JP2012044107A - 熱電変換デバイス及びセンシングデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】 配管とその内部の流体との間の温度差などを利用して発電することが可能な配管型の熱電変換デバイスを提供する。
【解決手段】 熱電変換デバイス１００は、連通した管状構造１１０を形成する第１及び第２の配管１１１−１、１１１−２、中間配管１１２、及び接続配管１１３−１、１１３−２を含む。中間配管は、２つの接続配管に挟まれて第１及び第２の配管の間に配置される。接続配管は、第１及び第２の配管、並びに中間配管より低い熱伝導率を有する。熱電変換デバイス１００は更に、第１及び／又は第２の配管に接合され且つ中間配管に重なるように延在した筒状の外壁部材１２０と、中間配管と外壁部材との間に配置された熱電素子１３０とを含む。熱電素子は、中間配管と外壁部材との間の温度差を利用して電力を生成することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、温度差を利用して電力を生成する熱電変換デバイス、及び熱電変換デバイスを含むセンシングデバイスに関する。

近年、熱電変換デバイスを用いて種々の熱源や廃熱から電力を生成する試みが進められている。熱電変換デバイスは熱電変換材料を有し、そのゼーベック効果を利用して熱エネルギーを電気エネルギーに直接的に変換することができる。熱源や廃熱は自然界及び産業界においていたるところに存在するため、それを利用して電力を生成する熱電変換デバイスは、クリーンエネルギー源の一つとして有望視されている。また、熱電変換デバイスは、熱を電気に直接的に変換するため、既存の電圧コンバータなどと組み合わされて容易に電力供給することが可能である。

このような熱電変換デバイスは、例えば、廃熱から電力を得る自律型センシングデバイスに用いることができる。一例として、図１に模式的に示すような、配管に該配管から突出するように取り付けられるセンシングデバイス１０が知られている。センシングデバイス１０は、一端に放熱フィン１１を有し、他端で高温の液体が流れる配管２０に取り付けられる。センシングデバイス１０の内部に搭載された熱電素子１２が、配管中の流体又は配管表面を高温源、外気により冷却される放熱フィンを低温源として、これらの間の温度差を利用して発電する。熱電素子１２により生成された電力は、圧力センサーによりモニタされる圧力値を外部の受信機に無線送信するために使用され得る。

このような自律型デバイスは、外部電力及び電池などの内蔵電源、更にはその交換又は配線の作業を不要とし、設置及びメンテナンスに関する費用を低減することができる。

特開２００９−１６８１２号公報

Micropelt社ホームページ、［平成22年8月5日検索］、インターネット〈URL：http://www.micropelt.com/tech/technology.php〉 Micropelt社ホームページ、［平成22年8月5日検索］、インターネット〈URL：http://www.micropelt.com/applications/te_power_probe.php〉

上述の既知の配管取り付け型熱電変換デバイスは、高温源である配管から突出するように一端が配管に取り付けられる。そして、配管温度と外気温との間の温度差を利用して発電することができるよう、外気との間での熱伝達を増大させる放熱フィンを他端に用いている。このような配管取り付け型熱電変換デバイスにおいて発電量を増大させるためには、より大きな放熱フィンを用いる必要があり、システム全体としてのサイズが大きくなるという問題が発生する。

また、既知の配管取り付け型熱電変換デバイスにおいては、配管中の流体の温度と配管壁との間に発生する温度差を利用した発電は想定されていない。しかしながら、例えば流体（高温又は低温）が急に流れ出したり、急に止まったりなど、非定常に流れている場合には、流体と配管との間にも温度差が発生する。また、配管が地中に埋められている（配管壁の温度は地中温度に近い）場合などにも、流体と配管との間に温度差が存在し得る。このような温度差もクリーンエネルギー源の一つとなり得るものである。

故に、放熱フィンによる外気への熱伝達に頼ることなく、例えば配管とその内部の流体との間の温度差などの様々な温度差をエネルギー源とし得る熱電変換デバイス、及びそのような熱電変換デバイスを含むセンシングデバイスが望まれる。

一観点によれば、熱電変換デバイスは、外部配管に接続される第１及び第２の配管と、第１の配管と第２の配管との間に配置された少なくとも１つの中間配管とを含む。第１及び第２の配管、並びに上記少なくとも１つの中間配管は、連通した管状構造を形成するよう、少なくとも２つの接続配管により接続される。当該熱電変換デバイスは更に、第１及び第２の配管のうちの少なくとも一方に接合され且つ中間配管に重なるように延在した筒状部材と、上記少なくとも１つの中間配管の各々と筒状部材との間に配置され、これらの間の温度差により電力を生成する熱電素子とを含む。接続配管は、第１及び第２の配管、並びに中間配管より低い熱伝導率を有する。

他の一観点によれば、上述のような熱電変換デバイスと、少なくとも１つのセンサーとを含み、該熱電変換デバイスにより生成された電力により動作するセンシングデバイスが提供される。

低熱伝導性の接続配管によって挟まれた中間配管は、例えば配管中の流体の温度などに追従して、第１及び／又は第２の配管を介して外部配管に接続される筒状部材とは異なる温度を有し得る。従って、中間配管と筒状部材との間に配置される熱電素子は、配管（外部配管や第１及び第２の配管）とその内部の流体との間の温度差を利用して電力を生成し得る。

配管取り付け型の既知のセンシングデバイスを模式的に示す図である。 第１実施形態に係る熱電変換デバイスを示す図である。 図２の熱電変換デバイスの一動作例を説明する断面図である。 図２の熱電変換デバイスの他の一動作例を説明する断面図である。 第２実施形態に係る熱電変換デバイスを示す図である。 第２実施形態に係る熱電変換デバイスの一変形例を示す図である。 第３実施形態に係る熱電変換デバイスを示す図である。 第３実施形態に係る熱電変換デバイスの一変形例を示す図である。 第４実施形態に係る熱電変換デバイスを示す図である。 第５実施形態に係る熱電変換デバイスを示す図である。 第６実施形態に係る熱電変換デバイスを示す図である。 一実施形態に係るセンシングデバイスの回路例を示すブロック図である。 センシングデバイスの一例を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。なお、図面において、種々の構成要素は必ずしも同一の尺度で描かれていない。

（第１実施形態）
先ず、図２を参照して、第１実施形態に係る熱電変換デバイス１００の詳細な構造を説明する。図２（ａ）は、熱電変換デバイス１００を斜視図にて示しており、図２（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、熱電変換デバイス１００を長手方向、横断方向に切断する図２（ａ）のＢ−Ｂ’断面（縦断面）、Ｃ−Ｃ’断面（横断面）を示している。ただし、図２（ａ）においては、内部構造の説明のため、外壁部（１２０）を輪郭のみで示している。

熱電変換デバイス１００は、１つの連通した管状構造１１０を形成する５つの配管１１１−１、１１１−２、１１２、１１３−１、１１３−２を含んでいる。熱電変換デバイス１００は種々のシステムの配管中に挿入して使用することが可能であり、そのとき、両端の２つの配管１１１−１及び１１１−２（総称的に参照符号１１１を用いる）はシステム配管に接続される。あるいは、配管１１１はシステム配管の一部であってもよい。これらの２つの配管１１１の間に、２つの接続配管１１３−１及び１１３−２（総称的に参照符号１１３を用いる）を介して中間配管１１２が接続されている。これら５つの配管間の機械的な接続は、形成される管状構造１１０の気密性を確保可能な方法であれば特に限定されず、例えばネジ切りによるものなど、一般的な配管の接続に使用される手法を用いることができる。

配管１１１は典型的に、例えば銅、ステンレス又は鋳鉄などの金属又は合金を有する金属配管とし得る。接続配管１１３は、配管１１１の材料より低い熱伝導率を有する材料を有し、好ましくは、例えば塩化ビニル管やポリエチレン管などの樹脂系配管である。２つの樹脂系配管１１３に挟まれた中間配管１１２は、配管１１１と同様に金属配管とし得る。しかしながら、中間配管１１２は好ましくは、配管１１１より単位体積当たりの比熱（体積比熱（Ｊ／ｍ^３Ｋ））が小さい金属又は合金を有する。体積比熱が小さい材料を用いることは、同じ形状で比較したときに、加熱されやすく冷めやすい性質が得られることを意味する。例えば、中間配管１１２はアルミニウム合金又はマグネシウム合金を主体とする金属配管とし得る。アルミニウムパイプは広く市販されている。また、マグネシウム合金は、現状では高価であるが、加工技術の向上に伴ってノート型ＰＣの筐体や自動車部品などに用いられつつあり、今後は様々な分野で普及し、部材コストも低下すると考えられる。

熱電変換デバイス１００はまた、２つの樹脂系配管１１３と中間配管１１２との全体を覆う筒状の外壁部材１２０を有している。外壁部材１２０の両端部はそれぞれ対応する側の配管１１１に、例えば溶接又はネジ切りなどによって接合されている。それにより、管状構造１１０と外壁部材１２０との間に、密閉空間が形成される。外壁部材１２０は好ましくは、高熱伝導金属を有し、且つ中間配管１１２の材料と同等あるいはそれより大きい比熱を有する。例えば、外壁部材１２０は銅又はステンレスを有し得る。

熱電変換デバイス１００は更に、管状構造１１０と外壁部材１２０との間の空間内に、より詳細には、中間配管１１２の外周部と外壁部材１２０の内壁との間に、熱電素子１３０を有している。熱電素子１３０の熱電材料は、例えば使用環境及び／又は配管中の流体の温度によって適宜選択され得る。例えば、ＢｉＴｅ系（ＢｉＴｅ、ＳｂＴｅ、ＢｉＳｅ及びこれらの化合物）、ＰｂＴｅ系（ＰｂＴｅ、ＳｎＴｅ、ＡｇＳｂＴｅ、ＧｅＴｅ及びこれらの化合物）、Ｓｉ−Ｇｅ系（Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ）を用いることができる。また、合金系（クロメル、コンスタンタンなど）、シリサイド系（ＦｅＳｉ、ＭｎＳｉ、ＣｒＳｉ）、スクッテルダイト系（ＭＸ３、又はＲＭ４Ｘ１２と記載される化合物、ここでＭ＝Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｘ＝Ａｓ、Ｐ、Ｓｂ、Ｒ＝Ｌａ、Ｙｂ、Ｃｅ）を用いてもよい。さらには、遷移金属酸化物系（ＮａＣｏＯ、ＣａＣｏＯ、ＺｎＩｎＯ、ＳｒＴｉＯ、ＢｉＳｒＣｏＯ、ＰｂＳｒＣｏＯ、ＣａＢｉＣｏＯ、ＢａＢｉＣｏＯ）、亜鉛アンチモン系（ＺｎＳｂ）、ホウ素化合物（ＣｅＢ、ＢａＢ、ＳｒＢ、ＣａＢ、ＭｇＢ、ＶＢ、ＮｉＢ、ＣｕＢ、ＬｉＢ）、クラスター固体（Ｂクラスター、Ｓｉクラスター、Ｃクラスター、ＡｌＲｅ、ＡｌＲｅＳｉ）、酸化亜鉛系（ＺｎＯ）、カーボンナノチューブなど、その他の熱電材料を用いてもよい。

熱電素子１３０は、複数のＮ型熱電材料１３１及びＰ型熱電材料１３２と、それらを交互に直列接続する複数の電極１３３と、該直列接続の端部を為す電極１３３に設置された例えばリード線などの出力端子対１３４とを含んでいる。Ｎ型及びＰ型の熱電材料１３１及び１３２は、上述のような種々の熱電材料から選択し得るが、一例として、ＢｉＴｅ系熱電材料であるＮ型：Ｂｉ_２（Ｔｅ_０．８５Ｓｅ_０．１５）、Ｐ型：（Ｂｉ_０．２５Ｓｅ_０．７５）Ｔｅ_３を挙げることができる。各熱電材料１３１、１３２と各電極１３３との接合部には、界面密着性の向上と導電性の向上とを図るため、ごく薄いＳｂもしくはＳｂ系はんだを用いてもよい。なお、Ｎ型熱電材料１３１及びＰ型熱電材料１３２の接続形態は、所望の電圧及び電流に応じて、直列接続に並列接続が組み合わされてもよい。また、熱電材料１３１、１３２の配置・接続方向は、図示の例に限定されず、例えば、横断面に沿って複数のリング状に接続してもよいし、中間配管１１２の周りで螺旋状に配置・接続してもよい。

パイプ状の中間配管１１２の外周部に沿って熱電素子を円環状に配置することにより、熱電変換デバイス１００の外形が通常の配管（管状構造１１０と同等とし得る）に対して大型化することを抑制し得る。実際、熱電変換デバイス１００は、熱電素子１３０の配置に伴って配管をやや大口径化させるものの、局所的な突起部や放熱フィンを含んでおらず、パイプ状の形状を維持している。

熱電素子１３０の電極１３３は、例えば銅などの高導電性金属を有する。各電極１３３と、導電性の金属又は合金とし得る中間配管１１２及び外壁部材１２０との間には、絶縁膜１４０が配置され、熱電素子１３０と中間配管１１２及び外壁部材１２０との間の電気絶縁が確保されている。絶縁膜１４０はまた、熱電素子１３０と中間配管１１２及び外壁部材１２０との間に熱的に良好な接触を得るために良熱伝導性であることが好ましく、例えば、薄膜ポリイミドシートなどとし得る。絶縁膜１４０は、各電極１３３に対応して分離して設けられてもよいし、中間配管１１２の外壁及びそれに対向する外壁部材１２０の内壁の全体に設けられてもよい。

なお、図示の例では、中間配管１１２を含む管状構造１１０及び外壁部材１２０の断面形状を円形として示しているが、例えば楕円形又は多角形などのその他の形状にしてもよい。例えば、少なくとも中間配管１１２及び外壁部材１２０の断面形状を６角形などの多角形にすることにより、各熱電材料１３１、１３２に接合された電極１３３と中間配管１１２及び外壁部材１２０とを密接させることが容易になる。それにより、熱伝導が良好になり、熱電変換効率の向上につながる。

続いて、図３及び４を参照して、熱電変換デバイス１００の動作例を説明する。

図３は、熱電変換デバイス１００が外気に接して配置されている状態を示している。熱電変換デバイス１００の管状構造１１０は、システム配管に接続されており、液体又はガスなどの流体を通過させることができる状態にある。

図３（ａ）において、管状構造１１０に流体が流れておらず、また長時間にわたって外気中に放置されているとすると、熱電変換デバイス１００の全ての領域が熱平衡状態にあって、ほぼ同じ温度になる。故に、熱電素子１３０に熱的に接合された中間配管１１２の温度Ｔ１と外壁部材１２０の温度Ｔ２とがほぼ等しく、発電はほとんど行われない。

この状態から、図３（ｂ）に示すように、管状構造１１０中に、例えば高温の、流体１８０が流れ始めると、低熱伝導性の２つの接続配管１１３で挟まれた中間配管１１２は、流体１８０の温度に近い温度Ｔ１’に急速に変化する。中間配管１１２がアルミニウム合金又はマグネシウム合金などを有するとき、その低比熱性により、流体温度に対する中間配管１１２の温度追従性が更に高められる。一方、外壁部材１２０は、体積の大きい、すなわち、熱容量の大きいシステム配管とつながっているので温度変化に遅延が生じ、その温度Ｔ２’がＴ１’と異なる状態が発生する。故に、中間配管１１２及び外壁部材１２０が高温源及び低温源となり、熱電素子１３０による発電が行われる。また、流体１８０の温度が変化する場合にも、同様に温度差が生じ、発電が行われる。

一定温度の流体が流れ続けるような定常状態では、外壁部材１２０も中間配管１１２と同じ温度になり、各熱電材料１３１、１３２の両端部に温度差が生じないため、発電はほとんど行われない。しかし、流れていた流体が再び停止すると、中間配管１１２は低熱伝導性の接続配管１１３によって断熱され且つ外気から密閉されているため、保温効果によって温度を或る程度一定に保ち続ける。一方、外壁部材１２０は外気に露出されているため、中間配管１１２と比較して急速に外気温に近付く。故に、流体の流れが停止する場合にも、各熱電材料１３１、１３２の両端部に温度差が発生し、発電が行われる。

このように、熱電変換デバイス１００は、流体及び／又はその温度の非定常性を利用して、様々な状況で発電を行うことができる。

図４は、他の一例として、熱電変換デバイス１００が地中１８５に埋められている状態を示している。熱電変換デバイス１００が挿入された例えば水道管などの配管が地中１８５に埋められている場合、水道管の外壁及び熱電変換デバイスの外壁部材１２０の温度は地中温度にほぼ等しくなる。外気に露出されている場合とは異なり、外壁部の温度が地中との密接な熱伝達で決定されるためである。そのため、冷たい水などの流体１８０が配管及び熱電変換デバイスの管状構造１１０中を流れると、低熱伝導性の２つの接続配管１１３に挟まれた中間配管１１２のみが流体１８０の温度に追従し、外壁部材１２０はほぼ地中１８５の温度に維持される。故に、地中温度と流体温度との温度差が各熱電材料１３１、１３２の両端に生じ、発電が行われることになる。熱源にわずかな温度差しかない場合であっても、大型化した放熱フィンに頼ることなく、中間配管１１２と外壁部材１２０との間に温度差を発生させ得る。

（第２実施形態）
図５を参照して、第２実施形態に係る熱電変換デバイス２００を説明する。図５（ａ）は、熱電変換デバイス２００を斜視図にて示しており、図５（ｂ）は、熱電変換デバイス２００を長手方向に切断する図５（ａ）のＢ−Ｂ’断面を示している。ただし、図５（ａ）においては、内部構造の説明のため、外壁部（２２０）を輪郭のみで示している。熱電変換デバイス２００は、上述の第１実施形態に係る熱電変換デバイス１００と同様の構成要素を数多く含んでいる。そのような構成要素には同様の参照符号を付し、共通する事項は詳細には説明しない。

熱電変換デバイス２００は、１つの連通した管状構造２１０を形成する７つの配管２１１−１、２１１−２、２１２−１、２１２−２、２１３−１、２１３−２、２１３−３を含んでいる。両端の２つの配管２１１−１及び２１１−２（総称的に参照符号２１１を用いる）はシステム配管に接続され、あるいはシステム配管の一部とされ得る。これらの２つの配管２１１の間に、２つの中間配管２１２−１及び２１２−２（総称的に参照符号２１２を用いる）が配置されている。中間配管２１２−１、２１２−２は、それぞれ、接続配管２１３−１、２１３−２によって配管２１１−１、２１１−２に接続されるとともに、接続配管２１３−３によって相互に接続されている。以下、これら３つの接続配管を総称的に参照符号２１３で表すこともある。中央部の接続配管、すなわち、２つの中間配管２１２間の接続配管２１３−３は、例えばその中間部に、外側に向かって突出する、より径の大きい突出部２１４を有している。突出部２１４は、より詳細に後述するように、外壁部材（２２０）を内側から支持する働きをする。

熱電変換デバイス２００はまた、３つの接続配管２１３と２つの中間配管２１２との全体を覆う筒状の外壁部材２２０を有している。外壁部材２２０の両端部はそれぞれ対応する側の配管２１１に、例えば溶接又はネジ切りなどによって接合されている。それにより、管状構造２１０と外壁部材２２０との間に、密閉空間が形成される。また、外壁部材２２０は、接続配管２１３−３の突出部２１４に接触している。

熱電変換デバイス２００は更に、管状構造２１０と外壁部材２２０との間の空間内に、２つの熱電素子２３０−１及び２３０−２（総称的に参照符号２３０を用いる）を有している。より詳細には、熱電素子２３０−１、２３０−２は、それぞれ、中間配管２１２−１の外周部とそれに対向する外壁部材２２０の内壁との間、中間配管２１２−２の外周部とそれに対向する外壁部材２２０の内壁との間に設置されている。各熱電素子２３０は、複数のＮ型熱電材料２３１及びＰ型熱電材料２３２と、それらを交互に直列接続する複数の電極２３３と、リード線などの出力端子対２３４とを含んでいる。各電極２３３と、中間配管２１２及び外壁部材２２０との間には、絶縁膜２４０が配置され、熱電素子２３０と中間配管２１２及び外壁部材２２０との間の電気絶縁が確保されている。

各構成要素の材料は、上述の熱電変換デバイス１００の対応する構成要素の材料と同様とし得る。例えば、配管２１１は銅、ステンレス又は鋳鉄などの金属又は合金を有し、中間配管２１２は、金属又は合金、好ましくは、配管２１１より体積比熱が小さい例えばアルミニウム合金又はマグネシウム合金などの金属又は合金を有し得る。接続配管２１３は、配管２１１の材料より低い熱伝導率を有する、例えば塩化ビニル又はポリエチレンなどの樹脂を有し得る。外壁部材２２０は、例えば、銅又はステンレスを有し得る。また、熱電素子２３０は、例えば、Ｎ型熱電材料としてＢｉ_２（Ｔｅ_０．８５Ｓｅ_０．１５）、Ｐ型熱電材料として（Ｂｉ_０．２５Ｓｅ_０．７５）Ｔｅ_３を有し得る。

接続配管２１３−３は、その突出部２１４を含めて同一材料で一体成形されることができる。しかしながら、接続配管２１３−３は、別個に成形された配管部（例えば、接続配管２１３−１、２１３−２と同一）とリング状の突出部２１４とを組み合わせたものであってもよい。

熱電変換デバイス２００の動作は、図３及び４を参照して説明した熱電変換デバイス１００の動作と同様である。例えば、管状構造２１０中に高温又は低温の流体が流れ始めるとき、又は流体の温度が変化するとき、低熱伝導性の接続配管２１３に挟まれた中間配管２１２の温度がより追従性よく変化し、温度変化に遅延が生じる外壁部材２２０との間に温度差が発生する。また、熱電変換デバイス２００が地中などの環境に埋められている場合などにおいて、中間配管２１２のみが流体温度に追従し、ほぼ環境温度に維持される外壁部材２２０との間に温度差が発生する。故に、各熱電材料２３１、２３２の両端部に温度差が発生し、発電が行われる。

しかしながら、熱電変換デバイス２００は、２つの熱電素子２３０を有しており、発電量を増大させることが可能である。例えば、２つの熱電素子２３０−１及び２３０−２の構成が同一である場合、それらの出力端子対２３４−１及び２３４−２を直列接続することにより、熱電変換デバイスとしての起電力を、同じ温度差で約２倍にすることができる。出力端子対２３４−１及び２３４−２を並列接続して出力電流を約２倍にすることも可能である。

第１実施形態に係る熱電変換デバイス１００においても、中間配管１１２及び外壁部材１２０を長尺化し、より多くの熱電材料を配置することで発電量を増大させ得る。しかしながら、例えばＢｉＴｅ系熱電材料などの機械的に脆い材料を用いた場合に、地中圧などの外圧によって外壁部１２０が変形して熱電材料が損傷されるおそれがある。それに対し、熱電変換デバイス２００は、接続配管２１３−３の突出部２１４が外壁部材２２０を内側から支持することにより、外圧による外壁部材２２０の変形を抑制し、機械的な信頼性を向上させることができる。このように、熱電変換デバイス２００は、熱電素子の数を増加させて、より大きな発電量を得ることに適している。なお、中間配管２１２及び熱電素子２３０の数は２つに限定されず、３つ以上にすることも可能である。

図６は、熱電変換デバイス２００の一変形例に係る熱電変換デバイス２００’を示している。熱電変換デバイス２００’は、熱電変換デバイス２００の接続配管２１３−３に代えて、２つの接続配管２１３−４及び２１３−５と、それらの間に接続された支持配管２１５を有している。なお、これら３つの配管２１３−４、２１３−５及び２１５を、１つの複合的な接続配管として考えることも可能である。接続配管２１３−４及び２１３−５は、他の接続配管２１３−１及び２１３−２と同様に、例えば、塩化ビニル又はポリエチレンなどの樹脂を有し得る。支持配管２１５は、機械的強度に優れた材料、例えば、配管２１１と同様に銅又はステンレスなどの金属又は合金を有し得る。

支持配管２１５は、それを含む管状構造２１０’の長手方向に沿った当該支持配管の少なくとも一部において、外壁部材２２０を内側から支持することが可能な外径を有する。支持配管２１５は、上述の突出部２１４を有する樹脂系の接続配管２１３−３より機械的強度が高く、外壁部材２２０の変形抑制効果、ひいては、熱電変換デバイスの機械的信頼性を更に向上させ得る。

（第３実施形態）
図７を参照して、第３実施形態に係る熱電変換デバイス３００を説明する。図７（ａ）は、熱電変換デバイス３００を斜視図にて示しており、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ’断面を示している。ただし、図７（ａ）においては、内部構造の説明のため、外壁部（３２０）を輪郭のみで示している。また、図７（ｂ）においては、熱電変換デバイス３００が接続されるシステム配管の一部を併せて示している。熱電変換デバイス３００は、上述の第１実施形態に係る熱電変換デバイス１００と同様の構成要素を数多く含んでいる。そのような構成要素には同様の参照符号を付し、共通する事項は詳細には説明しない。

熱電変換デバイス３００は、１つの連通した管状構造３１０を形成する５つの配管３１１−１、３１１−２、３１２、３１３−１、３１３−２を含んでいる。熱電変換デバイス３００は、例えば、水道本管などの体積や重量の大きなシステム配管３６０から、より細く軽量なシステム配管への分岐部に設置するのに適している。その場合、配管３１１−１は、本管３６０に接続されることができ、配管３１１−２は分岐管に接続され、あるいは分岐管の一部とされることができる。以下、配管３１１−１及び３１１−２を総称的に参照符号３１１で表すこともある。これらの２つの配管３１１の間に、２つの接続配管３１３−１及び３１３−２（総称的に参照符号３１３を用いる）を介して中間配管３１２が接続されている。

熱電変換デバイス３００はまた、一端が配管３１１−１に接続され、他端が、接続配管３１３−１及び中間配管３１２を跨いで、接続配管３１３−２上で終端する筒状の外壁部材３２０を有している。外壁部材３２０の上記他端は、好ましくは、熱電素子（３３０）の劣化を防止するため、中間配管３１２の外周部と外壁部材３２０との間に密閉空間を形成するように接続配管３１３−２に接続される。

熱電変換デバイス３００は更に、中間配管３１２の外周部の外壁部材３２０の内壁との間に熱電素子３３０を有している。熱電素子３３０と中間配管３１２及び外壁部材３２０との間には絶縁膜３４０が配置される。

各構成要素の材料は、上述の熱電変換デバイス１００の対応する構成要素の材料と同様とし得る。

熱電変換デバイス３００の動作は、図３及び４を参照して説明した熱電変換デバイス１００の動作と同様であるが、外壁部材３２０への熱の移動は、低熱伝導性の接続配管３１３−２からは小さく、主として配管３１１−１から行われる。換言すれば、外壁部材３２０の温度は、配管３１１−２に接続される分岐管の温度には殆ど影響されず、配管３１１−１が接続される本管３６０の温度によって決定される。細くて熱容量が比較的小さい分岐管の温度は、配管中の流体の温度に追従しやすく、熱電変換デバイス３００の中間配管３１２との間に温度差を生じさせるのに適していないことがある。一方、本管３６０は熱容量が大きく、例えば流体の温度が変化してもその温度に追従しにくいため、中間配管３１２との間に一層大きい温度差を生じさせ得る。故に、管状構造３１０の両端を成す２つの配管３１１のうち本管側に接続された３１１−１のみに外壁部材３２０を接続することにより、発電効率を向上させることができる。

図８は、熱電変換デバイス３００の一変形例に係る熱電変換デバイス３００’を示している。熱電変換デバイス３００’は、熱電変換デバイス３００の外壁部材３２０に代えて、配管３１１−１を介さずに本管３６０に直接的に接続された外壁部材３２０’を有している。外壁部材３２０’と本管３６０との接続は、ネジ又は溶接などの種々の機械的な接続方法を用いて行い得る。

熱電変換デバイスの設置場所を本管３６０に近接させ、外壁部材３２０’を本管３６０に直接接続することにより、外壁部材３２０’の温度を本管３６０の温度に更に強く拘束することできる。それにより、外壁部材３２０’と流体温度に追従する中間配管３１２との間に温度差が生じやすくなり、発電効率が向上し得る。

（第４実施形態）
図９を参照して、第４実施形態に係る熱電変換デバイス４００を説明する。図９（ａ）は、熱電変換デバイス４００を斜視図にて示しており、図９（ｂ）は、熱電変換デバイス４００を長手方向に切断する図９（ａ）のＢ−Ｂ’断面を示している。ただし、図９（ｂ）においては、熱電変換デバイス４００を他の構造物との間で支持する部材（４６５）を併せて示している。熱電変換デバイス４００は、上述の第１実施形態に係る熱電変換デバイス１００と同様の構成要素を数多く含んでいる。そのような構成要素には同様の参照符号を付し、共通する事項は詳細には説明しない。

熱電変換デバイス４００は、１つの連通した管状構造４１０を形成する５つの配管４１１−１、４１１−２、４１２、４１３−１、４１３−２を含んでいる。両端の２つの配管４１１−１及び４１１−２（総称的に参照符号４１１を用いる）はシステム配管に接続され、あるいはシステム配管の一部とされ得る。これらの２つの配管４１１の間に、２つの接続配管４１３−１及び４１３−２（総称的に参照符号４１３を用いる）を介して中間配管４１２が接続されている。

熱電変換デバイス４００はまた、２つの接続配管４１３と中間配管４１２との全体を、管状構造４１０の内側から跨ぐ筒状の内壁部材４２０を有している。内壁部材４２０の両端部はそれぞれ対応する側の配管４１１に、例えば溶接又はネジ切りなどによって接合される。それにより、管状構造４１０と内壁部材４２０との間に、密閉空間が形成される。内壁部材４２０の形状は、例えば図示のように傾斜を設けるなど、配管を流れる流体に対する抵抗を過度に増大させないように決定され得る。

熱電変換デバイス４００は更に、管状構造４１０と内壁部材４２０との間の空間内に、より詳細には、中間配管４１２の内周部と内壁部材４２０の外壁との間に、熱電素子４３０を有している。熱電素子４３０と中間配管４１２及び内壁部材４２０との間には絶縁膜４４０が配置される。

各構成要素の材料は、上述の熱電変換デバイス１００の対応する構成要素の材料と同様とし得る。例えば、配管４１１は銅、ステンレス又は鋳鉄などの金属又は合金を有し、中間配管４１２は、金属又は合金、場合により、配管４１１より体積比熱が小さい例えばアルミニウム合金又はマグネシウム合金などの金属又は合金を有し得る。接続配管４１３は、配管４１１の材料より低い熱伝導率を有する、例えば塩化ビニル又はポリエチレンなどの樹脂を有し得る。内壁部材４２０は、例えば銅又はステンレスを有し、場合により、配管例えばアルミニウム合金又はマグネシウム合金などの体積比熱の小さい金属又は合金を有していてもよい。また、熱電素子４３０は、例えば、Ｎ型熱電材料としてＢｉ_２（Ｔｅ_０．８５Ｓｅ_０．１５）、Ｐ型熱電材料として（Ｂｉ_０．２５Ｓｅ_０．７５）Ｔｅ_３を有し得る。

熱電変換デバイス４００は、管状構造４１０により外形が定められ、一様な外径を有する配管を形成する。故に、管状構造４１０の外径をシステム配管の外径と同一にすることにより、構造に起因する設置上の制約が実質的に存在しない。

熱電変換デバイス４００は、低熱伝導性の２つの接続配管４１３に挟まれた中間配管４１２と、配管４１１に接続された内壁部材４２０との間に熱電素子４３０を設けたことにより、様々な状況において発電を行うことができる。例えば、温度変動する外気中に設置される場合、中間配管４１２の温度は、外気の温度変動に追従することができ、システム配管又は配管中の流体の温度により決定される内壁部材４２０の温度との間に差を生じることになる。また、高熱伝導性の配管支持部材４６５を用いて、温度変動する構造体に中間配管４１２を熱的に結合させた場合にも、同様にして温度差を生じさせることができる。

他の例では、配管支持部材４６５を用いて、建造物など熱容量が大きい構造体に中間配管４１２を熱的に結合させてもよい。この場合、低熱伝導性の２つの接続配管４１３に挟まれた中間配管４１２の温度は上記構造物の温度にほぼ固定され、内壁部材４２０が流体温度に追従して中間配管４１２との間で温度差を生じせることができる。内壁部材４２０の口径が管状構造４１０のそれより小さいことは、内壁部材４２０の設置箇所での流体の流速を高め、ひいては、内壁部材４２０の流体温度に対する温度追従性を高める効果を奏する。内壁部材４２０の温度追従性を更に高めるために、内壁部材４２０の比熱が中間配管４１２の比熱より低くなるように、それぞれの材料を選択してもよい。

（第５実施形態）
図１０を参照して、第５実施形態に係る熱電変換デバイス５００を説明する。図１０（ａ）は、熱電変換デバイス５００を斜視図にて示しており、図１０（ｂ）は、熱電変換デバイス５００を長手方向に切断する図１０（ａ）のＢ−Ｂ’断面を示している。上述の第１実施形態に係る熱電変換デバイス１００と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、共通する事項は詳細には説明しない。

熱電変換デバイス５００は、当該デバイスの外形を定める１つの連続的な主配管５１１を含んでいる。熱電変換デバイス５００は種々のシステムの配管中に挿入して使用することが可能であり、そのとき、主配管５１１はその両端でシステム配管に接続される。熱電変換デバイス５００はまた、主配管５１１内に配置された内部配管５１２と、主配管５１１の内壁に設置され且つ内部配管５１２を支持する２つの接続部材５１３を含んでいる。それにより、主配管５１１と内部配管５１２との間に、両端を２つの接続部材５１３によって終端された密閉空間が形成される。接続部材５１３と主配管５１１及び内部配管５１２との間の機械的な接続は、この空間の気密性を確保可能な方法であれば特に限定されず、例えばネジ切りによるものなど、様々な手法を用いることができる。図示の例では、接続部材５１３は主配管５１１の内壁に対して垂直な壁面を有しているが、好ましくは、流体抵抗を過度に増大させないよう、傾斜付けられた壁面を有する。

熱電変換デバイス５００は更に、内部配管５１２の外周部と主配管５１１の内壁との間に、熱電素子５３０を有している。熱電素子５３０と内部配管５１２及び主配管５１１との間には絶縁膜５４０が配置される。

主配管５１１、内部配管５１２及び接続部材５１３の材料は、それぞれ、上述の熱電変換デバイス１００の配管１１１、中間配管１１２及び接続配管１１３の材料と同様とし得る。例えば、主配管５１１は銅、ステンレス又は鋳鉄などの金属又は合金を有し、内部配管５１２は、金属又は合金、好ましくは、主配管５１１より体積比熱が小さい例えばアルミニウム合金又はマグネシウム合金などの金属又は合金を有し得る。接続部材５１３は、主配管５１１の材料より低い熱伝導率を有する、例えば塩化ビニル又はポリエチレンなどの樹脂を有し得る。また、熱電素子５３０は、例えば、Ｎ型熱電材料としてＢｉ_２（Ｔｅ_０．８５Ｓｅ_０．１５）、Ｐ型熱電材料として（Ｂｉ_０．２５Ｓｅ_０．７５）Ｔｅ_３を有し得る。

熱電変換デバイス５００は、主配管５１１により外形が定められ、一様な外径を有する配管を形成する。故に、主配管５１１の外径をシステム配管の外径と同一にすることにより、構造に起因する設置上の制約が実質的に存在しない。

熱電変換デバイス５００の動作は、図３及び４を参照して説明した熱電変換デバイス１００の動作と基本的に同様である。例えば、主配管５１１中に高温又は低温の流体が流れ込むとき、又は流体の温度が変化するとき、低熱伝導性の接続部材５１３に挟まれた内部配管５１２の温度は、流体温度に追従して変化することができる。内部配管５１２がアルミニウム合金又はマグネシウム合金などを有するとき、その低比熱性により、流体温度に対する内部配管５１２の温度追従性が更に高められる。一方、システム配管に接続されたた主配管５１１、特に熱電素子５３０が設けられたために流体に接触しない部分では、温度変化に遅延が生じる。また、熱電変換デバイス５００が地中などの環境に埋められている場合など、内部配管５１２のみが流体温度に追従し、主配管５１１はほぼ環境温度に維持される。故に、熱電素子５３０の主配管側と内部配管側との間に温度差が発生し、発電が行われる。

ただし、熱電変換デバイス５００においては、内部配管５１２の口径が主配管５１１のそれより小さいことにより、内部配管５１２の設置箇所での流体の流速が高くなり、内部配管５１２の流体温度に対する温度追従性が高められる。

（第６実施形態）
図１１を参照して、第６実施形態に係る熱電変換デバイス６００を説明する。図１１（ａ）は、熱電変換デバイス６００を斜視図にて示しており、図１１（ｂ）は、熱電変換デバイス６００を長手方向に切断する図１１（ａ）のＢ−Ｂ’断面を示している。上述の第１実施形態に係る熱電変換デバイス１００と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、共通する事項は詳細には説明しない。

熱電変換デバイス６００は、１つの連通した管状構造６１０を形成する５つの配管６１１−１、６１１−２、６１２、６１３−１、６１３−２を含んでいる。両端の２つの配管６１１−１及び６１１−２（総称的に参照符号６１１を用いる）はシステム配管に接続され得る。これらの２つの配管６１１の間に、２つの接続配管６１３−１及び６１３−２（総称的に参照符号６１３を用いる）を介して中間配管６１２が接続されている。中間配管６１２は、管状構造６１０の一部を成す内周部６１２ａと、内周部６１２ａから外側に突出するリング状の中間部６１２ｂと、中間部６１２ｂから管状構造６１０に沿って延在する外周部６１２ｃとを有している。外周部６１２ｃは、配管６１１の外周部の少なくとも一部と対向する。

中間配管６１２はまた、必要に応じて、内周部６１２ａの内側、すなわち、管状構造６１０内に、流体温度に対する追従性を高めるための１つ以上のフィン６１２ｄを有していてもよい。さらに、中間配管６１２は、必要に応じて、外周部６１２ｃの外側に、外部環境温度に対する追従性を高めるための１つ以上のフィン６１２ｅを有していてもよい。

熱電変換デバイス６００は更に、配管６１１−１、６１１−２と中間配管の外周部６１２ｃとが対向する領域に、それぞれ、熱電素子６３０−１、６３０−２（総称的に参照符号６３０を用いる）を有している。熱電素子６３０と配管６１１及び中間配管の外周部６１２ｃとの間には絶縁膜６４０が配置される。

各構成要素の材料は、上述の熱電変換デバイス１００の対応する構成要素の材料と同様とし得る。例えば、配管６１１は銅、ステンレス又は鋳鉄などの金属又は合金を有し、中間配管６１２は、金属又は合金、好ましくは、配管６１１より体積比熱が小さい例えばアルミニウム合金又はマグネシウム合金などの金属又は合金を有し得る。中間配管がフィン６１２ｄ及び／又は６１２ｅを有する場合、これらのフィンも好ましくはアルミニウム合金又はマグネシウム合金などを有する。接続配管６１３は、配管６１１の材料より低い熱伝導率を有する、例えば塩化ビニル又はポリエチレンなどの樹脂を有し得る。また、熱電素子６３０は、例えば、Ｎ型熱電材料としてＢｉ_２（Ｔｅ_０．８５Ｓｅ_０．１５）、Ｐ型熱電材料として（Ｂｉ_０．２５Ｓｅ_０．７５）Ｔｅ_３を有し得る。

熱電変換デバイス６００は、低熱伝導性の２つの接続配管６１３に挟まれ、配管内を流れる流体及び／又は外部環境の温度に追従する中間配管６１２と、配管６１１との間に熱電素子６３０を設けたことにより、様々な状況において発電を行うことができる。

（第７実施形態）
次に、上述のような熱電変換デバイスを電源として利用するセンシングデバイス７００を説明する。

図１２はセンシングデバイス７００の回路の一例をブロック図にて示している。熱電変換デバイス７１０によって発電された電気は電源回路７２０に入力される。電源回路７２０には、蓄電手段７３０が接続されている。蓄電手段７３０は、例えば、２次電池（リチウム電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池等）であってもよいし、キャパシタ又はスーパーキャパシタなどであってもよい。電源回路７２０は、熱電変換デバイス７１０によって発電された電気の電圧を一定にし、これを計測回路７４０及び送信回路７５０の電源として出力する。計測回路７４０及び送信回路７５０の消費電力よりも大きい電力が熱電変換デバイス７１０から得られる場合、余った電気を蓄電手段７３０に充電する。一方、熱電変換デバイス７１０からの電力が減少し、計測回路７４０及び送信回路７５０の消費電力に不足する場合には、予め充電しておいた蓄電手段７３０からの放電により、計測回路７４０及び送信回路７５０を引き続き動作させることができる。

計測回路７４０は、少なくとも１つのセンサー７６０から測定値を受信し、該測定値を解析し、データ送信に都合がよいフォーマットの測定データに加工する。センサー７６０は、様々なセンサーを含むことができ、例えば温度、漏水、湿度、及び／又は圧力などを測定するものが考えられる。センサー７６０自体に電力を供給する必要がある場合、電源回路７２０から直接供給してもよいし、計測回路７４０を介して供給してもよい。送信回路７５０は、計測回路７４０から受信した測定データを無線などの方式を用いて外部に送出する役目を果たす。

一例として、図２に示した熱電変換デバイス１００、温度センサー７６１及び漏水センサー７６３を有するセンシングデバイス７００’を図１３に示す。

熱電素子１３０の出力端子からのリード線１３４がセンサー回路７０５に接続されている。図示の例において、センサー回路７０５は、外壁部材１２０の管状構造１１０側の面に配置されている。しかしながら、センサー回路７０５は、外壁部材１２０の管状構造１１０側とは反対側の面など、その他の部分に配置されてもよい。また、図示したセンサー回路７０５は、図１２に示した電源回路７２０、蓄電手段７３０、計測回路７４０及び送信回路７５０の全てを一体的に含んでいてもよいし、一部のみを一体的に含み他の部分を非一体的に含んでいてもよい。

温度センサー７６１は、例えば、中間配管１１２に装着され得る。中間配管１１２は配管内を流れる流体温度に対して良好な温度追従性を有しており、そのような部分に温度センサー７６１を設けることは、流体温度の測定精度を高めることになる。また、漏水センサー７６３は、図示の例において、システム配管に接続された配管１１１−２の外壁上に配置されている。温度センサー７６１及び漏水センサー７６３は、それぞれの配線７６２、７６４を介してセンサー回路７０５に接続されている。外壁部材１２０には、配線を通すための貫通孔が設けられ得る。

以上、実施形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。例えば、第２実施形態にて説明した複数の熱電素子を有する構成を、その他の実施形態に適用するなど、相異なる実施形態にて説明した事項を適宜組み合わせて適用してもよい。

以上の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
外部配管に接続される第１及び第２の配管と、
前記第１の配管と前記第２の配管との間に配置された少なくとも１つの中間配管と、
連通した管状構造を形成するよう、前記第１及び第２の配管、並びに前記少なくとも１つの中間配管を接続する、少なくとも２つの接続配管と、
前記第１及び第２の配管のうちの少なくとも一方に接合され且つ前記中間配管に重なるように延在した筒状部材と、
前記少なくとも１つの中間配管の各々と前記筒状部材との間に配置され、これらの間の温度差により電力を生成する熱電素子と、
を有し、
前記接続配管は、前記第１及び第２の配管、並びに前記中間配管より低い熱伝導率を有する、
ことを特徴とする熱電変換デバイス。
（付記２）
前記前記第１及び第２の配管、並びに前記中間配管は、金属又は合金を有し、前記接続配管は樹脂を有する、ことを特徴とする付記１に記載の熱電変換デバイス。
（付記３）
前記中間配管は前記第１及び第２の配管より低い体積比熱を有することを特徴とする付記１又は２に記載の熱電変換デバイス。
（付記４）
２つ以上の前記中間配管を含み、前記接続配管のうち前記中間配管同士を接続する接続配管が、前記筒状部材を機械的に支持する突出部を有する、ことを特徴とする付記１乃至３の何れか一に記載の熱電変換デバイス。
（付記５）
２つ以上の前記中間配管を含み、前記接続配管のうち前記中間配管同士を接続する接続配管が内部に支持配管部を有し、前記支持配管部は金属又は合金を有し且つ前記筒状部材を機械的に支持する、ことを特徴とする付記１乃至３の何れか一に記載の熱電変換デバイス。
（付記６）
前記筒状部材は前記管状構造の外側に配置されることを特徴とする付記１乃至５の何れか一に記載の熱電変換デバイス。
（付記７）
前記筒状部材は前記管状構造の内側に配置されることを特徴とする付記１乃至５の何れか一に記載の熱電変換デバイス。
（付記８）
前記筒状部材は、一端が前記第１及び第２の配管のうちの一方に接合され、他端が前記前記接続配管のうちの１つによって終端される、ことを特徴とする付記１乃至７の何れか一に記載の熱電変換デバイス。
（付記９）
外部配管に接続される主配管と、
前記主配管内に配置された内部配管と、
前記主配管の内壁に配置され、前記内部配管を支持する少なくとも２つの接続部材と、
前記主配管と前記内部配管との間に配置され、前記主配管と前記内部配管との間の温度差により電力を生成する熱電素子と、
を有し、
前記接続部材は、前記主配管及び前記内部配管より低い熱伝導率を有する、
ことを特徴とする熱電変換デバイス。
（付記１０）
外部配管に接続される第１及び第２の配管と、
前記第１の配管と前記第２の配管との間に配置された中間配管と、
連通した管状構造を形成するよう、前記第１及び第２の配管並びに前記中間配管を接続する２つの接続配管と、
を有し、
前記中間配管は、前記管状構造の外側で前記第１及び第２の配管のうちの少なくとも一方に重なる筒状の延在部を有し、
前記中間配管の前記延在部と前記第１の配管及び／又は前記第２の配管との間に、これらの間の温度差により電力を生成する熱電素子が配置され、
前記接続配管は、前記第１及び第２の配管、並びに前記中間配管より低い熱伝導率を有する、
ことを特徴とする熱電変換デバイス。
（付記１１）
付記１乃至１０の何れか一に記載の熱電変換デバイスと、少なくとも１つのセンサーとを含み、前記熱電変換デバイスにより生成された電力により動作することを特徴とするセンシングデバイス。
（付記１２）
前記少なくとも１つのセンサーは、前記熱電変換デバイスの前記中間配管又は前記内部配管上に搭載された温度センサーであることを特徴とする付記１１に記載のセンシングデバイス。

１００、２００、３００、４００、５００、６００ 熱電変換デバイス
１１０、２１０、３１０、４１０、６１０ 管状構造
１１１、２１１、３１１、４１１、５１１、６１１ 配管
１１２、２１２、３１２、４１２、６１２ 中間配管
１１３、２１３、３１３、４１３、６１３ 接続配管
１２０、２２０、３２０、４２０ 筒状部材（外壁／内壁部材）
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０ 熱電素子
１３１、１３２、２３１、２３２ 熱電材料
１３３、２３３ 電極
１３４、２３４ 出力端子
１４０、２４０、３４０、４４０、５４０、６４０ 絶縁膜
２１４ 接続配管の突出部
２１５ 支持配管
５１２ 内部配管
５１３ 接続部材
７００ センシングデバイス
７０５ センサー回路
７１０ 熱電変換デバイス
７２０ 電源回路
７３０ 蓄電手段
７４０ 計測回路
７５０ 送信回路
７６０、７６１、７６２ センサー

Claims (8)

1. 外部配管に接続される第１及び第２の配管と、
   前記第１の配管と前記第２の配管との間に配置された少なくとも１つの中間配管と、
   連通した管状構造を形成するよう、前記第１及び第２の配管、並びに前記少なくとも１つの中間配管を接続する、少なくとも２つの接続配管と、
   前記第１及び第２の配管のうちの少なくとも一方に接合され且つ前記中間配管に重なるように延在した筒状部材と、
   前記少なくとも１つの中間配管の各々と前記筒状部材との間に配置され、これらの間の温度差により電力を生成する熱電素子と、
   を有し、
   前記接続配管は、前記第１及び第２の配管、並びに前記中間配管より低い熱伝導率を有する、
   ことを特徴とする熱電変換デバイス。
2. 前記前記第１及び第２の配管、並びに前記中間配管は、金属又は合金を有し、前記接続配管は樹脂を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の熱電変換デバイス。
3. 前記中間配管は前記第１及び第２の配管より低い体積比熱を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱電変換デバイス。
4. ２つ以上の前記中間配管を含み、前記接続配管のうち前記中間配管同士を接続する接続配管が、前記筒状部材を機械的に支持する突出部を有する、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の熱電変換デバイス。
5. 前記筒状部材は前記管状構造の外側に配置されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載の熱電変換デバイス。
6. 外部配管に接続される主配管と、
   前記主配管内に配置された内部配管と、
   前記主配管の内壁に配置され、前記内部配管を支持する少なくとも２つの接続部材と、
   前記主配管と前記内部配管との間に配置され、前記主配管と前記内部配管との間の温度差により電力を生成する熱電素子と、
   を有し、
   前記接続部材は、前記主配管及び前記内部配管より低い熱伝導率を有する、
   ことを特徴とする熱電変換デバイス。
7. 請求項１乃至６の何れか一に記載の熱電変換デバイスと、少なくとも１つのセンサーとを含み、前記熱電変換デバイスにより生成された電力により動作することを特徴とするセンシングデバイス。
8. 前記少なくとも１つのセンサーは、前記熱電変換デバイスの前記中間配管又は前記内部配管上に搭載された温度センサーであることを特徴とする請求項７に記載のセンシングデバイス。

Images