JPH0430586A - 熱電装置 - Google Patents

熱電装置

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JPH0430586A
JPH0430586A JP2137833A JP13783390A JPH0430586A JP H0430586 A JPH0430586 A JP H0430586A JP 2137833 A JP2137833 A JP 2137833A JP 13783390 A JP13783390 A JP 13783390A JP H0430586 A JPH0430586 A JP H0430586A
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JP
Japan
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heat
conductor
semiconductors
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thermoelectric device
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Pending
Application number
JP2137833A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Yamamoto
義明 山本
Fumitoshi Nishiwaki
文俊 西脇
Yasushi Nakagiri
康司 中桐
Hisaaki Gyoten
久朗 行天
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0430586A publication Critical patent/JPH0430586A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はペ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に有用な熱電装置に関
する。
従来の技術 従来 熱を電気に変換味 もしくは電気を熱に変換する
熱電素子は 第4図に示す従来例の様に金属板1および
金属板2によって、N型半導体3およびP型半導体4を
挟み込む構成を有LN型半導体3とP型半導体4を交互
に直列的に配列している。したがって、金属板1および
2に温度差を与えるとゼーベック効果により端子5と端
子6との間に電位差が生し 発電効果を生む また端子
5と端子6間に電位を与えるとペルチェ効果により、金
属板の一方が冷却され 他方が加熱される。
発明が解決しようとする課題 しかしなが収 このような従来の熱電装置では半導体材
料および金属板をバルクで使用する構成となっているた
6  (1)Te、Bi等の希少材料を大量に必要とし
 熱電素子の重量および容積が大きくなり、材料コスト
があが4(2)半導体と金属板との接合には 接触部の
電気抵抗および熱抵抗の低減を図るためろう付は等が必
要であ工(3)半導体の断面積が大きいたへ 加熱部か
ら冷却部への熱流が大きく、効率が低下する等の問題が
あった本発明(上 上記問題点にもとづき熱電素子の材
料コスト、重量および容積を大幅に低減するととも番ミ
  接触抵抗および半導体内の熱流を抑えることにより
、熱電性能を向上させる構造の熱電装置を提供するもの
である。
課題を解決するための手段 本発明の熱電装置は 絶縁性フィルム基板上の面方向に
 N型半導体 導電体1、P型半導体導電体2の順に 
各半導体・導電体の端部が電気的に導通するように熱電
回路を形成し 導電体lを凸部に導電体2を凹部に位置
するようにフィルム基板をコルゲート状に構成し 前記
凸部および凹部と接触する熱交換手段を双方に設置する
ことにより、上記のような問題点を解決するものであム 作用 膜状になった熱電素子は 薄く構成することが可能であ
りコンパクトで軽い装置とすることができも また 材
料の使用量(よ バルクで使用する場合に比べ非常に少
なくできも また 半導体の断面積が小さいことか収 
加熱部から冷却部への熱伝導を減少できべ 半導体と導
電体が真空塔においてほぼ同時に成膜されることか収 
半導体と導電体との接触電気抵抗がほとんどない等によ
り、熱電素子と空気との温度差を小さくでき、性能向上
が図ることができる。
実施例 以下に本発明による実施例について図面とともに説明す
も 〈実施例1〉 第1図は本発明の一実施例の熱電装置の構成を示すもの
であも 熱電回路を形成したコルゲート状の熱電素子1
1の両側に圧力容器12を設置し圧力容器12には流路
13が形成する。冷却装置として使う場合に?友 熱電
素子11に電流を流して、流路13を流れる2つの流体
の一方から熱を吸い上1デ、他方の流体へ熱を捨てるヒ
ートポンプサイクルを形成する。また 発電装置として
使う場合には 流路13を流れる温度の違う2つの流体
から起電力を得る。熱電素子11の詳細を第2図に示す
。絶縁性フィルム基板14の片面にはN型半導体15、
導電体16、P型半導体17、導電体16が順に成膜さ
れていも N型半導体I2、導電体13、P型半導体1
411  各々の端部が接触する構造になっており、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(戴 電気抵抗の小
さい銅またはアルミが用いられも 絶縁性フィルム基板
14(瓜 導電体16の1つおきに凹凸を繰り返すコル
ゲート状に加工されており、すべての凸部ζよ一方の圧
力容器12と熱的に接触し すべての凹部(&  他方
の圧力容器12と接触していも冷却装置として使用する
場合にCよ 絶縁性フィルム基板14にそって半導体1
5、17および導電体16に電流を流す。これにより、
半導体15.17と導電体16の界面でペルチェ効果に
より発熱もしくは吸熱を生じも このとき、N型半導体
15とP型半導体17は交互に並んでいることか収 導
電体16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16の1つおきに接する一方の圧力容器12
は 吸熱(または発熱)となa また 他方の圧力容器
121友 発熱(または吸熱)となる。したがって、絶
縁性フィルム基板14の上部の流体から熱を吸収(もし
くは流体への熱の発散)、下部を流れる流体への熱の発
散(もしくは流体からの熱の吸収)となる。
発電装置として使用する場合に(上 おのおのの圧力容
器12を流れる2つの流体に温度差をつける。これによ
り、導電体16は交互に高温と低温となり、ゼーベック
効果により起電力を生ずることができも 〈実施例2〉 第2図は本発明の他の実施例であり、熱電装置の構成を
示すものであム 熱電素子11の構成は 第2図に示した構成と同様であ
るので、説明を省略すも 熱電素子11の上部にはコル
ゲートフィン18が、下部には輻射伝熱面19が設置さ
れていも 実施例1で説明したと同様番ミ  コルゲー
トフィン18は凸部に位置する導電体16と熱的に接し
 輻射伝熱面19は凹部に位置する導電体16と熱的に
接触すも冷却装置として使用する場合に(よ 熱電素子
11に電流を流すことにより、コルゲートフィン18は
吸熱(または発熱)となり、他方の輻射伝熱面19は発
熱(または吸熱)となる。したがって、輻射冷房や輻射
暖房が可能となる。
発電装置として使用する場合にζ瓜 太陽熱等により輻
射伝熱面19を暖へ コルゲートフィン18に冷却用の
空気を流すことにより、導電体16は交互に高温と低温
となり、ゼーベック効果により起電力を生ずることがで
きも 本発明では 熱電素子11の両側に設置する熱交換手段
を自由に選ぶことができ、輻射も含め熱交換流体の特性
に適した構成が可能となも したがって、液体と輻射の
組合せへ 気体と液体の組合せ等にも適応可能であム 以上のように本発明において1よ 熱電素子を薄く構成
することが可能でありコンパクトで軽い装置とすること
ができも また 熱電素子部分、流路部を独立して作製
した後に一体化できることか収 作製上も容易で安価な
熱電装置が提供されも発明の効果 以上のように本発明による熱電装置は コンパクトで軽
い装置とすることができる。また 材料の使用量Ct 
 バルクで使用する場合に比べ非常に少なくできゑ ま
た 半導体の断面積が小さいことか収 加熱部から冷却
部への熱伝導を減少できべ 半導体と導電体が真空塔に
おいてほぼ同時に成膜されろこ七か叡 半導体と導電体
との接触電気抵抗がほとんどなt\ さら艮 フィン部
および流路部の構造は 半導体の構造による制約を受は
哄 流体側の伝熱条件に応じて自由に設計することがで
き、また 半導体部とは別に作製した上で一体化ができ
ることから構成上からも安価にでき
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の熱電装置の断面医第2図は
熱電装置を構成する熱電素子の断面医第3図は本発明の
他の実施例の熱電装置の断面医第4図は従来例の熱電装
置の構成を示す斜視図であム 3、4.15.1?、 、 、半導体 14.、、絶縁
性フィルム基板18、、、導電体 12. 、 、流1
1@、、  18.、、コルゲートフィン。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1多環 図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁性フィルム基板上の面方向に、N型半導体、
    第1の導電体、P型半導体、第2の導電体の順に、各半
    導体・導電体の端部が電気的に導通するように熱電回路
    を形成し、導電体1を凸部に導電体2を凹部に位置する
    ようにフィルム基板をコルゲート状に構成し、前記凸部
    および凹部と接触する熱交換手段を双方に設置した熱電
    装置。
  2. (2)熱交換手段の一方または双方が、流体が通過可能
    な圧力容器とする請求項1記載の熱電装置。
  3. (3)熱交換手段の一方または双方が、コルゲート状の
    フィンである請求項1記載の熱電装置。
  4. (4)熱交換手段の一方または双方が、輻射面である請
    求項1記載の熱電装置。
  5. (5)コルゲート状のフィンに、スリットまたはルーバ
    ーを設けた請求項3記載の熱電装置。
JP2137833A 1990-05-28 1990-05-28 熱電装置 Pending JPH0430586A (ja)

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