JPS62189774A - 熱電発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ゼーベック効果やペルチェ効果等のいわゆる
熱電効果の大きい例えばビスマス、テルルなどの熱電素
子を用い、産業排熱等で直加熱等の温度制御をＴるため
の熱電発電装置に関Ｔるものである。

従来の技術 熱電素子モジュールは第６図のようにＰ、Ｎ半導体より
なる熱電素子１．２を接続板３，４で交互に接続したも
のである。

そして、この熱電素子モジュール５を使用に便利なよう
に合成樹脂等でくるんで素子モジュールモールド体３′
として、この素子モジュールモールド体３′を、熱交換
Ｔる必要力Ｓある高、低温の流体Ａ、Ｂ間に配置したも
のである（第７図参照）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第７図に示す構造では、伝熱面である接
続板３．４は高、低温の流体Ａ、Ｈに直接接触している
ので高、低温の流体Ａ、Ｂから接続板３，４へまたはこ
れの逆の熱伝達は良好であるが、高、低温の流体Ａ、Ｂ
力Ｓ導電性のある場合または腐食性のある場合に使用で
きまた、モールド材は電気絶縁性と熱の不良導性を必要
とし、一般には合成樹脂等を使用Ｔる刀Ｓ、このモール
ド材６と熱電素子モジュール５とは熱膨張係数か大巾に
異なるので長時間使用Ｔると熱電素子モジュール５とモ
ールド材６間に隙間か生じ、この隙間を通り、高、低温
の流体人、Ｂの一方が他方に流れ込む不具合を生じる。

また、従来の熱電発電装置においては第８図に示Ｔよう
に、熱交換器３１と熱電素子モジュール５との接触を良
好にし伝熱抵抗を少くＴるため締付ばね３３で押えてい
る。

この締付ばね３３のばね力に強いカカｓＢ求されるため
熱交換器３夏、締付ばね装＆３４は剛にする必要かあり
、装置は大型で複雑になっていた。

発明の目的 本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、熱電素子モ
ジュールと流体間に保護板を介在させて流体による熱電
素子の腐食や汚損をなくし素子寿命を牛永久的にＴるこ
とを可能にしまた構造力１簡単で且つ小型化カニ可能な
熱電発電装置を提供Ｔることを目的とＴる。

問題点を解決Ｔるための手段及び作用 上記の目的を達成Ｔるために、本発明は熱電素子モジュ
ール１０の一方の伝熱面１０ａと一方の流体人との間に
一方の保護板１５８介在させると共に熱電素子モジュー
ル１０の他方の伝熱面１０ｂと他方の流体Ｂとの間に他
方の保護板１６を介在させ、両保護板１５．１６間に、
熱電素子モジュール１０側に保護板１５．１６を移動さ
せる手段を設け、保護板１５．１６間の内部を少くとも
流体人、Ｂのうち高圧側の流体圧より低圧にした構成に
しである。

そして、熱電素子モジュール■０と流体Ａ。

８間に保護板１５．１６を介在させることにより流体に
よる熱電素子の腐食や汚損をなくし、また流体圧を利用
して保護板（熱交換器ンと熱電素子モジュールとの接触
圧を均一にしたものである。

実施例 以下１本発明の実施例を第１図乃至第５図に基づいて説
明Ｔる。図面中１０は熱電素子モジュールであり、この
熱電素子モジュールＩＱはＰ、Ｎ半導体よりなる熱電素
子１１ｉ２を金属片よりなる上、下の接続板１３．１４
で接合して成る。

この熱電素子モジュール１０の両伝熱面１０ａ。

ｊｏｂ側には保護板１５．１６か配置してあり。

−万の保護板１５の両端部は支持部材１７゜１８にパツ
キン１９８介して取付けてあり、他方の保護板１６はそ
の両端部においてベローズ２０．２１を介して一方の保
護板１５に増付けてあって、両保護板１５．１６及びベ
ローズ２０．２１で画成された空間２２は真空にしであ
る。

前記ベローズ２０．２１は容易に撓むので熱電素子モジ
ュール１０の伝熱面１０ａ、ｊｏｂと保護板１５．１６
とはほぼ大気、圧程度の大きさの力で接触しでいる。

そして−万の保護板１５側には流体人の流路２２か形成
してあり、他方の保護板１６側には流体Ｂの流路２３か
形成しである。

前記熱電素子モジュール１０の伝熱面ｔｅａｓ１０ｂと
保護板１５．１６との接触面は滑らかに仕上げてあり１
．シかも大きな力で密着Ｔるので接触熱抵抗は無視でき
る程度に小さくなり、これらの保護板１５．１６により
流体Ａ、Ｂより熱電素子モジュール１０か保護されるし
、流体Ａ、Ｈの混合のような不具合は解消される。

使用時に於ては接触圧は大気圧より大きい流体Ｂの圧力
となる。

また保護板１５．１６を博くＴると軟かくなり熱電素子
モジュール１０との接触圧は各部で均一になり上記の効
果は更に向上する。

前記接触面が粗い場合には電気絶縁性で熱良導性の接着
剤や充填剤ａを塗布し接触面を滑らかにＴればよい。

・なお−第１．図中２４は真空封、止切部、２５は電気
端子である。

また、第２図に示Ｔように保り板１５．１６に拡大伝熱
面であるフィン２６．２７を取付けてもよい。この場合
、フィン２６．２７は分割して保護板＋５．Ｊ６か熱電
素子モジュール１０の伝熱面１０ａ、ＩＯｂに密接し扇
くＴる。

また、第３図に示Ｔように流体入側の保護板１５を流体
人の流路２２である偏平管の一部を構成Ｔるようにして
もよい。

また、一方の保護板１５に他方の保護板１６を接続する
接続手段にベローズ２０．２１を用いたｆＪｓ第４図に
示Ｔように一方の保護板１５に０リング摺動プレＬ−ト
ｚｇを設け、他方の保護板１６に０リング受部２９を形
成してこの０リング受部２９に設けた０りング３０をＯ
りング摺動プレート２ｇに摺接させてもよい。

また、保護板１５，１６と熱電素子モジュール１０の伝
熱面ｆＯａ、ＩＯｂ＆の接触を良好なものにＴるために
第５図に示すように保護板１５に適圧口３１を設けて適
圧口３１を流路２２に開口するかもしくは適圧口３１を
管路３２を介して例えば流体Ｂのポンプの吸込側か真空
タンク等に接続しでもよい。

前記適圧口３１を流路２２に開口する場合は流体Ｂの圧
力カミ流体人の圧力に比べて十分に大きい場合である。

発明の効果 以上詳述したように、本発明に係る熱電発電装置は、熱
電素子モジュール１０の一方の伝熱面１０ａと一方の゛
流体人との間に一方の保護板１５を介在させると共に熱
電素子モジュール１０の他方の伝熱面１０ｂと他方の流
体Ｂとの間に他方の保護板１６を介在させ、両保護板１
５＃１６間に、熱＠撫子モジュール１０側に保護板１５
．１６Ｅ−移動させる手段を設け、保護板１５．１６間
の内部を少くとも流体Ａ、Ｂのうち高圧側の流体圧より
低圧にしたことを特徴とＴるものである。

したかつて、熱電素子モジエール１０と流体Ａ、Ｂ間に
保護板１５．１６を介在させたので流体による熱電素子
の腐食や汚損がなく、素子寿命を永久的にＴることがで
きる。

また、保護板１５．１６は流体圧により大きな力を受け
てこの力で熱電素子モジュール１０の伝熱面１０ａ、Ｉ
ｏｂに密接するので接触熱折抗は非常に小さく、保護板
１５．１６の使用による伝熱性能の低下はほとんどない
。

また、前記保護板１５．ｊ６の熱電素子モジュール１０
への接触を流体の圧力を利用しているために接触圧か均
一で強力になって従来装置において必要とした締付ばね
装置力Ｓ不用になり装置の簡素化、小型化が可能になる
。

【図面の簡単な説明】

ｔＳｔ図は本発明の一実施例の一部省略した縦断面図、
第２図乃至第５図はそれぞれ異なる従来の他の実施例の
一部省略した縦断面図、第６図は熱電素子モジュールの
斜視図、第７図は従来の熱電発電装置の一部省略した縦
断面図、第８図は従来の熱電発電装置の構成説明図であ
る。 １０は熱電素子モジュール、１５．１６は保護板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱電素子モジュール１０の一方の伝熱面１０ａと一方の
   流体Ａとの間に一方の保護板１５を介在させると共に熱
   電素子モジュール１０の他方の伝熱面１０ｂと他方の流
   体Ｂとの間に他方の保護板１６を介在させ、両保護板１
   ５、１６間に、熱電素子モジュール１０側に保護板１５
   、１６を移動させる手段を設け、保護板１５、１６間の
   内部を少くとも流体Ａ、Ｂのうち高圧側の流体圧より低
   圧にしたことを特徴とする熱電発電装置。