(57)【要約】【課題】従来の熱電変換装置とは異なる方法で利用することができる新規な構造の熱電変換装置を提供する。【解決手段】一方の端部に第１の開口を有し、他方の端部に第２の開口を有する筒状体と、熱電変換体を有する熱電変換モジュールと、を有し、前記熱電変換体は、前記筒状体の壁の内側に配置されていて、前記筒状体の壁と前記熱電変換体を熱的に接続する第１伝熱部材を備える熱電変換装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部に第１の開口を有し、他方の端部に第２の開口を有する筒状体と、
熱電変換体を有する熱電変換モジュールと、を有し、
前記熱電変換体は、前記筒状体の壁の内側に配置されていて、
前記筒状体の壁と前記熱電変換体を熱的に接続する第１伝熱部材を備える熱電変換装置。
【請求項２】
前記熱電変換モジュールは、前記熱電変換体が配設された基板を有し、前記基板が前記筒状体の壁の一部である請求項１に記載の熱電変換装置。
【請求項３】
前記熱電変換体が互いに対向する第１の面及び第２の面を有し、
前記第１伝熱部材が、前記筒状体の壁と前記熱電変換体の前記第１の面を熱的に接続しており、
さらに、前記筒状体の壁と前記熱電変換体の前記第２の面を熱的に接続する第２伝熱部材を備える請求項１に記載の熱電変換装置。
【請求項４】
一方の端部に第１の開口を有し、他方の端部に第２の開口を有する筒状体と、
複数個の熱電変換体が多段に積層された熱電変換モジュール積層体であって、最上段以外の段に位置する前記熱電変換体は、その上段に位置する前記熱電変換体と、第３伝熱部材を介して熱的に接続されている熱電変換モジュール積層体と、を有し、
前記熱電変換モジュール積層体の熱電変換体は、前記筒状体の壁の内側に配置されていて、
前記筒状体の壁と前記熱電変換モジュール積層体の最上段に位置する前記熱電変換体を熱的に接続する第４伝熱部材を備える熱電変換装置。
【請求項５】
前記熱電変換モジュール積層体は、最下段の段に位置する前記熱電変換体が配設された基板を有し、前記基板が前記筒状体の壁の一部である請求項４に記載の熱電変換装置。
【請求項６】
さらに、前記筒状体の壁と前記熱電変換モジュール積層体の最下段に位置する前記熱電変換体を熱的に接続する第５伝熱部材を備える請求項４に記載の熱電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーの観点より、利用されないまま消失している熱の利用が着目されている。特に内燃機関や燃焼装置に関連する分野において、排熱を利用した熱電変換に関する研究が盛んに行われている。
熱電変換装置の研究においては、これまで室温付近で高い性能を有するＢｉＴｅ系の材料が主流であったが、その毒性や材料コストの上昇の課題があることに加え、材料系としての熱電効率の向上化が限界に近づきつつあることから、研究の主流から外れる傾向にある。そこで近年では、ＢｉＴｅ系の材料に代わって、多層膜やナノコンポジット配合膜などを用いて量子構造によって熱伝導率を下げ、それによって熱電効率を向上させるといった方向に研究の着眼点が移行してきている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１に示されるように、絶縁性基板と、ｐ型及びｎ型の何れか一方の熱電変換材料からなり、絶縁性基板の第１の面上に相互に間隔をおいて複数配置された熱電変換材料膜と、各熱電変換材料膜上にそれぞれ相互に離隔して形成された第１の電極及び第２の電極と、絶縁性基板の第１の面側に配置され、第１の電極に接触する凸部が設けられた第１の伝熱部材と、絶縁性基板の第２の面側に配置され、絶縁性基板の第２の面上であって第２の電極に対応する領域に接触する凸部が設けられた第２の伝熱部材とを有する熱電変換モジュール（熱電変換装置）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０６５１８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来の熱電変換装置とは異なる方法で利用することができる新規な構造の熱電変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の発明者は、一方の端部に第１の開口を有し、他方の端部に第２の開口を有する筒状体の壁の内側に、熱電変換モジュールの熱電変換体を配置し、その熱電変換体と筒状体の壁とを伝熱部材で熱的に接続する構成とした熱電変換装置は、従来の熱電変換装置とは異なる方法、例えば、筒状体の壁の外側に高温熱媒体を流し、筒状体の壁の内側に低温熱媒体を流すなどの方法で利用することが可能となることを見出した。また、熱電変換モジュールを、複数個の熱電変換体が多段に積層された熱電変換モジュール積層体とした熱電変換装置の場合は、熱電変換モジュール積層体の最上段に位置する熱電変換体と筒状体の壁とを伝熱部材で熱的に接続することによって、上記のように従来の熱電変換装置とは異なる方法で利用することが可能となることを見出した。
従って、上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
【０００７】
（１）本発明の一態様に係る熱電変換装置は、一方の端部に第１の開口を有し、他方の端部に第２の開口を有する筒状体と、熱電変換体を有する熱電変換モジュールと、を有し、前記熱電変換体は、前記筒状体の壁の内側に配置されていて、前記筒状体の壁と前記熱電変換体を熱的に接続する第１伝熱部材を備えることを特徴としている。
【０００８】
（２）上記（１）の態様の熱電変換装置において、前記熱電変換モジュールは、前記熱電変換体が配設された基板を有し、前記基板が前記筒状体の壁の一部であってもよい。
（３）上記（１）の態様の熱電変換装置において、前記熱電変換体が互いに対向する第１の面及び第２の面を有し、前記第１伝熱部材が、前記筒状体の壁と前記熱電変換体の前記第１の面を熱的に接続しており、さらに、前記筒状体の壁と前記熱電変換体の前記第２の面を熱的に接続する第２伝熱部材を備えていてもよい。
【０００９】
（４）本発明の別の一態様に係る熱電変換装置は、一方の端部に第１の開口を有し、他方の端部に第２の開口を有する筒状体と、複数個の熱電変換体が多段に積層された熱電変換モジュール積層体であって、最上段以外の段に位置する前記熱電変換体は、その上段に位置する前記熱電変換体と、第３伝熱部材を介して熱的に接続されている熱電変換モジュール積層体と、を有し、前記熱電変換モジュール積層体の熱電変換体は、前記筒状体の壁の内側に配置されていて、前記筒状体の壁と前記熱電変換モジュール積層体の最上段に位置する前記熱電変換体を熱的に接続する第４伝熱部材を備えることを特徴としている。
【００１０】
（５）上記（４）の態様の熱電変換装置において、前記熱電変換モジュール積層体は、最下段の段に位置する前記熱電変換体が配設された基板を有し、前記基板が前記筒状体の壁の一部であってもよい。
（６）上記（４）の態様の熱電変換装置において、さらに、前記筒状体の壁と前記熱電変換モジュール積層体の最下段に位置する前記熱電変換体を熱的に接続する第５伝熱部材を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来の熱電変換装置とは異なる方法で利用することができる新規な構造の熱電変換装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る熱電変換装置の第１実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す基板を上方側から見た平面図である。
【図３】図１に示すIII−III線に沿った熱電変換装置の縦断面図である。
【図４】図３に示すIV−IV線に沿った熱電変換装置の横断面図である。
【図５】本発明に係る熱電変換装置の第２実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。
【図６】図５に示すVI−VI線に沿った熱電変換装置の横断面図である。
【図７】本発明に係る熱電変換装置の第３実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。
【図８】図７に示すVIII−VIII線に沿った熱電変換装置の横断面図である。
【図９】本発明に係る熱電変換装置の第４実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。
【図１０】図９に示すIX−IX線に沿った熱電変換装置の横断面図である。
【図１１】本発明に係る熱電変換装置の第５実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。
【図１２】本発明に係る熱電変換装置の第６実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。
【図１３】本発明に係る熱電変換装置の第７実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。
【図１４】本発明に係る熱電変換装置を用いた発電装置の１実施形態を示す縦断面図である。
【図１５】本発明に係る熱電変換装置を用いた発電装置の１実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らないものとする。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明に係る熱電変換装置の第１実施形態について、図１〜４を参照して説明する。図１は、本発明に係る熱電変換装置の第１実施形態を示す分解斜視図である。図２は、図１に示す基板を上方側から見た平面図である。図３は、図１に示すIII−III線に沿った熱電変換装置の縦断面図である。図４は、図３に示すIV−IV線に沿った熱電変換装置の横断面図である。
【００１５】
図１〜図４に示すように、本実施形態の熱電変換装置１は、一方の端部に第１開口１１を有し、他方の端部に第２開口１２を有する角筒状体１０と、熱電変換体２２を有する熱電変換モジュール２０とを有する。角筒状体１０は４つの板材、すなわち下面板１３と、下面板１３の上方に配置された上面板１４と、下面板１３及び上面板１４の両端に配置された側面板１５ａ、１５ｂとから構成されている。熱電変換体２２は、角筒状体１０の壁（下面板１３、上面板１４、側面板１５ａ、１５ｂ）の内側に配置されていて、熱電変換装置１は、角筒状体１０の壁と熱電変換体２２を熱的に接続する第１伝熱部材３１とを備える。本実施形態では、角筒状体１０の下面板１３が熱電変換モジュール２０の基板２１とされており、熱電変換体２２が基板２１に配設されている。また、角筒状体１０の上面板１４が第１伝熱板４１とされていて、第１伝熱板４１と熱電変換モジュール２０の熱電変換体２２とが第１伝熱部材３１によって熱的に接続している。
【００１６】
本実施形態では、熱電変換モジュール２０の基板２１の厚さ方向に沿った第１伝熱板４１側を上方、その反対方向を下方という。すなわち、基板２１の熱電変換体２２が配置された側の方向を上方、その反対側の方向を下方という。また、基板２１の面内に沿う方向のうち側面板１５ａ、１５ｂが配置される方向（側面板１５ａと側面板１５ｂとが対向する方向）を第１方向Ｌ１といい、第１開口１１と第２開口１２が配置される方向（第１開口１１と第２開口１２とが対向する方向）を第２方向Ｌ２という。
【００１７】
（角筒状体）
角筒状体１０の第１開口１１は、熱媒体である流体を外部から熱電変換装置１内に導入する導入口である。第２開口１２は、熱電変換装置１内に導入された熱媒体を外部に排出する排出口である。熱媒体としては、気体又は液体を用いることができる。気体の例としては、空気、酸素、窒素、二酸化炭素などを挙げることができる。液体の例としては、水、海水、アルコールなどを挙げることができる。
【００１８】
角筒状体１０は、下面板１３及び上面板１４が第２方向Ｌ２よりも第１方向Ｌ１に長い平面視矩形状に形成されている。ただし、角筒状体１０の形状は、この場合に限定されるものではなく、例えば下面板１３及び上面板１４は、平面視正方形状に形成されていても構わないし、第１方向Ｌ１よりも第２方向Ｌ２に長い平面視矩形状に形成されても構わない。
【００１９】
（下面板：基板）
下面板１３である基板２１は、平板状の部材であり、熱電変換モジュール２０の基板２１として機能するとともに、受熱部材としても機能する。
下面板１３である基板２１の一例としては、例えばシート抵抗が１０Ω以上の高抵抗シリコン（Ｓｉ）基板が挙げられる。なお、シート抵抗値としては１０Ω以上に限定されるものではないが、熱電変換体２２間における電気的な短絡を防止する観点において、シート抵抗が１０Ω以上の高抵抗基板を用いることが好ましい。
【００２０】
ただし、基板２１としては、高抵抗シリコン基板に限定されるものではなく、例えば基板内部に酸化絶縁層を有する高抵抗ＳＯＩ基板、その他の高抵抗単結晶基板、あるいはセラミック基板であっても構わない。また、シート抵抗が１０Ω以下の低抵抗基板を基板２１として用いることも可能である。この場合には、例えば低抵抗基板の表面と熱電変換体２２との間に、高抵抗の材料を設ければ良い。
【００２１】
（上面板：第１伝熱板）
上面板１４である第１伝熱板４１は平板状の部材であり、受熱部材として機能し、熱電変換体２２を挟んで基板２１の上方に配設されている。
上面板１４（第１伝熱板４１）の材料としては、熱伝導率が下面板１３（基板２１）の熱伝導率よりも高い材料であることが好ましく、例えばアルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）などの金属材料が特に好ましい。
【００２２】
（側面板）
側面板１５ａ、１５ｂは、上面板１４（第１伝熱板４１）と下面板１３（基板２１）との間を封止して、上面板１４と下面板１３との間の隙間から流体（熱媒体）が流入又は流出することを防止する。これによって、例えば、図４に示すように、角筒状体１０の壁（下面板１３、上面板１４、側面板１５ａ、１５ｂ）の外側に高温熱媒体５１を流し、角筒状体１０の壁の内側に低温熱媒体５２を流すことが可能となる。角筒状体１０の壁の外側に高温熱媒体５１を流す場合、側面板１５ａ、１５ｂは、上面板１４（第１伝熱板４１）及び下面板１３（基板２１）と熱的に接続し、受熱部材としても機能することが好ましい。
側面板１５ａ、１５ｂの材料としては、上面板１４（第１伝熱板４１）と同様に熱伝導率が高い材料であることが好ましく、例えばアルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）などの金属材料が特に好ましい。
【００２３】
（熱電変換モジュール）
熱電変換モジュール２０は、上述の基板２１と、基板２１の上方側の面（角筒状体１０の壁の内側の面）に配置された熱電変換体２２、電極２５、第１端子２８及び第２端子２９を有する。
【００２４】
（熱電変換体）
熱電変換体２２は、複数の第１熱電変換膜２３、及び複数の第２熱電変換膜２４を備えている。
第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４は、第１方向Ｌ１に沿って一定の隙間をあけて交互に並ぶように配置されている。本実施形態では、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４は、互いに同じ数だけ形成され、具体的には共に４つ形成されている。
ただし、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４の数は、４つに限定されるものではなく、例えば熱電変換装置１の全体サイズ、用途、使用環境等に応じて適宜変更して構わない。
【００２５】
上述のように第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４が第１方向Ｌ１に沿って交互に配置されているので、第１熱電変換膜２３の１つが第１方向Ｌ１に沿った一方向側の最も外側に位置し、第２熱電変換膜２４の１つが第１方向Ｌ１に沿った他方向側の最も外側に位置する。
本実施形態では、第１熱電変換膜２３の１つが最も外側に位置する上記一方向側を左方といい、第２熱電変換膜２４の１つが最も外側に位置する上記他方向側を右方という。
【００２６】
第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４は、第１方向Ｌ１よりも第２方向Ｌ２に長い平面視矩形状にそれぞれ形成され、互いに同形、同サイズに形成されている。これら第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４は、例えばスパッタ装置を用いて基板２１上に成膜され、その後、エッチング加工によって選択的にパターニングされることで、第１方向Ｌ１に沿って一定の間隔をあけて交互に並んで配置されるように形成されている。
ただし、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４の形成方法は、この場合に限定されるものではなく、その他の方法で形成しても構わない。
【００２７】
第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４は、半導体多層膜とされている。
具体的には、第１熱電変換膜２３は、高濃度（例えば１０１８〜１０１９ｃｍ−３）のアンチモン（Ｓｂ）がそれぞれドープされたｎ型のシリコン（Ｓｉ）とｎ型のシリコン・ゲルマニウム合金（ＳｉＧｅ）との多層膜で形成され、ｎ型半導体として機能する。第２熱電変換膜２４は、高濃度（例えば１０１８〜１０１９ｃｍ−３）のボロン（Ｂ）がそれぞれドープされたｐ型のシリコン（Ｓｉ）とｐ型のシリコン・ゲルマニウム合金（ＳｉＧｅ）との多層膜で形成され、ｐ型半導体として機能する。
【００２８】
これにより、ｎ型半導体である第１熱電変換膜２３は、冷接点側から温接点側に向けて（すなわち後述する第２電極２７側から第１電極２６側に向けて）電流が流れ、ｐ型半導体である第２熱電変換膜２４は、温接点側から冷接点側に向けて（すなわち後述する第１電極２６側から第２電極２７側に向けて）電流が流れる。
【００２９】
なお、複数の第１熱電変換膜２３は、互いに同じ構成からなるｎ型半導体多層膜であっても構わないし、互いに異なる構成のｎ型半導体多層膜であっても構わない。同様に、複数の第２熱電変換膜２４は、互いに同じ構成からなるｐ型半導体多層膜であっても構わないし、互いに異なる構成のｐ型半導体多層膜であっても構わない。
さらに、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４は、半導体多層膜に限定されるものではなく、ｐ型又はｎ型半導体の単層膜でもよい。また、半導体として酸化物の半導体を用いることもできる。さらに、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４は、例えば有機高分子膜、金属膜など、他の熱電変換膜で形成されていても構わない。
【００３０】
（電極）
基板２１には、隣り合う第１熱電変換膜２３と第２熱電変換膜２４とを電気的に接続する電極２５が複数形成されている。
電極２５は、第１熱電変換膜２３と第２熱電変換膜２４との間に配置されているだけでなく、最も左方寄りに位置する第１熱電変換膜２３のさらに左方側に位置するように配置されているとともに、最も右方寄りに位置する第２熱電変換膜２４のさらに右方側に位置するように配置されている。
【００３１】
電極２５は、平面視で第２方向Ｌ２に長い縦長状に形成され、第２方向Ｌ２に沿った長さが第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４と同等の長さとなるように形成されている。
ただし、第２方向Ｌ２に沿った電極２５の長さは、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４よりも長くても構わないし、短くても良い。
【００３２】
電極２５はその厚さが第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４の膜厚よりも厚く形成されており、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４よりも上方に突出している。
ただし、この場合に限定されるものではなく、例えば電極２５の厚さが第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４の膜厚と同等であっても、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４の膜厚よりも薄くても構わない。
【００３３】
複数の電極２５のうち、第１熱電変換膜２３に隣接し、且つ第１熱電変換膜２３の右方に位置する電極２５は、第１電極２６として機能する。複数の電極２５のうち残りの電極２５、すなわち第１熱電変換膜２３に隣接し、且つ第１熱電変換膜２３の左方に位置する電極２５は、第２電極２７として機能する。なお、最も右方に位置する電極２５についても、第２電極２７として機能する。
【００３４】
これにより、各第１熱電変換膜２３における右端部２３ａは、第２方向Ｌ２の全長に亘って第１電極２６に接触している。また、各第１熱電変換膜２３における左端部２３ｂは、第２方向Ｌ２の全長に亘って第２電極２７に接触している。
同様に、各第２熱電変換膜２４における左端部２４ｂは、第２方向Ｌ２の全長に亘って第１電極２６に接触している。また、各第２熱電変換膜２４における右端部２４ａは、第２方向Ｌ２の全長に亘って第２電極２７に接触している。
従って、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４は、第１電極２６及び第２電極２７を介して電気的に直列に接続されている。
【００３５】
本実施形態の熱電変換装置１では、第１電極２６は、後述する第１伝熱部材３１とともに、角筒状体１０の上面板１４（第１伝熱板４１）に熱的に接続されていて、角筒状体１０の上面板１４（第１伝熱板４１）及び側面板１５ａ、１５ｂで受けた熱を、第１熱電変換膜２３の右端部２３ａ及び第２熱電変換膜２４の左端部２４ｂに伝える機能を有している。これに対して、第２電極２７の第１方向Ｌ１における位置は、第１方向Ｌ１に隣り合う第１電極２６の中間位置であり、第２電極２７は冷接点として機能する。
【００３６】
なお、第１熱電変換膜２３の右端部２３ａ及び第２熱電変換膜２４の左端部２４ｂは、第１伝熱部材３１に対して近接する位置に配置された温接点側の端部として機能する。これに対して、第１熱電変換膜２３の左端部２３ｂ及び第２熱電変換膜２４の右端部２４ａは、基板２１の面内方向に、第１伝熱部材３１から見て上記温接点側の端部（右端部２３ａ及び左端部２４ｂ）よりも離れた位置に配置され、冷接点側の端部として機能する。
【００３７】
電極２５の材料としては、例えば導電性及び熱伝導率が高く、パターニングによる形状加工を行い易い材料が好ましく、銅（Ｃｕ）又は金（Ａｕ）などの金属材料が特に好ましい。
ただし、電極２５の材料としては、金属材料に限定されるものではなく、導電性を有し、後述の空隙部３０ａを通過する熱媒体の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料であれば良い。
【００３８】
（端子）
第１端子２８は、最も左方寄りに位置する第２電極２７のさらに左方側に位置するように形成され、第２電極２７に対して接触して電気的に接続されている。第２端子２９は、最も右方寄りに位置する第２電極２７のさらに右方側に位置するように形成され、第２電極２７に対して接触して電気的に接続されている。
【００３９】
第１端子２８は、第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４、第１電極２６、第２電極２７、第１端子２８及び第２端子２９で構成される熱電変換回路の電気的な始端となる。これに対して、第２端子２９は上記熱電変換回路の終端となる。これら第１端子２８及び第２端子２９は、図示しない外部回路と電気的に接続される。これにより、第１端子２８及び第２端子２９を通じて、熱電変換装置１から起電力を取り出すことが可能とされている。熱電変換装置１からの起電力の取り出しを容易にするために、第１端子２８及び第２端子２９は、角筒状体１０の第１開口１１及び第２開口１２のうちの少なくとも一方にまで伸びていることが好ましい。
【００４０】
なお、第１端子２８及び第２端子２９の材料としては、例えば導電性が高く、パターニングによる形状加工を行い易い材料が好ましく、銅（Ｃｕ）又は金（Ａｕ）などの金属材料が特に好ましい。
ただし、第１端子２８及び第２端子２９の材料としては、金属材料に限定されるものではなく、導電性を有する材料であれば良い。
【００４１】
側面板１５ａ、１５ｂの材料が、導電性が高い金属材料である場合、第１端子２８と側面板１５ａの間及び第２端子２９と側面板１５ｂの間は、絶縁材を介在させるもしくは隙間を設ける必要がある。なお、絶縁材としては、例えばＵＶ硬化型樹脂やシリコン系樹脂、熱伝導グリース（例えばシリコーン系のグリースや、金属酸化物を含む非シリコーン系のグリース等）などが挙げられる。
【００４２】
（第１伝熱部材）
第１伝熱部材３１は、第１方向Ｌ１に間隔をあけて、熱電変換体２２に熱的に接続するように、第１方向Ｌ１に一定の間隔をあけて複数配置されている。具体的には、第１伝熱部材３１は、第１電極２６の個数に対応して、第１方向Ｌ１に間隔をあけて４つ形成され、温接点として機能する各第１電極２６に対して上方から対向するように配置されている。これにより、冷接点として機能する第２電極２７の第１方向Ｌ１における位置は、第１方向Ｌ１に隣り合う第１伝熱部材３１同士の中間位置となっている。
【００４３】
第１伝熱部材３１は、第１電極２６の形状に対応して、平面視で第２方向Ｌ２に長い縦長に形成されている。具体的には、第１伝熱部材３１は、第１電極２６よりも第２方向Ｌ２に長く形成されている。ただし、第２方向Ｌ２に沿った第１伝熱部材３１の長さは、第１電極２６の長さと同等あるいは第１電極２６よりも短くても構わない。
【００４４】
第１伝熱部材３１の上端面及び下端面は、平坦に形成されている。第１方向Ｌ１に沿った第１伝熱部材３１の幅は、第１方向Ｌ１に沿った第１電極２６の幅と同等とされている。ただし、第１方向Ｌ１に沿った第１伝熱部材３１の幅は、第１方向Ｌ１に沿った第１電極２６の幅よりも広くても構わないし、狭くても構わない。
【００４５】
複数の第１伝熱部材３１の間には、空隙部３０ａが形成されている。すなわち、第１伝熱部材３１は、第１電極２６とともに熱電変換体２２と上面板１４（第１伝熱板４１）とを熱的に接続させる機能と、第１方向Ｌ１に隣り合う第１伝熱部材３１の間に、空隙部３０ａを形成する機能とを有する。
【００４６】
空隙部３０ａは、第１伝熱部材３１の配置箇所を除いた上面板１４（第１伝熱板４１）と、熱電変換体２２及び第２電極２７との間に形成された空間であり、角筒状体１０の第１開口１１から導入された流体（熱媒体）の流路となる。この空隙部３０ａを通った流体（熱媒体）は、第２開口１２を通って外部に排出される。
【００４７】
第１伝熱部材３１は、第１電極２６とともに、空隙部３０ａを通過する流体（熱媒体）の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料で形成されている。従って、上面板１４（第１伝熱板４１）の熱を、優先的に第１伝熱部材３１及び第１電極２６を通じて熱電変換体２２に伝えることが可能とされている。
【００４８】
第１伝熱部材３１の材料は、例えばアルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）などの金属材料が特に好ましい。
ただし、第１伝熱部材３１の材料としては、金属材料に限定されるものではなく、空隙部３０ａを通過する流体（熱媒体）の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料であれば良い。なお、第１伝熱部材３１の材料として導電性が高い金属材料を用いる場合には、第１伝熱部材３１と第１電極２６との間には絶縁材を介在させることが好ましい。なお、絶縁材としては、空隙部３０ａを通過する流体（熱媒体）の熱伝導率よりも熱伝導率の高い材料で形成されるものが好ましく、例えばＵＶ硬化型樹脂やシリコン系樹脂、熱伝導グリース（例えばシリコーン系のグリースや、金属酸化物を含む非シリコーン系のグリース等）などが挙げられる。
【００４９】
（熱電変換装置の作用）
次に、上述のように構成された熱電変換装置１の作用について説明する。なお、ここでは、図４に示すように、熱電変換装置１の角筒状体１０の壁の外側に高温熱媒体５１が流れ、角筒状体１０の壁の内側には、低温熱媒体５２が導入されている場合を説明する。
はじめに、熱電変換装置１において、熱電変換は第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４のゼーベック効果を用いて行われる。下記式（１）は、ゼーベック効果に関する式である。
【００５０】
Ｅ＝Ｓ×｜△Ｔ｜・・・式（１）
【００５１】
式（１）におけるＥ（Ｖ）は、熱電変換によって得られる電場（起電力）であり、式（１）に示されるように、第１熱電変換膜２３又は第２熱電変換膜２４の材料定数であるゼーベック係数Ｓ（Ｖ／Ｋ）と、第１熱電変換膜２３又は第２熱電変換膜２４における左端部２３ｂ、２４ｂと右端部２３ａ、２４ａとの間の温度差△Ｔ（Ｋ）と、により規定される。
【００５２】
本実施形態の熱電変換装置１によれば、高温熱媒体５１から角筒状体１０の上面板１４（第１伝熱板４１）及び側面板１５ａ、１５ｂで受けた熱は、第１伝熱部材３１と第１電極２６とを介して優先的に第１熱電変換膜２３の右端部２３ａ及び第２熱電変換膜２４の左端部２４ｂに伝えられる。また、高温熱媒体５１から角筒状体１０の下面板１３（基板２１）で受けた熱は、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４に伝えられる。一方、第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７に伝えられた熱は、空隙部３０ａを流れる低温熱媒体５２に放出される。そのため、第１熱電変換膜２３において、温接点である第１電極２６側に位置する右端部２３ａ（温接点側の端部）と、冷接点である第２電極２７側に位置する左端部２３ｂ（冷接点側の端部）と、の間に温度差を生じさせることができる。同様に、第２熱電変換膜２４において、温接点である第１電極２６側に位置する左端部２４ｂ（温接点側の端部）と、冷接点である第２電極２７側に位置する右端部２４ａ（冷接点側の端部）との間に温度差を生じさせることができる。
【００５３】
従って、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４のそれぞれにおいて、ゼーベック効果に基づく起電力を生じさせることができる。
特に、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４が直列に電気接続されているので、第１端子２８及び第２端子２９を通じて、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４のそれぞれから生じた起電力を総和した起電力を得ることができ、熱電変換体２２の数に応じた発電量を得ることができる。
【００５４】
上記起電力について詳細に説明すると、第１熱電変換膜２３はｎ型半導体であるので、冷接点となる第２電極２７側から温接点となる第１電極２６側に向けて、図２に示す矢印Ｆ１のように電流が流れる。これに対して、第２熱電変換膜２４はｐ型半導体であるので、温接点となる第１電極２６側から冷接点となる第２電極２７側に向けて、図２に示す矢印Ｆ２のように電流が流れる。
【００５５】
従って、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４において、同じ向きの起電力を生じさせることができ、上述したように複数の第１熱電変換膜２３及び複数の第２熱電変換膜２４のそれぞれで生じた起電力を、第１端子２８及び第２端子２９を通じて、その総和として取り出すことができる。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態の熱電変換装置１によれば、角筒状体１０の壁の内側に、熱電変換モジュール２０の熱電変換体２２が配置されていて、熱電変換体２２と角筒状体１０の上面板１４（第１伝熱板４１）とが第１伝熱部材３１を介して熱的に接続されているので、角筒状体１０の壁の外側に高温熱媒体５１を、角筒状体１０の壁の内側に低温熱媒体５２を流すという方法で利用することができる。
【００５７】
なお、以上の説明では、熱電変換装置１の角筒状体１０の壁の外側を流れる熱媒体を高温熱媒体５１とし、角筒状体１０の壁の内側を流れる熱媒体を低温熱媒体５２としたが、この場合に限定されるものではない。例えば、角筒状体１０の壁の外側を流れる熱媒体を低温熱媒体５２とし、角筒状体１０の壁の内側を流れる熱媒体を高温熱媒体５１としてもよい。
この場合は、角筒状体１０の上面板１４（第１伝熱板４１）、下面板１３（基板２１）及び側面板１５ａ、１５ｂは冷却部材として機能する。また、第１電極２６は冷接点として機能し、第２電極２７は温接点として機能する。
【００５８】
すなわち、第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７は、空隙部３０ａを流れる高温熱媒体５１から熱を受けるが、第１熱電変換膜２３において、第１電極２６側に位置する右端部２３ａは、第１電極２６及び第１伝熱部材３１を介して冷却されるため、温接点である第２電極２７側に位置する左端部２３ｂ（温接点側の端部）と、冷接点である第１電極２６側に位置する右端部２３ａ（冷接点側の端部）と、の間に温度差を生じさせることができる。同様に、第２熱電変換膜２４において、第１電極２６側に位置する左端部２４ｂは、第１電極２６及び第１伝熱部材３１を介して局所的に冷却されるため、温接点である第２電極２７側に位置する右端部２４ａ（温接点側の端部）と、冷接点である第１電極２６側に位置する左端部２４ｂ（冷接点側の端部）との間に温度差を生じさせることができる。そして、この温度差によって、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４のそれぞれにおいて、ゼーベック効果に基づく起電力を生じさせることができる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る熱電変換装置の第２実施形態について、図５〜図６を参照して説明する。図５は、本発明に係る熱電変換装置の第２実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。図６は、図５に示すVI−VI線に沿った熱電変換装置の横断面図である。なお、第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００６０】
図５〜図６に示すように、本実施形態の熱電変換装置２は、角筒状体１０の下面板１３が第２伝熱板４２とされていて、第２伝熱板４２と熱電変換モジュール２０の基板２１とを熱的に接続する第２伝熱部材３２を備える点で、第１実施形態と異なっている。本実施形態の熱電変換装置２では、第２伝熱部材３２が、角筒状体１０の下面板１３（第２伝熱板４２）と熱電変換モジュール２０の熱電変換体２２の下側面（第２の面）とを、基板２１を介して熱的に接続している。なお、第１伝熱部材３１は、第１実施形態と同様に、角筒状体１０の上面板１４（第１伝熱板４１）と熱電変換モジュール２０の熱電変換体２２の上側面（第１の面）とを、第１電極２６を介して熱的に接続している。
【００６１】
（下面板：第２伝熱板）
下面板１３である第２伝熱板４２は平板状の部材であり、熱電変換装置２における受熱部材として機能する。従って、熱電変換装置２では、下面板１３（第２伝熱板４２）と、上面板１４（第１伝熱板４１）と、側面板１５ａ、１５ｂが受熱部材となる。
下面板１３（第２伝熱板４２）の材料としては、熱伝導率が熱電変換モジュール２０の基板２１の熱伝導率よりも高い材料であることが好ましく、例えばアルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）などの金属材料が特に好ましい。
【００６２】
（第２伝熱部材）
第２伝熱部材３２は、第１方向Ｌ１に間隔をあけて、基板２１に熱的に接続するように複数配置されている。具体的には、第２伝熱部材３２は、第１電極２６の個数に対応して、第１方向Ｌ１に間隔をあけて４つ形成され、温接点として機能する各第１電極２６に対して下方から対向するように配置されている。これにより、冷接点として機能する第２電極２７の第１方向Ｌ１における位置は、第１方向Ｌ１に隣り合う第２伝熱部材３２同士の中間位置となっている。
【００６３】
第２伝熱部材３２は、第１電極２６の形状に対応して、平面視で第２方向Ｌ２に長い縦長に形成されている。具体的には、第２伝熱部材３２は、第１電極２６よりも第２方向Ｌ２に長く形成されている。ただし、第２方向Ｌ２に沿った第２伝熱部材３２の長さは、第１電極２６の長さと同等あるいは第１電極２６よりも短くても構わない。
【００６４】
第２伝熱部材３２の上端面及び下端面は、平坦に形成されている。は、第１方向Ｌ１に沿った第１電極２６の幅と同等とされている。ただし、第１方向Ｌ１に沿った第２伝熱部材３２の幅は、第１方向Ｌ１に沿った第１電極２６の幅よりも広くても構わないし、狭くても構わない。
【００６５】
複数の第２伝熱部材３２の間には、空隙部３０ｂが形成されている。すなわち、第２伝熱部材３２は、基板２１を介して熱電変換体２２と下面板１３（第２伝熱板４２）とを熱的に接続させる機能と、第１方向Ｌ１に隣り合う第２伝熱部材３２の間に、空隙部３０ｂを形成する機能とを有する。
【００６６】
空隙部３０ｂは、第２伝熱部材３２の配置箇所を除いた下面板１３（第２伝熱板４２）と基板２１との間に形成された空間であり、角筒状体１０の第１開口１１から導入された流体（熱媒体）の流路となる。この空隙部３０ｂを通過した流体（熱媒体）は、第２開口１２を通って外部に排出される。
【００６７】
第２伝熱部材３２は、空隙部３０ｂを通過する流体（熱媒体）の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料で形成されている。従って、下面板１３（第２伝熱板４２）の熱を、優先的に基板２１を通じて第１電極２６及び熱電変換体２２に伝えることが可能とされている。
【００６８】
第２伝熱部材３２の材料は、例えばアルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）などの金属材料が特に好ましい。
ただし、第２伝熱部材３２の材料としては、金属材料に限定されるものではなく、空隙部３０ｂを通過する流体（熱媒体）の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料であれば良い。
【００６９】
（熱電変換装置の作用）
上述したように構成された本実施形態の熱電変換装置２によれば、角筒状体１０の壁の内側に、熱電変換モジュール２０の熱電変換体２２が配置されていて、熱電変換体２２の上側面（第１の面）と角筒状体１０の上面板１４（第１伝熱板４１）とが第１伝熱部材３１を介して熱的に接続され、熱電変換体２２の下側面（第２の面）と角筒状体１０の下面板１３（第２伝熱板４２）とが、第２伝熱部材３２を介して熱的に接続されているので、角筒状体１０の壁の外側に高温熱媒体５１を、角筒状体１０の壁の内側に低温熱媒体５２を流すという方法で利用することができる。
すなわち、本実施形態の熱電変換装置２によれば、高温熱媒体５１から角筒状体１０の壁（下面板１３、上面板１４、側面板１５ａ、１５ｂ）で受けた熱は、上面板１４（第１伝熱板４１）から第１伝熱部材３１と第１電極２６とを介して、あるいは下面板１３（第２伝熱板４２）から第２伝熱部材３２及び基板２１を介して優先的に第１熱電変換膜２３の右端部２３ａ及び第２熱電変換膜２４の左端部２４ｂに伝えられる。一方、第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７に伝えられた熱は、空隙部３０ａを流れる低温熱媒体５２に放出されるとともに基板２１を介して空隙部３０ｂを流れる低温熱媒体５２に放出される。
【００７０】
そのため、第１熱電変換膜２３において、温接点である第１電極２６側に位置する右端部２３ａ（温接点側の端部）と、冷接点である第２電極２７側に位置する左端部２３ｂ（冷接点側の端部）と、の間に温度差を生じさせることができる。同様に、第２熱電変換膜２４において、温接点である第１電極２６側に位置する左端部２４ｂ（温接点側の端部）と、冷接点である第２電極２７側に位置する右端部２４ａ（冷接点側の端部）との間に温度差を生じさせることができる。そして、この温度差によって、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４のそれぞれにおいて、ゼーベック効果に基づく起電力を生じさせることができる。
【００７１】
なお、以上の説明では、熱電変換装置２の角筒状体１０の壁の外側を流れる熱媒体を高温熱媒体５１とし、角筒状体１０の壁の内側を流れる熱媒体を低温熱媒体５２としたが、この場合に限定されるものではない。例えば、角筒状体１０の壁の外側を流れる熱媒体を低温熱媒体５２とし、角筒状体１０の壁の内側を流れる熱媒体を高温熱媒体５１としてもよい。
この場合は、角筒状体１０の上面板１４（第１伝熱板４１）、下面板１３（第２伝熱板４２）及び側面板１５ａ、１５ｂは冷却部材として機能する。また、第１電極２６は冷接点として機能し、第２電極２７は温接点として機能する。
【００７２】
すなわち、第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７は、空隙部３０ａを流れる高温熱媒体５１から熱を受けるとともに、空隙部３０ｂを流れる高温熱媒体５１から基板２１を介して熱を受けるが、第１熱電変換膜２３において、第１電極２６側に位置する右端部２３ａは、第１電極２６及び第１伝熱部材３１を介して局所的に冷却されるとともに、基板２１及び第２伝熱部材３２を介して局所的に冷却されるため、温接点である第２電極２７側に位置する左端部２３ｂ（温接点側の端部）と、冷接点である第１電極２６側に位置する右端部２３ａ（冷接点側の端部）と、の間に温度差を生じさせることができる。同様に、第２熱電変換膜２４において、第１電極２６側に位置する左端部２４ｂは、第１電極２６及び第１伝熱部材３１を介して局所的に冷却されるとともに、基板２１及び第２伝熱部材３２を介して局所的に冷却されるため、温接点である第２電極２７側に位置する右端部２４ａ（温接点側の端部）と、冷接点である第１電極２６側に位置する左端部２４ｂ（冷接点側の端部）との間に温度差を生じさせることができる。そして、この温度差によって、第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４のそれぞれにおいて、ゼーベック効果に基づく起電力を生じさせることができる。
【００７３】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る熱電変換装置の第３実施形態について、図７〜図８を参照して説明する。図７は、本発明に係る熱電変換装置の第３実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。図８は、図７に示すVIII−VIII線に沿った熱電変換装置の横断面図である。
なお、第３実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００７４】
図７〜図８に示すように、本実施形態の熱電変換装置３は、熱電変換モジュールが、複数個の熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄが多段に積層された熱電変換モジュール積層体６０である点で、第１実施形態と異なっている。熱電変換モジュール積層体６０の各熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの熱電変換体２２は、角筒状体１０の壁の内側に配置されている。熱電変換モジュール積層体６０のうち、最上段以外の段に位置する熱電変換モジュール２０ｂ〜２０ｄの熱電変換体２２は、その上段に位置する熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｃの熱電変換体２２と、第３伝熱部材３３によって熱的に接続されている。
【００７５】
角筒状体１０の上面板１４は、第１実施形態と同様に、第１伝熱板４１とされており、熱電変換装置３は、上面板１４（第１伝熱板４１）と、熱電変換モジュール積層体６０の最上段に位置する熱電変換モジュール２０ａの熱電変換体２２とを熱的に接続する第４伝熱部材３４を備える。また、角筒状体１０の下面板１３は、最下段に位置する熱電変換モジュール２０ｄの基板２１ｄとされている。従って、熱電変換装置３では、下面板１３（基板２１ｄ）と、上面板１４（第１伝熱板４１）と、側面板１５ａ、１５ｂが受熱部材となる。
【００７６】
（熱電変換モジュール積層体）
熱電変換モジュール積層体６０は、複数個の熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄが基板２１ａ〜２１ｄの厚さ方向に沿って積層されている。本実施形態では、熱電変換モジュール積層体６０は、４個の熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄを積層しているが、熱電変換モジュールの数は、特に制限はない。なお、本実施形態の熱電変換装置３において、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄは、それぞれ基板２１、第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４、第１電極２６、第２電極２７、第１端子２８及び第２端子２９から構成されており、第１実施形態の熱電変換モジュール２０と同じである。
【００７７】
熱電変換モジュール積層体６０の第３伝熱部材３３は、第１方向Ｌ１に間隔をあけて、基板２１と第１電極２６を介して、熱電変換モジュール２０ｂ〜２０ｄの熱電変換体２２と、その上段に位置する熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｃの熱電変換体２２とを熱的に接続するように複数配置されている。具体的には、第３伝熱部材３３は、第１電極２６の個数に対応して、第１方向Ｌ１に間隔をあけて４つ形成され、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの各第１電極２６に対して下方から対向するように、温接点として機能する熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの各第１電極２６を基板２１ａ〜２１ｃを介して熱的に接続するように配置されている。これにより、熱電変換モジュール２０ｂ〜２０ｄの熱電変換体２２と、その上段に位置する熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｃの熱電変換体２２とが、第３伝熱部材３３と基板２１ａ〜２１ｃと第１電極２６とを介して熱的に接続すされる。また、冷接点として機能する熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの各第２電極２７の第１方向Ｌ１における位置は、第１方向Ｌ１に隣り合う第３伝熱部材３３同士の中間位置となっている。
【００７８】
第３伝熱部材３３は、第１電極２６の形状に対応して、平面視で第２方向Ｌ２に長い縦長に形成されている。具体的には、第２伝熱部材３２は、第１電極２６よりも第２方向Ｌ２に長く形成されている。ただし、第２方向Ｌ２に沿った第２伝熱部材３２の長さは、第１電極２６の長さと同等あるいは第１電極２６よりも短くても構わない。
【００７９】
第３伝熱部材３３の上端面及び下端面は、平坦に形成されている。第１方向Ｌ１に沿った第３伝熱部材３３の幅は、第１方向Ｌ１に沿った第１電極２６の幅と同等とされている。ただし、第１方向Ｌ１に沿った第３伝熱部材３３の幅は、第１方向Ｌ１に沿った第１電極２６の幅よりも広くても構わないし、狭くても構わない。
【００８０】
複数の第３伝熱部材３３の間には、空隙部３０ｃが形成されている。すなわち、第３伝熱部材３３は、基板２１ａ〜２１ｃと第１電極２６を介して、熱電変換モジュール２０ｂ〜２０ｄの熱電変換体２２と、その上段に位置する熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｃの熱電変換体２２とを熱的に接続させる機能と、第１方向Ｌ１に隣り合う第３伝熱部材３３の間に、空隙部３０ｃを形成する機能とを有する。
【００８１】
空隙部３０ｃは、第３伝熱部材３３の配置箇所を除いた熱電変換モジュール２０ｂ〜２０ｄの熱電変換体２２及び第２電極２７と、その上段に位置する熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｃの基板２１との間に形成された空間であり、角筒状体１０の第１開口１１から導入された流体（熱媒体）の流路となる。この空隙部３０ｃを通過した流体（熱媒体）は、第２開口１２を通って外部に排出される。
【００８２】
第３伝熱部材３３は、空隙部３０ｃを通過する流体（熱媒体）の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料で形成されている。従って、各熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの熱を、互いに伝えることが可能とされている。
【００８３】
第３伝熱部材３３の材料は、例えばアルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）などの金属材料が特に好ましい。
ただし、第３伝熱部材３３の材料としては、金属材料に限定されるものではなく、空隙部３０ｃを通過する流体の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料であれば良い。
【００８４】
（第４伝熱部材）
第４伝熱部材３４は、第１方向Ｌ１に間隔をあけて、熱電変換モジュール積層体６０の最上段に位置する熱電変換モジュール２０ａの熱電変換体２２に熱的に接続するように、第１方向Ｌ１に一定の間隔をあけて複数配置されている。具体的には、第４伝熱部材３４は、熱電変換モジュール２０ａの第１電極２６の個数に対応して、第１方向Ｌ１に間隔をあけて４つ形成され、温接点として機能する各第１電極２６に対して上方から対向するように配置されている。これにより、冷接点として機能する第２電極２７の第１方向Ｌ１における位置は、第１方向Ｌ１に隣り合う第４伝熱部材３４同士の中間位置となっている。
【００８５】
第４伝熱部材３４は、第１電極２６の形状に対応して、平面視で第２方向Ｌ２に長い縦長に形成されている。具体的には、第４伝熱部材３４は、第１電極２６よりも第２方向Ｌ２に長く形成されている。ただし、第２方向Ｌ２に沿った第４伝熱部材３４の長さは、第１電極２６の長さと同等あるいは第１電極２６よりも短くても構わない。
【００８６】
第４伝熱部材３４の上端面及び下端面は、平坦に形成されている。第１方向Ｌ１に沿った第４伝熱部材３４の幅は、第１方向Ｌ１に沿った第１電極２６の幅と同等とされている。ただし、第１方向Ｌ１に沿った第４伝熱部材３４の幅は、第１方向Ｌ１に沿った第１電極２６の幅よりも広くても構わないし、狭くても構わない。
【００８７】
複数の第４伝熱部材３４の間には、空隙部３０ｄが形成されている。すなわち、第４伝熱部材３４は、第１電極２６とともに熱電変換体２２と上面板１４（第１伝熱板４１）とを熱的に接続させる機能と、第１方向Ｌ１に隣り合う第４伝熱部材３４の間に、空隙部３０ｄを形成する機能とを有する。
【００８８】
空隙部３０ｄは、第４伝熱部材３４の配置箇所を除いた上面板１４（第１伝熱板４１）と、熱電変換体２２及び第２電極２７との間に形成された空間であり、角筒状体１０の第１開口１１から導入された流体（熱媒体）の流路となる。この空隙部３０ｄを通った流体（熱媒体）は、第２開口１２を通って外部に排出される。
【００８９】
第４伝熱部材３４は、第１電極２６とともに、空隙部３０ａを通過する流体（熱媒体）の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料で形成されている。従って、上面板１４（第１伝熱板４１）の熱を、優先的に第４伝熱部材３４及び第１電極２６を通じて熱電変換体２２に伝えることが可能とされている。
第４伝熱部材３４の材料は、第１実施形態の第１伝熱部材３１の場合と同じものを用いることができる。なお、第４伝熱部材３４の材料として、導電性が高い金属材料を用いる場合には、第１実施形態の場合と同様に、第４伝熱部材３４と第１電極２６との間には絶縁材を介在させることが好ましい。なお、絶縁材の材料は、第１実施形態の場合と同じものを用いることができる。
【００９０】
（熱電変換装置の作用）
上述したように構成された本実施形態の熱電変換装置３によれば、角筒状体１０の壁の内側に、熱電変換モジュール積層体６０の各熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの熱電変換体２２が配置されていて、熱電変換モジュール積層体６０の最上段に位置する熱電変換モジュール２０ａの熱電変換体２２と、角筒状体１０の上面板１４（第１伝熱板４１）とが第４伝熱部材３４を介して熱的に接続されているので、角筒状体１０の壁の外側に高温熱媒体５１を、角筒状体１０の壁の内側に低温熱媒体５２を流すという方法で利用することができる。
すなわち、本実施形態の熱電変換装置３によれば、高温熱媒体５１から角筒状体１０の壁（下面板１３、上面板１４、側面板１５ａ、１５ｂ）で受けた熱は、上面板１４（第１伝熱板４１）から第４伝熱部材３４と第１電極２６とを介して、優先的に、熱電変換モジュール２０ａの第１熱電変換膜２３の右端部２３ａ及び第２熱電変換膜２４の左端部２４ｂに伝えられ、さらに、基板２１ａ〜２１ｃ、第３伝熱部材３３及び熱電変換モジュール２０ｂ〜２０ｄの第１電極２６を介して、優先的に、熱電変換モジュール２０ｂ〜２０ｄの第１熱電変換膜２３の右端部２３ａ及び第２熱電変換膜２４の左端部２４ｂに伝えられる。また、高温熱媒体５１から角筒状体１０の壁（下面板１３、上面板１４、側面板１５ａ、１５ｂ）で受けた熱は、下面板１３（基板２１ｄ）から第１電極２６、第３伝熱部材３３及び基板２１ａ〜２１ｃを介して、優先的に、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｃの第１熱電変換膜２３の右端部２３ａ及び第２熱電変換膜２４の左端部２４ｂに伝えられる。一方、熱電変換モジュール２０ａの第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７に伝えられた熱は、空隙部３０ｄを流れる低温熱媒体５２に放出されるとともに、基板２１ａを介して空隙部３０ｃを流れる低温熱媒体５２に放出される。また、熱電変換モジュール２０ｂ〜ｄの第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７に伝えられた熱は、直接もしくは基板２１ｂ〜２１ｃを介して空隙部３０ｃを流れる低温熱媒体５２に放出される。
【００９１】
そのため、各熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの第１熱電変換膜２３において、温接点である第１電極２６側に位置する右端部２３ａ（温接点側の端部）と、冷接点である第２電極２７側に位置する左端部２３ｂ（冷接点側の端部）と、の間に温度差を生じさせることができる。同様に、各熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの第２熱電変換膜２４において、温接点である第１電極２６側に位置する左端部２４ｂ（温接点側の端部）と、冷接点である第２電極２７側に位置する右端部２４ａ（冷接点側の端部）との間に温度差を生じさせることができる。そして、この温度差によって、各熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４のそれぞれにおいて、ゼーベック効果に基づく起電力を生じさせることができる。
【００９２】
なお、以上の説明では、熱電変換装置３の角筒状体１０の壁の外側を流れる熱媒体を高温熱媒体５１とし、角筒状体１０の壁の内側を流れる熱媒体を低温熱媒体５２としたが、この場合に限定されるものではない。例えば、角筒状体１０の壁の外側を流れる熱媒体を低温熱媒体５２とし、角筒状体１０の壁の内側を流れる熱媒体を高温熱媒体５１としてもよい。
この場合は、角筒状体１０の上面板１４（第１伝熱板４１）、下面板１３（基板２１ｄ）及び側面板１５ａ、１５ｂは冷却部材として機能する。また、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄ第１電極２６は冷接点として機能し、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの第２電極２７は温接点として機能する。
【００９３】
すなわち、熱電変換モジュール２０ａの第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７は、空隙部３０ｄを流れる高温熱媒体５１から熱を受けるとともに、空隙部３０ｃを流れる高温熱媒体５１から基板２１ａを介して熱を受け、熱電変換モジュール２０ｂ〜２０ｃの第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７は、空隙部３０ｃを流れる高温熱媒体５１から熱を受けるとともに、空隙部３０ｃを流れる高温熱媒体５１から基板２１ｂ〜２１ｃを介して熱を受け、熱電変換モジュール２０ｄの第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７は、空隙部３０ｃを流れる高温熱媒体５１から熱を受けるが、各熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの第１熱電変換膜２３において、第１電極２６側に位置する右端部２３ａは、第１電極２６と基板２１ａ〜２１ｃと第４伝熱部材３４又は第３伝熱部材３３とを介して局所的に冷却されるため、温接点である第２電極２７側に位置する左端部２３ｂ（温接点側の端部）と、冷接点である第１電極２６側に位置する右端部２３ａ（冷接点側の端部）と、の間に温度差を生じさせることができる。同様に、各熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの第２熱電変換膜２４において、第１電極２６側に位置する左端部２４ｂは、第１電極２６と基板２１ａ〜２１ｃと第４伝熱部材３４又は第３伝熱部材３３とを介して局所的に冷却されるため、温接点である第２電極２７側に位置する右端部２４ａ（温接点側の端部）と、冷接点である第１電極２６側に位置する左端部２４ｂ（冷接点側の端部）との間に温度差を生じさせることができる。そして、この温度差によって、各熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４のそれぞれにおいて、ゼーベック効果に基づく起電力を生じさせることができる。
【００９４】
（第４実施形態）
次に、本発明に係る熱電変換装置の第４実施形態について、図９〜図１０を参照して説明する。図９は、本発明に係る熱電変換装置の第４実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。図１０は、図９に示すIX−IX線に沿った熱電変換装置の横断面図である。なお、第４実施形態においては、第３実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００９５】
図９〜図１０に示すように、本実施形態の熱電変換装置４は、角筒状体１０の下面板１３が第２伝熱板４２とされている点と、第２伝熱板４２と、熱電変換モジュール積層体６０の最下段に位置する熱電変換モジュール２０ｄの基板２１ｄとを熱的に接続する第５伝熱部材３５を備える点で、第３実施形態と異なっている。本実施形態の熱電変換装置４では、第５伝熱部材３５が、角筒状体１０の下面板１３（第２伝熱板４２）と熱電変換モジュール積層体６０の最下段に位置する熱電変換モジュール２０ｄの熱電変換体２２の下側面（第２の面）とを、基板２１ｄを介して熱的に接続している。
【００９６】
（第５伝熱部材）
第５伝熱部材３５は、第１方向Ｌ１に間隔をあけて、基板２１ｄに熱的に接続するように複数配置されている。具体的には、第５伝熱部材３５は、熱電変換モジュール２０ｄの第１電極２６の個数に対応して、第１方向Ｌ１に間隔をあけて４つ形成され、温接点として機能する各第１電極２６に対して下方から対向するように配置されている。これにより、冷接点として機能する熱電変換モジュール２０ｄの第２電極２７の第１方向Ｌ１における位置は、第１方向Ｌ１に隣り合う第５伝熱部材３５同士の中間位置となっている。
【００９７】
第５伝熱部材３５は、熱電変換モジュール２０ｄの第１電極２６の形状に対応して、平面視で第２方向Ｌ２に長い縦長に形成されている。具体的には、第５伝熱部材３５は、熱電変換モジュール２０ｄの第１電極２６よりも第２方向Ｌ２に長く形成されている。ただし、第２方向Ｌ２に沿った第５伝熱部材３５の長さは、熱電変換モジュール２０ｄの第１電極２６の長さと同等あるいは第１電極２６よりも短くても構わない。
【００９８】
第５伝熱部材３５の上端面及び下端面は、平坦に形成されている。第１方向Ｌ１に沿った第５伝熱部材３５の幅は、第１方向Ｌ１に沿った熱電変換モジュール２０ｄの第１電極２６の幅と同等とされている。ただし、第１方向Ｌ１に沿った第５伝熱部材３５の幅は、第１方向Ｌ１に沿った熱電変換モジュール２０ｄの第１電極２６の幅よりも広くても構わないし、狭くても構わない。
【００９９】
複数の第５伝熱部材３５の間には、空隙部３０ｅが形成されている。すなわち、第５伝熱部材３５は、基板２１ｄを介して熱電変換体２２と下面板１３（第２伝熱板４２）とを熱的に接続させる機能と、第１方向Ｌ１に隣り合う第５伝熱部材３５の間に、空隙部３０ｅを形成する機能とを有する。
【０１００】
空隙部３０ｅは、第５伝熱部材３５の配置箇所を除いた下面板１３（第２伝熱板４２）と基板２１との間に形成された空間であり、角筒状体１０の第１開口１１から導入された流体（熱媒体）の流路となる。この空隙部３０ｅを通過した流体（熱媒体）は、第２開口１２を通って外部に排出される。
【０１０１】
第５伝熱部材３５は、空隙部３０ｅを通過する流体（熱媒体）の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料で形成されている。従って、下面板１３（第２伝熱板４２）の熱を、優先的に熱電変換モジュール２０ｄの基板２１ｄを通じて第１電極２６及び熱電変換体２２に伝えることが可能とされている。
【０１０２】
第５伝熱部材３５の材料は、第２実施形態の第２伝熱部材３２の場合と同じものを用いることができる。
【０１０３】
（下面板：第２伝熱板）
本実施形態の熱電変換装置４において、角筒状体１０の下面板１３（第２伝熱板４２）としては、第２実施形態の場合と同じものを用いることができる。
【０１０４】
（熱電変換装置の作用）
上述したように構成された本実施形態の熱電変換装置４によれば、角筒状体１０の壁の内側に、熱電変換モジュール積層体６０の各熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの熱電変換体２２が配置されていて、熱電変換モジュール積層体６０の最上段に位置する熱電変換モジュール２０ａの熱電変換体２２と、角筒状体１０の上面板１４（第１伝熱板４１）とが第４伝熱部材３４を介して熱的に接続され、熱電変換モジュール積層体６０の最下段の段に位置する熱電変換モジュール２０ｄの熱電変換体２２と、角筒状体１０の下面板１３（第２伝熱板４２）とが、第５伝熱部材３５を介して熱的に接続しているので、角筒状体１０の壁の外側に高温熱媒体５１を、角筒状体１０の壁の内側に低温熱媒体５２を流すという方法で利用することができる。
すなわち、本実施形態の熱電変換装置３によれば、高温熱媒体５１から角筒状体１０の壁（下面板１３、上面板１４、側面板１５ａ、１５ｂ）で受けた熱は、上面板１４（第１伝熱板４１）から第４伝熱部材３４と第１電極２６とを介して、優先的に、熱電変換モジュール２０ａの第１熱電変換膜２３の右端部２３ａ及び第２熱電変換膜２４の左端部２４ｂに伝えられ、さらに、基板２１ａ〜２１ｃ、第３伝熱部材３３及び熱電変換モジュール２０ｂ〜２０ｄの第１電極２６を介して、優先的に、熱電変換モジュール２０ｂ〜２０ｄの第１熱電変換膜２３の右端部２３ａ及び第２熱電変換膜２４の左端部２４ｂに伝えられる。また、高温熱媒体５１から角筒状体１０の壁（下面板１３、上面板１４、側面板１５ａ、１５ｂ）で受けた熱は、下面板１３（第２伝熱板４２）から第５伝熱部材３５と基板２１ｄとを介して、優先的に、熱電変換モジュール２０ｄの第１熱電変換膜２３の右端部２３ａ及び第２熱電変換膜２４の左端部２４ｂに伝えられ、さらに、熱電変換モジュール２０ｂ〜２０ｄの第１電極２６、第３伝熱部材３３及び基板２１ａ〜２１ｃを介して、優先的に、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｃの第１熱電変換膜２３の右端部２３ａ及び第２熱電変換膜２４の左端部２４ｂに伝えられる。一方、熱電変換モジュール２０ａの第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７に伝えられた熱は、空隙部３０ｄを流れる低温熱媒体５２に放出されるとともに、基板２１ａを介して空隙部３０ｃを流れる低温熱媒体５２に放出される。また、熱電変換モジュール２０ｂ〜２０ｃの第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７に伝えられた熱は、直接もしくは基板２１ｂ〜２１ｃを介して空隙部３０ｃを流れる低温熱媒体５２に放出される。さらに、熱電変換モジュール２０ｄの第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７に伝えられた熱は、空隙部３０ｃを流れる低温熱媒体５２に放出されるとともに、基板２１ｄを介して空隙部３０ｅを流れる低温熱媒体５２に放出される。
【０１０５】
そのため、各熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの第１熱電変換膜２３において、温接点である第１電極２６側に位置する右端部２３ａ（温接点側の端部）と、冷接点である第２電極２７側に位置する左端部２３ｂ（冷接点側の端部）と、の間に温度差を生じさせることができる。同様に、各熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの第２熱電変換膜２４において、温接点である第１電極２６側に位置する左端部２４ｂ（温接点側の端部）と、冷接点である第２電極２７側に位置する右端部２４ａ（冷接点側の端部）との間に温度差を生じさせることができる。そして、この温度差によって、各熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４のそれぞれにおいて、ゼーベック効果に基づく起電力を生じさせることができる。
【０１０６】
なお、以上の説明では、熱電変換装置４の角筒状体１０の壁の外側を流れる熱媒体を高温熱媒体５１とし、角筒状体１０の壁の内側を流れる熱媒体を低温熱媒体５２としたが、この場合に限定されるものではない。例えば、角筒状体１０の壁の外側を流れる熱媒体を低温熱媒体５２とし、角筒状体１０の壁の内側を流れる熱媒体を高温熱媒体５１としてもよい。
この場合は、角筒状体１０の上面板１４（第１伝熱板４１）、下面板１３（第２伝熱板４２）及び側面板１５ａ、１５ｂは冷却部材として機能する。また、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの第１電極２６は冷接点として機能し、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの第２電極２７は温接点として機能する。
【０１０７】
すなわち、熱電変換モジュール２０ａの第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７は、空隙部３０ｄを流れる高温熱媒体５１から熱を受けるとともに、空隙部３０ｃを流れる高温熱媒体５１から基板２１ａを介して熱を受け、また、熱電変換モジュール２０ｂ〜２０ｃの第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７は、受熱部材として空隙部３０ｃを流れる高温熱媒体５１から熱を受けるとともに、空隙部３０ｃを流れる高温熱媒体５１から基板２１ｂ〜２１ｃを介して熱を受け、熱電変換モジュール２０ｄの第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７は、空隙部３０ｃを流れる高温熱媒体５１から熱を受けるとともに、空隙部３０ｅを流れる高温熱媒体５１から基板２１ｄを介して熱を受けるが、各熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの第１熱電変換膜２３において、第１電極２６側に位置する右端部２３ａは、第１電極２６と、基板２１ａ〜２１ｄと、第４伝熱部材３４、第３伝熱部材３３又は第５伝熱部材３５とを介して局所的に冷却されるため、温接点である第２電極２７側に位置する左端部２３ｂ（温接点側の端部）と、冷接点である第１電極２６側に位置する右端部２３ａ（冷接点側の端部）と、の間に温度差を生じさせることができる。同様に、各熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの第２熱電変換膜２４において、第１電極２６側に位置する左端部２４ｂは、第１電極２６と、基板２１ａ〜２１ｄと、第４伝熱部材３４、第３伝熱部材３３又は第５伝熱部材３５とを介して局所的に冷却されるため、温接点である第２電極２７側に位置する右端部２４ａ（温接点側の端部）と、冷接点である第１電極２６側に位置する左端部２４ｂ（冷接点側の端部）との間に温度差を生じさせることができる。そして、この温度差によって、各熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの第１熱電変換膜２３及び第２熱電変換膜２４のそれぞれにおいて、ゼーベック効果に基づく起電力を生じさせることができる。
【０１０８】
（第５実施形態）
次に、本発明に係る熱電変換装置の第５実施形態について、図１１を参照して説明する。図１１は、本発明に係る熱電変換装置の第５実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。
なお、第５実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１０９】
図１１に示すように、本実施形態の熱電変換装置５は、熱電変換モジュール２０の熱媒体となる流体と接する面、すなわち、熱電変換体２２、電極２５、第１端子２８、第２端子２９の表面に保護膜７０が設けられている点において、第１実施形態と相違する。
【０１１０】
保護膜７０の材料の例としては、酸化アルミニウム、酸化シリコン、窒化シリコンが挙げられる。保護膜７０の形成方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法（化学気相成長法）が挙げられる。
【０１１１】
（熱電変換装置の作用）
上述したように構成された本実施形態の熱電変換装置５によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができることに加え、以下の作用効果をさらに奏功することができる。
すなわち、本実施形態の熱電変換装置５によれば、熱電変換モジュール２０のうちの熱媒体となる流体と接する面に保護膜７０が設けられているので、熱電変換モジュール２０と熱媒体とが直接接触することがない。このため、熱電変換モジュール２０の熱電変換体２２、電極２５、第１端子２８、第２端子２９などの各部材について、熱媒体との接触による劣化が起こりにくくなる。よって、熱電変換モジュール２０の各部材や熱媒体として用いる材料の選択の幅が広くなる。
【０１１２】
（第６実施形態）
次に、本発明に係る熱電変換装置の第６実施形態について、図１２を参照して説明する。図１２は、本発明に係る熱電変換装置の第６実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。
なお、第６実施形態においては、第４実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１１３】
図１２に示すように、本実施形態の熱電変換装置６は、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｃの基板２１ａ〜２１ｃの下側面に、下方に開口した平面視矩形状の第１凹部３６が第１方向Ｌ１に間隔をあけて複数設けられていて、熱電変換モジュール２０ｄの基板２１ｄの下側面に、下方に開口した平面視矩形状の第２凹部３７が第１方向Ｌ１に間隔をあけて複数設けられている点において、第４実施形態と相違する。
【０１１４】
第１凹部３６は、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｃの第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７の下方に位置するように形成されている。これによって、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの間を流体（熱媒体）が流れる流路（空間）が形成されるとともに、温接点として機能する熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｃの各第１電極２６に対して下方から対向するように第１凸部３８が第１方向Ｌ１に間隔をあけて形成される。第１凸部３８は、第１電極２６を介して、熱電変換モジュール２０ｂ〜２０ｄの熱電変換体２２と、その上段に位置する熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｃの熱電変換体２２とを熱的に接続する。すなわち、本実施形態の熱電変換装置６では、第４実施形態の第３伝熱部材３３にかえて、第１凸部３８が第４実施形態の第３伝熱部材３３と同様に作用する。
【０１１５】
第２凹部３７は、熱電変換モジュール２０ｄの第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４及び第２電極２７の下方に位置するように形成されている。これによって、熱電変換モジュール積層体６０と下面板１３（第２伝熱板４２）との間を流体（熱媒体）が流れる流路（空間）が形成されるとともに、温接点として機能する熱電変換モジュール２０ｄの第１電極２６に対して下方から対向するように第２凸部３９が第１方向Ｌ１に間隔をあけて形成される。第２凸部３９は、角筒状体１０の下面板１３（第２伝熱板４２）と熱電変換モジュール積層体６０の最下段に位置する熱電変換モジュール２０ｄの熱電変換体２２の下側面（第２の面）とを熱的に接続している。すなわち、本実施形態の熱電変換装置６では、第４実施形態の第５伝熱部材３５にかえて、第２凸部３９が第４実施形態の第５伝熱部材３５と同様に作用する。
【０１１６】
（熱電変換装置の作用）
上述したように構成された本実施形態の熱電変換装置６によれば、第４実施形態と同様の作用効果を奏功することができることに加え、以下の作用効果をさらに奏功することができる。
すなわち、本実施形態の熱電変換装置６によれば、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｃの基板２１ａ〜２１ｃの下側面に設けられた第１凹部３６によって、第４実施形態の第３伝熱部材３３と同様に作用する第１凸部３８が形成され、熱電変換モジュール２０ｄの基板２１ｄの下側面に設けられた第２凹部３７によって、第４実施形態の第５伝熱部材３５と同様に作用する第２凸部３９が形成されるので、装置のサイズを小型にすることができる。また、基板２１ａ〜２１ｃと第１凸部３８及び基板２１ｄと第２凸部３９とが一体であるため、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｄの間の熱抵抗及び熱電変換モジュール２０ｄと下面板１３（第２伝熱板４２）との間の熱抵抗が小さくなり、熱伝導効率が向上する。
【０１１７】
（第７実施形態）
次に、本発明に係る熱電変換装置の第７実施形態について、図１３を参照して説明する。図１３は、本発明に係る熱電変換装置の第７実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。
【０１１８】
図１３に示すように、本実施形態の熱電変換装置７は、角筒状体１０の側面板１５ａの上下方向の両側端部に、上面板１４（第１伝熱板４１）及び下面板１３（第２伝熱板４２）のそれぞれに接するように折り曲げられた側面板連結具１６ａが設けられ、側面板１５ｂの上下方向の両側端部に、上面板１４（第１伝熱板４１）及び下面板１３（第２伝熱板４２）のそれぞれに接するように折り曲げられた側面板連結具１６ｂが設けられている点において、第４実施形態と相違する。
【０１１９】
（第８実施形態）
次に、本発明に係る熱電変換装置を用いた発電装置について、図１４〜図１５を参照して説明する。本発明に係る熱電変換装置を用いた熱電装置の１実施形態を示す縦断面図であり、図１５は、その模式図である。
【０１２０】
図１４〜図１５に示すように、発電装置８は、熱電変換装置４と、熱電変換装置４が収容された管状容器８０と、熱電変換装置４の角筒状体１０の第１開口１１に接続する熱媒体供給管８１と、熱電変換装置４の角筒状体１０の第２開口１２に接続する熱媒体排出管８２とを備える。なお、本実施形態では、第４実施形態の熱電変換装置４を使用しているが、熱電変換装置としては、上述した本実施形態の熱電変換装置のいずれを使用してもよい。
【０１２１】
管状容器８０は、高温熱媒体５１が流れる管状体である。管状容器８０は、例えば、自動車の排気管又は排気管に接続された管である。
【０１２２】
熱媒体供給管８１は、低温熱媒体５２を熱電変換装置４の角筒状体１０の第１開口１１に供給するための配管であり、熱媒体排出管８２は、角筒状体１０の壁の内側を流れて、第２開口１２から排出された低温熱媒体５２を回収するための配管である。熱媒体供給管８１は、熱電変換装置４の角筒状体１０の壁の内側を流れる低温熱媒体５２の流量を調整するための流量調節器８３を備える。熱媒体供給管８１及び熱媒体排出管８２は、例えば、自動車のラジエータ（図示せず）などの放熱装置と組み合わせて使用してもよい。具体的には、低温熱媒体５２として冷却液を、熱媒体供給管８１から熱電変換装置４の第１開口１１に供給し、第２開口１２から排出された冷却液を熱媒体排出管８２で回収し、ラジエータで冷却して、熱媒体供給管８１に送るようにしてもよい。
【０１２３】
なお、図１４〜図１５に示した発電装置８では、流量調節器８３を熱媒体供給管８１に配置しているが、熱媒体排出管８２に流量調節器８３を配置してもよい。例えば、熱媒体排出管８２で回収された冷却液を、流量調節器８３で流量を調整してラジエータに供給するようにしてもよい。
【０１２４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。各実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが可能であることに加え、各実施形態における変形例を適宜組み合わせてもよい。さらに、これら実施形態やその変形例には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。
【０１２５】
例えば、上記各実施形態では、熱電変換モジュール２０あるいは熱電変換モジュール積層体６０を、角筒状体１０の壁の内側に配置したが、この場合に限定されるものではない。具体的には、角筒状体１０の代わりに円筒状体、楕円筒状体を用いてもよい。
【０１２６】
また、上記各実施形態では、熱電変換体２２の一例として第１熱電変換膜２３、第２熱電変換膜２４を例に挙げて説明したが、熱電変換体２２の形状は膜に限定されるものではなく、例えばバルク状の熱電変換素子などであっても構わない。
【０１２７】
また、上記各実施形態では、第１電極２６、第１伝熱部材３１、上面板１４（第１伝熱板４１）をそれぞれ熱的に接合する構成を例に挙げて説明したが、第１電極２６と第１伝熱部材３１とを一体として、第１電極２６の厚さを第２電極２７よりも厚くして、その第１電極２６の上端面と第１伝熱板４１の下端面とを熱的に接合してもよい。また、第１伝熱部材３１と第１伝熱板４１とを一体として、第１伝熱板４１の下端面に凸部を形成し、その凸部の下端面と第１電極２６の上端面とを熱的に接合してもよい。さらに、第１電極２６と第１伝熱部材３１の一部とを一体として、第１電極２６の厚さを第２電極２７よりも厚くし、第１伝熱部材３１の残部と第１伝熱板４１を一体として、第１伝熱板４１の下端面に凸部を形成し、その凸部の下端面と第１電極２６の上端面とを熱的に接合してもよい。なお、第１電極２６と第１伝熱板４１との間の熱抵抗を低減させる観点から、第１伝熱部材３１は、第１電極２６あるいは第１伝熱板４１のどちらかと一体に形成されていることが好ましい。
【０１２８】
また、第２実施形態及び第４実施形態では、下面板１３（第２伝熱板４２）と第２伝熱部材３２とを熱的に接合する構成を例に挙げて説明したが、第２伝熱板４２と第２伝熱部材３２とを一体に成形してもよい。
【０１２９】
また、上記各実施形態において、第１電極２６及び第２電極２７は必須なものではなく、具備しなくても構わない。
例えば、第１実施形態の熱電変換装置において、基板２１の上側面上に、第１熱電変換膜２３と第２熱電変換膜２４とを第１方向Ｌ１に沿って交互に配置し、且つ第１熱電変換膜２３と第２熱電変換膜２４とが互いに接触するように形成してもよい。この場合、第１伝熱部材３１は、第１熱電変換膜２３の右端部２３ａ及び第２熱電変換膜２４の左端部２４ｂに熱的に接合するように配設する。この場合も、第１伝熱部材３１は、絶縁性部材を介して電気的に絶縁された状態で、第１熱電変換膜２３の右端部２３ａ及び第２熱電変換膜２４の左端部２４ｂに熱的に接合されることが好ましい。
この場合であっても、例えば第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
【０１３０】
また、第２実施形態において、熱電変換モジュール２０の基板２１は必須なものではなく、具備しなくても構わない。
例えば、第２実施形態の熱電変換装置において、第１熱電変換膜２３と第２熱電変換膜２４の厚さ方向に対向する第１の面と第２の面に対して、それぞれ第１伝熱部材と第２伝熱部材３２を熱的に接続させてもよい。また、複数の熱電変換体２２を仮想面内に設置して、この仮想面に垂直な方向に互いに対向する第１の面及び第２の面に対して、それぞれ第１伝熱部材と第２伝熱部材３２を熱的に接続させてもよい。
【０１３１】
また、第４実施形態において、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｂの基板２１ａ〜２１ｂは必須なものではなく、具備しなくても構わない。
例えば、第４実施形態の熱電変換装置において、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｂが基板２１ａ〜２１ｂを有しない場合は、第１熱電変換膜２３と第２熱電変換膜２４の厚さ方向に、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｂを積層してもよい。また、複数の熱電変換体２２を仮想面内に設置して、この仮想面に垂直な方向に、熱電変換モジュール２０ａ〜２０ｂを積層してもよい。
【０１３２】
また、上記各実施形態においては、角筒状体１０の壁の外側に流体（熱媒体）を流しているが、この場合に限定されるものではない。
例えば、角筒状体１０の壁の外側に高温熱媒体を流す代わりに、熱電変換装置を高温環境下に配置したり、角筒状体１０の壁に固体の高温熱媒体を接触させたり、熱放射によって角筒状体１０の壁を加熱するようにしてもよい。また、角筒状体１０の壁の外側に低温熱媒体を流体として流す代わりに、熱電変換装置を低温環境下に配置したり、角筒状体１０の壁に冷却部材を接触させたり、角筒状体１０の壁の外側をフィン構造としてもよい。
【０１３３】
さらに、上記各実施形態では、ｎ型半導体である第１熱電変換膜２３、及びｐ型半導体である第２熱電変換膜２４によって熱電変換体２２を構成したが、この場合に限定されるものではない。
例えば、熱電変換体２２をｎ型半導体あるいはｐ型半導体のいずれか一方で構成してもよい。
【符号の説明】
【０１３４】
１、２、３、４、５、６、７…熱電変換装置、８…発電装置、１０…角筒状体、１１…第１開口、１２…第２開口、１３…下面板、１４…上面板、１５ａ、１５ｂ…側面板、１６ａ、１６ｂ…側面板連結具、２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ…熱電変換モジュール、２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ…基板、２２…熱電変換体、２３…第１熱電変換膜、２４…第２熱電変換膜、２５…電極、２６…第１電極、２７…第２電極、２８…第１端子、２９…第２端子、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ…空隙部、３１…第１伝熱部材、３２…第２伝熱部材、３３…第３伝熱部材、３４…第４伝熱部材、３５…第５伝熱部材、３６…第１凹部、３７…第２凹部、３８…第１凸部、３９…第２凸部、４１…第１伝熱板、４２…第２伝熱板、５１…高温熱媒体、５２…低温熱媒体、６０…熱電変換モジュール積層体、７０…保護膜、８０…管状容器、８１…熱媒体供給管、８２…熱媒体排出管、８３…流量調節器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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