JP2007228752A - Thermoelectric generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば車両のエンジンから排出される排気ガス等の熱を利用して発電を行う熱電発電装置に関するものである。 The present invention relates to a thermoelectric power generation apparatus that generates power using heat such as exhaust gas discharged from an engine of a vehicle, for example.
従来の熱電発電装置としては、例えば特許文献1に記載されている排熱エネルギー回収装置が知られている。この特許文献1に記載のものは、排気ガスにより昇温された排気管を高温側部材とし、冷却水が内部を循環する冷却水ジャケットを低温側部材として、排気管と冷却水ジャケットとの間に熱電発電部を配置し、熱電発電部に生じる温度差に応じた熱電効果によって発電を行う。なお、特許文献1では、熱電発電部及び冷却水ジャケットを排気管に固定するための構造は開示されていない。
熱電発電装置では、熱電発電部の発電効率を増加させるために、熱電発電部を高温側部材に高い圧力で押し付けて、熱電発電部と高温側部材との間に隙間が生じることを防止する必要がある。同様に、熱電発電部の発電効率を増加させるために、低温側部材を熱電発電部に高い圧力で押し付けて、低温側部材と熱電発電部との間に隙間が生じることを防止する必要がある。ここで、部材どうしを高い圧力で押し付けるためには、押し付けるための機械的構造を要するが、このような機械的構造を設けることにより、熱電発電装置が重くなってしまったり、熱電発電装置が大きくなってしまうという問題があった。 In the thermoelectric power generation device, in order to increase the power generation efficiency of the thermoelectric power generation unit, it is necessary to press the thermoelectric power generation unit against the high temperature side member with high pressure to prevent a gap from being generated between the thermoelectric power generation unit and the high temperature side member There is. Similarly, in order to increase the power generation efficiency of the thermoelectric power generation unit, it is necessary to press the low temperature side member against the thermoelectric power generation unit with high pressure to prevent a gap from being generated between the low temperature side member and the thermoelectric power generation unit. . Here, in order to press the members at a high pressure, a mechanical structure for pressing is required. However, by providing such a mechanical structure, the thermoelectric power generator becomes heavy or the thermoelectric power generator becomes large. There was a problem of becoming.
そこで、本発明は、簡易な構造で熱電発電部及び冷却部材を熱交換部材に固定可能な熱電発電装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a thermoelectric generator that can fix a thermoelectric generator and a cooling member to a heat exchange member with a simple structure.
上述した目的を達成するために、本発明に係る熱電発電装置は、熱媒体から熱を回収する熱交換部材と、熱交換部材の外側に配置され、熱交換部材により回収された熱を利用して発電を行う熱電発電部と、熱電発電部のさらに外側に配置され、熱電発電部を冷却する冷却部材と、冷却部材の外側に巻き付けられたワイヤーを含み、熱電発電部及び冷却部材を熱交換部材に固定する固定手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a thermoelectric generator according to the present invention uses a heat exchange member that recovers heat from a heat medium and heat that is disposed outside the heat exchange member and is recovered by the heat exchange member. Including a thermoelectric power generation unit that generates electricity, a cooling member that is disposed further outside the thermoelectric power generation unit and cools the thermoelectric power generation unit, and a wire wound around the outside of the cooling member, and exchanges heat between the thermoelectric power generation unit and the cooling member Fixing means for fixing to the member.
この構成によれば、冷却部材の外側にワイヤーが巻き付けられることにより熱電発電部及び冷却部材が熱交換部材に固定されるため、熱電発電部を熱交換部材に高い圧力で押し付けるとともに冷却部材を熱電発電部に高い圧力で押し付けることができる。よって、熱交換部材と熱電発電部との間、及び熱電発電部と冷却部材との間に隙間が生じることが防止されるため、熱交換部材と熱電発電部との間、及び熱電発電部と冷却部材との間の熱伝達を良好にし、熱電発電部の発電効率を向上することができる。また、熱電発電部及び冷却部材を熱交換部材に固定するための構造が、冷却部材の外側にワイヤーを巻き付けるのみであり簡素な構造であるため、熱電発電装置を軽量でコンパクトにすることができる。 According to this configuration, since the thermoelectric power generation unit and the cooling member are fixed to the heat exchange member by winding the wire around the outside of the cooling member, the thermoelectric power generation unit is pressed against the heat exchange member with high pressure and the cooling member is It can be pressed against the power generation unit with high pressure. Therefore, since it is prevented that a clearance gap arises between a heat exchange member and a thermoelectric power generation part, and between a thermoelectric power generation part and a cooling member, between a heat exchange member and a thermoelectric power generation part, and a thermoelectric power generation part, It is possible to improve heat transfer with the cooling member and improve the power generation efficiency of the thermoelectric power generation unit. Moreover, since the structure for fixing the thermoelectric power generation unit and the cooling member to the heat exchange member is a simple structure only by winding the wire around the outside of the cooling member, the thermoelectric power generation device can be made lightweight and compact. .
上述した熱電発電装置において、固定手段は、ワイヤーに張力を付与する張力付与手段を含んでいることが好ましい。この構成によれば、固定手段は張力付与手段を含んでいるため、ワイヤーには適度な張力が付与されている。よって、熱電発電部を熱交換部材に高い圧力で押し付けるとともに冷却部材を熱電発電部に高い圧力で押し付けることができる。 In the thermoelectric generator described above, it is preferable that the fixing means includes tension applying means for applying tension to the wire. According to this structure, since the fixing means includes the tension applying means, an appropriate tension is applied to the wire. Therefore, the thermoelectric generator can be pressed against the heat exchange member with a high pressure and the cooling member can be pressed against the thermoelectric generator with a high pressure.
上述した熱電発電装置において、張力付与手段は、ワイヤーに接続されたバネ部材を有することが好ましい。この構成によれば、ワイヤーにはバネ部材が接続されているため、ワイヤーには適度な張力が付与されている。よって、熱交換部材が熱膨張してその寸法が変化した場合でも、バネ部材が弾性変形してその寸法変化を吸収するのでワイヤーに付与される張力の変化を小さくして、熱交換部材、熱電発電部、冷却部材等に過大な力が作用することを防止すると共に、熱電発電部の発電効率を向上することができる。 In the above-described thermoelectric generator, the tension applying means preferably has a spring member connected to the wire. According to this structure, since the spring member is connected to the wire, an appropriate tension is applied to the wire. Therefore, even when the heat exchange member is thermally expanded and its dimensions are changed, the spring member is elastically deformed to absorb the change in dimensions, so that the change in tension applied to the wire is reduced, and the heat exchange member and thermoelectric While preventing an excessive force from acting on the power generation unit, the cooling member, etc., the power generation efficiency of the thermoelectric power generation unit can be improved.
上述した熱電発電装置において、張力付与手段は、ワイヤーを巻き取るリール部材を有することが好ましい。この構成によれば、ワイヤーはリール部材により巻き取られているため、リール部材を回動することにより、ワイヤーに付与される張力を調節することができる。ワイヤーに付与される張力を適度に調節することで、熱交換部材が熱膨張してその寸法が変化した場合でも、リール部材が回動してその寸法変化を吸収するのでワイヤーに付与される張力の変化を小さくして、熱交換部材、熱電発電部、冷却部材等に過大な力が作用することを防止すると共に、熱電発電部の発電効率を向上することができる。 In the thermoelectric generator described above, the tension applying means preferably has a reel member that winds the wire. According to this configuration, since the wire is wound up by the reel member, the tension applied to the wire can be adjusted by rotating the reel member. By adjusting the tension applied to the wire appropriately, even if the heat exchange member is thermally expanded and its dimensions change, the reel member rotates and absorbs the dimensional change, so the tension applied to the wire Thus, it is possible to prevent excessive force from acting on the heat exchange member, the thermoelectric power generation unit, the cooling member, and the like, and to improve the power generation efficiency of the thermoelectric power generation unit.
上述した熱電発電装置において、張力付与手段は、リール部材に接続されたバネ部材を有することが好ましい。この構成によれば、リール部材にはバネ部材が接続されているため、ワイヤーには適度な張力が付与されている。よって、熱交換部材が熱膨張してその寸法が変化した場合でも、バネ部材が弾性変形してその寸法変化を吸収するのでワイヤーに付与される張力の変化を小さくして、熱交換部材、熱電発電部、冷却部材等に過大な力が作用することを防止すると共に、熱電発電部の発電効率を向上することができる。 In the above-described thermoelectric generator, the tension applying means preferably has a spring member connected to the reel member. According to this configuration, since the spring member is connected to the reel member, an appropriate tension is applied to the wire. Therefore, even when the heat exchange member is thermally expanded and its dimensions are changed, the spring member is elastically deformed to absorb the change in dimensions, so that the change in tension applied to the wire is reduced, and the heat exchange member and thermoelectric While preventing an excessive force from acting on the power generation unit, the cooling member, etc., the power generation efficiency of the thermoelectric power generation unit can be improved.
上述した熱電発電装置において、張力付与手段は、リール部材の回動位置を調節可能な駆動装置を有することが好ましい。この構成によれば、リール部材には、リール部材の回動位置を調節可能な駆動装置が接続されているため、この駆動装置が制御されることによりワイヤーに適度な張力を付与することができる。よって、熱交換部材が熱膨張してその寸法が変化した場合でも、駆動装置がリール部材の回動位置を調節してその寸法変化を吸収するのでワイヤーに付与される張力の変化を小さくして、熱交換部材、熱電発電部、冷却部材等に過大な力が作用することを防止すると共に、熱電発電部の発電効率を向上することができる。 In the thermoelectric generator described above, it is preferable that the tension applying unit has a drive device that can adjust the rotational position of the reel member. According to this configuration, the reel member is connected to the drive device that can adjust the rotation position of the reel member. Therefore, the drive device can be controlled to apply an appropriate tension to the wire. . Therefore, even when the heat exchange member thermally expands and its dimensions change, the drive device adjusts the rotation position of the reel member to absorb the change in dimensions, so the change in tension applied to the wire is reduced. In addition, it is possible to prevent an excessive force from acting on the heat exchange member, the thermoelectric power generation unit, the cooling member, and the like, and to improve the power generation efficiency of the thermoelectric power generation unit.
上述した熱電発電装置において、ワイヤーを支持する構造の剛性を低下させる剛性低下手段が設けられていることが好ましい。この構成によれば、ワイヤーを支持する構造の剛性を低下させる剛性低下手段が設けられることにより、ワイヤーを支持する構造が変形しやすくなっている。よって、熱交換部材が熱膨張してその寸法が変化した場合でも、ワイヤーを支持する構造が変形してその寸法変化を吸収するのでワイヤーに付与される張力の変化を小さくして、熱交換部材、熱電発電部、冷却部材等に過大な力が作用することを防止すると共に、熱電発電部の発電効率を向上することができる。 In the above-described thermoelectric generator, it is preferable that a rigidity reducing means for reducing the rigidity of the structure supporting the wire is provided. According to this structure, the structure for supporting the wire is easily deformed by providing the rigidity reducing means for reducing the rigidity of the structure for supporting the wire. Therefore, even when the heat exchange member is thermally expanded and its dimensions are changed, the structure supporting the wire is deformed and absorbs the dimensional change, so that the change in tension applied to the wire is reduced, and the heat exchange member In addition, it is possible to prevent an excessive force from acting on the thermoelectric power generation unit, the cooling member, and the like, and to improve the power generation efficiency of the thermoelectric power generation unit.
本発明に係る熱電発電装置によれば、簡易な構造で熱電発電部及び冷却部材を熱交換部材に固定することができる。 According to the thermoelectric generator according to the present invention, the thermoelectric generator and the cooling member can be fixed to the heat exchange member with a simple structure.
以下、図面を参照して、本発明の熱電発電装置に係る好適な実施形態について説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments according to a thermoelectric generator of the invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1には、本発明の第1実施形態に係る熱電発電装置10の構造が概略的に示されている。この熱電発電装置10は、エンジンから排出される熱媒体である排気ガスの熱を利用して発電を行う装置であり、車両の排気系に配設されるものである。図1に示されるように、熱電発電装置10は排気ガスの流れ方向に延設されている。熱電発電装置10の左側の端部は、上流側にある排気管に接続されており、この上流側の端部から熱電発電装置10の内部に排気ガスが流入する。一方、熱電発電装置10の右側の端部は、下流側にある排気管に接続されており、この下流側の端部から熱電発電装置10の内部の排気ガスが流出する。
[First Embodiment]
FIG. 1 schematically shows the structure of a
エンジンからの排気ガスが熱電発電装置10の内部に流入すると、排気ガスの熱が熱電発電装置10により回収され、発電が行われる。熱電発電装置10により得られた電気は、DC−DCコンバータで電圧変換された後、バッテリー等に蓄えられる。なお、以下の説明では、熱電発電装置10の構造を説明するために、熱電発電装置10において上流側から下流側へ向かう方向を排気ガスの流れ方向と呼ぶ。また、熱電発電装置10の中心線Cを中心として角度が変化する方向を周方向と呼び、その中心線Cから熱電発電装置103の外側に向かう方向を径方向と呼ぶ。
When the exhaust gas from the engine flows into the
図1に示されるように、熱電発電装置10は、排気ガスと熱交換を行って排気ガスの熱を回収する熱交換部材12と、熱交換部材12を囲うように配置された複数の熱電モジュール14と、それぞれの熱電モジュール14の外側に配置される冷却ケース16A,16B,16Cと、複数の冷却ケース16A〜16Cに巻き付けられるワイヤー20と、ワイヤー20の両端を接続するバネ部材(コイルバネ)22と、を備えている。これらの部材のうち、ワイヤー20及びバネ部材22は、熱電モジュール14及び冷却ケース16A〜16Cを熱交換部材12に固定するための固定手段となっている。
As shown in FIG. 1, a
熱交換部材12は、排気ガスの流れ方向に延びる管状のケース部12bと、ケース部12bの内側面から中心に向かって延びる多数の吸熱フィン12aとを有しており、これらの部分が同一材料で一体的に構成されている。ここで、熱交換部材12の材料としては、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等が用いられる。吸熱フィン12aは薄い板状の部材であり、その板面は排気ガスの流れ方向に平行に、上流側の端部から下流側の端部まで延びている。ケース部12bの外形は六角形形状であり、ケース部12bの外側面において排気ガスの流れ方向に延びる6筋の平面は、熱電モジュール14を取り付けるための取付け面12cとなっている。吸熱フィン12aは、排気ガスと熱交換を行って排気ガスの熱を回収する。吸熱フィン12aにより回収された熱はケース部12bに伝わり、さらにケース部12bから熱電モジュール14に伝達される。なお、熱交換部材12は、排気ガスと熱交換を行うものであれば、上述した形状に限らない。
The
熱交換部材12のケース部12bの外側には、複数の熱電モジュール14が配置されている。熱電モジュール14は、熱交換部材12により回収された熱を利用して発電を行う熱電発電部である。熱電モジュール14は、熱交換部材12の6筋の取付け面12cのそれぞれに、排気ガスの流れ方向に並べて3つずつ配置されている。ここで、熱電モジュール14のそれぞれは、熱交換部材12の取付け面に密接して配置される。熱電モジュール14のそれぞれは、略平板形状の金属製ケースの内部に複数の熱電変換素子(例えばBi2Te3等からなるp型半導体及びn型半導体)を配置して構成されている。熱電モジュール14のケースは、取付け面12c側の高温側端面と、取付け面12c側とは反対側(冷却ケース16A〜16C側)の低温側端面とを有する。熱電変換素子は、両端面間に生じる温度差に応じて、ゼーベック効果により起電力を発生させる。
A plurality of
熱電モジュール14のそれぞれのさらに外側には、冷却ケース16A,16B,16Cが配置されている。冷却ケース16A〜16Cは、熱電モジュール14を冷却するための冷却部である。ここで、冷却ケース16A〜16Cは、熱電モジュール14の低温側端面に密接して配置されている。冷却ケース16A〜16Cの内部には、冷却水が通る冷却水通路が形成されている。最上流側に位置する冷却ケース16Aの冷却水通路及び最下流側に位置する冷却ケース16Cの冷却水通路は、冷却水管17A,17Dを介してラジエータ(図示せず)に繋がっており、隣接する冷却ケース16A及び16B,16B及び16Cの冷却水通路どうしが冷却水管17B,17Cを介して互いに繋がっている。これにより、冷却ケース16A〜16Cの内部には、冷却水管17A〜17D及びラジエータを介して冷却水が循環するようになる。
Cooling
それぞれの冷却ケース16A〜16Cの外側面には、複数の滑車18が固定されている。ここで、複数の滑車18は、冷却ケース16A〜16Cのそれぞれの外側面において、周方向の両端付近に排気ガスの流れ方向に所定間隔ごとに配置されている。このように配置された滑車18に沿ってワイヤー20が巻かれることにより、熱電モジュール14及び冷却ケース16A〜16Cが熱交換部材12に固定される。即ち、ワイヤー20は、熱電モジュール14及び冷却ケース16A〜16Cを熱交換部材12に固定するための固定手段となっている。
A plurality of
ワイヤー20は、熱電発電装置10の周囲を上流側の端部から下流側の端部までらせん状に巻き回される。ワイヤー20の上流側の一端は、熱交換部材12に固定された滑車19Aに引っ掛けられてから下流側へと導かれ、熱交換部材12等の側方に配置されたバネ部材22の一端に結合されている。一方、ワイヤー20の下流側の一端は、熱交換部材12に固定された別の滑車19Bに引っ掛けられてから上流側へと導かれ、バネ部材22の他端に結合されている。ここで、バネ部材22が引っ張られた状態で、バネ部材22の両端はワイヤー20の両端と結合されている。よって、バネ部材22は、ワイヤー20に張力を付与するための張力付与手段となっている。
The
上述した実施形態によれば、冷却ケース16A〜16Cの外側にワイヤー20が巻き付けられることにより熱電モジュール14及び冷却ケース16A〜16Cが熱交換部材12に固定されるため、熱電モジュール14を熱交換部材12に高い圧力で押し付けるとともに冷却ケース16A〜16Cを熱電モジュール14に高い圧力で押し付けることができる。よって、熱交換部材12と熱電モジュール14との間、及び熱電モジュール14と冷却ケース16A〜16Cとの間に隙間が生じることが防止されるため、熱交換部材12と熱電モジュール14との間、及び熱電モジュール14と冷却ケース16A〜16Cとの間の熱伝達を良好にし、熱電モジュール14の発電効率を向上することができる。また、熱電モジュール14及び冷却ケース16A〜16Cを熱交換部材12に固定するための構造が、冷却ケース16A〜16Cの外側にワイヤー20を巻き付けるのみであり簡素な構造であるため、熱電発電装置10を軽量でコンパクトにすることができる。
According to the above-described embodiment, since the
また、上述した実施形態によれば、バネ部材22がワイヤー20に張力を付与するための張力付与手段となっている。即ち、ワイヤー20にはバネ部材22が接続されているため、ワイヤー20には適度な張力が付与されている。よって、熱交換部材12が熱膨張してその寸法が変化した場合であっても、バネ部材22が弾性変形してその寸法変化を吸収するのでワイヤー20に付与される張力の変化は小さく、熱交換部材12、熱電モジュール14、冷却ケース16A〜16C等に過大な力が作用することを防止すると共に、熱電モジュール14の発電効率を向上することができる。
Further, according to the embodiment described above, the
なお、滑車18,19A,19Bのそれぞれは回動可能に構成されており、冷却ケース16A〜16Cに対するワイヤー20の位置ずれを許容している。即ち、熱交換部材12が熱膨張してその寸法が変化した場合には、冷却ケース16A〜16Cに当接するワイヤー20の位置は若干ずれるが、ワイヤー20が滑車18,19A,19Bに引っ掛けられているため、滑車18,19A,19Bが回動することによりワイヤー20の位置ずれが許容されている。なお、上述した滑車18,19A,19Bに代えて、樹脂や油により潤滑されたフックや、冷却ケース16A〜16Cの外側面に形成された溝などのワイヤー20を位置決めしつつワイヤー20の摺動を許容する他の手段を用いてもよい。
Each of the
図2及び図3には、熱電発電装置10が組み上げられる様子が示されている。図2には、熱交換部材12に熱電モジュール14及び冷却ケース16A〜16Cが取り付けられる前の様子が示されており、図3にはワイヤー20を巻き付けている途中の様子が示されている。先ず、図2に示される状態から、冷却ケース16A〜16Cに複数の滑車18が固定されて、熱交換部材12の取付け面12cのそれぞれに熱電モジュール14及び冷却ケース16A〜16Cが取り付けられる。次に、図3に示されるように、熱電発電装置10の上流側の端部から、滑車18にワイヤー20が巻きつけられ、最後にワイヤー20の両端が引張り状態のバネ部材22に繋がれる。
2 and 3 show how the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る熱電発電装置について説明する。図4には、本発明の第2実施形態に係る熱電発電装置30の構造が概略的に示されている。上述した第1実施形態と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部分について重点的に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a thermoelectric generator according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 schematically shows the structure of a
図4に示されるように、熱電発電装置30の外周にはワイヤー20が巻き付けられており、熱電モジュール14及び冷却ケース16A〜16Cが熱交換部材12の所定の位置に固定されている。ここで、ワイヤー20の一端は車両のボディ38等に固定されており、ワイヤー20の他端は、熱電発電装置30の側方に配置されたリール部材32に巻き取られている。リール部材32は車両のボディ等に回動可能に取り付けられており、バネ部材(捩りコイルバネ)34はリール部材32と同心状に配置されている。捩りコイルバネ34の一端はリール部材32に固定されており、リール部材32の他端は車両のボディ38等に固定されている。捩りコイルバネ34はワイヤー20を巻き取る方向にリール部材を付勢しているので、リール部材32及び捩りコイルバネ34はワイヤー20に張力を付与するための張力付与手段となっている。
As shown in FIG. 4, the
上述した実施形態によれば、熱交換部材12が排気ガスの熱により熱膨張したときに、熱電モジュール14及び冷却ケース16A〜16Cは外側方向に若干移動するが、ワイヤー20により押圧されているため、熱電モジュール14及び冷却ケース16A〜16Cは熱交換部材12に固定されている。特に、ワイヤー20がリール部材32に巻き取られており、さらにリール部材32には捩りコイルバネ34が接続されているため、熱電モジュール14及び冷却ケース16A〜16Cの外側方向への移動は捩りコイルバネ34の捩り変形により吸収される。よって、熱交換部材12が熱膨張してその寸法が変化した場合でも、捩りコイルバネ34が弾性変形してその寸法変化を吸収するのでワイヤー20に付与される張力の変化を小さくして、熱交換部材12、熱電発電部14、冷却ケース16A〜16C等に過大な力が作用することを防止すると共に、熱電発電部14の発電効率を向上することができる。
According to the above-described embodiment, when the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る熱電発電装置について説明する。図5には、本発明の第3実施形態に係る熱電発電装置40の構造が概略的に示されている。上述した第1実施形態と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部分について重点的に説明する。
[Third Embodiment]
Next, a thermoelectric generator according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 schematically shows the structure of a
図5に示されるように、熱電発電装置40の外周にはワイヤー20が巻き付けられており、熱電モジュール14及び冷却ケース16A〜16Cが熱交換部材12の所定の位置に固定されている。ここで、ワイヤー20の一端は車両のボディ48等に固定されており、ワイヤー20の他端は、熱電発電装置40の側方に配置されたリール部材42に巻き取られている。リール部材42は車両のボディ48等に回動可能に取り付けられている。リール部材42と同心状にモーター44が配置されている。モーター44は、車両に内部に固定されており、リール部材42を回転させるための駆動手段となっている。
As shown in FIG. 5, the
モーター44は、モーターの回転を制御するための制御部(図示せず)により制御される。モーター44の制御部は、熱交換部材12の温度を検出する温度センサ(図示せず)の検出出力を取り込んでおり、熱交換部材12の温度に応じてモーター44の動作を制御する。例えば、熱交換部材12の温度が上昇した場合には、リール部材42により巻き取られているワイヤー20を少し送り出して、ワイヤー20の張力が過度に高くならないように調節する。一方、熱交換部材12の温度が下降した場合には、リール部材42により巻き取られているワイヤー20を少し巻き取って、ワイヤー20が緩まないように調節する。なお、制御部46は、その他のパラメータに応じてモーター44を回転駆動してもよい。
The
上述した実施形態によれば、熱交換部材12が排気ガスの熱により熱膨張したときに、熱電モジュール14及び冷却ケース16A〜16Cは外側方向に若干移動するが、ワイヤー20により押圧されているため、熱電モジュール14及び冷却ケース16A〜16Cは熱交換部材12に固定されている。特に、ワイヤー20の張力が過度に高くならないように、リール部材42の回動位置がモーター44の回転駆動によりワイヤー20の張力は調節されるため、熱電モジュール14及び冷却ケース16A〜16Cの外側方向への移動は、モーター44の回転駆動により吸収される。よって、熱交換部材12が熱膨張してその寸法が変化した場合でも、モーター44がリール部材42の回動位置を調節してその寸法変化を吸収するのでワイヤー20に付与される張力の変化を小さくして、熱交換部材12、熱電発電部14、冷却ケース16A〜16C等に過大な力が作用することを防止すると共に、熱電発電部14の発電効率を向上することができる。
According to the above-described embodiment, when the
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態に係る熱電発電装置について説明する。図6には、本発明の第4実施形態に係る熱電発電装置50の構造が概略的に示されている。上述した第1実施形態と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部分について重点的に説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a thermoelectric generator according to a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 schematically shows the structure of a
図6に示されるように、冷却ケース16の外側には、滑車18を両端に有する滑車ユニット52が設けられている。この滑車ユニット52は、ワイヤー20を支持するための構造である。滑車ユニット52は、冷却ケース16にネジ止め固定された基部54を備えており、この基部54の両端に滑車18が回転自在に支持されている。基部54は、バネ鋼を材質としており、冷却ケース16から概ね周方向に突出する棒状部位54aは弾性変形しやすくなっている。ワイヤー20が滑車18に沿って巻き付けられると、棒状部位54aは滑車18から力を受けて、熱電発電装置50の中心方向に撓むようになっている。即ち、滑車ユニット52において棒状部位54aが、ワイヤーを支持する構造の剛性を低下させる剛性低下手段となっている。なお、本実施形態において、ワイヤー20の両端は熱電発電装置50のいずれかの箇所に固定されており、第1実施形態とは異なりバネ部材22に接続されていない。
As shown in FIG. 6, a
上述した実施形態によれば、熱交換部材12が排気ガスの熱により熱膨張したときに、熱電モジュール14及び冷却ケース16は外側方向に若干移動する。ここで、熱電モジュール14及び冷却ケース16は外側方向に移動するに伴い、滑車ユニット52の棒状部位54aの撓みが大きくなるため、熱電モジュール14及び冷却ケース16の外側方向への移動は棒状部位54aの撓みにより吸収される。よって、熱交換部材12が熱膨張してその寸法が変化した場合でも、棒状部位54aの撓みによりその寸法変化が吸収されるのでワイヤー20に付与される張力の変化を小さくして、熱交換部材12、熱電発電部14、冷却ケース16等に過大な力が作用することを防止すると共に、熱電発電部14の発電効率を向上することができる。なお、上述した実施形態では、冷却ケース16から突出する棒状部材54aを設けることにより、ワイヤーを支持する構造の剛性を低下させたが、他の方法によりワイヤーを支持する構造の剛性を低下させてもよい。
According to the above-described embodiment, when the
10,30,40,50…熱電発電装置、12…熱交換部材、14…熱電モジュール、16A,16B,16C…冷却ケース、17A,17B,17C,17D…冷却水管、18,19A,19B…滑車、20…ワイヤー、22…バネ部材、32…リール部材、34…捩りコイルバネ、42…リール部材、44…モーター、46…制御部、52…滑車ユニット、54…基部、54a…棒状部位。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記熱交換部材の外側に配置され、前記熱交換部材により回収された熱を利用して発電を行う熱電発電部と、
前記熱電発電部のさらに外側に配置され、前記熱電発電部を冷却する冷却部材と、
前記冷却部材の外側に巻き付けられたワイヤーを含み、前記熱電発電部及び前記冷却部材を前記熱交換部材に固定する固定手段と、
を備えることを特徴とする熱電発電装置。 A heat exchange member for recovering heat from the heat medium;
A thermoelectric power generation unit that is disposed outside the heat exchange member and generates power using heat recovered by the heat exchange member;
A cooling member disposed on the outer side of the thermoelectric power generation unit to cool the thermoelectric power generation unit;
A fixing means including a wire wound around the outside of the cooling member, and fixing the thermoelectric generator and the cooling member to the heat exchange member;
A thermoelectric generator characterized by comprising:
The thermoelectric generator according to claim 1, further comprising a rigidity reducing unit that reduces the rigidity of the structure that supports the wire.
Priority Applications (1)
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JP2006048845A JP2007228752A (en) | 2006-02-24 | 2006-02-24 | Thermoelectric generator |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101340846B1 (en) * | 2011-12-12 | 2013-12-12 | 현대자동차주식회사 | Thermoelectric generator of vehicle |
JP2021176158A (en) * | 2020-05-01 | 2021-11-04 | 三菱電機エンジニアリング株式会社 | Installation device and installation method for thermoelectric power generation equipment |
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2006
- 2006-02-24 JP JP2006048845A patent/JP2007228752A/en active Pending
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