JP2005175022A - 熱電変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱電変換モジュールのモジュール端子部分の損傷を有効的に防止し、その信頼性、耐久性の向上を図る。
【解決手段】この熱電変換モジュール１１は、モジュール内部に設けられる対をなす熱電変換素子１６，１７と、この熱電変換素子１６，１７の高温側系統２３および低温側系統２４に接する部分にそれぞれ取り付けられる高温側および低温側電極１８，１９と、この高温側電極１８を高温側系統２３に熱的に接続させる高温側絶縁基板１２と、低温側電極１９を低温側系統２４に熱的に接続させる低温側絶縁基板１３と、モジュール内部を封止する囲み枠２５と、低温側絶縁基板１３に設けられ、モジュール内部を封止するモジュール端子装置２１とを備え、モジュール端子装置２１は、低温側電極１９に低温側絶縁基板１３の電極貫通孔を経て接続される。モジュール外部にはモジュール端子２０を備え、このモジュール端子により外部に電気的取合いを行なう。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱エネルギを電気エネルギに直接変換したり、また、外部からの電流の付加により低温側系統から高温側系統に熱を移動させる、熱電変換モジュールを備えた熱電変換装置に係り、特に外部との電気的取合いを行なうモジュール端子の信頼性・耐久性を向上させ、熱電変換モジュールの性能・信頼性を向上させた熱電変換装置に関する。

この種の熱電変換装置には、熱電変換モジュールあるいは複数の熱電変換モジュールを組み合せた熱電変換ユニットが備えられる。熱電変換モジュールは、Ｐ型半導体およびＮ型半導体の熱電変換素子を組み合せて構成され、トムソン効果、ペルチェ効果、ゼーベック効果等の熱伝達変換効果を利用して熱エネルギを電気エネルギに直接変換するようになっている。

従来の熱電変換装置には、特開２００３−１７９２７４号公報（特許文献１参照）に開示されたものがある。

この熱電変換装置は、Ｐ型およびＮ型半導体の柱状熱電変換素子を絶縁基板間に複数対並列状に林立させ、熱電変換素子の両端部に半田層を介して電極に接合する剛体接合構造を採用し、各熱電変換素子を電気的に直列に接続し、熱的に並列配置している。
特開２００３−１７９２７４号公報

従来の熱電変換装置においては、熱電変換モジュールを構成するＰ型およびＮ型半導体の各熱電変換素子の両端温度差を利用して直接電気エネルギに変換し、モジュール外部に電力として取り出したり、または、モジュール外部から熱電変換モジュールに電流を与え、低温側系統から高温側系統に熱の移動を行なうようになっている。熱電変換モジュールは、高温側系統と低温側系統との温度差による熱膨張差が生じ、この熱膨張差に起因して熱変形が発生し、モジュール構造物が破損する虞があった。

また、熱電変換モジュールにおいて、モジュール外部との電気的な取合いを行なうモジュール端子部分は、熱電変換モジュールのモジュール内部と異なり、モジュール設置工程のケーブル配線作業時に加わるテンションならびにモジュール設置後の振動や熱電変換装置等の機器の熱膨張等の環境によって外力が加わる場合がある。このため、モジュール外部との電気的取合いを行なうモジュール端子部分が外力作用により変形し、信頼性・耐久性が低下し、熱電変換モジュールの性能・信頼性が低下するという問題があった。

さらに、熱電変換装置および熱電変換モジュールのモジュール端子部分は、モジュール配線時や運用時に外部と配線で電気的に接続しているため、外力の影響を受け易く、熱電変換モジュールの信頼性・耐久性、ならびに性能を著しく悪化させる原因となる虞がある。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、熱電変換モジュールのモジュール端子の信頼性ならびに耐久性を向上させ、熱電変換モジュールの性能・信頼性を向上させた熱電変換装置を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、モジュール端子部分の構造を簡素化し、熱電変換モジュールの組立性を向上させ、生産性を向上させた熱電変換装置を提供するにある。

本発明に係る熱電変換装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、高温側系統から吸熱される熱エネルギを電気エネルギに変換して取り出したり、または、外部から電流を付与して低温側系統と高温側系統との間で熱移動を生じさせる熱電変換モジュールを備えた熱電変換装置において、
前記熱電変換モジュールは、
モジュール内部にＰ型半導体とＮ型半導体とから構成される対をなす熱電変換素子と、
上記熱電変換素子の高温側系統および低温側系統に接する部分にそれぞれ取り付けられる高温側および低温側電極と、
この高温側電極を高温側系統に熱的に接続させる高温側絶縁基板と、
上記低温側電極を低温側系統に熱的に接続させる低温側絶縁基板と、
上記低温側絶縁基板に装着され、モジュール内部を封止する囲み枠と、
前記低温側絶縁基板にモジュール外側から設けられ、モジュール内部を封止するモジュール端子装置とを備え、
上記モジュール端子装置は、低温側電極に低温側絶縁基板の電極貫通孔を経て接続され、モジュール外部に設けられるモジュール端子を備え、このモジュール端子により外部に電気的取合いを行なうようにしたものである。

本発明の熱電変換装置においては、熱電変換モジュールのモジュール内部をモジュール端子装置で封止する一方、熱電変換モジュールのモジュール外部に設けられるモジュール端子により、外部と電気的取合いが行なわれるので、モジュール端子等の端子部分の損傷を有効的にかつ未然に防止し、その信頼性・耐久性を向上させることができ、熱電変換モジュールの破損や損傷を防止して信頼性、熱電変換性能を向上させ得る。

また、本発明の熱電変換装置は、熱電変換モジュールのモジュール端子部分の構造を簡素化し、モジュール組立性を向上させ、生産性を向上させることができる。

本発明に係る熱電変換装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る熱電変換装置の第１実施形態を原理的に示す概略図である。

熱電変換装置１０は、熱エネルギを電気エネルギに直接変換したり、外部からの電流付与により、低温側系統から高温側系統に熱移動を生じさせる熱電変換モジュール１１を有する。この熱電変換モジュール１１は高温側あるいは吸熱側絶縁基板１２と低温側あるいは放熱側絶縁基板１３との間に挟持される熱電変換素子群１５を有する。高温側および低温側絶縁基板１２，１３は熱伝導性に優れた電気絶縁特性を有するセラミックス等の耐熱性材料で形成される。

熱電変換素子群１５は、Ｐ型半導体（半導体素子）１６およびＮ型半導体（半導体素子）１７を複数対ずつ組み合せ、全体としてマトリックス状あるいは格子状、列状に配設された多数の熱電変換素子で構成される。各熱電変換素子１６，１７は角柱状、円柱状等の柱状構造をなし、一端側が高温側吸熱面とされ、他端側に低温側放熱面が形成される。

各熱電変換素子１６，１７の吸熱面は、高温側あるいは吸熱側電極１８に接合あるいは接触せしめられる一方、その放熱面は、低温側あるいは放熱側電極１９に直接あるいは半田層２７を介して一体にかつ剛性的に取り付けられる。吸熱側電極１８は高温側絶縁性基板１２に設けられ、放熱側電極１９は低温側絶縁基板１３に設けられる。

一方、熱電変換モジュール１１は、熱電変換素子１６，１７の高温側吸熱面と低温側放熱面で生成される熱電変換素子両端の温度差により起電力を得るため、熱電変換モジュール１１の性能は素子両端の温度差を大きく保つことにより、より高い熱電変換性能を得ることができる。逆に熱電変換モジュール１１の各熱電変換素子１６，１７に電流を外部から付加することにより、各熱電変換素子１６，１７内に低温側系統２４から高温側系統２３への熱移動を生じさせることができる。

熱電変換モジュール１１は、各熱電変換素子１６，１７に取り付けられる高温側電極１８と低温側電極１９とを交互にジグザグ状にあるいは互い違いに跨設するように接合させ、配列することにより、図１および図２に示すように、全熱電変換素子１６，１７が電気的に直列に接続され、熱的に並列配設される。各熱電変換素子１６，１７で発生した起電力はモジュール端子２０により外部と電気的な取合いが行なわれ、外部に出力（電力）として取り出される。

熱電変換モジュール１１には熱電変換性能を向上させるために、熱損失防止対策や熱伝導向上対策が施される。熱電変換モジュール１１は、熱電変換性能を向上させるためには、熱電変換素子１６，１７への熱供給と熱電変換素子１６，１７からの放熱がスムーズに行なわれ、図１および図２に示すように、高温部材や高温部位等の熱源である高温側系統２３から供給された熱が、全て柱状の熱電変換素子１６，１７を通過し、低温側系統２４から放熱されることが望ましい。

図２は、熱電変換装置１０に備えられる熱電変換モジュール１１の断面構造を示すものである。熱電変換モジュール１１は、Ｐ型半導体１６およびＮ型半導体１７の柱状熱電変換素子が複数対ずつ林立状態に組み合されて構成される熱電変換素子群１５をモジュール内部に備える。熱電変換モジュール１１の各熱電変換素子１６，１７は一端側が高温側（吸熱側）電極１８を介して、高温側絶縁基板１２に接続され、各熱電変換素子１６，１７の他端側は、低温側（放熱側）電極１９を介して、低温側絶縁基板１３に機械的に接続される。

熱電変換モジュール１１は、数ｃｍ平方、例えば２ｃｍ平方の大きさで高さ数ｍｍ〜数cｍ、例えば３ｍｍ〜５ｍｍのモジュール構造体である。熱電変換モジュール１１は、熱電変換素子１６，１７の高温側系統２３と低温側系統２４側の両端温度差により起電力を得るため、この熱電変換素子１６，１７の両端温度差を大きく保つことで、より高い熱電変換性能を直接得ることができる。しかし、熱電変換モジュール１１は、柱状の熱電変換素子１６，１７の両端側に生じる温度差や高温側系統２３と低温側系統２４との温度差が全面的に均一ではないため、各熱電変換素子１６，１７とシールド部材である囲み枠２５の高温側と低温側との間に熱膨張差が生じる。

この熱膨張差に起因して囲み枠２５と低温側絶縁基板１３との間に変形が生じ易い。

囲み枠２５は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やコパール等の金属材料を絞り加工や削り出し加工により成形され、各熱電変換素子１６，１７および電極１８，１９をモジュール内部に収納し、各熱電変換素子１６，１７および電極１８，１９を周囲環境（外気）から封止し、遮断するシールド構造をなす一方、囲み枠２５の内部にＨｅ，Ａｒ等の不活性ガスや窒素の耐酸化ガスが大気圧以下で充填され、熱電変換素子１６，１７や電極１８，１９の高温酸化による劣化を防止している。囲み枠２５は低温側絶縁基板１３の周辺部に装着される。囲み枠２５は熱電変換モジュール１１の周りを封じ込める囲み部分２５ａと熱電変換モジュール１１の高温側を覆うカバー部分２５ｂとが一体のキャップ構造とされ、この囲み枠２５により、熱電変換モジュール１１は形状保持機能を備えるようになっている。

図２においては、囲み枠２５のカバー部分２５ｂの内側に高温側絶縁基板１２を接触配置した例を示したが、囲み枠２５のカバー部分２５ｂを絶縁基板としたものであってもよい。囲み枠２５の高温側は、高温側系統２３と高温側絶縁基板１２との間に自由度を持たせて挟持され、この高温側絶縁基板１２に高温側電極１８が接触している。

また、囲み枠２５の低温側絶縁基板１３への装着は、囲み枠２５と低温側絶縁基板１３との熱膨張差に起因する変形を吸収するために、囲み枠２５の高温側に自由度をもたせた接合支持構造とされる。囲み枠２５の低温側接合基部は応力を吸収し易い接合用金属２６（あるいは枠基部接合構造）を介して低温側絶縁基板１３に接合される。囲み枠２５の低温基部側を応力吸収し易い接合構造とすることにより、低温側絶縁基板１３の損傷低減を図ることができる。

一方、熱電変換モジュール１１を構成する熱電変換素子群１５はＰ型半導体１６とＮ型半導体１７とが対をなす熱電変換素子を形成している。各対の熱電変換素子１６，１７の高温側はキャップ状あるいはカップ状の高温側電極１８がスライド可能に自由度をもって装着され、各熱電変換素子１６，１７の熱膨張による熱変形を吸収可能に構成する一方、各熱電変換素子１６，１７と高温側電極１８との接触面積を大きくとっている。熱電変換モジュール１１の高温側は、高温側系統２３、囲み枠２５のカバー部分２５ｂ、高温側絶縁基板１２、高温側電極１８および各熱電変換素子１６，１７の高温側端面が自由度のある接触構造とされる。

熱電変換素子１６，１７の低温側は、半田層２７を介して低温側電極１９に結合され、この低温側電極１９は銅ローや銀ロー等の接合層２８を介して低温側絶縁基板１２に接合される。熱電変換素子１６，１７の低温側は、低温側電極１９を介して低温側絶縁基板１３に剛体的に一体接合される剛体接合構造とされる。熱電変換素子１６，１７の低温側を半田層２７を用いることなく、電着等で低温側電極１９に一体に接合してもよい。

そして、対をなす各熱電変換素子１６，１７の高温側と低温側を高温側電極１８と低温側電極１９とで交互に順次接合させることにより、熱電変換モジュール１１の各熱電変換素子１６，１７は電気的に直列接続され、熱的には各熱電変換素子１６，１７がマトリックス状あるいは格子状、列状に林立した並列状態に設置される。各熱電変換素子１６，１７は数ｍｍ角程度、例えば２ｍｍ〜３ｍｍ角程度の角柱状、高さは１ｍｍ〜数ｃｍ程度、好ましくは２ｍｍ〜３ｍｍ程度に構成される。

また、熱電変換素子群１５の各熱電変換素子１６，１７間の間隔は１ｍｍ以下、例えば０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度とすることで、各熱電変換素子１６，１７の充填密度を高めることができ、熱電変換効率を向上させることができる。

この熱電変換モジュール１１は、熱電変換素子１６，１７を数個ずつマトリックス状に配列しても、全体として数ｃｍ角程度の矩形形状の大きさとなる。数ｃｍ角の大きさの熱電変換モジュール１１でも、高温側を４００℃〜６００℃、例えば５００℃程度、低温側を１００℃とし、例えば熱電変換素子１６，１７を数個×数個（例えば４×４個）のマトリックス状に配列した場合には、実験では１モジュール当り２桁のワット出力が得られる。

この熱電変換モジュール１１は、各熱電変換素子１６，１７の吸熱面を高温側電極１８に、その放熱面を低温側電極１９にそれぞれ取り付けるが、各熱電変換素子１６，１７の高温側は、吸熱側電極１８に接触等の比較的自由度の高い取付けのモジュール構造となり、半田層を介してリジットに取り付けられることがない。したがって、熱電変換モジュール１１は各熱電変換素子１６，１７が高温側絶縁基板１２の高温側電極１８にリジットに固定される剛体構造に構成されないので、熱膨張に対する自由度が大きく、熱膨張による応力集中を防止でき、機械的・物理的寿命を充分に維持することができる。

また、熱電変換モジュール１１は、モジュール内部に窒素等の耐酸化ガスを充填し、モジュール内部を囲み枠２５で封止しており、囲み枠２５の低温側を低温側絶縁基板１３に固定している。この低温側絶縁基板１３に、モジュール外部に電力を取り出したり、また、モジュール外部から熱電変換モジュール１１に電流を与えるプラス側あるいはマイナス側のモジュール端子２０が設けられる。この熱電変換モジュール１１は、プラス側およびマイナス側の一対のモジュール端子２０を備えたモジュール端子装置２１に構造的特徴を有するものである。

モジュール端子装置２１は、熱電変換モジュール１１の低温側コーナ部あるいは側部に設けられる。具体的には、モジュール端子装置２１は図３に示すようにモジュール端子２０が低温側系統２４に接する低温側絶縁基板１３の収納溝３０に納められる。収納溝３０に収容されたモジュール端子２０はプレート状絶縁材３１で覆われ、固定される。収納溝３０は、低温側系統２４内あるいは低温側絶縁基板１３に接触する低温側系統２４の接触部位に設けてもよい。

モジュール端子２０は、端子基部として薄板状の端子材３２を備え、この端子材２２は、その一面側から直立する導電材３３を介して熱電変換素子１６（１７）の低温側電極１９に電気的に接続される。導電材３３は、低温側絶縁基板１３の電気的貫通孔３４を封止するように充填され、銀ローあるいは銅ロー等で形成される。導電材３３は低温側電極１９の接合層２８と接合され、一体に形成される。

また、モジュール端子２０の端子材３２から外部取出端子電極部が引き出され、この電極部は収納溝３０から熱電変換モジュール１１の側外方に突出し、モジュール外部の電気配線（リード線）に接続されるようになっている。モジュール端子２０の端子材３２は、薄板状のプレート形状の例を示したが、モジュール端子２０の部分を外力から保護するために、薄板以外の形状、例えばロッド状の形状とすることができる。

このように、この熱電変換装置１０は、熱電変換モジュール１１のモジュール外部と電気的な取合いを行なうモジュール端子２０の部分を、高温に曝されにくい低温側絶縁基板１３の低温側系統２４側、または、低温側系統２４内あるいは低温側系統２４に接触する部位に設けることにより、熱による劣化を防止し、モジュール端子２０の端子部分の損傷を低減させ、その信頼性、耐久性を向上させることができる。

熱電変換装置１０は、単体の熱電変換モジュール１１を組み込むことにより、また、複数の熱電変換モジュール１１を直列あるいは並列接続して熱電変換ユニットを組み込むことにより、構成される。

次に熱電変換装置１０の作用を説明する。

熱電変換装置１０は、図１に示す熱電変換モジュール１１を備えており、この熱電変換モジュール１１の高温側系統２３に熱源等からの高温、例えば４００℃〜８００℃の放射熱が吸熱される。この放射熱は高温側系統２３から高温側絶縁基板１２および電極１８等を経て柱状の熱電変換素子１６，１７に熱伝導され、この熱電変換素子１６，１７を高温側から低温側に熱流となって流れ、その間にトムソン効果、ペルチェ効果、ゼーベック効果を利用したＰ型半導体１６およびＮ型半導体１７により起電力が得られる。発生した起電力は電気的に直列接続された各熱電変換素子１６，１７からモジュール端子２０を介して外部に取り出される。

各熱電変換素子１６，１７により熱エネルギが電気エネルギに直接変換されることにより、温度降下した熱流は、低温側電極１９から低温側絶縁基板１３を経て低温側系統２４に熱伝導され、この低温側系統２４から外部に放熱される。

高温側系統２３から供給された熱（吸熱）が各熱電変換素子１６，１７に効率よく案内され、各熱電変換素子１６，１７を通る熱流が少なくなるのを防止するために、各熱電変換素子１６，１７の表面や高温側および低温側絶縁基板１２，１３の対向面、電極１８，１９の露出面に白色あるいは銀色等の熱反射率の高い塗装あるいはメッキの被膜あるいは酸化防止保護膜が施される。

熱電変換素子１６，１７の表面や対をなす絶縁基板１２，１３の対向面等の露出面に熱反射率の高い塗装あるいはメッキ等の被膜で被覆することにより、各熱電変換素子１６，１７からの放出される輻射熱、高温側絶縁基板１２からの輻射熱、熱電変換モジュール１１内での流体の対流が生じるのを大幅に軽減させることができ、熱損失対策を施すことができる。

熱反射率の高い被膜は、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａu）、銅（Ｃｕ）、錫、Ｎｉ、Ｚｎ等をメッキ処理により形成しても、また、焼物の上塗り薬、Ａｌ_２Ｏ_３等を塗布することにより、形成してもよい。熱反射率の高い被膜を施す代りに、熱電変換モジュール１１内で露出する表面を鏡面仕上げとしてもよい。

また、熱電変換モジュール１１は、高温側系統２３に接するモジュール内部は高温となるので、各熱電変換素子１６，１７および電極１８，１９を高温環境下での酸化から保護する必要がある。

この熱電変換装置１０では、熱電変換モジュール１１の少なくとも周囲を囲み枠２５で囲んでモジュール内部を気密に封止し、かつ、モジュール内部に窒素等の耐酸化ガスを充填させ、各熱電変換素子１６，１７および電極１８，１９の酸化を防止し、酸化による損傷が生じないように保護している。

また、モジュール外部と電気的な取り合いを行なう、モジュール端子２０には、モジュール内部と異なり、モジュール設置工程のケーブル配線作業時にテンションが加わったり、また、熱電変換モジュール１１の設置後の振動や熱膨張等の環境により外力が加わる場合がある。

しかし、熱電変換装置１０は、熱電変換モジュール１１の低温側外側にモジュール端子２０が設けられる。このモジュール端子２０の端子材３２は低温側絶縁基板１３の収納溝３０に収容されており、モジュール端子２０に伝わる外力が、熱電変換素子１６，１７や低温側電極１９に悪影響を与えることのないモジュール端子２０の電気的取合い構造となっている。

しかも、モジュール端子２０の端子材３２は導電材３３を介して熱電変換素子１６（１７）の低温側電極１９に電気的に接続されるが、導電材３３は、端子材３２から直立して低温側絶縁基板１３の電気的貫通孔３４に充填され、モジュール内部は気密に保たれる。このため、モジュール内部の気密性や封止性は維持される。

また、熱電変換モジュール１１の熱膨張や外部ケーブル配線を介してモジュール端子２０に加えられる外力は、低温側絶縁基板１３の収納溝で受けて吸収されるので、この外力が導電材３３を介して低温側電極１９に伝わったり、この低温側電極１９および熱電変換素子１６（１７）を変形させるのを確実に防止することができる。

すなわち、熱電変換モジュール１１の低温側外側に、モジュール端子２０が独立して外力を吸収可能に設けられるので、モジュール端子２０の部分の信頼性や耐久性を損なうことがなく、熱電変換モジュール１１の性能や信頼性を損なうこともない。

また、高温側系統２３と低温側系統２４に作用する温度差により、各熱電変換素子１６，１７や囲み枠２５に熱膨張による熱変形が生じる。各熱電変換素子１６，１７や囲み枠２５の熱変形は、熱電変換素子１６，１７の高温側電極１８への自由度の高い取付構造、囲み枠２５の低温側絶縁基板１３への固定構造により吸収することができる。

各熱電変換素子１６，１７は低温側絶縁基板１３側への取付は剛体の固定取付構造となるが、高温側絶縁基板１２側へは自由度の高い取付構造により熱膨張に伴う熱変形を吸収できる。熱電変換モジュール１１の高温側は自由度の高い熱電変換構造となり、モジュール構造体の自由度が大きい。したがって、囲み枠２５の低温側絶縁基板１３の支持構造を剛体支持構造としても、囲み枠２５と低温側絶縁基板１３との熱膨張差による変形を吸収でき、低温側絶縁基板１３の破損や損傷を有効的に防止できる。また、各熱電変換素子１６，１７の電極１８，１９と高温側系統２３および低温側系統２４の接合部分に生じる隙間の発生を有効的に防止でき、熱伝導の低下による熱電変換性能の低下を有効的に抑制できる。

さらに、熱電変換モジュール１１は囲み枠２５で封止され、外部環境（大気）からシールドして熱電変換モジュール１１内を負圧に窒素等の不活性ガスで維持することができ、各熱電変換素子１６，１７や電極１８，１９の高温酸化による劣化を防止することができる。各熱電変換素子１６，１７や電極１８，１９の高温酸化による劣化防止により、隣接する電極１８および１９同士、さらには隣接する熱電変換素子１６，１７同士の接触を有効的に防止でき、電気的短絡事象が生じるのを抑制することができる。

熱電変換モジュール１１は隣り合う電極１８や１９同士、隣り合う熱電変換素子１６，１７同士の接触を防止し、電気的短絡事象が生じるのを有効的に抑制できるので、熱電変換モジュール１１の信頼性を向上させ、熱電変換性能の向上を図ることができる。

また、この熱電変換装置１０は、熱電変換モジュール１１のモジュール端子２０間に電圧を印加することにより、熱電変換モジュール１１の各熱電変換素子１６，１７に電流を流すことができ、この電流を流すことにより、低温側系統２４から高温側系統２３に各熱電変換素子１６，１７を通して熱移動を生じさせることができる。この熱移動により、低温側系統２４を冷房、冷媒、冷却源として用い、高温側系統２３を暖房、熱源として用いることができる。

熱電変換モジュール１１のモジュール端子２０に作用させる電圧の＋極と−極を反転させて接続することにより、上述とは逆向きの熱移動を生じさせることができる。この場合、高温側系統２３から低温側系統２４に熱移動が生じる。

すなわち、熱電変換モジュール１１は外部から電流を与えることにより低温側系統２４から高温側系統２３に熱移動を生じさせ、さらに、印加される電圧を逆にし、外部からの電流の向きを変えることにより、高温側系統２３から低温側系統２４に熱移動を生じさせることができる。

また、熱電変換モジュール１１は可逆作用を有し、この熱電変換モジュール１１の高温側系統２３と低温側系統２４とを温度差がある環境下に設置すれば、高温側系統２３で吸熱した放射熱等が熱流となって各熱電変換素子１６，１７内を通る際に、ペルチェ効果やゼーベック効果により、各熱電変換素子１６，１７内に起電力が発生し、発生した起電力は、モジュール端子装置２１から外部に電力として取り出すことができる。このように、熱電変換モジュール１１は可逆作用を有する。

図４は、本発明に係る熱電変換装置の第２実施形態を示す簡略的な部分断面図である。

図４に示された熱電変換装置１０Ａは、熱電変換モジュール１１Ａのモジュール端子装置４０が、図１ないし図３に示される熱電変換装置１０と基本的には異なるが、他の構成および作用は実質的に異ならないので、同じ符号を付して説明を省略する。

モジュール端子装置４０は、熱電変換素子１６（１７）に電気的に接続されたプラス側あるいはマイナス側のモジュール端子２０と、このモジュール端子２０に圧着可能に面接触して電気的に接続される電極端子４１とを有する。電極端子４１は、電極端子基部４３とこの電極端子基部４３から低温側系統２４を貫いて外部に延びて突出する外部取出端子電極部４４とを備える。

モジュール端子２０は、薄板状端子材３２が低温側系統２４に接する収納溝３０に収容される一方、端子板３３の一面から直立する導電材３３を介して熱電変換素子１６（１７）の低温側電極１９に接合される。導電材３３は、低温側絶縁基板１３を貫通する電気的貫通孔３４を封止可能に充填されており、熱電変換モジュール１１Ａのモジュール内部を気密に保持している。

また、熱電変換モジュール１１Ａの電極端子４１は、モジュール端子２０に対向して面接触し、この電極端子４１は低温側絶縁基板１３に接する低温側系統２４の収納溝４５に電極端子基部４３が収容される。電極端子４１の一面から外部取出端子電極部４４が突設され、この取出端子電極部４４は電気的貫通孔４６を貫いて外部に突出している。この外部取出端子電極部４４は図示しない外部電気配線に接続される。外部取出端子電極部４４は薄板状あるいはロッド状に形成される。

さらに、低温側系統２４には、熱電変換モジュール１１Ａの低温側を冷却する冷却手段４８が設けられる。この冷却手段４８は低温側系統２４内に形成された冷却流路４９内に冷却媒体を流すことにより構成される。冷却流路４９は、電極端子４１と干渉しないセパレート構造とされる。

熱電変換モジュール１１Ａのモジュール外側に設けられたモジュール端子２０は、外部取出用の電極端子４１と圧着されて電気的に接合される一方、電極端子４１は電極端子基部４３と外部取出端子電極部４４とを一体構造とした例が示されている。しかし、電極端子基部４３と外部取出端子電極部４４とを別構造としてもよい。

また、冷却手段４８は低温側系統２４の冷却流路４９内に冷却媒体を流す構成を説明したが、冷却手段４８は、低温側系統２４の外部にエアフィン等の冷却フィンを設け、この冷却フィン間に冷却媒体流路を形成してもよい。

第２実施形態を示された熱電変換装置１０Ａは、熱電変換モジュール１１Ａの外側に設けられたモジュール端子２０と、低温側系統２４に設けられた電極端子４１とが圧着される。モジュール外部と電気的な取合いを行なうモジュール端子装置４０に、ケーブル配線作業時にテンションが加わったり、熱電変換モジュール１１Ａの設置後の振動や熱膨張等の環境によって外力が加わっても、電極端子４１とモジュール端子２０の面接触やモジュール端子２０の収納構造により吸収され、外力がモジュール内部の低温側電極１９や熱電変換素子１６（１７）に伝達されるのを未然にかつ確実に防止できる。

この熱電変換装置１０Ａにおいては、外部との電気的な取合いを行なうモジュール端子装置４０のモジュール端子部分に加わる外力が、モジュール内部に伝達されたり、また、モジュール端子部分が外力により変形するのを確実に防止できる。

したがって、熱電変換モジュール１１Ａのモジュール端子部分の変形を防止し、その信頼性・耐久性を損ねることがなく、熱電変換モジュール１１Ａの信頼性や熱電変換性能を向上させることができる。

図５は、本発明に係る熱電変換装置の第３実施形態を示す概略図である。

図５（Ａ）は、第３実施形態の熱電変換装置１０Ｂを示す概略的な部分断面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＶ−Ｖ線に沿う部分的な平面図である。

この熱電変換装置１０Ｂは、熱電変換モジュール１１Ｂのモジュール端子装置５０が、図４に示される熱電変換装置１０Ａと異なり、他の構成および作用は実質的に異ならないので、同じ符号を付して説明を省略する。

モジュール端子装置５０は、熱電変換モジュール１１Ｂの外側で低温側絶縁基板１３に設けられるモジュール端子２０と、このモジュール端子２０に弾力的に圧接される電極端子５１とを有する。電極端子５１は、モジュール外部と電気的な取合いを行なうもので、低温側系統２４の収納溝５２に収容され、端子固定板５３により固定される。

電極端子５１は、低温側絶縁基板１３側に面する低温側系統２４の収納溝５２に収容され、電気的絶縁機能を有する端子固定板５３により固定される電極端子基部５４と、この電極端子基部５４から低温側系統２４の外側方に延設されて突出する外部取出端子電極部５５とを有し、電極端子基部５４にはモジュール端子２０の端子材３２側に、突出する湾曲構造の弾力部５６を一体に備える。

この熱電変換装置１０Ｂにおいては、モジュール端子装置５０の電極端子５１をモジュール端子２０から独立させ、外部と電気的な取合いを行なう電極端子部を端子固定板５３と電極端子５１とからなる独立した構造とし、電極端子５１のモジュール端子２０への圧着性と組立性を向上させたものである。

電極端子５１の電極端子基部５４にばね機能を持たせた弾力部５６を備えることにより、電極端子５１のモジュール端子２０への圧着性を向上させることができる。

モジュール端子装置５０は、電極端子５１の組立性や組付性を向上させるために、低温側系統２４の収納溝５２に電極端子５１をスライド自在の嵌め込み式の構造としてもよい。

図６は、本発明に係る熱電変換装置の第４実施形態を示す概略図である。

図６（Ａ）は、第４実施形態の熱電変換装置１０Ｃを示す概略的な部分断面図、図６（Ｂ）は熱電変換装置１０Ｃに備えられるモジュール端子装置６０の取付例を示す図である。

第４実施形態に示された熱電変換装置１０Ｃは、図４に示された熱電変換装置１０Ａと、熱電変換モジュール１１Ｃのモジュール端子装置６０の構成を基本的に異にするが、他の構成および作用は、第２実施形態の熱電変換装置１０Ａと異ならないので、同じ符号を付して説明を省略する。

モジュール端子装置６０は、熱電変換モジュール１１Ｃの外側で低温側絶縁基板１３に設けられたモジュール端子２０と、このモジュール端子２０に弾力的に圧接される電極端子６１と、この電極端子６１を収容した端子ケース６２と、端子ケース６２内で電極端子６１をモジュール端子２０側にばね付勢するコイルばね等のばね手段６３とを有する。ばね手段６３はコイルばねに限らず、板ばねや皿ばねであってもよい。

モジュール端子装置６０の端子ケース６２は、低温側系統２４の収納溝６４にスライド自在に収納される。端子ケース６２はケース内部に電極端子６１を収容し、この電極端子６１をばね手段６３でモジュール端子２０側にばね付勢している。端子ケース６２は電極端子６１をばね付勢状態で収納してユニット化され、ユニット構造の端子ケース６２が低温側系統２４の収納溝６４に着脱自在に収納される。

電極端子６１は、図６（Ａ）に示すように、モジュール端子２０の薄板状の端子材３２に弾力的に押圧接触する電極端子基部６６と、この電極端子基部６６から端子ケース６２外に延び、低温側系統２４の開口部を貫いて外部に突出する外部取出端子電極部６７とを一体に有する。電極端子６１は、電極端子基部６６と外部取出端子電極部６７とを別体構造としてもよい。

また、この熱電変換装置１０Ｃは、熱電変換モジュール１１Ｃのモジュール端子２０のプラス側とマイナス側とを延設させて設けることにより、プラス側およびマイナス側のモジュール端子２０に接触するプラス側とマイナス側の電極端子６１を１つの端子ケース６２内に収納させてもよい。端子ケース６２内にプラス側とマイナス側の電極端子６１を一体化して収納することにより、モジュール端子装置６０の組立性と信頼性を向上させることができる。

図７は、本発明に係る熱電変換装置の第５実施形態を示す概略図である。

図７（Ａ）および（Ｂ）に示される熱電変換装置１０Ｄは、第４実施形態に示される熱電変換装置１０Ｃと、モジュール端子装置７０のモジュール端子２０に弾力的に接触される電極端子７１側のユニット構造が異なるだけである。他の構成および作用は異ならないので、同じ符号を付して説明を省略する。

モジュール端子装置７０は、図示しない低温側絶縁基板に設けられたモジュール端子と、このモジュール端子に弾力的に接触する電極端子７１と、この電極端子７１を収容する端子ケース７２と、端子ケース７２内に収容され、電極端子７１をモジュール端子側にばね付勢して押圧するばね手段７３とを有する。

モジュール端子装置７０の端子ケース７２は、低温側系統２４の収納溝７４内に収められる一方、電極端子７１は外周フランジ７１ａ付きの電極端子基部７５と、この電極端子基部７５から端子ケース７２外に延設されて低温側系統２４の外部に突出する外部取出端子電極部７６とを有する。外部取出端子電極部７６は外部と電気的な取合いを行なう端子部分である。

電極端子７１は、外周フランジ７１ａが端子ケース７２のケース肩部７２ａと係合することにより、電極端子７１の電極端子基部７５の突出量が規制される。端子ケース７２のケース肩部７２ａは、電極端子７１の突出量を規制するストッパ機能を有する。

この熱電変換装置１０Ｄでは、低温側系統２４内に収容されるモジュール端子装置７０の端子ケース７２内に、電極端子７１とばね手段７３とを収容してユニット化することにより、低温側系統２４に納められる端子部分を端子ケース７２内に全て収納でき、独立したユニット構造とすることができる。このため、熱電変換モジュールと低温側系統２４へのモジュール端子装置７０の組立性を向上させることができる。

この熱電変換装置１０Ｄは、この変換装置１０Ｄを複数台用いた大規模な熱電変換システムを組み立てる工程において、モジュール端子装置７０を構成する端子ケース７２の組付けを、外部配線接続処理後に行なうことが容易にできるので、システム組立効率の大幅な向上を期待できる。

図８は、本発明に係る熱電変換装置の第６実施形態を示す部分的な概略図である。

図８（Ａ）および（Ｂ）に示される熱電変換装置１０Ｅは、図示しない熱電変換モジュールの外側にプラス側モジュール端子とマイナス側モジュール端子とを延設させて並設し、各モジュール端子に接する電極端子のプラス側とマイナス側を一体のユニット構造としたモジュール端子装置８０を設けたものである。このモジュール端子装置８０を備えた構成が、図７に示された熱電変換装置１０Ｄと基本的に相違する。他の構成および作用は異ならないので、同じ符号を付して説明を省略する。

モジュール端子装置８０は、熱電変換装置１０Ｅの低温側系統２４内の収納溝８１に端子ケース８２を収容し、この端子ケース８２に図８（Ｂ）に示すように、プラス側とマイナス側の電極端子８３と、各電極端子８３をモジュール端子側にそれぞればね付勢して押圧接触させるばね手段８４とを備える。各電極端子８３は図示しない熱電変換モジュールのモジュール端子に弾力的に押圧接触される電極端子基部８５と、この電極端子基部８５から一側に突出し、端子ケース８２および低温側系統２４を貫いて外部に突出する外部取出し端子電極部８６とを備える。外部取出端子電極部８６は、外部と電気的な取合いを行なう端子部分を構成している。

この熱電変換装置１０Ｅは、熱電変換モジュールのプラス側およびマイナス側モジュール端子に弾力的に押圧接触される電極端子８２，８３を１つの端子ケース８２内に収容してユニット化しているが、低温側系統２４のモジュール端子装置８０は、プラス側とマイナス側の電極端子８２，８３を単一の端子ケース８２に組み込んで一体化し、低温側系統２４の収納溝８１に組み付けたので、プラス側とマイナス側に必要な２工程の組立作業を１工程に収めることができる。

したがって、この熱電変換装置１０Ｅは、熱電変換モジュールのモジュール端子に押圧接触される低温側系統２４の電極端子８３の組付けに必要なモジュール端子装置８０の組立時間を大幅に、例えば１／２に短縮させることができる。

図９は本発明に係る熱電変換装置の第７実施形態を示す概略図である。

この第７実施形態に示された熱電変換装置１０Ｆは、モジュール端子装置９０のモジュール端子２０と電極端子９１との接触面を凹凸の嵌合い構造としたものである。

図９（Ａ）は、熱電変換装置１０Ｆを構成する熱電変換モジュール１１Ｆを概略的に示す部分的な断面図、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の熱電変換モジュール１１Ｆを下方から見た概略図、図９（Ｃ）は、熱電変換モジュール１１Ｆのモジュール端子２０に弾力的に凹凸接合される電極端子９１を端子ケース９２に収容させた状態を示す図、図９（Ｄ）は図９（Ｃ）のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図、図９（Ｅ）は、熱電変換装置１０Ｆの低温側系統２４に組み付けられるモジュール端子装置９０の断面図を示すものである。熱電変換モジュール１１Ｆおよび低温側系統２４の構成および作用は、図１ないし図６に示された熱電変換装置１０，１０Ａ〜１０Ｃと異ならないので、同じ符号を付して説明を省略する。

モジュール端子装置９０は、熱電変換モジュール１１Ｆの低温側絶縁基板１３に設けられるモジュール端子２０と、このモジュール端子２０に凹凸係合される低温側系統２４の電極端子９１と、この電極端子９１を収納する端子ケース９２と、この端子ケース９２内に収容され、電極端子９１をモジュール端子２０側にばね付勢するばね手段９３とから構成される。モジュール端子２０と電極端子９１はプラス側とマイナス側が近接して互いに対向するように並設される。低温側系統２４に組み付けられるモジュール端子装置９０は端子ケース９２内に電極端子９１およびばね手段９３が収容されてユニット化され、このユニット構造のモジュール端子装置９０が低温側系統２４の収納溝９４に納められる。

モジュール端子装置９０のモジュール端子２０に係合凹部９５が、電極端子９１に係合凸部９６が１箇所以上、例えば２箇所それぞれ形成され、モジュール端子２０の係合凹部９５に電極端子９１の係合凸部９６が凹凸結合される。モジュール端子２０と電極端子９１とを凹凸結合させることにより、嵌合いの精度が向上し、圧着性と信頼性をより一層向上させることができる。

図９では、モジュール端子２０に係合凹部９５を、電極端子９１に係合凸部９６を設けた例を示したが、係合凹部と係合凸部の関係は逆であってもよい。また、係合凹部９５はモジュール端子２０の端子材接触面に形成された球形の窪み（凹部）を採用し、電極端子９１の電極端子基部接触面に球形の凸部を形成した例を示したが、係合凹部９５および係合凸部９６は、多角形であっても、また楕円形状であってもよく、種々の形状を採用してもよい。

また、モジュール端子装置９０の低温側系統２４をユニット構造とし、端子ケース９２内に収容される電極端子９１を板状形状とし、この電極端子９１内に図５（Ａ）に示すようなモジュール端子２０側に突出する弾力部５６を係合凸部に代えて湾曲形成してもよい。

さらに、モジュール端子装置９０は、図９（Ｃ）ないし（Ｅ）に示すようにプラス側とマイナス側の電極端子９１を端子ケース９２内に収容させてユニット化した例を示したが、プラス側とマイナス側の電極端子９１を個々の端子ケース内に独立させて収容してもよい。

図１０は、本発明に係る熱電変換装置の第８実施形態を示す概略図である。

図１０（Ａ）は、熱電変換装置１０Ｇの概略的平面図、図１０（Ｂ）は熱電変換装置１０Ｇの概略的側面図である。この図１０（Ａ）および（Ｂ）に示された熱電変換装置１０Ｇは、熱電変換モジュール１１Ｇの低温側外側にモジュール端子装置１００を設け、各熱電変換モジュール１１Ｇの両側からモジュール端子装置１００の電極端子１０１を突出させて引き出し、各熱電変換モジュール１１Ｇを複数個連続的にかつシリーズに電気接続して熱電変換装置群（熱電変換ユニット）を構成したものである。

この熱電変換装置１０Ｇにおいては、モジュール端子装置１００のプラス側電極端子１０１とマイナス側電極端子１０１とを、それぞれ熱電変換モジュール１１Ｇの両側から取り出される構造とし、各熱電変換モジュール１１Ｇをシリーズに連続して電気的に接続させることができるので、組立性と信頼性を向上させることができる。

なお、符号２３は高温側系統であり、符号２４は低温側系統である。

図１１は、本発明に係る熱電変換装置の第９実施形態を示す概略図である。

図１１（Ａ）は、第９実施形態に示された熱電変換装置１０Ｈの概略的平面図、図１１（Ｂ）は熱電変換装置１０Ｈの概略的側面図である。図１１（Ａ）および（Ｂ）に示された熱電変換装置１０Ｈは、モジュール端子装置１１０のプラス側電極端子１１１とマイナス側電極端子１１１を、熱電変換モジュール１１Ｈの対角線状部分から取り出して、各熱電変換モジュール１１Ｈをシリーズに電気的接続できるようにしたものである。

この熱電変換装置１０Ｈにおいても、図１０と同様な作用効果を奏し、組立性と信頼性を向上させることができる。

図１２は、本発明に係る熱電変換装置の第１０実施形態を示す概略図である。

図１２（Ａ）は第１０実施形態に示された熱電変換装置１０Ｉの概略的平面図、図１２（Ｂ）は熱電変換装置１０Ｉに備えられるモジュール端子装置１２０の電極端子接続構造を示す平面図、図１２（Ｃ）は図１２（Ｂ）の側面図である。

この熱電変換装置１０Ｉは、熱電変換モジュールの一側にモジュール端子装置１２０のプラス側とマイナス側の電極端子１２１が近接して並設される。モジュール端子装置１２０のプラス側およびマイナス側の電極端子１２１は一方に隣接する熱電変換モジュールのマイナス側電極端子１２１および他方に隣接する熱電変換モジュールのプラス側電極端子１２１に、外部取出電極部１２２を介してそれぞれ接続され、複数の熱電変換装置１０Ｉがシリーズに電気的に接続される。なお、符号１２３は端子固定板である。図１２（Ｂ）は外部取出電極部１２２の長さを延長した場合の端子部分の構造を示すものである。

この場合にも、複数の熱電変換装置１０Ｉをシリーズに電気的に接続した熱電変換装置群を構成でき、組立の自由度が増加し、組立性・信頼性を向上させることができる。

なお、図１０ないし図１２に示す実施形態では、複数台の熱電変換装置をシリーズに電気的接続する例を示したが、複数台の熱電変換装置を並列状に電気的接続してもよい。また、複数台ずつシリーズに接続した熱電変換装置群同士を互いに並列接続させるようにしてもよい。

本発明に係る熱電変換装置の第１実施形態を原理的に示す概略図。 本発明に係る熱電変換装置に備えられる熱電変換モジュールの断面構造を示す図。 本発明に係る熱電変換装置を概略的に示す部分断面図。 本発明に係る熱電変換装置の第２実施形態を概略的に示す部分断面図。 （Ａ）は本発明に係る熱電変換装置の第３実施形態を概略的に示す部分断面図、（Ｂ）は電極端子と端子固定板の関係を示す平面図。 （Ａ）は本発明に係る熱電変換装置の第４実施形態を概略的に示す部分断面図、（Ｂ）は低温側系統とモジュール端子装置との取付関係を示す図。 （Ａ）は本発明に係る熱電変換装置の第５実施形態を示すもので、低温側系統とモジュール端子装置との取付関係を示す図、（Ｂ）は低温側系統にユニット構造のモジュール端子装置が組み込まれた状態を示す図。 （Ａ）は本発明に係る熱電変換装置の第６実施形態を示すもので、低温側系統とモジュール端子装置の取付関係を示す図、（Ｂ）は低温側系統にユニット構造のモジュール端子装置が組み込まれた状態を示す図。 （Ａ）は本発明に係る熱電変換装置の第７実施形態を示す熱電変換モジュールの概略的な部分断面図、（Ｂ）は図９（Ａ）の熱電変換モジュールを低温側から見た低温側系統にユニット構造のモジュール端子装置が組み込まれた状態を示す図、（Ｃ）は上記熱電変換モジュールのモジュール端子に電気的に接合されるユニット構造の電極端子を示す図、（Ｄ）は図９（Ｃ）のＩＸ−ＩＸ線に沿う側断面図、（Ｅ）は熱電変換装置の低温側系統に組み込まれるユニット構造のモジュール端子装置を示す断面図。 （Ａ）は本発明に係る熱電変換装置の第８実施形態を示すもので、複数の熱電変換装置をシリーズに接続した電気的接続状態を示す簡略的な平面図、（Ｂ）は複数の熱電変換装置の電気的接続状態を示す簡略的な側断面図。 （Ａ）は本発明に係る熱電変換装置の第９実施形態を示すもので、複数の熱電変換装置をシリーズに接続した電気的接続状態を示す簡略的な平面図、（Ｂ）は複数の熱電変換装置の電気的接続状態を示す簡略的な側断面図。 本発明に係る熱電変換装置の第１０実施形態を示すもので、（Ａ）は複数の熱電変換装置をシリーズに接続した電気的接続状態を示す簡略的な平面図、（Ｂ）は熱電変換装置に備えられるモジュール端子装置の電極端子同士の接続状態を示す平面図、（Ｃ）は図１２（Ｂ）の側面図。

符号の説明

１０，１０Ａ〜１０Ｚ 熱電変換装置
１１ 熱電変換モジュール
１２ 高温側（吸熱側）絶縁基板
１３ 低温側（放熱側）絶縁基板
１５ 熱電変換素子群
１６ Ｐ型半導体（熱電変換素子）
１７ Ｎ型半導体（熱電変換素子）
１８ 高温側（吸熱側）電極
１９ 低温側（放熱側）電極
２０ モジュール端子
２１ モジュール端子装置
２３ 高温側系統
２４ 低温側系統
２５ 囲み枠（シールド部材）
２６ 接合用金属
２７ 半田層
２８ 接合層
３０ 収納溝
３１ 絶縁材
３２ 端子材
３３ 導電材
３４ 電気的貫通孔
４０，５０，６０，７０，８０，９０ モジュール端子装置
４１，５１，６１，７１，８３，９１ 電極端子
４４，５４，６６，７５ 電極端子基部
４５，５２，６４，７４，８１，９４ 収納溝
４６ 電気的貫通孔
４８ 冷却手段
４９ 冷却流路
５３ 端子固定板
５６ 弾力部
６２，７２，８２，９２ 端子ケース
６３，７３，８４，９３ ばね手段
９５ 係合凹部
９６ 係合凸部
１００，１１０，１２０ モジュール端子装置
１０１，１１１，１２１ 電極端子
１２２ 外部取出電極部

Claims (7)

1. 高温側系統から吸熱される熱エネルギを電気エネルギに変換して取り出したり、または、外部から電流を付与して低温側系統と高温側系統との間で熱移動を生じさせる熱電変換モジュールを備えた熱電変換装置において、
   前記熱電変換モジュールは、
   モジュール内部にＰ型半導体とＮ型半導体とから構成される対をなす熱電変換素子と、
   上記熱電変換素子の高温側系統および低温側系統に接する部分にそれぞれ取り付けられる高温側および低温側電極と、
   この高温側電極を高温側系統に熱的に接続させる高温側絶縁基板と、
   上記低温側電極を低温側系統に熱的に接続させる低温側絶縁基板と、
   上記低温側絶縁基板に装着され、モジュール内部を封止する囲み枠と、
   前記低温側絶縁基板にモジュール外側から設けられ、モジュール内部を封止するモジュール端子装置とを備え、
   上記モジュール端子装置は、低温側電極に低温側絶縁基板の電極貫通孔を経て接続され、モジュール外部に設けられるモジュール端子を備え、このモジュール端子により外部に電気的取合いを行なうようにしたことを特徴とする熱電変換装置。
2. 前記モジュール端子装置は、熱電変換モジュールのモジュール外側から低温側絶縁基板にモジュール端子を設け、このモジュール端子から外部取出端子電極部を熱電変換モジュールの外部に突出させた請求項１記載の熱電変換装置。
3. 前記モジュール端子装置は、熱電変換モジュールのモジュール外側から低温側絶縁基板に設けられるモジュール端子と、このモジュール端子に圧着され、低温側系統に設けられる電極端子とを有し、この電極端子から外部に電気的取合いを行なう外部取出端子電極部を外部に導出させた請求項１記載の熱電変換装置。
4. 前記モジュール端子装置は、熱電変換モジュールのモジュール外側から低温側絶縁基板に設けられるモジュール端子と、このモジュール端子に圧着される電極端子と、この電極端子を収容し、低温側系統に設けられる端子ケースと、上記電球端子をモジュール端子側にばね付勢するばね手段とを備え、前記電極端子は外部と電気的な取合いを行なう外部取出端子電極部を設け、低温側系統に設けられるモジュール端子装置をユニット構造に構成した請求項１記載の熱電変換装置。
5. 前記モジュール端子装置は、熱電変換モジュールのモジュール外部から低温側絶縁基板にプラス側とマイナス側のモジュール端子を近接させて並設し、上記モジュール端子にそれぞれ押圧接触される電極端子のプラス側とマイナス側とを一体的に構成し、低温側系統に設けられるプラス側およびマイナス側の電極端子をユニット構造に構成した請求項１記載の熱電変換装置。
6. 前記モジュール端子装置は、熱電変換モジュールのモジュール外部に設けられるモジュール端子と、低温側系統に設けられる電極端子との接触面を凹凸面接合とした請求項１記載の熱電変換装置。
7. 前記モジュール端子装置は、熱電変換モジュールのモジュール外部に設けられるモジュール端子あるいは低温側系統に設けられる電極端子に、外部と電気的な取合い可能なプラス側とマイナス側の外部取出電極部を導出させた構造とし、上記外部取出電極部により複数の熱電変換モジュールを連続的に接続可能な構造とした請求項１記載の熱電変換装置。

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