(57)【要約】  本発明は、熱せられる側と冷やされる側がそれぞれ薄膜素子の対向する長手側に配置されており、熱せられる側が、熱源の連結部材と接続され、冷やされる側がヒートシンクと接続されている、少なくとも一つの熱電気薄膜素子のための熱伝導装置に関する。従来技術を出発点として、本発明の課題は、熱電気薄膜素子との簡単で有効な接続を可能にするとともに、使用する熱電気薄膜素子の効率を改善する熱伝導装置を提示することである。本課題の解決策は、熱伝導装置の連結部材とヒートシンクの間に特に弾力的な薄膜素子を挟み込むとともに、特に断熱性の支持構造によって、連結部材とヒートシンクの間の負荷に対処するとの技術思想をベースとする。
2011528178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱せられる側と冷やされる側を有する少なくとも一つの熱電気薄膜素子のための熱伝導装置であって、熱せられる側と冷やされる側がそれぞれ薄膜素子の対向する長手側に配置されており、熱せられる側が、熱源の連結部材と接続されており、冷やされる側がヒートシンクと接続されている熱伝導装置において、
この連結部材は、外面（２２）が互いに平行に配置された少なくとも二つの成形部材（１３）を有し、それらの隣接する成形部材（１３）の外面（２２）が、熱電気薄膜素子（２）の熱せられる側（１２）の両側と接しており、
このヒートシンクは、外面（２３）が互いに平行に配置された少なくとも二つの成形部材（１７）を有し、それらの隣接する成形部材（１７）の外面（２３）が、熱電気薄膜素子（２）の冷やされる側の両側と接しており、
これらの連結部材の成形部材（１３）とヒートシンクの成形部材（１７）が、対を成して対向しており、
薄膜素子（２）上に置かれた、連結部材とヒートシンクの対を成して互いに対向する成形部材（１３，１７）の外面（２２，２３）が、同一平面上で互いに並んでいるが、互いに間隔（２４）を開けて配置されており、
これらの連結部材とヒートシンクの互いに対向する成形部材（１３，１７）が、二つ毎に、支持構造（２６）によって互いに接続されている、
ことを特徴とする熱伝導装置。
【請求項２】
連結部材とヒートシンクの成形部材（１３，１７）の両方は、フランジ部（１４ａ，１４ｂ，１８ａ，１８ｂ）の外面（２２，２３）が平行なＵ字形成形部材であり、互いに対向するＵ字形成形部材（１３，１７）のフランジ部（１４ａ，１８ａ；１４ｂ，１８ｂ）が、互いに向き合っていることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導装置。
【請求項３】
支持構造（２６）の材料の熱伝導度が、連結部材及びヒートシンクの成形部材（１３，１７）の材料よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱伝導装置。
【請求項４】
支持構造（２６）が、発泡スチロールから構成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の熱伝導装置。
【請求項５】
当該の発泡スチロールが、クローズドセル型の発泡スチロールであることを特徴とする請求項４に記載の熱伝導装置。
【請求項６】
支持構造（２６）が、プラステック製硬質発泡スチロールから構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の熱伝導装置。
【請求項７】
支持構造（２６）が、対向する二つのＵ字形成形部材（１３，１７）の間の中間スペースをほぼ完全に充填していることを特徴とする請求項２又は４から６までのいずれか一つに記載の熱伝導装置。
【請求項８】
支持構造（２６）が、互いに対向するＵ字形成形部材（１３，１７）のフランジ部（１４ａ，１８ａ；１４ｂ，１８ｂ）の間に形成された隙間（２５）の領域に切れ込み（２８）を有することを特徴とする請求項２又は４から６までのいずれか一つに記載の熱伝導装置。
【請求項９】
支持構造（２６）が、Ｕ字形成形部材（１３，１７）の長く延びる部分に対して垂直な方向に延びる空洞部（３１）を有することを特徴とする請求項２又は４から６までのいずれか一つに記載の熱伝導装置。
【請求項１０】
支持構造（２６）が、互いに対向するＵ字形成形部材（１３，１７）のフランジ部（１４ａ，１８ａ；１４ｂ，１８ｂ）の間に形成された隙間（２５）の領域に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の熱伝導装置。
【請求項１１】
当該の支持構造が、対向する二つのＵ字形成形部材（１３，１７）の間の複数の接続用ブリッジ部（３２）によって構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の熱伝導装置。
【請求項１２】
当該のヒートシンクに、冷却フィン（２１）が配置されていることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の熱伝導装置。
【請求項１３】
当該の連結部材が、台座を有し、その台座の上には、当該の少なくとも二つの成形部材（１３）が配置されていることを特徴とする請求項１から１２までのいずれか一つに記載の熱伝導装置。
【請求項１４】
当該の台座が、板（１６）として構成されており、その板の表面上には、Ｕ字形成形部材（１３）のフランジ部（１４ａ，１４ｂ）を繋ぐブリッジ部（１５）が置かれていることを特徴とする請求項２又は１３に記載の熱伝導装置。
【請求項１５】
当該の連結部材とヒートシンクの中の一つ以上が、金属、セラミック又はプラステックから構成されていることを特徴とする請求項１から１４までのいずれか一つに記載の熱伝導装置。
【請求項１６】
熱電気薄膜素子（２）の長手側が、それぞれ隣接する成形部材（１３，１７）の互いに平行に配置された外面（２２，２３）の間で挟持されていることを特徴とする請求項１から１５までのいずれか一つに記載の熱伝導装置。
【請求項１７】
熱電気薄膜素子（２）の長手側が、それぞれ隣接する成形部材（１３，１７）の互いに平行に配置された外面（２２，２３）と接着されていることを特徴とする請求項１から１６までのいずれか一つに記載の熱伝導装置。
【請求項１８】
少なくとも一つの薄膜素子（２）と請求項１から１７までのいずれか一つに記載の熱伝導装置（３）から成る熱電気構成。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱せられる側と冷やされる側がそれぞれ薄膜素子の対向する長手側に配置され、熱せられる側が熱源の連結部材と接続され、冷やされる側がヒートシンクと接続された少なくとも一つの熱電気薄膜素子のための熱伝導装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱電気発生器を用いて、熱を電気エネルギーに直接変換することが可能である。そのために、有利には、様々なドーピングされた半導体材料が使用されており、それによって、二つの異なる金属がそれぞれ一端に接続された熱電対と比べて、効率を大幅に向上することが可能である。しかしながら、今日入手可能な熱電気発生器は、比較的低い効率しか持っていない。一般に使われている半導体材料は、効率が３％〜８％のＢｉ2 Ｔｅ3 、ＰｂＴｅ、ＳｉＧｅ、ＢｉＳｂ又はＦｅＳｉ2 である。十分に高い電圧を得るために、複数の熱電気発生器が電気的に直列に接続されている。
【０００３】
熱電気発生器の作用形態は、熱電気効果に基づくものであり、以下において、ゼーベック効果と称する。ゼーベック効果では、温度が異なる、電気導体又は半導体の二つの点の間に電圧が発生する。発生する電圧は、次の式で求められる。
ＵSeebeck ＝α・ΔＴ
ここで、ΔＴは、導体／半導体又は接点位置の間の温度差であり、αは、ゼーベック係数又は所謂「熱起電力」である。
【０００４】
ゼーベック係数の次元は、温度差当りの電圧（Ｖ／Ｋ）である。発生する電圧は、周囲の温度には依存せず、接点位置の温度差だけに依存する。熱電気発生器の効率の向上は、ゼーベック係数が大きいと同時に抵抗率が低く、熱伝導度が小さい材料において達成されている。
【０００５】
特許文献１には、熱電気発生器の効率を向上するために、ドーピングされた半導体の少なくとも一つのｎ層と少なくとも一つのｐ層を有し、ｎ層とｐ層がｐｎ移行領域を構成する形で配置されている熱電気薄膜素子が既に提案されている。これらのｎ層とｐ層は、選択的に電気的に接触されている。温度勾配は、ｎ層とｐ層の間の境界層に対して平行に発生させている。ｐｎ移行領域は、基本的にｎ層とｐ層の延長部全体、有利には、最も長い延長部に沿って形成されており、そのためほぼ境界層全体に沿って形成されている。大きな面積のｐｎ境界面に沿った温度勾配によって、温度差は、一連のｐｎ層の二つの端部の間の長く形成されたｐｎ移行領域に沿って生じ、そのことが、ｐｎ移行領域に沿った温度勾配もｐｎ移行領域内の温度勾配も持たない従来技術よりも熱電気素子の効率を高めている。ｎ層とｐ層の選択的な接触は、接点の接合とそれによるｐｎ移行領域の接続によって、或いは個々の層の直接的な接触によって行われている。そのような選択的な接点は、ｐ層とｎ層に配置された、互いに電気を通すように接続されていない別個の接点である。
【０００６】
特許文献２により、支持体構造を有する熱電気薄膜素子が周知であり、その構造上には、第一の導電性材料から成る複数の熱伝導脚部と第二の導電性材料から成る複数の熱伝導脚部が配備されており、第一と第二の導電性材料は、異なる導電率を有し、熱伝導脚部は、二つの熱伝導脚部毎に一つの熱伝導対を構成するように、互いに電気的に接続されており、第一と第二の導電性材料から成る全ての熱伝導脚部は、支持体構造上に並んで配置されている。熱電気薄膜素子の冷やされる側は、第一と第二の導電性材料の片側に有り、熱せられる側が、第一と第二の導電性材料の逆側に有る。
【０００７】
最後に、特許文献３により、柔軟な基質材料上に薄膜熱電気対が配備された熱電気薄膜素子が周知である。これらの薄膜熱電気対は、二つの異なる材料の組合せから構成されており、第一と第二の材料は、それらが共に熱電気対を構成するように設置されるとともに、互いに熱的に接合されている。これらの二つの材料は、柔軟なフォイル上にインプリントされるか、或いは通常の析出法を用いて析出されている。例えば、第一の材料としてのニッケルから成るストライプと第二の材料としてのクロムから成るストライプが並んで配置された形で構成されており、それらのブリッジ部とストライプの端部は、第二の材料から成る接合構造によって、それぞれ対を成して互いに電気的に接続されている。ブリッジ部とストライプの接合によって、小さい面上に複数の熱電気対の直列接続が形成されている。薄膜熱電気対の数が多くなると、熱電気対の出力電圧が高められる。熱電気薄膜素子の片側上の電気的な接合構造は、熱せられる側を形成し、熱電気薄膜素子の逆側上の電気的な接合構造は、冷やされる側を形成し、熱せられる側が熱源の連結部材と接続され、冷やされる側がヒートシンクと接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許第１２８７５６６号明細書
【特許文献２】ドイツ特許公開第１０２００６０３１１６４号明細書
【特許文献３】ドイツ特許公開第１０１２２６７９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の従来技術を出発点として、本発明の課題は、熱電気薄膜素子との簡単で有効な接続を可能にするとともに、使用している熱電気薄膜素子の効率を改善させる冒頭で述べた形式の熱伝導装置を提示することである。特に、そのような熱伝導装置は、大きな面積で、特に、弾力的な熱電気薄膜素子を収容するのにも好適なものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本課題の解決策は、熱伝導装置の連結部材とヒートシンクの間に特に弾力的な薄膜素子を挟み込むとともに、特に断熱性の支持構造によって、連結部材とヒートシンクの間の負荷に対処するとの技術思想をベースとする。
【００１１】
詳細には、本課題は、冒頭で述べた形式の熱伝導装置において、
連結部材は、外面が互いに平行に配置された少なくとも二つの成形部材を有し、それらの隣接する成形部材の外面が、熱電気薄膜素子の熱せられる側の両側と接しており、
ヒートシンクは、外面が互いに平行に配置された少なくとも二つの成形部材を有し、それらの隣接する成形部材の外面が、熱電気薄膜素子の冷やされる側の両側と接しており、
連結部材の成形部材とヒートシンクの成形部材が、対を成して対向しており、
薄膜素子上に置かれた、連結部材とヒートシンクの対を成して互いに対向する成形部材の外面が、同一平面上に互いに並んでいるが、互いに間隔を開けて配置されており、
連結部材とヒートシンクの互いに対向する成形部材が、二つ毎に、支持構造によって互いに接続されている、
ことによって解決される。
【００１２】
連結部材とヒートシンクの断熱形態は、有利には、支持構造の材料が、連結部材とヒートシンクの成形部材の材料よりも小さい熱伝導度を有することによって実現される。別の分離形態は、連結部材とヒートシンクの互いに対向する成形部材が、二つ毎に、専ら支持構造によって互いに接続される一方、薄膜素子上に置かれた、対を成して対向する成形部材の外面が互いに間隔を開けて配置されることによって実現される。
【００１３】
そのような連結部材とヒートシンクの有効な断熱形態は、薄膜素子の熱せられる側と冷やされる側の間の温度差を高めて、その結果効率を改善させることとなる。
【００１４】
本発明による熱伝導装置は、薄膜素子を支持する機能を全く必要とせず、その結果連結部材の互いに平行に配置された外面とヒートシンクの互いに平行に配置された外面の間のフォイルとしての薄膜素子を大きな面積で挟み込むことが可能な機能を全く必要としない。熱電気薄膜素子を挟み込むために、隣接する成形部材の互いに平行に配置された外面の間にそれぞれ熱電気薄膜素子の長手側を挟持するか、接着するか、或いはその両方を実施するものである。従って、本発明による熱伝導装置によって、有利には板状の連結部材が１平方メートル又はそれどころか数平方メートルの大きさを持つことができる熱電気構成を作り出すことが可能である。
【００１５】
熱伝導度が小さく、内部応力が緩和されているために、この支持構造は、有利には、発泡スチロール、特に、ポリマーから構成される。そのようなセル構造は、熱を伝える横断面を縮小させ、それによって、大抵は金属製の連結部材又はヒートシンクと比べて、支持構造の熱伝導度を低下させている。
【００１６】
有利には、熱伝導度を更に低下させるために、泡の大きい発泡スチロールを製造するための材料及び方法が用いられる。発泡スチロールが、クローズドセル型の発泡スチロールである場合、発泡に使用される圧縮ガス（Ｎ2 ／ＣＯ2 ）を選定することによって、熱伝導度を一層低下させることができる。
【００１７】
この熱伝導装置の十分な強度と安定性は、硬質発泡スチロール、特に、純粋な硬質発泡スチロールから支持構造を構成することによって保証される。
【００１８】
本発明による熱伝導装置の製作は、特に、発泡スチロールから成る支持構造と関連して、連結部材とヒートシンクの成形部材の両方が、フランジ部の外面が平行なＵ字形成形部材であり、互いに対向するＵ字形成形部材のフランジ部が、互いに向き合っていることによって簡単となる。そして、そのような熱伝導装置の製作は、純粋な発泡スチロールを用いて発泡させて従来の四角形の成形部材とする手法で行うことができる。発泡スチロールの硬化後に、四角形の成形部材の平行な側壁に、その全長に渡って延びる縦スリットを設け、それによって、四角形の成形部材が、二つのＵ字形成形部材に分割され、そのようにして形成された対向するＵ字形成形部材のフランジ部は、同一平面上に互いに向き合っているが、縦スリットによって互いに分離されることとなる。
【００１９】
二つのＵ字形成形部材の間の機械的な連結は、専ら、有利には、二つのＵ字形成形部材の全長に渡って延びる、横断面が四角形の発泡スチロール製成形部材によって行われる。その結果、そのような支持構造は、一方の連結部材と他方のヒートシンクの二つの対向するＵ字形成形部材の間をほぼ完全に充填することとなる。次に、そのようにして製作された少なくとも二つの成形部材構成は、隣接するＵ字形成形部材の外面が薄膜素子の熱せられる側又は冷やされる側と接するように、台座、特に、平坦な板の上に互いに接近して配置される。
【００２０】
この支持構造の熱を伝える横断面は、発泡スチロールにおける互いに対向するＵ字形成形部材のフランジ部の間に形成された隙間の領域に、切れ込みを設けることによって、一層低減され、そのような切れ込みは、有利には、全長に渡って、しかし、中央のブリッジ部を除いて延びている。特に、前述した四角形の成形部材からＵ字形成形部材を製作することによって、発泡スチロールの切れ込みは、四角形の成形部材を分割する作業工程で製作することができ、その工程では、硬化させた発泡スチロール材料に一定の深さにまで切れ込みを入れる処理が行われる。
【００２１】
それに代わって、或いはそれに追加して、発泡スチロールから成る支持構造が成形部材の長く延びる部分に対して垂直な方向に延びる空洞部を有することによって、熱を伝える横断面を低減することができる。そのような空洞部の数と配置及び場合によっては発泡スチロール材料に存在する切れ込み構成は、支持構造の所要の負荷容量に合わせて調整される。
【００２２】
支持構造に関して発泡スチロールを断念しなければならない場合、支持構造は、互いに対向するＵ字形成形部材のフランジ部の間に形成された隙間の領域に配置され、特に、二つの対向するＵ字形成形部材の間の複数の接続用ブリッジ部から構成される。熱伝導度を小さくするためには、所要の負荷容量を考慮した上で、接続用ブリッジ部の間の間隔を最大にするとともに、接続用ブリッジ部の横断面を最小にする。有利には、接続用ブリッジ部は、Ｕ字形成形部材と比べて熱伝導度の小さい材料から構成される。しかし、接続用ブリッジ部は、成形部材の材料自体から構成することもできるが、それによって、熱伝導装置が収容する一つ又は複数の薄膜素子の効率を低下させてしまう望ましくないヒートブリッジが接続箇所に生じさせることとなる。
【００２３】
薄膜素子の熱せられる側と冷やされる側の間の大きな温度差を維持することによって、効率を一層改善するために、ヒートシンクに冷却フィンが配置される。冷却フィンによって、ヒートシンクの表面とそのため熱の流れの誘導が改善される。
【００２４】
前述した通り、連結部材は、有利には、台座を有し、その台座には、少なくとも二つの成形部材、有利には、多くの成形部材が配置される。隣接する二つの成形部材の間毎に、薄膜素子の熱せられる側を挟持するか、接着するか、或いはその両方を実施する。二つより多いＵ字形成形部材が台座上に互いに平行に配置される場合、外側に有るＵ字形成形部材によって囲まれたＵ字形成形部材は、薄膜素子の両側を支持する役割を果たす。
【００２５】
高い熱伝導度とそのため良好な熱の導入及び分離を保証するために、連結部材とヒートシンクの中の一つ以上は、金属又はセラミック、或いは熱を良好に伝えるプラステックから構成される。
【００２６】
以下において、実施例に基づき、本発明を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１ａ】本発明による熱電気構成の側面図
【図１ｂ】図１ａの構成のＡ−Ａ線に沿った断面図
【図１ｃ】図１ａの細部Ｂの拡大図
【図２ａ】熱伝導装置の二つのＵ字形成形部材が対向する成形部材構成と支持体の前面図と側面図
【図２ｂ】図２ａの成形部材構成のＡ−Ａ線に沿った断面図
【図２ｃ】熱伝導装置の二つのＵ字形成形部材が対向する別の成形部材構成と切れ込みの入った支持体の前面図と側面図
【図２ｄ】図２ｃの成形部材構成のＡ−Ａ線に沿った断面図
【図３ａ】熱伝導装置の二つのＵ字形成形部材が対向する別の成形部材構成と空洞部を有する支持体の前面図と側面図
【図３ｂ】図３ａの成形部材構成のＡ−Ａ線に沿った断面図
【図３ｃ】熱伝導装置の二つのＵ字形成形部材が対向するとともに、成形部材がブリッジ部によって互いに接続された別の成形部材構成の前面図と側面図
【図３ｄ】図３ｃの成形部材構成のＡ−Ａ線に沿った断面図
【図４】本発明による薄膜素子の熱せられる側から冷やされる側への熱の流れを示した熱電気構成の模式図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、基本的に薄膜素子２と熱伝導装置３から成る、熱電気発生器１の形の熱電気構成を図示している。特に、図１ｂと１ｃから明らかな通り、薄膜素子２は、弾力的なストライプ形状の支持体フォイル４から構成されており、その上には、第一と第二の半導体材料６，７から成る複数の互いに電気的に接続された区画５が配置されている。支持体フォイル４上に長手方向に並んで配置された区画５は、半導体材料６に関して、或いはその逆側の半導体材料７に関して、交互に電気薄膜接点８，９を用いて直列に接続されている。そのような直列接続によって、薄膜素子２の個々の区画５に発生するゼーベック電圧を加算している。
【００２９】
熱電気発生器１は、全体として、支持体フォイル４上に配置された四つの薄膜素子２を有し、それらの全てが、更に、並列に接続されている。
【００３０】
図面における支持体フォイル４の上端には、薄膜素子２の冷やされる側１１が有り、図面における下端には、熱せられる側１２が有る。
【００３１】
各薄膜素子２の熱せられる側１２は、図面に図示されていない熱源の連結部材と接続されている。この連結部材は、図示されている実施例では、五つのＵ字形成形部材１３を有し、それらの側方のフランジ部１４ａ，１４ｂを繋ぐブリッジ部１５は、平坦な板１６の上に置かれている。
【００３２】
薄膜素子２の冷やされる側１１は、ヒートシンクと接続されており、ヒートシンクは、図示されている実施例では、下方を向いたフランジ部１８ａ，１８ｂと、それらのフランジ部１８ａ，１８ｂを繋ぐブリッジ部１９上に配置された上方に向かって垂直に延びる冷却フィン２１とから成る五つのＵ字形成形部材１７を有する。連結部材のＵ字形成形部材１３のフランジ部１４ａ，１４ｂとヒートシンクのＵ字形成形部材１７のフランジ部１８ａ，１８ｂの両方の外面２２，２３は、連結部材又はヒートシンクのそれぞれ隣接するＵ字形成形部材１３，１７に対して平行に配置されている。
【００３３】
連結部材のそれぞれ隣接する二つのＵ字形成形部材１３の外面２２は、熱電気薄膜素子２の熱せられる側１２の両側と同一平面で密着している。それぞれ隣接する二つのＵ字形成形部材１３の間の間隔は、薄膜素子２の熱せられる側１２が外面２２の間で挟持されるように選定される。更なる固定のために、外面２２と薄膜素子２の表面の間に接着剤を配備することができる。各Ｕ字形成形部材１３と対向して、それぞれヒートシンクのＵ字形成形部材１７の中の一つが配置されている。互いに対向するＵ字形成形部材１３，１７のフランジ部１４ａ，１４ｂとフランジ部１８ａ，１８ｂは、同一平面で互いに向き合っているが、特に、図２と３で分かる通りの隙間２５を形成する形で互いに間隔２４を開けて配置されている。同様に、ヒートシンクのそれぞれ隣接する二つのＵ字形成形部材１７の間隔は、薄膜素子２の冷やされる側１１が外面２３の間で挟持されるように選定される。この場合にも、更に、接着剤を配備することができる。
【００３４】
連結部材の下方のＵ字形成形部材１３は、支持構造２６によって、ヒートシンクの上方のＵ字形成形部材１７と互いに接続されており、図１による実施例では、下方のＵ字形成形部材１３は、それぞれ対向する二つのＵ字形成形部材１３，１７の間の中間スペースをほぼ完全に充填する硬質発泡スチロール製成形部材を用いて、上方のＵ字形成形部材１７と互いに機械的に接続されている。特に、図２ｂから分かる通り、四角形の硬質発泡スチロール製成形部材２７は、Ｕ字形成形部材１３，１７の全長に渡って延びている。
【００３５】
下方と上方のＵ字形成形部材１３，１７の間の隙間２５は、専ら成形部材２７の形の断熱性の硬質発泡スチロールによって機械的に固く互いに接続されている成形部材１３，１７を介した連結部材とヒートシンクの間の直接的な熱の流れを効果的に防止している。熱伝導に関して有効な横断面は、泡の大きい硬質発泡スチロールを使用することによって、明らかに低減される。
【００３６】
図２ｃと２ｄは、硬質発泡スチロール製成形部材２７におけるフランジ部１４ａ，１４ｂ，１８ａ，１８ｂの間の隙間２５の領域に、それぞれ中央に配置されたブリッジ部２９にまで達する水平に延びる切れ込み２８を有する支持構造２６の変化形態を図示している。下方のＵ字形成形部材１３と上方のＵ字形成形部材１７の間の接続は、専ら総じて硬質発泡スチロール製成形部材２７によって構成される支持構造２６の十分な安定性を保証するブリッジ部２９によって行われている。
【００３７】
図３ａと３ｂは、硬質発泡スチロール製成形部材２７によって構成された支持構造２６がＵ字形成形部材１３，１７の長く延びる部分に対して垂直な方向に延びる中空円筒形の空洞部３１によって軽量化された硬質発泡スチロール製成形部材２７を図示している。隣接する空洞部３１の間に残されたブリッジ部３２は、硬質発泡スチロール製成形部材２７によって構成された支持構造２６に対して十分な安定性を付与している。
【００３８】
最後に、図３ｃと３ｄは、硬質発泡スチロール製成形部材を追加せずに済ませた、対向するＵ字形成形部材１３，１７の間の支持構造２６を図示している。この実施構成では、それぞれ対向する二つのＵ字形成形部材１３，１７の間の接続用ブリッジ部３２が支持構造２６を構成している。接続用ブリッジ部３２の間隔３３が広く、幅３４が狭いために、ヒートシンクや連結部材と同じ材料から接続用ブリッジ部を構成した場合、接続用ブリッジ部自体は、熱電気構成の機能を危うくするヒートブリッジを発生させない。しかし、有利には、接続用ブリッジ部３２は、連結部材及びヒートシンクの材料よりも熱伝導度が小さい材料から製作される。
【００３９】
最終的に、図４は、本発明による熱電気構成において、薄膜素子２が専ら熱電気的機能を有する一方、断熱性及び電気絶縁性の硬質発泡スチロール製成形部材２７が専ら支持する機能を果たしていることを示している。熱の流れは、板１６と連結された図示されていない熱源から、板１６を経由して、板１６の上に置かれた下方のＵ字形成形部材１３のブリッジ部１５及びフランジ部１４、薄膜素子２を経て、薄膜素子２の冷やされる側１１から、上方のＵ字形成形部材１７を経由して、そのブリッジ部１９上に配置された冷却用成形部材２１に達し、その冷却用成形部材は、残った熱を周囲の空気に排出している。
【符号の説明】
【００４０】
１    熱電気発生器
２    薄膜素子
３    熱伝導装置
４    支持フォイル
５    区画
６    第一の半導体材料
７    第二の半導体材料
８    電気薄膜接点
９    電気薄膜接点
１１    冷やされる側
１２    熱せられる側
１３    Ｕ字形成形部材
１４ａ，１４ｂ    フランジ部
１５    ブリッジ部
１６    板
１７    Ｕ字形成形部材
１８ａ，１８ｂ    フランジ部
１９    ブリッジ部
２１    冷却フィン
２２    連結部材の外面
２３    ヒートシンクの外面
２４    間隔
２５    隙間
２６    支持構造
２７    硬質発泡スチロール製成形部材
２８    切れ込み
２９    ブリッジ部
３１    空洞部
３２    接続用ブリッジ部
３３    間隔
３４    幅
【図１】
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【図２ａ）】
2011528178.tif 000004
【図２ｂ）】
2011528178.tif 000005
【図２ｃ）−２ｄ）】
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【図３ａ）−３ｂ）】
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【図３ｃ）−３ｄ）】
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【図４】
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【国際調査報告】
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