热电发电单元制造技术

一种热电发电单元(1)，具有壳体(2)，该壳体收纳有由多个热电元件构成的第一～第四热电发电模块(M1～M4)且设有加热面以及冷却面，其中，热电发电单元(1)具备多层基板，该多层基板具有：第一层，其具有将热电元件连接的输出电路形成用的元件间电极(22)；第二层，其形成有贯通正反面的多个通孔；第三层，其具有与通孔导通的多个旁路图案；在第一层的表面，将壳体(2)内外贯通的引线管脚(P1～P10)的基端连接于以第一～第四热电发电模块(M1～M4)为单位的输出电路的两端。

Thermoelectric generating unit

A thermoelectric power generation unit (1), has a housing (2), the housing containing the first to the fourth thermoelectric power generation module is composed of a plurality of thermoelectric elements (M1 to M4) and is provided with a heating and cooling surface, the thermoelectric power generation unit (1) with multilayer substrate, the multilayer substrate having a first it has the output circuit layer, thermoelectric element connected with the formation of the elements between the electrode (22); the second layer, which forms a plurality of through holes is negative; the third layer, which has a plurality of bypass patterns and hole conduction; the surface of the first layer, the shell body (2) lead through inner and outer pins (P1 ~ P10) of the base end connected to the first to fourth thermoelectric modules (M1 ~ M4) two units of output circuit.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热电发电单元
本专利技术涉及热电发电单元。
技术介绍
热电发电模块是通过将温度差转换为电压的塞贝克效应、利用两个物体的温度差来发电的设备。作为具备现有的热电发电模块的热电发电单元，公知的是例如专利文献1的热电发电单元。专利文献1的热电发电单元通过使多个热电发电模块与共同的端子台用端子连接而构成一个串联电路。在专利文献1的热电发电单元中，在诊断热电发电模块各自的状态时，通过以下方式进行：从端子台取下端子，将万能表抵在取下的端子上测定各热电发电模块的内部电阻等。另外，在专利文献1的热电发电单元中，在任意热电发电模块的性能降低或停止了功能的情况下，为了将产生了不良情况的热电发电模块短路并利用剩余的热电发电模块进行发电，变更端子相对于端子台的安装位置。现有技术文献专利文献专利文献1:(日本)特开2003-110155号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，在热电发电单元中，如果是为了防止热电元件以及热电发电模块的功能劣化而通过焊接等将热电发电模块收纳在密闭的壳体内的类型，由于无法根据需要对壳体进行开闭，因此无法将端子台收纳在内部。另一方面，在采用将端子台设在壳体外并且将来自于热电发电模块的配线向外部拉出的结构，由此能够进行热电发电模块的状态诊断以及使产生了不良情况的热电发电模块短路的情况下，伴随着壳体内的配线(电缆线)变多，壳体内的热电元件或热电发电模块的填充率变低，壳体中的热量损失增加，结果导致存在每单位面积的输出变低的问题。本专利技术的目的在于提供一种热电发电单元，该热电发电单元能够在不使壳体开闭的情况下进行热电发电模块的可靠诊断，能够增大每单位面积的输出，并且在热电发电模块异常时也能够维持运转。用于解决技术问题的方案本专利技术的热电发电单元如下：一种热电发电单元，具有壳体，该壳体收纳有多个热电发电模块且设有加热面以及冷却面，所述热电发电模块由多个热电元件构成，所述热电发电单元的特征在于，具备多层基板，该多层基板具有：第一层，其具有将所述热电元件连接的输出电路形成用的元件间电极；第二层，其形成有贯通正反面的多个通孔；第三层，其具有与所述通孔导通的多个旁路图案；在所述第一层的表面，将所述壳体内外贯通的引线管脚的基端连接于以所述热电发电模块为单位的输出电路的两端。根据本专利技术的热电发电单元，由于将壳体内外贯通的引线管脚的基端连接于以热电发电模块为单位的输出电路的两端，因此能够在不使壳体开闭的情况下进行热电发电模块的单独的诊断。另外，由于能够仅通过引线管脚的选择来对作为诊断对象的热电发电模块进行变更，与将用于进行诊断对象的变更的机构(例如端子台)设在壳体内的情况相比，能够提高热电元件和热电发电模块的填充率，并且不需要使应用了高温的热电发电单元的装置停止。而且，由于在第一层设有输出电路形成用的元件间电极，在第二层形成有通孔，通孔与第三层的多个旁路图案导通，因此能够进行被旁路图案导通的多个热电发电模块的诊断，并且即使在该导通过程中也不需要电缆线，不会产生填充率的降低。在本专利技术的热电发电单元中，优选的是，设为能够检测每个所述热电发电模块的输出以及被选择性地选中的多个热电发电模块的组合的输出。在本专利技术的热电发电单元中，优选的是，所述多层基板相对于所述热电发电模块设在冷却面侧。在本专利技术的热电发电单元中，优选的是，在所述壳体内的所述加热面侧以及所述引线管脚之间设有绝热部件。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式的热电发电单元的立体图。图2是从图1的II-II方向观察热电发电单元的侧剖视图。图3是从图2的III-III方向观察热电发电单元的俯视剖视图。图4是第二层的俯视图。图5是第三层以及第四层的俯视图。图6是图2的VI部的局部放大图。图7是从图6的VII-VII方向观察热电发电单元的侧剖视图。图8是热电发电单元的等价电路图。图9是热电发电单元诊断处理的流程图。图10是变形例的热电发电单元的侧剖视图。图11是从图10的XI-XI方向观察变形例的热电发电单元的俯视剖视图。图12是图10的XII部的局部放大图。具体实施方式以下，基于图1～图9对本专利技术的一个实施方式进行说明。图1是本专利技术的一个实施方式的热电发电单元1的立体图，图2是从图1的II-II方向观察热电发电单元1的侧剖视图，图3是从图2的III-III方向观察热电发电单元1的俯视剖视图。[热电发电单元的结构]热电发电单元1具有如下结构：如图1以及图2所示，在正反面具有加热面Th以及冷却面Tc，如图3所示，在金属制的矩形的壳体2内收纳有以2行×2列的排列方式设置的第一～第四热电发电模块M1～M4。注意，壳体2的形状以及第一～第四热电发电模块M1～M4的排列只是一个例子，并不限定于此。壳体2由箱状的壳体本体2A和壳体盖2B构成，该箱状的壳体本体2A被施加镀层处理且上表面敞开，该壳体盖2B被施加镀层处理且具有与壳体本体2A相同的平面形状。对壳体本体2A和壳体盖2B实施的镀层处理例如为在闪镀镍上施加闪镀金的镀层处理，也可以仅为镀镍的镀层处理。如图2所示，壳体盖2B的上表面为加热面Th，壳体本体2A的下表面为冷却面Tc。壳体盖2B通过母材基本不熔融而仅有镀层熔融的焊接方法将周缘部整周焊接于壳体本体2A。利用壳体盖2B确保壳体本体2A的上表面的密闭性。注意，仅有镀层熔融的焊接方法是一个例子，也可以是使母材的一部分熔融的焊接方法，不限定于焊接，也可以是使用接合材料进行接合的方法。另外，在壳体本体2A的一个侧面安装有密封连接器3，该密封连接器3并列设置有横跨壳体2的内外而延伸的10根引线管脚P1～P10。密封连接器3从正反面夹持壳体本体2A的一个侧面，引线管脚P1～P10将形成于壳体本体2A的一个侧面的十个贯通孔2C分别贯穿。在安装有壳体盖2B以及密封连接器3的密闭状态的壳体2内，封入有惰性气体(例如氩气、氮气、氦和氮的混合气体、氦和氩的混合气体等)。注意，壳体2内也可以为真空。第一～第四热电发电模块M1～M4具有层叠了第一层到第五层的多层基板10。第一层具有将热电元件21电连接的多个元件间电极22。第二层具有作为绝缘层的第一基板11和后述的通孔H1～H8。第三层具有作为导电层的旁路图案13～15。第四层的整个面由作为绝缘层的第二基板12构成。第五层的整个面由作为导电层的铜板16构成。第一～第四热电发电模块M1～M4共用一张多层基板10。注意，第一～第四热电发电模块M1～M4也可以形成为包括仅由不具有第一层的元件间电极22的多层基板、热电元件21和元件间电极(板)构成的模块(全骨架模块)。铺设在第一层的表面的热电元件21由P型热电元件21A以及N型热电元件21B构成。这些P型热电元件21A以及N型热电元件21B通过例如铋碲系(Bi-Te系)或硅化物系等的材料而形成为相同大小(或不同大小)的截面为正方形的长方体(或圆筒)。另外，P型热电元件21A和N型热电元件21B交替地设置，P型热电元件21A和N型热电元件21B沿图3中的纵向并排设置并且沿图3中的横向折返，以纵向及横向对齐的方式铺设。在P型热电元件21A中，电流通过塞贝克效应从高温侧向低温侧(图2中的朝下方向)流动，在N型热电元件21B中，电流从低温侧向高温侧(图2中的朝上方向)流动。这样，通过使利用热电元件21产生的电流从任意一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热电发电单元，具有壳体，该壳体收纳有多个热电发电模块且设有加热面以及冷却面，所述热电发电模块由多个热电元件构成，所述热电发电单元的特征在于，具备多层基板，该多层基板具有：第一层，其具有将所述热电元件连接的输出电路形成用的元件间电极；第二层，其形成有贯通正反面的多个通孔；第三层，其具有与所述通孔导通的多个旁路图案；在所述第一层的表面，将所述壳体内外贯通的引线管脚的基端连接于以所述热电发电模块为单位的输出电路的两端。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.06 JP 2015-0452121.一种热电发电单元，具有壳体，该壳体收纳有多个热电发电模块且设有加热面以及冷却面，所述热电发电模块由多个热电元件构成，所述热电发电单元的特征在于，具备多层基板，该多层基板具有：第一层，其具有将所述热电元件连接的输出电路形成用的元件间电极；第二层，其形成有贯通正反面的多个通孔；第三层，其具有与所述通孔导通的多个旁路图案；在所述第一层的表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：李镕勋，永野康治，松并博之，
申请(专利权)人：株式会社KELK，
类型：发明
国别省市：日本,JP