(57)【要約】【課題】効率的な発電を図る熱電発電装置を提供する。【解決手段】熱電発電装置1は、冷却水が流れる循環通路２７と、排ガスが流れる分岐通路３１と、低温側部１０ａと高温側部１０ｂとの温度差によって発電する熱電発電部１０と、循環通路２７と低温側部１０ａとの間に介在する伝熱層８１と、を備える。熱電発電装置1は、分岐通路３１と高温側部１０ｂとの間に介在して排ガスと高温側部１０ｂとの間の熱移動経路の少なくとも一部をなす熱抵抗調整層７を備える。熱抵抗調整層７は、排ガスの流れ方向に沿って移動する熱に対する熱抵抗が、下流側調整層７１の方が上流側調整層７０よりも大きくなるように構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流体が流れる第１流体通路（２７）と、
前記第１流体よりも高温であり、エンジン（２０）から排出される第２流体が流れる第２流体通路（３１）と、
熱電変換素子（１００）を有し、一方側部（１０ａ）と他方側部（１０ｂ）との温度差によって発電する熱電発電部（１０）と、
前記第１流体通路と前記一方側部との間に介在して、前記第１流体と前記一方側部との間の熱移動経路の少なくとも一部をなす低温側部材（６１，８１）と、
前記第２流体通路と前記他方側部との間に介在して、前記第２流体と前記他方側部との間の熱移動経路の少なくとも一部をなす高温側部材（７；１０７；１６０；２０７；３０７）と、
を備え、
前記高温側部材は、前記第２流体の流れ方向に沿って移動する熱に対する熱抵抗が、上流に設けられる上流側部（７０；１７０；１６０１；１７０；２７０）と前記上流側部よりも下流に設けられる下流側部（７１；１７１；１６０２；２７１；３７０）とにおいて一方が他方よりも大きくなるように構成されている熱電発電装置。
【請求項２】
前記高温側部材は、前記下流側部（７１；２７１）の方が前記上流側部（７０；２７０）よりも前記第２流体の流れ方向における前記熱抵抗が大きくなるように構成されている請求項１に記載の熱電発電装置。
【請求項３】
前記高温側部材は、前記上流側部（１７０；１６０１）の方が前記下流側部（１７１；３７０；１６０２）よりも前記第２流体の流れ方向における前記熱抵抗が大きくなるように構成されている請求項１に記載の熱電発電装置。
【請求項４】
前記高温側部材は、前記第２流体通路と前記他方側部との間に設けられて、グラファイトを含む材質で形成された熱抵抗調整層（７；１０７；２０７；３０７）であり、
前記熱抵抗調整層において、前記上流側部および前記下流側部のうち前記熱抵抗が大きい方は、細長状のグラファイト片部（７１０）の複数個が前記第２流体の流れ方向に沿って配列されて構成されている請求項１に記載の熱電発電装置。
【請求項５】
複数個の前記グラファイト片部は隣同士が互いに接合された状態で一体に形成されている請求項４に記載の熱電発電装置。
【請求項６】
前記熱抵抗調整層において、前記上流側部および前記下流側部のうち前記熱抵抗が小さい方は、それぞれ前記第２流体の流れ方向に細長状である複数個のグラファイト片部（７００）が互いに接合された状態で一体に構成されている請求項４または請求項５に記載の熱電発電装置。
【請求項７】
前記高温側部材は、熱伝導性および電気絶縁性を有する材質で構成され前記他方側部に接触する絶縁層（１６０）であり、
前記絶縁層において、前記上流側部および前記下流側部のうち前記熱抵抗が大きい方は、細長状の片部（１６００）の複数個が前記第２流体の流れ方向に沿って配列されて構成されている請求項１に記載の熱電発電装置。
【請求項８】
複数個の前記片部は隣同士が間隔をあけて設置されている請求項７に記載の熱電発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、ゼーベック効果により熱エネルギを電力エネルギに変換する熱電発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の熱電発電装置は、熱電変換素子からなるモジュールの高温側面と、高温媒体通路を備えた高温側部材との間に介在する熱応力緩和材を備えている。熱応力緩和材は電導性を有するグラファイトによって形成されている。熱応力緩和材は、一平面において多数並列した短冊状のグラファイト材を一体に形成したシート状の部材である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２４５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１によると、高温媒体と熱電変換素子の高温側面との間に介在する熱応力緩和材について、その表裏面に直交する方向に層間が存在しないため、この直交方向の熱伝導が良好になり、高温媒体と熱電変換素子の高温側面との熱抵抗を小さくできる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の熱応力緩和材には、高温媒体の流れ方向に関する熱の伝わり方が考慮されていない。特許文献１の熱応力緩和材には、熱電変換素子の高温側面に熱を与える高温媒体の流れ方向全体について効率的な発電を実施するために改良の余地が十分ある。
【０００６】
このような課題に鑑み、この明細書における開示の目的は、効率的な発電を図る熱電発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
開示された熱電発電装置のひとつは、第１流体が流れる第１流体通路（２７）と、第１流体よりも高温であり、エンジン（２０）から排出される第２流体が流れる第２流体通路（３１）と、熱電変換素子（１００）を有し、一方側部（１０ａ）と他方側部（１０ｂ）との温度差によって発電する熱電発電部（１０）と、第１流体通路と一方側部との間に介在して、第１流体と一方側部との間の熱移動経路の少なくとも一部をなす低温側部材（６１，８１）と、第２流体通路と他方側部との間に介在して、第２流体と他方側部との間の熱移動経路の少なくとも一部をなす高温側部材（７；１０７；１６０；２０７；３０７）と、を備え、
高温側部材は、第２流体の流れ方向に沿って移動する熱に対する熱抵抗が、上流に設けられる上流側部（７０；１７０；１６０１；１７０；２７０）と上流側部よりも下流に設けられる下流側部（７１；１７１；１６０２；２７１；３７０）とにおいて一方が他方よりも大きくなるように構成されている。
【０００９】
この熱電発電装置によれば、高温側部材の上流側部が下流側部よりも第２流体の流れ方向の熱抵抗が小さくなるように構成した場合には、上流側部に対応する範囲の熱電変換素子では、下流に向けての温度低下度合いが小さいので高温の排熱が回収可能になる。これによって、上流側部に対応する範囲の熱電変換素子において発電量の向上が図れる。さらに下流側部に対応する範囲の熱電変換素子では、下流に向けて温度低下度合いが大きいので低温の排熱が回収可能になり、下流側部に対応する範囲の熱電変換素子において低温排熱に対する発電量の向上が図れる。
【００１０】
また、高温側部材の上流側部が下流側部よりも第２流体の流れ方向の熱抵抗が大きくなるように構成した場合には、上流側部において熱が下流に向けて流れにくいため、上流側部の上流に対応する熱電変換素子の温度が高くなりやすい。これにより、上流の熱電変換素子において発電量の向上が図れる。さらに下流側部に対応する範囲の熱電変換素子では、下流に向けての温度低下度合いが小さいので、流れ方向にわたって素子の高低温度差を大きくすることが可能になる。これによって、下流側部に対応する範囲の熱電変換素子において発電量の向上が図れる。以上により、この熱電発電装置によれば、効率的な発電を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の熱電発電装置と冷却水および排ガスとの関係を示した概要図である。
【図２】第１実施形態の熱電発電装置に関する制御構成図である。
【図３】第１実施形態の熱電発電装置の構成を示した図である。
【図４】第１実施形態の熱抵抗調整層を示した斜視図である。
【図５】第１実施形態の熱電発電装置において、素子高温端、素子低温端、および排ガスのそれぞれについて排ガス流れ方向の温度分布を示したグラフである。
【図６】第２実施形態の熱抵抗調整層を示した斜視図である。
【図７】第２実施形態の熱電発電装置において、素子高温端、素子低温端、および排ガスのそれぞれについて排ガス流れ方向の温度分布を示したグラフである。
【図８】第３実施形態の熱電発電装置の構成を示した図である。
【図９】第４実施形態の熱電発電装置の構成を示した図である。
【図１０】第４実施形態の熱抵抗調整層を示した斜視図である。
【図１１】第５実施形態の熱抵抗調整層を示した斜視図である。
【図１２】第６実施形態の熱抵抗調整層を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１３】
（第１実施形態）
第１実施形態の熱電発電装置１について、図１〜図５を参照して説明する。熱電発電装置１は、エンジン２０から排出される第２流体としての排ガスと排ガスよりも低温である第１流体との温度差を利用して、ゼーベック効果により熱エネルギを電力エネルギに変換する装置である。熱電発電装置１は、熱電変換素子を有する熱電発電部１０において一方側部である低温側部１０ａと他方側部である高温側部１０ｂとに温度差が与えられると、電位差が生じて電子が流れる現象を利用して発電する。第１流体には排ガスと温度差を与えることが可能な任意の流体を採用することができる。この実施形態では、任意に選択可能な低温流体の一例として、自動車のエンジン２０の冷却水を用いる場合について説明する。
【００１４】
内燃機関であるエンジン２０には、燃焼用の空気を吸入する吸気管と、燃焼後の排ガスを排出する排気管３が接続されている。吸気管内には、車両に設けられたアクセルペダルの踏み込み量に応じて開度が可変されるスロットルバルブが設けられている。エンジン２０は、エンジン制御装置によって最適な作動に制御される。エンジン制御装置には、エンジン回転数信号、スロットルバルブ開度信号、および車速信号等が入力される。エンジン制御装置は、エンジン回転数信号およびスロットルバルブ開度信号に対する燃料噴射量を対応付けた制御マップを予め記憶している。エンジン制御装置は、制御マップに基づいて吸気管側に所定のタイミングで必要とされる燃料噴射量を制御する。エンジン制御装置は、熱電発電装置１の制御装置５と互いの信号の授受が通信可能となるように接続されている。
【００１５】
エンジン２０には冷却水回路２が接続されている。冷却水回路２は、エンジン２０を冷却するためエンジン２０内の冷却水が循環する回路である。冷却水は、ウォータポンプ２４によって出口部２０ｂからラジエータ２１を通過して入口部２０ａに流通して循環する。ウォータポンプ２４は、例えば、エンジン２０の駆動力を受けて作動するエンジン駆動式のポンプである。冷却水回路２を循環する冷却水は、ラジエータ２１の放熱によって冷却されるので、エンジン２０の作動温度を適切に制御することができる。
【００１６】
冷却水回路２には、ラジエータ２１をバイパスするバイパス通路２６と、ラジエータ２１側あるいはバイパス通路２６側への冷却水流量を調節するサーモスタット２２とが設けられている。冷却水温度が第１所定温度以下においては、サーモスタット２２によってラジエータ２１側が閉じられ、冷却水がバイパス通路２６側を流通することで冷却水の過冷却を防止できる。これは、例えばエンジン２０の始動直後のように冷却水が充分に昇温していない場合に対応し、エンジン２０の暖機を促進することができる。さらにサーモスタット２２は、エンジン２０の暖機が終了して冷却水温度が第１所定温度を超えると、ラジエータ２１側を開き始め、第２所定温度以上でバイパス通路２６側を閉じ、ラジエータ２１側を全開にする。冷却水回路２には、ラジエータ２１に対して並列となるようにヒータコア２３と、冷却水回路２の一部を成すヒータ温水回路２５と、が設けられている。ヒータコア２３は、冷却水を熱源として空調用空気を加熱する暖房装置用の熱交換器である。
【００１７】
熱電発電装置１は、熱電発電部１０と、熱電発電部１０の作動を制御する制御装置５と、を備えている。熱電発電部１０は、ゼーベック効果を利用して発電を行う熱電変換素子１００に対して、第２流体通路である分岐通路３１と、第１流体通路である循環通路２７と、が配設されて構成されている。分岐通路３１は、エンジン２０の排気管３から分岐して再び排気管３に合流するように形成された通路を構成し、排ガスの一部が分流するように構成されている。分岐通路３１は、熱電変換素子１００、あるいは熱電発電部１０の他方側面である高温側部１０ｂに接触し、排ガスが熱電変換素子１００の高温側熱源となる。分岐通路３１の熱電変換素子１００に対する排ガスの上流側には、分岐通路３１を開閉する開閉弁３０が設けられている。
【００１８】
循環通路２７は、バイパス通路２６よりもエンジン２０側となる通路であり、ラジエータ２１の下流側で、サーモスタット２２と入口部２０ａとを繋ぐ通路である。循環通路２７は、熱電変換素子１００、あるいは熱電発電部１０の一方側面である低温側部１０ａに接触している。バイパス通路２６からサーモスタット２２を流れる冷却水、あるいは、ラジエータ２１を通過しサーモスタット２２を流れる冷却水は、熱電変換素子１００側に供給され、この冷却水が熱電変換素子１００の低温側熱源となる。
【００１９】
制御装置５は、プログラムに従って動作するマイコンのようなデバイスを主なハードウェア要素として備える。制御装置５は、図２に図示するように、各種装置と各種センサとが接続されるインターフェース部５０（以下、Ｉ／Ｆ部５０ともいう）と演算処理部５１とを備える。演算処理部５１は、Ｉ／Ｆ部５０を通して各種センサ、各種測定装置から取得した情報と、記憶部に格納した各種データとを用いて所定のプログラムにしたがった判定処理や演算処理を行う。
【００２０】
記憶部は、書き込み可能な記憶媒体を備えており、その記憶媒体に、各検出器から出力された信号に基づく情報を一時的に記憶する。記憶部は、非遷移的実体的記録媒体(non-transitory tangible storage media)である。演算処理部５１は、制御装置５における判定部である。Ｉ／Ｆ部５０は、演算処理部５１による判定結果、演算結果に基づいて各種装置を操作する。したがって、Ｉ／Ｆ部５０は制御装置５における入力部および制御出力部である。また、制御装置５は、エンジン制御装置４と一体化され、エンジン制御装置の一部を構成するものでもよい。
【００２１】
Ｉ／Ｆ部５０は、エンジン情報信号としてエンジン回転数、エンジン負荷情報等をエンジン制御装置から取得する。エンジン負荷情報とは、例えばエンジン２０のトルク値である。演算処理部５１は、予め設定されたプログラムにしたがって、エンジン制御装置からの各種のエンジン情報信号等に対する演算処理を行う。制御装置５は演算処理部５１による演算結果に基づいて開閉弁３０等の制御を行う。制御装置５は、軸トルクマップ、エンジン２０の冷却損失熱量マップ、エンジン２０の通水流量マップ、ラジエータ２１の基準放熱量マップ、開閉弁３０の開度マップや各種演算式を予め記憶している。制御装置５は、これらのマップや演算式に基づいて開閉弁３０の開度を制御する。
【００２２】
Ｉ／Ｆ部５０は、演算処理部５１による演算結果に基づいて開閉弁３０等の機器を操作する。Ｉ／Ｆ部５０には、ユーザインターフェイスとなる端末装置、例えば、コントロールパネル、携帯用端末機等が接続される。使用者は、コントロールパネルの表示部、端末装置等の表示画面を通じて、Ｉ／Ｆ部５０から出力された現在の運転状態を確認することができる。
【００２３】
熱電発電装置１の構成について図３および図４を参照して説明する。熱電発電装置１は、第１流体通路と、第２流体通路と、熱電発電部１０と、第１流体通路と低温側部１０ａとの間に介在する低温側部材と、前記第２流体通路と前記他方側部との間に介在する高温側部材と、を備える。低温側部材は、第１流体と低温側部１０ａとの間の熱移動経路の少なくとも一部をなす構成要素であり、例えば伝熱層８１、絶縁層６１である。高温側部材は、第２流体と高温側部１０ｂとの間の熱移動経路の少なくとも一部をなす構成要素であり、例えば伝熱層８０、熱抵抗調整層７、絶縁層６０である。
【００２４】
低温側部１０ａ、高温側部１０ｂは、導電性を有し、排ガスの流れ方向に隣接する熱電変換素子１００を電気的に接続する電極部を構成する。熱電発電部１０において電極部は、熱電発電部１０に含まれる複数個の熱電変換素子１００が直列に接続されるように、循環通路２７側と分岐通路３１側とが交互に接続されている。
【００２５】
低温側部１０ａの第１流体通路側には、電極部と電極部とを絶縁する絶縁層６１が設けられている。絶縁層６１は、熱伝導性および電気絶縁性を有する薄板状の部材であり、排ガスの流れ方向に沿って並ぶ複数個の電極部のすべてに接触している。絶縁層６１の第１流体通路側には、熱伝導性を有する伝熱層８１が設けられている。伝熱層８１は、内部に循環通路２７を形成する低温通路部材２７ａと絶縁層６１とに挟持されて両者の表面に接触している薄板状の部材である。絶縁層６１は、低温側部１０ａと伝熱層８１とを絶縁している。低温通路部材２７ａ、伝熱層８１、絶縁層６１および熱電変換素子１００は、各部間に空気層を形成することなく密着し、一体に固定されている。低温通路部材２７ａの内部には、伝熱を促進する促進部として、排ガスの流れ方向に延びるフィン２７ｂが設けられている。フィン２７ｂは、循環通路２７を流通する低温流体から伝熱層８１への伝熱を促進可能な部材である。
【００２６】
高温側部１０ｂの第２流体通路側には、電極部と電極部とを絶縁する絶縁層６０が設けられている。絶縁層６０は、熱伝導性および電気絶縁性を有する薄板状の部材であり、排ガスの流れ方向に沿って並ぶ複数個の電極部のすべてに接触している。絶縁層６０の第２流体通路側には、熱伝導性を有する熱抵抗調整層７が設けられている。熱抵抗調整層７は、例えば、金属、グラファイト等の材質を含んだ部材である。熱抵抗調整層７は、応力緩和率が小さい材質で構成することが好ましく、固定力低下によるシール性の低下を抑制できることで、高温通路部材３１０と高温側部１０ｂとの間の各部間の密着性を維持できる。また、熱抵抗調整層７には、例えば、グラファイト等の熱応力緩和部材としても機能できる材質を用いることが好ましい。熱抵抗調整層７は、第２流体通路と高温側部１０ｂとの間に設けられて、第２流体と高温側部１０ｂとの間で移動する熱の経路の一部を構成する部材である。したがって、第２流体の熱は、熱抵抗調整層７を介して高温側部１０ｂへ移動する。
【００２７】
熱抵抗調整層７は、第２流体の流れ方向に沿って移動する熱に対する熱抵抗が上流側部と下流側部とで異なるように構成されている。熱抵抗調整層７は、上流に設けられる上流側調整層７０と、上流側調整層７０よりも下流に設けられる下流側調整層７１と、を備えている。すなわち、熱抵抗調整層７は、排ガスの流れ方向に沿う熱移動率に差のある少なくとも二つの部材を有して構成されている。
【００２８】
熱抵抗調整層７は、第２流体の流れ方向に沿って移動する熱に対する熱抵抗が、上流側調整層７０と下流側調整層７１とにおいて一方が他方よりも大きくなるように構成されている。この実施形態では、熱抵抗調整層７は、下流側調整層７１における当該熱抵抗が上流側調整層７０における当該熱抵抗よりも大きくなるように構成されている。
【００２９】
熱抵抗調整層７の第２流体通路側には、熱伝導性を有する伝熱層８０が設けられている。伝熱層８０は、内部に分岐通路３１を形成する高温通路部材３１０と熱抵抗調整層７とに挟持されて両者の表面に接触している薄板状の部材である。絶縁層６０は、高温側部１０ｂと熱抵抗調整層７および伝熱層８０とを絶縁している。高温通路部材３１０、伝熱層８０、熱抵抗調整層７、絶縁層６０および熱電変換素子１００は、各部間に空気層を形成することなく密着し、一体に固定されている。高温通路部材３１０の内部には、伝熱を促進する促進部として、排ガスの流れ方向に延びるフィン３１１が設けられている。フィン３１１は、分岐通路３１を流通する高温流体から伝熱層８０への伝熱を促進可能な部材である。
【００３０】
図４に図示するように、上流側調整層７０は、第２流体の流れ方向に沿って延びる細長状のグラファイト片部７００が複数個一体に結合されて構成されている。複数個のグラファイト片部７００は隣同士が互いに接合された状態で一体になっていることで上流側調整層７０を形成する。グラファイト片部７００は、その厚み方向、長手方向および短手方向のそれぞれについて良好な熱伝導性を有する。したがって、グラファイト片部７００のそれぞれは、一方側面７０ａと他方側面７０ｂの両方に直交する方向Ｄ２、排ガスの流れ方向Ｄ１、方向Ｄ２と方向Ｄ１の両方に直交する方向Ｄ３のいずれにおいても良好な熱伝導性を発揮する。上流側調整層７０を形成する複数個のグラファイト片部７００は、方向Ｄ３に沿って配列するため、方向Ｄ３に沿って並ぶ接合面を形成する。これらの接合面は、隣り合うグラファイト片部７００とグラファイト片部７００との間を伝わる熱に対して熱抵抗となる。このため、上流側調整層７０において方向Ｄ３に関する熱抵抗は、方向Ｄ２、方向Ｄ１のそれぞれに関する熱抵抗よりも大きくなる。
【００３１】
図４に図示するように、下流側調整層７１は、方向Ｄ３に沿って延びる細長状のグラファイト片部７１０が複数個一体に結合されて構成されている。複数個のグラファイト片部７１０は隣同士が互いに接合された状態で一体になっていることで下流側調整層７１を形成する。グラファイト片部７１０は、その厚み方向、長手方向および短手方向のそれぞれについて良好な熱伝導性を有する。したがって、グラファイト片部７１０のそれぞれは、一方側面７１ａと他方側面７１ｂの両方に直交する方向Ｄ２、流れ方向Ｄ１、方向Ｄ２と方向Ｄ１の両方に直交する方向Ｄ３のいずれにおいても良好な熱伝導性を発揮する。下流側調整層７１を形成する複数個のグラファイト片部７１０は、流れ方向Ｄ１に沿って配列するため、流れ方向Ｄ１に沿って並ぶ接合面を形成する。これらの接合面は、隣り合うグラファイト片部７１０とグラファイト片部７１０との間を伝わる熱に対して熱抵抗となる。このため、下流側調整層７１において流れ方向Ｄ１に関する熱抵抗は、方向Ｄ２、方向Ｄ３のそれぞれに関する熱抵抗よりも大きくなる。
【００３２】
このように熱抵抗調整層７において、流れ方向Ｄ１の熱抵抗が上流側調整層７０よりも大きい下流側調整層７１は、複数個のグラファイト片部７１０が流れ方向Ｄ１に沿って配列されて構成されている。熱抵抗調整層７において、流れ方向Ｄ１の熱抵抗が下流側調整層７１よりも小さい上流側調整層７０は、それぞれ流れ方向Ｄ１に細長状である複数個のグラファイト片部７００が互いに接合された状態で一体に構成されている。
【００３３】
次に熱電発電装置１における、素子高温端、素子低温端、および排ガスのそれぞれの排ガス流れ方向の温度分布について、図５のグラフを参照して説明する。図５において横軸は、流れ方向Ｄ１に関する変位を示している。縦軸は、前述した各部の温度を示している。排ガスは、上流端で最も高温であり、上流端から急激に温度低下し、下流端に向かうにつれて徐々に温度低下する。熱電変換素子１００における低温側部１０ａは、流れ方向に関してほぼ一定の温度を呈する。
【００３４】
熱電変換素子１００の高温側部１０ｂにおける排ガス流れ方向の温度変化率は、上流側調整層７０に対応する範囲と下流側調整層７１に対応する範囲とで異なる。上流側調整層７０では、流れ方向Ｄ１における熱抵抗が小さい。このため、上流側調整層７０に対応する範囲における、素子高温端に相当する高温側部１０ｂでは、上流側で吸収した熱が円滑に下流側に熱伝導するので、下流側の温度が上流側の温度に対して大きく低下しない。したがって、図５に図示するように高温側部１０ｂでは、上流から下流に向けての温度低下度合いが小さいため、高温流体から高温の排熱を回収することができる。これにより、上流側調整層７０に対応する範囲の熱電変換素子１００全体における発電量を高めることができる。
【００３５】
下流側調整層７１では、グラファイト片部７１０とグラファイト片部７１０との接合面が流れ方向Ｄ１に並ぶため、流れ方向Ｄ１における熱抵抗が大きい。このため、下流側調整層７１に対応する範囲の高温側部１０ｂでは、上流側で吸収した熱が下流側に円滑に熱伝導しないので、上流側に熱が滞りやすく下流側の温度が上流側の温度に対して大きく低下する。したがって、図５に図示するように高温側部１０ｂでは、上流から下流に向けての温度低下度合いが大きいため、低温の排熱を回収することができる。これにより、下流側調整層７１に対応する範囲の熱電変換素子１００全体において、低温排熱に対する発電量を高めることができる。以上のように、熱抵抗調整層７は、上流側調整層７０と下流側調整層７１のそれぞれに対応する範囲の熱電変換素子１００において、発電量の点で効果を奏している。
【００３６】
次に、第１実施形態の熱電発電装置１がもたらす作用効果について説明する。熱電発電装置１は、第１流体が流れる第１流体通路と、第１流体よりも高温でエンジン２０から排出される第２流体が流れる第２流体通路と、熱電変換素子１００を有し低温側部１０ａと高温側部１０ｂとの温度差によって発電する熱電発電部１０と、を備える。熱電発電装置１は、第１流体と低温側部１０ａとの間の熱移動経路の少なくとも一部をなす低温側部材と、第２流体と高温側部１０ｂとの間の熱移動経路の少なくとも一部をなす高温側部材と、を備える。高温側部材は、第２流体の流れ方向Ｄ１に沿って移動する熱に対する熱抵抗が、上流に設けられる上流側部よりも下流に設けられる下流側部の方が大きくなるように構成されている。
【００３７】
高温側部材の上流側部が下流側部よりも第２流体の流れ方向Ｄ１の熱抵抗が小さい構成によれば、上流側部に対応する範囲の熱電変換素子１００では熱が下流へ伝わりやすいので下流に向けての温度低下度合いが小さい。このため、上流側部に対応する範囲の熱電変換素子１００は高温の排熱が回収可能である。したがって、上流側部に対応する範囲の熱電変換素子１００では発電量を高める効果を奏する。さらに下流側部に対応する範囲の熱電変換素子１００では、下流側部における下流への熱の伝わりが上流側部に比べて円滑でないため、下流に向けて温度低下度合いが大きい。このため、下流側部は低温の排熱が回収可能になり、下流側部に対応する範囲の熱電変換素子１００において低温排熱に対する発電量を高める効果を奏する。以上により、熱電発電装置１によれば、効率的な発電を実現できる。
【００３８】
また、高温側部材は、第２流体通路と高温側部１０ｂとの間に設けられて、グラファイトを含む材質で形成された熱抵抗調整層７である。熱抵抗調整層７において、上流側調整層７０および下流側調整層７１のうち流れ方向Ｄ１の熱抵抗が大きい方は、細長状のグラファイト片部７１０の複数個が流れ方向Ｄ１に沿って配列されることにより構成されている。これによれば、熱抵抗が大きい方の調整層には、隣り合うグラファイト片部７１０とグラファイト片部７１０との間に、接合面または隙間が形成されることになる。このため、隣り合うグラファイト片部７１０の間を熱が移動するときに熱抵抗が発生する。したがって、複数個のグラファイト片部７１０を間隔をあけて配列したり一体に積層したりすることによって、複雑な構造を採用することなく熱抵抗が大きい方の調整層を構成することができる。
【００３９】
また、複数個のグラファイト片部７１０は隣同士が互いに接合された状態で一体に形成されている。これによれば、熱抵抗が大きい方の調整層には、隣り合うグラファイト片部７１０とグラファイト片部７１０との間に、接合面が形成されるので、隣り合うグラファイト片部７１０の間を熱が移動するときに熱抵抗が発生する。したがって、複数個のグラファイト片部７１０を一体に積層することによって、安定した形状で、熱抵抗が大きい方の調整層を構成することができる。
【００４０】
さらに熱抵抗調整層７において、熱抵抗が小さい方の上流側調整層７０は、流れ方向Ｄ１に細長状である複数個のグラファイト片部７００が互いに接合された状態で一体に構成されている。これによれば、熱抵抗が大きい方の下流側調整層７１と熱抵抗が小さい方の上流側調整層７０とを同様の形状、構成で製造することができ、向きを変えて設置することによって、別々の機能を発揮する上流側調整層７０と下流側調整層７１を提供することができる。したがって、熱抵抗調整層７の製造コストを低減することに貢献できる。
【００４１】
（第２実施形態）
第２実施形態では、熱抵抗調整層１０７について図６および図７を参照して説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して熱抵抗調整層１０７のみが異なる。熱抵抗調整層１０７は、第１実施形態の熱抵抗調整層７に対する他の形態である。第２実施形態において特に説明しない構成、処理、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点について説明する。
【００４２】
熱抵抗調整層１０７は、流れ方向Ｄ１に沿って移動する熱に対する熱抵抗が上流側部と下流側部とで異なるように構成されている。熱抵抗調整層１０７は、上流に設けられる上流側調整層１７０と、上流側調整層１７０よりも下流に設けられる下流側調整層１７１と、を備えている。すなわち、熱抵抗調整層１０７は、排ガスの流れ方向に沿う熱移動率に差のある少なくとも二つの部材を有して構成されている。熱抵抗調整層１０７は、上流側調整層１７０における当該熱抵抗が下流側調整層１７１における当該熱抵抗よりも大きくなるように構成されている。
【００４３】
高温通路部材３１０、伝熱層８０、熱抵抗調整層１０７、絶縁層６０および熱電変換素子１００は、各部間に空気層を形成することなく密着し、一体に固定されている。図６に図示するように、下流側調整層１７１は、流れ方向Ｄ１に沿って延びる細長状のグラファイト片部７００が複数個一体に結合されて構成されている。複数個のグラファイト片部７００は隣同士が互いに接合された状態で一体になっていることで下流側調整層１７１を形成する。
【００４４】
図６に図示するように、上流側調整層１７０は、方向Ｄ３に沿って延びる細長状のグラファイト片部７１０が複数個一体に結合されて構成されている。複数個のグラファイト片部７１０は隣同士が互いに接合された状態で一体になっていることで上流側調整層１７０を形成する。上流側調整層１７０を形成する複数個のグラファイト片部７１０は、流れ方向Ｄ１に沿って配列するため、流れ方向Ｄ１に沿って並ぶ接合面を形成する。このため、上流側調整層１７０において流れ方向Ｄ１に関する熱抵抗は、方向Ｄ２、方向Ｄ３のそれぞれに関する熱抵抗よりも大きくなる。
【００４５】
このように熱抵抗調整層１０７において、流れ方向Ｄ１の熱抵抗が下流側調整層１７１よりも大きい上流側調整層１７０は、複数個のグラファイト片部７００が流れ方向Ｄ１に沿って配列されて構成されている。熱抵抗調整層１０７において、流れ方向Ｄ１の熱抵抗が上流側調整層１７０よりも小さい下流側調整層１７１は、それぞれ流れ方向Ｄ１に細長状である複数個のグラファイト片部７００が互いに接合された状態で一体に構成されている。
【００４６】
次に熱電発電装置における、素子高温端、素子低温端、および排ガスのそれぞれの排ガス流れ方向の温度分布について、図７のグラフを参照して説明する。図７において横軸は、流れ方向Ｄ１に関する変位を示し、縦軸は前述した各部の温度を示している。
【００４７】
熱電変換素子１００の高温側部１０ｂにおける排ガス流れ方向の温度変化率は、上流側調整層１７０に対応する範囲と下流側調整層１７１に対応する範囲とで異なる。上流側調整層１７０では、グラファイト片部７１０とグラファイト片部７１０との接合面が流れ方向Ｄ１に並ぶため、流れ方向Ｄ１における熱抵抗が大きい。このため、上流側調整層１７０に対応する範囲の高温側部１０ｂでは、上流側で吸収した熱が下流側に円滑に熱伝導しないので、上流側に熱が滞りやすく下流側の温度が上流側の温度に対して大きく低下する。したがって、図７に図示するように高温側部１０ｂでは、上流側調整層１７０の上流に対応する熱電変換素子１００の温度が高くなりやすい。これにより、上流に位置する熱電変換素子１００において発電量を高める効果を奏する。
【００４８】
下流側調整層１７１では、流れ方向Ｄ１における熱抵抗が小さい。このため、下流側調整層１７１に対応する範囲における高温側部１０ｂでは、上流側で吸収した熱が円滑に下流側に熱伝導しやすいので、下流側の温度が上流側の温度に対して大きく低下しない。したがって、図７に図示するように高温側部１０ｂでは、上流から下流に向けての温度低下度合いが小さいため、下流側において高温流体の排熱を多く回収することができる。これにより、下流側調整層１７１に対応する範囲の熱電変換素子１００全体における発電量を高めることができる。以上のように、熱抵抗調整層１０７は、上流側調整層１７０と下流側調整層１７１のそれぞれに対応する範囲の熱電変換素子１００において、発電量の点で効果を奏している。
【００４９】
第２実施形態の熱電発電装置１において、高温側部材は、第２流体の流れ方向Ｄ１に沿って移動する熱に対する熱抵抗が下流側部よりも上流側部の方が大きくなるように構成されている。
【００５０】
高温側部材の上流側部が下流側部よりも流れ方向Ｄ１の熱抵抗が大きい構成によれば、上流側部において熱が下流に向けて流れにくく停滞するため、上流側部の上流に対応する熱電変換素子１００の温度が上がりやすい。このため、上流の熱電変換素子１００において発電量を高める効果を奏する。さらに下流側部に対応する範囲の熱電変換素子１００では、熱が下流へ伝わりやすいので下流に向けての温度低下度合いが小さい。このため、流れ方向Ｄ１にわたって熱電変換素子１００の高低温度差を大きくすることが可能になる。すなわち、熱電変換素子１００において高温側部１０ｂと低温側部１０ｂａとの温度差が、大きく、この温度差が流れ方向Ｄ１の下流側で大きく低下しない。これにより、下流側部に対応する範囲の熱電変換素子１００において発電量を高める効果を奏する。以上により、この熱電発電装置１によれば、効率的な発電を実現できる。
【００５１】
（第３実施形態）
第３実施形態の熱電発電装置１０１について図８を参照して説明する。熱電発電装置１０１は、前述する熱電発電装置１に対して、熱電発電部１０、絶縁層６０、絶縁層６１、熱電発電部よりの熱抵抗調整層７等が、ケース９の内部に収容されている点が相違する。第３実施形態において特に説明しない構成、処理、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点について説明する。
【００５２】
ケース９の内部は、真空状態に設定することが好ましい。ケース９は、高温流体通路側から低温流体通路側に向かって熱抵抗調整層７、絶縁層６０、高温側部１０ｂ、熱電変換素子１００、低温側部１０ａ、絶縁層６１の順に並ぶ構造物を一体に内蔵している。したがって、ケース９は、この一体の構造物を各部間に隙間が生じないように密着性を維持した状態に保持している。さらに、絶縁層６１に対応する範囲のケース９の外表面と低温通路部材２７ａとの間には、伝熱層８０が介在し、熱抵抗調整層７に対応する範囲のケース９の外表面と高温通路部材３１０との間には伝熱層８０と熱抵抗調整層７とが介在している。ケース９、熱抵抗調整層７、伝熱層８０および高温通路部材３１０は、各部間に隙間が生じないように密着性を確保した状態に一体になっている。ケース９、伝熱層８１および低温通路部材２７ａは、各部間に隙間が生じないように密着性を確保した状態に一体になっている。
【００５３】
（第４実施形態）
第４実施形態では、上流側部と下流側部とで流れ方向Ｄ１の熱抵抗が異なる絶縁層１６０を有する熱電発電装置２０１について、図９および図１０を参照して説明する。第４実施形態において特に説明しない構成、処理、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点について説明する。
【００５４】
絶縁層１６０は、流れ方向Ｄ１に沿って移動する熱に対する熱抵抗が上流側部と下流側部とで異なるように構成されている。絶縁層１６０は、上流に設けられる上流側層１６０１と、上流側層１６０１よりも下流に設けられる下流側層１６０２と、を備えている。すなわち、絶縁層１６０は、排ガスの流れ方向に沿う熱移動率に差のある少なくとも二つの部材を有して構成されている。絶縁層１６０は、上流側層１６０１における流れ方向Ｄ１の熱抵抗が下流側層１６０２における流れ方向Ｄ１の熱抵抗よりも大きくなるように構成されている。絶縁層１６０は、絶縁層６０と同様の材質で形成されている。
【００５５】
高温通路部材３１０、伝熱層８０、グラファイト層４０７、絶縁層１６０および熱電変換素子１００は、各部間に空気層を形成することなく密着し、一体に固定されている。グラファイト層４０７は、グラファイトを含む材質によって形成され、伝熱層８０と絶縁層１６０との間を埋めるように設けられる薄板状の部材である。図１０に図示するように、上流側層１６０１は、方向Ｄ３に沿って延びる細長状の片部１６００が流れ方向Ｄ１に沿って間隔をあけて複数個配列されて構成されている。片部１６００のそれぞれは、一方側面１６０１ａと他方側面１６０１ｂの両方に直交する方向Ｄ２、流れ方向Ｄ１、方向Ｄ２と方向Ｄ１の両方に直交する方向Ｄ３のいずれにおいても熱伝導性を有する。
【００５６】
複数個の片部１６００が流れ方向Ｄ１に並ぶことにより、複数個の片部１６００が並ぶ流れ方向Ｄ１における上流側層１６０１の熱抵抗は、片部１６００の長手方向である方向Ｄ３や厚み方向である方向Ｄ２と比較して大きくなる。このように絶縁層１６０において、流れ方向Ｄ１の熱抵抗が下流側層１６０２よりも大きい上流側層１６０１は、複数個の片部１６００が流れ方向Ｄ１に沿って配列されて構成されている。絶縁層１６０において、流れ方向Ｄ１の熱抵抗が上流側層１６０１よりも小さい下流側層１６０２は、上流側層１６０１と同等の容積を有する薄板状の部材である。下流側層１６０２は、一方側面１６０２ａと他方側面１６０２ｂの両方に直交する方向Ｄ２、流れ方向Ｄ１、方向Ｄ２と方向Ｄ１の両方に直交する方向Ｄ３のいずれにおいても熱伝導性を有する。
【００５７】
熱電発電装置２０１における、素子高温端、素子低温端、および排ガスのそれぞれの排ガス流れ方向の温度分布は、前述したように図７のグラフに示すようになる。
【００５８】
熱電変換素子１００の高温側部１０ｂにおける排ガス流れ方向の温度変化率は、上流側層１６０１に対応する範囲と下流側層１６０２に対応する範囲とで異なる。上流側層１６０１では、隣り合う片部１６００と片部１６００との隙間が流れ方向Ｄ１に並ぶため、流れ方向Ｄ１における熱抵抗が大きい。このため、上流側層１６０１に対応する範囲の高温側部１０ｂでは、上流側で吸収した熱が下流側に円滑に熱伝導しないので、上流側に熱が滞りやすく下流側の温度が上流側の温度に対して大きく低下する。したがって、高温側部１０ｂでは、上流側層１６０１の上流に対応する熱電変換素子１００の温度が高くなりやすい。上流側層１６０１は、上流に位置する熱電変換素子１００において発電量を高める効果を奏する。
【００５９】
下流側層１６０２では、流れ方向Ｄ１における熱抵抗が小さい。このため、下流側層１６０２に対応する範囲における高温側部１０ｂでは、上流側で吸収した熱が円滑に下流側に熱伝導しやすいので、下流側の温度が上流側の温度に対して大きく低下しない。したがって、高温側部１０ｂでは、上流から下流に向けての温度低下度合いが小さいため、下流側において高温流体の排熱を多く回収することができる。これにより、下流側層１６０２に対応する範囲の熱電変換素子１００全体における発電量を高めることができる。以上のように、絶縁層１６０は、上流側層１６０１と下流側層１６０２のそれぞれに対応する範囲の熱電変換素子１００において、発電量の点で効果を奏している。
【００６０】
また、絶縁層１６０において熱抵抗が大きい方の上流側層１６０１は、第２流体の流れ方向に隣り合う片部１６００が隙間なく一体に接合されている形態でもよい。この場合も、複数個の片部１６００の配列方向における絶縁層１６０の熱抵抗は、前述の実施形態と同様に、片部１６００の長手方向や厚み方向と比較して大きくなる。
【００６１】
第４実施形態の熱電発電装置２０１において、高温側部材の一形態である絶縁層１６０は、第２流体の流れ方向Ｄ１に沿って移動する熱に対する熱抵抗が下流側部よりも上流側部の方が大きくなるように構成されている。
【００６２】
上流側層１６０１が下流側層１６０２よりも流れ方向Ｄ１の熱抵抗が大きい構成によれば、上流側層１６０１において熱が下流に向けて流れにくく停滞するため、上流側層１６０１の上流に対応する熱電変換素子１００の温度が上がりやすい。これにより、上流の熱電変換素子１００において発電量を高める効果を奏する。さらに下流側層１６０２に対応する範囲の熱電変換素子１００では、熱が下流へ伝わりやすいので下流に向けての温度低下度合いが小さい。これにより、流れ方向Ｄ１にわたって熱電変換素子１００の高低温度差を大きくすることができる。したがって、下流側層１６０２に対応する範囲の熱電変換素子１００において発電量を高める効果を奏する。以上により、熱電発電装置２０１によれば、効率的な発電を実現できる。
【００６３】
絶縁層１６０において、上流側層１６０１および下流側層１６０２のうち流れ方向Ｄ１の熱抵抗が大きい方は、細長状の片部１６００の複数個が流れ方向Ｄ１に沿って配列されることにより構成されている。これによれば、熱抵抗が大きい方の層には、隣り合う片部１６００と片部１６００との間に、接合面または隙間が形成されることになる。このため、隣り合う片部１６００の間を熱が移動するときに熱抵抗が発生する。したがって、複数個の片部１６００を間隔をあけて配列したり一体に積層したりすることによって、複雑な構造を採用することなく熱抵抗が大きい方の熱抵抗調整層を構成することができる。
【００６４】
（第５実施形態）
第５実施形態では、熱抵抗調整層２０７について図１１を参照して説明する。第５実施形態は、第１実施形態に対して熱抵抗調整層２０７のみが異なる。熱抵抗調整層２０７は、第１実施形態の熱抵抗調整層７に対する他の形態である。第５実施形態において特に説明しない構成、処理、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点について説明する。
【００６５】
熱抵抗調整層２０７は、流れ方向Ｄ１に沿って移動する熱に対する熱抵抗が上流側部と下流側部とで異なるように構成されている。熱抵抗調整層２０７は、上流に設けられる上流側調整層２７０と、上流側調整層２７０よりも下流に設けられる下流側調整層２７１と、を備えている。熱抵抗調整層２０７は、下流側調整層２７１における当該熱抵抗が上流側調整層２７０における当該熱抵抗よりも大きくなるように構成されている。
【００６６】
下流側調整層２７１は、第１実施形態の下流側調整層７１と同様の構成である。したがって、下流側調整層２７１において流れ方向Ｄ１に関する熱抵抗は、一方側面２７１ａと他方側面２７１ｂの両方に直交する方向Ｄ２、方向Ｄ３のそれぞれに関する熱抵抗よりも大きくなる。上流側調整層２７０は、薄板状の部材であり、流れ方向Ｄ１、一方側面２７０ａと他方側面２７０ｂの両方に直交する方向Ｄ２、方向Ｄ３のいずれにおいても良好な熱伝導性を発揮する。したがって、上流側調整層２７０は、その方向にも熱抵抗に大きな差がない。
【００６７】
（第６実施形態）
第６実施形態では、熱抵抗調整層３０７について図１２を参照して説明する。第６実施形態は、第２実施形態に対して熱抵抗調整層３０７のみが異なる。熱抵抗調整層３０７は、第２実施形態の熱抵抗調整層１０７に対する他の形態である。第６実施形態において特に説明しない構成、処理、作用、効果については、第２実施形態と同様であり、以下、第２実施形態と異なる点について説明する。
【００６８】
熱抵抗調整層３０７は、流れ方向Ｄ１に沿って移動する熱に対する熱抵抗が上流側部と下流側部とで異なるように構成されている。熱抵抗調整層３０７は、上流に設けられる上流側調整層１７０と、上流側調整層１７０よりも下流に設けられる下流側調整層３７０と、を備えている。熱抵抗調整層３０７は、上流側調整層１７０における当該熱抵抗が下流側調整層３７０における当該熱抵抗よりも大きくなるように構成されている。
【００６９】
第２実施形態で説明したように、上流側調整層１７０において流れ方向Ｄ１に関する熱抵抗は、一方側面１７０ａと他方側面１７０ｂの両方に直交する方向Ｄ２、方向Ｄ３のそれぞれに関する熱抵抗よりも大きくなる。下流側調整層３７０は、薄板状の部材であり、流れ方向Ｄ１、一方側面３７０ａと他方側面３７０ｂの両方に直交する方向Ｄ２、方向Ｄ３のいずれにおいても良好な熱伝導性を発揮する。したがって、下流側調整層３７０は、その方向にも熱抵抗に大きな差がない。
【００７０】
（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
【００７１】
前述の実施形態において、上流側調整層や下流側調整層を構成する複数個のグラファイト片部７００は、隣り合うグラファイト片部７００とグラファイト片部７００との間に隙間が形成されている形態でもよい。この場合も、複数個のグラファイト片部７００の配列方向における熱抵抗調整層の熱抵抗は、前述の実施形態と同様に、グラファイト片部７００の長手方向や厚み方向と比較して大きくなる。
【００７２】
前述の実施形態において、上流側調整層や下流側調整層を構成する複数個のグラファイト片部７１０は、第２流体の流れ方向に隣り合うグラファイト片部７１０とグラファイト片部７１０との間に隙間が形成されている形態でもよい。この場合も、複数個のグラファイト片部７１０の配列方向における熱抵抗調整層の熱抵抗は、前述の実施形態と同様に、グラファイト片部７１０の長手方向や厚み方向と比較して大きくなる。
【００７３】
前述の実施形態において熱抵抗調整層は、高温側部１０ｂと高温通路部材３１０との間に複数積層するように設置してもよい。
【００７４】
第４実施形態の絶縁層１６０は、上流側層１６０１が下流側層１６０２よりも流れ方向Ｄ１の熱抵抗が大きい構成であるが、下流側層１６０２が上流側層１６０１よりも流れ方向Ｄ１の熱抵抗が大きい構成としてもよい。この場合、第１実施形態の熱抵抗調整層７と同様の作用、効果を奏する。
【００７５】
前述の実施形態において、第１流体と第２流体は、互いに逆向きに流れる対向流を形成してもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１０…熱電発電部、  １０ａ…低温側部（一方側部）、  １０ｂ…高温側部（他方側部）
２０…エンジン、  ２７…循環通路（第１流体通路）、  ３１…分岐通路（第２流体通路）
６１…絶縁層（低温側部材）、  ８１…伝熱層（低温側部材）
７，１０７，２０７，３０７…熱抵抗調整層（高温側部材）
７０，１７０，２７０…上流側調整層（上流側部）
７１，１７１，２７１，３７０…下流側調整層（下流側部）、  １００…熱電変換素子
１６０…絶縁層（高温側部材）、  １６０１…上流側層（上流側部）
１６０２…下流側層（下流側部）
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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