JP4131029B2 - 熱電変換モジュール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペルチェ効果あるいはゼーベック効果を利用した熱電変換モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱電変換モジュールは、一般に図１５に示すように、２枚の電気絶縁性の基板１１の間に、電極１２を介して交互に電気的に直列に接続されたＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３を挟持した構造に形成されている。そしてこの熱電変換モジュールに直流電流を印加すると、一方の基板１１の側で発熱現象が、他方の基板１１の側で吸熱現象が生じる。また２枚の基板１１の間に温度差を与えると、熱電変換モジュールに起電力が発生する。このようなペルチェ効果あるいはゼーベック効果を利用して、熱電変換モジュールは熱電冷却や熱電発電などの種々の分野に用いられている。
【０００３】
このような従来の熱電変換モジュールでは熱は基板１１の面とＰ型及びＮ型の熱電変換素子２，３を設けた面と垂直な方向に移動するため、吸熱ブロック１３や放熱フィン１４付の放熱ブロック１５を一体に設けて使用する場合、図１５のように基板１１の面と垂直な方向に吸熱ブロック１３や放熱フィン１４付の放熱ブロック１５を設けるための大きなスペースが必要になり、製品の薄型化や小型化が困難になるものであった。
【０００４】
一方、特開平７−１５３９９８号公報には、図１６に示すように、電気絶縁性の基板１６の表面にほぼ２直角に開いた扇形状のＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３を設け、熱の移動方向を基板１６の中央部と外周部の方向になるようにした熱電変換モジュールが提供されている。このものでは熱の移動方向が基板１６の表面に沿った方向になるため、薄型化や小型化が可能である。
【０００５】
しかしながらこのものでは、基板１６の表面に一対のＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３が設けられているだけであるので、大きな吸放熱量や、大きな起電力を得ることは困難であるという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、基板の表面に沿った方向で熱の移動行なわせることができて薄型化や小型化を図ることができ、しかも大きな吸放熱量や、大きな起電力を得ることができる熱電変換モジュールを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る熱電変換モジュールは、電気絶縁性の基板１の表面に、Ｐ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３を中央部から外周部に向かって放射状に交互に複数本ずつ配置し、隣合うＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３の中央部側の端部同士と外周部側の端部同士を交互に接合してＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３を交互に電気的に直列に接続し、Ｐ型及びＮ型の熱電変換素子２，３の基板１の中央部側の接合部５と外周部側の接合部６の間の位置において、基板の全周に亘るように環状に基板１に断熱材７を設け、基板１の中央部を吸熱部と放熱部のいずれか一方、基板１の外周部を吸熱部と放熱部のいずれか他方として成ることを特徴とするものである。
【０００８】
また請求項２の発明は、Ｐ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３の端部同士を電極４で接合して成ることを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項３の発明は、空隙７ａ内の空気層で断熱材７を形成して成ることを特徴とするものである。
また請求項４の発明は、基板１の中央部と外周部の少なくとも一方に熱良導体８を設けて成ることを特徴とするものである。
また請求項５の発明は、基板１の中央部に熱良導体８を設けると共に熱良導体８をＰ型及びＮ型の熱電変換素子２，３を設けた側の基板１の表面より突出させ、Ｐ型及びＮ型の熱電変換素子２，３の基板１の中央部側の接合部５を電気絶縁層９を介して熱良導体８の突出する側面に接触させて成ることを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項６の発明は、基板１の中央部に熱良導体８を設け、この熱良導体８に貫通孔１０を設けて成ることを特徴とするものである。
また請求項７の発明は、基板１の両面にそれぞれＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３を配置して成ることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１及び図２は熱電変換モジュールの一例を示すものであり、セラミックス等の電気絶縁性を有する基板１の片側の表面に複数本のＰ型熱電変換素子２と複数本のＮ型熱電変換素子３がそれぞれ設けてある。図の例では基板１は円板状に形成してあるが、基板１の形状や厚みは特に制限されるものではなく、放熱や吸熱に適した形状であればよい。
【００１２】
ここで各Ｐ型熱電変換素子２やＮ型熱電変換素子３は、基板１の中央部の近傍から外周部の近傍へと放射状に延びるように細長い形状に形成してあり、Ｐ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３は基板１の周方向に交互に配列してある。そして隣合うＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３は、基板１の中央部側の端部同士と、基板１の外周部側の端部同士を交互にＰＮ接合してあり、基板１に配列したＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３を交互に電気的に直列に接続するようにしてある。図１の実施の形態では、Ｐ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３のＬ字形に屈曲させた中央部側の端部同士を直接接合した接合部５でＰＮ接合すると共に、Ｐ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３のＬ字形に屈曲させた外周部側の端部同士を直接接合した接合部６でＰＮ接合するようにしてある。基板１の表面へのＰ型熱電変換素子２やＮ型熱電変換素子３の形成方法や、ＰＮ接合方法は、例えば印刷法で行なうことができ、印刷の後に熱処理して焼き付けることによって基板１とＰ型やＮ型の熱電変換素子２，３との間及びＰ型やＮ型の熱電変換素子２，３の端部間の接合を行なうことができる。勿論、この方法に限定されるものではなく、半田接合によってこれらの接合を行なうこともできる。またこの電気的に直列に接続されるＰ型とＮ型の熱電変換素子２，３の群の両端に位置するＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３にはそれぞれリード線１９を接続して基板１から導出してある。
【００１３】
上記のように形成される電熱変換モジュールにあって、リード線１９からＰ型とＮ型の熱電変換素子２，３の群に直流電流を通電すると、電流は図１（ａ）の矢印のように基板１の表面と平行方向に流れ、例えば基板１の中央部側の各接合部５で吸熱が、外周部側の各接合部６で発熱がそれぞれ起こり、基板１の中央部が吸熱部、基板１の外周部が放熱部となって、熱は基板１の中央部から外周部へと基板１の表面に沿って移動する。Ｐ型とＮ型の熱電変換素子２，３の群に通電する直流電流の向きを逆にすると、基板１の外周部側の各接合部６で吸熱が、中央部側の各接合部５で発熱がそれぞれ起こり、基板１の外周部が吸熱部、基板１の中央部が放熱部となって、熱は基板１の外周部から中央部へと基板１の表面に沿って移動する。
【００１４】
このように、熱を基板１の中央部と外周部の間で基板１の表面と平行に移動させることができるので、フィン等の熱交換器も基板１の面と平行に突出するように取り付けることになるものであり、従来の熱電変換モジュールのように基板１の表面と垂直な方向に熱交換器等を取り付ける大きなスペースを確保する必要がなくなり、熱電変換モジュールを組み込む製品の薄型化や小型化を図ることできるものである。また、Ｐ型熱電変換素子２やＮ型熱電変換素子３はそれぞれ基板１に放射状に多数本設けてあるために、Ｐ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３の多数の接合部５，６で吸熱・放熱を行なわせることができ、大きな吸放熱量を得ることができるものである。
【００１５】
図３は請求項２の発明を説明する熱電変換モジュールの一例を示すものであり、隣合うＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３の、基板１の中央部側の端部同士と、基板１の外周部側の端部同士を交互に電極４でＰＮ接合してあり、Ｐ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３を電極４を介して交互に電気的に直列に接続するようにしてある。電極４は銅やアルミニウムなどの金属で形成することができる。このように電極４でＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３の中央部側と外周部側の接合部５，６が形成されるものであり、その他の構成は図１と同じである。
【００１６】
このように形成される電熱変換モジュールにあって、リード線１９からＰ型とＮ型の熱電変換素子２，３の群に直流電流を通電すると、中央部側の接合部５を構成する各電極４と外周部側の接合部６を構成する各電極４の一方で吸熱が、他方で発熱が起こり、基板１の中央部と外周部の一方が吸熱部、他方が放熱部となって、熱は基板１の中央部と外周部の間で基板１の表面と平行に移動する。ここで、吸熱や発熱はＰ型とＮ型の熱電変換素子２，３の接合部５，６で起こるものであり、図１の例のようにＰ型とＮ型の熱電変換素子２，３を直接接合する場合には、Ｐ型とＮ型の熱電変換素子２，３の接合面で吸熱や発熱が起こるが、図３の例のように電極４でＰ型とＮ型の熱電変換素子２，３を接合した場合には、電極４で吸熱や発熱が起こるために、電極４の面積によって吸熱面積や放熱面積を大きくすることができ、基板１の吸熱部と放熱部の間での熱伝達の効率を高めて、成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができるものである。
【００１７】
図４は請求項２の発明を説明する熱電変換モジュールの他の例を示すものである。図３の例では、電極４の両端部をＰ型とＮ型の熱電変換素子２，３の端部に埋入させるようにして、電極４でＰ型とＮ型の熱電変換素子２，３の端部同士を接合するようにしたが、図４の例では、Ｐ型とＮ型の熱電変換素子２，３の端部の端面を電極４の端部の側面に接触させて、電極４間にＰ型とＮ型の熱電変換素子２，３を挟み込むようにして（図４（ｂ））、Ｐ型とＮ型の熱電変換素子２，３の端部同士を接合するようにしてある。
【００１８】
図５は本発明の実施の形態を示すものであり、Ｐ型及びＮ型の熱電変換素子２，３の基板１の中央部側の接合部５と外周部側の接合部６の間の区域において、基板１に断熱材７を設けるようにしてある。断熱材７は基板１の全周に亘るように環状に設けてあり、この断熱材７は基板１内に埋設するようにして形成してもよいが、図５の実施の形態では、Ｐ型及びＮ型の熱電変換素子２，３を形成した側と反対側の面において基板１に設けるようにしてある。断熱材７としては基板１の熱電導率よりも小さい熱伝導率のものを基板１に付設するようにして形成することもできるが、熱伝導率が低くコストメリットが大きいという面から、基板１に空隙７ａを設けてこの空隙７ａ内の空気層で断熱材７を形成するのが最も好ましい（請求項３）。その他の構成は図４の例と同じであるが、図１乃至図３のものに適用することもできる。
【００１９】
このようにＰ型及びＮ型の熱電変換素子２，３の基板１の中央部側の接合部５と外周部側の接合部６の間に断熱材７を設けることによって、基板１の中央部と外周部の一方の吸熱部と他方の発熱部の間において、発熱部から吸熱部へと基板１内を熱が逆流することを断熱材７で抑制することができ、成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができるものである。
【００２０】
図６及び図７は請求項４の発明の実施の形態を示すものであり、基板１の中央部と外周部の少なくとも一方に熱良導体８を設けるようにしてある。図６及び図７の実施の形態では、Ｐ型及びＮ型の熱電変換素子２，３の基板１の中央部側の接合部５と外周部側の接合部６の間の区域において基板１に断熱材７を設け、この断熱材７の外側と内側の区域においてそれぞれ、基板１に熱良導体８を設けるようにしてある。熱良導体８としては銅やアルミニウムなどの基板１より熱伝導率の高い金属を用いることができるものであり、熱良導体８は基板１内に埋設するようにしてもよいが、Ｐ型及びＮ型の熱電変換素子２，３を設けた側と反対側の面において基板１に凹部を設けてこの凹部に熱良導体８をはめ込むようにしてもよい。このように熱良導体８を基板１の表面に露出させることが、吸熱や発熱の際の熱の出入りの効率が高いために好ましいが、熱良導体８とＰ型及びＮ型の熱電変換素子２，３の間の電気絶縁性は、基板１によって確保するようにしてある。その他の構成は図１の例と同じであるが、図３乃至図５のものにも適用することができる。
【００２１】
このように基板１の中央部や外周部に熱良導体８を設けることによって、基板１の中央部と外周部の一方の吸熱部における吸熱や、他方の発熱部における発熱を熱良導体８によって効率高く行なうことができ、成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができるものである。
図８及び図９は請求項５の発明の実施の形態を示すものであり、基板１の中央部と外周部に熱良導体８を設け、基板１の中央部の熱良導体８をＰ型及びＮ型の熱電変換素子２，３を設けた側の基板１の表面から突出させてある。この熱良導体８の突出部２０は基板１の中央部の開口から突出させてあり、突出部２の外周面にはセラミックスや樹脂、ゴム等で形成される電気絶縁層９が全周に亘って設けてある。そしてＰ型及びＮ型の熱電変換素子２，３の基板１の中央部側の接合部５を電気絶縁層９に当接させるようにしてあり、この接合部５を電気絶縁層９を介して熱良導体８の突出部２０に間接的に接触させるようにしてある。その他の構成は図６、図７の実施の形態と同じであり、基板１の中央部と外周部の熱良導体８の間の箇所において、基板１に断熱材７が設けてある。
【００２２】
このようにＰ型及びＮ型の熱電変換素子２，３の基板１の中央部側の接合部５を電気絶縁層９を介して熱良導体８の突出部２０に接触させることによって、この接合部５と熱良導体８の間の熱伝導を効率良く行なわせることができ、成績係数（ＣＯＰ）を一層向上させることができるものである。
図１０及び図１１は請求項６の発明の実施の形態を示すものであり、基板１の中央部の熱良導体８に設けた突出部２０に基板１の両面において開口する貫通孔１０を設けるようにしてある。その他の構成は図８、図９の実施の形態と同じである。
【００２３】
このように基板１の中央部において熱良導体８に貫通孔１０を設けることによって、この貫通孔１０に例えばチューブなど管状の伝熱体２１を差し込んで装着することができ、伝熱体２１を通して熱良導体８への熱の出入りを外部に対して行なうことができるものであり、基板１の表面に沿った方向以外の、例えば、基板１の表面に対して垂直な方向で熱を移動させるようにして、各種の機器に対応させることができるものである。また、図１２に示すように、複数の熱電変換モジュールの各貫通孔１０に伝熱体２１を差し込むことによって、複数の熱電変換モジュールを積み重ねて一体化し、熱電変換モジュールブロックを形成することができるものであり、この複数の熱電変換モジュールによって大きな吸放熱量を得ることができるものである。尚、図１〜図５に示す熱電変換モジュールにあっても、基板１の中央部に同様に貫通孔を設けることによって、複数の熱電変換モジュールを積み重ねて一体化して熱電変換モジュールブロックを形成することができるものである。
【００２４】
図１３及び図１４は請求項７の発明の実施の形態を示すものであり、基板１の両面にそれぞれＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３を放射状の配列で設けることによって、熱電変換モジュールを形成するようにしてある。図１３（ａ）に示す基板１の表面（上面）側のＰ型及びＮ型の熱電変換素子２，３や、図１３（ｂ）に示す基板１の裏面（下面）側のＰ型及びＮ型の熱電変換素子２，３は、それぞれ図１の例と同様にして、隣合うＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子３の中央部側の端部同士と外周部側の端部同士を交互にＰＮ接合して、交互に電気的に直列に接続するようにしてある。そして基板１の表面側の直列に接続されたＰ型とＮ型の熱電変換素子２，３の群の一端のＰ型熱電半導体素子２と、基板１の裏面側の直列に接続されたＰ型とＮ型の熱電変換素子２，３の群の一端のＮ型熱電半導体素子３とが、基板１の外周端部にコ字形に基板１の表面から裏面に渡るように設けられた電極２２で電気的に接続してあり、基板１の表面と裏面とに亘ってＰ型熱電半導体素子２とＮ型熱電半導体素子３を交互に電気的に直列に接続するようにしてある。もちろん、基板１の表面と裏面との接続は上記の形式に限定されるものではなく、電気的に直列に接続されていればよい。また基板１の表面側の直列に接続されたＰ型とＮ型の熱電変換素子２，３の群の他端のＮ型熱電半導体素子３と、基板１の裏面側の直列に接続されたＰ型とＮ型の熱電変換素子２，３の群の他端のＰ型熱電半導体素子２にそれぞれリード線１９を接続して基板１から導出してある。
【００２５】
また上記の図１３及び図１４の実施の形態では、Ｐ型及びＮ型の熱電変換素子２，３の基板１の中央部側の接合部５と外周部側の接合部６の間の区域において、基板１内に断熱材７を設け、この断熱材７の外側と内側の区域においてそれぞれ、基板１内に熱良導体８を設けるようにしてある。そして基板１の中央部の熱良導体８を基板１の表裏両面から突出させてあり、この熱良導体８の突出部２０の外周面に電気絶縁層９を介してＰ型及びＮ型の熱電変換素子２，３の基板１の中央部側の接合部５を間接的に接触させるようにしてある。
【００２６】
上記のように形成される熱電変換モジュールにあって、リード線１９から基板１の表裏両面のＰ型とＮ型の熱電変換素子２，３の群に直流電流を通電すると、電流は図１３（ａ）（ｂ）の矢印のように基板１の表面と平行方向に流れ、Ｐ型とＮ型の熱電変換素子２，３の群の基板１の中央部側の接合部５と外周部側の接合部６の一方で吸熱が、他方で発熱が起こり、基板１の中央部と外周部の一方が吸熱部、他方が放熱部となって、熱は基板１の中央部と外周部の間で基板１の表面と平行に移動する。ここで、この吸熱と発熱は基板１の両面で起こるので、吸放熱量を２倍にすることができ、より高性能な熱電変換モジュールとすることができるものである。
【００２７】
上記の各実施の形態では、Ｐ型とＮ型の熱電変換素子２，３の群に直流電流を通電することによって、基板１の中央部と外周部の一方の吸熱部と他方の発熱部で吸熱と発熱を生じさせるペルチェ効果を利用した熱電冷却・加熱について説明したが、基板１の中央部と外周部の一方の吸熱部と他方の発熱部に温度差を与えることによって、ゼーベック効果を利用した熱電発電に利用することができるのはいうまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
上記のように本発明は、電気絶縁性の基板の表面に、Ｐ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子を中央部から外周部に向かって放射状に交互に複数本ずつ配置し、隣合うＰ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子の中央部側の端部同士と外周部側の端部同士を交互に接合してＰ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子を交互に電気的に直列に接続し、基板の中央部を吸熱部と放熱部のいずれか一方、基板の外周部を吸熱部と放熱部のいずれか他方とするようにしたので、基板の中央部と外周部の一方が吸熱部、他方が放熱部となって、熱は基板の中央部と外周部の間で基板の表面と平行に移動するものであり、従来の熱電変換モジュールのように基板の表面と垂直な方向に熱交換器等を取り付ける大きなスペースを確保する必要がなくなり、熱電変換モジュールを組み込む製品の薄型化や小型化を図ることできるものである。また、Ｐ型熱電変換素子やＮ型熱電変換素子はそれぞれ基板に放射状に多数本設けてあって、通電によってＰ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子の多数の接合部で吸熱・放熱を行なわせることができ、またＰ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子の多数の接合部で温度差を与えることによって発電することができ、大きな吸放熱量や、大きな起電力を得ることができるものである。
また、Ｐ型及びＮ型の熱電変換素子の基板の中央部側の接合部と外周部側の接合部の間の位置において、基板の全周に亘るように環状に断熱材を設けるようにしたので、基板の中央部と外周部の一方の吸熱部と他方の発熱部の間において、発熱部から吸熱部へと基板内を熱が逆流することを断熱材で抑制することができ、成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができるものである。
【００２９】
また請求項２の発明は、Ｐ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子の端部同士を電極で接合するようにしたので、吸熱や発熱はＰ型とＮ型の熱電変換素子の接合部を構成する電極に生じるものであり、電極の面積によって吸熱面積や放熱面積を大きくすることができ、基板の吸熱部と放熱部の間での熱伝達の効率を高めて、成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができるものである。
【００３１】
また請求項３の発明は、空隙によって断熱材を形成するようにしたので、断熱材として特別な部材が不要になり、コストメリットが大きいものである。
また請求項４の発明は、基板の中央部と外周部の少なくとも一方に熱良導体を設けるようにしたので、基板の中央部と外周部の一方の吸熱部における吸熱や、他方の発熱部における発熱を熱良導体によって効率高く行なうことができ、成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができるものである。
【００３２】
また請求項５の発明は、基板の中央部に熱良導体を設けると共に熱良導体をＰ型及びＮ型の熱電変換素子を設けた側の基板の表面より突出させ、Ｐ型及びＮ型の熱電変換素子の基板の中央部側の接合部を電気絶縁層を介して熱良導体の突出する側面に接触させるようにしたので、基板の中央部側の接合部と熱良導体の間の熱伝導を効率良く行なわせることができ、成績係数（ＣＯＰ）を一層向上させることができるものである。
【００３３】
また請求項６の発明は、基板の中央部に熱良導体を設けると共に熱良導体をＰ型及びＮ型の熱電変換素子を設けた基板の表面より突出させ、この熱良導体に貫通孔を設けるようにしたので、貫通孔に例えば伝熱体などを差し込んで装着することができ、伝熱体を通して熱良導体への熱の出入りを外部に対して行なうことによって、基板の表面に沿った方向以外の方向で熱を移動させるようにして、各種の機器に対応させることができるものである。また、複数の熱電変換モジュールの各貫通孔に伝熱体などを差し込むことによって、複数の熱電変換モジュールを積み重ねて一体化することができるものであり、この複数の熱電変換モジュールによって大きな吸放熱量を得ることができるものである。
【００３４】
また請求項７の発明は、基板の両面にそれぞれＰ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子を配置するようにしたので、吸熱と発熱は基板の両面においてＰ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子の接合部で起こるものであり、吸放熱量を２倍にすることができ、より高性能な熱電変換モジュールとすることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 熱電変換モジュールの一例を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線切断端面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線切断端面図、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ線切断端面図である。
【図２】 熱電変換モジュールの一例の斜視図である。
【図３】 請求項２の発明を説明する熱電変換モジュールの一例を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線切断端面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線切断端面図、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ線切断端面図である。
【図４】 請求項２の発明を説明する熱電変換モジュールの他例を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線切断端面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線切断端面図、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ線切断端面図である。
【図５】 本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線切断端面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線切断端面図、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ線切断端面図である。
【図６】 請求項４の発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。
【図７】 請求項４の発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線切断端面図、（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線切断端面図、（ｃ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線切断端面図である。
【図８】 請求項５の発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。
【図９】 請求項５の発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は図８（ａ）のＡ−Ａ線切断端面図、（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ線切断端面図、（ｃ）は図８（ａ）のＣ−Ｃ線切断端面図である。
【図１０】 請求項６の発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。
【図１１】 請求項６の発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は図１０（ａ）のＡ−Ａ線切断端面図、（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ線切断端面図、（ｃ）は図１０（ａ）のＣ−Ｃ線切断端面図である。
【図１２】 熱電変換モジュールブロックを示す断面図である。
【図１３】 請求項７の発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。
【図１４】 請求項７の発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は図１３（ａ）のＡ−Ａ線切断端面図、（ｂ）は図１３（ａ）のＢ−Ｂ線切断端面図、（ｃ）は図１３（ａ）のＣ−Ｃ線切断端面図、（ｄ）は図１３（ａ）のＤ−Ｄ線切断端面図である。
【図１５】 従来の一例の正面図である。
【図１６】 従来の他例の平面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ Ｐ型熱電変換素子
３ Ｎ型熱電変換素子
４ 電極
５ 接合部
６ 接合部
７ 断熱材
７ａ 空隙
８ 熱良導体
９ 電気絶縁層
１０ 貫通孔

Claims (7)

1. 電気絶縁性の基板の表面に、Ｐ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子を中央部から外周部に向かって放射状に交互に複数本ずつ配置し、隣合うＰ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子の中央部側の端部同士と外周部側の端部同士を交互に接合してＰ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子を交互に電気的に直列に接続し、Ｐ型及びＮ型の熱電変換素子の基板の中央部側の接合部と外周部側の接合部の間の位置において、基板の全周に亘るように環状に断熱材を設け、基板の中央部を吸熱部と放熱部のいずれか一方、基板の外周部を吸熱部と放熱部のいずれか他方として成ることを特徴とする熱電変換モジュール。
2. Ｐ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子の端部同士を電極で接合して成ることを特徴とする請求項１に記載の熱電変換モジュール。
3. 空隙内の空気層で断熱材を形成して成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱電変換モジュール。
4. 基板の中央部と外周部の少なくとも一方に熱良導体を設けて成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
5. 基板の中央部に熱良導体を設けると共に熱良導体をＰ型及びＮ型の熱電変換素子を設けた側の基板の表面より突出させ、Ｐ型及びＮ型の熱電変換素子の基板の中央部側の接合部を電気絶縁層を介して熱良導体の突出する側面に接触させて成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
6. 基板の中央部に熱良導体を設けると共に熱良導体をＰ型及びＮ型の熱電変換素子を設けた側の基板の表面より突出させ、この熱良導体に貫通孔を設けて成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
7. 基板の両面にそれぞれＰ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子を配置して成ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の熱電変換モジュール。

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