JP2022106591A - 熱回収装置及び熱回収システム - Google Patents

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Abstract

【課題】電気エネルギーの出力低下を抑制可能な熱回収装置及び熱回収システムを提供する。【解決手段】平面状の外周面を有する外周壁１５と、外周壁１５の内側に配設され、第１端面１１から第２端面１２まで延びる第１流体の流路となる複数のセル１３を区画形成する隔壁１４とを有するハニカム構造体１０、外周面に対面配置された熱電変換素子２０、熱電変換素子２０が配置されたハニカム構造体１０を周回被覆する筒状部材３０、筒状部材３０の径方向外側に、第２流体の流路を構成するように間隔をもって配置されるケーシング４０、及び筒状部材３０を熱電変換素子２０に押圧する押圧部材５０を備える熱回収装置１００である。筒状部材３０はスリット部３１を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、熱回収装置及び熱回収システムに関する。
近年、自動車の燃費改善が求められている。特に、エンジン始動時などのエンジンが冷えている時の燃費悪化を防ぐため、冷却水、エンジンオイル、ＡＴＦ（オートマチックトランスミッションフルード；Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｆｌｕｉｄ）などを早期に暖めて、フリクション（摩擦）損失を低減するシステムが期待されている。また、排気浄化用触媒を早期に活性化するために触媒を加熱するシステムが期待されている。
このようなシステムとして、例えば、熱交換器がある。熱交換器は、内部に第１流体を流通させ、外部に第２流体を流通させることによって熱交換を行う部品（熱交換部品）を含む装置である。このような熱交換器では、高温の流体（例えば、排気）から低温の流体（例えば、冷却水）へ熱交換することによって熱を有効利用することができる。
また、自動車の排気に含まれる熱エネルギーを電気エネルギーに変換して回収し、バッテリーに充電したり、電装品を駆動したりする電力として有効活用することで燃費改善する技術も知られている。
例えば、特許文献１には、平面状の外周面を有する外周壁と、外周壁の内側に配設され、第１端面から第２端面まで貫通して第１流体の流路となる複数のセルを区画形成する複数の隔壁とを有する柱状ハニカム構造体；平面状の外周壁面に対面配置された熱電変換素子（熱電変換モジュール）；熱電変換素子が配置されたハニカム構造体を周回被覆する筒状部材；及び筒状部材を周回被覆するケーシングを備え、ケーシングの内周面と筒状部材の外周面との間に第２流体の流路が形成された熱回収装置が提案されている。また、特許文献１には、筒状部材が、ケーシングの外周側から挿入されたねじによって、或いは、ケーシングと筒状部材との間に介装されたばねによって筒状部材を押圧することも提案されている。
国際公開第２０１９／０２６５６０号
特許文献１に記載の熱回収装置は、排熱を有効利用する能力が良好であるものの、高温（例えば、７００℃）の第１流体を流通させた場合に、電気エネルギーの出力が徐々に低下するという課題があった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電気エネルギーの出力低下を抑制可能な熱回収装置及び熱回収システムを提供することを課題とする。
上記の課題は、以下の本発明によって解決されるものであり、本発明は以下のように特定される。
本発明は、平面状の外周面を有する外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、第１端面から第２端面まで延びる第１流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁とを有するハニカム構造体、
前記外周面に対面配置された熱電変換素子、
前記熱電変換素子が配置された前記ハニカム構造体を周回被覆する筒状部材、
前記筒状部材の径方向外側に、第２流体の流路を構成するように間隔をもって配置されるケーシング、及び
前記筒状部材を前記熱電変換素子に押圧する押圧部材
を備え、
前記筒状部材がスリット部を有する熱回収装置である。
また、本発明は、平面状の外周面を有する外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、第１端面から第２端面まで延びる第１流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁とを有するハニカム構造体、
前記外周面に対面配置された熱電変換素子、
前記熱電変換素子が配置された前記ハニカム構造体を周回被覆する筒状部材、
前記筒状部材の径方向外側に、第２流体の流路を構成するように間隔をもって配置されるケーシング、及び
前記筒状部材を前記熱電変換素子に押圧する押圧部材
を備え、
前記筒状部材と前記熱電変換素子との間に配置され、且つ前記筒状部材の内周面と接する緩衝部材を更に備える熱回収装置である。
また、本発明は、第１流体の一方向経路と、
前記第１流体よりも温度の低い第２流体の循環経路と、
前記第１流体の前記一方向経路及び前記第２流体の前記循環経路の途中に配置された前記熱回収装置と、
前記熱回収装置と電気的に接続され、前記熱回収装置で生成した電気を蓄えるバッテリーと、
を備える熱回収システムである。
本発明によれば、電気エネルギーの出力低下を抑制可能な熱回収装置及び熱回収システムを提供することができる。
本発明の実施形態１に係る熱回収装置について、ハニカム構造体の軸方向（セルの延びる方向）に平行な断面の構造を説明するための図である。 本発明の実施形態１に係る熱回収装置について、ハニカム構造体の軸方向（セルの延びる方向）に直交する断面の構造を説明するための図である。 押圧点とスリット部との関係を示す模式図である。 本発明の実施形態２に係る熱回収装置について、ハニカム構造体の軸方向（セルの延びる方向）に平行な断面の構造を説明するための図である。 本発明の実施形態２に係る熱回収装置について、ハニカム構造体の軸方向（セルの延びる方向）に直交する断面の構造を説明するための図である。 本発明の実施形態３に係る熱回収システムの構成例である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し変更、改良などが適宜加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
本発明者らは、電気エネルギーの出力低下という課題の原因について調査した結果、第１流体を流通させ続けることで熱電変換素子と筒状部材との間に隙間が生じ、熱電変換素子に対する筒状部材の押圧力が部分的に低下したことに起因しているという知見を得た。この原因に対し、後述する実施形態により、熱電変換素子に対する筒状部材の押圧力の部分的な低下を抑制することができることを見出した。
（実施形態１）
（１）熱回収装置
図１には、本発明の実施形態１に係る熱回収装置について、ハニカム構造体の軸方向（セルの延びる方向）に平行な断面の構造が示されている。図２には、本発明の実施形態１に係る熱回収装置を、ハニカム構造体の軸方向（セルの延びる方向）に直交する断面（Ａ－Ａ’線断面）の構造が示されている。
なお、図中の点線は、他方の断面に存在する流出口及び出口導管の想像線である。
図１及び図２に示されるように、本発明の実施形態１に係る熱回収装置１００は、平面状の外周面を有する外周壁１５と、外周壁１５の内側に配設され、第１端面１１から第２端面１２まで延びる第１流体の流路となる複数のセル１３を区画形成する隔壁１４とを有するハニカム構造体１０を備える。
また、本発明の実施形態１に係る熱回収装置１００は、ハニカム構造体１０の外周面に対面配置された熱電変換素子２０を備える。
また、本発明の実施形態１に係る熱回収装置１００は、熱電変換素子２０が配置されたハニカム構造体１０を周回被覆する筒状部材３０を備える。
また、本発明の実施形態１に係る熱回収装置１００は、筒状部材３０の径方向外側に、第２流体の流路を構成するように間隔をもって配置されるケーシング４０を備える。
また、本発明の実施形態１に係る熱回収装置１００は、筒状部材３０を熱電変換素子２０に押圧する押圧部材５０を備える。
（１－１）ハニカム構造体１０
ハニカム構造体１０は、平面状の外周面を有する外周壁１５と、外周壁１５の内側に配設され、第１端面１１から第２端面１２まで延びる第１流体の流路となる複数のセル１３を区画形成する隔壁１４とを有する。このような構造のハニカム構造体１０を用いることにより、ハニカム構造体１０のセル１３を流通する第１流体の熱を効率良く集熱し、外部に伝達することができる。第１流体は、第１端面１１から第２端面１２に向かって、すなわち、図１では矢印の方向（紙面の左側から右側に向かう方向）に、図２では紙面の手前から奥に向かう方向に流通することができる。第１流体としては、特に制限はなく、種々の液体及び気体が利用できるが、例えば、熱回収装置１００が燃焼機関又は燃焼装置の排気ラインに設置される場合には排気とすることができる。特に、熱回収装置１００が自動車の排気ラインに設置される場合には、第１流体はエンジンからの排気とすることができる。
ハニカム構造体１０の外周壁１５は、一つ以上の平面状の外周面を有する。熱電変換素子２０は平板状であることが多いところ、ハニカム構造体１０が平面状の外周面を有することによって、熱電変換素子２０を容易に対面配置することができる。また、対面配置によって伝熱効率の向上が期待できる。複数の熱電変換素子２０を設置可能にするという観点からは、ハニカム構造体１０の外周壁１５は、複数の平面状の外周面を有することが好ましく、三つ以上の平面状の外周面を有することが好ましい。ハニカム構造体１０は、製造性及び熱回収効率の観点から、角柱状であることが好ましい。この場合、外周壁１５が有する三つ以上の外周面は全て平面状である。
ハニカム構造体１０からの熱の利用効率を高めるため、熱電変換素子２０の一方の主表面（高温側面）の全体が外周壁１５の外周面と直接又は間接的に接触していることが好ましい。熱電変換素子２０の一方の主表面（高温側面）の全体が外周壁１５の外周面と間接的に接触している場合は、熱電変換素子２０の一方の主表面（高温側面）が、外周壁１５の外周面に配置された両者間の接触熱抵抗を低減する物質を介して接触していることが好ましい。接触熱抵抗を低減する物質としては、金属板、カーボン（グラファイト）シート、サーマルシート、サーマルグリースなどが挙げられる。金属の具体例としてはアルミニウム、銅、鉛などの軟金属、はんだなどの合金が挙げられる。
ハニカム構造体１０が角柱状である場合、角柱としては、限定的ではないが、三角柱、四角柱、五角柱、六角柱、七角柱、八角柱又はその他の角柱が挙げられる。これらの中でも、組み立てを容易にするためには、対向する外周面同士が平行であることが好ましく、外周面の数が偶数（例えば、四角、六角、八角など）であることが好ましい。角柱は直角柱であるのが典型的である。各外周面に対して熱電変換素子２０の接触状態（押し付け圧など）を均等にし易くするためには、角柱の輪郭は対称的であることが好ましく、ハニカム構造体１０の外形は両端面が正多角形の直角柱であることが好ましい。なお、図１及び２では、ハニカム構造体１０の外形が正八角柱状である場合を一例として示している。
外周壁１５の外周面は、ハニカム構造体１０の外形に応じて決定される。ハニカム構造体１０の外形が角柱である場合は、外周壁１５の外周面は、ハニカム構造体１０の軸方向に直交する断面が多角形となる。一方、外周壁１５の内周面の形状は特に制限はない。例えば、ハニカム構造体１０の軸方向に直交する断面において、外周壁１５の内周面は、外周壁１５の外周面に対応した多角形状としてもよいし、外周壁１５の外周面に対応していない形状としてもよい。なお、図１及び２では、ハニカム構造体１０の軸方向に直交する断面において、外周壁１５の外周面は正八角形であるが、外周壁１５の内周面は円形である場合を一例として示している。
ハニカム構造体１０は、ハニカム構造体１０の軸方向において、外周壁１５の内周面よりも内側に位置する全領域が、複数のセル１３によって構成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、伝熱のための隔壁１４の数が多くなり、第１流体からの熱の回収効率を高めることが可能となる。
また、ハニカム構造体１０は中空型であってもよい。この場合、中空型のハニカム構造体１０は、ハニカム構造体１０の軸方向に直交する断面において、第１端面１１の中央部から第２端面１２の中央部に貫通して第１流体の流路となる中空部を有し、中空部の外周側に複数のセル１３が配置される。
なお、ハニカム構造体１０の中空部には、中空部を通過する経路と、複数のセル１３を通過する経路とに分岐する分岐路を備える内筒部材を配置することができる。また、ハニカム構造体１０の第１端面１１の上流側又は第２端面１２の下流側であって、中空部を通過する経路及び複数のセル１３を通過する経路の一方又は両方の途中に、流量制御弁を配置することにより、中空部を通過する第１流体と複数のセル１３を通過する第１流体との流量比を調整することができる。流量制御弁は公知の任意の構造とすることができるが、例えば、ゲートバルブ、バタフライバルブ、ボールバルブなどを用いることができる。流量制御弁は手動開閉でもよいが、空気式又は電動式のアクチュエータなどによって自動開閉させることも可能である。また、温度よる材料（ワックスなど）の体積変化を利用したアクチュエータ（サーモアクチュエータ、サーモスタットなど）を利用して開閉させてもよい。
ハニカム構造体１０の軸方向に直交する断面におけるセル１３の形状は、特に制限はない。円形、楕円形、三角形、四角形、六角形、又はその他の多角形などの中から所望の形状を適宜選択すればよい。なお、図１及び２では、セル１３の断面形状が四角形である場合を一例として示している。また、セル１３は、周方向に延びる隔壁１４と径方向（放射方向）に延びる隔壁１４とによって囲まれた形状を有していてもよい。このような形状とすることにより、径方向への熱伝導率を高めることができるため、セル１３内を流通する第１流体の熱をハニカム構造体１０の外部に効率良く伝達することができる。
隔壁１４及び外周壁１５は、セラミックスを主成分とすることができる。「セラミックスを主成分とする」とは、隔壁１４又は外周壁１５の全質量に占めるセラミックスの質量比率が５０質量％以上であることをいう。
隔壁１４及び外周壁１５の気孔率は、１０％以下であることが好ましく、５％以下であることが更に好ましく、３％以下であることが特に好ましい。隔壁１４及び外周壁１５の気孔率は０％とすることもできる。隔壁１４及び外周壁１５の気孔率を１０％以下とすることにより、熱伝導率を向上させることができる。
隔壁１４及び外周壁１５は、熱伝導性が高いＳｉＣ（炭化珪素）を主成分として含むことが好ましい。「ＳｉＣ（炭化珪素）を主成分として含む」とは、隔壁１４又は外周壁１５の全質量に占めるＳｉＣ（炭化珪素）の質量比率が５０質量％以上であることを意味する。
更に具体的には、隔壁１４及び外周壁１５の材料として、Ｓｉ含浸ＳｉＣ、（Ｓｉ＋Ａｌ）含浸ＳｉＣ、金属複合ＳｉＣ、再結晶ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、及びＳｉＣなどを採用することができる。
ハニカム構造体１０の軸方向に直交する断面におけるセル密度（即ち、単位面積当たりのセルの数）については特に制限はない。セル密度は、適宜設計すればよいが、４～３２０セル／ｃｍ2の範囲であることが好ましい。セル密度を４セル／ｃｍ2以上とすることにより、隔壁１４の強度、ひいてはハニカム構造体１０自体の強度及び有効ＧＳＡ（幾何学的表面積）を十分なものとすることができる。また、セル密度を３２０セル／ｃｍ2以下とすることにより、第１流体が流れる際の圧力損失が大きくなることを抑制することができる。
ハニカム構造体１０のアイソスタティック強度は、１ＭＰａ以上が好ましく、５ＭＰａ以上が更に好ましい。ハニカム構造体１０のアイソスタティック強度が、１ＭＰａ以上であると、ハニカム構造体１０の耐久性を十分なものとすることができる。なお、ハニカム構造体１０のアイソスタティック強度の上限値は、１００ＭＰａ程度である。ハニカム構造体１０のアイソスタティック強度は、社団法人自動車技術会発行の自動車規格であるＪＡＳＯ規格Ｍ５０５－８７に規定されているアイソスタティック破壊強度の測定方法に準じて測定することができる。
ハニカム構造体１０の軸方向に直交する断面におけるハニカム構造体１０の直径は、２０～２００ｍｍであることが好ましく、３０～１００ｍｍであることが好ましい。このような直径とすることにより、熱回収効率を向上させることができる。本明細書において、ハニカム構造体１０の軸方向に直交する断面におけるハニカム構造体１０の外周面に内接する最大内接円の直径をハニカム構造体１０の直径とする。
ハニカム構造体１０の隔壁１４の厚さについても、目的に応じて適宜設計すればよく、特に制限はない。隔壁１４の厚さは、０．１～１ｍｍとすることが好ましく、０．２～０．６ｍｍとすることが更に好ましい。隔壁１４の厚さを０．１ｍｍ以上とすることにより、機械的強度を十分なものとし、衝撃や熱応力によって破損することを抑制することができる。また、隔壁１４の厚さを１ｍｍ以下とすることにより、第１流体の圧力損失が大きくなったり、熱回収効率が低下したりするといった不具合を抑制することができる。
隔壁１４の密度は、０．５～５ｇ／ｃｍ3であることが好ましい。隔壁１４の密度を０．５ｇ／ｃｍ3以上とすることにより、隔壁１４を十分な強度とし、第１流体が流路内（セル１３内）を通り抜ける際の抵抗によって隔壁１４が破損することを抑制することができる。また、隔壁１４の密度を５ｇ／ｃｍ3以下とすることにより、ハニカム構造体１０を軽量化することができる。上記の範囲の密度とすることにより、ハニカム構造体１０を強固なものとすることができ、熱伝導率を向上させる効果も得られる。なお、隔壁１４の密度は、アルキメデス法により測定した値である。
ハニカム構造体１０の熱伝導率は、２５℃において、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、１００～３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることが更に好ましく、１２０～３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることが特に好ましい。ハニカム構造体１０の熱伝導率を、このような範囲とすることにより、熱伝導性が良好となり、ハニカム構造体１０内の熱を、熱電変換素子２０に効率良く伝達することができる。なお、熱伝導率の値は、レーザーフラッシュ法（ＪＩＳ Ｒ１６１１－１９９７）により測定した値である。
ハニカム構造体１０のセル１３に、第１流体としてエンジンからの排気を流す場合、ハニカム構造体１０の隔壁１４に触媒を担持させることができる。隔壁１４に触媒を担持させると、排気中のＣＯやＮＯｘやＨＣなどを触媒反応によって無害な物質にすることが可能になり、これに加えて、触媒反応の際に生じる反応熱を熱交換に用いることが可能になる。触媒としては、貴金属（白金、ロジウム、パラジウム、ルテニウム、インジウム、銀、及び金）、アルミニウム、ニッケル、ジルコニウム、チタン、セリウム、コバルト、マンガン、亜鉛、銅、スズ、鉄、ニオブ、マグネシウム、ランタン、サマリウム、ビスマス、及びバリウムからなる群から選択された元素を少なくとも一種を含有するものであることが好ましい。上記元素は、金属単体、金属酸化物、及びそれ以外の金属化合物として含有されていてもよい。
触媒（触媒金属＋担持体）の担持量としては、１０～４００ｇ／Ｌであることが好ましい。また、貴金属を含む触媒であれば、担持量が０．１～５ｇ／Ｌであることが好ましい。触媒（触媒金属＋担持体）の担持量を１０ｇ／Ｌ以上とすると、触媒作用が発現し易い。担持体とは、触媒金属が担持される担体のことである。担持体としては、アルミナ、セリア、及びジルコニアからなる群より選択される少なくとも一種を含有するものであることが好ましい。
（１－２）熱電変換素子２０
ハニカム構造体１０の外周壁１５の平面状の外周面には、熱電変換素子２０が対面配置される。熱電変換素子２０は、ハニカム構造体１０の外周壁１５の一部の外周面に対面配置してもよいが、熱の利用効率を高める観点から、外周壁１５の全ての外周面に対面配置することが好ましい。熱電変換素子２０は、両端に温度差があるとゼーベック効果によって熱を電気に変換可能である。本発明では、高温の第１流体と低温の第２流体の温度差を利用して、熱電変換素子２０を作動させて熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。熱電変換素子２０で発生した電気は、例えば電線２１を介して各種電子機器に供給したり、バッテリーに蓄えたりすることができる。
熱電変換素子２０においては、例えば、絶縁セラミックス製の受熱基板及び絶縁セラミックス製の放熱基板が両端に配置され、両者間には、電極を介して直列に交互に接続されたＮ型熱電変換素子及びＰ型熱電変換素子が配置される。隣接する熱電変換素子２０は、配線を介して電気的に接続してもよい。典型的には、熱電変換素子２０の第１流体に近い方の端部に受熱基板が配置され、熱電変換素子２０の第２流体に近い方の端部に放熱基板が配置される。
熱電変換素子２０の形状に特に制約はないが、平板状のものが容易に市場で入手可能であり、熱回収装置をコンパクトにできる点で好ましい。平板状の熱電変換素子２０は、ハニカム構造体１０の外周壁１５の平面状の外周面上に容易に対面配置できる。
（１－３）筒状部材３０
筒状部材３０は、熱電変換素子２０が配置されたハニカム構造体１０を周回被覆する。筒状部材３０は、ハニカム構造体１０の外周壁１５の外周面に熱電変換素子２０が対面配置された構造が崩れないように保形する効果、及び第１流体と第２流体とが混じり合うのを抑制する効果を奏することができる。保形効果を高めるため、筒状部材３０の内周面が熱電変換素子２０の外周部分に直接又は間接的に嵌合固定されていることが好ましい。本明細書において、「嵌合固定」とは、相互に嵌まり合った状態で固定されていることをいう。このため、嵌合固定には、すきま嵌め、締まり嵌め、焼き嵌めなどの嵌め合いによる固定方法の他、ろう付け、溶接、拡散接合などによって固定されている場合なども含まれる。
熱回収効率を高めるという観点からは、外周壁１５の外周面の全面積に対する、筒状部材３０によって周回被覆される外周壁１５の外周面の部分の面積の割合は高いほうが好ましい。具体的には当該面積割合は８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましく、１００％（すなわち、外周壁１５の外周面の全部が筒状部材３０によって周回被覆される。）であることが更により好ましい。なお、ここでいう「外周面」というのはハニカム構造体１０の軸方向に平行な面を指し、ハニカム構造体１０の軸方向に直交する面は含まれない。
筒状部材３０の材質としては、上記の効果を奏することができれば特に制限はないが、熱伝導性に優れた材質であることが望ましい。材質の例としては、金属、セラミックスなどが挙げられ、製造性（組み立てやすさ）の理由により金属が好ましい。金属としては、例えば、ステンレス、チタン合金、銅合金、アルミ合金、真鍮などを用いることができ、耐久信頼性が高いという理由により、ステンレスが好ましい。
筒状部材３０の厚みは、耐久信頼性の観点から０．１ｍｍ以上が好ましく、０．３ｍｍ以上がより好ましく、０．５ｍｍ以上が更により好ましい。筒状部材３０の厚みは、熱抵抗を低減するという観点から１０ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下がより好ましく、３ｍｍ以下が更により好ましい。
筒状部材３０はスリット部３１を有する。スリット部３１を筒状部材３０に設けることにより、筒状部材３０が高温に曝されることで部分的に変形することを抑制することができる。具体的には、ハニカム構造体１０がセラミックス製であり且つ筒状部材３０が金属製であるときに、スリット部３１を設けていない筒状部材３０では、材質の相違による熱変形の違いにより、押圧部材５０によって熱電変換素子２０に押圧されていない部分に変形が生じ、当該部分における熱電変換素子２０への押圧力が低下してしまう。これに対し、スリット部３１を筒状部材３０に設けることにより、押圧部材５０によって熱電変換素子２０に押圧されていない部分の熱応力を緩和して変形を抑制することができる。その結果、筒状部材３０が高温に曝されても、熱電変換素子２０に対する筒状部材３０の押圧力が低下し難くなることで、電気エネルギーの出力を安定して維持できる。
スリット部３１は、筒状部材３０の外周面、内周面又はそれらの両方に設けることができる。このような位置にスリット部３１を設けることにより、筒状部材３０が高温に曝されることで部分的に変形することを安定して抑制することができる。なお、図１及び２では、筒状部材３０の外周面にスリット部３１を設けた場合を一例として示している。
スリット部３１の数及び幅は、押圧部材５０による押圧点や筒状部材３０の大きさなどに応じて適宜設定すればよく特に限定されない。
ここで、押圧点Ｐとスリット部３１との関係を示す模式図を図３に示す。
図３において、（ａ）は、１つの熱電変換素子２０に対して１つの押圧部材５０による押圧点Ｐで筒状部材３０が押圧される場合の例であり、（ｂ）及び（ｃ）は、１つの熱電変換素子２０に対して５つの押圧部材５０による押圧点Ｐで筒状部材３０が押圧される場合の例である。
スリット部３１は、図３（ａ）～（ｄ）に示されるように、押圧部材５０による押圧点Ｐと重ならない位置に設けられていることが好ましい。このような位置にスリット部３１を設けることにより、筒状部材３０を熱電変換素子２０に押圧する押圧部材５０の機能を阻害することなく、筒状部材３０の部分的な変形を抑制することができる。
スリット部３１は、図３（ａ）～（ｄ）に示されるように、網目状に設けられていることが好ましい。スリット部３１を網目状に設けることにより、筒状部材３０の全体にわたって部分的な変形を抑制することができる。
また、スリット部３１によって分割された領域に押圧部材５０による押圧点Ｐが存在しない場合、当該領域に押圧がかかり難くなってしまい、熱電変換素子２０に対する筒状部材３０の押圧力が低下する恐れがある。そのため、スリット部３１によって分割された領域の数と押圧部材５０による押圧点Ｐの数との差が小さい方が好ましく、図３（ｄ）に示されるように、スリット部３１によって分割された領域のそれぞれに、押圧部材５０による押圧点Ｐが存在していることがより好ましい。
スリット部３１の深さは、特に限定されないが、筒状部材３０の厚みの好ましくは５０％以下、より好ましくは４０％以下、更に好ましくは３０％以下であることが好ましい。このような範囲にスリット部３１の深さを制御することにより、筒状部材３０の耐久信頼性を確保することができる。また、スリット部３１の深さは、筒状部材３０の厚みの好ましくは５％以上、より好ましくは８％以上、更に好ましくは１０％以上である。このような範囲にスリット部３１の深さを制御することにより、押圧部材５０によって熱電変換素子２０に押圧されていない部分の熱応力を安定して緩和することができる。
また、スリット部３１の幅は、典型的に０．５～２．０ｍｍである。
（１－４）ケーシング４０
ケーシング４０は筒状部材３０の径方向外側に、第２流体の流路を構成するように間隔をもって配置される。ケーシング４０は第１流体よりも温度の低い第２流体の流入口４１及び流出口４２を有し、ケーシング４０の内周面と筒状部材３０の外周面との間には、筒状部材３０を周回するように、第２流体の流路が形成される。第２流体の流路は、熱電変換素子２０毎に個別に設けられるものではなく、筒状部材３０を周回するように設けられている。このため、第２流体の流路を容易に構築することが可能である。
ケーシング４０は、第２流体の流入口４１に連結された入口導管４３、及び第２流体の流出口４２に連結された出口導管４４を有することができる。第２流体は、流入口４１から入口導管４３を通ってケーシング４０内に流入する。次いで、第２流体は、第２流体の流路を通過する間に第１流体と熱交換した後、出口導管４４を通って流出口４２から流出する。当該構成により、熱電変換素子２０により第１流体から熱回収するのに加えて、熱交換により第１流体から第２流体へと熱回収することができる。第２流体の流入口４１は第２端面１２に近い側に、第２流体の流出口４２は第１端面１１に近い側に配置することが望ましい。これにより、第２流体は第１流体に対して逆向きに流れる（向流となる）ため、熱回収性能が安定して発揮し易くなる。
第２流体が外部に漏れないように、筒状部材３０の軸方向の両端部における外周面がケーシング４０の内周面と周回状に密接した構造を有することが好ましい。筒状部材３０の外周面とケーシング４０の内周面とを密接させる方法としては、特に限定されないが、溶接、拡散接合、ろう付けなどを用いることができる。これらの中でも、耐久信頼性が高いという理由により、溶接が好ましい。
ケーシング４０の材質としては、特に限定されないが、熱伝導性に優れた材質であることが望ましく、例えば、金属、セラミックスなどが挙げられる。これらの中でも、製造性（組み立てやすさ）の理由により金属が好ましい。金属としては、例えば、ステンレス、チタン合金、銅合金、アルミ合金、真鍮などを用いることができ、耐久信頼性が高いという理由により、ステンレスが好ましい。
ケーシング４０の厚みは、耐久信頼性の理由により、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましく、１ｍｍ以上が更により好ましい。ケーシング４０の厚みは、コスト、体積、重量などの観点から、１０ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下がより好ましく、３ｍｍ以下が更により好ましい。
熱回収装置１００を、エンジンの排気から排熱を回収する用途に使用する場合などには、ケーシング４０はハニカム構造体１０の軸方向に平行な方向の両端部分が、エンジンの排気が通過する配管に対して接続可能に構成されていてもよい。排気が通過する配管の内径とケーシング４０の両端部分の内径とが異なる場合には、配管とケーシング４０との間に、配管の内径が漸増又は漸減するガス導入管を有していてもよいし、配管とケーシング４０とが直接接続されていてもよい。
第２流体としては、特に限定されないが、熱回収装置１００が、自動車に搭載される熱交換器の役割を果たす場合には、第２流体は、水又は不凍液（ＪＩＳ Ｋ２２３４：２００６で規定されるＬＬＣ）であることが好ましい。第２流体としては、エンジンオイル、ＡＴＦ、又は冷媒フロンを使用することも可能である。
（１－５）押圧部材５０
押圧部材５０は、筒状部材３０を熱電変換素子２０に押圧する部材である。筒状部材３０が押圧されることで、筒状部材３０よりも内周側にある熱電変換素子２０も押圧されるため、熱電変換素子２０がハニカム構造体１０へ密着し易くなる。
押圧部材５０としては、特に限定されないが、例えば、ケーシング４０の外周側から挿入されたねじ５１を用いることができる。
ねじ５１は、ケーシング４０の外周側から内部の筒状部材３０に向かって挿入し、その先端で筒状部材３０を押圧することができる。ねじ５１は、各熱電変換素子２０の重心を押圧できる位置に挿入することが好ましい。また、各熱電変換素子２０は、複数のねじ５１によって押圧されることがより好ましく、複数のねじ５１は線対称又は点対称に配置されることが更により好ましい。各熱電変換素子２０を押圧するねじ５１の数は、５以上であることが好ましく、９以上であることがより好ましい。
押圧部材５０は、ケーシング４０と筒状部材３０の間に介装されたばねを用いてもよい。この場合、好ましいばねの配置はねじ５１の場合と同様である。
（１－６）伝熱部材６０
熱電変換素子２０と筒状部材３０との間には、必要に応じて伝熱部材６０を配置することができる。伝熱部材６０を配置することで、熱回収効率を高めるという効果、更には筒状部材３０による保形効果を高めるという効果が得られる。伝熱部材６０は熱電変換素子２０と筒状部材３０との間の隙間をできるだけ埋めるように構成することが好ましい。
例えば、伝熱部材６０は、熱電変換素子２０の外周形状と合致するような内周形状を有することができ、また、筒状部材３０の内周形状と合致するような外周形状を有することができる。なお、図２では、伝熱部材６０の外周面が全体として円筒面を形成しており、円筒状である筒状部材３０の内周側面に嵌合固定されている場合を一例として示している。
伝熱部材６０の材質としては、特に限定されないが、熱伝導性に優れた材質であることが望ましい。当該材質の例としては、金属、セラミックスなどが挙げられ、製造性（組み立てやすさ）の理由により金属が好ましい。金属としては、例えば、ステンレス、チタン合金、銅合金、アルミ合金、真鍮などを用いることができ、加工性及び伝熱性に優れているという理由により、アルミ合金が好ましい。
（２）熱回収装置１００の製造方法
次に、本発明の実施形態１に係る熱回収装置１００の製造方法を例示的に説明する。
（２－１）ハニカム構造体１０の作製
まず、セラミックス粉末を含む坏土を所望の形状に押し出し、ハニカム成形体を作製する。ハニカム成形体の材料としては、上記のセラミックスを用いることができる。例えば、Ｓｉ含浸ＳｉＣ複合材料を主成分とするハニカム成形体を製造する場合、所定量のＳｉＣ粉末に、バインダーと、水又は有機溶媒とを加え、得られた混合物を混練し坏土とし、成形して所望形状のハニカム成形体を得ることができる。そして、得られたハニカム成形体を乾燥し、減圧の不活性ガス又は真空中で、ハニカム成形体中に金属Ｓｉを含浸焼成することによって、隔壁１４により区画形成された複数のセル１３を有するハニカム構造体１０を得ることができる。平面状の外周面を有する外周壁１５を形成する方法としては、ハニカム成形体の形状として平面状の外周面を有する外周壁１５を形成してもよいし、円柱状のハニカム構造体１０を得た後に外周コートを行って平面状の外周面を有する外周壁１５を形成してもよい。また、円筒状のハニカム構造体１０の側面を研磨して多角柱状のハニカム構造体１０を作製した後に、外周コートを行って平面状の外周面を有する外周壁１５を形成してもよい。
（２－２）熱電変換素子２０の配置
次に、ハニカム構造体１０の各外周面に所望の数の熱電変換素子２０を配置する。必要に応じて伝熱部材６０を熱電変換素子２０の外周面に配置した後、得られた組立品を筒状部材３０に挿入する。この状態で、焼き嵌めすることで、筒状部材３０の内周面が組立品の外周面（例：伝熱部材６０の外周面）に嵌合固定される。
以上のようにして、ハニカム構造体１０、熱電変換素子２０及び筒状部材３０を備え、好ましくは伝熱部材６０を更に備えたコア部品が完成する。コア部品は外部から力を加えない限り分解しないように構成することで、熱回収装置１００のハンドリングが容易となる。
（２－３）ケーシング４０の取付け
上記の構成要素を有するケーシング４０を金型成形、曲げ加工、切削加工などの方法により成形し、コア部品の筒状部材３０の径方向外側に、第２流体の流路を構成するように間隔をもってケーシング４０をコア部品と接合する。典型的にはケーシング４０内にコア部品を挿入し、溶接、ろう付けなどの方法により両者を接合することができる。
このような手順で、コア部品とケーシング４０とが組み合わせられた熱回収装置１００を製造することができる。但し、本発明の実施形態１に係る熱回収装置１００を製造する方法は、これまでに説明した製造方法に限定されることはない。
（実施形態２）
図４には、本発明の実施形態２に係る熱回収装置について、ハニカム構造体の軸方向（セルの延びる方向）に平行な断面の構造が示されている。図５には、本発明の実施形態２に係る熱回収装置を、ハニカム構造体の軸方向（セルの延びる方向）に直交する断面（Ｂ－Ｂ’線断面）の構造が示されている。
なお、図中の点線は、他方の断面に存在する流出口及び出口導管の想像線である。
また、図４及び５において、図１及び２と同一の符号で示される構成要素は、これらと同一の構成要素を示すため、詳細な説明を省略する。
図４及び５に示されるように、本発明の実施形態２に係る熱回収装置２００は、本発明の実施形態１に係る熱回収装置１００と同様に、ハニカム構造体１０と、熱電変換素子２０と、筒状部材３０と、ケーシング４０と、押圧部材５０とを備える。なお、図４及び５では、押圧部材５０として、ケーシング４０と筒状部材３０の間に介装されたばね５２を用いた場合を一例として示している。
また、本発明の実施形態２に係る熱回収装置２００は、筒状部材３０と熱電変換素子２０との間に配置され、且つ筒状部材３０の内周面と接する緩衝部材７０を更に備える。
緩衝部材７０を設けることにより、筒状部材３０が高温に曝されることで部分的に変形することを抑制することができる。具体的には、緩衝部材７０が設けられていないと、押圧部材５０によって熱電変換素子２０に押圧されていない部分の筒状部材３０が変形し、当該部分における熱電変換素子２０への押圧力が低下してしまうのに対し、緩衝部材７０を設けることにより、当該部分の熱応力を緩和して変形を抑制することができる。その結果、筒状部材３０が高温に曝されても、熱電変換素子２０に対する筒状部材３０の押圧力が低下し難いため、電気エネルギーの出力を安定して維持できる。
緩衝部材７０としては、上記の機能を有するものであれば特に限定されない。例えば、緩衝部材７０は、柔軟性を有する材料から形成することができる。
また、緩衝部材７０は、熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、耐熱温度が１００℃以上であることが好ましい。このような範囲の熱伝導率及び耐熱温度を有していれば、熱回収装置２００の機能を低下させることがないとともに、耐久信頼性を確保することができる。
緩衝部材７０は、例えば、グラファイト、シリコン樹脂、アクリル樹脂から選択される材料から構成することができる。このような材料であれば、上記の効果を得ることができる。
緩衝部材７０の厚みは、特に限定されないが、好ましくは０．５～２．０ｍｍである。緩衝部材７０の厚みを０．５ｍｍ以上とすることにより、筒状部材３０の部分的な変形を安定して抑制することができる。また、緩衝部材７０の厚みを２．０ｍｍ以下とすることにより、熱回収装置２００の機能低下を抑制することができる。
本発明の実施形態２に係る熱回収装置２００は、筒状部材３０にスリット部３１を設けることができる。筒状部材３０にスリット部３１を設けることにより、緩衝部材７０及びスリット部３１の両方による筒状部材３０の部分的な変形を抑制する効果を得ることができる。
本発明の実施形態２に係る熱回収装置２００は、本発明の実施形態１に係る熱回収装置１００と同様の方法によって製造することができる。
具体的には、ハニカム構造体１０の各外周面に所望の数の熱電変換素子２０を配置した後、緩衝部材７０を熱電変換素子２０の外周面に配置した後、得られた組立品を筒状部材３０に挿入すればよい。この状態で、焼き嵌めすることで、筒状部材３０の内周面が組立品の外周面（例：緩衝部材７０の外周面）に嵌合固定され、コア部品を得ることができる。そして、ケーシング４０内にコア部品を挿入し、溶接、ろう付けなどの方法により両者を接合することにより、熱回収装置２００を得ることができる。
（実施形態３）
図６に、本発明の実施形態３に係る熱回収システムの構成例を示す。
本発明の実施形態３に係る熱回収システム３０１は、
第１流体の一方向経路３４０と、
第１流体よりも温度の低い第２流体の循環経路３６０と、
第１流体の一方向経路３４０及び第２流体の循環経路３６０の途中に配置された本発明の実施形態１又は２に係る熱回収装置３３０と、
熱回収装置３３０と電気的に接続され、熱回収装置３３０で生成した電気を蓄えるバッテリー３２０と、
を備える。
第１流体（例えば、自動車の排気）は、第１流体の発生源（例えば、エンジン）から、一方向経路（例えば排気ライン）３４０を通過中に、熱回収装置３３０の第１流体の入口に流入する。第１流体の一方向経路３４０がエンジンからの排気経路である場合は、排気経路の途中であって熱回収装置３３０の上流側に、触媒を用いた排気浄化装置３５０を配置することが好ましい。触媒を用いた排気浄化装置３５０を熱回収装置３３０の下流側に配置してもよいが、温度が低下した排気が排気浄化装置３５０に流入するため、触媒性能が十分に発揮されなくなるおそれがあるため、好ましくない。
また、第１流体よりも低温の第２流体（例えば、冷却水）は、循環経路３６０を通過中に、熱回収装置３３０の第２流体の流入口に流入する。第２流体は、循環経路３６０内に配置されたポンプ３７０によって、循環経路３６０を循環することができる。本発明の実施形態１又は２に係る熱回収装置３３０が自動車に配置される場合は、ポンプ３７０として、エンジンに配置されている冷却水ポンプを利用してもよい。
熱回収装置３３０内で、熱電変換素子２０は第１流体と第２流体の温度差を利用して発電する。生成した電気は、電線３８０を経由して、バッテリー３２０に蓄えられる。また、熱回収装置３３０内で、第１流体から熱交換によって熱を受け取った第２流体は、熱回収装置３３０の第２流体の出口から流出して、循環経路３６０を流れる。そして、この熱を受け取った第２流体は、熱を受け取る装置３１０ａ，３１０ｂによって熱回収されることが、熱回収効率の向上の観点でより好ましい。熱を受け取る装置３１０ａ，３１０ｂを備える場合、第２流体は、第２流体から熱を受け取る装置３１０ａ，３１０ｂによって冷却された後に、循環経路３６０を通って再び熱回収装置３３０に戻る。熱回収装置３３０の第１流体の出口から流出した第１流体は、一方向経路３４０を通過し、次工程へ送られる。例えば、第１流体が自動車からの排気の場合は、マフラーで排気音を低減した後に大気に放出される。
第２流体から熱を受け取る装置としては、特に制限はないが、ラジエータ及びエンジンなどが挙げられる。特に、第２流体がエンジンの冷却水であり、第２流体から熱を受け取る装置がエンジン及びラジエータである場合の説明を、図６を参照しながら以下に行う。通常、冷却水はエンジン３１０ｂとラジエータ３１０ａの間を循環するように循環経路が形成されている。循環経路内にはサーモスタット３９０が配置されている。始動時など、エンジン３１０ｂが冷えており冷却水温度が低い場合は、サーモスタットは閉じており、冷却水は暖機のためにエンジン３１０ｂ（正確にはエンジンに設けられたウォータージャケット）内を循環する。冷却水の温度が所定の開弁温度まで高温に達するとサーモスタット３９０が開き、冷却水がエンジン３１０ｂとラジエータ３１０ａとの間を循環し始める。
エンジン始動時のサーモスタットが閉じているときというのはエンジンが冷えている状態であり、暖機が求められる場面である。図６に示す実施形態によれば、第２流体の循環経路は、エンジン３１０ｂ内を循環する第２流体（冷却水）の一部が分岐して取り出され、熱回収装置３３０を通過した後、再びエンジン３１０ｂに戻る経路を含む。これにより、熱回収装置３３０で回収した熱をエンジンの暖機に利用することができる。つまり、この場面においては、エンジン３１０ｂが第２流体から熱を受け取る装置となる。よって、本発明の実施形態３に係る熱回収システム３０１によれば、エンジン始動時は、熱電変換による発電に加えて、第２流体が回収した熱をエンジン３１０ｂの暖機に利用することができ、更には燃費改善に貢献できる。
一方、エンジン３１０ｂの温度が上昇してラジエータ３１０ａとエンジン３１０ｂとの間で冷却水（第２流体）の循環が行われている場面においては、第２流体が回収した熱をエンジン３１０ｂの暖機に利用することはできない。しかしながら、図６に示す実施形態によれば、第２流体の循環経路は、熱回収装置３３０から流出した第２流体がラジエータ３１０ａを通過した後、再び熱回収装置３３０に戻る経路を含む。これにより、熱回収装置３３０で第２流体が回収した熱はラジエータ３１０ａによって奪われて、第２流体が冷却された後、再び熱回収装置３３０で熱電変換に利用することができる。つまり、この場面においては、ラジエータ３１０ａが第２流体から熱を受け取る装置となる。
１０ ハニカム構造体
１１ 第１端面
１２ 第２端面
１３ セル
１４ 隔壁
１５ 外周壁
２０ 熱電変換素子
２１ 電線
３０ 筒状部材
３１ スリット部
４０ ケーシング
４１ 流入口
４２ 流出口
４３ 入口導管
４４ 出口導管
５０ 押圧部材
５１ ねじ
５２ ばね
６０ 伝熱部材
７０ 緩衝部材
１００，２００ 熱回収装置
３０１ 熱回収システム
３１０ａ 第２流体から熱を受け取る装置（ラジエータ）
３１０ｂ 第２流体から熱を受け取る装置（エンジン）
３２０ バッテリー
３３０ 熱回収装置
３４０ 第１流体の一方向経路
３６０ 第２流体の循環経路
３７０ ポンプ
３８０ 電線
３９０ サーモスタット
また、本発明は、平面状の外周面を有する外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、第１端面から第２端面まで延びる第１流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁とを有するハニカム構造体、
前記外周面に対面配置された熱電変換素子、
前記熱電変換素子が配置された前記ハニカム構造体を周回被覆する筒状部材、
前記筒状部材の径方向外側に、第２流体の流路を構成するように間隔をもって配置されるケーシング、
前記筒状部材を前記熱電変換素子に押圧する押圧部材、及び
前記筒状部材と前記熱電変換素子との間に配置され、且つ前記筒状部材の内周面と接する緩衝部材
を備える熱回収装置である。
ハニカム構造体１０からの熱の利用効率を高めるため、熱電変換素子２０の一方の主表面（高温側面）の全体が外周壁１５の外周面と直接又は間接的に接触していることが好ましい。熱電変換素子２０の一方の主表面（高温側面）の全体が外周壁１５の外周面と間接的に接触している場合は、熱電変換素子２０の一方の主表面（高温側面）が、外周壁１５の外周面に配置された両者間の接触熱抵抗を低減する物質を介して接触していることが好ましい。接触熱抵抗を低減する物質としては、金属板、カーボン（グラファイト）シート、サーマルシート、サーマルグリースなどが挙げられる。金属板の金属の具体例としてはアルミニウム、銅、鉛などの軟金属、はんだなどの合金が挙げられる。
筒状部材３０はスリット部３１を有する。スリット部３１を筒状部材３０に設けることにより、筒状部材３０が高温に曝されることで部分的に変形することを抑制することができる。具体的には、ハニカム構造体１０がセラミックス製であり且つ筒状部材３０が金属製であるときに、スリット部３１を設けていない筒状部材３０では、材質の相違による熱変形の違いにより、押圧部材５０によって熱電変換素子２０に押圧されていない部分の筒状部材３０に変形が生じ、当該部分における熱電変換素子２０への押圧力が低下してしまう。これに対し、スリット部３１を筒状部材３０に設けることにより、押圧部材５０によって熱電変換素子２０に押圧されていない部分の熱応力を緩和して変形を抑制することができる。その結果、筒状部材３０が高温に曝されても、熱電変換素子２０に対する筒状部材３０の押圧力が低下し難くなることで、電気エネルギーの出力を安定して維持できる。
スリット部３１の数及び幅は、押圧部材５０による押圧点や筒状部材３０の大きさなどに応じて適宜設定すればよく特に限定されない。
ここで、押圧点Ｐとスリット部３１との関係を示す模式図を図３に示す。
図３において、（ａ）は、１つの熱電変換素子２０に対して１つの押圧部材５０による押圧点Ｐで筒状部材３０が押圧される場合の例であり、（ｂ）～（ｄ）は、１つの熱電変換素子２０に対して５つの押圧部材５０による押圧点Ｐで筒状部材３０が押圧される場合の例である。
スリット部３１は、図３（ａ）～（ｄ）に示されるように、押圧部材５０による筒状部材３０の押圧点Ｐと重ならない位置に設けられていることが好ましい。このような位置にスリット部３１を設けることにより、筒状部材３０を熱電変換素子２０に押圧する押圧部材５０の機能を阻害することなく、筒状部材３０の部分的な変形を抑制することができる。
スリット部３１は、図３（ａ）～（ｃ）に示されるように、網目状に設けられていることが好ましい。スリット部３１を網目状に設けることにより、筒状部材３０の全体にわたって部分的な変形を抑制することができる。
また、スリット部３１によって分割された領域に押圧部材５０による押圧点Ｐが存在しない場合、当該領域に押圧がかかり難くなってしまい、熱電変換素子２０に対する筒状部材３０の押圧力が低下する恐れがある。そのため、スリット部３１によって分割された領域の数と押圧部材５０による押圧点Ｐの数との差が小さい方が好ましく、図３（ｄ）に示されるように、スリット部３１によって分割された領域のそれぞれに、押圧部材５０による押圧点Ｐが存在していることがより好ましい。

Claims (13)

  1. 平面状の外周面を有する外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、第１端面から第２端面まで延びる第１流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁とを有するハニカム構造体、
    前記外周面に対面配置された熱電変換素子、
    前記熱電変換素子が配置された前記ハニカム構造体を周回被覆する筒状部材、
    前記筒状部材の径方向外側に、第２流体の流路を構成するように間隔をもって配置されるケーシング、及び
    前記筒状部材を前記熱電変換素子に押圧する押圧部材
    を備え、
    前記筒状部材がスリット部を有する熱回収装置。
  2. 前記スリット部は、前記筒状部材の外周面、内周面、又はそれらの両方に設けられている、請求項１に記載の熱回収装置。
  3. 前記スリット部は、前記押圧部材による押圧点と重ならない位置に設けられている、請求項１又は２に記載の熱回収装置。
  4. 前記スリット部は、網目状に設けられている、請求項１～３のいずれか一項に記載の熱回収装置。
  5. 前記押圧部材は、前記ケーシングの外周側から挿入されたねじである、請求項１～４のいずれか一項に記載の熱回収装置。
  6. 前記筒状部材と前記熱電変換素子との間に配置され、且つ前記筒状部材の内周面と接する緩衝部材を更に備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の熱回収装置。
  7. 平面状の外周面を有する外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、第１端面から第２端面まで延びる第１流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁とを有するハニカム構造体、
    前記外周面に対面配置された熱電変換素子、
    前記熱電変換素子が配置された前記ハニカム構造体を周回被覆する筒状部材、
    前記筒状部材の径方向外側に、第２流体の流路を構成するように間隔をもって配置されるケーシング、及び
    前記筒状部材を前記熱電変換素子に押圧する押圧部材
    を備え、
    前記筒状部材と前記熱電変換素子との間に配置され、且つ前記筒状部材の内周面と接する緩衝部材を更に備える熱回収装置。
  8. 前記緩衝部材の厚みが０．５～２．０ｍｍである、請求項６又は７に記載の熱回収装置。
  9. 前記緩衝部材は、熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、耐熱温度が１００℃以上である、請求項６～８のいずれか一項に記載の熱回収装置。
  10. 前記緩衝部材が、グラファイト、シリコン樹脂、アクリル樹脂から選択される材料から構成されている、請求項６～９のいずれか一項に記載の熱回収装置。
  11. 前記第１流体の一方向経路と、
    前記第１流体よりも温度の低い前記第２流体の循環経路と、
    前記第１流体の前記一方向経路及び前記第２流体の前記循環経路の途中に配置された請求項１～１０のいずれか一項に記載の熱回収装置と、
    前記熱回収装置と電気的に接続され、前記熱回収装置で生成した電気を蓄えるバッテリーと、
    を備える熱回収システム。
  12. 前記第２流体の前記循環経路の途中に配置され、前記熱回収装置の前記第２流体の流出口から流出する前記第２流体から熱を受け取る装置を更に備える、請求項１１に記載の熱回収システム。
  13. 前記第１流体の前記一方向経路がエンジンからの排気経路であり、前記排気経路の途中であって前記熱回収装置の上流側に、触媒を用いた排気浄化装置が配置される、請求項１１又は１２に記載の熱回収システム。
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