JPH07176797A - 熱電変換装置 - Google Patents
熱電変換装置Info
- Publication number
- JPH07176797A JPH07176797A JP5322938A JP32293893A JPH07176797A JP H07176797 A JPH07176797 A JP H07176797A JP 5322938 A JP5322938 A JP 5322938A JP 32293893 A JP32293893 A JP 32293893A JP H07176797 A JPH07176797 A JP H07176797A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermoelectric conversion
- conversion element
- heat
- heat exchanger
- conversion device
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- Pending
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- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱電変換装置の熱効率を落とさずに十分な強
度で熱電変換素子を熱電変換装置に配設することを目的
とする。 【構成】 吸熱側熱交換器と放熱側熱交換器との間に熱
電変換素子を挟持し、両熱交換器間における熱電変換素
子の周囲に熱電変換素子の高さよりも僅かに高い補強部
材を配設すると同時に、押圧部材により熱電変換素子を
両熱交換器のうちのいずれか一方、好ましくは放熱側熱
交換器側に押圧し、熱電変換素子と補強部材との高さの
違いによって両熱交換器間に生じる隙間を熱伝導性材で
埋めるようにした。
度で熱電変換素子を熱電変換装置に配設することを目的
とする。 【構成】 吸熱側熱交換器と放熱側熱交換器との間に熱
電変換素子を挟持し、両熱交換器間における熱電変換素
子の周囲に熱電変換素子の高さよりも僅かに高い補強部
材を配設すると同時に、押圧部材により熱電変換素子を
両熱交換器のうちのいずれか一方、好ましくは放熱側熱
交換器側に押圧し、熱電変換素子と補強部材との高さの
違いによって両熱交換器間に生じる隙間を熱伝導性材で
埋めるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱電変換装置に関する
もので、例えば冷温蔵庫やウオータクーラなどに用いら
れる。
もので、例えば冷温蔵庫やウオータクーラなどに用いら
れる。
【０００２】
【従来の技術】本発明に係わる従来技術としては、例え
ば実開昭６３−８７４８４号に開示されたものがある。
この従来技術の熱電変換装置を図６に基づいて説明する
と、吸熱側熱交換器１０１と放熱側熱交換器１０２と間
に熱伝変換素子１０３が挟持されており、熱電変換素子
１０３の機械的強度が小さいために熱電変換素子１０３
の周りに補強部材１０４を吸熱側熱交換器１０１と放熱
側熱交換器１０２とで挟持されるように配設している。
ば実開昭６３−８７４８４号に開示されたものがある。
この従来技術の熱電変換装置を図６に基づいて説明する
と、吸熱側熱交換器１０１と放熱側熱交換器１０２と間
に熱伝変換素子１０３が挟持されており、熱電変換素子
１０３の機械的強度が小さいために熱電変換素子１０３
の周りに補強部材１０４を吸熱側熱交換器１０１と放熱
側熱交換器１０２とで挟持されるように配設している。
【０００３】そして、熱電変換素子１０３の取り付け時
に熱電変換素子１０３に加わる荷重を軽減したり、荷重
の不均一さを解消するために、補強部材１０４の両熱交
換器１０１，１０２に挟持される部分の高さＡを熱電変
換素子１０３の高さＢと略同一高さにするようにしてい
る。
に熱電変換素子１０３に加わる荷重を軽減したり、荷重
の不均一さを解消するために、補強部材１０４の両熱交
換器１０１，１０２に挟持される部分の高さＡを熱電変
換素子１０３の高さＢと略同一高さにするようにしてい
る。
【０００４】しかし、高さＡが高さＢと同一になること
はありえず、どちらか一方が必ず高くなる。ここで、高
さＡが高さＢよりも高い場合には、吸熱側熱交換器１０
１または放熱側熱交換器１０２と熱電変換素子１０３と
の密着度が減って隙間ができ、特にこの隙間が熱流量の
大きい放熱側にあると大きな熱抵抗（温度落差）となっ
て熱電変換装置の熱効率が大幅に悪化する。逆に、高さ
Ａが高さＢよりも低い場合には、熱電変換素子１０３に
過度の挟持力が加わったり、あるいは熱電変換素子１０
３への挟持力を大きくできず熱電変換装置全体の強度が
低下したりする。
はありえず、どちらか一方が必ず高くなる。ここで、高
さＡが高さＢよりも高い場合には、吸熱側熱交換器１０
１または放熱側熱交換器１０２と熱電変換素子１０３と
の密着度が減って隙間ができ、特にこの隙間が熱流量の
大きい放熱側にあると大きな熱抵抗（温度落差）となっ
て熱電変換装置の熱効率が大幅に悪化する。逆に、高さ
Ａが高さＢよりも低い場合には、熱電変換素子１０３に
過度の挟持力が加わったり、あるいは熱電変換素子１０
３への挟持力を大きくできず熱電変換装置全体の強度が
低下したりする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、熱電変換装置
の熱効率を落とさずに十分な強度で熱電変換素子を熱電
変換装置に配設することを、本発明の技術的課題とす
る。
の熱効率を落とさずに十分な強度で熱電変換素子を熱電
変換装置に配設することを、本発明の技術的課題とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、吸熱側熱交換器と放熱側熱交換
器との間に挟持される熱電変換素子を有する熱電変換装
置において、前記吸熱側熱交換器と前記放熱側熱交換器
との間の前記熱電変換素子の周囲に、前記熱電変換素子
の高さよりも僅かに高い補強部材を配設すると共に、押
圧部材を介して前記熱電変換素子を前記両熱交換器のう
ちのいずれか一方に押圧し、前記熱電変換素子と前記両
熱交換器のうちのいずれか一方との間の前記押圧部材が
係合する側に熱伝導性材を配設した。
に、本発明においては、吸熱側熱交換器と放熱側熱交換
器との間に挟持される熱電変換素子を有する熱電変換装
置において、前記吸熱側熱交換器と前記放熱側熱交換器
との間の前記熱電変換素子の周囲に、前記熱電変換素子
の高さよりも僅かに高い補強部材を配設すると共に、押
圧部材を介して前記熱電変換素子を前記両熱交換器のう
ちのいずれか一方に押圧し、前記熱電変換素子と前記両
熱交換器のうちのいずれか一方との間の前記押圧部材が
係合する側に熱伝導性材を配設した。
【０００７】
【作用】上記した手段によれば、熱電変換素子よりも僅
かに高い補強部材が両熱交換器間を結合し、両熱交換器
間には押圧部材により熱電変換素子が押圧されて配設さ
れ、補強部材と熱電変換素子との高さの違いによる隙間
は熱伝導材により埋められる。
かに高い補強部材が両熱交換器間を結合し、両熱交換器
間には押圧部材により熱電変換素子が押圧されて配設さ
れ、補強部材と熱電変換素子との高さの違いによる隙間
は熱伝導材により埋められる。
【０００８】
【実施例】図１に基づいて本発明実施例を説明すると、
熱電変換装置１０は例えばアルミなどの良熱伝導体から
形成される吸熱側及び放熱側熱交換器１１，１２を有し
ており、熱電変換素子２０を挟持している。ここで、熱
電変換素子２０の周りは補強部材１３で包囲され、補強
部材１３も両熱交換器１１，１２間に挟持される。
熱電変換装置１０は例えばアルミなどの良熱伝導体から
形成される吸熱側及び放熱側熱交換器１１，１２を有し
ており、熱電変換素子２０を挟持している。ここで、熱
電変換素子２０の周りは補強部材１３で包囲され、補強
部材１３も両熱交換器１１，１２間に挟持される。
【０００９】尚、図１の実施例では補強部材１３が強度
保持のため必要なリブ１４を残して肉抜きされている
が、図２の実施例のように肉抜きをしなくても良い。ま
た、図３〜５に示すようにＯリング４５を補強部材１３
の上下面に配設してもよい。
保持のため必要なリブ１４を残して肉抜きされている
が、図２の実施例のように肉抜きをしなくても良い。ま
た、図３〜５に示すようにＯリング４５を補強部材１３
の上下面に配設してもよい。
【００１０】熱電変換素子２０について詳述すると、適
宜材質から形成される基板２１の上に例えば銅からなる
第１電極２２をエッチングなど公知の適宜方法によって
パターンニングする。第１電極２２上にはＰ型およびＮ
型半導体２３の一面が半田付けなどの方法によって接合
される。また、Ｐ型およびＮ型半導体２３の他面には同
じく半田付けなどの方法によって第２電極２４が接合さ
れる。この際、Ｐ型およびＮ型半導体２３は第１，第２
電極２２，２４によって電気的に直列にかつ交互に接続
される。一般に、Ｐ型およびＮ型半導体２３は複数個用
意される。また、基板２１は適宜厚く形成され、スペー
サブロックとして作用するので、両熱交換器１１，１２
間の距離を大きくとることができ、両熱交換器１１，１
２間の熱リークを最小限に抑えられる。尚、基板２１は
無くても良い。
宜材質から形成される基板２１の上に例えば銅からなる
第１電極２２をエッチングなど公知の適宜方法によって
パターンニングする。第１電極２２上にはＰ型およびＮ
型半導体２３の一面が半田付けなどの方法によって接合
される。また、Ｐ型およびＮ型半導体２３の他面には同
じく半田付けなどの方法によって第２電極２４が接合さ
れる。この際、Ｐ型およびＮ型半導体２３は第１，第２
電極２２，２４によって電気的に直列にかつ交互に接続
される。一般に、Ｐ型およびＮ型半導体２３は複数個用
意される。また、基板２１は適宜厚く形成され、スペー
サブロックとして作用するので、両熱交換器１１，１２
間の距離を大きくとることができ、両熱交換器１１，１
２間の熱リークを最小限に抑えられる。尚、基板２１は
無くても良い。
【００１１】ここで、補強部材１３の高さは熱電変換素
子２０の高さよりも僅かに高くされている。この結果、
熱電変換素子と両熱交換器のうちのいずれか一方との間
には隙間が生じるが、この隙間が熱流量の少ない吸熱側
熱交換器１１と熱電変換素子２０との間側に形成される
ように押圧部材３１を熱電変換素子２０の吸熱側熱交換
器１１側に配設する。したがって、熱電変換素子２０は
押圧部材３１によって放熱側熱交換器１２に押圧され
る。図１の実施例では、押圧部材３１をゴムなどからな
るＯリングにて形成しており、吸熱側熱交換器１１と熱
電変換素子２０との間の隙間に配設されている。また、
この隙間には熱伝導性材３２としてシリコーンなどの熱
伝導性グリスが配設されている。熱伝導性材３２はシリ
コーンなどの熱伝導性接着剤などでも良い。熱伝導性材
３３は放熱側熱交換器１２と熱電変換素子２０との間に
も配設されている。特に、放熱側熱交換器１２には第２
電極２４が熱伝導性材３３を介してのみ係合するので、
必要ならば放熱側熱交換器１２の図示下面にアルマイト
処理などの絶縁処理を施すこともある。
子２０の高さよりも僅かに高くされている。この結果、
熱電変換素子と両熱交換器のうちのいずれか一方との間
には隙間が生じるが、この隙間が熱流量の少ない吸熱側
熱交換器１１と熱電変換素子２０との間側に形成される
ように押圧部材３１を熱電変換素子２０の吸熱側熱交換
器１１側に配設する。したがって、熱電変換素子２０は
押圧部材３１によって放熱側熱交換器１２に押圧され
る。図１の実施例では、押圧部材３１をゴムなどからな
るＯリングにて形成しており、吸熱側熱交換器１１と熱
電変換素子２０との間の隙間に配設されている。また、
この隙間には熱伝導性材３２としてシリコーンなどの熱
伝導性グリスが配設されている。熱伝導性材３２はシリ
コーンなどの熱伝導性接着剤などでも良い。熱伝導性材
３３は放熱側熱交換器１２と熱電変換素子２０との間に
も配設されている。特に、放熱側熱交換器１２には第２
電極２４が熱伝導性材３３を介してのみ係合するので、
必要ならば放熱側熱交換器１２の図示下面にアルマイト
処理などの絶縁処理を施すこともある。
【００１２】図２の実施例では押圧部材３１をネジにて
形成しており、ネジを吸熱側熱交換器１１に形成した雌
ねじ３４に螺合させて、熱電変換素子２０を放熱側熱交
換器１２に押圧している。
形成しており、ネジを吸熱側熱交換器１１に形成した雌
ねじ３４に螺合させて、熱電変換素子２０を放熱側熱交
換器１２に押圧している。
【００１３】熱電変換装置１０を作動させるためには、
熱電変換素子２０に電力を供給しなければならない。こ
のために、図３〜５に示すように一対の（図３〜５では
片側のみ図示）入力電極４１が基板２１上に形成された
接続電極４２と半田付け４４によって接続される。ここ
で、入力電極４１は補強部材１３中を貫通するようにイ
ンサート成形される。入力電極４１と接続電極４２とは
図３に示すように接続電極４２を基板２１外にまで延ば
し空中で接続しても良いし、図４に示すように接続電極
４２を基板２１外にまで延ばさず基板２１上で接続して
も良い。また、液密性向上のために、図５に示すように
ゴム製などのブッシュ４３を配設することも可能であ
る。尚、図３〜５の実施例では押圧部材３１が図示省略
されている。４５はＯリングを示す。
熱電変換素子２０に電力を供給しなければならない。こ
のために、図３〜５に示すように一対の（図３〜５では
片側のみ図示）入力電極４１が基板２１上に形成された
接続電極４２と半田付け４４によって接続される。ここ
で、入力電極４１は補強部材１３中を貫通するようにイ
ンサート成形される。入力電極４１と接続電極４２とは
図３に示すように接続電極４２を基板２１外にまで延ば
し空中で接続しても良いし、図４に示すように接続電極
４２を基板２１外にまで延ばさず基板２１上で接続して
も良い。また、液密性向上のために、図５に示すように
ゴム製などのブッシュ４３を配設することも可能であ
る。尚、図３〜５の実施例では押圧部材３１が図示省略
されている。４５はＯリングを示す。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、熱電変換素子よりも僅
かに高い補強部材が両熱交換器間を結合するためにその
結合強度、ひいては熱電変換装置の機械的強度が強固と
なる。
かに高い補強部材が両熱交換器間を結合するためにその
結合強度、ひいては熱電変換装置の機械的強度が強固と
なる。
【００１５】一方、両熱交換器間に配設される熱電変換
素子は両熱交換器のうちの少なくとも一方、好ましくは
放熱側熱交換器に押圧部材により押圧されて配設される
ので、その押圧力は両熱交換器間の結合強度に関与させ
る必要が無く、必要最小限とできるので熱電変換素子を
破損させることがない。なお、補強部材と熱電変換素子
との高さの違いによる隙間は熱伝導材により埋められる
ため、熱伝導効率に悪影響も及ぼされない。
素子は両熱交換器のうちの少なくとも一方、好ましくは
放熱側熱交換器に押圧部材により押圧されて配設される
ので、その押圧力は両熱交換器間の結合強度に関与させ
る必要が無く、必要最小限とできるので熱電変換素子を
破損させることがない。なお、補強部材と熱電変換素子
との高さの違いによる隙間は熱伝導材により埋められる
ため、熱伝導効率に悪影響も及ぼされない。
【図１】本発明に係わる熱電変換装置の構成図
【図２】図１の要部代替図
【図３】本発明に係わる熱電変換装置の入力電極の配設
方法を示す構成図
方法を示す構成図
【図４】図３の要部代替図
【図５】図３の要部代替図（別実施例）
【図６】従来技術の熱電変換装置
１０ 熱電変換装置 １１ 吸熱側熱交換器 １２ 放熱側熱交換器 ２０ 熱電変換素子 １３ 補強部材 ３１ 押圧部材 ３２ 熱伝導材
Claims (4)
- 【請求項１】 吸熱側熱交換器と放熱側熱交換器との間
に挟持される熱電変換素子を有する熱電変換装置におい
て、 前記吸熱側熱交換器と前記放熱側熱交換器との間の前記
熱電変換素子の周囲に、前記熱電変換素子の高さよりも
僅かに高い補強部材を配設すると共に、 押圧部材を介して前記熱電変換素子を前記両熱交換器の
うちのいずれか一方に押圧し、 前記熱電変換素子と前記両熱交換器のうちのいずれか一
方との間の前記押圧部材が係合する側に熱伝導性材を配
設したことを特徴とする熱電変換装置。 - 【請求項２】 前記熱電変換素子が前記押圧部材によっ
て前記放熱側熱交換器に押圧されることを特徴とする請
求項１記載の熱電変換装置。 - 【請求項３】 前記押圧部材が弾性体であることを特徴
とする請求項１記載の熱電変換装置。 - 【請求項４】 前記熱電変換素子への電力供給用電極が
前記補強部材にインサート成形されていることを特徴と
する請求項１記載の熱電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5322938A JPH07176797A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 熱電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5322938A JPH07176797A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 熱電変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07176797A true JPH07176797A (ja) | 1995-07-14 |
Family
ID=18149313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5322938A Pending JPH07176797A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 熱電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07176797A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0936438A (ja) * | 1995-07-19 | 1997-02-07 | Technova:Kk | 熱電変換装置 |
| WO1999034452A1 (en) * | 1997-12-25 | 1999-07-08 | Seiko Instruments Inc. | Thermoelectric generation unit and portable electronic device using the unit |
| EP0945769A4 (en) * | 1997-10-14 | 2000-05-10 | Seiko Instr Inc | WATCH PROVIDED WITH A THERMOELECTRIC GENERATION UNIT |
| JP2000511351A (ja) * | 1996-05-20 | 2000-08-29 | ハイ―ゼット・テクノロジー，インコーポレイテッド | ギャップの無い矩形格子を備えた熱電モジュール |
| JP2022007084A (ja) * | 2020-06-25 | 2022-01-13 | Ｋｙｂ株式会社 | 熱発電装置及び熱発電装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP5322938A patent/JPH07176797A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0936438A (ja) * | 1995-07-19 | 1997-02-07 | Technova:Kk | 熱電変換装置 |
| JP2000511351A (ja) * | 1996-05-20 | 2000-08-29 | ハイ―ゼット・テクノロジー，インコーポレイテッド | ギャップの無い矩形格子を備えた熱電モジュール |
| EP0945769A4 (en) * | 1997-10-14 | 2000-05-10 | Seiko Instr Inc | WATCH PROVIDED WITH A THERMOELECTRIC GENERATION UNIT |
| WO1999034452A1 (en) * | 1997-12-25 | 1999-07-08 | Seiko Instruments Inc. | Thermoelectric generation unit and portable electronic device using the unit |
| JP2022007084A (ja) * | 2020-06-25 | 2022-01-13 | Ｋｙｂ株式会社 | 熱発電装置及び熱発電装置の製造方法 |
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