JP2014146692A - Thermoelectric power generation unit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ゼーベック効果を利用して発電する熱電発電モジュールを含んだ熱電発電ユニットに関する。 The present invention relates to a thermoelectric power generation unit including a thermoelectric power generation module that generates power using the Seebeck effect.
近年、熱電発電モジュールを用いて廃熱を有効利用する技術が注目を集めている。例えば、工場やプラントなどにおける高温の熱媒を内部に有する配管等の側面にこの種の熱電発電モジュールを含む熱電発電ユニットを設置し、当該配管等からの熱を電力に変換して利用するといった具合である。 In recent years, technology that effectively uses waste heat using a thermoelectric power generation module has attracted attention. For example, a thermoelectric power generation unit including this type of thermoelectric power generation module is installed on the side of a pipe or the like having a high-temperature heat medium in a factory or plant, and the heat from the pipe or the like is converted into electric power for use. Condition.
熱電発電モジュールを含む熱電発電ユニットを配管等の熱源部に設置する方法には、熱電発電ユニットと熱源部とをボルトにより締結する方法や、熱電発電ユニットと熱源部との間に接着剤を塗布して接着する方法などがある。しかし、ボルトにより締結する方法には、熱源部に締結用の穴を開ける必要がある、という問題があり、接着剤により接着する方法には、熱源部が接着剤の融点よりも高温である場合には接着することができない、という問題がある。そこで、特許文献1に、熱源部へ容易に取り付けることができる熱電発電ユニットが開示されている。 The thermoelectric power generation unit including the thermoelectric power generation module can be installed on the heat source part such as a pipe by fastening the thermoelectric power generation unit and the heat source part with bolts or by applying an adhesive between the thermoelectric power generation unit and the heat source part. Then there is a method of bonding. However, the method of fastening with bolts has a problem that it is necessary to make a hole for fastening in the heat source part, and the method of adhering with an adhesive is when the heat source part is at a temperature higher than the melting point of the adhesive Has a problem that it cannot be bonded. Therefore, Patent Document 1 discloses a thermoelectric power generation unit that can be easily attached to a heat source unit.
この特許文献1に開示された熱電発電ユニットは、熱電発電モジュールを2枚の熱伝導シートにより挟んだものを上部に冷却フィンを備えた蓋状のケース内に収め、さらにケースの底の周辺部に磁石を固定してなるものである。特許文献1によると、熱電発電ユニットの熱源部への取り付け時、磁石の吸引力によりケースが熱源部に押し当てられ、2枚の熱伝導シートおよびこれらに挟まれた熱電発電モジュールが熱源部とケースとの間に挟まれる。この特許文献1に開示の熱電発電ユニットは、ボルトや接着剤を使用することなく熱源部に取り付けることができるという利点がある。 In the thermoelectric power generation unit disclosed in Patent Document 1, a thermoelectric power generation module sandwiched between two heat conductive sheets is housed in a lid-like case having cooling fins at the top, and a peripheral portion at the bottom of the case The magnet is fixed to the surface. According to Patent Document 1, when the thermoelectric power generation unit is attached to the heat source part, the case is pressed against the heat source part by the attractive force of the magnet, and the two heat conductive sheets and the thermoelectric power generation module sandwiched between them are the heat source part. It is sandwiched between cases. The thermoelectric power generation unit disclosed in Patent Document 1 has an advantage that it can be attached to a heat source unit without using a bolt or an adhesive.
しかし、特許文献1の熱電発電ユニットでは、熱電発電ユニットを熱源部から取り外すと、2枚の熱伝導シートに挟まれた熱電発電モジュールがケースから分離し、熱電発電モジュールが露出する。従って、熱電発電モジュールの取り扱いに精通していない一般ユーザが熱電発電ユニットを熱源部から取り外すと、露出した熱電発電モジュールを破損する恐れがある、という問題がある。 However, in the thermoelectric power generation unit of Patent Document 1, when the thermoelectric power generation unit is removed from the heat source unit, the thermoelectric power generation module sandwiched between the two heat conductive sheets is separated from the case, and the thermoelectric power generation module is exposed. Therefore, if a general user who is not familiar with the handling of the thermoelectric generation module removes the thermoelectric generation unit from the heat source unit, there is a problem that the exposed thermoelectric generation module may be damaged.
この発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、熱電発電モジュールを破損することなく、ユーザが熱源部に対して容易に取り付けおよび取り外しすることができる熱電発電ユニットを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a thermoelectric power generation unit that can be easily attached to and removed from a heat source unit by a user without damaging the thermoelectric power generation module. It is aimed.
この発明は、熱交換部材と、熱電発電モジュールと、前記熱電発電モジュールを支持して前記熱交換部材に当接させ、前記熱交換部材とともに前記熱電発電モジュールを囲む筐体を構成する支持部と、前記支持部に固定された磁力発生部とを具備することを特徴とする熱電発電ユニットを提供する。 The present invention includes a heat exchange member, a thermoelectric power generation module, a support portion that supports the thermoelectric power generation module and makes contact with the heat exchange member, and forms a casing that surrounds the thermoelectric power generation module together with the heat exchange member; A thermoelectric power generation unit comprising a magnetic force generation part fixed to the support part is provided.
この発明によれば、熱交換部材と支持部により構成される筐体内に熱電発電モジュールが支持されており、支持部に磁力発生部を有するため、ユーザは、熱電発電モジュールを破損することなく当該熱電発電ユニットを熱源部に対して容易に取り付けおよび取り外しすることができる。 According to this invention, since the thermoelectric power generation module is supported in the housing constituted by the heat exchange member and the support portion, and the support portion has the magnetic force generation portion, the user does not damage the thermoelectric power generation module. The thermoelectric generator unit can be easily attached to and detached from the heat source unit.
以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
<第1実施形態>
図1(A)は、この発明の第1実施形態による熱電発電ユニット1Aの外観を示す斜視図であり、図1(B)は、図1(A)におけるY軸に垂直な平面による熱電発電ユニット1Aの断面を示す断面図であり、図1(C)は、熱交換部材20を取り除いた状態の熱電発電ユニット1AをZ軸方向から見た上面透視図である。図1(A)〜(C)に示すように、本実施形態による熱電発電ユニット1Aは、薄い板状の底板12および側壁14からなる皿状のケース内に、スペーサ部材30、熱電発電モジュール40および磁石50を設置し、当該ケースの開口を熱交換部材20により塞いだ構成となっている。本実施形態において、底板12および側壁14からなる皿状のケースおよびケース内のスペーサ部材30は、熱電発電モジュール40を支持して熱交換部材20に当接させ、熱交換部材20とともに熱電発電モジュール40を囲む筐体を構成する支持部としての役割を果たす。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1A is a perspective view showing an appearance of a thermoelectric
底板12および側壁14よりなるケースは、底板12および側壁14が一体を為すように熱伝導体であり磁性体である素材(例えば鉄など)を成形してなるものである。底板12は略正方形の板状に成形されており、側壁14は、スペーサ部材30の厚みに熱電発電モジュール40の厚みを加えた高さとなるように成形されている。熱交換部材20は多数のフィン(本実施形態では、64本の角柱状のフィン)を有するヒートシンクであり、熱伝導体を成形してなるものである。熱交換部材20の底面(フィンの設けられていない側の面)は、底板12と同じ寸法の略正方形に成形されている。熱交換部材20の底面と側壁14は、底板12と側壁14と熱交換部材20とスペーサ30とからなる筐体内に配置された熱電発電モジュール40が露出しないように、溶接または接着により接合されている。なお、熱電発電ユニット1Aを取り付ける熱源部によっては、その熱源部の温度よりも熱電発電ユニット1Aの周囲の空気の温度のほうが高い場合もあるが、その場合は、熱交換部材20を吸熱用フィンとして用いることができる。
The case made of the
スペーサ部材30は、底板12の中央から4つの側壁14のうちの1つに至るように底板12の上面に設置されたブロック状部材であり、熱伝導体であり非磁性体である素材(例えば銅やアルミなど)を成形してなるものである。このスペーサ部材30の上には、熱電発電モジュール40が熱電発電ユニット1Aの筐体の中央に位置するように配置されている。この熱電発電モジュール40は、略正方形の薄い板状をなしている。図1(B)に示すように、スペーサ部材30は、底板12に固定された状態で熱電発電モジュール40を支持し、熱電発電モジュール40を熱交換部材20に当接させている。このため、熱電発電ユニット1Aの底板12が高温側の熱源である熱源部に固定された状態では、熱源部から熱伝導体である底板12に伝わる熱が熱伝導体であるスペーサ部材30を介して熱電発電モジュール40に伝わるとともに、熱電発電モジュール40の放射する熱が熱交換部材20を介して熱交換部材20の周囲の空気に伝わる。また、熱電発電モジュール40を熱電発電ユニット1Aの筐体の中央に設置したのは、熱源部から伝わる熱がスペーサ部材30を介して均等に熱電発電モジュール40に伝わり、かつ、熱電発電モジュール40の放射する熱が熱交換部材20に均等に伝わるようにするためである。なお、本実施形態では、スペーサ部材30の上に熱電発電モジュール40が1つだけ設置されているが、発電すべき電力の大きさに応じて複数の熱電発電モジュール40をスペーサ部材30の上に並べても良い。また、スペーサ部材30の形状は、熱源部からの熱を適切に熱電発電モジュール40に伝えることができる範囲で別の形状(例えば立方体など)にしても良い。
The
図1(B)および(C)に示すように、本実施形態による熱電発電ユニット1Aでは、熱電発電ユニット1Aの底板12の上面に磁力発生部となる2個のブロック状の磁石50(例えば永久磁石)が設置されている。本実施形態では、底板12が磁性体であるため、磁石50は、磁石50と底板12との間の吸着力(磁石50の磁力)により底板12に固定されている。この磁石50は、当該熱電発電ユニット1Aを配管などの熱源部に固定するために設けられている。配管などの熱源部は、一般に鋼材などの磁性体を成形してなるものであるため、磁石50を有する熱電発電ユニット1Aをその熱源部に近づけると、磁石50の磁力により磁石50と熱源部との間(より詳細には、磁石50により磁化された底板12の底面と熱源部との間)に吸着力が生じ、熱電発電ユニット1Aは熱源部に固定される。なお、本実施形態による熱電発電ユニット1Aでは、2個のブロック状の磁石50を底板12に設置していたが、磁石50の形状を別の形状(例えば板状など)としても良いし、磁石50の設置位置を底板12の別の位置(例えば底板12の対角の位置など)に設置しても良いし、磁石50の個数を増減しても良い。磁石50の形状、設置位置および個数を適切なものにすることで磁石50と熱源部との間の吸着力を適切なものにすることができるからである。また、熱電発電ユニット1Aを設置する熱源部がボイラー等のように磁性体からなり平面を有するものである場合、熱電発電ユニット1Aをその平面に直接固定させても良いし、熱電発電ユニット1Aを設置する熱源部が配管のように曲面を有するものである場合、熱電発電ユニット1Aを設置するための平坦な面を有し磁性体からなる治具を配管と熱電発電ユニット1Aの間に介挿して固定しても良い。
As shown in FIGS. 1B and 1C, in the thermoelectric
また、熱電発電ユニット1Aは、熱電発電モジュール40により得られた電力により駆動される回路などを、底板12と側壁14と熱交換部材20とにより区画された空間内(熱電発電ユニット1Aの筐体内)に設置しても良い(図示略)。
In addition, the thermoelectric
本実施形態において、スペーサ部材30を設けた理由は以下の通りである。一般に熱電発電モジュール40は、厚みが増すほど高価になり、熱電発電モジュール40の厚みのみで底板12と熱交換部材20との間に磁石50または回路の設置に十分な高さを確保するとしたならば熱電発電ユニット1Aは高価なものとなってしまう恐れがある。スペーサ部材30は、底板12から熱電発電モジュール40への熱伝導を妨げることなく、かつ熱電発電ユニット1Aの価格の上昇を抑えつつ、磁石50または回路の設置に十分な高さを確保するために設けられている。なお、熱電発電モジュール40の厚みのみで磁石50の設置に十分な高さを確保することができ、かつ、熱電発電ユニット1Aの価格を低く抑えることができるのであれば、スペーサ部材30を設けず、底板12と熱交換部材20とにより挟むようにして熱電発電モジュール40を設置すれば良い。
以上が本実施形態による熱電発電ユニット1Aの構成である。
In the present embodiment, the reason why the
The above is the configuration of the thermoelectric
熱電発電ユニット1Aを使用するユーザは、底面12が熱源部に密着するように熱電発電ユニット1Aを磁性体からなる熱源部(例えば、高温の流体が流れる配管の側面など)に設置する。このとき、底面12には磁石50が設置されているため、熱電発電ユニット1Aを熱源部に近づけると磁石50と磁性体からなる熱源部との間に吸着力が生じて熱電発電ユニット1Aはその熱源部に固定される。熱電発電ユニット1Aを設置したい熱源部に近づけるだけで良いため、ユーザは、非常に容易に当該熱電発電ユニット1Aを熱源部に設置することができる。また、ユーザは、熱電発電ユニット1Aの筐体を持って熱電発電ユニット1Aを熱源部から引き離すように力を加えると、磁石50と熱源部との間の吸着力に打ち勝って熱電発電ユニット1Aを熱源部から取り外すことができる。熱電発電ユニット1Aの熱電発電モジュール40は、熱電発電ユニット1Aの筐体内(底面12と側壁14と熱交換部材20とにより区画された空間内)に密封されて熱電発電ユニット1Aと一体となっているため、熱電発電ユニット1Aを熱源部から取り外しても、熱電発電ユニット1Aから分離したり露出したりすることはない。このため、ユーザは、熱電発電モジュール40を破損することなく、当該熱電発電ユニット1Aを熱源部に対して容易に取り付けおよび取り外しすることができる。
A user who uses the thermoelectric
また、熱電発電ユニット1Aでは、底板12および側壁14は、熱伝導体であり磁性体である素材(鉄等)を成形してなるものであったが、熱伝導体であり非磁性体である素材(例えば銅など)を成形してなるものであっても良い。この場合においても、底板12を介して熱源部の熱が熱電発電モジュール40に伝えられる。底板12を非磁性体により構成すると、底板12の上面に設置された磁石50により底板12が磁化されないため、磁石50と底板12との間には吸着力が生じず、磁石50は底板12に吸着されなくなる。この場合、磁石50は、接着剤等により底板12に固定すれば良い。また、底板12を非磁性体により構成すると、磁石50と熱源部との間に、磁化されない底板12を挟んで吸着力が生じることとなる。このため、底板12の厚さを変えることで、磁石50と熱源部との間の距離が変わり、磁石50と熱源部との間の吸着力を調整することができる。すなわち、底板12の厚さを厚くすることで磁石50と熱源部との間の吸着力を小さくすることができ、底板12の厚さを薄くすることで磁石50と熱源部との間の吸着力を大きくすることができる。磁石50と熱源部との間の吸着力を適切な大きさにすることにより(すなわち、底板12の厚さを適切な厚さにすることにより)、この変形例による熱電発電ユニット1Bを熱源部に確実に固定することができ、かつ、ユーザは、熱電発電モジュール40を破損することなく熱電発電ユニット1Bを熱源部から容易に取り外すことができる。
Further, in the thermoelectric
<第2実施形態>
図2は、この発明の第2実施形態による熱電発電ユニット1Cの構成を示す断面図である。図2に示すように、本実施形態による熱電発電ユニット1Cは、底板12、側壁14およびスペーサ部材30に代えて、底板12C、側壁14Cおよびスペーサ部材30Cとした点および吸着力調整用スペーサ32を追加した点において第1実施形態による熱電発電ユニット1Aと異なる(図1参照)。
Second Embodiment
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a thermoelectric
底板12Cおよび側壁14Cは、例えば樹脂やゴムなどの熱伝導率が低い素材(以下、本明細書では非熱伝導体という)であり、かつ、非磁性体である素材を成形してなるものである。そして、底板12Cには、スペーサ部材30Cの底近傍部を収容して固定する貫通孔13が設けられている。
The
スペーサ部材30Cは、例えば銅やアルミなどの、熱伝導体であり非磁性体である素材を成形してなるものである。また、図2に示すように、スペーサ部材30Cは、スペーサ部材30Cの底面が底板12Cの底面と同じ高さとなるように底板12Cに設けられた貫通孔13に嵌め合わされて設置されている。すなわち、スペーサ部材30Cは、その底面を底板12Cの外部へ露出させた状態で熱電発電モジュール40を支持し、熱交換部材20に当接させている。このように、本実施形態では、スペーサ部材30Cの底面が上記貫通孔13を介して底板12Cの外部へ露出しているため、スペーサ部材30Cと熱源部との間で底板12Cを介することなく直に熱交換が行われ、発電効率を高めることができる。また、スペーサ部材30Cと熱源部との間で直に熱交換が行われるため、本実施形態のように底板12Cを非熱伝導体で構成することができる。
The spacer member 30C is formed by molding a material that is a heat conductor and a non-magnetic material, such as copper or aluminum. In addition, as shown in FIG. 2, the spacer member 30C is fitted and installed in the through
吸着力調整用スペーサ32は、底板12Cと同様に非熱伝導体であり非磁性体である素材を成形してなるものである。吸着力調整用スペーサ32は、磁石50の底面の寸法と略同じ寸法(より正確には、磁石50の底面の寸法より一回り大きな寸法)の板状部材であり、底板12Cと磁石50との間に設置されている。この吸着力調整用スペーサ32は、熱電発電ユニット1Cを熱源部に設置する際の、磁石50と熱源部との間の吸着力を調整するために設けられている。すなわち、本実施形態では、磁石50と熱源部との間に、磁化されない底板12Cと吸着力調整用スペーサ32とを挟んで吸着力が生じるため、底板12Cの厚さに吸着力調整用スペーサ32の厚さを加えた厚さを変えることで、磁石50と熱源部との間の吸着力を調整することができる。また、吸着力調整用スペーサ32は、磁石50が設置されている部分にのみ設けられているため、底板12C全体の厚さを厚くすることなく磁石50と熱源部との間の距離を調整することができ、価格を低く抑えることができる。なお、吸着力調整用スペーサ32は、底板12Cとは別個に成形されたものでも良いし、底板12Cと一体に成形されたものでも良い。なお、吸着力調整用スペーサ32を設けることなく、底板12Cの厚さを変えることにより磁石50と熱源部との間の吸着力を調整しても良いし、底板12Cの厚さと吸着力調整用スペーサ32の厚さの両方を変えることにより磁石50と熱源部との間の吸着力を調整しても良い。
The adsorption
このように、本実施形態による熱電発電ユニット1Cでは、スペーサ部材30Cが底板12Cを貫通して露出していることにより、熱源部とスペーサ部材30Cの底面とが直に密着するため、熱源部の熱がスペーサ部材30Cを介して熱電発電モジュール40に伝わる。このため、発電効率を高めることができ、さらに底板12Cを非熱伝導体で構成することができる。また、非磁性体により成形された吸着力調整用スペーサ32を磁石50と底板12との間に設けることにより、磁石50と熱源部との間の吸着力を適切な大きさにすることができる。
As described above, in the thermoelectric
本実施形態においても第1実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.
また、磁石50と熱源部との間の吸着力を大きくしたい場合、吸着力調整用スペーサ32を設置せず、底板12Cの厚さを薄くしても良い。このとき、図3(A)に示すように、底板12Dに窪み15を設けて、その窪み15に磁石50を設置するようにしても良い。底板12Dの窪み15に磁石50を設置することにより、底板12Dの全体の厚さを薄くしないため、底板12Dの強度を保持しつつ磁石50と熱源部との距離を小さくして磁石50と熱源部との間の吸着力を大きくすることができる。
Further, when it is desired to increase the attractive force between the
また、図3(A)に示すように、スペーサ部材30Dの底面が底板12Dの底面よりも外側に位置するようにスペーサ部材30Dの先端を底板12Dから突出させても良い。この場合、スペーサ部材30Dの先端が底板12Dから突出しており、底板12Dが樹脂などにより成形されているため、磁石50と熱源部との間の吸着力により底板12Dが撓んで、スペーサ部材30Dが熱源部に押し付けられる。このため、スペーサ部材30Dを熱源部に確実に密着させることができ、発電効率を高めることができる。
Further, as shown in FIG. 3A, the leading end of the
また、スペーサ部材30Dの先端を底板12Dから突出させた場合、磁石50は、底板12Dの底面に設置しても良い(図示略)。この場合、スペーサ部材30Dの底板12Dから突出している部分の高さが底板12Dと熱源部との間の磁石50の高さよりも高いかまたは同一となるようにすれば良い。
Further, when the tip of the
また、図3(B)に示すように、スペーサ部材30Dの先端を底板12Eから突出させた場合、底板12Eの底面に吸着力調整用スペーサ32Eを設置しても良い。この場合、吸着力調整用スペーサ32Eは磁石50の下部に位置するように設置される。このとき、吸着力調整用スペーサ32Eは弾性体(例えば樹脂)により構成しても良い。吸着力調整用スペーサ32Eが弾性体により構成されていれば、吸着力調整用スペーサ32Eは、磁石50と熱源部との間の吸着力により圧縮されて、吸着力調整用スペーサ32Eの復元力と磁石50と熱源部との吸着力とが均衡したときの厚さを有する形状に変形する。このため、磁石50と熱源部との間の吸着力を吸着力調整用スペーサ32Eの変形により調整しつつ、スペーサ部材30Dの底面を熱源部に密着させることができる。なお、吸着力調整用スペーサ32Eとしてバネを用いても良い。また、吸着力調整用スペーサ32EとしてO−リングを用いれば、底板12Eから突出しているスペーサ部材30Dの先端が周囲の空気に曝されることがなくなるため、スペーサ部材30Dの腐食を防止することもできる。
Further, as shown in FIG. 3B, when the front end of the
<第3実施形態>
図4は、この発明の第3実施形態による熱電発電ユニット1Fの構成を示す断面図である。図4に示すように、本実施形態による熱電発電ユニット1Fは、磁石50に代えて磁石50Fおよびバネ56Fとした点、底板12Dおよびスペーサ部材30Dに代えて底板12Fおよびスペーサ部材30Fとした点、シーリング部材60を追加した点において第2実施形態の変形例である熱電発電ユニット1Dと異なる(図3(A)参照)。
<Third Embodiment>
FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of a thermoelectric
底板12Fは、非熱伝導体であり、かつ、非磁性体である素材を成形してなるものであり、底板12Fには、スペーサ部材30Fの一部を筐体の外部に突出させるための貫通孔13Fと、磁石50Fを固定する貫通孔58Fが設けられている。磁石50Fは、断面がH形状であり、両端において大きく出っ張ったフランジ51Fおよび52Fとその間のウェブ53Fとから構成されている。フランジ51Fは、底板12と側壁14と熱交換部材20とにより区画される空間内に配置され、フランジ52Fは、その空間の外に配置され、ウェブ53Fは、貫通孔58Fに挿入されている。フランジ51Fと底板12Fとの間には、バネ56Fが設置されており、磁石50Fは、底板12Fに対して熱電発電ユニット1Fの高さ方向にバネ56Fが伸縮する分だけスライドすることができる。なお、バネ56Fの代わりに弾性体である樹脂やゴムなどを用いても良い。熱電発電ユニット1Fを熱源部に設置していない通常時では、図4に示すように、フランジ52Fが底板12Fの底面に接している。また、スペーサ部材30Fの先端(突出部)は、底板12Fに接しているフランジ52Fの高さ(厚さ)よりもさらに突出している。
The
本実施形態による熱電発電ユニット1Fを熱源部に近づけると、磁石50Fと熱源部との間の吸着力により、磁石50Fと底板12Fとの間のバネ56Fが熱電発電ユニット1Fの高さ方向に圧縮されて熱電発電ユニット1Fから熱源部に向かう方向に磁石50Fがスライドして熱電発電ユニット1Fが熱源部に固定される。このとき、スペーサ部材30Fは、圧縮されたバネ56Fの熱電発電ユニット1Fの高さ方向の復元力により熱源部に押し付けられる。このため、スペーサ部材30Fの突出部の高さが所定の高さからばらついた高さであったとしてもスペーサ部材30Fを熱源部に確実に密着させることができ、発電効率を高めることができる。
When the thermoelectric
また、本実施形態においても第1実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
加えて、本実施形態による熱電発電ユニット1Fでは、スペーサ部材30Fの寸法(図4におけるスペーサ部材30Fの幅)に対して底板12Fの貫通孔13Fの寸法(図4における貫通孔13Fの幅)が大きいため、スペーサ部材30と底板12Fの貫通孔13Fとの隙間を埋めるようにシーリング材を塗布してシーリング部材60を形成している。シーリング部材60により隙間をシーリングすることで、底面12Fと側面14Cと熱交換部材20とにより区画される空間の気密性を確保することができ、熱電発電モジュール40の故障を防止することができる。また、シーリング部材60は、柔軟性を有する素材により形成されているため、熱電発電モジュール40の厚みの経年変化によってスペーサ部材30Fと底板12Fとの間にずれが生じてもシーリング部材60が破断することはない。
In addition, in the thermoelectric
また、図5(A)に示すように、磁石50Gが先端に設置された板バネ56Gを底板12Gの底面に設置しても良い。この場合、熱電発電ユニット1Gを熱源部に近付けると、磁石50Gと熱源部との間の吸着力により、板バネ56Gが熱電発電ユニット1Gの高さ方向に曲げられて熱電発電ユニット1Gが熱源部に固定される。このとき、スペーサ部材30Fは、曲げられた板バネ56Gの復元力により熱源部に押し付けられる。このため、この変形例においても、熱電発電ユニット1Fと同様の効果が得られる。
Further, as shown in FIG. 5A, a
また、図5(B)に示すように、側壁14Cの上部と熱交換部材20の底面との間に緩衝部材57Hを設けても良い。緩衝部材57Hは、底板12Hおよび側壁14Cよりも伸縮し易い弾性体(例えば樹脂やゴムなど)により形成されている。この熱電発電ユニット1Hでは、磁石50は、ブロック状であり底板12Hの上面に設置されている。この熱電発電ユニット1Hを熱源部に近づけると、磁石50と熱源部との間の吸着力により、緩衝部材57Hが熱電発電ユニット1Hの高さ方向に伸長して熱電発電ユニット1Hが熱源部に固定される。このとき、スペーサ部材30Fは、伸長した緩衝部材57Hの熱電発電ユニット1Hの高さ方向の復元力により熱源部に押し付けられる。このため、この変形例においても、熱電発電ユニット1Fと同様の効果が得られる。なお、図5(B)においても図4と同様に、スペーサ部材30Fと底板12Hの貫通孔13Hとの隙間にシーリング部材60を形成してシーリングしても良い。
Further, as shown in FIG. 5B, a
<第4実施形態>
図6は、この発明の第4実施形態による熱電発電ユニット1Jの構成を示す断面図である。図6に示すように、本実施形態による熱電発電ユニット1Jは、磁石50に代えて磁石50Jとした点において第1実施形態による熱電発電ユニット1Aと異なる(図1参照)。
<Fourth embodiment>
FIG. 6 is a sectional view showing a configuration of a thermoelectric power generation unit 1J according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the thermoelectric power generation unit 1J according to the present embodiment is different from the thermoelectric
磁石50Jは、ブロック状をなしており、磁石50Jと磁性体である側壁14との間の吸着力により、側壁14の内壁面(底板12(磁性体)と側壁14と熱交換部材20とにより区画された空間の内側に接する面)に固定されている。本実施形態では、側壁14に設置された磁石50Jにより側壁14および側壁14と一体となるように連結している底板12が磁化されるため、熱源部と磁化された底板12との間に吸着力が生じることとなる。
The
このように、本実施形態による熱電発電ユニット1Jでは、磁石50Jを設置する位置を側壁14の内壁面としたため、筐体全体の寸法は変えずに、底板12と側壁14と熱交換部材20とにより区画された空間内における底板12上のスペースを広く確保することができる。このため、上記空間内に例えば熱電発電モジュール40により得られた電力により駆動される回路などを底板12上に設置する場合などに有益である。
As described above, in the thermoelectric power generation unit 1J according to the present embodiment, the position where the
また、本実施形態においても第1実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
また、側壁14の内壁面に磁石50Jを設置する態様に限られず、図7に示すように、側壁14の外壁面(底板12と側壁14と熱交換部材20とにより区画された空間の外側に接する面)に磁石50Jを設置する態様としても良い。この場合、底板12と側壁14と熱交換部材20とにより区画された空間をさらに広く確保することができる。
Moreover, it is not restricted to the aspect which installs the
<他の実施形態>
以上、この発明の各実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
<Other embodiments>
As mentioned above, although each embodiment of this invention was described, other embodiment can be considered to this invention. For example:
(1)上記各実施形態における磁力発生部となる磁石50〜50Jは、永久磁石のブロックであるだけでなく、永久磁石を一部に含むものであっても良いし、磁化された素材を成形してなるものであっても良いし、それらを組み合わせたものであっても良い。すなわち、磁力を発生する機能を有する部材であれば良い。また、スペーサ部材30〜30Fを磁石により構成しても良い。また、磁力発生部は、電磁石(電磁コイル)を含んでも良い。例えば、永久磁石と電磁石とバネ等の弾性体を設置し、電磁弁のように熱電発電ユニットを熱源部に取り付けおよび取り外しする際には電磁石の磁石機能をオンし、熱電発電ユニットを熱源部に保持する際には電磁石の磁石機能をオフするようにすれば、熱電発電ユニットを熱源部に取り付けおよび取り外しする際には永久磁石の磁力に加え電磁石の磁力も作用することとなり、より容易に熱電発電ユニットを熱源部に取り付けおよび取り外しすることができる。
(1) The
(2)上記各実施形態では、スペーサ部材30〜30Fは、例えば銅やアルミなどの熱伝導体であり非磁性体である素材を成形してなるものであるが、例えばフェライトやネオジウムや鉄などの熱伝導体であり磁性体である素材を成形してなるものであっても良い。すなわち、スペーサ部材30〜30Fは、少なくとも熱伝導体を成形してなるものであれば熱源部の熱を熱電発電モジュール40に伝えることができるからである。
(2) In each of the above embodiments, the
(3)上記各実施形態では、底板12〜12Hと側壁14〜14Cとを一体成形していた。しかし、底板12〜12Hと側壁14〜14Cとを別個の部材として成形しても良いし、側壁14〜14Cと熱交換部材20とを一体成形しても良い。また、側壁14〜14Cと熱交換部材20との間や側壁14〜14Cと底板12〜12Hの間などに断熱材からなる部材を介挿することにより熱交換部材20と底板12〜12Hとを熱的に切り離しても良い。
(3) In the above embodiments, the
(4)また、磁力発生部は強磁性体(硬磁性体)からなるものであっても良い。強磁性体からなる磁力発生部を着磁することによって後から磁化させることが可能になるからである。また、磁力発生部を強磁性体から構成すれば熱源部の熱によって磁力発生部の磁力が低下した場合に着磁によってその磁力を蘇らせることもできる。また、底板、側壁またはスペーサを強磁性体から構成しても同様の効果が得られる。底板、側壁またはスペーサを強磁性体から構成した場合には、磁力発生部を省いても構わない。 (4) Further, the magnetic force generation part may be made of a ferromagnetic material (hard magnetic material). This is because it is possible to magnetize later by magnetizing a magnetic force generating portion made of a ferromagnetic material. Further, if the magnetic force generation part is made of a ferromagnetic material, the magnetic force can be revived by magnetization when the magnetic force of the magnetic force generation part is reduced by the heat of the heat source part. Further, the same effect can be obtained even if the bottom plate, the side wall or the spacer is made of a ferromagnetic material. When the bottom plate, the side wall, or the spacer is made of a ferromagnetic material, the magnetic force generator may be omitted.
(5)また、磁力発生部はパーマロイ等の軟磁性体からなるものであっても良い。熱源部が磁力を発生するものであれば、熱電発電ユニットを熱源部に近づけることによって、上記の軟磁性体からなる磁力発生部が熱源部からの磁力によって磁化され、熱電発電ユニットを固定することができる。また、底板、側壁またはスペーサを軟磁性体から構成しても同様の効果が得られる。底板、側壁またはスペーサを軟磁性体から構成した場合には、磁力発生部を省いても構わない。 (5) Further, the magnetic force generation part may be made of a soft magnetic material such as permalloy. If the heat source unit generates magnetic force, the thermoelectric generation unit is magnetized by the magnetic force from the heat source unit by fixing the thermoelectric generation unit by bringing the thermoelectric generation unit closer to the heat source unit. Can do. The same effect can be obtained even if the bottom plate, the side wall, or the spacer is made of a soft magnetic material. When the bottom plate, the side wall, or the spacer is made of a soft magnetic material, the magnetic force generator may be omitted.
(6)上記各実施形態にて説明した要素を組み合わせても良い。 (6) The elements described in the above embodiments may be combined.
1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H、1J、1K…熱電発電ユニット、12、12C、12D、12E、12F、12G、12H…底板、13、13F、13H、58F…貫通孔、14、14C…側壁、20…熱交換部材、30、30C、30D、30F…スペーサ部材、32、32E…吸着力調整用スペーサ、40…熱電発電モジュール、50、50F、50G、50J…磁石、51F、52F…フランジ、53F…ウェブ、56F、56G…バネ、57H…緩衝部材、60…シーリング部材。 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H, 1J, 1K ... thermoelectric power generation unit, 12, 12C, 12D, 12E, 12F, 12G, 12H ... bottom plate, 13, 13F, 13H, 58F ... through hole , 14, 14C ... side wall, 20 ... heat exchange member, 30, 30C, 30D, 30F ... spacer member, 32, 32E ... adsorption force adjusting spacer, 40 ... thermoelectric power generation module, 50, 50F, 50G, 50J ... magnet, 51F, 52F ... flange, 53F ... web, 56F, 56G ... spring, 57H ... buffer member, 60 ... sealing member.
Claims (5)
熱電発電モジュールと、
前記熱電発電モジュールを支持して前記熱交換部材に当接させ、前記熱交換部材とともに前記熱電発電モジュールを囲む筐体を構成する支持部と、
前記支持部に固定された磁力発生部と、
を具備することを特徴とする熱電発電ユニット。 A heat exchange member;
A thermoelectric generator module;
A support portion that supports the thermoelectric power generation module and abuts against the heat exchange member, and forms a casing that surrounds the thermoelectric power generation module together with the heat exchange member;
A magnetic force generator fixed to the support;
A thermoelectric power generation unit comprising:
前記底板に前記磁力発生部を備えることを特徴とする請求項1に記載の熱電発電ユニット。 The support portion has a bottom plate facing the heat exchange member with the thermoelectric power generation module interposed therebetween,
The thermoelectric power generation unit according to claim 1, wherein the bottom plate includes the magnetic force generation unit.
熱伝導体からなり、前記熱電発電モジュールを間に挟んで前記熱交換部材と対向する底板と、
熱伝導体からなり、前記熱電発電モジュールと前記底板との間に介挿され、前記熱電発電モジュールを支持して前記熱交換部材に当接させるスペーサと、
前記熱交換部材と前記底板との間の空間を覆って前記熱交換部材または前記底板に固定された側壁とを具備することを特徴とする請求項1から3のいずれか1の請求項に記載の熱電発電ユニット。 The support part is
A bottom plate made of a heat conductor and facing the heat exchange member with the thermoelectric power generation module interposed therebetween,
A spacer made of a heat conductor, interposed between the thermoelectric power generation module and the bottom plate, supports the thermoelectric power generation module, and contacts the heat exchange member;
4. The device according to claim 1, further comprising a side wall that covers the space between the heat exchange member and the bottom plate and is fixed to the heat exchange member or the bottom plate. 5. Thermoelectric power generation unit.
貫通孔を有し、前記熱電発電モジュールを間に挟んで前記熱交換部材と対向する底板と、
熱伝導体からなり、前記底板の貫通孔に挿通されることにより前記底板に固定されつつ前記底板の底面に露出し、熱電発電モジュールを支持して前記熱交換部材に当接させるスペーサと、
前記熱交換部材と前記底板との間の空間を覆って前記熱交換部材または前記底板に固定された側壁とを具備することを特徴とする請求項1から3のいずれか1の請求項に記載の熱電発電ユニット。
The support part is
A bottom plate having a through hole and facing the heat exchange member with the thermoelectric power generation module interposed therebetween;
A spacer made of a heat conductor, exposed to the bottom surface of the bottom plate while being fixed to the bottom plate by being inserted into the through hole of the bottom plate, and supporting the thermoelectric module and contacting the heat exchange member;
4. The device according to claim 1, further comprising a side wall that covers the space between the heat exchange member and the bottom plate and is fixed to the heat exchange member or the bottom plate. 5. Thermoelectric power generation unit.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017069248A (en) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Power generating device |
US20180248098A1 (en) * | 2017-02-28 | 2018-08-30 | Analog Devices, Inc. | Integrated device package with thermoelectric generator device |
JP2019003979A (en) * | 2017-06-12 | 2019-01-10 | 典史 岡崎 | magnet |
JP2019012736A (en) * | 2017-06-29 | 2019-01-24 | 三菱マテリアル株式会社 | Thermoelectric conversion module and application method thereof |
JP2019062054A (en) * | 2017-09-26 | 2019-04-18 | 三菱マテリアル株式会社 | Thermoelectric conversion cell and thermoelectric conversion module |
KR20190091628A (en) * | 2018-01-29 | 2019-08-07 | 주식회사 원익홀딩스 | Temperature Controller of Cylinder type Gasbombe |
-
2013
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017069248A (en) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Power generating device |
US20180248098A1 (en) * | 2017-02-28 | 2018-08-30 | Analog Devices, Inc. | Integrated device package with thermoelectric generator device |
JP2019003979A (en) * | 2017-06-12 | 2019-01-10 | 典史 岡崎 | magnet |
JP2019012736A (en) * | 2017-06-29 | 2019-01-24 | 三菱マテリアル株式会社 | Thermoelectric conversion module and application method thereof |
JP2019062054A (en) * | 2017-09-26 | 2019-04-18 | 三菱マテリアル株式会社 | Thermoelectric conversion cell and thermoelectric conversion module |
KR20190091628A (en) * | 2018-01-29 | 2019-08-07 | 주식회사 원익홀딩스 | Temperature Controller of Cylinder type Gasbombe |
KR102013325B1 (en) * | 2018-01-29 | 2019-10-21 | 주식회사 에프에스티 | Temperature Controller of Cylinder type Gasbombe |
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