[发明专利]热电变换模块

说明书

技术领域

本发明例如涉及将各种产业机器及汽车等的排放气体等压缩性流体的废热作为热源的热电变换模块。

背景技术

以往的热电变换模块，一般是如下的构造：在多个p型热电半导体及n型热电半导体的上下面也就是高温热源侧的面及低温热源侧的面上配设电极而构成电气电路，进而在上述电极的外侧两面上具备陶瓷等电气绝缘板。

另一方面，近年来在上述热电变换模块中，尝试了作为高温热源利用各种产业机器及汽车等的排放气体等压缩性流体的废热(参照专利文献1)。

为了从压缩性流体效率良好地进行受热，最好是上述热电变换模块的压缩性流体流动的管体也就是排气管的管壁薄。但是，因为如果减薄管体的管壁，则该管壁进行变形，所以不能减薄管壁。因此，来自压缩性流体的受热变差，存在着上述热电变换模块的发电效率下降的问题。进而，因为在管体中存在温度分布，所以存在热电变换模块不均匀地膨胀而破坏的危险。

另一方面，为了使热电变换模块的发电效率提高，可以考虑使热电变换元件的低温热源侧的温度进一步下降。因此，只要使大量的制冷剂或者非常低的温度的制冷剂向被形成在上述热电变换模块内的、上述热电变换元件的低温热源露出了的制冷剂室内流动即可。但是，因为非常低的温度的制冷剂是高价的，所以存在着热电变换模块的成本增大了的问题。另外，在使用了通用的制冷剂的情况下，因为该制冷剂在流过上述制冷剂室整体，所以使热电变换元件的低温热源侧的温度进一步下降是困难的。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2007-221895号

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供一种使热电变换效率提高，将各种产业机器及汽车等的排放气体等压缩性流体的废热等作为热源的富于实用性的热电变换模块。

为了解决课题的手段

为了达到上述目的，本发明涉及一种热电变换模块，其特征在于，具备用于使压缩性流体流动的筒状的管体；被分别配设在上述管体的上面侧及下面侧，与上述管体电气绝缘了的高温侧电极部；在上述高温侧电极部上，电气性地串联地连接了至少一对p型热电半导体及n型热电半导体的热电变换元件；在上述热电变换元件上，电气性地串联地连接上述p型热电半导体及上述n型热电半导体的低温侧电极部；和在与上述低温侧电极部之间设置用于使制冷剂流动的空隙，用于收纳上述管体、上述高温侧电极部、上述热电变换元件及上述低温侧电极部的第一壳体构件，以使上述压缩性流体或者上述制冷剂在上述管体的内方或者外方向上述热电变换元件的形成区域流动的方式构成。

根据本发明，由于压缩性流体仅流过配设了热电变换元件的管体的内方，所以废热被效率良好地传递给该热电变换元件，废热的利用效率提高。此结果，热电变换元件的塞贝克温度差效应提高，热电变换效率提高，能从热电变换模块取出更大的电气能量。

另外，由于制冷剂仅流过配设了热电变换元件的管体的外方，所以来自制冷剂的冷热被效率良好地传递给该热电变换元件。因此，由于能有效地冷却热电变换元件，所以热电变换元件的塞贝克温度差效应提高，热电变换效率提高，能从热电变换模块取出更大的电气能量。

另外，上述发明，结构本身是简易的，但是，是基于作为本发明者们的多年连续研究开发的结果而得到的构思的发明，是基于以往不存在的想法的发明。

在本发明的一例中，能使管体的在与压缩性流体的流路方向大致垂直的方向与热电变换元件的非形成区域相当的内部空间的至少一部分闭塞。

在此情况下，例如将使各种工业机器及汽车等的排放气体等压缩性流体流动的热电变换模块中的管体的与热电变换元件的非形成区域相当的内部空间的至少一部分闭塞。因此，上述压缩性流体，仅流过管体内的形成了热电变换元件的区域的内部空间，不流过与热电变换元件的非形成区域相当的例如位于管体的端部的空间。即，能抑制因流过与热电变换元件的非形成区域相当的内部空间而产生的热交换率的下降。

因此，与以往的那样遍及管体的内部空间的整体地使压缩性流体流动的情况比较，由于来自压缩性流体的废热仅向配设了热电变换元件的管体的上面及下面效率良好地传递，所以该废热的利用效率提高。作为结果，由于能将在管体内流动的压缩性流体的废热效率良好地传递给热电变换元件的下部，所以热电变换元件的塞贝克温度差效应提高，热电变换效率提高，能从热电变换模块取出更大的电气能量。