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公開番号2025077827
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-19
出願番号2023190313
出願日2023-11-07
発明の名称熱電変換デバイス
出願人日本碍子株式会社
代理人アクシス国際弁理士法人
主分類F01N 5/02 20060101AFI20250512BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】従来よりも構造が単純であり、製造コストを低減することが可能な熱電変換デバイスを提供する。
【解決手段】ハニカム構造体10と、1つ以上の熱電変換モジュール20と、放熱部30とを備える熱電変換デバイスである。ハニカム構造体10は、外周壁11と、外周壁11の内側に配設され、第1端面12から第2端面13まで延びる流体の流路となる複数のセル14を区画形成する隔壁15とを有する。熱電変換モジュール20は、外周壁11上に配置される。放熱部30は、熱電変換モジュール20上に配置される。
【選択図】図1B
特許請求の範囲【請求項１】
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、
前記外周壁上に配置された１つ以上の熱電変換モジュール、及び
前記熱電変換モジュール上に配置され、空気中への放熱が可能な放熱部
を備える熱電変換デバイス。
続きを表示（約 450 文字）【請求項２】
前記外周壁は１つ以上の平面状の外周面を有し、前記熱電変換モジュールが前記外周面上に配置される、請求項１に記載の熱電変換デバイス。
【請求項３】
前記熱電変換モジュールが可撓性である、請求項１に記載の熱電変換デバイス。
【請求項４】
前記ハニカム構造体と前記熱電変換モジュールとの間に、前記外周壁の外周面に嵌合された筒状部材を更に備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の熱電変換デバイス。
【請求項５】
前記筒状部材が金属材料から構成される、請求項４に記載の熱電変換デバイス。
【請求項６】
前記放熱部が複数の放熱フィンを有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の熱電変換デバイス。
【請求項７】
前記熱電変換モジュールと前記ハニカム構造体との間及び／又は前記熱電変換モジュールと前記放熱部との間に、接触熱抵抗を低減する物質を更に備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の熱電変換デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電変換デバイスに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
金属工場、窯業工場、パルプ紙業工場、化学工場、食品工場などの各種工場において、カーボンニュートラルに向けたＣＯ
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削減及び省エネ対策の観点から、排ガス、温水、蒸気などに含まれる熱エネルギーを有効利用することが求められている。熱エネルギーの有効利用には、その方法の構築だけでなく、使用する熱量の最適化を行うことも必要であり、熱量を高精度に測定するセンサが要求される。センサとしては、測定精度の観点から、熱電変換モジュールを備えるセンサを利用することが検討されている。
【０００３】
他方、自動車においても、燃費改善の観点から、自動車の排ガスなどに含まれる熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換デバイスが求められている。例えば、特許文献１には、一つ以上の平面状の外周側面を有する外周側壁と、外周側壁の内側に配設され、第一の底面から第二の底面まで貫通して第一の流体の流路を形成す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；一つ以上の平面状の外周側面上に対面配置された一つ又は複数の熱電変換モジュール；一つ又は複数の熱電変換モジュールを含めてハニカム構造体の外周側面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、複数の隔壁はセラミックスを主成分として構成されており、ケーシングは、第一の流体よりも温度の低い第二の流体の流入口及び流出口を有し、ケーシングの内側面と筒状部材の外側面の間には、筒状部材を周回するように、第二の流体の流路が形成されている、熱回収装置が提案されている。この熱回収装置は、自動車の排ガスの熱エネルギーを熱電変換モジュールによって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が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１９／０２６５６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の熱回収装置は、熱電変換モジュールの外周側に第二の流体（冷却水）を循環させる構造が必要である。そのため、この熱回収装置は、熱電変換デバイスとしては構造が複雑であり、製造コストが増加する。特に、この熱回収装置は、構造が複雑であるためセンサとしても利用し難い。
【０００６】
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、従来よりも構造が単純であり、製造コストを低減することが可能な熱電変換デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、熱電変換デバイスについて鋭意研究を行った結果、熱電変換モジュール上に空気中への放熱が可能な放熱部を設けることにより、上記の課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下のように例示される。
【０００８】
［１］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、
前記外周壁上に配置された１つ以上の熱電変換モジュール、及び
前記熱電変換モジュール上に配置され、空気中への放熱が可能な放熱部
を備える熱電変換デバイス。
【０００９】
［２］前記外周壁は１つ以上の平面状の外周面を有し、前記熱電変換モジュールが前記外周面上に配置される、［１］に記載の熱電変換デバイス。
【００１０】
［３］前記熱電変換モジュールが可撓性である、［１］又は［２］に記載の熱電変換デバイス。
（【００１１】以降は省略されています）

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