JP2015130455A - 熱電変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱電変換装置2は、容器底部21、容器底部21と対向する容器天井部23、両者の間に配置されるとともに伸縮可能に設けられたベローズ部22を有する容器20と、容器20の内部に収容される熱電変換モジュール40と、容器20の内部に収容され、容器底部21との間に熱電変換モジュール40を挟み込むとともに、熱電変換モジュール40の上部側を冷却する水冷ジャケット51と、水冷ジャケット51と容器天井部23との間に配置される4つの押さえ棒60と、容器天井部23の上方に4カ所設けられ、容器天井部23、各押さえ棒60および水冷ジャケット51を介して、熱電変換モジュール40に付与する荷重を独立して調整する4つのバネ140とを含む。
【選択図】図3
Description
この種の熱電変換装置は、高温環境下に設置されることが多く、温度上昇に起因する熱電変換素子の劣化を抑制するため、気密性を有する容器(筐体)内に複数の熱電変換素子を収容した構成を採用することが多い。
本発明は、熱電変換モジュールにかかる荷重の偏りに起因した熱電変換素子の損傷を抑制することを目的とする。
このような熱電変換装置において、前記底部に対向して設けられる床板と、前記天井部に対向して設けられる天井板と、前記容器の外側で前記床板と前記天井板とを接続する接続部とをさらに含み、複数の前記荷重調整部のそれぞれは、前記天井部と前記天井板との間に配置される弾性部材と、前記天井板に対して前記天井部から前記底部に向かう方向に進退自在に取り付けられ、当該天井部との間に前記弾性部材を挟み込むことで当該弾性部材を介して当該天井部に付与する荷重を調整する調整部材とを有することを特徴とすれば、荷重調整部による容器への荷重の付与がより安定して行える点で好ましい。
また、前記容器の内部に収容されるとともに前記天井部と前記冷却部との間に配置され、当該天井部にかかる荷重を当該冷却部に伝達する伝達部材をさらに含むことを特徴とすれば、冷却部による熱電変換モジュールの冷却効率の低下を抑制できる点で好ましい。
さらに、前記伝達部材が複数設けられるとともに、それぞれの前記伝達部材は、前記天井部を挟んで複数の前記荷重調整部のそれぞれと対向する位置に配置されることを特徴とすれば、熱電変換モジュールに対する荷重の調整をより的確に行うことができる点で好ましい。
さらにまた、前記熱電変換素子は、Sb(アンチモン)を含むとともに充填スクッテルダイト構造を有する熱電半導体で構成されることを特徴とすれば、より高温の環境下にて熱電変換を行うことができる点で好ましい。
図1は、本実施の形態が適用される熱電変換システム1の上面図である。また、図2は図1におけるII−II断面図であり、図3は図1におけるIII−III断面図であり、図4は図1におけるIV−IV断面図である。この熱電変換システム1は、例えば、ゴミ焼却場において発生する熱エネルギーを電気エネルギーに変換するために用いられる。
図5は、熱電変換モジュール40の構成を説明するための斜視図である。ただし、図5には、熱電変換モジュール40が搭載される受熱板30を、併せて示している。
なお、初期状態すなわち排気ダクト3内を高温に熱せられた排気ガスが通過する前の状態で、熱電変換装置2では、脱気・ガス導入管90を用いた容器20内部の脱気が行われ、その後、脱気・ガス導入管90を用いた容器20内へのArガスの供給が行われる。これにより、容器20は、その内部にArガスが1気圧の圧力で充填された状態で密閉される。
Claims (5)
- 底部と、当該底部と空間を隔てて対向する天井部と、当該底部と当該天井部との間に配置されるとともに伸縮可能に設けられたベローズ部とを有し、内部には空間が形成される容器と、
複数の熱電変換素子を並べて構成されるとともに前記容器の前記内部に収容される熱電変換モジュールと、
前記容器の前記内部に収容され、前記天井部から前記底部に向かう荷重が付与されることで前記底部との間に前記熱電変換モジュールを挟み込むとともに、当該熱電変換モジュールにおける当該天井部側を冷却する冷却部と、
前記容器の外側にて前記天井部に対向して複数設けられ、当該天井部および前記冷却部を介して前記熱電変換モジュールに付与する荷重をそれぞれ独立して調整可能な複数の荷重調整部と
を含む熱電変換装置。 - 前記底部に対向して設けられる床板と、
前記天井部に対向して設けられる天井板と、
前記容器の外側で前記床板と前記天井板とを接続する接続部と
をさらに含み、
複数の前記荷重調整部のそれぞれは、
前記天井部と前記天井板との間に配置される弾性部材と、
前記天井板に対して前記天井部から前記底部に向かう方向に進退自在に取り付けられ、当該天井部との間に前記弾性部材を挟み込むことで当該弾性部材を介して当該天井部に付与する荷重を調整する調整部材と
を有することを特徴とする請求項1記載の熱電変換装置。 - 前記容器の内部に収容されるとともに前記天井部と前記冷却部との間に配置され、当該天井部にかかる荷重を当該冷却部に伝達する伝達部材をさらに含むことを特徴とする請求項1または2記載の熱電変換装置。
- 前記伝達部材が複数設けられるとともに、
それぞれの前記伝達部材は、前記天井部を挟んで複数の前記荷重調整部のそれぞれと対向する位置に配置されることを特徴とする請求項3記載の熱電変換装置。 - 前記熱電変換素子は、Sb(アンチモン)を含むとともに充填スクッテルダイト構造を有する熱電半導体で構成されることを特徴とする請求項1または2記載の熱電変換装置。
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