JPH04259265A - 熱電装置 - Google Patents
熱電装置Info
- Publication number
- JPH04259265A JPH04259265A JP3020834A JP2083491A JPH04259265A JP H04259265 A JPH04259265 A JP H04259265A JP 3020834 A JP3020834 A JP 3020834A JP 2083491 A JP2083491 A JP 2083491A JP H04259265 A JPH04259265 A JP H04259265A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- heat
- insulating film
- film substrate
- exchange means
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ペルチェ効果を利用し
て冷房または暖房を行う空調装置、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使用する熱電
装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の熱電装置はまだ実用化に
至っていないが、図３に示すようなものが提案されてい
た。図に示すように、絶縁性フィルム基板１の片面にＮ
型半導体２、導電体３、Ｐ型半導体４が順次成膜されて
いる。二つのコルゲートフィン５は絶縁性フィルム基板
１の両側に位置し、一方の面には一つおきに導電体３に
熱的に接するように設け、他方の面は絶縁性フィルム基
板１に接合されている。そしてＮ型半導体２、導電体３
、Ｐ型半導体４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。 【０００３】上記構成により、熱電装置に流れ込んだ電
流はＮ型半導体２またはＰ型半導体４と導電体３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２とＰ型半導体４は交互に並んでいること
から、導電体３は交互に発熱部または吸熱部となり、導
電体３の一つおきに接するコルゲートフィン５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、
絶縁性フィルム基板１上部の空気から熱を吸収（もしく
は空気への熱の発散）、絶縁性フィルム基板１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。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、Ｎ型半導体２とＰ型半導体４の特性が異な
った場合に特性が大きく低下し、またＮ型半導体２とＰ
型半導体４の二つの成膜が必要なため製造コストが高く
なる等の欠点を有していた。 【０００５】本発明は上記問題を解決するもので、熱流
による特性の低下を抑制し、工程を簡略化して製造コス
トを低減する熱電装置を提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、絶縁性フィルム基板の一方の面上に端部が
電気的に接触するように交互に設けた複数個の半導体お
よび導電体と、前記導電体に熱的に接合された第１の熱
交換手段と、前記絶縁性フィルム基板の他方の面上に熱
的に接合された第２の熱交換手段とを備え、前記導電体
は中央部の膜厚を薄く成膜したものであり、また導電体
は中央部の面積を小さく成膜したものである。 【００
０７】 【作用】上記構成により、導電体は半導体への電流の確
保とともに半導体の端部に生ずる温度差を第１の熱交換
手段に伝える機能を有している。一般に用いられている
半導体と導電体の導電率の比は１／１０００程度である
ことから、電流の確保のみを考慮すると半導体の膜厚に
比較して導電体の膜厚を薄くできる。しかしながら、熱
交換手段への伝熱を考慮すると導電体の膜厚を無制限に
薄くできなく、第１の熱交換手段の間に位置する導電体
の中央部は、伝熱を考慮する必要がなく膜厚を小さくす
るか、または中央部の面積を小さく成膜することにより
熱の流入は最小限に抑えられる。 【０００８】 【実施例】以下、本発明の実施例について図１を参照し
ながら説明する。図に示すように、熱電装置は絶縁性フ
ィルム基板１１の片面には半導体１２、導電体１３が順
に成膜されている。導電体１３の左端部に接するように
第１の熱交換手段１４が熱的に接触するように配置され
ており、また絶縁性フィルム基板１１の他の面には第２
の熱交換手段１５が熱的に接触するように配置されてい
る。第１の熱交換手段１４および第２の熱交換手段１５
はアルミプレートからなるコルゲートフィンを使用して
いる。半導体１２と導電体１３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。そして導電体１３
の中央部１６のみ薄く成膜しており、導電体１３の材料
は電気抵抗の小さい銅またはアルミ等を使用している。 【０００９】上記構成により、冷却装置として使用する
場合には、絶縁性フィルム基板１１と平行に半導体１２
および導電体１３に電流を流す。この結果、半導体１２
と導電体１３の界面でペルチェ効果により発熱もしくは
吸熱を生じる。このとき、半導体１２がＰ型半導体であ
るとすると、半導体１２の右界面は吸熱、左界面は発熱
となる。導電体１３は熱に対しても良導体であることか
ら、第１の熱交換手段１４は半導体１２の右界面に隣接
する箇所は吸熱部となり、半導体１２の左界面に隣接す
る箇所は発熱部となる。したがって、絶縁性フィルム基
板１１の上部の空気へ熱を発散し、下部の空気を冷却す
るヒートポンプを形成する。このとき、導電体１３の両
端には温度差が生じており、導電体１３の中央部１６を
介して、発熱部から吸熱部へ熱が流れるが、中央部１６
の膜厚は小さくなっていることから、熱の流入は最小限
に抑えられる。また、冷却能力の低下もあまり生じなく
発電装置として使用する場合には、第１の熱交換手段１
４および第２の熱交換手段１５に接する空気に温度差を
つけることにより、半導体１２の両端は高温と低温とな
り、ゼーベック効果により起電力を生ずる。 【００１０】以上のように本発明によれば、半導体はＰ
型またはＮ型の一方の半導体材料で熱電回路が構成でき
る。 【００１１】図２は他の実施例を示すものであり、前述
の実施例と相違する点は、中央部の膜厚を薄く成膜した
導電体に代えて、導電体は中央部の面積を小さく成膜し
たものである。すなわち、導電体１７の中央部には電流
と垂直な方向に未製膜部１８を設けているので熱流によ
る性能の低下を最小限に抑えられる。 【００１２】なお、本実施例では、熱交換手段としてコ
ルゲートフィンを用いて説明したが、熱交換手段の形状
はコルゲートフィン以外のものでもよく、伝熱促進用の
フィン加工を施したものや、液体や他の輻射熱を利用し
たもの等、必要に応じて自由に選択しても同様の作用効
果が得られる。 【００１３】 【発明の効果】上記実施例から明らかなように本発明の
熱電装置は、絶縁性フィルム基板の一方の面上に端部が
電気的に接触するように交互に設けた複数個の半導体お
よび導電体と、前記導電体に熱的に接合された第１の熱
交換手段と、前記絶縁性フィルム基板の他方の面上に熱
的に接合された第２の熱交換手段とを備え、前記導電体
は中央部の膜厚を薄く成膜したしたものであり、この構
成とすることにより、熱流による性能の低下を抑制し、
またＰ型またはＮ型半導体のいずれかの半導体で熱電回
路を構成することができ、製造の簡略化によりコストを
低減できる。
て冷房または暖房を行う空調装置、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使用する熱電
装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の熱電装置はまだ実用化に
至っていないが、図３に示すようなものが提案されてい
た。図に示すように、絶縁性フィルム基板１の片面にＮ
型半導体２、導電体３、Ｐ型半導体４が順次成膜されて
いる。二つのコルゲートフィン５は絶縁性フィルム基板
１の両側に位置し、一方の面には一つおきに導電体３に
熱的に接するように設け、他方の面は絶縁性フィルム基
板１に接合されている。そしてＮ型半導体２、導電体３
、Ｐ型半導体４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。 【０００３】上記構成により、熱電装置に流れ込んだ電
流はＮ型半導体２またはＰ型半導体４と導電体３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２とＰ型半導体４は交互に並んでいること
から、導電体３は交互に発熱部または吸熱部となり、導
電体３の一つおきに接するコルゲートフィン５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、
絶縁性フィルム基板１上部の空気から熱を吸収（もしく
は空気への熱の発散）、絶縁性フィルム基板１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。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、Ｎ型半導体２とＰ型半導体４の特性が異な
った場合に特性が大きく低下し、またＮ型半導体２とＰ
型半導体４の二つの成膜が必要なため製造コストが高く
なる等の欠点を有していた。 【０００５】本発明は上記問題を解決するもので、熱流
による特性の低下を抑制し、工程を簡略化して製造コス
トを低減する熱電装置を提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、絶縁性フィルム基板の一方の面上に端部が
電気的に接触するように交互に設けた複数個の半導体お
よび導電体と、前記導電体に熱的に接合された第１の熱
交換手段と、前記絶縁性フィルム基板の他方の面上に熱
的に接合された第２の熱交換手段とを備え、前記導電体
は中央部の膜厚を薄く成膜したものであり、また導電体
は中央部の面積を小さく成膜したものである。 【００
０７】 【作用】上記構成により、導電体は半導体への電流の確
保とともに半導体の端部に生ずる温度差を第１の熱交換
手段に伝える機能を有している。一般に用いられている
半導体と導電体の導電率の比は１／１０００程度である
ことから、電流の確保のみを考慮すると半導体の膜厚に
比較して導電体の膜厚を薄くできる。しかしながら、熱
交換手段への伝熱を考慮すると導電体の膜厚を無制限に
薄くできなく、第１の熱交換手段の間に位置する導電体
の中央部は、伝熱を考慮する必要がなく膜厚を小さくす
るか、または中央部の面積を小さく成膜することにより
熱の流入は最小限に抑えられる。 【０００８】 【実施例】以下、本発明の実施例について図１を参照し
ながら説明する。図に示すように、熱電装置は絶縁性フ
ィルム基板１１の片面には半導体１２、導電体１３が順
に成膜されている。導電体１３の左端部に接するように
第１の熱交換手段１４が熱的に接触するように配置され
ており、また絶縁性フィルム基板１１の他の面には第２
の熱交換手段１５が熱的に接触するように配置されてい
る。第１の熱交換手段１４および第２の熱交換手段１５
はアルミプレートからなるコルゲートフィンを使用して
いる。半導体１２と導電体１３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。そして導電体１３
の中央部１６のみ薄く成膜しており、導電体１３の材料
は電気抵抗の小さい銅またはアルミ等を使用している。 【０００９】上記構成により、冷却装置として使用する
場合には、絶縁性フィルム基板１１と平行に半導体１２
および導電体１３に電流を流す。この結果、半導体１２
と導電体１３の界面でペルチェ効果により発熱もしくは
吸熱を生じる。このとき、半導体１２がＰ型半導体であ
るとすると、半導体１２の右界面は吸熱、左界面は発熱
となる。導電体１３は熱に対しても良導体であることか
ら、第１の熱交換手段１４は半導体１２の右界面に隣接
する箇所は吸熱部となり、半導体１２の左界面に隣接す
る箇所は発熱部となる。したがって、絶縁性フィルム基
板１１の上部の空気へ熱を発散し、下部の空気を冷却す
るヒートポンプを形成する。このとき、導電体１３の両
端には温度差が生じており、導電体１３の中央部１６を
介して、発熱部から吸熱部へ熱が流れるが、中央部１６
の膜厚は小さくなっていることから、熱の流入は最小限
に抑えられる。また、冷却能力の低下もあまり生じなく
発電装置として使用する場合には、第１の熱交換手段１
４および第２の熱交換手段１５に接する空気に温度差を
つけることにより、半導体１２の両端は高温と低温とな
り、ゼーベック効果により起電力を生ずる。 【００１０】以上のように本発明によれば、半導体はＰ
型またはＮ型の一方の半導体材料で熱電回路が構成でき
る。 【００１１】図２は他の実施例を示すものであり、前述
の実施例と相違する点は、中央部の膜厚を薄く成膜した
導電体に代えて、導電体は中央部の面積を小さく成膜し
たものである。すなわち、導電体１７の中央部には電流
と垂直な方向に未製膜部１８を設けているので熱流によ
る性能の低下を最小限に抑えられる。 【００１２】なお、本実施例では、熱交換手段としてコ
ルゲートフィンを用いて説明したが、熱交換手段の形状
はコルゲートフィン以外のものでもよく、伝熱促進用の
フィン加工を施したものや、液体や他の輻射熱を利用し
たもの等、必要に応じて自由に選択しても同様の作用効
果が得られる。 【００１３】 【発明の効果】上記実施例から明らかなように本発明の
熱電装置は、絶縁性フィルム基板の一方の面上に端部が
電気的に接触するように交互に設けた複数個の半導体お
よび導電体と、前記導電体に熱的に接合された第１の熱
交換手段と、前記絶縁性フィルム基板の他方の面上に熱
的に接合された第２の熱交換手段とを備え、前記導電体
は中央部の膜厚を薄く成膜したしたものであり、この構
成とすることにより、熱流による性能の低下を抑制し、
またＰ型またはＮ型半導体のいずれかの半導体で熱電回
路を構成することができ、製造の簡略化によりコストを
低減できる。
【図１】本発明の一実施例における熱電装置の断面図
【
図２】同他の実施例における熱電装置の外観斜視図
図２】同他の実施例における熱電装置の外観斜視図
【図
３】
従来の熱電装置における外観斜視図
３】
従来の熱電装置における外観斜視図
１１ 絶縁性フィルム基板
１２ 半導体
１３ 導電体
１４ 第１の熱交換手段
１５ 第２の熱交換手段
１６ 中央部
Claims (2)
- 【請求項１】 絶縁性フィルム基板と、この絶縁性フ
ィルム基板の一方の面上に端部が電気的に接触するよう
に交互に設けた複数個の半導体および導電体と、前記導
電体に熱的に接合された第１の熱交換手段と、前記絶縁
性フィルム基板の他方の面上に熱的に接合された第２の
熱交換手段とを備え、前記導電体は中央部の膜厚を薄く
成膜した熱電装置。 - 【請求項２】 中央部の膜厚を薄く成膜した導電体に
代えて、導電体は中央部の面積を小さく成膜した請求項
１記載の熱電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3020834A JPH04259265A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 熱電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3020834A JPH04259265A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 熱電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04259265A true JPH04259265A (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=12038091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3020834A Pending JPH04259265A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 熱電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04259265A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007035907A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Kyocera Corp | 熱電モジュール |
-
1991
- 1991-02-14 JP JP3020834A patent/JPH04259265A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007035907A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Kyocera Corp | 熱電モジュール |
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