JP2005353621A - 熱電変換システム - Google Patents

Abstract

【課題】 熱電変換モジュールの熱源部への取り付けを適正に行え、熱電変換素子によって排熱を電気エネルギーに効率よく変換して利用することができる熱電変換システムを得ることである。
【解決手段】 熱源部２３からの熱を受熱し熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換モジュール７と、熱源部２３に設置された熱電変換モジュール７を覆い端部が熱源部２３にハンダ６で固定され熱電変換モジュール７を冷却するための冷却フィン１と、熱源部２３と熱変換モジュール７との間および冷却フィン１と熱変換モジュール７との間を電気的に絶縁する熱伝導性シート５ａ、５ｂとを備えたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ゼーベック効果やペルチェ効果などの熱電効果を有する熱電変換モジュールを用いて、熱エネルギーを電気エネルギーに直接変換する熱電変換システムに関する。

熱電変換システムは、熱エネルギーを電気エネルギーに直接的に変換するものであり、民生および産業の分野から発生する未利用熱エネルギーを有効利用するため、熱電変換素子によって排熱を電気エネルギーに効率よく変換して、排熱を利用することが行われている。

図１０は、熱電変換システムに用いられる熱電変換モジュールの斜視図である。熱電変換モジュール７は、Ｐ型素子（Ｐ型半導体）２とＮ型素子（Ｎ型半導体）３とを金属部材である電極４を介して接合することにより、Ｐ型素子とＮ型素子との対（ＰＮ素子対）が形成されている。このようなＰＮ素子対にはリード線１７が接続されている。熱電変換モジュール７の両面には基板１６が設けられ、片面を冷却水などで冷やし、反対側の片面に熱を加えると起電力が発生して電流が流れる。すなわち、熱電変換モジュール７の両側に温度差を与えることにより、電力を取り出すことができる。

一般に、熱電変換システムにおいては、熱源部に熱電変換モジュール７を取り付けるにあたっては、グリース（熱伝導グリース）を介したボルト締結がある。この取り付け方法は、グリースにより温度変化による膨張や収縮に対して、ある程度の応力解放が期待できる圧縮接合である。また、接着剤あるいはハンダを用いて完全に固定する接合方法などがある。

図１１は、熱電変換モジュールをグリースを介して熱源部２３に圧縮接合する一例を示す側面断面図である。この圧縮接合方法は最も一般的に用いられている固定方法であり、図１１に示すように、熱源部２３に下部グリース層２１ａを介して熱電変換モジュール７を当接し、上部グリース層２１ｂを介して熱電変換モジュール７を冷却部２０の取付部材２４に当接して、締結ボルト１８を熱源部２３に締め付けることにより熱電変換モジュール７を押さえつけて熱源部２３に固定している。締結用のボルト１８に金属を用いる場合は、放熱側（高温側）から吸熱側（低温側）に熱が伝達しないように、熱絶縁ブッシュ（プラスチックなど）１９を介在させる。このように構成された熱電変換システムにおいては、締結用のボルト１８で固定されていることから、熱電変換モジュール７を常に安定した圧力で固定することができる。

図１２は、熱電変換モジュールを接着剤により熱源部２３に固定方法の一例を示す側面断面図である。接着剤は、一般にはエポキシ樹脂が用いられる。図１２に示すように、熱源部２３に下部接着剤２２ａを介して熱電変換モジュール７を当接し、上部接着剤２２ｂを介して熱電変換モジュール７を冷却部２０に当接して熱電変換モジュール７を熱源部２３に固定している。エポキシ接着剤の熱伝導率は添加剤なしで０．３Ｗ／ｍＫ、ＢＮ（窒化ホウ素）添加剤入りで１．２Ｗ／ｍＫ程度なので、薄く均一に塗布すると同時に、気泡を確実に除去することが大切である。このように構成された熱電変換システムにおいては、樹脂系の接着剤の弾性はハンダの５０分の１程度なので、温度変化にともなう熱電変換モジュールと接着相手との間に発生する熱応力を緩和することができる。

同様に、図１２の接着剤２２をハンダにした固定方法もある。ハンダで固定する場合には、熱電変換モジュールの表面および接合相手面にハンダ付けを可能にする何らかの金属化処理（メタライズ）を施しておく必要がある。このように構成された熱電変換システムにおいては、ハンダの熱伝導率は通常使われているハンダでは、２０〜５０Ｗ／ｍＫと、ハンダの組織によってかなり異なるが、グリースの０．２Ｗ／ｍＫや接着剤の０．３〜１．２Ｗ／ｍＫと比較すると、熱伝導率が高いので、熱抵抗を低く抑えることができる。

ここで、高温側と低温側にそれぞれ備えられた電極の一方側面に複数のP型半導体とN型半導体との対を交互に配置し、電極の他方側面に配される耐熱性絶縁物として熱伝導グリースを介して接合した熱交換用の伝熱板を有したものがあり、モジュール厚みの異なるモジュールにおいても接触熱抵抗が低減でき、装置全体の熱変換効率を向上させたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１７９２７３号公報

しかし、従来の熱電変換システムにおいては、グリースを介した圧縮接合の場合は、締結ボルト１８で固定するため、熱源部２３に固定用の穴を開けなければならない。熱源部２３が金属の場合には穴を開けるのは大変であり作業に手間がかかる。また、熱源部２３に穴を開けることができない場合には、熱電変換システムを取り付けることができない。

また、接着剤２２による固定方法の場合は、熱源部２３が低温（１００℃以下）の場合は効果的であるが、高温（１００℃以上）で接着剤２２の融点を超える場合は、固定することができない。また、垂直に熱電変換システムを取り付けた場合は、接着力が弱いと熱電変換システムの重さで圧接力が弱くなったり、熱源部２３から外れてしまうおそれがある。

また、ハンダによる固定方法の場合は、接合面積が大きい場合にハンダのフラックス中の樹脂成分、ハンダ自体に含まれるガス成分、隙間に閉じ込められた空気などによってボイドが発生しやすく、熱抵抗を低く抑えられない。また、ハンダの場合は、温度変化にともなう熱電変換モジュールと接着相手との間に発生する熱応力を緩和しにくいという問題があった。

本発明の目的は、熱電変換モジュールの熱源部への取り付けを適正に行え、熱電変換素子によって排熱を電気エネルギーに効率よく変換して利用することができる熱電変換システムを得ることである。

本発明の熱電変換システムは、熱源部からの熱を受熱し熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換モジュールと、熱源部に設置された熱電変換モジュールを覆い端部が熱源部にハンダで固定され熱電変換モジュールを冷却するための冷却フィンと、熱源部と熱変換モジュールとの間および冷却フィンと熱変換モジュールとの間を電気的に絶縁する熱伝導性シートとを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、冷却フィンで熱電変換モジュール全体を覆う構造にし、冷却フィンの端部をハンダ付けするので、締結ボルトで固定する方法の様に熱源を加工する必要がない。従って、熱電変換モジュールの取り付けが容易にでき、締結ボルトで固定するよりも作業時間を短縮することができる。また、熱源部を加工しないので熱源が傷つかない。さらに、締結ボルトの加工費用や材料費を削減することができ、熱電変換モジュールのメンテナンスが容易になる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図である。図１において、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換モジュール７は、熱電変換素子であるＰ型素子（Ｐ型半導体）２とＮ型素子（Ｎ型半導体）３とを金属部材である電極４を介して接合し、複数個のＰＮ素子対が形成されている。そして、熱源部２３側の電極４に電気的に絶縁する下部熱伝導性シート５ａが配置され、同様に、放熱フィン１側の電極４に電気的に絶縁する上部熱伝導性シート５ｂが配置されている。冷却フィン１は熱電変換モジュール７を冷却するものであり、熱電変換モジュール７全体を覆う形状になっており、冷却フィン１の端部は熱源部２３の表面にハンダ６で固定される。

冷却フィン１はアルミニウムで造られており、使用する熱源部２３の温度によって冷却フィン１の形状（高さ）は最適なものを選択する。冷却フィン１の素材は、アルミニウム以外に、ステンレスや銅などを用いる場合もある。冷却フィン１の形状は、熱電変換モジュール７と同じ形状であり、熱電変換モジュール７よりも若干大きく形成されている。冷却フィン１が熱電変換モジュール７の熱電変換素子あるいは電極４と接触すると、発電量が低下してしまうため、接触しないように隙間（マージン）を持たせている。

熱電変換モジュール７は、基本的に電極４が剥き出しになっているスケルトンタイプのものを使用し、熱電変換モジュール７の両側の電極４が直接熱伝導性シート５ａ、５ｂに接触するような構造になっている。このため、従来のように熱電変換素子および電極４と熱源部２３との接触を電気的に絶縁するセラミック基板やアルミナ基板を省くことができるので、熱電変換モジュール７への熱伝導率が向上する。もちろん、スケルトンタイプ以外のもので構成してもよい。熱電変換モジュール７の大きさは、例えば６０ｍｍ×６０ｍｍの大きさを基本サイズとし、熱源部２３への取り付け面積にあわせて熱電変換モジュール７を直並列に連結する。熱伝導性シート５ａ、５ｂは、シリコンやエポキシ樹脂などの柔軟性がある素材で、電気的に絶縁できて熱伝導性がよいものを設けており、温度変化にともなう熱電変換モジュール７と接着相手との間に発生する熱応力を緩和することができる。

熱電変換システムを取り付ける熱源部の一例としては、変圧器のタンクやラジエータを想定しており、熱電変換システムを取り付ける場合に、熱源部２３の金属表面を加工する必要がないので、既存の変圧器を加工する必要がない。従って、変圧器への熱電変換モジュール７の取り付けが容易に行える。

第１の実施の形態によれば、熱源部２３にハンダにより冷却フィンを取り付けることによって熱電変換モジュール７を熱源部２３に取り付けられるので、締結ボルトで固定する方法よりも作業を短時間で行うことができる。また、熱源部２３の表面を加工する必要がないので、熱源部に傷をつけることがなく、締結ボルトの加工費用や材料費を削減することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図２は本発明の第２の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図である。図２において、熱電変換モジュール７は、熱電変換素子であるＰ型素子（Ｐ型半導体）２とＮ型素子（Ｎ型半導体）３とを金属部材である電極４を介して接合し、複数個のＰＮ素子対が形成されている。そして、熱源部２３側の電極４に電気的に絶縁する下部熱伝導性シート５ａが配置され、同様に、放熱フィン１側の電極４に電気的に絶縁する上部熱伝導性シート５ｂが配置されている。また、熱電変換モジュール７の側面を包囲する金属ケース８が設けられており、金属ケース８の一方端部は、熱源部２３にハンダ６で固定され、他方端は断熱材のパッキン９を介して冷却フィン１に圧接している。これにより、金属ケース８は冷却フィン１および熱電変換モジュール７を熱源部２３に圧着する。

すなわち、冷却フィン１および熱電変換モジュール７の四辺を金属ケース８で押さえつけながら、熱源部２３である金属表面にハンダ６で金属ケース８を固定する。また、冷却フィン１と金属ケース８との間には、断熱材のパッキン９が設けられており、冷却フィン１と金属ケース８とが直接接触しない構造となっている。

断熱性のパッキン９はプラスチックなどを用いており、この断熱性のパッキン９を設けることで、熱源部２３から冷却フィン１への熱伝導を抑制し、発電効率の低下を防止する。また、冷却フィン１および熱電変換モジュール７の熱源部２３への接合圧力の偏りを無くし、安定した圧力を加えることができるようにしている。

金属ケース８は、冷却フィン１および熱電変換モジュール７の四辺を押さえつける構造である場合に最も安定した圧力を加えることができるが、対向する二辺を押さえつける構造でも同様の圧接効果を得ることができる。

第２の実施の形態によれば、冷却フィン１と金属ケース８との間に断熱性のパッキン９があるので、熱源部２３の金属表面からハンダ６で固定された金属ケース８を伝って冷却フィン１に熱が逃げにくい。従って、熱電変換効率が向上するので熱電変換システムの性能がよくなる。

次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。図３は本発明の第３の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図である。この第３の実施の形態は、図２に示した第２の実施の形態に対し、金属ケースに代えて断熱性の樹脂ケース１１を設け、パッキン９を省略したものである。すなわち、冷却フィン１および熱電変換モジュール７を圧接する材質を断熱性の樹脂ケース１１とし、熱源部２３の金属表面にハンダ６で固定する部分だけを金属にしたものである。図２と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

図３において、樹脂ケース１１の材質はエポキシ樹脂で構成されており、ハンダ６で固定する部分は金属である銅１０で処理が施されている。エポキシ樹脂以外でも、適度な強度と断熱性および耐熱性があるものであればケースとしての適用が可能である。また、ハンダをつける銅の処理も銅以外の何らかの金属化処理（メタライズ）を施してもよい。

この第３の実施の形態の場合は、熱源部２３の適用対象温度領域としては比較的低温（１００℃以下）を想定している。従って、ある温度以上になる場合は、耐熱性を考慮し、第１の実施の形態または第２の実施の形態の熱電変換システムの構成を採用することことが望ましい。

第３の実施の形態によれば、冷却フィン１および熱電変換モジュール７を圧接する材質を断熱性の樹脂ケース１１にしたので、断熱材のパッキン９を設けなくても熱源部２３と冷却フィン１との熱伝導を妨げることができる。また、熱電変換素子あるいは電極４と樹脂ケース１１とが接触したとしても、電流がリークしないので発電量を低下させることがない。すなわち、部品点数を減らすことができ、熱電変換効率が向上するので熱電変換システムの性能がよくなる。

次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。図４は本発明の第４の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図である。この第４の実施の形態は、図２に示した第２の実施の形態に対し、パッキン９に代えてバネ１２を冷却フィン１と金属ケース８との間に設けたものである。図２と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

図４において、バネ１２を設ける位置は冷却フィン１の四隅とする。これにより、バネ１２による圧接力で熱電変換モジュール７と熱源部２３との接触力が増加するので、熱電変換モジュール７への熱伝導性が向上する。また、安定した圧接力を維持することもできる。

なお、圧接力が均一に加わるのであれば、中央の１箇所だけにバネ１２を設けることも可能であるし、熱電変換モジュール７の面積が大きく、四隅だけでは安定した圧接力を維持できない場合は、４箇所以上の場所にバネ１２を設けてもよい。

以上の説明では、冷却フィン１と金属ケース８との間にバネ１２を設ける場合について説明したが、第１の実施の形態における冷却フィン１と熱電変換モジュール７との間、第３の実施の形態における冷却フィン１と樹脂ケース１１との間にバネ１２を設けるようにしてもよい。

第４の実施の形態によれば、冷却フィン１と熱電変換モジュール７との間、冷却フィン１と金属ケース８との間、または冷却フィン１と樹脂ケース１１との間にバネ１２を設けるので、バネ１２による圧接力で熱電変換モジュール７と熱源部２３との接触力が増加する。従って、熱電変換モジュールへの熱伝導性が向上し、熱電変換システムの性能がよくなる。

次に、本発明の第５の実施の形態を説明する。図５は本発明の第５の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図である。この第５の実施の形態は、図４に示した第４の実施の形態に対し、金属ケース８の材質をステンレス綱としてバネ１２を省略し、冷却フィン１および熱電変換モジュール７を圧接する部分にバネ部２４を形成したものである。図４と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

図５において、金属ケース１３の材質をステンレスとし、冷却フィン１および熱電変換モジュール７を圧接する部分に、ステンレス材質のバネ性を有したバネ部２４を形成する。そして、このバネ部２４で冷却フィン１および熱電変換モジュール７を圧接する。

第５の実施の形態によれば、バネ部２４による圧接力で熱電変換モジュール７と熱源部２３との接触力が増加するので、熱電変換モジュール７への熱伝導性が向上する。また、図４で示した第４の実施の形態における圧接用のバネ１２が不要なので、熱電変換システムとしての部品数を減らすことができる。

次に、本発明の第６の実施の形態を説明する。図６は本発明の第６の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図である。図６において、熱電変換モジュール７は、熱電変換素子であるＰ型素子（Ｐ型半導体）２とＮ型素子（Ｎ型半導体）３とを金属部材である電極４を介して接合し、複数個のＰＮ素子対が形成されている。そして、熱源部２３側の電極４に電気的に絶縁する下部熱伝導性シート５ａが配置され、同様に、放熱フィン１側の電極４に電気的に絶縁する上部熱伝導性シート５ｂが配置されている。また、熱電変換モジュール７の側面を包囲する金属ケース８が設けられており、この金属ケース８に開閉自在の固定用レバー１４が設けられている。固定用レバー１４は閉じたときに冷却フィン１および熱電変換モジュール７を圧接するものである。

すなわち、冷却フィン１および熱電変換モジュール７の圧接用に固定用レバー１４が金属ケース８に設けられており、この固定用レバー１４は、鉄あるいはステンレスなどの素材とし、固定用レバー１４を閉めると熱源部２３と熱電変換モジュール７および冷却フィン１に適度な圧力が加わり熱伝導性を向上させる。

固定用レバー１４の位置は相対する辺の一箇所とするが、熱電変換モジュール７の面積が大きく、一箇所だけでは安定した圧接力を維持できない場合は、２箇所以上の場所に固定用レバー１４を設けてもよい。また、圧接力を増加したい場合には、固定用レバー１４をクロスして固定するようにしてもよい。

以上の説明では、金属ケース８に固定用レバー１４を設けた場合について説明したが、図３に示した樹脂ケース１１に固定用レバー１４を設けるようにしてもよい。

第６の実施の形態によれば、固定用レバー１４を開閉することができるので、熱電変換モジュール７を容易に取り出すことが可能である。すなわち、熱源部２３に熱電変換モジュール７を取り付けた後に、熱電変換モジュール７が故障した場合などに、熱電変換モジュールを容易に取り出すことができる。従って、熱電変換モジュール７のメンテナンスが容易になる。

次に、本発明の第７の実施の形態を説明する。図７は本発明の第７の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図である。この第７の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、熱源部１５への固定は、ハンダ６に代えて磁石１５で固定するようにしたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

図７において、熱源部２３の金属表面に熱電変換モジュール７を永久磁石１５
で固定する。これにより、熱電変換モジュール７の熱源部２３への取り付けおよび取り外しが容易にできるとともに、熱源部２３の金属表面を汚すことも無い。すなわち、冷却フィン１を熱源部２３にハンダ付けする場合には、熱源部２３に一度取り付けた後は、熱電変換システム７を取り外すのに、その都度ハンダ６を溶かす必要があり作業が非常に大変であったが、永久磁石１５を用いた熱電変換システムにおいては、取り外しが容易に行える。

以上の説明では、第１の実施の形態に対し永久磁石１５を適用した場合について説明したが、第２の実施の形態ないし第６の実施の形態に適用するようにしてもよい。

第７の実施の形態によれば、熱源部２３である金属表面を全く加工する必要がなく固定でき、また、スタットで固定するよりも作業時間を短縮できる。すなわち、熱源部２３の金属表面を加工しないので傷をつけることがなく、スタット加工費用や材料費を削減できる。これにより、取り付け作業が容易にでき、メンテナンスが容易になる。

次に、本発明の第８の実施の形態を説明する。図８は本発明の第８の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図である。この第８の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、熱源部２３と熱電変換モジュール７との間に設けている熱伝導性シート５ａは、柔軟性を有した曲面形状としたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

図８において、熱源部２３である金属表面と熱電変換モジュール７との間に設けている熱伝導性シート５ａは、柔軟性を有し曲面形状としている。熱伝導性シート５ａは、シリコンやエポキシ樹脂などの柔軟性がある素材とし、電気的に絶縁できて熱伝導性がよいものを設けており、温度変化にともなう熱電変換モジュール７と接着相手との間に発生する熱応力を緩和する。

一般に、現在市場に出ている熱電変換モジュール７は板状のものであるので、熱電変換システム７を取り付ける熱源部２３の表面形状が平面である必要があるが、第８の実施の形態では、熱伝導性シート５ａは柔軟性を有し曲面形状としているので、熱電変換システム７を設置する場所が平面である場合に限られることなく取り付けが可能となる。

以上の説明では、第１の実施の形態に対し、柔軟性を有した曲面形状の熱伝導性シート５ａを適用した場合について説明したが、第２の実施の形態ないし第７の実施の形態に適用するようにしてもよい。

第８の実施の形態によれば、熱源部２３の金属表面が曲面などの複雑な形状を有するものであっても、熱電変換モジュール７を容易に取り付けることができるので、熱源部２３である金属表面と熱電変換モジュール７との間における熱伝導率の低下を防ぐことができる。また、熱電変換システム７の設置場所が平面だけではなく曲面などの複雑な形状を有する場所にも設置できるので、効率よく排熱を回収することができる。

次に、本発明の第９の実施の形態を説明する。図９は本発明の第９の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図である。この第９の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、熱源部２３に配置される熱電変換モジュール７の電極４を導電性の弾性体で形成したものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

図９において、熱源部２３である金属表面に取り付ける熱電変換モジュール７の電極４を導電性のゴムのような弾性体で形成する。また、熱伝導性シート５ａもシリコンやエポキシ樹脂などの柔軟性を有した素材で形成する。

電極４の素材のゴムとしては、シリコンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム、ブタジエンゴムなどが挙げられる。導電性ゴムの抵抗値が大きい場合には、電極４に電流が流れる際の発熱量が大きくなり望ましくないため、抵抗値はできるだけ低いものを使用する。

以上の説明では、第１の実施の形態に対し、導電性でかつ弾性体の電極４を適用した場合について説明したが、第２の実施の形態ないし第７の実施の形態に適用するようにしてもよい。

第９の実施の形態によれば、熱源部２３の金属表面が曲面などの複雑な形状を有するものであっても、熱電変換モジュール７を容易に取り付けることができるので、熱源部２３である金属表面と熱電変換モジュール７との間における熱伝導率の低下を防ぐことができる。また、熱電変換システム７の設置場所が平面だけではなく曲面などの複雑な形状を有する場所にも設置できるので、効率よく排熱を回収することができる。

本発明の第１の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図。 本発明の第２の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図。 本発明の第３の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図。 本発明の第４の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図。 本発明の第５の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図。 本発明の第６の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図。 本発明の第７の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図。 本発明の第８の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図。 本発明の第９の実施の形態に係わる熱電変換システムの構成図。 熱電変換システムに用いられる熱電変換モジュールの斜視図。 熱電変換モジュールをグリースを介して熱源部に圧縮接合する一例を示す側面断面図。 熱電変換モジュールを接着剤により熱源部に固定方法の一例を示す側面断面図。

符号の説明

１…冷却フィン、２…Ｐ型素子、３…Ｎ型素子、４…電極、５…熱伝導性シート、６…ハンダ、７…熱電変換モジュール、８…金属ケース、９…パッキン、１０…銅処理、１１…樹脂ケース、１２…バネ、１３…金属ケース（バネ性）、１４…固定レバー、１５…永久磁石、１６…基板、１７…リード線、１８…締結ボルト、１９…熱絶縁ブッシュ、２０…冷却部、２１…グリース、２２…接着剤、２３…熱源部、２４…バネ部

Claims (9)

1. 熱源部からの熱を受熱し熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換モジュールと、前記熱源部に設置された熱電変換モジュールを覆い端部が前記熱源部にハンダで固定され前記熱電変換モジュールを冷却するための冷却フィンと、前記熱源部と前記熱変換モジュールとの間および前記冷却フィンと前記熱変換モジュールとの間を電気的に絶縁する熱伝導性シートとを備えたことを特徴とする熱電変換システム。
2. 熱源部からの熱を受熱し熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換モジュールと、前記熱源部に設置された熱電変換モジュールを冷却するための冷却フィンと、前記熱源部と前記熱変換モジュールとの間および前記冷却フィンと前記熱変換モジュールとの間を電気的に絶縁する熱伝導性シートと、前記熱電変換モジュールの側面を包囲し一方端部が前記熱源部にハンダで固定され他方端が断熱材のパッキンを介して前記冷却フィンを圧接し前記冷却フィンおよび前記熱電変換モジュールを圧着する金属ケースとを備えたことを特徴とする熱電変換システム。
3. 熱源部からの熱を受熱し熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換モジュールと、前記熱源部に設置された熱電変換モジュールを冷却するための冷却フィンと、前記熱源部と前記熱変換モジュールとの間および前記冷却フィンと前記熱変換モジュールとの間を電気的に絶縁する熱伝導性シートと、前記熱電変換モジュールの側面を包囲し一方端部が前記熱源部にハンダで固定され他方端が前記冷却フィンを圧接し前記冷却フィンおよび前記熱電変換モジュールを圧着する断熱性の樹脂ケースとを備えたことを特徴とする熱電変換システム。
4. 前記冷却フィンと前記熱電変換モジュールとの間、前記冷却フィンと前記金属ケースとの間、または前記冷却フィンと前記樹脂ケースとの間にバネを設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の熱電変換システム。
5. 前記金属ケースの材質をステンレス綱とし、前記冷却フィンおよび前記熱電変換モジュールを圧接する部分にバネ部を形成したことを特徴とする請求項２記載の熱電変換システム。
6. 他方端が前記冷却フィンを圧接する金属ケースまたは樹脂ケースは、前記冷却フィンおよび前記熱電変換モジュールを開閉自在の固定用レバーで圧接することを特徴とする請求項２または請求項３記載の熱電変換システム。
7. 前記熱源部への固定は、ハンダに代えて磁石で固定することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の熱電変換システム。
8. 前記熱源部と前記熱電変換モジュールとの間に設けている熱伝導性シートは、柔軟性を有した曲面形状であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項記載の熱電変換システム。
9. 前記熱源部に配置される熱電変換モジュールの電極は、導電性の弾性体で形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項記載の熱電変換システム。
   

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