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公開番号2025168560
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-07
出願番号2025148264,2023501979
出願日2025-09-08,2021-02-26
発明の名称熱電発電システムの製造方法
出願人株式会社Eサーモジェンテック,川崎重工業株式会社,川重冷熱工業株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類H02N 11/00 20060101AFI20251030BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】熱電発電の効率のよい熱電発電システムを提供する。
【解決手段】内管1a及び外管1bからなる二重管の間に熱電発電モジュール2を備えた熱電発電システムの製造方法であって、熱電発電モジュールは、フレキシブルな基板11上にP型熱電素子13及びN型熱電素子14が交互に配列して実装されており、基板には、P型熱電素子及びN型熱電素子が直列接続された方向に沿って複数のスリット18が形成されており、熱電発電モジュールを、スリットを内管の軸方向に合わせて内管に巻き付ける工程と、内管を熱電発電モジュールが巻き付けられた状態で外管に挿入し、内管内に圧力をかけて内管を半径方向に拡張させて、内管、熱電発電モジュール、及び外管を密着させる工程と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内管及び外管からなる二重管の間に熱電発電モジュールを備えた熱電発電システムの製造方法であって、
前記熱電発電モジュールは、フレキシブルな基板上にＰ型熱電素子及びＮ型熱電素子が交互に配列して実装されており、
前記基板には、前記Ｐ型熱電素子及びＮ型熱電素子が直列接続された方向に沿って、複数のスリットが形成されており、
前記熱電発電モジュールを、前記スリットを前記内管の軸方向に合わせて、前記内管に巻き付ける工程と、
前記内管を、前記熱電発電モジュールが巻き付けられた状態で、前記外管に挿入し、前記内管内に圧力をかけて前記内管を半径方向に拡張させて、前記内管、前記熱電発電モジュール、及び前記外管を密着させる工程と
を備えた熱電発電システムの製造方法。
続きを表示（約 130 文字）【請求項２】
前記内管を前記外管に挿入する工程において、前記内管と前記熱電発電モジュールとの間、及び前記外管と前記熱電発電モジュールの間に、弾性シートを巻き付けた状態で、前記内管を前記外管に挿入する、請求項１に記載の熱電発電システムの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二重管で構成された熱交換器を備えた熱電発電システムの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
現代の産業社会において、工場、発電所、製鉄所、自動車や、ビル、照明、船舶などを中心に、全一次エネルギー供給量の６０％以上の膨大な廃熱が地球環境に排出されており、その廃熱の７５％以上が、２５０℃以下の排水や排気と推定されている。
【０００３】
これらの廃熱は、一般的に排熱パイプを通じて輸送される。パイプ内を流れる高温ガス等の熱を、パイプ外に流れる冷水等で熱交換する熱交換器、または、その反対に、排熱ガス中に設置された集熱管で集められた排熱を、集熱管の中に設けられたパイプ内に流れる冷水等で熱交換する熱交換器では、高温ガスの冷却はできるが、冷水等に熱交換された熱の再活用が難しく、省エネ化の課題になっている。
【０００４】
特許文献１には、図７に示すように、高温ガスあるいは熱水１００Ａ等が流れる排水パイプ１００の外側と、冷却水１２０Ａが流れる冷却水パイプ１２０の内側との間に、フレキシブル構造の熱電発電モジュール１１０を装着し、その両側で生じる温度差を利用して発電する熱電発電機能付きチューブ型熱交換器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００９－２６７３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された熱交換器では、直接、熱電発電モジュールを水冷するため、熱電発電モジュールに、防水シート等を装着するなどの防水手段を設ける必要がある。しかしながら、防水シート等は樹脂で構成されており、このような防水手段を設けると、熱ロスが発生するため、熱電発電モジュール１１０の発電効率が低下するという課題があった。
【０００７】
また、ボイラ等の排熱ガス中に、二重管で構成された熱交換器を設置する場合、ボイラのシステムに悪影響を与えないように、熱交換器は、耐圧力性に優れ、かつ漏洩のない高信頼なことが必要であるが、従来、熱交換器に対して、このような高信頼性については考慮されていなかった。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その主な目的は、熱電発電の効率が高く、信頼性の高い熱電発電システムの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る熱電発電システムの製造方法は、内管及び外管からなる二重管の間に熱電発電モジュールを備えた熱電発電システムの製造方法であって、熱電発電モジュールは、フレキシブルな基板上にＰ型熱電素子及びＮ型熱電素子が交互に配列して実装されており、基板には、Ｐ型熱電素子及びＮ型熱電素子が直列接続された方向に沿って複数のスリットが形成されており、熱電発電モジュールを、スリットを内管の軸方向に合わせて内管に巻き付ける工程と、内管を熱電発電モジュールが巻き付けられた状態で外管に挿入する工程と、内管内に圧力をかけて内管を半径方向に拡張させて、内管、熱電発電モジュール、及び外管を密着させる工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、内管、熱電発電モジュール、及び外管が密着した状態で装着されているため、熱電発電モジュールと、内管及び／又は外管との間の熱伝達ロスを小さくすることができる。これにより、熱電発電モジュールにおける温度差を大きく確保できるため、熱電発電の効率を高めることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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