CN101010813A - 热电转换模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热电转换模块，其通过减少部件的数目、使装配步骤更简单、减少装配所需的时间和工作等，使得能够降低成本。热电转换模块10包括管状元件单元21和支撑单元41，在管状元件单元21中，通过内圆周表面与外圆周表面之间的温差发电的盘状的第一热电元件22和盘状的第二热电元件26交替地层叠；支撑单元41由内接该元件单元21的电绝缘的SUS管42和外接元件单元21的电绝缘的SUS管43组成，其中在第一热电元件22的内圆周表面22B上，设置有连接到第二热电元件26的内圆周表面26B的爪形部件24a至24d，并且其中在第二热电元件26的外圆周表面26A上，设置有连接到第一热电元件22的外圆周表面22A的爪形部件28a至28d。

Description

热电转换模块

技术领域

本发明涉及一种热电转换模块，并且涉及一种包括多个热电元件的热电转换模块。

背景技术

热电转换是指利用珀尔帖效应或塞贝克效应的热能到电能的转换以及电能到热能的转换。通过利用热电转换，使用塞贝克效应而从热流中取出电力，或者使用珀尔帖效应将电流施加到材料以便能够产生吸热现象或发热现象。同样，热电转换的特征在于：由于是直接转换，在能量转换时不会产生额外的废物，能有效地利用排出热，由于没有设置诸如发动机和涡轮机的活动部件而免于维护，等等，因此热电转换作为高效利用能量的技术而吸引了注意。

热电转换通常使用叫做热电元件的金属或半导体元件。传统上，使用如图8所示的p型热电元件102和n型热电元件103的两种热电元件。当p型热电元件102和n型热电元件103这两个热电元件中的一个被加热而另一个被冷却时，在它们通过电极101彼此电连接的状态下，该温度差产生电压。为了解释图8中的该现象；当通过连接p型热电元件102和n型热电元件103而形成pi形状的pi型(π型)元件104的下部105被加热，而上部106被冷却时，从下部105吸收的热能被转换成电能，并且电流按照从A到B的方向流动。

然而，由于能量输出不足，通过单个pi型元件的热电转换不能发挥实用的电力。从而，为了通过热电转换获得实用的电力，优选的是，通过结合多个pi型元件来执行热电转换。以这种方式通过结合多个热电元件而执行热电转换以获得实用的电力的单元被称为热电转换模块(下文中简称为“模块”)。

图9是表示常规模块的使用实例的透视图。常规模块111是平板结构，其中上述的许多p型热电元件(未示出)和n型热电元件(未示出)被沿直线布置在内部，并且其中该模块被固定有电绝缘固定组件115。同样，由于常规模块被认为是与作为热源的流道分离的元件，模块111被安装到在圆柱形流道112的外部形成的平面113，如图9所示。

为了获得作为模块111中的热电转换的结果的电力输出，需要高温(或者低温)流体114在圆柱形流道112的内部流动，以在模块111的内部(平面113)所接触的表面(内表面)和与之相对的表面(外表面)之间产生温差。在这点上，为了尽可能地增加模块111的内表面和外表面之间的温差，目的是获取尽可能多的输出，必须使模块111的内表面的温度尽可能接近在圆柱形流道112内部流动的流体114的温度。因而，为了尽可能多地将流体114的热量传导给模块111的内表面，以固定部件115覆盖模块111，并用螺爪116牢固地固定。

采用这种方式，常规平板结构的模块需要通过使用固定部件和螺爪安装到流道上，结果，使用常规平板结构的模块的发电系统具有复杂的结构。

在下文中，开发了具有比上述的平板结构的模块更加简单的结构的管状模块(参考专利文献1)。

专利文献1：日本专利第2775410号

发明内容

本发明要解决的问题

然而，如图10所示，开发的管状模块121具有这样的结构：其中p型热电元件124a和n型热电元件124b以旋转对称形式被交替排列在由内管122和外管123构成的同轴双圆柱形管之间，并且其中p型热电元件124a和n型热电元件124b交替地通过电极125连接。使用p型热电元件和n型热电元件以这种方式完成的常规模块需要大量的时间和装配工作，由于装配步骤很复杂，构成该模块的部件的数目很大。这样，最后就变成了高成本的产品，并且不能被认为足够实用。

本发明是为了解决上述问题而提出的。本发明的目的是提供一种热电转换模块，该热电转换模块能通过减少部件的数目、使装配步骤更简单、减少装配所需的时间和工作等等，而降低成本。

用于解决问题的方法

为了达到上述目的，本发明提供如下方法。

根据热电转换模块的第一方面，该热电转换模块装备有：管状元件单元，其中通过内圆周表面和外圆周表面之间的温差发电的盘状的第一热电元件和盘状的第二热电元件是交替地层叠；和支撑单元，其由内接该元件单元的电绝缘的内管和外接该元件单元的电绝缘的外管构成，其中该第一热电元件的内圆周表面上设置有连接到该第二热电元件的内圆周表面的爪形部件，并且其中该第二热电元件的外圆周表面设置有连接到该第一热电元件的外圆周表面的爪形部件。

根据本发明的第一方面，其中设置有管状元件单元和支撑单元，管状元件单元中通过第一热电元件和盘状的第二热电元件是交替地层叠的，支撑单元具有内接该元件单元的电绝缘的内管和外接该元件单元的电绝缘的外管。从而，根据本发明第一方面的热电转换模块能比常规热电转换模块更容易装配，因为它具有简单结构，其中元件单元通过第一热电元件和第二热电元件交替层叠形成，并且其中该元件单元仅由内管和外管来支撑。

同样，根据本发明的第一方面，设置在第一热电元件的内圆周表面上的爪形部件连接到第二热电元件的内圆周表面，并且设置在第二热电元件的外圆周表面上的爪形部件连接到第一热电元件的外圆周表面。这样，根据本发明的第一方面的热电转换模块仅需要少量的部件，因为它不需要如常规热电转换模块中的将热电元件彼此电连接的电极。

从上文，根据本发明的第一方面，可能能够通过减少装配所需的时间和工作等来降低成本，因为与常规热电转换模块的情况相比，部件的数目减少，并且装配步骤简单。

同时，上述元件单元可以是具有中央开孔的盘状的第一热电元件和具有几乎相同形状并且具有中央开孔的盘状的第二热电元件是其间相隔预定间隔而交替地层叠形成的基本管状的元件单元，其中该第一热电元件包括在中央孔的边缘附近从其盘状表面突出的至少一个第一爪形部件，并包括在其盘状的外圆周附近的至少一个第一切口，并且该第二热电元件包括在其盘状的外圆周附近从其盘状表面突出的至少一个第二爪形部件，并包括在中央孔的边缘附近的至少一个第二切口，其中该第一爪形部件与该第二切口接合，该第二爪形部件与该第一切口接合，并且其间保持该预定的空间，并且其中其外圆周表面已经绝缘的管子与该元件单元的中央孔接合，并且其内圆周表面已经绝缘的管子与该元件单元的外圆周表面接合。

根据如本发明的第一方面中所述的热电转换模块的第二方面，其中，在该第一热电元件的外圆周表面上，设置有接收部，第二热电元件的爪形部件连接到接收部，并且其中，在第二热电元件的内圆周表面上，设置有接收部，该第一热电元件的爪形部件连接到接收部。

根据本发明的第二方面，设置在第一热电元件的外圆周表面上的接收部连接到第二热电元件的爪形部件，并且设置在第二热电元件的内圆周表面上的接收部连接到第一热电元件的爪形部件。从而，根据本发明第二方面的热电转换模块仅需要少量部件，因为它不需要如常规热电转换模块中的将热电元件彼此电连接的电极。

根据如本发明的第二方面中所述的热电转换模块的第三方面，其中，爪形部件与接收部接合。

根据本发明的第三方面，爪形部件与接收部接合导致第一热电元件连接到第二热电元件。从而，根据本发明的第三方面的热电转换模块仅需要少量部件，因为它不需要如常规热电转换模块中的将热电元件彼此电连接的电极。

根据本发明的第二方面的热电转换模块的第四方面，其中，爪形部件被焊接到接收部。

根据本发明的第四方面，爪形部件焊接到接收部导致第一热电元件连接到第二热电元件。从而，根据本发明的第四方面的热电转换模块仅需要少量部件，因为它不需要如常规热电转换模块中的将热电元件彼此电连接的电极。

根据本发明的第一至第四方面中的任一方面的热电转换模块的第五方面，其中，第一热电元件由硅-铝-锰-镍合金组成，并且其中第二热电元件由从铬-镍合金和铬-铁-镍合金组成的组中选择的镍合金组成。

根据本发明的第一至第四方面中的任一方面的热电转换模块的第六方面，其中，第二热电元件由硅-铝-锰-镍的合金组成，并且其中第一热电元件由从由铬-镍合金和铬-铁-镍合金组成的组中选择的镍合金组成。

常规地，具有高热电转换效率的重金属铋-碲合金(下文称为“BiTe合金”)是用于热电元件的主要材料，但是由BiTe合金组成的热电元件不仅存在环境方面的问题，还存在制造成本比由半导体制成的热电元件更高的问题，因为它使用作为重金属和稀有金属的Bi和Te。同样，在制造方面，BiTe合金也容易折断，存在机械强度的问题，并且加工性能差，因为在晶体生长过程中发生弱结合部分。此外，在诸如工业废品焚化炉中的高温环境下，比较频繁地在采用热电转换模块，但是因为BiTe合金在高温下缺乏稳定性，由BiTe制成的热电元件不能在高温下使用。

根据本发明的第五和第六方面，当第一热电转换元件由硅-铝-锰-镍合金制成时，第二热电元件由从由铬-镍合金和铬-铁-镍合金组成的组中选择的镍合金制成，并且相反地，当第一热电元件由从由铬-镍合金和铬-铁-镍合金组成的组中选择的镍合金制成时，第二热电转换元件由硅-铝-锰-镍合金制成。这里，镍合金比BiTe合金更加合理，并且由镍合金制成的热电元件，与由BiTe合金制成的热电元件的热电转换性能相比，不具有差的热电转换性能。从而，根据本发明的第五和第六方面，与使用由BiTe合金制成的热电元件的常规热电转换模块相比，可以降低热电转换模块的制造成本，而不降低热电转换性能。此外，由于镍合金在高温下具有比BiTe合金更优的机械强度和稳定性，于使用由BiTe合金制成的热电元件的热电转换模块相比，可能提供具有较高加工性能的热电转换模块，并提供高温下更加稳定的使用。

根据本发明，设置有管状元件单元和支撑单元，管状元件单元中第一热电元件和第二热电元件交替地层叠，支撑元件由内接该元件单元的电绝缘的内管和外接该元件单元的电绝缘的外管组成。从而，根据本发明的热电转换模块能比常规热电转换模块更容易装配，因为它具有简单结构，其中元件单元通过第一热电元件和第二热电元件交替层叠形成，并且其中该元件单元仅由内管和外管来支撑。

同样，设置在第一热电元件的内圆周表面上的爪形部件连接到第二热电元件的内圆周表面，并且设置在第二热电元件的外圆周表面上的爪形部件连接到第一热电元件的外圆周表面。从而，根据本发明的热电转换模块仅需要少量的部件，因为它不需要如常规热电转换模块中的将热电元件彼此电连接的电极。

从上文，根据本发明，可能能够通过减少装配所需的时间和工作等来降低成本，因为与常规热电转换模块的情况相比，部件的数目减少，并且装配步骤简单。

附图说明

图1是表示热电转换模块的透视图。

图2是表示图1中的热电转换模块的纵向方向的沿A-B线的剖视图。

图3A是构成热电转换模块的第一热电元件的透视图。

图3B是构成热电转换模块的第一热电元件的侧视图。

图4A是构成热点转换模块的第二热电元件的透视图。

图4B是构成热点转换模块的第二热电元件的侧视图。

图5A是构成热点转换模块的第一热电元件和第二热电元件的剖视图。

图5B是在第一热电元件连接到第二热电元件之后形成的环形的pi型元件的剖视图。

图5C是在两个环形的pi型元件互相连接之前的剖视图。

图5D是在两个环形的pi型元件连接之后它们的剖视图。

图6A是构成热电转换模块的第一镍合金板的正视图。

图6B是第二镍合金板的正视图。

图7是构成热电转换模块的元件单元的剖视图。

图8是表示常规热电转换模块的一个实例的原理图。

图9是表示常规热电转换模块的一个使用实例的透视图。

图10是表示常规热电转换模块的一个实例的水平剖视图。

附图标记说明

10热电转换模块

21元件单元

22第一热电元件

22A外圆周表面

22B内圆周表面

24a、24b、24c、24d爪形部件

25a、25b、25c、25d切口

26第二热电元件

26A外圆周表面

26B内圆周表面

28a、28b、28c、28d爪形部件

29a、29b、29c、29d切口

41支撑单元

42、43SUS管

具体实施方式

在下文中，将参照附图说明本发明的实施例。

图1和图2示出了本发明的基本结构；图1是热电转换模块10的透视图，图2是图1中的热电转换模块10的纵向方向的沿A-B线的剖视图。应注意，在图1中省略了一些附图标记。如这些图所示，热电转换模块10包括管状(近似圆柱形)元件单元21，其中具有中央开孔的盘状的第一热电元件22和具有与第一热电元件22几乎相同形状并且具有中央开孔的盘状的第二热电元件(图1和2中最左边的元件是第二热电元件26)是其间相隔预定间隔而从边缘交替地层叠形成的。

这里，将参照图3A、3B、4A和4B，解释的第一热电元件22和第二热电元件26。图3A是第一热电元件22在其被装配到热电转换模块10中之前的透视图，图3B是第一热电元件22的侧视图。同样，图4A是第二热电元件26在其被装配到热电转换模块10中之前的透视图，图4B是第二热电元件26的侧视图。

如图3A和3B所示，在第一热电元件22的内圆周表面22B上设置有沿垂直于第一热电元件主体23的纵向方向的从内圆周表面22B延伸的上下左右侧面上的两对爪形部件24a、24b、24c、24d，并且在外圆周表面22A上设置有上下左右侧面上的两对切口25a、25b、25c、25d。该第一热电元件22的外径可以是10mm至100mm，内径为5mm至90mm，厚度为0.05至2mm，并且优选的是外径约为20mm，内径约为10mm，厚度为0.1mm。

在这种方式下，第一热电元件22仅需要包括从内圆周表面22B突出的诸如爪形部件24a、24b、24c、24d的至少一个第一爪形部件，和外圆周表面22A上的诸如切口25a、25b、25c、25d的至少一个第一切口。

另一方面，如图4A和4B所示，在第二热电元件26的外圆周表面26A上设置有沿与第二热电元件主体27的纵向方向垂直的方向，从外圆周表面26A延伸的上下左右侧面上的两对爪形部件28a、28b、28c、28d，并且在内圆周表面26B上设置有上下左右侧面上的两对切口29a、29b、29c、29d。该第二热电元件26的外径可以是10mm至100mm，内径为5mm至90mm，厚度为0.05至2mm，并且优选的是外径约为20mm，内径约为10mm，厚度为0.1mm。

在这种方式下，第二热电元件仅需要包括从外圆周表面26A突出的诸如爪形部件28a、28b、28c、28d的至少一个第二爪形部件，和内圆周表面26B上的诸如切口29a、29b、29c、29d的至少一个第二切口。

同时，本实施例中的“切口”相当于本发明的“接收部”的实例。

这里，第一热电元件22由硅-铝-锰-镍合金组成，在该合金中，硅的成分比例是0.5至2％(质量百分比)，铝的成分比例是1至5％(质量百分比)，锰的成分比例是1至3％(质量百分比)，镍的成分比例是90至97.5％(质量百分比)，但是优选的是，硅的成分比例是1％(质量百分比)，铝的成分比例是3％(质量百分比)，锰的成分比例是2％(质量百分比)，镍的成分比例是94％(质量百分比)。

另一方面，第二热电元件26由从由铬-镍合金和铬-铁-镍合金组成的组中选择的镍合金组成。当第二热电元件26是铬-镍合金时，铬的成分比例可以是5至25％(质量百分比)，镍的成分比例可以是75至95％(质量百分比)，并且优选的是，铬的成分比例约为10％(质量百分比)，镍的成分比例约为90％(质量百分比)。同样，当第二热电元件26是铬-铁-镍合金时，铬的成分比例可以是5至10％(质量百分比)，铁的成分比例可以是20至30％(质量百分比)，镍的成分比例可以是60至75％(质量百分比)，并且优选的是，铬的成分比例约为10％(质量百分比)，铁的成分比例约为25％(质量百分比)，镍的成分比例约为65％(质量百分比)。

因而，由于热电转换模块10使用镍合金作为热电元件的材料，则与使用由BiTe合金制成的热电元件的常规热电转换模块相比，可降低热电转换模块的制造成本，而不会使热电转换性能降低。此外，由于镍合金在高温下具有比BiTe合金具有更优的机械强度和稳定性，与使用由BiTe合金制成的热电元件的热电转换模块相比，热电转换模块10具有较高加工性能，并提供高温下更加稳定的使用。

同样，如上所述，第一热电元件22和第二热电元件26交替层叠以形成管状元件单元21。这里，将参考图5对“第一热电元件22和第二热电元件26交替层叠”的表述进行解释。图5A是第一热电元件22的爪形部件24a至24d与第二热电元件26的内圆周表面26B上的切口29a至29d接合之前的剖视图，图5B是在第一热电元件22的爪形部件24a至24d与第二热电元件26的内圆周表面26B上的切口29a至29d接合之后形成的环形的pi型元件61的剖视图，图5C是在两个环形的pi型元件61彼此连接之后的剖视图，图5D是在两个环形的pi型元件61连接之后它们的剖视图。应注意，在图5C和5D中，一些附图标记被省略。

如图5A和5B所示，设置在第一热电元件22的内圆周表面22B上的爪形部件24a、24b、24c、24d分别与第二热电元件26的内圆周表面26B上的切口29a、29b、29c、29d接合并接着焊接在一起。即，设置在第一热电元件22的内圆周表面22B上的爪形部件24a至24d连接到第二热电元件26的内圆周表面26B。同样，如图5C和5D所示，设置在第二热电元件26的外圆周表面26A上的爪形部件28a、28b、28c、28d分别与设置在第一热电元件22的外圆周表面22A上的切口25a、25b、25c、25d接合。即，设置在第二热电元件26的外圆周表面26A上的爪形部件28a至28d连接到第一热电元件22的外圆周表面22A。在上述方式下，第一爪形部件与第二切口接合，并且第二爪形部件与第一切口接合。

在上述方式下，设置在第一热电元件22的内圆周表面22B上的爪形部件24a至24d分别与第二热电元件26的内圆周表面26B上的切口29a至29d接合，并且设置在第二热电元件26的外圆周表面26A上的爪形部件28a至28d分别与第一热电元件22的外圆周表面22A上的切口25a至25d接合。从而，热电转换模块10仅需要很少的部件，因为它不需要如常规热电转换模块中的将热电元件彼此电连接的电极。

回到图1和2，让我们继续解释热电转换模块10。位于元件单元21的两边上的第一热电元件22和第二热电元件26连接到作为外部连接线的引线30。引线30优选的是诸如金、银等的具有比第一热电元件22和第二热电元件26更低的电阻的金属。

同样，由同轴支撑单元41支撑元件单元21，同轴支撑单元41由其外圆周表面42A已经被绝缘的SUS管42和其内部圆周表面43B已经被绝缘的SUS管43组成。即，SUS管42内接元件单元21，并且SUS管43外接元件单元21。也就是说，其外圆周表面已经绝缘的外管被装配到元件单元的中央孔中，并且其内圆周表面已经绝缘的内管被装配到元件单元的外圆周表面上。

因而，热电转换模块10包括元件单元21和支撑单元41，其中元件单元21中的第一热电元件22和第二热电元件26交替地层叠，支撑单元41由内接该元件单元21的SUS管42和外接元件单元21的SUS管43组成。从而，热电转换模块10能比常规热电转换模块更容易装配，因为它具有简单结构，其中元件单元21通过将第一热电元件22和第二热电元件26交替层叠形成，并且其中元件单元21仅由SUS管42和SUS管43来支撑。

同样，在本发明中，可以使用由其它材料制成的管，只要它们能支撑元件单元21并具有优秀的热传导性。

此外，在本实施例中，“SUS管42”相当于本发明的“内管”的实例，“SUS管43”相当于本发明的“外管”的实例。

当采用上述结构的元件单元21从SUS管43侧或者SUS管42侧被加热或者冷却时，由第一热电元件22的内圆周表面22B与外圆周表面22A之间的温差以及第二热电元件26的内圆周表面26B与外圆周表面26A之间的温差而产生电动势。产生的电动势通过作为电极的引线30提供给外部负载。

[实施例]

<第一热电元件和第二热电元件的制备>

现将参考图3A、4A、6A和6B，描述第一热电元件和第二热电元件的制备。图6A是表示通过将硅-铝-锰-镍合金薄板冲压而形成的第一镍合金板51的正视图，图6B是表示通过将铬-镍合金薄板冲压而形成的第二镍合金板54的正视图。同时，关于硅-铝-锰-镍合金中每种金属的成分比例，硅的成分比例是1％(质量百分比)，铝的成分比例是3％(质量百分比)，锰的成分比例是2％(质量百分比)，镍的成分比例是94％(质量百分比)，并且关于铬-镍合金中每种金属的成分比例，铬的成分比例是10％(质量百分比)，镍的成分比例是90％(质量百分比)。

首先，将一千片厚度为0.1mm的硅-铝-锰-镍合金薄板和一千片厚度为0.1mm的铬-镍合金薄板冲压成盘形，以制备第一镍合金板51和第二镍合金板54。如图6A所示，第一镍合金板51的内圆周表面51B上，设置有上下左右侧上的两对突出部分52a、52b、52c、52d，并且在外圆周表面51A上，设置有上下左右侧上的两对切口53a、53b、53c、53d。同样，如图6B所示，第二镍合金板54的外圆周表面54A上，设置有上下左右侧上的两对突出部分55a、55b、55c、55d，并且在内圆周表面54B上，设置有上下左右侧上的两对切口56a、56b、56c、56d。然后，冲压的第一镍合金板51的内圆周表面51B上的四个突出部分52a至52d被垂直折向第一镍合金板51的纵向，以制备在内圆周表面22B上具有爪形部件24a至24d并在外圆周表面22A上具有切口25a至25d的第一热电元件22(参照图3A)。同样，以相同方式，冲压的第二镍合金板54的外圆周表面54A上的四个突出部分55a至55d被垂直折向第二镍合金板54的纵向，以制备在外圆周表面26A上具有爪形部件28a至28d并在内圆周表面26B上具有切口29a至29d的第一热电元件26(参考图4A)。同时，第一镍合金板51和第二镍合金板54的都是外径为20mm，内径为10mm，厚度为0.1mm。

<热电转换模块的制备>

现将参考图2、5A至5D和7，描述热电转换模块的制备。图7是元件单元21的剖视图，其中已经连接999对环形的pi型元件61。应注意，在图7中省略了一些附图标记。

如图5A和5B所示，第一热电元件22的内圆周表面22B上的爪形部件24a至24d与第二热电元件26的内圆周表面26B上的切口29a至29d接合并被焊接在一起，以制备图5B中所示的环形的pi型元件61。然后，如图5C和5D所示，其中将构成一个环形的pi型元件61的第一热电元件22的外圆周表面22A与构成另一环形的pi型元件61的第二热电元件26的外圆周表面26A接合的步骤被顺序执行，以制备具有999对环形的pi型元件61的元件单元21。该元件单元21被插入到SUS管42上，SUS管42的外径为10mm，内径为8mm，长度为300mm(参照图7)。接下来，将元件单元21的一条边上的第一热电元件22的切口25a至25d与电连接到引线30的第二热电元件26的爪形部件28a至28d接合。同样，将电连接到引线30的第一热电元件22的切口25a至25d与元件单元21的另一条边上的第二热电元件26的爪形部件28a至28d接合。此外，元件单元21由外径为22mm、内径为20mm、长度为300mm的SUS管43支撑，以得到具有1000对环形的pi型元件61的热电转换模块10(参考图2)。

<发电特性的评价>

具有1000对环形的pi型元件61的热电转换模块10被设置在均热区为250mm的很小的管状炉子中，并以450摄氏度的温度被加热。将水施加到作为内管的SUS管42中以将其冷却。当作为外管的SUS管43与作为内管的SUS管42之间的温差为400摄氏度时，得到14V开路电压和46W最大输出。

[其它实施例]

同时，尽管在本实施例中第一热电元件22和第二热电元件26的形状是在中央有开孔的盘形，但在本发明中可以应用任何形状的热电元件，只要它具有作为内管的SUS管42被插(装配)到其中的孔，并且它可以是，例如，矩形等。

同样，尽管在本实施例中，切口25a至25d设置在第一热电元件22的外圆周表面22A上，并且切口29a至29d设置的第二热电元件26的内圆周表面26B上，但是在本发明中这些切口可以是任何形状，只要它们具有作为要与爪形部件接合的接收部的功能，或者作为要与爪形部件焊合的接收部的功能。

同样，尽管在本实施例中已经使用镍合金作为盘形热电元件的材料，但是本发明并不受限于它们，任何材料可以作为用于根据本发明的盘形热电元件的材料，只要它能够利用内圆周表面与外圆周表面之间的温差发电，能够更多地降低材料成本，更容易处理，在高温下具有更高的稳定性，并且是比BiTe合金更加环境友好的材料。

同样，尽管在本实施例中，在从内部圆周表面22B沿与第一热电元件主体23的纵向方向垂直的方向延伸的上下左右侧上的两对爪形部件24a、24b、24c、24d被设置在第一热电元件22的内部圆周表面22B上，并且在上下左右侧上的两对切口25a、25b、25c、25d被设置在外部圆周表面22A上，但本发明不限于这种情况。即，仅需要在第一热电元件22的内圆周表面22B上设置要与第二热电元件26的内圆周表面26B接合的至少一个爪形部件，同样，仅需要在第一热电元件22的外圆周表面22A上设置要与第二热电元件26的外圆周表面26A上的爪形部件接合的至少一个接收部。

此外，尽管在本实施例中，沿与第二热电元件主体27的纵向方向垂直的方向延伸的上下左右侧上的两对爪形部件28a、28b、28c、28d设置在第二热电元件26的外部圆周表面26A上，并且在上下左右侧上的两对切口29a、29b、29c、29d被设置在内部圆周表面26B上，但本发明不限于这种情况。也就是说，仅需要在第二热电元件26的外圆周表面26A上设置要与第一热电元件22的外圆周表面22A连接的至少一个爪形部件，同样，仅需要在第二热电元件26的内圆周表面26B上设置要与第一热电元件22的内圆周表面22B上的爪形部件连接的至少一个接收部。

同样，尽管在本实施例中，第一热电元件22由硅-铝-锰-镍合金组成，第二热电元件26由从由铬-镍合金和铬-铁-镍合金组成的组中选择出的镍合金组成，但是第二热电元件26可以由硅-铝-锰-镍合金组成，并且第一热电元件22可以由从由铬-镍合金和铬-铁-镍合金组成的组中选择出的镍合金组成。

同样，尽管在本实施例中，第一热电元件22的爪形部件24a、24b、24c、24d分别与第二热电元件26的切口29a、29b、29c、29d接合然后焊接在一起，并且第二热电元件26的爪形部件28a、28b、28c、28d分别与第一热电元件22的切口25a、25b、25c、25d接合，但是本发明不限于这种情况，而是，仅需要将至少一个爪形部件与至少一个切口接合并焊接在一起，并且仅需要将至少一个爪形部件与至少一个切口接合并焊接在一起。

同样，在本发明中，可以考虑期望的电压、内圆周表面和外圆周表面之间的温差等，来任意确定热电转换模块中包括的环形pi型元件(或者分别由具有中央开孔的盘形的第一热电元件和形状基本相同的具有中央开孔的盘形的第二热电元件组成的对)的数目。例如，在期望的电压较高的情况下，数目可以增加(即，热电转换模块的长度被延长)，并且在纵向不能保持优选温差的情况下，数目可以减少以缩短热电转换模块的长度。当如所考虑的这些的各种因数时，作为环形的pi型元件的数目，假设500至2000片将基本是优选的。

Claims (7)

1.一种热电转换模块，包括：

管状元件单元，在所述管状元件单元中，通过内圆周表面和外圆周表面之间的温差发电的盘状的第一热电元件和盘状的第二热电元件交替地层叠；和

支撑单元，其由内接所述元件单元的电绝缘的内管和外接所述元件单元的电绝缘的外管组成，

其中在所述第一热电元件的所述内圆周表面上设置有与所述第二热电元件的所述内圆周表面连接的爪形部件，并且

其中在所述第二热电元件的所述外圆周表面上设置有与所述第一热电元件的所述外圆周表面连接的爪形部件。

2.如权利要求1所述的热电转换模块，其中在所述第一热电元件的所述外圆周表面上设置有接收部，所述第二热电元件的所述爪形部件被连接到所述接收部，并且

其中在所述第二热电元件的所述内圆周表面上设置有接收部，所述第一热电元件的所述爪形部件被连接到所述接收部。

3.如权利要求2所述的热电转换模块，其中所述爪形部件与所述接收部接合。

4.如权利要求2所述的热电转换模块，其中所述爪形部件被焊接到所述接收部。

5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的热电转换模块，其中所述第一热电元件由硅-铝-锰-镍合金制成，并且

其中所述第二热电元件由从铬-镍合金和铬-铁-镍合金组成的组中选择出的镍合金制成。

6.如权利要求1至4中任一权利要求所述的热电转换模块，其中所述第二热电元件由硅-铝-锰-镍合金制成，并且

其中所述第一热电元件由从铬-镍合金和铬-铁-镍合金组成的组中选择出的镍合金制成。

7.一种热电转换模块，在所述热电转换模块中，具有开在中央的基本同心的中央孔的盘形的第一热电元件和形状与所述第一热电元件基本相同、并且具有开在中央的基本同心的中央孔的盘形的第二热电元件交替地层叠，其间相隔预定的间隔，它们各自的中央部分被对齐以形成具有预定长度的基本为管状的形状，

其中，通过以所述中央部分对齐来层叠，所述管状形状的内圆周表面侧上形成在圆柱形的空间，并在所述管状形状的外圆周表面侧上从外部空间被划分，

其中所述第一热电元件具有在定义其中央孔的所述内圆周表面附近从所述第一热电元件的盘形的平面突出的第一爪形部件，并且所述第一爪形部件被连接到定义与该突出方向邻近的所述第二热电元件的所述中央孔的所述内圆周表面附近，

其中所述第二热电元件具有在其盘形的外圆周附近从所述第二热电元件的盘形的平面突出的第二爪形部件，该突出方向沿着所述第一爪形部件的所述突出方向，并且所述第二爪形部件被连接到与所述突出方向邻近的所述第一热电元件的所述盘形的所述外圆周附近，并且

其中这些第一和第二热电元件被作为整体串联地电连接。

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