熱電發電單元的製作方法

2023-08-22 18:15:06 1

本發明涉及熱電發電單元。

背景技術：

熱電發電模塊是通過將溫度差轉換為電壓的塞貝克效應、利用兩個物體的溫度差來發電的設備。

作為具備現有的熱電發電模塊的熱電發電單元，公知的是例如專利文獻1的熱電發電單元。

專利文獻1的熱電發電單元通過使多個熱電發電模塊與共同的端子臺用端子連接而構成一個串聯電路。在專利文獻1的熱電發電單元中，在診斷熱電發電模塊各自的狀態時，通過以下方式進行：從端子臺取下端子，將萬能表抵在取下的端子上測定各熱電發電模塊的內部電阻等。

另外，在專利文獻1的熱電發電單元中，在任意熱電發電模塊的性能降低或停止了功能的情況下，為了將產生了不良情況的熱電發電模塊短路並利用剩餘的熱電發電模塊進行發電，變更端子相對於端子臺的安裝位置。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:(日本)特開2003-110155號公報

技術實現要素：

發明所要解決的技術問題

然而，在熱電發電單元中，如果是為了防止熱電元件以及熱電發電模塊的功能劣化而通過焊接等將熱電發電模塊收納在密閉的殼體內的類型，由於無法根據需要對殼體進行開閉，因此無法將端子臺收納在內部。

另一方面，在採用將端子臺設在殼體外並且將來自於熱電發電模塊的配線向外部拉出的結構，由此能夠進行熱電發電模塊的狀態診斷以及使產生了不良情況的熱電發電模塊短路的情況下，伴隨著殼體內的配線(電纜線)變多，殼體內的熱電元件或熱電發電模塊的填充率變低，殼體中的熱量損失增加，結果導致存在每單位面積的輸出變低的問題。

本發明的目的在於提供一種熱電發電單元，該熱電發電單元能夠在不使殼體開閉的情況下進行熱電發電模塊的可靠診斷，能夠增大每單位面積的輸出，並且在熱電發電模塊異常時也能夠維持運轉。

用於解決技術問題的方案

本發明的熱電發電單元如下：一種熱電發電單元，具有殼體，該殼體收納有多個熱電發電模塊且設有加熱面以及冷卻面，所述熱電發電模塊由多個熱電元件構成，所述熱電發電單元的特徵在於，具備多層基板，該多層基板具有：第一層，其具有將所述熱電元件連接的輸出電路形成用的元件間電極；第二層，其形成有貫通正反面的多個通孔；第三層，其具有與所述通孔導通的多個旁路圖案；在所述第一層的表面，將所述殼體內外貫通的引線管腳的基端連接於以所述熱電發電模塊為單位的輸出電路的兩端。

根據本發明的熱電發電單元，由於將殼體內外貫通的引線管腳的基端連接於以熱電發電模塊為單位的輸出電路的兩端，因此能夠在不使殼體開閉的情況下進行熱電發電模塊的單獨的診斷。

另外，由於能夠僅通過引線管腳的選擇來對作為診斷對象的熱電發電模塊進行變更，與將用於進行診斷對象的變更的機構(例如端子臺)設在殼體內的情況相比，能夠提高熱電元件和熱電發電模塊的填充率，並且不需要使應用了高溫的熱電發電單元的裝置停止。

而且，由於在第一層設有輸出電路形成用的元件間電極，在第二層形成有通孔，通孔與第三層的多個旁路圖案導通，因此能夠進行被旁路圖案導通的多個熱電發電模塊的診斷，並且即使在該導通過程中也不需要電纜線，不會產生填充率的降低。

在本發明的熱電發電單元中，優選的是，設為能夠檢測每個所述熱電發電模塊的輸出以及被選擇性地選中的多個熱電發電模塊的組合的輸出。

在本發明的熱電發電單元中，優選的是，所述多層基板相對於所述熱電發電模塊設在冷卻面側。

在本發明的熱電發電單元中，優選的是，在所述殼體內的所述加熱面側以及所述引線管腳之間設有絕熱部件。

附圖說明

圖1是表示本發明的一個實施方式的熱電發電單元的立體圖。

圖2是從圖1的ii-ii方向觀察熱電發電單元的側剖視圖。

圖3是從圖2的iii-iii方向觀察熱電發電單元的俯視剖視圖。

圖4是第二層的俯視圖。

圖5是第三層以及第四層的俯視圖。

圖6是圖2的vi部的局部放大圖。

圖7是從圖6的vii-vii方向觀察熱電發電單元的側剖視圖。

圖8是熱電發電單元的等價電路圖。

圖9是熱電發電單元診斷處理的流程圖。

圖10是變形例的熱電發電單元的側剖視圖。

圖11是從圖10的xi-xi方向觀察變形例的熱電發電單元的俯視剖視圖。

圖12是圖10的xii部的局部放大圖。

具體實施方式

以下，基於圖1～圖9對本發明的一個實施方式進行說明。

圖1是本發明的一個實施方式的熱電發電單元1的立體圖，圖2是從圖1的ii-ii方向觀察熱電發電單元1的側剖視圖，圖3是從圖2的iii-iii方向觀察熱電發電單元1的俯視剖視圖。

[熱電發電單元的結構]

熱電發電單元1具有如下結構：如圖1以及圖2所示，在正反面具有加熱面th以及冷卻面tc，如圖3所示，在金屬制的矩形的殼體2內收納有以2行×2列的排列方式設置的第一～第四熱電發電模塊m1～m4。注意，殼體2的形狀以及第一～第四熱電發電模塊m1～m4的排列只是一個例子，並不限定於此。殼體2由箱狀的殼體本體2a和殼體蓋2b構成，該箱狀的殼體本體2a被施加鍍層處理且上表面敞開，該殼體蓋2b被施加鍍層處理且具有與殼體本體2a相同的平面形狀。對殼體本體2a和殼體蓋2b實施的鍍層處理例如為在閃鍍鎳上施加閃鍍金的鍍層處理，也可以僅為鍍鎳的鍍層處理。

如圖2所示，殼體蓋2b的上表面為加熱面th，殼體本體2a的下表面為冷卻面tc。殼體蓋2b通過母材基本不熔融而僅有鍍層熔融的焊接方法將周緣部整周焊接於殼體本體2a。利用殼體蓋2b確保殼體本體2a的上表面的密閉性。注意，僅有鍍層熔融的焊接方法是一個例子，也可以是使母材的一部分熔融的焊接方法，不限定於焊接，也可以是使用接合材料進行接合的方法。

另外，在殼體本體2a的一個側面安裝有密封連接器3，該密封連接器3並列設置有橫跨殼體2的內外而延伸的10根引線管腳p1～p10。密封連接器3從正反面夾持殼體本體2a的一個側面，引線管腳p1～p10將形成於殼體本體2a的一個側面的十個貫通孔2c分別貫穿。

在安裝有殼體蓋2b以及密封連接器3的密閉狀態的殼體2內，封入有惰性氣體(例如氬氣、氮氣、氦和氮的混合氣體、氦和氬的混合氣體等)。注意，殼體2內也可以為真空。

第一～第四熱電發電模塊m1～m4具有層疊了第一層到第五層的多層基板10。第一層具有將熱電元件21電連接的多個元件間電極22。第二層具有作為絕緣層的第一基板11和後述的通孔h1～h8。第三層具有作為導電層的旁路圖案13～15。第四層的整個面由作為絕緣層的第二基板12構成。第五層的整個面由作為導電層的銅板16構成。第一～第四熱電發電模塊m1～m4共用一張多層基板10。

注意，第一～第四熱電發電模塊m1～m4也可以形成為包括僅由不具有第一層的元件間電極22的多層基板、熱電元件21和元件間電極(板)構成的模塊(全骨架模塊)。

鋪設在第一層的表面的熱電元件21由p型熱電元件21a以及n型熱電元件21b構成。這些p型熱電元件21a以及n型熱電元件21b通過例如鉍碲系(bi-te系)或矽化物系等的材料而形成為相同大小(或不同大小)的截面為正方形的長方體(或圓筒)。另外，p型熱電元件21a和n型熱電元件21b交替地設置，p型熱電元件21a和n型熱電元件21b沿圖3中的縱向並排設置並且沿圖3中的橫向折返，以縱向及橫向對齊的方式鋪設。

在p型熱電元件21a中，電流通過塞貝克效應從高溫側向低溫側(圖2中的朝下方向)流動，在n型熱電元件21b中，電流從低溫側向高溫側(圖2中的朝上方向)流動。這樣，通過使利用熱電元件21產生的電流從任意一對引線管腳p1～p10向外部流動，第一～第四熱電發電模塊m1～m4進行發電。

第一～第四熱電發電模塊m1～m4具有π(派)型結構，如圖2所示，鄰接的p型熱電元件21a和n型熱電元件21b使上端以及下端交替地連接於元件間電極22，按照p型熱電元件21a→元件間電極22→n型熱電元件21b的順序反覆連接，在各熱電發電模塊m1～m4內使所有的熱電元件21以串聯方式電連接。該串聯電路作為熱電發電電路而起作用。

配置於靠近引線管腳p1～p10的一側的第一以及第四熱電發電模塊m1、m4在圖3中的左上角和右上角設有電排列的端部。

在第一熱電發電模塊m1中，設於左上角的元件間電極22a為+極，設於右上角的元件間電極(未圖示)為－極。在作為﹢極的元件間電極22a上連接有引線管腳p1，在作為－極的右上角的元件間電極上連接有引線管腳p5。

在第四熱電發電模塊m4中，設於左上角的元件間電極(未圖示)為+極，設於右上角的元件間電極22d為－極。在作為﹢極的左上角的元件間電極上連接有引線管腳p6，在作為－極的右上角的元件間電極22d上連接有引線管腳p10。

另一方面，配置於遠離引線管腳p1～p10的一側的第二以及第三熱電發電模塊m2、m3在圖2中的左下角和右下角設有電排列的端部。

在第二熱電發電模塊m2中，設於左下角的元件間電極22b為－極，設於右下角的元件間電極(未圖示)為+極。

在第三熱電發電模塊m3中，設於左下角的元件間電極為－極，設於右下角的元件間電極22c為+極。

引線管腳p2、p3、p8、p9與熱電偶4a、4b(參照圖3以及圖8)連接。與引線管腳p2、p3連接的熱電偶4a設於殼體蓋2b背面，測定殼體蓋2b背面的溫度作為加熱面th的溫度。與引線管腳p8、p9連接的熱電偶4b設於第一基板11，測定第一基板11的溫度作為冷卻面tc的溫度。

在加熱面th側的元件間電極22的上方設有具有導熱性且導熱率高的絕緣板23，絕緣板23的上表面經由熱傳導片24與殼體蓋2b的背面全面接觸。另外，殼體蓋2b的背面中的未被絕緣板23覆蓋的周邊部分被絕緣遮蔽板25覆蓋。

通過上述結構，從熱源傳到加熱面th的熱量經由殼體蓋2b、熱傳導片24以及絕緣板23良好地向第一～第四熱電發電模塊m1～m4傳遞。

另一方面，在第一～第四熱電發電模塊m1～m4的外周和殼體本體2a之間的區域中，通過絕緣遮蔽板25抑制輻射熱。通過抑制輻射熱，防止引線管腳p1～p10與接合部件6剝離、密封連接器3的密封性變差以及引線管腳p1～p10變為高溫而難以診斷後述熱電發電單元1。而且，通過殼體2內的氣體環境(惰性氣體或真空)，抑制由氧化或輻射熱引起的劣化。

圖4是第一基板11(第二層)的俯視圖。該圖中的第一基板11的朝向與圖3中的熱電發電單元1的朝向對應。第一基板11具有矩形且左右對稱的平面形狀，在第一基板11的上端部以及下端部，沿左右方向並列形成有貫通正反面的通孔h1～h4、h5～h8。通孔h1～h8具有在內部填充有導電體的結構。

圖5是與第一基板11的背側重疊的第二基板12的俯視圖。注意，在圖中，作為參考，利用雙點劃線表示第一基板11的通孔h1～h8的位置。在第二基板12的正面，形成有由導電體的薄膜形成的中央旁路圖案13和設於其左右兩側的左側旁路圖案14以及右側旁路圖案15。如前文所述，這些旁路圖案13～15構成多層基板10的第三層，第二基板12構成多層基板10的第四層。

中央旁路圖案13具有沿圖中的縱向延伸的「i」形的平面形狀，上端部與通孔h2、h3重疊，下端部與通孔h6、h7重疊。另外，在中央旁路圖案13的上端部，經由通孔h2、h3分別連接有引線管腳p4、p7。

左側旁路圖案14以及右側旁路圖案15具有與中央旁路圖案13平行地延伸的帶狀的平面形狀。通孔h1與左側旁路圖案14的上端部重疊，通孔h5與左側旁路圖案14的下端部重疊，通孔h4與右側旁路圖案15的上端部重疊，通孔h8與右側旁路圖案15的下端部重疊。

關於通孔h2周邊的結構，參照圖6以及圖7進行說明。圖6是圖2中利用單點劃線包圍表示的vi部的放大圖，圖7是從圖6的vii-vii方向觀察的側剖視圖。

在通孔h2的上方，設置並連接有通孔電極5。該通孔電極5經由第三層的旁路圖案13和通孔h3與引線管腳p7導通。即，通孔h2與引線管腳p7導通。通孔電極5和接合部件6的接合以及接合部件6和引線管腳p4的接合通過不受熱量影響的機械接合(壓接等)或熱量影響較小的焊接(點焊等)而進行。第二基板12的中央旁路圖案13與通孔h2的下表面接觸，在第二基板12的下側，在與冷卻面tc之間鋪設有銅板16。如前文所述，該銅板16構成多層基板10的第五層。

上述結構與通孔h3周邊的結構大致相同。但是，通孔h3與通孔電極5以及引線管腳p7導通。

另外，通孔h2和通孔h3經由中央旁路圖案13導通。即，引線管腳p4和引線管腳p7導通。

在通孔h1的上方，設置並連接有作為第一熱電發電模塊m1的+極的元件間電極22a。該元件間電極22a與引線管腳p1接合。即，通孔h1與引線管腳p1導通。

上述結構與通孔h4周邊的結構相同。但是，通孔h4與作為第四熱電發電模塊m4的－極的元件間電極以及引線管腳p10導通。

作為第一熱電發電模塊m1的－極的元件間電極與引線管腳p5接合。

作為第四熱電發電模塊m4的+極的元件間電極與引線管腳p6接合。另外，作為第二熱電發電模塊m2的+極的元件間電極與通孔h6以及引線管腳p4以及p7導通。

在通孔h5的上方，設置並連接有作為第二熱電發電模塊m2的－極的元件間電極22b。另外，通孔h8經由左側旁路圖案14與通孔h1以及引線管腳p1導通。

在通孔h8的上方，設置並連接有作為第三熱電發電模塊m3的﹢極的元件間電極22c。另外，通孔h8經由右側旁路圖案15與通孔h4以及引線管腳p10導通。

在通孔h6的上方，設置並接觸有作為第二熱電發電模塊m2的﹢極的元件間電極22，在通孔h7的上方，設置並連接有作為第三熱電發電模塊m3的﹣極的元件間電極22。另外，通孔h6以及通孔h7經由中央旁路圖案13與通孔h2、h3以及引線管腳p4、p7導通。

[熱電發電模塊的診斷]

具備上述結構的熱電發電單元1能夠檢測第一～第四熱電發電模塊m1～m4的單獨的輸出，以及檢測由兩個以上的第一～第四熱電發電模塊m1～m4所構成的組合的輸出。

檢測輸出的熱電發電模塊m1～m4和在檢測時使用的引線管腳p1～p10以及電流路徑為以下所述。

(1)m1、p1-p5

引線管腳p1→第一熱電發電模塊m1的﹢極→第一熱電發電模塊m1的﹣極→引線管腳p5。

(2)m2、p4-p1

引線管腳p4→通孔h2→中央旁路圖案13→通孔h6→第二熱電發電模塊m2的﹢極→第二熱電發電模塊m2的－極→通孔h5→左側旁路圖案14→通孔h1→引線管腳p1。

(3)m3、p10-p7

引線管腳p10→通孔h4→右側旁路圖案15→通孔h8→第三熱電發電模塊m3的﹢極→第三熱電發電模塊m3的－極→通孔h7→中央旁路圖案13→通孔h3→引線管腳p7。

(4)m4、p6-p10

引線管腳p6→第四熱電發電模塊m4的﹢極→第四熱電發電模塊m4的﹣極→引線管腳p10。

(5)m1﹢m2、p4-p5

引線管腳p4→通孔h2→中央旁路圖案13→通孔h6→第二熱電發電模塊m2的﹢極→第二熱電發電模塊m2的﹣極→通孔h5→左側旁路圖案14→通孔h1→第一熱電發電模塊m1的﹢極→第一熱電發電模塊m1的﹣極→引線管腳p5。

(6)m1﹢m2﹢m3、p10-p5

引線管腳p10→通孔h4→右側旁路圖案15→通孔h8→第三熱電發電模塊m3的﹢極→第三熱電發電模塊m3的﹣極→通孔h7→中央旁路圖案13→通孔h6→第二熱電發電模塊m2的﹢極→第二熱電發電模塊m2的﹣極→通孔h5→左側旁路圖案14→通孔h1→第一熱電發電模塊m1的﹢極→第一熱電發電模塊m1的﹣極→引線管腳p5。

(7)m2﹢m3﹢m4、p6-p1

引線管腳p6→第四熱電發電模塊m4的﹢極→第四熱電發電模塊m4的﹣極→通孔h4→右側旁路圖案15→通孔h8→第三熱電發電模塊m3的﹢極→第三熱電發電模塊m3的﹣極→通孔h7→中央旁路圖案13→通孔h6→第二熱電發電模塊m2的﹢極→第二熱電發電模塊m2的﹣極→通孔h5→左側旁路圖案14→通孔h1→引線管腳p1。

(8)m1﹢m2﹢m3﹢m4、p6-p5

引線管腳p6→第四熱電發電模塊m4的﹢極→第四熱電發電模塊m4的﹣極→通孔h4→右側旁路圖案15→通孔h8→第三熱電發電模塊m3的﹢極→第三熱電發電模塊m3的﹣極→通孔h7→中央旁路圖案13→通孔h6→第二熱電發電模塊m2的﹢極→第二熱電發電模塊m2的﹣極→通孔h5→左側旁路圖案14→通孔h1→第一熱電發電模塊m1的﹢極→第一熱電發電模塊m1的﹣極→引線管腳p5。

(9)m2﹢m3、p10-p1

引線管腳p10→通孔h4→右側旁路圖案15→通孔h8→第三熱電發電模塊m3的﹢極→第三熱電發電模塊m3的﹣極→通孔h7→中央旁路圖案13→通孔h6→第二熱電發電模塊m2的﹢極→第二熱電發電模塊m2的﹣極→通孔h5→左側旁路圖案14→通孔h1→引線管腳p1。

(10)m3﹢m4、p6-p7

引線管腳p6→第四熱電發電模塊m4的﹢極→第四熱電發電模塊m4的﹣極→通孔h4→右側旁路圖案15→通孔h8→第三熱電發電模塊m3的﹢極→第三熱電發電模塊m3的﹣極→通孔h7→中央旁路圖案13→通孔h3→引線管腳p7。

[熱電發電模塊診斷處理]

接下來，基於圖9對第一～第四熱電發電模塊m1～m4的診斷處理進行說明。該處理是確定因劣化或故障而無法使用的第一～第四熱電發電模塊m1～m4並且使用剩餘的正常熱電發電模塊m1～m4進行發電的處理。

當本處理開始時，在步驟s1中，使用引線管腳p6以及引線管腳p5，利用第一～第四熱電發電模塊m1～m4進行「100％運轉」的發電，在步驟s2中，進行測定熱電發電單元1的發電量的「整體診斷」。每過規定期間就進行該「整體診斷」。

接下來，在步驟s3中，基於測定的發電量是否比事先設定的100％運轉用的閾值大的判別結果，來判定是否發生了「輸出異常」。與發電量比較的100％運轉用的閾值是在所有的熱電發電模塊m1～m4既沒發生劣化也沒發生故障的狀態下，熱電發電單元1應當能夠發電的發電量的下限值。

當100％運轉的發電量為100％運轉用的閾值以上時，判定為未發生「輸出異常」，繼續由第一～第四熱電發電模塊m1～m4進行發電，並且在經過規定期間以後再次執行步驟s2的「整體診斷」。

另一方面，當100％運轉的發電量未達到100％運轉用的閾值時，認為第一～第四熱電發電模塊m1～m4中的任意熱電發電模塊發生了劣化和/或故障，判定為發生了「輸出異常」。在該情況下，進入步驟s4，進行「單獨診斷」。如前文所述，熱電發電單元1能夠檢測第一～第四熱電發電模塊m1～m4的單獨的輸出。在「單獨診斷」中，從第一熱電發電模塊m1依次檢測發電量，確定熱電發電模塊m1～m4中的哪個發生了異常。

在確定了發生異常的熱電發電模塊以後，在步驟s5中，通過變更所使用的引線管腳p1～p10，將發生了異常的熱電發電模塊短路。例如，在第一熱電發電模塊m1發生了異常的情況下，為了利用第二～第四熱電發電模塊m2～m4進行發電而使用引線管腳p6以及引線管腳p1。

接下來，在步驟s6中，利用第二～第四熱電發電模塊m2～m4進行「75％運轉」的發電，在步驟s7中，進行「整體診斷」。

接下來，在步驟s8中，基於測定的發電量是否比事先設定的75％運轉用的閾值大的判別結果，來判定是否發生了「輸出異常」。

當75％運轉的發電量為75％運轉用的閾值以上時，判定為未發生「輸出異常」，繼續使用第二～第四熱電發電模塊m2～m4進行發電，並且再次執行步驟s7的「整體診斷」。

另一方面，當75％運轉的發電量未達到75％運轉用的閾值時，認為第二～第四熱電發電模塊m2～m4中的任意一個發生了劣化和/或故障，判定為發生了「輸出異常」。在該情況下，進入步驟s9，進行「單獨診斷」，確定第二～第四熱電發電模塊m2～m4中的哪個發生了異常。在確定了發生異常的熱電發電模塊以後，在步驟s10中，通過變更所使用的引線管腳p1～p10，將發生了異常的熱電發電模塊短路。例如，在接著上次的第一熱電發電模塊m1，這次是第二熱電發電模塊m2發生了異常的情況下，為了利用第三以及第四熱電發電模塊m3、m4進行發電而使用引線管腳p6以及引線管腳p7。

接下來，在步驟s11中，利用第三以及第四熱電發電模塊m3、m4進行「50％運轉」的發電，在步驟s12中，進行「整體診斷」。

接下來，在步驟s13中，基於測定的發電量是否比事先設定的50％運轉用的閾值大的判別結果，來判別是否發生了「輸出異常」。

當50％運轉的發電量為50％運轉用的閾值以上時，判定為未發生「輸出異常」，繼續利用第三以及第四熱電發電模塊m3、m4進行發電，並再次執行步驟s11的「整體診斷」。

另一方面，當50％運轉的發電量未達到50％運轉用的閾值時，認為第三或第四熱電發電模塊m3、m4發生了劣化和/或故障，判定為發生了「輸出異常」。在該情況下，進入步驟s14，進行「單獨診斷」，確定第三或第四熱電發電模塊中的哪個發生了異常。在確定了發生異常的熱電發電模塊以後，在步驟s15中，通過變更所使用的引線管腳p1～p10，將發生了異常的熱電發電模塊短路。例如，在第三熱電發電模塊m3接著到上次為止的第一以及第二熱電發電模塊m1、m2而發生了異常的情況下，為了利用第四熱電發電模塊m4進行發電而使用引線管腳p6以及引線管腳p10。

接下來，在步驟s16中，利用最後剩下的第四熱電發電模塊m4進行「25％運轉」的發電，在步驟s17中，進行「整體診斷」。

接下來，在步驟s18中，基於測定的發電量是否比事先設定的25％運轉用的閾值大的判別結果，來判別是否發生了「輸出異常」。

當25％運轉的發電量為25％運轉用的閾值以上時，判定為未發生「輸出異常」，繼續使用第四熱電發電模塊m4進行發電，並再次執行步驟s17的「整體診斷」。

另一方面，當25％運轉的發電量未達到25％運轉用的閾值時，認為最後剩下的第四熱電發電模塊m4發生了劣化和/或故障，在步驟s18中，停止熱電發電單元1的運轉。

根據以上的本實施方式，由於將殼體2內外貫通的引線管腳p1～p10的基端連接於由第一～第四熱電發電模塊m1～m4構成的輸出電路的兩端，因此能夠在不使殼體2開閉的情況下進行第一～第四熱電發電模塊m1～m4的單獨的診斷。

另外，由於能夠通過引線管腳p1～p10的選擇來對作為診斷對象的第一～第四熱電發電模塊m1～m4進行變更，因此與將用於進行診斷對象的變更的機構(例如端子臺)設在殼體2內的情況相比，能夠提高熱電發電單元1的填充率，並且不需要使應用了高溫的熱電發電單元1的裝置停止。

而且，由於在具有元件間電極22的第一基板11上形成有通孔h1～h8，且通孔h1～h8與第二基板12的旁路圖案13～15導通，因此能夠通過對旁路圖案13～15分別進行診斷而可靠地進行熱電發電單元1的診斷。

[變形例]

在所述實施方式中，第一～第四熱電發電模塊m1～m4以2行×2列的排列方式設於殼體2內，但熱電發電模塊的數量以及配置並不限定於實施方式。熱電發電模塊能夠以2行×2列為一個單位而增加，例如，也可以是第一～第十六熱電發電模塊以4行×4列的排列方式設於殼體2內。伴隨熱電發電模塊的增加，引線管腳的數量也增加，多層基板10的層疊數也增加，通孔以及旁路模式的數量以及配置也變化。

圖10～圖12表示變形例的熱電發電單元101。圖10是熱電發電單元101的側剖視圖，圖11是從圖10的xi-xi方向觀察熱電發電單元101的俯視剖視圖，圖12是圖10的xii部的部分放大圖。

對於與所述實施方式的熱電發電單元1相同或對應的結構，標註相同的附圖標記，並且省略其說明。

如圖11所示，熱電發電單元101具有在殼體2內收納有第一熱電發電模塊組sm1和第二熱電發電模塊組sm2的結構，該第一熱電發電模塊組sm1由以2行×2列的排列方式設置的第一～第四熱電發電模塊m1～m4構成，該第二熱電發電模塊組sm2由第五～第八熱電發電模塊m5～m8構成。另外，在殼體本體2a的一個側面安裝有密封連接器3，該密封連接器3設有橫跨殼體2的內外而延伸的合計42根(上層22根、下層20根)引線管腳p1～p42。伴隨著熱電發電模塊從所述實施方式增加，引線管腳的數量增加(10根→42根)，如圖12所示，旁路圖案的層疊數也增加(第三層→第三層、第五層以及第七層(合計三層))。其結果，多層基板10的層疊數從五層增加至九層。雖然未圖示，但與旁路圖案重疊的通孔的數量以及配置也變化。注意，圖12中的「hn」代表第n個通孔。

與所述實施方式的熱電發電單元1相同，熱電發電單元101能夠檢測第一～第四熱電發電模塊組sm1～sm4的單獨的發電量以及由兩個以上的第一～第四熱電發電模塊組sm1～sm4所構成的組合的發電量。另外，在第一～第四熱電發電模塊組sm1～sm4中的任意熱電發電模塊組發生了異常的情況下，在熱電發電模塊組內，能夠檢測熱電發電模塊的單獨的發電量以及由兩個以上的熱電發電模塊所構成的組合的發電量。

注意，本發明並不限定於前述的實施方式以及變形例，在能夠達到本發明的目的的範圍內的變形、改良等均包含在本發明中。

例如，在所述實施方式以及變形例中，雖然第一～第四熱電發電模塊m1～m4、第一～第十六熱電發電模塊m1～m16以行列數量相同的排列方式(實施方式：2×2，變形例：4×4)而設於殼體2內，但也可以以行列數量不同的排列方式(例如1×4或2×8)而設於殼體2內。

在所述實施方式中，通孔h1～h8具有在內部填充有導電體的結構，但只要是電在正反面方向上通過的結構即可，例如，也可以是在貫通孔的內周面塗覆有導電體的中空結構。

在所述實施方式中，在各熱電發電模塊m1～m4內的熱電發電電路中，所有的熱電元件21以串聯方式電連接，但也可以有一部分並聯連接。

工業實用性

本發明能夠在將廢熱轉換為電能的再生裝置中使用。

附圖標記說明

1、101熱電發電單元

10多層基板

11第一基板(第二層)

13中央旁路圖案(第三層)

14左側旁路圖案(第三層)

15右側旁路圖案(第三層)

2殼體

21熱電元件

22元件間電極(第一層)

h1～h8通孔(第二層)

m1～m4第一～第四熱電發電模塊

p1～p10引線管腳

tc冷卻面

th加熱面