JP2008098403A - Thermoelectric conversion device, and heat treatment apparatus - Google Patents

Thermoelectric conversion device, and heat treatment apparatus Download PDF

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JP2008098403A JP2006278490A JP2006278490A JP2008098403A JP 2008098403 A JP2008098403 A JP 2008098403A JP 2006278490 A JP2006278490 A JP 2006278490A JP 2006278490 A JP2006278490 A JP 2006278490A JP 2008098403 A JP2008098403 A JP 2008098403A
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Toshitomo Oota
稔智 太田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve heat-to-electricity conversion efficiency in a thermoelectric conversion device. <P>SOLUTION: The thermoelectric conversion device includes a thermoelectric module 21 in which a plurality of thermoelectric elements are arranged, and a heat receiving portion 22 which has a heat receiving plane 221 facing a heat source and at the same time absorbs radiant heat from the heat source and transmits it to the thermoelectric module 21, wherein the heat receiving plane 221 of the heat receiving portion 22 is made to be a rough surface. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱電変換装置及び熱処理装置に関するものであり、特に、抵抗加熱炉や連続炉等の工業炉（熱処理装置）及び当該工業炉に設置される熱電変換装置に関するものである。   The present invention relates to a thermoelectric conversion device and a heat treatment device, and more particularly to an industrial furnace (heat treatment device) such as a resistance heating furnace or a continuous furnace and a thermoelectric conversion device installed in the industrial furnace.

抵抗加熱炉や連続炉等の工業炉（熱処理装置）には、複数の熱電素子からなる熱電モジュールを備えるものがある。このような熱電モジュールは、高温側と低温側との温度差によって起電力を発生するＰ型発電素子とＮ型発電素子とが交互に複数接続されることによって構成されている。
このような熱電モジュールは、受熱板等の伝熱部材と組み合わされて熱電変換装置として用いられる場合がある。
そして、このような熱電変換装置を備える工業炉によれば、工業炉内部の熱の一部を電力に変換し、この電力を制御装置等において用いることが可能となるため、エネルギー効率の良い工業炉となる。
特開昭５９−１９８８８３号公報 特開昭６０−３４０８４号公報 特開平８−６４８７４号公報 特開２００５−３３８９４号公報 特開２００５−７９３４７号公報 Some industrial furnaces (heat treatment apparatuses) such as resistance heating furnaces and continuous furnaces include a thermoelectric module including a plurality of thermoelectric elements. Such a thermoelectric module is configured by alternately connecting a plurality of P-type power generation elements and N-type power generation elements that generate an electromotive force due to a temperature difference between a high temperature side and a low temperature side.
Such a thermoelectric module may be used as a thermoelectric conversion device in combination with a heat transfer member such as a heat receiving plate.
And according to the industrial furnace provided with such a thermoelectric conversion device, it becomes possible to convert a part of the heat inside the industrial furnace into electric power and use this electric power in a control device or the like. Become a furnace.
JP 59-198883 A JP 60-34084 A JP-A-8-64874 JP 2005-33894 A JP 2005-79347 A

しかしながら、現在のところ、工業炉等の熱処理装置における熱の多くは外部に放熱されており、電力に変換される熱は一部である。このため、熱処理装置におけるエネルギー効率をさらに向上させる技術が要望されている。   However, at present, most of heat in heat treatment apparatuses such as industrial furnaces is radiated to the outside, and a part of the heat is converted into electric power. For this reason, the technique which further improves the energy efficiency in a heat processing apparatus is desired.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、熱電変換装置における熱から電力への変換効率をより向上することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the problem mentioned above, and aims at improving the conversion efficiency from the heat | fever to electric power in a thermoelectric conversion apparatus more.

上記目的を達成するために、本発明の熱電変換装置は、複数の熱電素子が配列された熱電モジュールと、熱源側を向く受熱面を有するとともに上記熱源からの輻射熱を吸収して上記熱電モジュールに伝熱する受熱部とを備える熱電変換装置であって、上記受熱部の上記受熱面が粗面とされていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the thermoelectric conversion device of the present invention has a thermoelectric module in which a plurality of thermoelectric elements are arranged, a heat receiving surface facing the heat source side, and absorbs radiant heat from the heat source to the thermoelectric module. It is a thermoelectric conversion apparatus provided with the heat receiving part which transfers heat, Comprising: The said heat receiving surface of the said heat receiving part is made into the rough surface, It is characterized by the above-mentioned.

このような特徴を有する本発明の熱電変換装置によれば、受熱部の受熱面が粗面とされ、粗面とされた受熱面を介して受熱部に吸収された輻射熱が熱電モジュールに伝熱される。   According to the thermoelectric conversion device of the present invention having such characteristics, the heat receiving surface of the heat receiving unit is a rough surface, and the radiant heat absorbed by the heat receiving unit via the rough heat receiving surface is transferred to the thermoelectric module. It is.

また、本発明の熱電変換装置においては、上記受熱部が、一方側の面が上記受熱面とされ、他方側の面が上記熱電モジュールに当接される当接面とされた板状部材であるという構成を採用することができる。   In the thermoelectric conversion device of the present invention, the heat receiving portion is a plate-like member in which one surface is the heat receiving surface and the other surface is a contact surface that contacts the thermoelectric module. It is possible to adopt a configuration that there is.

また、本発明の熱電変換装置においては、上記受熱部が、ニッケルによって形成されているという構成を採用することができる。   Moreover, in the thermoelectric conversion apparatus of this invention, the structure that the said heat receiving part is formed with nickel is employable.

次に、本発明の熱処理装置は、熱源と、該熱源からの輻射熱を電力に変換する熱電変換装置とを備える熱処理装置であって、上記熱電変換装置として、本発明の熱電変換装置を用いることを特徴とする。   Next, the heat treatment apparatus of the present invention is a heat treatment apparatus including a heat source and a thermoelectric conversion device that converts radiant heat from the heat source into electric power, and the thermoelectric conversion device of the present invention is used as the thermoelectric conversion device. It is characterized by.

このような特徴を有する本発明の熱処理装置によれば、本発明の熱電変換装置を備えているため、熱電変換装置において、粗面とされた受熱面を介して受熱部に吸収された輻射熱が熱電モジュールに伝熱される。   According to the heat treatment apparatus of the present invention having such a feature, since the thermoelectric conversion apparatus of the present invention is provided, in the thermoelectric conversion apparatus, the radiant heat absorbed by the heat receiving portion via the rough heat receiving surface is absorbed. Heat is transferred to the thermoelectric module.

本発明の熱電変換装置によれば、受熱部の受熱面が粗面とされ、粗面とされた受熱面を介して受熱部に吸収された輻射熱が熱電モジュールに伝熱される。粗面とされた受熱面は、鏡面である場合と比較してより多くの輻射熱を吸収する。すなわち粗面とすることによって受熱面の輻射率が向上する。
したがって、本発明の熱電変換装置によれば、より多くの輻射熱を熱電モジュールに効率的に伝達することが可能となり、熱電変換装置における熱から電力への変換効率をより向上させることが可能となる。 According to the thermoelectric conversion device of the present invention, the heat receiving surface of the heat receiving unit is a rough surface, and the radiant heat absorbed by the heat receiving unit is transferred to the thermoelectric module through the rough heat receiving surface. The rough heat-receiving surface absorbs more radiant heat as compared to the case where it is a mirror surface. That is, by making the surface rough, the radiation rate of the heat receiving surface is improved.
Therefore, according to the thermoelectric conversion device of the present invention, more radiant heat can be efficiently transmitted to the thermoelectric module, and the conversion efficiency from heat to power in the thermoelectric conversion device can be further improved. .

以下、図面を参照して、本発明に係る熱電変換装置及び熱処理装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。   Hereinafter, an embodiment of a thermoelectric conversion device and a heat treatment device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.

図１は、本実施形態の熱電変換装置２０を備える抵抗加熱炉１（熱処理装置）の概略構成を模式的に示した断面図である。まず、抵抗加熱炉１について説明すると、図１に示すように、抵抗加熱炉１は、最外殻として構成される水冷ジャケット２と、水冷ジャケット２の内部に収納されるとともに断熱材３ａによって覆われた加熱室３と、水冷ジャケット２の一方側から加熱室３の内部に連通されるガス供給管４と、水冷ジャケット２の他方側から加熱室３の内部に連通される廃ガス管５と、水冷ジャケット２及び加熱室３を貫通して設置される電気ヒータ６とを備えている。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a resistance heating furnace 1 (heat treatment apparatus) including a thermoelectric conversion apparatus 20 of the present embodiment. First, the resistance heating furnace 1 will be described. As shown in FIG. 1, the resistance heating furnace 1 is housed in a water cooling jacket 2 configured as an outermost shell and the water cooling jacket 2 and covered with a heat insulating material 3a. A heated heating chamber 3, a gas supply pipe 4 communicated from one side of the water cooling jacket 2 to the inside of the heating chamber 3, and a waste gas pipe 5 communicated from the other side of the water cooling jacket 2 to the inside of the heating chamber 3. And an electric heater 6 installed through the water cooling jacket 2 and the heating chamber 3.

このような抵抗加熱炉１においては、加熱室３の内部にワークＸを載置し、さらに水冷ジャケット２と加熱室３との間の空間７を真空雰囲気あるいは所定のガス雰囲気にした状態で、電気ヒータ６を駆動する。この際、ガス供給管４から所定ガスを加熱室３に供給することによって、ワークＸが所定ガス雰囲気で加熱処理される。なお、所定ガスは、廃ガス管５を介して加熱室３から外部に排気される。   In such a resistance heating furnace 1, the workpiece X is placed inside the heating chamber 3, and the space 7 between the water cooling jacket 2 and the heating chamber 3 is in a vacuum atmosphere or a predetermined gas atmosphere. The electric heater 6 is driven. At this time, the workpiece X is heated in a predetermined gas atmosphere by supplying a predetermined gas from the gas supply pipe 4 to the heating chamber 3. The predetermined gas is exhausted from the heating chamber 3 to the outside through the waste gas pipe 5.

そして、抵抗加熱炉１では、ユニット化された複数の熱電変換装置２０が水冷ジャケット２の内壁部２ａに設置されている。
図２は、熱電変換装置２０を模式的に示した断面図である。この図に示すように、熱電変換装置２０は、熱電モジュール２１と、受熱板２２（受熱部）とを備えている。 In the resistance heating furnace 1, a plurality of unitized thermoelectric conversion devices 20 are installed on the inner wall 2 a of the water cooling jacket 2.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the thermoelectric conversion device 20. As shown in this figure, the thermoelectric conversion device 20 includes a thermoelectric module 21 and a heat receiving plate 22 (heat receiving portion).

熱電モジュール２１は、周知のＰ型熱電素子とＮ型熱電素子とが基板上に交互に配列されるとともに互いに直列に接続されたものである。そして、熱電モジュール２１は、一方側（高温側）を加熱室３側に向け、他方側（低温側）を水冷ジャケット２の内壁部２ａに当接して設置されている。   The thermoelectric module 21 is a module in which known P-type thermoelectric elements and N-type thermoelectric elements are alternately arranged on a substrate and connected in series with each other. The thermoelectric module 21 is installed with one side (high temperature side) facing the heating chamber 3 and the other side (low temperature side) in contact with the inner wall 2 a of the water cooling jacket 2.

受熱板２２は、一方側の面が加熱室３側を向く受熱面２２１とされ、他方側の面が熱電モジュール２１の一方側と当接される当接面２２２とされた平板状部材である。
そして、本実施形態の熱電変換装置２０においては、受熱板２２の受熱面２２１が粗面とされている。すなわち、受熱板２２は、加熱室３からの輻射熱を受ける面が粗面化されている。なお、このように受熱面２２１が粗面化された受熱板２２は、受熱板２２の一方側の面をサンドペーパーによって擦ったり、受熱板２２の一方側の面に対して、ブラスト処理やエッチング処理を施すことによって形成することができる。
また、受熱板２２の形成材料としては、熱伝導率の高い金属等の材料を好適に用いることができ、例えばニッケルを用いることができる。 The heat receiving plate 22 is a flat plate member having one surface as a heat receiving surface 221 facing the heating chamber 3 and the other surface as a contact surface 222 that contacts one side of the thermoelectric module 21. .
And in the thermoelectric conversion apparatus 20 of this embodiment, the heat receiving surface 221 of the heat receiving plate 22 is made into a rough surface. That is, the surface of the heat receiving plate 22 that receives the radiant heat from the heating chamber 3 is roughened. The heat receiving plate 22 having the heat receiving surface 221 roughened in this way is rubbed on one side of the heat receiving plate 22 with sandpaper, or blasted or etched with respect to the one side of the heat receiving plate 22. It can be formed by processing.
Moreover, as a material for forming the heat receiving plate 22, a material such as a metal having high thermal conductivity can be suitably used, and for example, nickel can be used.

このような受熱板２２においては、加熱室３からの輻射熱を受熱面２２１から吸収し、吸収した熱を当接面２２２側から熱電モジュール２１に伝熱する。そして、本実施形態においては、受熱面２２１が粗面とされている。粗面は鏡面と比較して輻射熱の反射率が小さく輻射率が高い。したがって、従来のように受熱面が略鏡面である場合と比較して、本実施形態における受熱板２２は、より多くの輻射熱を吸収してより多くの熱を熱電モジュール２１に伝熱する。   In such a heat receiving plate 22, the radiant heat from the heating chamber 3 is absorbed from the heat receiving surface 221, and the absorbed heat is transferred from the contact surface 222 side to the thermoelectric module 21. In this embodiment, the heat receiving surface 221 is a rough surface. The rough surface has a lower radiant heat reflectivity and a higher emissivity than the mirror surface. Therefore, compared with the conventional case where the heat receiving surface is a substantially mirror surface, the heat receiving plate 22 in the present embodiment absorbs more radiant heat and transfers more heat to the thermoelectric module 21.

なお、各熱電モジュール２１は、ダイオード等の逆流防止器１０を備えた電力回収ライン１１を介して蓄電装置１２と接続されている。蓄電装置１２は、電力供給ライン１３を介して制御装置１４と接続されている。そして、制御装置１４は、蓄電装置１２から供給される電力を用いて動作する。   Each thermoelectric module 21 is connected to the power storage device 12 via a power recovery line 11 including a backflow preventer 10 such as a diode. The power storage device 12 is connected to the control device 14 via the power supply line 13. Control device 14 operates using the electric power supplied from power storage device 12.

このように構成された抵抗加熱炉１が動作すると、上述のようにワークＸが加熱処理され、これに伴って加熱室３から輻射熱Ｌが放熱される。すなわち、抵抗加熱炉１においては、加熱室３が熱源となっている。   When the resistance heating furnace 1 configured as described above operates, the workpiece X is heat-treated as described above, and the radiant heat L is radiated from the heating chamber 3 along with this. That is, in the resistance heating furnace 1, the heating chamber 3 is a heat source.

そして、加熱室３からの輻射熱Ｌは、熱電変換装置２０において受熱板２２の粗面とされた受熱面２２１によって吸収される。受熱板２２に吸収された熱は、受熱板２２の内部を伝熱され、当接面２２２を介して熱電モジュール２１に伝熱される。そして、熱電モジュール２１に電熱された熱は電力に変換される。   The radiant heat L from the heating chamber 3 is absorbed by the heat receiving surface 221 that is the rough surface of the heat receiving plate 22 in the thermoelectric converter 20. The heat absorbed by the heat receiving plate 22 is transferred inside the heat receiving plate 22 and transferred to the thermoelectric module 21 through the contact surface 222. And the heat electrically heated by the thermoelectric module 21 is converted into electric power.

熱電モジュール２１において発電された電力は、電力回収ライン１１を介して蓄電装置１２に送電され、蓄電装置１２において一時的に蓄電される。そして、蓄電装置１２に一時的に蓄電された電力は、適宜電力供給ライン１３を介して制御装置１４に供給され、制御装置１４の動作のために消費される。   The electric power generated in the thermoelectric module 21 is transmitted to the power storage device 12 via the power recovery line 11 and is temporarily stored in the power storage device 12. The power temporarily stored in the power storage device 12 is supplied to the control device 14 through the power supply line 13 as appropriate, and is consumed for the operation of the control device 14.

このように本実施形態の熱電変換装置２０によれば、受熱板２２の受熱面２２１が粗面とされ、粗面とされた受熱面２２１を介して受熱板に吸収された輻射熱が熱電モジュール２１に伝熱される。粗面とされた受熱面２２１は、鏡面である場合と比較してより多くの輻射熱を吸収する。すなわち粗面とすることによって受熱面２２１の輻射率が向上する。
したがって、本実施形態の熱電変換装置２０によれば、より多くの輻射熱を熱電モジュール２１に効率的に伝達することが可能となり、熱電変換装置２０における熱から電力への変換効率をより向上させることが可能となる。 Thus, according to the thermoelectric conversion device 20 of the present embodiment, the heat receiving surface 221 of the heat receiving plate 22 is a rough surface, and the radiant heat absorbed by the heat receiving plate via the rough heat receiving surface 221 is the thermoelectric module 21. Heat is transferred to. The rough heat receiving surface 221 absorbs more radiant heat as compared to the case where it is a mirror surface. That is, by making the surface rough, the radiation rate of the heat receiving surface 221 is improved.
Therefore, according to the thermoelectric conversion device 20 of the present embodiment, more radiant heat can be efficiently transmitted to the thermoelectric module 21, and the conversion efficiency from heat to power in the thermoelectric conversion device 20 can be further improved. Is possible.

また、このような本実施形態の熱電変換装置２０を備える抵抗加熱炉１は、従来の抵抗加熱炉と比較して、より多くの熱を電力に変換し、この電力を制御装置等において用いることが可能となるため、よりエネルギー効率の良いものとなる。   In addition, the resistance heating furnace 1 including the thermoelectric conversion device 20 of the present embodiment converts more heat into electric power and uses this electric power in a control device or the like as compared with a conventional resistance heating furnace. Can be made more energy efficient.

図３は、熱電変換装置２０の受熱板２２の受熱面２２１を粗面とした場合と鏡面とした場合とにおける受熱板２２の輻射率について比較するための実験データである。
なお、本実験において、受熱面２２１が鏡面の場合の表面状態は、Ｒａが０．０１μｍ、ＲＭＳが０．０１μｍ、Ｒｍａｘが０．２７μｍ、Ｒｚが０．２０μｍとし、受熱面２２１が粗面の場合の表面状態は、Ｒａが１．４１、ＲＭＳが１．８０μｍ、Ｒｍａｘが１７．２５μｍ、Ｒｚが１２．３９μｍとした。 FIG. 3 is experimental data for comparing the radiation rate of the heat receiving plate 22 when the heat receiving surface 221 of the heat receiving plate 22 of the thermoelectric conversion device 20 is a rough surface and when it is a mirror surface.
In this experiment, when the heat receiving surface 221 is a mirror surface, Ra is 0.01 μm, RMS is 0.01 μm, Rmax is 0.27 μm, Rz is 0.20 μm, and the heat receiving surface 221 is a rough surface. In this case, the surface condition was such that Ra was 1.41, RMS was 1.80 μm, Rmax was 17.25 μm, and Rz was 12.39 μm.

そして、図３に示すように、受熱面２２１が鏡面の場合における受熱板２２の輻射率は、熱源の温度が２００℃の場合に０．１０μｍであり、３００℃の場合に０．１１μｍであった。一方、受熱面２２１が粗面の場合における受熱板２２の輻射率は、熱源の温度が２００℃の場合に０．１９μｍであり、３００℃の場合に０．２０μｍであった。
この結果から、受熱面２２１が粗面とされている場合には、鏡面とされた場合よりも、受熱板２２の輻射率が向上することが分かった。 As shown in FIG. 3, the radiation rate of the heat receiving plate 22 when the heat receiving surface 221 is a mirror surface is 0.10 μm when the temperature of the heat source is 200 ° C. and 0.11 μm when the temperature of the heat source is 300 ° C. It was. On the other hand, when the heat receiving surface 221 is a rough surface, the radiation rate of the heat receiving plate 22 is 0.19 μm when the temperature of the heat source is 200 ° C., and 0.20 μm when the temperature of the heat receiving surface 221 is 300 ° C.
From this result, it was found that when the heat receiving surface 221 is a rough surface, the radiation rate of the heat receiving plate 22 is improved as compared with the case where the heat receiving surface 221 is a mirror surface.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted or simplified.

上記第１実施形態においては、熱電変換装置２０を抵抗加熱炉１に設置した構成について説明した。本第２実施形態においては、熱電変換装置２０を連続炉３０（熱処理装置）に設置する構成について説明する。   In the said 1st Embodiment, the structure which installed the thermoelectric conversion apparatus 20 in the resistance heating furnace 1 was demonstrated. In the second embodiment, a configuration in which the thermoelectric conversion device 20 is installed in the continuous furnace 30 (heat treatment device) will be described.

図４は、本第２実施形態の連続炉３０を模式的に示した断面図である。この図に示すように、本実施形態の連続炉３０は、加熱することによってワークＸの温度を上昇させる昇温部３１と、昇温部３１によって昇温されたワークＸを、温度を保持した状態で所定ガス雰囲気に晒すことによってガス処理する保持部３２と、保持部３２によってガス処理されたワークＸを水冷板３４によって冷却する冷却部３３とを有している。そして、昇温部３１と保持部３２と冷却部３３とは連接されており、ワークＸは、ベルトコンベア等の搬送部３５によって昇温部３１、保持部３２、冷却部３３の順に搬送される。   FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the continuous furnace 30 of the second embodiment. As shown in this figure, the continuous furnace 30 of the present embodiment maintains the temperature of the temperature raising unit 31 that raises the temperature of the workpiece X by heating and the temperature of the workpiece X that is raised by the temperature raising unit 31. The holding part 32 which gas-processes by exposing to a predetermined gas atmosphere in the state, and the cooling part 33 which cools the workpiece | work X gas-processed by the holding part 32 with the water cooling plate 34 are provided. The temperature raising unit 31, the holding unit 32, and the cooling unit 33 are connected to each other, and the workpiece X is conveyed in the order of the temperature raising unit 31, the holding unit 32, and the cooling unit 33 by a conveying unit 35 such as a belt conveyor. .

このような連続炉３０においては、ワークＸが加熱された状態で搬送されるため、常にワークＸから輻射熱が放熱される。すなわち、本実施形態の連続炉３０においては、ワークＸが熱源となっている。
そして、昇温部３１、保持部３２及び冷却部３３の内部に熱電変換装置２０が複数設置されている。 In such a continuous furnace 30, since the workpiece X is conveyed in a heated state, radiant heat is always radiated from the workpiece X. That is, in the continuous furnace 30 of the present embodiment, the workpiece X is a heat source.
A plurality of thermoelectric conversion devices 20 are installed inside the temperature raising unit 31, the holding unit 32, and the cooling unit 33.

連続炉３０においては、ワークＸから放熱された輻射熱が熱電変換装置２０によって電力に変換され、この電力が制御部（不図示）等において用いられる。
そして、熱電変換装置２０がより多くの熱を電力に変換するものであるために、連続炉は、従来の連続炉と比較して、よりエネルギー効率の良いものとなる。 In the continuous furnace 30, the radiant heat radiated from the workpiece X is converted into electric power by the thermoelectric conversion device 20, and this electric power is used in a control unit (not shown) or the like.
And since the thermoelectric conversion apparatus 20 converts more heat into electric power, a continuous furnace becomes a more energy efficient thing compared with the conventional continuous furnace.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る熱電変換装置及び熱処理装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As mentioned above, although preferred embodiment of the thermoelectric conversion apparatus and heat processing apparatus which concern on this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、本発明の熱電変換装置２０が設置される熱処理装置の一例として、抵抗加熱炉や連続炉を挙げて説明した。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、輻射線を射出する熱源を有する熱処理装置全般に適用することができる。   For example, in the above embodiment, a resistance heating furnace or a continuous furnace has been described as an example of the heat treatment apparatus in which the thermoelectric conversion apparatus 20 of the present invention is installed. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to any heat treatment apparatus having a heat source that emits radiation.

また、上記実施形態においては、受熱板２２が板状部材である構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、板状ではない他の形状を有する受熱部を用いても良い。なお、このような構成を採用する場合であっても、受熱部における輻射熱を受ける面、すなわち受熱面が粗面とされる。
また、受熱板２２の大きさは必ずしも熱電モジュールと同一でなくても構わない。例えば、受熱面２２１の領域をより確保するために、受熱面２２１が熱電モジュール２１の上面よりも広い受熱板であっても構わない。 In the above embodiment, the configuration in which the heat receiving plate 22 is a plate-like member has been described. However, this invention is not limited to this, You may use the heat receiving part which has another shape which is not plate shape. Even when such a configuration is employed, the surface that receives the radiant heat in the heat receiving portion, that is, the heat receiving surface is rough.
Further, the size of the heat receiving plate 22 is not necessarily the same as that of the thermoelectric module. For example, the heat receiving surface 221 may be a heat receiving plate wider than the upper surface of the thermoelectric module 21 in order to further secure the region of the heat receiving surface 221.

また、例えば、さらに輻射率を向上させるために、輻射率の高い材料からなる膜を
受熱面上に形成しても構わない。このような膜の材料としては、例えば、炭化ケイ素、窒化ケイ素、スズアンチモン複合酸化物、酸化ニッケル、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等を用いることができる。 For example, in order to further improve the emissivity, a film made of a material having a high emissivity may be formed on the heat receiving surface. As the material of such a film, for example, silicon carbide, silicon nitride, tin antimony composite oxide, nickel oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, or the like can be used.

また、上記実施形態においては、受熱板２２の当接面２２２と熱電モジュール２１とが当接している構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、受熱板の当接面２２２と熱電モジュール２１との間に挟まれた他の部材を介して熱を伝熱する構成であっても良い。   Moreover, in the said embodiment, the structure which the contact surface 222 of the heat receiving plate 22 and the thermoelectric module 21 contact | abutted was demonstrated. However, the present invention is not limited to this, and may be configured to transfer heat through another member sandwiched between the contact surface 222 of the heat receiving plate and the thermoelectric module 21.

本発明の一実施形態である熱電変換装置を備える抵抗加熱炉の概略構成を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically schematic structure of the resistance heating furnace provided with the thermoelectric conversion apparatus which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である熱電変換装置を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the thermoelectric conversion apparatus which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である熱電変換装置が備える受熱板の輻射率と従来の熱電変換装置が備える受熱板の輻射率とを比較するための実験データである。It is an experimental data for comparing the radiation rate of the heat receiving plate with which the thermoelectric conversion apparatus which is one Embodiment of this invention is provided, and the radiation rate of the heat receiving plate with which the conventional thermoelectric conversion device is provided. 本発明の一実施形態である熱電変換装置を備える連続炉の概略構成を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the schematic structure of the continuous furnace provided with the thermoelectric conversion apparatus which is one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１……抵抗加熱炉（熱処理装置）、３……加熱室（熱源）、２０……熱電変換装置、２１……熱電モジュール、２２……受熱板、２２１……受熱面、２２２……当接面、Ｌ……輻射熱、Ｘ……ワーク（熱源）   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Resistance heating furnace (heat processing apparatus), 3 ... Heating chamber (heat source), 20 ... Thermoelectric conversion device, 21 ... Thermoelectric module, 22 ... Heat receiving plate, 221 ... Heat receiving surface, 222 ... Contact Surface, L ... radiant heat, X ... work (heat source)

Claims (4)

複数の熱電素子が配列された熱電モジュールと、熱源側を向く受熱面を有するとともに前記熱源からの輻射熱を吸収して前記熱電モジュールに伝熱する受熱部とを備える熱電変換装置であって、
前記受熱部の前記受熱面が粗面とされていることを特徴とする熱電変換装置。 A thermoelectric conversion device comprising: a thermoelectric module in which a plurality of thermoelectric elements are arranged; and a heat receiving portion that has a heat receiving surface facing the heat source side and absorbs radiant heat from the heat source and transfers the heat to the thermoelectric module,
The thermoelectric conversion device, wherein the heat receiving surface of the heat receiving unit is a rough surface. 前記受熱部は、一方側の面が前記受熱面とされ、他方側の面が前記熱電モジュールに当接される当接面とされた板状部材であることを特徴とする請求項１記載の熱電変換装置。 The said heat receiving part is a plate-shaped member by which the surface of one side was made into the said heat receiving surface, and the surface of the other side was made into the contact surface contact | abutted by the said thermoelectric module. Thermoelectric converter. 前記受熱部は、ニッケルによって形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の熱電変換装置。 The thermoelectric conversion device according to claim 1, wherein the heat receiving portion is made of nickel. 熱源と、該熱源からの輻射熱を電力に変換する熱電変換装置とを備える熱処理装置であって、
前記熱電変換装置として、請求項１〜３いずれかに記載の熱電変換装置を用いることを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus comprising a heat source and a thermoelectric conversion device that converts radiant heat from the heat source into electric power,
A heat treatment apparatus using the thermoelectric conversion apparatus according to claim 1 as the thermoelectric conversion apparatus.
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