[发明专利]热电转换器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用多个热电转换元件的热电转换器件。

背景技术

能够相互转换热能与电能的热电转换材料用于如通过热进行发电的发电元件或珀耳帖元件那样的热电转换元件。

热电转换元件具有能够直接将热能转换为电力，且不需要活动部等的优点。因此，连接多个热电转换元件而成的热电转换模块(发电装置)例如通过设置于煅烧炉或工厂的各种设备等的排热的部位，无需花费运行成本就能够简单地获得电力。

作为这种热电转换元件，已知有所谓的π型热电转换元件。

π型热电转换元件具有如下结构：设置相互分开的一对电极，且同样相互分开而在其中一个电极上设置N型热电转换材料，在另一个电极上设置P型热电转换材料，通过电极连接两个热电转换材料的上表面而成。

并且，以N型热电转换材料与P型热电转换材料交替配置的方式排列多个热电转换元件，通过串联连接热电转换材料的下部的电极，形成热电转换模块。

包括π型热电转换元件在内，通常的热电转换元件具有如下结构：在片状基板上具有电极，在电极上具有热电转换层(发电层)，在热电转换层上具有片状电极而成。

即，通常的热电转换元件通过电极沿厚度方向挟持热电转换层，沿热电转换层的厚度方向产生温度差，从而将热能转换为电能。

然而，以连接多个这种π型热电转换元件的方式进行制造时，存在制造工序变得复杂而费工夫的问题。并且，由于因各部件的热膨胀系数的不同引起的热应变的影响或反复产生热应变的变化，产生界面的疲劳现象，存在性能下降的问题。

对此，专利文献1中记载有具有多个热电转换要件(热电转换模块)的热电转换器件，所述热电转换要件具备：带状的具有挠性的绝缘性基材要件(绝缘性基板)；在绝缘性基材要件上隔着间隙而成膜的热电转换材料部件(热电转换层)；及在上端部与下端部交替连接相互相邻的热电转换材料部件彼此的配线(配线部件)。该热电转换器件中，通过绝缘性基板的端面与热源接触来沿热电转换层(绝缘性基板)的面方向产生温度差，从而将热能转换为电能。

专利文献1中记载的热电转换模块中，由于热电转换层及配线部件沿基板的面方向排列而形成，因此容易制造，并且，不易产生因各部件的热膨胀系数的不同引起的热应变的影响等问题，能够抑制界面的疲劳现象引起的性能的下降。

并且，专利文献1中记载有如下内容：为了热电转换器件的高输出密度化，重叠多个热电转换模块，通过各热电转换模块的端部与相邻的热电转换模块电连接。

并且，专利文献2中记载有如下内容：层叠多个在具有导电性通孔(贯穿孔)的基板要件(绝缘性基板)上形成有热电转换部件(热电转换元件)的热电转换要件(热电转换模块)，经由通孔电连接所层叠的热电转换模块的热电转换元件彼此。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-33114号公报

专利文献2：日本特开2013-225550号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

重叠多个热电转换模块来通过绝缘性基板的端面与热源接触的热电转换器件中，由于将端面作为底面来设置于热源，因此存在自支撑性低且设置性差的问题。为了提高自支撑性，可考虑固定热电转换模块彼此，但固定热电转换模块彼此时，挠性变低，因此例如在将配管等表面弯曲的部件作为热源，并在该热源设置热电转换器件时，需要预先结合配管表面的弯曲形状来固定多个热电转换模块。因此，无法应对各种形状的热源。

本发明的目的在于解决这种以往技术的问题点，提供一种自支撑性高并且能够轻松设置于各种形状的热源的设置性高的热电转换器件。

用于解决技术课题的手段

本发明人等为了实现上述课题而进行了深入研究，其结果，发现通过如下能够解决上述课题并完成了本发明，即，热电转换器件具有：波纹状模块带，其具备绝缘性基板、在绝缘性基板的主表面上以预先设定的间隔配置的多个热电转换层、及在绝缘性基板的主表面上夹着各热电转换层而配置的多个配线部件，所述波纹状模块带交替进行凸折或凹折而形成为波纹结构，且具有分别形成于多个板状部的多个贯穿孔，所述多个板状部通过绝缘性基板的波纹状折回而形成；及挠性线性部件，横穿多个板状部而插通于多个所述贯穿孔。

即，本发明提供以下热电转换器件。