[发明专利]热电转换单元及热电转换模块

说明书

热电转换单元(101A)具备：绝缘部件(1A)，具有贯穿孔(11)，在其贯穿孔(11)的贯穿方向的两端部分别具有内螺纹部(绝缘侧螺纹部，12a)；热电转换部件(3A)，具有热电转换元件即P型热电转换元件(31)，容纳于贯穿孔(11)内；以及电极部件(2A)，分别连结于绝缘部件(1A)的各端部，具有与内螺纹部(12a)对应的外螺纹部(电极侧螺纹部，22a)及电连接于贯穿孔(11)内的热电转换部件(3A)的端部的电极部(22)。

技术领域

本发明涉及一种具备P型热电转换元件或N型热电转换元件的热电转换单元以及使用该热电转换单元来串联排列有多个P型热电转换元件及N型转换元件的热电转换模块。

本申请主张基于2016年2月24日申请的日本专利申请2016-032695号、及2017年2月17日申请的日本专利申请2017-027771号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

热电转换模块设为如下结构：即在一组线路基板(绝缘基板)之间，将一对P型热电转换元件与N型热电转换元件以电极或由直接连接状态组合而成的热电转换单元以P型、N型、P型、N型的顺序交替配置的方式串联电连接而成。并且，关于热电转换模块，将两端连接于直流电源，通过珀耳帖效应使热在各热电转换元件中移动(P型中向与电流相同方向移动，N型中向与电流反方向移动)、或者在两线路基板之间赋予温度差而通过塞贝克效果使各热电转换元件中产生电动势，且能够进行作为冷却、加热或发电的利用。

作为用于热电转换模块的热电转换单元，例如在专利文献1中公开有如下热电转换单元(热电转换元件)：筒状绝缘支承体中隔着隔壁的一侧内部中填充有P型热电转换元件(p型半导体元件)，另一侧内部中填充有N型热电转换元件(n型半导体元件)，P型热电转换元件与N型热电转换元件在一端部中电连接。并且，专利文献1中记载有，通过在筒状绝缘支承体的内部配置有P型热转换元件及N型热电转换元件的热电转换单元，能够密合各热电转换单元而配置，因此热电转换模块的组装作业变得容易。

并且，专利文献2中公开有具有具备热电转换元件的发电部，并能够持续地进行工作的温度检测装置。专利文献2中记载的温度检测装置在壳体中容纳热电转换元件，通过在第1传热部与第2传热部之间进行挤压来固定热电转换元件。并且，专利文献2中记载有，通过使具有冲击吸收性的热连接要件介于第1传热部与热电转换元件之间及第2传热部与热电转换元件之间中的任一方的固定结构，抑制热电转换元件的破损。

专利文献3中公开有通过用具有螺孔的一对金属块来夹持热电转换元件(半导体元件材芯片)并进行接合而构成的热电转换用基本元件。并且，专利文献3中记载有，通过固定螺丝将热电转换用基本元件固定于金属段，从而构成热电转换模块(热电转换元件)，热电转换模块由直接将固定螺丝嵌入热电转换用基本元件的结构构成。

专利文献1：日本专利公开2011-134940号公报

专利文献2：日本专利公开2015-32747号公报

专利文献3：日本专利公开平8-306968号公报

热电转换模块中，绝缘基板用于热电转换模块的两面或片面的情况较多。但是，该结构中由于热电转换材料和金属材料等异种材料的界面较多，因此制造工艺变得复杂，并且容易产生由热膨胀差等引起的异种材料的界面的剥离或热电转换材料的破坏。专利文献1中所记载的热电转换单元中，异种材料的界面存在也较多，也有可能由热膨胀差引起破坏。并且，如专利文献1中记载的热电转换单元，在筒状绝缘支承体的内部填充有P型热转换元件及N型热电转换元件的结构中，加工工作变得繁琐。

并且，专利文献2中所记载的热电转换元件的固定结构通过使具有冲击吸收性的热连接要件介入来抑制热电转换元件的破损，但使用的部件较多，难以适用于组合多个热电转换元件来进行大型化的结构。