JP2016171154A - Thermoelectric generator, thermoelectric module - Google Patents

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高倉 雅博
Masahiro Takakura
雅博 高倉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for facilitating the positioning at the time of manufacturing, while making positional deviation difficult to occur, when disposing a thermoelectric module for a prism member.SOLUTION: A thermoelectric generator includes a thermoelectric module 100 generating an electromotive force by the temperature difference between a first surface and a second surface spaced apart therefrom, and a prism member (passage pipe) 90 having n side faces, where n is an integer of 3 or more. In the thermoelectric generator, a temperature difference is generated by heat transmission between the side face and the first surface. The first surface includes two planes. The two planes are in contact with the side faces different from each other, out of the n side faces.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、熱電発電に関する。   The present invention relates to thermoelectric power generation.

6角柱形状の熱交換器の側面に熱電モジュール(熱電発電素子)を配置した熱電発電装置が知られている。熱電モジュールは、被加熱面で、熱交換器の側面に接触する。この被加熱面は、平面形状である(特許文献1)。   2. Description of the Related Art A thermoelectric power generation apparatus is known in which a thermoelectric module (thermoelectric power generation element) is disposed on a side surface of a hexagonal columnar heat exchanger. The thermoelectric module is in contact with the side surface of the heat exchanger at the heated surface. This surface to be heated has a planar shape (Patent Document 1).

特開2009−278767号公報JP 2009-278767 A

上記先行技術の配置によると、熱交換器の側面も熱電モジュールの被加熱面も平面形状であるため、製造時においては位置決めし難く、使用時においては位置ずれが発生し易い。本願発明は、上記先行技術を踏まえ、6角柱等の角柱部材に対して熱電モジュールを配置する際に、製造時においては位置決めし易く、使用時においては位置ずれしにくい手法の提供を解決課題とする。   According to the arrangement of the above prior art, since the side surface of the heat exchanger and the heated surface of the thermoelectric module are flat, it is difficult to position during manufacturing and misalignment is likely to occur during use. The present invention is based on the above prior art, and it is a solution to provide a technique that is easy to position at the time of manufacture and difficult to shift at the time of use when the thermoelectric module is arranged on a prismatic member such as a hexagonal prism. To do.

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、以下の形態として実現できる。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve the above-described problems, and the invention can be implemented as the following forms.

(1)本発明の一形態によれば、第1の面と、前記第1の面と隔たって配置された第2の面との温度差によって起電力を生じる熱電モジュールと;nを3以上の整数とし、n個の側面を有する角柱部材と、を備え;前記側面と前記第1の面との間の伝熱によって前記温度差が発生する熱電発電装置が提供される。この熱電発電装置において;前記第1の面は、2つの平面を含み;前記2つの平面は、前記n個の側面のうちのそれぞれ異なる側面に接触することを特徴とする。この形態によれば、多角柱部材の角の部位に熱電モジュールを配置することで、製造時においては位置決めし易く、使用時においては位置ずれしにくくなる。なお、上記の温度差は、第2の面と、他の部材あるいは雰囲気との伝熱によって促進される場合がある。 (1) According to one aspect of the present invention, a thermoelectric module that generates an electromotive force due to a temperature difference between the first surface and a second surface disposed apart from the first surface; n is 3 or more And a prismatic member having n side surfaces; and a thermoelectric power generation device in which the temperature difference is generated by heat transfer between the side surfaces and the first surface. In the thermoelectric generator, the first surface includes two planes; the two planes are in contact with different side surfaces of the n side surfaces. According to this aspect, by disposing the thermoelectric module at the corner portion of the polygonal column member, it is easy to position at the time of manufacture and is difficult to be displaced at the time of use. The above temperature difference may be promoted by heat transfer between the second surface and another member or atmosphere.

(2)上記形態において、前記角柱部材は、熱媒体の流路でもよい。この形態によれば、熱媒体を利用した発電ができる。 (2) In the above aspect, the prismatic member may be a heat medium flow path. According to this embodiment, power generation using a heat medium can be performed.

(3)上記形態において、前記角柱部材の長軸方向についての所定位置において前記角柱部材の長軸に直交する断面は、前記熱電モジュールの断面を前記n個、含んでもよい。この形態によれば、角柱部材の全周にわたって熱電モジュールを配置できるので、熱電モジュールの配置が密になり、発電効率が良好になる。 (3) In the above aspect, the cross section orthogonal to the long axis of the prismatic member at a predetermined position in the long axis direction of the prismatic member may include the n cross sections of the thermoelectric module. According to this aspect, since the thermoelectric module can be arranged over the entire circumference of the prism member, the arrangement of the thermoelectric module becomes dense and the power generation efficiency is improved.

(4)上記形態において、前記n個の断面のうちの1つの断面を有する熱電モジュールである第1熱電モジュールは、前記第1熱電モジュールに最も近接して配置される熱電モジュールである第2熱電モジュールに対して間隙を空けて配置され;前記第1の面は、熱電発電時において、前記第2の面よりも高温であり;前記第1及び第2熱電モジュールの前記第1の面同士の距離は、前記第1及び第2熱電モジュールの前記第2の面同士の距離以上でもよい。この形態によれば、使用時において、第1の面が第2の面よりも高温になる。よって、第1の面は、第2の面よりも熱膨張する。そこで、この形態のように、第1の面同士の距離を、第2の面同士の距離以上に設定することで、第1及び第2熱電モジュールの間隔を詰めても、使用時において第1及び第2熱電モジュール同士が干渉することを回避し易くなる。 (4) In the above embodiment, the first thermoelectric module that is a thermoelectric module having one of the n cross sections is a second thermoelectric module that is disposed closest to the first thermoelectric module. The first surface is hotter than the second surface during thermoelectric generation; between the first surfaces of the first and second thermoelectric modules; The distance may be greater than or equal to the distance between the second surfaces of the first and second thermoelectric modules. According to this aspect, the first surface becomes hotter than the second surface during use. Therefore, the first surface is more thermally expanded than the second surface. Therefore, as in this embodiment, by setting the distance between the first surfaces to be equal to or greater than the distance between the second surfaces, the first and second thermoelectric modules can be used even when the interval between the first and second thermoelectric modules is reduced. And it becomes easy to avoid that 2nd thermoelectric modules interfere.

(5)上記形態において、前記n個の側面それぞれに直交する断面において2つの前記側面を連結する角は、R形状であると共に、内角としての角度が全て劣角であり;前記2つの平面を連結する角は、R形状であり;前記平面を連結する角としてのR形状の曲率半径は、前記側面を連結する角としてのR形状の曲率半径よりも小さくてもよい。この形態によれば、熱電モジュールを角柱部材に配置した際に、角に隙間ができる。よって、角柱部材の角が熱電モジュールに干渉することを回避できる。 (5) In the above embodiment, an angle connecting the two side surfaces in a cross section orthogonal to each of the n side surfaces is an R shape, and all angles as inner angles are inferior angles; The connecting corner is R-shaped; the radius of curvature of the R shape as the corner connecting the planes may be smaller than the radius of curvature of the R shape as the corner connecting the side surfaces. According to this aspect, when the thermoelectric module is arranged on the prismatic member, a gap is formed at the corner. Therefore, it is possible to avoid the corner of the prism member from interfering with the thermoelectric module.

(6)上記形態において、前記熱電モジュールは、積層された複数の熱電発電素子を備えてもよい。この形態によれば、積層型熱電モジュールで上記形態を実現できる。 (6) In the above aspect, the thermoelectric module may include a plurality of thermoelectric power generation elements stacked. According to this embodiment, the above-described embodiment can be realized with a laminated thermoelectric module.

(7)上記形態において、前記熱電モジュールの外表面は、電気絶縁コーティングが施され;前記熱電モジュールは、前記起電力を取り出すために前記電気絶縁コーティングを貫通する電極を備えてもよい。この形態によれば、電極以外の部位を、電気導体に接触させるように配置することができる。 (7) In the above embodiment, the outer surface of the thermoelectric module is provided with an electrical insulation coating; the thermoelectric module may include an electrode penetrating the electrical insulation coating to extract the electromotive force. According to this form, it can arrange so that parts other than an electrode may be in contact with an electric conductor.

(8)上記形態において、前記角柱部材は、前記角柱部材の長軸方向について前記熱電モジュールの位置決めをするための凸部を備えてもよい。この形態によれば、角柱部材の長軸方向について、熱電モジュールの位置決めを容易に実現できる。 (8) In the above aspect, the prism member may include a convex portion for positioning the thermoelectric module in the major axis direction of the prism member. According to this embodiment, the thermoelectric module can be easily positioned in the major axis direction of the prismatic member.

(9)上記形態において、前記側面と前記第1の面との間に配置され、前記側面と前記第1の面と間の伝熱を促進する第1の熱導体を備え;前記側面および前記第1の面は、前記第1の熱導体を介して接触してもよい。この形態によれば、角柱部材と第1の面との熱伝達が良好になる。 (9) In the above-described embodiment, a first heat conductor that is disposed between the side surface and the first surface and promotes heat transfer between the side surface and the first surface is provided; The first surface may contact via the first thermal conductor. According to this form, heat transfer between the prismatic member and the first surface is improved.

(10)上記形態において、前記熱電モジュールを前記角柱部材に固定するための治具を備えてもよい。この形態によれば、熱電モジュールを角柱部材に固定できる。 (10) The said form WHEREIN: You may provide the jig | tool for fixing the said thermoelectric module to the said prismatic member. According to this embodiment, the thermoelectric module can be fixed to the prismatic member.

(11)上記形態において、前記第2の面との間の伝熱によって、前記温度差の発生を促進する温度差促進部材を備え;前記第2の面と前記温度差促進部材との間に配置され、前記第2の面と前記温度差促進部材との間の伝熱を促進する第2の熱導体を備えてもよい。この形態によれば、第2の面と温度差促進部材との熱伝達が良好になる。 (11) In the above-described embodiment, a temperature difference promoting member that promotes the generation of the temperature difference by heat transfer with the second surface is provided; between the second surface and the temperature difference promoting member You may provide the 2nd heat conductor which arrange | positions and accelerates | stimulates the heat transfer between the said 2nd surface and the said temperature difference acceleration | stimulation member. According to this form, heat transfer between the second surface and the temperature difference promoting member is improved.

(12)上記形態において、前記温度差促進部材は、フィンを備えてもよい。この形態によれば、温度差の発生が、より促進される。 (12) In the above aspect, the temperature difference promoting member may include a fin. According to this form, generation | occurrence | production of a temperature difference is accelerated | stimulated more.

本発明は、上記以外の種々の形態で実現できる。例えば、熱電モジュール等の形態で実現できる。   The present invention can be realized in various forms other than the above. For example, it can be realized in the form of a thermoelectric module or the like.

熱電発電装置の概略を示す斜視図。The perspective view which shows the outline of a thermoelectric generator. 流路管に熱電モジュールが配置された様子を示す斜視図。The perspective view which shows a mode that the thermoelectric module was arrange | positioned at the flow-path pipe | tube. 熱電モジュールの斜視図。The perspective view of a thermoelectric module. 熱電モジュールの側面図。The side view of a thermoelectric module. 領域Rの拡大図。The enlarged view of the area | region R. FIG. 流路管を示す斜視図。The perspective view which shows a flow-path pipe. 熱電モジュールの製造方法の概略を示す工程図。Process drawing which shows the outline of the manufacturing method of a thermoelectric module. 熱電材料のシート化についての詳細な工程図。The detailed process drawing about sheeting of a thermoelectric material. 切断後の熱電シートの正面図。The front view of the thermoelectric sheet | seat after a cutting | disconnection. 切断後の熱電シートの中央付近での端面図。The end elevation near the center of the thermoelectric sheet after cutting. 第1及び第2の単位シートの作製手順を示す工程図。Process drawing which shows the preparation procedures of the 1st and 2nd unit sheet | seat. 絶縁層用ペーストの印刷後における正面図。The front view after the printing of the paste for insulating layers. 絶縁層用ペーストの印刷後における中央付近での端面図。The end elevation near the center after printing of the paste for insulating layers. 接触導電部用ペーストの印刷後における正面図。The front view after printing of the paste for contact conductive parts. 接触導電部用ペーストの印刷後における中央付近での端面図。The end elevation near the center after printing of the paste for contact conductive parts. 導電層用ペーストの印刷後における正面図。The front view after the printing of the paste for conductive layers. 導電層用ペーストの印刷後における中央付近での端面図。The end elevation near the center after printing of the paste for conductive layers. 第1及び第2の端シートの作製手順を示す工程図。Process drawing which shows the preparation procedures of the 1st and 2nd end sheet | seat. 絶縁層用ペーストの印刷後における正面図。The front view after the printing of the paste for insulating layers. 絶縁層用ペーストの印刷後における中央付近での端面図。The end elevation near the center after printing of the paste for insulating layers. 接触導電部用ペーストの印刷後における正面図。The front view after printing of the paste for contact conductive parts. 接触導電部用ペーストの印刷後における中央付近での端面図。The end elevation near the center after printing of the paste for contact conductive parts. 絶縁層用ペーストの印刷後における正面図。The front view after the printing of the paste for insulating layers. 絶縁層用ペーストの印刷後における中央付近での端面図。The end elevation near the center after printing of the paste for insulating layers. 電極用ペーストの印刷後における中央付近での端面図。The end elevation near the center after printing of paste for electrodes. 絶縁層用ペーストの印刷後における正面図。The front view after the printing of the paste for insulating layers. 絶縁層用ペーストの印刷後における中央付近での端面図。The end elevation near the center after printing of the paste for insulating layers. 接触導電部用ペーストの印刷後における正面図。The front view after printing of the paste for contact conductive parts. 接触導電部用ペーストの印刷後における中央付近での端面図。The end elevation near the center after printing of the paste for contact conductive parts. 導電層用ペーストの印刷後における正面図。The front view after the printing of the paste for conductive layers. 導電層用ペーストの印刷後における中央付近での端面図。The end elevation near the center after printing of the paste for conductive layers. 絶縁層用ペーストの印刷後における正面図。The front view after the printing of the paste for insulating layers. 絶縁層用ペーストの印刷後における中央付近での端面図。The end elevation near the center after printing of the paste for insulating layers. 接触導電部用ペーストの印刷後における正面図。The front view after printing of the paste for contact conductive parts. 接触導電部用ペーストの印刷後における中央付近での端面図。The end elevation near the center after printing of the paste for contact conductive parts. 絶縁層用ペーストの印刷後における正面図。The front view after the printing of the paste for insulating layers. 絶縁層用ペーストの印刷後における中央付近での端面図。The end elevation near the center after printing of the paste for insulating layers. 電極用ペーストの印刷後における中央付近での端面図。The end elevation near the center after printing of paste for electrodes. 積層体の断面図。Sectional drawing of a laminated body. 積層体の側面図。The side view of a laminated body. 加工部位を示す仮想図。The virtual diagram which shows a process site | part. 熱電発電装置の拡大断面図。The expanded sectional view of a thermoelectric generator. 熱電モジュールを示す図(変形例)。The figure which shows a thermoelectric module (modification). 熱電モジュールを示す図(変形例)。The figure which shows a thermoelectric module (modification).

図1は、熱電発電装置50の概略を示す斜視図である。図1は、熱電発電装置50の長軸方向(Z1方向)の一部について示す。熱電発電装置50は、内燃機関を動力源とする自動車に搭載される。熱電発電装置50は、固定部材60と、流路管90と、複数の熱電モジュール100とを備える。   FIG. 1 is a perspective view showing an outline of the thermoelectric generator 50. FIG. 1 shows a part of the thermoelectric generator 50 in the long axis direction (Z1 direction). The thermoelectric generator 50 is mounted on an automobile that uses an internal combustion engine as a power source. The thermoelectric generator 50 includes a fixing member 60, a flow channel tube 90, and a plurality of thermoelectric modules 100.

流路管90は、大気よりも高温の流体、具体的には内燃機関の排ガスを流すための管である。流路管90は、ステンレス鋼等で形成される。流路管90は、おおよそ多角柱形状の中空部材であり、より具体的には、おおよそ正12角柱の中空部材である(図2参照)。流路管90は、複数の位置決め部材91を備える。位置決め部材91については、図6と共に後述する。   The flow path pipe 90 is a pipe for flowing a fluid having a temperature higher than that of the atmosphere, specifically, exhaust gas from the internal combustion engine. The channel tube 90 is made of stainless steel or the like. The channel tube 90 is a hollow member having an approximately polygonal column shape, and more specifically, is a hollow member having an approximately regular dodecagonal column (see FIG. 2). The flow channel tube 90 includes a plurality of positioning members 91. The positioning member 91 will be described later with reference to FIG.

固定部材60は、ステンレス鋼製であり、第1本体61と、第2本体62と、2箇所のねじ固定部63と、複数のフィン66と、複数の突起68とを備える。第1及び第2本体61,62それぞれは、樋のような形状(以下、樋形状)を有する。ここでいう樋形状とは、円筒を、この円筒の中心軸線を含む平面で2分割した形状のことである。第1及び第2本体61,62は、流路管90に設置された熱電モジュール100を、樋形状の内周面によって挟み込む。ねじ固定部63は、熱電モジュール100を挟み込んだ状態の第1及び第2本体61,62を、ねじで固定するための部位である。突起68は、第1本体61及び第2本体62の両端に設けられている突起である。突起68は、熱電モジュール100に対して固定部材60の位置がずれないように、熱電モジュール100を両側から挟み込んでいる。   The fixing member 60 is made of stainless steel, and includes a first main body 61, a second main body 62, two screw fixing portions 63, a plurality of fins 66, and a plurality of protrusions 68. Each of the 1st and 2nd main bodies 61 and 62 has a shape (henceforth a bowl shape) like a bowl. The saddle shape here is a shape obtained by dividing a cylinder into two by a plane including the central axis of the cylinder. The first and second main bodies 61 and 62 sandwich the thermoelectric module 100 installed in the flow channel tube 90 with a bowl-shaped inner peripheral surface. The screw fixing part 63 is a part for fixing the first and second main bodies 61 and 62 with the thermoelectric module 100 sandwiched therebetween with screws. The protrusions 68 are protrusions provided at both ends of the first main body 61 and the second main body 62. The protrusion 68 sandwiches the thermoelectric module 100 from both sides so that the position of the fixing member 60 does not shift with respect to the thermoelectric module 100.

熱電モジュール100を挟み込んだ状態において、第1及び第2本体61,62の内周面は、熱電モジュール100の被冷却面103(図3参照)に接触し、この被冷却面を冷却する。フィン66は、第1本体61又は第2本体62から外方へ放射状に突出する。フィン66は、空冷を利用して、上記の冷却を促進する。この空冷は、自動車の走行時における向かい風を利用する。   In a state where the thermoelectric module 100 is sandwiched, the inner peripheral surfaces of the first and second main bodies 61 and 62 are in contact with the surface to be cooled 103 (see FIG. 3) of the thermoelectric module 100 to cool the surface to be cooled. The fins 66 project radially outward from the first body 61 or the second body 62. The fins 66 promote the above-described cooling using air cooling. This air cooling uses the head wind when the car is running.

熱電モジュール100は、積層型かつユニレグ型であり、熱電モジュール100の一部として配置された状態において、流路管90の外周面に接触する。熱電モジュール100は、流路管90との接触面を被加熱面101(図3参照)、被加熱面101と対向する外周面を被冷却面103とする熱電発電による起電力を発生させる。つまり、熱電モジュール100は、被加熱面101と被冷却面103との温度差を利用して起電力を発生させる。複数の熱電モジュール100は、電極139同士を結線する配線105によって互いに直列に接続されており、起電力を外部装置に供給する。   The thermoelectric module 100 is a laminated type and a unileg type, and contacts the outer peripheral surface of the flow channel tube 90 in a state where it is arranged as a part of the thermoelectric module 100. The thermoelectric module 100 generates an electromotive force generated by thermoelectric power generation in which a contact surface with the flow channel tube 90 is a heated surface 101 (see FIG. 3) and an outer peripheral surface facing the heated surface 101 is a cooled surface 103. That is, the thermoelectric module 100 generates an electromotive force using a temperature difference between the heated surface 101 and the cooled surface 103. The plurality of thermoelectric modules 100 are connected to each other in series by a wiring 105 that connects the electrodes 139 to each other, and supplies electromotive force to an external device.

図2は、流路管90に熱電モジュール100が配置された様子を示す斜視図である。つまり、熱電発電装置50から、固定部材60と配線105とを取り除いた状態を示す。図2は、断面図でもあり、平面D1における断面を示す。平面D1は、X1Y1平面に平行な仮想平面である。X1Y1平面は、Z1方向に直交する。   FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the thermoelectric module 100 is arranged in the flow channel tube 90. That is, the fixing member 60 and the wiring 105 are removed from the thermoelectric generator 50. FIG. 2 is also a cross-sectional view and shows a cross section in the plane D1. The plane D1 is a virtual plane parallel to the X1Y1 plane. The X1Y1 plane is orthogonal to the Z1 direction.

流路管90は、おおよそ正12角柱の中空部材であるので、外表面として12個の側面を有する。従って、図2には12個の熱電モジュール100の断面が示される。12個の側面それぞれは、排ガスからの熱を伝える加熱面として機能する。流路管90の12個の側面のうち、隣接する2個の側面に接触するように、12個の熱電モジュール100それぞれが配置される。   Since the flow channel tube 90 is a hollow member having a regular dodecagonal column, it has twelve side surfaces as outer surfaces. Accordingly, FIG. 2 shows a cross section of 12 thermoelectric modules 100. Each of the twelve side surfaces functions as a heating surface that transfers heat from the exhaust gas. Each of the twelve thermoelectric modules 100 is arranged so as to come into contact with two adjacent side surfaces of the twelve side surfaces of the flow channel tube 90.

図3は、1つの熱電モジュール100の斜視図である。熱電モジュール100は、被加熱面101と、被冷却面103とを備える。被加熱面101は、上記のように隣接する2個の側面に接触できるように、A平面101Aと、B平面101Bとを含む。A平面101A及びB平面101Bは、互いに交差する位置関係にある平面である。A平面101A及びB平面101Bの交差角度は、正12角形の内角に合わせて、約150度である。   FIG. 3 is a perspective view of one thermoelectric module 100. The thermoelectric module 100 includes a heated surface 101 and a cooled surface 103. The heated surface 101 includes an A plane 101A and a B plane 101B so as to be able to contact two adjacent side surfaces as described above. The A plane 101A and the B plane 101B are planes that are in a positional relationship intersecting each other. The crossing angle between the A plane 101A and the B plane 101B is about 150 degrees in accordance with the interior angle of the regular dodecagon.

図4は、熱電モジュール100の側面図である。図5は、図4に示された領域Rの拡大図である。図5に示すように、熱電モジュール100は、領域Rにおいて、熱電シート110a、絶縁層120a及び接触導電部130a、導電層135a、導電層235a、絶縁層220a並びに熱電シート210aが順に積層された繰り返し構造を有する。熱電シート110aは、熱電発電素子として機能する。この構造によって、先述したように、積層型およびユニレグ型の熱電モジュール100が実現される。   FIG. 4 is a side view of the thermoelectric module 100. FIG. 5 is an enlarged view of the region R shown in FIG. As shown in FIG. 5, in the region R, the thermoelectric module 100 includes a thermoelectric sheet 110a, an insulating layer 120a, a contact conductive portion 130a, a conductive layer 135a, a conductive layer 235a, an insulating layer 220a, and a thermoelectric sheet 210a that are sequentially stacked. It has a structure. The thermoelectric sheet 110a functions as a thermoelectric power generation element. With this structure, as described above, the laminated type and unileg type thermoelectric modules 100 are realized.

なお、図5に示した熱電モジュール100内の境界線は、説明の便宜上、図示されたものであり、実際には、図5に示したような明確な境界は視認されない。これは、焼成前の状態を示す端面図(後述)等においても同様である。   Note that the boundary lines in the thermoelectric module 100 shown in FIG. 5 are shown for convenience of explanation, and in reality, a clear boundary as shown in FIG. 5 is not visually recognized. This also applies to end views (described later) showing the state before firing.

図6は、流路管90の全体を示す斜視図である。流路管90は、複数の位置決め部材91を備える。位置決め部材91は、流路管90と一体的に形成されている。位置決め部材91は、熱電モジュール100を長軸方向について位置決めするための凸部(突起)である。各熱電モジュール100は、長軸方向に並んだ2つの位置決め部材91の間に配置される。   FIG. 6 is a perspective view showing the entire flow path tube 90. The flow channel tube 90 includes a plurality of positioning members 91. The positioning member 91 is formed integrally with the flow channel tube 90. The positioning member 91 is a convex portion (protrusion) for positioning the thermoelectric module 100 in the major axis direction. Each thermoelectric module 100 is disposed between two positioning members 91 arranged in the long axis direction.

図7は、熱電モジュール100の製造方法の概略を示す工程図である。まず、熱電シート材料をシート化する(ステップS300)。   FIG. 7 is a process diagram showing an outline of a method for manufacturing the thermoelectric module 100. First, a thermoelectric sheet material is formed into a sheet (step S300).

図8は、熱電材料のシート化についての詳細な工程図である。まず、炭酸カルシウム(CaCO)と酸化コバルト(III)(Co)とを混合する(ステップS310)。この混合は、カルシウム・コバルト酸化物(CaCo)が生成するモル比によって実行する。続いて、850℃で5時間、仮焼きすることでカルシウム・コバルト酸化物が生成する(ステップS320)。 FIG. 8 is a detailed process diagram for making a thermoelectric material into a sheet. First, calcium carbonate (CaCO 3 ) and cobalt oxide (III) (Co 2 O 3 ) are mixed (step S310). This mixing is performed according to the molar ratio of calcium cobalt oxide (Ca 3 Co 4 O 9 ). Subsequently, calcining is performed at 850 ° C. for 5 hours to generate calcium / cobalt oxide (step S320).

次に、粉末の一次分散によって分散混合液を作製する(ステップS330)。混合の比率は、CaCo(熱電材料粉末)が65質量%、分散剤が2質量%、エタノールが13質量%、トルエンが20質量%である。エタノール及びトルエンは、有機溶剤として添加する。混合時間は5時間に設定する。 Next, a dispersion mixed solution is prepared by primary dispersion of the powder (step S330). The ratio of mixing, Ca 3 Co 4 O 9 (thermoelectric material powder) is 65 mass%, dispersant 2 mass%, ethanol 13% by weight, toluene 20% by weight. Ethanol and toluene are added as organic solvents. The mixing time is set to 5 hours.

続いて、ワニスを作製する(ステップS340)。ワニスとは、バインダと可塑剤と有機溶剤との溶解物である。溶解の比率は、バインダが20質量%、可塑剤が5質量%、有機溶剤が75質量%である。バインダにはブチラール系(例えば、BM−2(商品名))を用いる。可塑剤には、フタル酸系のフタル酸ジブチル(DOP)を用いる。有機溶剤には、エタノールを30質量%、トルエンを45質量%用いる。ワニスの溶解時間は12時間に設定する。   Subsequently, a varnish is produced (step S340). A varnish is a dissolved product of a binder, a plasticizer, and an organic solvent. The dissolution ratio is 20% by mass for the binder, 5% by mass for the plasticizer, and 75% by mass for the organic solvent. A butyral system (for example, BM-2 (trade name)) is used for the binder. As the plasticizer, phthalic acid-based dibutyl phthalate (DOP) is used. As the organic solvent, 30% by mass of ethanol and 45% by mass of toluene are used. The dissolution time of the varnish is set to 12 hours.

次に、分散混合液にワニスを添加し、ポットミル混合によってスラリを調製する(ステップS350)。混合の比率は、分散混合液が80質量%、ワニスが20質量%である。混合時間は5時間に設定する。   Next, varnish is added to the dispersion liquid mixture, and slurry is prepared by pot mill mixing (step S350). The mixing ratio is 80% by mass for the dispersion and 20% by mass for the varnish. The mixing time is set to 5 hours.

続いて、調製したスラリから熱電シートを成形する(ステップS360)。この成形には、ドクターブレード法によるシートキャスティングを用いる。熱電シートは、焼成(後述するステップS800)の後、熱電発電素子として機能する。   Subsequently, a thermoelectric sheet is formed from the prepared slurry (step S360). For this molding, sheet casting by a doctor blade method is used. The thermoelectric sheet functions as a thermoelectric power generation element after firing (step S800 described later).

次に、図7に示すように、作成した熱電シートを切断する(ステップS390)。図9は、切断後の熱電シート110の正面図を示す。図10は、切断後の熱電シート110の中央付近での端面図を示す。図9に示すように、熱電シート110の形状は、矩形である。熱電シート110の厚みは、焼成後に100μmになるように設定する。ステップS300は、後述するステップで使用するのに必要な数の熱電シート110が得られるように実施する。熱電シート110は、焼成後、先述した熱電シート110aを形成する。   Next, as shown in FIG. 7, the created thermoelectric sheet is cut (step S390). FIG. 9 shows a front view of the thermoelectric sheet 110 after cutting. FIG. 10 shows an end view near the center of the thermoelectric sheet 110 after cutting. As shown in FIG. 9, the shape of the thermoelectric sheet 110 is a rectangle. The thickness of the thermoelectric sheet 110 is set to 100 μm after firing. Step S300 is performed so as to obtain the number of thermoelectric sheets 110 necessary for use in the steps described later. The thermoelectric sheet 110 forms the thermoelectric sheet 110a described above after firing.

続いて、第1の単位シート140を作成する(ステップS400)。図11は、第1の単位シート140の作製手順を示す工程図である。まず、図12,図13に示すように、熱電シート110に、絶縁層用ペースト120を印刷する(ステップS410)。絶縁層用ペースト120は、焼成後、先述した絶縁層120aを形成する。   Subsequently, the first unit sheet 140 is created (step S400). FIG. 11 is a process diagram showing a procedure for producing the first unit sheet 140. First, as shown in FIGS. 12 and 13, the insulating layer paste 120 is printed on the thermoelectric sheet 110 (step S410). The insulating layer paste 120 forms the above-described insulating layer 120a after firing.

図12は、絶縁層用ペースト120の印刷後における正面図を示す。図13は、絶縁層用ペースト120の印刷後における中央付近での端面図を示す。図12,図13に示すように、熱電シート110の一部は、厚み方向への導通を確保するために、絶縁層用ペースト120が印刷されない。この印刷にはスクリーン印刷を用いる。   FIG. 12 shows a front view of the insulating layer paste 120 after printing. FIG. 13 shows an end view near the center after the insulating layer paste 120 is printed. As shown in FIGS. 12 and 13, the insulating layer paste 120 is not printed on a part of the thermoelectric sheet 110 in order to ensure conduction in the thickness direction. Screen printing is used for this printing.

なお、図13は、断面図ではないので、切断面の奥に見えるものは示していない。断面図であれば、図13で階段状になっている部分において、切断面の奥に存在する絶縁層用ペースト120が図示される。これに対し、端面図である図13では、その部分に絶縁層用ペースト120は図示されない。他の端面図でも同様である。   In addition, since FIG. 13 is not a cross-sectional view, what is visible behind the cut surface is not shown. In the case of a cross-sectional view, the insulating layer paste 120 present at the back of the cut surface is illustrated in the stepped portion in FIG. On the other hand, in FIG. 13 which is an end view, the insulating layer paste 120 is not shown in that portion. The same applies to the other end views.

本実施形態における絶縁層用ペースト120の材料には、Si−Ca−Ba系ガラス(軟化点830℃、密度3.0g/cm)を用いる。ガラス材料は軟化点以上の温度において流動性を有するため、焼成による熱電シート110の膨張および収縮に合わせて自身の形態を変化させることができる。この性質によって、焼成による熱電モジュール100の割れを抑制できる。さらに、ガラス材料は一般的に熱伝導率が低い。よって、熱電モジュール100全体の熱伝導率の抑制に寄与する。 As a material of the insulating layer paste 120 in the present embodiment, Si—Ca—Ba-based glass (softening point 830 ° C., density 3.0 g / cm 3 ) is used. Since the glass material has fluidity at a temperature equal to or higher than the softening point, the shape of the glass material can be changed in accordance with expansion and contraction of the thermoelectric sheet 110 due to firing. This property can suppress cracking of the thermoelectric module 100 due to firing. Furthermore, glass materials generally have a low thermal conductivity. Therefore, it contributes to suppression of the thermal conductivity of the entire thermoelectric module 100.

絶縁層用ペースト120は、原料粉を所定量の有機溶剤およびバインダと混練することによって作製する。絶縁層用ペースト120の印刷は、焼成後の絶縁層の厚みが20μmになるように実施する。この厚みによれば、焼成後の絶縁層の伝熱性と、絶縁層用ペースト120の印刷のし易さとを両立させることができる。   The insulating layer paste 120 is prepared by kneading raw material powder with a predetermined amount of an organic solvent and a binder. The insulating layer paste 120 is printed so that the thickness of the insulating layer after firing becomes 20 μm. According to this thickness, both the heat conductivity of the insulating layer after firing and the ease of printing of the insulating layer paste 120 can be achieved.

次に、接触導電部用ペースト130を印刷する(ステップS420)。接触導電部用ペースト130は、焼成後、先述した接触導電部130aを形成する。図14は、接触導電部用ペースト130の印刷後における正面図を示す。図15は、接触導電部用ペースト130の印刷後における中央付近での端面図を示す。   Next, the contact conductive part paste 130 is printed (step S420). The contact conductive portion paste 130 forms the above-described contact conductive portion 130a after firing. FIG. 14 shows a front view of the contact conductive part paste 130 after printing. FIG. 15 is an end view of the vicinity of the center after the contact conductive portion paste 130 is printed.

図14,図15に示すように、接触導電部用ペースト130は、絶縁層用ペースト120が印刷されずに露出した熱電シート110上に印刷される。接触導電部用ペースト130の厚みは、絶縁層用ペースト120の厚みと同じに設定する。この印刷には、スクリーン印刷を用いる。接触導電部用ペースト130の材料は、銀をペースト化したものを用いる。接触導電部用ペースト130は、原料粉に、所定量の有機溶剤とバインダとを混練することによって作製する。   As shown in FIGS. 14 and 15, the contact conductive portion paste 130 is printed on the exposed thermoelectric sheet 110 without printing the insulating layer paste 120. The thickness of the contact conductive portion paste 130 is set to be the same as the thickness of the insulating layer paste 120. Screen printing is used for this printing. The contact conductive part paste 130 is made of silver paste. The contact conductive portion paste 130 is prepared by kneading a predetermined amount of an organic solvent and a binder into raw material powder.

続いて、導電層用ペースト135を印刷する(ステップS430)。導電層用ペースト135は、焼成後、先述した導電層135aを形成する。図16は、導電層用ペースト135の印刷後における正面図を示す。図17は、導電層用ペースト135の印刷後における中央付近での端面図を示す。導電層用ペースト135が印刷されたものが、第1の単位シート140である。   Subsequently, the conductive layer paste 135 is printed (step S430). The conductive layer paste 135 forms the above-described conductive layer 135a after firing. FIG. 16 shows a front view of the conductive layer paste 135 after printing. FIG. 17 shows an end view near the center after the conductive layer paste 135 is printed. The first unit sheet 140 is printed with the conductive layer paste 135.

導電層用ペースト135が印刷されると、接触導電部用ペースト130と導電層用ペースト135とが一体化する。但し、図17においては、便宜上、接触導電部用ペースト130と導電層用ペースト135との境界を示す。   When the conductive layer paste 135 is printed, the contact conductive portion paste 130 and the conductive layer paste 135 are integrated. However, in FIG. 17, for convenience, the boundary between the contact conductive portion paste 130 and the conductive layer paste 135 is shown.

導電層用ペースト135の印刷は、焼成後の導電層の厚みが10μmになるように面全体に実施する。導電層用ペースト135の材料には、接触導電部用ペースト130の材料と同じものを用いる。導電層用ペースト135の印刷には、スクリーン印刷を用いる。   The conductive layer paste 135 is printed on the entire surface so that the thickness of the conductive layer after firing is 10 μm. As the material of the conductive layer paste 135, the same material as that of the contact conductive portion paste 130 is used. Screen printing is used for printing the conductive layer paste 135.

次に、図7に示すように、第1の端シート141を作製する(ステップS440)。図18は、第1の端シート141の作製手順を示す工程図である。まず、先述したステップS410,S420を実施する。   Next, as shown in FIG. 7, a first end sheet 141 is produced (step S440). FIG. 18 is a process diagram showing a procedure for producing the first end sheet 141. First, steps S410 and S420 described above are performed.

続いて、ステップS420によって作製した絶縁層用ペースト120及び接触導電部用ペースト130の上に、絶縁層用ペースト122を印刷する(ステップS450)。図19は、絶縁層用ペースト122の印刷後における正面図を示す。図20は、絶縁層用ペースト122の印刷後における中央付近での端面図を示す。   Subsequently, the insulating layer paste 122 is printed on the insulating layer paste 120 and the contact conductive portion paste 130 prepared in step S420 (step S450). FIG. 19 shows a front view of the insulating layer paste 122 after printing. FIG. 20 shows an end view near the center after the insulating layer paste 122 is printed.

図19,図20に示すように、絶縁層用ペースト122は、絶縁層用ペースト120の中央付近と接触導電部用ペースト130の一部とを露出させるように形成される。   As shown in FIGS. 19 and 20, the insulating layer paste 122 is formed so as to expose the vicinity of the center of the insulating layer paste 120 and a part of the contact conductive portion paste 130.

次に、接触導電部用ペースト137を印刷する(ステップS460)。図21は、接触導電部用ペースト137の印刷後における正面図を示す。図22は、接触導電部用ペースト137の印刷後における中央付近での端面図を示す。図21,図22に示すように、接触導電部用ペースト137は、絶縁層用ペースト122によって被覆されなかった部位を埋めるように形成される。   Next, the contact conductive portion paste 137 is printed (step S460). FIG. 21 shows a front view of the contact conductive part paste 137 after printing. FIG. 22 shows an end view near the center after the contact conductive portion paste 137 is printed. As shown in FIGS. 21 and 22, the contact conductive portion paste 137 is formed so as to fill a portion not covered with the insulating layer paste 122.

続いて、絶縁層用ペースト124を印刷する(ステップS470)。図23は、絶縁層用ペースト124の印刷後における正面図を示す。図24は、絶縁層用ペースト124の印刷後における中央付近での端面図を示す。図23,図24に示すように、絶縁層用ペースト124は、中央付近において、接触導電部用ペースト137を露出させるように形成される。   Subsequently, the insulating layer paste 124 is printed (step S470). FIG. 23 shows a front view of the insulating layer paste 124 after printing. FIG. 24 shows an end view near the center after the insulating layer paste 124 is printed. As shown in FIGS. 23 and 24, the insulating layer paste 124 is formed so as to expose the contact conductive portion paste 137 in the vicinity of the center.

次に、電極用ペースト139を印刷する(ステップS480)。電極用ペースト139は、焼成後、電極139aを形成する。図25は、電極用ペースト139の印刷後における中央付近での端面図を示す。なお、図23は、電極用ペースト139の印刷前後で、符号のみが変化するので、ステップS480後の説明にも援用する。図23,図25に示すように、電極用ペースト139は、絶縁層用ペースト124によって被覆されなかった部位を埋めるように形成される。   Next, the electrode paste 139 is printed (step S480). The electrode paste 139 forms the electrode 139a after firing. FIG. 25 shows an end view near the center after the electrode paste 139 is printed. Note that FIG. 23 is also used for the description after step S480 because only the sign changes before and after the electrode paste 139 is printed. As shown in FIGS. 23 and 25, the electrode paste 139 is formed so as to fill a portion not covered with the insulating layer paste 124.

図25に示すように、電極用ペースト139は、接触導電部用ペースト130,137を介して、熱電シート110と導通する。   As shown in FIG. 25, the electrode paste 139 is electrically connected to the thermoelectric sheet 110 through the contact conductive portion pastes 130 and 137.

続いて、図7に示すように、第2の単位シート240を作製する(ステップS500)。第2の単位シート240を作製する手順は、第1の単位シート140の作製手順と類似するため、図11を援用して説明する。特に説明していない内容については、第1の単位シート140の場合と同じであるものとする。   Then, as shown in FIG. 7, the 2nd unit sheet 240 is produced (step S500). Since the procedure for producing the second unit sheet 240 is similar to the procedure for producing the first unit sheet 140, it will be described with reference to FIG. The contents not specifically described are the same as those of the first unit sheet 140.

まず、図26,図27に示すように、熱電シート210に、絶縁層用ペースト220を印刷する(ステップS410)。熱電シート210は、焼成後、先述した熱電シート210aを形成する。絶縁層用ペースト220は、焼成後、絶縁層220aを形成する。   First, as shown in FIGS. 26 and 27, the insulating layer paste 220 is printed on the thermoelectric sheet 210 (step S410). The thermoelectric sheet 210 forms the above-described thermoelectric sheet 210a after firing. The insulating layer paste 220 forms an insulating layer 220a after firing.

図26は、絶縁層用ペースト220の印刷後における正面図を示す。図27は、絶縁層用ペースト220の印刷後における中央付近での端面図を示す。なお、図27の端面図は、印刷される層が紙面下側に位置するように示す。以降の端面図でも同様である。   FIG. 26 shows a front view of the insulating layer paste 220 after printing. FIG. 27 shows an end view near the center after the insulating layer paste 220 is printed. Note that the end view of FIG. 27 shows that the layer to be printed is located on the lower side of the page. The same applies to the following end views.

熱電シート210は、熱電シート110と同じように作製される。熱電シート210は、第2の単位シート240の作製に用いられるものとして、便宜上、熱電シート110と異なる符号を付したものである。   The thermoelectric sheet 210 is produced in the same manner as the thermoelectric sheet 110. The thermoelectric sheet 210 is used for the production of the second unit sheet 240 and is given a different reference from the thermoelectric sheet 110 for convenience.

次に、接触導電部用ペースト230を印刷する(ステップS420)。接触導電部用ペースト230は、焼成後、接触導電部230a(符号は図41に図示)を形成する。図28は、接触導電部用ペースト230の印刷後における正面図を示す。図29は、接触導電部用ペースト230の印刷後における中央付近での端面図を示す。図28,図29に示すように、接触導電部用ペースト230は、絶縁層用ペースト220が印刷されずに露出した熱電シート210上に印刷される。   Next, the contact conductive part paste 230 is printed (step S420). The contact conductive portion paste 230 forms a contact conductive portion 230a (reference numeral is shown in FIG. 41) after firing. FIG. 28 shows a front view of the contact conductive part paste 230 after printing. FIG. 29 shows an end view in the vicinity of the center after printing of the contact conductive portion paste 230. As shown in FIGS. 28 and 29, the contact conductive portion paste 230 is printed on the exposed thermoelectric sheet 210 without the insulating layer paste 220 being printed.

続いて、導電層用ペースト235を印刷する(ステップS430)。導電層用ペースト235は、焼成後、導電層235aを形成する。図30は、導電層用ペースト235の印刷後における正面図を示す。図31は、導電層用ペースト235の印刷後における中央付近での端面図を示す。導電層用ペースト235が印刷されたものが、第2の単位シート240である。   Subsequently, the conductive layer paste 235 is printed (step S430). The conductive layer paste 235 forms a conductive layer 235a after firing. FIG. 30 shows a front view of the conductive layer paste 235 after printing. FIG. 31 shows an end view near the center after the conductive layer paste 235 is printed. The second unit sheet 240 is printed with the conductive layer paste 235.

次に、図7に示すように、第2の端シート241を作製する(ステップS540)。第2の端シート241を作製する手順は、第1の端シート141の作製手順と類似するため、図18を援用して説明する。特に説明していない内容については、第1の端シート141の場合と同じであるものとする。   Next, as shown in FIG. 7, the second end sheet 241 is produced (step S540). Since the procedure for producing the second end sheet 241 is similar to the procedure for producing the first end sheet 141, it will be described with reference to FIG. The contents not particularly described are the same as those of the first end sheet 141.

まず、ステップS410,S420を実施する。続いて、図32,図33に示すように、ステップS420によって作製した絶縁層用ペースト220及び接触導電部用ペースト230の上に、絶縁層用ペースト222を印刷する(ステップS450)。図32は、絶縁層用ペースト222の印刷後における正面図を示す。図33は、絶縁層用ペースト222の印刷後における中央付近での端面図を示す。   First, steps S410 and S420 are performed. Subsequently, as shown in FIGS. 32 and 33, the insulating layer paste 222 is printed on the insulating layer paste 220 and the contact conductive portion paste 230 produced in step S420 (step S450). FIG. 32 shows a front view of the insulating layer paste 222 after printing. FIG. 33 shows an end view near the center after the insulating layer paste 222 is printed.

図32,図33に示すように、絶縁層用ペースト222は、絶縁層用ペースト220の中央付近と接触導電部用ペースト230の一部とを露出させるように形成される。   As shown in FIGS. 32 and 33, the insulating layer paste 222 is formed so as to expose the vicinity of the center of the insulating layer paste 220 and a part of the contact conductive portion paste 230.

次に、接触導電部用ペースト237を印刷する(ステップS460)。図34は、接触導電部用ペースト237の印刷後における正面図を示す。図35は、接触導電部用ペースト237の印刷後における中央付近での端面図を示す。図34,図35に示すように、接触導電部用ペースト237は、絶縁層用ペースト222によって被覆されなかった部位を埋めるように形成される。   Next, the contact conductive part paste 237 is printed (step S460). FIG. 34 shows a front view of the contact conductive part paste 237 after printing. FIG. 35 shows an end view in the vicinity of the center of the contact conductive portion paste 237 after printing. As shown in FIGS. 34 and 35, the contact conductive portion paste 237 is formed so as to fill a portion not covered with the insulating layer paste 222.

続いて、絶縁層用ペースト224を印刷する(ステップS470)。図36は、絶縁層用ペースト224の印刷後における正面図を示す。図37は、絶縁層用ペースト224の印刷後における中央付近での端面図を示す。図36,図37に示すように、絶縁層用ペースト224は、中央付近において、接触導電部用ペースト237を露出させるように形成される。   Subsequently, the insulating layer paste 224 is printed (step S470). FIG. 36 shows a front view of the insulating layer paste 224 after printing. FIG. 37 shows an end view near the center after the insulating layer paste 224 is printed. As shown in FIGS. 36 and 37, the insulating layer paste 224 is formed so as to expose the contact conductive portion paste 237 in the vicinity of the center.

次に、電極用ペースト239を印刷する(ステップS480)。図38は、電極用ペースト239の印刷後における中央付近での端面図を示す。なお、図36は、電極用ペースト239の印刷前後で、符号のみが変化するので、ステップS480後の説明にも援用する。図36,図38に示すように、電極用ペースト239は、絶縁層用ペースト224によって被覆されなかった部位を埋めるように形成される。   Next, the electrode paste 239 is printed (step S480). FIG. 38 shows an end view near the center after the electrode paste 239 is printed. Note that FIG. 36 is also used for the explanation after step S480 because only the sign changes before and after the electrode paste 239 is printed. As shown in FIGS. 36 and 38, the electrode paste 239 is formed so as to fill a portion not covered with the insulating layer paste 224.

図38に示すように、電極用ペースト239は、接触導電部用ペースト230,237を介して、熱電シート110と導通する。   As shown in FIG. 38, the electrode paste 239 is electrically connected to the thermoelectric sheet 110 via the contact conductive portion pastes 230 and 237.

続いて、図7に示すように、積層を実施する(ステップS550)。具体的には、第1の単位シート140と、第1の端シート141と、第2の単位シート240と、第2の端シート241と、図9に示した熱電シート110とを積層する。   Subsequently, as shown in FIG. 7, lamination is performed (step S550). Specifically, the first unit sheet 140, the first end sheet 141, the second unit sheet 240, the second end sheet 241 and the thermoelectric sheet 110 shown in FIG. 9 are laminated.

図39は、ステップS550によって得られた積層体の断面図である。切断面は、図9等に示した切断面と同じである。図40は、ステップS550によって得られた積層体の側面図である。   FIG. 39 is a cross-sectional view of the stack obtained in step S550. The cut surface is the same as the cut surface shown in FIG. FIG. 40 is a side view of the laminate obtained in step S550.

図39,図40に示すように、ステップS550では、積層における一方の端に第1の端シート141を配置する。第1の端シート141の熱電シート110側と、第2の単位シート240の熱電シート210側で、別途用意した8枚の熱電シート110を挟み込む。この第2の単位シート240の導電層用ペースト235側には、第1の単位シート140の導電層用ペースト135を隣接させる。この第1の単位シート140の熱電シート110側と、別の第2の単位シート240の熱電シート210側で、8枚の熱電シート110を挟み込む。このように、8枚の熱電シート110を挟み込みながら、交互に第2の単位シート240と第1の単位シート140とを配置する。第1の端シート141と反対側の端には、第2の端シート241を配置する。   As shown in FIGS. 39 and 40, in step S550, the first end sheet 141 is disposed at one end of the stack. Eight separately prepared thermoelectric sheets 110 are sandwiched between the thermoelectric sheet 110 side of the first end sheet 141 and the thermoelectric sheet 210 side of the second unit sheet 240. The conductive layer paste 135 of the first unit sheet 140 is adjacent to the conductive layer paste 235 side of the second unit sheet 240. Eight thermoelectric sheets 110 are sandwiched between the thermoelectric sheet 110 side of the first unit sheet 140 and the thermoelectric sheet 210 side of another second unit sheet 240. In this manner, the second unit sheets 240 and the first unit sheets 140 are alternately arranged while sandwiching the eight thermoelectric sheets 110. A second end sheet 241 is disposed at the end opposite to the first end sheet 141.

上記のように8枚の熱電シート110を挟み込むのは、全体の厚みを厚くするためである。本実施形態では、上記の通り、熱電シート210と、9枚分の熱電シート110とが連続するように積層される。そして、ステップS550では、この1組10枚の熱電シートが、全体では10組、積層される。よって、全体では、100枚の熱電シートが積層される。1枚の熱電シートで100μmなので、積層体を焼成して得られる熱電モジュール100の厚みは、約10mm(約1万μm)になる。なお、絶縁層用ペースト120や導電層用ペースト135の厚みがあるので、実際には熱電シート110による厚みよりも、多少厚くなる。   The reason why the eight thermoelectric sheets 110 are sandwiched as described above is to increase the overall thickness. In the present embodiment, as described above, the thermoelectric sheets 210 and the nine thermoelectric sheets 110 are laminated so as to be continuous. In step S550, 10 sets of 10 thermoelectric sheets are stacked as a whole. Therefore, 100 thermoelectric sheets are laminated as a whole. Since one thermoelectric sheet is 100 μm, the thickness of the thermoelectric module 100 obtained by firing the laminate is about 10 mm (about 10,000 μm). Since the insulating layer paste 120 and the conductive layer paste 135 are thick, the thickness is actually slightly larger than the thickness of the thermoelectric sheet 110.

図39に示されるように、電極用ペースト139及び電極用ペースト239は、第1及び第2単位シート140,240を介して導通する。   As shown in FIG. 39, the electrode paste 139 and the electrode paste 239 are conducted through the first and second unit sheets 140 and 240.

続いて、図7に示すように、このように積層した積層体を圧着する(ステップS600)。次に、脱脂を実施する(ステップS700)。脱脂の条件は、第1の単位シート140に含有されるバインダの量、分散剤の量、積層体のサイズに応じて条件を設定する。具体的には、脱脂温度を250℃、脱脂時間を10時間、雰囲気を大気に設定する。   Subsequently, as shown in FIG. 7, the laminated body thus laminated is pressure-bonded (step S600). Next, degreasing is performed (step S700). The degreasing conditions are set according to the amount of binder contained in the first unit sheet 140, the amount of dispersant, and the size of the laminate. Specifically, the degreasing temperature is set to 250 ° C., the degreasing time is set to 10 hours, and the atmosphere is set to the atmosphere.

次に、焼成を実施する(ステップS800)。具体的には、焼成温度を900℃、焼成時間を5時間、雰囲気を大気に設定して、焼成を実施する。   Next, firing is performed (step S800). Specifically, the firing is performed at a firing temperature of 900 ° C., a firing time of 5 hours, and an atmosphere of air.

続いて、外形を加工する(ステップS900)。図41は、焼成後の積層体の輪郭線と、接触導電部130aと、接触導電部230aとをX2Y2平面に投影した仮想図である。図41は、加工によって切除される部位をハッチングによって示す。この加工には、ワイヤーソーを用いる。   Subsequently, the outer shape is processed (step S900). FIG. 41 is a virtual diagram in which the contour line of the laminated body after firing, the contact conductive portion 130a, and the contact conductive portion 230a are projected on the X2Y2 plane. FIG. 41 shows a portion to be excised by processing by hatching. A wire saw is used for this processing.

最後に、電気絶縁コーティングを施す(ステップS950)。本実施形態では、アルミナゾルやシリカゾル等の溶液系コート種を塗布し、乾燥および焼成することによって、ステップS950を実現する。これによって、図3に示した熱電モジュール100が完成する。   Finally, an electrically insulating coating is applied (step S950). In the present embodiment, step S950 is realized by applying a solution type coating species such as alumina sol or silica sol, and drying and baking. Thereby, the thermoelectric module 100 shown in FIG. 3 is completed.

電気絶縁コーティングは、熱電モジュール100の外周全体に施す。但し、電極139a(図示無し)と、電極用ペースト239を焼成して形成される電極239a(図示無し)とについては、電気絶縁コーティングから露出させる。電極139a,239aが露出することで、外部と導通できる。   The electrically insulating coating is applied to the entire outer periphery of the thermoelectric module 100. However, the electrode 139a (not shown) and the electrode 239a (not shown) formed by firing the electrode paste 239 are exposed from the electrically insulating coating. When the electrodes 139a and 239a are exposed, it can be electrically connected to the outside.

上記の手順によって所定数の熱電モジュール100を作製した後、これら熱電モジュール100を流路管90の外表面に配置し、配線105を設け、固定部材60によって固定することで、熱電発電装置50が完成する。   After the predetermined number of thermoelectric modules 100 are manufactured by the above procedure, the thermoelectric modules 100 are arranged on the outer surface of the flow pipe 90, the wiring 105 is provided, and the thermoelectric generator 50 is fixed by the fixing member 60. Complete.

図42は、熱電発電装置50の拡大断面図である。切断面は、平面D1(図2参照)である。図42に示されるように、A平面101AとB平面101Bとの間は、R形状を有するR部102によって接続されている。R部102の曲率半径は、R1である。なお、図3等においては、図示のため、R部102を省略している。流路管90の側面同士についても、R形状で接続されている。このR形状の曲率半径は、R2である。R1<R2であるので、R部102と流路管90との間には隙間が形成される。   FIG. 42 is an enlarged cross-sectional view of the thermoelectric generator 50. The cut surface is a plane D1 (see FIG. 2). As shown in FIG. 42, the A plane 101A and the B plane 101B are connected by an R portion 102 having an R shape. The radius of curvature of the R portion 102 is R1. In FIG. 3 and the like, the R portion 102 is omitted for illustration. The side surfaces of the channel tube 90 are also connected in an R shape. The radius of curvature of this R shape is R2. Since R1 <R2, a gap is formed between the R portion 102 and the flow channel tube 90.

図42に示すように、熱電モジュール100は、最も近接する他の熱電モジュール100との間に隙間が空くように配置される。被加熱面101同士の隙間である距離DHは、被冷却面103同士の隙間である距離DCによりも大きい。   As shown in FIG. 42, the thermoelectric module 100 is arranged such that a gap is left between the thermoelectric module 100 that is closest to the thermoelectric module 100. The distance DH that is the gap between the heated surfaces 101 is larger than the distance DC that is the gap between the cooled surfaces 103.

流路管90の外表面と、被加熱面101とには、グリースが塗布されている。このグリースは、熱導体であり、流路管90の外表面から被加熱面101への熱伝達を促進する。被冷却面103と固定部材60とにも同様に、グリースが塗布されている。このグリースによって、被加熱面101と被冷却面103との温度差の発生が、より促進される。   Grease is applied to the outer surface of the channel tube 90 and the heated surface 101. This grease is a heat conductor and promotes heat transfer from the outer surface of the flow path tube 90 to the heated surface 101. Similarly, grease is applied to the cooled surface 103 and the fixing member 60. Due to this grease, generation of a temperature difference between the heated surface 101 and the cooled surface 103 is further promoted.

なお、流路管90の隣接する側面がなす角θ(図42)は、全て劣角(<180度)であり、具体的には約150度である。   Note that the angles θ (FIG. 42) formed by the adjacent side surfaces of the channel tube 90 are all inferior angles (<180 degrees), specifically about 150 degrees.

以上の実施形態によれば、これまでに説明した効果に加え、少なくとも以下の効果を得ることができる。   According to the above embodiment, in addition to the effects described so far, at least the following effects can be obtained.

被加熱面101が、2つの平面(A平面101A及びB平面101B)を含むので、流路管90の角を跨ぐように配置できる。この結果、配置の際に位置決めし易く、配置後においては位置ずれが生じにくい。特に、上記の実施形態では、自動車に搭載されるので、熱電発電装置50に振動が負荷される。このように振動が負荷されても、本実施形態によれば位置ずれを抑制できる。   Since the heated surface 101 includes two planes (A plane 101A and B plane 101B), the heated surface 101 can be disposed so as to straddle the corner of the flow channel tube 90. As a result, it is easy to position at the time of arrangement, and positional deviation hardly occurs after the arrangement. In particular, in the above embodiment, the thermoelectric generator 50 is loaded with vibration because it is mounted on an automobile. Even if vibration is loaded in this way, according to the present embodiment, positional deviation can be suppressed.

さらに、被加熱面101が3つ以上の平面によって流路管90の側面に接触する場合に比べて、流路管90に対して、配置の際に位置決めし易く、配置後においては位置ずれが生じにくい。平面が2つであれば、熱膨張や寸法誤差などの影響を受けにくいからである。   Furthermore, compared with the case where the heated surface 101 is in contact with the side surface of the channel tube 90 by three or more planes, the channel tube 90 can be easily positioned at the time of arrangement, and there is a positional deviation after the arrangement. Hard to occur. This is because if there are two planes, they are less susceptible to thermal expansion and dimensional errors.

12角柱形状の流路管90の外周の1周にわたり、12個の熱電モジュール100を配置しているので、設置面積に対して多数の熱電モジュール100を配置できる。この結果、直列に接続された熱電モジュール100を増やすことができ、熱電発電装置50全体での発電電圧を上昇させることができる。ひいては、所定の電圧に変換する際に、変換ロスを低減できる。   Since twelve thermoelectric modules 100 are arranged over one circumference of the outer periphery of the dodecagonal column-shaped channel tube 90, a large number of thermoelectric modules 100 can be arranged with respect to the installation area. As a result, the thermoelectric modules 100 connected in series can be increased, and the generated voltage in the entire thermoelectric generator 50 can be increased. As a result, conversion loss can be reduced when converting to a predetermined voltage.

熱電モジュール100の熱膨張に伴って、熱電モジュール100が干渉することを回避しつつ、熱電モジュール100同士の距離をできるだけ詰めることができる。これは、図42に示したように、被加熱面101同士の隙間である距離DHが、被冷却面103同士の隙間である距離DCによりも大きいからである。   The distance between the thermoelectric modules 100 can be reduced as much as possible while avoiding the interference of the thermoelectric modules 100 with the thermal expansion of the thermoelectric modules 100. This is because the distance DH, which is the gap between the heated surfaces 101, is larger than the distance DC, which is the gap between the cooled surfaces 103, as shown in FIG.

R部102の半径R1が、流路管90の側面同士を連結するR形状の半径R2よりも小さいので、流路管90の角が被加熱面101に干渉することを回避できる。   Since the radius R1 of the R portion 102 is smaller than the R-shaped radius R2 that connects the side surfaces of the flow channel tube 90, it is possible to avoid the corners of the flow channel tube 90 from interfering with the heated surface 101.

熱電モジュール100の外表面に電気絶縁コーティングが施されているので、ステンレス鋼製の流路管90に接触させることができる。さらに、電極139a,239aを熱電モジュール100の平面方向における中央付近に配置することで、電極139a,239aが位置決め部材91と導通することを回避している。   Since an electrically insulating coating is applied to the outer surface of the thermoelectric module 100, the thermoelectric module 100 can be brought into contact with the stainless steel channel tube 90. Furthermore, by disposing the electrodes 139a and 239a near the center in the plane direction of the thermoelectric module 100, the electrodes 139a and 239a are prevented from conducting with the positioning member 91.

熱電モジュール100に電気絶縁コーティングが施されているので、電気的な絶縁に加え、使用中において雰囲気から受ける汚損や、化学反応を伴う劣化等を抑制できる。   Since the electrically insulating coating is applied to the thermoelectric module 100, in addition to electrical insulation, it is possible to suppress contamination received from the atmosphere during use, deterioration associated with a chemical reaction, and the like.

固定部材60が冷却機能を兼ね備えるので、熱電発電装置50を簡素かつ軽量に構成できる。このような特徴は、特に自動車搭載用として有益である。   Since the fixing member 60 also has a cooling function, the thermoelectric generator 50 can be configured simply and lightly. Such a feature is particularly beneficial for use in automobiles.

絶縁コーティングの材料は、先述したように無機系の材料であるので、流路管90による加熱に対する耐久性が良好である。   Since the material of the insulating coating is an inorganic material as described above, the durability against heating by the channel tube 90 is good.

本発明は、本明細書の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、先述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、先述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことができる。その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除できる。例えば、以下の変形例が例示される。   The present invention is not limited to the embodiments, examples, and modifications of the present specification, and can be implemented with various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in the embodiments described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the effects described above, replacement or combination can be performed as appropriate. If the technical feature is not described as essential in this specification, it can be deleted as appropriate. For example, the following modifications are illustrated.

図43は、熱電モジュール100aを示す。熱電モジュール100aは、被冷却面103が2つの平面を含む。この他、被冷却面103は、どのような形状でもよい。   FIG. 43 shows the thermoelectric module 100a. In the thermoelectric module 100a, the cooled surface 103 includes two planes. In addition, the cooled surface 103 may have any shape.

図44は、熱電モジュール100bを示す。熱電モジュール100bは、被冷却面103が2つの平面を含み、被加熱面101の面積が、被冷却面103とほぼ同じである。   FIG. 44 shows the thermoelectric module 100b. In the thermoelectric module 100 b, the surface to be cooled 103 includes two planes, and the area of the surface to be heated 101 is substantially the same as that of the surface to be cooled 103.

上記のように、被加熱面101の形状は、2つの平面を含めば、どのような形状でもよい。例えば、3以上の平面を含んでもよいし、曲面を含んでもよい。
被加熱面同士の隙間は、被冷却面同士の隙間と同じでもよい。このようにすれば、熱電モジュール同士の不要な隙間を詰めることができる。
As described above, the shape of the heated surface 101 may be any shape as long as two planes are included. For example, three or more planes may be included, and a curved surface may be included.
The gap between the heated surfaces may be the same as the gap between the cooled surfaces. In this way, unnecessary gaps between thermoelectric modules can be filled.

流路管や固定部材の材質は、使用環境に耐性がある他の材質に変更してもよい。
位置決め部材は、流路管と別体として形成された後、流路管に接合されてもよい。
位置決め部材は、流路管の全周にわたって繋がった環状の部材でもよい。
The material of the channel tube and the fixing member may be changed to another material that is resistant to the use environment.
The positioning member may be formed separately from the flow channel tube and then joined to the flow channel tube.
The positioning member may be an annular member connected over the entire circumference of the channel tube.

流路管は、位置決め部材を備えなくてもよい。
流路管が位置決め部材を備えない場合、熱電モジュール100の製造において、第1及び第2の端シートを積層しなくてもよい。位置決め部材が無ければ、電極が無くても、流路部材との絶縁を確保し易いからである。
The channel tube may not include a positioning member.
When the channel tube does not include the positioning member, the first and second end sheets may not be stacked in the manufacture of the thermoelectric module 100. This is because if there is no positioning member, it is easy to ensure insulation from the flow path member even if there is no electrode.

被加熱面を加熱する部材(加熱部材)は、流路管でなくても、n角柱形状であれば、どのようなものでもよい。nは3以上の整数である。例えば、正多角柱以外の形状でもよいし、優角(>180度)の内角を有する断面形状でもよい。中空部の形状は、円柱形状でもよい。   The member (heating member) for heating the surface to be heated may not be a flow channel tube, but may be any member as long as it has an n-prism shape. n is an integer of 3 or more. For example, a shape other than a regular polygonal column may be used, or a cross-sectional shape having a dominant angle (> 180 degrees) may be used. The hollow portion may have a cylindrical shape.

加熱部材は、中空部材で無くてもよい。例えば、断面が凹字形状でもよい。つまり、中空の4角柱から、1つの側面を取り除いた形状でもよい。このような形状も、本願ではn角柱形状に含まれる。このような形状の場合、加熱部材の内部を流れる熱媒体としては液体が好ましい。この他、中実部材でもよい。   The heating member may not be a hollow member. For example, the cross section may be a concave shape. That is, a shape obtained by removing one side surface from a hollow quadrangular prism may be used. Such a shape is also included in the n-prism shape in the present application. In the case of such a shape, a liquid is preferable as the heat medium flowing inside the heating member. In addition, a solid member may be used.

被冷却面の冷却は、水冷でもよい。自動車用の場合、ラジエータの冷却水を利用してもよいし、水冷ジャケットを固定部材に設置してもよい。
固定部材とは別の部材によって冷却を実現してもよい。
冷却を実施しなくてもよい。
The surface to be cooled may be cooled by water. In the case of an automobile, the cooling water of the radiator may be used or a water cooling jacket may be installed on the fixed member.
Cooling may be realized by a member other than the fixing member.
Cooling may not be performed.

加熱部材は、自動車の配管でなくてもよく、例えば、工場に設置された配管でもよい。この場合、工場排水を、被冷却面の水冷に利用してもよい。
n角柱部材が熱電モジュールを冷却し、固定部材が熱電モジュールを加熱してもよい。
The heating member may not be an automobile pipe, and may be, for example, a pipe installed in a factory. In this case, the factory waste water may be used for water cooling of the surface to be cooled.
The n-prism member may cool the thermoelectric module, and the fixing member may heat the thermoelectric module.

熱電材料は変更してもよい。例えば、テルライド系(BiTe)、シリサイド系(MgSi、MnSiγ、FeSi)、スクッテルダイト系(CoSb)、酸化物系(NaCoO、SrTiO、TiO)を採用してもよい。何れを採用するかは、目的の使用温度域に応じて選択してもよい。 The thermoelectric material may be changed. For example, telluride (Bi 2 Te 3 ), silicide (Mg 2 Si, MnSi γ , FeSi 2 ), skutterudite (CoSb 3 ), and oxide (Na X CoO 2 , SrTiO 3 , TiO 2 ) It may be adopted. Which one is adopted may be selected according to the intended use temperature range.

スラリを得るための分散混合液における成分比率は、熱電材料粉末が35〜75質量%、分散剤が0.5〜5質量%、有機溶剤総量が20〜60質量%でもよい。
分散混合液の混合時間は0.5〜30時間でもよい。
分散混合液に玉石を添加してもよい。玉石の添加によって分散性が向上する。玉石の種類は任意であり、分散処理中に自身の摩耗によってコンタミが発生しない硬度の材料、例えばAl、ZrOなどが好ましい。
The component ratio in the dispersion mixture for obtaining the slurry may be 35 to 75% by mass for the thermoelectric material powder, 0.5 to 5% by mass for the dispersant, and 20 to 60% by mass for the total amount of the organic solvent.
The mixing time of the dispersion liquid mixture may be 0.5 to 30 hours.
Boulders may be added to the dispersion mixture. Dispersibility is improved by the addition of cobblestone. The type of cobblestone is arbitrary, and a material having a hardness that does not generate contamination due to its own wear during the dispersion treatment, such as Al 2 O 3 , ZrO 2, etc., is preferable.

ワニスの成分比率は、バインダが5〜30質量%、可塑剤が1〜15質量%、有機溶剤総量が40〜85質量%でもよい。
ワニスの溶解時間は1〜30時間でもよい。
バインダはブチラール系、セルロース系等どのようなものでもよい。
可塑剤は、他のフタル酸系であるフタル酸ジイソオクチル(DIOP)等でもよい。
有機溶剤は、比較的揮発性の高い他の溶剤を含んでもよい。例えば、メチルエチルケトン(MEK)を含んでもよい。
The component ratio of the varnish may be 5 to 30% by mass of the binder, 1 to 15% by mass of the plasticizer, and 40 to 85% by mass of the total organic solvent.
The dissolution time of the varnish may be 1 to 30 hours.
The binder may be any material such as butyral or cellulose.
The plasticizer may be another phthalic acid type diisooctyl phthalate (DIOP) or the like.
The organic solvent may include other solvents having relatively high volatility. For example, methyl ethyl ketone (MEK) may be included.

分散混合液とワニスとの比率は、分散混合液が70〜90質量%、ワニスが10〜30質量%でもよい。ワニスを添加した後の混合時間は0.5〜30時間でもよい。
熱電シートの成形は、押し出し成形等によって実施してもよい。
The ratio of the dispersion mixture to the varnish may be 70 to 90% by mass for the dispersion mixture and 10 to 30% by mass for the varnish. The mixing time after adding the varnish may be 0.5 to 30 hours.
The thermoelectric sheet may be formed by extrusion or the like.

絶縁層の材料として酸化物系ガラス、例えば二酸化ケイ素(SiO)系などを用いてもよい。
絶縁層の材料は、抵抗率が熱電材料に比べて充分に高い材料であればよい。例えば高温でも安定性が高い酸化物材料、例えばAl、MgO等を用いてもよい。
As the material for the insulating layer, oxide glass such as silicon dioxide (SiO 2 ) may be used.
The material of the insulating layer may be a material whose resistivity is sufficiently higher than that of the thermoelectric material. For example, an oxide material having high stability even at a high temperature, such as Al 2 O 3 or MgO, may be used.

絶縁層用ペーストの厚みは、実施形態と共に説明したように、生産性の観点から、薄すぎないのが好ましい。具体的には、焼成後に0.1μm以上になる厚さが好ましく、1μm以上になる厚さがより好ましい。   As described with the embodiment, the thickness of the insulating layer paste is preferably not too thin from the viewpoint of productivity. Specifically, a thickness of 0.1 μm or more is preferable after firing, and a thickness of 1 μm or more is more preferable.

絶縁層用ペーストの焼成によって得られる絶縁層の厚さは、伝熱性の観点から、厚すぎないのが好ましい。具体的には、100μm以下が好ましく、1〜30μm以下がより好ましい。   The thickness of the insulating layer obtained by firing the insulating layer paste is preferably not too thick from the viewpoint of heat transfer. Specifically, it is preferably 100 μm or less, and more preferably 1 to 30 μm or less.

絶縁層用ペーストの印刷に、メタルマスク印刷等を用いてもよい。
絶縁層を熱電シートの全面に印刷してもよい。この場合、レーザ加工等によって、絶縁層を除去することで、接触導電部用ペーストを印刷する部位を形成してもよい。
Metal mask printing or the like may be used for printing the insulating layer paste.
The insulating layer may be printed on the entire surface of the thermoelectric sheet. In this case, the portion for printing the contact conductive part paste may be formed by removing the insulating layer by laser processing or the like.

接触導電部用ペーストの印刷には、メタルマスク印刷等を用いてもよい。
接触導電部は隣接する熱電素子を電気的に接続するための電極部であるので、その材料としては、電気抵抗率が熱電素子と同等かそれ未満で、且つ焼成工程や使用時にその電気特性を失わない材料が好ましい。例えば、金、白金、銅、パラジウム、ニッケル、炭素などを用いてもよいし、これらの合金等を用いてもよい。
Metal mask printing or the like may be used for printing the contact conductive part paste.
Since the contact conductive part is an electrode part for electrically connecting adjacent thermoelectric elements, the material of the contact conductive part is equal to or less than that of the thermoelectric element, and its electrical characteristics are set during the firing process and use. Materials that are not lost are preferred. For example, gold, platinum, copper, palladium, nickel, carbon, or the like, or an alloy thereof may be used.

導電層用ペーストの材料は、接触導電部用ペーストの材料と異なっていてもよい。
導電層用ペーストの印刷には、メタルマスク印刷等を用いてもよい。
導電層用ペーストの印刷パターンは、接触導電部を介して熱電素子と導通が取れるパターンであればよく、例えば、絶縁層の一部に形成してもよい。
The material of the conductive layer paste may be different from the material of the contact conductive part paste.
Metal mask printing or the like may be used for printing the conductive layer paste.
The printed pattern of the conductive layer paste may be a pattern that can be electrically connected to the thermoelectric element through the contact conductive portion, and may be formed, for example, on a part of the insulating layer.

焼成の条件は変更してもよい。例えば、焼成温度を800〜940℃、焼成時間を1〜100時間の何れかに変更してもよい。焼成温度や焼成時間の変更によって、仮焼分の粒径を任意のサイズに変更できる。或いは、雰囲気を酸素にしてもよい。   The firing conditions may be changed. For example, the firing temperature may be changed to 800 to 940 ° C. and the firing time may be changed to any one of 1 to 100 hours. By changing the firing temperature or firing time, the particle size of the pre-fired portion can be changed to an arbitrary size. Alternatively, the atmosphere may be oxygen.

脱脂の条件は変更してもよい。例えば、脱脂温度を200〜500℃、脱脂時間を1〜100時間に設定してもよい。   You may change the conditions of degreasing. For example, the degreasing temperature may be set to 200 to 500 ° C., and the degreasing time may be set to 1 to 100 hours.

印刷済みの単位シートを積層および圧着し、その後に研磨する代わりに、単位シートを目的の形状に切断した後、積層および圧着してもよい。   Instead of laminating and press-bonding the printed unit sheets and then polishing, the unit sheets may be laminated and pressure-bonded after being cut into a desired shape.

大きめの熱電シート1枚に数か所、印刷パターンを形成し、これを切り出して、積層・圧着・切断を実施してもよい。   It is also possible to form a printing pattern at several places on one large thermoelectric sheet, cut it out, and carry out lamination / crimping / cutting.

圧着に用いる治具によって、積層方向の形状を所望のものに成型してもよい。この治具とは、例えば、被加熱面が被冷却面よりも短くなるように、圧着面に傾斜が設けられているものである。   You may shape | mold the shape of a lamination direction into a desired thing with the jig | tool used for crimping | bonding. For example, the jig is provided with an inclination on the crimping surface so that the heated surface is shorter than the cooled surface.

面方向の形状を加工によって成形する手法は、研磨や切断機等を用いてもよい。
熱電モジュール同士を電気的に並列に接続してもよい。
積層型熱電モジュールの構成形態を変更してもよい。例えば、P型熱電材料とN型熱電材料を用いたPN接合型モジュールでもよい。
As a method for forming the shape in the surface direction by processing, polishing, a cutting machine, or the like may be used.
Thermoelectric modules may be electrically connected in parallel.
The configuration form of the stacked thermoelectric module may be changed. For example, a PN junction type module using a P-type thermoelectric material and an N-type thermoelectric material may be used.

絶縁コーティングの材料は、高温熱源からの熱に耐性があれば特に限定されず、無機系、有機系等種々のものから選定してもよい。
グリースの代わりに、使用環境に耐性を有する他の熱導体、例えば、伝熱シートを用いてもよい。或いは、熱導体を用いなくてもよい。
The material for the insulating coating is not particularly limited as long as it is resistant to heat from a high-temperature heat source, and may be selected from various materials such as inorganic and organic materials.
Instead of the grease, another heat conductor resistant to the use environment, for example, a heat transfer sheet may be used. Alternatively, the heat conductor may not be used.

50…熱電発電装置
60…固定部材
61…第1本体
62…第2本体
63…ねじ固定部
66…フィン
68…突起
90…流路管
91…位置決め部材
100…熱電モジュール
100a…熱電モジュール
100b…熱電モジュール
101…被加熱面
101A…A平面
101B…B平面
103…被冷却面
105…配線
110…熱電シート
110a…熱電シート
120…絶縁層用ペースト
120a…絶縁層
122…絶縁層用ペースト
124…絶縁層用ペースト
130…接触導電部用ペースト
130a…接触導電部
135…導電層用ペースト
135a…導電層
137…接触導電部用ペースト
139…電極用ペースト
140…第1の単位シート
141…第1の端シート
210…熱電シート
210a…熱電シート
220…絶縁層用ペースト
220a…絶縁層
222…絶縁層用ペースト
224…絶縁層用ペースト
230…接触導電部用ペースト
235…導電層用ペースト
235a…導電層
237…接触導電部用ペースト
239…電極用ペースト
239a…電極
240…第2の単位シート
241…第2の端シート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 ... Thermoelectric power generator 60 ... Fixing member 61 ... 1st main body 62 ... 2nd main body 63 ... Screw fixing | fixed part 66 ... Fin 68 ... Protrusion 90 ... Channel pipe 91 ... Positioning member 100 ... Thermoelectric module 100a ... Thermoelectric module 100b ... Thermoelectric Module 101 ... Heated surface 101A ... A plane 101B ... B plane 103 ... Cooled surface 105 ... Wiring 110 ... Thermoelectric sheet 110a ... Thermoelectric sheet 120 ... Insulating layer paste 120a ... Insulating layer 122 ... Insulating layer paste 124 ... Insulating layer Paste 130 ... Contact conductive part paste 130a ... Contact conductive part 135 ... Conductive layer paste 135a ... Conductive layer 137 ... Contact conductive part paste 139 ... Electrode paste 140 ... First unit sheet 141 ... First end sheet 210 ... thermoelectric sheet 210a ... thermoelectric sheet 220 ... pace for insulating layer 220a ... Insulating layer 222 ... Insulating layer paste 224 ... Insulating layer paste 230 ... Contact conductive part paste 235 ... Conductive layer paste 235a ... Conductive layer 237 ... Contact conductive part paste 239 ... Electrode paste 239a ... Electrode 240 ... Second unit sheet 241 ... second end sheet

Claims (15)

第1の面と、前記第1の面と隔たって配置された第2の面との温度差によって起電力を生じる熱電モジュールと、
nを3以上の整数とし、n個の側面を有する角柱部材と、を備え、
前記側面と前記第1の面との間の伝熱によって前記温度差が発生する熱電発電装置であって、
前記第1の面は、2つの平面を含み、
前記2つの平面は、前記n個の側面のうちのそれぞれ異なる側面に接触する
ことを特徴とする熱電発電装置。
A thermoelectric module that generates an electromotive force due to a temperature difference between a first surface and a second surface disposed apart from the first surface;
n is an integer greater than or equal to 3, and a prismatic member having n side surfaces,
A thermoelectric generator that generates the temperature difference due to heat transfer between the side surface and the first surface,
The first surface includes two planes;
The two planes are in contact with different side surfaces among the n side surfaces.
前記角柱部材は、熱媒体の流路である
ことを特徴とする請求項1に記載の熱電発電装置。
The thermoelectric generator according to claim 1, wherein the prism member is a flow path of a heat medium.
前記角柱部材の長軸方向についての所定位置において前記角柱部材の長軸に直交する断面は、前記熱電モジュールの断面を前記n個、含む
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の熱電発電装置。
The cross section orthogonal to the major axis of the prismatic member at a predetermined position in the major axis direction of the prismatic member includes the n sections of the thermoelectric module. Thermoelectric generator.
前記n個の断面のうちの1つの断面を有する熱電モジュールである第1熱電モジュールは、前記第1熱電モジュールに最も近接して配置される熱電モジュールである第2熱電モジュールに対して間隙を空けて配置され、
前記第1の面は、熱電発電時において、前記第2の面よりも高温であり、
前記第1及び第2熱電モジュールの前記第1の面同士の距離は、前記第1及び第2熱電モジュールの前記第2の面同士の距離以上である
ことを特徴とする請求項3に記載の熱電発電装置。
The first thermoelectric module, which is a thermoelectric module having one of the n cross sections, is spaced from the second thermoelectric module, which is the thermoelectric module disposed closest to the first thermoelectric module. Arranged,
The first surface is hotter than the second surface during thermoelectric generation,
The distance between the first surfaces of the first and second thermoelectric modules is equal to or greater than the distance between the second surfaces of the first and second thermoelectric modules. Thermoelectric generator.
前記n個の側面それぞれに直交する断面において2つの前記側面を連結する角は、R形状であると共に、内角としての角度が全て劣角であり、
前記2つの平面を連結する角は、R形状であり、
前記平面を連結する角としてのR形状の曲率半径は、前記側面を連結する角としてのR形状の曲率半径よりも小さい
ことを特徴とする請求項1から請求項4までの何れか一項に記載の熱電発電装置。
The angle connecting the two side surfaces in the cross section orthogonal to each of the n side surfaces is an R shape, and all the angles as the inner angles are inferior angles,
The corner connecting the two planes is R-shaped,
5. The radius of curvature of the R shape as an angle connecting the planes is smaller than the radius of curvature of the R shape as an angle connecting the side surfaces. The thermoelectric generator as described.
前記熱電モジュールは、積層された複数の熱電発電素子を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項5までの何れか一項に記載の熱電発電装置。
The thermoelectric generator according to any one of claims 1 to 5, wherein the thermoelectric module includes a plurality of stacked thermoelectric generator elements.
前記熱電モジュールの外表面は、電気絶縁コーティングが施され、
前記熱電モジュールは、前記起電力を取り出すために前記電気絶縁コーティングを貫通する電極を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項6までの何れか一項に記載の熱電発電装置。
The outer surface of the thermoelectric module is provided with an electrically insulating coating,
The thermoelectric generator according to any one of claims 1 to 6, wherein the thermoelectric module includes an electrode penetrating the electrical insulating coating in order to extract the electromotive force.
前記角柱部材は、前記角柱部材の長軸方向について前記熱電モジュールの位置決めをするための凸部を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項7までの何れか一項に記載の熱電発電装置。
The thermoelectric generator according to any one of claims 1 to 7, wherein the prismatic member includes a convex portion for positioning the thermoelectric module in a major axis direction of the prismatic member. .
前記側面と前記第1の面との間に配置され、前記側面と前記第1の面と間の伝熱を促進する第1の熱導体を備え、
前記側面および前記第1の面は、前記第1の熱導体を介して接触している
ことを特徴とする請求項1から請求項8までの何れか一項に記載の熱電発電装置。
A first thermal conductor disposed between the side surface and the first surface and promoting heat transfer between the side surface and the first surface;
The thermoelectric generator according to any one of claims 1 to 8, wherein the side surface and the first surface are in contact with each other via the first thermal conductor.
前記熱電モジュールを前記角柱部材に固定するための治具を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項9までの何れか一項に記載の熱電発電装置。
The thermoelectric power generator according to any one of claims 1 to 9, further comprising a jig for fixing the thermoelectric module to the prism member.
前記第2の面との間の伝熱によって、前記温度差の発生を促進する温度差促進部材を備え、
前記第2の面と前記温度差促進部材との間に配置され、前記第2の面と前記温度差促進部材との間の伝熱を促進する第2の熱導体を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項10までの何れか一項に記載の熱電発電装置。
A temperature difference accelerating member that promotes the generation of the temperature difference by heat transfer with the second surface;
A second heat conductor that is disposed between the second surface and the temperature difference promoting member and promotes heat transfer between the second surface and the temperature difference promoting member is provided. The thermoelectric power generator according to any one of claims 1 to 10.
前記温度差促進部材は、フィンを備える
ことを特徴とする請求項11に記載の熱電発電装置。
The thermoelectric generator according to claim 11, wherein the temperature difference promoting member includes a fin.
第1の面と、前記第1の面と隔たって配置された第2の面との温度差によって起電力を生じる熱電モジュールであって、
前記第1の面は、2つの平面を含む
ことを特徴とする熱電モジュール。
A thermoelectric module that generates an electromotive force due to a temperature difference between a first surface and a second surface disposed apart from the first surface,
The first surface includes two planes. The thermoelectric module, wherein:
積層された複数の熱電発電素子を備える
ことを特徴とする請求項13に記載の熱電モジュール。
The thermoelectric module according to claim 13, comprising a plurality of stacked thermoelectric power generation elements.
当該熱電モジュールの外表面は、電気絶縁コーティングが施され、
前記起電力を取り出すために前記電気絶縁コーティングを貫通する電極を備える
ことを特徴とする請求項13又は請求項14に記載の熱電モジュール。
The outer surface of the thermoelectric module has an electrically insulating coating,
The thermoelectric module according to claim 13 or 14, further comprising an electrode penetrating the electrically insulating coating to extract the electromotive force.
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