JPH0463481A - 絶縁被覆型熱発電素子及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は絶縁被覆型熱発電素子及びその製造法に係り、
特にガス燃焼器具の立ち消え安全装置に使用される鉄珪
化物熱発電素子及びその製造法に関する。

［従来の技術］ 従来、ｎ型ＦｅＳｉ２粉末、ｎ型ＦｅＳｉ２粉末及びフ
ォルステライト等の３種類の絶縁物粉末を、各々、ドク
ターブレード法を用いてシート状に成形した後、第２図
に示す如く、各３種類のシート、即ち、ｎ型ＦｅＳｉ２
シート１１、フォルステライト絶縁シート１２、ｎ型Ｆ
ｅＳｉ２シート１３を重ねて、脱脂、焼結、アニール、
切断を行ない、小型の熱発電素子１０を得る方法が提案
されている（特開昭５６−１５２２８２号）。

［発明が解決しようとする課題］ このような熱発電素子１０はｎ型鉄珪化物（シート１１
）とｎ型鉄珪化物（シート１３）との間隔が狭く、しか
も、絶縁物（シート１２）を介して繋っているため、ガ
ス器具に取り付けて実際に使用する際、汚れ、カーボン
等が熱発電素子に付着し、ｎ型とｎ型との短絡を引き起
こすという欠点を有する。このため、従来の熱発電素子
１０は、徐々に起電力が低下し、長時間連続使用ができ
ないという問題点があった。

本発明は上記従来の問題点を解決し、ｐ型とｎ型との短
絡のおそれがなく、長時間連続使用が可能な絶縁被覆型
熱発電素子及びその製造法を提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ 請求項（１）の絶縁被覆型熱発電素子は、ｐ型鉄珪化物
とｎ型鉄珪化物間のｐｎ接合部を除く領域に絶縁物が介
在されている構造の熱発電素子において、該素子の外周
部を金属酸化物よりなる絶縁物で被覆した構造を有する
ことを特徴とする 請求項（２）の絶縁被覆型熱発電素子の製造法は、上記
請求項（１）の絶縁被覆型熱発電素子を製造する方法で
あって１、熱発電素子の外周部に浸漬、スプレー又はス
ピンコート法により金属アルコキシドを含む塗膜を着膜
形成した後、乾燥、焼成することを特徴とする。

以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の絶縁被覆型熱発電素子の一実施例を示
す斜視図である。

図示の如く、本発明の絶縁被覆型熱発電素子１は、ｐ型
鉄珪化物シート２とｎ型鉄珪化物シート３とを、ｐｎ接
合部４を除く領域に絶縁シート５を介して積層一体化し
てなる熱発電素子本体６に、その電極取付部７を除く外
周部に金属酸化物よりなる絶縁皮膜８を形成したもので
ある。

本発明の絶縁被覆型熱発電素子において、熱発電素子本
体６としては、従来提供される各種の鉄珪化物熱発電素
子を用いることができる。このような熱発電素子本体６
に形成する絶縁皮膜８の金属酸化物としては、Ｍｇ、Ｔ
ｉ、Ｆｅ、Ｓｉ。

Ａｌ、Ｔａ、Ｚｒ等の１種よりなる酸化物又はこれらの
２種以上よりなる複合酸化物或いは２種以上の酸化物の
混合物が好適である。

本発明において、このような金属酸化物の絶縁皮膜の厚
さは５００〜５０００Ａ程度とするのが好ましい。この
厚さが５００Ａ未満では本発明による十分な効果が得ら
れず、５０００Ａを超えると熱疲労により絶縁膜にクラ
ックが生じる場合がある。

次に本発明の絶縁被覆型熱発電素子の製造法について説
明する。

本発明の方法においては、まず、一般に提供される熱発
電素子の電極取付部を除く外周部に浸漬法、スプレー法
又はスピンコート法により金属アルコキシドよりなる塗
膜を着膜形成する。浸漬、スプレー　スピンコート法は
、いずれも均一で充分な着服を形成するに非常に有利な
方法である。

使用する金属アルコキシドとしては、Ｓｉ。

Ｆｅ、Ａｌ２．Ｔａ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｔｉ等の金属のアル
コキシドの１種類又はこれらの混合物が望ましい。

このようにして、金属アルコキシドの塗膜を形成した後
は、乾燥し、次いで焼成を行なう。

乾燥は１００〜１５０℃の温度で行なうのが好ましく、
また、焼成は５０〜ｂ に１００℃／　ｈ　ｒ程度の昇温速度で昇温し、７５０
〜８００℃にて行なうのが好ましい。なお、乾燥後の昇
温速度が速過ぎると皮膜にクランクが入り、所望の絶縁
特性が得られない場合があるので、昇温速度は上記範囲
に設定するのが重要である。

得られる絶縁皮膜の厚みは前述の如く、５００〜５００
０Ａとするのが好ましいが、熱発電素子本体の表面粗度
が高い場合には、表面の凸部に形成される皮膜が薄くな
る場合がある。この場合には、着服、乾燥及び焼成の操
作を２〜３回繰り返すことにより、十分な膜厚の絶縁皮
膜を得るようにするのが好ましい。

［作用コ 本発明の絶縁被覆型熱発電素子は、その外周部に金属酸
化物の絶縁皮膜を有するため、この皮膜により、汚れ、
カーボン付着が防止され、短絡が有効に阻止される。こ
のため長時間に亘）て起電力が低下せず、連続使用が可
能である。

ところで、金属アルコキシドは、一般式Ｍ（ＯＲ）ｎで
表わされる化合物で、ＯＲ基が強い塩基性を持つために
容易に加水分解され、有機高分子のような縮合過程を経
て、金属酸化物又はその水和物に変化する。このアルコ
キシド加水分解法は、次のような特徴を有する。

■　金属アルコキシドは、再結晶或いは蒸留などの手法
で精製できるので、容易に高純度の金属アルコキシドが
得られる。

■　反応系では、最終的に金属酸化物又はその水和物以
外に水とアルコールしか含まないので、生成物を溶液か
ら分離することなく乾燥。

加熱によって純粋な金属酸化物を得ることができる。

■　金属アルコキシドと反応する相手は水だけであるか
ら、他の金属イオンが不純物として導入されることは少
ない。

■　縮合過程を経るので、適当な加水分解条件を設定す
れば、縮合分子の形や分子量の制御が可能で、溶液の粘
度を調節することができる。

従って、有機高分子と同じように容易に着服が行なえる
。

従って、金属アルコキシドを用いて金属酸化物の絶縁皮
膜を形成する本発明の方法によれば、容易かつ効率的に
本発明の絶縁被覆型熱発電素子を製造することができる
。

［実施例コ 以下に本発明の絶縁被覆型熱発電素子及びその製造法を
具体的な実施例により説明するが、本発明はその用紙を
超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない
。

実施例１ ｐ型鉄珪化物とｎ型鉄珪化物のｐｎ接合部を除く領域に
、絶縁物が介在されている構造の熱発電素子で、下記構
成を有し、形状が５×５×３０ｍｍのものを用意した。

熱発電素子構成 ｎ型鉄珪化物シート 組成：　Ｆ　ｅｏ、９０Ｍｎｏ、ｌｏｓ　ｉ　２厚さ：
１．Ｏｍｍ 絶縁物シート 組成：フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）厚さ：０．
２ｍｍ ｎ型鉄珪化物シート 組成：　Ｆ　ｅ　ｏ９ｔｃ　ＯＯ，０３５１２厚さ：１
．Ｏｍｍ 方、金属アルコキシドとしては、エチルシリケートとＭ
ｇイソプロポキシドをＳｔとＭｇのモル比が１．５：２
となる様に調整し、予め、純水をわずかに加えて部分加
水分解した状態としたものを用意した。次に、電極接合
部（端部３ｍｍ）を除いて、前記素子全体を上記金属ア
ルコキシド溶液に浸漬し、１ｍｍ／ｓｅｃの速度で引き
上げた。その後１２０℃で乾燥し、引き続き１００℃／
　ｈ　ｒの昇温速度で７８０℃まで昇温し、当該温度に
て３０分間保持した後、徐冷して本発明の絶縁被覆型熱
発電素子を作製した。このものは、素子の電極接合部以
外の外周部に厚さ１２００Ａの絶縁皮膜が形成されたも
のであった。

得られた素子に電極を付け、更に、絶縁皮膜上に導電性
の塗料を塗布し、熱発電素子の内部抵抗を測定したとこ
ろ、２Ω程度の良好な測定値となった。これにより、充
分な特性の絶縁皮膜が形成されていることが確認された
。

比較として、絶縁皮膜を形成していない熱発電素子につ
いて、同様のテストを行なったところ、内部抵抗値は０
．５Ω程度となり、ｐ型鉄珪化物とｎ型鉄珪化物とがｐ
ｎ接合部以外で短絡していることが確認された。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の絶縁被覆型熱発電素子によ
れば、実使用時の汚れ、カーボン付着等により短絡を起
こすことがなく、長時間にわたり安定に連続使用が可能
な高特性絶縁被覆型熱発電素子が提供される。

しかして、このような本発明の絶縁被覆型熱発電素子は
、本発明の製造法により容易かつ効率的に製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の絶縁被覆型熱発電素子の一実施例を示
す斜視図、第２図は従来例を示す斜視図である。 ・・・絶縁被覆型熱発電素子、 ・・・ｎ型鉄珪化物シート、 ・・・ｎ型鉄珪化物シート、 ・・・ｐｎ接合部、 ・・・熱発電素子本体、 ・・・絶縁被膜。 ５・・・絶縁シート、 ７・・・電極取付部、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｐ型鉄珪化物とｎ型鉄珪化物間のｐｎ接合部を除
   く領域に絶縁物が介在されている構造の熱発電素子にお
   いて、該素子の外周部を金属酸化物よりなる絶縁物で被
   覆した構造を有することを特徴とする絶縁被覆型熱発電
   素子。
2. （２）熱発電素子の外周部に浸漬、スプレー又はスピン
   コート法により金属アルコキシドを含む塗膜を着膜形成
   した後、乾燥、焼成することを特徴とする請求項（１）
   に記載の絶縁被覆型熱発電素子の製造法。