JP2014075959A - 熱電変換式発電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】筐体30の内部に、加熱流体Hが流される流通管35を配した密閉容器3において、筐体30は、内側剛性部312の周囲に可撓性を有する変形部313が設けられた可動板部31を有する。内側剛性部312と流通管35の内板部36との間に熱電変換モジュール4を挟んで配設し、可動板部31の外側に設けた冷却ジャケット53a,53b内に供給される冷却水Wで可動板部31を冷却する。冷却ジャケット53a,53bに生じる内圧によって可動板部31の変形部313が変形し、内側剛性部312が熱電変換モジュール4に加圧されて当接する。
【選択図】図8
Description
[1]熱電変換式発電装置の全体構成
図1〜図6は、一実施形態の熱電変換式発電装置(以下、発電装置)1を示している。この発電装置1は、密閉容器3を有する複数の発電ユニット2が図中Y方向に冷却部5Aを挟んで並列状態で積層され、装置1全体の両側面、すなわちY方向両端部にも冷却部5Bが配設された構成となっている。発電ユニット2の数は任意であり、この場合は4つの発電ユニット2を積層して発電装置1を構成している。
上記密閉容器3の筐体30を構成する可動板部31は、図7に示すように、外形が長方形の枠状に形成された外側剛性部311と、外側剛性部311の内側に配設された外側剛性部311と同じ厚さの内側剛性部312と、外側剛性部311と内側剛性部312との間に形成される一定幅の隙間314を塞ぐ状態に配設された各剛性部311,312の厚さよりも薄い変形部313とを有している。
中間冷却部5Aおよび端部冷却部5Bは、それぞれ冷却ケース53A,53Bを備えている。中間冷却部5Aの冷却ケース53Aは、可動板部31の外側剛性部311の周縁に沿った枠状に形成されており、隣接する外側剛性部311の間に挟まれ、これら外側剛性部311の外面周縁部に接合されている。すなわち本装置1においては、隣接する筐体30は、隣接する外側剛性部311どうしが冷却ケース53Aを介して接合された状態となっている。冷却ケース53Aと、冷却ケース53Aを挟む両側の可動板部31とで囲まれた中間冷却部5Aの内部には、冷却水(冷却用流体)の流路となって可動板部31を冷却する冷却ジャケット(冷却室)53aが形成されている。
上記構成からなる発電装置1では、図8(b)および図9に示すように、各冷却ジャケット53a,53b内に冷却水Wを供給して流通させ、密閉容器3の可動板部31を冷却する。一方、各流通管35に、一端側から他端側に向けて高温の加熱流体Hを流して流通管35を加熱する。冷却された可動板部31の温度は熱電変換モジュール4の外面側に伝わり、熱電変換モジュール4の外面側が冷却され、一方、加熱された流通管35の内板部36の温度は熱電変換モジュール4の内面側に伝わり、熱電変換モジュール4の内面側が加熱される。加熱流体Hは中空部351を流れることで拡散せず、流通管35の内板部36が効率よく加熱される。
本実施形態では、各冷却部5A,5Bの冷却ジャケット53a,53b内に供給する冷却水Wを、冷却ジャケット53a,53b内において内圧がある程度のレベル(例えば0.1〜1MPa)で発生する量を常に供給する。このように冷却水Wで冷却ジャケット53a,53b内に内圧を発生させることにより、その内圧で可動板部31の内側剛性部312が熱電変換モジュール4に加圧状態で当接させられる。このため、内側剛性部312を熱電変換モジュール4に対し均一な加圧状態で密着させることができる。このため、可動板部31の内側剛性部312を介しての冷却部5A,5Bから熱電変換モジュール4への熱伝導度は向上し、熱電変換モジュール4に与えられる温度差が大きくなって発電性能が向上する。
4…熱電変換モジュール
31…筐体の可動板部(冷却側の板部材)
312…内側剛性部(剛性部)
313…変形部
36…流通管の内板部(加熱側の板部材)
53a,53b…冷却ジャケット(冷却室)
7…フィン
H…加熱流体
W…冷却水(冷却用流体)
Claims (2)
- 互いに対向して配設される加熱側の板部材および冷却側の板部材と、
これら板部材の間に配設される熱電変換モジュールとを備え、
冷却用流体が供給され、前記冷却側の板部材に該冷却用流体を接触させる冷却室と、
を備え、
前記加熱側の板部材が加熱されるとともに前記冷却側の板部材が前記冷却用流体により冷却されて前記熱電変換モジュールに温度差が与えられることにより、該熱電変換モジュールが発電する熱電変換式発電装置において、
前記冷却用流体によって前記冷却室内に生じる内圧で前記冷却側の板部材が前記熱電変換モジュールに加圧状態で当接させられること
を特徴とする熱電変換式発電装置。 - 前記冷却側の板部材は、剛性を有し前記熱電変換モジュールに当接させられる剛性部と、この剛性部に連なって形成され、前記内圧を受けることによって変形し、該変形により前記剛性部を前記熱電変換モジュールに当接させる変形部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の熱電変換式発電装置。
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