【手続補正書】
【提出日】平成22年7月22日(2010.7.22)
【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】
互いに電気的に連絡した第１の複数のセグメントを備える第１の熱電素子と、
互いに電気的に連絡した第２の複数のセグメントを備える第２の熱電素子と、
少なくとも第１の部位および第２の部位を備えており、第１の部位が、第１の熱電素子と第２の熱電素子との間に挟まれており、第２の部位が、第１の部位から離れるように突き出し、作動媒体に熱的に連絡するように構成されている熱伝達装置と、を備え、
前記第１の熱電素子は、第１の方向の第１の厚さと、前記第１の方向におおむね垂直な平面における第１の断面積と、前記第１の断面積を前記第１の厚さで割り算したものに等しい第１のアスペクト比と、を有し、
前記第２の熱電素子は、第２の方向の第２の厚さと、前記第２の方向におおむね垂直な平面における第２の断面積と、前記第２の断面積を前記第２の厚さで割り算したものに等しい第２のアスペクト比と、を有しており、
前記第２のアスペクト比は、前記第１のアスペクト比と異なり、
前記第１のアスペクト比及び前記第２のアスペクト比は、動作条件のもとで前記第１の熱電素子および前記第２の熱電素子の両者が最適な効率で動作するように選択されている、熱電システム。
【請求項２】
前記第２の厚さは、前記第１の厚さよりも大きい請求項１に記載の熱電システム。
【請求項３】
前記第１の複数のセグメントの各セグメントが、該第１の複数のセグメントのうちの他のセグメントの厚さとは異なる厚さを有している請求項１又は２に記載の熱電システム。
【請求項４】
前記第２の複数のセグメントの各セグメントが、該第２の複数のセグメントのうちの他のセグメントの厚さとは異なる厚さを有している請求項３に記載の熱電システム。
【請求項５】
前記第１の複数のセグメントの各セグメントが、該セグメントの厚さを該セグメントの断面積で割り算したものに等しいアスペクト比を有しており、該第１の複数のセグメントの各セグメントのアスペクト比が、互いに異なっている請求項１〜４の何れかに記載の熱電システム。
【請求項６】
前記第２の複数のセグメントの各セグメントが、該セグメントの厚さを該セグメントの断面積で割り算したものに等しいアスペクト比を有しており、該第２の複数のセグメントの各セグメントのアスペクト比が、互いに異なっている請求項５に記載の熱電システム。
【請求項７】
前記第１の複数のセグメントの各セグメントのアスペクト比、および前記第２の複数のセグメントの各セグメントのアスペクト比が、動作条件のもとで前記第１の熱電素子および前記第２の熱電素子の両者が最適な効率で動作するように選択されている請求項６に記載の熱電システム。
【請求項８】
前記第１の複数のセグメントが、少なくとも第１の熱電セグメントおよび第２の熱電セグメントを含んでおり、該第１および第２の熱電セグメントが、異なる材料を含む請求項１〜７の何れかに記載の熱電システム。
【請求項９】
当該熱電システムが、前記第１の熱電セグメントが第１の温度範囲に曝され、前記第２の熱電セグメントが第２の温度範囲に曝されるようにして、運転されるように構成されており、
前記第１の熱電セグメントが、前記第１の温度範囲において前記第２の温度範囲よりも効率的に動作し、前記第２の熱電セグメントが、前記第２の温度範囲において前記第１の温度範囲よりも効率的に動作する請求項８に記載の熱電システム。
【請求項１０】
前記第１の複数のセグメントが、第３の熱電セグメントを含んでおり、
当該熱電システムが、前記第３の熱電セグメントが第３の温度範囲に曝されるようにして、運転されるように構成されており、
前記第３の熱電セグメントが、前記第３の温度範囲において前記第２の温度範囲または前記第１の温度範囲よりも効率的に動作する請求項９に記載の熱電システム。
【請求項１１】
前記第２の複数のセグメントが、少なくとも第１の熱電セグメントおよび第２の熱電セグメントを含んでおり、該第１および第２の熱電セグメントが、異なる材料を含む請求項８に記載の熱電システム。
【請求項１２】
当該熱電システムが、前記第１の熱電セグメントが第１の温度範囲に曝され、前記第２の熱電セグメントが第２の温度範囲に曝されるようにして、運転されるように構成されており、
前記第１の熱電セグメントが、前記第１の温度範囲において前記第２の温度範囲よりも効率的に動作し、前記第２の熱電セグメントが、前記第２の温度範囲において前記第１の温度範囲よりも効率的に動作する請求項１１に記載の熱電システム。
【請求項１３】
前記第１の複数のセグメントが、第３の熱電セグメントを含んでおり、
当該熱電システムが、前記第３の熱電セグメントが第３の温度範囲に曝されるようにして、運転されるように構成されており、
前記第３の熱電セグメントが、前記第３の温度範囲において前記第２の温度範囲または前記第１の温度範囲よりも効率的に動作する請求項１２に記載の熱電システム。
【請求項１４】
前記第１の複数のセグメントのうちの少なくともいくつかが、互いに電気的に直列に連絡しており、前記第２の複数のセグメントのうちの少なくともいくつかが、互いに電気的に直列に連絡している請求項１〜１３の何れかに記載の熱電システム。
【請求項１５】
前記第１の複数のセグメントのうちの少なくともいくつかが、互いに電気的に直列／並列に連絡しており、前記第２の複数のセグメントのうちの少なくともいくつかが、互いに電気的に直列／並列に連絡している請求項１〜１４の何れかに記載の熱電システム。
【請求項１６】
前記第２の部位が、少なくとも１つの方向において前記第１の部位よりも幅広い請求項１〜１５の何れかに記載の熱電システム。
【請求項１７】
前記第２の部位が、作動媒体の移動方向におおむね沿った方向において前記第１の部位よりも幅広い請求項１６に記載の熱電システム。
【請求項１８】
前記第２の部位が、作動媒体に熱的に連絡するように構成されたおおむね平坦な表面を有している請求項１６に記載の熱電システム。
【請求項１９】
前記第１の熱電素子、前記熱交換装置、および前記第２の熱電素子に電気的に連絡した電流源をさらに備えており、該電流源からの電流が、前記第１の熱電素子、前記熱交換装置、および前記第２の熱電素子を直列に横切る請求項１〜１８の何れかに記載の熱電システム。
【請求項２０】
前記電流が、前記第１の複数のセグメントを直列に横切り、前記第２の複数のセグメントを直列に横切る請求項１９に記載の熱電システム。
【請求項２１】
前記第１の熱電素子および前記熱交換装置に熱的および電気的に連絡する第１の液体金属ジョイントと、前記熱交換装置および前記第２の熱電素子に熱的および電気的に連絡する第２の液体金属ジョイントとをさらに備える請求項１〜２０の何れかに記載の熱電システム。
【請求項２２】
前記第１の液体金属ジョイントおよび前記第２の液体金属ジョイントが、ＳｎＰｂはんだを含む請求項２１に記載の熱電システム。
【請求項２３】
前記第１の熱電素子と前記熱交換装置との間のモリブデン層、および前記熱交換装置と前記第２の熱電素子との間の第２のモリブデン層をさらに備える請求項１〜２２の何れかに記載の熱電システム。
【請求項２４】
複数の熱電素子であって、前記複数の熱電素子のうちの少なくともいくつかが複数のセグメントを有する前記複数の熱電素子と、
複数の熱伝達装置であって、前記複数の熱伝達装置の少なくともいくつかが、少なくとも第１の部位および第２の部位を備えており、第１の部位が、熱電素子および熱伝達装置からなる少なくとも１つのスタックを形成すべく前記複数の熱電素子のうちの少なくとも２つの熱電素子の間に挟まれており、第２の部位が、前記スタックから離れるように突き出し、作動媒体に熱的に連絡するように構成されている、前記複数の熱伝達装置と、を備え、
前記複数の熱電素子の第１の熱電素子は、第１の方向の第１の厚さと、前記第１の方向におおむね垂直な平面における第１の断面積と、前記第１の断面積を前記第１の厚さで割り算したものに等しい第１のアスペクト比と、を有しており、
前記複数の熱電素子の第２の熱電素子が、第２の方向の第２の厚さと、前記第２の方向におおむね垂直な平面における第２の断面積と、前記第２の断面積を前記第２の厚さで割り算したものに等しい第２のアスペクト比と、を有しており、
前記第２のアスペクト比は、前記第１のアスペクト比と異なり、
前記第１のアスペクト比及び前記第２のアスペクト比は、動作条件のもとで前記第１の熱電素子および前記第２の熱電素子の両者が最適な効率で動作するように選択されている、熱電システム。
【請求項２５】
前記熱伝達装置が、前記熱電素子のうちの少なくともいくつかを、前記熱電素子のうちの少なくとも別のいくつかから熱的に絶縁している請求項２４に記載の熱電システム。
【請求項２６】
前記複数の熱伝達装置が、作動媒体の流れの方向に熱的な絶縁をもたらすように構成されている請求項２４又は２５に記載の熱電システム。
【請求項２７】
前記熱電素子が、交互のＰ型およびＮ型の熱電素子を含む請求項２４〜２６の何れかに記載の熱電システム。
【請求項２８】
前記複数の熱伝達装置が、複数の第１の熱伝達装置および複数の第２の熱伝達装置を含んでおり、前記スタックが、交互の第１および第２の熱伝達装置を含んでいて、該第１の熱伝達装置の前記第２の部位が第１の方向に突き出し、該第２の熱伝達装置の前記第２の部位が前記第１の方向とは異なる第２の方向に突き出している請求項２４〜２７の何れかに記載の熱電システム。
【請求項２９】
前記第２の方向が、前記第１の方向に対しておおむね反対である請求項２８に記載の熱電システム。
【請求項３０】
前記第１の熱伝達装置が、第１の作動媒体に熱的に連絡するように構成されており、前記第２の熱伝達装置が、第２の作動媒体に熱的に連絡するように構成されている請求項２８に記載の熱電システム。
【請求項３１】
少なくとも１つの熱電素子と少なくとも１つの隣接する熱伝達装置との間の少なくとも１つの液体金属ジョイントをさらに備えており、前記少なくとも１つのスタックが、該スタックにおおむね沿った圧縮のもとにある請求項２４〜３０の何れかに記載の熱電システム。
【請求項３２】
前記熱電素子のうちの少なくともいくつかが、高い出力密度の動作をもたらすように寸法付けられている請求項２４〜３１の何れかに記載の熱電システム。
【請求項３３】
前記スタックに電気的に連絡した電流源をさらに備えており、該電流源からの電流が、前記熱電素子および前記熱伝達装置を直列に横切る請求項２４〜３２の何れかに記載の熱電システム。
【請求項３４】
前記電流が、前記熱電素子のうちの前記少なくともいくつかの熱電素子の前記複数のセグメントを直列に横切る請求項３３に記載の熱電システム。
【請求項３５】
熱電システムの製造方法であって、
少なくともいくつかが複数のセグメントを備える複数の熱電素子を用意する工程と、
少なくともいくつかが第１の部位および第２の部位を少なくとも備える複数の熱伝達装置を用意する工程と、
前記複数の熱電素子および前記複数の熱伝達装置を、交互の熱電素子および熱伝達装置からなる少なくとも１つのスタックを形成するように組み立てる工程と、を含んでおり、
前記熱伝達装置の前記第１の部位は、少なくとも２つの隣接する熱電素子の間に挟まれ、前記熱伝達装置の前記第２の部位が、前記スタックから離れるように突き出し、作動媒体に熱的に連絡するように構成され、
前記複数の熱電素子の第１の熱電素子は、第１の方向の第１の厚さと、前記第１の方向におおむね垂直な平面における第１の断面積と、前記第１の断面積を前記第１の厚さで割り算したものに等しい第１のアスペクト比と、を有しており、
前記複数の熱電素子の第２の熱電素子は、第２の方向の第２の厚さと、前記第２の方向におおむね垂直な平面における第２の断面積と、前記第２の断面積を前記第２の厚さで割り算したものに等しい第２のアスペクト比と、を有しており、
前記第２のアスペクト比は、前記第１のアスペクト比と異なり、
前記第１のアスペクト比および前記第２のアスペクト比は、動作条件のもとで前記第１の熱電素子および前記第２の熱電素子の両者が最適な効率で動作するように選択されている、熱電システムの製造方法。
【請求項３６】
前記複数の熱電素子および前記複数の熱伝達装置を組み立てる工程が、少なくとも１つの熱電素子と少なくとも１つの隣接する熱伝達装置との間に液体金属ジョイントを配置して、該少なくとも１つの熱電素子および該少なくとも１つの隣接する熱伝達装置を熱的に連絡させかつ互いに直列に電気的に連絡させる工程を含む請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記熱電素子のうちの前記少なくともいくつかの熱電素子が、アスペクト比を有しており、該熱電素子のアスペクト比は、前記スタックにおおむね垂直な平面における該熱電素子の断面積を前記スタックにおおむね平行な方向の該熱電素子の厚さで割り算したものに等しく、前記熱電素子のうちの前記少なくともいくつかの熱電素子のアスペクト比が、前記スタックにおいて互いに異なっている請求項３５又は３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記アスペクト比が、動作条件のもとで前記熱電素子のうちの前記少なくともいくつかの熱電素子が最適な効率で動作するように選択される請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
或る熱電素子の前記複数のセグメントの各セグメントが、前記スタックにおおむね垂直な平面における該セグメントの断面積を前記スタックにおおむね平行な方向の該セグメントの厚さで割り算したものに等しいアスペクト比を有しており、各セグメントのアスペクト比が、該熱電素子において互いに異なっている請求項３５〜３８の何れかに記載の方法。
【請求項４０】
前記アスペクト比が、動作条件のもとで前記複数のセグメントの各セグメントが最適な効率で動作するように選択される請求項３９に記載の方法。