【手続補正書】
【提出日】平成18年11月21日(2006.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電型が同じ２本の脚体を有する少なくとも１つの単極性対素子と、
前記２本の脚体の一方に接続された第１温度ステージと、
前記少なくとも１つの単極性対素子の前記２本の脚体にその間を架橋するように接続された第２温度ステージと、
前記２本の脚体の他方に接続された第３温度ステージと、を具備する熱電装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの単極性対素子はその２本の脚体の中をそれぞれ正反対の方向に電流が流れて各脚体にわたって温度差が設けられるように構成されている、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの単極性対素子はその２本の脚体にわたって設けられた温度差から電位および電流の少なくとも一方が生成されるように構成されている、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの単極性対素子は一対のｐ型Ｂｉ2Ｔｅ3／Ｓｂ2Ｔｅ3超格子サーモエレメントから成る、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項５】
前記ｐ型Ｂｉ2Ｔｅ3／Ｓｂ2Ｔｅ3超格子サーモエレメントは３００ＫにおいてＺＴ＞１を有する、請求項４に記載の熱電装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの単極性対素子は一対のｎ型Ｂｉ2Ｔｅ3／Ｂｉ2Ｔｅ3-xＳｅx超格子サーモエレメントから成る、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項７】
前記ｎ型Ｂｉ2Ｔｅ3／Ｂｉ2Ｔｅ3-xＳｅx超格子サーモエレメントは３００ＫにおいてＺＴ＞１を有する、請求項６に記載の熱電装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの単極性対素子は一対のｎ型ＰｂＴｅＳｅ／ＰｂＴｅ超格子サーモエレメントから成る、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項９】
前記ｎ型ＰｂＴｅＳｅ／ＰｂＴｅ超格子サーモエレメントは３００ＫにおいてＺＴが〜１．６を有する一対のｎ型ＰｂＴｅＳｅ／ＰｂＴｅ量子ドット超格子サーモエレメントから成る、請求項８に記載の熱電装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの単極性対素子は一対のｐ型ＰｂＴｅＳｅ／ＰｂＴｅ超格子サーモエレメントから成る、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの単極性対素子は少なくとも１セットの単極性ｐｐ対素子と少なくとも１セットの単極性ｎｎ対素子とを具備して成る、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの単極性対素子は１セットのｐｐ対と２本の独立したｎ型脚体とを具備して成る、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの単極性対素子は１セットのｎｎ対と２本の独立したｐ型脚体とを具備して成る、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項１４】
前記単極性対素子はｐｐバルク対から成る、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項１５】
前記単極性対素子はｎｎバルク対から成る、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項１６】
前記単極性対素子は１Ｋ乃至２００Ｋの範囲内の温度差を作り出すように構成されている、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項１７】
前記第１温度ステージと前記第３温度ステージとの間に断熱材を更に具備する、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項１８】
前記断熱材はエーロゲルシートおよびポリマシートの少なくともいずれか一方から成る、請求項１７に記載の熱電装置。
【請求項１９】
前記第２温度ステージの温度を制御して前記第１温度ステージおよび前記第３温度ステージでそれぞれ所望のソース温度およびドレイン温度を作り出すように構成されたコントローラを更に具備する、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項２０】
前記コントローラは前記電流を制御して前記所望のソース温度およびドレイン温度を作り出すように構成されている、請求項１９に記載の熱電装置。
【請求項２１】
前記２本の脚体の各脚体にわたる温度差は前記第１温度ステージと前記第２温度ステージとの間の温度差の約半分である、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項２２】
前記第１温度ステージと前記第２温度ステージの少なくともいずれか一方はスプリットヘッダを具備する、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項２３】
前記第３温度ステージは水が水蒸気に相変化して熱を奪うことができるように約１００℃の温度で機能するように構成されており、前記第１温度ステージは４０℃未満の温度で機能するように構成されている、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項２４】
前記第３温度ステージは水が水蒸気に相変化して熱を奪うことができるように約１００℃の温度で機能するように構成されており、前記第１温度ステージは１０℃以下の温度で機能するように構成されている、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項２５】
前記第３温度ステージに接続された、水をベースにした閉サイクル除熱システムを更に具備する、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの単極性対素子は、前記２本の脚体の各脚体が材料組成および構造の少なくともいずれか一方について互いに異なるｐｐ対を構成している、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項２７】
前記ｐｐ対は、
ｐ型Ｂｉ1.0Ｓｂ1.0Ｔｅ3サーモエレメントと、
ｐ型Ｂｉ0.5Ｓｂ1.5Ｔｅ3サーモエレメントと、から成る、請求項２６に記載の熱電装置。
【請求項２８】
前記ｐｐ対は、
ｐ型１０Å／３０ÅＢｉ2Ｔｅ3／Ｓｂ2Ｔｅ3超格子サーモエレメントと、
ｐ型１０Å／５０ÅＢｉ2Ｔｅ3／Ｓｂ2Ｔｅ3超格子サーモエレメントと、から成る、請求項２６に記載の熱電装置。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの単極性対素子は、前記２本の脚体の各脚体が材料組成および構造の少なくともいずれか一方について互いに異なるｎｎ対を構成している、請求項１に記載の熱電装置。
【請求項３０】
前記ｎｎ対は、
ｎ型Ｂｉ2Ｔｅ2.5Ｓｅ0.5サーモエレメントと、
ｎ型Ｂｉ2Ｔｅ2.85Ｓｅ0.15サーモエレメントと、から成る、請求項２９に記載の熱電装置。
【請求項３１】
前記ｎｎ対は、
ｎ型１０Å／３０ÅＢｉ2Ｔｅ3／Ｂｉ2Ｔｅ2.85Ｓｅ0.15超格子サーモエレメントと、
ｎ型１０Å／５０ÅＢｉ2Ｔｅ3／Ｂｉ2Ｔｅ2.85Ｓｅ0.15超格子サーモエレメントと、から成る、請求項２９に記載の熱電装置。
【請求項３２】
導電型が同じ２本の脚体を有する少なくとも１つの単極性対素子と、
前記少なくとも１つの単極性対素子の前記２本の脚体の間で、該単極性対素子の共通する側において接続された中間温度ステージと、
電流が該単極性対素子の隣り合う脚体の中をそれぞれ正反対の方向に流れるようにする、前記単極性対素子の各脚体に対する電気接触部と、を具備する熱電装置。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの単極性対素子は、その前記２本の脚体の中をそれぞれ正反対の方向に電流が流れて該２本の脚体にわたって温度差が設けられるように構成されている、請求項３２に記載の熱電装置。
【請求項３４】
前記少なくとも１つの単極性対素子は、その前記２本の脚体にわたって設けられた温度差から電位および電流の少なくともいずれか一方を生成するように構成されている、請求項３２に記載の熱電装置。
【請求項３５】
前記少なくとも１つの単極性対素子は、前記２本の脚体の各脚体が材料組成および構造の少なくともいずれか一方について互いに異なるｐｐ対を構成している、請求項３２に記載の熱電装置。
【請求項３６】
前記少なくとも１つの単極性対素子は、前記２本の脚体の各脚体が材料組成および構造の少なくともいずれか一方について互いに異なるｎｎ対を構成している、請求項３２に記載の熱電装置。
【請求項３７】
複数のｐ導電型脚体を有する単極性ｐｐ対素子と、
前記単極性ｐｐ対素子の前記ｐ型脚体にそれらの間を架橋するように接続された第１中間温度ステージと、
複数のｎ導電型脚体を有する単極性ｎｎ対素子と、
前記単極性ｎｎ対素子の前記ｎ型脚体にそれらの間を架橋するように接続された、前記第１中間温度ステージとは異なる温度で機能する第２中間温度ステージと、を含む少なくとも１つの４温度端子装置を具備する熱電装置。
【請求項３８】
前記単極性ｐｐ対素子の前記ｐ型脚体と前記単極性ｎｎ対素子の前記ｎ型脚体の各脚体にそれぞれ接続する電気接触部を更に具備し、
前記電気接触部は、前記単極性ｐｐ対素子の各p型脚体と前記単極性ｎｎ対素子の各ｎ型脚体の中をそれぞれ互いに正反対の方向に電流が流れて前記単極性ｐｐ対素子と前記単極性ｎｎ対素子の各素子にわたって温度差が設けられるように接続されている、請求項３７に記載の熱電装置。
【請求項３９】
前記単極性ｐｐ対素子と前記単極性ｎｎ対素子は、前記単極性ｐｐ対素子と前記単極性ｎｎ対素子にわたって設けられた温度差から電位および電流の少なくともいずれか一方を生成するように構成されている、請求項３７に記載の熱電装置。
【請求項４０】
ヒートソースと、
前記ヒートソースと結合しており、導電型が同じ熱電材料から成る２本の脚体の中をそれぞれ正反対の方向に流れる電流を生成するための手段と、
前記ヒートソースに向かう前記熱電材料の２本の脚の共通する側に接続する中間温度ステージと、
前記２本の脚体と結合しており、当該装置から放熱するように構成されたヒートシンクと、を具備する熱電装置。
【請求項４１】
前記２本の脚体にその間を架橋するように接続された中間温度ステージと、
前記中間温度ステージの温度を制御するように構成された温度コントローラと、を更に具備する請求項４０に記載の熱電装置。
【請求項４２】
前記電流を生成するための手段は、
前記２本の脚体の間にあって前記２本の脚体に接続された金属接触部と、
前記金属接触部とは反対側にある前記２本の脚体のそれぞれの脚体端部に接続された２つの電気接触部と、
前記２つの電気接触部のそれぞれに逆の電位を印加するように構成された電圧印加装置と、を具備する、請求項４０に記載の熱電装置。
【請求項４３】
前記電流を生成するための手段は前記電流を流して前記２本の脚体にわたって温度差が設けられるように構成されている、請求項４０に記載の熱電装置。
【請求項４４】
前記電流を生成するための手段は前記２本の脚体にわたる温度差から電位および電流の少なくともいずれか一方を生成するように構成されている、請求項４０に記載の熱電装置。
【請求項４５】
前記電流を生成するための手段は、前記２本の脚体の各脚体が材料組成および構造の少なくともいずれか一方について互いに異なるｐｐ対を含んで成る、請求項４０に記載の熱電装置。
【請求項４６】
前記電流を生成するための手段は、前記２本の脚体の各脚体が材料組成および構造の少なくともいずれか一方について互いに異なるｎｎ対を含んで成る、請求項４０に記載の熱電装置。
【請求項４７】
被冷却対象物から、導電型が同じ熱電材料から成る２本の脚体を有する単極性対素子を含む熱電装置へ熱を導くステップと、
前記２本の脚体の中をそれぞれ正反対の方向に電流を流して、前記熱を被冷却対象物から離れる方向にそれぞれの脚体を通じて伝導するステップと、
伝導した熱を前記熱電装置からヒートシンクを介して周囲環境に放熱するステップと
を含む対象物を冷却するための方法。
【請求項４８】
前記２本の脚体間で接続された中間温度ステージの温度を制御するステップを更に含む請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記電流を流して熱を伝導するステップは、前記２本の脚体の端部にある２つの電気接触部にそれぞれ逆の電圧を印加するステップを含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
前記電流を流して熱を伝導するステップで、前記被冷却対象物を冷却するために前記２本の脚体にわたって温度差を設定する、請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】
導電型が同じ熱電材料から成る２本の脚体を有する単極性対素子を含む熱電装置に結合したヒートソースから熱を取り出すステップと、
前記熱電装置をわたってヒートシンクまでの温度差を維持して前記熱電装置から電力を生成するステップと、
前記ヒートシンクから周囲環境へ熱を放熱するステップと
を含む熱電電力変換方法。
【請求項５２】
電力を生成するために前記２本の脚体間で接続された中間温度ステージの温度を制御するステップを更に含む請求項５１に記載の熱電電力変換方法。
【請求項５３】
前記ヒートソースに結合した高温ステージから中間温度ステージにかけて流れ抜ける流体を導入することによって該中間温度ステージの温度を制御するステップを更に含む請求項５１に記載の熱電電力変換方法。
【請求項５４】
前記中間温度ステージの温度を制御するステップで、高温ステージから流れ抜ける前記流体をより温度が低い流体と混合する、請求項５３に記載の熱電電力変換方法。
【請求項５５】
前記温度差を維持するステップで、前記熱電装置から電位および電流の少なくともいずれか一方を生成する請求項５１に記載の熱電電力変換方法。