JP2017073430A - Thermoelectric conversion module, thermoelectric converter, and method for manufacturing thermoelectric conversion module - Google Patents

Thermoelectric conversion module, thermoelectric converter, and method for manufacturing thermoelectric conversion module Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermoelectric conversion module, which is low in thermal resistance of members other than a thermoelectric conversion element and also can absorb a deformation.SOLUTION: A thermoelectric conversion module includes a thermoelectric conversion element, a high temperature-side electrode, a low temperature-side electrode, a container, a hermetic seal member, and a buffer material. The thermoelectric conversion element is disposed between the high temperature-side electrode and the low temperature-side electrode. The thermoelectric conversion element, the high temperature-side electrode, and the low temperature-side electrode are disposed in a space formed with the container and the hermetic seal member. The buffer material is sandwiched between the low temperature-side electrode and the hermetic seal member. The contact area between the low temperature-side electrode and the buffer material is larger than the cross sectional area of the thermoelectric conversion element.SELECTED DRAWING: Figure 1C

Description

本発明は、熱電変換モジュール及び熱電変換器並びに熱電変換モジュールの製造方法に関する。   The present invention relates to a thermoelectric conversion module, a thermoelectric converter, and a method for manufacturing a thermoelectric conversion module.

特許文献1には、熱電変換素子と電極を備えた熱電変換モジュールと熱源の間に気孔率30〜90%の多孔質金属部材を挟み、加圧して多孔質金属部材を塑性変形させた構成とすることにより、熱電変換モジュールと熱源の密着性及び伝熱性を高めた熱電変換システムが開示されている。   In Patent Document 1, a porous metal member having a porosity of 30 to 90% is sandwiched between a thermoelectric conversion module including a thermoelectric conversion element and an electrode and a heat source, and the porous metal member is plastically deformed by pressurization. Thus, a thermoelectric conversion system is disclosed in which adhesion and heat transfer between the thermoelectric conversion module and the heat source are improved.

特許文献2には、低温側電極は、高温側基板に向かって突出し、押圧部材は、外側の熱電変換素子における低温側基板側の部分を、他の外側の熱電変換素子に向かって押圧することにより、押圧部材の熱による損傷、並びに高温側での押圧部材を介した放熱及びそれによる熱電変換効率の低下を抑制でき、熱電変換素子と電極とが接合材により接合されていない場合であっても、電気的に良好な接触状態を得る熱電変換モジュールが開示されている。   In Patent Document 2, the low temperature side electrode protrudes toward the high temperature side substrate, and the pressing member presses the portion on the low temperature side substrate side of the outer thermoelectric conversion element toward the other outer thermoelectric conversion element. By this, it is possible to suppress damage due to heat of the pressing member, and heat radiation through the pressing member on the high temperature side and thereby decrease in thermoelectric conversion efficiency, and the thermoelectric conversion element and the electrode are not bonded by the bonding material. However, a thermoelectric conversion module that obtains an electrically good contact state is disclosed.

特許文献3には、複数のp型熱電変換素子と複数のn型熱電変換素子とを高温側の面と低温側の面とをそろえて交互に並べて配置し、p型熱電変換素子とn型熱電変換素子との間に接合金属材料を挟み、高温側の面と低温側の面とが熱伝導性が良い絶縁材で覆われるように構成することにより、高温環境下や温度変動環境下で熱電素子と電極間に発生する熱応力を抑制し、実使用環境下でも高い信頼性を確保できる熱電変換モジュールが開示されている。   In Patent Document 3, a plurality of p-type thermoelectric conversion elements and a plurality of n-type thermoelectric conversion elements are alternately arranged with the high-temperature side surface and the low-temperature side surface aligned, and the p-type thermoelectric conversion element and the n-type conversion element are arranged. In a high-temperature environment or a temperature-fluctuating environment, a bonding metal material is sandwiched between the thermoelectric conversion element and the high-temperature and low-temperature surfaces are covered with an insulating material with good thermal conductivity. A thermoelectric conversion module that suppresses thermal stress generated between a thermoelectric element and an electrode and can ensure high reliability even in an actual use environment is disclosed.

特開2012−195441号公報JP 2012-195441 A 特開2010−212339号公報JP 2010-212339 A 特開2014−49713号公報JP 2014-49713 A

熱電変換器は、温度の異なる高温源と低温源との温度差を利用して、熱電変換素子に温度分布を生じさせてゼーベック効果で熱電変換する。したがって、熱電変換素子を有する熱電変換モジュールの変換効率を向上するには、熱電変換素子以外の部分の熱抵抗を低減して、熱電変換素子の内部に生じる温度差を大きくすることが有効である。また、動作時における大きな温度変化によって生じる熱応力を低減して熱電変換器の信頼性を向上するには、各部材の熱変形差を吸収できる構造が有効である。   The thermoelectric converter uses a temperature difference between a high temperature source and a low temperature source having different temperatures to generate a temperature distribution in the thermoelectric conversion element and performs thermoelectric conversion by the Seebeck effect. Therefore, in order to improve the conversion efficiency of the thermoelectric conversion module having the thermoelectric conversion element, it is effective to reduce the thermal resistance of the portion other than the thermoelectric conversion element and increase the temperature difference generated inside the thermoelectric conversion element. . In order to reduce the thermal stress caused by a large temperature change during operation and improve the reliability of the thermoelectric converter, a structure that can absorb the thermal deformation difference of each member is effective.

特許文献1に記載の多孔質金属部材は、電極の高さのばらつきに対応して密着性を確保するものであるが、熱抵抗の低減の面では改善の余地がある。   The porous metal member described in Patent Document 1 secures adhesion in response to variations in electrode height, but there is room for improvement in terms of reducing thermal resistance.

特許文献2に記載の押圧部材は、弾性体で狭い範囲を押圧する構成であるため、一様でかつ適切な力を加える観点からは改善の余地がある。   Since the pressing member described in Patent Document 2 is configured to press a narrow range with an elastic body, there is room for improvement from the viewpoint of applying a uniform and appropriate force.

特許文献3に記載の電極をなくした構成は、熱応力を抑制する効果は得られるが、熱電変換素子の伝熱面積を拡大することを想定したものではない。   Although the structure which eliminated the electrode of patent document 3 can acquire the effect which suppresses a thermal stress, it does not assume expanding the heat-transfer area of a thermoelectric conversion element.

本発明の目的は、熱電変換素子以外の部材の熱抵抗が小さく、かつ、変形を吸収できる熱電変換モジュールを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a thermoelectric conversion module in which a member other than the thermoelectric conversion element has a small thermal resistance and can absorb deformation.

本発明は、熱電変換素子と、高温側電極と、低温側電極と、容器と、気密封止部材と、緩衝材と、を備えた熱電変換モジュールであって、熱電変換素子は、高温側電極と低温側電極との間に配置され、熱電変換素子、高温側電極及び低温側電極は、容器と気密封止部材とで形成された空間に配置され、緩衝材は、低温側電極と気密封止部材との間に挟み込まれ、低温側電極と緩衝材との接触面積は、熱電変換素子の横断面積より大きい。   The present invention is a thermoelectric conversion module including a thermoelectric conversion element, a high temperature side electrode, a low temperature side electrode, a container, an airtight sealing member, and a buffer material, and the thermoelectric conversion element is a high temperature side electrode. The thermoelectric conversion element, the high temperature side electrode, and the low temperature side electrode are disposed in a space formed by the container and the hermetic sealing member, and the cushioning material is hermetically sealed with the low temperature side electrode. The contact area between the low-temperature side electrode and the buffer material is larger than the transverse area of the thermoelectric conversion element.

本発明によれば、熱電変換素子以外の部材の熱抵抗が小さく、かつ、変形を吸収できる熱電変換モジュールを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thermoelectric conversion module which has small thermal resistance of members other than a thermoelectric conversion element and can absorb a deformation | transformation can be provided.

実施例1の熱電変換モジュールを示す外観斜視図である。1 is an external perspective view showing a thermoelectric conversion module of Example 1. FIG. 実施例1の熱電変換モジュールを示す側面図である。It is a side view which shows the thermoelectric conversion module of Example 1. FIG. 図1BのA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 1B. 実施例1の熱電変換器における素子の配置を示す外観斜視図である。FIG. 3 is an external perspective view showing the arrangement of elements in the thermoelectric converter of Example 1. 実施例1の上側電極を示す外観斜視図である。1 is an external perspective view showing an upper electrode of Example 1. FIG. 実施例1の上側電極を示す外観斜視図である。1 is an external perspective view showing an upper electrode of Example 1. FIG. 実施例1の上側電極を示す外観斜視図である。1 is an external perspective view showing an upper electrode of Example 1. FIG. 実施例1の熱電変換器における上側電極の配置を示す外観斜視図である。FIG. 3 is an external perspective view showing the arrangement of upper electrodes in the thermoelectric converter of Example 1. 実施例1の熱電変換器における下側電極の配置を示す外観斜視図である。FIG. 3 is an external perspective view showing an arrangement of lower electrodes in the thermoelectric converter of Example 1. 実施例1の熱電変換器の下側電極と素子と上側電極とを接合した状態を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the state which joined the lower electrode of the thermoelectric converter of Example 1, an element, and the upper electrode. 実施例1の熱電変換器の下側電極と素子と上側電極とを接合した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which joined the lower electrode of the thermoelectric converter of Example 1, an element, and the upper electrode. 図5BのB−B断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 5B. 実施例1の熱電変換モジュールの下側流路とケースとを接合した状態を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the state which joined the lower flow path and case of the thermoelectric conversion module of Example 1. FIG. 実施例1の熱電変換モジュールの下側流路とケースとを接合した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which joined the lower flow path and case of the thermoelectric conversion module of Example 1. FIG. 図6BのC−C断面図である。It is CC sectional drawing of FIG. 6B. 図5Aに示す熱電変換器と、図6Aに示す構造体と、を接合した状態を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the state which joined the thermoelectric converter shown to FIG. 5A, and the structure shown to FIG. 6A. 図5Aに示す熱電変換器と、図6Aに示す構造体と、を接合した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which joined the thermoelectric converter shown to FIG. 5A, and the structure shown to FIG. 6A. 図7BのD−D断面図である。It is DD sectional drawing of FIG. 7B. 図7Aに示す構造体に更に緩衝材を配置した状態を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the state which has arrange | positioned the shock absorbing material further to the structure shown to FIG. 7A. 図7Aに示す構造体に更に緩衝材を配置した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which has arrange | positioned the buffer material further to the structure shown to FIG. 7A. 図8BのE−E断面図である。It is EE sectional drawing of FIG. 8B. 図8Aに示す構造体に接合するフタ等を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the lid | cover etc. which are joined to the structure shown to FIG. 8A. 図9Aに示すフタ等に接合する気密封止部材を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the airtight sealing member joined to the lid | cover etc. which are shown to FIG. 9A. 図9Aに示すフタ等と気密封止部材とを接合した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which joined the lid | cover etc. and airtight sealing member which are shown to FIG. 9A. 図9CのF−F断面図である。It is FF sectional drawing of FIG. 9C. 図1Cの部分拡大図である。It is the elements on larger scale of FIG. 1C. 実施例2の熱電変換器を示す外観斜視図である。5 is an external perspective view showing a thermoelectric converter of Example 2. FIG. 実施例2の熱電変換器を示す側面図である。It is a side view which shows the thermoelectric converter of Example 2. 図11BのG−G断面図である。It is GG sectional drawing of FIG. 11B. 実施例3の熱電変換器を示す外観斜視図である。10 is an external perspective view showing a thermoelectric converter of Example 3. FIG. 実施例3の熱電変換器を示す側面図である。6 is a side view showing a thermoelectric converter of Example 3. FIG. 図12BのH−H断面図である。It is HH sectional drawing of Drawing 12B. 実施例4の熱電変換器を示す外観斜視図である。10 is an external perspective view showing a thermoelectric converter of Example 4. FIG. 実施例4の熱電変換器を示す側面図である。6 is a side view showing a thermoelectric converter of Example 4. FIG. 図13BのI−I断面図である。It is II sectional drawing of FIG. 13B. 実施例5の熱電変換器を示す外観斜視図である。6 is an external perspective view showing a thermoelectric converter of Example 5. FIG. 実施例5の熱電変換器を示す側面図である。6 is a side view showing a thermoelectric converter of Example 5. FIG. 図14BのJ−J断面図である。It is JJ sectional drawing of FIG. 14B. 実施例6の熱電変換器を示す外観斜視図である。10 is an external perspective view showing a thermoelectric converter of Example 6. FIG. 図15Aの上側電極2の組み立て前後を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows before and after the assembly of the upper electrode 2 of FIG. 15A. 図15Aの熱電変換器の側面図である。It is a side view of the thermoelectric converter of FIG. 15A. 図15CのK−K断面図である。It is KK sectional drawing of FIG. 15C. 実施例7の熱電変換モジュールを示す断面図である。10 is a cross-sectional view showing a thermoelectric conversion module of Example 7. FIG. 実施例8の熱電変換器を示す断面図である。10 is a cross-sectional view illustrating a thermoelectric converter of Example 8. FIG. 実施例8の熱電変換モジュールを示す断面図である。10 is a cross-sectional view illustrating a thermoelectric conversion module of Example 8. FIG. 本発明の熱電変換モジュールを備えた自動車を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the motor vehicle provided with the thermoelectric conversion module of this invention.

本発明の一実施形態に係る熱電変換モジュールは、熱電変換素子と、これに接合される電極と、を有し、電極の一部に凸形状となる箇所を備え、電極の凸形状となる箇所と熱源との間には、変形吸収のための緩衝材と、気密封止部材と、を配置し、熱電変換素子を搭載する領域の気圧を外部(外気圧)よりも減圧するものである。   A thermoelectric conversion module according to an embodiment of the present invention includes a thermoelectric conversion element and an electrode bonded to the thermoelectric conversion element, and includes a portion having a convex shape on a part of the electrode, and a portion having a convex shape of the electrode A shock absorbing material for absorbing deformation and an airtight sealing member are arranged between the heat source and the heat source, and the pressure in the region where the thermoelectric conversion element is mounted is reduced from the outside (outside pressure).

本発明の熱電変換モジュールの製造方法は、概略、次のとおりである。   The manufacturing method of the thermoelectric conversion module of the present invention is roughly as follows.

すなわち、当該製造方法は、熱電変換素子と、高温側電極と、低温側電極と、を有する熱電変換器を、高温流体流路を有する容器に、高温側電極が高温流体流路に接するように設置する工程と、低温側電極の表面に緩衝材を付設する工程と、気密封止部材を構成要素の一部として用いることにより形成した低温流体流路を緩衝材の表面に付設する工程と、を含む。   That is, in the manufacturing method, a thermoelectric converter having a thermoelectric conversion element, a high temperature side electrode, and a low temperature side electrode is placed in a container having a high temperature fluid flow path so that the high temperature side electrode is in contact with the high temperature fluid flow path. A step of installing, a step of attaching a buffer material to the surface of the low-temperature side electrode, a step of attaching a low-temperature fluid flow path formed by using the hermetic sealing member as a part of the component to the surface of the buffer material, including.

さらに、気密封止部材と容器とで囲まれた領域を減圧する工程を含むことが望ましい。   Furthermore, it is desirable to include a step of depressurizing a region surrounded by the hermetic sealing member and the container.

低温流体流路は、気密封止部材にフタ部を接合することにより形成することが望ましい。   It is desirable to form the low-temperature fluid flow path by joining the lid portion to the hermetic sealing member.

以下、図面を用いて実施例を説明する。   Embodiments will be described below with reference to the drawings.

図1Aは、本実施例の熱電変換モジュールを示す外観斜視図である。図1Bは、本実施例の熱電変換モジュールを示す側面図である。   FIG. 1A is an external perspective view showing the thermoelectric conversion module of the present embodiment. FIG. 1B is a side view showing the thermoelectric conversion module of the present embodiment.

これらの図に示すように、熱電変換モジュール100は、ケース9、フタ10(フタ部)、下側流路6(高温流体流路)、上側流路連結部材11、電極端子12及び電極絶縁部材13を有する。   As shown in these drawings, the thermoelectric conversion module 100 includes a case 9, a lid 10 (lid portion), a lower flow path 6 (high temperature fluid flow path), an upper flow path connecting member 11, an electrode terminal 12, and an electrode insulating member. 13

図1Cは、図1BのA−A断面図である。本図は、熱電変換モジュール100の内部を示したものである。   1C is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1B. This figure shows the inside of the thermoelectric conversion module 100.

ケース9及びフタ10で覆われた熱電変換モジュール100の内部には、ゼーベック効果を持つ熱電変換材料で構成された複数の素子1(熱電変換素子)と、上側電極2(低温側電極)と、下側電極3(高温側電極)と、が設置されている。上側電極2及び下側電極3はそれぞれ、素子1の異なる端部に接続されている。   Inside the thermoelectric conversion module 100 covered with the case 9 and the lid 10, a plurality of elements 1 (thermoelectric conversion elements) made of a thermoelectric conversion material having a Seebeck effect, an upper electrode 2 (low temperature side electrode), A lower electrode 3 (high temperature side electrode) is provided. The upper electrode 2 and the lower electrode 3 are respectively connected to different ends of the element 1.

なお、本明細書において「熱電変換器」とは、素子1と、上側電極2と、下側電極3と、を基本要素として含むものをいう。言い換えると、「熱電変換器」は、熱電変換モジュール100の内部に設置された接合体であって、熱交換に用いる部材を除いた部分をいう。   In the present specification, the “thermoelectric converter” refers to a device including the element 1, the upper electrode 2, and the lower electrode 3 as basic elements. In other words, the “thermoelectric converter” is a joined body installed inside the thermoelectric conversion module 100 and refers to a portion excluding a member used for heat exchange.

本実施例においては、上側電極2の主材料は銅であり、下側電極3は銅とセラミックスの積層構造体である。   In this embodiment, the main material of the upper electrode 2 is copper, and the lower electrode 3 is a laminated structure of copper and ceramics.

下側電極3は、下側流路6と接合され、下側流路6は、ケース9(容器)に固定されている。下側流路6やケース9は、厚さ約1mmのステンレス鋼で構成される。下側電極3は、銅とセラミックスの積層構造体であることから、上下面が絶縁されており、素子1と下側流路6との間の絶縁性を確保できる。上側電極2は、緩衝材8を介して気密封止部材7と密着している。気密封止部材7の端部は、フタ10と結合されている。気密封止部材7には厚さ約0.1mmのステンレス鋼、フタ10には厚さ約1mmのステンレス鋼を用いている。   The lower electrode 3 is joined to the lower flow path 6, and the lower flow path 6 is fixed to the case 9 (container). The lower flow path 6 and the case 9 are made of stainless steel having a thickness of about 1 mm. Since the lower electrode 3 is a laminated structure of copper and ceramics, the upper and lower surfaces are insulated, and insulation between the element 1 and the lower flow path 6 can be ensured. The upper electrode 2 is in close contact with the hermetic sealing member 7 via the buffer material 8. The end of the hermetic sealing member 7 is coupled to the lid 10. The hermetic sealing member 7 is made of stainless steel having a thickness of about 0.1 mm, and the lid 10 is made of stainless steel having a thickness of about 1 mm.

緩衝材8は、低弾性で絶縁性を持つ材料で形成されていることが望ましい。このため、緩衝材8としては、樹脂材料が望ましい。緩衝材8を用いることで、密着した状態での緩衝効果を維持しながら素子1と気密封止部材7との間の絶縁を確保することができる。   The buffer material 8 is preferably formed of a material having low elasticity and insulating properties. For this reason, a resin material is desirable as the buffer material 8. By using the buffer material 8, it is possible to ensure insulation between the element 1 and the hermetic sealing member 7 while maintaining a buffering effect in a close contact state.

気密封止部材7とフタ10とで囲まれる領域が上側流路14(低温流体流路)となっている。フタ10の側面部には、上側流路連結部材11が連結され、上側流路14に冷却用の流体を供給することができるようになっている。   A region surrounded by the hermetic sealing member 7 and the lid 10 is an upper channel 14 (low temperature fluid channel). An upper flow path connecting member 11 is connected to a side surface portion of the lid 10 so that a cooling fluid can be supplied to the upper flow path 14.

一般に、伝熱の観点から、上側電極2と緩衝材8との接触面積(伝熱面積)は、素子1の横断面積より大きいことが望ましい。ここで、横断面積は、素子1の通電方向に直交する断面の面積をいう。   In general, from the viewpoint of heat transfer, the contact area (heat transfer area) between the upper electrode 2 and the buffer material 8 is preferably larger than the cross-sectional area of the element 1. Here, the transverse area refers to the area of a cross section perpendicular to the energization direction of the element 1.

また、伝熱の観点から、上側電極2の横断面積は、素子1の横断面積より大きいことが望ましい。そして、下側電極3の横断面積は、素子1の横断面積より大きいことが望ましい。さらに、上側電極2と素子1との接触面積は、素子1の横断面積より大きいことが望ましい。そして、下側電極3と素子1との接触面積は、素子1の横断面積より大きいことが望ましい。   From the viewpoint of heat transfer, it is desirable that the cross sectional area of the upper electrode 2 is larger than the cross sectional area of the element 1. The cross sectional area of the lower electrode 3 is preferably larger than the cross sectional area of the element 1. Furthermore, the contact area between the upper electrode 2 and the element 1 is preferably larger than the cross-sectional area of the element 1. The contact area between the lower electrode 3 and the element 1 is preferably larger than the cross-sectional area of the element 1.

なお、上側電極2と緩衝材8との接触面は、上側電極2の伝熱面である。   The contact surface between the upper electrode 2 and the buffer material 8 is a heat transfer surface of the upper electrode 2.

緩衝材8の具体例としては、ポリイミド、ポリイミドアミド等の樹脂、カーボンシートが挙げられる。ポリイミドとグリースとを組み合わせて用いてもよい。この場合に、高熱伝導性フィラを混合したグリースを用いてもよい。また、カーボンシートとしては、伝熱性の観点から、厚さ方向に繊維の長径部分を配置したものが望ましい。   Specific examples of the buffer material 8 include resins such as polyimide and polyimideamide, and carbon sheets. A combination of polyimide and grease may be used. In this case, a grease mixed with a high thermal conductive filler may be used. Moreover, as a carbon sheet, the thing which has arrange | positioned the long diameter part of a fiber in the thickness direction from a heat conductive viewpoint is desirable.

また、図示していないが、下側電極3と下側流路6との間に緩衝材を設けてもよい。この場合の緩衝材の材料としては、カーボンシート、銅箔、ステンレス鋼箔、粉末金属等が望ましい。   Although not shown, a buffer material may be provided between the lower electrode 3 and the lower flow path 6. As a material for the buffer material in this case, a carbon sheet, a copper foil, a stainless steel foil, a powder metal or the like is desirable.

さらに、ケース9とフタ10とが結合され、ケース9とフタ10と気密封止部材7とで囲まれる領域が減圧領域15となる。減圧領域15の内部に配置される複数の素子1は、電極端子12によって外部との電気的導通が確保されている。電極端子12は、ケース9に電極絶縁部材13で固定され、絶縁性が確保されている。電極端子12の材料には銅、電極絶縁部材13にはセラミックスを用いた。   Furthermore, the case 9 and the lid 10 are joined together, and a region surrounded by the case 9, the lid 10, and the hermetic sealing member 7 becomes a decompression region 15. The plurality of elements 1 arranged inside the decompression region 15 are secured to the outside by the electrode terminals 12. The electrode terminal 12 is fixed to the case 9 with an electrode insulating member 13 to ensure insulation. Copper was used for the material of the electrode terminal 12, and ceramic was used for the electrode insulating member 13.

本構造において、減圧領域15を減圧して外部よりも気圧を低くすることで、内外の気圧差によって薄い気密封止部材7が変形する。この変形によって、緩衝材8が圧縮され、上側電極2と気密封止部材7とが緩衝材8を介して密着される。   In this structure, by reducing the pressure in the decompression region 15 to make the pressure lower than the outside, the thin hermetic sealing member 7 is deformed by the pressure difference between the inside and outside. Due to this deformation, the buffer material 8 is compressed, and the upper electrode 2 and the hermetic sealing member 7 are brought into close contact with each other via the buffer material 8.

本実施例の熱電変換モジュール100を動作する際には、下側流路6と上側流路14に温度の異なる流体を流す。本実施例では、下側流路6に高温のガスを流し、上側流路14に低温の冷却水を流した。この温度差によって、それぞれの素子1の上下に温度差が生じ、ゼーベック効果によって発電する。これにより、熱から電気へと変換できる。   When operating the thermoelectric conversion module 100 of the present embodiment, fluids having different temperatures are passed through the lower flow path 6 and the upper flow path 14. In this embodiment, a high-temperature gas was allowed to flow through the lower flow path 6, and a low-temperature cooling water was allowed to flow through the upper flow path 14. Due to this temperature difference, a temperature difference is generated above and below each element 1, and power is generated by the Seebeck effect. Thereby, it can convert from heat to electricity.

この熱電変換モジュール100においては、上側電極2の上部を凸形状とし、その凸形状となる箇所と気密封止部材7との間に緩衝材8が配置され、熱電変換器が設置された減圧領域15の気圧が外部よりも減圧されている。これが本発明の特徴である。   In this thermoelectric conversion module 100, the upper part of the upper electrode 2 has a convex shape, the buffer material 8 is disposed between the convex shape portion and the hermetic sealing member 7, and the reduced pressure region in which the thermoelectric converter is installed. The pressure of 15 is reduced from the outside. This is a feature of the present invention.

本発明の熱電変換モジュール100では、上側電極2と熱源となる上側流路14との間に緩衝材8を配置することにより、動作時の温度変化で生じる熱変形を吸収でき、発生する熱応力を低減できる。また、上側電極2、下側電極3及び素子1の高さのばらつきなども緩衝材8で吸収できる。さらに、気密封止部材7が薄い蛇腹形状となっているため、気密封止部材7の変形によっても熱変形や高さのばらつきを吸収できる。これらの効果によって、熱変形や寸法ばらつきの大きい熱電変換器においても、高い信頼性を確保できる。   In the thermoelectric conversion module 100 of the present invention, by disposing the buffer material 8 between the upper electrode 2 and the upper flow path 14 serving as a heat source, it is possible to absorb thermal deformation caused by temperature changes during operation, and to generate thermal stress. Can be reduced. Further, the buffer material 8 can also absorb variations in height of the upper electrode 2, the lower electrode 3, and the element 1. Furthermore, since the hermetic sealing member 7 has a thin bellows shape, thermal deformation and height variations can be absorbed even by deformation of the hermetic sealing member 7. With these effects, high reliability can be ensured even in thermoelectric converters with large thermal deformation and large dimensional variations.

また、上側電極2の凸形状となる箇所で上側電極2と緩衝材8とを連結することで、電極が凸形状を持たない平面の場合と比較して、上側電極2と緩衝材8とが接する面積を大きくできる。緩衝材部分の熱抵抗は、緩衝材の厚さ/(緩衝材の熱伝導率×面積)である。緩衝材8には樹脂材料を用いており、電極などの材料である金属と比較して熱伝導率が小さいが、本発明によって面積を大きくできるので、緩衝材部分の熱抵抗を小さくできる。このとき、緩衝材8が気圧差によって上側電極2と気密封止部材7との間で圧縮されることで、上側電極2と気密封止部材7とが緩衝材8を介して強固に密着し、電極2と気密封止部材7との間の熱抵抗を低減できる。   In addition, by connecting the upper electrode 2 and the buffer material 8 at a location where the upper electrode 2 has a convex shape, the upper electrode 2 and the buffer material 8 can be compared with the case where the electrode is a flat surface having no convex shape. The contact area can be increased. The thermal resistance of the buffer material portion is the thickness of the buffer material / (thermal conductivity of the buffer material × area). A resin material is used for the buffer material 8 and its thermal conductivity is smaller than that of a metal which is a material such as an electrode. However, since the area can be increased according to the present invention, the thermal resistance of the buffer material portion can be reduced. At this time, the buffer material 8 is compressed between the upper electrode 2 and the hermetic sealing member 7 due to a pressure difference, so that the upper electrode 2 and the hermetic sealing member 7 are firmly adhered to each other via the buffer material 8. The thermal resistance between the electrode 2 and the hermetic sealing member 7 can be reduced.

ばねなどを用いて機械的に密着する構造では、面積の大きい領域を加圧するためにはその分大きな加圧力が必要になる。しかし、本発明では、気圧差を活用して緩衝材を加圧するので、面積の大きさにかかわらず均一に気圧差分の圧力で加圧できる。   In a structure that mechanically adheres using a spring or the like, in order to pressurize a region having a large area, a larger pressing force is required. However, in the present invention, the buffer material is pressurized using the atmospheric pressure difference, so that it can be uniformly pressurized with the pressure of the atmospheric pressure difference regardless of the size of the area.

ところで、本実施例の上側電極2は、凸形状を持つことで厚さが増加し、電極が平面の場合と比較して厚さ方向の熱抵抗が増加する。しかし、上側電極2の材料は熱伝導率の大きい銅であり、上側電極2の厚さ方向の熱抵抗は問題にならない。一方、上側電極2に熱伝導率の大きい銅を用いることで、水平方向の熱広がり効果が大きくなり、全体の熱抵抗を低減できる。また、気密封止部材7が蛇腹形状となって冷却水と面することで、気密封止部材7がフィンの効果を持ち、冷却水との伝熱量が大きくなる効果も得ることができる。   By the way, the upper electrode 2 of the present embodiment has a convex shape, so that the thickness increases, and the thermal resistance in the thickness direction increases as compared with the case where the electrode is a flat surface. However, the material of the upper electrode 2 is copper having a large thermal conductivity, and the thermal resistance in the thickness direction of the upper electrode 2 is not a problem. On the other hand, the use of copper having a high thermal conductivity for the upper electrode 2 increases the horizontal heat spreading effect, thereby reducing the overall thermal resistance. Moreover, since the airtight sealing member 7 has a bellows shape and faces the cooling water, the airtight sealing member 7 has a fin effect, and an effect of increasing the heat transfer amount with the cooling water can be obtained.

気密封止部材7が平面の場合、冷却水との伝熱量を向上するために気密封止部材7の表面にフィンなどを設けることが有効であるが、本発明を備えた熱電変換器では気密封止部材7自体がフィンとなるため、フィンを設ける必要がない。したがって、フィンを追加することで気密封止部材7の剛性が増加することがなく、より上側電極2に密着させることができる。   When the hermetic sealing member 7 is flat, it is effective to provide fins or the like on the surface of the hermetic sealing member 7 in order to improve the amount of heat transfer with the cooling water. Since the hermetic sealing member 7 itself becomes a fin, it is not necessary to provide a fin. Therefore, the rigidity of the hermetic sealing member 7 is not increased by adding the fins, and can be brought into closer contact with the upper electrode 2.

これらの効果によって、高い変換効率を持つと共に、高い信頼性を持つ熱電変換器を提供できる。なお、本実施例では電極2や電極3の材料に銅を用いたが、アルミニウムなどの材料を用いても良い。アルミニウムを用いた場合、熱伝導率は銅よりは小さいが、他の部材と比較して大きく、熱抵抗の増加は小さい。一方、アルミニウムは、銅よりも軽いので、熱電変換器の重量軽減に有効である。   These effects can provide a thermoelectric converter having high conversion efficiency and high reliability. In this embodiment, copper is used for the material of the electrode 2 and the electrode 3, but a material such as aluminum may be used. When aluminum is used, the thermal conductivity is smaller than that of copper, but is larger than that of other members, and the increase in thermal resistance is small. On the other hand, since aluminum is lighter than copper, it is effective in reducing the weight of the thermoelectric converter.

以下、図2〜10を用いて、本実施例の熱電変換モジュールを構成する部品および製造方法の特徴を説明する。   Hereinafter, the components of the thermoelectric conversion module of this embodiment and the features of the manufacturing method will be described with reference to FIGS.

図2は、実施例1の熱電変換器における素子の配置を示す外観斜視図である。   FIG. 2 is an external perspective view showing the arrangement of elements in the thermoelectric converter of the first embodiment.

本図においては、素子1は、直方体状である。本図に示すように、複数の素子1を所定の間隔で配置する。本実施例では、素子1は、3行3列の合計9個とした。素子1は、p型とn型とが隣り合うように配置されている。   In this figure, the element 1 has a rectangular parallelepiped shape. As shown in the figure, a plurality of elements 1 are arranged at a predetermined interval. In this embodiment, the total number of elements 1 is 9 in 3 rows and 3 columns. The element 1 is arranged so that the p-type and the n-type are adjacent to each other.

図3A〜3Cは、実施例1において用いた上側電極を示す外観斜視図である。   3A to 3C are external perspective views showing the upper electrode used in Example 1. FIG.

図3Aに示す上側電極2aは、凸部を2つ有するものである。図3Bに示す上側電極2bは、稜線が長い凸部を1つ有するものである。図3Cに示す上側電極2cは、1個の素子1に結合するものである。   The upper electrode 2a shown in FIG. 3A has two convex portions. The upper electrode 2b shown in FIG. 3B has one convex part with a long ridgeline. The upper electrode 2 c shown in FIG. 3C is coupled to one element 1.

図3Dは、図3A〜3Cの上側電極を配置した状態を示す外観斜視図である。   FIG. 3D is an external perspective view showing a state where the upper electrode of FIGS. 3A to 3C is arranged.

隣接する2つの素子1は、上側電極又は下側電極により電気的に連結され、全体としてp型とn型とが交互に直列に接続される必要がある。また、上側電極の形状は、図1Cに示す上側流路14の形状に影響するため、上側流路14の内部を流れる冷却水の流れを妨げない形状とすることが望ましい。そこで、図3Dに示すように、冷却水の流れに直交する2素子を連結する場合には上側電極2aを用い、冷却水の流れに並行する2素子を連結する場合には上側電極2bを用い、隣接する素子と連結せず外部と連結する場合には上側電極2cを用いて、これらを組み合わせることにより、上側電極2全体で冷却水の流れに対して直交する方向の蛇腹形状を形成できる。   The two adjacent elements 1 are electrically connected by the upper electrode or the lower electrode, and as a whole, the p-type and the n-type need to be alternately connected in series. In addition, since the shape of the upper electrode affects the shape of the upper flow path 14 shown in FIG. 1C, it is desirable that the shape of the upper electrode does not hinder the flow of the cooling water flowing inside the upper flow path 14. Therefore, as shown in FIG. 3D, the upper electrode 2a is used when two elements orthogonal to the coolant flow are connected, and the upper electrode 2b is used when two elements parallel to the coolant flow are connected. When connecting with the outside without connecting with the adjacent element, the upper electrode 2c is used, and by combining these, the bellows shape in the direction orthogonal to the flow of the cooling water can be formed in the entire upper electrode 2.

それぞれの上側電極2a、2b、2cは、本実施例では押し出し加工にて作製した。プレス打ち抜き加工などで作製することもできる。電極形状によっては、プレス打ち抜き加工時に生じる端部形状のダレを活用して、目的とする電極形状を作製することもできる。   Each upper electrode 2a, 2b, 2c was produced by extrusion processing in this example. It can also be produced by press punching or the like. Depending on the electrode shape, the target electrode shape can be produced by utilizing the sagging of the end shape that occurs during press punching.

図4は、実施例1の熱電変換器における下側電極の配置を示す外観斜視図である。   FIG. 4 is an external perspective view showing the arrangement of the lower electrode in the thermoelectric converter of the first embodiment.

図4においては、図3Dに示す上側電極2a、2b、2cの配置に対応して、隣接する2つの素子1が全体として交互に直列に接続されるように下側電極3a、3bを配置する。隣接する素子1と連結する場合には下側電極3aを用い、隣接する素子と連結せず外部と連結する場合には下側電極3bを用い、これらを組み合わせることにより、下側電極3全体を構成する。   In FIG. 4, corresponding to the arrangement of the upper electrodes 2a, 2b, 2c shown in FIG. 3D, the lower electrodes 3a, 3b are arranged so that the two adjacent elements 1 are alternately connected in series as a whole. . When connecting to the adjacent element 1, the lower electrode 3a is used. When connecting to the outside without connecting to the adjacent element, the lower electrode 3b is used. Configure.

図5Aは、図2〜4に示す下側電極と素子と上側電極とを接合した状態を示す外観斜視図である。図5Bは、図5Aの熱電変換器の側面図である。図5Cは、図5BのB−B断面図である。   FIG. 5A is an external perspective view showing a state where the lower electrode, the element, and the upper electrode shown in FIGS. FIG. 5B is a side view of the thermoelectric converter of FIG. 5A. 5C is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 5B.

図5A〜5Cに示すように、素子1の上に上側電極2、下に下側電極3を接合する。このとき、図3A〜4に示すように、上側電極2が連結する2つの素子1と下側電極3が連結する2つの素子1を互い違いにすることで、全ての素子1を電気的に直列に配置することができる。   As shown in FIGS. 5A to 5C, the upper electrode 2 is bonded on the element 1 and the lower electrode 3 is bonded below. At this time, as shown in FIGS. 3A to 4, the two elements 1 connected to the upper electrode 2 and the two elements 1 connected to the lower electrode 3 are staggered so that all the elements 1 are electrically connected in series. Can be arranged.

図6Aは、実施例1の熱電変換モジュールの下側流路とケースとを接合した状態を示す外観斜視図である。図6Bは、その側面図である。図6Cは、図6BのC−C断面図である。   FIG. 6A is an external perspective view illustrating a state where the lower flow path and the case of the thermoelectric conversion module of Example 1 are joined. FIG. 6B is a side view thereof. 6C is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 6B.

これらの図は、下側流路6とケース9とを接合した状態を示したものである。下側流路6とケース9とは、ケース9の両端部のみで接合し、ケース9の内部では下側流路6とケース9は接しない。このことにより、下側流路6からケース9に伝わる熱量を小さくでき、下側流路6の温度低下を低減できる。なお、図6Aに示すように、ケース9には、電極絶縁部材13を配置するための穴61を設けている。なお、図6A〜6Cに示すものをまとめて高温側熱交換ユニットと呼んでもよい。   These drawings show a state in which the lower flow path 6 and the case 9 are joined. The lower flow path 6 and the case 9 are joined only at both ends of the case 9, and the lower flow path 6 and the case 9 are not in contact with each other inside the case 9. As a result, the amount of heat transferred from the lower flow path 6 to the case 9 can be reduced, and the temperature drop of the lower flow path 6 can be reduced. As shown in FIG. 6A, the case 9 is provided with a hole 61 for arranging the electrode insulating member 13. 6A to 6C may be collectively referred to as a high temperature side heat exchange unit.

図7Aは、図5Aに示す熱電変換器と、図6Aに示す構造体と、を接合した状態を示す外観斜視図である。図7Bは、その側面図である。図7Cは、図7BのD−D断面図である。   FIG. 7A is an external perspective view showing a state in which the thermoelectric converter shown in FIG. 5A and the structure shown in FIG. 6A are joined. FIG. 7B is a side view thereof. FIG. 7C is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 7B.

これらの図においては、図6A〜6Cに示す下側流路6の上面に、図5A〜5Cに示す素子1や上側電極2と接合された下側電極3を接合した状態を示している。   In these drawings, the lower electrode 3 joined to the element 1 and the upper electrode 2 shown in FIGS. 5A to 5C is joined to the upper surface of the lower flow path 6 shown in FIGS. 6A to 6C.

図8Aは、図7Aに示す構造体に更に緩衝材を配置した状態を示す外観斜視図である。図8Bは、その側面図である。図8Cは、図8BのE−E断面図である。   FIG. 8A is an external perspective view showing a state where a cushioning material is further arranged on the structure shown in FIG. 7A. FIG. 8B is a side view thereof. 8C is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 8B.

これらの図においては、上側電極2の上部に緩衝材8を配置している。緩衝材8は上側電極2の凸部の形状に沿って配置している。本実施例では、1枚のシート状の緩衝材8で複数の上側電極2の凸部形状を覆ったが、複数の緩衝材8で覆うこともできる。材料の作製方法や組み立て方法に応じて選択すれば良い。   In these drawings, the buffer material 8 is disposed on the upper electrode 2. The buffer material 8 is disposed along the shape of the convex portion of the upper electrode 2. In the present embodiment, the convex shape of the plurality of upper electrodes 2 is covered with one sheet of the buffer material 8, but it may be covered with the plurality of buffer materials 8. What is necessary is just to select according to the preparation method and assembly method of material.

上側電極2の外部と連結する上側電極2c(図3Dに示す。)と電極端子12を電気的に接合し、電極端子12をケース9の穴61から外部に突出させる。下側電極3の外部と連結する電極3bと電極端子12も電気的に接合し、電極端子12をケース9の穴61から外部に突出させている。電極端子12は、電極絶縁部材13によって固定され、ケース9から絶縁されている。電極端子12を外部に突出させることで、熱電変換器の内部で発電した電力を外部に取り出すことができる。   The upper electrode 2c (shown in FIG. 3D) connected to the outside of the upper electrode 2 and the electrode terminal 12 are electrically joined, and the electrode terminal 12 protrudes from the hole 61 of the case 9 to the outside. The electrode 3b connected to the outside of the lower electrode 3 and the electrode terminal 12 are also electrically joined, and the electrode terminal 12 protrudes from the hole 61 of the case 9 to the outside. The electrode terminal 12 is fixed by an electrode insulating member 13 and insulated from the case 9. By projecting the electrode terminal 12 to the outside, the electric power generated inside the thermoelectric converter can be taken out to the outside.

図9Aは、図8Aに示す構造体に接合するフタ等を示す外観斜視図である。図9Bは、図9Aに示すフタ等に接合する気密封止部材を示す外観斜視図である。図9Cは、図9Aに示すフタ等と気密封止部材とを接合した状態を示す側面図である。図9Dは、図9CのF−F断面図である。   FIG. 9A is an external perspective view showing a lid or the like joined to the structure shown in FIG. 8A. FIG. 9B is an external perspective view showing an airtight sealing member joined to the lid or the like shown in FIG. 9A. FIG. 9C is a side view showing a state where the lid and the like shown in FIG. 9A are joined to the hermetic sealing member. 9D is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 9C.

図9Aにおいては、フタ10と上側流路連結部材11とを接合した状態を示している。   FIG. 9A shows a state in which the lid 10 and the upper flow path connecting member 11 are joined.

図9Bに示すように、気密封止部材7は、外周部が平面形状で中央部が蛇腹形状を持つ薄板であり、プレス加工によって製造したものである。図9Cに示すように、フタ10の下面に気密封止部材7の外周部をロウ付けで接合することで、図9Dに示すように、上側流路14を構成する。フタ10と上側流路連結部材11と気密封止部材7とを接合したものを低温側熱交換ユニットと呼ぶ。   As shown in FIG. 9B, the hermetic sealing member 7 is a thin plate having a planar outer peripheral portion and a bellows central portion, and is manufactured by press working. As shown in FIG. 9C, the upper flow path 14 is configured as shown in FIG. 9D by joining the outer peripheral portion of the hermetic sealing member 7 to the lower surface of the lid 10 by brazing. What joined the lid | cover 10, the upper flow-path connection member 11, and the airtight sealing member 7 is called a low temperature side heat exchange unit.

図8A〜8Cに示す構造体と、図9Cに示す低温側熱交換ユニットとをロウ付けで接合することにより、図1A〜1Cに示す熱電変換モジュールを作製する。このとき、上側電極2の凸部形状と、気密封止部材7の蛇腹形状が合致するように配置する。各部材の寸法誤差などによって、上側電極2の凸部形状と気密封止部材7の蛇腹形状は完全には合致しないが、これらの間に配置される低弾性の緩衝材8が形状の差異を吸収することで、上側電極2と気密封止部材7が緩衝材8を介して密着する。   The structure shown in FIGS. 8A to 8C and the low temperature side heat exchange unit shown in FIG. 9C are joined by brazing to produce the thermoelectric conversion module shown in FIGS. 1A to 1C. At this time, it arrange | positions so that the convex part shape of the upper electrode 2 and the bellows shape of the airtight sealing member 7 may correspond. The convex shape of the upper electrode 2 and the bellows shape of the hermetic sealing member 7 do not completely match due to a dimensional error of each member, but the low-elasticity cushioning material 8 disposed between them has a difference in shape. By absorbing, the upper electrode 2 and the hermetic sealing member 7 are in close contact with each other through the buffer material 8.

次に、減圧領域15を略真空に減圧すると、減圧領域15は外部から1気圧で加圧される。   Next, when the decompression region 15 is decompressed to a substantially vacuum, the decompression region 15 is pressurized at 1 atm from the outside.

図10は、図1Cの部分拡大図である。   FIG. 10 is a partially enlarged view of FIG. 1C.

図10に示すように、気密封止部材7の蛇腹形状は各面がそれぞれ垂直に1気圧で加圧され、緩衝材8が圧縮されて密着する。これにより、気密封止部材7と上側電極2との間の熱抵抗を小さくすることができる。   As shown in FIG. 10, the bellows shape of the hermetic sealing member 7 is such that each surface is vertically pressurized at 1 atm, and the cushioning material 8 is compressed and adhered. Thereby, the thermal resistance between the hermetic sealing member 7 and the upper electrode 2 can be reduced.

以上のように、図2〜10に示すような部材や構造体を作製し、組み立てることにより、図1A〜1Cに示す熱電変換モジュールを作製することができる。   As mentioned above, the thermoelectric conversion module shown to FIG. 1A-1C is producible by producing and assembling a member and a structure as shown to FIGS.

以上のことから、本発明を備えた熱電変換モジュールの構造および製造方法を用いることで、高い変換効率を持つと共に、高い信頼性を持つ熱電変換器を提供できる。   From the above, by using the structure and manufacturing method of the thermoelectric conversion module provided with the present invention, it is possible to provide a thermoelectric converter having high conversion efficiency and high reliability.

図11Aは、実施例2の熱電変換器を示す外観斜視図である。図11Bは、その側面図である。図11Cは、図11BのG−G断面図である。   FIG. 11A is an external perspective view showing a thermoelectric converter of Example 2. FIG. FIG. 11B is a side view thereof. FIG. 11C is a GG cross-sectional view of FIG. 11B.

実施例1との相違点は、次のとおりである。   Differences from the first embodiment are as follows.

実施例1では、1つの素子に対して上側電極2が1つの凸部を持つ。これに対して、本実施例では、図11Cに示すように、1つの素子に対して上側電極2が複数の凸部を持つ。すなわち、上側電極2には、凹部も形成されている。   In Example 1, the upper electrode 2 has one convex portion for one element. On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 11C, the upper electrode 2 has a plurality of convex portions for one element. That is, the upper electrode 2 is also formed with a recess.

本実施例においても、複数の凸部それぞれが緩衝材8に密着し、かつ、緩衝材8が気密封止部材7と密着する。これにより、密着する面積(すなわち伝熱面積)を更に増加できるので、熱抵抗をより低減できる。また、冷却水に対するフィンのピッチを小さくできる効果を持つ。最適なフィンのピッチは、冷却水の冷媒や流速や圧力損失によって異なるため、熱電変換モジュールを用いる条件に合わせて実施例1又は本実施例を選択すれば良い。   Also in the present embodiment, each of the plurality of convex portions is in close contact with the buffer material 8, and the buffer material 8 is in close contact with the airtight sealing member 7. Thereby, since the area | region (namely, heat-transfer area) which closely_contact | adheres can be increased further, thermal resistance can be reduced more. In addition, the fin pitch with respect to the cooling water can be reduced. Since the optimum fin pitch varies depending on the coolant, the flow velocity, and the pressure loss of the cooling water, the first embodiment or the present embodiment may be selected according to the conditions using the thermoelectric conversion module.

本実施例において、冷却水の流れに直交する2つの素子を連結する電極2がn個の凸部を持つ場合、冷却水の流れに並行する2つの素子を連結する電極は2n個の凸部を持つ。   In this embodiment, when the electrode 2 that connects the two elements orthogonal to the flow of the cooling water has n convex portions, the electrode that connects the two elements parallel to the flow of the cooling water has 2n convex portions. have.

図12Aは、実施例3の熱電変換器を示す外観斜視図である。図12Bは、その側面図である。図12Cは、図12BのH−H断面図である。   FIG. 12A is an external perspective view illustrating the thermoelectric converter of the third embodiment. FIG. 12B is a side view thereof. 12C is a cross-sectional view taken along the line HH of FIG. 12B.

実施例1及び2との相違点は、本実施例では上側電極2の凸部が曲面で構成される点である。上側電極2の凸部が曲面で構成される場合でも、気圧差による加圧は上側電極2の表面各位置に垂直に作用するため、気密封止部材7と上側電極2を緩衝材8で密着させて熱抵抗を小さくすることができる。また、上側電極2の凸部が角部を持たず滑らかな表面となることで、熱変形や寸法ばらつきを吸収する場合に、角部が変形を拘束することがなく滑らかに吸収できる。冷却水の冷媒や流速や圧力損失などの条件を基に、実施例1若しくは2又は本実施例のようにフィン形状を選択することができる。   The difference from the first and second embodiments is that, in this embodiment, the convex portion of the upper electrode 2 is formed of a curved surface. Even when the convex portion of the upper electrode 2 is formed of a curved surface, the pressure due to the pressure difference acts perpendicularly to each position on the surface of the upper electrode 2, so that the hermetic sealing member 7 and the upper electrode 2 are in close contact with the buffer material 8. It is possible to reduce the thermal resistance. Moreover, when the convex part of the upper electrode 2 does not have a corner part and has a smooth surface, when the thermal deformation and dimensional variation are absorbed, the corner part can smoothly absorb the deformation without restraining the deformation. The fin shape can be selected as in the first or second embodiment or the present embodiment based on the coolant condition, the flow rate, the pressure loss, and the like.

図13Aは、実施例4の熱電変換器を示す外観斜視図である。図13Bは、その側面図である。図13Cは、図13BのI−I断面図である。   FIG. 13A is an external perspective view showing a thermoelectric converter of Example 4. FIG. FIG. 13B is a side view thereof. 13C is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 13B.

他の実施例との相違点は、実施例1〜3では上側電極2の凸部が冷却水の流れに垂直方向にテーパを持っているのに対して、本実施例では冷却水の流れ方向にもテーパ(傾斜する面)を持つ点である。実施例1〜3では、冷却水の流れ方向に対して上側電極2の前面および後面が垂直となる。冷却水の冷媒や流速や圧力損失などの条件によっては、本実施例のように前面や後面にテーパを持たせた方が適切な場合があるので、使用条件によって選択することができる。   The difference from the other embodiments is that in the first to third embodiments, the convex portion of the upper electrode 2 has a taper in the direction perpendicular to the flow of the cooling water, whereas in this embodiment, the flow direction of the cooling water. Also, it has a taper (inclined surface). In Examples 1 to 3, the front surface and the rear surface of the upper electrode 2 are perpendicular to the flow direction of the cooling water. Depending on the coolant condition, flow rate, pressure loss, and other conditions, it may be appropriate to have a taper on the front and rear surfaces as in this embodiment.

なお、本実施例では、上側電極2の凸部の冷却水流れ方向のテーパを高さ方向に設けているが、水平方向に設けることもできる。冷却水の冷媒や流速や圧力損失などの条件によって選択すれば良い。   In the present embodiment, the taper in the cooling water flow direction of the convex portion of the upper electrode 2 is provided in the height direction, but it can also be provided in the horizontal direction. What is necessary is just to select according to conditions, such as a coolant of cooling water, a flow rate, and a pressure loss.

図14Aは、実施例5の熱電変換器を示す外観斜視図である。図14Bは、実施例5の熱電変換器を示す側面図である。図14Cは、図14BのJ−J断面図である。   FIG. 14A is an external perspective view showing a thermoelectric converter of Example 5. FIG. FIG. 14B is a side view illustrating the thermoelectric converter according to the fifth embodiment. FIG. 14C is a JJ sectional view of FIG. 14B.

他の実施例との相違点は、実施例1〜4では、図3A〜3Dに示すように、連結する素子の方向に合わせて形状の異なる複数の上側電極2を用いたが、本実施例では、素子1つに対して1つの同じ形状の上側電極2を用いている点である。   The difference from the other embodiments is that, in the first to fourth embodiments, as shown in FIGS. 3A to 3D, a plurality of upper electrodes 2 having different shapes according to the direction of the elements to be connected are used. Then, one upper electrode 2 having the same shape is used for one element.

このため、本実施例においては、上側電極2の電気的な接続が問題となる。これを解決するため、本実施例においては、上側電極連結部材151(単に「連結部材」ともいう。)を用いて隣接する上側電極2を連結している。   For this reason, in this embodiment, the electrical connection of the upper electrode 2 becomes a problem. In order to solve this, in the present embodiment, the upper electrode 2 adjacent to each other is connected using an upper electrode connecting member 151 (also simply referred to as “connecting member”).

本実施例では、複数の形状の上側電極2を用意する必要がないので、製造に必要な部品の種類を削減できる。その一方、上側電極2を上側電極連結部材151で連結する工程が必要になる。これらを鑑み、用いる上側電極2を選定すれば良い。   In the present embodiment, since it is not necessary to prepare the upper electrode 2 having a plurality of shapes, the types of parts required for manufacturing can be reduced. On the other hand, a step of connecting the upper electrode 2 with the upper electrode connecting member 151 is required. In view of these, the upper electrode 2 to be used may be selected.

図15Aは、実施例6の熱電変換器を示す外観斜視図である。図15Bは、図15Aの上側電極2の組み立て前後を示す外観斜視図である。図15Cは、図15Aの熱電変換器の側面図である。図15Dは、図15CのK−K断面図である。   FIG. 15A is an external perspective view showing a thermoelectric converter of Example 6. FIG. 15B is an external perspective view showing before and after assembly of the upper electrode 2 of FIG. 15A. FIG. 15C is a side view of the thermoelectric converter of FIG. 15A. 15D is a cross-sectional view taken along the line KK in FIG. 15C.

他の実施例との相違点は、本実施例では、図15Aに示すように、上側電極2は、凸部がすべて四角錐状(ピラミッド状)の同一の形状を有する点である。図15Bに示すように、これらの凸部102(凸形状部材)の下面は、板状の導体112(平面部材)により電気的に接続されている。凸部102と導体112とを接合したものが上側電極2である。凸部102と導体112とを別部材とすることにより、冷却水の冷媒や流速や圧力損失などの条件に応じて凸部102のみを変更することができ、平面部材を共通化することができる。   The difference from the other embodiments is that, in this embodiment, as shown in FIG. 15A, the upper electrode 2 has the same shape in which all convex portions are quadrangular pyramids (pyramids). As shown in FIG. 15B, the lower surfaces of these convex portions 102 (convex shaped members) are electrically connected by plate-like conductors 112 (planar members). The upper electrode 2 is formed by joining the convex portion 102 and the conductor 112. By using the convex portion 102 and the conductor 112 as separate members, only the convex portion 102 can be changed according to conditions such as the coolant of cooling water, flow velocity, pressure loss, etc., and a planar member can be shared. .

上側電極2や素子1や下側電極3や下側流路6を接合する際に加圧が必要な場合、上側電極2が凸部を持っていると加圧箇所が平面にならないので、加圧のための治具などが必要になる場合がある。   If pressurization is required when joining the upper electrode 2, the element 1, the lower electrode 3, or the lower flow path 6, if the upper electrode 2 has a convex portion, the pressurization location will not be flat. A jig for pressure may be required.

一方、本実施例では、凸部を持たない上側電極2を用いて素子1や下側電極3や下側流路6を接合し、最後に凸部を追加することで、素子1や下側電極3や下側流路6は平面の加圧で接合できる。その一方、部品数が増加する。また、上側電極2の平面部材と凸部の接合工程が必要になる。これらを鑑み、用いる上側電極2を選定すれば良い。   On the other hand, in the present embodiment, the element 1, the lower electrode 3, and the lower flow path 6 are joined using the upper electrode 2 having no convex portion, and finally the convex portion is added, so that the element 1 or the lower side is added. The electrode 3 and the lower flow path 6 can be joined by planar pressure. On the other hand, the number of parts increases. Moreover, the joining process of the planar member and convex part of the upper electrode 2 is required. In view of these, the upper electrode 2 to be used may be selected.

図16は、実施例7の熱電変換モジュールを示す断面図である。   FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating the thermoelectric conversion module of the seventh embodiment.

他の実施例との相違点は、実施例1〜6では下側流路6の一面に素子1を配置したが、本実施例では、図16に示すように、下側流路6の複数の面に素子1を配置している点である。さらに、上側流路14も両側に配置し、それに対応して上側電極2や気密封止部材7も両側に配置される。下側流路6、素子1等は、ケース109に収納され、フタ10も両側に付設される。低温流体流路114も両側に形成される。   The difference from the other embodiments is that the elements 1 are arranged on one surface of the lower flow path 6 in the first to sixth embodiments. However, in this embodiment, as shown in FIG. This is that the element 1 is arranged on the surface. Furthermore, the upper flow path 14 is also arranged on both sides, and the upper electrode 2 and the hermetic sealing member 7 are also arranged on both sides correspondingly. The lower flow path 6, the element 1 and the like are accommodated in a case 109, and the lid 10 is also attached on both sides. A cryogenic fluid flow path 114 is also formed on both sides.

本実施例では、下側流路6を流れる高温ガスの熱エネルギーを回収するための伝熱面積を大きくし、熱エネルギーをより有効に電気に変換することができる。その一方、熱電変換器が大きくなり、部品数が増加する。これらを鑑み、用いる熱電変換器の構造を選定すれば良い。   In the present embodiment, the heat transfer area for recovering the thermal energy of the high-temperature gas flowing through the lower flow path 6 can be increased, and the thermal energy can be converted to electricity more effectively. On the other hand, the thermoelectric converter becomes larger and the number of parts increases. In view of these, the structure of the thermoelectric converter to be used may be selected.

なお、図16では、下側流路6の上下面に素子1を配置しているが、側面など他の面に素子1を配置しても良い。また、下側流路6が曲面を持つ場合には、曲面に沿って素子1を配置することも可能である。その場合、気密封止部材7を素子1の配置位置に合わせた形状とする。   In FIG. 16, the element 1 is disposed on the upper and lower surfaces of the lower flow path 6, but the element 1 may be disposed on another surface such as a side surface. When the lower flow path 6 has a curved surface, the element 1 can be arranged along the curved surface. In that case, the hermetic sealing member 7 is shaped to match the arrangement position of the element 1.

いずれの素子配置においても、気密封止部材7はそれぞれ垂直に気圧差分の圧力が加圧されるので、本発明の効果を得ることができる。   In any of the element arrangements, the hermetic sealing member 7 is perpendicularly pressurized with a differential pressure, so that the effects of the present invention can be obtained.

図17は、実施例8の熱電変換器を示す断面図である。   FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating the thermoelectric converter of the eighth embodiment.

他の実施例との相違点は、次のとおりである。   Differences from other embodiments are as follows.

実施例1〜7では、緩衝材8に絶縁性の樹脂材料を用いることにより、上側電極2と気密封止部材7との間の絶縁を確保している。これに対し、本実施例では、図17に示すように、上側電極2の凸部の表面に絶縁層181を設けてある。これにより、上側電極2と気密封止部材7との間の絶縁を確保する。   In Examples 1-7, the insulation between the upper electrode 2 and the airtight sealing member 7 is ensured by using an insulating resin material for the buffer material 8. In contrast, in this embodiment, as shown in FIG. 17, an insulating layer 181 is provided on the surface of the convex portion of the upper electrode 2. Thereby, the insulation between the upper electrode 2 and the hermetic sealing member 7 is ensured.

本実施例では、上側電極2と気密封止部材7との間の絶縁を上側電極2で確保できるので、緩衝材8の材料に銅箔やアルミニウム箔等の導電性の材料を選ぶことができる。そのため、より熱伝導率の大きい材料を用いることで熱抵抗を低減することや、より低弾性の材料を用いることで変形吸収性を向上することや、より密着力の大きい材料を用いることで密着界面の熱抵抗を低減するなど、材料選択の幅が広がる。   In the present embodiment, since the insulation between the upper electrode 2 and the hermetic sealing member 7 can be secured by the upper electrode 2, a conductive material such as a copper foil or an aluminum foil can be selected as the material of the buffer material 8. . For this reason, it is possible to reduce thermal resistance by using a material having higher thermal conductivity, improve deformation absorption by using a material having lower elasticity, or adhere by using a material having higher adhesion. The range of material selection is widened by reducing the thermal resistance of the interface.

図18は、実施例8の熱電変換モジュールを示す断面図である。   FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating the thermoelectric conversion module of the eighth embodiment.

本図において、上側電極2の凸部の表面に設けられた絶縁層181は、上側電極2の下部にまで達している、これに対して、気密封止部材7や緩衝材8は、上側電極2の下部までは到達しない。そのため、各部材の寸法誤差があった場合であっても、上側電極2の端部で電気的短絡が生じることはない。   In this figure, the insulating layer 181 provided on the surface of the convex portion of the upper electrode 2 reaches the lower portion of the upper electrode 2. On the other hand, the hermetic sealing member 7 and the buffer material 8 include the upper electrode 2. The lower part of 2 is not reached. Therefore, even when there is a dimensional error of each member, an electrical short circuit does not occur at the end of the upper electrode 2.

絶縁層181は、セラミックスの溶射により形成することが望ましい。このようにして形成した絶縁層181は、熱電変換モジュールを稼働している際に、不要なガスが発生しにくい。また、絶縁層181は、エナメル塗料(一般に樹脂塗料)を塗布することにより形成してもよいし、スプレーにより樹脂を塗布してもよい。   The insulating layer 181 is desirably formed by thermal spraying of ceramics. The insulating layer 181 formed in this way hardly generates unnecessary gas when the thermoelectric conversion module is operating. The insulating layer 181 may be formed by applying an enamel paint (generally a resin paint), or may be applied by spraying a resin.

図19は、本発明の熱電変換モジュールを備えた自動車を示す概略断面図である。   FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing an automobile provided with the thermoelectric conversion module of the present invention.

本図において、熱電変換モジュール210は、自動車の車体201の前部に配置されている。熱電変換モジュール210の下側流路6(図1)には、エンジン220から出る高温の排気ガスを供給する。下側流路6を通過した排気ガスは、車体201の後部の排気口230から排出される。一方、熱電変換モジュール210の上側流路14(図1)には、外気を流す。ここで、外気の代わりに、空冷され車体201の内部を循環する冷却水を用いてもよい。   In this figure, the thermoelectric conversion module 210 is arrange | positioned at the front part of the vehicle body 201 of a motor vehicle. Hot exhaust gas from the engine 220 is supplied to the lower flow path 6 (FIG. 1) of the thermoelectric conversion module 210. The exhaust gas that has passed through the lower flow path 6 is exhausted from the exhaust port 230 at the rear of the vehicle body 201. On the other hand, outside air flows through the upper flow path 14 (FIG. 1) of the thermoelectric conversion module 210. Here, instead of outside air, cooling water that is air-cooled and circulates inside the vehicle body 201 may be used.

本実施例の構成により、従来外気に放出されていた排気ガスの熱エネルギーの一部を回収し、電気エネルギーに変化して利用することができる。   With the configuration of the present embodiment, a part of the thermal energy of the exhaust gas that has been conventionally released to the outside air can be recovered and used by changing to electric energy.

以上、本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。   Although the present invention has been specifically described above based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

以下、本発明の効果についてまとめて説明する。   Hereinafter, the effects of the present invention will be described together.

本発明によれば、電極と熱源との間に配置された緩衝材で動作時に生じる熱変形を吸収することで、発生する熱応力を低減できる。また、電極の凸形状となる箇所で電極と緩衝材を連結することで、電極が平面の場合と比較して電極と緩衝材が連結する面積を大きくできる。緩衝材部分の熱抵抗は、緩衝材の厚さ/(緩衝材の熱伝導率×面積)である。一般に、緩衝材となる材料は、電極などの材料と比較して熱伝導率が小さいが、本発明によって面積を大きくできるので、緩衝材部分の熱抵抗を小さくできる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thermal stress which generate | occur | produces can be reduced by absorbing the thermal deformation which arises at the time of operation | movement with the shock absorbing material arrange | positioned between an electrode and a heat source. Moreover, the area which an electrode and a buffer material connect can be enlarged by connecting an electrode and a buffer material in the location used as the convex shape of an electrode compared with the case where an electrode is a plane. The thermal resistance of the buffer material portion is the thickness of the buffer material / (thermal conductivity of the buffer material × area). In general, the material used as a buffer material has a lower thermal conductivity than materials such as electrodes, but the area can be increased according to the present invention, so that the thermal resistance of the buffer material portion can be reduced.

さらに、緩衝材と熱電との間に気密封止部材を配置して熱電変換素子を搭載する領域の気圧を外部よりも減圧することで、気圧差によって緩衝材が電極と気密封止部材の間で圧縮され、電極と気密封止部材が緩衝材を介して強固に密着する。その結果、電極と気密封止部材の間の熱抵抗を低減できる。ばねなどを用いて機械的に密着する構造では、面積の大きい領域を加圧するためにはその分大きな加圧力が必要になるが、本発明では気圧差を活用して緩衝材を加圧するので、面積の大きさにかかわらず均一に気圧差分の圧力で加圧できる。   Further, by arranging an airtight sealing member between the buffer material and the thermoelectric to reduce the pressure in the region where the thermoelectric conversion element is mounted from the outside, the buffer material is placed between the electrode and the airtight sealing member due to a pressure difference. The electrode and the hermetic sealing member are firmly adhered to each other through the cushioning material. As a result, the thermal resistance between the electrode and the hermetic sealing member can be reduced. In a structure that mechanically adheres using a spring or the like, in order to pressurize a large area, it is necessary to apply a large pressurizing force. Regardless of the size of the area, it is possible to pressurize uniformly with the pressure difference of the atmospheric pressure.

これらの効果によって、高い変換効率を持つと共に、高い信頼性を持つ熱電変換器を提供できる。   These effects can provide a thermoelectric converter having high conversion efficiency and high reliability.

1:素子、2:上側電極、2a、2b、2c:上側電極、3:下側電極、3a、3b:下側電極、6:下側流路、7:気密封止部材、8:緩衝材、9、109:ケース、10:フタ、11:上側流路連結部材、12:電極、13:電極絶縁部材、14:上側流路、15:減圧領域、61:電極用穴、100:熱電変換モジュール、151:上側電極連結部材、181:絶縁層、201:車体、210:熱電変換モジュール、220:エンジン、230:排気口。   1: Element, 2: Upper electrode, 2a, 2b, 2c: Upper electrode, 3: Lower electrode, 3a, 3b: Lower electrode, 6: Lower flow path, 7: Airtight sealing member, 8: Buffer material , 9, 109: Case, 10: Cover, 11: Upper channel connecting member, 12: Electrode, 13: Electrode insulating member, 14: Upper channel, 15: Depressurized region, 61: Electrode hole, 100: Thermoelectric conversion Module: 151: Upper electrode connecting member, 181: Insulating layer, 201: Car body, 210: Thermoelectric conversion module, 220: Engine, 230: Exhaust port.

Claims (20)

熱電変換素子と、高温側電極と、低温側電極と、容器と、気密封止部材と、緩衝材と、を備え、
前記熱電変換素子は、前記高温側電極と前記低温側電極との間に配置され、
前記熱電変換素子、前記高温側電極及び前記低温側電極は、前記容器と前記気密封止部材とで形成された空間に配置され、
前記緩衝材は、前記低温側電極と前記気密封止部材との間に挟み込まれ、
前記低温側電極と前記緩衝材との接触面積は、前記熱電変換素子の横断面積より大きい、熱電変換モジュール。
A thermoelectric conversion element, a high temperature side electrode, a low temperature side electrode, a container, an airtight sealing member, and a buffer material,
The thermoelectric conversion element is disposed between the high temperature side electrode and the low temperature side electrode,
The thermoelectric conversion element, the high temperature side electrode, and the low temperature side electrode are arranged in a space formed by the container and the hermetic sealing member,
The buffer material is sandwiched between the low temperature side electrode and the hermetic sealing member,
The thermoelectric conversion module, wherein a contact area between the low temperature side electrode and the buffer material is larger than a cross sectional area of the thermoelectric conversion element.
前記緩衝材は、前記低温側電極と前記気密封止部材とに密着している、請求項1記載の熱電変換モジュール。   The thermoelectric conversion module according to claim 1, wherein the buffer material is in close contact with the low temperature side electrode and the hermetic sealing member. 前記空間の気圧は、外気圧よりも低い、請求項1又は2に記載の熱電変換モジュール。   The thermoelectric conversion module according to claim 1 or 2, wherein the air pressure in the space is lower than the external air pressure. 前記低温側電極が前記緩衝材に接触する面は、前記低温側電極の凸部である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱電変換モジュール。   The surface where the said low temperature side electrode contacts the said buffer material is a thermoelectric conversion module as described in any one of Claims 1-3 which is a convex part of the said low temperature side electrode. 前記気密封止部材の一部は、蛇腹形状である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱電変換モジュール。   The thermoelectric conversion module according to claim 1, wherein a part of the hermetic sealing member has a bellows shape. 前記低温側電極は、1つの凸部を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱電変換モジュール。   The thermoelectric conversion module according to any one of claims 1 to 5, wherein the low temperature side electrode has one convex portion. 前記低温側電極は、複数の凸部を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱電変換モジュール。   The thermoelectric conversion module according to claim 1, wherein the low temperature side electrode has a plurality of convex portions. 前記凸部は、曲面である、請求項6又は7に記載の熱電変換モジュール。   The thermoelectric conversion module according to claim 6 or 7, wherein the convex portion is a curved surface. 前記凸部は、前記気密封止部材の表面を流れる低温流体の流れ方向に傾斜する面を有する、請求項6〜8のいずれか一項に記載の熱電変換モジュール。   The thermoelectric conversion module according to any one of claims 6 to 8, wherein the convex portion has a surface inclined in a flow direction of a low-temperature fluid flowing on a surface of the hermetic sealing member. 前記熱電変換素子と前記低温側電極とは、個数が等しく、前記低温側電極のすべてが同一の形状を有し、隣接する前記低温側電極同士は、連結部材により電気的に接続されている、請求項1〜9のいずれか一項に記載の熱電変換モジュール。   The thermoelectric conversion elements and the low temperature side electrodes are equal in number, all the low temperature side electrodes have the same shape, and the adjacent low temperature side electrodes are electrically connected by a connecting member, The thermoelectric conversion module as described in any one of Claims 1-9. 前記低温側電極は、平面部材及び凸形状部材で構成され、前記平面部材は、前記熱電変換素子と前記凸形状部材との間に配置され、隣接する前記前記凸形状部材同士は、平面部材により電気的に接続されている、請求項1〜9のいずれか一項に記載の熱電変換モジュール。   The low temperature side electrode includes a planar member and a convex member, the planar member is disposed between the thermoelectric conversion element and the convex member, and the adjacent convex members are formed by a planar member. The thermoelectric conversion module according to any one of claims 1 to 9, which is electrically connected. 前記気密封止部材を複数有し、それぞれの前記気密封止部材が前記緩衝材を介して前記低温側電極と密着している、請求項1〜11のいずれか一項に記載の熱電変換モジュール。   The thermoelectric conversion module according to any one of claims 1 to 11, wherein the thermoelectric conversion module includes a plurality of the hermetic sealing members, and each of the hermetic sealing members is in close contact with the low-temperature side electrode via the buffer material. . 前記低温側電極の表面には、絶縁層を設け、
前記緩衝材は、導電性を有する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の熱電変換モジュール。
An insulating layer is provided on the surface of the low temperature side electrode,
The thermoelectric conversion module according to claim 1, wherein the buffer material has conductivity.
さらに、フタ部を備え、
前記気密封止部材と前記フタ部との間には、低温流体流路が形成されている、請求項1〜13のいずれか一項に記載の熱電変換モジュール。
In addition, with a lid,
The thermoelectric conversion module according to any one of claims 1 to 13, wherein a low-temperature fluid flow path is formed between the hermetic sealing member and the lid portion.
熱電変換素子と、高温側電極と、緩衝材と接触するように構成された面を介して低温流体との熱交換をする低温側電極と、を備え、
前記熱電変換素子は、前記高温側電極と前記低温側電極との間に配置され、
前記低温側電極の伝熱面積は、前記熱電変換素子の横断面積より大きい、熱電変換器。
A thermoelectric conversion element, a high-temperature side electrode, and a low-temperature side electrode that exchanges heat with a low-temperature fluid through a surface configured to come into contact with the buffer material,
The thermoelectric conversion element is disposed between the high temperature side electrode and the low temperature side electrode,
The heat transfer area of the low temperature side electrode is a thermoelectric converter that is larger than the transverse area of the thermoelectric conversion element.
前記低温側電極の伝熱面は、前記低温側電極の凸部である、請求項15記載の熱電変換器。   The thermoelectric converter according to claim 15, wherein the heat transfer surface of the low temperature side electrode is a convex portion of the low temperature side electrode. 前記低温側電極は、1つ又は複数の凸部を有する、請求項15又は16に記載の熱電変換器。   The thermoelectric converter according to claim 15 or 16, wherein the low temperature side electrode has one or a plurality of convex portions. 熱電変換素子と、高温側電極と、低温側電極と、を有する熱電変換器を、高温流体流路を有する容器に、前記高温側電極が前記高温流体流路に接するように設置する工程と、
前記低温側電極の表面に緩衝材を付設する工程と、
気密封止部材を構成要素の一部として用いることにより形成した低温流体流路を前記緩衝材の表面に付設する工程と、を含む、熱電変換モジュールの製造方法。
Installing a thermoelectric converter having a thermoelectric conversion element, a high temperature side electrode, and a low temperature side electrode in a container having a high temperature fluid flow path so that the high temperature side electrode is in contact with the high temperature fluid flow path;
Attaching a cushioning material to the surface of the low temperature side electrode;
Attaching a low-temperature fluid flow path formed by using an airtight sealing member as a part of the component to the surface of the cushioning material.
さらに、前記気密封止部材と前記容器とで囲まれた領域を減圧する工程を含む、請求項18記載の熱電変換モジュールの製造方法。   Furthermore, the manufacturing method of the thermoelectric conversion module of Claim 18 including the process of decompressing the area | region enclosed with the said airtight sealing member and the said container. 前記低温流体流路は、前記気密封止部材にフタ部を接合することにより形成する、請求項18又は19に記載の熱電変換モジュールの製造方法。   The said low-temperature fluid flow path is a manufacturing method of the thermoelectric conversion module of Claim 18 or 19 formed by joining a cover part to the said airtight sealing member.
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