(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を有する筒状の熱電変換材料からなる第１熱電変換素子と、
前記第１熱電変換素子と伝導型が異なり、前記中空部に固定される熱電変換材料からなる第２熱電変換素子と、
を各々が具備する複数の熱電変換モジュールを具備し、
前記複数の熱電変換モジュールは、前記中空部を連ねる向きで連結および電気的に接続されている、
熱電変換装置。
【請求項２】
前記第２熱電変換素子は、中空筒状の構成である、
請求項１記載の熱電変換装置。
【請求項３】
前記第１熱電変換素子および前記第２熱電変換素子の一方または両方は、テーパーを有する中空筒状の構成である、
請求項２記載の熱電変換装置。
【請求項４】
前記第１熱電変換素子に設けられた少なくとも一対の電極と、
前記第２熱電変換素子に設けられた少なくとも一対の電極と、
を更に具備し、
前記第１熱電変換素子に設けられた前記電極のうち少なくとも１つと、前記第２熱電変換素子に設けられた前記電極のうち少なくとも１つとが電気的に接続されている、
請求項１記載の熱電変換装置。
【請求項５】
筒状の耐熱絶縁体を更に具備し、
前記第１熱電変換素子の熱電変換材料は、前記耐熱絶縁体の内壁面に膜状に形成されている、
請求項１記載の熱電変換装置。
【請求項６】
前記複数の熱電変換モジュールの連結は、柔軟性を有する連結である、
請求項１記載の熱電変換装置。
【請求項７】
前記複数の熱電変換モジュールが、棒状の熱源に通され、且つ、連なって電気的に接続されている、
請求項２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。
【背景技術】
【０００２】
以前より、ゼーベック効果を利用して、熱を電気に変換する熱電変換装置が存在する。熱電変換装置には、温度勾配を与えることで起電力を発生する半導体からなる熱電変換材料が用いられる。半導体の熱電変換材料には、導電型の違いによりｐ型熱電変換材料とｎ型熱電変換材料とがある。ｐ型熱電変換材料とｎ型熱電変換材料とでは、温度勾配の方向が同一の場合に、起電力の向きが逆転する。
【０００３】
図９は従来の一般的な熱電変換装置を示す。一般的な熱電変換装置は、複数のｐ型熱電変換材料５０１および複数のｎ型熱電変換材料５０２と、隣接する各組のｐ型熱電変換材料５０１およびｎ型熱電変換材料５０２の２つの端部をそれぞれ電気的に接続する複数の電極６０１と、を具備する。複数のｐ型熱電変換材料５０１、複数のｎ型熱電変換材料５０２、および複数の電極６０１は、例えばセラミック基板６０４に覆われて固定される。そして、外部接続端子６０２，６０３が一端の電極と他端の電極とに接続されて電力を出力する。
【０００４】
従来、熱電変換装置における熱電変換材料を様々な形態にする提案がなされている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、多孔性耐熱絶縁体の貫通孔の内壁面にｐ型熱電変換材料またはｎ型熱電変換材料を膜状に設けた構成が開示されている（特許文献１の図１を参照）。また、特許文献１には、ｐ型熱電変換材料またはｎ型熱電変換材料が内壁面に形成される貫通孔を、円錐台状にした構成が開示されている（特許文献１の図３を参照）。
【０００６】
特許文献２、３には、柔軟性を有するハニカム構造体の多数の貫通孔にｎ型熱電変換材料とｐ型熱電変換材料とが交互に挿入されている熱電変換モジュールが開示されている。この熱電変換モジュールでは、ｎ型熱電変換材料とｐ型熱電変換材料との各端面が金属片を介して接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−０９７５１４号公報
【特許文献２】特開平９−１９９７６５号公報
【特許文献３】米国特許第５９５２７２８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の一般的な熱電変換装置は、柔軟性を有さないブロック状または板状の構成であったため、様々な形状の熱源に対して柔軟に取り付けることができなかった。また、熱電変換装置を小型のブロックに分割して様々な形状の熱源に取り付けた場合、例えば円柱状の熱源に小型のブロック形状の複数の熱源変換装置を取り付ける場合のように、熱源に接する熱電変換材料の密度が低下し、熱の利用効率が低下するという課題が生じる。
【０００９】
本発明の目的は、様々な形状の熱源に対して、熱電変換材料を高密度に配列して柔軟に取り付けることが可能な熱電変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様に係る熱電変換装置は、中空部を有する筒状の熱電変換材料からなる第１熱電変換素子と、前記第１熱電変換素子と伝導型が異なり、前記中空部に固定される熱電変換材料からなる第２熱電変換素子と、を各々が具備する複数の熱電変換モジュールを具備し、前記複数の熱電変換モジュールは、前記中空部を連ねる向きで連結および電気的に接続されている構成を採る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、様々な形状の熱源に対して、熱電変換材料を高密度に配列して柔軟に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態の熱電変換モジュールに使用される熱電変化素子を示す図であり、図１（Ａ）はその縦断面図、図１（Ｂ）は平面図
【図２】図１の熱電変換素子の製造方法の一例を説明する図
【図３】本発明の実施の形態の熱電変換モジュールを示す、（Ａ）縦断面図および（Ｂ）平縦断面図
【図４】本発明の実施の形態の熱電変換モジュールの変形例を示す縦断面図
【図５】本発明の実施の形態１の熱電変換装置を示す図
【図６】実施の形態１の熱電変換装置における隣接する２つの熱電変換モジュールの接続例の一つを示す模式図
【図７】実施の形態１の熱電変換素子における隣接する２つの熱電変換モジュールの接続例の一つを示す模式図
【図８】本発明の実施の形態２の熱電変換装置を示す図
【図９】従来の熱電変換装置の一例を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の熱電変換モジュールに使用される熱電変換素子を示す図であり、（Ａ）はその縦断面図、（Ｂ）は平面図である。
【００１６】
［熱電変換素子］
まず、本発明の実施の形態１の熱電変換モジュールの構成要素となる熱電変換素子１００について説明する。
【００１７】
熱電変換素子１００は、中空部１０３を有する筒状の構成であり、筒状の耐熱性絶縁材料１０２と、筒状の熱電変換材料１０１とから構成される。
【００１８】
熱電変換材料１０１、耐熱性絶縁材料１０２、および熱電変換素子１００は、ともにテーパーを有する筒形状をしている。テーパーを有することで、後述する熱電変換モジュールの製造が容易となる。ただし、製造方法の容易さが不要であれば、このテーパーは無くても良い。
【００１９】
耐熱性絶縁材料１０２は、管状の材料であり、空洞を有し、両端が開口している。
【００２０】
耐熱性絶縁材料１０２は、素子の使用時における高温部の温度、および、熱電変換材料の融点においても安定的に形状を保つ耐熱性を有する。
【００２１】
また、耐熱性絶縁材料１０２は、素子の使用時における熱電変換材料１０１の電流を遮断する絶縁性を有する。耐熱性絶縁材料１０２は、熱電変換材料１０１を収容することができ、耐熱性と絶縁性とを有すればよい。耐熱性絶縁材料１０２は、モジュールにおいて素子を高い密度で配列させる観点から、筒状であることが好ましい。耐熱性絶縁材料１０２の材料としては、例えば、シリカ、アルミナ等の金属酸化物、耐熱ガラス、石英、が挙げられる。耐熱性絶縁材料１０２の材料は、耐熱性の観点によれば石英が好ましく、さらにコストを考慮すると耐熱ガラスが好ましい。
【００２２】
耐熱性絶縁材料１０２は、熱源へ取り付ける際の柔軟性および高密度性を確保するために、軸方向の長さが、１．０〜３．０ｍｍであることが好ましく、１．０〜２．０ｍｍであることがより好ましく、１．５〜２．０ｍｍであることがさらに好ましい。
【００２３】
また、耐熱性絶縁材料１０２は、最大内径ｄ１と最大外径ｄ２とが、例えば、１．８〜３．２ｍｍ、３〜４．４ｍｍ程度のものを利用することができる。大径の耐熱性絶縁材料１０２と小径の耐熱性絶縁材料１０２とを組み合わせた場合、大径の熱電変換素子１００の中に小径の熱電変換素子１００を配置することが可能となる。
【００２４】
熱電変換材料１０１は、ｐ型の熱電変換材料、または、ｎ型の熱電変換材料である。
【００２５】
熱電変換材料１０１としては、使用時に生じる温度差に応じて、材料を選ぶことができる。熱電変換材料１０１としては、例えば、使用時の温度差が常温から５００Ｋまでであればビスマス・テルル系（Ｂｉ−Ｔｅ系）が採用できる。また、熱電変換材料１０１としては、使用時の温度差が常温から８００Ｋまでであれば鉛・テルル系（Ｐｂ−Ｔｅ系）が、使用時の温度差が常温から１，０００Ｋまでであればシリコン・ゲルマニウム系（Ｓｉ−Ｇｅ系）が採用できる。
【００２６】
また、ｐ型の熱電変換材料とｎ型の熱電変換材料とは、例えば、上記の熱電変換材料に適宜なドーパントを添加することによって得ることができる。ｐ型の熱電変換材料を得るための負ドーパントとしては、例えばＳｂが挙げられる。ｎ型の熱電変換材料を得るためのドーパントとしては、例えばＳｅが挙げられる。これらのドーパントの添加によって熱電変換材料は混晶を形成する。従って、これらのドーパントは、例えば「Ｂｉ０．５Ｓｂ１．５Ｔｅ３」や「Ｂｉ２Ｔｅ２．７Ｓｅ０．３」のような熱電変換材料の組成式で表される程度の量で、熱電変換材料に添加される。
【００２７】
［熱電変換素子の製造方法］
続いて、上述の熱電変換素子の製造方法の一例を説明する。
【００２８】
図２は、図１の熱電変換素子の製造方法の一例を説明する図である。
【００２９】
熱電変換素子を製造するには、まず、中空筒状の耐熱性絶縁材料１０２を準備する。耐熱性絶縁材料１０２としては、ガラス、特に耐熱ガラス（ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３を混合したホウケイ酸ガラスの一種で、熱膨張率は約３×１０−６／Ｋ程度の材料）を使用することができる。本実施の形態では、全長Ｌが１５０ｍｍ、内径ｄ１と外径ｄ２がそれぞれ、１．８ｍｍ、３ｍｍである耐熱性絶縁材料１０２を採用している。
【００３０】
次に、耐熱性絶縁材料１０２の一端に配管を介して減圧装置２０１を接続する。そして、予め非酸化雰囲気に置換された融解炉２０２内の坩堝２０４を所定の温度まで加熱し、熱電変換材料１０１を溶融状態にする。具体的には、熱電変換材料１０１をコイル２０３から発せられる磁界の作用で誘導加熱し、外周部と内周部の温度差及び融液上下での温度差により対流を発生させ、坩堝２０４内の融液を均質に攪拌する。
【００３１】
続いて、融解炉２０２の上部より耐熱性絶縁材料１０２を挿入し、所定の温度に保持された予備加熱領域２０５にて所定の時間保持する。その後、耐熱性絶縁材料１０２を耐熱性絶縁材料１０２の一端を坩堝２０４へ浸漬し、減圧装置２０１によって負圧を発生させ、耐熱性絶縁材料１０２の内部へ溶融した熱電変換材料１０１を導入する。本実施の形態においては、熱電変換材料１０１としては、Ｂｉ２Ｔｅ３系材料を採用している。
【００３２】
耐熱性絶縁材料１０２内へ熱電変換材料１０１を充填すると、耐熱性絶縁材料１０２の予備加熱された温度に応じて熱電変換材料１０１が固化し、結晶状態が決定される。熱電変換材料１０１に流動がなければ、熱電変換材料１０１の固化は耐熱性絶縁材料１０２の温度にのみによって決定し、結晶の優先成長方向は耐熱性絶縁材料１０２の内壁面に垂直な方向となる。
【００３３】
しかしながら、固化していく際、熱電変換材料１０１に流動があれば、結晶の優先成長方向は、冷却方向と流動方向とが合成した方向となり、この方向に配向された結晶構造を得ることができる。
【００３４】
結晶の配向方向は、熱電変換材料１０１の熱電変換特性に影響する。よって、熱電変換材料１０１の吸引速度と冷却速度とを制御することで、結晶の配向方向を制御して、配向方向に関わる熱電変換特性を制御することが可能となる。
【００３５】
耐熱性絶縁材料１０２を通して吸い上げられた熱電変換材料１０１は、耐熱性絶縁材料１０２の中心部にいくほど高温となり、流動が抑制されない。これにより、吸い上げる速度を早くしていくと中央が空洞となり、筒の内壁面に熱電変換材料が膜状に固化された構成を得ることができる。
【００３６】
そして、この構成を所定の長さに切断することで、図１の熱電変換素子が形成される。ｐ型の熱電変換材料を使用することで、ｐ型熱電変換素子が形成され、ｎ型の熱電変換材料を使用することで、ｎ型熱電変換素子が形成される。
【００３７】
［熱電変換モジュール］
図３（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態１の熱電変換モジュールを示すもので、図３（Ａ）はその縦断面図、図３（Ｂ）は平面図である。
【００３８】
本発明の実施の形態１の熱電変化モジュール１２０は、上述した熱電変換素子１００、および、これより小径の熱電変換素子１１０を具備する。小径の熱電変換素子１１０は、熱電変換素子１００の内側に配置される。
【００３９】
内側の熱電変換素子１１０は、中空部１１３を有する筒状で、外周面および内周面にテーパーが付加された熱電変換材料１１１から構成される。熱電変換材料１１１には、例えばｐ型半導体からなる熱電変換材料（ｐ型熱電変換材料と呼ぶ）が用いられている。
【００４０】
内側の熱電変換素子１１０は、例えば、図２で説明した製造方法によって、中空筒状でテーパーを有するｐ型熱電変換材料を形成したのち、外側の耐熱性絶縁材料１０２を取り除くことで製造することができる。
【００４１】
内側の熱電変換素子１１０は、外側の熱電変換素子１００の中空部１０３に固定されている。特に制限されないが、小径の熱電変換素子１１０の軸方向の一端および他端は、配線接続を容易にするために、外側の熱電変換素子１００の端よりはみ出している。
【００４２】
外側の熱電変換素子１００には、熱電変換材料１０１として、ｎ型半導体からなる熱電変換材料（ｎ型熱電変換材料と呼ぶ）が用いられている。なお、外側の熱電変換素子１００と内側の熱電変換素子１１０とは、熱電変換材料１０１，１１１の導電型が互いに異なればよく、外側の熱電変換素子１００にｐ型熱電変換材料を採用し、内側の熱電変換素子１１０にｎ型熱電変換材料を採用してもよい。
【００４３】
内側の熱電変換素子１１０は、接合部１１２を介して熱電変換素子１００の内壁面に固着されている。接合部１１２には、導電性を有する材料、或いは、絶縁性を有する材料が充填される。２つの熱電変換材料１０１，１１１を、この部分で電気的に接続する場合には、導電性を有する材料を使用すればよく、また、この部位の電気的な接続が不要な場合には、絶縁性を有する材料を使用すればよい。
【００４４】
なお、２つの熱電変換素子１００，１１０が、物理的な接触のみで接合される場合には、両者を固着するための接合部１１２を省略してもよい。
【００４５】
また、接合部１１２での電気的な接続が不要な場合には、内側に配置される熱電変換素子１１０も、外側の熱電変換素子１００と同様に、周囲を耐熱性絶縁材料が覆った構成としてもよい。
【００４６】
図４は、本発明の実施の形態の熱電変換モジュールの変形例を示す縦断面図である。
【００４７】
また、図４の熱電変換モジュール１２０Ａに示すように、内側の熱電変換素子１１０Ａは、中空部１１３を有さない円錐台状の熱電変換材料１１１Ａから構成することもできる。
【００４８】
図３の熱電変換モジュール１２０では、内側の熱電変換素子１１０が中空部１１３を有することで、熱電変換材料１１１の内壁面に電極を設けることが可能になる。しかし、熱電変換材料１１１の軸方向の端部に電極を設ける場合には、図４に示すように、中空部が無くてもよい。
【００４９】
［熱電変換装置］
（実施の形態１）
図５は、本発明の実施の形態１の熱電変換装置を示すもので、図５（Ａ）はその平面図、図５（Ｂ）は、熱源のパイプに取り付けた状態を示す説明図である。
【００５０】
本実施の形態１の熱電変換装置３００は、図５（Ａ）に示すように、複数の熱電変換モジュール１２０を軸方向に連結してなるモジュール列を有している。軸方向とは、各熱電変換素子１００の中空部１０３が連なる方向である。また、この連結は、柔軟性を有する連結である。
【００５１】
さらに、この熱電変換装置３００では、柔軟性を有する帯体３０１に、上記のモジュール列が複数並列に固定されている。
【００５２】
実施の形態１の熱電変換装置３００は、図５（Ｂ）に示すように、パイプ４００などの熱源に対して、らせん状に巻き付けて使用することができる。
【００５３】
［電極構成］
図６および図７は、実施の形態１の熱電変換装置における隣接する２つの熱電変換モジュールの接続例の一つを示す模式図である。
【００５４】
図６および図７においては、各熱電変換モジュール１２０の熱電変換材料１０１，１１１および電極Ｊ１〜Ｊ４以外の構成は省略している。また、熱が加えられた場合に熱電変換材料１０１，１１１に生じる起電力を矢印で示している。
【００５５】
熱電変換モジュール１２０の電極構成は、熱電変換材料１０１，１１１の導電型の設定（ｐ型とｎ型のどちらを外側にどちらを内側に配置するか）と、電流を流す方向等によって、様々に変更可能である。
【００５６】
図６および図７の例は、外側の熱電変換材料１０１をｎ型、内側の熱電変換材料１１１をｐ型とし、電流を図中の左から右へ流す構成の一例である。
【００５７】
図６および図７の例では、ｎ型の熱電変換材料１０１の外周面に電極Ｊ１が設けられ、内周面に電極Ｊ２が設けられている。また、ｐ型の熱電変換材料１１１の軸方向の一端に電極Ｊ３が設けられ、他端に電極Ｊ４が設けられている。
【００５８】
電極Ｊ１〜Ｊ４は、熱電変換モジュール１２０の周方向の全周範囲に設けることで、熱電変換モジュール１２０を回転対称な構成とすることができ、これにより、熱電変換モジュール１２０および熱電変換装置３００の製造コストを低減できる。また、電極Ｊ１〜Ｊ４は、熱源から遠い範囲の電極Ｊ１ａ〜Ｊ４ａを省いてもよく、これらを省くことで、熱源から離れた範囲で熱電変換材料１０１，１１１に不要な電流が流れることを回避して、熱電変換効率を向上させることができる。
【００５９】
図６の例では、１つの熱電変換モジュール１２０において、４つの電極Ｊ１〜Ｊ４のうち２つの電極Ｊ２，Ｊ３を電気的に接続する。この接続は、導線を介して行っても良いし、電極パターンにより用いて行ってもよい。
【００６０】
また、隣接する２つの熱電変換モジュール１２０，１２０の間では、電流の流れる向きに沿って、前方の熱電変換モジュール１２０の電極Ｊ１と、後方の熱電変換モジュール１２０の電極Ｊ４とが導線で接続される。
【００６１】
すなわち、図６の例では、複数の熱電変換モジュール１２０の各熱電変換材料１０１，１１１が、ｎ型−ｐ型−ｎ型−ｐ型の順で接続される。
【００６２】
続いて、発電動作について説明する。
【００６３】
熱源からの熱Ｈは、熱電変換モジュール１２０の熱源に近い側に大きな温度勾配を発生させる。一方、熱源の遠い側では温度勾配は小さくなる。よって、熱電変換材料１０１，１１１に生じる起電力（図６に矢印で示す）は、熱源に近い側のものが支配的となる。
【００６４】
したがって、図６の電極Ｊ１〜Ｊ４の接続によれば、ｎ型熱電変換材料１０１の起電力と、ｐ型熱電変換材料１１１の起電力とが合算されて、モジュール列に沿った一方向の電圧を生成することができる。
【００６５】
図７の例では、隣接する２つ１組の熱電変換モジュール１２０，１２０のうち、前方（図中の右方）の熱電変換モジュール１２０においては、２つの電極Ｊ１，Ｊ４が電気的に接続される。また、後方（図中の左方）の熱電変換モジュール１２０においては、２つの電極Ｊ２，Ｊ３が電気的に接続される。
【００６６】
さらに、２つ１組の熱電変換モジュール１２０，１２０の間では、前方の熱電変換モジュール１２０の電極Ｊ３と、後方の熱電変換モジュール１２０の電極Ｊ４とが電気的に接続される。
【００６７】
一方、一組の熱電変換モジュール１２０の前方の熱電変換モジュール１２０と、もう一組の熱電変換モジュール１２０の後方の熱電変換モジュール１２０とは、電極Ｊ１，Ｊ２とが電気的に接続される。
【００６８】
すなわち、図７の例では、複数の熱電変換モジュール１２０の各熱電変換材料１０１，１１１が、ｎ型−ｐ型−ｐ型−ｎ型の順で接続される。
【００６９】
このような接続であっても、ｎ型熱電変換材料１０１の起電力と、ｐ型熱電変換材料１１１の起電力とが合算されて、モジュール列に沿った一方向の電圧を生成することができる。
【００７０】
［実施の形態の効果］
以上のように、実施の形態１の熱電変換装置３００によれば、熱源の形状によらず、熱源に複数の熱電変換モジュール１２０を柔軟に取り付けることができる。また、設置の際、ｎ型熱電変換材料１０１とｐ型熱電変換材料１１１とが高密度に熱源に近接される。よって、熱を有効的に活用して高効率な発電を行うことができる。
【００７１】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２の熱電変換装置を示す構成図である。図８においては、各熱電変換モジュール１２０の縦断面を示している。
【００７２】
実施の形態２の熱電変換装置３１０は、複数の熱電変換モジュール１２０の中空部に熱源となるパイプ４００が通され、且つ、複数の熱電変換モジュール１２０が順に電気的に接続されて構成される。
【００７３】
実施の形態２の熱電変換モジュール１２０においては、熱電変換材料１１１の中空部が、パイプ４００とほぼ同一の径であり、テーパーを有していない。これにより、熱電変換材料１１１がパイプ４００に密着し、パイプ４００の熱を熱電変換材料１１１に効率的に伝えることができる。
【００７４】
なお、熱電変換材料１１１の中空部は、パイプ４００の外径より大きい径にしてもよい。また、熱電変換材料１１１の中空部はテーパーを有する構成としてもよい。これらの場合、熱電変換材料１１１の内面とパイプ４００の外面とが離間する部分が生じるが、この部分には熱伝導性を有する部材を充填すればよい。この構成でも、パイプ４００の熱を熱電変換材料１１１に効率的に伝えることができる。
【００７５】
熱電変換モジュール１２０の電極の位置および接続構成としては、図６および図７の例を同様に適用できる。ただし、実施の形態２では、パイプ４００からの熱が熱電変換モジュール１２０の周方向の全周範囲に伝わる。よって、電極Ｊ１〜Ｊ４は、熱電変換材料１０１，１１１の周方向の全周に渡って設けると良い。
【００７６】
この構成によれば、パイプ４００からの熱により、熱電変換モジュール１２０の熱電変換材料１０１，１１１の全域で起電力が発生する。そして、これらの起電力が合算されて、モジュール列に沿った一方向の電圧を生成することができる。
【００７７】
以上のように、実施の形態２の熱電変換装置３１０によれば、棒状の熱源に対して、ｎ型熱電変換材料１０１とｐ型熱電変換材料１１１とを高密度に設置可能であり、これにより高効率な発電を行うことができる。
【００７８】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
【００７９】
なお、上記実施の形態では、熱電変換モジュールの外側に配置される熱電変換材料１０１をｎ型熱電変換材料とし、内側に配置される熱電変換材料１１１をｐ型熱電変換材料とした構成を例にとって説明した。しかしながら、これらの導電型は逆転させても良い。
【００８０】
また、上記実施の形態では、熱電変換材料１０１，１１１の両方にテーパーがある構成を例にとって説明した。また、熱電変換材料１０１，１１１の外周面および内周面の両方にテーパーがある構成を例にとって説明した。しかしながら、熱電変換材料１０１，１１１の何れにもテーパーが無い構成を採用してもよい。また、テーパーは、熱電変換材料１０１，１１１の一方のみに設けてもよく、また、外周面または内周面の一方のみに設けてもよい。
【００８１】
また、上記実施の形態では、接合部１１２を介して２つの熱電変換材料１０１，１１１が互いに接合される構成を例にとって説明した。しかしながら、この接合部１１２は無くてもよく、例えば、２つの熱電変換材料１０１，１１１が直接に接触することで接合される構成を採用してもよい。
【００８２】
さらに、複数の熱電変換モジュールの連結構造、電極の位置および接続構成は、実施の形態で具体的に説明した例に限られず、様々に変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、熱を電力に変換する熱電変換装置に有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１００，１１０，１１０Ａ  熱電変換素子
１０１  熱電変換材料（ｎ型）
１０２  耐熱性絶縁材料
１０３  中空部
１１１，１１１Ａ  熱電変換材料（ｐ型）
１１２  接合部
１１３  中空部
１２０，１２０Ａ  熱電変換モジュール
３００，３１０  熱電変換装置
４００  パイプ（熱源）
Ｊ１〜Ｊ４  電極
【図１】
0005662490.tif 000002
【図２】
0005662490.tif 000003
【図３】
0005662490.tif 000004
【図４】
0005662490.tif 000005
【図５】
0005662490.tif 000006
【図６】
0005662490.tif 000007
【図７】
0005662490.tif 000008
【図８】
0005662490.tif 000009
【図９】
0005662490.tif 000010