JPS608437Y2 - 熱電素子 - Google Patents
熱電素子Info
- Publication number
- JPS608437Y2 JPS608437Y2 JP1979173636U JP17363679U JPS608437Y2 JP S608437 Y2 JPS608437 Y2 JP S608437Y2 JP 1979173636 U JP1979173636 U JP 1979173636U JP 17363679 U JP17363679 U JP 17363679U JP S608437 Y2 JPS608437 Y2 JP S608437Y2
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- JP
- Japan
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- thermoelectric
- thermoelectric material
- type
- sprayed film
- thermoelectric element
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、異種の熱電材料を溶射で接続した効率の良好
な熱電素子に関する。
な熱電素子に関する。
一般に、熱電材料によって耐熱性は異なり、また熱電変
換効率（熱電能）に差がある。
換効率（熱電能）に差がある。
このため、各熱電材料を最大効率で利用する熱電素子を
構成するために、従来異種の熱電材料をその温度条件に
よりカスケードに段積みする構造が知られている。
構成するために、従来異種の熱電材料をその温度条件に
よりカスケードに段積みする構造が知られている。
第１図はそのような従来の熱電素子の１例を示す。
この図において、Ｎ型熱電材料Ｎ１及びＰ型熱電材料Ｐ
□の一端が導体ＩＡを介して接続され、他端に導体ＩＢ
、ＩＣが接続されて第１の熱電素子構造体が構成される
。
□の一端が導体ＩＡを介して接続され、他端に導体ＩＢ
、ＩＣが接続されて第１の熱電素子構造体が構成される
。
同様にＮ型熱電材料Ｎ２、Ｐ型熱電材料Ｐ２、導体２Ａ
、２Ｂ、２Ｃで第２の熱電素子構造体が、Ｎ型熱電材料
Ｎ３、Ｐ型熱電材料Ｐ３、導体３Ａ、３Ｂ、３Ｃで第３
の熱電素子構造体が夫々構成され、これら第１乃至第３
の熱電素子構造体は電気絶縁層４，５を介してカスケー
ドに段積みされ一体化される。
、２Ｂ、２Ｃで第２の熱電素子構造体が、Ｎ型熱電材料
Ｎ３、Ｐ型熱電材料Ｐ３、導体３Ａ、３Ｂ、３Ｃで第３
の熱電素子構造体が夫々構成され、これら第１乃至第３
の熱電素子構造体は電気絶縁層４，５を介してカスケー
ドに段積みされ一体化される。
この場合、最も高温にさらされる第１の熱電素子構造体
の熱電材料を、第２図に示すように、熱電変換効率は悪
いが耐熱性の大きな■−Ｂｉ −Ｔｅ及びＰｂＴｅで構
成し、第２の熱電素子構造体の熱電材料を熱電変換効率
及び耐熱性共に中程度のＺｎ５ｂ及びＰｂＴｅで構成し
、第３の熱電素子構造体の熱電材料を耐熱性は低いが熱
電変換効率が大きイＢｉ −５ｂ−Ｔｅ及びＢ１−Ｔｅ
−３ｅで構成して、温度条件に応じて熱電材料を選択す
ることにより、効率の向上を図っている。
の熱電材料を、第２図に示すように、熱電変換効率は悪
いが耐熱性の大きな■−Ｂｉ −Ｔｅ及びＰｂＴｅで構
成し、第２の熱電素子構造体の熱電材料を熱電変換効率
及び耐熱性共に中程度のＺｎ５ｂ及びＰｂＴｅで構成し
、第３の熱電素子構造体の熱電材料を耐熱性は低いが熱
電変換効率が大きイＢｉ −５ｂ−Ｔｅ及びＢ１−Ｔｅ
−３ｅで構成して、温度条件に応じて熱電材料を選択す
ることにより、効率の向上を図っている。
しかし、第１図の如き熱電素子は段積み構造であるため
、各段の熱電素子構造体間に電気絶縁層４．５を比較的
厚く盛らねば加工ができないという製造上の欠点があり
、そのために熱抵抗が大きくなってしまい、効率が予想
に反し大きくならない不都合を生じる。
、各段の熱電素子構造体間に電気絶縁層４．５を比較的
厚く盛らねば加工ができないという製造上の欠点があり
、そのために熱抵抗が大きくなってしまい、効率が予想
に反し大きくならない不都合を生じる。
さらに、組立が難かしいという問題も有している。
このような欠点を除去するため、積重ね法（Ｓｅｇｍｅ
ｎｔａｔｉｏｎ法）により、特性の異なった熱電材料を
複数個重ねて溶着一体化したものを熱電素子に用いるこ
とが考慮されている。
ｎｔａｔｉｏｎ法）により、特性の異なった熱電材料を
複数個重ねて溶着一体化したものを熱電素子に用いるこ
とが考慮されている。
第３図は上記積重ね法による熱電素子の構造を示す。
この図において、Ｎ型熱電材料Ｎ４． Ｎ５゜Ｎ６及び
Ｐ型熱電材料Ｐ。
Ｐ型熱電材料Ｐ。
Ｐ５．Ｐ６は夫々相互に溶着一体化され、導体４ＡでＮ
型熱電材料Ｎ４及びＰ型熱電材料Ｐ、が接続され、導体
４Ｂ、４Ｃより起電力が取出されるようになっている。
型熱電材料Ｎ４及びＰ型熱電材料Ｐ、が接続され、導体
４Ｂ、４Ｃより起電力が取出されるようになっている。
この場合、Ｎ型熱電材料Ｎ４． Ｎ３． Ｎ６は先端の
高温にさらされる部分より順次Ｇｅ−Ｂ１−Ｔｅ。
高温にさらされる部分より順次Ｇｅ−Ｂ１−Ｔｅ。
Ｚｎ５ｂ、 Ｂ１−３ｂ−Ｔｅで例えば構成され、Ｐ型
熱電材料Ｐ２．Ｐ５．Ｐ６は先端より順次ＰｂＴｅ （
焼結体）、ＰｂＴｅ （鋳造体）、Ｂ１−Ｔｅ−３ｅで
例えば構成される。
熱電材料Ｐ２．Ｐ５．Ｐ６は先端より順次ＰｂＴｅ （
焼結体）、ＰｂＴｅ （鋳造体）、Ｂ１−Ｔｅ−３ｅで
例えば構成される。
しかし、第３図の熱電素子は実際上焼結体や鋳造体とし
て形威された異種熱電材料間の溶着が極めて難しく実用
的でない。
て形威された異種熱電材料間の溶着が極めて難しく実用
的でない。
本考案は、上記の点に鑑み、異種熱電材料間を熱電材料
又は導電材料の溶射膜により接続することによって、高
性能であって製造容易で実用的な熱電素子を提供しよう
とするものである。
又は導電材料の溶射膜により接続することによって、高
性能であって製造容易で実用的な熱電素子を提供しよう
とするものである。
以下、本考案に係る熱電素子の実施例を図面に従って説
明する。
明する。
第４図において、Ｎ型熱電材料としてのＣｏＳｉ芯材１
０に絶縁体としてのセラミック１１を介してＮ型熱電材
料としてのＦｅＣｏＳｉ焼結体１２が連結され、ＣｏＳ
ｉ芯材１０とＦｅＣｏＳｉ焼結体１２とを接続するよ
うに溶射によりＦｅＣｏＳｉ溶射膜１３が形威される。
０に絶縁体としてのセラミック１１を介してＮ型熱電材
料としてのＦｅＣｏＳｉ焼結体１２が連結され、ＣｏＳ
ｉ芯材１０とＦｅＣｏＳｉ焼結体１２とを接続するよ
うに溶射によりＦｅＣｏＳｉ溶射膜１３が形威される。
それから、ＦｅＣｏＳｉ焼結体１２の先端面を除き溶射
により絶縁膜としてのアルミナ膜１４が形威され、さら
にＰ型熱電材料としてのＦｅＭｎＳｉ２焼結体スリーブ
１５が被せられた後、溶射によりＰ型熱電材料としての
ＣｒＳｉ２溶射膜１６が形威され、ＦｅＣｏＳｉ焼結体
１２とＦｅＭｎＳｉ２焼結体スリーブ１５とが接続され
る。
により絶縁膜としてのアルミナ膜１４が形威され、さら
にＰ型熱電材料としてのＦｅＭｎＳｉ２焼結体スリーブ
１５が被せられた後、溶射によりＰ型熱電材料としての
ＣｒＳｉ２溶射膜１６が形威され、ＦｅＣｏＳｉ焼結体
１２とＦｅＭｎＳｉ２焼結体スリーブ１５とが接続され
る。
この実施例において使用される熱電材料の特性は以下の
表１の如くである。
表１の如くである。
上記表１からＣｏＳｉは耐炎性が悪く、ＦｅＭｎＳｉ２
は比抵抗が高い欠点があることが判るが、上記実施例で
は耐炎性が良好でかつ比抵抗も中程度のＣｒＳｉ２溶射
膜１６を最も外側に形威し、ＣｏＳｉを芯材１０として
用いているのでそれらの欠点を補償し、全体として耐熱
、耐炎性に優れ、効率の良知な熱電素子を簡単に作るこ
とができる。
は比抵抗が高い欠点があることが判るが、上記実施例で
は耐炎性が良好でかつ比抵抗も中程度のＣｒＳｉ２溶射
膜１６を最も外側に形威し、ＣｏＳｉを芯材１０として
用いているのでそれらの欠点を補償し、全体として耐熱
、耐炎性に優れ、効率の良知な熱電素子を簡単に作るこ
とができる。
なお、上記実施例においては各熱電材料間を熱電材料の
溶射で接続したが、金属の溶射により接続するようにし
ても差し支えない。
溶射で接続したが、金属の溶射により接続するようにし
ても差し支えない。
成上のように、本考案によれば、異種熱電材料間を熱電
材料又は導電材料の溶射膜で接続することにより、高性
能でしかも製造容易かつ実用的な熱電素子を得る。
材料又は導電材料の溶射膜で接続することにより、高性
能でしかも製造容易かつ実用的な熱電素子を得る。
第１図は従来の熱電素子の１例を示す正面図、第２図は
熱電材料の性能指数の温度特性を示すグラフ、第３図は
従来の熱電素子の他の例を示す正面図、第４図は本考案
に係る熱電素子の実施例を示す断面図である。 １０・・・・・−ＣｏＳｉ芯材、１１・・・・・・セラ
ミック、１２・・・・・・ＦｅＣｏＳｉ焼結体、１３・
・・・・・ＦｅＣｏＳｉ溶射膜、１４・・・・・・アル
ミナ膜、１５・・・・・・ＦｅＭｎＳｉ２焼結体スリー
ブ、１６・・・・・・ＣｒＳｉ２溶射膜。
熱電材料の性能指数の温度特性を示すグラフ、第３図は
従来の熱電素子の他の例を示す正面図、第４図は本考案
に係る熱電素子の実施例を示す断面図である。 １０・・・・・−ＣｏＳｉ芯材、１１・・・・・・セラ
ミック、１２・・・・・・ＦｅＣｏＳｉ焼結体、１３・
・・・・・ＦｅＣｏＳｉ溶射膜、１４・・・・・・アル
ミナ膜、１５・・・・・・ＦｅＭｎＳｉ２焼結体スリー
ブ、１６・・・・・・ＣｒＳｉ２溶射膜。
Claims (8)
- （１）芯材となる第１のＮ型又はＰ型熱電材料１０とこ
れと同一の電導型で異質の第２の熱電材料１２とを絶縁
体１１を介して連結し、前記第１及び第２の熱電材料１
０，１２を電気的に接続する第１の溶射膜１３を設け、
前記第２の熱電材料１２の先端面を除き絶縁性の第２の
溶射膜１４を当該第２の熱電材料１２及び前記第１の溶
射膜１３の周囲に少なくとも設けて芯材連結体を形威し
、前記芯材としての第１の熱電材料１０に、スリーブ状
で前記第１の熱電材料１０とは反対の電導型のＰ型又は
Ｎ型熱電材料１５を被せ、該スリーブ状熱電材料１５と
同一の電導型で異質の耐炎性熱電材料を構成する第３の
溶射膜１６を前記スリーブ状熱電材料１５から突出した
前記芯材連結体の周囲に形威し、前記スリーブ状熱電材
料１５の先端部と前記第２の熱電材料１２の先端部とを
当該第３の溶射膜１６で電気的に接続して構成されてい
ることを特徴とする熱電素子。 - （２） 前記絶縁体１１はセラミックで構成されてい
る実用新案登録請求の範囲第１項記載の熱電素子。 - （３）前記芯材となる第１の熱電材料１０はＮ型の電導
型を有するＣｏＳｉで構成されている実用新案登録請求
の範囲第１項記載の熱電素子。 - （４）前記第２の熱電材料１２はＮ型の電導型を有する
ＦｅＣｏＳｉ焼結体で構成されている実用新案登録請求
の範囲第１項記載の熱電素子。 - （５） 前記第１の溶射膜１３はＦｅＣｏＳｉで構成
されている実用新案登録請求の範囲第１項記載の熱電素
子。 - （６）前記第２の溶射膜１４はアルミナで構成されてい
る実用新案登録請求の範囲第１項記載の熱電素子。 - （７）前記スリーブ状熱電材料１５はＰ型の電導型を有
するＦｅＭｎＳｉ２焼結体で構成されている実用新案登
録請求の範囲第１項記載の熱電素子。 - （８）前記第３の溶射膜１６はＣｒＳｉ２で構成されて
いる実用新案登録請求の範囲第１項記載の熱電素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1979173636U JPS608437Y2 (ja) | 1979-12-17 | 1979-12-17 | 熱電素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1979173636U JPS608437Y2 (ja) | 1979-12-17 | 1979-12-17 | 熱電素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5691468U JPS5691468U (ja) | 1981-07-21 |
| JPS608437Y2 true JPS608437Y2 (ja) | 1985-03-25 |
Family
ID=29684413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1979173636U Expired JPS608437Y2 (ja) | 1979-12-17 | 1979-12-17 | 熱電素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS608437Y2 (ja) |
-
1979
- 1979-12-17 JP JP1979173636U patent/JPS608437Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5691468U (ja) | 1981-07-21 |
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