JP2005341700A - 熱電発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数の増加を抑え、エンジン冷却性能を損なわずに、熱電素子に対して安定した温度差を確保して発電効率に優れる熱電発電装置を提供する。
【解決手段】 冷却水の一部がラジエータ２１によって冷却されるエンジン１０の廃熱を利用して高温側熱源を形成し、この高温側熱源より低温となる低温側熱源との温度差によって発電する熱電素子１１０を有する熱電発電装置において、高温側熱源は、冷却水のうち、エンジン１０から流出されるエンジン流出側冷却水とし、低温側熱源は、冷却水のうち、ラジエータ１０を通過して流出されるラジエータ流出側冷却水とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、熱電素子によってエンジンの廃熱エネルギーを電気エネルギーとして回収する熱電発電装置に関するものである。

従来、熱電素子を用いて内燃機関の廃熱エネルギーから電気エネルギーを回収する技術として、特許文献１や特許文献２に示されるものが知られている。

即ち、特許文献1に記載の技術においては、熱電素子の高温側熱源として内燃機関（エンジン）と放熱手段（ラジエータ）とを結ぶ冷却水循環路の冷却水を用い、熱電素子の低温側熱源として空冷あるいは水冷の放熱器を用いて、電気エネルギーを回収するようにしている。更に具体的には、高温側熱源としてはエンジン出口側の高温冷却水を利用しており、また、放熱器としては自然空冷型のヒートシンクが示されており（水冷についての具体的な記述無し）、このヒートシンクは車両の前部に配置され走行風にて冷却されるようにしている。

一方、特許文献２に記載の技術においては、機関本体に設けられた冷却水ジャケットを閉回路の１構成要素として一次冷却水ポンプによって冷却水が循環される一次冷却水系を有しており、更に、ラジエータを閉回路の１構成要素として上記一次冷却水系とは独立して冷却水が循環される二次冷却水系を設けている。そして、一次冷却水系と二次冷却水系との間に熱回収手段（熱電素子）を設けて、両冷却水系の間に生じる冷却水の温度差を利用して、電気エネルギー回収するものとしている。尚、二次冷却水系には冷却水循環量を調整可能とする二次冷却水ポンプが備えられている。
特開平１０−２３８４０６号公報 特開平９−３２６３６号公報

上記の熱電素子による発電においては、高温側熱源と低温側熱源の温度差で発電を行うものであるので、効率よく発電させるためにはこの温度差を安定して確保する必要があり、そのためには高温側熱源と低温側熱源には略同等の熱量が必要となる。即ち、低温側熱源が高温側熱源に対しあまりにも小さいと高温側の熱が熱電素子の熱伝導により低温側に移動し温度差が確保できなくなる訳である。

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術においては、低温側熱源となる放熱器を自然空冷型のものとしているので、車速風だけでは冷却能力が不足し発電効率が悪い。冷却能力を向上させるためには放熱器の大型化、冷却ファンによる強制空冷等が考えられるが搭載性の悪化、動力（電力）増大の問題がある。そして、車両が停止している時には車速風が得られず、発電が出来ないという問題がある。

また、上記特許文献２に記載の技術においては、２つの冷却水系を持つため、それぞれの冷却水を循環させるためのポンプ（一次冷却水ポンプと二次冷却水ポンプ）、およびそのポンプを制御するための電気回路（電子制御ユニット）等を必要としており、部品点数が多く、電力も増大するという問題がある。

加えて、二次冷却水ポンプによって二次冷却水系の冷却水循環水量を調整することで、熱電素子を介して一次冷却水系の冷却水の温度調整（機関本体の冷却）をする構成となっているため、熱電素子の熱伝導率を高くする必要がある。熱伝導率を高くするということは、熱電素子の表面における温度差が充分に確保できず、発電効率の悪化につながる。逆に、熱電素子の熱伝導率を低くすれば、機関本体冷却のためにラジエータの能力や二次冷却水ポンプの動力を増大させる必要が生ずる。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、部品点数の増加を抑え、エンジン冷却性能を損なわずに、熱電素子に対して安定した温度差を確保して発電効率に優れる熱電発電装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、冷却水の一部がラジエータ（２１）によって冷却されるエンジン（１０）の廃熱を利用して高温側熱源を形成し、この高温側熱源より低温となる低温側熱源との温度差によって発電する熱電素子（１１０）を有する熱電発電装置において、高温側熱源は、冷却水のうち、エンジン（１０）から流出されるエンジン流出側冷却水とし、低温側熱源は、冷却水のうち、ラジエータ（１０）を通過して流出されるラジエータ流出側冷却水としたことを特徴としている。

これにより、エンジン流出側冷却水とラジエータ流出側冷却水とで温度差が得られ、この冷却水を用いて熱電素子（１１０）の高温側熱源、低温側熱源を形成できるので、特許文献１で説明した自然空冷型のものに比べて安定した温度差を確保して発電効率に優れる熱電発電装置（１００）とすることができる。

また、高温側熱源、低温側熱源共にエンジン（１０）の冷却水を用いており、高温側熱源に対して低温側熱源をラジエータ（２１）で冷却された冷却水としているので、特許文献２で説明した発電効率を落としてエンジン（１０）の冷却を要するというような不都合が生じることが無い。

更に、冷却水は、通常エンジン（１０）に設けられるウォータポンプ（１４）で循環させることができるので、特許文献２のように複数のポンプやそのポンプを制御するための電気回路等の設定を不要として、部品点数の増加を抑えることが出来る。

上記の高温側熱源となるエンジン流出側冷却水としては、請求項２に記載の発明のように、エンジン（１０）およびヒータコア（３１）間を冷却水が循環するヒータ温水回路（３０）を流れる冷却水を用いることができる。

また、エンジン流出側冷却水は、請求項３に記載の発明のように、エンジン（１０）およびラジエータ（２１）間を冷却水が循環するエンジン冷却水回路（２０）内で、ラジエータ（２１）と並列配置される並列流路（２３）を流れる冷却水を用いるものとしても良い。

尚、請求項２、請求項３に記載の発明に対して、請求項４に記載の発明のように、熱電素子（１１０）に外部から通電することで、ヒータ温水回路（３０）あるいは並列流路（２３）を流れる冷却水に対して発熱作用を生じさせる通電手段を設けてやれば、エンジン（１０）の低温始動時における暖機を促進することができるので、フリクションロスを低減してエンジン（１０）の燃費性能を向上させることができる。

また、請求項２に記載の発明に対しては、ヒータコア（３１）の暖房能力を向上させることができる。

また、請求項３に記載の発明に対しては、エンジン冷却水回路（２０）において、熱電発電装置（１００）がラジエータ（２１）に対して並列に配置されることになり、直列配置されるものに対してエンジン冷却水回路（２０）における冷却水の流通抵抗を小さくすることができるので、エンジン（１０）を流通する冷却水の流量を低下させることが無い。即ち、エンジン（１０）に冷却水を循環させるためのウォータポンプ（１４）の動力が増大するのを防止できる。

請求項５に記載の発明では、エンジン（１０）およびラジエータ（２１）間を冷却水が循環するエンジン冷却水回路（２０）内で、ラジエータ（２１）をバイパスするバイパス流路（２２）を有し、高温側熱源となるエンジン流出側冷却水は、バイパス流路（２２）側からラジエータ（２１）の上流側に至る間のラジエータ上流側流路（２４）を流れる冷却水とし、ラジエータ上流側流路（２４）を流通する冷却水の流通抵抗を調整可能とする流通抵抗調整流路（２５）を設けたことを特徴としている。

これにより、エンジン冷却水回路（２０）において、熱電発電装置（１００）がラジエータ（２１）に対して直列に配置されることで冷却水の流通抵抗が増加する分を流通抵抗調整流路（２５）によって小さくすることができるので、エンジン（１０）を流通する冷却水の流量低下を抑制できる。

一方、低温側熱源となるラジエータ流出側冷却水としては、請求項６に記載の発明のように、エンジン（１０）およびラジエータ（２１）間を冷却水が循環するエンジン冷却水回路（２０）内で、ラジエータ（２１）をバイパスするバイパス流路（２２）を有するものにおいて、ラジエータ（２１）の下流側からバイパス流路（２２）側に至る間のラジエータ下流側流路（２６）を流れる冷却水を用いるのが良い。

これにより、低温始動時のように冷却水温度が低い時には、冷却水をバイパス流路（２２）に流して、本来の暖機促進を行うことができると共に、冷却水温度が充分に昇温すれば、ラジエータ（２１）を通過した冷却水を用いて高温側熱源と低温側熱源との間で充分な温度差を確保して効率的な発電が可能となる。

請求項６に記載の発明に対して、請求項７に記載の発明では、ラジエータ（２１）の放熱部（２１１）は、所定放熱能力を確保する第１放熱部（２１１ａ）と、残りの部分に対応し流通する冷却水流量が絞られる第２放熱部（２１１ｂ）とに分割されており、ラジエータ下流側流路（２６）は、並列となる第１流路（２６１）と第２流路（２６２）とに分けられ、第１放熱部（２１１ａ）を通過した冷却水は、第１流路（２６１）を流通し、第２放熱部（２１１ｂ）を通過した冷却水は、第２流路（２６２）を流通し、低温側熱源となるラジエータ流出側冷却水は、第２流路（２６２）流れる冷却水としたことを特徴としている。

これにより、冷却水流量が絞られて第２放熱部（２１１ｂ）を通過する冷却水の出口側温度は、第１放熱部（２１１ａ）を通過する冷却水の出口温度よりも低くすることができるので、高温側熱源と低温側熱源との温度差を大きくして熱電素子（１１１）における発電量を増大させることができる。

また、請求項６、請求項７に記載の発明に対して、請求項８に記載の発明では、外部制御により弁開度が可変され、ラジエータ（２１）およびバイパス流路（２２）を流通する冷却水の流量割合を調節する流量調節弁（２８）を有することを特徴としている。

これにより、通常、バイパス流路（２２）に配設されるサーモスタット（２７）では、冷却水温度によってラジエータ（２１）側あるいはバイパス流路（２２）側への冷却水の流量が規制され、ラジエータ（２１）側に冷却水が流れた時のみに、熱電素子（１１０）による発電が可能となるが、ここでは冷却水温度に関わらず、流量調節弁（２８）によって、ラジエータ（２１）側あるいはバイパス流路（２２）側へ冷却水を流すことができ、発電、エンジン暖機、エンジン冷却等におけるきめ細かな制御が可能となる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
本発明の熱電発電装置１００は、水冷式のエンジン１０を有する車両に適用され、エンジン１０の廃熱エネルギーを電気エネルギーに回収するものであり、熱電素子１１０における高温側熱源部１２０と低温側熱源部１３０との温度差よって発電を行う。まず、図１を用いてその基本構成について説明する。

図１に示すように、エンジン１０にはエンジン冷却水回路２０が設けられている。エンジン冷却水回路２０は、エンジン１０内の冷却水がウォータポンプ１４によって、第１出口部１１からラジエータ２１を通って入口部１３に循環するようにした回路である。ここではウォータポンプ１４はエンジン１０の駆動力を受けて作動するエンジン駆動式のポンプとしている。そして、ラジエータ２１の放熱によって冷却水は冷却され、エンジン１０の作動温度が適切に制御される。

また、エンジン冷却水回路２０には、ラジエータ２１をバイパスするバイパス流路２２と、ラジエータ２１側あるいはバイパス流路２２側への冷却水流量を調節するサーモスタット２７とが設けられている。冷却水温度が第１所定温度（例えば８５℃）以下においては、サーモスタット２７によってラジエータ２１側が閉じられ、冷却水がバイパス流路２２側を流通することで冷却水の過冷却が防止される。これは、例えばエンジン１０始動直後のように冷却水が充分に昇温していない場合に対応し、エンジン１０の暖機が促進される。更に、サーモスタット２７は、冷却水温度が第１所定温度を超えるとラジエータ２１側を開き始め、第２所定温度（例えば９０℃）以上でバイパス流路２２側を閉じ、ラジエータ２１側を全開とする。

ここで、エンジン冷却水回路２０において、ラジエータ２１の下流側からバイパス流路２２側（具体的にはサーモスタット２７）に至る間の流路をラジエータ下流側流路２６としている。

更に、エンジン１０には、第２出口部１２からヒータコア３１を通ってウォータポンプ１４の上流側に繋がり、冷却水が循環するヒータ温水回路３０が設けられている。尚、ヒータコア３１は、冷却水（温水）を熱源として空調用空気を加熱する暖房装置用の熱交換器である。

そして、熱電発電装置１００は、上記ヒータ温水回路３０およびエンジン冷却水回路２０の冷却水を熱源として用いたものとしており、熱電素子１１０、高温側熱源部１２０、低温側熱源部１３０から成る。

熱電素子１１０は、ゼーベック効果を利用して発電を行い、あるいはペルチェ効果を利用して熱を発生する素子であり、Ｐ型半導体とＮ型半導体とが金属電極を介して交互に直列に接続されて形成されている。

高温側熱源部１２０および低温側熱源部１３０は、共に扁平状を成して、内部にインナーフィンが挿入された金属製の容器体として形成されており、上記熱電素子１１０の両側面にそれぞれ密着するように組み付けられている。尚、熱電素子１１０と高温側熱源部１２０との間、熱電素子１１０と低温側熱源部１２０との間には、それぞれ電気絶縁材が介在されると共に、接触熱抵抗を低減させるための熱伝導グリスが塗布、あるいは伝熱シートが介在されている。

そして、高温側熱源部１２０はヒータ温水回路３０内に配設され、エンジン１０の第２出口部１２から流出する冷却水が流通するようにしており、また、低温側熱源部１３０はエンジン冷却水回路２０のラジエータ下流側流路２６内に配設され、ラジエータ２１を通過した後の冷却水が流通するようにしている。

即ち、熱電発電装置１００は、熱電素子１１０がエンジン１０から流出される冷却水（本発明におけるエンジン流出側冷却水に対応）を高温側熱源とし、また、ラジエータ２１を通過した後の冷却水（本発明におけるラジエータ流出側冷却水に対応）を低温側熱源としたものとして形成されている。

次に、上記構成に基づく作動およびその作用効果について説明する。エンジン１０が作動されるとウォータポンプ１４によって、冷却水はエンジン冷却水回路２０およびヒータ温水回路３０を循環する。尚、エンジン１０の第１出口部１１から流出される冷却水の温度が第１所定温度以下では、エンジン冷却水回路２０において、冷却水はサーモスタット２７によってバイパス流路２２側を流通するが、エンジン１０の発熱と共に冷却水が温度上昇して第１所定温度を超えると、ラジエータ２１側に流通する。

そして、熱電発電装置１００の高温側熱源部１２０には、ヒータ温水回路３０を流通する冷却水が流れ、また、低温側熱源部１３０には、ラジエータ下流側流路２６を流通する冷却水が流れる。ここで、低温側熱源部１３０を流れる冷却水は、ラジエータ２１によって冷却され、高温側熱源部１２０を流れる冷却水よりも低温となっているので、両熱源部１２０、１３０間に温度差が生じ、熱電素子１１０はゼーベック効果により発電する。

この発電により得られた電力は、図示しないバッテリに充電されたり、エンジン１０回りの各種補機作動のために使用される。

尚、低温始動時のように、冷却水の温度が低く、昇温に時間を要するような場合は、バッテリから熱電素子１１０に通電して（本発明における通電手段に対応）、ペルチェ効果（発熱作用）により高温側熱源部１２０を流れる冷却水（ヒータ温水回路３０を流れる冷却水）を加熱する。

このように、本発明においては、熱電素子１１０の高温側熱源としてエンジン１０から流出される冷却水を使用し、また、低温側熱源とてラジエータ２１を通過した後の冷却水を使用しているので、特許文献１で説明した自然空冷型のものに比べて安定した温度差を確保して発電効率に優れる熱電発電装置１００とすることができる。

また、高温側熱源、低温側熱源共にエンジン１０の冷却水を用いており、高温側熱源に対して低温側熱源をラジエータ２１で冷却された冷却水としているので、特許文献２で説明した発電効率を落としてエンジン１０の冷却を要するというような不都合が生じることが無い。

更に、冷却水は、エンジン１０に設けられたウォータポンプ１４で循環させることができるので、特許文献２のように複数のポンプやそのポンプを制御するための電気回路等の設定を不要として、部品点数の増加を抑えることが出来る。

そして、低温始動時においては、熱電素子１１０に通電することで、ヒータ温水回路３０の冷却水を加熱するようにしているので、エンジン１０の暖機を促進することができ、フリクションロスを低減してエンジン１０の燃費性能を向上させることができる。併せて、ヒータコア３１の暖房能力を向上させることができる。

また、ラジエータ下流側流路２６を流通する冷却水を低温側熱源としているので、低温始動時のように冷却水温度が低い時には、冷却水をバイパス流路２２に流して、本来の暖機促進を行うことができると共に、冷却水温度が充分に昇温すれば、ラジエータ２１を通過した冷却水を用いて高温側熱源と低温側熱源との間で充分な温度差を確保して効率的な発電が可能となる。

尚、上記第１実施形態に対して、図２、図３に示すように、熱電素子１１０の高温側熱源に使用する冷却水を変更（高温側熱源部１２０の配設位置を変更）した変形例での対応も可能である。

即ち、図２に示す変形例１では、エンジン冷却水回路２０において、エンジン１０とバイパス流路２２との間で、ラジエータ２１に対して並列配置となる並列流路２３を設け、この並列流路２３を流通する冷却水（本発明におけるエンジン流出側冷却水に対応）を高温側熱源部１２０に流すようにしている。

これにより、上記第１実施形態と同様に、部品点数の増加を抑え、エンジン冷却性能を損なわずに、熱電素子１１０に対して安定した温度差を確保して発電効率に優れる熱電発電装置１００とすることができ、また、ペルチェ効果によるエンジン１０の暖機促進が可能となる。

そして、エンジン冷却水回路２０において、熱電発電装置１００がラジエータ２１に対して並列に配置されることになり、直列配置されるものに対してエンジン冷却水回路２０における冷却水の流通抵抗を小さくすることができるので、エンジン１０を流通する冷却水の流量を低下させることが無い。即ち、エンジン１０に冷却水を循環させるためのウォータポンプ１４の動力が増大するのを防止できる。

また、図３に示す変形例２では、エンジン冷却水回路２０において、バイパス流路２２側からラジエータ２１の上流側に至る間をラジエータ上流側流路２４としており、このラジエータ上流側流路２４を流通する冷却水（本発明におけるエンジン流出側冷却水に対応）を高温側熱源部１２０に流すようにしている。尚、ここでは、熱電素子１１０のペルチェ効果による発熱作用は持たせていない。

これにより、ペルチェ効果によるエンジン１０の暖機促進はオミットされるものの、当初の目的である部品点数の増加を抑え、エンジン冷却性能を損なわずに、熱電素子１１０に対して安定した温度差を確保して発電効率に優れる熱電発電装置１００とすることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図４に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、サーモスタット２７を図示しない制御装置によって弁開度が制御される流量調節弁２８としたものである。

流量調節弁２８は、ラジエータ２１側、バイパス流路２２側、エンジン１０側に接続される電磁式の三方弁であり、図示しない制御装置によってバイパス流路２２側の弁開度が１００％から０％に可変され、これに対応して、ラジエータ２１側の弁開度が０％から１００％に可変され、それぞれがエンジン１０側に繋がる弁としている。

これにより、上記第１実施形態におけるサーモスタット２７を用いたものでは、冷却水温度によってラジエータ２１側あるいはバイパス流路２２側への冷却水の流量が規制され、ラジエータ２１側に冷却水が流れた時のみに、熱電素子１１０による発電が可能であったが、ここでは冷却水温度に関わらず、流量調節弁２８によって、ラジエータ２１側あるいはバイパス流路２２側へ冷却水を流すことができ、発電、エンジン暖機、エンジン冷却等におけるきめ細かな制御が可能となる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図５に示す。第３実施形態は、上記第１実施形態の変形例２（図３）に対して、ラジエータ２１から低温側熱源部１３０に流す冷却水の温度をより低下させるようにしたものである。

ここでは、ラジエータ２１の放熱部２１１を第１放熱部２１１ａと第２放熱部２１１ｂとの２つに分割している。第１放熱部２１１ａは、所定放熱能力を確保するサイズ（例えば全体の略７５％）にしており、残りを第２放熱部２１１ｂとしている。

ラジエータ２１の入口側タンク２１２内には、第１放熱部２１１ａおよび第２放熱部２１１ｂの境界部となる位置に仕切り板２１２ａを設けている。そして、第１放熱部２１１ａに対応する入口側タンク２１２に入口部２１４を設け、第２放熱部２１１ｂに対応する入口側タンク２１２に第２出口部２１５ｂを設けている。また、出口側タンク２１３の第１放熱部２１１ａ側で第２放熱部２１１ｂに近接する位置に第１出口部２１５ａを設けている。

また、ラジエータ下流側流路２６は、並列となるように第１流路２６１と第２流路２６２とに分けられており、第１出口部２１５ａは第１流路２６１に接続され、また、第２出口部２１５ｂは第２流路２６２に接続されている。

そして、熱電発電装置１００の低温側熱源部１３０は、第２流路２６２内に配設されるようにしている。

本第３実施形態においては、ラジエータ２１の入口部２１４から流入した冷却水は、第１放熱部２１１ａを流れ（流量Ｖｗ１）、大半は第１出口部２１５ａから流出し、第１流路２６１を流れる。残りは第１放熱部２１１ａからＵターンして第２放熱部２１１ｂを流れ（流量Ｖｗ２）、第２出口部２１５ｂから流出し、第２流路２６２を流れる。即ち、第２放熱部２１１ｂを通過した冷却水が熱電素子１１０の低温側熱源となり、高温側熱源部１２０との温度差によって発電が行われることになる。

ここで、第２放熱部２１１ｂを通過する冷却水の流量Ｖｗ２は、第１出口部２１５ａの配設位置、両放熱部２１１ａ、２１１ｂの通水抵抗の差（第２放熱部２１１ｂの方が通水抵抗が高い）、および両流路２６１、２６２の通水抵抗の差（第２流路２６２の方が通水抵抗が高い）によって、第１放熱部２１１ａを通過する流量Ｖｗ１に比べて少なくなる（絞られる）ことから、第２放熱部２１１ｂの流出側（第２出口部２１５ｂ）の冷却水温度を第１熱交換部２１１ａの流出側（第１出口部２１５ａ）の冷却水温度よりも低くすることができるので、高温側熱源部１２０と低温側熱源部１３０との温度差を大きくして熱電素子１１０における発電量を増大させることができる。

尚、上記第３実施形態において放熱部２１１が分割されるラジエータ２１の構造としては、図６（変形例３）に示すようなものとしても良い。即ち、出口側タンク２１３内の第１放熱部２１１ａおよび第２放熱部２１１ｂの境界部となる位置に仕切り板２１３ａを設け、第１放熱部２１１ａに対応する出口側タンク２１３に第１出口部２１５ａを設け、第２放熱部２１１ｂに対応する出口側タンク２１３に第２出口部２１５ｂを設けている。

この変形例３においては、主に第２流路２６２の通水抵抗によって、第２放熱部２１１ｂの冷却水流量が絞られ、第１出口部２１５ａに対して、第２出口部２１５ｂの冷却水温度を低くすることができる。

更に、図７（変形例４）に示すように、ラジエータ上流側流路２４に高温側熱源部１２０を配設する場合には、この高温側熱源部１２０に対して並列配置となる流通抵抗調整流路２５を設けるようにすると良い。

これにより、エンジン冷却水回路２０において、熱電発電装置１００（高温側熱源部１２０）がラジエータ２１に対して直列に配置されることで冷却水の流通抵抗が増加する分を小さくすることができるので、エンジン１０を流通する冷却水の流量低下を抑制できる。

本発明の第１実施形態における全体構成を示す模式図である。 第１実施形態に対する変形例１を示す模式図である。 第１実施形態に対する変形例２を示す模式図である。 本発明の第２実施形態における全体構成を示す模式図である。 本発明の第３実施形態における全体構成を示す模式図である。 第３実施形態に対する変形例３を示す模式図である。 第３実施形態に対する変形例４を示す模式図である。

符号の説明

１０ エンジン
２０ エンジン冷却水回路
２１ ラジエータ
２２ バイパス流路
２３ 並列流路
２４ ラジエータ上流側流路
２５ 流通抵抗調整流路
２６ ラジエータ下流側流路
２８ 流量調節弁
３０ ヒータ温水回路
３１ ヒータコア
１００ 熱電発電装置
１１０ 熱電素子
２１１ 放熱部
２１１ａ 第１放熱部
２１１ｂ 第２放熱部
２６１ 第１流路
２６２ 第２流路

Claims (8)

1. 冷却水の一部がラジエータ（２１）によって冷却されるエンジン（１０）の廃熱を利用して高温側熱源を形成し、この高温側熱源より低温となる低温側熱源との温度差によって発電する熱電素子（１１０）を有する熱電発電装置において、
   前記高温側熱源は、前記冷却水のうち、前記エンジン（１０）から流出されるエンジン流出側冷却水とし、
   前記低温側熱源は、前記冷却水のうち、前記ラジエータ（１０）を通過して流出されるラジエータ流出側冷却水としたことを特徴とする熱電発電装置。
2. 前記エンジン（１０）およびヒータコア（３１）間を前記冷却水が循環するヒータ温水回路（３０）を有し、
   前記高温側熱源となる前記エンジン流出側冷却水は、前記ヒータ温水回路（３０）を流れる冷却水としたことを特徴とする請求項１に記載の熱電発電装置。
3. 前記エンジン（１０）および前記ラジエータ（２１）間を前記冷却水が循環するエンジン冷却水回路（２０）内で、前記ラジエータ（２１）と並列配置される並列流路（２３）を有し、
   前記高温側熱源となる前記エンジン流出側冷却水は、前記並列流路（２３）を流れる冷却水としたことを特徴とする請求項１に記載の熱電発電装置。
4. 前記熱電素子（１１０）に外部から通電することで、前記ヒータ温水回路（３０）あるいは前記並列流路（２３）を流れる冷却水に対して発熱作用を生じさせる通電手段を設けたことを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の熱電発電装置。
5. 前記エンジン（１０）および前記ラジエータ（２１）間を前記冷却水が循環するエンジン冷却水回路（２０）内で、前記ラジエータ（２１）をバイパスするバイパス流路（２２）を有し、
   前記高温側熱源となる前記エンジン流出側冷却水は、前記バイパス流路（２２）側から前記ラジエータ（２１）の上流側に至る間のラジエータ上流側流路（２４）を流れる冷却水とし、
   前記ラジエータ上流側流路（２４）を流通する前記冷却水の流通抵抗を調整可能とする流通抵抗調整流路（２５）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の熱電発電装置。
6. 前記エンジン（１０）および前記ラジエータ（２１）間を前記冷却水が循環するエンジン冷却水回路（２０）内で、前記ラジエータ（２１）をバイパスするバイパス流路（２２）を有し、
   前記低温側熱源となる前記ラジエータ流出側冷却水は、前記ラジエータ（２１）の下流側から前記バイパス流路（２２）側に至る間のラジエータ下流側流路（２６）を流れる冷却水としたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の熱電発電装置。
7. 前記ラジエータ（２１）の放熱部（２１１）は、所定放熱能力を確保する第１放熱部（２１１ａ）と、残りの部分に対応し流通する冷却水流量が絞られる第２放熱部（２１１ｂ）とに分割されており、
   前記ラジエータ下流側流路（２６）は、並列となる第１流路（２６１）と第２流路（２６２）とに分けられ、
   前記第１放熱部（２１１ａ）を通過した前記冷却水は、前記第１流路（２６１）を流通し、
   前記第２放熱部（２１１ｂ）を通過した前記冷却水は、前記第２流路（２６２）を流通し、
   前記低温側熱源となる前記ラジエータ流出側冷却水は、前記第２流路（２６２）流れる冷却水としたことを特徴とする請求項６に記載の熱電発電装置。
8. 外部制御により弁開度が可変され、前記ラジエータ（２１）および前記バイパス流路（２２）を流通する前記冷却水の流量割合を調節する流量調節弁（２８）を有することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の熱電発電装置。

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