(57)【要約】【課題】熱電変換モジュール間への熱放射を抑制し、熱電変換モジュールへの伝熱効率を高めて発電量を増加させるとともに、熱電変換モジュール間のケーブル等に対する熱害の防止に寄与すること。【解決手段】熱電発電装置１７は、高温媒体Ｇが流通する第１の管２３と低温媒体Ｗが流通する第２の管２８との間に配置される複数個の熱電変換モジュール２７を備える。第１の管２３内に、隣り合う熱電変換モジュール２７間の高温媒体Ｇを当該熱電変換モジュールから遠ざけるように高温媒体Ｇの流れを変える案内部４０が設けられている。さらに、案内部４０は、熱電変換モジュール２７と第１の管２３との接触部３８に向けて高温媒体Ｇを導くように設けられている。この案内部４０は、高温媒体Ｇの流れの方向を規定する複数のリブ４２，４３を有した吸熱フィンである。【選択図】図６
2014105605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温媒体が流通する第１の管と低温媒体が流通する第２の管との間に配置される複数個の熱電変換モジュールを備えた熱電発電装置であって、
前記第１の管内に、隣り合う熱電変換モジュール間の高温媒体を当該熱電変換モジュールから遠ざけるように前記高温媒体の流れを変える案内部が設けられていることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項２】
前記案内部は、前記熱電変換モジュールと前記第１の管との接触部に向けて前記高温媒体を導くように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱電発電装置。
【請求項３】
前記案内部は、前記第１の管を介して前記熱電変換モジュールと熱的に結合される吸熱フィンであり、前記吸熱フィンの壁面に前記高温媒体の流れの方向を規定する複数のリブを有し、
前記複数のリブが、前記熱電変換モジュールと前記第１の管との接触部において前記高温媒体を当該接触部に沿って流すように配列された第１のリブと、前記高温媒体の流通方向において隣り合う熱電変換モジュール間において前記高温媒体を当該熱電変換モジュールから遠ざけて流すように配列された第２のリブと、を含むことを特徴とする請求項２に記載の熱電発電装置。
【請求項４】
前記第１の管の、前記高温媒体の流通方向において隣り合う熱電変換モジュール間に対応する部分に、第１の凹みが設けられ、前記第１の凹みが設けられている側と反対側の面上で、前記熱電変換モジュールと前記第１の管との接触部に対応する部分に、第２の凹みが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の熱電発電装置。
【請求項５】
前記案内部は、前記第１の管を介して前記熱電変換モジュールと熱的に結合される吸熱フィンであり、
前記高温媒体の流通方向と直交する前記第１の管の幅方向において前記熱電変換モジュールと接触していない部分の前記高温媒体の流れを、前記熱電変換モジュールと前記第１の管との接触部の方向に指向させる複数のリブが、前記吸熱フィンの壁面に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の熱電発電装置。
【請求項６】
前記吸熱フィンの壁面に設けられる前記複数のリブは、前記高温媒体の流通方向において上流側に位置する熱電変換モジュールに対応する部分におけるリブの設置個数が、下流側に位置する熱電変換モジュールに対応する部分におけるリブの設置個数よりも少なくなるよう配置されていることを特徴とする請求項５に記載の熱電発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に搭載された内燃機関から排出される排気ガスを利用して熱電発電を行う熱電発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱電発電装置は、熱電変換モジュールとしての熱電素子を備えている。この熱電素子は、排気通路と冷却水通路との間に配置され、ゼーベック効果を利用して高温の排気ガスと低温の冷却水との間に温度差を生じさせて発電を行うようになっている。
【０００３】
このような熱電発電装置の一形態として、排気通路に受熱用のフィンを設け、このフィンを介して排気ガスから受熱した熱を熱電素子の一方の面（高温接触面）に伝熱するとともに、熱電素子の他方の面（低温接触面）を冷却水により冷却するようにした熱電ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７５９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されているような従来の熱電発電装置においては、実際に熱電素子を実装しようとすると、熱電素子間に熱電素子を繋ぐためのケーブル（または電極）が必要になる。このため、熱電素子間にケーブル等のための隙間が発生し、その隙間から排気ガスの熱が放射されてしまう。このような熱放射が発生すると、以降の熱電素子に伝熱される熱量が減少し（伝熱効率の低下）、発電量が低下する。
【０００６】
また、熱電素子間に放射された熱により、熱電素子間に位置する冷却媒体の温度が上昇して熱電素子の上下面（高温接触面と低温接触面）の温度差が減少する。その結果、熱電発電装置の発電効率が低下し、発電量の低下につながる。
【０００７】
また、熱電素子間に熱が放射されるため、熱電素子間の昇温によるケーブル等への熱負荷が過大になるおそれがあり、場合によっては、ケーブルや熱電素子等が損傷する等の熱害が生じ得る。
【０００８】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、熱電変換モジュール間への熱放射を抑制し、熱電変換モジュールへの伝熱効率を高めて発電量を増加させるとともに、熱電変換モジュール間のケーブル等に対する熱害の防止に寄与することができる熱電発電装置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】
【０００９】
本発明に係る熱電発電装置は、上記目的を達成するため、（１）高温媒体が流通する第１の管と低温媒体が流通する第２の管との間に配置される複数個の熱電変換モジュールを備えた熱電発電装置であって、前記第１の管内に、隣り合う熱電変換モジュール間の高温媒体を当該熱電変換モジュールから遠ざけるように前記高温媒体の流れを変える案内部が設けられているものから構成されている。
【００１０】
この熱電発電装置は、第１の管内に設けた案内部により、熱電変換モジュール間において高温媒体の流れが当該熱電変換モジュールから遠ざけられているので、高温媒体から熱電変換モジュール間への熱放射を抑制することができる。これにより、本発明の熱電発電装置は、当該熱電変換モジュール以降の熱電変換モジュールに伝熱される熱量を増加させることができ（伝熱効率の向上）、発電量を増加させることができる。
【００１１】
また、熱電変換モジュール間への熱放射が抑制されることで、熱電変換モジュール間に位置する第２の管内の低温媒体の温度上昇が抑制され、熱電変換モジュールの上下面の温度差が相対的に増大する。これにより、熱電発電装置の発電効率が高められ、発電量を増加させることができる。
【００１２】
また、熱電変換モジュール間への熱放射量が低減されるので、熱電変換モジュール間を繋ぐケーブル等に対する損傷等の熱害の防止に寄与することができる。
【００１３】
上記（１）に記載の熱電発電装置において、（２）前記案内部は、前記熱電変換モジュールと前記第１の管との接触部に向けて前記高温媒体を導くように設けられているものから構成されている。
【００１４】
この熱電発電装置は、第１の管内に設けた案内部により、高温媒体が熱電変換モジュールと第１の管との接触部に向かうよう導かれているので、高温媒体から直接熱電変換モジュールに伝熱することができる。すなわち、案内部によって高温媒体から熱電変換モジュールに熱が速やかに伝わり易い構造となっている。
【００１５】
これにより、本発明の熱電発電装置は、現状技術の熱回収フィンに見られるような、フィンを介して熱電素子に熱が伝わる構造（すなわち、熱電素子に熱が速やかに伝わり難い構造）を有した熱電発電装置と比べて、熱電変換モジュールへの伝熱効率を高めることができ、発電量をより一層増加させることができる。
【００１６】
上記（２）に記載の熱電発電装置において、（３）前記案内部は、前記第１の管を介して前記熱電変換モジュールと熱的に結合される吸熱フィンであり、前記吸熱フィンの壁面に前記高温媒体の流れの方向を規定する複数のリブを有し、前記複数のリブが、前記熱電変換モジュールと前記第１の管との接触部において前記高温媒体を当該接触部に沿って流すように配列された第１のリブと、前記高温媒体の流通方向において隣り合う熱電変換モジュール間において前記高温媒体を当該熱電変換モジュールから遠ざけて流すように配列された第２のリブと、を含むものから構成されている。
【００１７】
この熱電発電装置は、第１のリブにより、高温媒体を積極的に熱電変換モジュールと第１の管との接触部に向けて流すことができるので、熱電変換モジュールへの伝熱性がより一層高められ、発電量をより一層増加させることができる。
【００１８】
また、第２のリブにより、高温媒体を積極的に熱電変換モジュールから遠ざけて流すことができるので、高温媒体から熱電変換モジュール間への熱放射をより一層抑制することができる。これは、以降の熱電変換モジュールへの伝熱効率の向上に寄与し、発電量の更なる増加に寄与する。
【００１９】
上記（３）に記載の熱電発電装置において、（４）前記第１の管の、前記隣り合う熱電変換モジュール間に対応する部分に、第１の凹みが設けられ、前記第１の凹みが設けられている側と反対側の面上で、前記熱電変換モジュールと前記第１の管との接触部に対応する部分に、第２の凹みが設けられているものから構成されている。
【００２０】
この熱電発電装置は、第１の凹みによって高温媒体の流れを熱電変換モジュールから確実に遠ざけることができるので、上記（３）に記載の熱電発電装置と比べて、高温媒体から熱電変換モジュール間に放射される熱量をより一層低減することができる。これによって、以降の熱電変換モジュールへの伝熱効率を更に向上させることができ、発電量の更なる増加に寄与することができる。
【００２１】
また、第２の凹みによって高温媒体の流れを積極的に接触部に指向させることができるので、上記（３）に記載の熱電発電装置と比べて、高温媒体から熱電変換モジュールへの伝熱効率をより一層高めることができる。
【００２２】
上記（２）に記載の熱電発電装置において、（５）前記案内部は、前記第１の管を介して前記熱電変換モジュールと熱的に結合される吸熱フィンであり、前記高温媒体の流通方向と直交する前記第１の管の幅方向において前記熱電変換モジュールと接触していない部分の前記高温媒体の流れを、前記熱電変換モジュールと前記第１の管との接触部の方向に指向させる複数のリブが、前記吸熱フィンの壁面に設けられているものから構成されている。
【００２３】
この熱電発電装置は、吸熱フィンの壁面に設けた複数のリブにより、第１の管の幅方向において熱電変換モジュールと接触していない部分の高温媒体を熱電変換モジュールとの接触部に集めることができるので、第１の管の幅方向において熱電変換モジュールと接触していない部分からの熱放射量を低減することができる。これにより、熱電発電装置の発電量をより一層増加させることができる。
【００２４】
また、熱電変換モジュールと接触していない部分からの熱放射量が低減されることで、第１の管の幅方向において隣り合う熱電変換モジュール間を繋ぐケーブル等に対する損傷等の熱害を防止することができる。
【００２５】
上記（５）に記載の熱電発電装置において、（６）前記吸熱フィンの壁面に設けられる前記複数のリブは、前記高温媒体の流通方向において上流側に位置する熱電変換モジュールに対応する部分におけるリブの設置個数が、下流側に位置する熱電変換モジュールに対応する部分におけるリブの設置個数よりも少なくなるよう配置されているものから構成されている。
【００２６】
この熱電発電装置は、高温媒体の流通方向において上流側の熱電変換モジュールに対応する部分に配置される吸熱フィンのリブの設置個数を相対的に減らしているので、上記（５）に記載の熱電発電装置と比べて、上流側において第１の管の幅方向に隣り合う熱電変換モジュール間を繋ぐケーブル等に対する損傷等の熱害を一層抑制することができる。
【００２７】
また、この熱電発電装置は、高温媒体の流通方向において下流側の熱電変換モジュールに対応する部分に配置される吸熱フィンのリブの設置個数を相対的に増やしているので、この下流側の熱電変換モジュールとの接触部に高温媒体をより多く集めることができる。これにより、熱電発電装置全体としての発電量を増加させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、熱電変換モジュール間への熱放射を抑制し、熱電変換モジュールへの伝熱効率を高めて発電量を増加させるとともに、熱電変換モジュール間のケーブル等に対する熱害の防止に寄与することができる熱電発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る熱電発電装置の第１の実施の形態を示す図であり、熱電発電装置を備えたエンジンの排気系の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る熱電発電装置の第１の実施の形態を示す図であり、熱電発電装置の構成を示す側面断面図である。
【図３】本発明に係る熱電発電装置の第１の実施の形態を示す図であり、図２のＡ−Ａ線に沿って見たときの正面断面図である。
【図４】本発明に係る熱電発電装置の第１の実施の形態を示す図であり、熱電変換モジュールの構成を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る熱電発電装置の第１の実施の形態を示す図であり、熱電発電装置に用いられる吸熱フィンの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図６】本発明に係る熱電発電装置の第１の実施の形態を示す図であり、熱電発電装置に用いられる吸熱フィンの作用を説明するための図である。
【図７】本発明に係る熱電発電装置の第２の実施の形態を示す図であり、熱電発電装置の構成を示す側面断面図である。
【図８】本発明に係る熱電発電装置の第２の実施の形態を示す図であり、図７のＢ−Ｂ線に沿って見たときの正面断面図である。
【図９】本発明に係る熱電発電装置の第２の実施の形態を示す図であり、熱電発電装置に用いられる吸熱フィンの作用を説明するための図である。
【図１０】本発明に係る熱電発電装置の第３の実施の形態を示す図であり、熱電発電装置の要部を拡大して示す側面断面図である。
【図１１】本発明に係る熱電発電装置の第４の実施の形態を示す図であり、熱電発電装置の構成を示す平面断面図である。
【図１２】本発明に係る熱電発電装置の第４の実施の形態を示す図であり、図１１のＣ−Ｃ線に沿って見たときの正面断面図である。
【図１３】本発明に係る熱電発電装置の第５の実施の形態を示す図であり、熱電発電装置の構成を示す平面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る熱電発電装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態では、熱電発電装置を、自動車等の車両に搭載される水冷式の多気筒の内燃機関、例えば４サイクルガソリンエンジン（以下、単に「エンジン」という。）に適用した場合について説明している。また、エンジンは、ガソリンエンジンに限定されるものではない。
【００３１】
（第１の実施の形態）
図１〜図６は、本発明に係る熱電発電装置の第１の実施の形態を示す図である。このうち、図１は、第１の実施の形態の熱電発電装置１７を備えたエンジンの排気系の概略構成を示し、図２は、熱電発電装置１７を側面から見たときの断面構造を示し、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿って熱電発電装置１７を正面から見たときの断面構造を示している。
【００３２】
まず、第１の実施の形態の熱電発電装置１７を備えたエンジンの排気系の構成について説明する。
【００３３】
図１に示すように、自動車等の車両に搭載される内燃機関としてのエンジン１は、吸気系から供給される空気と燃料供給系から供給される燃料とを適宜の空燃比で混合してなる混合気を燃焼室に供給して燃焼させた後、この燃焼に伴って発生する排気ガスを排気系から大気に放出するようになっている。
【００３４】
排気系は、エンジン１に取り付けられたエキゾーストマニホールド２と、このエキゾーストマニホールド２に球面継手３を介して連結された排気管４とを含んで構成されており、エキゾーストマニホールド２と排気管４とによって排気通路が形成されている。
【００３５】
球面継手３は、エキゾーストマニホールド２と排気管４との適度な揺動を許容するとともに、エンジン１の振動や動きを排気管４に伝達させないように、あるいは減衰させて伝達するようになっている。
【００３６】
排気管４上には、まず上流側に、２つの触媒５，６が直列に設置されており、これらの触媒５，６により排気ガスが浄化されるようになっている。
【００３７】
排気管４において排気ガスの排気方向の上流側に設置される触媒５は、いわゆるスタートキャタリスタ（Ｓ／Ｃ）と呼ばれるものである。一方、排気管４において排気ガスの排気方向の下流側に設置される触媒６は、いわゆるメインキャタリスタ（Ｍ／Ｃ）またはアンダーフロアキャタリスタ（Ｕ／Ｆ）と呼ばれるものである。
【００３８】
これらの触媒５，６は、例えば三元触媒により構成されている。この三元触媒は、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を一括して化学反応により無害な成分に変化させるといった浄化作用を発揮する。
【００３９】
エンジン１の内部には、ウォータジャケットが形成されており、このウォータジャケットにはロングライフクーラント（ＬＬＣ）と呼ばれる冷却液（以下、単に「冷却水」という。）が充填されている。
【００４０】
この冷却水は、エンジン１に取り付けられた導出管８から導出された後、ラジエータ７に供給され、このラジエータ７から冷却水の還流管９を経てエンジン１に戻されるようになっている。ラジエータ７は、ウォータポンプ１０によって循環される冷却水を外気との熱交換により冷却するものである。
【００４１】
また、還流管９にはバイパス管１２が連結されており、このバイパス管１２と還流管９との間にはサーモスタット１１が介装されている。このサーモスタット１１によって、ラジエータ７を流通する冷却水量とバイパス管１２を流通する冷却水量とが調節されるようになっている。例えば、エンジン１の暖機運転時においてはバイパス管１２側の冷却水量が増加されて暖機が促進されるようになっている。
【００４２】
バイパス管１２にはヒータ配管１３が連結されており、このヒータ配管１３の途中にヒータコア１４が設けられている。このヒータコア１４は、冷却水の熱を利用して車室内の暖房を行うための熱源である。
【００４３】
このヒータコア１４によって暖められた空気は、ブロアファン１５によって車室内に導入されるようになっている。なお、ヒータコア１４とブロアファン１５とによりヒータユニット１６が構成されている。
【００４４】
また、ヒータ配管１３には、後述する熱電発電装置１７に冷却水を供給する上流側配管１８ａが連結されており、熱電発電装置１７と還流管９との間には、熱電発電装置１７から還流管９に冷却水を排出する下流側配管１８ｂが連結されている。
【００４５】
このため、熱電発電装置１７において排熱回収が行われている場合には、下流側配管１８ｂを流れる冷却水は、上流側配管１８ａを流れる冷却水の温度よりも高くなる。
【００４６】
一方、エンジン１の排気系には、触媒６の後段に熱電発電装置１７が設けられている。この熱電発電装置１７は、エンジン１から排出される排気ガスの熱を回収し、排気ガスの熱エネルギーを電気エネルギーに変換するようになっている。
【００４７】
図２および図３に示すように、熱電発電装置１７は、エンジン１から排出された排気ガスＧが導入される内管２１と、内管２１の外方に設けられ、内管２１との間で受熱通路２２を形成する排気管としての外管２３とを備えている。この外管２３は、第１の管を構成している。
【００４８】
内管２１の上流端は、排気管４に連結されており、内管２１の内部には排気管４から排気ガスＧが導入される排気通路２５が形成されている。内管２１は、支持部材２４を介して外管２３に固定されており、外管２３は、その下流端がテールパイプ１９（図１参照）に連結されている。
【００４９】
このため、エンジン１から排気管４を通して内管２１の排気通路２５に排出された排気ガスＧは、排気通路２５を通してテールパイプ１９に排出された後、テールパイプ１９から外気に排出される。
【００５０】
また、熱電発電装置１７は、外管２３の外周面上に設けられた複数個の熱電変換モジュール２７と、熱電変換モジュール２７の周囲を囲むように外管２３と同軸上に設けられた筒状の冷却水管２８とを備えている。この冷却水管２８は、第２の管を構成している。
【００５１】
熱電変換モジュール２７は、図４に示すように、高温側の受熱部を構成する受熱基板２９と、低温側の放熱部を構成する放熱基板３０と、ゼーベック効果により受熱部と放熱部との温度差に応じた熱起電力を発生するＮ型熱電変換素子３１およびＰ型熱電変換素子３２とを備えている。受熱基板２９および放熱基板３０は、例えば、絶縁セラミックスから構成され、Ｎ型熱電変換素子３１およびＰ型熱電変換素子３２は、半導体素子から構成されている。
【００５２】
この熱電変換モジュール２７は、その受熱基板２９が外管２３に接触し、かつ、その放熱基板３０が冷却水管２８に接触するように配置されている。Ｎ型熱電変換素子３１およびＰ型熱電変換素子３２は、受熱基板２９と放熱基板３０との間にそれぞれ複数個設置されており、受熱基板２９に接触する側の面に接続された電極３３ａおよび放熱基板３０に接触する側の面に接続された電極３３ｂを介して、交互にかつ直列に接続されている。
【００５３】
また、図２に示すように、排気ガスＧの流通方向において隣り合う熱電変換モジュール２７は、ケーブル３４（図４に示す熱電変換モジュール２７の入力用および出力用の配線３５）を介して電気的に接続されている。すなわち、排気ガスＧの流通方向において電気的に接続される各熱電変換モジュール２７は、相互間にケーブル布設用の隙間３７をあけて配置されている。
【００５４】
このように配置され電気接続された熱電変換モジュール２７から発生される電流は、ケーブル３４を介して熱電発電装置１７から取り出され、図示しないＤＣ−ＤＣコンバータを介して補機バッテリに供給されるようになっている。
【００５５】
また、本実施の形態においては、熱電変換モジュール２７は、図４に示すようにプレート形状を有しており、その平面が平坦となっている。この熱電変換モジュール２７の両面は、それぞれ外管２３および冷却水管２８に密着させる必要があるため、熱電変換モジュール２７の一方の面および他方の面がそれぞれ接触する外管２３および冷却水管２８は、熱電変換モジュール２７の形状に合わせてそれぞれ平坦となっている。本実施の形態においては、外管２３および冷却水管２８は、図３に示すように、その断面形状が四角形に形成されている。
【００５６】
また、外管２３および冷却水管２８は、その断面形状が四角形に限らず、八角形等の多角形状、あるいは円形や楕円形等の曲線形状に形成されていてもよい。外管２３および冷却水管２８の断面形状を曲線形状とした場合、熱電変換モジュール２７の一方の面（受熱基板２９）および他方の面（放熱基板３０）を外管２３および冷却水管２８の形状に合わせて湾曲させるように形成すればよい。
【００５７】
図２および図３に示すように、冷却水管２８は、上流側配管１８ａに連結される冷却水導入部２８ａ、および下流側配管１８ｂに連結される冷却水排出部２８ｂを備えている。この冷却水管２８は、冷却水導入部２８ａから冷却水管２８に導入された冷却水Ｗが排気ガスＧの排気方向と逆方向に流れるように、冷却水導入部２８ａに対して冷却水排出部２８ｂが排気方向の上流側に設けられている。
【００５８】
このため、冷却水Ｗは、内管２１と外管２３の間の受熱通路２２に流れる排気ガスＧの排気方向と逆方向に流れることになる。このように冷却水Ｗと排気ガスＧが互いに逆方向に流れる配置態様とすることで、いわゆる対数平均温度差により、熱電発電装置１７の熱回収効率を高めることができる。
【００５９】
なお、図２に示す冷却水導入部２８ａおよび冷却水排出部２８ｂの配置態様は一例であり、これに限定されないことはもちろんである。図示の例とは逆に、冷却水管２８に導入された冷却水Ｗが排気ガスＧの排気方向と同じ方向に流れるように、冷却水導入部２８ａに対して冷却水排出部２８ｂを排気方向の下流側に設けるようにしてもよい。
【００６０】
図２に示すように、内管２１には複数の連通孔３６が形成されており、この連通孔３６は、内管２１の内部と受熱通路２２とを連通している。各連通孔３６は、内管２１の円周方向に等間隔に形成されているとともに、図２には特に示していないが、内管２１内を流れる排気ガスＧの排気方向、すなわち、内管２１の延在方向に沿って配列されている。なお、連通孔３６は、等間隔に形成されるものに限定されない。
【００６１】
また、支持部材２４には、支持部材２４の円周方向に亘って等間隔に連通孔２４ａが形成されている。受熱通路２２は、支持部材２４に形成された連通孔２４ａを通してテールパイプ１９（図１参照）に連通している。なお、連通孔２４ａは、等間隔に形成されるものに限定されない。
【００６２】
また、内管２１には開閉弁２６が設けられており、この開閉弁２６は、内管２１の下流端に設けられ、内管２１を開閉するように外管２３に回動自在に取り付けられている。この開閉弁２６は、排気通路２５を流れる排気ガスＧの圧力の大きさに応じて自動的に開閉するものである。なお、開閉弁２６は、冷却水の温度に応じて作動するサーモアクチュエータ、あるいは電磁アクチュエータによって制御されるようにしてもよい。
【００６３】
この開閉弁２６は、排気ガスＧの圧力が低い場合には、図２に実線で示すように内管２１を閉塞することにより、内管２１に導入された排気ガスＧを受熱通路２２に導入するようになっている。
【００６４】
例えば、エンジン１の冷間始動時には、エンジン１のアイドリングが行われて排気ガスＧの圧力が低いため、開閉弁２６が閉じた状態となる。このため、排気管４から内管２１の排気通路２５に導入された排気ガスＧが受熱通路２２に導入され、受熱通路２２を通過する排気ガスＧによって冷却水管２８を流通する冷却水Ｗが昇温され、エンジン１の暖機が促される。
【００６５】
また、エンジン１の暖機後の低負荷走行時には、排気ガスＧの温度が高温となっても排気ガスＧの圧力が低いため、開閉弁２６は閉じた状態のままであり、排気管４から内管２１の排気通路２５に導入された排気ガスＧが受熱通路２２に導入される。このときには、熱電変換モジュール２７によって排気ガスＧの熱エネルギーが電気エネルギーに効率よく変換される。
【００６６】
一方、開閉弁２６は、排気ガスＧの圧力が高い場合には、図２に破線で示すように内管２１を解放するようになっている。
【００６７】
例えば、エンジン１の高負荷走行時には、エンジン１が高回転となって排気ガスＧの圧力が高くなるため、内管２１に導入された排気ガスＧの圧力が高くなり、開閉弁２６が解放される。開閉弁２６が解放されると、排気通路２５とテールパイプ１９（図１）が連通し、排気ガスＧは、受熱通路２２を流れずに、排気通路２５からテールパイプ１９に直接排出される。このため、高温の排気ガスＧによって冷却水管２８を流通する冷却水Ｗが昇温されることがない。
【００６８】
このとき、サーモスタット１１（図１）によってバイパス管１２と還流管９との連通が遮断されるので、エンジン１から導出管８を介して導出された冷却水がラジエータ７を介して還流管９に導出される。このため、エンジン１に低温の冷却水が供給され、エンジン１の冷却性能を高めることができる。
【００６９】
また、エンジン１の高負荷走行時には開閉弁２６が解放されるので、排気通路２５を流れる排気ガスＧの背圧が高くなることがなく、排気ガスＧの排気性能が低下するのを防止することができる。
【００７０】
本実施の形態の熱電発電装置１７は、図２、図３および図６に示すように、内管２１と外管２３の間の受熱通路２２に、排気ガスＧを受熱通路２２内で特定の方向に導くように排気ガスＧの流れを変える案内部としての役割を果たす吸熱フィン４０を備えている。
【００７１】
本実施の形態の熱電発電装置１７においては、図３に示すように、冷却水管２８の冷却水導入部２８ａおよび冷却水排出部２８ｂが設けられている方向において内管２１を挟んで対向するように２個の吸熱フィン４０が配置されている。
【００７２】
吸熱フィン４０は、排気ガスＧの流通方向に沿って延在し（図２参照）、かつ、排気ガスＧの流通方向と直交する面内で見たときに（図３参照）その断面形状が凹凸状または櫛歯状となる構造を有している。この吸熱フィン４０は、図３、図６に示すように、その一方の壁面４１ａおよび他方の壁面４１ｂに、排気ガスＧの流れの方向を特定の方向に指向させる２種類のリブ４２，４３を備えている。
【００７３】
図３に示すように吸熱フィン４０の断面形状は凹凸状または櫛歯状に成形されているので、同じ種類のリブ４２であっても、１番目、３番目、……のリブ４２、および２番目、４番目、……のリブ４２は、それぞれ一方の壁面４１ａおよび他方の壁面４１ｂに１個おきに交互に設けられている。もう一方の種類のリブ４３についても、同様の配置態様で設けられている。
【００７４】
２種類のリブ４２，４３は、図５に示すように、吸熱フィン４０と一体に形成されている。この吸熱フィン４０は、１枚の板状部材をプレス加工等により成形することによって得られる。
【００７５】
すなわち、１枚の板状部材の所要の箇所に、打ち抜き加工等により長方形状の１辺を残して３辺を切り欠き、その切り欠いた部分を壁面４１ａに対して略９０°の角度で起立させることにより、所望のリブ４２，４３を形成することができる。もう一方の壁面４１ｂに対しても、同様の方法で所望のリブ４２，４３を形成することができる。
【００７６】
これら２種類のリブ４２，４３のうち、吸熱フィン４０の壁面４１ａ，４１ｂ上で、熱電変換モジュール２７と外管２３との接触部３８に対応する部位に設けられたリブ４２（第１のリブ）は、図６に示すように、排気ガスＧの流れを接触部３８の方向に指向させるように配列されている。
【００７７】
これにより、外管２３と内管２１の間の受熱通路２２（図２、図３参照）を流れる排気ガスＧは、熱電変換モジュール２７と外管２３との接触部３８近傍においては、第１のリブ４２により、図６において矢印で示すように接触部３８に沿って流れるようになっている。
【００７８】
また、吸熱フィン４０の壁面４１ａ，４１ｂ上で、隣り合う熱電変換モジュール２７間に対応する部位に設けられたリブ４３（第２のリブ）は、図６に示すように、排気ガスＧの流れを当該熱電変換モジュール２７から遠ざける方向に指向させるように配列されている。
【００７９】
これにより、外管２３と内管２１の間の受熱通路２２を流れる排気ガスＧは、熱電変換モジュール２７間においては、第２のリブ４３により、図６において矢印で示すように当該熱電変換モジュール２７から遠ざかって流れるようになっている。
【００８０】
本実施の形態の熱電発電装置１７は、上述のような構成を備えることにより、以下の作用効果を奏する。
【００８１】
先ず、内管２１と外管２３の間の受熱通路２２に配置した吸熱フィン４０に、排気ガスＧの流れを熱電変換モジュール２７から遠ざけるように指向させる第２のリブ４３を設けているので（図６参照）、熱電変換モジュール２７間においては、排気ガスＧを外管２３の内壁部に沿わないように流すことができる。これにより、排気ガスＧから熱電変換モジュール２７間（すなわち、隙間３７）に放射される熱量を低減することができる。
【００８２】
このように熱電変換モジュール２７間への熱放射を抑制できるので、以降の熱電変換モジュール２７に伝熱される熱量を増加させることができ（伝熱効率の向上）、熱電発電装置１７の発電量を増加させることができる。
【００８３】
また、熱電変換モジュール２７間への熱放射が抑制されることで、熱電変換モジュール２７間の上方に位置する冷却水Ｗの温度上昇が抑制され、熱電変換モジュール２７の上下面（すなわち、外管２３に接している側の面と、冷却水管２８に接している側の面）の温度差が相対的に増大する。これにより、熱電発電装置１７の発電効率が高められ、発電量を増加させることができる。
【００８４】
また、熱電変換モジュール２７間への熱放射量が低減されるので、熱電変換モジュール２７間を接続するケーブル３４に対する損傷等の熱害を防止することができる。
【００８５】
また、内管２１と外管２３の間の受熱通路２２に配置した吸熱フィン４０に、排気ガスＧの流れを熱電変換モジュール２７と外管２３との接触部３８に向けるように指向させる第１のリブ４２を設けているので（図６参照）、接触部３８近傍においては、排気ガスＧを接触部３８に沿って流すことができる。これによって、排気ガスＧの熱を直接熱電変換モジュール２７に伝えることができる。すなわち、第１のリブ４２を備えた吸熱フィン４０は、排気ガスＧから熱電変換モジュール２７に熱が速やかに伝わり易い構造となっている。
【００８６】
現状技術の一般的な熱回収フィン（例えば、ストレートフィン、ウェーブフィン、オフセットフィン等）を用いると、排気ガスがフィンの形状に沿うように流れるため、排気ガスから熱電素子へは、排気ガス→フィン→フィン基底部→排気管（管壁部）→熱電素子、といった多くの伝熱ステップを経る必要がある。すなわち、現状技術において用いられている一般的な熱回収フィンは、熱電素子に熱が速やかに伝わり難い構造となっている。
【００８７】
これに対して、本実施の形態の熱電発電装置１７は、接触部３８において積極的に沿うように排気ガスＧを流すことで、排気ガスＧから熱電変換モジュール２７に伝わる伝熱のステップが「排気ガスＧ→吸熱フィン４０の基底部→外管２３→熱電変換モジュール２７」となり、排気ガスＧから熱電変換モジュール２７に熱が速やかに伝わり易い構造となっている。
【００８８】
これにより、本実施の形態の熱電発電装置１７は、現状技術の熱回収フィンを有した熱電発電装置と比べて、熱電変換モジュール２７への伝熱効率を高めることができ、発電量をより一層増加させることができる。
【００８９】
また、接触部３８において積極的に沿うように排気ガスＧを流すことで、その間の排気ガスＧの流速が増加するため、ニュートンの冷却の法則により、伝熱効率をさらに高めることができ、発電量の更なる増加に寄与することができる。
【００９０】
また、吸熱フィン４０の壁面４１ａ，４１ｂからほぼ直交する方向にリブ４２，４３を突出させているので（図５参照）、壁面４１ａ，４１ｂに沿って流れる排気ガスＧは、積極的にリブ４２，４３に衝突する。これにより、吸熱フィン４０への伝熱性が向上し、発電量を増加させることができる。
【００９１】
さらに、吸熱フィン４０にリブ４２，４３を設けることで、排気ガスＧの流れにおいて渦が発生し強制対流をひき起こすため、吸熱フィン４０に伝わる熱量が増加する。また、渦が消失する際には、その運動エネルギーが熱エネルギーに変換されるため、吸熱フィン４０に伝わる熱量がさらに増加する。これにより、発電量をさらに増加させることができる。
【００９２】
（第２の実施の形態）
図７〜図９は、本発明に係る熱電発電装置の第２の実施の形態を示したものである。このうち、図７は、第２の実施の形態の熱電発電装置１７Ａを側面から見たときの断面構造を示し、図８は、図７のＢ−Ｂ線に沿って熱電発電装置１７Ａを正面から見たときの断面構造を示している。図７、図８に示す構成のうち、第１の実施の形態の熱電発電装置１７（図２、図３）と同一の構成には同一の参照符号を付しており、重複する部分の説明は省略する。
【００９３】
上述した第１の実施の形態の熱電発電装置１７は、エンジン１から排出された排気ガスＧが導入される内管２１と、この内管２１との間で受熱通路２２を形成する外管２３とを備えた構造としているが、この第２の実施の形態の熱電発電装置１７Ａは、排気ガスＧが導入される単一構造の排気管２１Ａを備えている（図７、図８参照）。
【００９４】
この排気管２１Ａは、その断面形状が四角形であり、その４つの各周面に熱電変換モジュール２７が配置されている（図８参照）。そして、これら各熱電変換モジュール２７に熱接触するように冷却水管２８が配置されている。
【００９５】
このため、第２の実施の形態の熱電発電装置１７Ａにおいては、排気管２１Ａ内に吸熱フィン４５が設けられ、排気管２１Ａ内を流通する排気ガスＧの流れを特定の方向に導く案内部としての役割を果たすようになっている。
【００９６】
この吸熱フィン４５は、排気ガスＧの流通方向に沿って延在し（図７参照）、かつ、排気ガスＧの流通方向と直交する面内で見たときに（図８参照）その断面形状が凹凸状または櫛歯状となる構造を有している。この吸熱フィン４５は、図８、図９に示すように、その一方の壁面４６ａおよび他方の壁面４６ｂに、排気ガスＧの流れの方向を特定の方向に指向させる２種類のリブ４７ａ，４７ｂおよび４８ａ，４８ｂを備えている。
【００９７】
これらのリブ４７ａ，４７ｂ，４８ａ，４８ｂのうち、排気管２１Ａ内で上側に位置するリブ４７ａ，４８ａは、排気管２１Ａの各周面に配置された熱電変換モジュール２７のうち上側に配置された熱電変換モジュール２７に対応して設けられている。一方、排気管２１Ａ内で下側に位置するリブ４７ｂ，４８ｂは、排気管２１Ａの各周面に配置された熱電変換モジュール２７のうち下側に配置された熱電変換モジュール２７に対応して設けられている。
【００９８】
２種類のリブ４７ａ，４７ｂおよび４８ａ，４８ｂのうち、吸熱フィン４５の壁面４６ａ，４６ｂ上で、上下の熱電変換モジュール２７と排気管２１Ａとの接触部３８に対応する部位に設けられたリブ４７ａ，４７ｂ（第１のリブ）は、図９に示すように、排気ガスＧの流れを接触部３８の方向に指向させるように配列されている。
【００９９】
これにより、排気管２１Ａ内を流れる排気ガスＧは、熱電変換モジュール２７と排気管２１Ａとの接触部３８近傍においては、第１のリブ４７ａ，４７ｂにより、図９において矢印で示すように接触部３８に沿って流れるようになっている。
【０１００】
また、吸熱フィン４５の壁面４６ａ，４６ｂ上で、上下の隣り合う熱電変換モジュール２７間に対応する部位に設けられたリブ４８ａ，４８ｂ（第２のリブ）は、図９に示すように、排気ガスＧの流れを当該熱電変換モジュール２７から遠ざける方向に指向させるように配列されている。
【０１０１】
これにより、排気管２１Ａ内を流れる排気ガスＧは、熱電変換モジュール２７間においては、第２のリブ４８ａ，４８ｂにより、図９において矢印で示すように当該熱電変換モジュール２７から遠ざかって流れるようになっている。
【０１０２】
この第２の実施の形態の熱電発電装置１７Ａは、吸熱フィン４５に設けられる第１のリブ４７ａ，４７ｂおよび第２のリブ４８ａ，４８ｂが、上述した第１の実施の形態の熱電発電装置１７における第１のリブ４２および第２のリブ４３の配置態様と同様の配置態様で設けられているので、第１の実施の形態の場合と同様の作用効果（発電量の増加、熱害の防止）を奏することができる。
【０１０３】
（第３の実施の形態）
図１０は、本発明に係る熱電発電装置の第３の実施の形態を示したもので、この第３の実施の形態の熱電発電装置１７Ｂの要部（吸熱フィン４０ａおよびその周辺部）を拡大して側面から見たときの断面構造を示している。図１０に示す構成のうち、第１の実施の形態の熱電発電装置１７（図６）と同一の構成には同一の参照符号を付しており、重複する部分の説明は省略する。
【０１０４】
この第３の実施の形態の熱電発電装置１７Ｂは、上述した第１の実施の形態の熱電発電装置１７と比べて、外管２３ａの所定の箇所に凹みＤＰ１を設けた点、および内管２１ａの所定の箇所に凹みＤＰ２を設けた点で相違する。
【０１０５】
具体的には、外管２３ａ上で、隣り合う熱電変換モジュール２７間に対応する部分の管壁部を、外管２３ａの内側に凹ませることによって、凹みＤＰ１が形成されている（図１０参照）。また、内管２１ａ上で、熱電変換モジュール２７と外管２３ａとの接触部３８に対応する部分の管壁部を、内管２１ａの外側（すなわち、外管２３ａの内側）に凹ませることによって、凹みＤＰ２が形成されている。
【０１０６】
外管２３ａに設けられる凹みＤＰ１、および内管２１ａに設けられる凹みＤＰ２は、それぞれ外管２３ａ、内管２１ａの材料となるシート状の金属材をプレス加工することによって、形成することができる。
【０１０７】
この第３の実施の形態の熱電発電装置１７Ｂは、外管２３ａに設けた凹みＤＰ１によって排気ガスＧの流れを熱電変換モジュール２７から確実に遠ざけることができるので、上述した第１の実施の形態の熱電発電装置１７と比べて、排気ガスＧから熱電変換モジュール２７間（すなわち、隙間３７）に放射される熱量をより一層低減することができる。
【０１０８】
これにより、当該熱電変換モジュール以降の熱電変換モジュール２７に伝熱される熱量をより一層増加させることができ（伝熱効率の更なる向上）、熱電発電装置１７Ｂの発電量をより一層増加させることができる。
【０１０９】
また、第３の実施の形態の熱電発電装置１７Ｂは、内管２１ａに設けた凹みＤＰ２によって排気ガスＧの流れを積極的に接触部３８に指向させることができるので、上述した第１の実施の形態の熱電発電装置１７と比べて、排気ガスＧから熱電変換モジュール２７への伝熱効率をより一層高めることができる。これにより、熱電発電装置１７Ｂの発電量の更なる増加に寄与することができる。
【０１１０】
（第４の実施の形態）
図１１および図１２は、本発明に係る熱電発電装置の第４の実施の形態を示したものである。このうち、図１１は、第４の実施の形態の熱電発電装置１７Ｃを平面的に見たときの断面構造を示し、図１２は、図１１のＣ−Ｃ線に沿って熱電発電装置１７Ｃを正面から見たときの断面構造を示している。図１１、図１２に示す構成のうち、第１の実施の形態の熱電発電装置１７（図２、図３）と同一の構成には同一の参照符号を付しており、重複する部分の説明は省略する。
【０１１１】
上述した第１の実施の形態の熱電発電装置１７は、エンジン１から排出された排気ガスＧが導入される内管２１と、この内管２１との間で受熱通路２２を形成する外管２３とを備えた構造としているが、この第４の実施の形態の熱電発電装置１７Ｃは、排気ガスＧが導入される単一構造の排気管２１Ｂを備えている（図１１、図１２参照）。
【０１１２】
この排気管２１Ｂは、図１２に示すように、その断面形状が偏平の四角形であり、その上下方向の各周面に熱電変換モジュール２７が配置されている。そして、これら各熱電変換モジュール２７に熱接触するように冷却水管２８（図１１、図１２においては図示を省略、図２、図３参照）が配置されている。
【０１１３】
このため、第４の実施の形態の熱電発電装置１７Ｃにおいては、排気管２１Ｂ内に吸熱フィン５０が設けられ、排気管２１Ｂ内を流通する排気ガスＧの流れを特定の方向に導く案内部としての役割を果たすようになっている。
【０１１４】
この吸熱フィン５０は、排気ガスＧの流通方向に沿って延在し（図１１参照）、かつ、排気ガスＧの流通方向と直交する面内で見たときに（図１２参照）その断面形状が凹凸状または櫛歯状となる構造を有している。この吸熱フィン５０は、図１１、図１２に示すように、その一方の壁面５１ａまたは他方の壁面５１ｂに、排気ガスＧの流れの方向を特定の方向に指向させる２種類のリブ５２および５３を備えている。
【０１１５】
図１１の例では、これらのリブ５２，５３の配置態様を見易くするために、熱電変換モジュール２７の表示およびフィン５０の表示を破線で示している。
【０１１６】
上記の２種類のリブ５２，５３のうち、排気管２１Ｂ内で排気ガスＧの流通方向に沿った熱電変換モジュール２７の中心線に対応する箇所の、上流側から下流側に向かって左側に位置するリブ５２（図示の例では４列分または３列分のリブ５２）は、排気ガスＧの流れを右側斜め方向で下流側（図１１において矢印で示す方向）に指向させるように配列されている。
【０１１７】
すなわち、このリブ５２は、図１１、図１２に示すように、排気ガスＧの流通方向と直交する排気管２１Ｂの幅方向において、熱電変換モジュール２７と熱的に接触していない部分（図示の例では、隣り合う熱電変換モジュール２７間の隙間３７ａ、および排気管２１Ｂの両端近傍の部分３７ｂ）の排気ガスＧの流れを、熱電変換モジュール２７との接触部３８の方向に指向させる役割を果たしている。
【０１１８】
一方、上記の２種類のリブ５２，５３のうち、排気管２１Ｂ内で排気ガスＧの流通方向に沿った熱電変換モジュール２７の中心線に対応する箇所の、上流側から下流側に向かって右側に位置するリブ５３（図示の例では３列分または４列分のリブ５３）は、排気ガスＧの流れを左側斜め方向で下流側（図１１において矢印で示す方向）に指向させるように配列されている。
【０１１９】
すなわち、このリブ５３は、もう一方のリブ５２と同様に、排気管２１Ｂの幅方向において、熱電変換モジュール２７と熱的に接触していない部分（すなわち、隣り合う熱電変換モジュール２７間の隙間３７ａ、および排気管２１Ｂの両端近傍の部分３７ｂ）の排気ガスＧの流れを、熱電変換モジュール２７との接触部３８の方向に指向させる役割を果たしている。
【０１２０】
この第４の実施の形態の熱電発電装置１７Ｃは、吸熱フィン５０の壁面５１ａ，５１ｂに設けた２種類のリブ５２，５３により、排気管２１Ｂ内で排気ガスＧの流通方向と直交する幅方向において熱電変換モジュール２７と接触していない部分（すなわち、隣り合う熱電変換モジュール２７間の隙間３７ａ、および排気管２１Ｂの両端近傍の部分３７ｂ）の排気ガスＧの流れを、熱電変換モジュール２７との接触部３８の方向に指向させる構造となっている。
【０１２１】
この構造により、第４の実施の形態の熱電発電装置１７Ｃは、排気管２１Ｂの幅方向において熱電変換モジュール２７と接触していない部分の排気ガスＧを熱電変換モジュール２７との接触部３８に集めることができ、隣り合う熱電変換モジュール２７間の隙間３７ａおよび排気管２１Ｂの両端近傍の部分３７ｂから放射される熱量を低減することができる。これにより、熱電発電装置１７Ｃの発電量を増加させることができる。
【０１２２】
また、熱電変換モジュール２７と接触していない部分からの無駄な熱放射が抑制されることで、熱電変換モジュール２７の上下面（すなわち、排気管２１Ｂに接している側の面と、図示しない冷却水管２８に接している側の面）の温度差が相対的に増大する。これにより、熱電発電装置１７Ｃの発電効率が高められ、発電量を増加させることができる。
【０１２３】
また、熱電変換モジュール２７と接触していない部分からの熱放射量が低減されることで、排気管２１Ｂの幅方向において隣り合う熱電変換モジュール２７間を接続するケーブル３４に対する損傷等の熱害を防止することができる。
【０１２４】
このように、第４の実施の形態の熱電発電装置１７Ｃは、排気管２１Ｂの幅方向において熱電変換モジュール２７と接触していない部分から放射される無駄な熱量を低減するとともに、その接触していない部分の排気ガスＧを熱電変換モジュール２７との接触部３８に集めることで、熱電発電装置１７Ｃの発電量の増加および熱害の防止を図るようにしたものである。
【０１２５】
この第４の実施の形態の熱電発電装置１７Ｃは、排気管２１Ｂの幅方向において熱電変換モジュール２７と接触していない部分からの熱放射に起因する課題を解決することを意図している。しかしながら、必要に応じて、この第４の実施の形態の熱電発電装置１７Ｃの構成に、上述した第１の実施の形態の熱電発電装置１７（図６）の構成を組み合わせてもよい。あるいは、第４の実施の形態の熱電発電装置１７Ｃの構成に、上述した第２、第３の実施の形態の熱電発電装置１７Ａ，１７Ｂ（図９、図１０）の構成を組み合わせてもよい。
【０１２６】
このような組み合わせによる熱電発電装置の構成によれば、排気管２１Ｂの幅方向において熱電変換モジュール２７と接触していない部分からの熱放射に起因する課題を解決できるとともに、排気管２１Ｂ内で排気ガスＧの流通方向において隣り合う熱電変換モジュール２７間の隙間からの熱放射に起因する課題をも解決することができる。
【０１２７】
（第５の実施の形態）
図１３は、本発明に係る熱電発電装置の第５の実施の形態を示したもので、第５の実施の形態の熱電発電装置１７Ｄを平面的に見たときの断面構造を示している。図１３に示す構成のうち、第４の実施の形態の熱電発電装置１７Ｃ（図１１）と同一の構成には同一の参照符号を付しており、重複する部分の説明は省略する。
【０１２８】
この第５の実施の形態の熱電発電装置１７Ｄは、上述した第４の実施の形態の熱電発電装置１７Ｃと比べて、排気管２１Ｂ内の排気ガスＧの流通方向に沿って排気管２１Ｂ上に配置された複数個（図示の例では２個）の熱電変換モジュール２７に着目したときに、上流側（図示の例では左側）に位置する熱電変換モジュール２７に対応する部分に配置される吸熱フィン５０ａのリブ５２，５３の設置個数を、下流側（図示の例では右側）に位置する熱電変換モジュール２７に対応する部分に配置される吸熱フィン５０ａのリブ５２，５３の設置個数よりも少なくした点で相違する。
【０１２９】
この第５の実施の形態の熱電発電装置１７Ｄは、吸熱フィン５０ａに設けられる２種類のリブ５２，５３の各々の配列方向が、上述した第４の実施の形態の熱電発電装置１７Ｃにおける２種類のリブ５２，５３の各々の配列方向と同じであるので、第４の実施の形態の場合と同様の作用効果（発電量の増加、熱害の防止）を奏することができる。
【０１３０】
また、この第５の実施の形態の熱電発電装置１７Ｄは、排気管２１Ｂ内の排気ガスＧの流通方向において上流側の熱電変換モジュール２７に対応する部分に配置される吸熱フィン５０ａのリブ５２，５３の設置個数を相対的に減らしているので、第４の実施の形態の熱電発電装置１７Ｃと比べて、上流側において排気管２１Ｂの幅方向に隣り合う熱電変換モジュール２７間を接続するケーブル３４（図１２参照）に対する損傷等の熱害を一層抑制することができる。
【０１３１】
また、この第５の実施の形態の熱電発電装置１７Ｄは、排気管２１Ｂ内の排気ガスＧの流通方向において下流側の熱電変換モジュール２７に対応する部分に配置される吸熱フィン５０ａのリブ５２，５３の設置個数を相対的に増やしているので、この下流側の熱電変換モジュール２７との接触部３８（図１２参照）に排気ガスＧをより多く集めることができる。これにより、熱電発電装置１７Ｄ全体としての発電量を増加させることができる。
【０１３２】
上述した第１の実施の形態の熱電発電装置１７においては、排気ガスＧが流通する断面形状が四角形の排気管（図３に示す外管２３）の上下方向に配置された２個の熱電変換モジュール２７に熱接触するように２個の吸熱フィン４０を配置した場合を例にとって説明したが、吸熱フィン４０の配置形態がこれに限定されないことはもちろんである。
【０１３３】
例えば、図３の構成を参照すると、外管２３の左右方向の周面上にも２個の熱電変換モジュール２７を追加配置し、これら２個の熱電変換モジュール２７に熱接触するように２個の吸熱フィン４０を追加配置するようにしてもよい。このような配置形態を備えた熱電発電装置は、上述した第１の実施の形態の熱電発電装置１７と比べて、発電量をより一層増加させることができる。
【０１３４】
以上説明したように、本発明に係る熱電発電装置は、熱電変換モジュール間への熱放射を抑制し、熱電変換モジュールへの伝熱効率を高めて発電量を増加させるとともに、熱電変換モジュール間のケーブル等に対する熱害の防止に寄与することができるという効果を有し、自動車等の車両に搭載された内燃機関から排出される排気ガスを利用して熱電発電を行う熱電発電装置全般に有用である。
【符号の説明】
【０１３５】
１…エンジン（内燃機関）、１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ…熱電発電装置、２１，２１ａ…内管、２１Ａ，２１Ｂ…排気管（第１の管）、２３，２３ａ…外管（排気管、第１の管）、２７…熱電変換モジュール、２８…冷却水管（第２の管）、２９…受熱基板、３０…放熱基板、３１，３２…熱電変換素子、３４…ケーブル、３５…配線、３７，３７ａ…隙間（熱電変換モジュール間）、３７ｂ…排気管の両端近傍の部分、３８…接触部、４０，４０ａ，４５，５０，５０ａ…吸熱フィン（案内部）、４１ａ，４１ｂ，４６ａ，４６ｂ，５１ａ，５１ｂ…壁面、４２，４７ａ，４７ｂ…第１のリブ、４３，４８ａ，４８ｂ…第２のリブ、５２，５３…２種類のリブ、ＤＰ１…凹み（第１の凹み）、ＤＰ２…凹み（第２の凹み）、Ｇ…排気ガス（高温媒体）、Ｗ…冷却水（低温媒体）
【図１】
2014105605.tif 000003
【図２】
2014105605.tif 000004
【図３】
2014105605.tif 000005
【図４】
2014105605.tif 000006
【図５】
2014105605.tif 000007
【図６】
2014105605.tif 000008
【図７】
2014105605.tif 000009
【図８】
2014105605.tif 000010
【図９】
2014105605.tif 000011
【図１０】
2014105605.tif 000012
【図１１】
2014105605.tif 000013
【図１２】
2014105605.tif 000014
【図１３】
2014105605.tif 000015