CN103003968A - 管形状的热发电器件及其制造方法、热发电体、使用热发电器件产生电的方法、以及使用热发电体产生电的方法 - Google Patents

管形状的热发电器件及其制造方法、热发电体、使用热发电器件产生电的方法、以及使用热发电体产生电的方法 Download PDF

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Abstract

一种管形状的热发电器件，其具有：沿器件的轴方向的内部贯通孔；由金属构成的多个第一杯状部件；由热电转换材料构成的多个第二杯状部件；第一电极；和第二电极。第一、第二部件沿上述轴方向交替反复配置。第一、第二电极各自设置于器件的一端和另一端。第一部件具有第一内表面和第一外表面，在下端具有第一贯通孔，其截面积在其下端的方向上减少。第二部件具有第二内表面和第二外表面，在下端具有第二贯通孔，其截面积在其下端的方向上减少。内部贯通孔包含多个第一、第二贯通孔。以第一部件的第一外表面与相邻的一个第二部件的第二内表面紧贴的方式，第一部件被插入到该第二部件。以第一部件的第一内表面与相邻的另一个第二部件的第二外表面紧贴的方式，该第二部件被插入到第一部件。

Description

管形状的热发电器件及其制造方法、热发电体、使用热发电器件产生电的方法、以及使用热发电体产生电的方法
技术领域
本发明涉及管形状的热发电器件及其制造方法。本发明另外涉及具有管形状的热发电器件的热发电体、使用热发电器件产生电的方法、以及使用热发电体产生电的方法。
背景技术
专利文献1公开了管形状的热发电器件。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：特开2006-086402号公报（无同族）
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供新的管形状的热发电器件。
用于解决课题的方法
本发明的管形状的热发电器件具有：
沿上述管形状的热发电器件的轴方向的内部贯通孔；
由金属构成的多个第一杯状部件；
由热电转换材料构成的多个第二杯状部件；
第一电极；和
第二电极，
其中，
上述多个第一杯状部件和上述多个第二杯状部件沿上述轴方向交替反复配置，
上述第一电极和上述第二电极分别设置于上述管形状的热发电器件的一端和另一端，
各第一杯状部件具有第一内表面和第一外表面，
各第一杯状部件在下端具有第一贯通孔，
各第一杯状部件的截面积在其下端的方向上减少，
各第二杯状部件具有第二内表面和第二外表面，
各第二杯状部件在下端具有第二贯通孔，
各第二杯状部件的截面积在其下端的方向上减少，
上述内部贯通孔包括多个第一贯通孔和多个第二贯通孔，
以各第一杯状部件的第一外表面与相邻的一个第二杯状部件的第二内表面紧贴的方式，各第一杯状部件被插入到上述相邻的一个第二杯状部件，
以各第一杯状部件的第一内表面与相邻的另一个第二杯状部件的第二外表面紧贴的方式，上述相邻的另一个第二杯状部件被插入到各第一杯状部件。
本发明的热发电体具有多个n根的管形状的热发电器件，在此，
n是2以上的自然数，
各管形状的热发电器件是本发明的热发电器件，
第1个管形状的热发电器件的截面积最小，
第n个管形状的热发电器件的截面积最大，并且，
第（n-1）个管形状的热发电器件的外表面隔着绝缘层，与第n个管形状的热发电器件的内表面紧贴。
本发明的产生电的方法是使用管形状的热发电器件产生电的方法，具有以下的步骤：
步骤（a），准备本发明的管形状的热发电器件；和
步骤（b），对上述内部贯通孔与管形状的热发电器件的外表面之间施加温度差，使上述第一电极与上述第二电极之间产生电压差。
从另外的侧面观看到的本发明的产生电的方法是使用热发电体产生电的方法，具有以下的步骤：
步骤（a），准备本发明的本发明的热发电体；和
步骤（b），对上述第1个管形状的热发电器件的内部贯通孔与热发电体的外表面之间施加温度差，使上述第一电极与上述第二电极之间产生电压差。
本发明的制造方法是制造管形状的热发电器件的方法，具有以下的步骤：
步骤（a），交替反复配置多个第一杯状部件和多个第二杯状部件，形成具有内部贯通孔的管，
其中，
各第一杯状部件具有第一内表面和第一外表面，
各第一杯状部件在下端具有第一贯通孔，
各第一杯状部件的截面积在其下端的方向上减少，
各第二杯状部件具有第二内表面和第二外表面，
各第二杯状部件在下端具有第二贯通孔，
各第二杯状部件的截面积在其下端的方向上减少，
以各第一杯状部件的第一外表面与相邻的一个第二杯状部件的第二内表面紧贴的方式，各第一杯状部件被插入到上述相邻的一个第二杯状部件，
以各第一杯状部件的第一内表面与相邻的另一个第二杯状部件的第二外表面紧贴的方式，上述相邻的另一个第二杯状部件被插入到各第一杯状部件，
上述内部贯通孔包括多个第一贯通孔和多个第二贯通孔；和
步骤（b），在上述管的一端和另一端分别设置第一电极和第二电极，形成管形状的热发电器件。
发明效果
本发明提供新的管形状的热发电器件。
附图说明
图1表示本实施方式的管形状的热发电器件。
图2表示管形状的热发电器件的局部分解图。
图3表示1个第一杯状部件11。
图4表示1个第二杯状部件12。
图5是图3所描绘的A-A线截面图。
图6是图4所描绘的B-B线截面图。
图7表示制造管形状的热发电器件的方法中的一个步骤。
图8表示制造管形状的热发电器件的方法中的一个步骤。
图9是图8所示的管形状的热发电器件的分解图。
图10表示制造管形状的热发电器件的其它的方法中的一个步骤。
图11表示制造管形状的热发电器件的其它的方法中的一个步骤。
图12表示使用管形状的热发电器件进行发电的方法。
图13表示图12所示的管形状的热发电器件的截面图。
图14表示管形状的热发电器件81的沿轴方向的截面图。
图15表示管形状的热发电器件81的与轴方向正交的截面图。
图16表示管形状的热发电器件81的沿轴方向的截面图。
图17表示管形状的热发电器件81的与轴方向正交的截面图。
图18表示管形状的热发电器件81的沿轴方向的截面图。
图19表示管形状的热发电器件81的沿轴方向的截面图。
图20表示管形状的热发电体200的沿轴方向的截面图。
图21表示管形状的热发电体200的与轴方向正交的截面图。
图22表示本实施方式的管形状的热发电器件。
具体实施方式
以下，说明本发明的实施方式。
图1表示本实施方式的管形状的热发电器件。
该管形状的热发电器件具有内部贯通孔18、多个第一杯状部件11、多个第二杯状部件12、第一电极15和第二电极16。
内部贯通孔18沿管形状的热发电器件的轴方向设置。该轴方向是由图1中描绘的箭头指示的方向。
第一电极15和第二电极16各自设置在管形状的热发电器件的一端和另一端。
各第一杯状部件11由金属构成。该金属例如是镍、钴、铜、铝、银、金、或它们的合金。优选镍、钴、铜或铝。
各第二杯状部件12由热电转换材料构成。该热电转换材料例如是Bi、Bi2Te3或PbTe。Bi2Te3能够含有Sb或Se。
图2表示管形状的热发电器件的局部分解图。如图2所示，3个第一杯状部件11a～11c和3个第二杯状部件12a～12c沿轴方向交替反复配置。各上述第一杯状部件11具有相同形状。各上述第二杯状部件12也具有相同形状。
图3表示1个第一杯状部件11。如图3所示，第一杯状部件11具有第一内表面112和第一外表面111。第一杯状部件11在下端具有第一贯通孔113。杯状部件11的上端具有开口。第一杯状部件11的截面积在其下端的方向上减少。与第一杯状部件11的形状相同，如图4所示，第二杯状部件12也具有第二内表面122、第二外表面121和第二贯通孔123。另外，第二杯状部件12的截面积也在各第二杯状部件12的下端的方向上减少。
从图1～图4可知，内部贯通孔18包括多个第一贯通孔113和多个第二贯通孔123。
如图2所示，以第一杯状部件11b的第一外表面111b与相邻的一个第二杯状部件12b的第二内表面122b紧贴的方式，第一杯状部件11b被插入到相邻的一个第二杯状部件12b。
以一杯状部件11b的第一内表面112b与相邻的另一个第二杯状部件12a的第二外表面121a紧贴的方式，相邻的另一个第二杯状部件12a被插入到第一杯状部件11b。
这样，一个第一杯状部件11与相邻的两个第二杯状部件12紧贴。同样，一个第二杯状部件12另外也与相邻的两个第一杯状部件11紧贴。
优选第一杯状部件11b的第一外表面111b与相邻的一个第二杯状部件12b的第二内表面122b接触。替代这种情况，通过在第一杯状部件11b的第一外表面111b与相邻的一个第二杯状部件12b的第二内表面122b之间供给的焊锡，能够使这些的表面相互紧贴。
与上述相同，优选第一杯状部件11b的第一内表面112b与相邻的另一个第二杯状部件12a的第二外表面121a接触。替代这种情况，在这些面之间供给的焊锡，能够使这表面紧贴。
第一杯状部件11和第二杯状部件12之间不能有间隙。原因在于，如后文所述，当在内部贯通孔18流动有流体时，间隙阻碍热电转换。并且，流体从间隙漏出。如上所述，根据需要在间隙填充有焊锡。
第一杯状部件11的数目和第二杯状部件12的数目例如是100个以上1000个以下。
图5是图3所描绘的A-A线截面图。图6是图4所描绘的B-B线截面图。θ1和θ2分别表示第一杯状部件11和第二杯状部件12的倾斜角度。即，θ1表示由第一杯状部件11的截面积向其下端的方向去减少的部分与第一杯状部件11的轴方向形成的角度。同样，θ2表示由第二杯状部件12的截面积向其下端的方向去减少的部分与第二杯状部件12的轴方向形成的角度。θ1的值与θ2的值相等。θ1和θ2的值依赖于第一杯状部件11和第二杯状部件12的材料适当调整。优选的θ1和θ2的值是5度以上45度以下。
内部贯通孔18的截面形状未被特别限定。管形状的热发电器件的截面形状也未被特别限定。
在第一杯状部件11的截面形状是圆的情况下，图5所示的dl1和ds1分别表示第一杯状部件11的上端和下端的宽度。第一杯状部件11具有高度h1和厚度T1。与图5的情况相同，图6所示的dl2、ds2、h2和T2分别表示第二杯状部件12的上端的宽度、下端的宽度、高度和厚度。
管形状的热发电器件的截面形状未被限定。管形状的热发电器件的截面例如是圆形、椭圆形或多边形。优选圆形。即，优选管形状的热发电器件是圆筒状。
如图7所示，多个第一杯状部件11和多个第二杯状部件12交替反复配置。之后，如图8和图9所示，其一端和另一端分别与第一电极15和第二电极16接合，制造管形状的热发电器件。图9是图8的分解图。
替代图8和图9所述的顺序，如下所示，能够将第一电极15和第二电极16接合。在图7之后，如图10所示，切掉其一端的一部分和另一端的一部分，使该一端和另一端平坦。之后，如图11所示，使板状的第一电极15和板状的第二电极16各自与一端和另一端接合，制造管形状的热发电器件。
以下，参照图12～图13说明使用管形状的热发电器件进行发电的方法。图12表示使用管形状的热发电器件进行发电的方法的一个例子。图13表示图12所示的管形状的热发电器件的截面图。
如图12所示，管形状的热发电器件81浸渍在储存于槽82的冷的流体83中。优选冷的流体是水那样的液体。如图13所示，在内部贯通孔18流动有热的流体84。优选热的流体84是温水那样的液体。热的流体84通过泵85而循环。泵85和管形状的热发电器件81通过2根硅树脂（silicon）制的管子86连接。这样，在第一电极15与第二电极16之间产生电压差。在图12中，第一电极15和第二电极16经由2根电线87与负载88电连接。冷的流体83与热的流体84之间的温度差优选是摄氏20度以上摄氏80度以下。在槽82中存储热的流体，另一方面，利用泵85使冷的流体在内部贯通孔18中循环。
如图14和图15所示，管形状的热发电器件81能够插入到管状的罩（jacket）91的内部。在管状的罩91和管形状的热发电器件81之间流动有冷的流体83，热的流体84在内部贯通孔18中流动。替代这些流体的流动，在管状的罩91和管形状的热发电器件81之间流动有热的流体，冷的流体在内部贯通孔18中流动。罩91的材料例如是不锈钢、铝、钛、哈斯特洛伊耐蚀镍基合金（hastelloy）、或者因科内尔铬镍铁合金（inconel）。
如图16和图17所示，优选在内部贯通孔18的周围配置有绝缘性的内壁61，保护管形状的热发电器件81不受流体中所含有的酸、碱、或者盐分的那样的腐蚀性成分的影响。内壁61的材料例如是氧化铝、氮化铝、氧化硅或氮化硅那样的无机物、聚酰亚胺树脂或氟树脂那样的有机物。也能够使用被绝缘体覆盖的金属。
与上述相同，优选绝缘性的外壁71配置于管形状的热发电器件81的外表面的周围。外壁71的材料例如与内壁61的材料相同。
如图18所示，为了提高热发电效率，在管形状的热发电器件81的外表面的周围设置有外侧突起71。第一突起71能够与第一杯状部件11或者第二杯状部件12的外表面一体设计。
如图19所示，为了提高热发电效率，在内部贯通孔18的周围设置有内侧突起72。内侧突起72能够与第一杯状部件11或者第二杯状部件12的内表面一体设计。
在本发明中，如图20和图21所示，能够同时使用多个管形状的热发电器件81。即，管形状的热发电体200具有多个管形状的热发电器件81。在图20和图21中，能够使用3根管形状的热发电器件81a～81c。如图21所示，第1个管形状的热发电器件81a的截面积最小，第3个管形状的热发电器件81c的截面积最大。在此，用语“截面积”是指管形状的热发电器件81的与轴方向正交的的截面积。第1个管形状的热发电器件81a被插入到第2个管形状的热发电器件81b的内部贯通孔18。第1个管形状的热发电器件81a的外表面经由第一绝缘层101a与第2个管形状的热发电器件81b的内表面紧贴。同样，第2个管形状的热发电器件81b被插入到第3个管形状的热发电器件81c的内部贯通孔18。第2个管形状的热发电器件81b的外表面经由第二绝缘层101b与第3个管形状的热发电器件81c的内表面紧贴。
如图20所示，第1个管形状的热发电器件81a的第二电极16a与第2个管形状的热发电器件81b的第二电极16b电连接。第2个管形状的热发电器件81a的第一电极15b与第3个管形状的热发电器件81c的第一电极15c电连接。2根电线87（参照图12）与第1个管形状的热发电器件81a的第一电极15a和第3个管形状的热发电器件81c的第二电极16c连接。即，这些3个管形状的热发电器件81a～81c电串联连接。
替代串联的连接，多个管形状的热发电器件81能够并联连接。
以下使图20和图21所示的实施方式一般化。数字n表示2以上的自然数。第1个（第一个的）管形状的热发电器件81a的截面积最小。第n个管形状的热发电器件81n的截面积最大。第（n-1）个管形状的热发电器件81的外表面隔着第（n-1）个绝缘层101与第n个管形状的热发电器件81的内表面紧贴。
在n根管形状的热发电器件81电并联连接的情况下，各第一电极15相互电连接。另外，各第二电极16也相互电连接。
以下说明n根管形状的热发电器件81串联连接的情况。
在n为3以上的奇数的情况下，第（2m-1）个、第（2m-3）个、第（2m-5）个、……和第1个管形状的热发电器件81的第二电极16，与第（2m）个、第（2m-2）个、第（2m-4）个、……和第2个管形状的热发电器件81的第二电极16分别电连接。在此，m的值由式子：m=（n-1）/2定义。第（2m）个、第（2m-2）个、第（2m-4）个、……和第2个管形状的热发电器件81的第一电极15，与第（2m+1）个、第（2m-1）个、第（2m-3）个、……和第3个管形状的热发电器件81的第一电极15分别电连接。
在n为偶数的情况下，第（2m-1）个、第（2m-3）个、第（2m-5）个、……第1个管形状的热发电器件81的第二电极16，与第（2m）个、第（2m-2）个、（第2m-4）个、……第2个管形状的热发电器件81的第二电极16分别电连接。在此，m的值由式子：m=n/2定义。在n为4以上的情况下，第（2m-2）个、第（2m-4）个、……第2个管形状的热发电器件81的第一电极15，与第（2m-1）个、第（2m-3）个、……和第3个管形状的热发电器件81的第一电极15电连接。
如图22所示，管形状的热发电器件81沿轴方向形成有槽19。槽19能够为中空，但在槽19根据需要能够填充有绝缘体。槽19的角度θ3优选1度以上10度以下。
（实施例）
边说及以下的实施例，边进一步更加详细地说明本发明。
（实施例1A）
按照以下的表1，获得图9所示的管形状的热发电器件81。
【表1】
第一杯状部件11的材料 铝
第一杯状部件11的个数 199个
dl1 7毫米
ds1 4毫米
T1 0.7毫米
θ1 20度
第二杯状部件12的材料 Bi0.5Sb1.5Te3
第二杯状部件11的个数 200个
dl2 7毫米
ds2 4毫米
T2 0.3毫米
θ2 20度
T1:T2 7:3
第一电极15和第二电极16的材料 铜
管形状的热发电器件81的各端部通过螺母被紧固。该螺母与第一电极15之间插入有因科内尔铬镍铁合金制的弹簧。管形状的热发电器件81被该弹簧在轴方向上压缩，并放入管状的炉中。管形状的热发电器件81在500℃下被加热2小时。
在加热之后，使管形状的热发电器件81冷却至室温。这样，能够获得具有7毫米的外径、4毫米的内径和700毫米的长度的管形状的热发电器件81。
如图12所示，将获得的管形状的热发电器件81浸渍到具有20℃的温度的冷水83中。使具有80℃的温度的温水84以流量10公升/分钟在内部贯通孔18中循环。表2表示结果。
最大发电电力由以下的式子算出。
最大发电电力的值=（（电极间的开路电压）/2）2/（电极间的电阻值）
在此，开路电压是在施加温度差、并且电流不流动的状态下在电极之间产生的电压。
电阻值以如下方式求得。
首先，在不施加温度差的状态下，在电极之间流动有定电流，对在电极之间产生的电压进行测定。
接着，用所测定的电压除以该定电流的值，算出电阻值。
（实施例1B～1E）
使θ1=θ2=5、10、30或45之外，进行了与实施例1A相同的实验。
【表2】
θ1、θ2 最大发电电力的值（mW）
实施例1B 5 2390
实施例1C 10 3480
实施例1A 20 1530
实施例1D 30 670
实施例1E 45 130
（实施例2A～2I）
除了使T1:T2的比如图3所示变化之外，进行了与实施例1A相同的实验。
【表3】
T1:T2 最大发电电力的值（mW）
实施例2A 1:9 540
实施例2B 2:8 800
实施例2C 3:7 890
实施例2D 4:6 1110
实施例2E 5:5 1250
实施例2F 6:4 1670
实施例2G（与实施例1A相同） 7:3 1530
实施例2H 8:2 1420
实施例2I 9:1 980
（实施例3A）
按照以下的表4，与实施例1A的情况相同，获得图19所示的那种具有900毫米的长度的管形状的热发电器件81。表5表示结果。
【表4】
Figure BDA00002714005800111
（实施例3B～3E）
除了使θ1=θ2=5、10、30或45之外，进行了与实施例3A相同的实验。
【表5】
θ1、θ2 最大发电电力的值（mW）
实施例3B 5 200
实施例3C 10 450
实施例3A 20 350
实施例3D 30 180
实施例3E 45 60
（实施例4A～4I）
除了使T1:T2的比如表6所示变化之外，进行了与实施例3A相同的实验。
【表6】
T1:T2 最大发电电力的值（mW）
实施例4A 1:9 210
实施例4B 2:8 230
实施例4C 3:7 270
实施例4D 4:6 300
实施例4E 5:5 330
实施例4F 6:4 350
实施例4G 7:3 350
实施例4H 8:2 280
实施例4I 9:1 180
（实施例5A）
按照以下的表7，与实施例1A的情况相同，获得图9所示的管形状的热发电器件81。表8表示结果。
【表7】
第一杯状部件11的材料 铝
第一杯状部件11的个数 199个
dl1 7毫米
ds1 4毫米
T1 0.7毫米
θ1 20度
第二杯状部件12的材料 PbTe
第二杯状部件11的个数 200个
dl2 7毫米
ds2 4毫米
T2 0.3毫米
θ2 20度
T1:T2 7:3
第一电极15和第二电极16的材料 铜
（实施例5B～5E）
除了使θ1=θ2=5、10、30或45之外，进行了与实施例5A相同的实验。
【表8】
θ1、θ2 最大发电电力的值（mW）
实施例5B 5 1550
实施例5C 10 1510
实施例5A 20 730
实施例5D 30 340
实施例5E 45 90
（实施例6A～6I）
除了使T1:T2的比如表9所示变化之外，进行了与实施例5A相同的实验。
【表9】
T1:T2 最大发电电力的值（mW）
实施例6A 1:9 640
实施例6B 2:8 780
实施例6C 3:7 920
实施例6D 4:6 1050
实施例6E 5:5 940
实施例6F 6:4 810
实施例6G（与实施例5A相同） 7:3 730
实施例6H 8:2 700
实施例6I 9:1 520
（实施例7A）
按照以下的表10，与实施例1A的情况相同，获得图9所示的具有300毫米的长度的管形状的热发电器件81。表11表示结果。
【表10】
第一杯状部件11的材料 镍
第一杯状部件11的个数 49个
dl1 14毫米
ds1 10毫米
T1 1.2毫米
θ1 20度
第二杯状部件12的材料 Bi0.8Sb1.2Te3
第二杯状部件11的个数 50个
dl2 14毫米
ds2 10毫米
T2 0.3毫米
θ2 20度
T1:T2 8:2
第一电极15和第二电极16的材料 铜
（实施例7B～7E）
使θ1=θ2=5、10、30或45之外，进行了与实施例7A相同的实验。
【表11】
θ1、θ2 最大发电电力的值（mW）
实施例7B 5 860
实施例7C 10 1710
实施例7A 20 1260
实施例7D 30 570
实施例7E 45 160
（实施例8A～8I）
除了使T1:T2的比如表12所示变化之外，进行了与实施例7A相同的实验。表12表示结果。
【表12】
T1:T2 最大发电电力的值（mW）
实施例8A 1:9 1760
实施例8B 2:8 1750
实施例8C 3:7 1610
实施例8D 4:6 1480
实施例8E 5:5 1390
实施例8F 6:4 1330
实施例8G 7:3 1300
实施例8H（与实施例7A相同） 8:2 1260
实施例8I 9:1 1060
（实施例9A）
按照以下的表13，与实施例1A的情况相同，获得图9所示的具有300毫米的长度的管形状的热发电器件81。表14表示结果。
【表13】
第一杯状部件11的材料 钴
第一杯状部件11的个数 49个
dl1 14毫米
ds1 10毫米
T1 1.2毫米
θ1 20度
第二杯状部件12的材料 Bi2Te2.9
第二杯状部件11的个数 50个
dl2 14毫米
ds2 10毫米
T2 0.3毫米
θ2 20度
T1:T2 8:2
第一电极15和第二电极16的材料 铜
（实施例9B～9E）
除了使θ1=θ2=5、10、30或45之外，进行了与实施例9A相同的实验。
【表14】
θ1、θ2 最大发电电力的值（mW）
实施例9B 5 860
实施例9C 10 2050
实施例9A 20 1330
实施例9D 30 560
实施例9E 45 150
（实施例10A～10I）
除了使T1:T2的比如表15所示变化之外，进行了与实施例9A相同的实验。表15表示结果。
【表15】
T1:T2 最大发电电力的值（mW）
实施例10A 1:9 2030
实施例10B 2:8 1920
实施例10C 3:7 1710
实施例10D 4:6 1550
实施例10E 5:5 1440
实施例10F 6:4 1370
实施例10G（与实施例9A相同） 7:3 1340
实施例10H 8:2 1330
实施例10I 9:1 1180
产业上的利用可能性
本发明提供新的管形状的热发电器件。

Claims (24)

1.一种管形状的热发电器件，其特征在于，具有：
沿所述管形状的热发电器件的轴方向的内部贯通孔；
由金属构成的多个第一杯状部件；
由热电转换材料构成的多个第二杯状部件；
第一电极；和
第二电极，
其中，
所述多个第一杯状部件和所述多个第二杯状部件沿所述轴方向交替反复配置，
所述第一电极和所述第二电极分别设置于所述管形状的热发电器件的一端和另一端，
各第一杯状部件具有第一内表面和第一外表面，
各第一杯状部件在下端具有第一贯通孔，
各第一杯状部件的截面积在其下端的方向上减少，
各第二杯状部件具有第二内表面和第二外表面，
各第二杯状部件在下端具有第二贯通孔，
各第二杯状部件的截面积在其下端的方向上减少，
所述内部贯通孔包括多个第一贯通孔和多个第二贯通孔，
以各第一杯状部件的第一外表面与相邻的一个第二杯状部件的第二内表面紧贴的方式，各第一杯状部件被插入到所述相邻的一个第二杯状部件，
以各第一杯状部件的第一内表面与相邻的另一个第二杯状部件的第二外表面紧贴的方式，所述相邻的另一个第二杯状部件被插入到各第一杯状部件。
2.如权利要求1所述的热发电器件，其特征在于：
所述金属是镍、钴、铜、铝、银、金、或者它们的合金。
3.如权利要求2所述的热发电器件，其特征在于：
所述金属是镍、钴、铜或铝。
4.如权利要求1所述的热发电器件，其特征在于：
所述热电转换材料是Bi、Bi2Te3或PbTe。
5.如权利要求1所述的热发电器件，其特征在于：
所述热电转换材料是含有Sb或Se的Bi2Te3。
6.如权利要求1所述的热发电器件，其特征在于：
各第一杯状部件的第一外表面与所述相邻的一个第二杯状部件的第二内表面接触，并且，
各第一杯状部件的第一内表面与所述相邻的另一个第二杯状部件的第二外表面接触。
7.如权利要求1所述的热发电器件，其特征在于：
各第一杯状部件的第一外表面与所述相邻的一个第二杯状部件的第二内表面之间，并且，
焊锡供给至各第一杯状部件的第一内表面与所述相邻的另一个第二杯状部件的第二外表面之间。
8.如权利要求1所述的热发电器件，其特征在于，满足以下的式子：
5度≤θ1≤45度
5度≤θ2≤45度和
θ1=θ2
其中，
θ1表示由所述第一杯状部件的截面积减少的部分与所述第一杯状部件的轴方向形成的角度，并且，
θ2表示由所述第二杯状部件的截面积减少的部分与所述第二杯状部件的轴方向形成的角度。
9.如权利要求1所述的热发电器件，其特征在于：
还具有管状的罩，
所述管形状的热发电器件被插入到所述管状的罩的内部。
10.如权利要求1所述的热发电器件，其特征在于：
在所述内部贯通孔的周围配置有绝缘性的内壁。
11.如权利要求1所述的热发电器件，其特征在于：
在所述管形状的热发电器件的周围配置有绝缘性的外壁。
12.一种热发电体，其征在于：
其具有多个n根管形状的热发电器件，其中
n是2以上的自然数，
各管形状的热发电器件是权利要求1所述的热发电器件，其中
第1个管形状的热发电器件的截面积最小，
第n个管形状的热发电器件的截面积最大，并且，
第（n-1）个管形状的热发电器件的外表面隔着绝缘层，与第n个管形状的热发电器件的内表面紧贴。
13.如权利要求12所述的热发电体，其特征在于：
各第一电极相互电连接，
各第二电极相互电连接，
所述多个n根管形状的热发电器件电并联连接。
14.如权利要求12所述的热发电体，其特征在于：
第（2m-1）个、第（2m-3）个、第（2m-5）个、……和第1个管形状的热发电器件的第二电极，与第（2m）个、第（2m-2）个、第（2m-4）个、……和第2个管形状的热发电器件的第二电极分别电连接，
n是3以上的奇数，
m的值由式子：m=（n-1）/2定义，
第（2m）个、第（2m-2）个、第（2m-4）个、……和第2个管形状的热发电器件的第一电极，与第（2m+1）个、第（2m-1）个、第（2m-3）个、……和第3个管形状的热发电器件的第一电极分别电连接，并且，
所述多个n根管形状的热发电器件电串联连接。
15.如权利要求12所述的热发电体，其特征在于：
第（2m-1）个、第（2m-3）个、第（2m-5）个、……第1个管形状的热发电器件的第二电极，与第（2m）个、第（2m-2）个、第（2m-4）个、……第2个管形状的热发电器件的第二电极分别电连接，
在此，n是偶数，
m的值由式子：m=n/2定义，
在n为4以上的情况下，第（2m-2）个、第（2m-4）个、……第2个管形状的热发电器件的第一电极，与第（2m-1）个、第（2m-3）个、……第3个管形状的热发电器件的第一电极电连接，
所述多个n根管形状的热发电器件电串联连接。
16.如权利要求1所述的热发电器件，其特征在于：
沿轴方向形成有槽。
17.一种使用管形状的热发电器件产生电的方法，其特征在于，具有以下步骤：
步骤（a），准备权利要求1所述的管形状的热发电器件；和
步骤（b），对所述内部贯通孔与管形状的热发电器件的外表面之间施加温度差，使所述第一电极与所述第二电极之间产生电压差。
18.一种使用管形状的热发电器件产生电的方法，其特征在于，具有以下步骤：
步骤（a），准备权利要求13所述的热发电体；和
步骤（b），对所述第1个管形状的热发电器件的内部贯通孔与热发电体的外表面之间施加温度差，使所述第一电极与所述第二电极之间产生电压差。
19.一种使用管形状的热发电体产生电的方法，其特征在于，具有以下步骤：
步骤（a），准备权利要求14所述的热发电体；和
步骤（b），对所述第1个管形状的热发电器件的内部贯通孔与热发电体的外表面之间施加温度差，使所述第1个管形状的热发电器件的所述第一电极与所述第n个管形状的热发电器件的所述第二电极之间产生电压差。
20.一种使用管形状的热发电体产生电的方法，其特征在于，具有以下步骤：
步骤（a），准备权利要求15所述的热发电体；和
步骤（b），对所述第1个管形状的热发电器件的内部贯通孔与热发电体的外表面之间施加温度差，使所述第1个管形状的热发电器件的所述第一电极与所述第n个管形状的热发电器件的所述第二电极之间产生电压差。
21.一种制造管形状的热发电器件的方法，其特征在于，具有以下步骤：
步骤（a），交替反复配置多个第一杯状部件和多个第二杯状部件，形成具有内部贯通孔的管，
其中，
各第一杯状部件具有第一内表面和第一外表面，
各第一杯状部件在下端具有第一贯通孔，
各第一杯状部件的截面积在其下端的方向上减少，
各第二杯状部件具有第二内表面和第二外表面，
各第二杯状部件在下端具有第二贯通孔，
各第二杯状部件的截面积在其下端的方向上减少，
以各第一杯状部件的第一外表面与相邻的一个第二杯状部件的第二内表面紧贴的方式，各第一杯状部件被插入到所述相邻的一个第二杯状部件，
以各第一杯状部件的第一内表面与相邻的另一个第二杯状部件的第二外表面紧贴的方式，所述相邻的另一个第二杯状部件被插入到各第一杯状部件，
所述内部贯通孔包括多个第一贯通孔和多个第二贯通孔；和
步骤（b），在所述管的一端和另一端分别设置第一电极和第二电极，形成管形状的热发电器件。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于：
在步骤（a）中，
各第一杯状部件的第一外表面与相邻的一个第二杯状部件的第二内表面接触，并且，
各第一杯状部件的第一内表面与相邻的另一个第二杯状部件的第二外表面接触。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于：
在步骤（a）中，
各第一杯状部件的第一内表面面对相邻的另一个第二杯状部件的第二外表面，并且，
各第一杯状部件的第一内表面面向相邻的另一个第二杯状部件的第二外表面，
所述方法还具有以下步骤：
步骤（c），对各第一杯状部件的第一外表面与相邻的一个第二杯状部件的第二内表面之间供给焊锡；和
步骤（d），各第一杯状部件的第一内表面与相邻的另一个第二杯状部件的第二外表面之间供给焊锡。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于：
步骤（c）和步骤（d）同时进行。
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