DE102007028791B4 - Thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung und Herstellungsverfahren dafür - Google Patents

Thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung und Herstellungsverfahren dafür Download PDF

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Abstract

Thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung, umfassend:
ein thermoelektrisches Elementmodul (10) mit einer Vielzahl von Thermoelementpaaren, von denen jedes ein thermoelektrisches p-Element (12) und ein thermoelektrisches n-Element (13) hat, die elektrisch miteinander in Reihe geschaltet sind; und
eine Vielzahl von Wärmeaustauschelementen (22, 32), die elektrisch mit den thermoelektrischen Elementen (12, 13) elektrisch verbunden sind und durch die Wärme zwischen den thermoelektrischen Elementen (12, 13) und einem Wärmeübertragungsmedium übertragbar ist, wobei:
die Wärmeaustauschelemente (22, 32) in zumindest drei Reihen in Bezug auf eine Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums angeordnet sind und jeweils mit den Thermoelementpaaren verbunden sind; und
eine Isolierschicht (40) im Wesentlichen auf der gesamten Oberfläche einer Anordnung des thermoelektrischen Elementmoduls und der Wärmeaustauschelemente (22, 32) durch elektrolytische Abscheidungsbeschichtung aufgebracht ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung und ein Herstellungsverfahren dafür.
  • Aus DE 11 2005 001 273 T5 ist eine thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung bekannt, bei der die Wärmeaustauschelemente durch stab- oder plattenförmige Isolationselemente voneinander isoliert sind.
  • Weiterhin ist es aus DE 1 489 282 A bekannt, die Oberfläche einer Trägerplatte einer thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung elektrolytisch zu oxidieren.
  • Im Allgemeinen wird unter Bezug auf JP-2006-114840A eine thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung mit einem thermoelektrischen Elementsubstrat und mehreren Wärmeaustauschelementen bereitgestellt. Mehrere Thermoelementpaare, von denen jedes ein thermoelektrisches p-Element und ein thermoelektrisches n-Element umfasst, sind auf dem thermoelektrischen Elementsubstrat angeordnet. Alle thermoelektrischen Elemente sind elektrisch miteinander verbunden. Die Wärmeaustauschelemente sind jeweils für die Thermoelementpaare bereitgestellt, um mit den thermoelektrischen Elementen Wärme auszutauschen.
  • Das heißt in diesem Fall, dass die Frontseite und die Rückseite des thermoelektrischen Elementsubstrats jeweils in eine wärmeabsorbierende Seite und eine wärmeabstrahlende Seite unterteilt sind, von denen jede daselbst mit den zahlreichen Wärmeaustauschelementen versehen ist. Auf diese Weise werden die Wärmewiderstände des Wärmeaustauschelements und des thermoelektrischen Elements verringert, so dass der thermoelektrische Umwandlungswirkungsgrad verbessert wird und die Arbeit für die Herstellung verringert wird.
  • In diesem Fall wird jedoch aufgrund von Kondensationswasser, das an dem Wärmeaustauschelement der wärmeabsorbierenden Seite erzeugt wird, an dem thermoelektrischen Element und dem Verbindungsabschnitt zwischen dem thermoelektrischen Element und dem Wärmeaustauschelement eine Migration bewirkt.
  • Außerdem sind alle thermoelektrischen Elemente durch die Wärmeaustauschelemente der wärmeabsorbierenden Seite und die der wärmeabstrahlenden Seite in Reihe geschaltet. Auf diese Weise wird Spannung an die thermoelektrischen Elemente und die Wärmeaustauschelemente angelegt, wenn sie mit einer Stromversorgung versehen werden, so dass die Teile, die benachbart zueinander sind, derart aufgebaut werden, dass sie voneinander isoliert sind.
  • Die Isoliereinrichtungen sind in JP-2006-114840A nicht beschrieben. Im Allgemeinen kann eine Isolierbeschichtung oder die Bildung einer dünnen Isolierschicht durch Dampfabscheidung verwendet werden, um die elektrische Isolierung bereitzustellen. Bei der Isolierbeschichtung oder Dampfabscheidung wird jedoch ein Isoliermaterial von der Außenseite des thermoelektrischen Elementsubstrats aufgesprüht. Auf diese Weise kann die Isolierschicht auf der Außenseite dick sein und auf der Innenseite dünn sein. Das heißt, Schwankungen der Dicke werden auftreten.
  • Daher muß die minimale Schichtdicke der elektrischen Isolierung halber entsprechend der Schichtdicke der Innenseite eingestellt werden. Auf diese Weise wird die Schichtdicke der Außenseite dick, so dass sie ein notwendiges Maß übersteigt. Daher wird die Wärmeaustauschkapazität aufgrund der Zunahme des Wärmewiderstands wegen der dicken Schicht verschlechtert. Außerdem wird an dem schmalen Spalt eine Schichtdehnung oder ähnliches auftreten, so dass der Luftblaswiderstand eines Luftblasdurchgangs eines Luftblassystems zunimmt und die Luftblaskapazität des Luftblassystems verschlechtert wird.
  • Außerdem tritt die Schwankung der Schichtdicke leicht in der Richtung der Durchgangsbreite des Luftblasdurchgangs auf. Daher wird eine Schwankung der Windgeschwindigkeit und der Temperatur bewirkt, so dass das Wärmeaustauschvermögen verschlechtert wird.
  • Da das thermoelektrische Elementsubstrat der vorstehend beschriebenen Art in diesem Fall außerdem für eine Kühlvorrichtung oder eine Heizvorrichtung mit kleiner Abmessung verwendet wird, werden die mehreren Aufbaubestandteile, wie etwa die thermoelektrischen Elemente und die Wärmeaustauschelemente, die winzig sind, in Bezug auf die Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums in mehreren Reihen angeordnet. Folglich ist es in diesem Fall schwierig, die Isolierschicht an den thermoelektrischen Elementen und den Wärmeaustauschelementen auszubilden, die auf der Reihe der Innenseite angeordnet sind.
  • Angesichts des vorstehend beschriebenen Nachteils ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung, bei der eine elektrische Isolierung bereitgestellt wird, während eine Wärmeaustauschkapazität und eine Luftblaskapazität aufrechterhalten werden, und ein Herstellungsverfahren dafür zur Verfügung zu stellen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung ein thermoelektrisches Elementmodul mit einer Vielzahl von Thermoelementpaaren, von denen jedes ein thermoelektrisches p-Element und ein thermoelektrisches n-Element hat, die elektrisch miteinander in Reihe geschaltet sind, und einer Vielzahl von Wärmeaustauschelementen, die elektrisch mit den thermoelektrischen Elementen verbunden sind. Wärme ist durch die Wärmeaustauschelemente zwischen einem Wärmeübertragungsmedium und den thermoelektrischen Elementen übertragbar. Die Wärmeaustauschelemente sind in Bezug auf eine Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums in mindestens drei Reihen angeordnet. Durch elektrolytische Abscheidungsbeschichtung wird eine Isolierschicht im Wesentlichen auf der ganzen Oberfläche einer Anordnung des thermoelektrischen Moduls und der Wärmeaustauschelemente bereitgestellt.
  • Da die Isolierschicht durch Eintauchen des thermoelektrischen Moduls in das elektrolytische Abscheidebecken ausgebildet wird, kann im Wesentlichen auf der ganzen Oberfläche der Anordnung des thermoelektrischen Moduls und der Wärmeaustauschelemente die Isolierschicht mit einer gleichmäßigen Dicke bereitgestellt werden. In diesem Fall werden die thermoelektrischen Elemente und die Wärmeaustauschelemente in Bezug auf die Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums in den mehreren Reihen angeordnet. Auf diese Weise kann die Isolierschicht an den thermoelektrischen Elementen und den Wärmeaustauschelementen, die in den Reihen der Innenseite angeordnet sind, gleichmäßig ausgebildet werden.
  • Da die Isolierschicht mit der vorbestimmten Dicke ausgebildet werden kann, können die Verschlechterung einer Luftblaskapazität eines Luftblassystems und die Verschlechterung einer Wärmeaustauschkapazität aufgrund der dicken Schicht verringert werden.
  • Da die elektrolytische Abscheidungsbeschichtung außerdem ein Verfahren zum Auftragen des Isoliermaterials durch Anlegen der Spannung an den Teil ist, wo die Isolierschicht ausgebildet werden soll, kann die Isolierschicht mit der gleichmäßigen Dicke an dem stromführenden Teil der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit ausgebildet werden. Da außerdem die Schicht mit einer größeren Dicke als dem notwendigen Wert verringert wird, kann das Auftreten der Schichtdehnung an einem schmalen Spalt begrenzt werden.
  • Da die Isolierschicht außerdem ohne weiteres an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem thermoelektrischen Element und dem Wärmeaustauschelement ausgebildet wird, kann die Migration eingeschränkt werden.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Herstellungsverfahren für eine thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung bereitgestellt, die ein thermoelektrisches Elementmodul und eine Vielzahl von Wärmeaustauschelementen umfaßt. Das thermoelektrische Elementmodul umfasst eine Vielzahl von Thermoelementpaaren, von denen jedes ein thermoelektrisches p-Element und ein thermoelektrisches n-Element hat, die elektrisch miteinander in Reihe geschaltet sind. Das Herstellungsverfahren umfasst ein Verbindungsverfahren für das jeweilige Verbinden der Wärmeaustauschelemente mit den Thermoelementpaaren, ein Tauchverfahren und ein Trocknungsverfahren. Wärme ist durch die Wärmeaustauschelemente zwischen einem Wärmeübertragungsmedium und den thermoelektrischen Elementen übertragbar. Die Wärmeaustauschelemente sind elektrisch mit den thermoelektrischen Elementen verbunden und in Bezug auf eine Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums in mindestens drei Reihen angeordnet. In dem Tauchverfahren wird eine Anordnung des thermoelektrischen Elementmoduls und der Wärmeaustauschelemente in ein Tauchbecken getaucht, in dem ein geschmolzenes Isoliermaterial bereitgestellt ist, um das Isoliermaterial im Wesentlichen auf ein gesamte Oberfläche der Anordnung aufzubringen, indem eine vorbestimmte Spannung an die Anordnung angelegt wird. Das Tauchverfahren wird nach dem Verbindungsverfahren durchgeführt. In dem Trocknungsverfahren wird die Anordnung des thermoelektrischen Elementmoduls und der Wärmeaustauschelemente, wo in dem Tauchverfahren das Isoliermaterial aufgebracht wurde, getrocknet, so dass eine Isolierschicht ausgebildet wird.
  • Aufgrund der elektrolytisch abgeschiedenen Beschichtung einschließlich des Trocknungsverfahrens und des Tauchverfahrens, die nach dem Verbindungsverfahren zum Verbinden des Thermoelementpaars mit dem Wärmeaustauschelement durchgeführt werden, kann die Isolierschicht durch Eintauchen des thermoelektrischen Elementmoduls in das elektrolytische Abscheidebecken ausgebildet werden. Daher kann die Isolierschicht im Wesentlichen auf der gesamten Oberfläche der Anordnung des thermoelektrischen Elementmoduls und der Wärmeaustauschelemente mit einer gleichmäßigen Dicke bereitgestellt werden.
  • In diesem Fall kann die Isolierschicht für das thermoelektrische Elementmodul, wo die thermoelektrischen Elemente und die Wärmeaustauschelemente in den mehreren Reihen in Bezug auf die Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums angeordnet sind, gleichmäßig auf den thermoelektrischen Elementen und den Wärmeaustauschelementen ausgebildet werden, die an den Reihen der Innenseite angeordnet sind. Auf diese Weise können die Verschlechterung der Luftblaskapazität eines Luftblassystems und die Verschlechterung einer Wärmeaustauschkapazität aufgrund der dicken Schicht verringert werden.
  • Außerdem wird das Isoliermaterial in dem Tauchverfahren aufgebracht, indem die vorbestimmte Spannung an die Anordnung des thermoelektrischen Elementmoduls und der Wärmeaustauschelemente angelegt wird, so dass an dem stromführenden Teil des thermoelektrischen Elementmoduls die Isolierschicht mit der gleichmäßigen Dicke ausgebildet werden kann. Da außerdem die Schicht mit einer größeren Dicke als einem notwendigen Wert verringert wird, kann das Auftreten der Schichtdehnung an einem schmalen Spalt beschränkt werden.
  • Da die Isolierschicht außerdem ohne weiteres an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem thermoelektrischen Element und dem Wärmeaustauschelement ausgebildet wird, kann die Migration eingeschränkt werden.
  • Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher, die unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, wobei in den Zeichnungen:
  • 1 eine schematische Ansicht ist, die ein Aussehen einer thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, bevor Befestigungselemente montiert sind;
  • 2 eine entlang einer Linie II-II in 1 genommene schematische Schnittansicht ist;
  • 3 eine schematische demontierte Schnittansicht ist, die einen Hauptteil der thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 4 eine schematische Ansicht ist, die eine Anordnung von thermoelektrischen p-Elementen und thermoelektrischen n-Elementen einer thermoelektrischen Elementsubstrateinheit zeigt, wenn sie entlang der Richtung des Pfeils IV in 2 betrachtet wird;
  • 5 eine entlang der Linie V-V in 2 genommene schematische Schnittansicht ist;
  • 6A eine Teilschnittansicht ist, die ein Tauchverfahren gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, und 6B eine Teilschnittansicht ist, die ein Trocknungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 7A eine schematische Ansicht ist, die ein Wärmeaustauschelement zeigt, 7B eine schematische Ansicht ist, die das Wärmeaustauschelement zeigt, wenn es in der Richtung VIIB in 7A betrachtet wird, 7C eine entlang der Linie VIIC-VIIC in 7A genommene schematische Schnittansicht ist, 7D eine vergrößerte Ansicht ist, die den VIID-Teil von 7C zeigt, und 7E eine vergrößerte Ansicht ist, die den VIIE-Teil von 7D zeigt;
  • 8 ein Diagramm ist, das eine Bildung einer Isolierschicht durch elektrolytische Abscheidungsbeschichtung gemäß der ersten Ausführungsform und gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt;
  • 9 eine schematische Ansicht ist, die eine thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
  • 10 eine entlang der Linie X-X in 9 genommene schematische Schnittansicht ist;
  • 11 eine demontierte schematische Schnittansicht ist, die einen Hauptteil der thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
  • 12 eine schematische Ansicht ist, die eine thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
  • 13 eine schematische Ansicht ist, die eine Anordnung von thermoelektrischen p-Elementen und thermoelektrischen n-Elementen einer thermoelektrischen Elementsubstrateinheit zeigt, wenn sie entlang der Richtung des Pfeils XIII in 12 betrachtet wird;
  • 14 eine demontierte schematische Schnittansicht ist, die einen Hauptteil der thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
  • 15 eine entlang der Linie XV-XV in 12 genommene schematische Schnittansicht ist;
  • 16 eine vergrößerte Ansicht ist, die den XVI-Teil von 15 zeigt;
  • 17 eine schematische Ansicht ist, die ein elektrolytisches Abscheidungsbeschichtungsverfahren gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
  • 18 eine schematische Schnittansicht ist, die einen Hauptteil einer thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
  • 19 eine vergrößerte Ansicht ist, die den XIX-Teil von 18 zeigt;
  • 20 eine schematische Ansicht ist, die einen Hauptteil einer thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
  • 21 eine schematische Ansicht ist, die einen Hauptteil einer thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • Die Beispielausführungsformen werden unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Eine thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf 1–8 beschrieben. Die thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung 100 kann für eine Kühlvorrichtung oder eine Heizvorrichtung geeignet verwendet werden. Zum Beispiel kann die thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung 100 in einer in einem Fahrzeug montierten Sitzklimaanlagenvorrichtung geeignet verwendet werden. In diesem Fall können ein Sitzabschnitt und ein Rückenabschnitt jeweils mit einer thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung 100 versehen werden, so dass von der thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung 100 gekühlte kalte Luft von der Oberfläche des Sitzes nach außen geblasen werden kann. Es ist wünschenswert, dass die thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung 100 klein dimensioniert ist, um in den Fahrzeugsitz montiert zu werden, wo der Montageraum eng ist.
  • Wie in 1–5 gezeigt, ist die thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung 100 mit einer thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 (thermoelektrisches Elementmodul), einer ersten Lamellenplatteneinheit 20 einer wärmeabsorbierenden Seite, einer zweiten Lamellenplatteneinheit 30 einer wärmeabstrahlenden Seite und zwei Gehäuseelementen 28 versehen.
  • Unter Bezug auf 2–5 umfasst die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10 thermoelektrische p-Elemente 12, thermoelektrische n-Elemente 13, Elektrodenelemente 16 und einen Isoliersubstrat 11 zum Halten der thermoelektrischen Elemente 12 und der thermoelektrischen Elemente 13. Das thermoelektrische Element 12, das thermoelektrische Element 13, das Elektrodenelement 16 und das Isoliersubstrat 11 sind miteinander integriert.
  • Insbesondere kann das Isoliersubstrat 11 aus einem im Wesentlichen plattenförmigen Isoliermaterial (zum Beispiel Glasepoxid, Phenolharz, PPS-Harz, LCP-Harz oder PET-Harz) gefertigt sein. Das Isoliersubstrat 11 ist mit mehreren thermoelektrischen Elementgruppen versehen, die in einem Muster eines Gitters mit im Wesentlichen gleichmäßigen Quadraten angeordnet sind. Jede der thermoelektrischen Elementgruppen umfasst ein thermoelektrisches p-Element 12 und ein thermoelektrisches n-Element 13. Das heißt, die thermoelektrischen p-Elemente 12 und die thermoelektrischen n-Elemente 13 sind auf dem Isoliersubstrat 11 abwechselnd angeordnet. Die Endoberfläche des thermoelektrischen Elements 12 und die Endoberfläche (die in Bezug auf die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10 auf der gleichen Seite wie diese Endoberfläche des thermoelektrischen Elements 12 positioniert ist) des thermoelektrischen Elements 13, die benachbart zueinander sind, sind mit dem Elektrodenelement 16 verbunden.
  • Die thermoelektrischen Elemente 12 (die zum Beispiel winzige Bestandteile sind) können aus einem p-Halbleiter gefertigt sein, der aus einer Bi-Te-Verbindung (Wismuttelluridverbindung) besteht. Das thermoelektrische Element 13 (das zum Beispiel ein winziger Bestandteil ist) kann aus einem n-Halbleiter gefertigt sein, der aus einer Bi-Te-Verbindung besteht. Die zwei Endoberflächen (zum Beispiel die obere Endoberfläche und die untere Endoberfläche) jedes der thermoelektrischen Elemente 12 und 13 stehen von dem Isoliersubstrat 11 vor.
  • Das Elektrodenelement 16 ist aus einem leitenden Metall, wie etwa Kupfer, aufgebaut und hat im Wesentlichen eine Plattenform. Das thermoelektrische Element 12 und das thermoelektrische Element 13, die benachbart zueinander sind, sind durch das Elektrodenelement 16 in Reihe miteinander geschaltet.
  • Wie in 2 und 3 gezeigt, ist das Elektrodenelement 16, das auf der einen Seite (d. h. der Oberseite) des Isoliersubstrats 11 angeordnet ist, eine Elektrode, durch die Strom von dem thermoelektrischen Element 13 zu dem thermoelektrischen Element 12 (benachbart zu diesem thermoelektrischen Element 13) fließt. Das Elektrodenelement 16, das auf der anderen Seite (z. B. der unteren Seite) des Isoliersubstrats 11 angeordnet ist, ist eine Elektrode, durch die Strom von dem thermoelektrischen Element 12 zu dem thermoelektrischen Element 13 (benachbart zu diesem thermoelektrischen Element 12) fließt.
  • In diesem Fall kann das Elektrodenelement 16 durch Löten oder ähnliches mit den Endoberflächen des thermoelektrischen Elements 12 und des thermoelektrischen Elements 13 verbunden werden, indem im Voraus zum Beispiel durch Siebdrucken dünn Lötpaste oder ähnliches auf die Endoberflächen aufgetragen wird.
  • Die erste Lamellenplatteneinheit 20 umfasst ein Wärmeaustauschelement 22 (zum Absorbieren von Wärme) und eine Isolierplatte 21 (erstes Haltelement), die miteinander integriert sind. Die Isolierplatte 21 (Halteelement) kann aus einem im Wesentlichen plattenförmigen Isoliermaterial (zum Beispiel Glasepoxid, Phenolharz, PPS-Harz, LCP-Harz oder PET-Harz) gefertigt sein. Die zweite Lamellenplatteneinheit 30 umfasst ein Wärmeaustauschelement 32 (zum Abstrahlen von Wärme) und eine dritte Isolierplatte 31 (erstes Halteelement), die miteinander integriert sind. Die dritte Isolierplatte 31 (Halteelement) kann aus einem im Wesentlichen plattenförmigen Isoliermaterial (zum Beispiel Glasepoxid, Phenolharz, PPS-Harz, LCP-Harz oder PET-Harz) gefertigt sein.
  • Sowohl das Wärmeaustauschelement 22 als auch das Wärmeaustauschelement 32 können aus einem dünnen Blechmaterial aus einem leitenden Metall, wie etwa Kupfer oder ähnlichem, aufgebaut werden und im Wesentlichen eine U-artige Form haben. Wie in 5 gezeigt, umfasst das Wärmeaustauschelement 22 einen wärmeabsorbierenden Elektrodenabschnitt 25, der aus dem unteren Abschnitt des Wärmeaustauschelements 22 mit der U-artigen Form aufgebaut ist, und einen Wärmeaustauschabschnitt 26, der sich von dem wärmeabsorbierenden Elektrodenabschnitt 25 erstreckt und eine Jalousieform hat. Das Wärmeaustauschelement 32 umfasst einen wärmeabstrahlenden Elektrodenabschnitt 35, der aus dem unteren Abschnitt des Wärmeaustauschelements 32 mit der U-Form aufgebaut ist, und einen Wärmeaustauschabschnitt 36, der sich von dem wärmeabstrahlenden Elektrodenabschnitt 35 erstreckt und eine Jalousieform hat.
  • Der Wärmeaustauschabschnitt 26, der mit dem wärmeabsorbierenden Elektrodenabschnitt 25 integriert ist, ist ein Lamellenglied zum Absorbieren von Wärme, die durch den wärmeabsorbierenden Elektrodenabschnitt 25 übertragen wird, und kann durch Einschneiden oder ähnliches ausgebildet werden. Der wärmeaustauschende Abschnitt 36, der mit dem wärmeabstrahlenden Elektrodenabschnitt 35 integriert ist, ist ein Lamellenglied zum Abstrahlen von Wärme, die durch den wärmeabstrahlenden Elektrodenabschnitt 35 übertragen wird, und kann durch Einschneiden oder ähnliches ausgebildet werden.
  • Der wärmeabsorbierende Elektrodenabschnitt 25 und der wärmeabstrahlende Elektrodenabschnitt 35 sind jeweils integral an der Isolierplatte 21 und der dritten Isolierplatte 31 in einer derartigen Weise befestigt, dass die Endoberflächen des wärmeabsorbierenden Elektrodenabschnitts 25 und des wärmeabstrahlenden Elektrodenabschnitts 35 mit den Elektrodenelementen 16 verbunden sind.
  • Der Elektrodenabschnitt 25 des Wärmeaustauschelements 22 ist in einer derartigen Weise aufgebaut, dass das Ende des wärmeabsorbierenden Elektrodenabschnitts 25 ein wenig von der Oberfläche der Isolierplatte 21 vorsteht, und der Elektrodenabschnitt 35 des Wärmeaustauschelements 32 ist in einer derartigen Weise aufgebaut, dass das Ende des wärmeabstrahlenden Elektrodenabschnitts 35 ein wenig von der Oberfläche der dritten Isolierplatte 31 vorsteht.
  • Das heißt, der Elektrodenabschnitt 25 (35) ist derart aufgebaut, dass er nicht von der Isolierplatte 21 (31) auf die Seite des thermoelektrischen Elements 12, 13 vorsteht, wenn die Endoberfläche des wärmeabsorbierenden Elektrodenabschnitts 25 (35) das Elektrodenelement 16 berührt, das an der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 angeordnet ist.
  • Die Wärmeaustauschelemente 22 sind im Wesentlichen in dem Muster des Gitters mit gleichmäßigen Quadraten an der Isolierplatte 21 angeordnet und in einem vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet, so dass die Wärmeaustauschelemente 22 gegeneinander isoliert sind. Die Wärmeaustauschelemente 32 sind im Wesentlichen in dem Muster des Gitters mit gleichmäßigen Quadraten an der Isolierplatte 31 angeordnet und in einem vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet, so dass die Wärmeaustauschelemente 32 gegeneinander isoliert sind.
  • Der wärmeabsorbierende Elektrodenabschnitt 25 des Wärmeaustauschelements 22 ist entsprechend dem Elektrodenelement 16 der Oberseite angeordnet und mit dem Elektrodenelement 16 verbunden. Der wärmeabstrahlende Elektrodenabschnitt 35 des Wärmeaustauschelements 32 ist entsprechend dem Elektrodenelement 16 der Unterseite angeordnet und mit dem Elektrodenelement 16 verbunden.
  • Wie in 2 und 3 gezeigt, sind ein Befestigungselement 23 und ein Befestigungselement 33, von denen jedes ein zweites Halteelement aufbaut, jeweils an den zwei Endseiten (z. B. oberste Seite und unterste Seite) des Raums angeordnet, der in den Gehäuseelementen 28 definiert ist, um jeweils die Enden (z. B. oberen Enden) der Wärmeaustauschelemente 22 und die Enden (z. B. unteren Enden) der Wärmeaustauschelemente 32 zu halten. Auf diese Weise können die benachbarten Wärmeaustauschelemente 22 (32) in dem vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sein und elektrisch gegeneinander isoliert sein.
  • Das Befestigungselement 23 und das Befestigungselement 33 können jeweils aus einem im Wesentlichen plattenförmigen Isoliermaterial (zum Beispiel Glasepoxid, Phenolharz, PPS-Harz, LCP-Harz oder PET-Harz) gefertigt sein und mit mehreren (nicht gezeigten) Befestigungslöchern versehen sein, durch welche die Enden der Wärmeaustauschelemente 22 (32) eingesetzt werden.
  • Wie in 1 gezeigt, sind Verbindungsanschlüsse 24a und 24b als Stromquellenanschlüsse jeweils mit dem thermoelektrischen Element 12 und dem thermoelektrischen Element 13 verbunden, die jeweils an den zwei Enden (z. B. am linken Ende und am rechten Ende) des Isoliersubstrats 11 positioniert sind. Der Verbindungsanschluss 24a kann ferner mit dem positiven Anschluss einer (nicht gezeigten) Gleichstromquelle verbunden sein, der Verbindungsanschluss 24b kann ferner mit dem negativen Anschluss der Gleichstromquelle verbunden sein.
  • Auf diese Weise sind die mehreren Elektrodenelemente 16 und die mehreren Wärmeaustauschelemente 22, die auf der Oberseite angeordnet sind, mit ersten Enden (z. B. oberen Enden) der thermoelektrischen p-Elemente 12 und ersten Enden (z. B. oberen Enden) der thermoelektrischen n-Elemente 13 elektrisch verbunden. Die mehreren Elektrodenelemente 16 und die mehreren Wärmeaustauschelemente 32, die auf der Unterseite angeordnet sind, sind mit zweiten Enden (z. B. unteren Enden) der thermoelektrischen p-Elemente 12 und zweiten Enden (z. B. unteren Enden) der thermoelektrischen n-Elemente 13 elektrisch verbunden.
  • Wenn an den Verbindungsanschluss 24a eine Spannung angelegt wird, fließt Gleichstrom nacheinander von dem thermoelektrischen Element 12 der linken Seite in 2 durch das durch das auf der Unterseite angeordnete Elektrodenelement 16 zu dem thermoelektrischen Element 13 und fließt dann nacheinander von diesem thermoelektrischen Element 13 durch das auf der Oberseite angeordnete Elektrodenelement 16 zu dem thermoelektrischen Element 12.
  • In diesem Fall hat das Elektrodenelement 16, das auf der Unterseite des pn-Verbindungsabschnitts angeordnet ist, wegen eines Peltiereffekts einen hohen Temperaturzustand, und das Elektrodenelement 16, das auf der Oberseite des np-Verbindungsabschnitts angeordnet ist, hat einen niedrigen Temperaturzustand. Das heißt, der der auf der Oberseite angeordnete Temperaturaustauschabschnitt 26 baut einen Wärmeaustauschabschnitt auf, um Wärme von dem Wärmeübertragungsmedium (Kontaktwärmeaustauschabschnitt 26), das gekühlt werden soll, zu absorbieren. Der auf der Unterseite angeordnete Temperaturaustauschabschnitt 36 baut einen Wärmeaustauschabschnitt auf, um zum Kühlen Wärme an das Wärmeübertragungsmedium (Kontaktwärmeaustauschabschnitt 36) abzustrahlen.
  • Wie in 2 gezeigt, können die Gehäuseelemente 28 jeweils Luftdurchgänge (die durch die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10 voneinander abgetrennt sind) an den zwei Seiten (zum Beispiel der Richtung zwischen oben und unten) der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 aufbauen. Das Wärmeübertragungsmedium, wie etwa Luft, strömt durch die Luftdurchgänge, um Wärme mit dem Wärmeaustauschabschnitt 26 und dem Wärmeaustauschabschnitt 36 auszutauschen. Daher kann Luft mit der thermoelektrischen Elementsubstratsubstrateinheit 10 als der Trennwand an dem Wärmeaustauschabschnitt 26 der Oberseite gekühlt werden und an dem Wärmeaustauschabschnitt 36 der Unterseite erwärmt werden.
  • In dieser Ausführungsform ist der positive Anschluss der Gleichstromquelle mit dem Verbindungsanschluss 24a verbunden, und ihr negativer Anschluss ist mit dem Verbindungsanschluss 24b verbunden, so dass der Gleichstrom an dem Verbindungsanschluss 24a eingespeist wird. Alternativ kann der positive Anschluss der Gleichstromquelle mit dem Verbindungsanschluss 24b verbunden sein, und ihr negativer Anschluss kann mit dem Verbindungsanschluss 24a verbunden sein, so dass der Gleichstrom an dem Verbindungsanschluss 24b eingespeist wird. In diesem Fall baut das Wärmeaustauschelement 22 der Oberseite den Wärmeaustauschabschnitt zum Abstrahlen von Wärme auf, und das Wärmeaustauschelement 32 der Unterseite baut den Wärmeaustauschabschnitt zum Absorbieren von Wärme auf.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird im Wesentlichen auf einer gesamten Oberfläche einer Anordnung des thermoelektrischen Elementmoduls 10 und der Wärmeaustauschelemente 22, 32 eine Isolierschicht ausgebildet.
  • Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren der thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung 100 beschrieben.
  • Wie in 3 und 4 gezeigt, sind die mehreren thermoelektrischen p-Elemente 12 und die mehreren thermoelektrischen n-Elemente 13 abwechselnd an Löchern angeordnet, die in dem Isoliersubstrat 11 im Wesentlichen in dem Muster des Gitters aus gleichmäßigen Quadraten angeordnet sind, um integral mit dem Isoliersubstrat 11 aufgebaut zu werden. Auf diese Weise werden die zwei Endoberflächen jedes thermoelektrischen Elements 12 und thermoelektrischen Elements 13, die benachbart zueinander sind und an dem Isoliersubstrat 11 angeordnet sind, jeweils durch Löten oder ähnliches mit den Elektrodenelementen 16 verbunden, so dass das thermoelektrische Element 12 und das Elektrodenelement 16 in Reihe geschaltet sind.
  • Auf diese Weise werden das thermoelektrische Element 12, das thermoelektrische Element 13 und das Elektrodenelement 16 mit dem Isoliersubstrat 11 integriert, so dass die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10 aufgebaut wird. Der np-Verbindungsabschnitt wird aus dem Elektrodenelement 16 aufgebaut, das auf der Oberseite angeordnet ist, und der pn-Verbindungsabschnitt wird aus dem Elektrodenelement 16 aufgebaut, das auf der Unterseite angeordnet ist. Das thermoelektrische Element 12 und das thermoelektrische Element 13 werden elektrisch in Reihe miteinander geschaltet.
  • Alternativ können das thermoelektrische Element 12, das thermoelektrische Element 13 und das Elektrodenelement 16 auch unter Verwendung eines Montagegeräts montiert werden, das eine Herstellungsvorrichtung zum Befestigung von Halbleiter- oder elektronischen Bauteilen an einem Steuersubstrat ist. Wenn in diesem Fall die Größe des thermoelektrischen Elements 12, 13 größer als 1,5 mm × 1,5 mm ist, kann das thermoelektrische Element 12, 13 leicht aufgenommen werden, um mit einer verbesserten Produktivität montiert zu werden.
  • Dann wird der wärmeabsorbierende Elektrodenabschnitt 25 in die an der Isolierplatte 21 angeordneten Eingreiflöcher eingesetzt, und die Wärmeaustauschelemente 22 werden aufgenommen und auf der Isolierplatte 21 angeordnet. Auf diese Weise wird die ersten Lamellenplatteneinheit 20 aufgebaut. Der wärmeabstrahlende Elektrodenabschnitt 35 wird in die an der dritten Isolierplatte 31 angeordneten Eingreiflöcher eingesetzt, und die Wärmeaustauschelemente 32 werden aufgenommen und auf der dritten Isolierplatte 31 angeordnet. Auf diese Weise wird die zweite Lamellenplatte 30 aufgebaut.
  • Danach wird ein Verbindungsverfahren durchgeführt. In diesem Fall wird die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10 zwischen der ersten Lamellenplatteneinheit 20 und der zweiten Lamellenplatteneinheit 30, die zusammenmontiert werden sollen, eingeschoben, und die Elektrodenabschnitte 25 und 35 werden jeweils durch Löten oder ähnliches gemeinsam mit den Elektrodenelementen 16 kontaktiert, die verbunden werden sollen.
  • Alternativ kann die erste Lamellenplatteneinheit 20 in dem Verbindungsverfahren auch an der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 überlagert werden, so dass das Elektrodenelement 16 und der wärmeabsorbierende Elektrodenabschnitt 25 einander berühren und nur an der einseitigen Oberfläche miteinander verbunden sind. Danach wird die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10 umgedreht, um an der zweiten Lamellenplatteineinheit 30 überlagert zu werden, und dann werden das Elektrodenelement 16 und der wärmeabstrahlende Elektrodenabschnitt 35 miteinander verbunden.
  • Dann werden die Endabschnitte (die an der zu dem wärmeabsorbierenden Elektrodenabschnitt 25 entgegengesetzten Seite des Wärmeaustauschelements 22 sind) der Wärmeaustauschelemente 22 in den Befestigungslöchern des Befestigungselements 23 angeordnet, um befestigt zu werden. Die Endabschnitte (die an der zu dem wärmeabstrahlenden Elektrodenabschnitt 35 entgegengesetzten Seite des Wärmeaustauschelements 32 sind) der Wärmeaustauschelemente 32 werden in den Befestigungslöchern des Befestigungselements 33 angeordnet, um befestigt zu werden. Auf diese Weise können die Wärmeaustauschelemente 22 (32), die benachbart zueinander sind, in dem vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet werden, um elektrisch isoliert zu sein.
  • Als nächstes wird eine elektrolytische Abscheidungsbeschichtung durchgeführt, um die Lamellenplatteneinheit 20, die zweite Lamellenplatteneinheit 30, das Befestigungselement 23 und das Befestigungselement 33 an der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 zu montieren. Die elektrolytische Abscheidungsbeschichtung umfasst ein in 6A gezeigtes Tauchverfahren und ein in 6B gezeigtes Trocknungsverfahren.
  • In dem Tauchverfahren unter Bezug auf 6A wird die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10, an der das Wärmeaustauschelement 22 der ersten Lamellenplatteneinheit 20 und die erste Lamellenplatteneinheit 20 des Wärmeaustauschelements 32 angebracht sind, in ein elektrolytisches Abscheidebecken 60 getaucht, wo ein Isoliermaterial, zum Beispiel ein elektrolytischer Abscheidungslack geschmolzen ist, so dass das Isoliermaterial im Wesentlichen auf die gesamte Oberfläche der Anordnung aufgebracht wird. In diesem Fall ist eine Auftragvorrichtung elektrisch mit dem Verbindungsanschluss 24a und dem Verbindungsanschluss 24b der ersten Lamellenplatteneinheit 20 verbunden, so dass eine vorbestimmte Spannung angelegt wird. Auf diese Weise kann eine vorbestimmte Eintauchzeitspanne bereitgestellt werden.
  • In dem Trocknungsverfahren unter Bezug auf 6B wird das Isoliermaterial, das (in dem Tauchverfahren) auf die äußere Oberfläche der Anordnung einschließlich der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 und der montierten Wärmeaustauschelemente 22 und 32 aufgebracht wurde, getrocknet, so dass die Isolierschicht hergestellt wird. In diesem Fall wird die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10, die mit dem Eintauchverfahren versehen wurde, in einem konstanten Temperaturbad 70 angeordnet, in dem eine vorbestimmte Trocknungstemperatur eingestellt ist, so dass das Isoliermaterial getrocknet wird.
  • Auf diese Weise wird das flüssige Isoliermaterial, das, auf die Oberfläche der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 aufgebracht wurde, wo das Wärmeaustauschelement 22 und das Befestigungselement 23 befestigt sind, in einer Atmosphäre mit einer hohen Temperatur gehärtet. Auf diese Weise wird die Isolierschicht mit einer vorbestimmten Dicke hergestellt. In diesem Fall kann die Trocknungsbedingung, wie etwa eine Trocknungstemperatur, eine Trocknungszeitspanne und die Anzahl der Trocknungen und ähnliches, geändert werden, so dass die Härtungszeitspanne, die Schichtdicke und die Schichtdichte der Isolierschicht und ähnliches eingestellt werden können.
  • Zum Beispiel kann das Trocknen mehrere Male durchgeführt werden (z. B. das Tocknungsverfahren kann nacheinander Halbtrocknen, Zwischentrocknen und Abschlusstrocknen umfassen). In diesem Fall können die Trocknungstemperatur und die Trocknungszeitspanne entsprechend festgelegt werden.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen elektrolytischen Abscheidungsbeschichtung kann das Isoliermaterial im Wesentlichen auf die gesamten Oberflächen der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10, dem Wärmeaustauschelement 22 und dem Wärmeaustauschelement 32 aufgebracht werden. In diesem Fall wird die Spannung an den Verbindungsanschluss 24a und den Verbindungsanschluss 24b angelegt. Auf diese Weise kann die vorbestimmte Spannung an den stromführenden Teil der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10, das heißt, alle thermoelektrischen Elemente 12 und thermoelektrischen Elemente 13 und die Elektrodenelemente 16 und die Wärmeaustauschelemente 22 und 32, angelegt werden.
  • Auf diese Weise kann das Isoliermaterial auf den Teil aufgebracht werden, wo die Spannung angelegt wird. Außerdem kann die Isolierschicht gleichmäßig aufgebracht werden, da die Dicke der Isolierschicht als Antwort auf die angelegte Spannung bestimmt wird. In diesem Fall wird das Isoliermaterial nicht auf dem Teil aufgebracht, wo die Spannung nicht angelegt ist. Das heißt, die Isolierschicht wird nicht auf dem Isoliersubstrat 11, der Isolierplatte 21, der dritten Isolierplatte 31 und ähnlichem ausgebildet. Das heißt, die Schichtdehnung kann im Vergleich zu einem Sprühverfahren, in dem das Isoliermaterial von der Außenseite aufgesprüht wird, beschränkt werden.
  • In dieser Ausführungsform kann der elektrolytisch aktive Abscheidungslack oder ähnliches als das Isoliermaterial verwendet werden, das in dem elektrolytischen Abscheidebecken geschmolzen ist. Der elektrolytisch aktive Abscheidungslack kann aus einem Material gefertigt werden, in dem das Verhältnis eines Kantenabdeckungsharzmaterials in einem Grundharzmaterial aus einem denaturierten Epoxid erhöht ist, so dass die Isolierschicht gleichmäßig ausgebildet werden kann. Das Kantenabdeckungsharzmaterial ist ein Harzmaterial mit einer hohen Viskosität, wenn es in dem Isoliermaterial in dem elektrolytischen Abscheidebecken geschmolzen ist.
  • In diesem Fall sind sowohl das Grundharzmaterial als auch das Kantenabdeckungsmaterial Isoliermaterial. Die Viskosität des Grundharzmaterials kann erhöht werden, wenn das Grundharzmaterial und das Kantenabdeckungsharzmaterial in dem elektrolytischen Abscheidebecken geschmolzen werden. Das heißt, da das Verhältnis des Kantenabdeckungsmaterials in dem Grundharz erhöht wird, kann der Flüssigkeitsschwund beim Aufbringen des elektrolytisch aktiven Abscheidungslacks beschränkt werden. Das heißt, der Flüssigkeitsschwund (aufgrund der Oberflächenspannung) an dem elektrolytisch abgeschiedenen Lack, der an der Kantenoberfläche aufgetragen wird, kann beschränkt werden, wenn das Produkt aus dem elektrolytischen Abscheidebecken herausgenommen wird.
  • In dieser Ausführungsform können das thermoelektrische Element 12, das thermoelektrische Element 13, das Elektrodenelement 16, das Wärmeaustauschelement 22 und das Wärmeaustauschelement 32 winzige Bestandteile sein und in Bezug auf die Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums in mehreren Reihen angeordnet werden. In diesem Fall kann die Isolierschicht im Wesentlichen unter Verwendung des elektrolytisch aktiven Abscheidungslacks ausgebildet werden. Dies wird unter Bezug auf 7A–8 beschrieben.
  • 7A und 7B zeigen das Wärmeaustauschelement 22 und das Befestigungselement 23, wobei der Wärmeaustauschabschnitt 26 und der Wärmeaustauschabschnitt 36 (die eine Jalousieform haben) sich jeweils von dem wärmeabsorbierenden Elektrodenabschnitt 25 und dem wärmeabstrahlenden Elektrodenabschnitt 35 nach außen erstrecken.
  • 7C ist eine entlang einer Linie VIIC-VIIC in 7B genommene Schnittansicht, um die Form des Wärmeaustauschabschnitts 26 und des Wärmeaustauschabschnitts 36 mit der Jalousieform zu zeigen. 7D ist eine vergrößerte Ansicht des VIID-Teils von 7C, wenn er durch ein Mikroskop betrachtet wird, um die Spitzenabschnitte des Wärmeaustauschabschnitts 26, 36 zu zeigen, wo die nach außen vorstehenden Kantenoberflächen ausgebildet sind.
  • 7E ist eine vergrößerte Ansicht des VIIE-Teils von 7D, wenn er durch ein Mikroskop betrachtet wird, um die Spitzenabschitte des Wärmeaustauschabschnitts 26, 36 zu zeigen, wo die Kantenoberflächen mit einem spitzen Winkel ausgebildet sind. Außerdem ist in diesem Fall jeder Wärmeaustauschabschnitt 26 und Wärmeaustauschabschnitt 36 mit mehreren Abschnitten versehen, von denen zum Beispiel jeder die Kantenoberfläche mit der spitzen Winkelform hat.
  • 8 zeigt das Isoliermaterial dieser Ausführungsform und ein Isoliermaterial gemäß einem Vergleichsbeispiel, wobei ein allgemeines Grundharzmaterial verwendet wird.
  • Gemäß dem Vergleichsbeispiel, wie in 8 gezeigt, wird die Isolierschicht in dem Tauchverfahren gleichmäßig um das Grundmaterial herum ausgebildet. In dem geschmolzenen Zustand des Trocknungsverfahrens wird jedoch an dem aufgebrachten Isoliermaterial (aufgrund der Oberflächenspannung) ein Flüssigkeitsschwund auftreten. Das heißt, an der Kantenoberfläche wird das Isoliermaterial aufgrund des Flüssigkeitsschwunds dünn. Wenn folglich in diesem Zustand die Trocknung bereitgestellt wird, wird die Kantenoberfläche freigelegt, ohne von der Isolierschicht bedeckt zu sein.
  • Gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Flüssigkeitsschwund in dem geschmolzenen Zustand des Trocknungsverfahrens aufgrund der erhöhten Viskosität des Kantenabdeckungsmaterials beschränkt werden, so dass die Isolierschicht auf der Kantenoberfläche davon abgehalten werden kann, dünn zu werden. Wenn das Trocknungsverfahren in diesem Zustand durchgeführt wird, kann die Isolierschicht (einschließlich der auf der Kantenoberfläche) mit der vorbestimmten Dicke ausgebildet werden. Auf diese Weise kann die Isolierschicht im Wesentlichen gleichmäßig ausgebildet werden. Daher kann die Isolierschicht mit der vorbestimmten Dicke bereitgestellt werden.
  • Folglich können die benachbarten Teile der thermoelektrischen Elemente 12, 13, das Elektrodenelement 16 und das Wärmeaustauschelement 22 und das Wärmeaustauschelement 32 elektrisch voneinander isoliert werden. Außerdem können die zwischen den benachbarten Teilen der thermoelektrischen Elemente 12, 13, dem Elektrodenelement 16, dem Wärmeaustauschelement 22 und dem Wärmeaustauschelement 32 angeordneten Spalte verkleinert werden.
  • Außerdem werden in dieser Ausführungsform die mehreren Wärmeaustauschelemente 22 (32) in den mehreren Reihen in der Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums angeordnet. Wenn das Tauchverfahren und das Trocknungsverfahren durchgeführt werden, kann die Isolierschicht mit der gleichmäßigen Dicke im Inneren des thermoelektrischen Elements 12, des thermoelektrischen Elements 13, des Elektrodenelements 16, des Wärmeaustauschelements 22 und des Wärmeaustauschelements 32, die auf der Innenseite der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 angeordnet sind, ausgebildet werden. Insbesondere die Verbesserung der Isolierschichtbildung ist in dem Fall, in dem die thermoelektrischen Elemente 12 und 13, die Elektrodenelemente 16, die mehreren Wärmeaustauschelemente 22 und die Wärmeaustauschelemente 32 in Bezug auf die Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums in drei Reihen oder mehr angeordnet sind, offensichtlich.
  • In dem Tauchverfahren können die Tauchbedingungen, einschließlich der angelegten Spannung, der Eintauchzeitspanne, der Anzahl der Eintauchungen und ähnliches geändert werden, um die Dicke, die Dichte und ähnliches der Isolierschicht einzustellen. Zum Beispiel kann das Produkt in dem Tauchverfahren mehrere Male eingetaucht werden, so dass das Isoliermaterial auf den Teil aufgebracht werden kann, wo das Isoliermaterial beim letzten Mal nicht aufgebracht wurde. Außerdem kann die Dicke der Isolierschicht eingestellt werden, indem die Zeit für das Anlegen der Spannung und die Eintauchzeit geändert werden.
  • Nachdem die elektrolytische Abscheidungsbeschichtung beendet ist, wird das Montieren durchgeführt, so dass die obere Oberfläche der Isolierplatte 21 und die seitliche Oberfläche des Gehäuseelements 28 der Oberseite einen Raum darin umgeben, der den einen Luftdurchgang definiert. Ebenso umgeben die untere Oberfläche der dritten Isolierplatte 31 und die seitliche Oberfläche des Gehäuseelements 28 der Unterseite darin einen Raum, der den anderen Luftdurchgang definiert.
  • Auf diese Weise werden der Wärmeaustauschabschnitt zum Absorbieren von Wärme und der Wärmeaustauschabschnitt zum Abstrahlen von Wärme jeweils auf der Oberseite und der Unterseite der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 ausgebildet. In diesem Fall kann Luft derart bereitgestellt werden, dass sie durch die Wärmeaustauschabschnitte strömt, so dass kalte Luft und warme Luft erhalten werden können.
  • Gemäß dieser Ausführungsform kann die Schichtdehnung beschränkt werden, die an dem Spalt zwischen dem Wärmeaustauschelement 22 und dem Wärmeaustauschelement 32 auftritt. Außerdem kann die Isolierschicht auf dem Wärmeaustauschelement 22 und dem Wärmeaustauschelement 32 durch elektrolytische Abscheidungsbeschichtung gleichmäßig ausgebildet werden, so dass die Windgeschwindigkeitsverteilung und die Temperaturverteilung des Luftdurchgangs des Wärmeaustauschabschnitts gleichmäßig werden können. Außerdem kann die Luftblasleistung eines Luftblassystems der Sitzklimaanlagenvorrichtung oder ähnlichem verbessert werden. Neben der Sitzklimaanlagenvorrichtung kann die thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung 100 auch verwendet werden, um einen wärmeerzeugenden Bestandteil, wie etwa einen Halbleiter oder ein elektrisches Bauteil abzukühlen, und in einer Heizvorrichtung zu heizen.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird die Isolierschicht auf der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 (wo die Wärmeaustauschelemente 22 und 32 angebracht sind) durch die elektrolytische Abscheidungsbeschichtung mit dem Tauchverfahren und dem Trocknungsverfahren ausgebildet. In diesem Fall kann die thermoelektrische Elementsubstrateinheit in das elektrolytische Abscheidebecken getaucht werden, so dass die Isolierschicht ausgebildet wird. Daher kann die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10, an der das Wärmeaustauschelement 22 und das Wärmeaustauschelement 32 befestigt sind, mit der Isolierschicht mit der im Wesentlichen gleichmäßigen Dicke bereitgestellt werden.
  • Insbesondere ist die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10 mit den mehreren thermoelektrischen Elementen 12 (13) versehen, die in den mehreren Reihen in der Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums angeordnet sind. Außerdem ist die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10 mit den mehreren Wärmeaustauschelementen 22 (32) versehen, die in den mehreren Reihen in der Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums angeordnet sind. In diesem Fall kann die Isolierschicht im Inneren des thermoelektrischen Elements 12, des thermoelektrischen Elements 13, des Elektrodenelements 16, des Wärmeaustauschelements 22 und des Wärmeaustauschelements 32, die in den Reihen der Innenseite angeordnet sind, gleichmäßig ausgebildet werden. Auf diese Weise kann die Isolierschicht mit der vorbestimmten Dicke ausgebildet werden, und die Verschlechterung der Luftblaskapazität des Luftblassystems und die Verschlechterung der Wärmeaustauschkapazität aufgrund der dicken Schicht können verringert werden.
  • Da die elektrolytische Abscheidungsbeschichtung außerdem ein Verfahren zum Auftragen des Isoliermaterials durch Anlegen der Spannung an den Teil ist, wo die Isolierschicht ausgebildet werden soll, kann an dem stromführenden Teil (das heißt, dem thermoelektrischen Element 12, dem thermoelektrischen Element 13, dem Elektrodenelement 16, dem Wärmeaustauschelement 22 und dem Wärmeaustauschelement 32) der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 die Isolierschicht mit der gleichmäßigen Dicke ausgebildet werden.
  • Da das Auftreten der Schicht mit der größeren Dicke als dem notwendigen Wert unterbunden wird, kann die Schichtdehnung an dem schmalen Spalt beschränkt werden. Da die Isolierschicht an dem Teil (das heißt, dem Isoliersubstrat 11, der Isolierplatte 21 und der dritten Isolierplatte 31), wo die Spannung nicht angelegt wird, nicht ausgebildet wird, kann die Zunahme eines Druckabfalls des Luftblassystems unterbunden werden. Auf diese Weise kann die Luftblaskapazität des Luftblassystems verbessert werden.
  • Da die Isolierschicht ohne weiteres auf dem auf der Innenseite angeordneten thermoelektrischen Element 12 (13) ausgebildet und ohne weiteres auf dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Wärmeaustauschelement 22 (32) und dem thermoelektrischen Element 12 (13) ausgebildet werden kann, kann die Migration eingeschränkt werden.
  • In diesem Fall wird jedes der Wärmeaustauschelemente 22 und 32 aus dem dünnen Blech aufgebaut und mit den mehreren Kantenoberflächen, die den spitzen Winkel haben, bereitgestellt, um als der wärmeabsorbierende Abschnitt oder der wärmeabstrahlende Abschnitt zu wirken. Das Isoliermaterial umfasst das Kantenabdeckungsharzmaterial, welches das Harzmaterial mit einer hohen Viskosität ist, wenn es in dem Isoliermaterial in dem elektrolytischen Abscheidebecken geschmolzen ist. Wenn die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10 (wobei in dem elektrolytischen Abscheidebecken Isoliermaterial aufgebracht wurde) folglich aus dem elektrolytischen Abscheidebecken herausgenommen wird, um getrocknet zu werden, kann das Schwinden der Flüssigkeit von der Kantenoberfläche verringert werden. Daher kann die Isolierschicht mit der vorbestimmten Dicke ausgebildet werden.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird das Trocknungsverfahren mehrere Male durchgeführt, so dass das Isoliermaterial auf dem Teil aufgebracht werden kann, wo das Isoliermaterial das letzte Mal nicht aufgebracht wurde. Daher kann die Isolierschicht mit der vorbestimmten Dicke gründlich bereitgestellt werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, umfasst die Eintauchbedingung in dem Tauchverfahren die angelegte Spannung, die Eintauchzeitdauer und die Anzahl der Eintauchungen und ähnliches. In dem Tauchverfahren, das mehrere Male durchgeführt wird, kann die Eintauchbedingung in Bezug auf verschiedene Male geändert werden, so dass die Isolierschicht mit der vorbestimmten Dicke gleichmäßig ausgebildet werden kann.
  • Die Trocknungsbedingung in dem Trocknungsverfahren umfasst die Trocknungstemperatur, die Trocknungszeitspanne und die Anzahl der Trocknungen. Das Trocknungsverfahren kann mehrere Male wiederholt werden, und die Trocknungsbedingungen können in Bezug auf die verschiedenen Male geändert werden. Daher kann die Isolierschicht mit der vorbestimmten Dicke gleichmäßig ausgebildet werden.
  • Gemäß dieser Ausführungsform kann die thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung 100 geeignet für die Sitzklimaanlagenvorrichtung verwendet werden. Die thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung 100 ist jedoch nicht auf die Verwendung für das Fahrzeug beschränkt. Zum Beispiel kann die thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung 100 auch für eine Kühlungsvorrichtung oder eine Heizvorrichtung zum Kühlen oder Erwärmen von Blasluft von einem Peltierelement verwendet werden.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf 9–11 beschrieben. In dieser Ausführungsform sind die Elektrodenelemente 16 in der thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung 100 weggelassen.
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform haben der wärmeabsorbierende Elektrodenabschnitt 25 des Wärmeaustauschelements 22 und der wärmeabstrahlende Elektrodenabschnitt 35 des Wärmeaustauschelements 32 eine Doppelfunktion als das Elektrodenelement. In diesem Fall kontaktiert der Elektrodenabschnitt 25 (35) das Paar der thermoelektrischen Elemente 12 und 13, die an dem Isoliersubstrat 11 angeordnet sind und benachbart zueinander sind, direkt, um mit den thermoelektrischen Elementen 12 und 13 direkt in Reihe geschaltet zu sein.
  • Insbesondere baut der auf der Oberseite angeordnete wärmeabsorbierende Elektrodenabschnitt 25 die Elektrode auf, durch die der Strom von dem thermoelektrischen Element 13 zu dem thermoelektrischen Element 12 (benachbart zu diesem thermoelektrischen Element 13) fließt, der auf der Unterseite angeordnete wärmeabstrahlende Elektrodenabschnitt 35 baut die Elektrode auf, durch die der Strom von dem thermoelektrischen Element 12 zu dem thermoelektrischen Element 13 (benachbart zu diesem thermoelektrischen Element 12) fließt.
  • In diesem Fall kann die Lötpaste durch Siedrucken vorher auf die Endoberflächen des thermoelektrischen Elements 12, 13 aufgebracht werden, so dass sie dünn und gleichmäßig aufgetragen ist. Auf diese Weise können der wärmeabsorbierende Elektrodenabschnitt 25 und der wärmeabstrahlende Elektrodenabschnitt 35 durch Löten mit den Endoberflächen des thermoelektrischen Elements 12, 13 verbunden werden.
  • Daher können die Bauteilkosten und die Montagekosten aufgrund des Weglassens des Elektrodenelements 16 verringert werden.
  • Was über die thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung 100 und deren Herstellungsverfahren in der zweiten Ausführungsform nicht beschrieben wurde, kann gleich sein wie in der ersten Ausführungsform.
  • [Dritte Ausführungsform]
  • Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf 12–17 beschrieben.
  • Wie in 12 gezeigt, umfasst die thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung 100 ein thermoelektrisches Umwandlungsmodul 200, das mit der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10, der ersten Lamellenplatteinheit 20 und der zweiten Lamellenplatteneinheit 30 und den Gehäuseelementen 28 und 38, in denen das thermoelektrische Umwandlungsmodul 200 untergebracht ist, versehen ist.
  • Unter Bezug auf 12–15 hat die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10 die mehreren thermoelektrischen p-Elemente 12 und die mehreren thermoelektrischen n-Elemente 13 und das Isoliersubstrat 11 (Halteelement), die miteinander integriert sind. Insbesondere sind die mehreren Eingreiflöcher in dem Muster eines Gitters mit im Wesentlichen gleichmäßigen Quadraten an dem aus Isoliermaterial (zum Beispiel Glasepoxid, Phenolharz, PPS-Harz, LCP-Harz oder PET-Harz) gefertigten Isoliersubstrat 11 mit einer Plattenform angeordnet. Die mehreren thermoelektrischen Elemente 12 und 13 sind an den Eingreiflöchern angeordnet und abwechselnd an dem Isoliersubstrat 11 angeordnet. Die mehreren thermoelektrischen Elemente 12 und 13 sind an den Eingreiflöchern angeordnet und abwechselnd auf dem Isoliersubstrat 11 angeordnet.
  • Die zwei Endoberflächen (zum Beispiel die obere Endoberfläche und die untere Endoberfläche) jedes der thermoelektrischen Elemente 12 und 13 stehen von dem Isoliersubstrat 11 vor. In dieser Ausführungsform werden das thermoelektrische Element 12 und 13 mit einer Größe von etwa 1,5 mm im Quadrat an dem Isoliersubstrat 11 gehalten.
  • Wie in 12, 14 und 15 gezeigt, umfasst die erste Lamellenplatte 20 mehrere Wärmeaustauschelemente 22 (zum Absorbieren von Wärme), die Isolierplatte 21 (erstes Halteelement) und das Befestigungselement 23 (zweites Haltelement), die miteinander integriert sind. Die Isolierplatte 21 kann aus dem im Wesentlichen plattenförmigen Isoliermaterial (zum Beispiel Glasepoxid, Phenolharz, PPS-Harz, LCP-Harz oder PET-Harz) gefertigt sein.
  • Die zweite Lamellenplatte 30 umfasst das Wärmeaustauschelement 32 (zum Abstrahlen von Wärme), das Befestigungselement 33 (zweites Halteelement) und die dritte Isolierplatte 31 (erstes Halteelement), die miteinander integriert sind. Die dritte Isolierplatte 31 (erstes Halteelement) kann aus dem im Wesentlichen plattenförmigen Isoliermaterial (zum Beispiel Glasepoxid, Phenolharz, PPS-Harz, LCP-Harz oder PET-Harz) gefertigt sein.
  • Insbesondere sind die Isolierplatte 21, das Befestigungselement 23, die dritte Isolierplatte 31 und das Befestigungselement 33 daselbst jeweils an den mehreren Eingreiflöchern bereitgestellt, die in dem Muster des Gitters mit im Wesentlichen gleichmäßigen Quadraten angeordnet sind. Die Wärmeaustauschelemente 22 werden an den Eingreiflöchern der Isolierplatte 21 und dem Befestigungselement 23 gehalten, und die Wärmeaustauschelemente 32 werden an den Eingreiflöchern der dritten Isolierplatte 31 und dem Befestigungselement 33 gehalten. Auf diese Weise können die zueinander benachbarten Wärmeaustauschelemente 22 um den vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet und elektrisch gegeneinander isoliert werden, und die zueinander benachbarten Wärmeaustauschelemente 32 können um den vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet und elektrisch gegeneinander isoliert werden.
  • Das Elektrodenelement 22, 32 kann aus einem dünnen Blechmaterial aufgebaut werden, das aus einem leitenden Metall, wie etwa Kupfer oder ähnlichem, gefertigt ist und derart geformt ist, dass es, wie in 15 gezeigt, einen U-artigen Querschnitt hat. Der untere Abschnitt des U-artigen Elektrodenelements 22 und der des U-artigen Elektrodenelements 32 bauen jeweils den wärmeabsorbierenden Elektrodenabschnitt 25 und den wärmeabstrahlenden Elektrodenabschnitt 35 auf (die zum Beispiel im Wesentlichen eine Plattenform haben).
  • Außerdem sind die Elektrodenelemente 22 und 32 jeweils mit dem Wärmeaustauschabschnitt 26 (wärmeabsorbierenden Abschnitt) und dem Wärmeaustauschabschnitt 36 (wärmeabstrahlenden Abschnitt) versehen Der Wärmeaustauschabschnitt 26, 36 erstreckt sich von dem Elektrodenabschnitt 25, 35 nach außen und hat die Jalousieform. Zum Beispiel kann das Elektrodenelement 22, 32 aus einem Blechmaterial mit einer Dicke von etwa 0,2 mm–0,3 mm Dicke aufgebaut werden, um einen wünschenswerte Herstellungsdurchsatz zu haben.
  • Der Elektrodenabschnitt 25 des Wärmeaustauschelements 22 und der Elektrodenabschnitt 35 des Wärmeaustauschelements 32 sind jeweils (zum Beispiel durch Löten) mit dem thermoelektrischen Element 12 und dem thermoelektrischen Element 13 der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 verbunden. Wie insbesondere in 12, 14 und 15 gezeigt, ist das Wärmeaustauschelement 22 mit den ersten Endoberflächen (z. B. oberen Endoberflächen) des thermoelektrischen Elements 12 und des thermoelektrischen Elements 13 verbunden, und das Wärmeaustauschelement 32 ist den zweiten Endoberflächen (z. B. unteren Endoberflächen) des thermoelektrischen Elements 12 und des thermoelektrischen Elements 13 verbunden.
  • Die Elektrodenabschnitte 25 und 35 sind Elektroden zum elektrischen Verbinden des thermoelektrischen Elements 12 mit dem thermoelektrischen Element 13, die benachbart zueinander sind. Wie insbesondere in 12 gezeigt, ist das thermoelektrische Element 13 durch den Elektrodenabschnitt 25 in einer derartigen Weise mit dem thermoelektrischen Element 12 verbunden, dass der elektrische Strom von dem thermoelektrischen Element 13 zu dem thermoelektrischen Element 12 (das zu dem thermoelektrischen Element 13 benachbart ist) fließt.
  • Das thermoelektrische Element 13 ist durch den Elektrodenabschnitt 25 in einer derartigen Weise mit dem thermoelektrischen Element 12 verbunden, dass der elektrische Strom von dem thermoelektrischen Element 12 zu dem thermoelektrischen Element 13 (das zu dem thermoelektrischen Element 12 benachbart ist) fließt. Auf diese Weise sind alle thermoelektrischen Elemente 12 und 13 in Reihe zueinander geschaltet, um eine Reihenschaltung 50 aufzubauen.
  • Die Wärmeaustauschabschnitte 26 und 36 können aus Lamellen zum Übertragen von Wärme aufgebaut werden, die durch die Elektrodenabschnitte absorbiert/abgestrahlt wird. In diesem Fall kann Wärme durch den Wärmeaustauschabschnitt 26 (wärmeabsorbierenden Abschnitt) aus dem Fluid oder ähnlichem, das den Wärmeaustauschabschnitt 26 berührt, absorbiert werden, und Wärme kann durch den Wärmeaustauschabschnitt 36 (wärmeabstrahlenden Abschnitt) an das Fluid, das den Wärmeaustauschabschnitt 36 berührt, abgestrahlt werden.
  • Die Wärmeaustauschabschnitte 26 und 36 können durch jeweiliges Einschneiden der Oberflächen ausgebildet werden, welche sich zum Beispiel von den Elektrodenabschnitten 25 und 35 nach außen erstrecken. In dieser Ausführungsform sind der Wärmeaustauschabschnitt 26 und der Elektrodenabschnitt 25 miteinander integriert, um das Wärmeaustauschelement 22 aufzubauen, und der Wärmeaustauschabschnitt 36 und der Elektrodenabschnitt 35 sind miteinander integriert, um das Wärmeaustauschelement 32 aufzubauen.
  • Der Elektrodenabschnitt 25 des Wärmeaustauschelements 22 ist derart aufgebaut, dass er ein wenig von der Isolierplatte 21 auf die Seite des thermoelektrischen Elements 12 vorsteht, und der Wärmeaustauschabschnitt 26 liegt auf die Seite des thermoelektrischen Elements 12 nicht frei. Ebenso ist der Elektrodenabschnitt 35 des Wärmeaustauschelements 32 derart aufgebaut, dass er ein wenig von der zweiten Isolierplatte 31 auf die Seite des thermoelektrischen Elements 13 vorsteht, und der Wärmeaustauschabschnitt 36 liegt nicht auf die Seite des thermoelektrischen Elements 13 frei.
  • Die Spitzenabschnitte der Elektrodenelemente 22 und 32 werden jeweils von den Befestigungselementen 23 und 23 gehalten. In diesem Fall steht der Endabschnitt des Wärmeaustauschelements 22 ein wenig von der oberen Oberfläche des Befestigungselements 23 vor, und der Endabschnitt des Wärmeaustauschelements 32 steht ein wenig von der unteren Oberfläche des Befestigungselements 33 vor.
  • Das thermoelektrische Element 12 und das thermoelektrische Element 13 (die jeweils durch die in 12 und 14 gezeigten 12a und 13a angezeigt sind), die jeweils an den zwei Enden (der Richtung, in der die Elektrodenelemente 22 und 32 angeordnet sind) der Reihenschaltung 50 angeordnet sind, sind jeweils mit den Verbindungsanschlüssen 24a und 24b versehen. Die Reihenschaltung 50 umfasst die miteinander verbundenen Elektrodenabschnitte 25 und 35.
  • Der Verbindungsanschluss 24a und der Verbindungsanschluss 24b können jeweils mit dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss der (nicht gezeigten) Gleichstromquelle verbunden werden.
  • Wenn gemäß dem in dieser Ausführungsform beschriebenen thermoelektrischen Umwandlungsmodul 200 eine Spannung an den Verbindungsanschluss 24a angelegt wird, fließt Gleichstrom in der Reihenschaltung 50 zwischen dem thermoelektrischen Element 12a und dem thermoelektrischen Element 13a in einer derartigen weise, dass der Gleichstrom von dem thermoelektrischen Element 12a durch den Elektrodenabschnitt 35 zu dem thermoelektrischen Element 13 (das benachbart zu dem thermoelektrischen Element 12a ist) fließt und weiter von dem thermoelektrischen Element 13 durch den Elektrodenabschnitt 25 zu dem thermoelektrischen Element 12 fließt.
  • In diesem Fall hat der Elektrodenabschnitt 35, der an dem pn-Verbindungsabschnitt angeordnet ist, aufgrund eines Peltiereffekts einen hohen Temperaturzustand, und der Elektrodenabschnitt 25, der an dem np-Verbindungsabschnitt angeordnet ist, hat einen niedrigen Temperaturzustand. Somit wird die Wärme von dem Elektrodenabschnitt 35 an den Wärmeaustauschabschnitt 36 des Wärmeaustauschelements 32 übertragen und an das Kühlfluid (Wärmeübertragungsmedium, wie etwa Luft) abgestrahlt, das den Wärmeaustauschabschnitt 36 berührt. Die von dem Elektrodenabschnitt 25 absorbierte Wärme wird an den Wärmeaustauschabschnitt 26 des Wärmeaustauschelements 22 übertragen und von dem Kühlfluid (Wärmeübertragungsmedium, wie etwa Luft) absorbiert, das den Wärmeaustauschabschnitt 26 berührt.
  • Somit bauen die Gehäuseelemente 28 und 38 jeweils, wie in 12 gezeigt, die Luftdurchgänge (welche durch die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10 abgeteilt sind) an den beiden Seiten der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10, d. h. der Seite des Wärmeaustauschelements 22 und der Seite des Wärmeaustauschelements 32, auf. Luft (Wärmeübertragungsmedium) strömt durch den Luftdurchgang, um mit dem Wärmeaustauschabschnitt 26 und dem Wärmeaustauschabschnitt 36 Wärme auszutauschen. Daher wird die durch den Luftdurchgang der Seite des Wärmeaustauschelements 22 strömende Luft gekühlt, und die durch den Luftdurchgang der Seite des Wärmeaustauschelements 32 strömende Luft wird erwärmt.
  • In diesem Fall werden die Wärmeaustauschabschnitte 26 und 36 der thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung 100 jeweils mit den Elektrodenabschnitten 25 und 35 verbunden, ohne von den Elektrodenabschnitten 25 und 35 isoliert zu sein. Der Elektrodenabschnitt 25 baut einen wärmeabsorbierenden Abschnitt der Reihenschaltung 50 auf, und der Elektrodenabschnitt 35 baut einen wärmeabstrahlenden Abschnitt der Reihenschaltung 50 auf. Daher kann ein Wärmeaustauschwirkungsgrad verbessert werden. Wenn jedoch die Spannung an den Verbindungsanschluss 24a und den Verbindungsanschluss 24b angelegt wird, wird ein Potenzial an den gesamten leitenden Teil (den Wärmeaustauschabschnitt 26, den Wärmeaustauschabschnitt 36 und ähnliche) angelegt, der mit der Reihenschaltung 50 verbunden ist, ohne isoliert zu sein. Das heißt, das Potenzial wird nicht nur an die Reihenschaltung 50, welche die thermoelektrischen Elemente 12 und 13 umfasst, angelegt.
  • Wie in 16 gezeigt, ist in der thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung 100 im Wesentlichen auf der ganzen Oberfläche des leitenden Teils, wo das Potenzial anliegt, wenn die Spannung an den Verbindungsanschluss 24a und dem Verbindungsanschluss 24b des thermoelektrischen Umwandlungsmoduls 200 angelegt wird, eine Isolierschicht 40 (Isolierüberzug) zur Verhinderung eines Kurzschlusses angeordnet.
  • Die Isolierschicht 40 kann zum Beispiel durch elektrolytische Abscheidungsbeschichtung ausgebildet werden. Die Isolierschicht 40 kann im Wesentlichen auf der gesamten freiliegenden Oberfläche des leitenden Teils (der mit der Reihenschaltung 50 verbunden ist, ohne isoliert zu sein), wie etwa den Oberflächen der Wärmeaustauschabschnitte 26 des Wärmeaustauschelements 22 und der Wärmeaustauschabschnitte 36 des Wärmeaustauschelements 32, den seitlichen Oberflächen des thermoelektrischen Elements 12 und des thermoelektrischen Elements 13, den Unterseitenoberflächen der Verbindungsabschnitte 45 (zwischen dem Elektrodenabschnitt 25 und den thermoelektrischen Elementen 12, 13 und zwischen dem Elektrodenabschnitt 35 und den thermoelektrischen Elementen 12, 13) und ähnlichen gleichmäßig ausgebildet werden. Die Isolierschicht 14 wird entlang der Form dieser freiliegenden Oberfläche des leitenden Teils ausgebildet. In dieser Ausführungsform kann die Isolierschicht 40 durch eine Expoxidharzbeschichtung ausgebildet werden und zum Beispiel mit einer Schichtdicke von 10 μm–20 μm bereitgestellt werden.
  • 16 zeigt den Kontaktabschnitt 42 zwischen der Isolierplatte 21 und dem Wärmeaustauschelement 22 der Elektrodenplatteneinheit 20. In diesem Fall kann der Kontaktabschnitt zwischen der Isolierplatte 31 und dem Wärmeaustauschelement 32 der Elektrodenplatteneinheit 30 mit im Wesentlichen dem gleichen Aufbau bereitgestellt werden wie dem, der in 16 gezeigt ist.
  • Wie in 12 und 14–16 gezeigt, werden außerdem jeweils eine erste Dichtungsschicht 27 (Dichtungselement) und eine zweite Dichtungsschicht 37 (Dichtungselement) auf Oberflächen (die auf der zu der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 entgegengesetzten Seite sind) der Isolierplatte 21 und der dritten Isolierplatte 31 ausgebildet. Wie in 15 gezeigt, wird im Wesentlichen auf der ganzen Oberfläche (der Seite des Wärmeaustauschabschnitts 26) der Isolierplatte 21 die Dichtungsschicht 27 ausgebildet, um die Innenseite (d. h. die Rückseite des Elektrodenabschnitts 25) des Eingreifabschnitts des Wärmeaustauschelements 22 mit der Isolierplatte 21 zu erreichen. Die Dichtungsschicht 37 wird im Wesentlichen auf der ganzen Oberfläche (der Seite des Wärmeaustauschabschnitts 36) der Isolierplatte 31 ausgebildet, um die Innenseite (d. h. die Rückseite des Elektrodenabschnitts 35) des Eingreifabschnitts des Wärmeaustauschelements 32 mit der Isolierplatte 31 zu erreichen. In dieser Ausführungsform kann die Dichtungsschicht 27, 37 aus einem Epoxidharzdichtungsmaterial oder ähnlichem aufgebaut werden und zum Beispiel mit einer Dicke von etwa 2 mm–3 mm bereitgestellt werden.
  • Wie in 16 gezeigt, wird die Dichtungsschicht 27 ausgebildet, um die Isolierschicht 40 in dem Kontaktabschnitt zwischen der Isolierplatte 21 und dem Wurzelabschnitt des Wärmeaustauschelements 22 von der Außenseite zu bedecken. Ebenso wird die Dichtungsschicht 37 ausgebildet, um die Isolierschicht 40 in dem Kontaktabschnitt 42 zwischen der Isolierplatte 31 und dem Wurzelabschnitt des Befestigungselements 33 von der Außenseite zu bedecken.
  • Da die Dichtungsschichten 27 und 37 bereitgestellt werden, kann folglich die Isolierung in der Nachbarschaft der Isoliersubstrate 21 und 31, wo es schwierig ist, die Isolierschicht 40 durch elektrolytische Abscheidungsbeschichtung zu bilden, an den Wärmeaustauschabschnitten 26 und 36 verstärkt werden. Außerdem können die Dichtungsschichten 27 und 37 das Eindringen von Wasser oder ähnlichem auf der Seite der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 beschränken.
  • Als nächstes wird das Herstellungsverfahren der thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung 100 beschrieben. Das Herstellungsverfahren kann ein Verbindungsverfahren (unter Bezug auf 14), ein elektrolytisches Abscheidungsbeschichtungsverfahren (das dem Tauchverfahren und dem Trocknungsverfahren in der ersten Ausführungsform entspricht und in 17 gezeigt ist) und ein Abdichtungsverfahren umfassen.
  • In dem Verbindungsverfahren werden zuerst die thermoelektrischen Elemente 12 und 13 abwechselnd angeordnet und durch einen Klebstoff oder ähnliches an den mehreren Eingreiflöchern befestigt, die auf dem Isoliersubstrat 11 in dem Muster des Gitters aus im Wesentlichen gleichmäßigen Quadraten angeordnet sind. Auf diese Weise wird die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10 aufgebaut. In diesem Fall kann die Befestigung der thermoelektrischen Elemente 12 und 13 an dem Isoliersubstrat 11 zum Beispiel unter Verwendung des Montagegeräts durchgeführt werden.
  • Andererseits greifen die Wurzelabschnitte der Elektrodenelemente 22 mit den mehreren Löchern ineinander, die auf der Isolierplatte 21 ausgebildet und in dem Muster des Gitters mit im Wesentlichen gleichmäßigen Quadraten angeordnet sind, um in den Löchern gehalten zu werden. Außerdem greifen die Endabschnitte der Elektrodenelemente 22 in die Eingreiflöcher ein, die an dem Befestigungselement 23 ausgebildet sind. Auf diese Weise wird die Lamellenplatteneinheit 20 der wärmeabsorbierenden Seite hergestellt.
  • Ebenso greifen die Wurzelabschnitte der Elektrodenelemente 32 mit den mehreren Löchern ineinander, die auf der Isolierplatte 31 ausgebildet und in dem Muster des Gitters mit im Wesentlichen gleichmäßigen Quadraten angeordnet sind, um in den Löchern gehalten zu werden. Außerdem greifen die Spitzenabschnitte der Elektrodenelemente 32 in die Eingreiflöcher ein, die an dem Befestigungselement 33 ausgebildet sind. Auf diese Weise wird die Lamellenplatte 30 der wärmeabstrahlenden Seite hergestellt.
  • Das Wärmeaustauschelement 22 ist in einer derartigen Weise angeordnet, dass der Elektrodenabschnitt 25 des Wärmeaustauschelements 22 ein wenig von der Isolierplatte 21 vorsteht. Das Wärmeaustauschelement 32 ist in einer derartigen Weise angeordnet, dass der Elektrodenabschnitt 35 des Wärmeaustauschelements 32 ein wenig von der Isolierplatte 31 vorsteht.
  • Außerdem werden die Spitzenabschnitte der Elektrodenelemente 22 und 32 jeweils in den Eingreiflöchern des Befestigungselements 23 und denen des Befestigungselements 33 gehalten. In diesem Fall steht der Spitzenabschnitt des Wärmeaustauschelements 22 ein wenig von der oberen Oberfläche (der zu der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 entgegengesetzten Seite des Befestigungselements 23) des Befestigungselements 23 vor, und der Spitzenabschnitt des Wärmeaustauschelements 32 steht ein wenig von der unteren Oberfläche (der zu der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 entgegengesetzten Seite des Befestigungselements 33) des Befestigungselements 33 vor.
  • Die Elektrodenelemente 22 und 32 können im Voraus ausgebildet werden. Zum Beispiel kann das Wärmeaustauschelement 22, 32 aus einem Metallblechmaterial aufgebaut werden und durch ein Pressverfahren oder ähnliches hergestellt werden, um die im Wesentlichen U-artige Form zu haben. Der untere Abschnitt der U-artigen Form baut den Elektrodenabschnitt 25, 35 im Wesentlichen mit einer Plattenform auf. Die Wärmeaustauschabschnitte 26 und 36 mit der Jalousieform erstrecken sich jeweils von den Elektrodenabschnitten 25 und 35 nach außen.
  • Dann wird die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10, wie in 14 gezeigt, zwischen die Lamellenplatteneinheit 20 der wärmeabsorbierenden Seite und die Lamellenplatteneinheit 30 der wärmeabstrahlenden Seite eingeführt, um montiert zu werden, so dass das thermoelektrische Umwandlungsmodul 200 aufgebaut wird. Insbesondere wird der Elektrodenabschnitt 25 des Wärmeaustauschelements 22 durch Löten oder ähnliches mit der oberen Endoberfläche des thermoelektrischen Elements 12 verbunden, und der Elektrodenabschnitt 35 des Wärmeaustauschelements 32 wird durch Löten oder ähnliches mit der unteren Endoberfläche des thermoelektrischen Elements 13 verbunden, so dass die thermoelektrischen Elemente 12 und 13 jeweils mit den Elektrodenelementen 22 und 32 verbunden werden. In diesem Fall, kann die Lötpaste oder ähnliches durch Siebdrucken dünn und gleichmäßig auf die obere Oberfläche des thermoelektrischen Elements 12 und die untere Oberfläche des thermoelektrischen Elements 13 aufgebracht werden, und die Elektrodenabschnitte 25 und 35 werden durch Löten oder ähnliches mit den thermoelektrischen Elementen 12 und 13 verbunden.
  • Damit das thermoelektrische Umwandlungsmodul 200 wie vorstehend beschrieben aufgebaut wird, wird in dem elektrolytischen Abscheidungsbeschichtungsverfahren (durch elektrolytische Abscheidungsbeschichtung) im Wesentlichen auf der ganzes Oberfläche des leitenden Teils, wo ein Potenzial angelegt wird, wenn eine Spannung an die Verbindungsanschlüsse 24a und 24b angelegt wird, die Isolierschicht 40 ausgebildet. Insbesondere wird das thermoelektrische Umwandlungsmodul 200, wie in 17 gezeigt, in ein Becken eingetaucht, in dem eine Lösung aus dem Epoxidharzlack bereitgestellt ist, und an einen der Verbindungsanschlüsse 24a (als negativen Pol) und 24b wird eine Spannung angelegt. Nachdem der Lack auf das thermoelektrische Umwandlungsmodul 200 aufgebracht wurde, wird das thermoelektrische Umwandlungsmodul 200 zum Beispiel auf eine Temperatur um 180°C–190°C erwärmt, so dass durch Trocknen des Lacks die Überzugschicht 40 (Isolierschicht) ausgebildet wird.
  • Auf diese Weise wird der Lack, wie in 16 gezeigt, selektiv auf die Oberfläche (zum Beispiel Oberflächen der Elektrodenelemente 22 und 32, seitliche Oberflächen der thermoelektrischen Elemente 12 und 13, seitliche Oberfläche des Lötverbindungsabschnitts 45 und ähnliche) des leitenden Teils aufgebracht, wenn die Spannung an die Verbindungsanschlüsse 24a und 24b angelegt wird. Als ein Ergebnis wird die Isolierschicht 40 (wo Pinholes bzw. kleine Löcher beschränkt werden können) im Wesentlichen auf der gesamten Oberfläche dieses leitenden Teils im Wesentlichen gleichmäßig ausgebildet. In dieser Ausführungsform kann die Isolierschicht 40 mit einer Dicke von zum Beispiel etwa 10 μm–20 μm bereitgestellt werden.
  • In dieser Ausführungsform kann die Spannung an einen (als negativer Pol) der Verbindungsanschlüsse 24a und 24b des thermoelektrischen Umwandlungsmoduls 200 angelegt werden, wenn die elektrolytische Abscheidungsbeschichtung durchgeführt wird. Alternativ kann die elektrolytische Abscheidung ebenso durchgeführt werden, wenn die Spannung an einer beliebigen Position angelegt wird, wenn diese Position in dem leitenden Teil ist, wo ein Potenzial angelegt wird, wenn eine Spannung an die Verbindungsanschlüsse 24a und 24b des thermoelektrischen Umwandlungsmoduls 200 angelegt wird.
  • Außerdem wird die elektrolytische Abscheidungsbeschichtung in dieser Ausführungsform mit dem Anlegen der Spannung an das thermoelektrische Umwandlungsmodul 200 als dem negativen Pol durchgeführt. Alternativ kann die Spannung als Reaktion auf den verwendeten Lack auch an das thermoelektrische Umwandlungsmodul 200 als einem positiven Pol angelegt werden.
  • Als nächstes werden in dem Dichtungsverfahren, wie in 12, 15 und 16 gezeigt, die Dichtungsschicht 27 und die Dichtungsschicht 37 jeweils an den Oberflächen (auf der zu der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 gegenüberliegenden Seite) der Isolierplatte 21 und der Isolierplatte 31 ausgebildet. Insbesondere wird das Dichtungsmaterial, wie etwa das Epoxidharz oder ähnliches, durch einen Spender auf die Isoliersubstrate 21 und 31 aufgegossen, und dann werden die Isoliersubstrate 21 und 31 in einem Becken mit hoher Temperatur angeordnet, so dass das Dichtungsmaterial gehärtet wird. Auf diese Weise werden die Dichtungsschicht 27 und die Dichtungsschicht 37 ausgebildet. In dieser Ausführungsform kann die Dichtungsschicht 27, 37 zum Beispiel mit einer Dicke von etwa 2 mm–3 mm bereitgestellt werden.
  • Außerdem kann das Dichtungsmaterial, wie in 12 und 15 gezeigt, auch auf den Spalten 17 (an Umfangsabschnitten der Isoliersubstrate 21 und 31) zwischen der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 und der Isolierplatte 21, 31 aufgebracht werden, so dass eine Dichtung bereitgestellt wird, um das Eindringen von Wasser und ähnlichem auf die Seite der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 zu beschränken.
  • Danach werden das Gehäuseelement 28 und das Gehäuseelement 38 derart angeordnet, dass sie das thermoelektrische Umwandlungsmodul 200 bedecken, und jeweils an den zwei entgegengesetzten Seiten (z. B. der Oberseite und der Unterseite in 1) des thermoelektrischen Umwandlungsmoduls 200 positioniert, so dass der Wärmeaustauschabschnitt zum Absorbieren von Wärme und der zum Abstrahlen von Wärme, wo Luft strömt, ausgebildet werden. In diesem Fall wird eine (nicht gezeigte) Füllung in den Spalt zwischen dem Spitzenabschnitt (Befestigungselement 23) des Wärmeaustauschelements 22 und dem Gehäuseelement 28 und den Spalt zwischen dem Spitzenabschnitt (Befestigungselement 33) des Wärmeaustauschelements 32 und dem Gehäuseelement 30 gefüllt, so dass die Lage des thermoelektrischen Umwandlungsmoduls 200 in dem Gehäuseelement 28 und dem Gehäuseelement 38 fixiert ist.
  • Auf diese Weise wird in der thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung 100 durch elektrolytische Abscheidungsbeschichtung im Wesentlichen auf der gesamten Oberfläche des leitenden Teils, wo das Potenzial angelegt wird, wenn die Spannung an die Verbindungsanschlüsse 24a und 24b angelegt wird, die Isolierschicht 40 ausgebildet. In diesem Fall wird zuerst das thermoelektrische Umwandlungsmodul 200 aufgebaut, und dann wird an dem thermoelektrischen Umwandlungsmodul 200 die elektrolytische Abscheidungsbeschichtung durchgeführt, so dass die Isolierschicht 40 selektiv auf dem leitenden Teil, wo die Isolierung notwendig ist, ausgebildet werden kann. Außerdem kann im Wesentlichen die gesamte Oberfläche des leitenden Teils, wo die Isolierung notwendig ist, im gleichen Stadium mit der Isolierschicht 40 versehen werden. Da die elektrolytische Abscheidungsbeschichtung bereitgestellt wird, kann die Isolierschicht 40, wo die Pinholes verringert sind, im Wesentlichen auf dem Wärmeaustauschabschnitt 26 und dem Wärmeaustauschabschnitt 36 oder ähnlichen, welche eine komplexe Form haben, ausgebildet werden, wodurch die Ionenmigration und der Kurzschluss an dem leitenden Teil begrenzt werden.
  • Außerdem wird in der thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform die Dichtungsschicht 27, 37 in der Nachbarschaft des Kontaktabschnitts 42 zwischen der Isolierplatte 21 und dem Wärmeaustauschelement 22 und die zwischen der dritten Isolierplatte 31 und dem Wärmeaustauschabschnitt 32, wo es schwierig ist, die Isolierschicht 40 durch elektrolytische Abscheidungsbeschichtung zu bilden, in einer Weise ausgebildet, dass die Dichtungsschicht 27, 37 den Kontaktabschnitt 42 von der Außenseite der Isolierschicht 40 bedeckt. Auf diese Weise wird die Isolierschicht 40 verstärkt, so dass die Isolierung des leitenden Teils (in der thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung 100), wo die Isolierung notwendig ist, im Wesentlichen vollständig werden kann. Daher können die Ionenmigration und der Kurzschluss in der thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung 100 im Wesentlichen begrenzt werden.
  • In diesem Fall wird die Dichtungsschicht 27, 37 ausgebildet, um im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der Isolierplatte 21, 31 auf der Vorsprungseite des Wärmeaustauschelements 22, 32 zu bedecken, wodurch das Eindringen von Wassertröpfchen, die aufgrund der Wasserkondensation auf der wärmeabsorbierenden Seite an dem Wärmeaustauschabschnitt 26, 36 haften, von Wasserdampf, Arznei, Staub, Fremdkörpern und ähnlichem, was in der durch den Wärmeaustauschabschnitt 26, 36 strömenden Luft enthalten ist, auf der Seite des thermoelektrischen Elements 12, 13 von dem Spalt oder ähnlichem des Eingreifabschnitts zwischen der Isolierplatte 21 und dem Wärmeaustauschelement 22 und dem zwischen der dritten Isolierplatte 31 und dem Wärmeaustauschelement 32, begrenzt wird. Auf diese Weise kann dann das Auftreten der Korrosion, Beschädigung, Ionenmigration und des Kurzschlusses an dem thermoelektrischen Element 12, 13 und dem wärmeabsorbierenden Elektrodenabschnitt 25, 35 begrenzt werden.
  • Was in der dritten Ausführungsform über die thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung 100 und ihre Herstellung nicht beschrieben wurde, kann gleich wie in der ersten Ausführungsform sein.
  • [Vierte Ausführungsform]
  • Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf 18 und 19 beschrieben. In der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform sind die Dichtungssichten 27 und 37 jeweils an den Oberflächen der Isoliersubstrate 21 und 31 angeordnet, wo die Wurzelabschnitte der Elektrodenelemente 22 und 32 jeweils gehalten werden. Gemäß der zweiten Ausführungsform werden, wie in 18 gezeigt, neben den Dichtungsschichten 27 und 37 jeweils eine dritte Dichtungsschicht 29 und eine vierte Dichtungsschicht 39 auf den Oberflächen des Befestigungselements 23 und des Befestigungselements 33, wo die Spitzenabschnitte der Elektrodenelemente 22 und 32 gehalten werden, angeordnet.
  • Die dritte Dichtungsschicht 29 wird im Wesentlichen auf der gesamten Oberfläche (der Seite des Wärmeaustauschabschnitts 26) des Befestigungselements 23 ausgebildet, und die vierte Dichtungsschicht 39 wird im Wesentlichen auf der gesamten Oberfläche (der Seite des Wärmeaustauschabschnitts 36) des Befestigungselements 33 ausgebildet. In dieser Ausführungsform kann die Dichtungsschicht 29, 39 zum Beispiel mit einer Dicke von etwa 2 mm–3 mm bereitgestellt werden.
  • Unter Bezug auf 18 und 19 wird die dritte Dichtungsschicht 29 an dem Kontaktabschnitt 43 zwischen dem Spitzenabschnitt des Wärmeaustauschabschnitts 26 und dem Befestigungselement 23 in einer derartigen Weise bereitgestellt, dass die dritte Dichtungsschicht 29 die Isolierschicht 40 von der Außenseite bedeckt. Auf diese Weise kann die Isolierung des Teils, wo es schwierig ist, die Isolierschicht 40 durch die elektrolytischen Abscheidungsbeschichtung an dem Wärmeaustauschabschnitt 26 auszubilden, verstärkt werden, um im Wesentlichen vollständig zu werden.
  • Der (in 19 gezeigte) Kontaktabschnitt 43 zwischen dem Wärmeaustauschelement 22 und dem Befestigungselement 23 hat einen ähnlichen Aufbau wie der Kontaktabschnitt 43 zwischen dem Wärmeaustauschelement 32 und dem Befestigungselement 33. Die vierte Dichtungsschicht 39 kann mit dem gleichen Aufbau wie die dritte Dichtungsschicht 29 bereitgestellt werden.
  • Die dritte Dichtungsschicht 29 und die vierte Dichtungsschicht 39 können gemeinsam mit der ersten Dichtungsschicht 27 und der zweiten Dichtungsschicht 37 in dem Klebstoffschicht-Bildungsverfahren ausgebildet werden, das ähnlich der dritten Ausführungsform durchgeführt wird. Insbesondere wird ein Expoxidharzmaterial auf die Oberflächen der Befestigungselemente 23 und 33 aufgebracht, und dann werden die Befestigungselemente 23 und 33 gehärtet, so dass die dritte Dichtungsschicht 29 und die vierte Dichtungsschicht 39 ausgebildet werden.
  • Gemäß dieser Ausführungsform werden die dritte Dichtungsschicht 29 und die vierte Dichtungsschicht 39 jeweils im Wesentlichen auf den gesamten Oberflächen (der Seiten der Wärmeaustauschelemente 22 und 32) des Befestigungselements 23 und des Befestigungselements 33, wo die Spitzenabschnitte des Elektrodenelements 22 und des Elektrodenelements 32 gehalten werden, ausgebildet, wobei auf diese Weise die Isolierung der Nachbarschaft des freiliegenden Abschnitts 43 (an dem Befestigungselement 23, 33, das an dem Spitzenabschnitt des Elektrodenelements 22, 32 positioniert ist), wo es schwierig ist, die Isolierschicht 40 durch elektrolytische Abscheidungsbeschichtung zu bilden, verstärkt wird. Daher kann die Isolierung auf der Seite des Spitzenabschnitts des Elektrodenelements 22, 32 im Wesentlichen vollständig werden. Folglich können der Kurzschluss in der thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung 100 und die Ionenmigration im Wesentlichen begrenzt werden.
  • Was über die thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung 100 und deren Herstellung in der vierten Ausführungsform nicht beschrieben wurde, kann gleich wie in der ersten Ausführungsform sein.
  • [Fünfte Ausführungsform]
  • Eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf 20 beschrieben. Gemäß dieser Ausführungsform wird zusätzlich ein Temperatursensor 70 (zum Beispiel ein Thermistor) auf der Oberfläche (auf der zu dem Elektrodenelement 22 entgegengesetzten Seite) des Befestigungselements 23 angeordnet.
  • Der Thermistor 70 ist derart an dem Befestigungselement 23 angeordnet, dass er den Spitzenabschnitt des Elektrodenelements 22 berührt. Ein Draht 71 (elektrische Leitung) zum Verbinden des Thermistors 70 mit einer (nicht gezeigten) äußeren Steuerungseinheit ist an dem Befestigungselement 23 angeordnet. Der Draht 71 kann zum Beispiel aus einem leitenden Metalldraht aufgebaut sein. Eine Isolierschicht 48 (elektrische Leitungsisolierschicht) wird zum Beispiel durch die elektrolytische Abscheidungsbeschichtung auf der Oberfläche des Drahts 71 ausgebildet.
  • Der Thermistor 70 kann durch einen Klebstoff oder ähnliches an dem Befestigungselement 23 befestigt werden, und der Draht 71 kann durch Löten oder ähnliches in einem ähnlichen Verbindungsverfahren wie in der dritten Ausführungsform an dem Befestigungselement 23 befestigt werden.
  • Auf diese Weise wird die Spannung in dem elektrolytischen Abscheidungsbeschichtungsverfahren ähnlich der dritten Ausführungsform, wenn die Isolierschicht 40 auf dem thermoelektrischen Umwandlungsmodul 200 ausgebildet wird, nicht nur an den einen Verbindungsanschluss (der als negativer Pol verwendet wird und nicht gezeigt ist) des thermoelektrischen Umwandlungsmoduls 200, sondern auch an den Draht 71 (der als negativer Pol verwendet wird) des Thermistors 70 angelegt. Da die elektrolytische Abscheidungsbeschichtung durchgeführt wird, kann die Isolierschicht 48 folglich gleichzeitig mit der Ausbildung der Isolierschicht 40 auf dem leitenden Abschnitt des thermoelektrischen Umwandlungsmoduls 200 auch auf dem Draht 71 des Thermistors 70 ausgebildet werden.
  • In dieser Ausführungsform kann der Thermistor 70 angeordnet werden, um das Elektrodenelement 22 zu kontaktieren. Die Anordnungsposition des Thermistors 70 ist jedoch nicht eingeschränkt. Zum Beispiel kann der Thermistor 70 nach Bedarf auch in der Nachbarschaft des Elektrodenelements 22 positioniert werden oder auf der Seite des Elektrodenelements 32 positioniert werden.
  • In dem Fall, in dem das thermoelektrische Umwandlungsmodul 200 mit dem Thermistor 70 und dem Draht 71 versehen ist, kann die Isolierschicht 48 folglich zur gleichen Zeit auf dem Draht 71 des Thermistors 70, der an dem thermoelektrischen Umwandlungsmodul 200 angeordnet ist, ausgebildet werden, wie die Isolierschicht 40 durch die elektrolytische Abscheidungsbeschichtung auf der Oberfläche des leitenden Teils des thermoelektrischen Umwandlungsmoduls 200 ausgebildet wird. Daher können die Ionenmigration und der Kurzschluss in der thermoelektrischen Umwandlungsvorrichtung 100, selbst wenn Wasser auf dem Draht 71 eindringt, im Wesentlichen begrenzt werden.
  • Was über die thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung 100 und deren Herstellung in der fünften Ausführungsform nicht beschrieben wurde, kann gleich wie in der ersten Ausführungsform sein.
  • [Sechste Ausführungsform]
  • Eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf 21 beschrieben. In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind das thermoelektrische Element 12 und das thermoelektrische Element 13 durch den Elektrodenabschnitt 25 des Wärmeaustauschelements 22 und durch den Elektrodenabschnitt des Wärmeaustauschelements 32 direkt miteinander verbunden. Gemäß der sechsten Ausführungsform kann, wie in 21 gezeigt, außer den Wärmeaustauschelementen 22 und 32 ein anderer Elektrodenabschnitt 16 angeordnet werden, um das thermoelektrische Element 12 mit dem thermoelektrischen Element 13, die benachbart zueinander sind, zu verbinden.
  • In diesem Fall werden der Elektrodenabschnitt 25 des Wärmeaustauschelements 22 und der der Elektrodenabschnitt 35 des Wärmeaustauschelements 32 jeweils mit dem Elektrodenabschnitt 16 verbunden. Insbesondere werden die Elektrodenabschnitte 16 in dem Verbindungsverfahren ähnlich dem, was in der dritten Ausführungsform beschrieben ist, jeweils durch Löten mit der oberen Endoberfläche und der unteren Oberfläche des thermoelektrischen Elements 12 und denen des thermoelektrischen Elements 13 verbunden, nachdem das thermoelektrische Element 12 und das thermoelektrische Element 13 an dem Isoliersubstrat 11 befestigt sind.
  • Auf diese Weise wird die Herstellung der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 beendet. Dann, wenn die Lamellenplatteneinheit 20 der wärmeabsorbierenden Seite und die Lamellenplatteneinheit 30 der wärmeabstrahlenden Seite mit der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 verbunden sind, um das thermoelektrische Umwandlungsmodul 200 aufzubauen, werden der Elektrodenabschnitt 25 des Wärmeaustauschelements 22 und der Elektrodenabschnitt 35 des Wärmeaustauschelements 32 mit den Elektrodenabschnitten 16 verbunden. Der Elektrodenabschnitt 16 kann aus einem leitenden Metall, wie etwa Kupfer oder ähnlichem, aufgebaut werden und im Wesentlichen zum Beispiel eine Plattenform haben.
  • Dann kann das thermoelektrische Umwandlungsmodul 200, ähnlich dem elektrolytischen Abscheidungsbeschichtungsverfahren der dritten Ausführungsform, mit der elektrolytischen Abscheidungsbeschichtung versehen werden. Auf diese Weise wird die Isolierschicht 40 auf den Oberflächen der Wärmeaustauschabschnitte 26 und 36 und den seitlichen Oberflächen der thermoelektrischen Elemente 12 und 13 ausgebildet. Außerdem wird die Isolierschicht 40 auch auf der seitlichen Oberfläche des Lötverbindungsabschnitts zwischen dem Elektrodenabschnitt 16 und dem thermoelektrischen Element 12 und dem zwischen dem Elektrodenabschnitt 16 und dem thermoelektrischen Element 13, der seitlichen Oberfläche des Elektrodenabschnitts 16, der seitlichen Oberfläche des Lötverbindungsabschnitts zwischen dem Elektrodenabschnitt 16 und dem Elektrodenabschnitt 25 des Wärmeaustauschelements 22 und der zwischen dem Elektrodenabschnitt 16 und dem Elektrodenabschnitt 35 des Wärmeaustauschelements 32 ausgebildet.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird außer dem Wärmeaustauschelement 22 und dem Wärmeaustauschelement 32 der Elektrodenabschnitt 16 bereitgestellt. Da die Reihenschaltung 50 aufgrund der Verbindung des thermoelektrischen Elements 12 mit dem thermoelektrischen Element 13 durch den Elektrodenabschnitt 16 aufgebaut wurde, als die Herstellung der thermoelektrischen Elementsubstrateinheit 10 beendet wurde, können eine elektrische Prüfung der Reihenschaltung 50 und einer fehlerhaften Leitung und ähnliches zwischen dem Elektrodenabschnitt 16 und dem thermoelektrischen Element 12, 13 für die thermoelektrische Elementsubstrateinheit 10 ohne weiteres durchgeführt werden, bevor das thermoelektrische Umwandlungsmodul 200 zusammenmontiert wird.
  • Was über die thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung 100 und deren Herstellung in der sechsten Ausführungsform nicht beschrieben wurde, kann gleich wie in der ersten Ausführungsform sein.
  • [Andere Ausführungsformen]
  • In der ersten Ausführungsform sind die zwei Endabschnitte (Wurzelabschnitt und Spitzenabschnitt) des Wärmeaustauschelements 22 jeweils an der Isolierplatte 21 und dem Befestigungselement 23 befestigt, und die des Wärmeaustauschelements 32 sind jeweils an der Isolierplatte 31 und dem Befestigungselement 33 befestigt. Das Befestigungselement 23 und das Befestigungselement 33 können jedoch auch weggelassen werden. In diesem Fall werden das Wärmeaustauschelement 22 und das Wärmeaustauschelement 32 jeweils von der Isolierplatte 21 und der Isolierplatte 31 nur an ihren Wurzelabschnitten, die an den Isoliersubstraten 21 und 31 befestigt sind, gehalten. Alternativ können die Isoliersubstrate 21 und 31 auch weggelassen werden. In diesem Fall werden das Wärmeaustauschelement 22 und das Wärmeaustauschelement 32 jeweils von dem Befestigungselement 23 und dem Befestigungselement 33 nur an ihren Spitzenabschnitten, die an dem Befestigungselement 23 und dem Befestigungselement 33 befestigt sind, gehalten.
  • In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden die thermoelektrischen Elemente 12 und 13 an dem Isoliersubstrat 11 (Haltelement) gehalten, um die thermoelektrische Substrateinheit 10 aufzubauen. Alternativ kann das Isoliersubstrat 11 auch weggelassen werden. In diesem Fall kann das thermoelektrische Element 12, 13 zum Beispiel mit dem Elektrodenabschnitt 25 des Wärmeaustauschelements 22 oder dem Elektrodenabschnitt 35 des Wärmeaustauschelements 32 verbunden werden.
  • In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind der Wärmeaustauschabschnitt 26 des Wärmeaustauschelements 22 und der Wärmeaustauschabschnitt 36 des Wärmeaustauschelements 32 derart ausgebildet, dass sie die Jalousieform haben. Der Wärmeaustauschabschnitt 26 und der Wärmeaustauschabschnitt 36 können jedoch auch eine Versatzform haben. Alternativ können in dem Wärmeaustauschelement 22 und dem Wärmeaustauschelement 32, die eine Kammzahnform haben, jeweils geriffelte Lamellen bereitgestellt werden, von denen jede aus einem geriffelten Metallblech oder ähnlichem aufgebaut ist, um den Wärmeaustauschabschnitt 26 und den Wärmeaustauschabschnitt 36 bereitzustellen.
  • In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der positive Anschluss der Gleichstromquelle mit dem Verbindungsanschluss 24a verbunden, und ihr negativer Anschluss ist mit dem Verbindungsanschluss 24b verbunden. Alternativ kann der positive Anschluss der Gleichstromquelle auch mit dem Verbindungsanschluss 24b verbunden sein, und ihr negativer Anschluss kann mit dem Verbindungsanschluss 24a verbunden sein. In diesem Fall baut das Wärmeaustauschelement 22 der Oberseite einen wärmeabstrahlenden Abschnitt auf, und das Wärmeaustauschelement 32 der Unterseite baut einen wärmeabsorbierenden Abschnitt auf.
  • Das heißt, die wärmeabsorbierende Seite und die wärmeabstrahlende Seite können gewechselt werden, indem die Flussrichtung des Stroms gewechselt wird, der in der Reihenschaltung 50 fließt, die aus den thermoelektrischen Elementen 12 und 13 aufgebaut ist. Auf diese Weise kann die thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung verwendet werden, um ein wärmeerzeugendes Bauteil, wie etwa einen Halbleiter oder ein elektrisches Bauteil oder ähnliches, zu kühlen und in einer Klimaanlagenvorrichtung zu kühlen/wärmen.
  • Außerdem wird in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Isolierschicht 40 (elektrolytisch abgeschiedene Beschichtung), die durch die elektrolytische Abscheidungsbeschichtung gebildet wird, oder die Isolierschicht 41 (Dampfabscheidungsschicht), die durch Dampfabscheidung ausgebildet wird, als die Isolierschicht bereitgestellt. Alternativ kann das thermoelektrische Umwandlungsmodul auch in den Isolierlack eingetaucht werden, und dann wird das thermoelektrische Umwandlungsmodul erwärmt und getrocknet, so dass die Isolierschicht (Lackschicht) auf den Oberflächen des Wärmeaustauschabschnitts 26 und des Wärmeaustauschabschnitts 36 gebildet wird.
  • Außerdem können die Klebstoffschicht 27 und die Klebstoffschicht 37 auch aus einem Siliziumklebstoff aufgebaut sein.
  • Außerdem sind die Klebstoffschichten 27 und 37 in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen jeweils derart ausgebildet, dass sie im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der Isolierplatte 21 und die der Isolierplatte 31 bedecken. Die Klebstoffschichten 27 und 37 können jedoch jeweils auch in der Nachbarschaft des freiliegenden Bereichs 42 des Wärmeaustauschabschnitts 26 und dem des Wärmeaustauschabschnitts 36 zielgenau ausgebildet werden.

Claims (20)

  1. Thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung, umfassend: ein thermoelektrisches Elementmodul (10) mit einer Vielzahl von Thermoelementpaaren, von denen jedes ein thermoelektrisches p-Element (12) und ein thermoelektrisches n-Element (13) hat, die elektrisch miteinander in Reihe geschaltet sind; und eine Vielzahl von Wärmeaustauschelementen (22, 32), die elektrisch mit den thermoelektrischen Elementen (12, 13) elektrisch verbunden sind und durch die Wärme zwischen den thermoelektrischen Elementen (12, 13) und einem Wärmeübertragungsmedium übertragbar ist, wobei: die Wärmeaustauschelemente (22, 32) in zumindest drei Reihen in Bezug auf eine Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums angeordnet sind und jeweils mit den Thermoelementpaaren verbunden sind; und eine Isolierschicht (40) im Wesentlichen auf der gesamten Oberfläche einer Anordnung des thermoelektrischen Elementmoduls und der Wärmeaustauschelemente (22, 32) durch elektrolytische Abscheidungsbeschichtung aufgebracht ist.
  2. Thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Isolierschicht (40) aus einem Material aufgebaut ist, das ein Kantenabdeckungsharzmaterial umfasst.
  3. Thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: eine Isolierplatte (21, 31); und ein Dichtungselement (27, 37), wobei: das Wärmeaustauschelement (22, 32) einen Elektrodenabschnitt (25, 35), der mit dem Thermoelementpaar verbunden ist, und einen Wärmeaustauschabschnitt (26, 36) hat, der direkt mit dem Elektrodenabschnitt (25, 35) verbunden ist; die Wärmeaustauschabschnitte (21, 31) auf einer Vorsprungseite der Isolierplatte (21, 31) von der Isolierplatte (21, 31) vorstehen, um gehalten zu werden, und durch die Isolierplatte (21, 31) elektrisch gegeneinander isoliert sind; und das Dichtungselement (27, 37) auf der Vorsprungseite des Isoliersubstrats (21, 31) derart angeordnet ist, dass es einen Kontaktabschnitt (42) zwischen den Wärmeaustauschabschnitten (26, 36) und der Isolierplatte (21, 31) von einer Außenseite der Isolierschicht (40) bedeckt.
  4. Thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei das Dichtungselement (27, 37) im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der Isolierplatte (21, 31) bedeckt, wobei die Oberfläche auf der Vorsprungseite des Wärmeaustauschabschnitts (26, 36) ist.
  5. Thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die Isolierplatte (21, 31) ein erstes Haltelement zum Halten der Wärmeaustauschabschnitte (26, 36) auf einer Verbindungsseite aufbaut, wo der Wärmeaustauschabschnitt (26, 36) mit dem Elektrodenabschnitt (25, 35) verbunden ist.
  6. Thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 3–5, ferner umfassend: ein zweites Halteelement (23, 33), das elektrisch isoliert und die Wärmeaustauschabschnitte (26, 36) auf einer zu der Verbindungsseite entgegengesetzten Seite hält, wo der Wärmeaustauschabschnitt (26, 36) mit dem Elektrodenabschnitt (25, 35) verbunden ist.
  7. Thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 3–6, ferner umfassend: einen Temperatursensor (70), der an einer Position, wo der Temperatursensor (70) die Wärmeaustauschabschnitte (26, 36) berührt, oder an einer Position in der Nachbarschaft der Wärmeaustauschabschnitte (26, 36) angeordnet ist; eine elektrische Leitung (71), die mit dem Temperatursensor (70) verbunden ist; und eine Isolierschicht (48) für die elektrische Leitung, die elektrisch isoliert und durch elektrolytische Abscheidungsbeschichtung im Wesentlichen auf der gesamten Oberfläche der elektrischen Leitung angeordnet ist.
  8. Thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 3–7, wobei die Vielzahl der Elektrodenabschnitte (25, 35) jeweils mit der Vielzahl der Wärmeaustauschabschnitte (26, 36) integriert sind.
  9. Herstellungsverfahren für eine thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung mit einem thermoelektrischen Elementmodul (10) und einer Vielzahl von Wärmeaustauschelementpaaren (22, 32), durch die jeweils Wärme zwischen dem thermoelektrischen Elementmodul (10) und einem Wärmeübertragungsmedium übertragbar ist, wobei das thermoelektrische Elementmodul (10) eine Vielzahl von Thermoelementpaaren hat, von denen jedes ein thermoelektrisches p-Element (12) und ein thermoelektrisches n-Element (13) hat, die elektrisch miteinander in Reihe geschaltet sind; wobei das Herstellungsverfahren umfasst: ein Verbindungsverfahren zum jeweiligen elektrischen Verbinden der Wärmeaustauschelemente (22, 32) mit den Thermoelementpaaren, wobei die Wärmeaustauschelemente (22, 32) in zumindest drei Reihen in Bezug auf eine Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums angeordnet sind; und ein Tauchverfahren zum Eintauchen einer Anordnung des thermoelektrischen Elementmoduls (10) und der Wärmeaustauschelemente (22, 32) in ein Tauchbecken, in dem ein geschmolzenes Isoliermaterial bereitgestellt ist, und Anlegen einer vorbestimmten Spannung an die Anordnung, so dass das Isoliermaterial im Wesentlichen auf die gesamte Oberfläche der Anordnung aufgebracht wird, wobei das Tauchverfahren nach dem Verbindungsverfahren durchgeführt wird; und ein Trocknungsverfahren zum Trocknen der Anordnung des thermoelektrischen Elementmoduls (10) und der Wärmeaustauschelemente (22, 32), wo in dem Tauchverfahren das Isoliermaterial aufgebracht wurde, so dass eine Isolierschicht (40) ausgebildet wird.
  10. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 9, wobei in dem Tauchverfahren das Isoliermaterial mit einem Kantenabdeckungsharzmaterial verwendet wird.
  11. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das Trocknungsverfahren durchgeführt wird, nachdem das Tauchverfahren mehrere Male wiederholt wurde.
  12. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Tauchverfahren für die mehreren durchgeführten Male mit verschiedenen Tauchbedingungen bereitgestellt wird.
  13. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das Trocknungsverfahren mehrere Male wiederholt wird und für die mehreren Male mit verschiedenen Trocknungsbedingungen bereitgestellt wird
  14. Herstellungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 9–13, ferner umfassend: ein Dichtungsverfahren zum Ausbilden eines Dichtungselements (27, 37) auf einer Vorsprungseite der Isolierplatte (21, 31) zum Bedecken eines Kontaktabschnitts (42) von einer Außenseite der Isolierschicht (40), wobei das Dichtungsverfahren nach dem Trocknungsverfahren durchgeführt wird, wobei: das Wärmeaustauschelement (22, 32) einen Elektrodenabschnitt (25, 35), der elektrisch mit dem Thermoelementpaar verbunden ist, und einen Wärmeaustauschabschnitt (26, 36) hat, der direkt mit dem Elektrodenabschnitt (25, 35) verbunden ist, wobei der Kontaktabschnitt (42) zwischen den Wärmeaustauschabschnitten (26, 36) und der Isolierplatte (21, 31) ist; und die Wärmeaustauschabschnitte (26, 36) auf der Vorsprungseite der Isolierplatte (21, 31) von der Isolierplatte (21, 31) vorstehen, um gehalten zu werden, und durch die Isolierplatte (21, 31) elektrisch gegeneinander isoliert sind.
  15. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 14, wobei in dem Dichtungsverfahren das Dichtungselement (27, 37) ausgebildet wird, um im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der Isolierplatte (21, 31) zu bedecken, wobei die Oberfläche auf der Vorsprungseite des Wärmeaustauschabschnitts (26, 36) ist.
  16. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei in dem Verbindungsverfahren die Isolierplatte (21, 31) als ein erstes Halteelement angeordnet wird, um die Wärmeaustauschabschnitte (26, 36) auf einer Verbindungsseite zu halten, wo der Wärmeaustauschabschnitt (26, 36) mit dem Elektrodenabschnitt (25, 35) verbunden ist.
  17. Herstellungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 14–16, wobei in dem Verbindungsverfahren ein zweites Haltelement (23, 33), das elektrisch isoliert, angeordnet wird, um die Wärmeaustauschabschnitte (26, 36) auf einer Seite zu halten, die zu einer Verbindungsseite, wo der Wärmeaustauschabschnitt (26, 36) mit dem Elektrodenabschnitt (25, 35) verbunden ist, entgegengesetzt ist.
  18. Herstellungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 14–16, wobei: in dem Verbindungsverfahren ein Temperatursensor (70) an einer Position, wo der Temperatursensor (70) die Wärmeaustauschabschnitte (26, 36) berührt, oder einer Position in der Nachbarschaft der Wärmeaustauschabschnitte (26, 36) angeordnet wird, und eine elektrische Leitung (71) mit dem Temperatursensor (70) verbunden wird; und in dem Tauchverfahren im Wesentlichen auf der gesamten Oberfläche der elektrischen Leitung (71) eine elektrisch isolierende Isolierschicht (48) für die elektrische Leitung ausgebildet wird, indem eine Spannung an die elektrische Leitung (71) angelegt wird, wobei die elektrische Leitung (71) als ein negativer Pol oder ein positiver Pol verwendet wird.
  19. Herstellungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 14–18, wobei die Vielzahl der Elektrodenabschnitte (25, 35) jeweils integral mit der Vielzahl der Wärmeaustauschabschnitte (26, 36) ausgebildet wird.
  20. Herstellungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 9–19, wobei die vorbestimmte Spannung an Anschlüsse (24a, 24b) angelegt wird, die an dem thermoelektrischen Elementmodul (10) angeordnet sind.
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