(57)【要約】【課題】  形状の自由度を有すると共に、高温場所に設置することができる熱電変換モジュール用基板及び熱電変換モジュールを提供すること。【解決手段】  熱電変換モジュール用基板１は、セラミックス材料を主成分とし可撓性を有する。また、熱電変換モジュール２は、熱電変換モジュール用基板１の少なくとも一面に、複数の熱電素子３，４が、各熱電素子３，４の長手方向を基板１の幅方向に沿うように基板１の長手方向に並んで設けられており、複数の熱電素子３，４の端部に、複数の熱電素子３，４を電気的に直列に接続する電極５が設けられている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス材料を主成分とし可撓性を有する熱電変換モジュール用基板。
【請求項２】
前記セラミックス材料は、セラミック繊維の織布又は不織布である請求項１記載の熱電変換モジュール用基板。
【請求項３】
前記セラミックス材料は、セラミックス粉末であり、更に有機バインダを含む請求項１記載の熱電変換モジュール用基板。
【請求項４】
前記セラミックス材料は、酸化シリコン、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、ムライト及びコージェライトからなる群より選ばれる１種以上の酸化物を含む請求項１〜３のいずれか１項記載の熱電変換モジュール用基板。
【請求項５】
前記有機バインダは、セルロース系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂からなる群より選ばれる１種以上の樹脂を含む請求項３又は４記載の熱電変換モジュール用基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の熱電変換モジュール用基板の少なくとも一面に、複数の熱電素子が、前記複数の熱電素子の長手方向を前記基板の幅方向に沿うように、かつ、前記基板の長手方向に互いに離間して設けられており、
前記複数の熱電素子の端部に、当該複数の熱電素子を電気的に直列に接続する電極が設けられている熱電変換モジュール。
【請求項７】
前記複数の熱電素子は、ｐ型熱電素子とｎ型熱電素子とを有し、
前記ｐ型熱電素子と前記ｎ型熱電素子とは、前記基板の長手方向に交互に設けられている請求項６記載の熱電変換モジュール。
【請求項８】
前記複数の熱電素子は、ｐ型熱電素子又はｎ型熱電素子である請求項６記載の熱電変換モジュール。
【請求項９】
前記熱電素子は、金属複合酸化物、シリサイド、スクッテルダイト、クラスレート化合物、ホウ素化合物及びＴｅを含有する合金からなる群より選ばれる１種以上の化合物を含む請求項６〜８のいずれか１項記載の熱電変換モジュール。
【請求項１０】
前記熱電素子が配置された前記熱電変換モジュール用基板を収容する容器を更に備える請求項６〜９のいずれか１項記載の熱電変換モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電変換モジュール用基板及び熱電変換モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱電変換モジュールとしては、可撓性及び絶縁性のある帯状の基材と、ｐ型熱電変換材料及びｎ型熱電変換材料が基材の伸びる方向で交互に電気的に直列になると共に基材の幅方向に熱的に並列となるように基材上に薄膜等で形成された熱電素子と、からなる熱電基材を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−８６５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
熱電変換モジュールは、発電装置として使用する場合に、自動車のエンジンや焼却炉等からの排熱等の熱源を効率よく利用できるように、高温になる場所においても設置することができ、かつ設置する場所に応じた形状の自由度が求められている。
【０００４】
上記特許文献１記載の熱電変換モジュールは、形状の自由度はあるものの、高温（例えば、２５０℃程度以上）の場所に設置することが困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、形状の自由度を有すると共に、高温の場所に設置することができる熱電変換モジュール用基板及び熱電変換モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の熱電変換モジュール用基板は、セラミックス材料を主成分とし可撓性を有するものである。
【０００７】
本発明の熱電変換モジュール用基板によれば、可撓性を有するので、例えば折曲、湾曲、巻回することが可能であり、様々な形状に容易に変形することができる。そして、セラミックス材料を主成分とするので、樹脂フィルムが溶融する温度よりも高温で使用することができる。したがって、形状の自由度を有すると共に、高温の場所で使用することができる。なお、「セラミックス材料を主成分とする」とは、基板の全構成材料におけるセラミックス材料の重量割合が最大であることを意味し、６５ｗｔ％以上であることが好ましい。
【０００８】
ここで、本発明の熱電変換モジュール用基板は、セラミックス材料が、セラミック繊維の織布又は不織布であることが好ましい。これにより、様々な形状に更に容易に変形することができる。
【０００９】
また、本発明の熱電変換モジュール用基板は、セラミックス材料が、セラミックス粉末であり、更に有機バインダを含むことが好ましい。これにより、様々な形状に容易に変形することができる。更に加熱することにより、有機バインダが分解除去され、セラミック粉末が焼結して、所定の形状で保形することができる。
【００１０】
また、本発明の熱電変換モジュール用基板は、セラミックス材料が、酸化シリコン、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム及び酸化セリウムからなる群より選ばれる１種以上の酸化物を含むことが好ましい。このような酸化物が用いられることにより、基板の絶縁性及び耐熱性がより高められる。
【００１１】
また、本発明の熱電変換モジュール用基板は、有機バインダが、セルロース系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂からなる群より選ばれる１種以上の樹脂を含むことが好ましい。このような樹脂が用いられることにより、基板の可撓性がより高められる。
【００１２】
本発明の熱電変換モジュールは、上述の熱電変換モジュール用基板の少なくとも一面に、複数の熱電素子が、複数の熱電素子の長手方向を基板の幅方向に沿うように、かつ、基板の長手方向に互いに離間して設けられており、複数の熱電素子の端部に、複数の熱電素子を電気的に直列に接続する電極が設けられているものである
【００１３】
本発明の熱電変換モジュールによれば、複数の熱電素子が、基板の少なくとも一面上に、各熱電素子の長手方向を基板の幅方向に沿うように、かつ、長手方向に互いに離間して設けられている。このため、基板の長手方向において、例えば折曲、湾曲、巻回することが可能であり、様々な形状に容易に変形することができる。更に、複数の熱電素子の端部には、複数の熱電素子を電気的に直列に接続する電極が設けられている。このため、熱電素子の配列数に応じた出力が得られることから、起電力等の大きさを容易に調整することができる。
【００１４】
ここで、本発明の熱電変換モジュールは、複数の熱電素子が、ｐ型熱電素子とｎ型熱電素子とを有し、ｐ型熱電素子とｎ型熱電素子とが、基板の長手方向に交互に設けられてもよく、また、複数の熱電素子が、ｐ型熱電素子又はｎ型熱電素子の１種の熱電素子を用いてもよい。
【００１５】
また、本発明の熱電変換モジュールは、熱電素子が、金属複合酸化物、シリサイド、スクッテルダイト、クラスレート化合物、ホウ素化合物及びＴｅを含有する合金からなる群より選ばれる１種以上の化合物を含むことが好ましい。これにより、発電装置とした場合、比較的高温（例えば、４００〜８００℃）の熱源等を利用することができる。
【００１６】
また、本発明の熱電変換モジュールは、熱電素子が配置された熱電変換モジュール用基板を収容する容器を更に備えることが好ましい。これにより、モジュールの信頼性をより高くすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、形状の自由度を有すると共に、高温の場所に設置することができる熱電変換モジュール用基板及び熱電変換モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の知見は、例示のみのために示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。引き続いて、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１９】
図１に示されるように、本発明の一実施形態である熱電変換モジュール用基板１（以下、「基板１」と称する場合がある）は、所定方向に延びたシート形状をなし、少なくともその一面１ａ上に後述する複数の熱電素子を配置するためのものである。長手方向（ｘ方向）における長さ及び幅方向（ｙ方向）における長さは、特に制限されないが、目的とする熱電変換モジュールの出力（例えば、起電力等）、すなわち熱電素子の配置数に応じて適宜決定される。例えば、幅１〜５ｃｍ、長さ５〜５０ｃｍ程度であり、通常は、１０〜１００ｍの長尺のシートを適宜切断して使用される。また、基板１の厚さは、０．５〜５ｍｍであることが好ましく、１〜３ｍｍであることが特に好ましい。この厚さが０．５ｍｍ未満では、強度が不足する傾向があり、５ｍｍを超えると可撓性が低下する傾向がある。
【００２０】
本実施形態に係る基板１は、セラミックス材料を主成分とし可撓性を有するものである。具体的には、セラミックス粉末及び有機バインダを含む複合材料からなるものが好ましい。セラミックス粉末としては、所定の温度で焼結し、絶縁性の高い酸化物が好ましく、例えば、酸化シリコン、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、ムライト、コージェライト等が挙げられる。これらの中でも、低熱伝導性の観点から、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、ムライト、コージェライトであることが好ましい。これら酸化物は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。また、セラミックス粉末には、必要に応じてガラスフリットが含有されてもよい。
【００２１】
また、有機バインダとしては、上述したセラミックス粉末を結着するものが好ましく、例えば、セルロース系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。これらの中でも、成形性、分解性の観点から、セルロース系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂であることが好ましい。これら樹脂は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。また、有機バインダには、必要に応じて、例えばフタル酸エステル、ジブチルフタレート等の可塑剤が含まれてもよい。
【００２２】
有機バインダの含有割合は、セラミックス粉末の１００重量部に対して、１０〜３０重量部であることが好ましく、１５〜２５重量部であることが特に好ましい。この含有割合が１０重量部未満では、基板の可撓性が低下する傾向があり、３０重量部を超えると基板を焼結して使用する場合、その焼結性が低下する傾向がある。
【００２３】
また、基板１は、高い電気的絶縁性、すなわち高い熱的絶縁性を有していることが好ましい。基板１の一端を相対的に高温部分に、他端を相対的に低温部分にさらした場合、基板１の熱的絶縁性が低いと、その一端から他端にかけて温度勾配が小さくなる。そして、外部からの熱が基板１から搭載される熱電素子へ伝熱して熱電素子の温度勾配も小さくなる。その結果、熱電素子の両端部において温度差が小さくなり、得られる出力が小さくなる。そのため、基板１は、熱電素子の温度勾配に影響を及ぼさない程度の絶縁性、すなわち１０２Ωｍ以上の比抵抗を有していることが好ましい。
【００２４】
次に、本実施形態の熱電変換モジュール用基板の製造方法について説明する。まず、セラミックス粉末と有機ビヒクルとをボールミルに投入して所定時間、混合・混練しセラミックスペーストを作製する。ここで、セラミックス粉末としては、平均粒子が０．１〜１０μｍ程度の酸化物粒子を用いることが好ましい。平均粒径が０．１μｍ未満では、セラミックスペーストの粘度が高くなり、後述するシート成形においてシートの厚さが不均一になる傾向がある。また、１０μｍを超えると、基板の可撓性が低下する傾向がある。また、有機ビヒクルは、有機バインダとなる樹脂と、溶剤とを含むものである。樹脂としては、エチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリビニルブチラール等のビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。これら樹脂は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。溶剤としては、例えば、テルピネオール、ブチルカルビトール、アセトン、トルエン、キシレン、エタノール、メチルエチルケトン等の有機溶剤が挙げられる。これら溶剤は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００２５】
樹脂の配合割合は、セラミックス粉末１００重量部に対して、１０〜３０重量部であることが好ましく、１５〜２５重量部であることが特に好ましい。この配合割合が１０重量部未満であると、基板の強度が低下する傾向があり、３０重量部を超えると基板を焼結して使用する場合、その焼結性が低下する傾向がある。また、溶剤の配合割合は、セラミックス粉末１００重量部に対して、１００〜５００重量部であることが好ましく、１５０〜３００重量部であることが特に好ましい。この配合割合が１００重量部未満であると、セラミックスペーストにおけるセラミックス粉末や樹脂の分散性が低下する傾向があり、５００重量部を超えると製造コスト上問題となる傾向がある。
【００２６】
また、セラミックススペーストには、上記以外にフタール酸エステルやジブチルフタレート等の可塑剤、分散剤、ガラスフリット、絶縁体等をセラミックス粉末１００重量部に対して、０．５〜８重量部程度、添加してもよい。
【００２７】
次に、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等のキャリアフィルム上に、上述のセラミックス材料ペーストをドクターブレード法等の厚膜形成技術を用いて塗布し、１３０〜２００℃程度で乾燥して溶剤を除去する。これにより、１層当たりの厚さ０．５〜５ｍｍ程度のシート形状のセラミックスグリーンシートを形成することができる。そして、このセラミックスグリーンシートを１枚又は２枚以上積層することにより、０．５〜５ｍｍ程度の熱電変換モジュール用基板１を作製することができる。
【００２８】
以上の本実施形態に係る熱電変換モジュール用基板１は、可撓性を有するので、例えば折曲、湾曲、巻回することが可能であり、様々な形状に容易に変形することができる。そして、セラミックス材料を主成分とするので、樹脂フィルムが溶融する温度よりも高温で使用することができる。したがって、形状の自由度を有すると共に、高温の場所で使用することができる。
【００２９】
また、本実施形態に係る熱電変換モジュール用基板１は、酸化物を含むセラミックス粉末と有機バインダとを有する複合材料である。そのため、この基板１を加熱すると、まず有機バインダが分解、除去され、更に加熱する温度を上げるとセラミックス粒子の焼結が始まり、結果的にセラミックス材料の焼結体となる。したがって、上述のように折曲、湾曲、巻回された形状において保形させることができる。
【００３０】
なお、基板１は、セラミックス材料がセラミックス繊維の織布又は不織布で形成されてもよい。このセラミックス繊維の織布又は不織布は、例えば、酸化アルミニウム、酸化シリコンを含み、９００℃程度の高温であっても可撓性を有するものである。また、セラミックス繊維としては、その径が７〜１０μｍ程度のものを利用できる。また、セラミックス繊維の織布又は不織布の厚さは、０．５〜３ｍｍ程度である。なお、この織布又は不織布には、必要に応じてセラミックス粉末や焼結抑制材が含有されてもよい。
【００３１】
続いて、本発明の一実施形態に係る熱電変換モジュールについて説明する。図２に示されるように、本実施形態の熱電変換モジュール２は、複数のｐ型熱電素子３と複数のｎ型熱電素子４とが、上述した基板１の一面１ａ上に、複数のｐ型熱電素子３及び複数のｎ型熱電素子４の長手方向（ｙ方向）を基板１の幅方向（ｙ方向）に沿うように、かつ、基板１の長手方向（ｘ方向）に互いに離間して設けられている。
【００３２】
ｐ型熱電素子３及びｎ型熱電素子４（以下、「熱電素子３，４」と称する場合がある）は、断面矩形状の棒状部材であり、基板１上に、例えば、無機接着剤等で固定されている。ｐ型熱電素子３としては、例えば、Ｃａ３Ｃｏ４Ｏ９やＮａｘＣｏＯ２等の金属複合酸化物、ＭｎＳｉ１．７３，Ｆｅ１−ｘＭｎｘＳｉ２，Ｓｉ０．８Ｇｅ０．２，β−ＦｅＳｉ２等のシリサイド、ＣｏＳｂ３，ＦｅＳｂ３，ＲＦｅ３ＣｏＳｂ１２（ＲはＬａ，Ｃｅ又はＹｂを示す）等のスクッテルダイト、ＢｉＴｅＳｂ，ＰｂＴｅＳｂ等のＴｅを含有する合金等のものが挙げられる。また、ｎ型熱電素子４としては、例えば、ＳｒＴｉＯ３、Ｚｎ１−ｘＡｌｘＯ，ＣａＭｎＯ３，ＬａＮｉＯ３，ＢａｘＴｉ８Ｏ１６，Ｔｉ１−ｘＮｂｘＯ等の金属複合酸化物、Ｍｇ２Ｓｉ，Ｆｅ１−ｘＣｏｘＳｉ２，Ｓｉ０．８Ｇｅ０．２、β−ＦｅＳｉ２等のシリサイド、スクッテルダイト、Ｂａ８Ａｌ１２Ｓｉ３０，Ｂａ８Ａｌ１２Ｇｅ３０等のクラスレート化合物、ＣａＢ６、ＳｒＢ６、ＢａＢ６、ＣｅＢ６等のホウ素化合物、ＢｉＴｅＳｂ，ＰｂＴｅＳｂ等のＴｅを含有する合金等のものが挙げられる。これらの中でも、製造コスト、大気中での安定性の観点から、金属複合酸化物の熱電素子が好ましく、ｐ型熱電素子としてＣａ３Ｃｏ４Ｏ９と、ｎ型熱電素子としてＣａＭｎＯ３との組合せが特に好ましい。また、これら熱電素子は、特に７００〜８００℃程度で高い熱電特性を発現するので、特に高温の熱源を利用する発電装置に好適に利用できる。
【００３３】
また、基板１上に交互に配置された複数のｐ型熱電素子３と複数のｎ型熱電素子４とは、板状の電極５により電気的に直列に接続されている。以下、具体的に説明する。なお、熱電素子の一端部とは、基板１の幅方向における一端部１ｂ側に対応する熱電素子の端部３ａ，４ａを示し、熱電素子の他端部とは、基板１の幅方向における他端部１ｃ側に対応する熱電素子の端部３ｂ，４ｂを示す。
【００３４】
基板１の長手方向における一端に設けられたｐ型熱電素子３１には、その一端部に入出電極６が設けられている。また、ｐ型熱電素子３１は、隣接するｎ型熱電素子４１と、ｐ型熱電素子３１の他端部からｎ型熱電素子４１の他端部にわたって設けられた電極５１により、電気的に接続されている。更にｎ型熱電素子４１は、他に隣接するｐ型熱電素子３２と、ｎ型熱電素子４１の一端部からｐ型熱電素子３２の一端部にわたって設けられた電極５２により、電気的に接続されている。そして、隣接する熱電素子３，４の片端部における上述したような電極５の接合により、各熱電素子３，４の電気的接続が繰り返されている。更に、基板１の長手方向における他端に設けられたｎ型熱電素子４ｎには、その一端部に入出力電極７が設けられている。これにより各入出力電極６，７間において、各熱電素子３，４が電気的に直列に接続されることとなる。
【００３５】
なお、本実施形態においては、複数のｐ型熱電素子３と複数のｎ型熱電素子４とが長手方向において交互に離間して配列されているが、ｐ型熱電素子又はｎ型熱電素子のいずれか一方の熱電素子のみが複数配列された構成としてもよい。この場合、熱電素子を電気的に直列に接続するには、例えば、ｐ型熱電素子の一端部と、隣接するｐ型熱電素子の他端部とを電極により電気的に接続させることで可能となる。また、複数の熱電素子３，４を基板１の両面に設けてもよい。
【００３６】
この熱電変換モジュール２は、基板１の幅方向における一端部１ｂ側を相対的に高温にし、他端部１ｃ側を相対的に低温にすることにより、各入出力電極６，７に、起電力を発生させることができる。また、各入出力電極６，７に電圧を印加することにより、基板１の幅方向における一端部１ｂ側を相対的に高温又は低温に、他端部１ｃ側を相対的に低温又は高温にすることができる。また、ｐ型熱電素子３及びｎ型熱電素子４の配列数は、これを増減させることで、起電力や温度差を調整することができることから、熱電変換装置の使用目的に応じて適宜決定される。
【００３７】
電極５の材料としては、金属又は合金を用いることができる。熱電変換モジュール２の相対的に高温側の材料としては、例えば、Ｚｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ｗ、Ｖ等の金属又はこれらの合金等が挙げられる。一方で相対的に低温側の材料としては、例えば、Ｂｉ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ｐｂ等の金属又はこれらの合金等が挙げられる。これらの材料を使用した電極は、耐熱性、耐食性、熱電素子への接着性を向上させることから、特に高温の熱源を利用する発電装置に好適に利用できる。
【００３８】
続いて、本実施形態の熱電変換モジュールの製造方法について説明する。図３に示されるように、まず、上述した手順で基板１を形成する（ａ）。次に、この基板１の一面１ａ上に、所定数のｐ型熱電素子３及びｎ型熱電素子４を、各熱電素子３，４の長手方向を基板１の幅方向に沿うように、かつ基板１の長手方向に互いに離間するように配列する（ｂ）。このとき、基板１と各熱電素子とは、無機接着剤等により固定する。そして、各熱電素子における基板１との接合面に対応する面の所定の位置に、板状の電極５を無機接着剤等で接合する（ｃ）。更に、基板１の長手方向における両端の各熱電素子に、各入出力電極６，７を無機接着剤等で接合する（ｄ）。これにより、所定形状に変形可能な熱電変換モジュール２を作製することができる。また、所定の温度に加熱することにより、所定形状で保形させることも可能となる（ｅ）。
【００３９】
なお、図４に示されるように、電極５を予め基板１上に形成してもよい。すなわち、まず、基板１を形成し（ａ）、基板１の一面１ａ上の所定の位置に電極５を設ける（ｂ）。そして、電気的に直列に接続される位置に各熱電素子３，４を配置し（ｃ）、基板１の長手方向の両端における各熱電素子３１，４ｎに各入出力電極６，７を設けてもよい（ｄ）。これにより、所定形状に変形可能な熱電変換モジュール２を作製することができる。また、所定の温度に加熱することにより、所定形状で保形させることも可能となる（ｅ）。ここで、電極５は、基板１上にスパッタや蒸着等の薄膜技術、スクリーン印刷、めっき等の方法を用いて形成することができる。また、熱電素子は、スパッタや蒸着等の薄膜技術や、上記熱電素材料に有機ビヒクルを加えてペースト化したものスクリーン印刷により形成してもよい。
【００４０】
以上の本実施形態に係る熱電変換モジュール２は、複数の熱電素子３，４が、基板１の少なくとも一面１ａ上に、各熱電素子３，４の長手方向を基板１の幅方向に沿うように、かつ、長手方向に互いに離間して設けられている。このため、基板の長手方向において、例えば折曲、湾曲、巻回することが可能であり、様々な形状に容易に変形することができる。更に、複数の熱電素子３，４の端部には、複数の熱電素子３，４を電気的に直列に接続する電極５が設けられている。このため、熱電素子３，４の配列数に応じた出力が得られることから、起電力等の大きさを容易に調整することができる。
【００４１】
続いて、他の実施形態に係る熱電変換モジュールについて説明する。図５に示されるように、他の実施形態に係る熱電変換モジュール２Ａは、上述した熱電変換モジュール２が２以上積層されてなるものである。すなわち、２つの熱電変換モジュール２１，２２が、各熱電素子３，４が形成された側を向い合わせるように、かつ、各熱電変換モジュール２１，２２の間に熱電変換モジュール用基板１を挟んで接合されて、１ユニットの積層モジュール２ａが形成されている。そして、この積層モジュール２ａは、長手方向における一端部で各熱電変換モジュール２１，２２を電極８で接続することで、積層モジュール２ａの全ての熱電素子３，４が電気的に直列に接続されている。更に、これと同様の構成の他の積層モジュール２ｂと、積層モジュール２ａとを接合させ、長手方向における他端部で各積層モジュール２ａ，２ｂを電極９で接続することで、全ての熱電素子３，４が電気的に直列に接続された熱電変換モジュール２Ａが形成されている。
【００４２】
この他の実施形態によれば、積層構造を有することから熱電変換モジュール２Ａの強度が向上すると共に、熱電素子密度が向上する。
【００４３】
また、更に他の実施形態に係る熱電変換モジュールについて説明する。図６に示されるように、本実施形態に係る熱電変換モジュール２Ｂは、上述した熱電素子３，４が搭載された基板１（熱電変換モジュール２）が、必要に応じて変形（例えば、巻回）されて、所定の形状（例えば、円筒状）の容器１１に収容されてなるものである。この容器１１の材料は、ニッケル基合金（例えば、ハステロイ、インコネル（共に登録商標））やステンレス・スチール（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６）等の耐熱性合金、上述した基板１に使用するセラミックス材料等を用いることができる。基板１に使用するセラミックス材料を使用する場合は、必要に応じて樹脂を含有させてもよい。
【００４４】
この更に他の実施形態によれば、熱電素子３，４が搭載された基板１が容器１１に収容されているので、熱電変換モジュール２Ｂの強度が更に向上する。また、容器１１が耐熱性を有しているので、比較的高温での使用が可能となる。
【００４５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱電変換モジュール用基板の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る熱電変換モジュールの外観を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る熱電変換モジュールの製造工程を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る熱電変換モジュールの他の製造工程を示す斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る熱電変換モジュールの外観を示す斜視図である。
【図６】本発明の更に他の実施形態に係る熱電変換モジュールの外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…熱電変換モジュール用基板、２…熱電変換モジュール、３…ｐ型熱電素子、４…ｎ型熱電素子、５，８，９…電極、６，７…入出力電極
【図１】
2008227178.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008227178.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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