JPH1136981A - 排熱発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排熱発電装置において、熱電変換モジュール
の剥離，破損等が生じないようにして発電機能の消失を
防止すると共に、簡略構造にして組み付けの容易化等を
図る。 【解決手段】 扁平な高温端面及び低温端面を有する熱
電変換モジュール１４と、内部にエンジンの排気ガスを
流通させると共に外周の少なくとも一部に熱電変換モジ
ュールの高温端面と接合される扁平部１２ｂを有する内
管１２と、熱電変換モジュールの低温端面と接合される
扁平部１３ｂを有する放熱部材１３と、内管１２のまわ
りを所定間隔をおいて囲繞するように配置されるととも
に放熱部材１３を保持する保持部１０ｃ，１１ｃを有し
かつ熱伝導率が放熱部材の熱伝導率より小さい外殻１
０，１１とを備えるように排熱発電装置を構成し、熱電
変換モジュール１４を内管１２の扁平部１２ｂと放熱部
材１３の扁平部１３ｂとの間に挾持させて固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気管
を流れる排気ガス、あるいは、焼却炉等から排出される
排気ガスの熱エネルギーを回収して電気エネルギーを生
成する排熱発電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車、工場等においては、それ
ぞれエンジン（内燃機関）、炉等から排出される排気ガ
スの熱エネルギーを回収して電力に変換するものとし
て、例えば、特開昭６１−２５４０８２号公報、特開昭
６３−２６２０７５号公報、特開平７−３０７４９３号
公報に開示されている排熱発電装置が知られている。

【０００３】図１は、特開昭６３−２６２０７５号公報
に開示されている排熱発電装置を示すものであり、この
排熱発電装置では、自動車のエンジンから排出される排
気ガスが流れる排気管１に、対向する平面を備える箱形
状の吸熱筒２が介装されている。

【０００４】そして、吸熱筒２の両平面には、熱電変換
モジュール３が対向して配置されており、熱電変換モジ
ュール３の高温端面と吸熱筒２の平面が、ねじ又は接着
により接合されている。

【０００５】さらに、熱電変換モジュール３の低温端面
と水冷ジャケット４が対向して配置されており、熱電変
換モジュール３の低温端面と水冷ジャケット４の冷却面
とが、ねじ又は接着により接合されている。

【０００６】上述した排熱発電装置では、排気管１から
流入した高温の排気ガスの排熱は、吸熱筒２の平面を介
して熱電変換モジュール３の高温端面に伝達され、同時
に熱電変換モジュール３の低温端面は、水冷ジャケット
４内を還流する冷却水により冷却される。

【０００７】そして、熱電変換モジュール３の高温端面
と低温端面との間に生じた温度勾配に応じて、ゼーベッ
ク効果により生じた熱起電力により発電が行われること
で、排気ガスの熱エネルギーを回収して電力に変換する
というものである。

【０００８】図２は、特開昭６１−２５４０８２号公報
に開示された排熱発電装置を示すものであり、この排熱
発電装置では、自動車のエンジンから排出される排気ガ
スが流れる排気管５に、円形の断面形状をなす内筒６が
介装され、又、この内筒６の外側には、横断面形状が円
形の外筒７が所定間隔を置いて同心円状に配置されてい
る。

【０００９】さらに、内筒６の外周面と外筒７の内周面
との間には、高温端面が内筒６側に対向しかつ低温端面
が外筒側に対向するようにして、複数の熱電変換素子８
が円環状に配置されている。

【００１０】上述した排熱発電装置では、排気管５から
流入された高温の排ガスの排熱は内筒６を介して熱電変
換素子８の高温端面に伝達され、又、低温端面の熱は外
筒７を介して外側に放熱される。

【００１１】そして、熱電変換素子８の低温端と高温端
との間に生じた温度勾配に応じて、ゼーベック効果によ
り生じた熱起電力により発電が行われることで、排気ガ
スの熱エネルギーを回収して電力に変換するというもの
である。

【００１２】さらに、特開平７−３０７４９３号公報に
は、横断面円形状の内筒と外殻との間に、熱電変換モジ
ュールを巻装した排熱発電装置が開示されている。この
排熱発電装置では、熱電変換モジュールを特殊形状に形
成し、内筒と外筒の温度差による熱変形に耐え得るよう
にして、内側と熱電変換モジュール、あるいは熱電変換
モジュールと外筒の熱接触を確保する構成となってい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開昭６３−２６２０７５号公報に開示された排熱発電
装置では、冷却ジャケット４を吸熱筒２に固定するため
に接着やねじ止め等の方法が取られている。

【００１４】従って、接着による固定の場合には、車両
の振動等により熱電変換モジュール３の剥離、あるいは
破損による発電機能の消失を招きやすいという問題があ
った。

【００１５】また、ねじ止めによる固定の場合には、熱
電変換モジュール３を介して、重量物である水冷ジャケ
ット４を高温の集熱部に取り付けなければならず、従っ
て、機械的振動による変位が発生しないように高強度の
金属製ネジを用いて強固に取り付ける必要がある。一般
に、金属は熱電変換モジュール３の５倍程度の熱伝導度
を持っているため、このネジ部を経由して大量の熱が水
冷ジャケット４に流れ込むことになり、これにより、熱
電変換モジュール３の高温端と低温端の温度差が大幅に
低下し、発電出力が低下してしまうという問題があっ
た。

【００１６】上述の特開昭６１−２５４０８２号公報に
開示された排熱発電装置では、熱電変換素子８が円環状
に配置されているため、高温端部の面積が低温端部の面
積より小さくなり、排気ガスの熱の回収効率が悪いとい
う問題があった。また、円形曲面の内筒６と外殻７の両
壁面に、良好な熱接触が得られるように熱電変換素子８
を設置するためには、熱電変換素子８の両端面を高精度
で加工しなければならないという問題があった。さら
に、数１００個以上の熱電変換素子８と電極からなるモ
ジュールを直接内筒６と外筒７の間に組み込みながら装
置を組み立てる必要があり、製造工程が複雑になるとい
う問題があった。

【００１７】上述の特開平７−３０７４９３号公報に開
示された排熱発電装置では、上述同様に熱電変換モジュ
ールを特殊な形状に加工する必要があり、この加工にお
いて、半導体の焼結体である熱電変換素子をクラックや
欠損等が生じないように形成して大量に生産するのは困
難であるという問題があった。

【００１８】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
達成されたものであり、その目的とするところは、内燃
機関、燃焼炉等から排出される排気ガス、あるいはこれ
らの排気ガスにより加熱された熱媒体により高温端面を
加熱し、一方、低温端面を空気あるいは冷却水等の熱媒
体により冷却する排熱発電装置において、熱源からの集
熱効率を向上させて発電出力の増大を図ると共に、装置
のコンパクト化を図ることにある。

【００１９】本発明の他の目的は、汎用性が高い直方体
形状の熱電変換モジュールを使用して、高温端から低温
端までの熱伝達性能のをばらつきを低減することによ
り、製造容易な構造にして発電出力の増大を図ることが
できる排熱発電装置を提供することにある。

【００２０】本発明の他の目的は、熱的あるいは機械的
振動による電気的接合部の破損，熱変形等による熱伝達
効率の低下、及び熱電変換モジュールの破損に伴なう発
電出力の低下等が防止できる排熱発電装置を提供するこ
とにある。

【００２１】本発明の他の目的は、複数の熱電変換モジ
ュールの組み立て作業の工数を低減することが可能な排
熱発電装置を提供することにある。

【００２２】本発明の他の目的は、コンパクトで信頼性
が高い排熱発電装置を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
排熱発電装置は、扁平な高温端面及び低温端面を有する
熱電変換モジュールと、内部に高温熱媒体を流通させる
と共に外周の少なくとも一部に前記熱電変換モジュール
の高温端面と接合される扁平部を有する内管と、前記熱
電変換モジュールの低温端面と接合される扁平部を有す
る放熱部材と、前記内管のまわりを所定間隔をおいて囲
繞するように配置されると共に前記放熱部材を保持する
保持部を有しかつ熱伝導率が前記放熱部材の熱伝導率よ
り小さい外殻とを備え、前記熱電変換モジュールは、前
記内管の扁平部と前記放熱部材の扁平部との間に挾持さ
れた構成となっている。

【００２４】本発明の請求項２に係る排熱発電装置は、
前記外殻が、前記内管の外周を両側から囲むようにして
接合される第１外殻半体及び第２外殻半体からなり、前
記保持部が、前記第１及び第２外殻半体の少なくとも一
方に形成されて前記放熱部材の一部が適合するような相
補形状に縁取りされた貫通孔からなる構成となってい
る。

【００２５】本発明の請求項３に係る排熱発電装置は、
前記放熱部材が、前記貫通孔の縁取り領域において、前
記外殻と前記熱電変換モジュールとにより挾持されて保
持された構成となっている。

【００２６】本発明の請求項４に係る排熱発電装置は、
前記放熱部材が、前記貫通孔の縁取り領域近傍におい
て、予め前記外殻に固定された構成となっている。

【００２７】本発明の請求項５に係る排熱発電装置は、
前記外殻が弾性材料からなる構成となっている。

【００２８】本発明の請求項６に係る排熱発電装置は、
前記放熱部材を保持する外殻の保持部と前記放熱部材と
の間に応力を緩和する緩衝部材が設けられた構成となっ
ている。

【００２９】本発明の請求項７に係る排熱発電装置は、
前記内管と外殻とに囲まれた空間でかつ前記熱電変換モ
ジュール及び放熱部材が配置されない領域に断熱体が設
けられた構成となっている。

【００３０】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る排熱発電装置に
よれば、内管の内部を流れる燃焼ガスや高温水蒸気等の
高温熱媒体の熱が、内管に設けられた扁平部を通り、熱
電変換モジュールの高温端面を加熱する。

【００３１】また、同時に熱電変換モジュールの低温端
面は、大気または冷却水により冷却されている放熱部材
により冷却される。

【００３２】これにより、熱電変換モジュールの高温端
と低温端との間に発生した温度差に応じて起電力が生じ
発電が行われることになる。

【００３３】この場合、放熱部材を保持すると共に内管
を取り囲む外殻の熱伝導率は、放熱部材の熱伝導率より
小さく、又、熱電変換モジュールは、内管と放熱部材の
両扁平部の間に挾持される構成となっているため、熱電
変換モジュールと内管及び放熱部材との間に十分な熱的
接触が確保される。従って、高温熱媒体から伝わる熱の
殆どが熱電変換モジュールに導かれて、効率良く発電を
行うことができる。これにより、発電出力を向上させる
ことができる。

【００３４】また、熱電変換モジュールは内管及び放熱
部材の間に挾持されるという簡略な構造故、製造が容易
で、熱伝達特性のばらつきを低減することができ、これ
により機能上の信頼性を向上させることができる。

【００３５】本発明の請求項２に係る排熱発電装置によ
れば、外殻を第１外殻半体及び第２外殻半体からなる２
分割構造とし、外殻に形成された貫通孔の縁取り領域で
放熱部材を保持するような構造としているため、内管に
対して、熱電変換モジュール、放熱部材、外殻を容易に
組み付けることができ、これにより、組み付け工数の低
減等を達成することができる。

【００３６】本発明の請求項３に係る排熱発電装置によ
れば、放熱部材の固定が、貫通孔の縁取り領域において
外殻と熱電変換モジュールとにより挾持されることによ
り行われるため、別個の固定用部品を必要とせず、これ
により、組み付けの簡略化が達成されると共に、部品点
数の削減による製品の低コスト化が達成される。

【００３７】本発明の請求項４に係る排熱発電装置によ
れば、放熱部材が外殻に対して予め一体的に固定されて
いるため、組み付けの際に熱電変換モジュールを内管と
放熱部材との間に配置して容易に挾持固定することがで
き、これにより、組み付け精度を向上させることができ
る。

【００３８】本発明の請求項５に係る排熱発電装置によ
れば、外殻が弾性材料により形成されることから、組み
付け時には、熱電変換モジュールを内管の扁平部に均等
な圧力で固定でき、又、高温熱媒体からの熱により内管
が熱膨張する場合でも、これに伴う膨張圧力は外殻の弾
性変形により緩和されて、熱電変換モジュールにおける
熱接触部の変動を防止できるとともに、熱電変換モジュ
ールの高温端及び低温端の両面内に局所的に発生する高
い圧力による熱電変換モジュールの破損を防止できる。
さらに、複数設置された熱電変換モジュール相互間の設
置圧のばらつきを低減することができ、これにより、各
熱電変換モジュールに流入する熱量を均等に保持でき、
極めて安定した発電出力を得ることができる。

【００３９】本発明の請求項６に係る排熱発電装置によ
れば、放熱部材と外殻との締結部に緩衝部材を設けてい
ることから、組み付け時には、熱電変換モジュールを内
管の扁平部に均等な圧力で固定でき、又、内管や外殻の
変形を防止できる。さらに、高温熱媒体からの熱により
内管が熱膨張する場合でも、これに伴う膨張圧力を上記
緩衝部材により緩和でき、これにより、内管、外殻、放
熱部材等の変形を防止できる。

【００４０】また、複数設置された熱電変換モジュール
の相互間の設置圧のばらつきを低減することができ、こ
れにより、各熱電変換モジュールに流入する熱量を均等
に保持でき、極めて安定した発電出力を得ることができ
る。

【００４１】本発明の請求項７に係る排熱発電装置によ
れば、内管と外殻とに囲まれた空間でかつ熱電変換モジ
ュール及び放熱部材が配置されていない領域に断熱体を
設けたことで、内管の扁平部以外の領域からの幅射によ
る放熱を防止して、高温熱媒体からの熱をさらに効率的
に熱電変換モジュールに導くことができ、これにより、
発電出力を一層向上させることができる。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
に基づいて説明する。

【００４３】図３ないし図６は、本発明に係る排熱発電
装置の第１の実施例を示すものである。この排熱発電装
置は、図３ないし図５に示すように、高温熱媒体として
のエンジンからの排気ガスを通す内管１２、この内管１
２を囲繞すなわち取り囲む外殻９、この外殻９に保持さ
れる放熱部材１３、放熱部材１３と内管１２とに挾持さ
れる熱電変換モジュール１４等を備えている。

【００４４】ここで、内管１２は、長手方向両端部にお
いて、エンジンの排気管（不図示）に接続するためのフ
ランジ部１２ａを有し、管本体の断面形状は、図４に示
すように、水平方向（Ｘ方向）に伸長する長円形状をな
し、上下方向（Ｚ方向）において相対向する扁平部１２
ｂが形成されている。

【００４５】上記外殻９は、図３ないし図６に示すよう
に、上下方向（Ｚ方向）において分割され、それぞれが
断面コの字型をした上部シェル２０と、下部シェル１１
とからなっている。そして、これら上部シェル１０及び
下部シェル１１には、所定間隔をおいて内管を取り囲む
ように組み付けた状態で、それぞれ内管１２の扁平部１
２ｂ，１２ｂに対向する領域に貫通孔１０ｂ，１１ｂが
形成されており、この貫通孔１０ｂ，１１ｂの領域にお
いて、放熱部材１３が組み込まれて保持されるようにな
っている。また、上部シェル１０及び下部シェル１１の
接合領域には、長手方向に伸長する締結用リブ１０ａ，
１１ａがそれぞれ一対設けられており、この両締結用リ
ブ１０ａ，１１ａは、お互いに接合させて、ボルト１５
等により締結されるようになっている。

【００４６】上記放熱部材１３は、熱電変換モジュール
１４の低温源の役割をなすものであり、上下方向に突出
する複数の冷却フィン１３ａと、これら冷却フィン１３
ａの付け根部において水平方向に延在する扁平部１３ｂ
と、この扁平部１３ｂの外周部において縁取り形成され
た段差部１３ｃとから構成されている。

【００４７】上記熱電変換モジュール１４は、お互いに
平行でかつ扁平な高温端面と低温端面を有し、両端面間
に生じる温度差に基づいてゼーベック効果により熱起電
力を発生するものである。

【００４８】以上のような構成をなす各部品の組み付け
においては、図４及び図５に示すように、先ず、内管１
２の扁平部１２ｂに熱電変換モジュール１４の高温端面
が密着するように、上下外側から熱電変換モジュール１
４を配置し、続いて、熱電変換モジュール１４の低温端
面に放熱部材１３の扁平部１３ｂが密着するようにさら
に上下外側から放熱部材１３を配置し、その後、放熱部
材１３の冷却フィン１３ａが貫通孔１０ｂ，１１ｂを通
り抜け、かつ、放熱部材１３の段差部１３ｃが、これと
相補形状をなすように貫通孔１０ｂ，１１ｂの外周部に
形成された段差部１０ｃ，１１ｃ（図６参照）に嵌合す
るようにして、上下外側から上部シェル１０及び下部シ
ェル１１を接近させて接合し、ボルト１５により締結す
る。

【００４９】上記構成によれば、各々の熱電変換モジュ
ール１４は、内管１２の扁平部１２ｂと放熱部材１３の
扁平部１３ｂとの間に挾持されて確実に固定され、又、
放熱部材１３は、熱電変換モジュール１４と外殻９の間
に挾持されて確実に固定されることになる。

【００５０】また、上記外殻９を形成する上部シェル１
０及び下部シェル１１の材料としては、それぞれの熱伝
導率が放熱部材の熱伝導率よりも小さい材料、例えば、
セラミックス材料あるいはステンレス等が使用される。
このような低熱伝導率の材料により外殻９を形成するこ
とで、内管１２から放出される熱の殆どを熱電変換モジ
ュール１４に導くことができ、これにより、高効率の発
電を行わせることができる。

【００５１】また、ステンレス等の弾性材料により外殻
９を形成することにより、内筒１２と放熱部材１３との
間に挾持される熱電変換モジュール１４の固定保持力
（圧力）は、上部シェル１０及び下部シェル１１それぞ
れのバネ効果により一定に確保され、又、内筒１２が熱
膨張する際に生じる応力も、これら上部シェル１０及び
下部シェル１１の弾性変形により緩和される。

【００５２】ここで、外殻９を形成する弾性材料とし
て、板厚１ｍｍ〜２ｍｍ程度の薄いステンレス鋼板を用
いる場合は、図７に示すように、上部シェル１００（図
７（ａ）参照）及び下部シェル１１０（図７（ｂ）参
照）をそれぞれプレス加工等の型成形により形成し、貫
通孔１００ｂ，１１０ｂの縁部を上下方向（Ｚ方向）に
突出するような折り返し形状とすることで、貫通孔１０
０ｂ，１１０ｂが設けられた領域の曲げ剛性を高めるこ
とができ、これにより、組み付け後においても熱電変換
モジュール１４を確実に固定することができる。

【００５３】尚、図７に示す外殻（上部シェル１００，
下部シェル１１０）を用いる場合、放熱部材１３は、そ
の段差部１３ｃが、上部シェル１００及び下部シェル１
１０それぞれの貫通孔１００ｂ，１１０ｂ外周部の内側
面１００ｃ（不図示），１１０ｃ（図７（ｂ）参照）に
接合されることで、挾持固定されることになる。

【００５４】図８ないし図１０は、本発明に係る排熱発
電装置の第２の実施例を示すものである。本実施例で
は、外殻３０は、上述実施例の場合のように後組み付け
されるものではなく、例えば、長手方向両端部におい
て、ろう付け、溶接、あるいはねじ止め等の手法によ
り、内管１２の外周面に予め固着されている。

【００５５】そして、組み付けに際しては、外殻３０に
設けられた貫通孔３０ｂから熱電変換モジュール１４を
挿入して、内管１２の扁平部１２ｂに高温端面を密着さ
せ、その上から、放熱部材２２の扁平部２２ｂが熱電変
換モジュール１４の低温端面に密着するように、放熱部
材２２を挿着し、扁平部２２ｂの外周部にて縁取りされ
たフランジ部２２ｃを貫通孔３０ｂの外周部領域に形成
された座ぐり形状の段差部３０ｃに嵌合させる。

【００５６】そして、図８中のＣ部を拡大した図９に示
すように、応力等を緩和する緩衝部材２３を介在させ
て、ボルト２４により締結固定する。

【００５７】上記構成によれば、放熱部材２２を保持す
る外殻３０の保持部としての段差部３０ｃと放熱部材２
２のフランジ部２２ｃの間に配置された緩衝部材２３の
作用により、組み付け時あるいは熱膨張時に生じる応力
を緩和させることができ、これにより、熱電変換モジュ
ール１４を所望の挾持力により固定することができる。

【００５８】図１１及び図１２は、本発明に係る排熱発
電装置の第３の実施例を示すものである。本実施例で
は、基本的構成を第１の実施例と同様にし、さらに、上
部シェル４０及び下部シェル４１と放熱部材３３との間
にゴム等の緩衝部材３４を設けると共に、両シェル４
０，４１の締結領域等にも同様にゴム等の緩衝部材３５
を設けた構成としている。

【００５９】上記放熱部材３３と両シェル４０，４１と
の関係においては、例えば、図１２（ａ）に示すよう
に、下部シェル４１に設けられた貫通孔４１ｂの段差部
４１ｃと放熱部材３３の扁平部３３ｂ外周に形成された
段差部３３ｃとの対向領域に緩衝部材３４が挟み込まれ
ている。

【００６０】一方、両シェル４０，４１の締結領域にお
いては、図１２（ｂ）に示すように、両締結用リブ４０
ａ，４１ａの対向領域に緩衝部材３５が挟み込まれてお
り、又、ボルト３６と上部シェル４０の締結用リブ４０
ａとの間にも緩衝部材３５´が挟み込まれて、ナット３
７を螺合させることにより締結が行われる。

【００６１】上記構成によれば、外殻を形成する上部シ
ェル４０と下部シェル４１の締結時、又は、外殻４０，
４１と放熱部材３３との締結時に、この緩衝部材３４，
３５，３５´を圧縮することにより、熱電変換モジュー
ル１４の高温端面と内筒１２の扁平部１２ｂ、及び熱電
変換モジュール１４の低温端面と放熱部材３３の扁平部
３３ｂとの熱接触を均一に確保することが可能となると
ともに、熱電変換モジュール１４を排熱発電装置のおか
れる劣悪な環境から遮断することができる。

【００６２】図１３は、本発明に係る排熱発電装置の第
４の実施例を示す断面図である。本実施例では、図１３
に示すように、断面が略六角形状、すなわち、扁平部５
０ｂを６面有する内管５０と、これらの扁平部５０ｂに
対向して配置される放熱部材７０を保持固定する貫通孔
６０ｂが必要個数設けられた断面が略六角形状をなす外
殻６０，６１と、この放熱部材７０と内管５０との間に
挾持される熱電変換モジュール１４等を備えている。

【００６３】ここで、外殻６０，６１は、前述実施例同
様熱伝導率が放熱部材３０の熱伝導率より小さい金属又
はセラミックスにより形成されている。また、外殻は上
部シェル６０と下部シェル６１とからなる２分割構成と
し、各々の締結用リブ６０ａ，６１ａ間に緩衝部材６３
を挟んでボルト６６及びナット６７を螺合させることに
より、両者の締結が行われる。

【００６４】上記外殻は、必ずしも上下２分割とする必
要はなく、多数のシェルに分割したものをそれぞれの締
結用リブ部分で前述の方法より固定してもよい。

【００６５】さらに、この外殻は、図１３中に示される
角部Ｅ（扁平部が６個の場合は５個所）において、蝶番
等により連結され一体となったものとし、蝶番により拘
束されていない始端と終端のリブ部で固定することもで
きる。

【００６６】また、この緩衝部材を放熱部材７０と外殻
６０，６１の間に介装してもよい。

【００６７】このように、内管５０として排気ガスの流
れ方向に対し直角な方向での断面が多数の扁平部を有す
る形状のものでも本発明は対応できるため、高温熱媒体
の流れや圧力等内管に対するさまざまな要求に対応する
ことができ、応用範囲をさらに広げることができる。

【００６８】図１４は、本発明に係る排熱発電装置の第
５の実施例を示す断面図である。本実施例では、図１４
に示すように、内管１２と外殻１０，１１とに囲まれた
空間でかつ熱電変換モジュール１４及び放熱部材１３が
配置されない領域に、耐熱性が高く、熱伝導率が小さ
い、例えば、ガラス、セラミックス綿、フェルト、ビー
ズ等の断熱体８０を充填した構成としている。

【００６９】上記構成によれば、内管１２の扁平部すな
わち熱電変換モジュール１４が接触していない領域から
の幅射による放熱を防止して、高温熱媒体からの熱をさ
らに効率良く熱電変換モジュール１４に導くことができ
る。

【００７０】上述の実施例においては、内管が、対向す
る２面からなる扁平部、あるいは６面からなる扁平部を
有するものを示したが、これに限られるものではなく、
その他の個数の面からなる扁平部を有する形状のものを
採用することができる。

【００７１】また、上述の実施例では、放熱部材とし
て、空冷のフィンが設置されている場合を示したが、そ
の他水冷ジャケット等も使用できる。

【００７２】さらに、本発明で用いている緩衝部材とし
ては，耐熱性のシリコンゴム、カーボンガスケット、メ
タルガスケット等が使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の排熱発電装置を示す外観斜視図であ
る。

【図２】 従来の排熱発電装置を示す外観斜視図であ
る。

【図３】 本発明に係る排熱発電装置の一実施例を示す
外観斜視図である。

【図４】 図３中のＡ−Ａ部における断面図である。

【図５】 図３中のＢ−Ｂ部における断面図である。

【図６】 本発明に係る排熱発電装置の外殻を構成する
シェルを示すものであり、それぞれ（ａ）は上部シェ
ル、（ｂ）は下部シェルの外観斜視図である。

【図７】 外殻の他の実施例を示すものであり、それぞ
れ（ａ）は上部シェル、（ｂ）は下部シェルの外観斜視
図である。

【図８】 本発明に係る排熱発電装置の第２の実施例を
示すものであり、高温熱媒体の流れ方向に垂直な方向で
の断面図である。

【図９】 図８中のＣ部を拡大した拡大断面図である。

【図１０】 本発明に係る排熱発電装置の第２の実施例
を示すものであり、高温熱媒体の流れ方向での断面図で
ある。

【図１１】 本発明に係る排熱発電装置の第３の実施例
を示すものであり、高温熱媒体の流れ方向に垂直な方向
での断面図である。

【図１２】 図１１に示す排熱発電装置の部分拡大図で
あり、（ａ）は図１１中Ｄ部の拡大断面図、（ｂ）は上
部及び下部シェルの締結部分の拡大断面図である。

【図１３】 本発明に係る排熱発電装置の第４の実施例
を示すものであり、高温熱媒体の流れ方向に垂直な方向
での断面図である。

【図１４】 本発明に係る排熱発電装置の第５の実施例
を示すものであり、高温熱媒体の流れ方向に垂直な方向
での断面図である。

【符号の説明】

９ 外殻 １０ 上部シェル １０ａ 締結用リブ １０ｂ 貫通孔 １０ｃ 段差部 １１ 下部シェル １１ａ 締結用リブ １１ｂ 貫通孔 １１ｃ 段差部 １２ 内管 １２ｂ 扁平部 １３ 放熱部材 １３ｂ 扁平部 １３ｃ 段差部 １４ 熱電変換モジュール ２２ 放熱部材 ２２ｂ 扁平部 ２２ｃ フランジ部 ２３ 緩衝部材 ２４ ボルト ３０ 外殻 ３０ｂ 貫通孔 ３０ｃ 段差部 ３３ 放熱部材 ３３ｃ 段差部 ３４，３５，３５´ 緩衝部材 ３６ ボルト ３７ ナット ４０ 上部シェル ４０ａ 締結用リブ ４１ 下部シェル ４１ａ 締結用リブ ４１ｂ 貫通孔 ５０ 内管 ５０ｂ 扁平部 ６０ 上部シェル ６０ａ 締結用リブ ６０ｂ 貫通孔 ６１ 下部シェル ６１ａ 締結用リブ ６１ｂ 貫通孔 ６３ 緩衝部材 ６６ ボルト ６７ ナット ７０ 放熱部材 ８０ 断熱体 １００ 上部シェル １００ａ 締結用リブ １００ｂ 貫通孔 １１０ 下部シェル １１０ａ 締結用リブ １１０ｂ 貫通孔 １１０ｃ 内側面

フロントページの続き (72)発明者 小 林 正 和 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 古 谷 健 司 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 天 田 克 己 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニック株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扁平な高温端面及び低温端面を有する熱
   電変換モジュールと、内部に高温熱媒体を流通させると
   共に外周の少なくとも一部に前記熱電変換モジュールの
   高温端面と接合される扁平部を有する内管と、前記熱電
   変換モジュールの低温端面と接合される扁平部を有する
   放熱部材と、前記内管のまわりを所定間隔をおいて囲繞
   するように配置されると共に前記放熱部材を保持する保
   持部を有しかつ熱伝導率が前記放熱部材の熱伝導率より
   小さい外殻とを備え、前記熱電変換モジュールは、前記
   内管の扁平部と前記放熱部材の扁平部との間に挾持され
   ている、ことを特徴とする排熱発電装置。
2. 【請求項２】 前記外殻は、前記内管の外周を両側から
   囲むようにして接合される第１外殻半体及び第２外殻半
   体からなり、前記保持部は、前記第１及び第２外殻半体
   の少なくとも一方に形成されて前記放熱部材の一部が適
   合するような相補形状に縁取りされた貫通孔からなる、
   ことを特徴とする請求項１記載の排熱発電装置。
3. 【請求項３】 前記放熱部材は、前記貫通孔の縁取り領
   域において、前記外殻と前記熱電変換モジュールとによ
   り挾持されて保持される、ことを特徴とする請求項２記
   載の排熱発電装置。
4. 【請求項４】 前記放熱部材は、前記貫通孔の縁取り領
   域近傍において、予め前記外殻に固定されている、こと
   を特徴とする請求項２記載の排熱発電装置。
5. 【請求項５】 前記外殻は、弾性材料からなる、ことを
   特徴とする請求項１ないし４いずれか１つに記載の排熱
   発電装置。
6. 【請求項６】 前記放熱部材を保持する外殻の保持部と
   前記放熱部材との間に、応力を緩和する緩衝部材が設け
   られている、ことを特徴とする請求項１ないし５いずれ
   か１つに記載の排熱発電装置。
7. 【請求項７】 前記内管と外殻とに囲まれた空間でかつ
   前記熱電変換モジュール及び放熱部材が配置されない領
   域に断熱体が設けられていることを特徴とする請求項１
   ないし６いずれか１つに記載の排熱発電装置。