JPH09293907A - Mounting structure and method of thermoelectric generating module - Google Patents
Mounting structure and method of thermoelectric generating moduleInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は温度差を利用して直
接発電する熱電発電モジュールに関し、特にその実装構
造および実装方法に関する。本発明は一般焼却炉等の排
熱を利用して熱電発電する焼却炉発電システムに適用し
て特に有効である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoelectric power generation module that directly generates electric power by utilizing a temperature difference, and more particularly to a mounting structure and a mounting method thereof. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is particularly effective when applied to an incinerator power generation system for thermoelectric power generation using exhaust heat of a general incinerator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】温度差を利用して直接発電することは、
Ｂｉ−Ｔｅ系等の材料のＰＮ接合間に温度差を付けるこ
とで従来から行われている。すでにこれらの材料は、発
電と逆の過程の、電気エネルギーを用いて冷却する電子
冷蔵庫等に広く市販されるようになっており、またこれ
らのＰＮ接合を数十個組み合わせたモジュールとして市
販され、大量生産によってコストも開発当初の３０分の
１にまで下げることに成功している。2. Description of the Related Art Direct power generation using temperature difference is
This is conventionally done by providing a temperature difference between PN junctions of materials such as Bi-Te system. Already, these materials have been widely marketed in electronic refrigerators and the like that cool by using electric energy in the process reverse to power generation, and are also marketed as a module in which dozens of these PN junctions are combined, We have succeeded in reducing the cost to one-third of the initial development by mass production.
【０００３】この冷却モジュールと基本構造が同じで、
耐熱温度を２００℃前後まで高めたものが熱電発電モジ
ュールであり、一部ではすでに市販を開始している。こ
れらを適用した発電システムは、例えば、（株）リアラ
イズ社、平成７年６月３０日発行の「熱電変換システム
技術総覧」に多く記載されている。The basic structure is the same as this cooling module,
A thermoelectric power generation module has a heat-resistant temperature raised up to around 200 ° C, and some of them have already begun to be marketed. Many power generation systems to which these are applied are described, for example, in "Thermoelectric Conversion System Technology Guide", issued by Realize Co., Ltd., June 30, 1995.
【０００４】このような温度差発電では、高温側の熱源
に接続され発電モジュールに熱を伝える高温板と放熱す
るための低温板を単に発電モジュールに固定すると高温
板の熱膨張による形状の歪みや、発電モジュールに圧縮
応力が働いてモジュールが容易に破壊することが知られ
ている。そこで、通常はバネ等の弾性体を用いて高温
板、発電モジュールおよび低温板を固定していた。In such temperature-difference power generation, if a high-temperature plate connected to a heat source on the high-temperature side and transmitting heat to the power-generating module and a low-temperature plate for radiating heat are simply fixed to the power-generating module, distortion of the shape due to thermal expansion of the high-temperature plate may occur. It is known that compressive stress acts on the power generation module and the module easily breaks. Therefore, an elastic body such as a spring is usually used to fix the high temperature plate, the power generation module and the low temperature plate.
【０００５】図２１に従来の取り付け方法を用いた熱電
発電システムの一例を示す。熱電発電モジュール１の一
方の面は熱伝導性グリス２ａ、アルミナ板３ａ、熱伝導
性グリス２ｂを介して高温板４に接し、他方の面は熱伝
導性グリス２ｃ、アルミナ板３ｂ、熱伝導性グリス２ｄ
を介して低温板５に接している。高温板４は高温熱源６
に、低温板５は低温熱源７にそれぞれ熱的に接続してい
る。そして、高温板４、高温熱源６は硬質断熱材８およ
び多孔質断熱材９で囲まれ、この構造全体が剛体のフレ
ーム１０内に納められている。フレーム１０の上部を貫
いて押さえネジ１１が設けられており、押さえネジ１１
の下部には順にロードセル１２、さらバネ１３、ガイド
１４が配置されている。押さえネジ１１を降下させるこ
とによって鋼球１５を介して硬質断熱材８に圧力を加
え、こうして発電モジュールを高温板と低温板の間で固
定している。ロードセルは図示しない電気回路によって
軸力をモニターできるようになっている。FIG. 21 shows an example of a thermoelectric power generation system using a conventional mounting method. One surface of the thermoelectric power generation module 1 is in contact with the high temperature plate 4 through the heat conductive grease 2a, the alumina plate 3a, and the heat conductive grease 2b, and the other surface is in contact with the heat conductive grease 2c, the alumina plate 3b, and the heat conductive grease. Grease 2d
It is in contact with the low temperature plate 5 via. The high temperature plate 4 is a high temperature heat source 6
In addition, the low temperature plate 5 is thermally connected to the low temperature heat source 7, respectively. The high temperature plate 4 and the high temperature heat source 6 are surrounded by a hard heat insulating material 8 and a porous heat insulating material 9, and the entire structure is housed in a rigid frame 10. A cap screw 11 is provided through the upper part of the frame 10, and the cap screw 11
A load cell 12, a belleville spring 13, and a guide 14 are sequentially arranged in the lower part of the. Pressure is applied to the hard heat insulating material 8 through the steel balls 15 by lowering the holding screw 11, and thus the power generation module is fixed between the high temperature plate and the low temperature plate. The load cell can monitor the axial force by an electric circuit (not shown).
【０００６】このように、従来の発電モジュールの取り
付け方法では、さらバネとそのガイドおよび押えつける
ためのネジと頑丈なフレームを必要とし、さらには点で
支えるための鋼球と硬質の断熱材が必要であった。As described above, in the conventional method of mounting the power generation module, the flat spring, its guide, the screw for holding it and the sturdy frame are required, and further, the steel ball for supporting the point and the hard heat insulating material are required. Was needed.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】通常の２００℃前後で
用いられるＢｉ−Ｔｅ系の発電モジュールは、熱膨張に
よる自己破壊を防止するため、その大きさは５ｃｍ角前
後に制限されている。そのために最大級のものでも発電
能力は１０Ｗ程度である。工業的な発電システムで最も
重要なものは発電コストである。電力の価格を１ｋＷｈ
あたり２０円で計算すると、１０Ｗの発電能力での５年
間の発電量の価格はたかだか９０００円程度である。し
かるに、従来のバネを使用した固定方法では、バネの材
料費もさることながら、それを支える頑丈なフレームそ
の他が必要であり、コストの抜本的な削減は不可能であ
った。In order to prevent self-destruction due to thermal expansion, the Bi-Te type power generation module normally used at around 200 ° C. is limited in size to around 5 cm square. For this reason, even the largest class has a power generation capacity of about 10W. The most important factor in an industrial power generation system is power generation cost. The price of electricity is 1kWh
When calculated at 20 yen per unit, the price of power generation for 10 years with a power generation capacity of 10 W is about 9000 yen at most. However, in the conventional fixing method using a spring, not only the material cost of the spring but also a sturdy frame and the like for supporting the spring are required, and it is impossible to drastically reduce the cost.
【０００８】また、工業的な発電システムでは、複数の
発電モジュールを同時に固定して、全体としての部品点
数を削減し、コストを低減することが重要である。しか
しながら、市販されている発電モジュールの厚みは±
０．１ｍｍ程度ばらつきがあり、そのような発電モジュ
ールの複数を一括固定すると、熱伝達が悪く、発電能力
を著しく低下させるため、発電モジュールを再研磨し、
厚みを揃える必要があった。そのための追加コストは１
個のモジュール当たり数千円程度にもなり、その削減は
最重要課題であった。In an industrial power generation system, it is important to fix a plurality of power generation modules at the same time to reduce the number of parts as a whole and to reduce the cost. However, the thickness of commercially available power generation modules is ±
There is a variation of about 0.1 mm. If a plurality of such power generation modules are fixed together, heat transfer will be poor and the power generation capacity will be significantly reduced.
It was necessary to make the thickness uniform. The additional cost for that is 1
The cost was about several thousand yen per module, and the reduction was the most important issue.
【０００９】本発明はこのような従来の問題を解決し、
低価格の簡単な構成で、発電モジュールを安定に固定で
きる熱電発電モジュールの取り付け構造および取り付け
方法を提供することを目的とする。The present invention solves these conventional problems,
It is an object of the present invention to provide a thermoelectric power generation module mounting structure and a mounting method capable of stably fixing a power generation module with a low-priced and simple configuration.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による熱電発電モジュールの取り付け構造
は、発熱側の熱源となる高温板と冷却側の熱源となる低
温板との間に配置された熱電発電モジュールの取り付け
構造において、前記高温板と前記低温板とが複数のネジ
で固定されていることを特徴とする。In order to achieve the above object, a mounting structure of a thermoelectric power generation module according to the present invention is arranged between a hot plate serving as a heat source on a heat generating side and a cold plate serving as a heat source on a cooling side. In the mounting structure of the thermoelectric power generation module described above, the high temperature plate and the low temperature plate are fixed by a plurality of screws.
【００１１】ここで、前記複数のネジの材質が前記高温
板の材質と等しいか、または前記複数のネジの熱膨張係
数が前記高温板の熱膨張係数と実質的に等しいことが望
ましく、前記高温板の前記ネジによって直接圧縮される
部分の厚みが３〜１５ｍｍであると好適である。Here, it is preferable that the material of the plurality of screws is equal to the material of the high temperature plate, or the thermal expansion coefficient of the plurality of screws is substantially equal to the thermal expansion coefficient of the high temperature plate. The thickness of the portion of the plate directly compressed by the screw is preferably 3 to 15 mm.
【００１２】前記熱電発電モジュールと前記低温板の間
に熱伝達性の樹脂シートが配置されているとよく、前記
熱伝達性の樹脂シートがシリコーン樹脂シートまたはフ
ッ素系ゴムを基材としたシートであることが好ましい。A heat transfer resin sheet may be disposed between the thermoelectric power generation module and the low temperature plate, and the heat transfer resin sheet may be a silicone resin sheet or a sheet based on fluorocarbon rubber. Is preferred.
【００１３】また、前記熱伝達性の樹脂シートが前記低
温板および／または前記熱電発電モジュールと有機系軟
質接着材で接着されていると好適である。Further, it is preferable that the heat transfer resin sheet is adhered to the low temperature plate and / or the thermoelectric generator module with an organic soft adhesive.
【００１４】さらに、前記熱電発電モジュールと前記高
温板の間に電気絶縁性の薄層が配置されていることが望
ましく、前記電気絶縁性の薄層が前記高温板および／ま
たは前記熱電発電モジュールと無機系硬質接着材で接着
されていることが好適である。Further, it is desirable that an electrically insulating thin layer is arranged between the thermoelectric power generation module and the high temperature plate, and the electrically insulating thin layer is the inorganic plate and the high temperature plate and / or the thermoelectric power generation module. It is preferable that they are bonded with a hard adhesive.
【００１５】前記高温板と前記熱電発電モジュールが熱
伝達性グリスを介して接していると好適である。It is preferable that the high temperature plate and the thermoelectric power generation module are in contact with each other through heat transfer grease.
【００１６】前記高温板および前記低温板の少なくとも
一方が、表面が絶縁処理された金属材料からなること、
前記高温板、前記熱電発電モジュールおよび前記低温板
が接着材で接着されていることが望ましい。At least one of the high temperature plate and the low temperature plate is made of a metal material whose surface is insulated.
It is desirable that the high temperature plate, the thermoelectric power generation module, and the low temperature plate be bonded with an adhesive material.
【００１７】前記熱電発電モジュールが複数であると好
適である。It is preferable that the thermoelectric power generation module is plural.
【００１８】さらに、本発明による熱電発電モジュール
の取り付け構造は、発熱側の熱源となる高温板と冷却側
の熱源となる低温板との間に配置された熱電発電モジュ
ールの取り付け構造において、前記熱電発電モジュール
が前記高温板および前記低温板に接着材によって接着固
定されていることを特徴とする。Furthermore, the thermoelectric power generation module mounting structure according to the present invention is the thermoelectric power generation module mounting structure arranged between a high temperature plate serving as a heat source on the heat generating side and a low temperature plate serving as a heat source on the cooling side. The power generation module is adhesively fixed to the high temperature plate and the low temperature plate with an adhesive.
【００１９】ここで、前記熱電発電モジュールが絶縁体
を介して前記高温板および前記低温板に接着固定されて
いてもよい。Here, the thermoelectric generation module may be adhered and fixed to the high temperature plate and the low temperature plate via an insulator.
【００２０】本発明による熱電発電モジュールの取り付
け方法は、発熱側の熱源となる高温板と冷却側の熱源と
なる低温板との間に配置される熱電発電モジュールの取
り付け方法において、前記高温板、前記熱電発電モジュ
ールおよび前記低温板を積層する工程および前記高温板
と前記低温板とを複数のネジで固定する工程を有するこ
とを特徴とする。The method for mounting a thermoelectric power generation module according to the present invention is the method for mounting a thermoelectric power generation module arranged between a high temperature plate serving as a heat source on a heat generating side and a low temperature plate serving as a heat source on a cooling side. It is characterized by including a step of laminating the thermoelectric power generation module and the low temperature plate and a step of fixing the high temperature plate and the low temperature plate with a plurality of screws.
【００２１】ここで、前記熱電発電モジュールが厚みの
異なる複数のモジュールからなり、前記積層する工程に
おいて、該複数のモジュールの一方の面に接着剤を塗布
して前記高温板または前記低温板に押し付け複数のモジ
ュールの他方の面の高さを一致させて接着する工程をさ
らに有してもよく、または、前記高温板または前記低温
板の表面に接着剤を塗布し、前記複数のモジュールの一
方の面を前記接着剤が塗布された表面に押し付け、複数
のモジュールの他方の面の高さを一致させて接着する工
程をさらに有してもよい。Here, the thermoelectric power generation module is composed of a plurality of modules having different thicknesses, and in the stacking step, an adhesive is applied to one surface of the plurality of modules and pressed against the high temperature plate or the low temperature plate. You may further have the process of making the height of the other surface of a plurality of modules match, and adhering, or applying an adhesive agent to the surface of the said high temperature plate or the said low temperature plate, The method may further include the step of pressing a surface against the surface coated with the adhesive to make the heights of the other surfaces of the plurality of modules match and bond them.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態において、熱
電発電モジュールの取り付け構造は、高温の熱源と熱的
に接続された高温板、熱伝達性能を高める熱伝導性グリ
ス、電気的絶縁のための薄いアルミナ板、熱伝導性グリ
ス、熱電発電モジュール、熱伝導性グリス、熱膨張によ
る歪みを吸収しかつ電気的に絶縁するためのシリコーン
樹脂製の熱伝達シート、熱伝導性グリス、低温の熱源に
熱的に接続された低温板をこの順に重ね、かつ、高温板
と低温板を複数のネジで固定した構造を有する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In one embodiment of the present invention, a mounting structure of a thermoelectric power generation module includes a hot plate that is thermally connected to a high temperature heat source, a heat conductive grease that enhances heat transfer performance, and an electrical insulation. For thin alumina plate, thermal conductive grease, thermoelectric generator module, thermal conductive grease, heat transfer sheet made of silicone resin for absorbing and electrically insulating strain due to thermal expansion, thermal conductive grease, low temperature It has a structure in which low-temperature plates thermally connected to a heat source are stacked in this order, and the high-temperature plate and the low-temperature plate are fixed by a plurality of screws.
【００２３】固定用のネジを高温板の材料と同一の材料
とするか、熱膨張係数が非常に近い材料とすると、高温
板とネジの熱膨張の差による歪みを防ぐことができる。If the fixing screw is made of the same material as the material of the high temperature plate or a material having a thermal expansion coefficient very close to each other, it is possible to prevent distortion due to a difference in thermal expansion between the high temperature plate and the screw.
【００２４】シリコーン樹脂製の熱伝達シートに代えて
フッ素系ゴムを基材とした熱伝導性シートを用いること
もできる。Instead of the heat transfer sheet made of silicone resin, it is also possible to use a heat conductive sheet having fluorine rubber as a base material.
【００２５】さらに、前述した熱伝導性グリスの層のい
ずれか、または全てを熱伝導性の接着材に代え、接着固
定すると好適である。特に全ての箇所を接着固定する
と、固定用のネジが不要となり、さらに好適である。接
着材を使用する場合、特に低温側の接着剤として、シリ
コーン系の熱伝導性で軟質の接着剤を使用すると熱膨張
歪みを吸収するのでさらに好適である。Further, it is preferable to replace any or all of the above-mentioned layers of the heat conductive grease with a heat conductive adhesive material and fix them by adhesion. Particularly, if all the parts are adhesively fixed, a fixing screw becomes unnecessary, which is more preferable. In the case of using an adhesive, it is more preferable to use a silicone-based thermally conductive and soft adhesive as an adhesive on the low temperature side, in particular, because it absorbs thermal expansion strain.
【００２６】さらに、各部材を接着材によって接着固定
する場合、高温板と低温板の一方または両方を熱伝導性
で電気的に絶縁性の材料とし、あるいは表面をアルマイ
ト処理したアルミニウムのような絶縁処理した金属材料
を用いると、電気絶縁板であるアルミナ板または熱伝達
シートを介さずに熱電発電モジュールを高温板または低
温板に直接接着して熱伝達性を高めることができる。Further, when the respective members are adhered and fixed by an adhesive, one or both of the high temperature plate and the low temperature plate is made of a thermally conductive and electrically insulating material, or an insulating material such as aluminum whose surface is anodized. When the treated metal material is used, the thermoelectric generation module can be directly adhered to the high temperature plate or the low temperature plate without interposing the alumina plate or the heat transfer sheet, which is an electric insulating plate, to enhance the heat transfer property.
【００２７】また、接着材の使用は複数の熱電発電モジ
ュールを１体の高温板もしくは低温板に取り付ける場
合、とくに有効である。すなわち、高温板に接着する場
合を例にとると、高温板の表面または各熱電発電モジュ
ールの一面に硬質接着材を塗布し、プレスヘッドにより
均一荷重で各モジュールを高温板に対して一括して押し
付け、接着固定する。このようにすると、０．１ｍｍ程
度厚みの異なる複数の熱電発電モジュールの厚みの差
が、硬質の接着剤で調整され、各熱電発電モジュールの
他面（低温側の面）は同一平面上に位置する。そのため
に、各モジュールで比較的均一な熱電発電が可能にな
り、モジュールの研磨工程を省くことができるので好適
である。熱電発電モジュールを先に低温板に接着する場
合も同様である。ただし、この場合は軟質の接着材を使
用することができる。The use of the adhesive material is particularly effective when a plurality of thermoelectric power generation modules are attached to one hot plate or cold plate. That is, taking the case of adhering to a hot plate as an example, a hard adhesive is applied to the surface of the hot plate or one surface of each thermoelectric generation module, and each module is collectively applied to the hot plate with a uniform load by a press head. Press and fix with adhesive. By doing this, the difference in thickness between the plurality of thermoelectric power generation modules having different thicknesses of about 0.1 mm is adjusted by the hard adhesive, and the other surface (surface on the low temperature side) of each thermoelectric power generation module is located on the same plane. To do. Therefore, thermoelectric power generation can be performed relatively uniformly in each module, and the polishing step of the module can be omitted, which is preferable. The same applies when the thermoelectric power generation module is first bonded to the low temperature plate. However, in this case, a soft adhesive material can be used.
【００２８】さらに、金属の表面を絶縁処理した高温板
を用い、高温板、熱伝導性グリス、熱電発電モジュー
ル、熱伝導性グリス、熱伝達シート、熱伝導性グリス、
および低温板を重ね、高温板と低温板を複数のネジで固
定した構造とすることができる。この構造は前述したア
ルミナ板により電気絶縁した構造より熱伝達性能が向上
し、発電効率が向上するのでさらに好適である。低温板
として金属の表面を絶縁処理した材料を用いれば、低温
側の熱伝達シートを省略することができる。Furthermore, by using a high temperature plate having a metal surface insulated, a high temperature plate, a heat conductive grease, a thermoelectric generator module, a heat conductive grease, a heat transfer sheet, a heat conductive grease,
It is also possible to stack the low temperature plate and the high temperature plate and the low temperature plate with a plurality of screws. This structure is more preferable because the heat transfer performance is improved and the power generation efficiency is improved as compared with the structure electrically insulated by the alumina plate described above. If a material whose surface is insulated is used for the low temperature plate, the heat transfer sheet on the low temperature side can be omitted.
【００２９】ところで、熱電発電モジュールの取り付け
構造で重要な点は以下の２点である。By the way, the following two points are important in the mounting structure of the thermoelectric generator module.
【００３０】第１は、熱膨張に対する考慮である。熱電
発電モジュールを室温で組み立てた後、運用に供するの
であるが、実際の運用時には高温部の温度が２００℃前
後にまで上昇し高温部が熱膨張するが、低温部は比較的
膨張しない。このため、高温部と低温部を固定するとモ
ジュールに圧縮応力がかかり、容易に破壊してしまう。
（因みに、米国Ｈｉ−Ｚ社の熱電発電モジュールＨＺ−
１４の公称許容圧縮応力は１００００ＰＳＩ（７０ＭＰ
ａ）である。）これを防止するため、熱膨張分を吸収す
る柔軟性のある取り付け構造が必要である。The first is a consideration for thermal expansion. After assembling the thermoelectric power generation module at room temperature, it is put into operation. During actual operation, the temperature of the high temperature part rises to around 200 ° C. and the high temperature part expands thermally, but the low temperature part does not expand relatively. Therefore, if the high temperature part and the low temperature part are fixed, compressive stress is applied to the module, and the module is easily broken.
(By the way, thermoelectric power generation module HZ
Nominal allowable compressive stress of 14 is 10,000 PSI (70MP
a). ) To prevent this, a flexible mounting structure that absorbs thermal expansion is required.
【００３１】第２は、熱伝達についての考慮である。発
電効率を向上させるためには、複数の熱電発電モジュー
ルの全てに均一な熱伝達を実現し、かつ熱が効率よく熱
電発電モジュール部に伝わる構造が必要である。The second is heat transfer consideration. In order to improve the power generation efficiency, it is necessary to realize a uniform heat transfer to all of the plurality of thermoelectric power generation modules and to efficiently transfer the heat to the thermoelectric power generation module section.
【００３２】本発明によれば、ネジ止め構造でも、ある
いは接着構造でも、上述した熱膨張の問題、熱伝達の問
題が十分考慮された構造を実現することができる。According to the present invention, it is possible to realize a structure in which the above-mentioned problems of thermal expansion and heat transfer are sufficiently taken into consideration, even with a screw fastening structure or an adhesive structure.
【００３３】まず、熱膨張の問題について説明する。First, the problem of thermal expansion will be described.
【００３４】例として、熱膨張係数の近い銅の高温板と
ステンレス鋼ＳＵＳ３０４の固定ネジを組み合わせた場
合について説明する。線膨張係数は、 銅 １６．６×１０-6／Ｋ ＳＵＳ３０４ １７．３×１０-6／Ｋ である。As an example, a case will be described in which a high temperature plate made of copper having a similar coefficient of thermal expansion is combined with a fixing screw made of stainless steel SUS304. The linear expansion coefficient is copper 16.6 × 10 −6 / K SUS304 17.3 × 10 −6 / K.
【００３５】Ｂｉ−Ｔｅ系の熱電発電モジュールでは、
厚みが約５ｍｍが最大効率とされており、概ね５ｍｍ程
度の厚みのモジュールが市販されている。従って、高温
板の固定ネジによって締め付けられる部分の厚みをＸｍ
ｍとすると、ネジの長さは（５＋Ｘ）ｍｍとなる。高温
板の温度上昇をΔＴ℃とすると、高温板の締め付け部の
伸び量は（１６．６×１０-6×Ｘ×ΔＴ）となる。一
方、固定ネジは高温板と低温板との双方に接しているた
めにその温度分布は直線的となり、実効的な温度上昇は
ΔＴ℃／２となる。従って、ネジの伸び量は、（１７．
３×１０-6×（５＋Ｘ）×ΔＴ／２）となる。高温板の
締め付け部の伸びと固定ネジの伸びを等しいとしてＸを
求めると約５．５ｍｍとなる。従って、銅の高温板とＳ
ＵＳ３０４の固定ネジの組み合わせだと、高温板の締め
付け部の厚みＸを５．５ｍｍより小さくすると高温では
締め付けは緩み、５．５ｍｍより大きくすると高温では
逆に締まることになる。従って、Ｘの値を５．５ｍｍか
それより若干大きめにすることによって、熱電発電モジ
ュールにかかる圧縮応力を破壊応力以下に抑えることが
可能である。In the Bi-Te system thermoelectric power generation module,
The maximum efficiency is about 5 mm, and a module with a thickness of about 5 mm is commercially available. Therefore, the thickness of the part that is fastened by the fixing screw of the high temperature plate should be Xm.
If the length is m, the length of the screw is (5 + X) mm. When the temperature rise of the high temperature plate is ΔT ° C., the elongation amount of the tightened portion of the high temperature plate is (16.6 × 10 −6 × X × ΔT). On the other hand, since the fixing screw is in contact with both the high temperature plate and the low temperature plate, its temperature distribution becomes linear, and the effective temperature rise is ΔT ° C / 2. Therefore, the extension amount of the screw is (17.
It becomes 3 × 10 −6 × (5 + X) × ΔT / 2). When X is determined assuming that the extension of the fastening portion of the high temperature plate and the extension of the fixing screw are the same, it is about 5.5 mm. Therefore, the copper hot plate and S
With the combination of fixing screws of US304, if the thickness X of the tightening portion of the high temperature plate is smaller than 5.5 mm, the tightening will be loose at high temperatures, and if it is larger than 5.5 mm, the tightening will be reversed at high temperatures. Therefore, by setting the value of X to 5.5 mm or slightly larger, it is possible to suppress the compressive stress applied to the thermoelectric power generation module to the fracture stress or less.
【００３６】また、この場合、固定ネジの間隔を６０ｍ
ｍ、高温板の温度上昇を２００℃とすると、高温板はネ
ジの締め付け方向と直角方向、つまり高温板の面内方向
に各ネジに向かって１２０μｍ程度伸びることになる。
この高温板の伸びによるネジの軸方向の伸び量は１〜２
μｍ程度であるが、これにより発生する力は約５０ｋｇ
ｆとかなり大きい。これらの力を緩和する構造として、
本発明では、まず、ネジをＭ４（ＪＩＳ Ｂ０２０５−
１９８２）以下の断面積の小さいネジとし、発生する力
そのものを小さくした。In this case, the interval between the fixing screws is 60 m.
If the temperature rise of the hot plate is 200 ° C., the hot plate extends about 120 μm toward each screw in the direction perpendicular to the screw tightening direction, that is, in the in-plane direction of the hot plate.
The amount of axial elongation of the screw due to the elongation of this hot plate is 1-2.
It is about μm, but the force generated by this is about 50 kg
f is quite large. As a structure to mitigate these forces,
In the present invention, first, the screw is M4 (JIS B0205-
1982) A screw having a small cross-sectional area below was used to reduce the generated force itself.
【００３７】次に、熱伝導性グリスの厚みを５０μｍ程
度とするか、熱伝達シートとして厚み２００μｍ程度で
弾力性のあるゴムシートを使用するか、あるいはシリコ
ーンゴムを基材とする熱伝導性接着材の厚みを３０〜５
０μｍとすることによって、数μｍ〜２０μｍ程度まで
の圧縮歪みを緩和した。例えば、シリコーンの伝熱シー
ト（厚み２００μｍ）を低温板と発電モジュールの間に
挟んだ場合では、シリコーンゴムの弾性で厚みの１割程
度を吸収可能であるから、ネジと高温板の伸び量に２０
μｍ程度の差があっても発電モジュールは破壊しない。
高温板として銅およびアルミニウム（線膨張係数２３．
２×１０-6／Ｋ）を、固定ネジとしてＳＵＳ３０４を用
い、温度差が２００℃のときの高温板と固定ネジの伸び
の差を表１に示す。伸び量の差が＋の場合はネジの伸び
が高温板より大きく、締め付けが緩むことを、−の場合
は逆に締まることを意味する。設計上、安全を考慮して
伸び量の差を１６μｍまで許容すると、高温板がアルミ
ニウム（Ａ３０００番台）では厚さ（締め付け部の厚
さ）３〜８ｍｍが許容される。一方、銅の場合は許容さ
れる締め付け部の厚さは６〜１５ｍｍとなる。Next, the thickness of the heat conductive grease is set to about 50 μm, a rubber sheet having a thickness of about 200 μm and having elasticity is used as a heat transfer sheet, or a heat conductive adhesive using a silicone rubber as a base material. Material thickness is 30-5
By setting the thickness to 0 μm, the compression strain up to about several μm to 20 μm was relaxed. For example, if a silicone heat transfer sheet (thickness: 200 μm) is sandwiched between the low temperature plate and the power generation module, the elasticity of the silicone rubber can absorb about 10% of the thickness, so the amount of elongation of the screw and the high temperature plate is reduced. 20
Even if there is a difference of about μm, the power generation module will not be destroyed.
Copper and aluminum (coefficient of linear expansion 23.
The 2 × 10 -6 / K), using SUS304 as the fixing screw, shown in Table 1 the difference between the elongation of the hot plate and fixing screw when the temperature difference is 200 ° C.. If the difference in the amount of elongation is +, the elongation of the screw is larger than that of the high temperature plate, and the tightening is loose, and if the difference is −, the tightening is opposite. When the difference in elongation amount is allowed up to 16 μm in consideration of safety in design, a thickness (thickness of tightening portion) of 3 to 8 mm is allowed when the high temperature plate is aluminum (A3000 series). On the other hand, in the case of copper, the allowable thickness of the tightened portion is 6 to 15 mm.
【００３８】[0038]
【表１】 [Table 1]
【００３９】高温板と固定ネジを同じ材料とした場合、
上述した考察によれば、高温板の締め付け部の望ましい
厚さは５〜５．１ｍｍ程度となる。When the high temperature plate and the fixing screw are made of the same material,
According to the above consideration, the desired thickness of the tightened portion of the hot plate is about 5 to 5.1 mm.
【００４０】接着固定構造を採用すれば、ネジ止め構造
に起因する圧縮応力を緩和することができる。If the adhesive fixing structure is adopted, the compressive stress caused by the screw fixing structure can be relieved.
【００４１】次に、熱伝達の問題について説明する。Next, the problem of heat transfer will be described.
【００４２】均熱構造についてであるが、ネジ止めの場
合、ネジの周辺にしか力が加わらないという問題があ
る。この問題を解決するために、グリスを厚めに塗布
し、あるいは熱伝達シートを熱電発電モジュールと低温
板の間に挟むことで、均一な圧縮応力がモジュールに加
わるように、換言すれば均一な熱的接続が行われるよう
にした。また、接着材を用いて固定することによって均
一な熱伝達はさらに改善される。ただし、２００℃以下
の低温では、シリコーン等の有機系の弾力性のある接着
材が有効であり、２００℃を超える場合は熱膨張係数が
比較的大きい無機系の接着材を使用する必要がある。こ
れは、高温板として金属や合金が使用される場合が多
く、一般に金属の熱膨張係数は大きいため、熱膨張係数
の小さい無機系の接着材では巧く接合できないためであ
る。従って、高温板として、セラミック等の熱膨張係数
の小さいな材料を用いる場合は、一般の耐熱、高熱伝導
の無機系接着材を使用可能である。Regarding the soaking structure, there is a problem that in the case of screwing, the force is applied only to the periphery of the screw. To solve this problem, apply thick grease or sandwich a heat transfer sheet between the thermoelectric generator module and the cold plate so that uniform compressive stress is applied to the module, in other words, uniform thermal connection. Was done. In addition, uniform heat transfer is further improved by fixing with an adhesive. However, at a low temperature of 200 ° C. or lower, an organic elastic adhesive such as silicone is effective, and when it exceeds 200 ° C., it is necessary to use an inorganic adhesive having a relatively large coefficient of thermal expansion. . This is because a metal or an alloy is often used as the high-temperature plate, and generally, a metal has a large thermal expansion coefficient, and therefore an inorganic adhesive having a small thermal expansion coefficient cannot be successfully joined. Therefore, when a material having a small coefficient of thermal expansion such as ceramics is used as the high temperature plate, a general heat resistant and high heat conductive inorganic adhesive can be used.
【００４３】さらに、本発明によれば、高温板あるいは
低温板それ自体に電気絶縁性能を持たせることで、電気
的絶縁層およびグリス層や接着材層を減らすことががで
きるので、熱輸送ロスを低減でき、発電効率の向上が可
能である。Further, according to the present invention, since the high temperature plate or the low temperature plate itself is provided with the electric insulation performance, the electric insulating layer, the grease layer and the adhesive layer can be reduced, so that the heat transport loss can be reduced. Can be reduced and power generation efficiency can be improved.
【００４４】この電気絶縁性能は、例えば、１００Ｖ、
１ｋΩ程度の簡易な性能で十分である。なぜならば、熱
電発電モジュールの発電電圧は１〜２Ｖ程度であり、通
常、これを直列に接続して取り出し、インバーターで交
流に変換するので、せいぜい１００Ｖ程度の耐電圧が要
求されるからである。また、この時の発電モジュール全
体の直列内部抵抗は２０Ω以下であるので、外部回路の
内部抵抗も２０Ω以下で設計されるため、１ｋΩ程度の
絶縁性能で発電ロスは十分小さくできるためである。This electrical insulation performance is, for example, 100 V,
A simple performance of about 1 kΩ is sufficient. This is because the power generation voltage of the thermoelectric power generation module is about 1 to 2V, and normally this is connected in series and taken out and converted into alternating current by the inverter, so a withstand voltage of about 100V is required at most. Further, at this time, since the series internal resistance of the entire power generation module is 20Ω or less, the internal resistance of the external circuit is also designed to be 20Ω or less, and therefore the power generation loss can be sufficiently reduced with the insulation performance of about 1 kΩ.
【００４５】このような簡易な絶縁性能であれば、一般
に絶縁性の熱伝導性グリス等と金属表面（高温板または
低温板表面）の絶縁化処理で十分実現できる。また、単
に数モジュール程度の小規模な発電システムでは、内部
抵抗は１Ω以下のため、金属（高温板または低温板）の
表面処理なしに、絶縁性の熱伝導性グリス等を用いるだ
けで充分な絶縁性能が得られ、発電が可能であり、これ
を一つの発電ブロックとして、複数のブロック間を絶縁
することで発電ロスを低減することも可能である。Such a simple insulating performance can be sufficiently realized by generally insulating insulating heat conductive grease and the like and insulating the metal surface (the surface of the high temperature plate or the low temperature plate). In a small-scale power generation system with only a few modules, the internal resistance is 1Ω or less, so it is sufficient to use insulating heat conductive grease without surface treatment of metal (high temperature plate or low temperature plate). Insulation performance is obtained and power generation is possible, and by using this as one power generation block, it is possible to reduce power generation loss by insulating between a plurality of blocks.
【００４６】[0046]
【実施例】図１に本発明の熱電発電モジュールの取り付
け構造の第１の実施例の模式的断面図を示す。本実施例
の構造では、熱電発電のための高温熱源６に熱伝導性グ
リス２ｅを介してネジ１６で固定されて熱的に接続され
た銅製の高温板４、熱伝導性グリス２ｂ、０．２ｍｍ厚
さのアルミナ製電気絶縁板３ａ、熱伝導性グリス２ａ、
熱電発電モジュール１（米国Ｈｉ−Ｚ社製のＨＺ−１
４）、熱伝導性グリス２ｃ、電気絶縁性の厚さ０．２ｍ
ｍの熱伝導性シリコーンシート１７、熱伝導性グリス２
ｄ、および低温熱源７に熱伝導性グリス２ｆを介してネ
ジ１６で固定され熱的に接続された低温板５がこの順に
重ねられ、かつ高温板４と低温板５とを４本のステンレ
ス鋼ＳＵＳ３０４のＭ４ネジ１８でネジ止めした構造で
ある。高温側の周囲は断熱材１９で覆われている。この
ような構造は、上述したような高温熱源に熱的に接続し
た高温板および低温熱源に熱的に接続した低温板を予め
用意し、それらの間に上述した各構成要素を順次積層
し、高温板と低温板をネジ止めすることによって、また
は、低温熱源に熱的に接続した低温板の上に熱電発電モ
ジュールその他の各構成要素および高温板を上述したよ
うに重ねて、高温板と低温板をネジ止めし、しかる後に
高温板を高温熱源に熱的に接続することによって得るこ
とができる。FIG. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of a thermoelectric power module mounting structure according to the present invention. In the structure of this embodiment, the high temperature plate 4 made of copper, which is thermally connected to the high temperature heat source 6 for thermoelectric power generation by the screw 16 via the heat conductive grease 2e, the heat conductive grease 2b, 0. 2 mm thick alumina electrical insulating plate 3a, heat conductive grease 2a,
Thermoelectric power generation module 1 (HZ-1 manufactured by Hi-Z Co., USA)
4), thermal conductive grease 2c, electrically insulating thickness 0.2m
m heat conductive silicone sheet 17, heat conductive grease 2
d, and the low-temperature plate 5 which is fixed to the low-temperature heat source 7 via the thermally conductive grease 2f by the screw 16 and is thermally connected thereto are stacked in this order, and the high-temperature plate 4 and the low-temperature plate 5 are four stainless steels. The structure is screwed with M4 screw 18 of SUS304. The periphery of the high temperature side is covered with a heat insulating material 19. Such a structure, a high temperature plate thermally connected to the high temperature heat source as described above and a low temperature plate thermally connected to the low temperature heat source are prepared in advance, and each of the above-described components is sequentially laminated between them. By fixing the hot plate and the cold plate by screws, or by stacking the thermoelectric generation module and other components and the hot plate on the cold plate thermally connected to the cold heat source as described above, It can be obtained by screwing the plate and then thermally connecting the hot plate to a hot heat source.
【００４７】図２に本実施例に使用した熱電発電モジュ
ールＨＺ−１４の模式的断面を示す。このモジュール
は、市販の冷却用の熱電モジュールが内部素子間を低温
ハンダで接合しているのに対し、溶射技術を用いて素子
間の電気接合ををしているので、最高使用温度が３００
℃と低温ハンダの融点約１８０℃に比べ、発電性能を向
上できるように設計されている。２１はＢｉ−Ｔｅ系Ｐ
Ｎ接合発電素子集合体、２２は金属電極、２３はリード
線、２４は保護樹脂である。低温側、高温側の両面とも
内部素子の接合アルミニウム電極２２が露出しており、
通常、厚さ０．２ｍｍ程度の薄いアルミナ板で絶縁して
使用する。FIG. 2 shows a schematic cross section of the thermoelectric power generation module HZ-14 used in this embodiment. In this module, the commercially available thermoelectric module for cooling is used to bond the internal elements with low-temperature solder, while the thermal spraying technology is used to electrically connect the elements.
℃ and the melting point of low temperature solder is about 180 ℃, it is designed to improve power generation performance. 21 is Bi-Te system P
N-junction power generation element assembly, 22 is a metal electrode, 23 is a lead wire, and 24 is a protective resin. The bonding aluminum electrode 22 of the internal element is exposed on both the low temperature side and the high temperature side,
Usually, it is used by being insulated with a thin alumina plate having a thickness of about 0.2 mm.
【００４８】図３は高温板と低温板の締め付け部を説明
する模式的断面図である。図３においてはアルミナ絶縁
体、シリコーンシート、熱伝導性グリス等の図示を省略
してある。高温板４には座繰りをいれて、厚みｔの薄肉
の締め付け部４ａを形成し、この部分で低温板とネジ止
めを行っている。前述したように、この薄肉部４ａの厚
さは高温板４とネジ１８の材質に応じて３〜１５ｍｍの
範囲で選ばれる。本実施例ではこの部分の厚さを５．５
ｍｍとし、４本のネジ１８を均等にトルク１５ｋｇｆ−
ｃｍで締め付けた。FIG. 3 is a schematic sectional view for explaining a tightening portion between the high temperature plate and the low temperature plate. In FIG. 3, illustration of an alumina insulator, a silicone sheet, a heat conductive grease, etc. is omitted. The high temperature plate 4 is countersunk to form a thin tightening portion 4a having a thickness t, and this portion is screwed to the low temperature plate. As described above, the thickness of the thin portion 4a is selected in the range of 3 to 15 mm depending on the materials of the high temperature plate 4 and the screw 18. In this embodiment, the thickness of this portion is set to 5.5.
mm, the four screws 18 are evenly torqued 15 kgf-
Tightened in cm.
【００４９】シリコーン伝熱シートは信越化学工業
（株）製ＴＣ−２０ＢＧを用い、熱伝導性グリスは耐熱
温度３００℃の信越化学工業（株）製ＫＳ６１３を用い
た。As the silicone heat transfer sheet, TC-20BG manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was used, and as the heat conductive grease, KS613 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. having a heat resistant temperature of 300 ° C. was used.
【００５０】高温板、低温板のそれぞれの、発電モジュ
ールに対向する面の中心と周辺４箇所、合計５箇所の深
さ５ｍｍの位置に直径１．６ｍｍのＫ種のシース熱電対
を差し込んで高温板と低温板の温度差を測定できるよう
にしている。High temperature was obtained by inserting a K type sheath thermocouple having a diameter of 1.6 mm at a depth of 5 mm at a total of 5 places, the center and the periphery of the surface facing the power generation module of each of the high temperature plate and the low temperature plate. The temperature difference between the plate and the cold plate can be measured.
【００５１】図１に示した実施例の発電特性を測定し
た。具体的には、高温熱源を熱し、高温板と低温板の温
度差を測定しながら図４に示したような、すべり抵抗器
２５、電流計２６、電圧計２７を具えた装置を使用し、
発電モジュールから取りだした電力を負荷抵抗を変えて
測定した。図５に発電特性を示す。図５は横軸に発電電
流を、縦軸に発電電圧と発電電力をプロットしたもの
で、曲線Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は高温板と低温板の中
心温度差が１０７．９６、１３５．００、１６２．８
１、および１９０．７１℃の時の発電電圧、Ｂ１、Ｂ
２、Ｂ３、Ｂ４はそれぞれの温度差における発電電力を
示す。図から分かるように、発電電力は、負荷抵抗が発
電モジュールの内部抵抗（０．２Ω）と等しい時に最大
の電力を得ることができる。なお、測定は、再現性を確
認するために、一度高温板の温度を下げてから２回目の
測定を行ったが、発電特性にほとんど変化がなく、熱膨
張歪みが本実施例の構造によって吸収されていることが
確認された。The power generation characteristics of the embodiment shown in FIG. 1 were measured. Specifically, a high temperature heat source is heated, and a device including a slide resistor 25, an ammeter 26, and a voltmeter 27 as shown in FIG. 4 is used while measuring the temperature difference between the high temperature plate and the low temperature plate,
The electric power taken out from the power generation module was measured by changing the load resistance. Figure 5 shows the power generation characteristics. FIG. 5 is a plot of generated current on the horizontal axis and generated voltage and generated power on the vertical axis. Curves A1, A2, A3, and A4 show the center temperature differences between the hot plate and the cold plate of 107.96 and 135.00, respectively. , 162.8
1, and generated voltage at 190.71 ° C, B1, B
2, B3, and B4 represent generated power at each temperature difference. As can be seen from the figure, the maximum generated power can be obtained when the load resistance is equal to the internal resistance (0.2Ω) of the power generation module. In addition, in order to confirm the reproducibility, the temperature of the high temperature plate was once lowered and then the second measurement was performed, but there was almost no change in the power generation characteristics, and the thermal expansion strain was absorbed by the structure of this example. It was confirmed that it was done.
【００５２】比較のために、図２１に示した従来例の装
置の発電特性を測定した。温度の上昇とともに熱膨張が
生じ、軸力が増加するので、軸力が６００ｋｇｆとなる
ようにその都度調整した。それ以外は前述した実施例と
同様の測定を行った。得られた発電特性を図６に示す。
図６において、曲線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５は高
温板と低温板の中心温度差が１０４、１３０、１５７、
１８６、２０１℃の時の発電電圧、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、
Ｄ４、Ｄ５はそれぞれの温度差における発電電力を示
す。For comparison, the power generation characteristics of the conventional device shown in FIG. 21 were measured. Since thermal expansion occurs as the temperature rises and the axial force increases, the axial force was adjusted each time to 600 kgf. Other than that, the same measurement as the above-mentioned Example was performed. The obtained power generation characteristics are shown in FIG.
In FIG. 6, curves C1, C2, C3, C4, and C5 show the center temperature differences between the hot plate and the cold plate of 104, 130, 157, and
Generated voltage at 186, 201 ° C, D1, D2, D3,
D4 and D5 indicate generated power at each temperature difference.
【００５３】図５と図６の特性から、各温度差での最大
発電電力を求め、横軸を高温板と低温板の中心温度と
し、縦軸を最大発電電力として示したのが図７である。
図７において、曲線Ｅが本発明の前述した実施例の特
性、曲線Ｆが従来例の特性である。図７には、さらに、
図１に示した第１の実施例から、高温側のアルミナ板を
取り除いてグリスのみで絶縁した第２の実施例の最大発
電電力特性を曲線Ｇで、第１の実施例の低温側のシリコ
ーン熱伝達シートのかわりにアルミナ板を使用した第３
の実施例の最大発電電力特性を曲線Ｈで示す。From FIG. 5 and FIG. 6, the maximum generated power at each temperature difference is obtained, and the horizontal axis represents the center temperature of the hot plate and the low temperature plate, and the vertical axis represents the maximum generated power in FIG. is there.
In FIG. 7, a curve E is the characteristic of the above-described embodiment of the present invention, and a curve F is the characteristic of the conventional example. In FIG. 7,
A curve G shows the maximum generated power characteristic of the second embodiment in which the alumina plate on the high temperature side is removed from the first embodiment shown in FIG. 1 and is insulated only with grease, and the silicone on the low temperature side of the first embodiment is shown. Third, using an alumina plate instead of the heat transfer sheet
The maximum generated power characteristic of this example is shown by curve H.
【００５４】なお、第２の実施例のグリスのみの電気絶
縁性能は、１．５Ｖで３Ωの性能であった。熱電発電モ
ジュールの内部抵抗は０．２Ω程度なので、この程度の
絶縁性能でも十分に電力を取り出せることが確認され
た。これは、本発明における金属製の高温板または低温
板の表面を絶縁処理したものと同等の性能であることが
容易に推定される。長期の信頼性まで加味すれば、金属
表面の絶縁処理が望ましいことは言うまでもない。The electric insulation performance of the grease of the second embodiment was 3Ω at 1.5V. Since the internal resistance of the thermoelectric power generation module is approximately 0.2Ω, it was confirmed that sufficient power can be taken out even with this level of insulation performance. It is easily presumed that this is the same performance as that of the metal high-temperature plate or low-temperature plate of the present invention whose surface is insulated. It goes without saying that the insulation treatment on the metal surface is desirable in consideration of long-term reliability.
【００５５】さて、図７では、従来例が一番優れた特性
であるが、本発明の各実施例でも同等程度の発電能力が
あることを示している。FIG. 7 shows that the conventional example has the best characteristics, but each of the examples of the present invention has the same level of power generation capacity.
【００５６】図８に本発明の第４の実施例を示す。この
実施例は高温側と低温側の両方にアルミナ板３ａ、３ｂ
を用い接着材で接着固定した例である。高温側には無機
系接着材２８ａ、２８ｂを、低温側には有機系の接着材
２９ａ、２９ｂを使用している。この場合、高温板ある
いは低温板または両者の表面を絶縁処理すれば、アルミ
ナ板が不要となり、発電性能はさらに向上する。このよ
うな両面接着の場合でも、第１の実施例と同様にネジ止
め構造を採用すると、低温板と高温板の間に、全体構造
からの重量等で発生する引っ張りもしくは圧縮力が大き
い場合、固定ネジで支えることができるので有効であ
る。ただし、ネジ止め構造を併用する場合、低温側の接
着材は軟質のものを用いる必要がある。なお、図８およ
び次の図９では高温熱源および低温熱源の図示を省略し
てある。FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the alumina plates 3a and 3b are provided on both the high temperature side and the low temperature side.
It is an example in which the adhesive is fixed by using an adhesive. Inorganic adhesives 28a and 28b are used on the high temperature side, and organic adhesives 29a and 29b are used on the low temperature side. In this case, if the surfaces of the high temperature plate, the low temperature plate, or both are insulated, the alumina plate becomes unnecessary and the power generation performance is further improved. Even in the case of such double-sided adhesion, if the screw fastening structure is adopted as in the first embodiment, when the pulling or compressing force generated by the weight from the entire structure is large between the low temperature plate and the high temperature plate, the fixing screw is used. It is effective because it can be supported by. However, when using the screw fastening structure together, it is necessary to use a soft adhesive for the low temperature side. 8 and the next FIG. 9, the high temperature heat source and the low temperature heat source are not shown.
【００５７】図９に本発明の第５の実施例を示す。本実
施例は高温側に熱伝導性グリス２ａ、２ｂを、低温側に
有機系接着材２９ａ、２９ｂを用いた例である。この場
合も第４の実施例と同様に高温板、低温板の表面を絶縁
処理すればアルミナ絶縁板は不要となり、発電性能は向
上する。この実施例は、高温板の材料と発電モジュール
の接着に適当な接着材がないときに有効であり、特に高
温板の温度を高くした場合に有効で、発電モジュールに
印加する温度差を大きくすることが可能になり、発電能
力を著しく改善できる。FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, the heat conductive greases 2a and 2b are used on the high temperature side and the organic adhesives 29a and 29b are used on the low temperature side. In this case as well, if the surfaces of the high-temperature plate and the low-temperature plate are insulated as in the fourth embodiment, the alumina insulating plate becomes unnecessary and the power generation performance is improved. This embodiment is effective when there is no suitable adhesive for bonding the material of the high-temperature plate and the power generation module, and is particularly effective when the temperature of the high-temperature plate is increased to increase the temperature difference applied to the power generation module. It is possible to significantly improve the power generation capacity.
【００５８】図１０は本発明の第６の実施例の模式図で
あり、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその熱電発電モ
ジュール上面での横断面図である。この実施例は３個の
熱電発電モジュール１ａ、１ｂ、１ｃを１列に配置し、
各モジュール間の間隔を１２ｍｍとし、合計８個のＭ４
ネジ１８で固定した例である。各熱電発電モジュールの
構成、各部品の積み上げ方は図１に示した第１の実施例
と同じである。ただし、各モジュールは研磨処理を施し
て厚みを揃えてある。電力は３個の熱電発電モジュール
を直列に接続して取り出した。図５と同様の発電特性を
図１１に示す。曲線Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４は、３個の
モジュールの中心に対応する高温板４と低温板５の３箇
所の温度差の平均値が１０４、１３１、１５８、１８４
℃の時の発電電圧、Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４はそれぞれ
の温度差における発電電力を示す。図１２は、図１１か
ら、横軸を上述した温度差、縦軸を最大発電電力として
プロットした図である。図１３はこの熱電発電システム
の経時変化を示し、横軸に熱サイクル数を、縦軸に開放
電圧と発電電力をとってある。電圧、電力ともに熱サイ
クル数に関係なく安定である。FIG. 10 is a schematic view of a sixth embodiment of the present invention, (a) is a vertical sectional view thereof, and (b) is a horizontal sectional view of the upper surface of the thermoelectric generation module. In this embodiment, three thermoelectric power generation modules 1a, 1b, 1c are arranged in a row,
8 mm M4 in total with 12 mm spacing between modules
This is an example of fixing with screws 18. The structure of each thermoelectric generation module and the method of stacking each component are the same as in the first embodiment shown in FIG. However, each module is subjected to a polishing treatment to have a uniform thickness. Electric power was taken out by connecting three thermoelectric power generation modules in series. A power generation characteristic similar to that of FIG. 5 is shown in FIG. The curves I1, I2, I3, and I4 show the average values of the temperature differences at three points of the hot plate 4 and the cold plate 5 corresponding to the centers of the three modules as 104, 131, 158, and 184.
The generated voltage at C, J1, J2, J3, and J4 represent the generated power at each temperature difference. FIG. 12 is a diagram obtained by plotting the horizontal axis as the above-mentioned temperature difference and the vertical axis as the maximum generated power from FIG. 11. FIG. 13 shows changes with time of this thermoelectric power generation system, in which the horizontal axis represents the number of thermal cycles and the vertical axis represents the open circuit voltage and the generated power. Both voltage and power are stable regardless of the number of thermal cycles.
【００５９】図１１〜図１３から分かるように、本実施
例によれば、熱電発電モジュールの固定にＭ４のネジ８
本を使用して従来の発電システムとほぼ同等の性能が安
定して得られることが分かる。第４および第５の実施例
のように接着材を使用すれば、研磨によって、各熱電発
電モジュールの厚みを揃える必要はなくなる。従来技術
では、このような複数のモジュールを固定する場合、高
温板または低温板を分割してバネで押す構造、剛性のあ
るフレームと剛性のある板の中心をバネ力を利用して１
点で押す構造、もしくは、剛性のあるフレームと各モジ
ュールの中心をバネ力を使って均等に押す構造等がある
が、これらの方法にかかるコストと比較して、本発明の
コストははるかに小さい。As can be seen from FIGS. 11 to 13, according to this embodiment, the M8 screw 8 is used for fixing the thermoelectric generation module.
It can be seen that by using the book, almost the same performance as the conventional power generation system can be stably obtained. If the adhesive material is used as in the fourth and fifth embodiments, it becomes unnecessary to make the thickness of each thermoelectric generation module uniform by polishing. In the prior art, when fixing a plurality of such modules, a structure in which a high-temperature plate or a low-temperature plate is divided and pushed by a spring, a rigid frame and a center of the rigid plate are utilized by a spring force.
There is a structure that pushes at points, or a structure that pushes evenly the center of each module with a rigid frame using spring force, etc., but the cost of the present invention is much smaller than the cost of these methods. .
【００６０】図１４に本発明の熱電発電モジュールの取
り付け構造を採用した焼却炉発電システムの一例を示
す。焼却炉の排気を電気集塵機に通した後の清浄な高温
（２５０℃）排気を通す煙道部３１に集熱フィン３２と
ヒートパイプ３３の受熱部３３ａを組合せて挿入し、排
気の熱をヒートパイプによって煙道の外部に輸送し、ヒ
ートパイプの放熱部３３ｂを高温熱源としている。ヒー
トパイプの作動液は、沸点１５５℃のフッ素系の冷媒
（住友３Ｍ社製ＦＣ−４０）を用い、内部の圧力を８ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 程度以下に抑えるように設計した。ヒート
パイプの先端部約１ｍには、複数のフィン（直径約５０
ｍｍ、総面積約０．５ｍ2 ）が取り付けられ、高温の排
気から効率よく集熱可能とした。FIG. 14 shows an example of an incinerator power generation system adopting the thermoelectric power generation module mounting structure of the present invention. The exhaust heat of the incinerator is inserted by inserting the heat collecting fins 32 and the heat receiving portion 33a of the heat pipe 33 into the flue part 31 through which the clean high temperature (250 ° C) exhaust after passing the exhaust of the incinerator through the electric dust collector is combined. The pipe is transported to the outside of the flue, and the heat radiating portion 33b of the heat pipe is used as a high temperature heat source. As the working fluid of the heat pipe, a fluorine-based refrigerant (FC-40 manufactured by Sumitomo 3M Ltd.) having a boiling point of 155 ° C. is used, and the internal pressure is 8 k.
It was designed to be suppressed to about gf / cm 2 or less. A plurality of fins (diameter about 50 m
mm, total area of about 0.5 m 2 ) was attached to enable efficient heat collection from high-temperature exhaust.
【００６１】一方、低温熱源は、水冷ホルダー３４を用
い、システムの小型化を図った。On the other hand, as the low temperature heat source, the water cooling holder 34 was used, and the system was downsized.
【００６２】この高温熱源と低温熱源の間に本発明によ
る取り付け構造の熱電発電モジュール１ａ、１ｂ、１ｃ
を設置した。この実施例の発電ユニット部３５における
熱電発電モジュールの取り付け構造は図１０に示した実
施例６の構造である。熱電発電モジュールの取り付けネ
ジの締め付けトルクは、２５ｋｇｆ−ｃｍとした。Thermoelectric generator modules 1a, 1b, 1c having a mounting structure according to the present invention between the high temperature heat source and the low temperature heat source.
Was installed. The mounting structure of the thermoelectric power generation module in the power generation unit portion 35 of this embodiment is the structure of the sixth embodiment shown in FIG. The tightening torque of the mounting screw of the thermoelectric generation module was 25 kgf-cm.
【００６３】図１４には詳細には示していないが、組立
の最終で発電ユニット部３５および高温のヒートパイプ
は断熱材３６で覆い、熱損失を少なくしている。Although not shown in detail in FIG. 14, at the final stage of assembly, the power generation unit section 35 and the high temperature heat pipe are covered with a heat insulating material 36 to reduce heat loss.
【００６４】発電システムは、上述した集熱ヒートパイ
プ、発電ユニットおよび水冷ホルダーとからなる組を４
器持ち、電気出力は、これらの発電ユニットを直列に接
続して取り出している。The power generation system has a set of the heat collecting heat pipe, the power generation unit and the water cooling holder.
As for the capacity and electric output, these power generation units are connected in series and taken out.
【００６５】この熱電発電システムの発電特性を図１５
〜図２０に示す。FIG. 15 shows the power generation characteristics of this thermoelectric power generation system.
~ Shown in FIG.
【００６６】図１５は４器の発電ユニットのそれぞれの
特性を示し、図１６は各発電ユニットを直列に接続した
総合出力の特性を示している。これらの特性の測定条件
は、煙道温度２５０℃、風速１７ｍ／ｓ、冷却水流量
２．５ｌ／ｍｉｎ、冷却水温度１０℃である。FIG. 15 shows the characteristics of each of the four power generation units, and FIG. 16 shows the characteristics of the total output when the power generation units are connected in series. The conditions for measuring these characteristics are a flue temperature of 250 ° C., a wind speed of 17 m / s, a cooling water flow rate of 2.5 l / min, and a cooling water temperature of 10 ° C.
【００６７】図１７は煙道温度を２７０℃に上げたとき
の４器の発電ユニットのそれぞれの特性を示し、図１８
は各発電ユニットを直列に接続した総合出力の特性を示
している。その他の測定条件は図１５、図１６の場合と
同じである。FIG. 17 shows the characteristics of each of the four power generation units when the flue temperature was raised to 270 ° C., and FIG.
Shows the characteristics of the total output when each power generation unit is connected in series. Other measurement conditions are the same as those in FIGS. 15 and 16.
【００６８】図１９は風速を１７ｍ／ｓ一定としたとき
の、開放電圧と最大発電電力の温度依存性を示し、図２
０は煙道温度を２５０℃一定としたときの、開放電圧と
最大発電電力の温度依存性を示している。風速をｘ（ｍ
／ｓ）としたとき、開放電圧（Ｖ）は風速ｘに対してFIG. 19 shows the temperature dependence of the open circuit voltage and the maximum generated power when the wind speed is constant at 17 m / s.
0 indicates the temperature dependence of the open circuit voltage and the maximum generated power when the flue temperature is constant at 250 ° C. Wind speed x (m
/ S), the open circuit voltage (V) is relative to the wind speed x
【００６９】[0069]
【数１】ｆ（ｘ）＝０．１ｘ＋２９ の関係で変化し、最大発電電力は風速ｘに対して[Mathematical formula-see original document] f (x) = 0.1x + 29, and the maximum generated power changes with respect to wind speed x.
【００７０】[0070]
【数２】 ｆ（ｘ）＝０．０５７ｘ2 ＋２．０ｘ＋７８．３ の関係で変化する。[Number 2] to change the relationship of f (x) = 0.057x 2 + 2.0x + 78.3.
【００７１】一般に焼却炉は、ゴミの焼却量が変化して
も排気温度をあまり変化させずに、風速を（排気量を）
変化させるように設計されている。図２０に示すよう
に、本実施例によれば、風速にはあまり依存せず安定な
発電特性が得られることが分かるので、この特性は、ゴ
ミの焼却量にあまり依存しない安定な発電特性を得るこ
とができることを示している。In general, an incinerator does not change the exhaust temperature so much even if the amount of refuse incinerated changes, and the wind speed (exhaust amount) is changed.
Designed to change. As shown in FIG. 20, according to the present example, it can be seen that a stable power generation characteristic is obtained that does not depend so much on the wind speed. Therefore, this characteristic shows a stable power generation characteristic that does not depend much on the amount of incinerated dust. It shows that you can get.
【００７２】[0072]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱電発電
モジュールの取り付け構造は、発熱側の熱源となる高温
板と冷却側の熱源となる低温板との間に配置された熱電
発電モジュールの取り付け構造において、高温板と低温
板とが複数のネジで固定されているので簡易な構造の、
かつ低価格の熱電発電モジュールの取り付け構造を実現
できる。固定用のネジを高温板の材料と同一の材料とす
るか、熱膨張係数が非常に近い材料とすると、高温板と
ネジの熱膨張の差による歪みを防ぐことができ、高温板
の締め付け部の厚さを３〜１５ｍｍとすると歪みによる
破壊を防止できる。低温板と熱電発電モジュールの間に
樹脂製の熱伝導性シートまたは熱伝導性グリスを介在さ
せると熱膨張による歪みを吸収でき、また、複数の熱電
発電モジュールの厚みの差を調整できる。高温板および
／または低温板を表面を絶縁処理した金属材料で構成す
ると、熱電発電モジュールと高温板、低温板の間の絶縁
板を省略でき、発電効率を向上させることができる。As described above, the mounting structure of the thermoelectric power generation module of the present invention has the structure of a thermoelectric power generation module disposed between a high temperature plate serving as a heat source on the heat generating side and a low temperature plate serving as a heat source on the cooling side. In the mounting structure, the high temperature plate and the low temperature plate are fixed with multiple screws, so a simple structure,
Also, a low-priced thermoelectric power module mounting structure can be realized. If the fixing screw is made of the same material as the material of the hot plate or a material with a coefficient of thermal expansion very close to each other, distortion due to the difference in thermal expansion between the hot plate and the screw can be prevented, and the tightening part of the hot plate can be prevented. If the thickness is 3 to 15 mm, it is possible to prevent damage due to strain. By interposing a resin-made heat conductive sheet or heat conductive grease between the low temperature plate and the thermoelectric power generation module, distortion due to thermal expansion can be absorbed, and a difference in thickness between the plurality of thermoelectric power generation modules can be adjusted. If the high-temperature plate and / or the low-temperature plate are made of a metal material having an insulating surface, the insulating plate between the thermoelectric power generation module and the high-temperature plate or the low-temperature plate can be omitted, and the power generation efficiency can be improved.
【００７３】さらに、本発明の熱電発電モジュールの取
り付け構造は、発熱側の熱源となる高温板と冷却側の熱
源となる低温板との間に配置された熱電発電モジュール
の取り付け構造においては、熱電発電モジュールが高温
板および前記低温板に接着材によって接着固定されるこ
とができるので、この場合は、ネジを用いることなく、
従って、高温板とネジの熱膨張の差に起因する歪みの問
題がない。Furthermore, the thermoelectric power generation module mounting structure of the present invention has a thermoelectric power generation module mounting structure arranged between a high temperature plate serving as a heat source on the heat generating side and a low temperature plate serving as a heat source on the cooling side. Since the power generation module can be adhesively fixed to the high temperature plate and the low temperature plate with an adhesive, in this case, without using screws,
Therefore, there is no problem of distortion due to the difference in thermal expansion between the hot plate and the screw.
【００７４】本発明の方法によれば、高温板、熱電発電
モジュールおよび低温板を積層し、高温板と低温板とを
複数のネジで固定するので、数十円のネジと２００円程
度の伝熱シートもしくは、接着材を用いると、材料費は
１００円以下になり、従来の方法によって生じるコスト
は事実上皆無となる。また、熱電発電モジュールを硬質
の接着材で高温板に接着する方法では、厚さの異なる複
数のモジュールの厚みを再研磨によって調整する必要が
なく、そのためのコストをなくすことができ、工業的に
極めて有利な発電システムを提供できる。本発明は、焼
却炉発電システムに適用して特に有効である。According to the method of the present invention, since the high temperature plate, the thermoelectric power generation module and the low temperature plate are laminated and the high temperature plate and the low temperature plate are fixed by a plurality of screws, a screw of several tens of yen and a transmission of about 200 yen are transferred. If a heat sheet or an adhesive is used, the material cost will be 100 yen or less, and the cost generated by the conventional method will be virtually zero. Further, in the method of adhering the thermoelectric power generation module to the high temperature plate with a hard adhesive material, there is no need to adjust the thickness of a plurality of modules having different thicknesses by re-polishing, the cost therefor can be eliminated, and industrially An extremely advantageous power generation system can be provided. The present invention is particularly effective when applied to an incinerator power generation system.
【図１】本発明の第１の実施例の模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of the present invention.
【図２】熱電発電モジュールの模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a thermoelectric power generation module.
【図３】ネジによる固定を説明する模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating fixing with screws.
【図４】発電特性の測定系のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a power generation characteristic measurement system.
【図５】第１の実施例の発電特性を示す線図である。FIG. 5 is a diagram showing a power generation characteristic of the first embodiment.
【図６】従来例の発電特性を示す線図である。FIG. 6 is a diagram showing a power generation characteristic of a conventional example.
【図７】本発明の実施例と従来例の発電特性を比較して
示す線図である。FIG. 7 is a diagram showing the power generation characteristics of an example of the present invention and a conventional example in comparison.
【図８】本発明の第４の実施例の模式的断面図である。FIG. 8 is a schematic sectional view of a fourth embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第５の実施例の模式的断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the fifth embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第６の実施例の模式的断面図であ
る。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a sixth embodiment of the present invention.
【図１１】第６の実施例の発電特性を示す線図である。FIG. 11 is a diagram showing a power generation characteristic of a sixth embodiment.
【図１２】第６の実施例の発電特性を示す線図である。FIG. 12 is a diagram showing a power generation characteristic of a sixth embodiment.
【図１３】第６の実施例の発電特性熱サイクル特性を示
す線図である。FIG. 13 is a diagram showing the power generation characteristic heat cycle characteristic of the sixth embodiment.
【図１４】本発明を適用した焼却炉発電システムを説明
する図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an incinerator power generation system to which the present invention has been applied.
【図１５】焼却炉発電システムの発電特性の発電特性を
示す線図である。FIG. 15 is a diagram showing the power generation characteristics of the power generation characteristics of the incinerator power generation system.
【図１６】焼却炉発電システムの発電特性の発電特性を
示す線図である。FIG. 16 is a diagram showing the power generation characteristics of the power generation characteristics of the incinerator power generation system.
【図１７】焼却炉発電システムの発電特性の発電特性を
示す線図である。FIG. 17 is a diagram showing the power generation characteristics of the power generation characteristics of the incinerator power generation system.
【図１８】焼却炉発電システムの発電特性の発電特性を
示す線図である。FIG. 18 is a diagram showing the power generation characteristics of the power generation characteristics of the incinerator power generation system.
【図１９】焼却炉発電システムの発電特性の煙道温度依
存性を示す線図である。FIG. 19 is a diagram showing flue temperature dependence of power generation characteristics of the incinerator power generation system.
【図２０】焼却炉発電システムの発電特性の風速依存性
を示す線図である。FIG. 20 is a diagram showing wind speed dependence of power generation characteristics of the incinerator power generation system.
【図２１】従来の熱電発電モジュールの一例の模式的断
面図である。FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of an example of a conventional thermoelectric power generation module.
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 熱電発電モジュール ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ 熱伝導性グリス ３ａ、３ｂ 電気絶縁板 ４ 高温板 ４ａ 高温板の締め付け部 ５ 低温板 ６ 高温熱源 ７ 低温熱源 ８ 硬質断熱材 ９ 多孔質断熱材 １０ フレーム １１ 押さえネジ １２ ロードセル １３ さらバネ １４ ガイド １５ 鋼球 １６ ネジ １７ 熱伝導性シリコーンシート １８ 固定用ネジ １９ 断熱材 ２１ 発電素子集合体 ２２ 金属電極 ２３ リード線 ２４ 保護樹脂 ２５ すべり抵抗器 ２６ 電流計 ２７ 電圧計 ３１ 煙道 ３２ 集熱フィン ３３ ヒートパイプ ３３ａ ヒートパイプの受熱部 ３３ｂ ヒートパイプの放熱部 ３４ 水冷ホルダー ３５ 発電ユニット部 ３６ 断熱材 1, 1a, 1b, 1c Thermoelectric power generation module 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f Thermal conductive grease 3a, 3b Electric insulating plate 4 Hot plate 4a Tightening part of hot plate 5 Low temperature plate 6 High temperature heat source 7 Low temperature heat source 8 Hard heat insulating material 9 Porous heat insulating material 10 Frame 11 Holding screw 12 Load cell 13 Flat spring 14 Guide 15 Steel ball 16 Screw 17 Thermally conductive silicone sheet 18 Fixing screw 19 Heat insulating material 21 Power generating element assembly 22 Metal electrode 23 Lead wire 24 Protective resin 25 Slip resistor 26 Ammeter 27 Voltmeter 31 Flue 32 Heat collecting fin 33 Heat pipe 33a Heat pipe heat receiving part 33b Heat pipe heat radiating part 34 Water cooling holder 35 Power generation unit part 36 Insulation material
Claims (17)
源となる低温板との間に配置された熱電発電モジュール
の取り付け構造において、前記高温板と前記低温板とが
複数のネジで固定されていることを特徴とする熱電発電
モジュールの取り付け構造。1. A mounting structure of a thermoelectric power generation module arranged between a high-temperature plate serving as a heat source on a heat generating side and a low-temperature plate serving as a heat source on a cooling side, wherein the high-temperature plate and the low-temperature plate are provided with a plurality of screws. A structure for mounting a thermoelectric power generation module, which is fixed.
質と等しいか、または前記複数のネジの熱膨張係数が前
記高温板の熱膨張係数と実質的に等しいことを特徴とす
る請求項１に記載の熱電発電モジュールの取り付け構
造。2. The material of the plurality of screws is equal to the material of the hot plate, or the thermal expansion coefficient of the plurality of screws is substantially equal to the thermal expansion coefficient of the hot plate. The thermoelectric power generation module mounting structure according to 1.
される部分の厚みが３〜１５ｍｍであることを特徴とす
る請求項１または２に記載の熱電発電モジュールの取り
付け構造。3. The mounting structure for a thermoelectric power generation module according to claim 1, wherein the thickness of the portion of the high temperature plate directly compressed by the screw is 3 to 15 mm.
間に熱伝達性の樹脂シートが配置されていることを特徴
とする請求項１から３のいずれかに記載の熱電発電モジ
ュールの取り付け構造。4. The mounting structure for a thermoelectric power generation module according to claim 1, wherein a resin sheet having a heat transfer property is disposed between the thermoelectric power generation module and the low temperature plate.
樹脂シートまたはフッ素系ゴムを基材としたシートであ
ることを特徴とする請求項４に記載の熱電発電モジュー
ルの取り付け構造。5. The mounting structure for a thermoelectric power generation module according to claim 4, wherein the heat transfer resin sheet is a silicone resin sheet or a sheet based on fluorocarbon rubber.
および／または前記熱電発電モジュールと有機系軟質接
着材で接着されていることを特徴とする請求項４または
５に記載の熱電発電モジュールの取り付け構造。6. The thermoelectric power generation module according to claim 4, wherein the heat transfer resin sheet is bonded to the low temperature plate and / or the thermoelectric power generation module with an organic soft adhesive. Mounting structure.
間に電気絶縁性の薄層が配置されていることを特徴とす
る請求項１から６のいずれかに記載の熱電発電モジュー
ルの取り付け構造。7. The mounting structure for a thermoelectric power generation module according to claim 1, wherein an electrically insulating thin layer is disposed between the thermoelectric power generation module and the high temperature plate.
び／または前記熱電発電モジュールと無機系硬質接着材
で接着されていることを特徴とする請求項７に記載の熱
電発電モジュールの取り付け構造。8. The thermoelectric generator module according to claim 7, wherein the electrically insulating thin layer is adhered to the hot plate and / or the thermoelectric generator module with an inorganic hard adhesive. Construction.
熱伝達性グリスを介して接していることを特徴とする請
求項１から６のいずれかに記載の熱電発電モジュールの
取り付け構造。9. The mounting structure for a thermoelectric power generation module according to claim 1, wherein the high temperature plate and the thermoelectric power generation module are in contact with each other through a heat transfer grease.
とも一方が、表面が絶縁処理された金属材料からなるこ
とを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の熱電
発電モジュールの取り付け構造。10. The mounting structure for a thermoelectric power generation module according to claim 1, wherein at least one of the high temperature plate and the low temperature plate is made of a metal material whose surface is insulation-treated.
および前記低温板が接着材によって接着されていること
を特徴とする請求項１０に記載の熱電発電モジュールの
取り付け構造。11. The mounting structure for a thermoelectric power generation module according to claim 10, wherein the high temperature plate, the thermoelectric power generation module, and the low temperature plate are adhered by an adhesive.
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の
熱電発電モジュールの取り付け構造。12. The mounting structure for a thermoelectric power generation module according to claim 1, wherein the thermoelectric power generation module is provided in plurality.
熱源となる低温板との間に配置された熱電発電モジュー
ルの取り付け構造において、前記熱電発電モジュールが
前記高温板および前記低温板に接着材によって接着固定
されていることを特徴とする熱電発電モジュールの取り
付け構造。13. A mounting structure of a thermoelectric power generation module arranged between a high temperature plate serving as a heat source on a heat generation side and a low temperature plate serving as a heat source on a cooling side, wherein the thermoelectric power generation module is mounted on the high temperature plate and the low temperature plate. An attachment structure for a thermoelectric power generation module, characterized in that it is adhered and fixed by an adhesive material.
して前記高温板および前記低温板に接着固定されている
ことを特徴とする請求項１３に記載の熱電発電モジュー
ルの取り付け構造。14. The thermoelectric power module mounting structure according to claim 13, wherein the thermoelectric power module is bonded and fixed to the high-temperature plate and the low-temperature plate via an insulator.
熱源となる低温板との間に配置される熱電発電モジュー
ルの取り付け方法において、前記高温板、前記熱電発電
モジュールおよび前記低温板を積層する工程および前記
高温板と前記低温板とを複数のネジで固定する工程を有
することを特徴とする熱電発電モジュールの取り付け方
法。15. A method of mounting a thermoelectric power generation module arranged between a high temperature plate serving as a heat source on a heat generating side and a low temperature plate serving as a heat source on a cooling side, wherein the high temperature plate, the thermoelectric power generation module and the low temperature plate are installed. A method of mounting a thermoelectric power generation module, comprising a step of laminating and a step of fixing the high temperature plate and the low temperature plate with a plurality of screws.
る複数のモジュールからなり、前記積層する工程におい
て、該複数のモジュールの一方の面に接着剤を塗布して
前記高温板または前記低温板に押し付け複数のモジュー
ルの他方の面の高さを一致させて接着する工程をさらに
有することを特徴とする請求項１５に記載の熱電発電モ
ジュールの取り付け方法。16. The thermoelectric power generation module is composed of a plurality of modules having different thicknesses, and in the stacking step, an adhesive is applied to one surface of the plurality of modules and pressed against the high temperature plate or the low temperature plate. 16. The method of mounting a thermoelectric power generation module according to claim 15, further comprising the step of matching the heights of the other surfaces of the modules and bonding them.
る複数のモジュールからなり、前記積層する工程におい
て、前記高温板または前記低温板の表面に接着剤を塗布
し、前記複数のモジュールの一方の面を前記接着剤が塗
布された表面に押し付け、複数のモジュールの他方の面
の高さを一致させて接着する工程をさらに有することを
特徴とする請求項１５に記載の熱電発電モジュールの取
り付け方法。17. The thermoelectric generation module is composed of a plurality of modules having different thicknesses, and in the laminating step, an adhesive is applied to the surface of the high temperature plate or the low temperature plate, and one surface of the plurality of modules is coated. The method of mounting a thermoelectric power generation module according to claim 15, further comprising the step of pressing the adhesive to the surface to which the adhesive has been applied so that the heights of the other surfaces of the plurality of modules are matched and bonded.
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|---|---|---|---|
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