JPH09181360A - 熱電気変換装置 - Google Patents
熱電気変換装置Info
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- JPH09181360A JPH09181360A JP7338405A JP33840595A JPH09181360A JP H09181360 A JPH09181360 A JP H09181360A JP 7338405 A JP7338405 A JP 7338405A JP 33840595 A JP33840595 A JP 33840595A JP H09181360 A JPH09181360 A JP H09181360A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱膨張及び熱収縮による熱電素子の断線を抑
制して長寿命化を図った熱電気変換装置を提供。 【解決手段】 相対向する略平板状の熱交換器1、2 と、
熱交換器の間にあって並設される少なくとも１対のＰ型
半導体5aとＮ型半導体5bを有する熱電素子4 と、熱電素
子のＰ型半導体とＮ型半導体とが交互に直列に配設され
るよう半田を介して連結するとともに熱交換器に取着さ
れる電極10と、を具備する熱電気変換装置において、熱
電素子を、略円筒状に形成して熱交換器に対して略垂直
となるよう配設するとともに、セラミック材料で形成さ
れる変形抑制体6 をその円筒状の内部に配設し、変形抑
制体の熱交換器に対して略平行な方向の断面積が、熱交
換器の略中心より離れるに従い大きくなるよう形成し
た。
制して長寿命化を図った熱電気変換装置を提供。 【解決手段】 相対向する略平板状の熱交換器1、2 と、
熱交換器の間にあって並設される少なくとも１対のＰ型
半導体5aとＮ型半導体5bを有する熱電素子4 と、熱電素
子のＰ型半導体とＮ型半導体とが交互に直列に配設され
るよう半田を介して連結するとともに熱交換器に取着さ
れる電極10と、を具備する熱電気変換装置において、熱
電素子を、略円筒状に形成して熱交換器に対して略垂直
となるよう配設するとともに、セラミック材料で形成さ
れる変形抑制体6 をその円筒状の内部に配設し、変形抑
制体の熱交換器に対して略平行な方向の断面積が、熱交
換器の略中心より離れるに従い大きくなるよう形成し
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気を熱または熱
を電気に変換する熱電気変換装置に関する。
を電気に変換する熱電気変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ペルチェ効果を利用して電気を熱
に、ゼーベック効果を利用して熱を電気に変換する熱電
気変換装置がある。この熱電気変換装置は、図７及び図
８に示すように、相対向するよう配設された略平板状の
高温側熱交換器1 及び低温側熱交換器2 と、その熱交換
器1,2 の間にあって碁盤目状に並設される複数個のＰ型
半導体5aとＮ型半導体5bを有する熱電素子4 と、熱電素
子4 のＰ型半導体5aとＮ型半導体5bとが交互に直列に配
設されるよう連結するとともに熱交換器1,2 に取着され
る電極10と、を具備している。
に、ゼーベック効果を利用して熱を電気に変換する熱電
気変換装置がある。この熱電気変換装置は、図７及び図
８に示すように、相対向するよう配設された略平板状の
高温側熱交換器1 及び低温側熱交換器2 と、その熱交換
器1,2 の間にあって碁盤目状に並設される複数個のＰ型
半導体5aとＮ型半導体5bを有する熱電素子4 と、熱電素
子4 のＰ型半導体5aとＮ型半導体5bとが交互に直列に配
設されるよう連結するとともに熱交換器1,2 に取着され
る電極10と、を具備している。
【０００３】この熱電素子4 のＰ型半導体5aとＮ型半導
体5bは、焼結等で形成された重金属製の略直方体状であ
って、Ｐ型半導体5a及びＮ型半導体5bと電極10は、半田
7 等で接合されている。そして、その電極10は、アルミ
ニウム製の高温側熱交換器1または低温側熱交換器2 と
接着剤等で固着されている。さらに、図示していない
が、高温側熱交換器1 と低温側熱交換器2 は、ネジ等で
もって締めつけることで各熱交換器1,2 を所定位置に位
置決めするとともに、各熱交換器1,2 は熱電素子4 及び
電極10を挟着する。そして、熱電気変換装置に電流を流
すことにより、高温側熱交換器1 で放熱が、低温側熱交
換器2 で吸熱が行われる。
体5bは、焼結等で形成された重金属製の略直方体状であ
って、Ｐ型半導体5a及びＮ型半導体5bと電極10は、半田
7 等で接合されている。そして、その電極10は、アルミ
ニウム製の高温側熱交換器1または低温側熱交換器2 と
接着剤等で固着されている。さらに、図示していない
が、高温側熱交換器1 と低温側熱交換器2 は、ネジ等で
もって締めつけることで各熱交換器1,2 を所定位置に位
置決めするとともに、各熱交換器1,2 は熱電素子4 及び
電極10を挟着する。そして、熱電気変換装置に電流を流
すことにより、高温側熱交換器1 で放熱が、低温側熱交
換器2 で吸熱が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述した熱電気変換装
置は、高温側及び低温側熱交換器を所定位置に保持する
ことで、熱電素子及び電極を挟着し、高温側及び低温側
熱交換器と熱電素子及び電極との熱伝導性を向上させて
いる。しかし、各熱交換器は、熱伝導性の良いアルミニ
ウム等で形成されているため熱膨張が大きいので、各熱
交換器が位置決めされていると熱電素子及び電極の挟着
力が大きくなりすぎて、熱電素子及び電極に大きな熱ス
トレスがかかることがある。その結果、熱電素子等にク
ラックが発生し断線に至って寿命が短くなることがあ
る。
置は、高温側及び低温側熱交換器を所定位置に保持する
ことで、熱電素子及び電極を挟着し、高温側及び低温側
熱交換器と熱電素子及び電極との熱伝導性を向上させて
いる。しかし、各熱交換器は、熱伝導性の良いアルミニ
ウム等で形成されているため熱膨張が大きいので、各熱
交換器が位置決めされていると熱電素子及び電極の挟着
力が大きくなりすぎて、熱電素子及び電極に大きな熱ス
トレスがかかることがある。その結果、熱電素子等にク
ラックが発生し断線に至って寿命が短くなることがあ
る。
【０００５】本発明は、かかる事由に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、熱膨張及び熱収縮による
熱電素子の断線を抑制して長寿命化を図った熱電気変換
装置を提供することである。
で、その目的とするところは、熱膨張及び熱収縮による
熱電素子の断線を抑制して長寿命化を図った熱電気変換
装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、請求項１記載の熱電気変換装置は、相対向する略
平板状の熱交換器と、該熱交換器の間にあって並設され
る少なくとも１対のＰ型半導体とＮ型半導体を有する熱
電素子と、該熱電素子のＰ型半導体とＮ型半導体とが交
互に直列に配設されるよう半田を介して連結するととも
に熱交換器に取着される電極と、を具備する熱電気変換
装置において、前記熱電素子に、セラミック材料で形成
される変形抑制体を設けた構成としている。
めに、請求項１記載の熱電気変換装置は、相対向する略
平板状の熱交換器と、該熱交換器の間にあって並設され
る少なくとも１対のＰ型半導体とＮ型半導体を有する熱
電素子と、該熱電素子のＰ型半導体とＮ型半導体とが交
互に直列に配設されるよう半田を介して連結するととも
に熱交換器に取着される電極と、を具備する熱電気変換
装置において、前記熱電素子に、セラミック材料で形成
される変形抑制体を設けた構成としている。
【０００７】また、請求項２記載の熱電気変換装置は、
請求項１記載の熱電素子を、略円筒状に形成して熱交換
器に対して略垂直となるよう配設するとともに、変形抑
制体をその円筒状の内部に配設した構成としている。
請求項１記載の熱電素子を、略円筒状に形成して熱交換
器に対して略垂直となるよう配設するとともに、変形抑
制体をその円筒状の内部に配設した構成としている。
【０００８】また、請求項３記載の熱電気変換装置は、
請求項１記載の熱電素子を、層状結晶構造を有するよう
形成してその層状面が熱交換器に対して略垂直となるよ
う配設するとともに、変形抑制体をその層の間に配設し
た構成としている。
請求項１記載の熱電素子を、層状結晶構造を有するよう
形成してその層状面が熱交換器に対して略垂直となるよ
う配設するとともに、変形抑制体をその層の間に配設し
た構成としている。
【０００９】また、請求項４記載の熱電気変換装置は、
請求項３記載の熱電素子の層状面が、熱交換器の略中心
から延びる放射線に略平行となるよう配設した構成とし
ている。
請求項３記載の熱電素子の層状面が、熱交換器の略中心
から延びる放射線に略平行となるよう配設した構成とし
ている。
【００１０】また、請求項５記載の熱電気変換装置は、
請求項１乃至４記載の変形抑制体の熱交換器に対して略
平行な方向の断面積が、熱交換器の略中心より離れるに
従い大きくなるよう形成した構成としている。
請求項１乃至４記載の変形抑制体の熱交換器に対して略
平行な方向の断面積が、熱交換器の略中心より離れるに
従い大きくなるよう形成した構成としている。
【００１１】さらに、請求項６記載の熱電気変換装置
は、相対向する略平板状の熱交換器と、該熱交換器の間
にあって並設される少なくとも１対のＰ型半導体とＮ型
半導体を有する熱電素子と、該熱電素子のＰ型半導体と
Ｎ型半導体とが交互に直列に配設されるよう半田を介し
て連結するとともに熱交換器に取着される電極と、を具
備する熱電気変換装置において、前記熱電素子を、層状
結晶構造を有するよう形成してその層状面が熱交換器に
対して略垂直となるよう配設するとともに、その層状面
が熱交換器の略中心から延びる放射線に略平行となるよ
う配設した構成としている。
は、相対向する略平板状の熱交換器と、該熱交換器の間
にあって並設される少なくとも１対のＰ型半導体とＮ型
半導体を有する熱電素子と、該熱電素子のＰ型半導体と
Ｎ型半導体とが交互に直列に配設されるよう半田を介し
て連結するとともに熱交換器に取着される電極と、を具
備する熱電気変換装置において、前記熱電素子を、層状
結晶構造を有するよう形成してその層状面が熱交換器に
対して略垂直となるよう配設するとともに、その層状面
が熱交換器の略中心から延びる放射線に略平行となるよ
う配設した構成としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態を
図１乃至図３に基づいて説明する。図１は熱電気変換装
置の正面図、図２は熱電気変換装置の断面図であり、熱
電気変換装置は、高温側熱交換器1 と、低温側熱交換器
2 と、熱電素子4 と、電極10とを主要構成部材としてい
る。なお、従来の技術で説明したものと基本的な機能が
同じ部材には、同一の符号を付してある。
図１乃至図３に基づいて説明する。図１は熱電気変換装
置の正面図、図２は熱電気変換装置の断面図であり、熱
電気変換装置は、高温側熱交換器1 と、低温側熱交換器
2 と、熱電素子4 と、電極10とを主要構成部材としてい
る。なお、従来の技術で説明したものと基本的な機能が
同じ部材には、同一の符号を付してある。
【００１３】高温側熱交換器1 は、後述する熱電素子4
の一方の端部で発熱した熱を外部に放熱するもので、外
方面1a及び内方面1bを有する略平板状にアルミニウム等
の熱伝導の良好な材料で形成される。この外方面1aは、
熱を伝達したい気体や固体等と接触する。
の一方の端部で発熱した熱を外部に放熱するもので、外
方面1a及び内方面1bを有する略平板状にアルミニウム等
の熱伝導の良好な材料で形成される。この外方面1aは、
熱を伝達したい気体や固体等と接触する。
【００１４】低温側熱交換器2 は、後述する熱電素子4
の他方の端部が冷却されることに伴い外部より吸熱する
もので、高温側熱交換器1 と同様に外方面2aび内方面2b
を有する略平板状にアルミニウム等の熱伝導の良好な材
料で形成される。この外方面2aも、熱を吸収したい気体
や固体等と接触する。そして、この低温側熱交換器2と
及び高温側熱交換器1 は、その対向する内方面2b,1b が
略平行で、後述する熱電素子4 及び電極10が収納及び挟
着される所定間隔を有するようネジ等（図示せず）で固
定される。
の他方の端部が冷却されることに伴い外部より吸熱する
もので、高温側熱交換器1 と同様に外方面2aび内方面2b
を有する略平板状にアルミニウム等の熱伝導の良好な材
料で形成される。この外方面2aも、熱を吸収したい気体
や固体等と接触する。そして、この低温側熱交換器2と
及び高温側熱交換器1 は、その対向する内方面2b,1b が
略平行で、後述する熱電素子4 及び電極10が収納及び挟
着される所定間隔を有するようネジ等（図示せず）で固
定される。
【００１５】熱電素子4 は、電気を熱に変換するもので
あり、図３に示すように素子本体5と変形抑制体6 とよ
り略円柱状に形成される。この素子本体5 は、電流が流
れるもので、重金属からなるＰ型半導体5aまたはＮ型半
導体5bでもって、焼結等の方法で略円筒状に形成され
る。変形抑制体6 は、この熱電素子4 の変形を抑制する
もので、剛性が高く電気的絶縁性を有するとともに熱伝
導性が低いアルミナセラミック等のセラミック材料でも
って焼結等の方法で円柱状に形成され、素子本体5 の内
部に配設される。
あり、図３に示すように素子本体5と変形抑制体6 とよ
り略円柱状に形成される。この素子本体5 は、電流が流
れるもので、重金属からなるＰ型半導体5aまたはＮ型半
導体5bでもって、焼結等の方法で略円筒状に形成され
る。変形抑制体6 は、この熱電素子4 の変形を抑制する
もので、剛性が高く電気的絶縁性を有するとともに熱伝
導性が低いアルミナセラミック等のセラミック材料でも
って焼結等の方法で円柱状に形成され、素子本体5 の内
部に配設される。
【００１６】この構造を有する熱電素子4 は、図１及び
図２に示すようにＰ型半導体5aとＮ型半導体5bが交互と
なるように、そして熱電素子4 の中心軸が各熱交換器1,
2 に対して略垂直となるように各熱交換器1,2 の間に碁
盤目状に並設される。また、変形抑制体6 の各熱交換器
1,2 に対して略平行な方向の断面積が、熱交換器1,2の
略中心より離れるに従い大きくなるよう、すなわち、変
形抑制体6 の円柱状の直径が略中心より離れるに従い大
きくなるよう熱電素子4 は形成される。7 は半田で、熱
電素子4 の端面と後述する電極10を接合する。
図２に示すようにＰ型半導体5aとＮ型半導体5bが交互と
なるように、そして熱電素子4 の中心軸が各熱交換器1,
2 に対して略垂直となるように各熱交換器1,2 の間に碁
盤目状に並設される。また、変形抑制体6 の各熱交換器
1,2 に対して略平行な方向の断面積が、熱交換器1,2の
略中心より離れるに従い大きくなるよう、すなわち、変
形抑制体6 の円柱状の直径が略中心より離れるに従い大
きくなるよう熱電素子4 は形成される。7 は半田で、熱
電素子4 の端面と後述する電極10を接合する。
【００１７】電極10は、熱電素子4 の素子本体5 である
Ｐ型半導体5aとＮ型半導体5bとが交互に配設され、かつ
直列となるようを連結するもので、第１電極11及び第２
電極12より構成されて熱交換器1,2 に取着される。この
第１電極11及び第２電極12は、銅等の導電材料でもって
略平板状に形成され、第１電極11は高温側熱交換器1の
内方面1bに、第２電極12は低温側熱交換器2 の内方面2b
に、接着剤またはグリース等を介して取着される。な
お、この熱電素子4 の直列は、全てが直列になっている
必要は特になく、直列のものが複数個あってそれらが並
列接続されている構造でもよい。そして、この素子本体
5 であるＰ型半導体5a及びＮ型半導体5bは、Ｐ型半導体
5aからＮ型半導体5bに向かって電流が流れるところで
は、その一方の端部が発熱し、Ｎ型半導体5bからＰ型半
導体5aに向かって電流が流れるところでは、他方の端部
が冷却される。
Ｐ型半導体5aとＮ型半導体5bとが交互に配設され、かつ
直列となるようを連結するもので、第１電極11及び第２
電極12より構成されて熱交換器1,2 に取着される。この
第１電極11及び第２電極12は、銅等の導電材料でもって
略平板状に形成され、第１電極11は高温側熱交換器1の
内方面1bに、第２電極12は低温側熱交換器2 の内方面2b
に、接着剤またはグリース等を介して取着される。な
お、この熱電素子4 の直列は、全てが直列になっている
必要は特になく、直列のものが複数個あってそれらが並
列接続されている構造でもよい。そして、この素子本体
5 であるＰ型半導体5a及びＮ型半導体5bは、Ｐ型半導体
5aからＮ型半導体5bに向かって電流が流れるところで
は、その一方の端部が発熱し、Ｎ型半導体5bからＰ型半
導体5aに向かって電流が流れるところでは、他方の端部
が冷却される。
【００１８】この熱電気変換装置は、電流を流すことに
より、熱電素子4 のＰ型半導体5a及びＮ型半導体5bの一
方の端部が発熱し、他方の端部が冷却される。したがっ
て、一方の端部で発生した熱は、第１電極11を介して高
温側熱交換器1 に伝わり、外方面1aより放熱するととも
に、低温側熱交換器2 の外方面2aより熱が吸収されて、
第２電極12を介してＰ型半導体5a及びＮ型半導体5bの他
方の端部に熱が伝わる。
より、熱電素子4 のＰ型半導体5a及びＮ型半導体5bの一
方の端部が発熱し、他方の端部が冷却される。したがっ
て、一方の端部で発生した熱は、第１電極11を介して高
温側熱交換器1 に伝わり、外方面1aより放熱するととも
に、低温側熱交換器2 の外方面2aより熱が吸収されて、
第２電極12を介してＰ型半導体5a及びＮ型半導体5bの他
方の端部に熱が伝わる。
【００１９】また、各熱交換器1,2 は、温度変化により
膨張、収縮を行うが、その熱変形を、剛性を有するセラ
ミック材料で形成される変形抑制体6 で抑制して、熱電
素子4 等の熱ストレスを小さくするため、熱電素子4 に
クラックが発生しにくく断線しにくいので、長寿命化を
図ることができる。また、その変形抑制体6 は、熱交換
器1,2 の略中心より離れるに従い断面積が大きくなるた
め、熱変形の大きさと断面積、すなわち剛性が略比例関
係にあるため、さらに熱ストレスを抑制しやすくなる。
膨張、収縮を行うが、その熱変形を、剛性を有するセラ
ミック材料で形成される変形抑制体6 で抑制して、熱電
素子4 等の熱ストレスを小さくするため、熱電素子4 に
クラックが発生しにくく断線しにくいので、長寿命化を
図ることができる。また、その変形抑制体6 は、熱交換
器1,2 の略中心より離れるに従い断面積が大きくなるた
め、熱変形の大きさと断面積、すなわち剛性が略比例関
係にあるため、さらに熱ストレスを抑制しやすくなる。
【００２０】次に、本発明の第２の実施形態を図４及び
図５に基づいて説明する。このものは、第１の実施形態
とは熱電素子4 の構造が異なる。なお、図４及び後述す
る図６は、熱電素子4 等を省略して記載している。
図５に基づいて説明する。このものは、第１の実施形態
とは熱電素子4 の構造が異なる。なお、図４及び後述す
る図６は、熱電素子4 等を省略して記載している。
【００２１】熱電素子4 は、図５に示すように素子本体
5 と変形抑制体6 とより略直方体状に形成される。この
素子本体5 は、重金属からなるＰ型半導体5aまたはＮ型
半導体5bでもって、層状結晶構造を有するよう溶融引き
伸ばし法等で形成される。変形抑制体6 は、その層の間
に配設される。
5 と変形抑制体6 とより略直方体状に形成される。この
素子本体5 は、重金属からなるＰ型半導体5aまたはＮ型
半導体5bでもって、層状結晶構造を有するよう溶融引き
伸ばし法等で形成される。変形抑制体6 は、その層の間
に配設される。
【００２２】また、熱電素子4 は、その層状面が各熱交
換器1,2 に対して略垂直となるように、また熱交換器1,
2 の略中心から延びる放射線に略平行となるよう配設さ
れるとともに、変形抑制体6 の各熱交換器1,2 に対して
略平行な方向の断面積が、熱交換器1,2 の略中心より離
れるに従い大きくなるよう、すなわち、変形抑制体6の
厚みが略中心より離れるに従い厚くなるよう形成され
る。
換器1,2 に対して略垂直となるように、また熱交換器1,
2 の略中心から延びる放射線に略平行となるよう配設さ
れるとともに、変形抑制体6 の各熱交換器1,2 に対して
略平行な方向の断面積が、熱交換器1,2 の略中心より離
れるに従い大きくなるよう、すなわち、変形抑制体6の
厚みが略中心より離れるに従い厚くなるよう形成され
る。
【００２３】このものは、熱電素子4 が層状結晶構造を
しており、その間に変形抑制体6 が配設されているた
め、熱電素子4 の剛性が上がるので、さらに熱電素子4
にクラックが発生しにくく断線しにくくなる。また、層
状面が熱交換器1,2 の略中心から延びる放射線に略平行
に配設されるため、熱交換器1,2 の略中心を基準として
の膨張及び収縮に対しての熱電素子4 等の変形が抑制さ
れるので、より一層熱電素子4 にクラックが発生しにく
く断線しにくくなる。
しており、その間に変形抑制体6 が配設されているた
め、熱電素子4 の剛性が上がるので、さらに熱電素子4
にクラックが発生しにくく断線しにくくなる。また、層
状面が熱交換器1,2 の略中心から延びる放射線に略平行
に配設されるため、熱交換器1,2 の略中心を基準として
の膨張及び収縮に対しての熱電素子4 等の変形が抑制さ
れるので、より一層熱電素子4 にクラックが発生しにく
く断線しにくくなる。
【００２４】次に、本発明の第３の実施形態を図６に基
づいて説明する。このものは、第２の実施形態の熱電素
子4 より変形抑制体6 を除いたものである。熱ストレス
が大きくなければ、このような構造にすることもでき
る。
づいて説明する。このものは、第２の実施形態の熱電素
子4 より変形抑制体6 を除いたものである。熱ストレス
が大きくなければ、このような構造にすることもでき
る。
【００２５】なお、本発明の熱電気変換装置は、ペルチ
ェ効果を利用して電気を熱に変換するものについて説明
したが、ゼーベック効果を利用して熱を電気に変換する
のに用いることもできる。また、変形抑制部を、熱交換
器の略中心より離れるに従い断面積を大きくしたが、こ
のものに限定されるものではなく、一様な断面積で形成
してもよいし、熱ストレスに応じて場所により適宜断面
積を変えてもよい。さらに、変形抑制部は、セラミック
材料で形成したが、素子本体より剛性を有するものであ
れば他の材料のものを用いることももちろん可能であ
る。
ェ効果を利用して電気を熱に変換するものについて説明
したが、ゼーベック効果を利用して熱を電気に変換する
のに用いることもできる。また、変形抑制部を、熱交換
器の略中心より離れるに従い断面積を大きくしたが、こ
のものに限定されるものではなく、一様な断面積で形成
してもよいし、熱ストレスに応じて場所により適宜断面
積を変えてもよい。さらに、変形抑制部は、セラミック
材料で形成したが、素子本体より剛性を有するものであ
れば他の材料のものを用いることももちろん可能であ
る。
【００２６】
【発明の効果】請求項１記載の熱電気変換装置は、熱膨
張及び熱収縮に伴う熱変形を、剛性を有するセラミック
材料で形成される変形抑制体で抑制して、熱電素子等の
熱ストレスを小さくするため、熱電素子にクラックが発
生しにくく断線しにくいので、長寿命化を図ることがで
きる。
張及び熱収縮に伴う熱変形を、剛性を有するセラミック
材料で形成される変形抑制体で抑制して、熱電素子等の
熱ストレスを小さくするため、熱電素子にクラックが発
生しにくく断線しにくいので、長寿命化を図ることがで
きる。
【００２７】また、請求項２記載の熱電気変換装置は、
請求項１の効果に加えて、熱電素子が略円筒状に形成さ
れるため、熱電素子の剛性が上がるので、さらに熱電素
子にクラックが発生しにくく断線しにくくなる。
請求項１の効果に加えて、熱電素子が略円筒状に形成さ
れるため、熱電素子の剛性が上がるので、さらに熱電素
子にクラックが発生しにくく断線しにくくなる。
【００２８】また、請求項３記載の熱電気変換装置は、
請求項１の効果に加えて、熱電素子が層状結晶構造をし
ており、その間に変形抑制体が配設されているため、熱
電素子の剛性が上がるので、さらに熱電素子にクラック
が発生しにくく断線しにくくなる。
請求項１の効果に加えて、熱電素子が層状結晶構造をし
ており、その間に変形抑制体が配設されているため、熱
電素子の剛性が上がるので、さらに熱電素子にクラック
が発生しにくく断線しにくくなる。
【００２９】また、請求項４記載の熱電気変換装置は、
請求項３の効果に加えて、層状面が熱交換器の略中心か
ら延びる放射線に略平行に配設されるため、熱交換器の
略中心を基準としての膨張及び収縮に対しての熱電素子
等の変形が抑制されるので、より一層熱電素子にクラッ
クが発生しにくく断線しにくくなる。
請求項３の効果に加えて、層状面が熱交換器の略中心か
ら延びる放射線に略平行に配設されるため、熱交換器の
略中心を基準としての膨張及び収縮に対しての熱電素子
等の変形が抑制されるので、より一層熱電素子にクラッ
クが発生しにくく断線しにくくなる。
【００３０】また、請求項５記載の熱電気変換装置は、
請求項１乃至４のいづれかの効果に加えて、熱交換器の
略中心より離れるに従い変形抑制体の断面積が大きくな
るため、さらに熱電素子の剛性が上がり、断線しにくく
なる。
請求項１乃至４のいづれかの効果に加えて、熱交換器の
略中心より離れるに従い変形抑制体の断面積が大きくな
るため、さらに熱電素子の剛性が上がり、断線しにくく
なる。
【００３１】さらに、請求項６記載の熱電気変換装置
は、熱電素子が層状結晶構造をしており、層状面が熱交
換器の略中心から延びる放射線に略平行に配設されるた
め、熱交換器の略中心を基準としての膨張及び収縮に対
しての熱電素子等の変形が抑制されるので、より一層熱
電素子にクラックが発生しにくく断線しにくくなる。
は、熱電素子が層状結晶構造をしており、層状面が熱交
換器の略中心から延びる放射線に略平行に配設されるた
め、熱交換器の略中心を基準としての膨張及び収縮に対
しての熱電素子等の変形が抑制されるので、より一層熱
電素子にクラックが発生しにくく断線しにくくなる。
【図１】本発明の第１の実施形態を示す熱電気変換装置
の一部を破断して、熱電素子を見えるようにした正面図
である。
の一部を破断して、熱電素子を見えるようにした正面図
である。
【図２】その熱電気変換装置の熱電素子の断面図であ
る。
る。
【図３】その熱電素子の斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す熱電気変換装置
の正面図である。
の正面図である。
【図５】その熱電素子の斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態を示す熱電気変換装置
の正面図である。
の正面図である。
【図７】本発明の従来の実施形態を示す熱電気変換装置
の断面図である。
の断面図である。
【図８】本発明の別の従来の実施形態を示す熱電気変換
装置の断面図である。
装置の断面図である。
1 高温側熱交換器 2 低温側熱交換器 4 熱電素子 5 素子本体 5a Ｐ型半導体 5b Ｎ型半導体 6 変形抑制体 7 半田 10 電極 11 第１電極 12 第２電極
Claims (6)
- 【請求項１】 相対向する略平板状の熱交換器と、該
熱交換器の間にあって並設される少なくとも１対のＰ型
半導体とＮ型半導体を有する熱電素子と、該熱電素子の
Ｐ型半導体とＮ型半導体とが交互に直列に配設されるよ
う半田を介して連結するとともに熱交換器に取着される
電極と、を具備する熱電気変換装置において、 前記熱電素子に、セラミック材料で形成される変形抑制
体を設けたことを特徴とする熱電気変換装置。 - 【請求項２】 前記熱電素子を、略円筒状に形成して
熱交換器に対して略垂直となるよう配設するとともに、
変形抑制体をその円筒状の内部に配設したことを特徴と
する請求項１記載の熱電気変換装置。 - 【請求項３】 前記熱電素子を、層状結晶構造を有す
るよう形成してその層状面が熱交換器に対して略垂直と
なるよう配設するとともに、変形抑制体をその層の間に
配設したことを特徴とする請求項１記載の熱電気変換装
置。 - 【請求項４】 前記熱電素子の層状面が、熱交換器の
略中心から延びる放射線に略平行となるよう配設したこ
とを特徴とする請求項３記載の熱電気変換装置。 - 【請求項５】 前記変形抑制体の熱交換器に対して略
平行な方向の断面積が、熱交換器の略中心より離れるに
従い大きくなるよう形成したことを特徴とする請求項１
乃至４記載の熱電気変換装置。 - 【請求項６】 相対向する略平板状の熱交換器と、該
熱交換器の間にあって並設される少なくとも１対のＰ型
半導体とＮ型半導体を有する熱電素子と、該熱電素子の
Ｐ型半導体とＮ型半導体とが交互に直列に配設されるよ
う半田を介して連結するとともに熱交換器に取着される
電極と、を具備する熱電気変換装置において、 前記熱電素子を、層状結晶構造を有するよう形成してそ
の層状面が熱交換器に対して略垂直となるよう配設する
とともに、その層状面が熱交換器の略中心から延びる放
射線に略平行となるよう配設したことを特徴とする熱電
気変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7338405A JPH09181360A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 熱電気変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7338405A JPH09181360A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 熱電気変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09181360A true JPH09181360A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18317858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7338405A Pending JPH09181360A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 熱電気変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09181360A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5959240A (en) * | 1996-12-04 | 1999-09-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Thermoelectric converter for heat-exchanger |
| WO2009013918A1 (ja) * | 2007-07-25 | 2009-01-29 | Kyocera Corporation | 熱電素子、熱電モジュール及び熱電素子の製造方法 |
| US20140345665A1 (en) * | 2012-01-30 | 2014-11-27 | Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University | Thermoelectric element having structure capable of improving thermal efficiency |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP7338405A patent/JPH09181360A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5959240A (en) * | 1996-12-04 | 1999-09-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Thermoelectric converter for heat-exchanger |
| WO2009013918A1 (ja) * | 2007-07-25 | 2009-01-29 | Kyocera Corporation | 熱電素子、熱電モジュール及び熱電素子の製造方法 |
| JPWO2009013918A1 (ja) * | 2007-07-25 | 2010-09-30 | 京セラ株式会社 | 熱電素子、熱電モジュール及び熱電素子の製造方法 |
| US20140345665A1 (en) * | 2012-01-30 | 2014-11-27 | Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University | Thermoelectric element having structure capable of improving thermal efficiency |
| JP2015507845A (ja) * | 2012-01-30 | 2015-03-12 | インダストリー−アカデミック コーペレイション ファウンデイション， ヨンセイ ユニバーシティ | 熱効率を改善可能な構造を有する熱電素子 |
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