(57)【要約】【課題】本発明は、一端から流入して他端から流出する流体が通過する筒体の内部の構造を工夫することで、熱電変換の高効率化を実現することができる熱電変換装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明の熱電変換装置１０は、一端から流入して他端から流出する流体が通過する筒体１００と、筒体１００の外部に配置されている熱電変換部２０と、筒体１００の内部に配置され、筒体１００の内周面に接触している筒状の基部７２０、及び、基部７２０から筒体１００の軸Ｏ側に向かって延在し互いに隙間を空けて基部７２０の周方向に並べられている複数のフィン７３０を有する集熱部７１０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端から流入して他端から流出する流体が通過する筒体と、
前記筒体の外部に配置されている熱電変換部と、
前記筒体の内部に配置され、前記筒体の内周面に接触している筒状の基部、及び、前記基部から前記筒体の軸側に向かって延在し互いに隙間を空けて前記基部の周方向に並べられている複数のフィンを有する集熱部と、
を備える熱電変換装置。
【請求項２】
前記複数のフィンは、前記筒体の軸方向から見て、前記複数のフィンのうち隣接する２つのフィンの対向間隔が前記筒体の軸側から前記基部側に亘って徐々に大きくなるように、並べられている、
請求項１に記載の熱電変換装置。
【請求項３】
前記複数のフィンは、前記筒体の軸方向から見て、それぞれにおける前記基部と繋がっている部分の幅が前記筒体の軸側から前記基部に亘って徐々に広くなるように、形成されている、
請求項１又は２に記載の熱電変換装置。
【請求項４】
前記複数のフィンは、前記筒体の軸方向から見て、それぞれの幅が前記筒体の軸側の端部から前記基部に亘って徐々に広くなるように、形成されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱電変換装置。
【請求項５】
前記集熱部は、前記筒体の径方向中央側の領域に、前記複数のフィンにより囲まれる空間を形成しており、
前記空間に配置され、前記一端から前記領域に向けて流れる流体を前記複数のフィン側に流れるように調整する調整部、
を備え、
前記調整部は、前記筒体の軸方向に沿って配置され、前記複数のフィンに囲まれている第１部材と、前記第１部材の前記一端側に配置され、その横断面の面積が前記一端側から前記他端側に亘って徐々に大きくなる第２部材とを有する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱電変換装置。
【請求項６】
前記第１部材は、前記複数のフィンから離れた状態で配置されている、
請求項５に記載の熱電変換装置。
【請求項７】
前記第１部材は、円筒状の部材であり、
前記第２部材は、円錐状の部材である、
請求項５又は６に記載の熱電変換装置。
【請求項８】
前記熱電変換部は、少なくとも１つの熱電変換素子と、少なくとも１つの冷却部とを有し、
前記少なくとも１つの熱電変換素子は、前記筒体と前記少なくとも１つの冷却部とに挟まれて配置されている、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱電変換装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの熱電変換素子は、複数の熱電変換素子であり、
前記少なくとも１つの冷却部は、前記筒体とで前記複数の熱電変換素子のそれぞれを挟む複数の冷却部であり、
前記複数の熱電変換素子は、前記筒体の周方向に並べられている、
請求項８に記載の熱電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、熱を運ぶ媒体（一例として排ガス）が流れる配管と、この配管の外周面上に配置されている熱電変換素子と、この熱電変換素子を挟んで配管の反対側に配置されている冷却手段とを備えた熱電変換装置が開示されている。
この熱電変換装置は、排ガスの熱を伝搬された配管と冷却手段との温度差分の熱エネルギーを熱電変換素子により電力に変換して、排ガスから電力を発生させる。
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１０９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような熱電変換装置の場合、排ガスから配管への熱の伝搬が高効率であるほど熱電変換の高効率を実現することができる。
しかしながら、上記の熱電変換装置の場合、配管の内部は単に排ガスが流れるための空間であって、配管の内部に特別な工夫が施されたものではない。
そこで、本願の発明者は、配管の内部を流れる排ガスから配管への熱の伝搬について着目し、配管の内部の構造を工夫することにより熱電変換の高効率化を検討した。
【０００５】
本発明は、一端から流入して他端から流出する流体が通過する筒体の内部の構造を工夫することで、熱電変換の高効率化を実現することができる熱電変換装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の熱電変換装置は、一端から流入して他端から流出する流体が通過する筒体と、前記筒体の外部に配置され、前記筒体から伝搬される熱を電力に変換する熱電変換部と、前記筒体の内部に配置され前記筒体を通過する流体の熱を集める集熱部であって、前記筒体の内周面に接触している筒状の基部、及び、前記基部から前記筒体の軸側に向かって延在し互いに隙間を空けて前記基部の周方向に並べられている複数のフィンを有する集熱部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様の熱電変換装置によれば、一端から流入して他端から流出する流体が通過する筒体の内部の構造を工夫することで、熱電変換の高効率化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態（本発明の一例としての実施形態）の熱電変換装置を斜め方向側から見た縦断面図である。
【図２】図１の熱電変換装置をＡ−Ａ切断線で切断した横断面図である。
【図３】本実施形態の熱電変換装置の集熱構造が有する集熱部の正面図である。
【図４】図３の破線で囲まれた部分の拡大図である。
【図５】本実施形態の集熱構造が有する調整部の縦断面図である。
【図６Ａ】第１変形例の集熱部の正面図であって、本実施形態における図３の破線で囲まれた部分に相当する部分の拡大図である。
【図６Ｂ】第２変形例の集熱部の正面図であって、本実施形態における図３の破線で囲まれた部分に相当する部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
≪概要≫
以下、本実施形態の熱電変換装置１０（図１参照）について図面を参照しながら説明する。次いで、本実施形態の変形例（例えば、図６Ａ及び図６Ｂ参照）について説明する。なお、以下の説明において参照するすべての図面では、同様の機能を有する構成要素に同様の符号を付し、明細書では適宜その説明を省略する。
【００１０】
≪本実施形態≫
以下、本実施形態の熱電変換装置１０（図１参照）の機能及び構成について説明する。次いで、本実施形態の熱電変換動作について説明する。次いで、本実施形態の効果について説明する。
【００１１】
＜機能及び構成＞
熱電変換装置１０は、一例として、工場、自動車、焼却炉等からの排ガスの熱を電力に変換するための装置である。すなわち、熱電変換装置１０は、排ガスの熱を電力に変換することで排ガスの熱を有効利用するための装置である。
【００１２】
以下に詳細を説明するように、本実施形態の熱電変換装置１０は、一端から流入して他端から流出する流体が通過する筒体と、前記筒体の外部に配置されている熱電変換部と、前記筒体の内部に配置され、前記筒体の内周面に接触している筒状の基部、及び、前記基部から前記筒体の軸側に向かって延在し互いに隙間を空けて前記基部の周方向に並べられている複数のフィンを有する集熱部と、を備える。
【００１３】
図１は、熱電変換装置１０を斜め方向側から見た縦断面図である。図２は、図１の熱電変換装置をＡ−Ａ切断線で切断した横断面図である。ここで、図１及び図２における符号Ｏは、熱電変換装置１０の軸を示している。また、前述のとおり、図１は斜め方向側から見た縦断面図であるが、実際にはほぼ軸Ｏに対して対称形状となっている。なお、図１及び後述する図５では、軸Ｏの＋側は熱電変換装置１０及び後述する配管１００の軸方向の一端側を意味し、軸Ｏの−側は軸方向の他端側を意味する。
【００１４】
本実施形態の熱電変換装置１０は、図１及び図２に示されるように、配管１００（筒体の一例）と、熱電変換部２０と、複数の周囲部材４００と、複数の弾性部材４１０と、複数の押込部材４２０と、複数の管５１０、５２０と、収容部６００と、複数の温度センサ（図示省略）と、集熱構造７００とを備えている。
【００１５】
〔配管〕
配管１００は、その一端から流入して他端から流出する排ガス（流体の一例）が通過するための流路としての機能を有する。そのため、配管１００の一端は、排ガスを排出する工場等の排気管（図示省略）が接続されるようになっている。
配管１００は、図１に示されるように、一例として、両端が開口する筒状の部材である。具体的には、配管１００は、図２に示されるように、その横断面が軸Ｏを中心とする正多角形であり、内周面が複数の平面１１０で構成され、外周面１２０が複数の平面１２２で構成されている。
【００１６】
〔熱電変換部〕
熱電変換部２０は、配管１００から伝搬される熱（配管１００が排ガスから得た熱）を電力に変換する機能を有する。熱電変換部２０は、図１及び図２に示されるように、配管１００の外部（外周面１２０側）に配置されている。熱電変換部２０は、複数の熱電変換素子２００と、複数のヒートシンク３００（冷却部の一例）とを有する。
【００１７】
〈複数の熱電変換素子〉
各熱電変換素子２００は、温度差により熱起電力を発生することで熱電変換をする、すなわち、ゼーベック効果を奏する素子である。各熱電変換素子２００は、一例として長尺の素子である（図１参照）。複数の熱電変換素子２００は、図１及び図２に示されるように、それぞれ自身の長手方向を軸方向に沿わせた状態で、それぞれ配管１００の外周面１２０を構成する各平面１２２に取り付けられている。そのため、複数の熱電変換素子２００は、配管１００の周方向に沿って互いに間隔をあけて並べられている。
【００１８】
〈複数のヒートシンク〉
各ヒートシンク３００は、各ヒートシンク３００と配管１００との温度差により各熱電変換素子２００が熱起電力を発生させるための低温側の熱源としての機能を有する。複数のヒートシンク３００は、図２に示されるように、それぞれ、各熱電変換素子２００を挟んで、配管１００の反対側に配置されている。
【００１９】
各ヒートシンク３００は、図１に示されるように、一例として長尺であり、自身の長手方向を軸方向に沿わせた状態で配置されている。各ヒートシンク３００は、図１に示されるように、その内部に、第１領域３１０、第２領域３２０及び第３領域３３０を形成しており、これらの領域に冷媒（一例として冷水）を流すことが可能となっている。これらの領域は、軸方向の一端側から他端側に亘って、第２領域３２０、第１領域３１０、第３領域３３０の記載順で位置している。
【００２０】
〔複数の周囲部材、複数の弾性部材及び複数の押込部材〕
各周囲部材４００は、図１及び図２に示されるように、一例としてリング状の部材であり、それぞれ、配管１００をその周方向全周に亘って囲んでいる。各弾性部材４１０は、一例としてスプリングコイルであり、各ヒートシンク３００における各熱電変換素子２００側と反対側に配置されている。各押込部材４２０は、棒状の部材であり、その一端側が各弾性部材４１０に嵌め込まれ、その他端側が各周囲部材４００に支持されている。この場合、各周囲部材４００は、各押込部材４２０が各弾性部材４１０を加圧した状態で、各押込部材４２０を支持している。
各周囲部材４００は、各押込部材４２０と各弾性部材４１０とで、ヒートシンク３００における第１領域３１０が形成されている部分を、各熱電変換素子２００に押し付けている。
【００２１】
〔複数の管〕
各管５１０は、図１に示されるように、ヒートシンク３００における軸方向の一端側の部分と接続されている。また、各管５１０の内部は、第２領域３２０と繋がっている。そして、各管５１０は、外部の冷媒装置（図示省略）から第２領域３２０に冷媒を供給し、第２領域３２０に供給された冷媒を当該冷媒装置に排出するための中間経路としての機能を有する。なお、各管５１０は、収容部６００の外周側から内周側に亘って後述するフランジ６３０（収容部６００）を貫通している。
【００２２】
各管５２０は、図１に示されるように、ヒートシンク３００における軸方向の他端側の部分と接続されている。各管５２０の内部は、第３領域３３０と繋がっている。そして、各管５２０は、前述の冷媒装置から第３領域３３０に冷媒を供給し、第３領域３３０に供給された冷媒を前述の冷媒装置に排出するための中間経路としての機能を有する。なお、各管５２０は、収容部６００の外周側から内周側に亘って後述するフランジ６４０（収容部６００）を貫通している。
【００２３】
〔収容部〕
収容部６００は、熱電変換部２０（複数の熱電変換素子２００及び複数のヒートシンク３００）、複数の周囲部材４００、複数の弾性部材４１０及び複数の押込部材４２０を収容する機能を有する。そのため、収容部６００は、これらを収容するための空間を形成している。
収容部６００が形成している空間の気圧は、大気圧より低い気圧に設定されている。そのため、当該空間の気圧は、後述する突出部６６８に接続される真空ポンプ（図示省略）により真空（大気圧よりも低い気圧）に設定される。
【００２４】
収容部６００は、５つのフランジ（フランジ６１０、６２０、６３０、６４０、６５０）と、ボディ６６０とで構成されている。フランジ６１０、６２０は、配管１００に取り付けられている。フランジ６３０は、フランジ６１０とフランジ６２０の間に配置され、フランジ６１０に取り付けられている。フランジ６４０は、フランジ６１０とフランジ６２０の間に配置され、フランジ６５０を介してフランジ６２０に取り付けられている。ボディ６６０は、フランジ６１０とフランジ６２０の間に配置され、フランジ６３０及びフランジ６４０に取り付けられている。
【００２５】
ボディ６６０は、図１及び図２に示されるように、軸Ｏを軸とする筒状の部材であり、熱電変換部２０、複数の周囲部材４００、複数の弾性部材４１０及び複数の押込部材４２０を径方向外側から囲んでいる。
また、ボディ６６０は、図２に示されるように、その外周面から径方向外側に突出する４つの突出部（突出部６６２、６６４、６６６、６６８）を有する。突出部６６４は、配管１００を挟んで突出部６６２の反対側に配置されている。突出部６６６は、正面側から見て、突出部６６４を正方向に９０°ずれた位置に配置されている。突出部６６８は、配管１００を挟んで突出部６６６の反対側に配置されている。
突出部６６２、突出部６６４及び突出部６６６は、それぞれ、ガラスブランク６７２、ガラスブランク６７４及びブランクフランジ６７６によって封止されている。
そして、収容部６００に形成されている空間は、突出部６６８を介して前述の真空ポンプに繋がるようになっている。
【００２６】
〔複数の温度センサ〕
複数の温度センサ（図示省略）のうちの一部の温度センサは、配管１００の外周面１２０の温度を検出する機能を有する。当該一部の温度センサは、フランジ６３０を貫通した状態で配置されており、検出した外周面１２０の温度の温度情報を外部の制御装置（図示省略）に送るようになっている。これに対して、残りの温度センサは、ヒートシンク３００の温度を検出する機能を有する。当該残りの温度センサは、フランジ６４０を貫通した状態で配置されており、検出したヒートシンク３００の温度の温度情報を外部の制御装置に送るようになっている。
【００２７】
〔集熱構造〕
次に、本実施形態の集熱構造７００について、図１〜図５を参照しながら説明する。
図３は、本実施形態の集熱部７１０の正面図、すなわち、軸方向一端側から見た図である。図４は、図３の破線で囲まれた部分の拡大図である。図５は、本実施形態の調整部７５０の縦断面図である。
集熱構造７００は、配管１００の内部に配置されて、配管１００における軸方向の一端側から流入する排ガス、すなわち、配管１００を通過する排ガスの熱を高効率で集めて配管１００に当該熱を伝搬する機能を有する。集熱構造７００は、図１及び図２に示されるように、集熱部７１０と、調整部７５０とを有する。
【００２８】
ここで、集熱部７１０及び調整部７５０の詳細については後述するが、集熱部７１０及び調整部７５０は、それぞれ軸Ｏに対して点対称（正面側から見て軸Ｏに対して点対称）の形状を有する。また、集熱部７１０及び調整部７５０は、それぞれ軸方向を長手方向とする長尺な部材である。そのため、集熱部７１０と調整部７５０とで構成される集熱構造７００は、軸Ｏに対して点対称（正面側から見て軸Ｏに対して点対称）の形状を有し、かつ、軸Ｏに沿って配置されている。
【００２９】
〈集熱部〉
集熱部７１０は、配管１００を通過する排ガスから得た熱を配管１００に伝搬する機能を有する。集熱部７１０は、図１〜図３に示されるように、基部７２０と、複数のフィン７３０とを有する。なお、本実施形態では、基部７２０と、複数のフィン７３０とは、一体形成された部品であり、かつ、熱伝導率を考慮して金属製である。
【００３０】
（基部）
基部７２０は、排ガスから熱を集めた複数のフィン７３０から当該熱を受け取り、更に、受け取った当該熱を配管１００に受け渡す機能を有する。また、基部７２０は、複数のフィン７３０を支持する機能を有する。
図１及び図２に示されるように、基部７２０は筒状であり、基部７２０の外周面は周方向全周に亘って配管１００の内周面、すなわち、複数の平面１１０に接触している。そのため、基部７２０の外周縁は、軸方向から見ると、正多角形である。
【００３１】
（複数のフィン）
複数のフィン７３０は、排ガスに接触して排ガスから熱を集める機能を有する。
複数のフィン７３０は、図２及び図３に示されるように、それぞれ、基部７２０の内周面から配管１００の軸Ｏ側に向かって延在している。別言すると、複数のフィン７３０は、それぞれ、基部７２０から軸Ｏに向かって径方向に沿って延在している。そして、複数のフィン７３０は、互いに隙間を空けて基部７２０の周方向に並べられている。
【００３２】
次に、図３を参照しながら複数のフィン７３０の特徴について説明する。
軸方向から見た各フィン７３０における基部７２０側と反対側（軸Ｏ側）の端は、配管１００の径方向における軸Ｏと配管１００の内周面（又は基部７２０の外周面）との間に位置している。そのため、集熱部７１０は、配管１００の径方向中央側の領域に、複数のフィン７３０に囲まれる空間ＳＰを形成している。なお、空間ＳＰには、図１及び図２に示されるように、後述する調整部７５０の円筒状部材７６０（第１部材及び円筒状の部材の一例）が配置されている。
【００３３】
次に、図４を参照しながら複数のフィン７３０の特徴について説明する。
各フィン７３０は、板状部材７３２と、板状部材７３２と基部７２０とを繋ぐ繋ぎ部分７３４（各フィン７３０における基部７２０と繋がっている部分の一例）とで構成されている。ここで、配管１００の軸方向から見た板状部材７３２の幅は、幅Ｔ１で一定である。これに対して、配管１００の軸方向から見た繋ぎ部分７３４の幅は、軸Ｏ側又は板状部材７３２との境界から基部７２０に亘って徐々に広くなっている（幅Ｔ１、Ｔ２（＞Ｔ１）、Ｔ３（＞Ｔ２））。すなわち、複数のフィン７３０は、配管１００の軸方向から見てそれぞれの繋ぎ部分７３４の幅が軸Ｏ側から基部７２０に亘って徐々に広くなるように、形成されている。
【００３４】
また、前述のとおり、複数のフィン７３０は、それぞれ、基部７２０から軸Ｏに向かって径方向に沿って延在し、互いに隙間を空けて基部７２０の周方向に並べられている（図３参照）。そして、各フィン７３０を構成する板状部材７３２の幅は、一定である（幅Ｔ１）。以上の構成により、複数のフィン７３０は、図２、図３及び図４に示されるように、配管１００の軸方向から見て、複数のフィン７３０のうち隣接する２つのフィン（図４のフィン７３０Ａ、７３０Ｂ）の対向間隔が配管１００の軸Ｏ側から基部７２０側に亘って徐々に大きくなるように（対向間隔Ｄ１、Ｄ２（＞Ｄ１）、Ｄ３（＞Ｄ２））、並べられている。
【００３５】
〈調整部〉
次に、調整部７５０について説明する。
調整部７５０は、配管１００の軸方向の一端から複数のフィン７３０に囲まれる空間ＳＰを形成している配管１００の径方向中央側の領域に向けて流れる流体を、配管１００の径方向外側に配置されている複数のフィン７３０側に流れるように調整する機能を有する。
調整部７５０は、図１及び図５に示されるように、円筒状部材７６０と、円錐状部材７７０（第２部材及び円錐状の部材の一例）と、キャップ７８０とを有する。
【００３６】
（円筒状部材及びキャップ）
円筒状部材７６０は、図２に示されるように、配管１００の軸方向に沿って配置され、複数のフィン７３０に囲まれている。この場合、円筒状部材７６０は、複数のフィン７３０の軸Ｏ側の端部から離れた状態で配置されている。
キャップ７８０は、円筒状部材７６０における、配管１００の軸方向の他端側に嵌め込まれて、円筒状部材７６０に固定されている。
【００３７】
（円錐状部材）
円錐状部材７７０は、図５に示されるように、円筒状部材７６０における、配管１００の軸方向の一端側に配置されている。本実施形態の場合、一例として、円錐状部材７７０における、配管１００の軸方向の他端側の端部は、当該端部に嵌め込まれている。また、円錐状部材７７０は、円形を成すその横断面の断面積が配管１００の軸方向の一端側から他端側に亘って徐々に大きくなる円錐状の部分を有している。なお、円錐状部材７７０は、円錐状の部分よりも配管１００の軸方向の他端側の部分で複数のフィン７３０に固定されている（図１参照）。以上の構成により、円錐状部材７７０は、配管１００の軸方向の一端側で円筒状部材７６０を支持している。
【００３８】
以上が、本実施形態の熱電変換装置１０の機能及び構成についての説明である。
【００３９】
＜熱電変換動作＞
次に、本実施形態の熱電変換装置１０を用いた熱電変換動作について図１を参照しながら説明する。
【００４０】
以下の説明では、本動作の前提として、熱電変換装置１０の配管１００の一端は、排ガスを排出する工場等の排気管（図示省略）に接続されている。また、配管１００の内部には、その一端から流入して他端から流出する排ガスが通過している。
【００４１】
配管１００の一端から流入する排ガスのうち複数のフィン７３０に到達する排ガスは、各フィン７３０の間の隙間を通過する。これに対して、配管１００の一端から流入する排ガスのうち調整部７５０の円錐状部材７７０に到達する排ガスは、円錐状部材７７０の外周面に衝突することでその進行方向が変更される。具体的には、配管１００の軸方向の一端側から他端側に進行しつつ配管１００の径方向の内側から外側に進行する。そのため、調整部７５０の円錐状部材７７０に到達する排ガスは、調整部７５０を囲む複数のフィン７３０に向けて進行する。その結果、調整部７５０は、より多くの排ガスが複数のフィン７３０の隙間を通過するように排ガスの進行経路を調整する。
【００４２】
次いで、複数のフィン７３０の隙間を通過する排ガスのうちの一部の排ガスは各フィン７３０の板状部材７３２に衝突する。その結果、各板状部材７３２は、排ガスから熱を与えられる。
【００４３】
次いで、各板状部材７３２に与えられた熱は、径方向外側に向けて拡散し基部７２０に受け渡される。このように、各板状部材７３２から基部７２０に向けて熱が移動するのは、配管１００の外周面１２０に配置されている複数の熱電変換素子２００を挟んで配管１００の反対側にそれぞれヒートシンク３００が配置されていることで、集熱部７１０は全体として複数のフィン７３０側よりも基部７２０側が低温であるためである。
【００４４】
次いで、基部７２０に受け渡された熱は、更に、配管１００に受け渡される。
【００４５】
以上の結果、排ガスからの熱が伝搬された配管１００と、冷媒により冷却されている各ヒートシンク３００との間に挟まれている各熱電変換素子２００は、両側の温度差により熱起電力を発生する。
以上のようにして、本実施形態の熱電変換動作では、排ガスの熱を電力に変換する。
【００４６】
以上が、本実施形態の熱電変換動作についての説明である。
【００４７】
＜効果＞
次に、本実施形態の効果について説明する。
【００４８】
〔第１の効果〕
本実施形態の熱電変換装置１０は、配管１００の内部かつ配管１００を挟んで熱電変換部２０の反対側の部分に配置されている複数のフィン７３０を有する（図１参照）。そして、複数のフィン７３０は、配管１００の内周面に接触している筒状の基部７２０、及び、基部７２０から配管１００の軸Ｏ側に向かって延在し互いに隙間を空けて基部７２０の周方向に並べられている複数のフィン７３０を有する（図１〜図３参照）。
そして、各フィン７３０の板状部材７３２に与えられた熱は径方向外側に向けて拡散し基部７２０に受け渡され、基部７２０に受け渡された熱は更に配管１００に受け渡される。
その結果、排ガスからの熱が伝搬された配管１００と、冷媒により冷却されている各ヒートシンク３００との間に挟まれている各熱電変換素子２００は、両側の温度差により熱起電力を発生する。
したがって、本実施形態の熱電変換装置１０は、上記構成を有しない場合に比べて、熱電変換を高効率にすることができる。また、別の見方をすると、本実施形態の熱電変換装置１０は、一端から流入して他端から流出する排ガスが通過する配管１００の内部の構造を工夫することで、熱電変換の高効率化を実現することができる。
【００４９】
〔第２の効果〕
本実施形態の複数のフィン７３０は、配管１００の軸方向から見て、複数のフィン７３０のうち隣接する２つのフィン（図４のフィン７３０Ａ、７３０Ｂ）の対向間隔が配管１００の軸Ｏ側から基部７２０側に亘って徐々に大きくなるように（対向間隔Ｄ１、Ｄ２（＞Ｄ１）、Ｄ３（＞Ｄ２））、並べられている（図２、図３及び図４参照）。
そのため、本実施形態の場合、配管１００の径方向の軸Ｏ側の排ガスが径方向の外側（基部７２０側）に移動し易い。
したがって、本実施形態の熱電変換装置１０は、上記構成を有しない場合に比べて、熱電変換を高効率にすることができる。
【００５０】
〔第３の効果〕
本実施形態の複数のフィン７３０は、配管１００の軸方向から見てそれぞれの繋ぎ部分７３４の幅が軸Ｏ側から基部７２０に亘って徐々に広くなるように、形成されている（図４参照）。
そのため、各フィン７３０の板状部材７３２の熱が基部７２０に受け渡される際に熱の拡散経路となる繋ぎ部分７３４では、熱の拡散速度（又は熱の移動速度）を大きくすることができる。
したがって、本実施形態の熱電変換装置１０は、上記構成を有しない場合に比べて、熱電変換を高効率にすることができる。
【００５１】
〔第４の効果〕
本実施形態の熱電変換装置１０は、複数のフィン７３０により囲まれる空間ＳＰ（図３参照）に配置され、配管１００の一端から空間ＳＰに相当する領域に向けて流れる排ガスを複数のフィン７３０側に流れるように調整する調整部７５０（図１、図２及び図５参照）を備えている。そして、調整部７５０は、上記の機能を発揮するため、配管１００の一端側から他端側に亘ってその横断面の面積が徐々に大きくなる円錐状部材７７０を有する。
そのため、配管１００の一端から流入する排ガスのうち調整部７５０の円錐状部材７７０に到達する排ガスは、円錐状部材７７０の外周面に衝突することでその進行方向が変更される。具体的には、排ガスの進行方向は、配管１００の軸方向の一端側から他端側に進行しつつ配管１００の径方向の内側から外側に進行するように変更される。
したがって、本実施形態の熱電変換装置１０は、上記構成を有しない場合に比べて、熱電変換を高効率にすることができる。
【００５２】
〔第５の効果〕
本実施形態の調整部７５０を構成し、複数のフィン７３０により外周面全域が囲まれている円筒状部材７６０は、複数のフィン７３０から離れた状態で配置されている（図２参照）。
そのため、排ガスから熱を受け取った結果、集熱部７１０が配管１００の径方向の軸Ｏ側に熱膨張しても、調整部７５０の姿勢が変更し難い。
したがって、本実施形態の熱電変換装置１０は、集熱部７１０が熱膨張によらず、安定して熱電交換を行うことができる。
【００５３】
以上が、本実施形態の効果についての説明である。また、以上が、本実施形態についての説明である。
【００５４】
≪変形例≫
以上、本実施形態について説明したが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲には、例えば、下記のような形態（変形例）も含まれる。
以下、変形例について説明する。
【００５５】
例えば、本実施形態の熱電変換装置１０は、一例として、工場、自動車、焼却炉等からの排ガスの熱を電力に変換するための装置であり、排ガスの熱を電力に変換することで排ガスの熱を有効利用するための装置であるとした。しかしながら、流体の熱を電力に変換するための装置であれば、その目的は排ガスの熱を有効利用することでなくてもよい。
【００５６】
また、本実施形態の熱電変換装置１０は、複数の熱電変換素子２００を備えているとして説明した。しかしながら、配管１００を通過する排ガスから得た熱を電力に交換することができれば、熱電変換素子２００の数量は１つでもよい（すなわち、少なくとも１つ以上であればよい）。これに伴い、ヒートシンク３００の数量も１つでもよい（すなわち、少なくとも１つ以上であればよい）。
【００５７】
また、本実施形態の配管１００は、その横断面が軸Ｏを中心とする正多角形であり、内周面が複数の平面１１０で構成され、外周面１２０が複数の平面１２２で構成されているとして説明した（図２参照）。しかしながら、その一端から流入して他端から流出する排ガスが通過するための流路としての機能を有すれば、配管の横断面の形状は、多角形状でなくてもよい。例えば、円形状、円弧部分と直線状部分とが組み合わされた形状その他の形状であってもよい。
【００５８】
また、本実施形態の複数のフィン７３０は、配管１００の軸方向から見て、複数のフィン７３０のうち隣接する２つのフィン（図４のフィン７３０Ａ、７３０Ｂ）の対向間隔が配管１００の軸Ｏ側から基部７２０側に亘って徐々に大きくなるように並べられているとして説明した（図２、図３及び図４参照）。
しかしながら、図６Ａに示される第１変形例の熱電変換装置の集熱部７１０Ａのように、配管１００の軸方向から見て、複数のフィン７３０のうち隣接する２つのフィン（図４のフィン７３０Ａ、７３０Ｂ）の対向間隔が配管１００の軸Ｏ側から基部７２０側に亘って一定の対向間隔Ｄ１で並べられていてもよい。本変形例の場合は、少なくとも本実施形態の第１、第３、第４及び第５の効果を奏する。
【００５９】
また、本実施形態の場合、配管１００の軸方向から見た各板状部材７３２の幅は幅Ｔ１で一定であるとして説明した（図４参照）。
しかしながら、図６Ａに示される第１変形例及び図６Ｂに示される第２変形例の場合のように、各板状部材７３２の幅が前記筒体の軸Ｏ側の端部から基部７２０に亘って徐々に広くなるように、形成されていてもよい。これらの変形例の各板状部材７３２によれば、本実施形態の板状部材７３２に比べて、排ガスから受け取った熱をより速く基部７２０側に移動させることができる。したがって、これらの変形例は、本実施形態に比べて、熱電変換を高効率にすることができる。
【００６０】
また、図６Ｂに示される第２変形例の複数のフィン７３０は、軸方向から見て、隣接する２つのフィン７３０Ａ、７３０Ｂの対向間隔が軸Ｏ側から基部７２０側に亘って徐々に大きくなっており、かつ、各板状部材７３２の幅が前記筒体の軸Ｏ側の端部から基部７２０に亘って徐々に広くなっている。したがって、第２変形例の集熱部７１０Ｂは、本実施形態における２つのフィン７３０Ａ、７３０Ｂの対向間隔による効果と、第１変形例の各板状部材７３２の徐々に広くなる各板状部材７３２の幅による効果とを奏する。
【符号の説明】
【００６１】
１０  熱電変換装置
２０  熱電変換部
１００  配管
１１０  平面
１２０  外周面
１２２  平面
２００  熱電変換素子
３００  ヒートシンク（冷却部の一例）
３１０  第１領域
３２０  第２領域
３３０  第３領域
４００  周囲部材
４１０  弾性部材
４２０  押込部材
５１０  複数の管
５２０  複数の管
６００  収容部
６１０  フランジ
６２０  フランジ
６３０  フランジ
６４０  フランジ
６５０  フランジ
６６０  ボディ
６６２  突出部
６６４  突出部
６６６  突出部
６６８  突出部
６７２  ガラスブランク
６７４  ガラスブランク
６７６  ブランクフランジ
７００  集熱構造
７１０  集熱部
７１０Ａ 集熱部
７１０Ｂ 集熱部
７２０  基部
７３０  複数のフィン
７３０Ａ フィン
７３０Ｂ フィン
７３２  板状部材
７３４  繋ぎ部分
７５０  調整部
７６０  円筒状部材（第１部材の一例）
７７０  円錐状部材（第２部材の一例）
７８０  キャップ
Ｄ１  対向間隔
Ｄ２  対向間隔
Ｄ３  対向間隔
Ｏ  軸
ＳＰ  空間
Ｔ１  幅
Ｔ２  幅
Ｔ３  幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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