热电式装置制造方法及图纸

一种热电式装置，它包括一具有良好导热性并彼此相对设置的一吸热侧热交换基座（２）以及一散热侧热交换基座（４），它们之间设有一热电元件组（３）。该热电式装置包括一由合成树脂材料制成的框加（６－１），它将所述吸热侧热交换基座（２）和所述散热侧热交换基座（４）之一固定在其外周上。框架（６－１）和不被它固定的另一热交换基座（２）上都设有大致沿吸热侧热交换基座（２）、热电元件组（３）和散热侧热交换基座（４）之堆叠方向延伸的延伸部（６－１ｂ，２ａ）。延伸部（６－１，２ａ）结合在一起。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热电式装置，例如热电式冷却装置或热电子电流发生器，特别是涉及一种即使经过许多反复加热循环也不会降低其性能，而且具有优良的工作可靠性以及使用寿命长的热电式装置。在传统的热电式装置中，于各热导体之间设置一组热电元件，用多个螺丝把热导体紧固一起而将该组热电元件固定在适当位置，并在各热导体和热电元件组之间敷涂导热油脂，以改善它们的热接触性能。螺丝可以采用金属或塑料制成。金属螺丝的强度足以固定热电元件组。这些金属螺丝需要与隔热垫圈组合使用，因为光用螺丝的话导热性太高。另一方面，虽然塑料螺丝的导热性低，但因其机械强度不够，就另外需要粘合剂等加强。为了确保热导体和热电元件组之间的导热性以及为了把热电元件组固定在适当位置就需要对这些螺丝施加紧固力。有时，热电元件组的外周需要用硅橡胶等加以密封以防水。在如上所述的传统的热电式装置中，由于热电元件组是通过用多个螺丝把诸热导体紧固一起而被固定在适当位置上的，因此难以对热电元件组施加均匀的压力。因而，一些热电元件将会受到局部载荷，以致可能损坏。由导热性较低的材料制成的螺丝，例如不锈钢螺丝或铁螺丝，可以被用作上述的金属螺丝。由这种材料制成的螺丝的热膨胀系数要比热导体和热电元件的热膨胀系数小。在热电式装置的使用过程中，热导体和热电元件会由于膨胀和收缩的关系而产生移动。热导体和热电元件的这种移动会受到螺丝的限制，因而会对诸热电元件反复地施加较大的压缩或者拉伸应力，这样可能导致热电元件损坏。另一方面，塑料螺丝的机械强度较低，因而缺乏长时间的可靠性。此外，它们还有这样一种缺点，即其强度不足以承受对热电式装置的跌落和冲击试验。本专利技术的目的在于克服上述已有技术中存在的这些缺点和提供一种经过反复加热循环也不会降低其性能，而且具有优良的工作可靠性以及较长使用寿命的热电式装置。为了实现上述目的，本专利技术的热电式装置包括具有较高导热性的一吸热侧热交换基座以及一散热侧热交换基座，所述两基座彼此相对地设置，它们两者间设有一热电元件组。根据本专利技术的第一方面，其特点是所述热电式装置包括一由合成树脂材料，例如聚苯撑硫制成的框架，其外周部分上固定有所述吸热侧热交换基座和所述散热侧热交换基座之一；其中，所述框架和另一不被框架固定的热交换基座上都设有大致沿吸热侧热交换基座、热电元件组和散热侧热交换基座之堆叠方向延伸的延伸部；而所述延伸部可借助例如粘合剂等结合在一起。根据本专利技术的第二方面，其特点是所述热电式装置包括一吸热侧框架，其外周部分上固定有着所述吸热侧热交换基座，以及一散热侧框架，其外周部分上固定有所述散热侧热交换基座，其中所述吸热侧框架和所述散热侧框架都是由合成树脂材料，例如聚苯撑硫制成，以及所述吸热侧框架和所述散热侧框架上都设有大致沿吸热侧热交换基座、热电元件组和散热侧热交换基座之堆叠方向延伸的延伸部；所述各延伸部可借助例如粘合剂等结合在一起。由合成树脂材料制成的各框架均具有与各热导体及热电元件大致相同的热膨胀系数，因而在工作过程中，该框架经受的膨胀和收缩的程度与各热导体和热电元件组相类似。这样就可以显著减小施加于热电元件上的应力。各框架的尺寸都适于将其相关的热交换基座固定在其外周部分上，以使各延伸部的结合面积足够大。虽然每个框架都是合成树脂框架，但是仍可获得足够大的紧固力。由于有着上述种种优点，所以可防止热电式装置的性能下降，因而能提供良好的工作可靠性及较长的使用寿命。附图说明图1是根据本专利技术第一实施例的热电式装置的剖视图，该热电式装置可被用作热电式冷却装置，例如热电式制冷器；图2是用在上述热电式装置内的一第一散热侧框架的仰视图；图3是一局部放大的剖视图，用来说明用于该热电式装置内一导线的出口结构；图4是根据本专利技术第二实施例的热电式装置的局部剖视图；图5是根据本专利技术第三实施例的热电式装置的局部剖视图；图6是根据本专利技术第四实施例的热电式装置的局部剖视图；图7是根据本专利技术第五实施例的热电式装置的局部剖视图；图8是根据本专利技术第六实施例的热电式装置的局部剖视图；图9是处于装配过程中的第七实施例的热电式装置的局部剖视图10是处于装配过程中的第八实施例的热电式装置的局部剖视图；图11是示出一用于第九实施例之热电式装置的散热侧的热交换基座之制造过程的剖视图；图12是上述散热侧的热交换基座的剖视图；图13是根据本专利技术第十实施例的热电式装置的局部立体图；图14是根据本专利技术第十一实施例的热电式装置的剖视图。下面将首先结合图1至图3来描述根据本专利技术第一实施例的热电式装置。如图1所示，该热电式装置主要包括一布置在冷却侧(例如制冷器或类似装置的内部一侧)上的吸热元件1、一吸热侧的热交换基座2、一热电元件组3、一散热侧的热交换基座4、一第一散热侧框架6-1、一第二散热侧框架6-2、以及一分配件7。吸热元件1由一面积较大的翅片基座构成，并设有很多吸热翅片(未示出)。根据需要，可在吸热元件1附近布置一风扇。此外，翅片基座可以与吸热翅片形成为一体，或者可不设置翅片。吸热侧的热交换基座2和散热侧的热交换基座4都是由具有良好导热性能的金属，例如铝或类似金属制成，并在它们与热电元件组3保持接触的表面上设有电绝缘薄膜，例如阳极化铝膜。通过阳极化处理形成了阳极化铝膜，就可以省略密封处理，因为即使没有密封处理，最终形成的绝缘膜通过一薄膜38(将在下文中详细描述)也可以和热电元件组结合得比较好。或者，也可以借助热喷射或类似方法来形成电绝缘膜。下面将描述有关热交换基座2、4的其它制造过程。如图1所示，吸热侧的热交换基座2是由一厚块组成，以便使基座保持良好的冷却状态。虽然在图中没有表示，但是正如本
内所众所周知的，热电元件组3是由诸吸热侧电极、诸散热侧电极、以及布置在各吸热侧电极之间的P型半导体层和设置在各散热侧电极之间的N型半导体层构成。无论结构还是传热方式上P型半导体层和N型半导体层都是彼此并联布置，但是电学上，它们是通过上述电极串联连接。如图1所示，第一吸热侧框架6-1是布置成从散热侧的热交换基座4延伸至吸热侧的热交换基座2的一侧，而且是呈现一种通过其顶部和底部的敞开的中空形状。它有一个底端部6-1a以及一从底端部6-1a的内周部分向下延伸的延伸部6-1b。在剖面图上，它大致接近阶梯形状。底端部6-1a是例如用粘合剂或采用O形圈与粘合剂组合以防液漏的方式被结合于散热侧热交换基座4下表面的周边部分。如上所述，吸热侧的热交换基座2是由厚块制成，因而其外周部分形成一个大致沿吸热侧热交换基座2、热电元件组3和散热侧热交换基座4的堆叠方向延伸的延伸部2a。吸热侧热交换基座2的延伸部2a和第一吸热侧框架6-1的延伸部6-1b是大致平行地彼此相对。通过在延伸部2a和6-1b之间注入粘合层14，吸热侧的热交换基座2和第一吸热侧框架6-1便结合成一体。硬化粘合剂例如环氧粘合剂或聚丙烯粘合剂，或例如热熔性粘合剂之类的可融粘合剂，或类似粘合剂都是可以用于粘合层14。多个定位销26横穿延伸部2a和延伸部6-1b延伸，因而即使在粘合层14完全硬化之前也可以防止吸热侧热交换基座2和第一吸热侧框架6-1之间发生相对的位置偏移。图2中的标号6-1d所表示的是穿过延伸部6-1b形成的销子插入孔。在延伸部6-1b的外侧整体地布置多个(在本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热电式装置，它包括具有良好导热性并彼此相对布置的一吸热侧热交换基座（２）以及一散热侧热交换基座（４），它们之间设有一热电元件组（３），所述热电式装置还包括： 一由合成树脂材料制成的框架（６－１），它将所述吸热侧热交换基座（２）和所述散热侧热交换基座（４）之一固定在其外周部分上； 其中，所述框架（６－１）和不被它固定的另一热交换基座（２）上都设有大致沿所述吸热侧热交换基座（２）、所述热电元件组（３）和所述散热侧热交换基座（４）之堆叠方向延伸的延伸部（６－１ｂ，２ａ）；所述延伸部（６－１，２ａ）结合在一起。

【技术特征摘要】
JP 1996-6-25 164486/961.一种热电式装置，它包括具有良好导热性并彼此相对布置的一吸热侧热交换基座(2)以及一散热侧热交换基座(4)，它们之间设有一热电元件组(3)，所述热电式装置还包括一由合成树脂材料制成的框架(6-1)，它将所述吸热侧热交换基座(2)和所述散热侧热交换基座(4)之一固定在其外周部分上；其中，所述框架(6-1)和不被它固定的另一热交换基座(2)上都设有大致沿所述吸热侧热交换基座(2)、所述热电元件组(3)和所述散热侧热交换基座(4)之堆叠方向延伸的延伸部(6-1b，2a)；所述延伸部(6-1，2a)结合在一起。2.如权利要求1所述的热电式装置，其特征在于，所述不被所述框架(6-1)固定的另一热交换基座(2)是呈厚块状，所述厚块的外周部分形成了所述延伸部(2a)。3.一种热电式装置，它包括一具有良好导热性并彼此相对布置的一吸热侧热交换基座(2)以及一散热侧热交换基座(4)，它们之间设有一热电元件组(3)，该热电式装置还包括一吸热侧框架(5)，它将所述吸热侧热交换基座(2)固定在其外周部分上，以及一散热侧框架(6)，它将所述散热侧热交换基座(4)固定在其外周部分上；其中所述吸热侧框架(5)和所述散热侧框架(6)都是由合成树脂材料制成，以及所述吸热侧框架(5)和所述散热侧框架(6)上都设有大致沿所述吸热侧热交换基座(2)、所述热电元件组(3)和所述散热侧热交换基座(4)之堆叠方向延伸的延伸部(5b，6-1b)；所述延伸部(5b，6-1b)结合在一起。4.如权利要求1或3所述的热电式装置，其特征在于，所述延伸部(6-1b；2a；5b，6-1b)是借助一粘合层(14)而结合在一起。5.如权利要求4所述的热电式装置，其特征在于，它还包括延伸穿过所述延伸部(2a，6-1b)的定位销。6.如权利要求4所述的热电式装置，其特征在于，所述粘合层(14)大致平行于所述延伸部(2a，6-1b)。7.如权利要求1或3所述的热电式装置，其特征在于，各框架(6-1；5；6)都是由热传导率小的材料制成。8.如权利要求1或3所述的热电式装置，其特征在于，各架(6-1；5；6)都是由水汽渗透性低的材料制成。9.如权利要求1所述的热电式装置，其特征在于，它还包括一用于给所述热电元件组(3)供电的供电件(19)，所述供电件(19)由所述框架(6-1)固定。10.如权利要求1所述的热电式装置，其特征在于，所述框架(6-1)在所述框架(...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡日出男，手弘房，小笠原光敏，铃木伸彦，佐藤一也，
申请(专利权)人：株式会社泰库诺瓦，财团法人工程振兴协会，
类型：发明
国别省市：JP[日本]