JP2015116005A - Thermoelectric generator - Google Patents

Thermoelectric generator Download PDF

Info

Publication number
JP2015116005A
JP2015116005A JP2013254950A JP2013254950A JP2015116005A JP 2015116005 A JP2015116005 A JP 2015116005A JP 2013254950 A JP2013254950 A JP 2013254950A JP 2013254950 A JP2013254950 A JP 2013254950A JP 2015116005 A JP2015116005 A JP 2015116005A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
thermoelectric
flow path
refrigerant flow
connection pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013254950A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6020434B2 (en
Inventor
入山 要次郎
Yojiro Iriyama
要次郎 入山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2013254950A priority Critical patent/JP6020434B2/en
Publication of JP2015116005A publication Critical patent/JP2015116005A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6020434B2 publication Critical patent/JP6020434B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To satisfy both enhancement of generation efficiency and reduction of power consumption of a refrigerant introduction pump, without requiring a large installation space in a thermoelectric generator 2.SOLUTION: In a first connection pipe 12, valves 21, 22 are provided between a refrigerant flow path 6 of odd row and a refrigerant flow path 6 of even row located on the downstream side of the refrigerant flow path 6 of odd row in the gas circulation direction. In a second connection pipe 13, valves 23, 24 are provided between a refrigerant flow path 6 of even row and a refrigerant flow path 6 of odd row located on the downstream side of the refrigerant flow path 6 of even row in the gas circulation direction. A control section 30 for controlling the open/close state of the valves 21, 22 on the first connection pipe 12 side and the valves 23, 24 on the second connection pipe 13 side based on the current velocity of refrigerant is provided.

Description

本発明は、高温ガスが流通される筒形のケースに多数の棒状の熱電モジュールがガス流通方向に交差する姿勢で前記ケースの一方開口から他方開口へ向けて隣り合うように組み付けられる熱電発電装置に関する。   The present invention relates to a thermoelectric generator that is assembled in a cylindrical case through which a high-temperature gas is circulated so that a large number of rod-shaped thermoelectric modules are adjacent to each other from one opening to the other opening in a posture that intersects the gas flow direction. About.

例えば特許文献1には、エンジンから排出される高温の排ガスの熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電デバイスが記載されている。   For example, Patent Literature 1 describes a thermoelectric device that converts thermal energy of high-temperature exhaust gas discharged from an engine into electrical energy.

この熱電デバイスは、熱電発電器モジュールの多数をエンジンの排気通路(ハウジング)内に組み込んだ構成とされている。   This thermoelectric device has a structure in which many thermoelectric generator modules are incorporated in an exhaust passage (housing) of an engine.

前記熱電発電器モジュールは、棒状に形成されており、その長手方向が前記排気通路内の排ガス流れ方向と直交するような状態で設けられている。この熱電発電器モジュールは、冷却剤が流通される内側ケーシングと、この内側ケーシングが挿通される外側ケーシングと、前記内側ケーシングと前記外側ケーシングとの対向間に設置される多数の熱電素子とを含んだ構成になっている。   The thermoelectric generator module is formed in a rod shape, and is provided in a state where its longitudinal direction is orthogonal to the exhaust gas flow direction in the exhaust passage. The thermoelectric generator module includes an inner casing through which a coolant flows, an outer casing through which the inner casing is inserted, and a number of thermoelectric elements installed between the inner casing and the outer casing. It has a configuration.

そして、上下左右に多数配置される熱電発電器モジュールの内側ケーシングにそれぞれ同一方向に冷却剤を流す形態、つまり多数の熱電発電器モジュールに冷却剤を並列に流す形態にしている。   And it is set as the form which flows a coolant in the same direction to the inner casing of the thermoelectric generator module arrange | positioned in large numbers up and down, right and left, ie, the form which flows a coolant through many thermoelectric generator modules in parallel, respectively.

特表2012−533972号公報Special table 2012-533972 gazette

上記特許文献1のように、前記多数の熱電発電器モジュールに冷却剤を並列に流す形態にしている場合、前記冷却剤の流路断面積が大きいため、冷却剤の圧力損失の増加を抑制できるものの、冷却剤の流速が低下して発電効率が低下することが懸念される。   When the coolant is flowed in parallel to the large number of thermoelectric generator modules as in Patent Document 1, since the flow passage cross-sectional area of the coolant is large, an increase in the pressure loss of the coolant can be suppressed. However, there is a concern that the flow rate of the coolant decreases and the power generation efficiency decreases.

仮に、前記多数の熱電発電器モジュールに冷却剤を直列に流す形態にする場合、前記冷却剤の流路断面積を小さく設計すると、冷却剤の流速が速くなるので発電効率を高めることが可能になるものの、低下冷却剤の圧力損失が増加して冷却剤導入用のポンプの消費電力が増加する。そこで、冷却剤の圧力損失の増加を抑制するために、前記冷却剤の流路断面積を大きく設計すると、熱電発電装置の設置スペースが大きくなって設置性が低下することが懸念される。   If the coolant is flown serially through the large number of thermoelectric generator modules, the flow rate of the coolant can be increased if the coolant cross-sectional area is designed to be small, so that the power generation efficiency can be increased. However, the pressure loss of the lowered coolant increases, and the power consumption of the pump for introducing the coolant increases. Accordingly, if the flow passage cross-sectional area of the coolant is designed to be large in order to suppress an increase in the pressure loss of the coolant, there is a concern that the installation space of the thermoelectric power generator becomes large and the installation property is lowered.

このような事情に鑑み、本発明は、熱電発電装置において、大きな設置スペースを必要とすることなく、発電効率の向上と冷媒導入用のポンプの消費電力低減とを両立することを目的としている。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to achieve both improvement in power generation efficiency and reduction in power consumption of a refrigerant introduction pump without requiring a large installation space in a thermoelectric generator.

本発明は、高温ガスが流通される筒形のケースに多数の棒状の熱電モジュールがガス流通方向に交差する姿勢で前記ケースの一方開口から他方開口へ向けて隣り合うように組み付けられる熱電発電装置であって、前記多数の熱電モジュールにそれぞれ設けられる各冷媒流路の長手方向一端側それぞれに接続される第1接続管と、前記各冷媒流路の長手方向他端側それぞれに接続される第2接続管と、前記第1接続管において前記ガス流通方向最上流の冷媒流路との接続部位に接続される冷媒導入管と、前記第2接続管において前記ガス流通方向最下流の冷媒流路との接続部位に接続される冷媒還流管と、前記第1接続管において奇数列の冷媒流路とそれよりもガス流通方向下流側に位置する偶数列の冷媒流路との間に設けられるバルブと、前記第2接続管において偶数列の冷媒流路とそれよりもガス流通方向下流側に位置する奇数列の冷媒流路との間に設けられるバルブと、前記冷媒の流速に基づいて前記第1接続管側のバルブおよび前記第2接続管側のバルブの開閉状態を制御する制御部とを含む、ことを特徴としている。   The present invention relates to a thermoelectric generator that is assembled in a cylindrical case through which a high-temperature gas is circulated so that a large number of rod-shaped thermoelectric modules are adjacent to each other from one opening to the other opening in a posture that intersects the gas flow direction. A first connection pipe connected to each one longitudinal end side of each refrigerant flow path provided in each of the plurality of thermoelectric modules, and a first connection pipe connected to each other longitudinal end side of each refrigerant flow path. 2 connecting pipes, a refrigerant introducing pipe connected to a connection portion of the first connecting pipe with the most upstream refrigerant flow path in the gas flowing direction, and a refrigerant flow path downstream in the gas flowing direction in the second connecting pipe And a valve provided between an odd-numbered refrigerant flow path in the first connection pipe and an even-numbered refrigerant flow path located downstream in the gas flow direction in the first connection pipe. And before A valve provided between the even-numbered refrigerant flow paths in the second connection pipe and the odd-numbered refrigerant flow paths positioned downstream in the gas flow direction, and the first connection pipe based on the flow rate of the refrigerant; And a controller for controlling the open / closed state of the valve on the second connecting pipe side.

この構成において、前記第1接続管側のバルブおよび前記第2接続管側のバルブを閉状態にすると、1列目の冷媒流路から下流側に配置される冷媒流路までが順次1本に連なる「直列流路」が形成される。一方、前記第1接続管側のバルブおよび前記第2接続管側のバルブを開状態にすると、冷媒がすべての冷媒流路において第1接続管側から第2接続管側へと並行して流通する「並列流路」が形成される。   In this configuration, when the valve on the first connection pipe side and the valve on the second connection pipe side are in a closed state, the one from the refrigerant flow path in the first row to the refrigerant flow path arranged downstream is sequentially one. A continuous “series flow path” is formed. On the other hand, when the valve on the first connecting pipe side and the valve on the second connecting pipe side are opened, the refrigerant flows in parallel from the first connecting pipe side to the second connecting pipe side in all the refrigerant flow paths. A “parallel flow path” is formed.

前記直列流路を形成すると、前記並列流路に比べて冷媒の流速が速くなるので、熱電発電装置の発電効率を高めることが可能になる。   When the series flow path is formed, the flow rate of the refrigerant is faster than that of the parallel flow path, so that the power generation efficiency of the thermoelectric generator can be increased.

一方、前記並列流路を形成すると、冷媒流路の合計断面積が前記直列流路の場合に比べて大きくなって冷媒の圧力損失が下がるので、冷媒導入用のポンプの電力消費を抑制することが可能になる。   On the other hand, when the parallel flow paths are formed, the total cross-sectional area of the refrigerant flow paths becomes larger than that in the case of the serial flow paths, and the pressure loss of the refrigerant is reduced. Therefore, the power consumption of the refrigerant introduction pump is suppressed. Is possible.

このような並列流路を形成することが可能になることに伴い、本発明に係る熱電発電装置は、多数の熱電モジュールの冷媒流路個々の流路断面積を必要以上に大きくせずに済むから、設置性を高めることが可能になる。   Along with the possibility of forming such parallel flow paths, the thermoelectric power generation device according to the present invention does not need to increase the cross-sectional area of each of the refrigerant flow paths of a large number of thermoelectric modules more than necessary. Therefore, it becomes possible to improve the installation property.

本発明は、熱電発電装置において、大きな設置スペースを必要とすることなく、発電効率の向上と冷媒導入用のポンプの消費電力低減とを両立することが可能になる。   The present invention makes it possible to achieve both improvement in power generation efficiency and reduction in power consumption of a refrigerant introduction pump without requiring a large installation space in a thermoelectric generator.

本発明に係る熱電発電装置の一実施形態を示す図で、第1〜第4バルブを閉状態にすることにより直列流路を形成した形態を示している。It is a figure which shows one Embodiment of the thermoelectric power generating apparatus which concerns on this invention, and has shown the form which formed the serial flow path by making a 1st-4th valve into a closed state. 図1において第1〜第4バルブを開状態にすることにより並列流路を形成した形態を示す図である。It is a figure which shows the form which formed the parallel flow path by opening the 1st-4th valve | bulb in FIG. 図1の熱電モジュールの熱電素子の配置パターンを示す図である。It is a figure which shows the arrangement pattern of the thermoelectric element of the thermoelectric module of FIG. 図1の熱電モジュールの断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the thermoelectric module of FIG. 図1の熱電発電装置において冷媒流通経路の切り替え制御を説明するために用いる図である。It is a figure used in order to demonstrate switching control of a refrigerant distribution channel in the thermoelectric generator of Drawing 1. 本発明に係る熱電発電装置の他実施形態で、第1、第2バルブを閉状態にして第3、第4バルブを開状態にすることにより併合流路を形成した形態を示す図である。It is a figure which shows the form which formed the merged flow path by making the 1st, 2nd valve into a closed state, and making the 3rd, 4th valve into an open state in other embodiment of the thermoelectric generator which concerns on this invention. 本発明に係る熱電発電装置の他実施形態で、図4に対応する図である。FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 4 in another embodiment of the thermoelectric generator according to the present invention.

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。   BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1から図5に、本発明の一実施形態を示している。図中、1は車両の排気通路、2は熱電発電装置である。   1 to 5 show an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an exhaust passage of the vehicle, and 2 is a thermoelectric generator.

熱電発電装置2は、図示していないが、車両に搭載される。この熱電発電装置2は、エンジンから排出される高温の排ガスの熱エネルギーを電気エネルギーに変換するゼーベック効果を利用したものであって、ケース3に多数の熱電モジュール4を組み込んだ構成である。   Although not shown, the thermoelectric generator 2 is mounted on a vehicle. The thermoelectric generator 2 utilizes the Seebeck effect that converts thermal energy of high-temperature exhaust gas discharged from the engine into electrical energy, and has a configuration in which a large number of thermoelectric modules 4 are incorporated in the case 3.

ケース3は、角筒形に形成されており、その一方開口が排気通路1において排ガス流れ方向(白抜き矢印参照)の上流側に、また他方開口が排気通路1において排ガス流れ方向の下流側にそれぞれ連通連結されている。このケース3において排気通路1との前記両連結部分は、四角錐形状とされている。   The case 3 is formed in a rectangular tube shape, and one opening thereof is on the upstream side in the exhaust gas flow direction (see the white arrow) in the exhaust passage 1, and the other opening is on the downstream side in the exhaust gas flow direction in the exhaust passage 1. Each is connected in communication. In this case 3, both the connecting portions with the exhaust passage 1 have a quadrangular pyramid shape.

多数の熱電モジュール4は、いずれも棒状に形成されており、ケース3に排ガス流れ方向に交差する姿勢、具体的に直交する姿勢でケース3の一方開口から他方開口へ向けて隣り合うように組み付けられている。   A large number of thermoelectric modules 4 are all formed in a rod shape, and are assembled to the case 3 so as to be adjacent to each other from one opening of the case 3 to the other opening in a posture intersecting the exhaust gas flow direction, specifically in a posture orthogonal to the case 3. It has been.

この実施形態では、ケース3内において熱電モジュール4が排ガス流れ方向に5列設けられている。熱電モジュール4の配列については、排ガス流れ方向の上流側から下流側へ向けて、第1列、第2列、第3列、第4列、第5列とする。   In this embodiment, five rows of thermoelectric modules 4 are provided in the case 3 in the exhaust gas flow direction. About the arrangement | sequence of the thermoelectric module 4, it is set as 1st row | line | column, 2nd row | line | column, 3rd row | line | column, 4th row | line, and 5th row | line | column toward the downstream from the upstream in the exhaust gas flow direction.

詳しくは、熱電モジュール4は、図4に示すように、アウターチューブ5内にインナーチューブ6を挿通し、アウターチューブ5とインナーチューブ6との対向間に多数の熱電材料として第1熱電素子(例えばp型半導体)7および第2熱電素子(例えばn型半導体)8を設置し、図3の破線で示すように、第1熱電素子7と第2熱電素子8とを電線9で接続した構成になっている。   Specifically, as shown in FIG. 4, the thermoelectric module 4 includes an inner tube 6 inserted into the outer tube 5, and a first thermoelectric element (for example, a number of thermoelectric materials) between the outer tube 5 and the inner tube 6. p-type semiconductor) 7 and a second thermoelectric element (for example, n-type semiconductor) 8 are installed, and the first thermoelectric element 7 and the second thermoelectric element 8 are connected by an electric wire 9 as shown by a broken line in FIG. It has become.

アウターチューブ5は、断面が小判形状に形成されており、その2つの平坦な長辺5a,5bの外面には、外向きに突出する放熱フィン5cが長手方向所定ピッチ毎に設けられている。   The outer tube 5 is formed in an oval cross section, and on the outer surfaces of the two flat long sides 5a and 5b, radiating fins 5c projecting outward are provided at every predetermined pitch in the longitudinal direction.

インナーチューブ6は、断面が扁平な長方形形状に形成されており、アウターチューブ5の中心付近に非接触に配置されている。このインナーチューブ6内には、冷媒が流通されるようになっている。   The inner tube 6 is formed in a rectangular shape with a flat cross section, and is disposed in a non-contact manner near the center of the outer tube 5. A refrigerant is circulated in the inner tube 6.

ところで、アウターチューブ5は排ガスが触れる関係より「高温側部材」となり、また、インナーチューブ6はその内部を冷媒が流通する関係より「低温側部材」となる。   By the way, the outer tube 5 becomes a “high temperature side member” because of the relationship with the exhaust gas, and the inner tube 6 becomes a “low temperature side member” because of the relationship in which the refrigerant flows therethrough.

第1熱電素子7および第2熱電素子8は、図4に示すように、共に直方体または立方体のような形状とされていて、アウターチューブ(高温側部材)5とインナーチューブ(低温側部材)6との対向間に設置されている。   As shown in FIG. 4, the first thermoelectric element 7 and the second thermoelectric element 8 are both shaped like a rectangular parallelepiped or a cube, and have an outer tube (high temperature side member) 5 and an inner tube (low temperature side member) 6. It is installed between the opposite.

具体的に、第1熱電素子7および第2熱電素子8は、図3に示すように、アウターチューブ5の幅方向(排ガス流れ方向)に1個ずつ配置されているとともに、アウターチューブ5の長手方向に1個ずつ交互に配置されている。詳しく言えば、アウターチューブ5の長手方向での第1熱電素子7および第2熱電素子8の配置としては、第1熱電素子(p型半導体)7−第2熱電素子(n型半導体)8−第1熱電素子(p型半導体)7−第2熱電素子(n型半導体)8……という形態で所定ピッチ毎に並べられている。   Specifically, as shown in FIG. 3, the first thermoelectric element 7 and the second thermoelectric element 8 are arranged one by one in the width direction of the outer tube 5 (exhaust gas flow direction), and the length of the outer tube 5 is long. One by one is arranged alternately in the direction. Specifically, the arrangement of the first thermoelectric element 7 and the second thermoelectric element 8 in the longitudinal direction of the outer tube 5 includes a first thermoelectric element (p-type semiconductor) 7-a second thermoelectric element (n-type semiconductor) 8-. The first thermoelectric elements (p-type semiconductor) 7-the second thermoelectric elements (n-type semiconductor) 8... Are arranged at predetermined pitches.

図4に示すように、第1熱電素子7および第2熱電素子8の6つの面のうち、いずれか一つの面がアウターチューブ5の2つの平坦な長辺5a,5bの内面に、また、前記面と対向する面がインナーチューブ6の2つの長辺6a,6bの外面にそれぞれ面接触されている。そして、第1熱電素子7および第2熱電素子8における前記対向する2つの面の間で温度差が生じたときに電気エネルギー(電圧)を発生する。   As shown in FIG. 4, any one of the six surfaces of the first thermoelectric element 7 and the second thermoelectric element 8 is on the inner surface of the two flat long sides 5 a and 5 b of the outer tube 5. The surfaces facing the surfaces are in surface contact with the outer surfaces of the two long sides 6a and 6b of the inner tube 6, respectively. Then, electric energy (voltage) is generated when a temperature difference occurs between the two opposing surfaces of the first thermoelectric element 7 and the second thermoelectric element 8.

電線9は、図3の破線で示すように、アウターチューブ5の長手方向および幅方向に配置されている第1熱電素子7と第2熱電素子8とを直列に接続することでクランク状に配線されている。   As shown by the broken line in FIG. 3, the electric wire 9 is wired in a crank shape by connecting the first thermoelectric element 7 and the second thermoelectric element 8 arranged in the longitudinal direction and the width direction of the outer tube 5 in series. Has been.

次に、ケース3に対する熱電モジュール4の組み込み形態について詳細に説明する。   Next, how the thermoelectric module 4 is incorporated into the case 3 will be described in detail.

上述しているように、「川」の字形に並べた状態で組み付けているすべての熱電モジュール4のインナーチューブ6の長手方向一端側それぞれには第1接続管12が接続されており、すべての熱電モジュール4のインナーチューブ6の長手方向他端側それぞれには第2接続管13が接続されている。   As described above, the first connection pipe 12 is connected to each of the longitudinal ends of the inner tubes 6 of all the thermoelectric modules 4 assembled in the state of the “river”. A second connection pipe 13 is connected to each of the other longitudinal ends of the inner tube 6 of the thermoelectric module 4.

第1接続管12において第1列の熱電モジュール4のインナーチューブ6に対する接続部位には冷媒導入管11が接続されている。   In the first connection pipe 12, a refrigerant introduction pipe 11 is connected to a connection portion of the first row of thermoelectric modules 4 to the inner tube 6.

第2接続管13において第5列の熱電モジュール4のインナーチューブ6に対する接続部位には冷媒還流管14が接続されている。   In the second connection pipe 13, a refrigerant reflux pipe 14 is connected to a connection portion of the fifth row of thermoelectric modules 4 to the inner tube 6.

なお、アウターチューブ5の長手方向一端および他端は閉塞されており、この閉塞部分に冷媒導入管11と第1、第2接続管12,13と冷媒還流管14とが貫通させられ、冷媒導入管11と第1、第2接続管12,13と冷媒還流管14とがアウターチューブ5内でインナーチューブ6に連通連結されるようになっている。   Note that one end and the other end of the outer tube 5 in the longitudinal direction are closed, and the refrigerant introduction pipe 11, the first and second connection pipes 12, 13 and the refrigerant reflux pipe 14 are passed through the closed portion to introduce the refrigerant. The pipe 11, the first and second connecting pipes 12 and 13, and the refrigerant reflux pipe 14 are connected in communication with the inner tube 6 in the outer tube 5.

第1接続管12において第1列の熱電モジュール4のインナーチューブ6と第2列の熱電モジュール4のインナーチューブ6との間には第1バルブ21が設けられており、また、第1接続管12において第3列の熱電モジュール4のインナーチューブ6と第4列の熱電モジュール4のインナーチューブ6との間には第2バルブ22が設けられている。   A first valve 21 is provided between the inner tube 6 of the first row of thermoelectric modules 4 and the inner tube 6 of the second row of thermoelectric modules 4 in the first connection tube 12, and the first connection tube 12, a second valve 22 is provided between the inner tube 6 of the third row thermoelectric module 4 and the inner tube 6 of the fourth row thermoelectric module 4.

第2接続管13において第2列の熱電モジュール4のインナーチューブ6と第3列の熱電モジュール4のインナーチューブ6との間には第3バルブ23が設けられており、また、第2接続管13において第4列の熱電モジュール4のインナーチューブ6と第5列の熱電モジュール4のインナーチューブ6との間には第4バルブ24が設けられている。   In the second connection pipe 13, a third valve 23 is provided between the inner tube 6 of the second row thermoelectric module 4 and the inner tube 6 of the third row thermoelectric module 4, and the second connection pipe 13, a fourth valve 24 is provided between the inner tube 6 of the fourth row of thermoelectric modules 4 and the inner tube 6 of the fifth row of thermoelectric modules 4.

上記第1〜第4バルブ21〜24は、電動式開閉弁とされ、その開閉動作が制御部(エレクトロニックコントロールユニット:ECU)30により適宜制御されるようになっている。   The first to fourth valves 21 to 24 are electrically operated on / off valves, and their opening / closing operations are appropriately controlled by a control unit (electronic control unit: ECU) 30.

ここで、図1に示すように、第1〜第4バルブ21〜24を閉状態にすると、第1列の熱電モジュール4のインナーチューブ6から第2列の熱電モジュール4のインナーチューブ6に連なって、同様に第3列、第4列、第5列と順次1本に連なって蛇行する「直列流路」が形成される。   Here, as shown in FIG. 1, when the first to fourth valves 21 to 24 are closed, the inner tubes 6 of the first row of thermoelectric modules 4 are connected to the inner tubes 6 of the second row of thermoelectric modules 4. Similarly, a “series flow path” is formed in which the third row, the fourth row, and the fifth row sequentially meander in a row.

この直列流路を形成すると、冷媒は第1列の熱電モジュール4のインナーチューブ6から第2列の熱電モジュール4のインナーチューブ6、第3列の熱電モジュール4のインナーチューブ6、第4列の熱電モジュール4のインナーチューブ6、第5列の熱電モジュール4のインナーチューブ6へと順に流通するようになる。   When this series flow path is formed, the refrigerant flows from the inner tube 6 of the thermoelectric module 4 in the first row to the inner tube 6 of the thermoelectric module 4 in the second row, the inner tube 6 of the thermoelectric module 4 in the third row, and the fourth row. It flows through the inner tube 6 of the thermoelectric module 4 and the inner tube 6 of the thermoelectric module 4 in the fifth row in order.

詳しくは、冷媒導入管11から第1列の熱電モジュール4のインナーチューブ6の長手方向一端側に冷媒が導入されると、第1列の熱電モジュール4のインナーチューブ6の長手方向他端側から第2接続管13を経て第2列の熱電モジュール4のインナーチューブ6の長手方向他端側に流入され、第2列の熱電モジュール4のインナーチューブ6の長手方向一端側から第1接続管12を経て第3列の熱電モジュール4のインナーチューブ6の長手方向一端側に流入され、第3列の熱電モジュール4のインナーチューブ6の長手方向他端側から第2接続管13を経て第4列の熱電モジュール4のインナーチューブ6の長手方向他端側に流入され、さらに第4列の熱電モジュール4のインナーチューブ6の長手方向一端側から第1接続管12を経て第5列の熱電モジュール4のインナーチューブ6の長手方向一端側に流入され、第5列の熱電モジュール4のインナーチューブ6の長手方向他端側から冷媒還流管14に排出されるようになる。   Specifically, when the refrigerant is introduced from the refrigerant introduction tube 11 to one end in the longitudinal direction of the inner tube 6 of the first row of thermoelectric modules 4, the other end in the longitudinal direction of the inner tube 6 of the first row of thermoelectric modules 4 is introduced. It flows into the longitudinal direction other end side of the inner tube 6 of the thermoelectric module 4 of the 2nd row through the 2nd connection tube 13, and the 1st connection tube 12 from the longitudinal direction one end side of the inner tube 6 of the thermoelectric module 4 of the 2nd row. And then flows into one end in the longitudinal direction of the inner tube 6 of the thermoelectric module 4 in the third row, and passes through the second connecting tube 13 from the other end in the longitudinal direction of the inner tube 6 in the third row to the fourth row. The other end of the inner tube 6 of the thermoelectric module 4 is introduced into the other end in the longitudinal direction of the thermoelectric module 4, and passes through the first connecting pipe 12 from the end of the fourth row of the inner tube 6 in the longitudinal direction of the inner tube 6. Is flowed into the one longitudinal end of the inner tube 6 of the fifth column thermoelectric module 4, it will be discharged to the refrigerant return pipe 14 from the longitudinal end side of the inner tube 6 of the fifth column thermoelectric module 4.

また、図2に示すように、第1〜第4バルブ21〜24を開状態にすると、1列目〜5列目すべての熱電モジュール4のインナーチューブ6が第1接続管12側から第2接続管13側へと冷媒が並行して流通する「並列流路」が形成される。   Further, as shown in FIG. 2, when the first to fourth valves 21 to 24 are opened, the inner tubes 6 of all the thermoelectric modules 4 in the first to fifth rows are second from the first connecting pipe 12 side. A “parallel flow path” in which the refrigerant flows in parallel to the connecting pipe 13 side is formed.

この並列流路を形成すると、冷媒導入管11に導入される冷媒は、第1接続管12を経て第1列〜第5列の熱電モジュール4のインナーチューブ6すべての長手方向一端側に導入されることになり、第1列〜第5列の熱電モジュール4のインナーチューブ6すべての長手方向他端側から第2接続管13に流れて冷媒還流管14に排出されるようになる。   When this parallel flow path is formed, the refrigerant introduced into the refrigerant introduction pipe 11 is introduced to one end side in the longitudinal direction of all the inner tubes 6 of the first to fifth rows of thermoelectric modules 4 through the first connection pipe 12. As a result, all the inner tubes 6 of the first to fifth rows of thermoelectric modules 4 flow from the other longitudinal end to the second connection pipe 13 and are discharged to the refrigerant reflux pipe 14.

このように、前記直列流路を形成すると、前記並列流路を形成する場合に比べて流路断面積が小さくなるので、各インナーチューブ6を流通する冷媒の流速が速くなる。また、前記並列流路を形成すると、前記直列流路を形成する場合に比べて流路断面積が大きくなるので、各インナーチューブ6を流通する冷媒の圧力損失が低下する。   As described above, when the series flow path is formed, the flow path cross-sectional area is reduced as compared with the case where the parallel flow path is formed, so that the flow rate of the refrigerant flowing through each inner tube 6 is increased. Further, when the parallel flow paths are formed, the cross-sectional area of the flow path is larger than when the serial flow paths are formed, so that the pressure loss of the refrigerant flowing through each inner tube 6 is reduced.

次に、冷媒流通経路を直列流路(図1参照)と並列流路(図2参照)とに切り替える制御について説明する。   Next, control for switching the refrigerant flow path between a serial flow path (see FIG. 1) and a parallel flow path (see FIG. 2) will be described.

この実施形態では、熱電発電装置2に導入される冷媒についてエンジンの冷却システムの冷媒を利用するようになっている。その場合、エンジン制御によって冷媒の流量が最適化される関係より、熱電発電装置2に導入される冷媒の流量ならびに流速を任意に決定することができない。この冷媒導入管11に導入される冷媒の流量ならびに流速は、図示していないが、エンジン冷却システムに備えるポンプ(ウォータポンプとも言う)の作動能力により決まる。   In this embodiment, the refrigerant introduced into the thermoelectric generator 2 uses the refrigerant of the engine cooling system. In that case, the flow rate and flow rate of the refrigerant introduced into the thermoelectric generator 2 cannot be arbitrarily determined because the flow rate of the refrigerant is optimized by engine control. Although not shown, the flow rate and flow rate of the refrigerant introduced into the refrigerant introduction pipe 11 are determined by the operating capability of a pump (also referred to as a water pump) provided in the engine cooling system.

一般に、熱電モジュール4のインナーチューブ6を流通する冷媒の流速が遅くなるにつれて熱電発電装置2の発電効率が低下する。一方、前記冷媒の流速が速くなるにつれて熱電発電装置2の発電効率が高くなるものの冷媒の圧力損失が増加する。   Generally, the power generation efficiency of the thermoelectric generator 2 decreases as the flow rate of the refrigerant flowing through the inner tube 6 of the thermoelectric module 4 decreases. On the other hand, as the flow rate of the refrigerant increases, the power generation efficiency of the thermoelectric generator 2 increases, but the pressure loss of the refrigerant increases.

そこで、冷媒導入管11に導入される冷媒の流速が遅い場合には、第1〜第4バルブ21〜24を閉じて直列流路(図1参照)を形成すれば、熱電モジュール4のインナーチューブ6の1本あたりの冷媒の流速を上げることができるので、熱電発電装置2の発電効率を可及的に高くすることが可能になる。   Therefore, when the flow rate of the refrigerant introduced into the refrigerant introduction pipe 11 is slow, the inner tube of the thermoelectric module 4 can be formed by closing the first to fourth valves 21 to 24 and forming a series flow path (see FIG. 1). 6 can increase the flow rate of the refrigerant per one, so that the power generation efficiency of the thermoelectric generator 2 can be increased as much as possible.

一方、冷媒導入管11に導入される冷媒の流速が速い場合には、第1〜第4バルブ21〜24を開いて並列流路(図2参照)を形成すれば、熱電モジュール4のインナーチューブ6の1本あたりの冷媒の流速を下げることができるので、冷媒の圧力損失を下げることができて、冷媒導入用のポンプの電力消費を低減することが可能になる。   On the other hand, when the flow rate of the refrigerant introduced into the refrigerant introduction pipe 11 is high, the inner tube of the thermoelectric module 4 can be formed by opening the first to fourth valves 21 to 24 and forming parallel flow paths (see FIG. 2). Since the flow rate of the refrigerant per 6 can be reduced, the pressure loss of the refrigerant can be reduced, and the power consumption of the refrigerant introduction pump can be reduced.

ところで、熱電モジュール4のインナーチューブ6の1本あたりの冷媒の流速が上がると、熱電モジュール4による低温側部材(インナーチューブ6)の温度が下がることによる発電量増加で車両燃費が改善するものの、冷媒導入用のポンプの出力ロス(電動ポンプの場合の消費電力増加)により車両燃費が悪化することが判った。つまり、冷媒の流速が速くなり過ぎると、車両の合計燃費効果が低下する状況が発生することが判った。   By the way, when the flow rate of the refrigerant per one inner tube 6 of the thermoelectric module 4 is increased, the vehicle fuel efficiency is improved due to an increase in power generation amount due to the temperature of the low temperature side member (inner tube 6) being lowered by the thermoelectric module 4. It was found that the vehicle fuel consumption deteriorates due to the output loss of the pump for introducing the refrigerant (the increase in power consumption in the case of the electric pump). That is, it has been found that when the flow rate of the refrigerant becomes too fast, a situation occurs in which the total fuel consumption effect of the vehicle is reduced.

前記合計燃費効果は、図5に示すように、冷媒流速が上がって熱電モジュール4による低温側部材(インナーチューブ6)の温度が下がることによる発電量増加で車両燃費が改善する分A(図5の一点鎖線参照)と、冷媒流速が上がって冷媒導入用のポンプの出力ロス(電動ポンプの場合の消費電力増加)による車両燃費が悪化する分B(図5の二点鎖線参照)とを合計A+B(図5の実線参照)することにより求められる。   As shown in FIG. 5, the total fuel efficiency effect is the amount A in which the vehicle fuel efficiency is improved by the increase in the amount of power generated due to the increase of the refrigerant flow rate and the temperature of the low temperature side member (inner tube 6) by the thermoelectric module 4 being decreased (FIG. 5). 1) and the amount B (refer to the two-dot chain line in FIG. 5) that the vehicle fuel efficiency deteriorates due to the increase in the refrigerant flow rate and the loss of the pump for introducing the refrigerant (the increase in power consumption in the case of the electric pump). It is obtained by A + B (see the solid line in FIG. 5).

前記合計燃費効果は、図5中の実線で示すように、熱電モジュール4のインナーチューブ6の1本あたりの冷媒流速の上昇に伴い漸増するものの、前記冷媒流速が所定値に到達すると最大になり、それ以降は前記冷媒流速の上昇に伴い漸減するようになる。つまり、前記合計燃費効果は、熱電モジュール4のインナーチューブ6の1本あたりの冷媒流速に応じて決まると言える。この熱電モジュール4のインナーチューブ6の1本あたりの冷媒流速は、冷媒流通経路を直列流路(図1参照)または並列流路(図2参照)に切り替えることにより変えることができる。   As shown by the solid line in FIG. 5, the total fuel consumption effect gradually increases as the refrigerant flow rate per inner tube 6 of the thermoelectric module 4 increases, but becomes maximum when the refrigerant flow rate reaches a predetermined value. After that, it gradually decreases as the refrigerant flow rate increases. That is, it can be said that the total fuel efficiency effect is determined according to the refrigerant flow rate per one inner tube 6 of the thermoelectric module 4. The refrigerant flow rate per inner tube 6 of the thermoelectric module 4 can be changed by switching the refrigerant flow path to a serial flow path (see FIG. 1) or a parallel flow path (see FIG. 2).

このようなことから、本願発明者は、冷媒導入管11に導入される冷媒の流速が変化しても、できるだけ前記合計燃費効果の高い領域を確保するように、第1〜第4バルブ21〜24の開閉状態を制御することにより直列流路(図1参照)と並列流路(図2参照)とを適宜に切り替えることが好ましいと考えるに至った。   For this reason, the inventor of the present application ensures that the first to fourth valves 21 to 21 are as high as possible in order to ensure the region having the highest total fuel efficiency even if the flow rate of the refrigerant introduced into the refrigerant introduction pipe 11 changes. It came to be thought that it is preferable to switch a serial flow path (refer FIG. 1) and a parallel flow path (refer FIG. 2) suitably by controlling the open / close state of 24.

前記合計燃費効果の高い領域とは、最大値の90%以上(図5のハッチングで示す領域)のこととされる。詳しくは、前記合計燃費効果の高い領域とは、合計燃費効果が上昇する過程で前記合計燃費効果の最大値の90%に到達する点(図5の符号100参照)から、前記合計燃費効果が最大になってから下降する過程で前記合計燃費効果の最大値の90%に到達する点(図5の符号200参照)までのこととされる。   The region having a high total fuel efficiency effect is 90% or more of the maximum value (region indicated by hatching in FIG. 5). Specifically, the region having the high total fuel consumption effect is the point where the total fuel consumption effect reaches 90% of the maximum value of the total fuel consumption effect in the process of increasing the total fuel consumption effect (see reference numeral 100 in FIG. 5). The point reaches 90% of the maximum value of the total fuel consumption effect in the process of descending after reaching the maximum (see reference numeral 200 in FIG. 5).

つまり、この実施形態の制御部30では、前記合計燃費効果が90%以上になるように第1〜第4バルブ21〜24を閉状態または開状態に適宜切り替えることによって熱電モジュール4のインナーチューブ6の1本あたりの冷媒流速を調節するようにしている。   That is, in the control unit 30 of this embodiment, the inner tube 6 of the thermoelectric module 4 is appropriately switched by switching the first to fourth valves 21 to 24 to the closed state or the open state so that the total fuel efficiency effect is 90% or more. The flow rate of the refrigerant per one is adjusted.

以上説明したように、この実施形態の熱電発電装置2では、前記したような並列流路を形成することが可能になるから、多数の熱電モジュール4のインナーチューブ6個々の流路断面積を必要以上に大きくする必要がない。そのため、熱電発電装置2の設置性を高めることが可能になるなど、設備コストの低減に貢献できるようになる。ちなみに、インナーチューブ6個々の流路断面積は、それらの外形サイズと冷媒の圧力損失との関係を考慮して設計される。   As described above, in the thermoelectric generator 2 of this embodiment, it is possible to form the parallel flow paths as described above, and therefore, it is necessary to have individual cross-sectional areas of the inner tubes 6 of the many thermoelectric modules 4. There is no need to make it larger. Therefore, it becomes possible to contribute to reduction of equipment costs, such as being able to improve the installability of the thermoelectric generator 2. Incidentally, the cross-sectional area of each inner tube 6 is designed in consideration of the relationship between the outer size and the pressure loss of the refrigerant.

そして、この実施形態の熱電発電装置2では、冷媒導入管11に導入される冷媒の流速が変化しても、前記合計燃費効果の高い領域(例えば最大値の90%以上)を確保することを目的として、直列流路(図1参照)と並列流路(図2参照)とを適宜切り替えることにより熱電モジュール4のインナーチューブ6の1本あたりの冷媒流速を最適化するようにしている。   And in the thermoelectric generator 2 of this embodiment, even if the flow rate of the refrigerant introduced into the refrigerant introduction pipe 11 changes, it is possible to ensure a region having a high total fuel consumption effect (for example, 90% or more of the maximum value). As an object, the refrigerant flow rate per one inner tube 6 of the thermoelectric module 4 is optimized by appropriately switching between the serial flow path (see FIG. 1) and the parallel flow path (see FIG. 2).

つまり、冷媒導入管11に導入される冷媒の流速が遅い場合には、第1〜第4バルブ21〜24を閉状態にして直列流路(図1参照)を形成することにより、熱電モジュール4のインナーチューブ6の1本あたりの冷媒の流速を上げるようにしているから、熱電発電装置2の発電効率を可及的に高めることが可能になる。一方、冷媒導入管11に導入される冷媒の流速が速い場合には、第1〜第4バルブ21〜24を開状態にして並列流路(図2参照)を形成することにより、冷媒の圧力損失を下げるようにしているから、冷媒導入用のポンプの電力消費を抑制できるようになる。   That is, when the flow rate of the refrigerant introduced into the refrigerant introduction pipe 11 is low, the thermoelectric module 4 is formed by closing the first to fourth valves 21 to 24 and forming a series flow path (see FIG. 1). Since the flow rate of the refrigerant per one inner tube 6 is increased, the power generation efficiency of the thermoelectric generator 2 can be increased as much as possible. On the other hand, when the flow rate of the refrigerant introduced into the refrigerant introduction pipe 11 is high, the first to fourth valves 21 to 24 are opened to form a parallel flow path (see FIG. 2), whereby the refrigerant pressure Since the loss is reduced, power consumption of the refrigerant introduction pump can be suppressed.

これにより、本発明に係る熱電発電装置2では、車両への設置性が良好で、かつ車両の排ガスを有効利用して効率良く発電を行いながら、当該発電に伴う電力消費を可及的に抑制できるようになるから、車両の合計燃費を可及的に高くすることが可能になる。   As a result, in the thermoelectric power generation device 2 according to the present invention, the power consumption associated with the power generation is suppressed as much as possible while the power is efficiently generated by effectively using the exhaust gas of the vehicle. Therefore, the total fuel consumption of the vehicle can be increased as much as possible.

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。   In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, It can change suitably in the range equivalent to the claim and the said range.

(1)上記実施形態では、冷媒流通経路を直列流路(図1参照)と並列流路(図2参照)とに切り替える例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。   (1) In the said embodiment, although the example which switches a refrigerant | coolant distribution path to a serial flow path (refer FIG. 1) and a parallel flow path (refer FIG. 2) is given, this invention is not limited only to this. Absent.

前記冷媒流通経路としては、第1〜第4バルブ21〜24の一部を閉状態にして残りを開状態にするように組み合わせることにより、前記直列流路と前記並列流路とを組み合わせた「併合流路」をさらに加えることも可能である。   The refrigerant flow path is a combination of the series flow path and the parallel flow path by combining a part of the first to fourth valves 21 to 24 in a closed state and a remaining part in an open state. It is also possible to add further “merging channels”.

この併合流路としては、例えば図6に示すように、第1バルブ21および第2バルブ22を開にする一方で第3バルブ23および第4バルブ24を閉にする形態にすることが可能である。   As the merged flow path, for example, as shown in FIG. 6, the first valve 21 and the second valve 22 can be opened while the third valve 23 and the fourth valve 24 can be closed. is there.

このような併合流路を形成すると、第1接続管12に導入される冷媒は第1列〜第3列の熱電モジュール4の各インナーチューブ6から並列に第2接続管13へと流通し、その後、第4列の熱電モジュール4のインナーチューブ6を経て第1接続管12に流れ、さらに第5列の熱電モジュール4のインナーチューブ6を経て第2接続管13へと直列に蛇行しながら流れて冷媒還流管14に排出されるようになる。   When such a merged flow path is formed, the refrigerant introduced into the first connection pipe 12 flows from the inner tubes 6 of the first to third rows of thermoelectric modules 4 in parallel to the second connection pipe 13, After that, it flows through the inner tube 6 of the thermoelectric module 4 in the fourth row to the first connecting pipe 12, and further flows in a meandering manner to the second connecting tube 13 through the inner tube 6 of the thermoelectric module 4 in the fifth row. The refrigerant is then discharged to the refrigerant reflux pipe 14.

この場合、冷媒の流通時の圧力損失を低減したうえで十分な発電効率を得ることが可能になる。したがって、このような冷媒流通経路を形成可能にした場合には、上記実施形態に比べて、さらに冷媒の流速に応じた細かい対処が可能になる。   In this case, sufficient power generation efficiency can be obtained after reducing the pressure loss during the circulation of the refrigerant. Therefore, when it is possible to form such a refrigerant flow path, it is possible to take further measures according to the flow rate of the refrigerant as compared with the above embodiment.

(2)上記実施形態では、高温ガスとしてエンジンの排ガスを利用する例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、例えばEGRガスを利用することが可能である。   (2) In the above embodiment, an example in which the exhaust gas of the engine is used as the high-temperature gas is given. However, the present invention is not limited to this, and for example, EGR gas can be used.

(3)上記実施形態では、ケース3内に熱電モジュール4を排ガス流れ方向に5列にした例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、少なくとも3列以上とすることが可能である。   (3) In the above embodiment, an example in which the thermoelectric modules 4 are arranged in five rows in the exhaust gas flow direction in the case 3 is given, but the present invention is not limited to this, and at least three rows or more are provided. It is possible.

(4)上記実施形態では、熱電発電装置2をケース3に熱電モジュール4を組み込んだ構成にした例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、例えばケース3を無くして熱電モジュール4を排気通路1に直接組み込んだ構成とすることが可能である。   (4) In the above embodiment, an example in which the thermoelectric generator 2 is configured to incorporate the thermoelectric module 4 into the case 3 is described, but the present invention is not limited to this example. For example, the case 3 is eliminated. Thus, the thermoelectric module 4 can be directly incorporated in the exhaust passage 1.

(5)上記実施形態では、ケース3を角筒形にした例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、例えばケース3を円筒形、楕円筒形などにすることが可能である。   (5) In the above embodiment, an example in which the case 3 is in the shape of a rectangular tube is given. However, the present invention is not limited to this example. For example, the case 3 is formed in a cylindrical shape, an elliptical cylindrical shape, or the like. Is possible.

(6)上記実施形態では、熱電モジュール4のアウターチューブ5およびインナーチューブ6を断面でほぼ矩形にした例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。   (6) In the above embodiment, an example is given in which the outer tube 5 and the inner tube 6 of the thermoelectric module 4 are substantially rectangular in cross section, but the present invention is not limited to this.

例えば図7に示すように、熱電モジュール4のアウターチューブ5およびインナーチューブ6を断面でほぼ円形にすることが可能である。この場合、第1熱電素子7および第2熱電素子8を面でアウターチューブ5とインナーチューブ6とに接触させるようにしている。   For example, as shown in FIG. 7, the outer tube 5 and the inner tube 6 of the thermoelectric module 4 can be made substantially circular in cross section. In this case, the 1st thermoelectric element 7 and the 2nd thermoelectric element 8 are made to contact the outer tube 5 and the inner tube 6 by the surface.

本発明は、高温ガスが流通される筒形のケースに多数の棒状の熱電モジュールがガス流通方向に交差する姿勢で前記ケースの一方開口から他方開口へ向けて隣り合うように組み付けられる熱電発電装置に好適に利用することが可能である。   The present invention relates to a thermoelectric generator that is assembled in a cylindrical case through which a high-temperature gas is circulated so that a large number of rod-shaped thermoelectric modules are adjacent to each other from one opening to the other opening in a posture that intersects the gas flow direction. It is possible to use suitably.

1 排気通路
2 熱電発電装置
3 ケース
4 熱電モジュール
5 アウターチューブ
6 インナーチューブ(冷媒流路)
11 冷媒導入管
12 第1接続管
13 第2接続管
14 冷媒還流管
21 第1バルブ
22 第2バルブ
23 第3バルブ
24 第4バルブ
30 制御部
1 Exhaust passage
2 Thermoelectric generator
3 cases
4 Thermoelectric module
5 Outer tube
6 Inner tube (refrigerant flow path)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Refrigerant introduction pipe 12 1st connection pipe 13 2nd connection pipe 14 Refrigerant reflux pipe 21 1st valve 22 2nd valve 23 3rd valve 24 4th valve 30 Control part

Claims (1)

高温ガスが流通される筒形のケースに多数の棒状の熱電モジュールがガス流通方向に交差する姿勢で前記ケースの一方開口から他方開口へ向けて隣り合うように組み付けられる熱電発電装置であって、
前記多数の熱電モジュールにそれぞれ設けられる各冷媒流路の長手方向一端側それぞれに接続される第1接続管と、
前記各冷媒流路の長手方向他端側それぞれに接続される第2接続管と、
前記第1接続管において前記ガス流通方向最上流の冷媒流路との接続部位に接続される冷媒導入管と、
前記第2接続管において前記ガス流通方向最下流の冷媒流路との接続部位に接続される冷媒還流管と、
前記第1接続管において奇数列の冷媒流路とそれよりもガス流通方向下流側に位置する偶数列の冷媒流路との間に設けられるバルブと、
前記第2接続管において偶数列の冷媒流路とそれよりもガス流通方向下流側に位置する奇数列の冷媒流路との間に設けられるバルブと、
前記冷媒の流速に基づいて前記第1接続管側のバルブおよび前記第2接続管側のバルブの開閉状態を制御する制御部とを含む、ことを特徴とする熱電発電装置。
A thermoelectric generator that is assembled to a cylindrical case through which high-temperature gas is circulated so that a large number of rod-shaped thermoelectric modules are adjacent to each other from one opening of the case to the other,
A first connecting pipe connected to one end side in the longitudinal direction of each refrigerant flow path provided in each of the multiple thermoelectric modules;
A second connecting pipe connected to each of the other longitudinal ends of the refrigerant flow paths;
A refrigerant introduction pipe connected to a connection site with the most upstream refrigerant flow path in the gas flow direction in the first connection pipe;
A refrigerant recirculation pipe connected to a connection site with the refrigerant flow path in the gas distribution direction most downstream in the second connection pipe;
A valve provided between the odd-numbered refrigerant flow paths in the first connection pipe and the even-numbered refrigerant flow paths positioned further downstream in the gas flow direction;
A valve provided between the even-numbered refrigerant flow paths in the second connection pipe and the odd-numbered refrigerant flow paths positioned further downstream in the gas flow direction;
A thermoelectric generator, comprising: a control unit that controls an open / close state of the valve on the first connection pipe and the valve on the second connection pipe based on the flow rate of the refrigerant.
JP2013254950A 2013-12-10 2013-12-10 Thermoelectric generator Active JP6020434B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013254950A JP6020434B2 (en) 2013-12-10 2013-12-10 Thermoelectric generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013254950A JP6020434B2 (en) 2013-12-10 2013-12-10 Thermoelectric generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015116005A true JP2015116005A (en) 2015-06-22
JP6020434B2 JP6020434B2 (en) 2016-11-02

Family

ID=53529355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013254950A Active JP6020434B2 (en) 2013-12-10 2013-12-10 Thermoelectric generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6020434B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114508797A (en) * 2022-01-28 2022-05-17 青岛海尔空调电子有限公司 Heat exchanger
CN114508797B (en) * 2022-01-28 2024-05-10 青岛海尔空调电子有限公司 Heat exchange device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58210498A (en) * 1982-06-02 1983-12-07 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd Connecting method of heat exchangers of closed type
JPH02303381A (en) * 1989-05-17 1990-12-17 Mitsubishi Electric Corp Cogeneration facility
US5385020A (en) * 1992-11-27 1995-01-31 Pneumo Abex Corporation Thermoelectric air cooling method with individual control of multiple thermoelectric devices
JP2000241092A (en) * 1999-02-22 2000-09-08 Hitachi Ltd Solid cold storage device and method for operating the same and energy storage type gas turbine power generating system and method for operating the same
JP2001147057A (en) * 1999-11-19 2001-05-29 Fujitsu General Ltd Air conditioner
JP2004343898A (en) * 2003-05-15 2004-12-02 Komatsu Ltd Thermoelectric generator
JP2010275975A (en) * 2009-05-29 2010-12-09 Isuzu Motors Ltd Thermoelectric unit
JP2011524481A (en) * 2008-05-16 2011-09-01 エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング Device for generating electrical energy from exhaust gas heat

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58210498A (en) * 1982-06-02 1983-12-07 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd Connecting method of heat exchangers of closed type
JPH02303381A (en) * 1989-05-17 1990-12-17 Mitsubishi Electric Corp Cogeneration facility
US5385020A (en) * 1992-11-27 1995-01-31 Pneumo Abex Corporation Thermoelectric air cooling method with individual control of multiple thermoelectric devices
JP2000241092A (en) * 1999-02-22 2000-09-08 Hitachi Ltd Solid cold storage device and method for operating the same and energy storage type gas turbine power generating system and method for operating the same
JP2001147057A (en) * 1999-11-19 2001-05-29 Fujitsu General Ltd Air conditioner
JP2004343898A (en) * 2003-05-15 2004-12-02 Komatsu Ltd Thermoelectric generator
JP2011524481A (en) * 2008-05-16 2011-09-01 エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング Device for generating electrical energy from exhaust gas heat
JP2010275975A (en) * 2009-05-29 2010-12-09 Isuzu Motors Ltd Thermoelectric unit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114508797A (en) * 2022-01-28 2022-05-17 青岛海尔空调电子有限公司 Heat exchanger
CN114508797B (en) * 2022-01-28 2024-05-10 青岛海尔空调电子有限公司 Heat exchange device

Also Published As

Publication number Publication date
JP6020434B2 (en) 2016-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4734139A (en) Thermoelectric generator
RU2566209C2 (en) Device with heat exchanger for vehicle thermoelectric generator
US8575467B2 (en) Generator of electric energy based on the thermoelectric effect
EP2618477A1 (en) Thermoelectric electricity generating device
US9299906B2 (en) Thermoelectric device, in particular intended to generate an electric current in a motor vehicle
KR101435667B1 (en) Thermoelectric Power Generator
JP2015117884A (en) Water heater
JP2010275975A (en) Thermoelectric unit
KR20150091128A (en) Thermoelectric module and device, in particular designed to generate an electric current in a motor vehicle
KR102415658B1 (en) Cooling water heating apparatus for electric vehicle
KR101421953B1 (en) Accumulated type thermoelectric generator for a vehicle
JP6020434B2 (en) Thermoelectric generator
JP2016025271A (en) Thermoelectric conversion device
JP2013545270A (en) Thermoelectric devices for generating currents, especially in automobiles
JP6002623B2 (en) Thermoelectric conversion module
JP6350297B2 (en) Thermoelectric generator
US11282999B2 (en) Thermoelectric conversion unit, thermoelectric conversion module, and exhaust-gas electricity generation unit
JP6009534B2 (en) Thermoelectric assembly and apparatus for generating current, particularly in motor vehicles
RU162072U1 (en) THERMOELECTRIC GENERATOR
JP2016529696A (en) Thermoelectric devices intended specifically for generating electric currents in automobiles
US20160305304A1 (en) Thermoelectric module, thermoelectric device, heat exchanger and egr loop
JP6102690B2 (en) Thermoelectric generator
US10559739B2 (en) Thermoelectric module for a thermoelectric generator
KR20160126592A (en) Structure of Exhaust Gas Pipe for High efficiency thermoelectric generation system
CN106876569B (en) Electrothermal module

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160906

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160907

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160919

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6020434

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151