交する方向で設置さ
れている。
電体１３、Ｐ型半導体１４、導電体１３が順に成膜され
ている。２つのコルゲートフィン１５．１５はフィルム
基板１１の両側に位置し、各々が直交する方向で設置さ
れている。
コルゲートフィン１５と導電体１３との位置関係を説明
するために、第２図に絶縁性フィルム１１の平面図を示
す。フィルム基板１１には斜め方向に、Ｎ型半導体１２
、導電体１３、Ｐ型半導体１４、導電体１３の順に、未
成膜部１６を挟んで平行に製膜されている。Ｎ型半導体
１２、導電体１３、Ｐ型半導体１４°は、各々の端部が
重なり合う構造になっており、接触部の電気抵抗および
熱抵抗が大きくならない構造となっている。導電体１３
の材料としては、電気抵抗の小さい銅またはアルミが用
いられる。熱、電装置に流れ込んだ電流は、半導体１２
．１４と導電体１３の界面でペルチェ効果により発熱も
しくは吸熱する。破線１７はフィルム基板１１の上面に
位置するコルゲートフィン１５とフィルム基板１１とが
接する位置を示している。また、−点鎖線１８はフィル
ム基板１１の下面に位置するコルゲートフィン１５とフ
ィルム基板１１とが接する位置を示している。このよう
な構成において、電流は矢印１９に示すごとく未成膜部
１６を挟んで隣あう成膜部に交互に流れる。これにより
未成膜部１６を挟んで隣あう導電体１３は、発熱部と吸
熱部が交互になる。したがって、破線１７で示した下面
に位置するコルゲートフィン１５に接する導電体１３は
すべて発熱部に、−点鎖線１８で示した下面に位置する
コルゲートフィン１５に接する導電体１３はすべて吸熱
部となる。また、フィルム１１の上面および下面に位置
するコルゲートフィン１５は互いに直交することになる
。
するために、第２図に絶縁性フィルム１１の平面図を示
す。フィルム基板１１には斜め方向に、Ｎ型半導体１２
、導電体１３、Ｐ型半導体１４、導電体１３の順に、未
成膜部１６を挟んで平行に製膜されている。Ｎ型半導体
１２、導電体１３、Ｐ型半導体１４°は、各々の端部が
重なり合う構造になっており、接触部の電気抵抗および
熱抵抗が大きくならない構造となっている。導電体１３
の材料としては、電気抵抗の小さい銅またはアルミが用
いられる。熱、電装置に流れ込んだ電流は、半導体１２
．１４と導電体１３の界面でペルチェ効果により発熱も
しくは吸熱する。破線１７はフィルム基板１１の上面に
位置するコルゲートフィン１５とフィルム基板１１とが
接する位置を示している。また、−点鎖線１８はフィル
ム基板１１の下面に位置するコルゲートフィン１５とフ
ィルム基板１１とが接する位置を示している。このよう
な構成において、電流は矢印１９に示すごとく未成膜部
１６を挟んで隣あう成膜部に交互に流れる。これにより
未成膜部１６を挟んで隣あう導電体１３は、発熱部と吸
熱部が交互になる。したがって、破線１７で示した下面
に位置するコルゲートフィン１５に接する導電体１３は
すべて発熱部に、−点鎖線１８で示した下面に位置する
コルゲートフィン１５に接する導電体１３はすべて吸熱
部となる。また、フィルム１１の上面および下面に位置
するコルゲートフィン１５は互いに直交することになる
。
第３図は本発明の熱電装置１１を冷暖房用に使用した場
合の一実施例を示しすものである。大量の空気の流動を
必要とすることから、第１図に示したような熱電装置１
１を多数平行に配置し、室内空気および室外空気の２つ
に空気を導いて熱交換を行なっている。本発明の熱電装
置１１を用いると、２つの空気の流路は異なる面からの
流入流出となる。空気の流れは矢印２０．２１に示して
いるように、お互いに交差することなく導くことができ
る。したがって、空気を導くダクト形状も簡潔になり、
ダクトのコスト低減になるばかりでなく、静圧損失も大
幅に抑えられる。また、冷暖房機全体の大きさもコンパ
クトなものになる。
合の一実施例を示しすものである。大量の空気の流動を
必要とすることから、第１図に示したような熱電装置１
１を多数平行に配置し、室内空気および室外空気の２つ
に空気を導いて熱交換を行なっている。本発明の熱電装
置１１を用いると、２つの空気の流路は異なる面からの
流入流出となる。空気の流れは矢印２０．２１に示して
いるように、お互いに交差することなく導くことができ
る。したがって、空気を導くダクト形状も簡潔になり、
ダクトのコスト低減になるばかりでなく、静圧損失も大
幅に抑えられる。また、冷暖房機全体の大きさもコンパ
クトなものになる。
本実施例では、フィルム基板１１の上方に位置するコル
ゲートフィン１５と導電体１３を直接接触させているが
、コルゲートフィン１５を流れる電流はペルチェ吸熱に
は寄与しないことから、両者の間に電気絶縁層を設置す
ることによりさらに高性能化も容易である。また、本実
施例では、コルゲートフィン１５は上下ともに同じ寸法
としたが、吸熱・排熱比や、おのおのの空気側条件によ
り最適寸法で製作することも容易な形状といえる。
ゲートフィン１５と導電体１３を直接接触させているが
、コルゲートフィン１５を流れる電流はペルチェ吸熱に
は寄与しないことから、両者の間に電気絶縁層を設置す
ることによりさらに高性能化も容易である。また、本実
施例では、コルゲートフィン１５は上下ともに同じ寸法
としたが、吸熱・排熱比や、おのおのの空気側条件によ
り最適寸法で製作することも容易な形状といえる。
一般に、排熱量は吸熱量と入力電力との和に等しく、効
率の悪い熱電素子を用いると、吸熱量と排熱量の差が大
きくなる。したがって、空気側との伝熱に必要な伝熱面
積の差も太き（なる。本発明では、吸熱側と排熱側のフ
ルゲートフィン１５の長さを変えることによって、最適
な形状を容易に得ることができる。また、本実施例では
、フルゲートフィン１５の表面はフラットとしたが、空
気との伝熱性能を高めるスリットフィンやルーバーフィ
ンの加工も容易な形状と言える。
率の悪い熱電素子を用いると、吸熱量と排熱量の差が大
きくなる。したがって、空気側との伝熱に必要な伝熱面
積の差も太き（なる。本発明では、吸熱側と排熱側のフ
ルゲートフィン１５の長さを変えることによって、最適
な形状を容易に得ることができる。また、本実施例では
、フルゲートフィン１５の表面はフラットとしたが、空
気との伝熱性能を高めるスリットフィンやルーバーフィ
ンの加工も容易な形状と言える。
以上のように本発明においては、空気流路を直交として
いるため、空気流路を大幅の簡素化し、製造コスト、消
費電力を大幅に低減する熱電装置が提供される。
いるため、空気流路を大幅の簡素化し、製造コスト、消
費電力を大幅に低減する熱電装置が提供される。
発明の効果
本発明による熱電装置は、絶縁性フィルム基板上に半導
体および導電体からなる熱電回路を形成し、前記熱電回
路の発熱部（または吸熱部）と熱的に接触する第１のフ
ィンを前記基板の回路側に、前記熱電回路の吸熱部（ま
たは発熱部）と熱的に接触する第２のフィンを前記基板
の回路と反対側に設置し、かつ、前記フィン１と第２の
フィンをほぼ直交する方向に位置させたため、流路形状
が大幅に簡素化し、製造コスト、消費電力を大幅に低減
させた熱電装置の実現が可能となる。
体および導電体からなる熱電回路を形成し、前記熱電回
路の発熱部（または吸熱部）と熱的に接触する第１のフ
ィンを前記基板の回路側に、前記熱電回路の吸熱部（ま
たは発熱部）と熱的に接触する第２のフィンを前記基板
の回路と反対側に設置し、かつ、前記フィン１と第２の
フィンをほぼ直交する方向に位置させたため、流路形状
が大幅に簡素化し、製造コスト、消費電力を大幅に低減
させた熱電装置の実現が可能となる。
第１図は本発明の一実施例の熱電装置の概略を示す斜視
図、第２図は本発明にかかる熱電装置の一部分を説明す
る平面図、第３図は同実施例の熱電装置を冷暖房機とし
て使用した場合の構成を示す斜視図、第４図は従来の熱
電装置の一例を示す斜視図、第５図は従来の熱電装置の
構成を示す斜視図である。 ３、 ５． １２． １４・・・半導体、 ２．１１・
・・フィルム基板、４．１・・・導電体。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名第１図 １θ−熟覧褒工 ｌｌ・・−季色纒ｌ主フィルム基板 １２・−・Ｎ製手埠イネ １３・・・ｓｇＬ体 １５・−・コルフートフィン 第 図 Ｆ臣牟導体 第 図 ！ ／ＺＮｆ；ｌ半導体 ／−一一一電装置 ２−一一フィルム差Ｊ反 ３・−Ｎ型牟薄体 ａ−１電体 ５− Ｆ翌牟淳伴 乙−フルゲートフイン
図、第２図は本発明にかかる熱電装置の一部分を説明す
る平面図、第３図は同実施例の熱電装置を冷暖房機とし
て使用した場合の構成を示す斜視図、第４図は従来の熱
電装置の一例を示す斜視図、第５図は従来の熱電装置の
構成を示す斜視図である。 ３、 ５． １２． １４・・・半導体、 ２．１１・
・・フィルム基板、４．１・・・導電体。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名第１図 １θ−熟覧褒工 ｌｌ・・−季色纒ｌ主フィルム基板 １２・−・Ｎ製手埠イネ １３・・・ｓｇＬ体 １５・−・コルフートフィン 第 図 Ｆ臣牟導体 第 図 ！ ／ＺＮｆ；ｌ半導体 ／−一一一電装置 ２−一一フィルム差Ｊ反 ３・−Ｎ型牟薄体 ａ−１電体 ５− Ｆ翌牟淳伴 乙−フルゲートフイン
Claims (5)
- （１） 絶縁性フィルム基板上に半導体および導電体か
らなる熱電回路が形成され、前記熱電回路の発熱部（ま
たは吸熱部）と熱的に接触する第１のフィンが前記基板
の回路側に、前記熱電回路の吸熱部（または発熱部）と
熱的に接触する第２のフィンが前記基板の回路と反対側
に設置され、かつ、前記第１のフィンと第２のフィンが
ほぼ直交する方向に位置したことを特徴とする熱電装置
。 - （２） 絶縁性フィルム基板上に、電気的に接触するＮ
型半導体、第１の導電体、Ｐ型半導体、第２の導電体が
順に配列され、前記配列部に配列方前記フィルム基板の
配列と反対側に位置されたことを特徴とする請求項１記
載の熱電装置。 - （３） 第１及び第２のフィンの形状をコルゲート状に
一体化したことを特徴とする請求項１記載の熱電装置。 - （４） 半導体の発熱量および吸熱量に応じて、第１の
フィンおよび第２のフィンの面積を変えたことを特徴と
する請求項１記載の熱電装置。 - （５） 第１のフィンおよび第２のフィンに、スリット
またはルーバーを設けたことを特徴とする請求項１記載
の熱電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1109353A JPH02288377A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 熱電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1109353A JPH02288377A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 熱電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02288377A true JPH02288377A (ja) | 1990-11-28 |
Family
ID=14508073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1109353A Pending JPH02288377A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 熱電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02288377A (ja) |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP1109353A patent/JPH02288377A/ja active Pending
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