JP2001352106A - ペルチェ素子 - Google Patents

ペルチェ素子

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JP2001352106A
JP2001352106A JP2000170411A JP2000170411A JP2001352106A JP 2001352106 A JP2001352106 A JP 2001352106A JP 2000170411 A JP2000170411 A JP 2000170411A JP 2000170411 A JP2000170411 A JP 2000170411A JP 2001352106 A JP2001352106 A JP 2001352106A
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JP
Japan
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heat
peltier element
stage
heat absorbing
peltier
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JP2000170411A
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English (en)
Inventor
Hirobumi Taguchi
博文 田口
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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  • 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】 【課題】容易な構成で、低コストな高効率ペルチェ素子
を提供する。 【解決手段】ペルチェ素子の吸熱部及びまたは放熱部の
少なくとも表面にアルマイト処理した粒子を塗布する、
及びまたはさらにその表面を黒色化及びまたは黒体化す
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、機械部品及びまた
は機械装置、電子部品または電子機器等の発熱部分の冷
却を行なうために用いられるペルチェ素子に関する。
【0002】
【従来の技術】ペルチェ素子は直流電圧を印加すること
により、吸熱部と放熱部を形成し熱の移動を可能とす
る。ここで吸熱部の効率は、印加される電力と放熱部に
おける放熱量に左右される。
【0003】従来、ペルチェ素子の吸熱部(以下、吸熱
面と記す)及びまたは放熱部(以下、放熱面と記す)に
は白色のセラミックプレートが用いられていた。ここ
で、従来のペルチェ素子を図2に示す。図2(a)は単
段式のペルチェ素子を、図2(b)は多段式、ここでは
一例として三段式のペルチェ素子を示す。
【0004】図2(a)において2は機械や電子機器等
の発熱部、5は直流電源、21はペルチェ素子全体を示
す。ここで、21a、21eはセラミックプレート、2
1bは導体、21cは半導体であり、P型とN型の半導
体が組合せられて構成されている。また、本図中の直流
電源5により、電流は矢印A方向に流れるので本構造の
ペルチェ素子ではセラミックプレート21aが吸熱部、
セラミックプレート21eが放熱部となる。3はペルチ
ェ素子21の放熱部21eに面して取り付けられた放熱
フィン、4は放熱フィンを強制的に冷却するためのファ
ン、である。
【0005】また、図2(b)において31は、多段式
ペルチェ素子(本図では3段式)全体を示し、各段にお
ける構造は前記単段のペルチェ素子と同様であるので本
図では詳細を省略し簡易的に形状を示している。
【0006】31a、31b、31cはそれぞれ第一、
第二、第三段目のペルチェ素子である。また、直流電源
5により電流も矢印A方向に流れるので、31dは第一
段目のペルチェ素子の吸熱面、31eは第一段目の放熱
面兼第二段目の吸熱面、31fは第二段目の放熱面兼第
三段目の吸熱面、31gは第三段目の放熱面のようにな
るものである。
【0007】また2、3、4は図2(a)同様、それぞ
れ機械や電子機器等の発熱部、3はペルチェ素子21の
放熱部21eに面して取り付けられた放熱フィン、4は
放熱フィンを強制的に冷却するためのファン、を示して
いる。
【0008】このような構成とすることにより、発熱部
2で発生する熱をペルチェ素子で放熱部側に移動させ、
セラミックプレートの面21aでの熱を吸熱することが
できる。
【0009】しかしながら、現在では機械や電子機器省
電力化が急速に進み、同一電力で如何に効率よく発熱部
の冷却を行なうかが大きな解決すべき問題となってきて
いる。
【0010】ここで、特開平09−298319号公報
に示すようにペルチェ素子の放熱部に熱放射率の高いシ
ートと熱伝導率の高いシートを積層する構造のペルチェ
素子が公知となっているがペルチェ素子の他にシートが
必要となり、構造が複雑でコストが高くなるという問題
が残っていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明では前記問題点
を鑑み、ペルチェ素子吸熱部の効率を高めるべく、容易
な構造で低コストな高効率ペルチェ素子を提供すること
である。
【0012】
【課題を解決するための手段】吸熱部と放熱部を有し、
直流電圧が印加されると、ペルチェ効果により該吸熱部
周辺の熱を該放熱部へと移動させ、該吸熱部周辺を冷却
することが可能なペルチェ素子において、前記吸熱部及
びまたは放熱部の少なくとも表面を黒色化及びまたは黒
体化する。
【0013】または、吸熱部と放熱部を有し、直流電圧
が印加されると、ペルチェ効果により該吸熱部周辺の熱
を該放熱部へと移動させ、該吸熱部周辺を冷却すること
が可能なペルチェ素子において、前記吸熱部及びまたは
放熱部の少なくとも表面にアルマイト処理した粒子を塗
布する。
【0014】または、吸熱部と放熱部を有し、直流電圧
が印加されると、ペルチェ効果により該吸熱部周辺の熱
を該放熱部へと移動させ、該吸熱部周辺を冷却すること
が可能なペルチェ素子において、前記吸熱部及びまたは
放熱部の少なくとも表面にアルマイト処理した粒子を塗
布し、さらに黒色化及びまたは黒体化する。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1を用い
て説明する。ここで、図1(a)は単段式のペルチェ素
子を示し、図1(b)は多段式のペルチェ素子、ここで
は一例として三段式のペルチェ素子について示してい
る。本図中2、3、4、5は前述従来技術でも説明の通
り発熱部、放熱フィン、ファン、直流電源をそれぞれ示
している。
【0016】図1(a)中、1は本発明の実施例による
ペルチェ素子全体を示し、1a、1eはセラミックプレ
ート、1cは半導体であり、P型、N型の半導体の組合
せにより構成されている。ここで本図においても直流電
源5により電流は矢印A方向に流れるので、本構造のペ
ルチェ素子では、セラミックプレート1a側が吸熱面、
1e側が放熱面となる。また1b、1dは導体である。
1f、1gはそれぞれ吸熱面1a、放熱面1eのセラミ
ックプレートに塗布またはコーティングされた黒色皮膜
である。ここで、導体1bと吸熱面1aにコーティング
された黒色皮膜1f、導体1dと放熱面1eにコーティ
ングされた黒色皮膜1gは直接接触しない構造となって
いる。
【0017】また、図1(b)において、11は多段式
ペルチェ素子(本図では3段式)全体を示し、各段にお
ける構造は前記図1(a)に示す単段のペルチェ素子と
同様であるので本図では構造の詳細を省略し簡易的に形
状を示している。11a、11b、11cはそれぞれ第
一、第二、第三段目のペルチェ素子である。また、本図
に示すように直流電源5により電流も矢印A方向に流
れ、11dは第一段目のペルチェ素子の吸熱面、11e
は第一段目の放熱面兼第二段目の吸熱面、11fは第二
段目の放熱面兼第三段目の吸熱面、11gは第三段目の
放熱面のようになるものとする。ここで11d、11
e、11f、11gは一例としてセラミックプレートを
使用し、各々の表面を黒色化及びまたは黒体化する皮膜
の形成及びまたはコーティング及びまたは印刷がなされ
ている。
【0018】また、図1(a)同様、それぞれ2は機械
や電子機器等の発熱部、3はペルチェ素子11最終段の
放熱面11gに対して取り付けられた放熱フィン、4は
放熱フィンを強制的に冷却するためのファン、を示して
いる。
【0019】このような多段式の構成とすることにより
単段式に比べ強力に発熱部2で発生する熱をペルチェ素
子11で放熱部側に移動させ、セラミックプレートの面
1aでの熱を吸熱することができる。
【0020】また、本実施の形態においてセラミックプ
レート表面に黒色化及びまたは黒体化する皮膜の形成及
びまたはコーティング及びまたは印刷がなされている
が、これら皮膜やコーティングや印刷に導体物質を含む
場合は、図1(b)では省略しているが、それらが図1
(a)に示すように導体1b、1dとは直接接触しない
ような構造にする必要がある。
【0021】次に物体の熱の移動について説明する。
【0022】熱の移動は物体内の熱伝導、物体間での熱
伝達、および高温物体内でのエネルギーが電磁波という
形に変化し空間に放出される熱放射等により行われる。
【0023】ここで、熱放射は温度が絶対零度(−27
3℃)以外である熱エネルギーを持つ全ての物体におい
てその一部が電磁波という形をとって空間を移動する現
象である。
【0024】ここで、単位面積から、単位時間に放出さ
れる熱放射のエネルギーE[W/m2]は、次式、 E=ε・σ・T4 ・・・・(1) で表される。ここでの各記号は、ε:放射率(0≦ε≦
1)、σ:ステファン・ボルツマン定数(=5.67×
10-8[W/m2・K4])、T:物体の絶対温度[K]
である。またε=1をとる物体は、物体の色によらず黒
体と呼ばれている。通常、肉眼で黒く見えるものは黒体
に近い振る舞いをすることが多く、発熱が問題とされる
物体表面のεをより1に近付けることで、熱エネルギー
をより多く外部に放出することが可能となる。
【0025】つまり、熱を放出しようとした場合、物体
の表面をより黒体に近い状態にすることで熱放射が活発
になり温度を低く抑えることができる。これをペルチェ
素子の放熱部に適用すれば、放熱の効率が上がり、熱の
移動が活性化されるため、冷却面側もより低温にするこ
とが可能となる。
【0026】またさらに黒体には周囲の温度が黒体部分
より高い場合、熱を吸収し易いという性質も合わせ持っ
ているため、これをペルチェ素子の冷却面に適用するこ
とで発熱部における吸熱効率も高めることが可能とな
る。
【0027】以上、ペルチェ素子吸熱面及びまたは放熱
面を黒色化、及びまたは黒体化する方法について一例と
してセラミックプレートに黒色皮膜を施すことについて
記述しているが、本発明により適用できる黒色皮膜は、
例えば簡単な黒いインクによる塗装でも構わないし、熱
が放射しやすいようにアルマイト処理された粒子をペル
チェ素子の吸熱面及びまたは放熱面に塗布し、さらに黒
色にペンキ塗装とすることも可能である。また、塗装の
色に関しては必ずしも黒色に限られる物ではなく、放射
率をペルチェ素子単体よりも大きく、より黒体化できる
ものであれば例えば白ペンキを吸熱面及びまたは放熱面
に塗布しても構わない。
【0028】また、本実施の形態によれば、ペルチェ素
子の吸熱面と放熱面とを同時に黒色塗装及びまたは黒体
化した例について記述しているが、これは、製作工程、
コスト等を鑑み、吸熱面若しくは放熱面のどちらか一方
とすることも可能である。また、本発明を多段式のペル
チェ素子に適用した場合でも、この黒色塗装及びまたは
黒体化はペルチェ素子の複数の吸熱面、放熱面の少なく
とも一つの面に適用することでも構わない。
【0029】また、本実施の形態ではペルチェ素子吸熱
面及びまたは放熱面の表面を黒色化及びまたは黒体化す
る例について記述しているが、これらは吸熱面及びまた
は放熱面の材質として絶縁製の黒色体そのものをセラミ
ックプレートの代わりに使用しても構わない。
【0030】
【発明の効果】容易な構成で熱の移動効率の高いペルチ
ェ素子が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す説明図である。
【図2】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
1、11、21、31…ペルチェ素子全体、 1a、1b、11d、11e、11f、11g…ペルチ
ェ素子の吸熱面及びまたは放熱面を形成するセラミック
プレート、 2…発熱部、 3…放熱フィン、 4…ファン、 5…直流電源。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸熱部と放熱部を有し、直流電圧が印加さ
    れると、ペルチェ効果により該吸熱部周辺の熱を該放熱
    部へと移動させ、該吸熱部周辺を冷却することが可能な
    ペルチェ素子において、前記吸熱部及びまたは放熱部の
    少なくとも表面を黒色化及びまたは黒体化したことを特
    徴とするペルチェ素子。
  2. 【請求項2】吸熱部と放熱部を有し、直流電圧が印加さ
    れると、ペルチェ効果により該吸熱部周辺の熱を該放熱
    部へと移動させ、該吸熱部周辺を冷却することが可能な
    ペルチェ素子において、前記吸熱部及びまたは放熱部の
    少なくとも表面にアルマイト処理した粒子を塗布したこ
    とを特徴とするペルチェ素子。
  3. 【請求項3】吸熱部と放熱部を有し、直流電圧が印加さ
    れると、ペルチェ効果により該吸熱部周辺の熱を該放熱
    部へと移動させ、該吸熱部周辺を冷却することが可能な
    ペルチェ素子において、前記吸熱部及びまたは放熱部の
    少なくとも表面にアルマイト処理した粒子を塗布し、さ
    らに黒色化及びまたは黒体化したことを特徴とするペル
    チェ素子。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004061982A1 (ja) * 2002-12-27 2004-07-22 Japan Science And Technology Agency 熱電変換材料を利用した電子部品の冷却装置
JP2006147600A (ja) * 2004-10-18 2006-06-08 Yamaguchi Univ 熱電変換モジュール
JP2010230475A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Fujitsu Ltd 赤外線撮像装置及びペルチェ封入真空ケース
WO2011056010A2 (ko) * 2009-11-06 2011-05-12 한국기초과학지원연구원 흑체의 온도제어장치 및 그 제어방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004061982A1 (ja) * 2002-12-27 2004-07-22 Japan Science And Technology Agency 熱電変換材料を利用した電子部品の冷却装置
JP2006147600A (ja) * 2004-10-18 2006-06-08 Yamaguchi Univ 熱電変換モジュール
JP2010230475A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Fujitsu Ltd 赤外線撮像装置及びペルチェ封入真空ケース
WO2011056010A2 (ko) * 2009-11-06 2011-05-12 한국기초과학지원연구원 흑체의 온도제어장치 및 그 제어방법
WO2011056010A3 (ko) * 2009-11-06 2011-11-03 한국기초과학지원연구원 흑체의 온도제어장치 및 그 제어방법
KR101081378B1 (ko) * 2009-11-06 2011-11-08 한국기초과학지원연구원 흑체의 온도제어장치 및 그 제어방법

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