JP2019161831A - Thermoelectric generator - Google Patents

Abstract

To hinder thermal conduction from a high-temperature side to a low-temperature side in a thermoelectric generator.SOLUTION: In addition to disposing a heat insulation member 27, as a first insulation layer, between a heat collection plate 28 on a high-temperature side and a cooling unit 22 on a low-temperature side, an air heat-insulation layer 30 is provided as a second heat insulation layer arranged with this heat insulation member 27 in a stack.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、熱を電力に変換する熱電発電装置に関するものである。   The present invention relates to a thermoelectric generator that converts heat into electric power.

従来より、炉、エンジンなどでは大量の排熱が生じることが知られている。そこで、これらから生じる排熱を有効利用すべく、特許文献１に示されるように、熱電変換素子による発電が提案されている。   Conventionally, it is known that a large amount of exhaust heat is generated in a furnace, an engine, or the like. Therefore, as shown in Patent Document 1, power generation by a thermoelectric conversion element has been proposed in order to effectively use exhaust heat generated from these.

特許文献１では、排熱機器の排熱経路にペルチェ素子を取り付け、この排熱経路内を流れる排熱によりペルチェ素子内側面を加熱し外面を外気で冷却して、内外両面に温度差を持たせて、ペルチェ素子のゼーベック効果で発電させている。   In Patent Document 1, a Peltier element is attached to the exhaust heat path of the exhaust heat device, the inner surface of the Peltier element is heated by the exhaust heat flowing through the exhaust heat path, and the outer surface is cooled by the outside air, so that there is a temperature difference between the inner and outer surfaces. Power generation by the Seebeck effect of the Peltier element.

特開２００９−２６８２８２号公報JP 2009-268282 A

図５に従来の熱電発電装置２０を示す。この熱電発電装置は熱電モジュール２６を含んでいる。この熱電モジュール２６は、焼却設備の排ガス用パイプの壁面１０などの高温になる部材（高温熱源、高温側）と、冷却ユニット２２などの低温になる部材（低温熱源、低温側）との間に設置されており、高温熱源と低温熱源の温度差に応じた起電力を発生する。基本的に、高温熱源と低温熱源との温度差が大きいほど、大きな電力、大きな発電効率が得られる。   FIG. 5 shows a conventional thermoelectric generator 20. The thermoelectric generator includes a thermoelectric module 26. The thermoelectric module 26 is provided between a member (high temperature heat source, high temperature side) that becomes high temperature such as the wall surface 10 of the exhaust gas pipe of the incineration facility and a member (low temperature heat source, low temperature side) that becomes low temperature such as the cooling unit 22. It is installed and generates an electromotive force according to the temperature difference between the high temperature heat source and the low temperature heat source. Basically, the greater the temperature difference between the high temperature heat source and the low temperature heat source, the greater the power and the greater the power generation efficiency.

ところが、図５に示す従来の熱電発電装置２０では、高温側の熱が熱電モジュール２６を介さずに低温熱源に伝わってしまって高温側と低温側との温度差が小さくなってしまうという問題点がある。   However, in the conventional thermoelectric generator 20 shown in FIG. 5, the heat on the high temperature side is transferred to the low temperature heat source without going through the thermoelectric module 26, and the temperature difference between the high temperature side and the low temperature side becomes small. There is.

図５に示す熱電発電装置２０においては壁面１０と接触しているのは熱伝導率の高い金属（銅など）で形成された集熱板２８であり、この集熱板２８によって集められた壁面１０の熱が、図５中に示す矢印Ｑの経路を通って熱電モジュール２６に伝えられる。その一方で、集熱板２８と冷却ユニット２２との間の領域には、熱電モジュール２６以外の部分に断熱部材２７（シリコンなどの熱伝導率の低い材質による板）が配置されており、集熱板２８から冷却ユニット２２へ輻射熱が伝わらないようになっている。   In the thermoelectric generator 20 shown in FIG. 5, the wall 10 is in contact with a heat collecting plate 28 formed of a metal (such as copper) having a high thermal conductivity, and the wall collected by the heat collecting plate 28. The heat of 10 is transferred to the thermoelectric module 26 through the path indicated by the arrow Q shown in FIG. On the other hand, in a region between the heat collecting plate 28 and the cooling unit 22, a heat insulating member 27 (a plate made of a material having low thermal conductivity such as silicon) is disposed in a portion other than the thermoelectric module 26. Radiant heat is not transmitted from the hot plate 28 to the cooling unit 22.

しかしながら、断熱部材２７が配置されていても、集熱板２８から冷却ユニット２２へ熱が伝導されてしまうことを十分に防ぐことができない場合がある。なぜならば、図５の矢印Ｑｘで示すように、まず集熱板２８から断熱部材２７に熱が伝わり、その熱が断熱部材２７から冷却ユニット２２へ伝わるからである。つまり、断熱部材２７を通じて壁面１０から冷却ユニット２２への伝熱が生じてしまう。このような経路により伝導される熱量が大きければ、冷却ユニット２２の温度が上昇し、高温側（壁面１０）と低温側（冷却ユニット２２）との間の温度差が小さくなってしまい、熱電モジュール２６による発電効率が低くなってしまう。   However, even if the heat insulating member 27 is disposed, it may not be possible to sufficiently prevent heat from being conducted from the heat collecting plate 28 to the cooling unit 22. This is because, as indicated by the arrow Qx in FIG. 5, first, heat is transferred from the heat collecting plate 28 to the heat insulating member 27, and the heat is transferred from the heat insulating member 27 to the cooling unit 22. That is, heat transfer from the wall surface 10 to the cooling unit 22 occurs through the heat insulating member 27. If the amount of heat conducted through such a path is large, the temperature of the cooling unit 22 rises and the temperature difference between the high temperature side (wall surface 10) and the low temperature side (cooling unit 22) becomes small, and the thermoelectric module. The power generation efficiency by 26 will become low.

そこで本発明は、断熱部材を通じた高温側から低温側への輻射による伝熱が発生しないようにして、熱電モジュールの発電に寄与しない伝熱を抑制し、熱電モジュールによる発電効率を高く保つことが可能な熱電発電装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention prevents heat transfer from radiation from the high temperature side to the low temperature side through the heat insulating member, suppresses heat transfer that does not contribute to the power generation of the thermoelectric module, and keeps the power generation efficiency by the thermoelectric module high. An object of the present invention is to provide a possible thermoelectric generator.

上記課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る熱電発電装置は、高温側と低温側との温度差に応じて電力を発生させる熱電モジュールと、前記熱電モジュールの周囲に設けられた第１の断熱層と、高温側から低温側に向かう方向で、前記第１の断熱層と積層される第２の断熱層と、を備える、熱電発電装置である。   In order to solve the above problems, a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention includes a thermoelectric module that generates electric power according to a temperature difference between a high temperature side and a low temperature side, and a thermoelectric module provided around the thermoelectric module. It is a thermoelectric power generation apparatus provided with 1 heat insulation layer and the 2nd heat insulation layer laminated | stacked on a said 1st heat insulation layer in the direction which goes to a low temperature side from a high temperature side.

また、本発明の更なる実施形態に係る熱電発電装置においては、前記第１の断熱層と前記第２の断熱層とのうち一方は固体または液体で構成されており、他方は気体で構成されている。   In the thermoelectric generator according to a further embodiment of the present invention, one of the first heat insulation layer and the second heat insulation layer is made of solid or liquid, and the other is made of gas. ing.

また、本発明の更なる実施形態に係る熱電発電装置においては、前記熱電モジュールの低温側に接して前記熱電モジュールを冷却する冷却伝熱部と、前記冷却伝熱部の周囲に設けられた冷却周辺部とを有する冷却部材をさらに備え、前記冷却部材の前記冷却伝熱部は前記冷却周辺部から前記熱電モジュールの方へ突出するように配置されており、前記第２の断熱層は、前記冷却周辺部に臨む領域に配置されている。   In the thermoelectric generator according to a further embodiment of the present invention, a cooling heat transfer section that contacts the low temperature side of the thermoelectric module and cools the thermoelectric module, and a cooling provided around the cooling heat transfer section A cooling member having a peripheral part, wherein the cooling heat transfer part of the cooling member is disposed so as to protrude from the cooling peripheral part toward the thermoelectric module, and the second heat insulating layer is It arrange | positions in the area | region which faces a cooling peripheral part.

また、本発明の更なる実施形態に係る熱電発電装置においては、前記冷却部材の前記冷却周辺部の周囲に、前記冷却周辺部から前記冷却伝熱部と同じ方向へ突出する冷却外周部が設けられている。   In the thermoelectric generator according to a further embodiment of the present invention, a cooling outer peripheral portion that protrudes from the cooling peripheral portion in the same direction as the cooling heat transfer portion is provided around the cooling peripheral portion of the cooling member. It has been.

また、本発明の更なる実施形態に係る熱電発電装置においては、前記第１の断熱層が、固体または液体の断熱材で構成されており、前記冷却外周部は、前記第１の断熱層と接しており、前記第２の断熱層が、少なくとも前記冷却周辺部・前記冷却外周部・前記第１断熱層で囲まれる空間により形成される。   Moreover, in the thermoelectric generator which concerns on the further embodiment of this invention, the said 1st heat insulation layer is comprised with the heat insulating material of the solid or the liquid, The said cooling outer peripheral part is a said 1st heat insulation layer, and The second heat insulating layer is in contact with each other, and is formed by a space surrounded by at least the cooling peripheral portion, the cooling outer peripheral portion, and the first heat insulating layer.

また、本発明の更なる実施形態に係る熱電発電装置においては、前記熱電モジュールの高温側に接して前記熱電モジュールを加熱する加熱伝熱部と、前記加熱伝熱部の周囲に設けられた加熱周辺部とを有する加熱部材をさらに備え、前記加熱部材の前記加熱伝熱部は前記加熱周辺部から前記熱電モジュールの方へ突出するように配置されており、前記第２の断熱層は、前記加熱周辺部に臨む領域に配置されている。   Moreover, in the thermoelectric power generation device according to a further embodiment of the present invention, a heating heat transfer section that contacts the high temperature side of the thermoelectric module and heats the thermoelectric module, and heating provided around the heating heat transfer section A heating member having a peripheral part, wherein the heating heat transfer part of the heating member is arranged to protrude from the heating peripheral part toward the thermoelectric module, and the second heat insulating layer is It arrange | positions in the area | region which faces a heating peripheral part.

また、本発明の更なる実施形態に係る熱電発電装置においては、前記第１の断熱層は、前記熱電モジュールよりも薄く構成されており、前記第１の断熱層と前記熱電モジュールの厚みの差により、前記第２の断熱層が形成されている。   In the thermoelectric generator according to a further embodiment of the present invention, the first heat insulation layer is configured to be thinner than the thermoelectric module, and a difference in thickness between the first heat insulation layer and the thermoelectric module. Thus, the second heat insulating layer is formed.

また、本発明の更なる実施形態に係る熱電発電装置においては、前記第１の断熱層と前記第２の断熱層との組み合わせが複数設けられている。   Moreover, in the thermoelectric generator which concerns on the further embodiment of this invention, the combination of the said 1st heat insulation layer and the said 2nd heat insulation layer is provided with two or more.

また、本発明のもう一つの実施形態に係る熱電発電装置は、熱電変換を行う複数の熱電モジュールと、前記複数の熱電モジュールを冷却する冷却部材と、前記複数の熱電モジュールを加熱する加熱部材と、前記複数の熱電モジュールの周囲に設けられた固体または液体の断熱部材と、を備え、前記冷却部材または前記加熱部材の少なくとも一方は、前記複数の熱電モジュールのそれぞれに対し、前記熱電モジュールと接する伝熱部と、前記伝熱部が突出するように該伝熱部の周囲に設けられた伝熱周辺部と、前記伝熱周辺部の周囲に設けられ、前記伝熱周辺部よりも突出するように設けられた伝熱外周部と、前記断熱部材と、前記伝熱周辺部と、前記伝熱外周部とで囲まれて形成される気体の断熱層と、を有する、熱電発電装置である。   A thermoelectric generator according to another embodiment of the present invention includes a plurality of thermoelectric modules that perform thermoelectric conversion, a cooling member that cools the plurality of thermoelectric modules, and a heating member that heats the plurality of thermoelectric modules. A solid or liquid heat insulating member provided around the plurality of thermoelectric modules, and at least one of the cooling member or the heating member is in contact with the thermoelectric module with respect to each of the plurality of thermoelectric modules. A heat transfer portion, a heat transfer peripheral portion provided around the heat transfer portion so that the heat transfer portion protrudes, and provided around the heat transfer peripheral portion and protrudes from the heat transfer peripheral portion A heat transfer outer peripheral portion, the heat insulating member, the heat transfer peripheral portion, and a gas heat insulating layer surrounded and formed by the heat transfer outer peripheral portion. .

また、本発明に係る他の実施形態としての冷却部材は、熱電変換を行う熱電モジュールに接する冷却伝熱部と、前記冷却伝熱部の周囲に設けられた冷却周辺部と、前記冷却周辺部の周囲に設けられた冷却外周部とを有し、前記冷却伝熱部および前記冷却外周部は前記冷却周辺部から前記熱電モジュールの方へ突出するように設けられている、前記熱電モジュールを冷却する冷却部材である。   Further, the cooling member as another embodiment according to the present invention includes a cooling heat transfer part in contact with a thermoelectric module that performs thermoelectric conversion, a cooling peripheral part provided around the cooling heat transfer part, and the cooling peripheral part Cooling the outer peripheral portion, and the cooling heat transfer portion and the cooling outer peripheral portion are provided so as to protrude from the cooling peripheral portion toward the thermoelectric module. It is the cooling member to do.

また、本発明に係る他の実施形態としての加熱部材は、熱電変換を行う熱電モジュールに接する加熱伝熱部と、前記加熱伝熱部の周囲に設けられた加熱周辺部と、前記加熱周辺部の周囲に設けられた加熱外周部とを有し、前記加熱伝熱部および前記加熱外周部は前記加熱周辺部から前記熱電モジュールの方へ突出するように設けられている、前記熱電モジュールを加熱する加熱部材である。   In addition, the heating member as another embodiment according to the present invention includes a heating heat transfer part in contact with a thermoelectric module that performs thermoelectric conversion, a heating peripheral part provided around the heating heat transfer part, and the heating peripheral part. Heating the outer peripheral portion, and the heating heat transfer portion and the heating outer peripheral portion are provided so as to protrude from the heating peripheral portion toward the thermoelectric module. It is a heating member to do.

また、本発明に係る他の実施形態としての熱電発電装置は、高温側と低温側との温度差に応じて電力を発生させる熱電モジュールと、前記熱電モジュールの周囲に設けられた断熱層を備え、前記断熱層は、繊維状断熱部材と、前記繊維状断熱部材の繊維同士の隙間に存在する気体とを含む熱電発電装置である。   A thermoelectric generator as another embodiment according to the present invention includes a thermoelectric module that generates electric power according to a temperature difference between a high temperature side and a low temperature side, and a heat insulating layer provided around the thermoelectric module. The heat insulating layer is a thermoelectric generator including a fibrous heat insulating member and a gas present in a gap between fibers of the fibrous heat insulating member.

本発明によれば、熱電モジュールの発電に寄与しない形での高温側から低温側への伝熱が抑制され、熱電モジュールによる発電効率が高く保たれる。   According to the present invention, heat transfer from the high temperature side to the low temperature side in a form that does not contribute to the power generation of the thermoelectric module is suppressed, and the power generation efficiency of the thermoelectric module is kept high.

本発明の実施形態の一例における熱電発電装置における伝熱の様子を示す断面図。Sectional drawing which shows the mode of the heat transfer in the thermoelectric generator in an example of embodiment of this invention. 図１の熱電発電装置が備える冷却ユニットの構造を示す断面図および底面図。Sectional drawing and bottom view which show the structure of the cooling unit with which the thermoelectric generator of FIG. 1 is provided. 冷却ユニットの別形態を示す断面図および底面図。Sectional drawing and bottom view which show another form of a cooling unit. 冷却ユニットの別形態を示す断面図および底面図。Sectional drawing and bottom view which show another form of a cooling unit. 従来の熱電発電装置における伝熱の様子を示す図。The figure which shows the mode of the heat transfer in the conventional thermoelectric generator.

図１に、本発明の実施形態の一例としての熱電発電装置２０を示す。この熱電発電装置は壁面１０に取り付けられている。熱電発電装置２０が取り付けられる対象である壁面１０の例としては、焼却設備における燃焼室の外壁や排ガス用パイプの外面など、高温になる場所の表面が挙げられる。本実施形態においてはこの壁面１０が熱電発電装置２０にとっての熱源（高温熱源、高温側）となっている。   FIG. 1 shows a thermoelectric generator 20 as an example of an embodiment of the present invention. This thermoelectric generator is attached to the wall surface 10. Examples of the wall surface 10 to which the thermoelectric generator 20 is attached include the surface of a place where the temperature becomes high, such as the outer wall of the combustion chamber or the outer surface of the exhaust gas pipe in the incineration facility. In the present embodiment, the wall surface 10 is a heat source (high temperature heat source, high temperature side) for the thermoelectric generator 20.

図１に示すように、本実施形態の熱電発電装置２０は壁面１０より遠い側から順に、冷却ユニット２２、熱電モジュール２６、集熱板２８を備えている。この熱電モジュール２６は周囲環境の温度差を電力に変換する機能を有している。熱電モジュールとしては例えば、ゼーベック効果を利用して熱を電力に変換する熱電変換素子（ｐ形・ｎ形の半導体が交互に接続された素子）が複数組み込まれたモジュールが利用可能である。熱電モジュール２６は図１の通り、冷却部材としての冷却ユニット２２と集熱板２８とに挟まれるように配置されている。そして熱電モジュール２６は、冷却ユニット２２と集熱板２８との温度差に応じた電力を発生する。なお熱電モジュール２６から発生する電力は、図示しない電気配線を通じて、電力を必要とする外部の装置へ送られる。   As shown in FIG. 1, the thermoelectric generator 20 of this embodiment includes a cooling unit 22, a thermoelectric module 26, and a heat collecting plate 28 in order from the side farther from the wall surface 10. The thermoelectric module 26 has a function of converting a temperature difference in the surrounding environment into electric power. As the thermoelectric module, for example, a module in which a plurality of thermoelectric conversion elements (elements in which p-type and n-type semiconductors are alternately connected) for converting heat into electric power using the Seebeck effect can be used. As shown in FIG. 1, the thermoelectric module 26 is disposed so as to be sandwiched between a cooling unit 22 as a cooling member and a heat collecting plate 28. The thermoelectric module 26 generates power corresponding to the temperature difference between the cooling unit 22 and the heat collecting plate 28. The electric power generated from the thermoelectric module 26 is sent to an external device that requires electric power through electric wiring (not shown).

熱電モジュール２６から見て熱源としての壁面１０とは反対側に配置されている冷却ユニット２２は、冷却水を貯蔵可能なタンクであり、このタンクは熱電発電装置２０が使用される設備（例えば焼却設備）における冷却ライン２１（冷却系）と接続されている。図１に示す冷却ライン２１は施設内に敷設された管路であり、この管路内で冷却水が循環している。循環により冷却ユニット２２としてのタンク内の冷却水は常に低温のものと交換され続けるので、冷却ユニット２２は低温に保たれ続ける。したがって、設備の稼働中は、高温となる壁面１０（高温熱源、高温側）と冷却ユニット２２（低温熱源、低温側）との間には常に温度差が生じ、熱電モジュール２６はその温度差に応じた電力を発電し続けることができる。   The cooling unit 22 disposed on the opposite side of the wall surface 10 as a heat source when viewed from the thermoelectric module 26 is a tank capable of storing cooling water, and this tank is a facility (for example, incineration) in which the thermoelectric generator 20 is used. It is connected to the cooling line 21 (cooling system) in the equipment. The cooling line 21 shown in FIG. 1 is a pipeline laid in the facility, and cooling water circulates in this pipeline. Since the cooling water in the tank as the cooling unit 22 is always replaced with a low temperature by circulation, the cooling unit 22 is kept at a low temperature. Therefore, during operation of the equipment, a temperature difference always occurs between the wall surface 10 (high temperature heat source, high temperature side) and the cooling unit 22 (low temperature heat source, low temperature side) that become high temperature, and the thermoelectric module 26 has the temperature difference. It is possible to continue to generate the corresponding power.

熱電モジュール２６から見て熱源としての壁面１０の側に配置されている集熱板２８は熱伝導率の高い金属（例えば銅）で形成された板であり、熱電モジュール２６よりも大きな面積を有している。このため、壁面１０の広い範囲から熱を集めて熱電モジュール２６へと伝えることができる。   The heat collecting plate 28 disposed on the side of the wall surface 10 as a heat source when viewed from the thermoelectric module 26 is a plate made of a metal having a high thermal conductivity (for example, copper) and has a larger area than the thermoelectric module 26. is doing. For this reason, heat can be collected from a wide range of the wall surface 10 and transmitted to the thermoelectric module 26.

なお、熱電モジュール２６を冷却ユニット２２および集熱板２８と密着させるため、そして熱電発電装置２０を壁面１０に取り付けるために、締結部材としての締結ボルト２９が冷却ユニット２２から壁面１０にかけて延びるようにして数本設けられている。   In order to closely attach the thermoelectric module 26 to the cooling unit 22 and the heat collecting plate 28 and to attach the thermoelectric generator 20 to the wall surface 10, a fastening bolt 29 as a fastening member extends from the cooling unit 22 to the wall surface 10. Several are provided.

以上の構造により、図１中に示す矢印Ｑの経路上で、集熱板２８によって集められた壁面１０の熱が熱電モジュール２６の図中下方の面へ伝えられて加熱が行われる。また同じ矢印Ｑの経路上で、熱電モジュール２６の図中上方の面が冷却ユニット２２と接して冷却される。こうして、熱電モジュール２６は壁面１０と冷却ユニット２２との温度差に応じた電力を発電する。   With the above structure, the heat of the wall surface 10 collected by the heat collecting plate 28 is transmitted to the lower surface of the thermoelectric module 26 in the figure along the path indicated by the arrow Q shown in FIG. Further, on the same arrow Q, the upper surface of the thermoelectric module 26 in the drawing is in contact with the cooling unit 22 to be cooled. Thus, the thermoelectric module 26 generates electric power according to the temperature difference between the wall surface 10 and the cooling unit 22.

そして、集熱板２８と冷却ユニット２２との間の領域には、熱電モジュール２６の周囲に第１の断熱層としての断熱部材２７（ここではシリコンなどの熱伝導率の低い材質による板）が設けられており、集熱板２８から冷却ユニット２２へ直接に輻射熱が伝わらないようになっている。   In the region between the heat collecting plate 28 and the cooling unit 22, a heat insulating member 27 (here, a plate made of a material having low thermal conductivity such as silicon) as a first heat insulating layer is provided around the thermoelectric module 26. The radiant heat is not directly transmitted from the heat collecting plate 28 to the cooling unit 22.

さらに図１に示す本実施形態の熱電発電装置２０においては、断熱部材２７と冷却ユニット２２との間に、第２の断熱層としての空気断熱層３０が配置されている。この空気断熱層３０が存在することにより、壁面１０から冷却ユニット２２への断熱部材２７を介した熱伝導が抑制される。   Further, in the thermoelectric power generation apparatus 20 of the present embodiment shown in FIG. 1, an air heat insulating layer 30 as a second heat insulating layer is disposed between the heat insulating member 27 and the cooling unit 22. The presence of the air heat insulating layer 30 suppresses heat conduction from the wall surface 10 to the cooling unit 22 via the heat insulating member 27.

具体的には、図１中に示す矢印Ｑｚの経路、すなわち集熱板２８から熱電モジュール２６を通らずに冷却ユニット２２へ向かう経路上で、熱伝導は断熱部材２７によって阻まれるだけでなく、熱伝導率の小さい空気で満たされている空気断熱層３０にも阻まれることになるため、矢印Ｑｚの経路での熱伝導が抑制される。   Specifically, in the path indicated by the arrow Qz shown in FIG. 1, that is, on the path from the heat collecting plate 28 to the cooling unit 22 without passing through the thermoelectric module 26, the heat conduction is not only blocked by the heat insulating member 27, Since the heat insulation layer 30 filled with air having a low thermal conductivity is also blocked, the heat conduction in the path indicated by the arrow Qz is suppressed.

この空気断熱層３０は冷却ユニット２２と断熱部材２７との間に形成される領域内に満たされた空気によって構成されている。図１に示す実施形態においては、冷却ユニット２２の形状が、空気断熱層３０が配置される領域を形成する構造となっている。   The air heat insulating layer 30 is constituted by air filled in a region formed between the cooling unit 22 and the heat insulating member 27. In the embodiment shown in FIG. 1, the shape of the cooling unit 22 has a structure that forms a region where the air heat insulating layer 30 is disposed.

図２に、図１に示す冷却ユニット２２の構造を示す。図２上側には冷却ユニット２２の断面図を示し、図２下側にはこの断面図のＡ−Ａ矢視図を示す。   FIG. 2 shows the structure of the cooling unit 22 shown in FIG. A cross-sectional view of the cooling unit 22 is shown on the upper side of FIG. 2, and an AA arrow view of this cross-sectional view is shown on the lower side of FIG.

ここに示す冷却ユニット２２は、全体としては直方体型の形状を有し、その内部には冷却水３２を貯蔵可能な空洞が設けられている。そして断面図において冷却ユニット２２の図中下方の面（図１において熱電モジュール２６が配置されている側の面）には、冷却伝熱部３６と、冷却周辺部３８と、冷却外周部３９とが設けられている。なお、Ａ−Ａ矢視図に示されているように、冷却ユニット２２には図１の締結ボルト２９を通すためのボルト穴３４も設けられており、ここでは冷却周辺部３８の四隅（冷却外周部３９より内側）にボルト穴３４が設けられている。   The cooling unit 22 shown here has a rectangular parallelepiped shape as a whole, and a cavity capable of storing the cooling water 32 is provided therein. In the sectional view of the cooling unit 22 in the cross-sectional view (the surface on the side where the thermoelectric module 26 is arranged in FIG. 1), a cooling heat transfer portion 36, a cooling peripheral portion 38, a cooling outer peripheral portion 39, and Is provided. In addition, as shown in the AA arrow view, the cooling unit 22 is also provided with bolt holes 34 for passing the fastening bolts 29 of FIG. Bolt holes 34 are provided on the inner side of the outer peripheral portion 39.

冷却伝熱部３６は図１の熱電モジュール２６と接して熱電モジュール２６の冷却を行う面であり、ここでは熱電モジュール２６の上面と同じ寸法の面積を有し、冷却周辺部３８と比べて熱電モジュール２６の方へ（断面図下側へ）突出している。冷却周辺部３８は冷却伝熱部３６を囲むように設けられており、冷却伝熱部３６と比べて冷却水３２用の空洞側へ（断面図上側へ）向けて窪んでいる。   The cooling heat transfer unit 36 is a surface that is in contact with the thermoelectric module 26 of FIG. 1 and cools the thermoelectric module 26. Here, the cooling heat transfer unit 36 has the same size as the upper surface of the thermoelectric module 26, and the thermoelectric module 26 is compared with the cooling periphery 38. Projecting toward the module 26 (downward in the sectional view). The cooling peripheral portion 38 is provided so as to surround the cooling heat transfer portion 36, and is recessed toward the cavity for the cooling water 32 (upward in the sectional view) as compared with the cooling heat transfer portion 36.

冷却外周部３９は冷却周辺部３８をさらに囲むように設けられており、冷却周辺部３８と比べて断面図下側へ、すなわち冷却伝熱部３６と同じ方向へ突出している。図２下側のＡ−Ａ矢視図に示すように、矩形状の冷却ユニット２２下面において、外側から順に冷却外周部３９、冷却周辺部３８、冷却伝熱部３６が配置された構造になっている。すなわち、全体として矩形状の冷却ユニット２２下面から、周縁に位置する冷却外周部３９および中央に位置する小さな矩形状の冷却伝熱部３６を残して、それら以外の部分にあたる冷却周辺部３８がくり抜かれたような形状となっている。   The cooling outer peripheral portion 39 is provided so as to further surround the cooling peripheral portion 38, and protrudes downward in the cross-sectional view as compared with the cooling peripheral portion 38, that is, in the same direction as the cooling heat transfer portion 36. As shown in the AA arrow view on the lower side of FIG. 2, a cooling outer peripheral portion 39, a cooling peripheral portion 38, and a cooling heat transfer portion 36 are arranged in order from the outside on the lower surface of the rectangular cooling unit 22. ing. That is, the cooling peripheral portion 38 corresponding to the other portions is cut from the lower surface of the rectangular cooling unit 22 as a whole, leaving the cooling outer peripheral portion 39 located at the periphery and the small rectangular cooling heat transfer portion 36 located at the center. It has a shape that has been removed.

このような形状は、製造者が平坦な下面を有する冷却ユニット２２を製造した後に、切削などによって冷却周辺部３８にあたる部分を溝状に加工（溝加工）することによって形成してもよいし、所定形状の鋳型を用いるなどして、始めから図２に示すような形状を有する冷却ユニット２２が製造されるようになっていてもよい。   Such a shape may be formed by manufacturing a cooling unit 22 having a flat lower surface, and then processing a portion corresponding to the cooling peripheral portion 38 into a groove shape (grooving) by cutting or the like, The cooling unit 22 having a shape as shown in FIG. 2 may be manufactured from the beginning by using a mold having a predetermined shape.

冷却ユニット２２が以上のような構造となっていることにより、冷却ユニット２２の下面側に図１の熱電モジュール２６および断熱部材２７が配置されたとき、冷却伝熱部３６が熱電モジュール２６と接する一方で、冷却周辺部３８を上面とし、冷却外周部３９を側面とし、断熱部材２７を下面として、これらによって囲まれる空間が生じる。この空間、つまり冷却周辺部３８に臨む領域に存在する気体すなわち空気が、図１に示す空気断熱層として機能する。   Since the cooling unit 22 has the above-described structure, when the thermoelectric module 26 and the heat insulating member 27 of FIG. 1 are arranged on the lower surface side of the cooling unit 22, the cooling heat transfer unit 36 contacts the thermoelectric module 26. On the other hand, the cooling peripheral portion 38 is the upper surface, the cooling outer peripheral portion 39 is the side surface, and the heat insulating member 27 is the lower surface. A gas, that is, air existing in this space, that is, a region facing the cooling peripheral portion 38 functions as an air heat insulating layer shown in FIG.

図１、図２では熱電モジュール２６およびこれに接する冷却伝熱部３６を１つのみ示しているが、熱電発電装置２０には複数の熱電モジュール２６が含まれていてもよい。その場合、図３に示すように、冷却ユニット２２には、複数の熱電モジュール２６のそれぞれに対応して（各熱電モジュール２６と接触できるように）冷却伝熱部３６（伝熱部）が複数設けられていてもよい。図３の上側は冷却ユニット２２の断面図であり、下側はこの断面図のＢ−Ｂ矢視図である。Ｂ−Ｂ矢視図に示すように、複数の（ここでは４つの）冷却伝熱部３６のいずれも、その周囲を冷却周辺部３８（伝熱周辺部）によって囲まれており、冷却周辺部３８の周囲をさらに囲うように冷却外周部３９（伝熱外周部）が設けられている。なおボルト穴３４は図１と同じく冷却周辺部３８の四隅に設けられている。   1 and 2 show only one thermoelectric module 26 and one cooling heat transfer section 36 in contact with the thermoelectric module 26, the thermoelectric power generation apparatus 20 may include a plurality of thermoelectric modules 26. In that case, as shown in FIG. 3, the cooling unit 22 includes a plurality of cooling heat transfer portions 36 (heat transfer portions) corresponding to each of the plurality of thermoelectric modules 26 (so as to be in contact with each thermoelectric module 26). It may be provided. The upper side of FIG. 3 is a cross-sectional view of the cooling unit 22, and the lower side is a cross-sectional view taken along the line BB of this cross-sectional view. As shown in the BB arrow view, each of the plurality of (here, four) cooling heat transfer portions 36 is surrounded by a cooling peripheral portion 38 (heat transfer peripheral portion). A cooling outer peripheral portion 39 (heat transfer outer peripheral portion) is provided so as to further surround the periphery of 38. The bolt holes 34 are provided at the four corners of the cooling peripheral portion 38 as in FIG.

図３の冷却ユニット２２の下方に、冷却伝熱部３６のそれぞれに対応して熱電モジュール２６が配置され、複数の熱電モジュール２６の周囲に断熱部材２７が配置されたときには、断熱部材２７と、冷却周辺部３８と、冷却外周部３９とによって囲まれた空間が生じ、この空間、つまり断熱部材２７を下面とし、冷却周辺部３８を上面とし、冷却外周部３９を側面とする空間が、空気断熱層３０（断熱層）を形成する。   When the thermoelectric module 26 is disposed below the cooling unit 22 in FIG. 3 corresponding to each of the cooling heat transfer units 36 and the heat insulating member 27 is disposed around the plurality of thermoelectric modules 26, the heat insulating member 27, A space surrounded by the cooling peripheral portion 38 and the cooling outer peripheral portion 39 is generated. This space, that is, a space having the heat insulating member 27 as a lower surface, the cooling peripheral portion 38 as an upper surface, and the cooling outer peripheral portion 39 as a side surface is air. The heat insulation layer 30 (heat insulation layer) is formed.

図３の冷却ユニット２２を含む熱電発電装置２０では、複数の熱電モジュール２６に対して壁面１０および集熱板２８からの伝熱が行われ、各熱電モジュール２６の冷却ユニット２２側の面はそれぞれ、対応する冷却伝熱部３６を介して冷却される。その一方で、前述の空気断熱層３０、すなわち冷却外周部３９に臨む領域に満たされている空気と、断熱部材２７とが、壁面１０および集熱板２８から冷却ユニット２２へ向けての伝熱を抑制するため、複数の熱電モジュール２６の発電効率はいずれも高く保たれる。   In the thermoelectric generator 20 including the cooling unit 22 of FIG. 3, heat is transferred from the wall surface 10 and the heat collecting plate 28 to the plurality of thermoelectric modules 26, and the surface of each thermoelectric module 26 on the cooling unit 22 side is respectively Then, it is cooled via the corresponding cooling heat transfer section 36. On the other hand, the air filled in the air insulating layer 30 described above, that is, the air facing the cooling outer peripheral portion 39, and the heat insulating member 27 transfer heat from the wall surface 10 and the heat collecting plate 28 to the cooling unit 22. Therefore, the power generation efficiency of the plurality of thermoelectric modules 26 is kept high.

図３においては４つの冷却伝熱部３６をそれぞれ囲う冷却周辺部３８がひと繋がりになっている形状、つまり１つの冷却周辺部３８内に４つの冷却伝熱部３６が配置される形状を示したが、図４のように、複数の（ここでは４つの）冷却伝熱部３６をそれぞれ囲う冷却周辺部３８が個別に分離された形状であってもよい。図４の上側は冷却ユニット２２の断面図であり、下側はこの断面図のＣ−Ｃ矢視図である。ここでも、冷却ユニット２２の四隅にボルト穴３４が設けられている。   FIG. 3 shows a shape in which the cooling peripheral portions 38 surrounding each of the four cooling heat transfer portions 36 are connected, that is, a shape in which the four cooling heat transfer portions 36 are arranged in one cooling peripheral portion 38. However, as shown in FIG. 4, the cooling peripheral portions 38 that respectively surround a plurality of (here, four) cooling heat transfer portions 36 may be separated. The upper side of FIG. 4 is a cross-sectional view of the cooling unit 22, and the lower side is a CC arrow view of this cross-sectional view. Again, bolt holes 34 are provided at the four corners of the cooling unit 22.

Ｃ−Ｃ矢視図に示すように、複数の（ここでは４つの）冷却伝熱部３６の近接領域をそれぞれ囲んでいる冷却周辺部３８は、他の冷却伝熱部３６の近接領域を囲む冷却周辺部３８とは分離壁３７により分離されている。   As shown in the CC arrow view, the cooling peripheral portions 38 that respectively surround the proximity regions of the plurality of (here, four) cooling heat transfer portions 36 surround the adjacent regions of the other cooling heat transfer portions 36. The cooling peripheral portion 38 is separated by a separation wall 37.

図４の冷却ユニット２２を含む熱電発電装置２０でも、図３のものと同じく複数の熱電モジュール２６の発電効率はいずれも高く保たれる。さらに、冷却伝熱部３６の間に設けられた分離壁３７により、高温側から低温側の方向の力に対する機械的な強度を向上させることができる。   Also in the thermoelectric generator 20 including the cooling unit 22 of FIG. 4, the power generation efficiency of the plurality of thermoelectric modules 26 is kept high as in the case of FIG. 3. Further, the separation wall 37 provided between the cooling heat transfer sections 36 can improve the mechanical strength against the force in the direction from the high temperature side to the low temperature side.

＜変形例１＞
上記実施形態では、冷却部材である冷却ユニット２２の下面に溝加工が施されることにより空気断熱層３０が形成される形態を説明した。本変形例では、空気断熱層３０は高温側に設けられる。詳細には、高温側の加熱部材としての壁面１０または集熱板２８に溝加工が施される。そして、冷却伝熱部３６、冷却周辺部３８、冷却外周部３９の代わりに、熱電モジュール２６の方へ突出し熱電モジュール２６と接して加熱を担う加熱伝熱部（伝熱部）、その周囲に設けられる溝状の加熱周辺部（伝熱周辺部）、さらにその周囲に設けられ熱電モジュール２６の方へ突出する加熱外周部（伝熱外周部）が形成されたものが用いられる。この場合、加熱周辺部に臨む領域（加熱周辺部・加熱外周部・断熱部材２７で囲まれる空間）に存在する空気が、空気断熱層（第２の断熱層）として機能する。一般に金属は高温にさらされると変形しやすいが、このような構成とすると、金属の厚みが比較的厚い加熱伝熱部と、比較的薄い加熱外周部とが組み合わされた形状となり、加熱伝熱部の変形が抑制される。したがって、熱電モジュール２６が集熱板２８の変形に伴って破損することを効果的に抑制することができる。 <Modification 1>
In the above embodiment, the mode in which the air heat insulating layer 30 is formed by performing groove processing on the lower surface of the cooling unit 22 that is a cooling member has been described. In this modification, the air heat insulation layer 30 is provided on the high temperature side. Specifically, the wall surface 10 or the heat collecting plate 28 as a heating member on the high temperature side is grooved. Then, instead of the cooling heat transfer section 36, the cooling peripheral section 38, and the cooling outer peripheral section 39, a heating heat transfer section (heat transfer section) that protrudes toward the thermoelectric module 26 and is in contact with the thermoelectric module 26 for heating is provided around it. A groove-shaped heating peripheral portion (heat transfer peripheral portion) provided and a heating outer peripheral portion (heat transfer outer peripheral portion) provided around the groove and projecting toward the thermoelectric module 26 are used. In this case, air existing in a region facing the heating peripheral portion (a space surrounded by the heating peripheral portion, the heating outer peripheral portion, and the heat insulating member 27) functions as an air heat insulating layer (second heat insulating layer). In general, metals are easily deformed when exposed to high temperatures. However, with such a configuration, the heat transfer section with a relatively thick metal and a relatively thin outer periphery are combined to form a heat transfer structure. The deformation of the part is suppressed. Therefore, it is possible to effectively suppress the thermoelectric module 26 from being damaged as the heat collecting plate 28 is deformed.

また、以上においては第１の断熱層である断熱部材２７に加えて用意される第２の断熱層が、閉鎖空間内に満たされた空気で形成されるものとしたが、第２の断熱層は第１の断熱層と積層されることによって断熱性能を強化できるものであればよく、例えば不活性ガスなどの空気以外で断熱性の高い気体が冷却周辺部３８に臨む領域に注入されることによって第２の断熱層が形成されていてもよい。第２の断熱層の領域の気密性を高くできるのであれば、この領域を真空にしてもよい。また、第２の断熱層の領域は必ずしも閉鎖空間である必要はなく、例えば冷却外周部３９が熱電モジュール２６の方へ突出しておらず、冷却周辺部３８が冷却ユニット２２下面の外周にまで広がっている形状であってもよい。この場合でも、冷却周辺部３８を上面、断熱部材２７を下面とする領域には空気が存在しているので空気断熱層３０としての機能が果たされ、熱電発電装置２０の設置環境によっては空気断熱層３０に含まれる空気が常に外部と交換され続けることになって、高温側から低温側へ向けての伝熱を抑制するという観点においてはより効果が大きくなることもある。   In the above description, the second heat insulating layer prepared in addition to the heat insulating member 27 which is the first heat insulating layer is formed of air filled in the closed space. It is sufficient that the heat insulating performance can be enhanced by being laminated with the first heat insulating layer. For example, a gas having high heat insulating properties other than air such as an inert gas is injected into a region facing the cooling peripheral portion 38. The 2nd heat insulation layer may be formed by. If the airtightness of the region of the second heat insulating layer can be increased, this region may be evacuated. In addition, the region of the second heat insulating layer is not necessarily a closed space. For example, the cooling outer peripheral portion 39 does not protrude toward the thermoelectric module 26, and the cooling peripheral portion 38 extends to the outer periphery of the lower surface of the cooling unit 22. It may be a shape. Even in this case, since air exists in the region where the cooling peripheral portion 38 is the upper surface and the heat insulating member 27 is the lower surface, the function as the air heat insulating layer 30 is fulfilled, and depending on the installation environment of the thermoelectric generator 20, the air Since the air contained in the heat insulating layer 30 is always continuously exchanged with the outside, the effect may be further increased in terms of suppressing heat transfer from the high temperature side to the low temperature side.

また、冷却ユニット２２と集熱板２８の両方に溝加工が施されて、低温側と高温側の両方に空気断熱層が設けられるようになっていてもよい。   Further, both the cooling unit 22 and the heat collecting plate 28 may be grooved so that an air heat insulating layer is provided on both the low temperature side and the high temperature side.

＜変形例２＞
本変形例では、熱電モジュール２６の厚みに対して、加熱部材と冷却部材との間隔が十分に大きくなるように構成する。そして、加熱部材と冷却部材の間に断熱部材２７を配置した際、空気断熱層が形成されるようにする。換言すると、熱電モジュール２６に対して、断熱部材２７が薄くなるように構成されている。なお、熱電モジュール２６の厚みが必要な断熱部材２７の厚みに対して十分でない場合は、熱伝導率の高い金属体を熱電モジュール２６と冷却部材または加熱部材の間に入れてもよい。 <Modification 2>
In this modified example, the distance between the heating member and the cooling member is sufficiently large with respect to the thickness of the thermoelectric module 26. Then, when the heat insulating member 27 is disposed between the heating member and the cooling member, an air heat insulating layer is formed. In other words, the heat insulating member 27 is configured to be thinner than the thermoelectric module 26. In addition, when the thickness of the thermoelectric module 26 is not enough with respect to the thickness of the heat insulation member 27 required, you may put a metal body with high heat conductivity between the thermoelectric module 26 and a cooling member or a heating member.

このような構成とすることで、上述の実施形態および変形例では高温側の加熱部材としての壁面１０または集熱板２８の熱電モジュール２６側、または、冷却側の冷却部材である冷却ユニット２２の熱電モジュール２６側に、溝加工などが設けられていたが、これを省略することができる。したがって、特別な加工が施されていない汎用的な加熱部材と冷却部材を用いることができる。   By adopting such a configuration, in the above-described embodiment and modification, the wall surface 10 as the high temperature side heating member or the thermoelectric module 26 side of the heat collecting plate 28 or the cooling unit 22 which is the cooling side cooling member. Although the groove processing etc. were provided in the thermoelectric module 26 side, this can be abbreviate | omitted. Therefore, general-purpose heating members and cooling members that are not specially processed can be used.

＜変形例３＞
本変形例では、図５に示す従来の熱電発電装置２０の加熱部材と冷却部材の間に設けられる断熱部材２７が、シリコンなどの熱伝導率の低い材質による板の積層体で構成されている。そして積層体の各層の間には空気断熱層が形成されている。この空気断熱層は積層方向に圧力をかけることなく層を重ねることにより各層の間に自然に生じるものを利用している。なお、効果的に空気断熱層が形成されるように、各層の表面に凹凸が設けられていてもよい。また、より効果的に空気断熱層が形成されるように、断熱部材の各層の間にスペーサーを挿入してもよい。このような構成とすることにより、上記実施形態と従来の熱電発電装置２０から断熱部材２７を変更するだけで上記実施形態や変形例と類似の効果が得られる。加えて、多層構造を採用することにより変形例１よりも輻射量が小さくなることが期待できる。 <Modification 3>
In this modification, the heat insulating member 27 provided between the heating member and the cooling member of the conventional thermoelectric generator 20 shown in FIG. 5 is configured by a laminate of plates made of a material having low thermal conductivity such as silicon. . An air heat insulating layer is formed between the layers of the laminate. This air heat insulation layer utilizes what naturally occurs between each layer by laminating | stacking a layer, without applying a pressure in the lamination direction. In addition, the surface of each layer may be provided with unevenness so that the air heat insulating layer is effectively formed. Moreover, you may insert a spacer between each layer of a heat insulation member so that an air heat insulation layer may be formed more effectively. By adopting such a configuration, an effect similar to that of the above-described embodiment or modification can be obtained only by changing the heat insulating member 27 from the above-described embodiment and the conventional thermoelectric generator 20. In addition, it can be expected that the radiation amount is smaller than that of the first modification by adopting the multilayer structure.

＜変形例４＞
本変形例では、図５に示す従来の熱電発電装置２０の加熱部材と冷却部材の間に設けられる断熱層をなす断熱部材が、グラスウールなどを材料とする繊維状断熱部材をシート状にしたもので構成されている。シート状の断熱部材には繊維同士の隙間があるため、この隙間に存在する空気（気体）が空気断熱層として機能する。このような繊維状断熱部材と気体とを含む構成とすることにより、上記実施形態と従来の熱電発電装置２０から断熱部材２７を変更するだけで上記実施形態や変形例と類似の効果が得られる。加えて、このような構成とすることにより、輻射量がより小さくなることが期待できる。 <Modification 4>
In this modification, the heat insulating member forming the heat insulating layer provided between the heating member and the cooling member of the conventional thermoelectric generator 20 shown in FIG. 5 is a sheet-like fibrous heat insulating member made of glass wool or the like. It consists of Since the sheet-like heat insulating member has a gap between fibers, air (gas) existing in the gap functions as an air heat insulating layer. By adopting a configuration including such a fibrous heat insulating member and gas, an effect similar to that of the above embodiment and the modification can be obtained only by changing the heat insulating member 27 from the above-described embodiment and the conventional thermoelectric generator 20. . In addition, it can be expected that the amount of radiation becomes smaller by adopting such a configuration.

また以上においては断熱部材２７としてシリコンなどの熱伝導率の低い材質による板を例示し、断熱部材２７が固体であるものとして説明したが、断熱部材２７は第１の断熱層として高温側から低温側へ向けての輻射を抑制できるものであればよく、必ずしも固体である必要はない。例えば熱伝導率の低い液体やゲル状物質が満たされた袋が断熱部材２７として配置されていてもよい。   In the above description, the heat insulating member 27 is exemplified by a plate made of a material having a low thermal conductivity such as silicon, and the heat insulating member 27 is described as being solid. What is necessary is just to be able to suppress the radiation toward the side, and does not necessarily need to be solid. For example, a bag filled with a liquid or gel-like substance having low thermal conductivity may be disposed as the heat insulating member 27.

１０ 壁面
２０ 熱電発電装置
２１ 冷却ライン
２２ 冷却ユニット
２６ 熱電モジュール
２７ 断熱部材
２８ 集熱板
２９ 締結ボルト
３０ 空気断熱層
３６ 冷却伝熱部
３７ 分離壁
３８ 冷却周辺部
３９ 冷却外周部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wall 20 Thermoelectric power generation device 21 Cooling line 22 Cooling unit 26 Thermoelectric module 27 Heat insulation member 28 Heat collecting plate 29 Fastening bolt 30 Air insulation layer 36 Cooling heat transfer part 37 Separation wall 38 Cooling peripheral part 39 Cooling outer peripheral part

Claims (12)

高温側と低温側との温度差に応じて電力を発生させる熱電モジュールと、
前記熱電モジュールの周囲に設けられた第１の断熱層と、
高温側から低温側に向かう方向で、前記第１の断熱層と積層される第２の断熱層と、
を備える、熱電発電装置。 A thermoelectric module that generates electric power according to the temperature difference between the high temperature side and the low temperature side;
A first heat insulating layer provided around the thermoelectric module;
A second heat insulating layer laminated with the first heat insulating layer in a direction from the high temperature side toward the low temperature side;
A thermoelectric generator. 前記第１の断熱層と前記第２の断熱層とのうち一方は固体または液体で構成されており、他方は気体で構成されている、請求項１に記載の熱電発電装置。   2. The thermoelectric generator according to claim 1, wherein one of the first heat insulating layer and the second heat insulating layer is made of solid or liquid, and the other is made of gas. 前記熱電モジュールの低温側に接して前記熱電モジュールを冷却する冷却伝熱部と、前記冷却伝熱部の周囲に設けられた冷却周辺部とを有する冷却部材をさらに備え、
前記冷却部材の前記冷却伝熱部は前記冷却周辺部から前記熱電モジュールの方へ突出するように配置されており、
前記第２の断熱層は、前記冷却周辺部に臨む領域に配置されている、請求項１または請求項２に記載の熱電発電装置。 A cooling member having a cooling heat transfer part that contacts the low temperature side of the thermoelectric module and cools the thermoelectric module; and a cooling peripheral part provided around the cooling heat transfer part;
The cooling heat transfer part of the cooling member is arranged to protrude from the cooling peripheral part toward the thermoelectric module,
The thermoelectric generator according to claim 1 or 2, wherein the second heat insulating layer is disposed in a region facing the cooling peripheral portion. 前記冷却部材の前記冷却周辺部の周囲に、前記冷却周辺部から前記冷却伝熱部と同じ方向へ突出する冷却外周部が設けられている、請求項３に記載の熱電発電装置。   The thermoelectric generator according to claim 3, wherein a cooling outer peripheral portion protruding from the cooling peripheral portion in the same direction as the cooling heat transfer portion is provided around the cooling peripheral portion of the cooling member. 前記第１の断熱層が、固体または液体の断熱材で構成されており、
前記冷却外周部は、前記第１の断熱層と接しており、
前記第２の断熱層が、少なくとも前記冷却周辺部・前記冷却外周部・前記第１断熱層で囲まれる空間により形成される、請求項４に記載の熱電発電装置。 The first heat insulating layer is composed of a solid or liquid heat insulating material,
The cooling outer peripheral portion is in contact with the first heat insulating layer,
The thermoelectric power generator according to claim 4, wherein the second heat insulating layer is formed by a space surrounded by at least the cooling peripheral part, the cooling outer peripheral part, and the first heat insulating layer. 前記熱電モジュールの高温側に接して前記熱電モジュールを加熱する加熱伝熱部と、前記加熱伝熱部の周囲に設けられた加熱周辺部とを有する加熱部材をさらに備え、
前記加熱部材の前記加熱伝熱部は前記加熱周辺部から前記熱電モジュールの方へ突出するように配置されており、
前記第２の断熱層は、前記加熱周辺部に臨む領域に配置されている、請求項１に記載の熱電発電装置。 A heating member having a heating heat transfer part that contacts the high temperature side of the thermoelectric module and heats the thermoelectric module; and a heating peripheral part provided around the heating heat transfer part;
The heating heat transfer part of the heating member is arranged so as to protrude from the heating peripheral part toward the thermoelectric module,
The thermoelectric generator according to claim 1, wherein the second heat insulating layer is disposed in a region facing the heating peripheral portion. 前記第１の断熱層は、前記熱電モジュールよりも薄く構成されており、前記第１の断熱層と前記熱電モジュールの厚みの差により、前記第２の断熱層が形成されている、請求項１に記載の熱電発電装置。   The first heat insulation layer is configured to be thinner than the thermoelectric module, and the second heat insulation layer is formed by a difference in thickness between the first heat insulation layer and the thermoelectric module. The thermoelectric power generator described in 1. 前記第１の断熱層と前記第２の断熱層との組み合わせが複数設けられている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の熱電発電装置。   The thermoelectric power generator according to any one of claims 1 to 7, wherein a plurality of combinations of the first heat insulation layer and the second heat insulation layer are provided. 熱電変換を行う複数の熱電モジュールと、
前記複数の熱電モジュールを冷却する冷却部材と、
前記複数の熱電モジュールを加熱する加熱部材と、
前記複数の熱電モジュールの周囲に設けられた固体または液体の断熱部材と、を備え、
前記冷却部材または前記加熱部材の少なくとも一方は、前記複数の熱電モジュールのそれぞれに対し、
前記熱電モジュールと接する伝熱部と、
前記伝熱部が突出するように該伝熱部の周囲に設けられた伝熱周辺部と、
前記伝熱周辺部の周囲に設けられ、前記伝熱周辺部よりも突出するように設けられた伝熱外周部と、
前記断熱部材と、前記伝熱周辺部と、前記伝熱外周部とで囲まれて形成される気体の断熱層と、を有する熱電発電装置。 A plurality of thermoelectric modules for performing thermoelectric conversion;
A cooling member for cooling the plurality of thermoelectric modules;
A heating member for heating the plurality of thermoelectric modules;
A solid or liquid heat insulating member provided around the plurality of thermoelectric modules,
At least one of the cooling member or the heating member is for each of the plurality of thermoelectric modules.
A heat transfer section in contact with the thermoelectric module;
A heat transfer peripheral portion provided around the heat transfer portion so that the heat transfer portion protrudes;
A heat transfer outer peripheral portion provided around the heat transfer peripheral portion and provided to protrude from the heat transfer peripheral portion;
A thermoelectric generator having the heat insulating member, the heat transfer peripheral portion, and a gas heat insulating layer surrounded by the heat transfer outer peripheral portion. 熱電変換を行う熱電モジュールに接する冷却伝熱部と、前記冷却伝熱部の周囲に設けられた冷却周辺部と、前記冷却周辺部の周囲に設けられた冷却外周部とを有し、
前記冷却伝熱部および前記冷却外周部は前記冷却周辺部から前記熱電モジュールの方へ突出するように設けられている、前記熱電モジュールを冷却する冷却部材。 A cooling heat transfer portion in contact with a thermoelectric module that performs thermoelectric conversion, a cooling peripheral portion provided around the cooling heat transfer portion, and a cooling outer peripheral portion provided around the cooling peripheral portion,
The cooling member for cooling the thermoelectric module, wherein the cooling heat transfer section and the cooling outer peripheral section are provided so as to protrude from the cooling peripheral section toward the thermoelectric module. 熱電変換を行う熱電モジュールに接する加熱伝熱部と、前記加熱伝熱部の周囲に設けられた加熱周辺部と、前記加熱周辺部の周囲に設けられた加熱外周部とを有し、
前記加熱伝熱部および前記加熱外周部は前記加熱周辺部から前記熱電モジュールの方へ突出するように設けられている、前記熱電モジュールを加熱する加熱部材。 A heating heat transfer portion in contact with a thermoelectric module for performing thermoelectric conversion, a heating peripheral portion provided around the heating heat transfer portion, and a heating outer peripheral portion provided around the heating peripheral portion;
The heating member for heating the thermoelectric module, wherein the heating heat transfer section and the heating outer peripheral section are provided so as to protrude from the heating peripheral section toward the thermoelectric module. 高温側と低温側との温度差に応じて電力を発生させる熱電モジュールと、
前記熱電モジュールの周囲に設けられた断熱層を備え、
前記断熱層は、繊維状断熱部材と、前記繊維状断熱部材の繊維同士の隙間に存在する気体とを含む、熱電発電装置。
A thermoelectric module that generates electric power according to the temperature difference between the high temperature side and the low temperature side;
A heat insulating layer provided around the thermoelectric module;
The said heat insulation layer is a thermoelectric power generation apparatus containing the fibrous heat insulation member and the gas which exists in the clearance gap between the fibers of the said fiber heat insulation member.

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