JP2020167800A - Thermoelectric conversion device - Google Patents

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児玉 洋一
Yoichi Kodama
洋一 児玉
宣雄 江崎
Yoshio Ezaki
宣雄 江崎
宮田 史也
Fumiya Miyata
史也 宮田
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Abstract

To provide a thermoelectric conversion device for preventing water from entering between a thermoelectric conversion module and a heat source.SOLUTION: A thermoelectric conversion device 100 includes a flexible thermoelectric conversion module 10, a flexible waterproof sheet 20 that is thermally connected to one surface of the thermoelectric conversion module 10, and a plurality of heat radiation fins 30 having a drainage structure extending in a direction away from the waterproof sheet 20. The water that has reached an outer peripheral surface of the waterproof sheet 20 moves on the outer peripheral surface of the waterproof sheet 20 along an axial direction. When it reaches an end of a slit 31, or an end of the heat radiation fin 30 on the side opposite to the slit 31 in the axial direction, it flows downward from the slit 31 or the other end.SELECTED DRAWING: Figure 5B

Description

本発明は、熱により発電を行う熱電変換装置に関する。 The present invention relates to a thermoelectric conversion device that generates electricity by heat.

2種類の異なる金属または半導体を接合して、両端に温度差を与えると起電力が生じるゼーベック効果を用いた熱電変換素子が知られている。このような熱電変換素子を用いて廃熱を利用した発電を行うことでエネルギー回収を行う熱電発電システムが、例えば特許文献1に開示されている。 A thermoelectric conversion element using the Seebeck effect in which an electromotive force is generated when two different types of metals or semiconductors are joined and a temperature difference is applied to both ends is known. For example, Patent Document 1 discloses a thermoelectric power generation system that recovers energy by generating power using waste heat using such a thermoelectric conversion element.

特開2011−179076号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-179076

特許文献1には、樹脂薄膜基板上の実装ランドに微小なバルク熱電素子チップが高密度実装され、実装ランド間で基板が少しずつ曲がることによってフレキシブル性を持たせた熱電変換モジュールが開示されている。特許文献1に開示された技術は、湾曲した配管等の熱源に熱電変換モジュールを沿わせて密着させる際に有用である。 Patent Document 1 discloses a thermoelectric conversion module in which minute bulk thermoelectric element chips are mounted at high density on mounting lands on a resin thin film substrate, and the substrate is bent little by little between the mounting lands to provide flexibility. There is. The technique disclosed in Patent Document 1 is useful when the thermoelectric conversion module is brought into close contact with a heat source such as a curved pipe.

ところで、熱電変換モジュールを取り付ける熱源は屋内に設置されるとは限らず、屋外に設置されることもある。屋外に設置された熱源に熱電変換モジュールを取り付ける場合、熱電変換モジュールは雨水等の水に曝される。熱電変換モジュールと熱源との間に水が入り込むと、熱電変換モジュールの発電効率が悪化したり、熱電変換素子や熱源の劣化の原因となったりするため、改善が要望されている。 By the way, the heat source to which the thermoelectric conversion module is attached is not always installed indoors, but may be installed outdoors. When the thermoelectric conversion module is attached to a heat source installed outdoors, the thermoelectric conversion module is exposed to water such as rainwater. If water enters between the thermoelectric conversion module and the heat source, the power generation efficiency of the thermoelectric conversion module may deteriorate, or the thermoelectric conversion element and the heat source may deteriorate. Therefore, improvement is required.

本発明は、熱電変換モジュールと熱源との間に水が入り込まないようにした熱電変換装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a thermoelectric conversion device in which water is prevented from entering between a thermoelectric conversion module and a heat source.

本発明に係る熱電変換装置は、フレキシブルな熱電変換モジュールと、前記熱電変換モジュールの一方の面と熱的に接続されており、フレキシブルな防水シートと、前記防水シートから離れる方向に向かって延びており、排水構造を有する複数のフィンと、を備える。 The thermoelectric conversion device according to the present invention is thermally connected to a flexible thermoelectric conversion module and one surface of the thermoelectric conversion module, and extends toward the flexible waterproof sheet and the direction away from the waterproof sheet. It is provided with a plurality of fins having a drainage structure.

本発明によれば、熱電変換モジュールと熱源との間に水が入り込まないようにすることができる。 According to the present invention, it is possible to prevent water from entering between the thermoelectric conversion module and the heat source.

本発明の実施形態に係る熱電変換装置について例示した図The figure which illustrated the thermoelectric conversion apparatus which concerns on embodiment of this invention. 容易に湾曲できる熱電変換モジュールの一例を示す断面模式図Schematic cross-sectional view showing an example of a thermoelectric conversion module that can be easily curved 熱電変換装置が排熱パイプに取り付けられた状態での、排熱パイプの軸方向に垂直な面における断面模式図Schematic cross-sectional view of a plane perpendicular to the axial direction of the heat exhaust pipe with the thermoelectric converter attached to the heat exhaust pipe. 直線状に延びる排熱パイプの一部に取り付けられた熱電変換装置を横から見た様子を示す模式図Schematic diagram showing a side view of a thermoelectric conversion device attached to a part of a heat exhaust pipe extending in a straight line. スリットが設けられていない熱電変換装置に降り注ぐ水の流れを模式的に示した図The figure which shows typically the flow of the water which falls on the thermoelectric conversion apparatus which does not provide a slit. スリットが設けられている場合の熱電変換装置に降り注ぐ水の流れを模式的に示した図A diagram schematically showing the flow of water falling on the thermoelectric conversion device when a slit is provided. 本発明の排水構造としての穴について例示した図The figure which illustrated the hole as the drainage structure of this invention 本発明の排水構造としての穴について例示した図The figure which illustrated the hole as the drainage structure of this invention 本発明の排水構造としての縦孔および横孔について例示した図The figure which illustrated the vertical hole and the horizontal hole as the drainage structure of this invention. 本発明の排水構造としての溝について例示した図The figure which illustrated the groove as the drainage structure of this invention 止水部材の一例を示した図The figure which showed an example of the water stop member

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<熱電変換装置100>
図1は、本発明の実施形態に係る熱電変換装置100について例示した図である。図1に示す例では、熱電変換装置100は、熱電変換モジュール10と、防水シート20と、放熱フィン30と、を有する。熱電変換モジュール10および防水シート20は、可撓性を有し、例えば円筒形状の配管等の外周面に沿って湾曲されて、排熱パイプ200に取り付けられる。図1に示す例では、円筒形状を備えた排熱パイプ200の外周面に熱電変換装置100を取り付ける様子が示されている。排熱パイプ200は、例えば工場やプラント等で用いられる装置等に接続されており、外気よりも高温の流体が流れる配管である。
<Thermoelectric converter 100>
FIG. 1 is a diagram illustrating the thermoelectric conversion device 100 according to the embodiment of the present invention. In the example shown in FIG. 1, the thermoelectric conversion device 100 includes a thermoelectric conversion module 10, a waterproof sheet 20, and heat radiation fins 30. The thermoelectric conversion module 10 and the waterproof sheet 20 are flexible and are curved along the outer peripheral surface of, for example, a cylindrical pipe, and are attached to the heat exhaust pipe 200. In the example shown in FIG. 1, a state in which the thermoelectric conversion device 100 is attached to the outer peripheral surface of the heat exhaust pipe 200 having a cylindrical shape is shown. The exhaust heat pipe 200 is connected to, for example, a device used in a factory, a plant, or the like, and is a pipe through which a fluid having a temperature higher than that of the outside air flows.

図2は、フレキシブルな熱電変換モジュール10の一例を示す断面模式図である。図2に示す例では、熱電変換モジュール10は、第1フレキシブル基板11と、第2フレキシブル基板12と、熱電変換素子13と、を有する。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the flexible thermoelectric conversion module 10. In the example shown in FIG. 2, the thermoelectric conversion module 10 includes a first flexible substrate 11, a second flexible substrate 12, and a thermoelectric conversion element 13.

熱電変換素子13は、熱電変換素子13を挟むように配置される第1フレキシブル基板11および第2フレキシブル基板12の実装ランド15に、導電ペースト16により接合されている。実装ランド15は、第1フレキシブル基板11および第2フレキシブル基板12にソルダーレジスト17に覆われた状態で設けられている。第1フレキシブル基板11の外側には、第1熱伝導シート18が設けられており、第2フレキシブル基板12の外側には、第2熱伝導シート19が設けられている。 The thermoelectric conversion element 13 is bonded to the mounting lands 15 of the first flexible substrate 11 and the second flexible substrate 12 arranged so as to sandwich the thermoelectric conversion element 13 with the conductive paste 16. The mounting land 15 is provided on the first flexible substrate 11 and the second flexible substrate 12 in a state of being covered with the solder resist 17. A first heat conductive sheet 18 is provided on the outside of the first flexible substrate 11, and a second heat conductive sheet 19 is provided on the outside of the second flexible substrate 12.

熱電変換素子13は、所定の距離をおいて複数実装されている。第1フレキシブル基板11には、互いに隣接する2つの熱電素子の間でスリットSが形成されている。一方、第2フレキシブル基板12にはスリットは形成されていない。このスリットSにより、熱電変換モジュール10は、第1フレキシブル基板11側を外側として容易に湾曲することができる。 A plurality of thermoelectric conversion elements 13 are mounted at a predetermined distance. In the first flexible substrate 11, a slit S is formed between two thermoelectric elements adjacent to each other. On the other hand, no slit is formed in the second flexible substrate 12. With this slit S, the thermoelectric conversion module 10 can be easily curved with the first flexible substrate 11 side as the outside.

図3は、熱電変換モジュール10が排熱パイプ200に取り付けられた状態での、排熱パイプ200の軸方向(以下、単に軸方向と記載する)に垂直な面における断面の一部を示す模式図である。熱電変換モジュール10の一方(高温側)の面、すなわち第2熱伝導シート19側の面は、熱源である排熱パイプ200と接続されている。このため、第2熱伝導シート19の材料は、排熱パイプ200の高温に耐え、高熱伝導性を有する材料が望ましい。また、排熱パイプ200の外面粗さに応じて、所定のクッション性を有する第2熱伝導シート19が用いられてもよい。 FIG. 3 is a schematic showing a part of a cross section in a plane perpendicular to the axial direction (hereinafter, simply referred to as the axial direction) of the heat exhaust pipe 200 in a state where the thermoelectric conversion module 10 is attached to the heat exhaust pipe 200. It is a figure. One surface (high temperature side) of the thermoelectric conversion module 10, that is, the surface on the second heat conductive sheet 19 side is connected to the heat exhaust pipe 200 which is a heat source. Therefore, the material of the second heat conductive sheet 19 is preferably a material that can withstand the high temperature of the heat exhaust pipe 200 and has high heat conductivity. Further, a second heat conductive sheet 19 having a predetermined cushioning property may be used depending on the outer surface roughness of the heat exhaust pipe 200.

一方、熱電変換モジュール10の他方(低温側)の面、すなわち第1熱伝導シート18側の面は、防水シート20の内面と密着している。防水シート20は、伸縮性に富み、かつ水を通さない(防水性を備えた)材料で形成されている。防水シート20は、熱電変換モジュール10と同様に容易に湾曲することができる。そして、防水シート20は、熱伝導率が高い材料で形成されている。 On the other hand, the other surface (low temperature side) of the thermoelectric conversion module 10, that is, the surface on the first heat conductive sheet 18 side is in close contact with the inner surface of the waterproof sheet 20. The waterproof sheet 20 is made of a material that is highly elastic and does not allow water to pass through (waterproof). The waterproof sheet 20 can be easily curved like the thermoelectric conversion module 10. The waterproof sheet 20 is made of a material having high thermal conductivity.

防水シート20の外面(熱電変換モジュール10とは反対側の面)には、放熱フィン30が設けられている。放熱フィン30は、熱電変換モジュール10から離れる方向に向かって、防水シート20の外面から延びるように設けられた板状の部材である。放熱フィン30は、防水シート20を介して熱電変換モジュール10の低温側と熱的に接続されており、熱電変換モジュール10の低温側から熱を放散させる役割を果たす。 A heat radiating fin 30 is provided on the outer surface of the waterproof sheet 20 (the surface opposite to the thermoelectric conversion module 10). The heat radiating fin 30 is a plate-shaped member provided so as to extend from the outer surface of the waterproof sheet 20 in a direction away from the thermoelectric conversion module 10. The heat radiating fins 30 are thermally connected to the low temperature side of the thermoelectric conversion module 10 via the waterproof sheet 20 and serve to dissipate heat from the low temperature side of the thermoelectric conversion module 10.

複数の放熱フィン30は、防水シート20の外面に沿って所定の間隔で設けられている。放熱フィン30の材料については本発明では特に限定しないが、熱伝導率が高い材料で形成されていることが望ましい。 The plurality of heat radiation fins 30 are provided at predetermined intervals along the outer surface of the waterproof sheet 20. The material of the heat radiating fin 30 is not particularly limited in the present invention, but it is desirable that the heat radiating fin 30 is made of a material having high thermal conductivity.

このような構成において、熱電変換モジュール10が円筒形状の排熱パイプ200の外周面に沿って固定されると、図1および図3に示すように、複数の放熱フィン30が排熱パイプ200の周方向に沿って配置される。 In such a configuration, when the thermoelectric conversion module 10 is fixed along the outer peripheral surface of the cylindrical heat exhaust pipe 200, as shown in FIGS. 1 and 3, a plurality of heat radiation fins 30 are attached to the heat exhaust pipe 200. It is arranged along the circumferential direction.

熱電変換モジュール10が排熱パイプ200に固定された状態で、排熱パイプ200の内部を高温の流体が流れると、排熱パイプ200が熱源となって熱電変換モジュール10の第2熱伝導シート19側が高温となる。一方、第1熱伝導シート18側は、防水シート20に接続されている放熱フィン30により放熱されるため、第2熱伝導シート19側と比較して低温となる。これにより、第1熱伝導シート18側と第2熱伝導シート19側との間に温度差が生じ、この温度差によって熱電変換素子13に起電力が生じる。熱電変換モジュール10が生じさせた電力は、例えば排熱パイプ200やその周囲に配置される機器類の温度や運転状態等を検知するセンサの動力源等として使用される。 When a high-temperature fluid flows inside the heat exhaust pipe 200 while the thermoelectric conversion module 10 is fixed to the heat exhaust pipe 200, the heat exhaust pipe 200 serves as a heat source and the second heat conductive sheet 19 of the thermoelectric conversion module 10 The side becomes hot. On the other hand, since the heat radiating fins 30 connected to the waterproof sheet 20 dissipate heat on the first heat conductive sheet 18 side, the temperature is lower than that on the second heat conductive sheet 19 side. As a result, a temperature difference is generated between the first heat conductive sheet 18 side and the second heat conductive sheet 19 side, and this temperature difference causes an electromotive force in the thermoelectric conversion element 13. The electric power generated by the thermoelectric conversion module 10 is used, for example, as a power source for a sensor that detects the temperature, operating state, etc. of the exhaust heat pipe 200 and the devices arranged around it.

図4は、直線状に延びる排熱パイプ200の一部に取り付けられた熱電変換装置100を横から見た様子を示す模式図である。図4において、放熱フィン30および防水シート20に隠れた熱電変換モジュール10、並びに放熱フィン30に隠れた防水シート20の一部は、点線で示されている。なお、以下の説明における上下方向は、排熱パイプ200から見た上下方向、すなわち図4における上下方向に対応する。また、図4に示す矢印S1は、後に説明する図9に関連する矢印である。 FIG. 4 is a schematic view showing a side view of the thermoelectric conversion device 100 attached to a part of the heat exhaust pipe 200 extending linearly. In FIG. 4, a part of the thermoelectric conversion module 10 hidden in the heat radiation fin 30 and the waterproof sheet 20 and the waterproof sheet 20 hidden in the heat radiation fin 30 is shown by a dotted line. The vertical direction in the following description corresponds to the vertical direction seen from the heat exhaust pipe 200, that is, the vertical direction in FIG. Further, the arrow S1 shown in FIG. 4 is an arrow related to FIG. 9 described later.

図1および図4に示すように、複数の放熱フィン30は、スリット31を有する。図4に示すように、スリット31は、軸方向に並ぶ2枚の放熱フィン30(第1放熱フィン30Aおよび第2放熱フィン30B)との間に構成される隙間である。複数の第1放熱フィン30Aと複数の第2放熱フィン30Bとの間に構成されるスリット31群によって、本発明の排水構造が構成されている。複数の第1放熱フィン30Aは本発明の第1フィン群の一例であり、複数の第2放熱フィン30Bは本発明の第2フィン群の一例である。また、スリット31群は本発明の排水路の一例である。 As shown in FIGS. 1 and 4, the plurality of heat radiation fins 30 have slits 31. As shown in FIG. 4, the slit 31 is a gap formed between two heat radiation fins 30 (first heat radiation fin 30A and second heat radiation fin 30B) arranged in the axial direction. The drainage structure of the present invention is configured by a group of slits 31 formed between a plurality of first heat radiation fins 30A and a plurality of second heat radiation fins 30B. The plurality of first heat radiation fins 30A are an example of the first fin group of the present invention, and the plurality of second heat radiation fins 30B are an example of the second fin group of the present invention. The slit 31 group is an example of the drainage channel of the present invention.

図4において、熱電変換装置100に上から水が降り注ぐ場合を考える。熱電変換装置100に降り注いだ水は、まず放熱フィン30に接触する。放熱フィン30の内、防水シート20から上方に向かって設けられている放熱フィン30では、水は放熱フィン30を伝って防水シート20の外周面に達する。 In FIG. 4, consider a case where water falls on the thermoelectric conversion device 100 from above. The water that has fallen on the thermoelectric conversion device 100 first comes into contact with the heat radiation fins 30. Among the heat radiating fins 30, in the heat radiating fins 30 provided upward from the waterproof sheet 20, water travels through the heat radiating fins 30 and reaches the outer peripheral surface of the waterproof sheet 20.

上述したように防水シート20は水を通さない材料で形成されているため、防水シート20の外周面に達した水は防水シート20の内部に浸入することはできず、軸方向(図4における左右方向に対応)に沿って防水シート20の外周面上を移動する。防水シート20の外周面上を軸方向に沿って移動する水は、スリット31、もしくは放熱フィン30の軸方向におけるスリット31とは反対側の端部(以下、他端部と記載する)に到達すると、スリット31、もしくは他端部から下方に向かって流れ落ちる。なお、放熱フィン30の内、防水シート20から下方に向かって設けられている放熱フィン30では、水は放熱フィン30を伝ってそのまま流れ落ちる。 As described above, since the waterproof sheet 20 is made of a material that does not allow water to pass through, water that has reached the outer peripheral surface of the waterproof sheet 20 cannot penetrate into the inside of the waterproof sheet 20 and is in the axial direction (in FIG. 4). It moves on the outer peripheral surface of the waterproof sheet 20 along (corresponding to the left-right direction). The water moving along the axial direction on the outer peripheral surface of the waterproof sheet 20 reaches the end portion (hereinafter, referred to as the other end portion) on the side opposite to the slit 31 in the axial direction of the slit 31 or the heat radiation fin 30. Then, it flows downward from the slit 31 or the other end. Among the heat radiation fins 30, in the heat radiation fins 30 provided downward from the waterproof sheet 20, water flows down as it is along the heat radiation fins 30.

このように、熱電変換装置100に降り注いだ水の一部が、排水構造としてのスリット31から下方に向かって流れ落ちる。これにより、防水シート20の両端部20Eに掛かる水の量は、スリット31が設けられない場合と比較して少なくなる。 In this way, a part of the water that has fallen on the thermoelectric conversion device 100 flows downward from the slit 31 as the drainage structure. As a result, the amount of water applied to both ends 20E of the waterproof sheet 20 is smaller than that in the case where the slit 31 is not provided.

図5Aおよび図5Bは、排水構造としてのスリット31の効果について説明するための図である。図5Aは、スリットが設けられていない熱電変換装置100Aに降り注ぐ水の流れを模式的に示した図である。図5Aでは、上記説明した実施の形態と同様の構成については同じ符号を用いて図示している。一方、図5Bは、スリット31が設けられている熱電変換装置100に降り注ぐ水の流れを模式的に示した図である。図5Aおよび図5Bは、熱電変換装置100を横から見た様子を示す模式図であって、複数の放熱フィン30の内、防水シート20から上下方向に向かって延びるように設けられた2枚の放熱フィンのみが示されている。また、図5Aおよび図5Bにおいて、矢印は水の流れを例示している。 5A and 5B are diagrams for explaining the effect of the slit 31 as a drainage structure. FIG. 5A is a diagram schematically showing the flow of water falling on the thermoelectric conversion device 100A not provided with the slit. In FIG. 5A, the same components as those in the above-described embodiment are illustrated using the same reference numerals. On the other hand, FIG. 5B is a diagram schematically showing the flow of water falling on the thermoelectric conversion device 100 provided with the slit 31. 5A and 5B are schematic views showing a state in which the thermoelectric conversion device 100 is viewed from the side, and two of the plurality of heat radiation fins 30 are provided so as to extend in the vertical direction from the waterproof sheet 20. Only the tarpaulin of is shown. Also, in FIGS. 5A and 5B, the arrows illustrate the flow of water.

図5Aに示す例では、熱電変換装置100Aの放熱フィン30にはスリットが設けられていないため、熱電変換装置100Aに降り注いだ水の全てが放熱フィン30の両端部30Eから放出される。このような場合、比較的多くの水が放熱フィン30の軸方向における両端部30Eから放出されるため、図5Aの矢印に示すように、水の一部が防水シート20の軸方向における両端部20Eに掛かってしまうことがある。 In the example shown in FIG. 5A, since the heat radiation fins 30 of the thermoelectric conversion device 100A are not provided with slits, all the water that has fallen on the thermoelectric conversion device 100A is discharged from both ends 30E of the heat dissipation fins 30. In such a case, a relatively large amount of water is discharged from both ends 30E of the heat radiation fin 30 in the axial direction. Therefore, as shown by the arrow in FIG. 5A, a part of the water is discharged from both ends of the waterproof sheet 20 in the axial direction. It may hang on 20E.

防水シート20は水を通さない材料で形成されているが、その両端部20Eに掛かった水は、防水シート20と排熱パイプ200との微少な隙間に入り込むことがある。このように防水シート20と排熱パイプ200との微少な隙間に入り込んだ水は、毛細管現象により軸方向における防水シート20の中央部付近にまで到達しうる。上述したように、防水シート20と排熱パイプ200との間には熱電変換モジュール10が配置されているため、熱電変換モジュール10と排熱パイプ200との間に水が入り込むと、熱電変換モジュール10の発電効率の低下や故障等が生じうる。 The waterproof sheet 20 is made of a material that does not allow water to pass through, but the water applied to both ends 20E of the waterproof sheet 20 may enter a minute gap between the waterproof sheet 20 and the heat exhaust pipe 200. The water that has entered the minute gap between the waterproof sheet 20 and the heat exhaust pipe 200 can reach the vicinity of the central portion of the waterproof sheet 20 in the axial direction due to the capillary phenomenon. As described above, since the thermoelectric conversion module 10 is arranged between the waterproof sheet 20 and the exhaust heat pipe 200, when water enters between the thermoelectric conversion module 10 and the exhaust heat pipe 200, the thermoelectric conversion module The power generation efficiency of 10 may be lowered or a failure may occur.

一方、図5Bに示すように、本発明の実施の形態に係る熱電変換装置100では、熱電変換装置100Aに降り注いだ水の一部がスリット31から下方に流れ落ちる。これにより、同一平面内に設けられた2枚の放熱フィン30の軸方向における他端部30Eから放出される水の量は、スリット31が設けられない場合(図5A参照)と比較して少なくなる。このため、防水シート20の両端部20Eに掛かる水の量も比較的少なくなり、防水シート20と排熱パイプ200との微少な隙間に水が入り込む事態が防止される。これにより、水の浸入による熱電変換モジュール10の発電効率の低下や故障等が防止される。 On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the thermoelectric conversion device 100 according to the embodiment of the present invention, a part of the water that has fallen on the thermoelectric conversion device 100A flows down from the slit 31. As a result, the amount of water discharged from the other end 30E in the axial direction of the two heat radiation fins 30 provided in the same plane is smaller than that in the case where the slit 31 is not provided (see FIG. 5A). Become. Therefore, the amount of water applied to both ends 20E of the waterproof sheet 20 is relatively small, and the situation where water enters the minute gap between the waterproof sheet 20 and the heat exhaust pipe 200 is prevented. As a result, it is possible to prevent a decrease in power generation efficiency or failure of the thermoelectric conversion module 10 due to the ingress of water.

なお、図4や図5Bに例示したスリット31は、同一平面内に設けられた2枚の放熱フィン30(第1放熱フィン30A、第2放熱フィン30B)の軸方向の長さはほぼ同じに形成されていたが、本発明はこれに限定されない。同一平面内に設けられた2枚の放熱フィン30は、軸方向の長さが異なるように形成されてもよい。換言すれば、スリット31は、同一平面内に設けられた2枚の放熱フィン30の軸方向の長さの中央部付近に設けられていなくてもよく、軸方向におけるいずれかにずれた位置に設けられていてもよい。 In the slits 31 illustrated in FIGS. 4 and 5B, the axial lengths of the two heat radiation fins 30 (first heat radiation fins 30A and second heat radiation fins 30B) provided in the same plane are substantially the same. Although formed, the invention is not limited to this. The two heat radiation fins 30 provided in the same plane may be formed so as to have different axial lengths. In other words, the slit 31 does not have to be provided near the central portion of the axial length of the two heat radiation fins 30 provided in the same plane, and is located at a position deviated to any one in the axial direction. It may be provided.

また、図4や図5Bでは同一平面内に2枚の放熱フィン30が設けられており、スリット31が1本のみ構成されている例を示したが、同一平面内により多くの放熱フィン30が配置され、複数のスリットが構成されてもよい。同一平面内の2枚の放熱フィン30同士の隙間の幅、換言すればスリット31の幅についても、適宜の幅とすればよい。スリット31の幅は均一でなくてもよく、例えば防水シート20に近づくにつれてスリット31の幅が広くなるようにしてもよい。さらに、スリット31は、図4や図5Bでは直線状、かつ防水シート20に対してほぼ垂直に設けられていたが、曲線状、および/または防水シート20に対して斜めに設けられていてもよい。 Further, in FIGS. 4 and 5B, an example is shown in which two heat radiation fins 30 are provided in the same plane and only one slit 31 is configured, but more heat radiation fins 30 are provided in the same plane. It may be arranged and a plurality of slits may be configured. The width of the gap between the two heat radiation fins 30 in the same plane, in other words, the width of the slit 31 may be an appropriate width. The width of the slit 31 does not have to be uniform. For example, the width of the slit 31 may become wider as it approaches the waterproof sheet 20. Further, although the slit 31 is linear in FIGS. 4 and 5B and is provided substantially perpendicular to the waterproof sheet 20, the slit 31 may be curved and / or provided diagonally to the waterproof sheet 20. Good.

また、図4では第1放熱フィン30Aと第2放熱フィン30Bとが軸方向に平行な同一平面内に配置されている例を示したが、本発明はこれに限定されず、第1放熱フィン30Aと第2放熱フィン30Bとは軸方向に平行な同一平面に配置されていなくてもよい。 Further, FIG. 4 shows an example in which the first heat radiation fin 30A and the second heat radiation fin 30B are arranged in the same plane parallel to the axial direction, but the present invention is not limited to this, and the first heat radiation fin is not limited to this. The 30A and the second heat radiation fin 30B do not have to be arranged on the same plane parallel to the axial direction.

<排水構造の他の具体例>
上述したように、図1、図4、および図5Bに例示したスリット31は、本発明の排水構造の一例である。以下では、本発明の排水構造の他の例について具体的に説明する。
<Other specific examples of drainage structure>
As described above, the slit 31 illustrated in FIGS. 1, 4, and 5B is an example of the drainage structure of the present invention. Hereinafter, other examples of the drainage structure of the present invention will be specifically described.

(穴32)
図6Aおよび図6Bは、本発明の排水構造としての穴32および穴32Bについて例示した図である。図6Aおよび図6Bには、図5Aおよび図5Bと同様、熱電変換装置100および排熱パイプ200を側面から見た様子であって、複数の放熱フィン30の内、防水シート20から上下方向に向かって延びるように設けられた2枚の放熱フィンのみが示されている。
(Hole 32)
6A and 6B are diagrams illustrating the hole 32 and the hole 32B as the drainage structure of the present invention. 6A and 6B show the thermoelectric conversion device 100 and the heat exhaust pipe 200 as viewed from the side, as in FIGS. 5A and 5B, in the vertical direction from the waterproof sheet 20 among the plurality of heat radiation fins 30. Only two heat dissipation fins provided so as to extend towards are shown.

図6Aには、放熱フィン30の全面に円形状の穴32Aが設けられている例が示されている。このように放熱フィン30に穴32Aが設けられている場合、熱電変換装置100の上から降り注いだ水は、より上側に位置する放熱フィン30の穴32Aを通過して、より下方へと流れ落ちることになる。このような穴32Aによって、上述したスリット31と同様に、放熱フィン30の軸方向における両端部30Eから放出される水の量は、穴32Aが設けられない場合と比較して少なくなる。このため、防水シート20と排熱パイプ200との微少な隙間に水が入り込む事態が防止され、水の浸入による熱電変換モジュール10の発電効率の低下や故障等が防止される。また、放熱フィン30の外面を水が伝うことにより、放熱フィン30の冷却効率が向上する。 FIG. 6A shows an example in which a circular hole 32A is provided on the entire surface of the heat radiation fin 30. When the heat radiation fin 30 is provided with the hole 32A in this way, the water that has fallen from above the thermoelectric conversion device 100 passes through the hole 32A of the heat radiation fin 30 located on the upper side and flows down further downward. become. With such a hole 32A, the amount of water discharged from both end portions 30E in the axial direction of the heat radiation fin 30 is smaller than that in the case where the hole 32A is not provided, similarly to the slit 31 described above. Therefore, the situation where water enters the minute gap between the waterproof sheet 20 and the exhaust heat pipe 200 is prevented, and the power generation efficiency of the thermoelectric conversion module 10 is prevented from being lowered or malfunctioning due to the infiltration of water. Further, the cooling efficiency of the heat radiation fins 30 is improved by the water flowing through the outer surface of the heat radiation fins 30.

一方、図6Bには、放熱フィン30の防水シート20に近接した部位、換言すれば放熱フィン30の根元部分に、軸方向に沿った長方形状の穴32Bが設けられている例が示されている。このような穴32Bによれば、放熱フィン30を伝って、放熱フィン30と防水シート20との接続部付近まで流れてきた水は、軸方向に沿って移動せずにそのまま下方に向かって流れ落ちる。このような穴32Bによって、上述した他の例と同様に、放熱フィン30の軸方向における両端部30Eから放出される水の量は、穴32Bが設けられない場合と比較して少なくなる。このため、防水シート20と排熱パイプ200との微少な隙間に水が入り込む事態が防止され、水の浸入による熱電変換モジュール10の発電効率の低下や故障等が防止される。また、放熱フィン30の外面を水が伝うことにより、放熱フィン30の冷却効率が向上する。 On the other hand, FIG. 6B shows an example in which a rectangular hole 32B along the axial direction is provided at a portion of the heat radiation fin 30 close to the waterproof sheet 20, in other words, at the base of the heat radiation fin 30. There is. According to such a hole 32B, the water that has flowed through the heat radiation fins 30 to the vicinity of the connection portion between the heat radiation fins 30 and the waterproof sheet 20 does not move along the axial direction but flows downward as it is. .. With such a hole 32B, the amount of water discharged from both ends 30E in the axial direction of the heat radiation fin 30 is smaller than that in the case where the hole 32B is not provided, as in the other examples described above. Therefore, the situation where water enters the minute gap between the waterproof sheet 20 and the exhaust heat pipe 200 is prevented, and the power generation efficiency of the thermoelectric conversion module 10 is prevented from being lowered or malfunctioning due to the infiltration of water. Further, the cooling efficiency of the heat radiation fins 30 is improved by the water flowing through the outer surface of the heat radiation fins 30.

図6Aでは、6個の穴32Aを設けた例を示したが、本発明はこれに限定されない。穴の数は適宜の数とすればよい。また、図6Aでは穴32Aの形状を円形状としたが、それ以外の形状、例えば楕円、三角形、四角形、不定形等の形状を有する穴としてもよい。放熱フィンにおける穴の位置についても図6Aに示す例には限定されず、適宜の位置とすればよい。 FIG. 6A shows an example in which six holes 32A are provided, but the present invention is not limited thereto. The number of holes may be an appropriate number. Further, in FIG. 6A, the shape of the hole 32A is a circular shape, but a hole having another shape such as an ellipse, a triangle, a quadrangle, or an amorphous shape may be used. The position of the hole in the heat radiation fin is not limited to the example shown in FIG. 6A, and may be an appropriate position.

図6Bに例示した穴32Bの大きさや数についても、本発明はこれに限定されず、適宜の大きさ、または数としてもよい。また、図6Bに示した穴32Bは長方形状の穴であったが、防水シート20と接する辺を有していれば、例えば長方形以外の四辺形や、四辺形以外の多角形、不定形等であってもよい。 The present invention is not limited to the size and number of the holes 32B illustrated in FIG. 6B, and may be an appropriate size or number. Further, the hole 32B shown in FIG. 6B is a rectangular hole, but if it has a side in contact with the waterproof sheet 20, for example, a quadrilateral other than a rectangle, a polygon other than a quadrilateral, an amorphous shape, etc. It may be.

(排水孔33Aおよび通水路33B)
図7は、本発明の排水構造としての排水孔33Aおよび通水路33Bについて例示した図である。図7には、軸方向に垂直な平面における放熱フィン30の断面模式図が示されている。図7には、排熱パイプ200を軸方向の一方から見て右側に位置する、2枚の隣接する放熱フィン30が示されている。なお、図7において、各部の縮尺は強調して図示されており、実際の縮尺とは異なっている。
(Drainage hole 33A and waterway 33B)
FIG. 7 is a diagram illustrating the drainage hole 33A and the water passage 33B as the drainage structure of the present invention. FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of the heat radiation fin 30 in a plane perpendicular to the axial direction. FIG. 7 shows two adjacent heat radiating fins 30 located on the right side of the heat exhaust pipe 200 when viewed from one side in the axial direction. In FIG. 7, the scale of each part is emphasized and shown, which is different from the actual scale.

図7に示す例では、放熱フィン30は、厚さ方向に沿って表面と裏面とを接続するように設けられた排水孔33Aと、幅方向に沿って設けられた通水路33Bと、を有する。そして、放熱フィン30は、軸方向に垂直な平面において、放熱フィン30の中央部に設けられた排水孔33Aの1つに近づくにつれて厚さが薄くなる部位を有する。 In the example shown in FIG. 7, the heat radiating fin 30 has a drainage hole 33A provided so as to connect the front surface and the back surface along the thickness direction, and a water passage 33B provided along the width direction. .. The heat radiation fin 30 has a portion in a plane perpendicular to the axial direction, which becomes thinner as it approaches one of the drain holes 33A provided in the central portion of the heat radiation fin 30.

図7に示す例では、排水孔33Aは、放熱フィン30の幅方向において、両端部付近にそれぞれ1つずつ、および幅方向における中央部付近に1つ、合計3つ設けられている。なお、放熱フィン30の厚さ方向とは、軸方向に垂直な平面において、防水シート20から離れる方向に対して垂直な方向である。また、放熱フィン30の幅方向とは、軸方向に垂直な平面において、防水シート20から離れる方向または防水シート20に近づく方向と同じ方向である。 In the example shown in FIG. 7, three drain holes 33A are provided in the width direction of the heat radiation fins 30, one near each end and one near the center in the width direction, for a total of three. The thickness direction of the heat radiating fin 30 is a direction perpendicular to the direction away from the waterproof sheet 20 on a plane perpendicular to the axial direction. Further, the width direction of the heat radiating fin 30 is the same direction as the direction away from the waterproof sheet 20 or the direction approaching the waterproof sheet 20 on a plane perpendicular to the axial direction.

図7において、水の流れが点線矢印で示されている。図7に示す例では、放熱フィン30の上側の面に降り注ぐ水は、放熱フィン30の傾斜した上面に沿って下方へと流れる。そして、水の一部はそれぞれの排水孔33Aから放熱フィン30の内部に入り込む。放熱フィン30の内部に入り込んだ水の一部は、通水路33Bを通って流れ、最終的にいずれかの排水孔33Aから、放熱フィン30の下方へと排出される。 In FIG. 7, the flow of water is indicated by a dotted arrow. In the example shown in FIG. 7, the water falling on the upper surface of the heat radiating fin 30 flows downward along the inclined upper surface of the heat radiating fin 30. Then, a part of the water enters the inside of the heat radiation fins 30 through the respective drain holes 33A. A part of the water that has entered the inside of the heat radiation fin 30 flows through the water passage 33B, and is finally discharged from one of the drain holes 33A to the lower side of the heat radiation fin 30.

図7に例示した排水孔33Aおよび通水路33Bによれば、上述した他の例と同様に、放熱フィン30に降り注いだ水が、放熱フィン30の長さ方向における放熱フィン30より外側へ拡がりにくくなる。なお、放熱フィン30の長さ方向とは、放熱フィン30の軸方向と同じ方向である。これにより、放熱フィン30の軸方向における両端部30Eから放出される水の量は、排水孔33Aおよび通水路33Bが設けられない場合(図5A参照)と比較して少なくなる。このため、防水シート20と排熱パイプ200との微少な隙間に水が入り込みにくくなり、水の浸入による熱電変換モジュール10の発電効率の低下や故障等を低減できる。 According to the drainage hole 33A and the water passage 33B illustrated in FIG. 7, the water that has fallen on the heat radiation fin 30 is less likely to spread outward than the heat radiation fin 30 in the length direction of the heat radiation fin 30, as in the other examples described above. Become. The length direction of the heat radiation fin 30 is the same as the axial direction of the heat radiation fin 30. As a result, the amount of water discharged from both end portions 30E in the axial direction of the heat radiation fin 30 is smaller than that in the case where the drain hole 33A and the water passage 33B are not provided (see FIG. 5A). Therefore, it becomes difficult for water to enter the minute gap between the waterproof sheet 20 and the heat exhaust pipe 200, and it is possible to reduce a decrease in power generation efficiency and a failure of the thermoelectric conversion module 10 due to the ingress of water.

また、図7に示す例では、通水路33Bを設けたことにより、放熱フィン30の内部を水が通ることができる。従って、水が放熱フィン30の内部を通ることで、放熱フィン30が好適に冷却される。これにより、熱電変換装置100の高温側と低温側との温度差を大きくすることができるため、熱電変換素子13の発電効率を向上させることができる。 Further, in the example shown in FIG. 7, water can pass through the inside of the heat radiation fin 30 by providing the water passage 33B. Therefore, the heat radiation fins 30 are suitably cooled by passing water through the inside of the heat radiation fins 30. As a result, the temperature difference between the high temperature side and the low temperature side of the thermoelectric conversion device 100 can be increased, so that the power generation efficiency of the thermoelectric conversion element 13 can be improved.

なお、図7に示す例では、排水孔33Aへ効率よく水を入り込ませるために、放熱フィン30を幅方向の中央部に設けられた1つの排水孔33Aに近づくほど厚さを薄くしていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、放熱フィンの幅方向ではなく長さ方向において厚さが変化する形状としてもよい。また、幅方向と長さ方向の両方で中央部に設けられた1つの排水孔33Aに近づくほど厚さが薄くなる形状、換言すればすり鉢形状としてもよい。厚さの変化率は均一ではなくてもよく、例えば放熱フィンの端部付近では厚さの変化率が大きく、中央部に近づくほど変化率が小さくなるようにしてもよい。近づくほど厚さが薄くなる排水孔33Aの位置は、幅方向または長さ方向の中央部付近には限定されず、適宜の位置であってもよい。また、厚さが薄くなる排水孔33Aは1つだけではなく、複数であってもよい。さらに、放熱フィン30の厚さを均一としてもよく、この場合でも、排水孔および通水路を設けることで、図7に示す例とほぼ同様の効果が得られる。 In the example shown in FIG. 7, in order to allow water to efficiently enter the drain hole 33A, the thickness of the heat radiation fin 30 is reduced as it approaches one drain hole 33A provided in the central portion in the width direction. However, the present invention is not limited to this. For example, the thickness may change in the length direction instead of the width direction of the heat radiation fin. Further, a shape in which the thickness becomes thinner as it approaches one drainage hole 33A provided in the central portion in both the width direction and the length direction, in other words, a mortar shape may be used. The rate of change in thickness does not have to be uniform. For example, the rate of change in thickness may be large near the end of the heat radiation fin, and may decrease as it approaches the center. The position of the drain hole 33A, which becomes thinner as it gets closer, is not limited to the vicinity of the central portion in the width direction or the length direction, and may be an appropriate position. Further, the number of drain holes 33A having a reduced thickness is not limited to one, and may be multiple. Further, the thickness of the heat radiation fins 30 may be made uniform, and even in this case, by providing the drain holes and the water passages, almost the same effect as the example shown in FIG. 7 can be obtained.

また、図7に示す例では、排水孔33Aは、放熱フィン30の幅方向において、両端部付近にそれぞれ1つずつ、および中央部付近に1つ、合計3つ設けられている。このような排水孔33Aは、放熱フィン30の長さ方向に沿って、複数組設けられていてもよい。また、放熱フィンの幅方向における排水孔の数は3個に限定されず、適宜の数としてもよい。さらに、図7に示す例では、通水路33Bは放熱フィン30の幅方向に沿って設けられていたが、例えば長さ方向に沿って設けられていてもよい。 Further, in the example shown in FIG. 7, three drain holes 33A are provided in the width direction of the heat radiation fins 30, one at each end and one near the center, for a total of three. A plurality of sets of such drain holes 33A may be provided along the length direction of the heat radiation fins 30. Further, the number of drain holes in the width direction of the heat radiation fins is not limited to three, and may be an appropriate number. Further, in the example shown in FIG. 7, the water passage 33B is provided along the width direction of the heat radiation fin 30, but may be provided, for example, along the length direction.

(溝34)
図8は、本発明の排水構造としての溝34について例示した図である。図8には、図5A、図5B、図6A、および図6Bと同様、熱電変換装置100および排熱パイプ200を側面から見た様子であって、複数の放熱フィン30の内、防水シート20から上下方向に向かって延びるように設けられた2枚の放熱フィンのみが示されている。
(Groove 34)
FIG. 8 is a diagram illustrating the groove 34 as the drainage structure of the present invention. FIG. 8 shows a view of the thermoelectric conversion device 100 and the heat exhaust pipe 200 from the side, as in FIGS. 5A, 5B, 6A, and 6B, and among the plurality of heat radiation fins 30, the waterproof sheet 20 Only two heat dissipation fins provided so as to extend in the vertical direction from the above are shown.

図8に示す例では、放熱フィン30の外面に溝34が設けられている。これにより、熱電変換装置100の上から降り注いだ水は、溝34に沿って放熱フィン30の外面を流れる。この際、溝34が設けられていることにより、水が放熱フィン30の外面に沿って、下方に向かってまっすぐ流れ落ちる場合と比較して、水の移動距離を長くすることができる。このため、放熱フィン30の放熱効率を向上させることができ、ひいては熱電変換装置100の発電効率を向上させることができる。 In the example shown in FIG. 8, the groove 34 is provided on the outer surface of the heat radiation fin 30. As a result, the water poured from above the thermoelectric conversion device 100 flows along the outer surface of the heat radiation fin 30 along the groove 34. At this time, since the groove 34 is provided, the moving distance of the water can be lengthened as compared with the case where the water flows straight downward along the outer surface of the heat radiation fin 30. Therefore, the heat dissipation efficiency of the heat dissipation fins 30 can be improved, and the power generation efficiency of the thermoelectric conversion device 100 can be improved.

溝34の終端部は、放熱フィン30の根本付近に設けられた穴32Cに接続されている。穴32Cは、本発明の貫通穴の一例である。溝34に沿って放熱フィン30の外面を流れた水は、穴32Cを通過して、より下方へ向かって流れ落ちる。従って、溝34および穴32Cによって、上述した他の例と同様に、放熱フィン30に降り注いだ水が、放熱フィン30の長さ方向における放熱フィン30より外側へ拡がりにくくなる。これにより、放熱フィン30の軸方向における両端部30Eから放出される水の量は、穴32Cが設けられない場合と比較して少なくなる。このため、防水シート20と排熱パイプ200との微少な隙間に水が入り込みにくくなり、水の浸入による熱電変換モジュール10の発電効率の低下や故障等を低減できる。 The end of the groove 34 is connected to a hole 32C provided near the root of the heat radiation fin 30. The hole 32C is an example of a through hole of the present invention. The water that has flowed through the outer surface of the heat radiation fin 30 along the groove 34 passes through the hole 32C and flows down further downward. Therefore, the groove 34 and the hole 32C make it difficult for the water that has fallen on the heat radiation fins 30 to spread outward from the heat radiation fins 30 in the length direction of the heat radiation fins 30, as in the other examples described above. As a result, the amount of water discharged from both end portions 30E in the axial direction of the heat radiation fin 30 is smaller than that in the case where the holes 32C are not provided. Therefore, it becomes difficult for water to enter the minute gap between the waterproof sheet 20 and the heat exhaust pipe 200, and it is possible to reduce a decrease in power generation efficiency and a failure of the thermoelectric conversion module 10 due to the ingress of water.

なお、図8に示す例では、溝34は単に格子状の溝として例示されているが、本発明はこれに限定されず、例えばあみだくじのように均一の格子ではなく、平行な縦方向の溝の間に無作為に横方向の溝を設けたような溝であってもよい。また、溝は互いに交わっていなくともよく、一本道、かつ水を長い距離引き回せるように形成された溝であってもよい。このような一本道の溝が複数設けられていてもよい。 In the example shown in FIG. 8, the groove 34 is merely exemplified as a grid-like groove, but the present invention is not limited to this, and the groove is not a uniform grid as in the case of Amidakuji, but a parallel vertical groove. It may be a groove in which a lateral groove is randomly provided between the two. Further, the grooves do not have to intersect with each other, and may be a single road and a groove formed so that water can be routed over a long distance. A plurality of such single-way grooves may be provided.

以上、本発明の熱電変換装置100の放熱フィン30に設けられる排水構造について具体例を挙げて説明した。なお、上述した排水構造の具体例は、互いに組み合わされて用いられてもよい。例えば、図7に例示した断面形状の放熱フィンの外面に、例えば渦巻き状の溝を形成することで、より水の流れによる冷却効果を高めることができ、かつ放熱フィン30の両端部30Eから放出される水の量を少なくすることができる。 The drainage structure provided in the heat radiation fin 30 of the thermoelectric conversion device 100 of the present invention has been described above with specific examples. The above-mentioned specific examples of the drainage structure may be used in combination with each other. For example, by forming, for example, a spiral groove on the outer surface of the heat radiation fin having the cross-sectional shape illustrated in FIG. 7, the cooling effect due to the flow of water can be further enhanced, and the heat is emitted from both ends 30E of the heat radiation fin 30. The amount of water produced can be reduced.

なお、本発明の排水構造は、上述した各具体例には限定されない。本発明の排水構造は、放熱フィン30に降り注いだ水が、放熱フィン30の長さ方向における放熱フィン30より外側へ拡がらないような排水構造であれば、どのような構造が採用されてもよい。 The drainage structure of the present invention is not limited to the specific examples described above. The drainage structure of the present invention can be any structure as long as the water that has fallen on the heat radiation fins 30 does not spread outward from the heat radiation fins 30 in the length direction of the heat radiation fins 30. Good.

<止水部材>
次に、隣接する放熱フィン30同士の間に設けられる止水部材35について説明する。図9は、止水部材35の一例を示した図である。図9は、複数の放熱フィン30のうち、排熱パイプ200の上側に設けられた放熱フィン30を、図4に示す矢印S1の方から見た様子を示す図である。換言すれば、図9は、放熱フィン30の長さ方向における一方の端部を、軸方向における放熱フィン30の外側から見た様子を示している。
<Water stop member>
Next, the water stop member 35 provided between the adjacent heat radiation fins 30 will be described. FIG. 9 is a diagram showing an example of the water blocking member 35. FIG. 9 is a diagram showing a state in which the heat radiating fins 30 provided on the upper side of the heat exhaust pipe 200 are viewed from the direction of the arrow S1 shown in FIG. 4 among the plurality of heat radiating fins 30. In other words, FIG. 9 shows a state in which one end of the heat radiation fin 30 in the length direction is viewed from the outside of the heat radiation fin 30 in the axial direction.

図9に示すように、互いに隣接する2枚の放熱フィン30の端部同士と防水シート20との間に隙間が生じないように、止水部材35が設けられている。止水部材35は、水を通さない材料で形成されている。これにより、熱電変換装置100に降り注いだ水が、放熱フィン30の軸方向における両端部30Eから放出されることを完全に防止することができる(図5A参照)。 As shown in FIG. 9, a water blocking member 35 is provided so that a gap is not formed between the ends of the two heat radiating fins 30 adjacent to each other and the waterproof sheet 20. The water blocking member 35 is made of a water-impermeable material. As a result, it is possible to completely prevent the water that has fallen on the thermoelectric conversion device 100 from being discharged from both ends 30E of the heat radiation fins 30 in the axial direction (see FIG. 5A).

このような止水部材35を設けただけでは、放熱フィン30同士の間に水が溜まる一方となり、溜まった水の量が増えると止水部材35の上端部を越えてあふれ出してしまう。これを防止するため、上述したような各種排水構造を止水部材35と併せて設ける必要がある。なお、上述した排水構造の具体例の内、いずれを止水部材35と組み合わせてもよく、また具体例以外の排水構造と組み合わせてもよい。 If only such a water blocking member 35 is provided, water will only accumulate between the heat radiating fins 30, and if the amount of accumulated water increases, the water will overflow beyond the upper end portion of the water blocking member 35. In order to prevent this, it is necessary to provide various drainage structures as described above together with the water blocking member 35. Of the above-mentioned specific examples of the drainage structure, any of them may be combined with the water blocking member 35, or may be combined with a drainage structure other than the specific examples.

また、止水部材35は、伸縮性を有することが望ましい。これは、様々な太さ、もしくは形状を有する排熱パイプ200に熱電変換装置100を取り付ける際に、止水部材35が取付けの妨げとならないようにするためである。止水部材35に伸縮性を持たせる方法としては、例えば伸縮性を有するゴム等の材料を用いて止水部材35を形成する方法や、例えば止水部材35を蛇腹形状に形成する方法等が適宜採用されうる。 Further, it is desirable that the water blocking member 35 has elasticity. This is to prevent the water blocking member 35 from hindering the attachment of the thermoelectric conversion device 100 to the heat exhaust pipe 200 having various thicknesses or shapes. As a method of giving the water stop member 35 elasticity, for example, a method of forming the water stop member 35 using a material such as elastic rubber, a method of forming the water stop member 35 in a bellows shape, and the like are used. It can be adopted as appropriate.

このような止水部材35と、上述した排水構造とによって、放熱フィン30の両端部30E(図5A参照)から放出される水の量をほぼゼロにすることができる。このため、防水シート20と排熱パイプ200との微少な隙間に入り込む水の量をさらに低減できる。これにより、水の浸入による熱電変換モジュール10の発電効率の低下や故障等をさらに低減できる。 With such a water blocking member 35 and the drainage structure described above, the amount of water discharged from both end portions 30E (see FIG. 5A) of the heat radiation fin 30 can be made substantially zero. Therefore, the amount of water that enters the minute gap between the waterproof sheet 20 and the heat exhaust pipe 200 can be further reduced. As a result, it is possible to further reduce the decrease in power generation efficiency and failure of the thermoelectric conversion module 10 due to the ingress of water.

<作用・効果>
以上説明したように、本発明に係る熱電変換装置100は、フレキシブルな熱電変換モジュール10と、熱電変換モジュール10の一方の面と熱的に接続されており、フレキシブルな防水シート20と、防水シート20から離れる方向に向かって延びており、排水構造を備える複数の放熱フィン30と、を有する。
<Action / effect>
As described above, the thermoelectric conversion device 100 according to the present invention is thermally connected to one surface of the flexible thermoelectric conversion module 10 and the thermoelectric conversion module 10, and the flexible waterproof sheet 20 and the waterproof sheet. It has a plurality of radiating fins 30, which extend away from 20 and have a drainage structure.

このような構成により、放熱フィン30に降り注いだ水が、放熱フィン30の長さ方向における放熱フィン30より外側へ拡がりにくくなる。これにより、放熱フィン30の両端部30Eから放出される水の量が比較的少なくなり、防水シート20と排熱パイプ200との微少な隙間に水が入り込みにくくなる。従って、水の浸入による熱電変換モジュール10の発電効率の低下や故障等を低減できる。 With such a configuration, the water that has fallen on the heat radiation fins 30 is less likely to spread outward from the heat radiation fins 30 in the length direction of the heat radiation fins 30. As a result, the amount of water discharged from both ends 30E of the heat radiating fin 30 is relatively small, and it becomes difficult for water to enter the minute gap between the waterproof sheet 20 and the heat exhaust pipe 200. Therefore, it is possible to reduce a decrease in power generation efficiency and a failure of the thermoelectric conversion module 10 due to the ingress of water.

<変形例>
上述した実施の形態に係る熱電変換装置100は、本発明の熱電変換装置の一例であって、本発明はこれに限定されない。熱電変換装置100が取り付けられる熱源は、排熱パイプ200等の配管以外にも、例えば炉、煙筒、タンク等であってもよい。また、上述した実施の形態では、熱源としての排熱パイプ200には外気よりも高温の流体が流れるとしたが、例えば熱源は外気より低温となる冷熱源であってもよい。
<Modification example>
The thermoelectric conversion device 100 according to the above-described embodiment is an example of the thermoelectric conversion device of the present invention, and the present invention is not limited thereto. The heat source to which the thermoelectric conversion device 100 is attached may be, for example, a furnace, a chimney, a tank, or the like, in addition to the piping such as the exhaust heat pipe 200. Further, in the above-described embodiment, it is assumed that a fluid having a temperature higher than that of the outside air flows through the exhaust heat pipe 200 as a heat source, but for example, the heat source may be a cold heat source having a temperature lower than that of the outside air.

本発明は、排熱を利用して発電を行う熱電変換装置100として好適である。 The present invention is suitable as a thermoelectric conversion device 100 that generates electricity by utilizing exhaust heat.

100,100A 熱電変換装置
10 熱電変換モジュール
11 第1フレキシブル基板
12 第2フレキシブル基板
13 熱電変換素子
15 実装ランド
16 導電ペースト
17 ソルダーレジスト
18 第1熱伝導シート
19 第2熱伝導シート
20 防水シート
30 放熱フィン
30A 第1放熱フィン
30B 第2放熱フィン
31 スリット
32,32A,32B,32C 穴
33A 排水孔
33B 通水路
34 溝
35 止水部材
200 排熱パイプ
100, 100A Thermoelectric conversion device 10 Thermoelectric conversion module 11 1st flexible board 12 2nd flexible board 13 Thermoelectric conversion element 15 Mounting land 16 Conductive paste 17 Solder resist 18 1st heat conductive sheet 19 2nd heat conductive sheet 20 Waterproof sheet 30 Heat dissipation Fin 30A 1st heat dissipation fin 30B 2nd heat dissipation fin 31 Slit 32, 32A, 32B, 32C Hole 33A Drain hole 33B Water passage 34 Groove 35 Water stop member 200 Heat exhaust pipe

Claims (9)

フレキシブルな熱電変換モジュールと、
前記熱電変換モジュールの一方の面と熱的に接続されており、フレキシブルな防水シートと、
前記防水シートから離れる方向に向かって延びており、排水構造を有する複数のフィンと、
を備える、熱電変換装置。
Flexible thermoelectric conversion module and
A flexible tarpaulin that is thermally connected to one side of the thermoelectric conversion module,
A plurality of fins extending away from the tarpaulin and having a drainage structure,
A thermoelectric converter equipped with.
前記複数のフィンの一部は、第1フィン群を構成し、
前記複数のフィンの他の一部は、第2フィン群を構成し、
前記排水構造は、前記第1フィン群、前記第2フィン群、および前記第1フィン群と前記第2フィン群との間に設けられた空間によって構成される排水路である、
請求項1に記載の熱電変換装置。
A part of the plurality of fins constitutes a first fin group.
The other part of the plurality of fins constitutes a second fin group.
The drainage structure is a drainage channel composed of the first fin group, the second fin group, and a space provided between the first fin group and the second fin group.
The thermoelectric conversion device according to claim 1.
前記排水構造は、前記複数のフィンそれぞれに設けられた穴である、
請求項1に記載の熱電変換装置。
The drainage structure is a hole provided in each of the plurality of fins.
The thermoelectric conversion device according to claim 1.
前記排水構造は、前記複数のフィンそれぞれの外面に設けられた溝である、
請求項1から3のいずれか一項に記載の熱電変換装置。
The drainage structure is a groove provided on the outer surface of each of the plurality of fins.
The thermoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 3.
前記排水構造は、前記複数のフィンそれぞれの外面に設けられた溝、および、前記複数のフィンそれぞれに設けられ、かつ、前記溝が接続された貫通穴によって構成されている、
請求項1に記載の熱電変換装置。
The drainage structure is composed of a groove provided on the outer surface of each of the plurality of fins and a through hole provided in each of the plurality of fins and to which the groove is connected.
The thermoelectric conversion device according to claim 1.
前記排水構造は、前記複数のフィンそれぞれの内部に設けられた通水路と、前記複数のフィンそれぞれの表面と裏面とを接続するとともに、前記通水路に接続される排水孔と、を備える、
請求項1に記載の熱電変換装置。
The drainage structure includes a water passage provided inside each of the plurality of fins, a drain hole connecting the front surface and the back surface of each of the plurality of fins, and a drain hole connected to the water passage.
The thermoelectric conversion device according to claim 1.
前記複数のフィンは、それぞれ前記排水孔に近づくにつれて薄くなる部位を有する、
請求項6に記載の熱電変換装置。
Each of the plurality of fins has a portion that becomes thinner as it approaches the drainage hole.
The thermoelectric conversion device according to claim 6.
前記複数のフィンの内互いに隣接する2枚のフィンの端部それぞれと、前記防水シートとの間に、隙間がないように設けられた止水部材をさらに備える、
請求項1から7のいずれか一項に記載の熱電変換装置。
A water blocking member provided so as not to have a gap between each of the ends of two fins adjacent to each other among the plurality of fins and the waterproof sheet is further provided.
The thermoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 7.
前記止水部材は、伸縮性を有する、
請求項8に記載の熱電変換装置。
The water blocking member has elasticity.
The thermoelectric conversion device according to claim 8.
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