JP2003258326A - 熱電気素子及び該熱電気素子を備えた熱電気装置 - Google Patents

熱電気素子及び該熱電気素子を備えた熱電気装置

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JP2003258326A JP2002114409A JP2002114409A JP2003258326A JP 2003258326 A JP2003258326 A JP 2003258326A JP 2002114409 A JP2002114409 A JP 2002114409A JP 2002114409 A JP2002114409 A JP 2002114409A JP 2003258326 A JP2003258326 A JP 2003258326A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】熱と電気エネルギの間の変換効率が高い熱電気
素子を備えた熱電気装置を提供する。 【解決手段】熱電気素子（20）を有する熱交換機構（1
2）をケーシング（11）内に備えている。ケーシング（1
1）の内部には、第１空気が流れる１次側通路（15）
と、第２空気が流れる２次側通路（16）とが形成されて
いる。熱交換機構（12）の熱電気素子（20）は、互いに
対向して配置されると共に１次側通路（15）及び２次側
通路（16）に面する陰極（21）及び陽極（22）と、該陰
極（21）及び陽極（22）の双方の対向面又は何れか一方
の対向面に配置された電導性物質より成るナノ構造体
（23）とを有している。熱電気素子（20）は、陰極（2
1）と陽極（22）との間を真空に保持し、陰極（21）と
陽極（22）との間に所定電圧を印加し、ナノ構造体（2
3）から陽極（22）に向う電子の電界放出によって陰極
（21）を冷却し、陽極（22）を加熱し、１次側通路（1
5）の第１空気を冷却して空調を行い、２次側通路（1
6）の第２空気を加熱して排熱する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱電気素子及び該
熱電気素子を備えた熱電気装置に関し、特に、ナノ構造
体を用いたものに係る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、熱電気素子には、例えば、ペ
ルチェ効果を利用し、熱を電気エネルギに直接変換した
り、又は電気エネルギを熱に変換するものがある。この
ペルチェ効果を利用した熱電気素子は、空気調和装置や
発電装置などの各種の熱電気装置に用いられている。例
えば、熱電気素子を用いた空気調和装置は、蒸気圧縮式
冷凍サイクルにおける圧縮機などを設ける必要がないこ
とから、地球環境に優しいという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た熱電気素子は、電子放出の材料として最適な物質が用
いられておらず、内部の抵抗が大きく、熱と電気エネル
ギの間の変換効率が低いという問題があった。
【０００４】一方、上記熱電気素子には、例えば、Bora
lis社のクールチップがある。しかし、このクールチッ
プは、電界放出に必要な電界を小さくするために、つま
り、仕事関数を小さくするために最外殻電子のイオン化
エネルギを下げるようにしている。したがって、上記ク
ールチップは、電極材料の強度不足を招き、発熱に弱
く、大電流を流すことができない可能性があるという問
題があった。
【０００５】本発明は、斯かる点に鑑みて成されたもの
で、熱と電気エネルギの間の変換効率が高い熱電気素子
及び該熱電気素子を備えた熱電気装置を提供することを
目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】具体的に、図２に示すよ
うに、第１の発明は、互いに対向して配置された陰極
（21）及び陽極（22）と、該陰極（21）及び陽極（22）
の双方の対向面又は何れか一方の対向面に配置された電
導性物質より成るナノ構造体（23）とを備えている。そ
して、上記陰極（21）と陽極（22）との間を真空に保持
し、上記陰極（21）と陽極（22）との間に熱又は電気エ
ネルギを加えて熱と電気エネルギとを変換する。
【０００７】また、第２の発明は、上記第１の発明にお
いて、上記陰極（21）と陽極（22）との間の電圧印加に
より、ナノ構造体（23）を介して陰極（21）からから陽
極（22）に向う電子の電界放出によって陰極（21）に冷
却部を形成し、陽極（22）に加熱部を形成して電気エネ
ルギを熱に変換する構成である。ことを特徴とする熱電
気素子。
【０００８】また、第３の発明は、上記第１の発明にお
いて、上記陰極（21）を加熱し、陽極（22）を冷却し、
ナノ構造体（23）を介して陰極（21）から陽極（22）に
向う熱電子放出を生起させて熱を電気エネルギに変換す
る構成である。
【０００９】また、第４の発明は、上記第１、第２又は
第３の発明において、上記ナノ構造体（23）がナノチュ
ーブであって、該ナノチューブの先端が切除されて開口
端（24）に構成されている。
【００１０】また、第５の発明は、上記第１、第２又は
第３の発明において、上記ナノ構造体（23）がカーボン
ナノチューブであって、表面修飾が施されている。
【００１１】また、第６の発明は、空調を行う熱電気装
置であって、ケーシング（11）と、該ケーシング（11）
内に設けられ、熱電気素子（20）を有する熱交換手段
（12）と、上記ケーシング（11）の内部に形成されて第
１空気が流れる１次側の通路（15）及び第２空気が流れ
る２次側の通路（16）とを備えている。そして、上記熱
交換手段（12）の熱電気素子（20）は、互いに対向して
配置される陰極（21）及び陽極（22）と、該陰極（21）
及び陽極（22）の双方の対向面又は何れか一方の対向面
に配置された電導性物質より成るナノ構造体（23）とを
有し、上記陰極（21）及び陽極（22）が各通路（15，1
6）に面して配置され、上記陰極（21）と陽極（22）と
の間を真空に保持し、上記陰極（21）と陽極（22）との
間に所定電圧を印加し、ナノ構造体（23）を介して陰極
（21）から陽極（22）に向う電子の電界放出によって陰
極（21）を冷却し、陽極（22）を加熱し、１次側通路
（15）の第１空気及び２次側通路（16）の第２空気を冷
却又は加熱するように構成されている。
【００１２】また、第７の発明は、空気を除湿する熱電
気装置であって、ケーシング（31）と、該ケーシング
（31）内に設けられ、熱電気素子（20）を有する除湿手
段（32）と、上記ケーシング（31）の内部に形成されて
空気が流れる空気通路（36）とを備えている。そして、
上記除湿手段（32）の熱電気素子（20）は、互いに対向
して配置される陰極（21）及び陽極（22）と、該陰極
（21）及び陽極（22）の双方の対向面又は何れか一方の
対向面に配置された電導性物質より成るナノ構造体（2
3）とを有し、上記陰極（21）が空気通路（36）に面し
て配置され、上記陰極（21）と陽極（22）との間を真空
に保持し、上記陰極（21）と陽極（22）との間に所定電
圧を印加し、ナノ構造体（23）を介して陰極（21）から
陽極（22）に向う電子の電界放出によって陰極（21）を
冷却し、陽極（22）を加熱し、空気通路（36）の空気を
冷却して除湿するように構成されている。
【００１３】また、第８の発明は、上記第７の発明にお
いて、上記熱電気素子（20）の陰極（21）で冷却された
空気が流れて該空気中の臭気物質を吸着する脱臭手段
（33）が設けられている。
【００１４】また、第９の発明は、発電を行う熱電気装
置であって、熱電気素子（20）を有する変換手段（45）
と、該変換手段（45）の片側に配置された加熱手段（4
2）と、上記変換手段（45）の他の片側に配置された冷
却手段（46）とを備えている。そして、上記熱電気素子
（20）は、互いに対向して配置された陰極（21）及び陽
極（22）と、該陰極（21）及び陽極（22）の双方の対向
面又は何れか一方の対向面に配置された電導性物質より
成るナノ構造体（23）とを有し、上記陰極（21）及び陽
極（22）との間を真空に保持し、上記陰極（21）を加熱
手段（42）によって加熱すると共に、陽極（22）を冷却
手段（46）によって冷却し、陰極（21）から陽極（22）
へ向かう熱電子の放出によって熱を電気エネルギに変換
して負荷（47）に電力を供給するように構成されてい
る。
【００１５】また、第１０の発明は、発電手段（40）及
び空調手段（10）とを備えた熱電気装置であって、上記
発電手段（40）は、熱電気素子（20）を有する変換手段
（45）と、該変換手段（45）の片側に配置された加熱手
段（42）と、上記変換手段（45）の他の片側に配置され
た冷却手段（46）を備え、上記空調手段（10）は、熱電
気素子（20）を有する熱交換手段（12）と、ケーシング
（11）の内部で且つ熱交換手段（12）の片側に形成され
た第１空気の１次側の通路（15）と、上記ケーシング
（11）の内部で且つ熱交換手段（12）の他の片側に形成
された第２空気の２次側の通路（16）とを備えている。
そして、上記発電手段（40）の熱電気素子（20）は、互
いに対向して配置された陰極（21）及び陽極（22）と、
該陰極（21）及び陽極（22）の双方の対向面又は何れか
一方の対向面に配置された電導性物質より成るナノ構造
体（23）とを有し、上記陰極（21）及び陽極（22）との
間を真空に保持し、上記陰極（21）を加熱手段（42）に
よって加熱すると共に、陽極（22）を冷却手段（46）に
よって冷却し、陰極（21）から陽極（22）へ向かう熱電
子の放出によって熱を電気エネルギに変換して空調手段
（10）の熱交換手段（12）に電力を供給するように構成
されている。加えて、上記空調手段（10）の熱電気素子
（20）は、互いに対向して配置される陰極（21）及び陽
極（22）と、該陰極（21）及び陽極（22）の双方の対向
面又は何れか一方の対向面に配置された電導性物質より
成るナノ構造体（23）とを有し、上記陰極（21）及び陽
極（22）が各通路（15，16）に面して配置され、上記陰
極（21）と陽極（22）との間を真空に保持し、上記陰極
（21）と陽極（22）との間に所定電圧を印加し、ナノ構
造体（23）を介して陰極（21）から陽極（22）に向う電
子の電界放出によって陰極（21）を冷却し、陽極（22）
を加熱し、１次側通路（15）の第１空気及び２次側通路
（16）の第２空気を冷却又は加熱するように構成されて
いる。
【００１６】また、第１１の発明は、上記第６、第７、
第９又は第１０の発明において、上記ナノ構造体（23）
がナノチューブであって、該ナノチューブの先端が切除
されて開口端（24）に構成されている。
【００１７】また、第１２の発明は、上記第６、第７、
第９又は第１０の発明において、上記ナノ構造体（23）
がカーボンナノチューブであって、表面修飾が施されて
いる。
【００１８】本発明が上述したナノ構造体（23）を用い
た基本原理は次の通りである。従来、例えば、蒸気圧縮
式冷凍サイクルのヒートポンプ装置は、冷媒として気体
又は液体を用いると共に、圧縮機を用いている。したが
って、従来のヒートポンプ装置は、可動部の存在、振
動、騒音、摺動部分の摩耗、圧縮機自体の発熱、圧縮機
の重量及び大型化という問題を有していた。また、従来
のヒートポンプ装置の効率は、カルノーサイクルの効率
の３０％〜５０％であり、人工冷媒ガスを利用している
ものでは地球環境を阻害するという問題があった。
【００１９】そこで、本願発明者は、永年の研究の結
果、特徴的なナノ構造を有し、電導性を有する構造材料
を用い、電子の電界放出又は熱電子の放出による熱電気
素子を開発したものである。
【００２０】具体的に、ナノ構造体（23）であるカーボ
ンナノチューブの電子放出特性の良好性は、軸方向の非
常に高い電気伝導性とナノスケールの極微の直径に起因
する。カーボンナノチューブは、単相及び多層を問わ
ず、高い構造安定性を有し、鋭い先端、つまり、高いア
スペクト比を有している。このことから、例えば、陰極
（21）と陽極（22）との間に電界が作用すると、カーボ
ンナノチューブの先端に電界が集中し、より低い印加電
圧でもって効率的に電子がトンネリングして放出され
る。
【００２１】また、上記カーボンナノチューブは、化学
的に安定し、且つ高温状態においても安定し（例えば、
真空中で２８００℃）、電界放出材料とし望ましい性質
を有している。その上、上記カーボンナノチューブは、
電流密度も多くとれるという特徴を有している。本発明
は、斯かる点に着目してナノ構造体（23）を用いるよう
にしたものである。
【００２２】すなわち、第２の発明では、陰極（21）と
陽極（22）とを対面して配置し、高真空下において１ｖ
／ｍｍ〜１０ｋｖ／ｍｍの電場、又は０．１ｖ〜１００
ｖの電圧をかけると、電子がナノ構造体（23）の先端か
ら真空中にトネンリングして放出される。この際、電子
は、陰極（21）から運動エネルギを奪って陽極（22）に
到達する。この結果、電子を放出する陰極（21）が冷却
される一方、電子を受け取る陽極（22）が加熱される。
尚、上記陰極（21）と陽極（22）との間に印加する電圧
は、低いほどＣＯＰ（成績係数）がよい。
【００２３】上記ナノ構造体（23）は、アスペクト比の
高さから低電圧で効率よく電子を放出するので、より消
費電力が少なく、電子クーリングが行われる。
【００２４】また、第４の発明では、ナノ構造体（23）
であるカーボンナノチューブの先端を開口端（24）にす
ると、エッジの部分に電界が集中することから電界放出
がより良好となる。
【００２５】また、第５の発明では、ナノ構造体（23）
に表面修飾を施すと、仕事関数を減少させることができ
る。
【００２６】具体的に、第６の発明は、熱電気素子（2
0）によって空気調和を行うものである。つまり、第１
空気はケーシング（11）に吸い込まれ、１次側通路（1
5）を流れる。上記第１空気は、熱交換手段（12）にお
ける熱電気素子（20）の陰極（21）（冷却部）で熱交換
して冷却され、冷却空気の調和空気となる。この調和空
気は、１次側通路（15）流れ、室内に吹き出し、室内を
冷房する。
【００２７】また、第２空気はケーシング（11）に吸い
込まれ、２次側通路（16）を流れる。そして、上記室外
空気は、熱交換手段（12）における熱電気素子（20）の
陽極（22）（加熱部）で熱交換して加熱され、排熱空気
となる。この排熱空気は、２次側通路（16）流れ、室外
に吹き出る。
【００２８】一方、暖房運転を行う場合、熱交換手段
（12）における熱電気素子（20）は、陽極（22）が１次
側通路（15）に面し、熱電気素子（20）の陰極（21）が
２次側通路（16）に面するように陰極（21）と陽極（2
2）との間に所定電圧を印加する。そして、冷房運転時
とは逆に、第１空気は１次側通路（15）を流れて加熱さ
れ、加熱空気の調和空気となって室内に吹き出し、室内
を暖房する。一方、第２空気は２次側通路（16）を流れ
て冷却され、排熱空気となって室外に吹き出る。
【００２９】また、第７及び第８の発明では、熱電気素
子（20）によって除湿を行うものである。つまり、除湿
手段（32）における熱電気素子（20）は、空気通路（3
6）に面する陰極（21）と陽極（22）との間に所定電圧
を印加する。空気はケーシング（31）に流入し、空気通
路（36）を流れる。そして、上記空気は、除湿手段（3
2）における熱電気素子（20）の陰極（21）（冷却部）
で熱交換して冷却されて除湿され、乾燥した調和空気と
なる。この調和空気は、脱臭手段（33）を流れ、臭気物
質が吸着除去され、空気の除湿及び脱臭が行われる。
【００３０】また、第９の発明では、熱電気素子（20）
によって発電を行うものである。つまり、例えば、加熱
手段（42）でガスを燃焼させる。この燃焼によって変換
手段（45）における熱電気素子（20）の陰極（21）が加
熱される。一方、１次側通路（15）には、冷却手段（4
6）によって変換手段（45）における熱電気素子（20）
の陽極（22）が冷却される。上記変換手段（45）の熱電
気素子（20）は、陰極（21）が所定温度以上に加熱され
ると、ナノ構造体（23）を介して陰極（21）から陽極
（22）に向かって熱電子が放出される。この電子放出に
よって陰極（21）と陽極（22）との間に電位差が生じ、
発電が行われる。この変換部で発生した電力が負荷（4
7）に供給される。
【００３１】また、第１０の発明では、熱電気素子（2
0）によって発電及び空気調和を行うものである。つま
り、変換手段（45）における熱電気素子（20）の陰極
（21）が加熱され、陽極（22）が冷却されるので、ナノ
構造体（23）を介して陰極（21）から陽極（22）に向か
って放出される。この結果、陰極（21）と陽極（22）と
の間に電位差が生じる。
【００３２】上記変換手段（45）における熱電気素子
（20）の陽極（22）から電子が熱交換手段（12）の熱電
気素子（20）の陰極（21）に流れる。この熱交換手段
（12）の熱電気素子（20）には、所定電圧が印可されて
いるので、熱電気素子（20）の陰極（21）から電界放出
によって電子が陽極（22）に放出される。この結果、陰
極（21）が冷却され、第１空気が冷却されて調和空気と
なる。この調和空気は、室内に供給される。
【００３３】上記熱交換手段（12）の熱電気素子（20）
の陽極（22）に流れた電子は、変換手段（45）における
熱電気素子（20）の陰極（21）に流れ、上述の動作が繰
り返される。
【００３４】また、暖房運転を行う場合、上記変換手段
（45）における熱電気素子（20）と熱交換手段（12）の
熱電気素子（20）との接続を逆にすればよい。
【００３５】
【発明の効果】したがって、本発明によれば、ナノ構造
体（23）を有する電子放出型デバイスで熱電気素子（2
0）を構成するようにしたために、電子の散乱がなく、
電気エネルギと熱とを高効率で変換することができる。
【００３６】また、上記ナノ構造体（23）は、アスペク
ト比の高さから低電圧で効率よく電子を放出するので、
より消費電力が少なく、電子クーリングを行うことがで
きる。
【００３７】また、上記ナノ構造体（23）をカーボンナ
ノチューブで形成し、該カーボンナノチューブの先端を
開口端（24）にすると、エッジの部分に電界が集中する
ことから電界放出がより良好となる。
【００３８】また、上記ナノ構造体（23）に表面修飾を
施すと、仕事関数を減少させることができる。
【００３９】また、上記熱電気素子（20）を設けて空気
調和を行うようにすると、蒸気圧縮式冷凍サイクルを構
成するものに比して冷媒及び圧縮機を設ける必要がない
ので、脱人工冷媒を図ることができ、地球環境に優しい
ものとすることができる。
【００４０】また、振動及び騒音の低減を図ることがで
きると共に、機械的摺動部がないので、機械的摩耗がな
く、しかも、圧縮機の発熱、重量及び容積に関する制約
を解消することができる。
【００４１】また、蒸気圧縮式冷凍サイクルの効率より
高効率とすることができる。
【００４２】
【発明の実施の形態１】以下、本発明の実施形態１を図
面に基づいて詳細に説明する。
【００４３】図１に示すように、空気調和装置（10）
は、熱電気素子（20）を備えた熱電気装置であって、冷
房運転を行うように構成されている。
【００４４】上記空気調和装置（10）は、ケーシング
（11）と、熱交換手段である熱交換機構（12）とを備え
ている。上記ケーシング（11）は、前面ケース（11a）
と背面ケース（11b）とを備え、上記前面ケース（11a）
の内側中央部にコア（11c）が設けられている。
【００４５】上記前面ケース（11a）には、コア（11c）
の上方に位置して室内空気を吸い込む室内吸込口（13
a）が形成されると共に、コア（11c）の下方に位置して
調和空気を吹き出す室内吹出口（13b）が形成されてい
る。一方、上記背面ケース（11b）には、上部に室外空
気を吸い込む室外吸込口（14a）が形成されると共に、
下部に排熱空気を吹き出す室外吹出口（14b）が形成さ
れている。更に、上記背面ケース（11b）の上部及び下
部には、前方に突出した突起（11d）が形成されてい
る。
【００４６】上記ケーシング（11）の内部には、室内吸
込口（13a）と室内吹出口（13b）とを繋ぐ１次側通路
（15）が形成されると共に、室外吸込口（14a）と室外
吹出口（14b）とを繋ぐ２次側通路（16）が形成されて
いる。
【００４７】上記熱交換機構（12）は、１次側通路（1
5）と２次側通路（16）との区画壁を形成し、複数の熱
電気素子（20）によって構成され、室内吸込口（13a）
の上方から室内吹出口（13b）の下方に亘って形成され
ている。
【００４８】上記１次側通路（15）には、コア（11c）
に近接して室内ファン（17a）が設けられている。一
方、上記２次側通路（16）には、室外吸込口（14a）に
吸込ファン（17b）が、室外吹出口（14b）に吹出ファン
（17c）が配置されている。
【００４９】上記熱交換機構（12）は、複数の熱電気素
子（20）が縦横に並列に配列された平板状に形成されて
いる。上記各熱電気素子（20）は、電界放出型デバイス
であって、図２に示すように、陰極（21）と陽極（22）
とより成る一対の電極と、該陰極（21）と陽極（22）と
にそれぞれ設けられたナノ構造体（23）とを備えてい
る。
【００５０】上記ナノ構造体（23）は、図３に示すよう
に、カーボンナノチューブで構成され、陰極（21）と陽
極（22）との双方の対向面に配置されている。そして、
上記カーボンナノチューブは、炭素繊維より構成され、
先端が切除されて先端が開口端（24）に形成されてい
る。
【００５１】上記ナノ構造体（23）は、直径が１ｎｍ〜
４０ｎｍで、アスペクト比が１０以上になるように形成
されている。したがって、上記ナノ構造体（23）は、例
えば、高さが１０ｎｍに形成されている。
【００５２】また、上記カーボンナノチューブは、単相
のものであってもよく、多層のものであってもよい。し
かしながら、上記カーボンナノチューブは、２層のもの
が好ましい。
【００５３】上記熱電気素子（20）における陰極（21）
と陽極（22）との間は、真空に保持され、該陰極（21）
と陽極（22）との間に所定電圧を印加することにより、
陽極（22）のナノ構造体（23）と陰極（21）のナノ構造
体（23）との間に電界が生じ、電界強度が所定値以上に
なると陰極（21）のナノ構造体（23）から陽極（22）の
ナノ構造体（23）に電子が放出されて電界放出が生じ
る。そして、この電界放出によって上記陰極（21）が冷
却部に形成され、陽極（22）が加熱部に形成されること
になる。
【００５４】上記熱交換機構（12）は、陰極（21）と陽
極（22）とがそれぞれ１次側通路（15）及び２次側通路
（16）に面している。つまり、例えば、冷房運転を行う
場合、熱電気素子（20）の陰極（21）が１次側通路（1
5）に面し、熱電気素子（20）の陽極（22）が２次側通
路（16）に面するように陰極（21）と陽極（22）との間
に所定電圧を印加する。暖房運転を行う場合、印加電圧
を逆にし、熱電気素子（20）の陽極（22）が１次側通路
（15）に面し、熱電気素子（20）の陰極（21）が２次側
通路（16）に面するように陰極（21）と陽極（22）との
間に所定電圧を印加する。
【００５５】また、上記熱電気素子（20）は、電場が１
０ｋｖ／ｍｍ以下になるように、又は電圧が１００ｖ以
下になるように設定され、電界放出電流密度が１μＡ／
ｃｍ2になるように設定されている。更に、上記陰極（2
1）と陽極（22）との間の真空度が１０-3Ｔｏｒｒにな
るように設定され、陰極（21）と陽極（22）との間の間
隙が１ｍｍ以下になるように設定されている。
【００５６】〈作用〉次に、上述した空気調和装置（1
0）の空気調和動作について説明する。
【００５７】先ず、冷房運転を行う場合、熱交換機構
（12）における熱電気素子（20）は、陰極（21）が１次
側通路（15）に面し、熱電気素子（20）の陽極（22）が
２次側通路（16）に面するように陰極（21）と陽極（2
2）との間に所定電圧を印加する。この電圧の印加によ
って陰極（21）のナノ構造体（23）と陽極（22）のナノ
構造体（23）との間に電界が生じ、陰極（21）のナノ構
造体（23）から電子が陽極（22）のナノ構造体（23）に
向かって放出される。この電界放出によって陰極（21）
が冷却され、陽極（22）が加熱される。
【００５８】つまり、高真空下（１０-3Ｔｏｒｒ以下）
において、対向配置された陰極（21）と陽極（22）との
間に１ｖ／ｍｍ〜１０ｋｖ／ｍｍの電場、又は０．１ｖ
〜１００ｖの電圧をかけると、電子がナノ構造体（23）
の先端から真空中にトネンリングして放出される。この
際、電子は、陰極（21）から運動エネルギを奪って陽極
（22）に到達する。この結果、電子を放出する陰極（2
1）が冷却される一方、電子を受け取る陽極（22）が加
熱される。
【００５９】一方、室内ファン（17a）を駆動すると、
室内空気が室内吸込口（13a）よりケーシング（11）に
吸い込まれ、１次側通路（15）を流れる。上記室内空気
は、熱交換機構（12）における熱電気素子（20）の冷却
部である陰極（21）で熱交換して冷却され、冷却空気の
調和空気となる。この調和空気は、１次側通路（15）流
れ、室内吹出口（13b）より室内に吹き出し、室内を冷
房する。
【００６０】更に、吸込ファン（17b）及び吹出ファン
（17c）を駆動すると、室外空気は室外吸込口（14a）よ
りケーシング（11）に吸い込まれ、２次側通路（16）を
流れる。上記室外空気は、熱交換機構（12）における熱
電気素子（20）の加熱部である陽極（22）で熱交換して
加熱され、排熱空気となる。この排熱空気は、２次側通
路（16）流れ、室外吹出口（14b）より室外に吹き出
る。
【００６１】また、暖房運転を行う場合、熱交換機構
（12）における熱電気素子（20）は、陽極（22）が１次
側通路（15）に面し、熱電気素子（20）の陰極（21）が
２次側通路（16）に面するように陰極（21）と陽極（2
2）との間に所定電圧を印加する。そして、冷房運転時
とは逆に、室内空気は１次側通路（15）を流れて加熱さ
れ、加熱空気の調和空気となって室内に吹き出し、室内
を暖房する。一方、室外空気は２次側通路（16）を流れ
て冷却され、排熱空気となって室外に吹き出る。
【００６２】〈実施形態１の効果〉以上のように、本実
施形態によれば、ナノ構造体（23）を有する電界放出型
デバイスで熱電気素子（20）を構成するようにしたため
に、電子の散乱がなく、電気エネルギと熱とを高効率で
変換することができる。
【００６３】また、蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成する
ものに比して冷媒及び圧縮機を設ける必要がないので、
脱人工冷媒を図ることができ、地球環境に優しいものと
することができる。
【００６４】また、振動及び騒音の低減を図ることがで
きると共に、機械的摺動部がないので、機械的摩耗がな
く、しかも、圧縮機の発熱、重量及び容積に関する制約
を解消することができる。
【００６５】また、蒸気圧縮式冷凍サイクルの効率より
高効率とすることができる。
【００６６】また、上記ナノ構造体（23）は、アスペク
ト比の高さから低電圧で効率よく電子を放出するので、
より消費電力が少なく、電子クーリングが行われる。
【００６７】また、上記ナノ構造体（23）の先端を開口
端（24）にすると、エッジの部分に電界が集中すること
から電界放出がより良好となる。
【００６８】−変形例１− 上記ナノ構造体（23）は、開口端（24）を有しないもの
であってもよく、また、上記ナノ構造体（23）は、カー
ボンナノチューブの代えて次のものであってもよい。
【００６９】つまり、上記ナノ構造体（23）は、図５に
示すように、炭素繊維よりなり、中実に形成されたカー
ボンナノファイバで構成してもよい。
【００７０】また、ナノ構造体（23）は、図６に示すよ
うに、炭素繊維よりなり、螺旋状に形成されたカーボン
ナノコイルで構成してもよい。
【００７１】また、ナノ構造体（23）は、図７に示すよ
うに、炭素繊維よりなり、コーン状に形成されたカーボ
ンナノコーンで構成してもよい。
【００７２】また、上記ナノ構造体（23）は、酸化物ナ
ノチューブであってもよく、また、グラファイトナノフ
ァイバで構成してもよい。
【００７３】また、上記ナノ構造体（23）は、表面修飾
を施したもでもよく、例えば、カーボンナノチューブの
表面官能基としては、−ＯＨ、ｓｐ3炭素、−ＣＯＯＨ
などが有る。
【００７４】−変形例２− 上記熱電気素子（20）は、図８及び図９に示すように、
シリコン基板又はアルミ基板の陰極（21）及び陽極（2
2）である電極上にカーボンナノチューブを成長させる
ようにしてもよい。例えば、マイクロ波プラズマＣＶＤ
法によって陰極（21）及び陽極（22）上にカーボンナノ
チューブが剣山のように垂直に成長させてもよい。その
際、作動時の熱応力を吸収するために、酸化シリコン
（ＳiＯ2）より成る区画部（25）を電極状に形成するよ
うにしてもよい。そして、区画内にカーボンナノチュー
ブを成長させる。この結果、カーボンナノチューブの配
向が良好に調整され、電力量の低減を図ることができ
る。
【００７５】−変形例３− 上記熱電気素子（20）は、図１０及び図１１に示すよう
に、シリコン基板又はアルミ基板の陰極（21）及び陽極
（22）である電極上にカーボンナノチューブを印刷法に
より形成するようにしてもよい。つまり、ドラム（26）
に形成したナノ構造体（23）を電極板上に固定するよう
にしてもよい。尚、この印刷法の場合、カーボンナノチ
ューブの配向は調整されない。
【００７６】
【発明の実施の形態２】以下、本発明の実施形態２を図
面に基づいて詳細に説明する。
【００７７】本実施形態は、図１２に示すように、実施
形態１の空気調和装置（10）に代えて、熱電気装置であ
る脱臭除湿装置（30）に熱電気素子（20）を用いたもの
である。
【００７８】上記脱臭除湿装置（30）は、室内と押入と
の間の仕切部材（34）に取り付けられている。該脱臭除
湿装置（30）は、ケーシング（31）と除湿手段である除
湿機構（32）と脱臭手段である脱臭機構（33）とを備え
ている。
【００７９】上記仕切部材（34）には、空気の流入口
（34a）が形成されると共に、該流入口（34a）の上方位
置に空気の流出口（34b）が形成されている。上記ケー
シング（31）は、流入口（34a）と流出口（34b）とを覆
うように仕切部材（34）に取り付けられている。
【００８０】また、上記ケーシング（31）の内部には、
仕切部材（34）における流入口（34a）の上辺からケー
シング（31）内に延びる隔壁（35）が設けられている。
該隔壁（35）の先端には、下方に向かって延びる板状の
除湿機構（32）が設けられている。
【００８１】そして、上記ケーシング（31）の内部に
は、空気通路（36）が形成されている。該空気通路（3
6）は、流入口（34a）から仕切部材（34）と除湿機構
（32）との間で形成される１次側通路（36a）と、該１
次側通路（36a）に連通し、ケーシング（31）と除湿機
構（32）との間で形成され且つ流出口（34b）に至る２
次側通路（36b）とを備えている。
【００８２】上記除湿機構（32）は、図示しないが、実
施形態１と同様な熱電気素子（20）を備え、該熱電気素
子（20）は、冷却部である陰極（21）が１次側通路（36
a）に面し、加熱である陽極（22）が２次側通路（36b）
に面するように配置されている。そして、上記除湿機構
（32）は、押入から流入する空気を１次側通路（36a）
で冷却して除湿した後、この除湿された空気を２次側通
路（36b）で加熱して押入に戻すように構成されてい
る。
【００８３】上記ケーシング（31）内の下部には、脱臭
機構（33）が１次側通路（36a）に位置して配置されて
いる。該脱臭機構（33）は、臭気物質の吸着剤である活
性炭を有し、冷却された空気の流通によって臭気物質を
吸着除去するように構成されている。
【００８４】上記ケーシング（31）の下部には、開口
（31a）が形成されると共に、該開口（31a）の下方に
は、水滴受け（31b）が設けられている。
【００８５】〈作用〉次に、上述した脱臭除湿装置（3
0）の脱臭除湿動作である空気調和動作について説明す
る。
【００８６】先ず、除湿機構（32）における熱電気素子
（20）は、陰極（21）が１次側通路（36a）に面し、熱
電気素子（20）の陽極（22）が２次側通路（36b）に面
するように陰極（21）と陽極（22）との間に所定電圧を
印加する。押入空気は流入口（34a）よりケーシング（3
1）に流入し、１次側通路（36a）を流れる。そして、上
記押入空気は、除湿機構（32）における熱電気素子（2
0）の冷却部である陰極（21）で熱交換して冷却されて
除湿され、乾燥した調和空気となる。この調和空気は、
脱臭機構（33）を流れ、臭気物質が吸着除去される。
【００８７】その後、上記調和空気は、２次側通路（36
b）を流れ、除湿機構（32）における熱電気素子（20）
の加熱部である陽極（22）で熱交換して加熱され、流出
口（34b）から押入に戻り、該押入の除湿及び脱臭が行
われる。その他の構成、作用及び効果は実施形態１と同
様である。
【００８８】
【発明の実施の形態３】以下、本発明の実施形態３を図
面に基づいて詳細に説明する。
【００８９】本実施形態は、図１３乃至図１５に示すよ
うに、実施形態１の空気調和装置（10）に代えて、熱電
気装置である発電装置（40）に熱電気素子（20）を用い
たものである。
【００９０】上記発電装置（40）は、熱電気素子（20）
の熱電子放出によって発電を行うように構成されてい
る。つまり、上記熱電気素子（20）は、実施形態１の熱
電気素子（20）と同様に構成されているが、実施形態１
が熱電気素子（20）の陰極（21）と陽極（22）との間に
所定電圧を印加したのに代わり、熱電気素子（20）の陰
極（21）を加熱し、陽極（22）を冷却するようにしたも
のである。上記熱電気素子（20）の陰極（21）を所定温
度に加熱すると、該陰極（21）のナノ構造体（23）から
電子が陽極（22）のナノ構造体（23）に向かって放出さ
れ、陰極（21）と陽極（22）との間に所定の電位差が生
じ、熱が電気エネルギに直接変換されて発電が行われ
る。
【００９１】上記発電装置（40）は、熱電気素子（20）
の熱電気の変換機能を利用したもので、発電機構（41）
と燃料部（42）とを備えている。該燃料部（42）は、ガ
スボンベで構成され、ガス管（42a）が接続されてい
る。
【００９２】上記発電機構（41）は、ケーシング（43）
と加熱手段である燃焼部（44）と変換手段である変換部
（45）とを備えている。該ケーシング（43）は、円筒状
に形成されて一端が開口されている。
【００９３】上記燃焼部（44）は、両端が閉鎖されると
共に、多数の燃焼孔（44a）が形成された円筒状の燃焼
筒で構成されている。該燃焼部（44）は、上記ケーシン
グ（43）の中央部に、該ケーシング（43）と同心上に配
置されている。そして、上記燃焼部（44）は、一端にガ
ス管（42a）が接続されて、燃料ガスが燃料部（42）よ
り供給されている。
【００９４】上記変換部（45）は、実施形態１と同様な
熱電気素子（20）を備え、両端が開口された円筒状に形
成されている。該変換部（45）は、燃焼部（44）とケー
シング（43）との間に位置し、それぞれ燃焼部（44）と
ケーシング（43）との間に所定の間隔が形成されてい
る。そして、上記ケーシング（43）と変換部（45）との
間は、外気が流れて冷却手段を構成する１次側通路（4
6）に形成されている。一方、上記変換部（45）と燃焼
部（44）との間は、排気ガスが流れる２次側通路（46
a）に形成されている。上記１次側通路（46）と２次側
通路（46a）とは、ケーシング（43）の閉塞端側で連通
している。
【００９５】上記変換部（45）は、熱電気素子（20）の
陰極（21）が２次側通路（46a）に面し、陽極（22）が
１次側通路（46）に面している。そして、上記上記熱電
気素子（20）の陰極（21）が燃焼部（44）のガス燃焼に
よって加熱され、陽極（22）が外気によって冷却され
る。この加熱及び冷却によって熱電気素子（20）が発電
を行う。
【００９６】一方、上記変換部（45）には、負荷（47）
が配線（47a）を介して接続されている。
【００９７】〈作用〉次に、上述した発電装置（40）の
発電動作について説明する。
【００９８】先ず、燃料部（42）より燃料ガスを燃焼部
（44）に供給し、該燃焼部（44）でガスを燃焼させる。
この燃焼によって変換部（45）における熱電気素子（2
0）の陰極（21）が加熱される。一方、１次側通路（4
6）には、外気が供給されて該外気が１次側通路（46）
を流れるので、変換部（45）における熱電気素子（20）
の陽極（22）が冷却される。この１次側通路（46）を流
れた室外空気は、２次側通路（46a）流れ、ガスの燃焼
に寄与した後、排気される。
【００９９】上記変換部（45）の熱電気素子（20）は、
陰極（21）が所定温度以上に加熱されると、陰極（21）
のナノ構造体（23）から陽極（22）のナノ構造体（23）
に向かって熱電子が放出される。この電子放出によって
陰極（21）と陽極（22）との間に電位差が生じ、発電が
行われる。この変換部（45）で発生した電力が負荷（4
7）に供給される。
【０１００】〈実施形態３の効果〉以上のように、本実
施形態によれば、ナノ構造体（23）を有する電子放出型
デバイスで熱電気素子（20）を構成するようにしたため
に、電子の散乱がなく、熱と電気エネルギとを高効率で
変換することができる。その他の熱電気素子（20）など
の構成、作用及び効果は実施形態１と同様である。
【０１０１】
【発明の実施の形態４】以下、本発明の実施形態４を図
面に基づいて詳細に説明する。
【０１０２】本実施形態は、図１６に示すように、実施
形態１の空気調和装置（10）に代えて、熱電気装置であ
るガスヒートポンプ装置（50）に熱電気素子（20）を用
いたものである。
【０１０３】上記ガスヒートポンプ装置（50）は、発電
手段である実施形態３の発電装置（40）と空調手段であ
る実施形態１の空気調和装置（10）とを組み合わせたも
のであり、実施形態３の負荷（47）として実施形態１の
熱交換機構（12）が接続されて電気回路（51）が形成さ
れている。
【０１０４】そして、上記実施形態１の２次側通路（1
6）より吹き出た排出空気が実施形態３の２次側通路（4
6a）に供給されている。この場合、実施形態３における
１次側通路（46）を流れた空気はそのまま排出されてい
る。
【０１０５】したがって、本実施形態では、実施形態３
の変換部（45）における熱電気素子（20）の陰極（21）
が加熱され、陽極（22）が冷却されるので、陰極（21）
のナノ構造体（23）から電子が陽極（22）に向かって放
出される。この結果、陰極（21）と陽極（22）との間に
電位差が生じる。
【０１０６】そして、図１６の矢符で示すように、上記
変換部（45）における熱電気素子（20）の陽極（22）か
ら電子が空気調和装置（10）における熱交換機構（12）
の熱電気素子（20）の陰極（21）に流れる。この空気調
和装置（10）の熱電気素子（20）には、所定電圧が印可
されているので、熱電気素子（20）の陰極（21）から電
界放出によって電子が陽極（22）に放出される。この結
果、陰極（21）が冷却され、室内空気が冷却されて調和
空気となる。この調和空気は、室内に供給される。
【０１０７】一方、上記空気調和装置（10）における熱
交換機構（12）の熱電気素子（20）の陽極（22）に流れ
た電子は、図１６の矢符で示すように、発電装置（40）
の変換部（45）における熱電気素子（20）の陰極（21）
に流れ、上述の動作が繰り返される。
【０１０８】尚、暖房運転を行う場合、上記発電装置
（40）の変換部（45）における熱電気素子（20）と空気
調和装置（10）における熱交換機構（12）の熱電気素子
（20）との接続を逆にすればよい。その際、発電装置
（40）の燃焼部（44）には、外気を供給することにな
る。その他の熱電気素子（20）などの構成、作用及び効
果は実施形態１及び実施形態３と同様である。
【０１０９】
【発明の他の実施の形態】上記各実施形態においては、
熱電気素子（20）の陰極（21）と陽極（22）とのそれぞ
れにナノ構造体（23）を設けるようにしたが、本発明に
おけるナノ構造体（23）は、陰極（21）と陽極（22）の
何れかに設けるものであってもよい。つまり、ナノ構造
体（23）は、陽極（22）に対面する陰極（21）の対向面
にのみ設けるものであってもよく、また、陰極（21）に
対面する陽極（22）の対向面にのみ設けるものであって
もよい。
【０１１０】また、本実施形態は、空気調和装置（10）
や発電装置（40）等について説明したが、本発明は、熱
電気素子（20）のみであってもよく、この熱電気素子
（20）は、空気調和装置（10）や発電装置（40）等に限
られず、各種の装置に適用してもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の空気調和装置を示す概略
断面図である。
【図２】カーボンナノチューブを示す斜視図である。
【図３】先端が開口されたカーボンナノチューブを示す
斜視図である。
【図４】カーボンナノファイバを示す斜視図である。
【図５】カーボンナノコイルを示す斜視図である。
【図６】カーボンナノコーンを示す斜視図である。
【図７】熱電気素子を示す斜視図である。
【図８】他の熱電気素子を示す斜視図である。
【図９】図８の熱電気素子を示す断面図である。
【図１０】他の熱電気素子の製造過程を示す概略構成図
である。
【図１１】図１０に基づき製造された熱電気素子を示す
斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態２の除湿脱臭装置を示す概
略断面図である。
【図１３】本発明の実施形態３の発電装置を示す概略構
成図である。
【図１４】本発明の実施形態３の発電装置の横断面を示
す断面図である。
【図１５】本発明の実施形態３の発電装置の縦断面を示
す断面図である。
【図１６】本発明の実施形態４のガスヒートポンプ装置
を示す概略構成図である。
【符号の説明】
10 空気調和装置（熱電気装置） 11 ケーシング 12 熱交換機構（熱交換手段） 15 １次側通路 16 ２次側通路 20 熱電気素子 21 陰極 22 陽極 23 ナノ構造体 24 開口端 30 脱臭除湿装置（熱電気装置） 31 ケーシング 32 除湿機構（除湿手段） 33 脱臭機構（脱臭手段） 36 空気通路 36a １次側通路 36b ２次側通路 40 発電装置（熱電気装置） 41 発電機構 44 燃焼部（加熱手段） 45 変換部（変換手段） 46 １次側通路（冷却手段） 46a ２次側通路 47 負荷 50 ガスヒートポンプ装置（熱電気装置）

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに対向して配置された陰極（21）及
    び陽極（22）と、 該陰極（21）及び陽極（22）の双方の対向面又は何れか
    一方の対向面に配置された電導性物質より成るナノ構造
    体（23）とを備え、 上記陰極（21）と陽極（22）との間を真空に保持し、上
    記陰極（21）と陽極（22）との間に熱又は電気エネルギ
    を加えて熱と電気エネルギとを変換することを特徴とす
    る熱電気素子。
  2. 【請求項２】 請求項１において、 上記陰極（21）と陽極（22）との間の電圧印加により、
    ナノ構造体（23）を介して陰極（21）からから陽極（2
    2）に向う電子の電界放出によって陰極（21）に冷却部
    を形成し、陽極（22）に加熱部を形成して電気エネルギ
    を熱に変換することを特徴とする熱電気素子。
  3. 【請求項３】 請求項１において、 上記陰極（21）を加熱し、陽極（22）を冷却し、ナノ構
    造体（23）を介して陰極（21）から陽極（22）に向う熱
    電子放出を生起させて熱を電気エネルギに変換すること
    を特徴とする熱電気素子。
  4. 【請求項４】 請求項１、２又は３において、 上記ナノ構造体（23）は、ナノチューブであって、該ナ
    ノチューブの先端は、切除されて開口端（24）に構成さ
    れていることを特徴とする熱電気素子。
  5. 【請求項５】 請求項１、２又は３において、 上記ナノ構造体（23）は、カーボンナノチューブであっ
    て、表面修飾が施されていることを特徴とする熱電気素
    子。
  6. 【請求項６】 空調を行う熱電気装置であって、 ケーシング（11）と、 該ケーシング（11）内に設けられ、熱電気素子（20）を
    有する熱交換手段（12）と、 上記ケーシング（11）の内部に形成されて第１空気が流
    れる１次側の通路（15）及び第２空気が流れる２次側の
    通路（16）とを備え、 上記熱交換手段（12）の熱電気素子（20）は、互いに対
    向して配置される陰極（21）及び陽極（22）と、該陰極
    （21）及び陽極（22）の双方の対向面又は何れか一方の
    対向面に配置された電導性物質より成るナノ構造体（2
    3）とを有し、上記陰極（21）及び陽極（22）が通路（1
    5，16）に面して配置され、上記陰極（21）と陽極（2
    2）との間を真空に保持し、上記陰極（21）と陽極（2
    2）との間に所定電圧を印加し、ナノ構造体（23）を介
    して陰極（21）から陽極（22）に向う電子の電界放出に
    よって陰極（21）を冷却し、陽極（22）を加熱し、１次
    側通路（15）の第１空気及び２次側通路（16）の第２空
    気を冷却又は加熱するように構成されていることを特徴
    とする熱電気装置。
  7. 【請求項７】 空気を除湿する熱電気装置であって、 ケーシング（31）と、 該ケーシング（31）内に設けられ、熱電気素子（20）を
    有する除湿手段（32）と、 上記ケーシング（31）の内部に形成されて空気が流れる
    空気通路（36）とを備え、 上記除湿手段（32）の熱電気素子（20）は、互いに対向
    して配置される陰極（21）及び陽極（22）と、該陰極
    （21）及び陽極（22）の双方の対向面又は何れか一方の
    対向面に配置された電導性物質より成るナノ構造体（2
    3）とを有し、上記陰極（21）が空気通路（36）に面し
    て配置され、上記陰極（21）と陽極（22）との間を真空
    に保持し、上記陰極（21）と陽極（22）との間に所定電
    圧を印加し、ナノ構造体（23）を介して陰極（21）から
    陽極（22）に向う電子の電界放出によって陰極（21）を
    冷却し、陽極（22）を加熱し、空気通路（36）の空気を
    冷却して除湿するように構成されていることを特徴とす
    る熱電気装置。
  8. 【請求項８】 請求項７において、 上記熱電気素子（20）の陰極（21）で冷却された空気が
    流れて該空気中の臭気物質を吸着する脱臭手段（33）が
    設けられていることを特徴とする熱電気装置。
  9. 【請求項９】 発電を行う熱電気装置であって、 熱電気素子（20）を有する変換手段（45）と、 該変換手段（45）の片側に配置された加熱手段（42）
    と、 上記変換手段（45）の他の片側に配置された冷却手段
    （46）とを備え、 上記熱電気素子（20）は、互いに対向して配置された陰
    極（21）及び陽極（22）と、該陰極（21）及び陽極（2
    2）の双方の対向面又は何れか一方の対向面に配置され
    た電導性物質より成るナノ構造体（23）とを有し、上記
    陰極（21）及び陽極（22）との間を真空に保持し、上記
    陰極（21）を加熱手段（42）によって加熱すると共に、
    陽極（22）を冷却手段（46）によって冷却し、陰極（2
    1）から陽極（22）へ向かう熱電子の放出によって熱を
    電気エネルギに変換して負荷（47）に電力を供給するよ
    うに構成されていることを特徴とする熱電気装置。
  10. 【請求項１０】 発電手段（40）及び空調手段（10）と
    を備えた熱電気装置であって、 上記発電手段（40）は、熱電気素子（20）を有する変換
    手段（45）と、該変換手段（45）の片側に配置された加
    熱手段（42）と、上記変換手段（45）の他の片側に配置
    された冷却手段（46）を備え、 上記空調手段（10）は、熱電気素子（20）を有する熱交
    換手段（12）と、ケーシング（11）の内部で且つ熱交換
    手段（12）の片側に形成された第１空気の１次側の通路
    （15）と、上記ケーシング（11）の内部で且つ熱交換手
    段（12）の他の片側に形成された第２空気の２次側の通
    路（16）とを備え、 上記発電手段（40）の熱電気素子（20）は、互いに対向
    して配置された陰極（21）及び陽極（22）と、該陰極
    （21）及び陽極（22）の双方の対向面又は何れか一方の
    対向面に配置された電導性物質より成るナノ構造体（2
    3）とを有し、上記陰極（21）及び陽極（22）との間を
    真空に保持し、上記陰極（21）を加熱手段（42）によっ
    て加熱すると共に、陽極（22）を冷却手段（46）によっ
    て冷却し、陰極（21）から陽極（22）へ向かう熱電子の
    放出によって熱を電気エネルギに変換して空調手段（1
    0）の熱交換手段（12）に電力を供給するように構成さ
    れ、 上記空調手段（10）の熱電気素子（20）は、互いに対向
    して配置される陰極（21）及び陽極（22）と、該陰極
    （21）及び陽極（22）の双方の対向面又は何れか一方の
    対向面に配置された電導性物質より成るナノ構造体（2
    3）とを有し、上記陰極（21）及び陽極（22）が各通路
    （15，16）に面して配置され、上記陰極（21）と陽極
    （22）との間を真空に保持し、上記陰極（21）と陽極
    （22）との間に所定電圧を印加し、ナノ構造体（23）を
    介して陰極（21）から陽極（22）に向う電子の電界放出
    によって陰極（21）を冷却し、陽極（22）を加熱し、１
    次側通路（15）の第１空気及び２次側通路（16）の第２
    空気を冷却又は加熱するように構成されていることを特
    徴とする熱電気装置。
  11. 【請求項１１】 請求項６、７、９又は１０において、 上記ナノ構造体（23）は、ナノチューブであって、該ナ
    ノチューブの先端は、切除されて開口端（24）に構成さ
    れていることを特徴とする熱電気装置。
  12. 【請求項１２】 請求項６、７、９又は１０において、 上記ナノ構造体（23）は、カーボンナノチューブであっ
    て、表面修飾が施されていることを特徴とする熱電気装
    置。
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