JP2019161790A - 熱電変換装置、センサモジュール、及び情報処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】効率的に発電できる熱電変換装置、センサモジュール、及び情報処理システムを提供する。【解決手段】熱電変換装置１００は、熱電変換素子１２０と、熱電変換素子の第１側に熱的に接続され、熱電変換素子から離間する方向に延在するフィン１４２を有する第１伝熱部材１４０と、フィンの少なくとも一部が浸漬される蓄熱材を収容する容器と、第１伝熱部材に熱的に接続され、容器の外部に延在する放熱部１５０を有する第２伝熱部材とを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、熱電変換装置、センサモジュール、及び情報処理システムに関する。

従来より、車両に搭載される発熱機器と、当該発熱機器の熱を冷却するヒートシンクとの間に熱電変換モジュールが設けられ、当該熱電変換モジュールに前記発熱機器とヒートシンクとの温度差が加わることで発電がなされる発電システムがある。

前記発熱機器側とヒートシンクとがヒートパイプにより連結され、当該ヒートパイプの一端が発熱機器側に固定され、他端が発熱機器側より上方位置でヒートシンク側に固定され、ヒートパイプ内部に作動液が流動可能に封入されることを特徴とする（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１４３７９２号公報

ところで、従来の発電システムは、ヒートシンクの冷却が十分ではないため、発熱機器とヒートシンクとの温度差が十分ではなく、発電による十分な電圧が得られないおそれがある。このため、従来の発電システムは、発電を効率的に行えていない。

そこで、効率的に発電できる熱電変換装置、センサモジュール、及び情報処理システムを提供することを目的とする。

本発明の実施の形態の熱電変換装置は、熱電変換素子と、前記熱電変換素子の第１側に熱的に接続され、前記熱電変換素子から離間する方向に延在するフィンを有する第１伝熱部材と、前記フィンの少なくとも一部が浸漬される蓄熱材を収容する容器と、前記第１伝熱部材に熱的に接続され、前記容器の外部に延在する放熱部を有する第２伝熱部材とを含む。

効率的に発電できる熱電変換装置、センサモジュール、及び情報処理システムを提供することができる。

実施の形態の熱電変換装置１００を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。 熱電変換素子１２０を示す断面図である。 熱電変換装置１００の製造工程を示す図である。 熱電変換装置１００をマンホールの裏側に取り付けた場合の開放電圧と発電量を示す図である。 センサモジュールの構成を示す模式図である。 センサモジュールを用いた情報処理システムの構成を示す模式図である。 センサモジュール及び情報処理システムの第１適用例を示す模式図である。 センサモジュール及び情報処理システムの第２適用例を示す模式図である。 センサモジュール及び情報処理システムの第３適用例を示す模式図である。 センサモジュール及び情報処理システムの第４適用例を示す模式図である。 センサモジュール及び情報処理システムの第５適用例を示す模式図である。

以下、本発明の熱電変換装置、センサモジュール、及び情報処理システムを適用した実施の形態について説明する。

＜実施の形態＞
図１は、実施の形態の熱電変換装置１００を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。以下では、ＸＹＺ座標系を用いて説明する。また、説明の便宜上、Ｚ軸正方向を上、Ｚ軸負方向を下として説明する。

熱電変換装置１００は、伝熱部材１１０、熱電変換素子１２０、容器１３０、ヒートシンク１４０、及び放熱部材１５０を含む。熱電変換装置１００は、環境発電の中の温度差があれば発電できる熱電変換素子を用いた発電に用いられるものである。なお、熱電変換素子１２０の説明には、図１及び図２に加えて図３を用いる。図３は、熱電変換素子１２０を示す断面図である。

伝熱部材１１０は、金属等の高熱伝導率の材料製の円柱状の部材であり、例えば、アルミニウム製である。伝熱部材１１０は、上面に熱源が取り付けられて熱的に接続され、側面に容器１３０が取り付けられ、下面に熱電変換素子１２０が取り付けられて熱的に接続される。伝熱部材１１０は、熱源が発生する熱を熱電変換素子１２０に伝導する。

熱電変換素子１２０は、平面視で正方形の板状の外形を有し、上面に伝熱部材１１０が取り付けられて熱的に接続され、下面にヒートシンク１４０が取り付けられて熱的に接続される。熱電変換素子１２０は、熱エネルギを電気エネルギに変換する素子であり、ゼーベック効果によって、上面側と下面側との温度差に応じた電圧を出力する。熱電変換素子１２０の下面がある側（下側）は、一方側の一例であり、熱電変換素子１２０の上面がある側（上側）は、他方側の一例である。

より具体的には、熱電変換素子１２０は、図３に示すように、２枚の基板１２１、１２２と、基板１２１の下面と基板１２２の上面とに設けられる複数の電極１２３、１２４と、複数の電極１２３、１２４の間に設けられる複数のｐ型半導体１２５及びｎ型半導体１２６と、出力線１２７と、絶縁壁部１２８を有する。電極１２３、１２４とｐ型半導体１２５及びｎ型半導体１２６とは、基板１２１、１２２と絶縁壁部１２８とによって囲まれる空間内に配置されている。

基板１２１、１２２は、アルミナ（ＡｌＯ_２）のようなセラミック、又は、プラスティックで作製される板状の基板である。電極１２３、１２４は、アルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）製である。ｐ型半導体１２５及びｎ型半導体１２６は、温度差によって熱起電力を発生する材料であればよく、例えば、ビスマステルライド、又は、シリコンゲルマニウム等で作製すればよい。電極１２３、１２４には、出力線１２７が接続されており、電極１２３、１２４の間に生じる電圧は、出力線１２７を介して外部に取り出される。

容器１３０は、平面視で正方形（矩形）の筒状の中空の容器であり、底板１３１、側壁１３２、及び上板１３３を有する。上板１３３は、平面視で中央に設けられる開口部１３３Ａと、平面視で開口部１３３Ａを囲むように設けられる４個の孔部１３３Ｂを有する。孔部１３３Ｂは、貫通孔の一例である。

開口部１３３Ａの直径は、伝熱部材１１０の外径に合わせられており、容器１３０は、開口部１３３Ａに伝熱部材１１０の底部を嵌め込む形で、伝熱部材１１０の外周面に取り付けられている。孔部１３３Ｂは、放熱部材１５０の伝熱柱１５１を挿通させるために設けられている。

容器１３０は、伝熱部材１１０よりも熱伝導率の低い材料で作製されており、例えば、樹脂製である。これは、伝熱部材１１０が発生する熱を効率的に熱電変換素子１２０に伝導し、容器１３０が熱の伝導路にならないようにするためである。

容器１３０の内部には、蓄熱材１３０Ａが貯容されるとともに、ヒートシンク１４０が設けられており、ヒートシンク１４０のフィン１４２は、蓄熱材１３０Ａに浸漬されている。

蓄熱材１３０Ａは、蓄熱する溶媒であり、比熱が高くて温度が上昇しにくい特性を有する。蓄熱材１３０Ａは、例えば、水である。熱電変換素子１２０の上面と下面における温度差を大きくするために、蓄熱材１３０Ａは、ヒートシンク１４０の温度上昇を抑制するために設けられている。

ヒートシンク１４０は、基部１４１と複数のフィン１４２とを有し、放熱性の高い金属（例えば、アルミニウム）製である。ヒートシンク１４０は、第１伝熱部材の一例である。基部１４１は、第１基部の一例である。

基部１４１は、平面視で正方形（矩形）の板状の部材であり、下面から複数のフィン１４２が下方に向かって延在している。基部１４１の上面は、熱電変換素子１２０の下面に取り付けられて熱的に接続されている。複数のフィン１４２は、Ｙ軸方向に長い板状の部材であり、Ｘ軸方向に沿って配置されている。複数のフィン１４２は、熱電変換素子１２０から離間する方向に延在しており、蓄熱材１３０Ａに浸漬されている。なお、複数のフィン１４２は、Ｙ軸方向において複数に分割されていてもよい。

ヒートシンク１４０は、熱電変換素子１２０の下面の温度上昇を抑制するために設けられている。このため、フィン１４２を比熱が高い蓄熱材１３０Ａに浸漬させて、ヒートシンク１４０の温度上昇を抑制し、熱電変換素子１２０の下面の温度をなるべく低く抑えるようにしている。

放熱部材１５０は、伝熱柱１５１と放熱板１５２とを有する。放熱部材１５０は、平面視で容器１３０の正方形の各辺に対応して４個設けられている。放熱部材１５０は、金属等の熱伝導率が高く、放熱性が高い材料製である。放熱部材１５０は、容器１３０よりも熱伝導率が高く、例えば、伝熱部材１１０と同等の熱伝導率を有する。放熱部材１５０は、例えば、アルミニウム製である。放熱部材１５０は、第２伝熱部材の一例である。伝熱柱１５１は、第２基部の一例であり、放熱板１５２は、放熱部の一例である。

伝熱柱１５１は、平面視で矩形状の柱状の部材であり、下端がヒートシンク１４０の基部１４１の上面に設けられた凹部１４１Ａに嵌め込まれて熱的に接続され、中間部分が容器１３０の孔部１３３Ｂに挿通され、上端が放熱板１５２に取り付けられて熱的に接続されている。

放熱板１５２は、基部１５２Ａと延在部１５２Ｂとを有する。基部１５２Ａは、平面視で矩形状の部材である。平面視で、基部１５２Ａと伝熱部材１１０との間には、間隔が設けられている。平面視における基部１５２Ａの外側には、Ｚ軸負方向に延在する延在部１５２Ｂが連続的に設けられている。放熱板１５２は、ＸＺ断面視又はＹＺ断面視において、Ｌ字型に折り曲げられた金属板である。

延在部１５２Ｂは、基部１５２Ａの外側に接続されており、下方に向けて延在している。延在部１５２Ｂの下端は、容器１３０の下端と略等しい位置にある。延在部１５２Ｂは、矩形状の薄い板状部材である。

このような放熱部材１５０は、ヒートシンク１４０及び蓄熱材１３０Ａの温度上昇を抑制し、ヒートシンク１４０及び蓄熱材１３０Ａの温度をなるべく低く保てるように、ヒートシンク１４０及び蓄熱材１３０Ａの熱量を容器１３０の外部に放出させるために設けられている。熱電変換素子１２０の下面の温度を少しでも低くして、熱電変換素子１２０の上面と下面との温度差を少しでも大きくし、これにより熱電変換素子１２０の出力電圧を少しでも高くするためである。

図４は、熱電変換装置１００の製造工程を示す図である。ここでは、一例として、ヒートシンク１４０の基部１４１の上面の凹部１４１Ａにネジ穴１４１Ａ１が設けられるとともに、放熱部材１５０の伝熱柱１５１にネジ孔１５１Ａが設けられており、ネジ１５３によって固定される形態について説明する。

まず、図４（Ａ）に示すように、伝熱部材１１０、熱電変換素子１２０、容器１３０、及びヒートシンク１４０を組み立てた構造体に対して、放熱部材１５０及びネジ１５３の位置を合わせ、図４（Ｂ）に示すように、ネジ孔１５１Ａに通したネジ１５３を凹部１４１Ａのネジ穴１４１Ａ１に締め付ける。これにより、熱電変換装置１００が完成する。

次に、熱電変換装置１００をマンホールの裏側に取り付けた場合の開放電圧と発電量について説明する。具体的には、マンホールの下面に、磁石で伝熱部材１１０の上面を取り付け、伝熱部材１１０がマンホールから受ける熱によって熱電変換素子１２０が熱エネルギを電気エネルギに変換することによって得られる開放電圧と発電量について説明する。

図５は、熱電変換装置１００をマンホールの裏側に取り付けた場合の開放電圧と発電量を示す図である。このデータは、２０１７年５月１０日から同年５月２０日まで、路面に設けられたマンホールの下面に熱電変換装置１００を取り付けて得た実測値である。

ここでは、比較例として熱電変換装置１００から放熱部材１５０を取り除いた熱電変換装置の開放電圧と発電量を示す。

図５（Ａ）に示すように、開放電圧は、熱電変換装置１００及び比較用の熱電変換装置ともに、天候や気温等の変動により、日による差があるものの、全体的に、熱電変換装置１００の方が、比較用の熱電変換装置よりも高かった。

また、図５（Ｂ）に示すように、発電量は、同様に日による差があるものの、熱電変換装置１００の方が、比較用の熱電変換装置よりも多かった。

以上、熱電変換装置１００は、放熱部材１５０を設けることにより、開放電圧及び発電量が増大することを確認できた。これは、放熱部材１５０によってヒートシンク１４０を放熱することにより、蓄熱材１３０Ａと、熱電変換素子１２０の下面との温度上昇が抑制され、熱電変換素子１２０の上面側と下面側との温度差が増大したためと考えられる。

従って、実施の形態によれば、効率的に発電できる熱電変換装置１００を提供することができる。放熱部材１５０の放熱板１５２は、熱伝導率が高い伝熱柱１５１を介してヒートシンク１４０に熱的に接続され、容器１３０の外部に設けられている。放熱板１５２を覆うものは無く、容器１３０の外部の空気に晒されている。このため、放熱部材１５０は、容器１３０の外側の空気によって効果的に冷却される。

このような構成によって、熱電変換素子１２０の上側の基板１２１と下側の基板１２２との温度差を増大させることができるので、開放電圧及び発電量が増大する。

なお、以上では、放熱部材１５０の放熱板１５２が基部１５２Ａと延在部１５２Ｂとを有し、延在部１５２Ｂの下端が容器１３０の下端と略等しい位置にある形態について説明した。

しかしながら、放熱部材１５０は、このような形状のものに限られるものではなく、ヒートシンク１４０に熱的に接続され、容器１３０の外部に延在する放熱板１５２を有していればよい。

放熱板１５２の平面視での外寸は、設置又は交換等の行い易さの観点から、マンホールの直径よりも少し小さい程度であることが好ましいが、例えば、組み立て式、又は、折りたたみ式のような構成にすることによって、様々なサイズ、形状等にすることもできる。

次に、熱電変換装置１００を用いたセンサモジュール及び情報処理システムについて、図６〜図１２を参照しながら説明する。
本実施の形態にかかるセンサモジュールは、一体型モジュールであって、図６に示すように、この一体型モジュール１６０は、発電モジュール１６１と、蓄電モジュール１６２と、センサ１６３と、コントローラ１６４と、メモリ１６５と、通信回路１６６と、アンテナ１６７を備える。

発電モジュール１６１には、例えば、熱電変換装置１００（図１乃至図３参照）が適用される。このため、本センサモジュールは、少なくとも、センサ１６３と、センサ１６３に電気的に接続された熱電変換装置１００とを備える。

蓄電モジュール１６２は、発電モジュール１６１に接続され、発電モジュール１６１で発生した電力を蓄える。蓄電モジュール１６２としては、電力を蓄える機能を持つものであればよい。この蓄電モジュール１６２としては、例えば、全固体二次電池が省スペースで且つ安全性が高い点から好ましい。

発電モジュール１６１及び蓄電モジュール１６２は、電力供給部１６８を構成する。この電力供給部１６８を構成する発電モジュール１６１及び蓄電モジュール１６２の少なくとも一方からは、センサ１６３、コントローラ１６４、及び、通信回路１６６に電力が供給される。発電モジュール１６１によって安定した電力を供給できる場合には、蓄電モジュール１６２が省かれてもよい。

センサ１６３には、例えば、温度、湿度、圧力、光、音、電磁波、加速度、振動、ガス、微粒子等を検出するセンサが適用可能である。さらに、センサ１６３には、例えば、赤外線を対象物に出射すると共に対象物から反射した光を受けることで対象物との距離を測定する測距センサ、対象物の重量を測定する重量センサ、及び、水位等のデータを検出する水位センサ等が適用可能である。

コントローラ１６４は、例えば、センサ１６３が検出した各種データを、通信回路１６６及びアンテナ１６７を介してサーバ１７５へ送信する。コントローラ１６４は、例えば、センサ１６３が検出した各種データと他のデータとに基づいた二次データをサーバ１７５へ送信してもよい。また、コントローラ１６４は、例えば、センサ１６３が検出した各種データを用いて所定の演算を行って二次データを算出し、この二次データをサーバ１７５へ送信してもよい。

メモリ１６５は、センサ１６３が検出した各種データや、算出された二次データをコントローラ１６４の命令により記憶する。記憶された情報は、コントローラ１６４の命令により読み出される。

通信回路１６６及びアンテナ１６７は、通信部１６９を構成する。通信部１６９は、コントローラ１６４と図示しないサーバ１７５との間でデータの送受信を行う。なお、図６に示される例では、アンテナ１６７を用いた無線通信が採用されるが、無線通信の代わりに、有線通信が採用されてもよい。

上述の一体型モジュール１６０は、例えば、図７に示されるように、本実施の形態にかかる情報処理システム１７０に適用される。

この情報処理システム１７０は、複数の一体型モジュール１６０と、サーバ１７５とを備える。つまり、本情報処理システム１７０は、上述の一体型モジュール（センサモジュール）１６０と、この一体型モジュール１６０によって得られたデータを処理するサーバ（コンピュータ）１７５とを備える。ここでは、情報処理システム１７０は、マンホール１７６から得られる情報を処理するシステムである。このため、複数の一体型モジュール１６０は、マンホール１７６に設置される。この複数のマンホール１７６に設置された複数の一体型モジュール１６０は、ネットワーク１７７を介してサーバ１７５と接続される。

なお、例えば、サーバ１７５を備えた車両を走行させ、この車両が各マンホール１７６に設置された一体型モジュール１６０に近接するたびに一体型モジュール１６０からサーバ１７５に近距離無線通信でデータが送信されるようになっていてもよい。また、一体型モジュール１６０は、マンホール１７６の構造体であれば、どこに設置されてもよい。

この一体型モジュール１６０は、センサ１６３の検出対象又はセンサ１６３の種類に応じて、マンホール１７６の構造体である蓋１７８やコンクリート管１７９などに固定される。一体型モジュール１６０に備えられた熱電変換素子は、マンホール１７６の構造体と熱的に接続され、マンホール１７６の構造体と外気又はマンホール１７６内部の温度との温度差により発電する。

以下、本実施の形態にかかる情報処理システム１７０の具体的な適用例について説明する。

［第１適用例］
第１適用例では、図８に示すように、情報処理システム１７０は、マンホール１７６の構造体（蓋１７８やコンクリート管１７９）の劣化を把握するために利用される。

センサ１６３は、マンホール１７６内の温度、湿度、及び、マンホール１７６の構造体に作用する振動（加速度）等を検出し、センサ１６３で検出されたデータは、メモリ１６５に蓄積される。

道路上を走る測定用の車両１８０がマンホール１７６上を通過する際に、コントローラ１６４は、通信回路１６６及びアンテナ１６７を介してメモリ１６５に蓄積されたデータを送信する。測定用の車両１８０に設けられたサーバ１７５は、データを回収する。

サーバ１７５は、ＧＰＳ（Global Positioning System）による車両１８０の位置情報と回収されたデータとを組み合わせて、車内モニタに映し出された地図上に、回収されたデータを表示させる。温度、湿度、振動等が表示された情報から各マンホール１７６におけるコンクリート管１７９の劣化の度合いを推定することが可能となる。

また、測定用の車両１８０の下部に、受信装置１８１に加え、マンホール１７６の蓋１７８の画像を取得するカメラ１８２を取り付け、マンホール１７６の蓋１７８（鉄部）の劣化を画像認識で判断することができるようにしてもよい。この結果を元に、マンホール１７６の蓋１７８の交換時期を自治体に情報として販売するようにしてもよい。ここで、データを回収する車両としては、特別な測定用の車両でなくとも、例えば自治体が運用するごみ収集車でもよい。ごみ収集車の底部に受信装置１８１やカメラ１８２を設置することで、回収費用をかけずに定期的にデータを回収することができる。

また、センサ１６３は、マンホール１７６内に発生したガスの濃度を検出するものであってもよい。マンホール１７６内に発生するガスとしては、例えば、硫化水素ガスがある。下水道１８３で発生する硫化水素ガスは、マンホール１７６の構造体を急激に劣化させることが知られている。硫化水素ガスの発生は、近隣住民の苦情要因でもある。センサ１６３として硫化水素ガスセンサを用いることで、マンホール１７６の構造体の劣化予測精度向上とともに、住民の苦情に迅速に対応できるようになる。

なお、第１適用例では、センサ１６３は、マンホール１７６内の温度、湿度、振動、及び、マンホール１７６内に発生したガスの濃度のうち少なくとも一つを検出できるものであればよい。

また、マンホール１７６内では湿度が常に高く、下水道１８３（又は上水道）の水がマンホール１７６内にあふれる可能性もある。また、マンホール１７６内部はほぼ一定温度だが、例えば蓋１７８では夏は高温、冬は低温になるうえ、さまざまな金属を溶かす硫化水素ガスなどが発生することが知られている。このような過酷な環境にあって、センサ１６３などの電子部品及び熱電変換素子を守り、かつ長期的な信頼性を保つことは重要である。この場合、一体型モジュール１６０を、センサ１６３などの電子部品及び熱電変換素子が樹脂で封止されたものとして構成することで、長期的な信頼性を保つことが可能となる。

［第２適用例］
第２適用例では、図９に示すように、情報処理システム１７０は、マンホール１７６と接続される下水道１８３の流量を予測するために利用される。

センサ１６３には、例えば、水位計や流量計が用いられる。マンホール１７６に水位計や流量計であるセンサ１６３が設置されることで、きめ細かい下水道１８３の水位や流量の把握が可能となる。なお、図９において、センサ１６３は一体型モジュール１６０に組み込まれているが、例えば、センサ１６３の代わりに、外部のセンサの動作を制御するセンサ制御部を設けてもよい。この場合、センサ制御部は、下水道の１８３に配置された水位計や流量計などの図示していないセンサを制御し、そのセンサが検出した情報を取得するようにすればよい。また、そのセンサが検出した情報は無線でセンサ制御部に送信されるようにしてもよい。

具体的には、下水道１８３の水位や流量は、１日に１回、あるいは１時間に１回、センサ１６３によって検出され、センサ１６３によって検出されたデータは、高速通信回線を通じてデータセンタ１８４のサーバ１７５に集められる。センサ１６３によって検出された下水道１８３の水位や流量のデータは、計測と同時に送信されるようにしても良いし、消費電力を低減するために、１日、あるいは１週間分を蓄積してから送信されるようにしてもよい。なお、第１適用例と同様に、測定用の車両がデータを回収するようにしてもよい。

通常、雨水は、下水道１８３に流れ込むため、下水道１８３の水位や流量の予測は、降雨データと強く連動する。このため、センサ１６３によって集められた下水道１８３の水位や流量のデータと、気象庁の降雨データとを組み合わせて解析することで、例えば、下水道１８３の水が流れ込む河川の氾濫予測、注意報・警報情報を提供することが可能となる。

下水道１８３の水位や流量のデータと、気象庁の降雨データとの解析結果から気象現象と下水道１８３の水位や流量との関係を確立することも可能となる。そして、気象庁の降雨データから各地における下水道１８３の水位や流量を予測して、この予測データを提供及び配信することに対して課金するようにしてもよい。なお、住宅建築や居住状況、土地開発状況に応じて下水道１８３の水位や流量は年々変わるので、継続的なデータの更新が可能な本情報処理システム１７０は有用である。

また、第２適用例において、情報処理システム１７０は、局所的な集中豪雨などが発生した場合における下水道１８３の水位や流量の計測にも利用可能である。都市の局所的な集中豪雨の際には、下水道１８３の作業者の安全確保や下水道１８３の氾濫を防ぐため、分単位で下水道１８３の水位や流量の測定及び情報発信が必要になる。この場合には、相対的に標高の低い少数のマンホール１７６に設置された一体型モジュール１６０に限定してデータを収集するようにすればよい。

水位を測定する一体型モジュール１６０の蓄電モジュール１６２には、前もって十分な蓄電を行っておくことが好ましい。コントローラ１６４は、通信回路１６６及び高速通信回線を通じて逐次データをサーバ１７５へ送信する。サーバ１７５は、受信したデータを作業者や氾濫近傍の居住者のスマートフォンやタブレットに警報を発させることができる。あるいは、特定のマンホール１７６上に測定用の車両が駐車して、近距離無線通信によって車両に設けたサーバにデータが回収されるようにしてもよい。

［第３適用例］
第３適用例では、図１０に示すように、情報処理システム１７０は、マンホール１７６のセキュリティ及び作業履歴に利用される。
センサ１６３は、マンホール１７６の蓋１７８の開閉を検出する。このセンサ１６３には、例えば、加速度センサや開閉スイッチが用いられる。このセンサ１６３は、マンホール１７６の蓋１７８の開閉を検出するために、マンホール１７６の蓋１７８に生ずる加速度、及び、マンホール１７６の蓋１７８の開閉状態のうち少なくとも一つを検出すればよい。マンホール１７６の蓋１７８の開閉に応じてセンサ１６３から出力されたデータ（信号）は、サーバ１７５にて受信される。

この情報処理システム１７０によれば、下水道１８３等のセキュリティ対策（例えば、対爆弾テロなど）や、下水道１８３の清掃作業における作業履歴の確認を行うことができる。

［第４適用例］
第４適用例では、図１１に示すように、情報処理システム１７０は、道路交通情報の取得に利用される。

センサ１６３は、マンホール１７６上を通過する車両１８５，１８６，１８７を検出する。このセンサ１６３には、例えば、加速度センサ、磁気センサ、マイクロフォン等が用いられる。センサ１６３からは、マンホール１７６上を通過する車両の数に応じた信号が得られる。センサ１６３から出力されたデータ（信号）は、サーバ１７５にて受信される。

この情報処理システム１７０によれば、現在の道路交通情報通信システムでは計測していないような細い道路や路地などでも渋滞情報を得ることができる。これにより、きめ細かい渋滞情報の提供が可能になる。

また、センサ１６３の検出値の強弱から、マンホール１７６上を通過する車両１８５，１８６，１８７の種類（例えば、小型車、普通車、トラック等）を検出するようにしてもよい。この場合、センサ１６３の検出値と車両の種類とを関連付けたデータセットを予めメモリ１６５に記憶しておけばよい。そして、コントローラ１６４が、センサ１６３の検出値と上記データセットとから車の種類を判定し、この車の種類の情報をサーバ１７５へ送信するようにすればよい。これにより、マンホール１７６上を通過する車両の種類を把握することが可能となる。

さらに、センサ１６３によって、マンホール１７６上を通過する車両１８５，１８６，１８７の個体識別情報が検出されてもよい。例えば、センサ１６３として磁気センサが用いられた場合には、磁気センサの反応によって、車両の特徴が得られる可能性がある。つまり、例えば、車ごとに特徴的な磁気を発する媒体を車両に搭載することにより、個々の車両を識別できる。車種による都市の車の流れの違いを解析することで、特定の車両を特定の道路に誘導する計画立案など、都市道路のコントロールや都市評価につながる。

なお、第４適用例では、センサ１６３は、マンホール１７６上を通過する車両の数、種類、個体識別情報のうち少なくとも一つを検出できるものであればよい。

［第５適用例］
第５適用例では、図１２に示すように、情報処理システム１７０は、降雨量の測定に利用される。

センサ１６３には、例えば、気象予測用のＸバンドレーダが用いられる。Ｘバンドレーダの電波は、例えば豪雨時に豪雨エリアの先に届かず、また、山など大きな物体を超えられない。また、現状のレーダでは、突然発生したり急発達したりする豪雨エリアの発見及び追跡が困難なことが多い。高精度予測には高時間空間分解能が必要とされる。

通常、Ｘバンドレーダの分解能は２５０ｍであるが、平均間隔が３０ｍあまりのマンホール１７６にセンサ１６３が設置されることで、はるかにきめ細かい気象観測が可能になり、局所的な集中豪雨などの計測及び予測に役立つと考えられる。センサ１６３から出力されたデータ（信号）は、サーバ１７５にて受信される。

なお、上述の第１〜第５適用例では、専用のサーバ１７５が用いられていたが、汎用のコンピュータがサーバ１７５として利用されてもよい。また、サーバ１７５として機能する汎用のコンピュータにコントローラ１６４やサーバ１７５が行った動作を実行させるプログラムがインストールされ実行されてもよい。また、この場合に、プログラムは、記録媒体で供給されても良いし、ネットワークからダウンロードされてもよい。

以上、本発明の例示的な実施の形態の熱電変換装置、センサモジュール、及び情報処理システムについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
熱電変換素子と、
前記熱電変換素子の一方側に熱的に接続され、前記熱電変換素子から離間する方向に延在するフィンを有する第１伝熱部材と、
前記フィンの少なくとも一部が浸漬される蓄熱材を収容する容器と、
前記第１伝熱部材に熱的に接続され、前記容器の外部に延在する放熱部を有する第２伝熱部材と
を含む、熱電変換装置。
（付記２）
前記第１伝熱部材は、
前記熱電変換素子の一方側に熱的に接続される第１基部をさらに有し、
前記フィンは、前記熱電変換素子から離間する方向に前記第１基部から延在する、付記１記載の熱電変換装置。
（付記３）
前記第２伝熱部材は、
前記第１伝熱部材に熱的に接続される第２基部をさらに有し、
前記放熱部は、前記第２基部に接続され、前記容器の外部に延在する、付記１又は２記載の熱電変換装置。
（付記４）
前記第２伝熱部材は、
前記第１基部に熱的に接続される第２基部をさらに有し、
前記放熱部は、前記第２基部に接続され、前記容器の外部に延在する、付記２記載の熱電変換装置。
（付記５）
前記第２基部は、前記容器の貫通孔を貫通し、前記容器によって保持される、付記３又は４記載の熱電変換装置。
（付記６）
前記熱電変換素子の他方側に熱源が接続される、付記１乃至５のいずれか一項記載の熱電変換装置。
（付記７）
センサと、
前記センサに接続された熱電変換装置と
を含むセンサモジュールであって、
前記熱電変換装置は、
熱電変換素子と、
前記熱電変換素子の一方側に熱的に接続され、前記熱電変換素子から離間する方向に延在するフィンを有する第１伝熱部材と、
前記フィンの少なくとも一部が浸漬される蓄熱材を収容する容器と、
前記第１伝熱部材に熱的に接続され、前記容器の外部に延在する放熱部を有する第２伝熱部材と
を有する、センサモジュール。
（付記８）
センサと、
前記センサに接続された熱電変換装置と、
前記センサによって得られたデータを処理するコンピュータと
を含む情報処理システムであって、
前記熱電変換装置は、
熱電変換素子と、
前記熱電変換素子の一方側に熱的に接続され、前記熱電変換素子から離間する方向に延在するフィンを有する第１伝熱部材と、
前記フィンの少なくとも一部が浸漬される蓄熱材を収容する容器と、
前記第１伝熱部材に熱的に接続され、前記容器の外部に延在する放熱部を有する第２伝熱部材と
を有する、情報処理システム。

１００ 熱電変換装置
１１０ 伝熱部材
１２０ 熱電変換素子
１３０ 容器
１３０Ａ 蓄熱材
１４０ ヒートシンク
１４１ 基部
１４２ フィン
１５０ 放熱部材
１５１ 伝熱柱
１５２ 放熱板

Claims (7)

1. 熱電変換素子と、
   前記熱電変換素子の一方側に熱的に接続され、前記熱電変換素子から離間する方向に延在するフィンを有する第１伝熱部材と、
   前記フィンの少なくとも一部が浸漬される蓄熱材を収容する容器と、
   前記第１伝熱部材に熱的に接続され、前記容器の外部に延在する放熱部を有する第２伝熱部材と
   を含む、熱電変換装置。
2. 前記第１伝熱部材は、
   前記熱電変換素子の一方側に熱的に接続される第１基部をさらに有し、
   前記フィンは、前記熱電変換素子から離間する方向に前記第１基部から延在する、請求項１記載の熱電変換装置。
3. 前記第２伝熱部材は、
   前記第１伝熱部材に熱的に接続される第２基部をさらに有し、
   前記放熱部は、前記第２基部に接続され、前記容器の外部に延在する、請求項１又は２記載の熱電変換装置。
4. 前記第２伝熱部材は、
   前記第１基部に熱的に接続される第２基部をさらに有し、
   前記放熱部は、前記第２基部に接続され、前記容器の外部に延在する、請求項２記載の熱電変換装置。
5. 前記第２基部は、前記容器の貫通孔を貫通し、前記容器によって保持される、請求項３又は４記載の熱電変換装置。
6. センサと、
   前記センサに接続された熱電変換装置と
   を含むセンサモジュールであって、
   前記熱電変換装置は、
   熱電変換素子と、
   前記熱電変換素子の一方側に熱的に接続され、前記熱電変換素子から離間する方向に延在するフィンを有する第１伝熱部材と、
   前記フィンの少なくとも一部が浸漬される蓄熱材を収容する容器と、
   前記第１伝熱部材に熱的に接続され、前記容器の外部に延在する放熱部を有する第２伝熱部材と
   を有する、センサモジュール。
7. センサと、
   前記センサに接続された熱電変換装置と、
   前記センサによって得られたデータを処理するコンピュータと
   を含む情報処理システムであって、
   前記熱電変換装置は、
   熱電変換素子と、
   前記熱電変換素子の一方側に熱的に接続され、前記熱電変換素子から離間する方向に延在するフィンを有する第１伝熱部材と、
   前記フィンの少なくとも一部が浸漬される蓄熱材を収容する容器と、
   前記第１伝熱部材に熱的に接続され、前記容器の外部に延在する放熱部を有する第２伝熱部材と
   を有する、情報処理システム。

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