(57)【要約】    【課題】  温水流路からの熱が無駄に放散されてしまい熱電発電効率を低下させてしまうことを抑制することが可能な熱電発電装置を提供することを目的とする。    【解決手段】  温水流路形成用凹部１１１、温水取込部１１２及び温水排出部１１３を有し、低熱伝導性材料からなる温水流路形成用部材１１０と、冷水流路形成用凹部１２１、冷水取込部１２２及び冷水排出部１２３を有する冷水流路形成用部材１２０と、熱電発電素子１３０とを備え、熱電発電素子１３０は、温水流路形成用部材１１０と冷水流路形成用部材１２０との間に配置されていることを特徴とする熱電発電装置。【選択図】  図１
2006136188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主として熱電発電のためのエネルギーを供給する第１流体と、前記第１流体とは異なる温度の第２流体との間の温度差を用いて熱電発電を行う熱電発電装置であって、
一方の面に形成された第１流体流路形成用凹部並びにこの第１流体流路形成用凹部に接続された第１流体取込部及び第１流体排出部を有し、低熱伝導性材料からなる第１流体流路形成用部材と、
一方の面に形成された第２流体流路形成用凹部並びにこの第２流体流路形成用凹部に接続された第２流体取込部及び第２流体排出部を有する第２流体流路形成用部材と、
熱電発電素子とを備え、
前記熱電発電素子は、前記第１流体流路形成用部材における前記一方の面と前記第２流体流路形成用部材における前記一方の面との間に配置されていることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の熱電発電装置において、
前記第１流体流路形成用部材における前記一方の面と前記熱電発電素子との間及び前記第２流体流路形成用部材における前記一方の面と前記熱電発電素子との間には、それぞれ高熱伝導性材料からなる熱伝導板が配置されていることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項３】
請求項２に記載の熱電発電装置において、
前記熱伝導板には、熱交換用フィンが形成されていることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の熱電発電装置において、
前記第１流体流路形成用部材は、樹脂からなることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の熱電発電装置において、
前記第１流体流路形成用部材は、セラミックスからなることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の熱電発電装置において、
前記第１流体流路形成用部材は、透光性を有することを特徴とする熱電発電装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の熱電発電装置において、
前記第２流体流路形成用部材は、前記第１流体流路形成用部材と同一の材料からなることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の熱電発電装置において、
前記第２流体流路形成用部材は、金属からなることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項９】
主として熱電発電のためのエネルギーを供給する第１流体と、前記第１流体とは異なる温度の第２流体との間の温度差を用いて熱電発電を行う熱電発電装置であって、
一方の面にジグザグ状に形成された第１流体流路形成用凹部並びにこの第１流体流路形成用凹部に接続された第１流体取込部及び第１流体排出部を有し、高熱伝導性材料からなる第１流体流路形成用部材と、
前記第１流体流路形成用部材における前記第１流体流路形成用凹部を閉蓋する第１流体流路形成用蓋板と、
一方の面にジグザグ状に形成された第２流体流路形成用凹部並びにこの第２流体流路形成用凹部に接続された第２流体取込部及び第２流体排出部を有し、高熱伝導性材料からなる第２流体流路形成用部材と、
前記第２流体流路形成用部材における前記第２流体流路形成用凹部を閉蓋する第２流体流路形成用蓋板と、
前記第１流体流路形成用部材における前記一方の面に対向する他方の面と前記第２流体流路形成用部材における前記一方の面に対向する他方の面との間に配置された熱電発電素子とを備えたことを特徴とする熱電発電装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の熱電発電装置において、
前記第１流体流路形成用部材は、低熱伝導性部材で囲まれていることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の熱電発電装置において、
前記第１流体流路形成用部材における前記他方の面と前記第２流体流路形成用部材における前記他方の面との間の空間における、前記熱電発電素子の周囲には、断熱層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１２】
請求項９〜１１のいずれかに記載の熱電発電装置において、
前記第１流体流路形成用部材及び第２流体流路形成用部材は、ともに金属からなることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれかに記載の熱電発電装置において、
前記第１流体流路形成用凹部及び前記第２流体流路形成用凹部中には、複数の熱交換用フィン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１４】
主として熱電発電のためのエネルギーを供給する第１流体と、前記第１流体とは異なる温度の第２流体との間の温度差を用いて熱電発電を行う熱電発電装置であって、
第１流体流路、第１流体取込部及び第１流体排出部を有する第１流体流路形成部材と、
第２流体流路、第２流体取込部及び第２流体排出部を有し、前記第１流体流路形成部材の両側に配置される第１の第２流体流路形成部材及び第２の第２流体流路形成部材と、
前記第１流体流路形成部材と前記第１の第２流体流路形成部材との間に配置された第１の熱電発電素子と、
前記第１流体流路形成部材と前記第２の第２流体流路形成部材との間に配置された第２の熱電発電素子とを備え、
少なくとも前記第１流体流路形成部材における前記第１の熱電発電素子に接触する部分及び前記第１流体流路形成部材における前記第２の熱電発電素子に接触する部分は、高熱伝導性材料からなり、
少なくとも前記第１の第２流体流路形成部材における前記第１の熱電発電素子に接触する部分及び前記第２の第２流体流路形成部材における前記第２の熱電発電素子に接触する部分は、高熱伝導性材料からなることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の熱電発電装置において、
前記第１流体流路形成部材は、低熱伝導性部材で囲まれていることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の熱電発電装置において、
前記第１流体流路形成部材と前記第１の第２流体流路形成部材との間の空間における前記第１の熱電発電素子の周囲及び前記第１流体流路形成部材と前記第２の第２流体流路形成部材との間の空間における前記第２の熱電発電素子の周囲には、それぞれ断熱層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１７】
請求項１４〜１６のいずれかに記載の熱電発電装置において、
前記第１流体流路形成部材、前記第１の第２流体流路形成部材及び前記第２の第２流体流路形成部材は、ともに金属からなることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項１８】
請求項１４〜１７のいずれかに記載の熱電発電装置において、
前記第１流体流路には、熱交換用フィンが配置されていることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載の熱電発電装置において、
前記第１流体取込部及び前記第１流体排出部はそれぞれが互いに対向する側面に配置され、前記第２流体取込部及び前記第２流体排出部はそれぞれが互いに対向する側面に配置されていることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項２０】
請求項１〜１８のいずれかに記載の熱電発電装置において、
前記第１流体取込部及び前記第１流体排出部はそれぞれが一の側面に配置され、前記第２流体取込部及び前記第２流体排出部はそれぞれが他の側面に配置されていることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれかに記載の熱電発電装置において、
前記第１流体取込部は前記第１流体排出部よりも低部に配置されいることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれかに記載の熱電発電装置を複数備えた熱電発電システムであって、
前記複数の熱電発電装置は、第１流体流路からみて直列に配列されていることを特徴とする熱電発電システム。
【請求項２３】
請求項２２に記載の熱電発電システムにおいて、
前記複数の熱電発電装置は、第２流体流路からみて直列に配列されていることを特徴とする熱電発電システム。
【請求項２４】
請求項２２に記載の熱電発電システムにおいて、
前記複数の熱電発電装置は、第２流体流路からみて並列に配列されていることを特徴とする熱電発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温泉水、工場廃水、工場廃油、蒸気、排気ガスなどの温熱源や液化天然ガス、各種冷媒等の冷熱源を利用して効率の良い発電を行うことのできる熱電発電装置に関する。また、この熱電発電装置を複数備えた熱電発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
温熱源として、例えば、温泉水を利用して発電を行う熱電発電システムは、太陽光を利用して発電を行う太陽光発電システムとは異なり、太陽光の利用ができない夜間においても発電を行うことができるという特徴を有しており、太陽光発電システムとともに、その普及が期待されている。
【０００３】
図２７は、熱電発電システムに用いられる熱電発電素子２３００，２３０２の熱電発電機能を説明するために示す図である。図２７（ａ）は多数のペルチェ素子が直列に接続された構造を有する熱電発電素子２３００の熱電発電機能を説明する図であり、図２７（ｂ）は多数のペルチェ素子が並列に接続された構造を有する熱電発電素子２３０２の熱電発電機能を説明する図である。
【０００４】
熱電発電素子２３００は、図２７（ａ）に示すように、吸熱側電極２３３０Ｈと放熱側電極２３３０Ｌとの間に、Ｐ型半導体２３１０ＰとＮ型半導体２３１０Ｎとを交互にπ型に配列させた構造体を、さらに吸熱側セラミックス２３２０Ｈと放熱側セラミックス２３２０Ｌとでサンドイッチした構造を有している。
【０００５】
このため、吸熱側電極２３３０Ｈ側を温水に接触させる等の手段により、吸熱側電極２３３０Ｈ側を放熱側電極２３３０Ｌ側よりも高温状態とすると、熱電発電素子２３００の上部（吸熱側電極２３３０Ｈ側）においては周囲からエネルギーを吸収して電子がエネルギーレベルの低い状態から高い状態へと移行し、下部（放熱側電極２３３０Ｌ側）においては、電子がエネルギーレベルの高い状態から低い状態へと移行して余ったエネルギーを周囲の結晶格子に与える。このため、熱が図２７（ａ）の矢印Ｄ方向に伝達されるとともに熱電発電素子２３００には起電力が生じる。
【０００６】
すなわち、Ｎ型半導体２３１０Ｎにおいて電子（−）が矢印Ｂ方向に、またＰ型半導体２３１０Ｐにおいてはホール（＋）が矢印Ｃ方向に流れ、結果として電流がＮ型半導体２３１０ＮからＰ型半導体２３１０Ｐの方向（電子はＰ型半導体２３１０ＰからＮ型半導体２３１０Ｎの方向）に流れることになる（矢印Ｅ方向。）。
【０００７】
これによって、放熱側電極２３３０Ｌに導電線によって接続された電圧計及び電流計の針が、発生した電圧及び電流に応じて振れる。そして、負荷に電流が流れ、所定の動作が行われる。その結果、熱エネルギーは電気エネルギーに変換され、変換された電気エネルギーは、負荷で有効に利用される。図２７（ｂ）の熱電発電素子２３０２においても、基本的には図２７（ａ）の熱電発電素子２３００の場合と同じように、熱電発電機能を発揮する。
【０００８】
特許文献１には、このような熱電発電素子を用いて、温泉水などの温水を利用して効率の良い発電を行うことのできる熱電発電装置及び熱電発電システムが開示されている。図２８は、特許文献１に記載された従来の熱電発電装置２４００を説明するために示す図である。図２８（ａ）は熱電発電装置２４００を側面から見た断面図であり、図２８（ｂ）は図２８（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【０００９】
この熱電発電装置２４００は、図２８（ａ）に示すように、温水取込口２４４２から温水を取り込み温水排水口２４４４より温水を排水する温水流路２４２２と、冷水取込口２４４６から冷水を取り込み冷水排水口２４４８より冷水を排水する冷水流路２４２６と、一端部が温水流路２４２２に熱的に接続され他端部が冷水流路２４２６に熱的に接続された熱電発電素子２４２４とを備えている。
【００１０】
このため、この熱電発電装置２４００によれば、温水流と冷水流との温度差を熱電発電素子２４２４に与えることによって発電を行うようにしているため、常に新しい温水と冷水とが発電のために供給され、熱電発電素子２４２４の両端の温度差を維持して、高い発電効率を得ることができる。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−２４７７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、この熱電発電装置２４００においては、温水流路２４２２は熱電発電素子２４２４に熱的に接続されている必要があるために、温水流路２４２２は銅等の熱伝導性の高い材料により構成されている（特許文献１の００４５段落参照。）。このため、温水流路２４２２における熱電発電素子２４２４と接触していない部分（図２８（ｂ）における温水流路２４２２の底面２４２２ｂや側面２４２２ｃ）から熱が無駄に放散されてしまい、熱電発電効率を低下させてしまうという問題があった。この問題は、複数の熱電発電装置を温水流路からみて直列に備えた熱電発電システムの場合に、特に大きな問題となる。
【００１３】
なお、上記問題は、主として熱電発電のためのエネルギーを供給する流体（以下、第１流体という。）が温水であり、第１流体とは異なる第２流体が冷水である場合だけに生ずる問題ではなく、第１流体と第２流体との間の温度差を用いて熱電発電を行う熱電発電装置全般に起こり得る問題である。
すなわち、このような熱電発電装置においては、第１流体の温度が第２流体の温度よりも高い場合には、第１流体流路における熱電発電素子と接触していない部分から熱（温熱）が無駄に放散されてしまい、熱電発電効率を低下させてしまうのである。また、第１流体の温度が第２流体の温度よりも低い場合には、第１流体流路における熱電発電素子と接触していない部分から熱（冷熱）が無駄に放散されてしまい、やはり熱電発電効率を低下させてしまうのである。
【００１４】
そこで、本発明は、第１流体流路からの熱（温熱又は冷熱）が無駄に放散されてしまい熱電発電効率を低下させてしまうことを抑制することが可能な熱電発電装置及び熱電発電システム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】
【００１５】
（１）本発明の熱電発電装置は、主として熱電発電のためのエネルギーを供給する第１流体と、前記第１流体とは異なる温度の第２流体との間の温度差を用いて熱電発電を行う熱電発電装置であって、一方の面に形成された第１流体流路形成用凹部並びにこの第１流体流路形成用凹部に接続された第１流体取込部及び第１流体排出部を有し、低熱伝導性材料からなる第１流体流路形成用部材と、一方の面に形成された第２流体流路形成用凹部並びにこの第２流体流路形成用凹部に接続された第２流体取込部及び第２流体排出部を有する第２流体流路形成用部材と、熱電発電素子とを備え、前記熱電発電素子は、前記第１流体流路形成用部材における前記一方の面と前記第２流体流路形成用部材における前記一方の面との間に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
このため、本発明の熱電発電装置によれば、第１流体流路が第１流体流路形成用部材と熱電発電素子との間の第１流体流路形成用凹部の部分に形成されることになる。そして、本発明の熱電発電装置によれば、この第１流体流路における熱電発電素子と接触していない部分は低熱導電性材料からなる第１流体流路形成用部材で覆われることになる。このため、この部分から熱が放散されてしまうことが抑制され、その結果、熱電発電効率を低下させてしまうことが抑制され、本発明の目的が達成される。
【００１７】
上記（１）に記載の熱電発電装置においては、第１流体流路形成用部材、熱電発電素子及び第２流体流路形成用部材は、ボルト締め等の手段により一体化されることが好ましい。これにより、第１流体流路から第１流体が漏れること及び第２流体流路から第２流体が漏れることが抑制されるようになる。
【００１８】
上記（１）に記載の熱電発電装置においては、前記第１流体流路形成用部材における前記一方の面と前記熱電発電素子との間及び前記第２流体流路形成用部材における前記一方の面と前記熱電発電素子との間には、それぞれパッキン又はＯリングが配置されていることが好ましい。
【００１９】
熱電発電素子における第１流体流路形成用部材又は第２流体流路形成用部材に対向する面は、通常、弾性係数の極めて小さい熱伝導性セラミックスからなる。このため、第１流体流路形成用部材と熱電発電素子との間及び第２流体流路形成用部材と熱電発電素子との間の密着性を高めることはそれほど容易なことではない。
しかしながら、第１流体流路形成用部材と熱電発電素子との間及び第２流体流路形成用部材と熱電発電素子との間にそれぞれパッキン又はＯリングが配置されていれば、第１流体流路形成用部材と熱電発電素子との間及び第２流体流路形成用部材と熱電発電素子との間の密着性を高めることが容易になる。また、その結果、第１流体流路から第１流体が漏れること及び第２流体流路から第２流体が漏れることがさらに抑制されるようになる。
【００２０】
（２）上記（１）に記載の熱電発電装置において、前記第１流体流路形成用部材における前記一方の面と前記熱電発電素子との間及び前記第２流体流路形成用部材における前記一方の面と前記熱電発電素子との間には、それぞれ高熱伝導性材料からなる熱伝導板が配置されていることが好ましい。
【００２１】
このように構成することにより、第１流体からの熱（温熱又は冷熱）は熱伝導板を介して熱電発電素子に伝わり、熱電発電素子の熱（温熱又は冷熱）は熱伝導板を介して第２流体に伝わるため、熱電発電素子における熱電発電を行う面積が増大し、熱電発電効率を向上させることができる。
また、熱伝導板として熱伝導性セラミックスよりも大きな弾性係数をもつ熱伝導板を用いれば、第１流体流路形成用部材と熱伝導板との間及び第２流体流路形成用部材と熱伝導板との間の密着性を高めることが容易になり、その結果、第１流体流路から第１流体が漏れること及び第２流体流路から第２流体が漏れることがさらに抑制されるようになる。
【００２２】
本発明の熱電発電装置においては、前記高熱伝導性材料は、金属であることが好ましい。
【００２３】
このように構成することにより、高い熱伝導性が得られるため、熱電発電効率をさらに向上することが可能になる。また、一般に、金属は熱伝導性セラミックスよりも大きな弾性係数をもつため、第１流体流路から第１流体が漏れること及び第２流体流路から第２流体が漏れることがさらに抑制されるようになる。金属としては、銅、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどを好ましく用いることができる。
【００２４】
本発明の熱電発電装置においては、前記熱伝導板と前記熱電発電素子との間には、熱伝導性グリースが塗布されている又は熱伝導性シート若しくは熱伝導性両面テープが配置されていることが好ましい。
【００２５】
このように構成することにより、熱伝導板から熱電発電素子に効率良く熱が伝わるようになるため、熱電発電効率が向上する。
【００２６】
なお、上記（２）に記載の熱電発電装置においては、第１流体流路形成用部材、熱伝導板、熱電発電素子、熱伝導板及び第２流体流路形成用部材は、ボルト締め等の手段により一体化されることが好ましい。これにより、第１流体流路から第１流体が漏れること及び第２流体流路から第２流体が漏れることがさらに抑制されるようになる。
【００２７】
上記（２）に記載の熱電発電装置においては、前記第１流体流路形成用部材における前記一方の面と前記熱伝導板との間及び前記第２流体流路形成用部材における前記一方の面と前記熱伝導板との間には、それぞれパッキン又はＯリングが配置されていることが好ましい。
【００２８】
このように構成することにより、第１流体流路から第１流体が漏れること及び第２流体流路から第２流体が漏れることがさらに抑制されるようになる。
【００２９】
（３）上記（２）に記載の熱電発電装置においては、前記熱伝導板には、熱交換用フィンが形成されていることが好ましい。
【００３０】
このように構成することにより、第１流体から熱伝導板を介して熱電発電素子に効率良く熱が伝わるとともに、熱電発電素子から熱伝導板を介して第２流体に効率良く熱が伝わるようになる。その結果、熱電発電効率を低下させてしまうことがさらに抑制されるようになる。
【００３１】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の熱電発電装置においては、前記第１流体流路形成用部材は、樹脂からなることが好ましい。
【００３２】
このように構成することにより、高い断熱性能が得られるため、熱電発電効率を低下させてしまうことが抑制されるようになる。また、十分大きい弾性係数が確保されるため、第１流体流路から第１流体が漏れることが極力抑制されるようになる。樹脂材料としては、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、塩化ビニル樹脂等を好ましく用いることができる。
【００３３】
（５）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の熱電発電装置においては、前記第１流体流路形成用部材は、セラミックスからなることが好ましい。
【００３４】
このように構成することによっても、高い断熱性能が得られるため、熱電発電効率を低下させてしまうことが極力抑制されるようになる。セラミックス材料としては、アルミナ、マグネシア、ジルコニア等を好ましく用いることができる。
【００３５】
（６）上記（１）〜（５）のいずれかに記載の熱電発電装置においては、前記第１流体流路形成用部材は、透光性を有することが好ましい。
【００３６】
このように構成することにより、第１流体流路中を常時モニターすることができるようになるため、第１流体流路中の詰まりなどを事前に検知して、熱電発電装置の性能低下や破損などを抑制することができる。
【００３７】
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の熱電発電装置においては、前記第２流体流路形成用部材は、前記第１流体流路形成用部材と同一の材料からなることが好ましい。
【００３８】
このように構成することにより、第１流体流路形成用部材及び第２流体流路形成用部材における熱膨張率の差による熱電発電装置の劣化を最小限のものにすることができ、熱電発電装置の長期信頼性を高めることができる。また、熱電発電装置の製造を容易なものにすることができる。
【００３９】
（８）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の熱電発電装置においては、前記第２流体流路形成用部材は、金属からなることが好ましい。
【００４０】
このように構成することにより、熱電発電により暖められた又は冷やされた第２流体から熱（温熱又は冷熱）が効率良く放熱される結果、熱電発電効率を低下させてしまうことがさらに抑制されるようになる。
【００４１】
上記（１）〜（８）のいずれかに記載の熱電発電装置においては、前記第１流体流路形成用凹部及び前記第２流体流路形成用凹部は、ジグザグ状に形成されている溝であることが好ましい。
【００４２】
このように構成することにより、第１流体流路中における第１流体の流れ及び第２流体流路中における第２流体の流れをよりスムーズなものにすることができ、熱電発電効率をさらに向上させることができる。
この場合、第１流体又は第２流体に含まれることがある気泡が第１流体流路又は第２流体流路から自然に除去されるように、流れの進行方向に従って、流路の上面が単調に高くなるように構成されていることが好ましい。
【００４３】
（９）本発明の熱電発電装置は、主として熱電発電のためのエネルギーを供給する第１流体と、前記第１流体とは異なる温度の第２流体との間の温度差を用いて熱電発電を行う熱電発電装置であって、一方の面にジグザグ状に形成された第１流体流路形成用凹部並びにこの第１流体流路形成用凹部に接続された第１流体取込部及び第１流体排出部を有し、高熱伝導性材料からなる第１流体流路形成用部材と、前記第１流体流路形成用部材における前記第１流体流路形成用凹部を閉蓋する第１流体流路形成用蓋板と、一方の面にジグザグ状に形成された第２流体流路形成用凹部並びにこの第２流体流路形成用凹部に接続された第２流体取込部及び第２流体排出部を有し、高熱伝導性材料からなる第２流体流路形成用部材と、前記第２流体流路形成用部材における前記第２流体流路形成用凹部を閉蓋する第２流体流路形成用蓋板と、前記第１流体流路形成用部材における前記一方の面に対向する他方の面と前記第２流体流路形成用部材における前記一方の面に対向する他方の面との間に配置された熱電発電素子とを備えたことを特徴とする。
【００４４】
このため、本発明の熱電発電装置によれば、第１流体流路形成用凹部及び第２流体流路形成用凹部はジグザグ状に形成されているため、第１流体からの熱（温熱又は冷熱）が高熱伝導性材料からなる第１流体流路形成用部材を介して効率良く熱電発電素子に伝わるとともに、熱電発電素子からの熱（温熱又は冷熱）が高熱伝導性材料からなる第２流体流路形成用部材を介して効率良く第２流体に伝わることになる。その結果、熱電発電素子と接触していない部分からの熱の放散割合を低減することができ、熱電発電効率を低減させてしまうことが抑制され、本発明の目的が達成される。
【００４５】
また、本発明の熱電発電装置によれば、第１流体流路形成用凹部及び第２流体流路形成用凹部はジグザグ状に形成されているため、第１流体流路中における第１流体の流れ及び第２流体流路中における第２流体の流れをよりスムーズなものにすることができ、熱電発電効率をさらに向上させることができる。
この場合、第１流体又は第２流体に含まれることがある気泡が第１流体流路又は第２流体流路から自然に除去されるように、流れの進行方向に従って、流路の上面が単調に高くなるように構成されていることが好ましい。
【００４６】
なお、上記（９）に記載の熱電発電装置においては、第１流体流路形成用蓋板、第１流体流路形成用部材、熱電発電素子及び第２流体流路形成用部材及び第２流体流路形成用蓋板は、ボルト締め等の手段により一体化されることが好ましい。これにより、第１流体流路から第１流体が漏れること及び第２流体流路から第２流体が漏れることが抑制されるようになる。
【００４７】
（１０）上記（９）に記載の熱電発電装置においては、前記第１流体流路形成用部材は、低熱伝導性部材で囲まれていることが好ましい。
【００４８】
このように構成することにより、低熱導電性部材で囲まれている部分から熱（温熱又は冷熱）が放散されてしまうことをさらに抑制することができる。このため、熱電発電素子と接触していない部分からの熱の放散割合をさらに低減することができる。
【００４９】
本発明の熱電発電装置においては、低熱伝導性部材としては、樹脂からなるもの、セラミクスからなるもの、内部に断熱材が充填された断熱部材などを好ましく用いることができる。
【００５０】
（１１）上記（９）又は（１０）に記載の熱電発電装置においては、前記第１流体流路形成用部材における前記他方の面と前記第２流体流路形成用部材における前記他方の面との間の空間における、前記熱電発電素子の周囲には、断熱層が設けられていることが好ましい。
【００５１】
このように構成することにより、第１流体流路形成用部材から第２流体流路形成用部材への熱電発電素子を介しない熱移動が抑制される。このため、熱電発電素子と接触していない部分からの熱の放散割合をさらに低減することができる。
【００５２】
上記（９）〜（１１）のいずれかに記載の熱電発電装置においては、前記第１流体流路形成用部材における前記一方の面と前記第１流体流路形成用蓋板との間及び前記第２流体流路形成用部材における前記一方の面と前記第２流体流路形成用蓋板との間には、それぞれパッキン又はＯリングが配置されていることが好ましい。
【００５３】
このように構成することにより、第１流体流路形成用部材と第１流体流路形成用蓋板との間の密着性及び第２流体流路形成用部材と第２流体流路形成用蓋板との間の密着性を高めることが容易になる。また、その結果、第１流体流路から第１流体が漏れること及び第２流体流路から第２流体が漏れることがさらに抑制されるようになる。
【００５４】
（１２）上記（９）〜（１１）のいずれかに記載の熱電発電装置においては、前記第１流体流路形成用部材及び第２流体流路形成用部材は、ともに金属からなることが好ましい。
【００５５】
このように構成することにより、第１流体から第１流体流路形成用部材に効率良く熱が伝わるとともに、第２流体流路形成用部材から第２流体に効率良く熱が伝わるようになる。その結果、熱電発電効率を低下させてしまうことがさらに抑制されるようになる。
【００５６】
上記（９）〜（１２）のいずれかに記載の熱電発電装置においては、前記第２流体流路形成用部材は、前記第１流体流路形成用部材と同一の材料からなることが好ましい。
【００５７】
このように構成することにより、第１流体流路形成用部材及び第２流体流路形成用部材における熱膨張率の差による熱電発電装置の劣化を最小限のものにすることができ、熱電発電装置の長期信頼性を高めることができる。また、熱電発電装置の製造を容易なものにすることができる。
【００５８】
（１３）上記（９）〜（１２）のいずれかに記載の熱電発電装置においては、前記第１流体流路形成用凹部及び前記第２流体流路形成用凹部には、複数の熱交換用フィンが設けられていることが好ましい。
【００５９】
このように構成することにより、第１流体から第１流体流路形成用部材に効率良く熱が伝わるとともに、第２流体流路形成用部材から第２流体に効率良く熱が伝わるようになる。その結果、熱電発電効率を低下させてしまうことがさらに抑制されるようになる。
【００６０】
（１４）本発明の熱電発電装置は、主として熱電発電のためのエネルギーを供給する第１流体と、前記第１流体とは異なる温度の第２流体との間の温度差を用いて熱電発電を行う熱電発電装置であって、第１流体流路、第１流体取込部及び第１流体排出部を有する第１流体流路形成部材と、第２流体流路、第２流体取込部及び第２流体排出部を有し、前記第１流体流路形成部材の両側に配置される第１の第２流体流路形成部材及び第２の第２流体流路形成部材と、前記第１流体流路形成部材と前記第１の第２流体流路形成部材との間に配置された第１の熱電発電素子と、前記第１流体流路形成部材と前記第２の第２流体流路形成部材との間に配置された第２の熱電発電素子とを備え、少なくとも前記第１流体流路形成部材における前記第１の熱電発電素子に接触する部分及び前記第１流体流路形成部材における前記第２の熱電発電素子に接触する部分は、高熱伝導性材料からなり、少なくとも前記第１の第２流体流路形成部材における前記第１の熱電発電素子に接触する部分及び前記第２の第２流体流路形成部材における前記第２の熱電発電素子に接触する部分は、高熱伝導性材料からなることを特徴とする。
【００６１】
このため、本発明の熱電発電装置によれば、第１流体からの熱は、第１流体流路形成部材の両側に配置される２つの熱電発電素子（第１の熱電発電素子及び第２の熱電発電素子）を介して第２流体に伝わるため、第１の熱電発電素子及び第２の熱電発電素子と接触していない部分からの熱の放散割合をさらに低減することができ、その結果、熱電発電効率を低下させてしまうことが抑制され、本発明の目的が達成される。
また、このとき、上記のように少なくとも第１流体流路形成部材における第１の熱電発電素子に接触する部分及び第１流体流路形成部材における第２の熱電発電素子に接触する部分並びに第１の第２流体流路形成部材における第１の熱電発電素子に接触する部分及び第２の第２流体流路形成部材における第２の熱電発電素子に接触する部分は高熱伝導性材料からなるため、効率良く熱が伝わり、熱電発電効率を低下させてしまうことがさらに抑制される。
【００６２】
（１５）上記（１４）に記載の熱電発電装置においては、前記第１流体流路形成部材は、低熱伝導性部材で囲まれていることが好ましい。
【００６３】
このように構成することにより、第１流体流路形成部材は低熱伝導性部材で囲まれているため、この部分から熱（温熱又は冷熱）が放散されてしまうことを抑制することができ、熱電発電素子と接触していない部分からの熱の放散割合をさらに低減することができる。
【００６４】
（１６）上記（１４）又は（１５）に記載の熱電発電装置においては、前記第１流体流路形成部材と前記第１の第２流体流路形成部材との間の空間における前記第１の熱電発電素子の周囲及び前記第１流体流路形成部材と前記第２の第２流体流路形成部材との間の空間における前記第２の熱電発電素子の周囲には、それぞれ断熱層が設けられていることが好ましい。
【００６５】
このように構成することにより、第１流体流路形成部材から第２流体流路形成部材への熱電発電素子を介しない熱移動が抑制され、その結果、熱電発電素子と接触していない部分からの放散割合をさらに低減することができる。
【００６６】
（１７）上記（１４）〜（１６）のいずれかに記載の熱電発電装置においては、前記第１流体流路形成部材、前記第１の第２流体流路形成部材及び前記第２の第２流体流路形成部材は、ともに金属からなることが好ましい。
【００６７】
このように構成することにより、第１流体から第１流体流路形成部材に効率良く熱が伝わるとともに、第２流体流路形成部材から第２流体に効率良く熱が伝わるようになる。その結果、熱電発電効率を低下させてしまうことがさらに抑制されるようになる。
【００６８】
（１８）上記（１４）〜（１７）のいずれかに記載の熱電発電装置においては、前記第１流体流路には、熱交換用フィンが配置されていることが好ましい。
【００６９】
このように構成することにより、第１流体から第１流体流路形成部材に効率良く熱が伝わるようになる。その結果、熱電発電効率を低下させてしまうことがさらに抑制されるようになる。
【００７０】
（１９）上記（１）〜（１８）のいずれかに記載の熱電発電装置においては、前記第１流体取込部及び前記第１流体排出部はそれぞれが互いに対向する側面に配置され、前記第２流体取込部及び前記第２流体排出部はそれぞれが互いに対向する側面に配置されていることが好ましい。
【００７１】
このように構成することにより、本発明の熱電発電装置を複数用いて熱電発電システムを構成した場合に、熱電発電装置同士を接続するのがさらに容易になる。
【００７２】
（２０）上記（１）〜（１８）のいずれかに記載の熱電発電装置においては、前記第１流体取込部及び前記第１流体排出部はそれぞれが一の側面に配置され、前記第２流体取込部及び前記第２流体排出部はそれぞれが他の側面に配置されていることが好ましい。
【００７３】
このように構成することによっても、本発明の熱電発電装置を複数用いて熱電発電システムを構成した場合に、熱電発電装置同士を接続するのがさらに容易になる。
【００７４】
（２１）上記（１）〜（２０）のいずれかに記載の熱電発電装置においては、前記第１流体取込部は前記第１流体排出部よりも低部に配置されていることが好ましい。
【００７５】
このように構成することにより、第１流体に含まれることのある気泡が流れに沿って第１流体流路から自然に除去されるようになり、熱電発電効率の低下を抑制することができる。
【００７６】
（２２）本発明の熱電発電システムは、上記（１）〜（２１）のいずれかに記載の熱電発電装置を複数備えた熱電発電システムであって、前記複数の熱電発電装置は、第１流体流路からみて直列に配列されていることを特徴とする。
【００７７】
このため、本発明の熱電発電システムは、熱電発電システムを構成する各熱電発電装置が、熱が無駄に放散されてしまうことが抑制された熱電発電装置であるため、熱電発電効率を低下させてしまうことが抑制された熱電発電システムとなる。
【００７８】
（２３）上記（２２）に記載の熱電発電システムにおいては、前記複数の熱電発電装置は、第２流体流路からみて直列に配列されていることが好ましい。
【００７９】
このように構成することにより、熱電発電システムにおける第２流体流路と第１流体流路との整合性を高めることができ、熱電発電システムを構築する際の接続作業が容易になる。
【００８０】
（２４）上記（２３）に記載の熱電発電システムにおいては、前記複数の熱電発電装置は、第２流体流路からみて並列に配列されていることが好ましい。
【００８１】
通常、第２流体は第１流体よりも豊富であるため、このように構成することにより、新鮮な第２流体をそのまま各熱電発電装置に供給することが可能になり、熱電発電効率を低下させてしまうことがさらに抑制された熱電発電システムとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８２】
以下、本発明の熱電発電装置及び熱電発電システムについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００８３】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る熱電発電装置１００を説明するために示す図である。図１（ａ）は  熱電発電装置１００の分解斜視図であり、図１（ｂ）は温水流路形成用部材１１０を図１（ａ）の矢印Ａ１方向に沿って見たときの正面図であり、図１（ｃ）は冷水流路形成用部材１２０を図１（ａ）の矢印Ａ１方向に沿って見たときの正面図であり、図１（ｄ）は熱電発電装置１００の斜視図であり、図１（ｅ）は図１（ｄ）のＢ１−Ｂ１断面図である。
【００８４】
実施形態１に係る熱電発電装置１００は、主として熱電発電のためのエネルギーを供給する第１流体と、第１流体とは異なる温度の第２流体との間の温度差を用いて熱電発電を行う熱電発電装置である。そして、実施形態１に係る熱電発電装置１００においては、第１流体として温水を、第２流体として冷水を用いている。
【００８５】
実施形態１に係る熱電発電装置１００は、図１に示すように、温水流路形成用部材１１０、冷水流路形成用部材１２０及び熱電発電素子１３０を有している。
温水流路形成用部材１１０の一方の面には温水流路形成用凹部１１１が形成され、温水流路形成用凹部１１１には温水取込部１１２及び温水排出部１１３が接続されている。温水流路形成用部材１１０は、低熱伝導性材料からなっている。
一方、冷水流路形成用部材１２０の一方の面には冷水流路形成用凹部１２１が形成され、冷水流路形成用凹部１２１には冷水取込部１２２及び冷水排出部１２３が接続されている。冷水流路形成用部材１２０も、温水流路形成用部材１１０と同一の低熱伝導性材料からなっている。
【００８６】
熱電発電素子１３０は、温水流路形成用部材１１０における一方の面と冷水流路形成用部材１２０における一方の面との間に配置されている。温水流路形成用部材１１０と冷水流路形成用部材１２０とは、図示しないボルト及びナットによって締め付けられている。
【００８７】
このため、実施形態１に係る熱電発電装置１００によれば、温水流路１１４（図１（ｂ）参照。）が温水流路形成用部材１１０と熱電発電素子１３０との間の温水流路形成用凹部１１１の部分に形成されることになる。そして、実施形態１に係る熱電発電装置１００によれば、この温水流路１１４における熱電発電素子１３０と接触していない部分は低熱導電性材料からなる温水流路形成用部材１１０で覆われることになる。このため、この部分から熱が放散されてしまうことが抑制され、その結果、熱電発電効率を低下させてしまうことが抑制され、本発明の目的が達成される。
【００８８】
実施形態１に係る熱電発電装置１００においては、温水流路形成用部材１１０は、低熱伝導性材料としてのアクリル樹脂からなっている。
【００８９】
このため、実施形態１に係る熱電発電装置１００によれば、アクリル樹脂が優れた断熱性能を有するため、熱電発電効率を低下させてしまうことが極力抑制されるようになる。また、実施形態１に係る熱電発電装置１００によれば、アクリル樹脂が比較的大きな弾性係数を有するため、温水流路形成用部材１１０と熱電発電素子１３０との間の密着性が良好になり、温水流路１１４から温水が漏れることが極力抑制されるようになる。また、実施形態１に係る熱電発電装置１００によれば、アクリル樹脂が透光性を有するため、温水流路１１４中を常時モニターすることができるようになり、温水流路１１４中の詰まりなどを事前に検知して、熱電発電装置の性能低下や破損などを極力抑制することができる。
なお、樹脂材料としては、アクリル樹脂の他に、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、塩化ビニル樹脂等を好ましく用いることができる。
【００９０】
実施形態１に係る熱電発電装置１００においては、冷水流路形成用部材１２０も、温水流路形成用部材１１０と同様に、アクリル樹脂からなっている。
【００９１】
このため、実施形態１に係る熱電発電装置１００によれば、アクリル樹脂が比較的大きな弾性係数を有するため、冷水流路形成用部材１２０と熱電発電素子１３０との間の密着性が良好になり、冷水流路１２４（図１（ｃ）参照。）から冷水が漏れることが極力抑制されるようになる。また、実施形態１に係る熱電発電装置１００によれば、アクリル樹脂が透光性を有するため、冷水流路１２４中を常時モニターすることができるようになり、冷水流路１２４中の詰まりなどを事前に検知して、熱電発電装置の性能低下や破損などを極力抑制することができる。
【００９２】
また、実施形態１に係る熱電発電装置１００によれば、温水流路形成用部材１１０及び冷水流路形成用部材１２０は、ともにアクリル樹脂からなっているため、温水流路形成用部材１１０及び冷水流路形成用部材１２０における熱膨張率の差による熱電発電装置の劣化を最小限のものにすることができ、熱電発電装置の長期信頼性を高めることができる。また、熱電発電装置の製造を容易なものにすることができる。
【００９３】
実施形態１に係る熱電発電装置１００においては、温水流路形成用凹部１１１及び冷水流路形成用凹部１２１は、流れの進行方向にジグザグ状に形成されている溝である。
【００９４】
このため、実施形態１に係る熱電発電装置１００によれば、温水流路１１４中における温水の流れ及び冷水流路１２４中における冷水の流れをよりスムーズなものにすることにより、熱電発電効率をさらに向上させることができる。
【００９５】
実施形態１に係る熱電発電装置１００は、図１（ｄ）に示すように、温水流路形成用部材１１０及び冷水流路形成用部材１２０との対向面が鉛直方向に沿うように配置された略直方体の形状を有している。そして、温水取込部１１２、温水排出部１１３、冷水取込部１２２及び冷水排出部１２３は、この直方体の側面に配置されている。
【００９６】
このため、実施形態１に係る熱電発電装置１００によれば、熱電発電装置１００を複数用いて熱電発電システムを構成した場合に、熱電発電装置同士を接続するのが容易になる。
【００９７】
実施形態１に係る熱電発電装置１００においては、温水取込部１１２及び温水排出部１１３はそれぞれが一の側面に配置され、冷水取込部１２２及び冷水排出部１２３はそれぞれが他の側面に配置されている。
【００９８】
このため、実施形態１に係る熱電発電装置１００によれば、熱電発電装置１００を複数用いて熱電発電システムを構成した場合に、熱電発電装置同士を接続するのがさらに容易になる。
【００９９】
実施形態１に係る熱電発電装置１００においては、温水取込部１１２は温水排出部１１３よりも低部に配置され、冷水取込部１２２は冷水排出部１２３よりも低部に配置されている。
【０１００】
このため、実施形態１に係る熱電発電装置１００によれば、温水流路１１４においても冷水流路１２４においても、気泡が水流に従って温水流路１１４又は冷水流路１２４から自然に除去されるようになるようになる。
【０１０１】
［実施形態２］
図２は、実施形態２に係る熱電発電装置２００を説明するために示す図である。図２（ａ）は  熱電発電装置２００の分解斜視図であり、図２（ｂ）は温水流路形成用部材２１０を図２（ａ）の矢印Ａ２方向に沿って見たときの正面図であり、図２（ｃ）は冷水流路形成用部材２２０を図２（ａ）の矢印Ａ２方向に沿って見たときの正面図であり、図２（ｄ）は熱電発電装置２００の斜視図であり、図２（ｅ）は図２（ｄ）のＢ２−Ｂ２断面図である。
【０１０２】
実施形態２に係る熱電発電装置２００は、図２に示すように、実施形態１に係る熱電発電装置１００とよく似た構成を有しているが、温水流路形成用部材２１０と熱電発電素子２３０との間及び冷水流路形成用部材２２０と熱電発電素子２３０との間にパッキン２４０がそれぞれ配置されている点が異なっている。
【０１０３】
このように、実施形態２に係る熱電発電装置２００は、温水流路形成用部材２１０と熱電発電素子２３０との間及び冷水流路形成用部材２２０と熱電発電素子２３０との間にパッキン２４０がそれぞれ配置されている点で実施形態１に係る熱電発電装置１００の場合と異なるが、温水流路２１４における熱電発電素子２３０と接触していない部分は低熱導電性材料からなる温水流路形成用部材２１０で覆われているため、実施形態１に係る熱電発電装置１００の場合と同様に、温水流路２１４から熱が放散されてしまうことが抑制され、ひいては熱電発電効率を低下させてしまうことが抑制される。
【０１０４】
また、実施形態２に係る熱電発電装置２００によれば、温水流路形成用部材２１０と熱電発電素子２３０との間及び冷水流路形成用部材２２０と熱電発電素子２３０との間にパッキン２４０が配置されているため、以下の効果も有する。
【０１０５】
すなわち、熱電発電素子２３０における温水流路形成用部材２１０及び冷水流路形成用部材２２０に対向する面は、弾性係数の極めて小さい熱伝導性セラミックスからなる。このため、温水流路形成用部材２１０と熱電発電素子２３０との間及び冷水流路形成用部材２２０と熱電発電素子２３０と間の密着性を高めることはそれほど容易なことではない。
しかしながら、実施形態２に係る熱電発電装置２００によれば、温水流路形成用部材２１０と熱電発電素子２３０との間及び冷水流路形成用部材２２０と熱電発電素子２３０との間にはそれぞれパッキン２４０が配置されているため、温水流路形成用部材２１０と熱電発電素子２３０との間及び冷水流路形成用部材２２０と熱電発電素子２３０との間の密着性を高めることが容易になる。また、その結果、温水流路２１４から温水が漏れること及び冷水流路２２４から冷水が漏れることが極力抑制されるようになる。
【０１０６】
なお、パッキン２４０は、図２（ａ）に示すように、温水流路形成用凹部２１１と熱電発電素子２３０との間及び冷水流路形成用凹部２２１と熱電発電素子２３０との間には当該パッキンが配置されないような形状を有している。
【０１０７】
［実施形態３］
図３は、実施形態３に係る熱電発電装置３００を説明するために示す図である。図３（ａ）は  熱電発電装置３００の分解斜視図であり、図３（ｂ）は温水流路形成用部材３１０を図３（ａ）の矢印Ａ３方向に沿って見たときの正面図であり、図３（ｃ）は冷水流路形成用部材３２０を図３（ａ）の矢印Ａ３方向に沿って見たときの正面図であり、図３（ｄ）は熱電発電装置３００の斜視図であり、図３（ｅ）は図３（ｄ）のＢ３−Ｂ３断面図である。
【０１０８】
実施形態３に係る熱電発電装置３００は、図３に示すように、実施形態１に係る熱電発電装置１００とよく似た構成を有しているが、温水流路形成用部材３１０と熱電発電素子３３０との間及び冷水流路形成用部材３２０と熱電発電素子３３０との間に高熱伝導性材料であるアルミニウムからなる熱伝導板３５０がそれぞれ配置された点が異なっている。
【０１０９】
このように、実施形態３に係る熱電発電装置３００は、温水流路形成用部材３１０と熱電発電素子３３０との間及び冷水流路形成用部材３２０と熱電発電素子３３０との間に高熱伝導性材料からなる熱伝導板３５０がそれぞれ配置された点で実施形態１に係る熱電発電装置１００の場合と異なるが、温水流路３１４における熱電発電素子３３０と熱的に接触していない部分は低熱導電性材料からなる温水流路形成用部材３１０で覆われているため、実施形態１に係る熱電発電装置１００の場合と同様に、温水流路３１４から熱が放散されてしまうことが抑制され、ひいては熱電発電効率を低下させてしまうことが抑制される。
【０１１０】
また、実施形態３に係る熱電発電装置３００によれば、温水流路形成用部材３１０と熱電発電素子３３０との間及び冷水流路形成用部材３２０と熱電発電素子３３０との間に高熱伝導性材料であるアルミニウムからなる熱伝導板３５０がそれぞれ配置されているため、以下の効果も有する。
【０１１１】
すなわち、温水流路３１４を流れる温水からの熱は熱伝導板３５０を介して熱電発電素子３３０に伝わり、熱電発電素子３３０の熱は熱伝導板３５０を介して冷水流路３２４を流れる冷水に伝わるため、熱電発電素子３３０における熱電発電を行う面積が増大し、熱電発電効率を向上させることができる。
また、熱伝導板３５０の材料としてアルミニウムを用いたため、温水流路形成用部材３１０と熱伝導板３５０との間及び冷水流路形成用部材３２０と熱伝導板３５０との間の密着性を高めることが容易になり、その結果、温水流路３１４から温水が漏れること及び冷水流路３２４から冷水が漏れることが極力抑制されるようになる。
【０１１２】
なお、実施形態３に係る熱電発電装置３００においては、高熱伝導性材料としてアルミニウムを用いたが、本発明はこれに限られず、銅、チタン、チタン合金、アルミニウム合金、ステンレスなどを好ましく用いることができる。
【０１１３】
実施形態３に係る熱電発電装置３００においては、熱伝導板３５０と熱電発電素子３３０との間には熱伝導性グリースが塗布されている。
【０１１４】
このため、実施形態３に係る熱電発電装置３００によれば、熱伝導板３５０から熱電発電素子３３０に効率良く熱が伝わるようになるため、熱電発電効率が向上する。
【０１１５】
なお、実施形態３に係る熱電発電装置３００においては、熱伝導板３５０と熱電発電素子３３０との間には熱伝導性グリースが塗布されている場合を説明したが、本発明はこれに限られず、熱伝導性シート又は熱伝導性両面テープが配置されていてもよい。
【０１１６】
［実施形態４］
図４は、実施形態４に係る熱電発電装置４００を説明するために示す図である。図４（ａ）は  熱電発電装置４００の分解斜視図であり、図４（ｂ）は温水流路形成用部材４１０を図４（ａ）の矢印Ａ４方向に沿って見たときの正面図であり、図４（ｃ）は冷水流路形成用部材４２０を図４（ａ）の矢印Ａ４方向に沿って見たときの正面図であり、図４（ｄ）は熱電発電装置４００の斜視図であり、図４（ｅ）は図４（ｄ）のＢ４−Ｂ４断面図である。図５は、実施形態４に係る熱電発電装置４００を説明するために示す外観図である。図５（ａ）は熱電発電装置４００を図４（ａ）の矢印Ａ４方向に沿って見たときの正面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の矢印Ｃ方向から見たときの上面図である。
【０１１７】
実施形態４に係る熱電発電装置４００は、図４及び図５に示すように、実施形態３に係る熱電発電装置３００とよく似た構成を有しているが、温水流路形成用部材４１０と熱伝導板４５０との間及び冷水流路形成用部材４２０と熱伝導板４５０との間にパッキン４４０がそれぞれ配置されている点が異なっている。
【０１１８】
このように、実施形態４に係る熱電発電装置４００は、温水流路形成用部材４１０と熱伝導板４５０との間及び冷水流路形成用部材４２０と熱伝導板４５０との間にパッキン４４０がそれぞれ配置されている点で実施形態３に係る熱電発電装置３００の場合と異なるが、これ以外の点では実施形態３に係る熱電発電装置３００と同様の構成を有しているため、実施形態３に係る熱電発電装置３００の場合と同様の効果を有する。
【０１１９】
また、実施形態４に係る熱電発電装置４００によれば、温水流路形成用部材４１０と熱伝導板４５０との間及び冷水流路形成用部材４２０と熱伝導板４５０との間にパッキン４４０がそれぞれ配置されているため、温水流路形成用部材４１０と熱伝導板４５０との間及び冷水流路形成用部材４２０と熱伝導板４５０との間の密着性を高めることが容易になる。また、その結果、温水流路４１４から温水が漏れること及び冷水流路４２４から冷水が漏れることがさらに抑制されるようになるという効果もある。
【０１２０】
なお、パッキン４４０は、図４（ａ）に示すように、温水流路形成用凹部４１１と熱伝導板４５０との間及び冷水流路形成用凹部４２１と熱伝導板４５０との間には当該パッキンが配置されないような形状を有している。
【０１２１】
［実施形態５］
図６は、実施形態５に係る熱電発電装置５００を説明するために示す図である。図６（ａ）は温水流路形成用部材５１０の、図１（ｂ）と同じ方向から見た正面図であり、図６（ｂ）は冷水流路形成用部材５２０の、図１（ｃ）と同じ方向から見た正面図である。
実施形態５に係る熱電発電装置５００は、図６に示すように、実施形態４に係る熱電発電装置４００とよく似た構成を有しているが、温水取込部５１２及び温水排出部５１３並びに冷水取込部５２２及び冷水排出部５２３が配置されている位置（及びそれに伴って温水流路５１４及び冷水流路５２４のレイウアト）が異なっている。
【０１２２】
このように、実施形態５に係る熱電発電装置５００は、温水取込部５１２及び温水排出部５１３並びに冷水取込部５２２及び冷水排出部５２３が配置されている位置（及びそれに伴って温水流路５１４及び冷水流路５２４のレイウアト）が実施形態４に係る熱電発電装置４００の場合と異なるが、これ以外の点では実施形態４に係る熱電発電装置４００と同様の構成を有しているため、実施形態４に係る熱電発電装置４００の場合と同様の効果を有する。
【０１２３】
また、実施形態５に係る熱電発電装置５００によれば、温水取込部５１２及び温水排出部５１３はそれぞれが互いに対向する側面（図６（ａ）の左側面及び右側面）に配置され、冷水取込部５２２及び冷水排出部５２３はそれぞれが互いに対向する側面（図６（ｂ）の右側面及び左側面）に配置されているため、熱電発電装置５００を複数用いて熱電発電システムを構成した場合に、隣接する熱電発電装置同士を接続するのがさらに容易になるという効果もある。
【０１２４】
なお、実施形態５に係る熱電発電装置５００においては、図６に示すように、温水流路５１４及び冷水流路５２４は、温水又は冷水に含まれることがある気泡が温水流路５１４又は冷水流路５２４から自然に除去されるように、流れの進行方向に従って、流路の上面の高さが単調に高くなるように構成されている。
【０１２５】
［実施形態６］
図７は、実施形態６に係る熱電発電装置６００を説明するために示す図である。図７（ａ）は温水流路形成用部材６１０の、図１（ｂ）と同じ方向から見た正面図であり、図７（ｂ）は冷水流路形成用部材６２０の、図１（ｃ）と同じ方向から見た正面図である。
実施形態６に係る熱電発電装置６００は、図７に示すように、実施形態５に係る熱電発電装置５００とよく似た構成を有しているが、冷水取込部６２２が冷水排出部６２３よりも高部に配置されている点が異なっている。
【０１２６】
このように、実施形態６に係る熱電発電装置６００は、冷水取込部６２２が冷水排出部６２３よりも高部に配置されている点で実施形態５に係る熱電発電装置５００の場合と異なるが、これ以外の点では実施形態５に係る熱電発電装置５００と同様の構成を有しているため、実施形態５に係る熱電発電装置５００の場合と同様の効果を有する。
【０１２７】
また、実施形態６に係る熱電発電装置６００によれば、温水流路６１４を流れる温水と冷水流路６２４を流れる冷水とが互いに対向する方向に流れるようになるため、流路方向に渡って温水と冷水との温度差をより均一にして熱電発電効率をさらに向上させることができる。
【０１２８】
［実施形態７］
図８は、実施形態７に係る熱電発電装置７００を説明するために示す図である。図８（ａ）は温水流路形成用部材７１０の、図１（ｂ）と同じ方向から見た正面図であり、図８（ｂ）は冷水流路形成用部材７２０の、図１（ｃ）と同じ方向から見た正面図である。
実施形態７に係る熱電発電装置７００は、図８に示すように、実施形態５に係る熱電発電装置５００とよく似た構造を有しているが、温水流路形成用凹部７１１及び冷水流路形成用凹部７２１が、流れの進行方向にジグザグ状に形成されている溝ではなく、略直方体形状を有する凹部である点で異なっている。
【０１２９】
このように、実施形態７に係る熱電発電装置７００は、温水流路形成用凹部７１１及び冷水流路形成用凹部７２１が、流れの進行方向にジグザグ状に形成されている溝ではなく、略直方体形状を有する凹部である点で実施形態５に係る熱電発電装置５００の場合と異なるが、これ以外の点では実施形態５に係る熱電発電装置５００と同様の構成を有しているため、実施形態５に係る熱電発電装置５００の場合と同様の効果を有する。
【０１３０】
また、実施形態７に係る熱電発電装置７００によれば、温水流路形成用凹部７１１及び冷水流路形成用凹部７２１が、流れの進行方向にジグザグ状に形成されている溝ではなく、略直方体形状を有する凹部であるため、温水流路形成用部材７１０及び冷水流路形成用部材７２０を製造するのが容易になり、製造コストを低減することが容易となる、また、実施形態７に係る熱電発電装置７００によれば、温水又は冷水と熱電発電素子７３０（図示せず。）との接触面積が増大するため、熱電発電効率が高まるという効果もある。
【０１３１】
［実施形態８］
図９は、実施形態８に係る熱電発電装置８００を説明するために示す図である。
実施形態８に係る熱電発電装置８００は、実施形態４に係る熱電発電装置４００とよく似た構造を有しているが、図９に示すように、温水流路形成用部材８１０及び冷水流路形成用部材８２０がセラミックスとしてのアルミナからなる点が異なっている。
【０１３２】
このように、実施形態８に係る熱電発電装置８００は、温水流路形成用部材８１０及び冷水流路形成用部材８２０がセラミックスとしてのアルミナからなる点が実施形態４に係る熱電発電装置４００の場合とは異なるが、これ以外の点では実施形態４に係る熱電発電装置４００と同様の構成を有しているため、実施形態５に係る熱電発電装置５００の場合と同様の効果を有する。
【０１３３】
また、実施形態８に係る熱電発電装置８００によれば、温水流路形成用部材８１０及び冷水流路形成用部材８２０がセラミックスとしてのアルミナからなっているため、アルミナが優れた断熱性能を有するため、熱電発電効率を低下させてしまうことがさらに抑制されるようになる。
なお、セラミックス材料としては、アルミナの他に、マグネシア、ジルコニア等を好ましく用いることができる。
【０１３４】
［実施形態９］
図１０は、実施形態９に係る熱電発電装置９００を説明するために示す図である。
実施形態９に係る熱電発電装置９００は、実施形態４に係る熱電発電装置４００とよく似た構造を有しているが、図１０に示すように、冷水流路形成用部材９２０が金属としてのアルミニウムからなる点で異なっている。
【０１３５】
このように、実施形態９に係る熱電発電装置９００は、冷水流路形成用部材９２０が金属としてのアルミニウムからなる点で実施形態４に係る熱電発電装置４００の場合と異なるが、これ以外の点では実施形態４に係る熱電発電装置４００と同様の構成を有しているため、実施形態４に係る熱電発電装置４００の場合と同様の効果を有する。
【０１３６】
また、実施形態９に係る熱電発電装置９００によれば、冷水流路形成用部材９２０が金属としてのアルミニウムからなるため、熱電発電により暖められた冷水から熱が効率良く放熱されるようになる結果、熱電発電効率を低下させてしまうことが極力抑制されるようになる。
【０１３７】
［実施形態１０］
図１１は、実施形態１０に係る熱電発電装置１０００を説明するために示す図である。
実施形態１０に係る熱電発電装置１０００は、実施形態４に係る熱電発電装置４００とよく似た構造を有しているが、図１１に示すように、熱伝導板１０５０，１０５２に熱交換用フィン１０５１，１０５３が形成されている点で異なっている。
【０１３８】
このように、実施形態１０に係る熱電発電装置１０００は、熱伝導板１０５０，１０５２に熱交換用フィン１０５１，１０５３が形成されている点で実施形態４に係る熱電発電装置４００の場合と異なるが、これ以外の点では実施形態４に係る熱電発電装置４００と同様の構成を有しているため、実施形態４に係る熱電発電装置４００の場合と同様の効果を有する。
【０１３９】
また、実施形態１０に係る熱電発電装置１０００によれば、熱伝導板１０５０，１０５２に熱交換用フィン１０５１，１０５３が形成されているため、温水の熱が効率良く熱伝導板１０５０に伝わるとともに、熱伝導板１０５２から熱が効率良く冷水に伝わるようになるため、熱電発電効率を低下させてしまうことがさらに抑制されるようになる。
【０１４０】
［実施形態１１］
図１２は、実施形態１１に係る熱電発電装置１１００を説明するために示す図である。図１２（ａ）は熱電発電装置１１００の、図１（ｃ）と同じ方向から見た正面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。なお、図１２（ａ）においては、パッキン１１４０は省略している。
【０１４１】
実施形態１１に係る熱電発電装置１１００は、実施形態４に係る熱電発電装置４００とよく似た構造を有しているが、温水流路形成用部材１１１０と冷水流路形成用部材１１２０との間に複数（この場合４枚）の熱電発電素子１１３０が設置されている点が異なっている。
【０１４２】
このように、実施形態１１に係る熱電発電装置１１００は、温水流路形成用部材１１１０と冷水流路形成用部材１１２０との間に複数の熱電発電素子１１３０が設置されている点で実施形態４に係る熱電発電装置４００の場合と異なるが、これ以外の点では実施形態４に係る熱電発電装置４００と同様の構成を有しているため、実施形態４に係る熱電発電装置４００の場合と同様の効果を有する。
【０１４３】
また、実施形態１１に係る熱電発電装置１１００のように、温水流路形成用部材１１１０と冷水流路形成用部材１１２０との間に複数の熱電発電素子１１３０を設置することとすれば、熱電発電素子の大きさに制限されずに大型の熱電発電装置を構成することができるようになる。また、複数の熱電発電素子１１３０を直列に接続すれば電圧の高い出力が得られる。
【０１４４】
［実施形態１２］
図１３は、実施形態１２に係る熱電発電装置１２００を説明するために示す図である。図１３（ａ）は  熱電発電装置１２００の分解斜視図であり、図１３（ｂ）は温水流路形成用部材１２１０の斜視図であり、図１３（ｃ）は冷水流路形成用部材１２２０の斜視図であり、図１３（ｄ）は熱電発電装置１２００の斜視図であり、図１３（ｅ）は図１３（ｄ）の矢印Ａ５方向に沿って見たときのＢ５−Ｂ５断面図である。
【０１４５】
実施形態１２に係る熱電発電装置１２００は、主として熱電発電のためのエネルギーを供給する第１流体と、第１流体とは異なる温度の第２流体との間の温度差を用いて熱電発電を行う熱電発電装置である。そして、実施形態１２に係る熱電発電装置１２００においても、実施形態１〜１１に係る熱電発電装置１００〜１１００の場合と同様に、第１流体として温水を、第２流体として冷水を用いている。
【０１４６】
実施形態１２に係る熱電発電装置１２００は、図１３に示すように、温水流路形成用部材１２１０と、温水流路形成用蓋板１２５０と、冷水流路形成用部材１２２０と、冷水流路形成用蓋板１２５２と、熱電発電素子１２３０とを備えている。
温水流路形成用部材１２１０は、一方の面にジグザグ状に形成された温水流路形成用凹部１２１１並びに温水流路形成用凹部１２１１に接続された温水取込部１２１２（図示せず。）及び温水排出部１２１３を有し、高熱伝導性材料からなっている。
温水流路形成用蓋板１２５０は、温水流路形成用部材１２１０における温水流路形成用凹部１２１１を閉蓋して、温水流路１２１４を形成する。
【０１４７】
冷水水流路形成用部材１２２０は、一方の面にジグザグ状に形成された冷水流路形成用凹部１２２１並びに冷水流路形成用凹部１２２１に接続された冷水取込部１２２１（図示せず。）及び冷水排出部１２２２を有し、高熱伝導性材料からなっている。
冷水流路形成用蓋板１２５２は、冷水流路形成用部材１２２０における冷水流路形成用凹部１２２１を閉蓋して、冷水流路１２２４を形成する。
熱電発電素子１２３０は、４つの熱電発電素子１２３１，１２３２，１２３３，１２３４からなっている。
【０１４８】
このため、実施形態１２に係る熱電発電装置１２００によれば、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）に示すように、温水流路形成用凹部１２１１及び冷水流路形成用凹部１２２１はジグザグ状に形成されているため、温水からの熱が高熱伝導性材料からなる温水流路形成用部材１２１０を介して効率良く熱電発電素子１２３０に伝わるとともに、熱電発電素子１２３０からの熱が高熱伝導性材料からなる冷水流路形成用部材１２２０を介して効率良く冷水に伝わることになる。その結果、熱電発電素子１２３０と接触していない部分からの熱の放散割合を低減することができ、熱電発電効率を低減させてしまうことが抑制される。
【０１４９】
また、実施形態１２に係る熱電発電装置１２００によれば、温水流路形成用凹部１２１１及び冷水流路形成用凹部１２２１はジグザグ状に形成されているため、温水流路１２１４中における温水の流れ及び冷水流路１２２４中における冷水の流れをよりスムーズなものにすることができ、熱電発電効率をさらに向上させることができる。
【０１５０】
実施形態１２に係る熱電発電装置１２００においては、温水流路形成用蓋板１２５０、温水流路形成用部材１２１０、熱電発電素子１２３０及び冷水流路形成用部材１２２０及び冷水流路形成用蓋板１２５２は、ボルト・ナット、ねじ等の手段により一体化されている。これにより、温水流路１２１４から温水が漏れること及び冷水流路１２２４から冷水が漏れることが抑制される。
【０１５１】
実施形態１２に係る熱電発電装置１２００においては、温水流路形成用部材１２１０は、図１３（ｅ）に示すように、低熱伝導性部材１２７０（図１３（ａ）〜図１３（ｄ）では図示せず。）で囲まれている。
【０１５２】
このため、実施形態１２に係る熱電発電装置１２００によれば、温水流路形成用部材１２１０は低熱導電性部材１２７０で囲まれているため、この部分から熱が放散されてしまうことが抑制され、その結果、熱電発電効率を低下させてしまうことが抑制される。
【０１５３】
実施形態１２に係る熱電発電装置１２００においては、低熱伝導性部材１２７０としては、アクリル樹脂からなるものを用いている。但し、本発明の熱電発電装置においては、これに限定されるものではなく、アクリル樹脂以外の樹脂からなるもの、セラミックスからなるもの、内部に断熱材が充填された断熱部材なども好ましく用いることができる。
【０１５４】
実施形態１２に係る熱電発電装置１２００においては、温水流路形成用部材１２１０における一方の面と温水流路形成用蓋板１２５０との間及び冷水流路形成用部材１２２０における一方の面と冷水流路形成用蓋板１２５２との間には、それぞれパッキン１２４０，１２４２が配置されている。
【０１５５】
このため、実施形態１２に係る熱電発電装置１２００によれば、温水流路形成用部材１２１０と温水流路形成用蓋板１２５０との間の密着性及び冷水流路形成用部材１２２０と冷水流路形成用蓋板１２５２との間の密着性を高めることが容易になる。また、その結果、温水流路１２１４から温水が漏れること及び冷水流路１２２４から冷水が漏れることが抑制されるようになる。
【０１５６】
実施形態１２に係る熱電発電装置１２００においては、温水流路形成用部材１２１０及び冷水流路形成用部材１２２０は、ともに金属としてのアルミニウムからなる。
【０１５７】
このため、実施形態１２に係る熱電発電装置１２００によれば、温水から温水流路形成用部材１２１０に効率良く熱が伝わり、熱電発電により暖められた冷水流路形成用部材１２２０から冷水に効率良く熱が伝わるようになる。その結果、熱電発電効率を低下させてしまうことがさらに抑制されるようになる。
【０１５８】
実施形態１２に係る熱電発電装置１２００においては、温水流路形成用部材１２１０及び冷水流路形成用部材１２２０は、ともに同一の金属（アルミニウム）からなる。
【０１５９】
このため、実施形態１２に係る熱電発電装置１２００によれば、温水流路形成用部材１２００及び冷水流路形成用部材１２２０における熱膨張率の差による熱電発電装置の劣化を最小限のものにすることができ、熱電発電装置の長期信頼性を高めることができる。また、熱電発電装置の製造を容易なものにすることができる。
【０１６０】
実施形態１２に係る熱電発電装置１２００においては、温水流路形成用凹部１２１１及び冷水流路形成用凹部１２２１には、複数の熱交換用フィン１２１５，１２２５が設けられている。
【０１６１】
このため、実施形態１２に係る熱電発電装置１２００によれば、温水から温水流路形成用部材１２１０に効率良く熱が伝わるとともに、冷水流路形成用部材１２２０から冷水に効率良く熱が伝わるようになるため、熱電発電効率が向上する。
【０１６２】
［実施形態１３］
図１４は、実施形態１３に係る熱電発電装置１３００を説明するために示す図である。
実施形態１３に係る熱電発電装置１３００は、実施形態１２に係る熱電発電装置１２００とよく似た構造を有しているが、図１４に示すように、温水流路形成用部材１３１０における他方の面と冷水流路形成用部材１３２０における他方の面との間の空間における、熱電発電素子１３３０の周囲に断熱層１３６０が設けられている点で、実施形態１２に係る熱電発電装置１２００の場合とは異なっている。
【０１６３】
このように、実施形態１３に係る熱電発電装置１３００は、熱電発電素子１３３０の周囲に断熱層１３６０が設けられている点で、実施形態１２に係る熱電発電装置１２００とは異なるが、これ以外の点では実施形態１２に係る熱電発電装置１２００と同様の構成を有しているため、実施形態１２に係る熱電発電装置１２００の場合と同様の効果を有する。
【０１６４】
また、実施形態１３に係る熱電発電装置１３００によれば、熱電発電素子１３３０の周囲に断熱層１３６０が設けられているため、温水流路形成用部材１３１０から冷水流路形成用部材１３２０への熱電発電素子１３３０を介しない熱移動が抑制され、その結果、熱電発電素子１３３０と接触していない部分からの熱の放散割合をさらに低減することができる。
【０１６５】
［実施形態１４］
図１５は、実施形態１４に係る熱電発電装置１４００を説明するために示す図である。
実施形態１４に係る熱電発電装置１４００は、実施形態１３に係る熱電発電装置１３００とよく似た構造を有しているが、図１５に示すように、温水流路形成用部材１４１０が低熱伝導性部材で囲まれていない点で、実施形態１３に係る熱電発電装置１３００の場合とは異なっている。
【０１６６】
このように、実施形態１４に係る熱電発電装置１４００は、温水流路形成用部材が低熱伝導性部材で囲まれていない点で、実施形態１３に係る熱電発電装置１３００とは異なっているが、熱電発電素子１４３０の周囲に断熱層１４６０が設けられているため、温水流路形成用部材１４１０から冷水流路形成用部材１４２０への熱電発電素子１４３０を介しない熱移動が抑制され、その結果、熱電発電素子１４３０と接触していない部分からの熱の放散割合をさらに低減することができるという効果が得られる。
【０１６７】
［実施形態１５］
図１６は、実施形態１５に係る熱電発電装置１５００を説明するために示す図である。
実施形態１５に係る熱電発電装置１５００は、主として熱電発電のためのエネルギーを供給する第１流体と、第１流体とは異なる温度の第２流体との間の温度差を用いて熱電発電を行う熱電発電装置である。そして、実施形態１５に係る熱電発電装置１５００においては、図１６に示すように、第１流体として水蒸気を、第２流体として冷水を用いている。
【０１６８】
このように、実施形態１５に係る熱電発電装置１５００は、第１流体として水蒸気を用いた点で、実施形態１３に係る熱電発電装置１３００とは異なるが、図１６に示すように、温水流路形成用部材１５１０は低熱導電性部材１５７０で囲まれているため、実施形態１３に係る熱電発電装置１３００の場合と同様に、この部分から熱（温熱）が放散されてしまうことが抑制され、その結果、熱電発電効率を低下させてしまうことが抑制される。
【０１６９】
［実施形態１６］
図１７は、実施形態１６に係る熱電発電装置１６００を説明するために示す図である。
実施形態１６に係る熱電発電装置１６００は、主として熱電発電のためのエネルギーを供給する第１流体と、第１流体とは異なる温度の第２流体との間の温度差を用いて熱電発電を行う熱電発電装置である。そして、実施形態１６に係る熱電発電装置１６００においては、図１７に示すように、第１流体としてＬＮＧ（液化天然ガス）を、第２流体としてオクタンを用いている。
【０１７０】
このように、実施形態１６に係る熱電発電装置１６００は、第１流体としてＬＮＧを用いるとともに第２流体にオクタンを用いた点で、実施形態１３に係る熱電発電装置１３００とは異なるが、図１７に示すように、冷水流路形成用部材１６１０は低熱導電性部材１６７０で囲まれているため、実施形態１６に係る熱電発電装置１６００の場合と同様に、この部分から熱（冷熱）が放散されてしまうことが抑制され、その結果、熱電発電効率を低下させてしまうことが抑制される。
【０１７１】
［実施形態１７］
図１８及び図１９は、実施形態１７に係る熱電発電装置１７００の分解斜視図である。図２０は、実施形態１７に係る熱電発電装置１７００を説明するために示す図である。図２０（ａ）は熱電発電装置１７００の断面図であり、図２０（ｂ）は熱電発電装置１７００の分解断面図である。図２１は、実施形態１７に係る熱電発電装置１７００の外観を示す斜視図である。
なお、図１９は、熱電発電装置１７００を、図１８の矢印Ａ６とは反対方向から見たものである。
【０１７２】
実施形態１７に係る熱電発電装置１７００は、主として熱電発電のためのエネルギーを供給する温水と、冷水との間の温度差を用いて熱電発電を行う熱電発電装置であって、図１８〜図２０に示すように、温水流路形成部材１７１０と、２つの冷水流路形成部材（第１の冷水流路形成部材１７２０及び第２の冷水流路形成部材１７４０）と、２つの熱電発電素子（第１の熱電発電素子１７３０及び第２の熱電発電素子１７５０）とを備えている。
【０１７３】
温水流路形成部材１７１０は、温水流路形成用部材１７１１、温水流路形成用蓋板１７１５及びＯリング１７１７を有している。温水流路形成用部材１７１１には、温水流路形成用凹部１７１２、溝仕切り壁１７１３及びＯリング用溝１７１４が形成されている。温水流路形成蓋板１７１５には、熱交換用フィン１７１６が形成されている。そして、温水流路、温水取込部１７１８及び温水排出部１７１９を有している。
【０１７４】
第１の冷水流路形成部材１７２０は、冷水流路形成用部材１７２１、冷水流路形成用蓋板１７２５及びＯリング１７２７を有している。冷水流路形成用部材１７２１には、冷水流路形成用凹部１７２２、溝仕切り壁１７２３及びＯリング用溝１７２４が形成されている。そして、冷水流路、冷水取込部１７２８及び冷水排出部１７２９を有している。
【０１７５】
第２の冷水流路形成部材１７４０は、冷水流路形成用部材１７４１、冷水流路形成用蓋板１７４５及びＯリング１７４７を有している。冷水流路形成用部材１７４１には、冷水流路形成用凹部１７４２、溝仕切り壁１７４３及びＯリング用溝１７４４が形成されている。そして、冷水流路、冷水取込部１７４８及び冷水排出部１７４９を有している。
【０１７６】
温水流路形成用部材１７１１及び冷水流路形成用部材１７２１，１７４１は、高熱伝導性材料としてのアルミニウムからなる。
【０１７７】
このため、実施形態１７に係る熱電発電装置１７００によれば、温水からの熱は、温水流路形成部材１７１０の両側に配置される第１の熱電発電素子１７３０及び第２の熱電発電素子１７５０を介して冷水に伝わるため、第１の熱電発電素子１７３０及び第２の熱電発電素子１７５０と接触していない部分からの熱の放散割合をさらに低減することができ、その結果、熱電発電効率を低下させてしまうことが抑制される。
また、このとき、温水流路形成用部材１７１１及び冷水流路形成用部材１７２１，１７４１は高熱伝導性材料からなるため、効率良く熱が伝わり、熱電発電効率を低下させてしまうことがさらに抑制される。
【０１７８】
実施形態１７に係る熱電発電装置１７００においては、温水流路形成部材１７１０は、低熱伝導性部材で囲まれていてもよい。
【０１７９】
このように構成することにより、温水流路形成部材１７１０は低熱伝導性部材で囲まれているため、この部分から熱が放散されてしまうことを抑制することができ、熱電発電素子と接触していない部分からの熱の放散割合をさらに低減することができる。
【０１８０】
実施形態１７に係る熱電発電装置１７００においては、温水流路形成部材１７１０と第１の冷水流路形成部材１７２０との間の空間における第１の熱電発電素子１７３０の周囲及び温水流路形成部材１７１０と第２の冷水流路形成部材１７４０との間の空間における第２の熱電発電素子１７５０の周囲には、それぞれ断熱層が設けられていてもよい。
【０１８１】
このように構成することにより、温水流路形成部材１７１０から第１の冷水流路形成部材１７２０への第１の熱電発電素子１７３０を介しない熱移動や、温水流路形成部材１７１０から第２の冷水流路形成部材１７４０への第２の熱電発電素子１７５０を介しない熱移動が抑制され、その結果、第１の熱電発電素子１７３０及び第２の熱電発電素子１７５０と接触していない部分からの放散割合をさらに低減することができる。
【０１８２】
実施形態１７に係る熱電発電装置１７００においては、温水流路形成部材１７１０には、熱交換用フィン１７１６が配置されている。
【０１８３】
このため、実施形態１７に係る熱電発電装置１７００においては、温水から温水流路形成部材１７１０に効率良く熱が伝わるようになる。その結果、熱電発電効率を低下させてしまうことがさらに抑制されるようになる。
【０１８４】
実施形態１７に係る熱電発電装置１７００は、合計で２０個の熱電発電素子（第１の熱電発電装置１７３０が１０個、第２の熱電発電装置１７５０が１０個）が設置されている。
【０１８５】
このため、実施形態１７に係る熱電発電装置１７００によれば、熱電発電素子の大きさに制限されずに大型の熱電発電装置を構成することができるようになる。また、２０個の熱電発電素子を直列に接続すれば電圧の高い出力が得られる。
【０１８６】
［実施形態１８］
図２２は、実施形態１８に係る熱電発電装置１８００を説明するために示す図である。図２２（ａ）は熱電発電装置１８００の断面図であり、図２２（ｂ）は熱電発電装置１８００の分解断面図である。
実施形態１８に係る熱電発電装置１８００は、実施形態１７に係る熱電発電装置１７００とよく似た構造を有しているが、図１８に示すように、温水流路形成部材１８１０が低熱伝導性部材１８７０で囲まれている点で、実施形態１７に係る熱電発電装置１７００の場合とは異なっている。
【０１８７】
このように、実施形態１８に係る熱電発電装置１８００は、温水流路形成部材が低熱伝導性部材で囲まれている点で、実施形態１７に係る熱電発電装置１７００とは異なっているが、その他の点では実施形態１７に係る熱電発電装置１７００と同様であるため、実施形態１７に係る熱電発電装置１７００の場合と同様の効果を有する。
【０１８８】
また、実施形態１８に係る熱電発電装置１８００によれば、温水流路形成部材１８１０は低熱導電性部材１８７０で囲まれているため、この部分から熱が放散されてしまうことが抑制され、その結果、熱電発電効率を低下させてしまうことが抑制される。
【０１８９】
［実施形態１９］
図２３は、実施形態１９に係る熱電発電装置１９００を説明するために示す図である。図２３（ａ）は熱電発電装置１９００の断面図であり、図２３（ｂ）は熱電発電装置１９００の分解断面図である。
実施形態１９に係る熱電発電装置１９００は、実施形態１７に係る熱電発電装置１７００とよく似た構造を有しているが、図１９に示すように、温水流路形成部材１９１０の構造が実施形態１７に係る熱電発電装置１７００の場合とは異なっている。
【０１９０】
すなわち、実施形態１９に係る熱電発電装置１９００においては、温水流路形成部材１９１０は、温水流路形成用枠１９１１、温水流路形成用蓋板１９１４，１９１６及びＯリング１９１８，１９１９を有している。温水流路形成用枠１９１１には、Ｏリング用溝１９１２，１９１３が形成されている。温水流路形成蓋板１９１４には、熱交換用フィン１９１５が形成されている。温水流路形成蓋板１９１６には、熱交換用フィン１９１７が形成されている。そして、温水流路、温水取込部及び温水排出部を有している。
【０１９１】
このように、実施形態１９に係る熱電発電装置１９００は、温水流路形成部材の構造が実施形態１７に係る熱電発電装置１７００とは異なっているが、その他の点では実施形態１７に係る熱電発電装置１７００と同様であるため、実施形態１７に係る熱電発電装置１７００の場合と同様の効果を有する。
【０１９２】
また、実施形態１９に係る熱電発電装置１９００によれば、温水流路形成用枠１９１１が低熱導電性材料からなるため、この部分から熱が放散されてしまうことが抑制され、その結果、熱電発電効率を低下させてしまうことがさらに抑制される。
【０１９３】
［実施形態２０］
図２４は、実施形態２０に係る熱電発電システム２０００を説明するために示す図である。実施形態２０に係る熱電発電システム２０００は、図２４に示すように、熱電発電装置を多数備えた熱電発電システムである。熱電発電装置としては、実施形態５に係る熱電発電装置５００を用いている。複数の熱電発電装置５００，…，５００は、温水流路からみて直列に配列されている。
【０１９４】
このため、実施形態２０に係る熱電発電システム２０００によれば、熱電発電システム２０００を構成する各熱電発電装置５００が、温水流路から熱が無駄に放散されてしまうことが抑制された熱電発電装置であるため、熱電発電システム２０００全体としても温水流路から熱が無駄に放散されてしまうことが抑制されることとなり、全体としても熱電発電効率を低下させてしまうことが極力抑制された熱電発電システムとなる。
【０１９５】
実施形態２０に係る熱電発電システム２０００においては、図２４に示すように、最下行の熱電発電装置及び最上行の熱電発電装置は、温水流路形成用部材が前面側に位置するように配置され、中行の熱電発電装置は、温水流路形成用部材が背面側に位置するように配置されている。
【０１９６】
従って、最下行の熱電発電装置及び最上行の熱電発電装置においては、温水取込部は図２４の左側面に配置され、温水排出部は右側面に配置されることとなる。一方、中行の熱電発電装置においては、温水取込部は右側面に配置され、温水排出部は左側面に配置されることとなる。また、最下行の熱電発電装置及び最上行の熱電発電装置においては、冷水取込部は右側面に配置され、冷水排出部は左側面に配置されることとなる。一方、中行の熱電発電装置においては、冷水取込部は左側面に配置され、冷水排出部は右側面に配置されることとなる。
【０１９７】
このため、実施形態２０に係る熱電発電システム２０００によれば、図２４に示すように、各熱電発電装置５００に温水を供給するための配管、各熱電発電装置５００に冷水を供給するための配管のレイアウトが単純になる。
【０１９８】
また、実施形態２０に係る熱電発電システム２０００においては、複数の熱電発電装置５００は、冷水流路からみても直列に配列されている。
【０１９９】
このため、実施形態２０に係る熱電発電システム２０００によれば、熱電発電システムにおける冷水流路と温水流路との整合性を高めることができ、熱電発電システムを構築する際の接続作業が容易になる。
【０２００】
［実施形態２１］
図２５は、実施形態２１に係る熱電発電システム２１００を説明するために示す図である。実施形態２１に係る熱電発電システム２１００は、図２５に示すように、実施形態２０に係る熱電発電システム２０００とよく似た構成を有しているが、実施形態２１に係る熱電発電システム２１００においては、複数の熱電発電装置５００，…，５００は、冷水流路からみて並列に配列されている点が実施形態２０に係る熱電発電システム２０００の場合と異なっている。
【０２０１】
このように、実施形態２１に係る熱電発電システム２１００は、複数の熱電発電装置５００，…，５００が冷水流路からみて並列に配列されている点が実施形態２０に係る熱電発電システム２０００の場合と異なっているが、これ以外の点では実施形態２０に係る熱電発電システム２０００と同様の構成を有しているため、実施形態２０に係る熱電発電システム２０００の場合と同様の効果を有する。
【０２０２】
また、実施形態２１に係る熱電発電システム２１００によれば、複数の熱電発電装置５００，…，５００が冷水流路からみて並列に配列されているため、十分に温度の低い冷水を各熱電発電装置５００に供給することが可能になり、熱電発電効率を低下させてしまうことがさらに抑制された熱電発電システムとなる。
【０２０３】
［実施形態２２］
図２６は、実施形態２２に係る熱電発電システム２２００を説明するために示す図である。実施形態２２に係る熱電発電システム２２００は、図２６に示すように、実施形態２０に係る熱電発電システム２０００と同様に、熱電発電装置を多数備えた熱電発電システムである。熱電発電装置としては、実施形態４に係る熱電発電装置４００を用いている。複数の熱電発電装置４００，…，４００は、温水流路からみて直列に配列されている。
【０２０４】
このように、実施形態２２に係る熱電発電システム２２００は、熱電発電システムを構成する熱電発電装置の構成が、実施形態２０に係る熱電発電システム２０００の場合とは異なっているが、熱電発電システム２２００を構成する各熱電発電装置４００が、温水流路から熱が無駄に放散されてしまうことが抑制された熱電発電装置であるため、実施形態２０に係る熱電発電システム２０００の場合と同様に、熱電発電効率を低下させてしまうことが極力抑制された熱電発電システムとなる。
【図面の簡単な説明】
【０２０５】
【図１】実施形態１に係る熱電発電装置１００を説明するために示す図である。
【図２】実施形態２に係る熱電発電装置２００を説明するために示す図である。
【図３】実施形態３に係る熱電発電装置３００を説明するために示す図である。
【図４】実施形態４に係る熱電発電装置４００を説明するために示す図である。
【図５】実施形態４に係る熱電発電装置４００を説明するために示す外観図である。
【図６】実施形態５に係る熱電発電装置５００を説明するために示す図である。
【図７】実施形態６に係る熱電発電装置６００を説明するために示す図である。
【図８】実施形態７に係る熱電発電装置７００を説明するために示す図である。
【図９】実施形態８に係る熱電発電装置８００を説明するために示す図である。
【図１０】実施形態９に係る熱電発電装置９００を説明するために示す図である。
【図１１】実施形態１０に係る熱電発電装置１０００を説明するために示す図である。
【図１２】実施形態１１に係る熱電発電装置１１００を説明するために示す図である。
【図１３】実施形態１２に係る熱電発電装置１２００を説明するために示す図である。
【図１４】実施形態１３に係る熱電発電装置１３００を説明するために示す図である。
【図１５】実施形態１４に係る熱電発電装置１４００を説明するために示す図である。
【図１６】実施形態１５に係る熱電発電装置１５００を説明するために示す図である。
【図１７】実施形態１６に係る熱電発電装置１６００を説明するために示す図である。
【図１８】実施形態１７に係る熱電発電装置１７００の分解斜視図である。
【図１９】実施形態１７に係る熱電発電装置１７００の分解斜視図である。
【図２０】実施形態１７に係る熱電発電装置１７００を説明するために示す図である。
【図２１】実施形態１７に係る熱電発電装置１７００の外観を示す斜視図である。
【図２２】実施形態１８に係る熱電発電装置１８００を説明するために示す図である。
【図２３】実施形態１９に係る熱電発電装置１９００を説明するために示す図である。
【図２４】実施形態２０に係る熱電発電システム２０００を説明するために示す図である。
【図２５】実施形態２１に係る熱電発電システム２１００を説明するために示す図である。
【図２６】実施形態２２に係る熱電発電システム２２００を説明するために示す図である。
【図２７】熱電発電システムに用いられる熱電発電素子２３００，２３０２の熱電発電機能を説明するために示す図である。
【図２８】従来の熱電発電装置２４００を説明するために示す図である。
【符号の説明】
【０２０６】
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００，１３００，１４００，１５００，１６００，１７００，１８００，１９００…熱電発電装置、１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０，８１０，９１０，１０１０，１１１０，１２１０，１３１０，１４１０，１５１０，１６１０，１７１１，１８１１…温水流路形成用部材、１１１，２１１，３１１，４１１，５１１，６１１，７１１，８１１，９１１，１０１１，１１１１，１２１１，１３１１，１４１１，１５１１，１６１１，１７１２…温水流路形成用凹部、１１２，２１２，３１２，４１２，５１２，６１２，７１２…温水取込部、１１３，２１３，３１３，４１３，５１３，６１３，７１３，１２１３…温水排出部、１１４，２１４，３１４，４１４，５１４，６１４，７１４，１２１４，１３１４，１４１４…温水流路、１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０，７２０，８２０，９２０，１０２０，１１２０，１２２０，１３２０，１４２０，１５２０，１６２０，１７２１，１７４１，１８２１，１８４１，１９２１，１９４１…冷水流路形成用部材、１２１，２２１，３２１，４２１，５２１，６２１，７２１，８２１，９２１，１０２１，１１２１，１２２１，１３２１，１４２１，１５２１，１６２１，１７２２，１７４２…冷水流路形成用凹部、１２２，２２２，３２２，４２２，５２２，６２２，７２２，１１２２，１２２２…冷水取込部、１２３，２２３，３２３，４２３，５２３，６２３，７２３，１１２３…冷水排出部、１２４，２２４，３２４，４２４，５２４，６２４，７２４，１２２４，１３２４，１４２４，１５２４…冷水流路、１３０，２３０，３３０，４３０，８３０，９３０，１０３０，１１３０，１２３０，１２３１，１２３２，１２３３，１２３４，１３３０，１４３０，１５３０，１６３０…熱電発電素子、２４０，４４０，１２４０，１２４２，１３４０，１３４２，１４４０，１４４２，１５４０，１５４２，１６４０，１６４２…パッキン、３５０，４５０，１０５０，１０５２，１１５０…熱伝導板、１０５１，１０５３，１２１５，１２２５，１３１５，１３２５，１４１５，１４２５，１５１５，１５２５，１６１５，１６２５，１７１６，１９１５，１９１７…熱交換用フィン、１１３２…リード線、１２５０，１３５０，１４５０，１５５０，１６５０，１７１５，１８１５，１９１４，１９１６…温水流路形成用蓋板、１２５２，１３５２，１４５２，１５５２，１６５２，１７２５，１７４５，１８２５，１８４５，１９２５，１９４５…冷水流路形成用蓋板、１２７０，１３７０，１５７０，１６７０，１８７０…低熱伝導性部材、１３６０，１４６０，１５６０，１６６０…断熱層、１５１４…水蒸気流路、１６１４…ＬＮＧ流路、１６２４…オクタン流路、１７１０，１８１０，１９１０…温水流路形成部材、１７１３，１７２３，１７４３…溝仕切り壁、１７１４，１７２４，１７４４，１９１２，１９１３…Ｏリング用溝、１７１７，１７２７，１７４７，１８１７，１８２７，１８４７，１９１８，１９１９，１９２７，１９４７…Ｏリング、１７２０，１８２０，１９２０…第１の冷水流路形成部材、１７３０，１８３０，１９３０…第１の熱電発電素子、１７４０，１８４０，１９４０…第２の冷水流路形成部材、１７５０，１８５０，１９５０…第２の熱電発電素子、１９１１…温水流路形成用枠、２０００，２１００，２２００…熱電発電システム、２３００，２３０２…熱電発電素子、２３１０Ｎ…Ｎ型半導体、２３１０Ｐ…Ｐ型半導体、２３２０Ｈ…吸熱側セラミックス、２３２０Ｌ…放熱側セラミックス、２３３０Ｈ…吸熱側電極、２３３０Ｌ…放熱側電極、２４００…熱電発電装置、２４２２…温水流路、２４２２ａ…上面、２４２２ｂ…底面、２４２２ｃ…側面、２４２４…熱電発電素子、２４２６…冷水流路、２４３０，２４３２，２４３４，２４３６…パイプ、２４４２…温水取込口、２４４４…温水排水口、２４４６…冷水取込口、２４４８…冷水排水口、２４５０，２４５４，２４５６，２４６０…フランジ、２４５２，２４５８…ゴム材、２４７０，２４７２…熱交換用フィン
【図６】
2006136188.tif 000003
【図７】
2006136188.tif 000004
【図８】
2006136188.tif 000005
【図９】
2006136188.tif 000006
【図１０】
2006136188.tif 000007
【図１１】
2006136188.tif 000008
【図１２】
2006136188.tif 000009
【図１４】
2006136188.tif 000010
【図１５】
2006136188.tif 000011
【図１６】
2006136188.tif 000012
【図１７】
2006136188.tif 000013
【図２０】
2006136188.tif 000014
【図２２】
2006136188.tif 000015
【図２３】
2006136188.tif 000016
【図２４】
2006136188.tif 000017
【図２５】
2006136188.tif 000018
【図２６】
2006136188.tif 000019
【図２７】
2006136188.tif 000020
【図２８】
2006136188.tif 000021
【図１】
2006136188.tif 000022
【図２】
2006136188.tif 000023
【図３】
2006136188.tif 000024
【図４】
2006136188.tif 000025
【図５】
2006136188.tif 000026
【図１３】
2006136188.tif 000027
【図１８】
2006136188.tif 000028
【図１９】
2006136188.tif 000029
【図２１】
2006136188.tif 000030