JP6096562B2 - Thermoelectric generator and ship equipped with the same - Google Patents
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Description
本願発明は、熱電発電装置及びこれを備えた船舶に関するものである。 The present invention relates to a thermoelectric generator and a ship equipped with the same.
従来、例えばタンカーや輸送船等の船舶においては、各種補機、荷役装置、照明、空調その他機器類の消費する電力量が膨大であり、これら電気系統に電力を供給するため、発電用ディーゼルエンジン(以下、発電用エンジンという)と、発電用エンジンの駆動によって発電する発電機とを組み合わせたディーゼル発電機を複数備えている(例えば特許文献1等参照)。船舶の主ディーゼルエンジン(以下、主エンジンという)から放出される廃熱を回収して高温高圧の蒸気を生成し、当該蒸気を発電用の動力源に用いたり、給湯用の熱源に用いたりする廃熱回収システムは公知である(例えば特許文献2等参照)。 Conventionally, in a ship such as a tanker or a transport ship, the amount of power consumed by various auxiliary machines, cargo handling devices, lighting, air conditioning, and other equipment is enormous. There are provided a plurality of diesel generators (hereinafter referred to as Patent Document 1, etc.) that combine a power generation engine (hereinafter referred to as a power generation engine) and a generator that generates power by driving the power generation engine. Waste heat released from the ship's main diesel engine (hereinafter referred to as the main engine) is recovered to generate high-temperature and high-pressure steam that is used as a power source for power generation or as a heat source for hot water supply. Waste heat recovery systems are known (see, for example, Patent Document 2).
各種エンジンの廃熱を電気エネルギーとして効率よく回収することは、各種エンジンのエネルギーコストの削減だけでなく、環境負荷の低減といった点からも重要である。しかし、特許文献1及び2に記載の技術では、発電用エンジンからの廃熱を電気エネルギーとして回収することを考慮していない。仮に、主エンジンに対する廃熱回収システムを各発電用エンジンに適用したとしても、廃熱回収システム全体として構造の大型化を招来するばかりか、構造も複雑化して製造工数及び部品点数が増大し、製造コストが嵩むことになると考えられる。 Efficiently recovering waste heat from various engines as electrical energy is important not only for reducing the energy cost of various engines, but also for reducing the environmental burden. However, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 do not consider recovering waste heat from the power generation engine as electric energy. Even if the waste heat recovery system for the main engine is applied to each power generation engine, not only will the structure of the waste heat recovery system increase as a whole, but the structure will also become complicated and the number of manufacturing steps and parts will increase. Manufacturing costs will increase.
上記の点を解消する方策として、環境負荷の低いエネルギー変換技術の一つである熱電発電技術を、発電用エンジンに対する廃熱回収システムに適用することが挙げられる。熱電発電技術は、金属又は半導体等からなる熱電モジュールの両端側に温度差を与えて起電力を生じさせるゼーベック効果を利用したものであり、熱エネルギーを直接的に電気エネルギーに変換できる。本願発明者らは、このような熱電発電技術に着目し、更に改良を加えて本願発明を完成させるに至った。 As a measure for solving the above-mentioned problems, it is possible to apply a thermoelectric power generation technology, which is one of energy conversion technologies with a low environmental load, to a waste heat recovery system for a power generation engine. Thermoelectric power generation technology uses the Seebeck effect that generates an electromotive force by giving a temperature difference to both ends of a thermoelectric module made of metal, semiconductor, or the like, and can directly convert thermal energy into electrical energy. The inventors of the present application have paid attention to such a thermoelectric power generation technique, and have made further improvements to complete the present invention.
請求項1の発明は熱電発電装置に係るものであり、熱媒体が流れる配管と、低温側と高温側との温度差によって発電する平板状の熱電モジュールを有する複数の熱電ユニットとを備え、前記配管内には前記各熱電モジュールの高温側に設けた集熱フィンを突出させ、前記各集熱フィンを前記熱媒体で加熱する熱電発電装置において、前記各熱電モジュールの高温側と前記集熱フィンとの間に、前記各熱電モジュールの高温側への熱伝達を抑制する非液冷形の温度制御部材を介在させ、前記温度制御部材は、接触熱抵抗値が既知で再現性の高い金属板、セラミクス板又はこれらの組合せを積層して高温側の到達可能温度を調整するように構成しているというものである。
請求項2の発明は、請求項1に記載の熱電発電装置において、前記温度制御部材は、鋼板とアルミナ板とを交互に積層して構成しているというものである。
The invention of claim 1 relates to a thermoelectric power generation apparatus, comprising: a pipe through which a heat medium flows; and a plurality of thermoelectric units having a plate-like thermoelectric module that generates power by a temperature difference between a low temperature side and a high temperature side, In a thermoelectric generator that projects heat collection fins provided on the high temperature side of each thermoelectric module into the pipe and heats each heat collection fin with the heat medium, the high temperature side of each thermoelectric module and the heat collection fin In between, a non-liquid cooling type temperature control member that suppresses heat transfer to the high temperature side of each thermoelectric module is interposed, and the temperature control member is a metal plate with a known contact heat resistance value and high reproducibility. The ceramic plates or combinations thereof are laminated to adjust the reachable temperature on the high temperature side .
According to a second aspect of the present invention, in the thermoelectric generator according to the first aspect, the temperature control member is formed by alternately laminating steel plates and alumina plates.
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載の熱電発電装置において、前記各熱電モジュールに使用する材料として、ビスマスとテルルとを主成分とする材料を用いているというものである。 According to a third aspect of the present invention, in the thermoelectric power generator according to the first or second aspect , a material mainly composed of bismuth and tellurium is used as the material used for each of the thermoelectric modules.
請求項4の発明は船舶に係るものであり、請求項1〜3のうちいずれかに記載の熱電発電装置を、船体内に搭載した内燃機関の排気経路に配置しているというものである。 The invention of claim 4 relates to a ship, and the thermoelectric power generator according to any one of claims 1 to 3 is arranged in an exhaust path of an internal combustion engine mounted in a ship body.
本願発明によると、熱媒体が流れる配管と、低温側と高温側との温度差によって発電する平板状の熱電モジュールを有する複数の熱電ユニットとを備え、前記配管内には前記各熱電モジュールの高温側に設けた集熱フィンを突出させ、前記各集熱フィンを前記熱媒体で加熱する熱電発電装置において、前記各熱電モジュールの高温側と前記集熱フィンとの間に、前記各熱電モジュールの高温側への熱伝達を抑制する非液冷形の温度制御部材を介在させるから、前記各熱電モジュールの高温側の到達可能温度を制限するにあたって、前記温度制御部材によって前記各熱電モジュールの高温側の到達可能温度を調整することが可能になり、前記各熱電モジュールによる熱電発電を最も効率のよい温度域で実行できる。このため、前記各熱電モジュールの熱電発電効率を向上できる。前記温度制御部材によって前記各熱電モジュールの高温側への熱伝達のばらつきを抑制でき、伝熱性能を向上できる。また、熱媒体である排気ガスの温度や流量変化が前記各熱電モジュールの高温側に与える熱変形、熱衝撃及び熱変質を緩和できるから、前記各熱電モジュールの破損を確実に防止できる。 According to the present invention, it is provided with a pipe through which a heat medium flows and a plurality of thermoelectric units having a plate-like thermoelectric module that generates electricity by a temperature difference between a low temperature side and a high temperature side, and the high temperature of each thermoelectric module is included in the pipe. In the thermoelectric generator that projects the heat collecting fins provided on the side and heats the heat collecting fins with the heat medium, between the high temperature side of the thermoelectric modules and the heat collecting fins, Since a non-liquid cooling type temperature control member that suppresses heat transfer to the high temperature side is interposed, when the reachable temperature on the high temperature side of each thermoelectric module is limited, the temperature control member causes the high temperature side of each thermoelectric module to Therefore, the thermoelectric power generation by each thermoelectric module can be executed in the most efficient temperature range. For this reason, the thermoelectric power generation efficiency of each thermoelectric module can be improved. Variations in heat transfer to the high temperature side of each thermoelectric module can be suppressed by the temperature control member, and heat transfer performance can be improved. In addition, since the thermal deformation, thermal shock, and thermal alteration that the temperature and flow rate of the exhaust gas that is the heat medium give to the high temperature side of each thermoelectric module can be mitigated, the thermoelectric module can be reliably prevented from being damaged.
以下に、本願発明を具体化した実施形態を、船舶に搭載される熱電発電装置に適用した場合の図面(図1〜図6)に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described based on the drawings (FIGS. 1 to 6) when applied to a thermoelectric generator mounted on a ship.
図1に示すように、実施形態における船舶1は、船体2と、船体2の船尾側に設けたキャビン3(船橋)と、キャビン3の後方に配置したファンネル4(煙突)と、船体2の後方下部に設けたプロペラ5及び舵6とを備えている。この場合、船尾側の船底7にスケグ8を一体形成している。スケグ8には、プロペラ5を回転駆動させる推進軸9を軸支している。船体2内の船首側及び中央部には船倉10を設けている。船体2内の船尾側には機関室11を設けている。
As shown in FIG. 1, a ship 1 according to the embodiment includes a hull 2, a cabin 3 (bridge) provided on the stern side of the hull 2, a funnel 4 (chimney) disposed behind the cabin 3, and a hull 2. A propeller 5 and a rudder 6 provided at the rear lower part are provided. In this case, the skeg 8 is integrally formed on the
機関室11には、プロペラ5の駆動源である主エンジン21(実施形態ではディーゼルエンジン)及び減速機22と、船体2内の電気系統に電力を供給するための発電装置23とを配置している。主エンジン21から減速機22を経由した回転動力によって、プロペラ5が回転駆動する。機関室11の内部は、上甲板13、第2甲板14、第3甲板15及び内底板16によって上下に仕切られている。実施形態では、機関室11最下段の内底板16上に主エンジン21及び減速機22を据え付け、機関室11中段の第3甲板15上に発電装置23を据え付けている。なお、詳細な図示は省略するが、船倉10は複数の区画に分割している。
In the
図2に示すように、発電装置23は、発電用エンジン25(実施形態ではディーゼルエンジン)と、発電用エンジン25の駆動によって発電する発電機26とを組み合わせたディーゼル発電機24を複数台(実施形態では3台)備えたものである。ディーゼル発電機24は基本的に、船体2内の必要電力量に対応して効率的に稼働するように構成している。例えば大量の電力を消費する航行時等には、全てのディーゼル発電機24を稼働させ、比較的電力消費の少ない停泊時等には、任意の台数のディーゼル発電機24を稼働させる。
As shown in FIG. 2, the
各発電機26の作動によって生じた発電電力は船体2内の電気系統に供給される。詳細な図示は省略するが、電力トランスデューサが各発電機26に電気的に接続している。電力トランスデューサは各発電機26による発電電力を検出するものである。
The generated power generated by the operation of each
各発電用エンジン25には、空気取り込み用の吸気経路(図示省略)と排気ガス排出用の排気経路27とを接続している。吸気経路を通じて取り込まれた空気は、発電用エンジン25の各気筒内(吸気行程の気筒内)に送られる。各気筒の圧縮行程完了時に、燃料タンクから吸い上げた燃料を燃料噴射装置によって気筒毎の燃焼室内に圧送し、各燃焼室によって混合気の自己着火燃焼に伴う膨張行程が行われる。
Each
各発電用エンジン25の排気経路27は、ファンネル4まで延びていて外部に直接連通している。前述の通り、発電用エンジン25は三基あるため、排気経路27は三本存在する。各排気経路27の下流側には、発電用エンジン25から放出される排気ガスの排気音を減衰させる消音器28を設けている。各排気経路27の中途部(具体的には消音器28よりも上流側)には、発電用エンジン25からの廃熱(熱媒体である排気ガスの熱)を電気エネルギーに変換する熱電発電装置30を設けている。各発電用エンジン25から放出される排気ガスは、排気経路27、熱電発電装置30及び消音器28を介して船舶1外に放出される。熱電発電装置30は機関室11の上部側に配置している。実施形態では、機関室11上段の第2甲板14上に熱電発電装置30を設置している。
The
図3〜図5に示すように、各排気経路27の中途部に設けた熱電発電装置30は、熱媒体としての排気ガスが内部を流れる略筒状の配管31と、低温側と高温側との温度差によって発電する平板状の熱電モジュール33を有する複数の熱電ユニット32とを備えていて、各熱電モジュール33の高温側を排気ガスで加熱するように構成している。熱電発電装置30の配管31を挟んだ両側に、排気経路27を構成する上流側排気管34と下流側排気管35とが振り分けて位置している。上流側排気管34の排気下流側の開口端部に、外周方向に突出する上流フランジ36を取り付けている。下流側排気管の排気上流側の開口端部に、外周方向に突出する下流フランジ37を取り付けている。配管31の排気方向両端側の開口端部には、外周方向に突出する連結フランジ38を取り付けている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
上流側排気管34と下流側排気管35との間に配管31を介挿している。ガスケット(図示省略)を介して上流フランジ36と排気上流側の連結フランジ38とを突き合わせ、両フランジ36,38をボルト39及びナット40の複数組で締結している。また、ガスケット(図示省略)を介して下流フランジ37と排気下流側の連結フランジ38とを突き合わせ、両フランジ37,38をボルト39及びナット40の複数組で締結している。その結果、上流側排気管34、配管31及び下流側排気管35が着脱可能に連結される。各発電用エンジン25から放出された熱媒体としての排気ガスは、排気経路27において上流側排気管34から熱電発電装置30の配管31を経て下流側排気管35に流れる。
A
図4に示すように、各熱電発電装置30の配管31は断面多角形状に形成している。実施形態の配管31は、断面四角形状の筒体のコーナ部を面取りしたような断面八角形状の形態である。換言すると、実施形態の配管31は、広幅の平面部41と面取り部42とを交互に連ねた断面八角形の筒形状になっている。配管31の各平面部41には熱電ユニット32群を取り付けている。
As shown in FIG. 4, the
この場合、各平面部41には、板厚方向に貫通する矩形状の開口穴43を、排気方向に長い二列並列のマトリクス状に並べて形成している。各平面部41の外面側には、各開口穴43の外周側を取り囲む取付枠44を溶接等によって設けている。実施形態の取付枠44は、周方向に隣り合う二つの開口穴43の外周側を取り囲むように8字形状に形成している。そして、平面部41の各開口穴43を塞ぐように、熱電ユニット32を各取付枠44に装着している。
In this case, rectangular opening holes 43 penetrating in the plate thickness direction are formed in each
実施形態では、二列並列の開口穴43を各平面部41に形成し、一つの平面部41に複数の取付枠44を固定している。取付枠44に熱電ユニット32を装着している。従って、四平面に配置された熱電ユニット32によって、熱電発電装置30を構成している。
In the embodiment, two rows of parallel opening holes 43 are formed in each
図6に詳細に示すように、各熱電ユニット32は、低温側と高温側との温度差によって発電する熱電モジュール33と、低温側部材としての冷却ケース45と、高温側部材としての集熱フィン46とを備えている。
As shown in detail in FIG. 6, each
冷却ケース45は内部に冷却水等の冷媒を循環させる通路を有している。各熱電ユニットの冷却ケース45は、冷却パイプ(図示省略)を介して例えば各発電用エンジン25の熱交換器に接続している。冷却ケース45内の通路に熱交換器からの冷媒を流通させることによって、冷却ケース45が冷却される。
The cooling
熱電モジュール33は、例えばBi2Te3等からなるp型とn型との二種類の半導体を電極によって交互に電気的に直列接続し、隣り合う電極間を絶縁したものである。各熱電モジュール33は並列又は直列に接続され、そして、電気配線を介して電気的負荷に接続される。熱電モジュール33の広幅一側面を冷却ケース45内の冷媒で冷却し、熱電モジュール33の広幅他側面を排気ガスに接触する集熱フィン46からの熱で加熱することによって、熱電モジュール33に起電力が発生し発電電力が取り出される。
The
集熱フィン46は、取付枠44における開口穴43との対応箇所に被さる広幅な矩形平板状の基台47に多数のフィン部48を突設したものである。実施形態の集熱フィン46は、アルミ合金、銅合金又はステンレス鋼等の熱伝導性が良好な金属の他、AlNやSiCといった高熱伝導性のセラミクスで形成される。熱電モジュール33と集熱フィン46との間には、矩形平板状の温度制御部材49を介在させている。実施形態の温度制御部材49は、集熱フィン46から熱電モジュール33の高温側への熱伝達を抑制する非液冷形のものであり、且つ、金属板、セラミクス板又はこれらの組合せを複数層重ね合わせた積層体で構成している。この場合は、鋼板とアルミナ板とを交互に積層し、ボルト締結等によって温度制御部材49として一体化している。そして、温度制御部材49は、例えば平均して350〜400℃程度の排気ガスが当たる集熱フィン46から熱電モジュール33の高温側への熱伝達を抑制し、熱電モジュールの高温側の到達温度を例えば200℃以下に抑制するように構成している。
The
ここで、鋼板やアルミナ板は接触熱抵抗値が既知の部材であると共に再現性も高いから、それぞれの面粗さや積層枚数によって、熱電モジュール33の高温側の到達可能温度を調整することが簡単に行える。このため、熱電モジュール33による熱電発電を最も効率のよい温度域で実行する積層体(温度制御部材49)を簡単に設計でき、熱電発電効率を向上できる。この点から分かるように、温度制御部材49自体若しくは積層する板の素材は接触熱抵抗値が既知のものであるのが望ましい。なお、温度制御部材49は必ずしも積層構造である必要はなく、接触熱抵抗値が既知で接触熱抵抗の再現性も高いものであれば、設計時に熱電モジュール33の高温側の到達可能温度を調整することが可能であることは言うまでもない。
Here, since the steel plate and the alumina plate are members having known contact thermal resistance values and high reproducibility, it is easy to adjust the reachable temperature on the high temperature side of the
各熱電ユニット32を配管31に装着する際は、取付枠44を介して各熱電ユニット32の集熱フィン46のフィン部48を開口穴43に挿入して、配管31内に集熱フィン46のフィン部48を突出させる。そして、集熱フィン46の基台47を取付枠44に重ね合わせてボルト締結する。配管31内に排気ガスが流入すると、各集熱フィン46における配管31内のフィン部48に排気ガスが接触して、廃熱(排気ガスの熱)が集熱フィン46で集熱される。各集熱フィン46からの熱移動によって、各熱電モジュール33の広幅他側面(高温側)が加熱される。各冷却ケース45内には冷媒が流入して各熱電モジュール33の広幅一側面(低温側)を冷却する。その結果、各熱電モジュール33の低温側と高温側との間に温度差が生じて、各熱電モジュール33に起電力が発生し発電する。
When attaching each
上記のように構成すると、各熱電モジュール33の高温側の到達可能温度を制限するにあたって、温度制御部材49によって各熱電モジュール33の高温側の到達可能温度を調整することが可能になり、各熱電モジュール33による熱電発電を最も効率のよい温度域で実行できる。このため、各熱電モジュール33の熱電発電効率を向上できる。温度制御部材49によって各熱電モジュール33の高温側への熱伝達のばらつきを抑制でき、伝熱性能を向上できる。また、熱媒体である排気ガスの温度や流量変化が熱電モジュール33の高温側に与える熱変形、熱衝撃及び熱変質を緩和できるから、熱電モジュール33の破損を確実に防止できる。更に、各熱電モジュール33に使用する材料として、ビスマスとテルルとを主成分とする材料を用いているから、比較的低温で用い且つ広く市販されているビスマス−テルル系の熱電モジュール33を、温度制御部材49の存在によって、例えば発電用エンジン25や主エンジン21といった内燃機関の排気経路27でも利用できる。その上、実施形態の温度制御部材49は、金属板、セラミクス板又はこれらの組合せを複数層重ね合わせた積層体で構成しているから、簡単な構成でコストもかけることなく、各熱電モジュール33の高温側への熱伝達のばらつきを確実に抑制できる。
When configured as described above, in limiting the reachable temperature on the high temperature side of each
図4及び図5に示すように、配管31内には、熱媒体である排気ガスを各集熱フィン46側に送り込む熱媒体案内部材としての遮蔽体50を配管31の内周面から適宜離して配置している。実施形態の遮蔽体50は、配管31内部の断面積を狭める役割を担っていて、遮蔽体50の基部を断面四角状に形成している。遮蔽体50基部における四つの平坦部51の外周面は、配管31の四つの平面部41の内周面にそれぞれ対峙している。配管31と遮蔽体50とは、両者31,50間の狭隘通路52内に適宜隔てて配置した複数のブリッジ体53を介して一体的に連設している。すなわち、配管31と遮蔽体50とは二重筒構造になっている。配管31の各平面部41の内周面とこれに対峙する遮蔽体50基部の平坦部51の外周面とは排気方向に沿って平行状に並んでいる。配管31の各平面部41の内周面とこれに対峙する遮蔽体50基部の平坦部51の外周面との間に、各集熱フィン46のフィン部48を位置させている。
As shown in FIGS. 4 and 5, in the
この場合、配管31の各平面部41の内周面とこれに対峙する遮蔽体50基部の平坦部51の外周面とを排気方向に沿って平行状に並べているため、各熱電ユニット32の集熱フィン46の突出長さを一定にする場合に、配管31の各平面部41の内周面とこれに対峙する遮蔽体50基部の平坦部51の外周面との間で各集熱フィン46のフィン部48をできるだけ延ばして密に配置し易い。換言すると、各集熱フィン46ひいては各熱電ユニット32の構造を簡単に共通化できる。なお、遮蔽体50の断面形状は配管31の断面形状に対応させるのが好ましい。配管31の各平面部41の内周面とこれに対峙する遮蔽体50基部の平坦部51の外周面とを排気方向に沿って平行状に設定し易いからである。
In this case, since the inner peripheral surface of each
遮蔽体50の排気上流側は、上流先端部に近付くに連れて先窄まり状の錐体部54になっている。実施形態の遮蔽体50の錐体部54は、基部が断面四角形状であるため、四角錐状である。配管31内に単に遮蔽体50を配置しただけでは、排気ガスの流れ抵抗が増加するが、遮蔽体50の排気上流側に錐体部54を形成しているため、錐体部54によって配管31と遮蔽体50との間の狭隘通路52に排気ガスをスムーズに案内でき、遮蔽体50による排気ガスの流れ抵抗の増加が抑制される。錐体部54の形状は遮蔽体50の断面形状に対応させれば足りる。つまり、錐体部54は四角錐状に限らず、その他多角錐状でも構わない。なお、遮蔽体50の排気上流側は錐体部54に構成するに限らず、狭隘通路52に排気ガスをスムーズに案内できるものであれば、静翼や可動翼を設けてもよいし、螺旋形状のスクリュー体を設けてもよい。
The exhaust upstream side of the
以上の説明から明らかなように、実施形態では、排気ガスが流れる配管31と、低温側と高温側との温度差によって発電する平板状の熱電モジュール33を有する複数の熱電ユニット32とを備え、前記各熱電モジュール33の高温側を前記排気ガスで加熱する熱電発電装置30において、前記配管31を断面多角形状に形成し、前記配管31の各平面部41に前記熱電ユニット32群を取り付けているから、断面多角形状の前記配管31の外周面に前記複数の熱電ユニット32を密に配置できる。このため、前記排気ガスからの集熱効率を向上でき、ひいては、前記熱電発電装置30全体での発電効率を向上できる。
As is clear from the above description, the embodiment includes a
また、前記配管31内には、前記各熱電モジュール33の高温側に設けた集熱フィン46を突出させると共に、前記排気ガスを前記各集熱フィン46側に送り込む熱媒体案内部材としての遮蔽体50を配置しているから、前記遮蔽体50の存在によって、前記各集熱フィン46側に前記排気ガスを積極的に供給でき、前記排気ガスの熱(廃熱)を効率よく前記各集熱フィン46に伝達できる。前記排気ガスから前記各集熱フィン46への集熱効率が高く、発電効率を向上できる。
Further, the
また、前記配管31内には、前記各熱電モジュール33の高温側に設けた集熱フィン46を突出させると共に、前記配管31内部の断面積を狭める遮蔽体50を前記配管31の内周面から適宜離して配置し、前記配管31の内周面と前記遮蔽体50の外周面との間に前記各集熱フィン46を位置させるから、前記配管31の内周面と前記遮蔽体50の外周面との間に前記排気ガスを積極的に送ることになり、簡単な構成でコスト抑制を可能でありながら、前記排気ガスから前記各集熱フィン46への集熱効率をより一層向上でき、発電効率向上に貢献する。
A
その上、前記配管31の前記各平面部41の内周面とこれに対峙する前記遮蔽体50の外周面とを平行状に設定しているから、前記各熱電ユニット32の前記集熱フィン46の突出長さを一定にする場合に、前記配管31の前記各平面部41の内周面とこれに対峙する前記遮蔽体50の外周面との間で、前記各集熱フィン46をできるだけ延ばして密に配置し易い。すなわち、前記各集熱フィン46ひいては前記各熱電ユニット32の構造を共通化でき、前記各熱電ユニット32の汎用性向上に貢献する。
In addition, since the inner peripheral surface of each of the
しかも、前記遮蔽体50の上流側を上流先端部に近付くに連れて先窄まり状の錐体部54に形成しているから、前記錐体部54によって前記配管31と前記遮蔽体50との間の狭隘通路52に前記排気ガスをスムーズに案内でき、前記遮蔽体50による前記排気ガスの流れ抵抗の増加を抑制できる。
In addition, since the upstream side of the
その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。例えば本願の熱電発電装置30を主エンジン21の排気経路に配置してもよい。
In addition, the structure of each part is not limited to embodiment of illustration, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, the
1 船舶
2 船体
4 ファンネル
11 機関室
21 主エンジン
23 発電装置
24 ディーゼル発電機
25 発電用エンジン
27 排気経路
30 熱電発電装置
31 配管
32 熱電ユニット
33 熱電モジュール
41 平面部
43 開口穴
45 冷却ケース
46 集熱フィン
48 フィン部
49 温度制御部材
50 遮蔽体
51 平坦部
54 錐体部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ship 2 Hull 4
Claims (4)
前記各熱電モジュールの高温側と前記集熱フィンとの間に、前記各熱電モジュールの高温側への熱伝達を抑制する非液冷形の温度制御部材を介在させ、
前記温度制御部材は、接触熱抵抗値が既知で再現性の高い金属板、セラミクス板又はこれらの組合せを積層して高温側の到達可能温度を調整するように構成している、
熱電発電装置。 A pipe through which a heat medium flows, and a plurality of thermoelectric units having a plate-like thermoelectric module that generates electric power according to a temperature difference between the low temperature side and the high temperature side, and a collection provided on the high temperature side of each thermoelectric module in the pipe In the thermoelectric generator that projects the heat fins and heats the heat collection fins with the heat medium,
Between the high temperature side of each thermoelectric module and the heat collecting fin, a non-liquid cooling type temperature control member that suppresses heat transfer to the high temperature side of each thermoelectric module is interposed,
The temperature control member is configured to adjust the reachable temperature on the high temperature side by laminating a metal plate, a ceramic plate, or a combination thereof having a known contact thermal resistance value and high reproducibility .
Thermoelectric generator.
請求項1に記載の熱電発電装置。 The temperature control member is configured by alternately laminating steel plates and alumina plates,
The thermoelectric generator according to claim 1.
請求項1又は2に記載の熱電発電装置。 As a material used for each thermoelectric module, a material mainly composed of bismuth and tellurium is used.
The thermoelectric generator according to claim 1 or 2.
船舶。 The thermoelectric generator according to any one of claims 1 to 3 is disposed in an exhaust path of an internal combustion engine mounted in a ship body.
Ship.
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