(57)【要約】【課題】管体内のフィンによる発電効率の向上を保持しながら、熱電変換素子にかかる応力を減少させて熱電変換素子の破損を効果的に抑える。【解決手段】管体２５の外面側に冷却ジャケット３を設け、管体２５の一対の主板部２５１と冷却ジャケット３との間に熱電変換モジュール４を挟み、加熱流体Ｈで加熱される管体２５と冷却ジャケット３とにより熱電変換モジュール４に温度差を与えて発電する形式の発電装置において、管体２５内の管路２５３に配設する集熱用のフィン７を、一方側の主板部２５１に接触するものと他方側の主板部２５１に接触するものとに分割した形態とし、かつ、互いに接合はされないものとする。接合されるフィン７で主板部２５１の剛性が上がることを抑えて主板部２５１を変形しやすくし、熱電変換モジュール４の熱電変換素子４１を破損しにくくする。【選択図】図６
2015138790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の加熱板部を少なくとも備え、内部に加熱流体が流される管路が形成された管体と、
前記加熱板部の外面側に配設される冷却部と、
前記加熱板部と前記冷却部との間に配設される熱電変換素子を有する熱電変換モジュールと、
前記管体の内部に配設されて前記加熱板部に接合され、前記加熱流体の熱を集熱して該加熱板部に伝達するフィンと、を備え、
前記加熱板部と前記冷却部とによって前記熱電変換モジュールに温度差が与えられることで発電する熱電変換式発電装置において、
前記フィンは、前記一対の加熱板部の一方側および他方側に、互いに非接合状態で分割されており、
これら分割されたフィンには、互いに対向する側に開口し、かつ、前記管路の方向と交差する方向に沿ったスリットが形成されているとともに、少なくとも該管路の方向と交差する方向の両端部に、前記スリットによって該フィンを分断させない連結部が設けられていること
を特徴とする熱電変換式発電装置。
【請求項２】
前記フィンはコルゲート板で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱電変換式発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電変換モジュールに温度差を与えて熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換式発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱電変換素子を用いて熱エネルギーを電気エネルギーに変換する発電技術が知られている。熱電変換素子は、離間した部位に温度差を与えることで高温部と低温部との間に電位差を生じさせるといったゼーベック効果を利用したもので、温度差が大きいほど発電量が大きくなる。このような熱電変換素子は、複数を電極によって接合した熱電変換素子モジュールという形態で用いられる。例えば、管体の外面に熱電変換モジュールと冷却部とを積層して管体の内部に加熱流体を導入することで、加熱される管体（高温部）と冷却部（低温部）との間に挟んだ熱電変換モジュールに温度差を生じさせて電気を取り出す構成の熱電変換式発電装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２１７７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構成の熱電変換式発電装置にあっては、管体の内面にフィンを接合し、加熱流体の熱をフィンが集熱して管体に伝達することで高温部の温度をより高温化させ、発電効率を向上させている。ところで、高温部と低温部とによって温度差が与えられる熱電変換モジュールの熱電変換素子には熱膨張差による熱応力が生じる。熱電変換素子は高温側の電極を介して管体に接合されているため、熱電変換素子に生じた熱応力は管体に伝わり、管体を変形させようとする。しかし、管体はフィンが接合されていることで剛性が高くなっていることから変形しにくくなっており、このため熱電変換素子は管体から応力を受けることになり、その結果、熱電変換素子に割れや破損が生じる場合があった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その主たる課題は、管体内の管路に配設するフィンによる発電効率の向上を保持しながら、熱電変換素子にかかる応力を減少させて熱電変換素子の破損を効果的に抑えることができる熱電変換式発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の熱電変換式発電装置は、対向する一対の加熱板部を少なくとも備え、内部に加熱流体が流される管路が形成された管体と、前記加熱板部の外面側に配設される冷却部と、前記加熱板部と前記冷却部との間に配設される熱電変換素子を有する熱電変換モジュールと、前記管体の内部に配設されて前記加熱板部に接合され、前記加熱流体の熱を集熱して該加熱板部に伝達するフィンと、を備え、前記加熱板部と前記冷却部とによって前記熱電変換モジュールに温度差が与えられることで発電する熱電変換式発電装置において、前記フィンは、前記一対の加熱板部の一方側および他方側に、互いに非接合状態で分割されており、これら分割されたフィンには、互いに対向する側に開口し、かつ、前記管路の方向と交差する方向に沿ったスリットが形成されているとともに、少なくとも該管路の方向と交差する方向の両端部に、前記スリットによって該フィンを分断させない連結部が設けられていることを特徴とする。本発明のフィンは、コルゲート板で構成されている形態を含む。
【０００７】
本発明では、管体内の管路に流される加熱流体によって加熱板部が加熱され、その熱が熱電変換モジュールの内面側（管体側）に伝わって加熱される。一方、冷却部によって熱電変換モジュールの外面側が冷却され、これにより熱電変換モジュールに温度差が生じ、発電する。管体の内部に流される加熱流体の熱はフィンで集熱されて一対の加熱板部に伝わり、加熱板部の高温化が促進され発電効率が向上する。
【０００８】
本発明のフィンは管体の一対の加熱板部の一方側および他方側に分割されており、これら分割されたフィンどうしは非接合状態である。このため一対の加熱板部には分割されたフィンが接合されてはいるが、これらフィンを介して一対の加熱板部が一体的に結合された状態にはなっておらず、加熱板部はフィンによる拘束が低下し、剛性が高くなることが抑えられる。これにより加熱板部は、特に管体の管路の方向（加熱流体の流れ方向）と交差する方向に対して反る、あるいは歪むという形態の変形が生じやすくなる。一方、分割された各フィンには、管路の方向と交差する方向に沿ったスリットが形成されており、これによっても加熱板部の剛性が高くなることが抑えられ、特に管路の方向に対して反る、あるいは歪むという形態の変形が生じやすくなる。この場合、加熱板部が管路の方向に対して反る、あるいは歪むという形態で変形しようとすると、フィンはスリットが狭くなったり広がったりすることで加熱板部に追従して変形し、このため加熱板部はフィンに拘束されずに変形する。
【０００９】
以上のようにフィンが加熱板部の一方側および他方側に分割され、かつ、これらフィンに管体の管路の方向と交差する方向に沿ったスリットが形成されていることにより、加熱板部はフィンが接合されていても剛性が高くなることが抑えられ、管体の管路の方向、および管路と交差する方向のいずれの方向にも変形が生じやすくなり、すなわち概ねあらゆる方向への変形が可能である。したがって熱電変換素子に加わる熱応力に応じて加熱板部は変形し、このため熱電変換素子が加熱板部から受ける応力が従来より減少する。その結果、熱電変換素子の破損が効果的に抑えられる。なお、フィンに形成するスリットは、管路の方向に間隔をおいて複数形成されていると、フィンおよび加熱板部が変形しやすく好ましい。
【００１０】
また、分割された各フィンは、管路の方向と交差する方向の両端部に設けた連結部により、スリットが形成されていても分断されてはおらず、連結部を介して一体ものに構成されている。例えばフィンがスリットによって分断された構成であると、分断されたものをスリットを設けながら管路方向に沿った整列状態に取り付けることが難しいが、一体ものとなっているため整列状態で容易に取り扱うことができ、このためフィンを管体の内部に組み付ける作業が容易となる。また、フィンが分断されることでフィンが管路方向に沿った整列状態にならない場合、フィンの断面積が大きくなり、結果として管路の有効断面積が狭くなって加熱流体の圧力損失が増加することになるが、本発明ではそのような不具合を招くことがない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、管体内の管路に配設するフィンによる発電効率の向上を保持しながら、熱電変換素子にかかる応力を減少させて熱電変換素子の破損を効果的に抑えることができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱電変換式発電装置の全体斜視図である。
【図２】図１のII方向矢視図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】図２のIV−IV断面図である。
【図５】同発電装置が備える密閉容器の筐体の構成を示す斜視図である。
【図６】図４の一部拡大図であって、熱電変換モジュールおよびフィンの構成を示す断面図である。
【図７】一実施形態のフィンの形状を示す（ａ）斜視図、（ｂ）スリット部分の断面図である。
【図８】一実施形態のフィンの連結部の厚さを変えた変形例を示す（ａ）斜視図、（ｂ）スリット部分の断面図である。
【図９】一実施形態のフィンの連結部の位置を変えた他の変形例を示す（ａ）斜視図、（ｂ）スリット部分の断面図である。
【図１０】図９のフィンの製法例を説明する図であってフィンの素材の板材を示す平面図である。
【図１１】スリットで分断されている比較例のフィンであって、（ａ）フィン分割体が整列状態の斜視図、（ｂ）フィン分割体が屈曲方向にずれている状態の斜視図、（ｃ）（ｂ）フィン分割体が屈曲方向にずれている状態の正面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係るフィンを示す図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態に係るフィンを示す図であって、（ａ）管体の内部への取り付け状態を示す図、（ｂ）フィンの素材であるコルゲート板を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
［１］熱電変換式発電装置の構成
図１〜図４は、一実施形態の熱電変換式発電装置（以下、発電装置）１を示しており、図１は全体斜視図、図２は図１のII方向矢視図、図３、図４はそれぞれ図２のIII−III断面図、IV−IV断面図である。この発電装置１は全体が扁平な直方体状（図１、図３、図４でＸ方向が長手方向）に形成されており、水冷ジャケット（冷却部）３と、水冷ジャケット３内に収納された密閉容器２を備えている。
【００１４】
密閉容器２は、扁平管状の筐体２０内の中央部に同じく扁平管状の管体２５が収納された二重管構造を呈しており、筐体２０と管体２５との間の空間は減圧空間２９とされ、この減圧空間２９のＸ方向両端の開口が封止カバー２６で気密的に閉塞されている。水冷ジャケット３は密閉容器２の外形にほぼ沿った扁平管状に形成されたもので、その内部に収納された密閉容器２は、開口側の両端部が水冷ジャケット３の両端開口から突出している。
【００１５】
筐体２０は、図５に示すように、主体となる剛性部２１と、剛性部２１に接合される長方形状の薄板２２とから構成されている。剛性部２１は、長方形状の外枠板部２１１と外枠板部２１１内を長手方向（Ｘ方向）に分かれた長方形状の２つの孔２１３に仕切る内枠板部２１２とを有する一対の枠板２１０が、上下方向（Ｚ方向）に間隔を空けて互いに平行に対面し、外枠板部２１１の長手方向に沿った端縁どうしが側板部２１５で連結され、長手方向の両端部に開口２１８を形成する開口管部２１７を有するものである。
【００１６】
薄板２２は、可撓性を有する弾性変形可能な板材によって剛性部２１の２つの孔２１３を覆う大きさの長方形状に形成されたものである。薄板２２は、各枠板２１０の外面の孔２１３の周囲にろう付け等の接合手段で接合され、これにより２つの孔２１３は１枚の薄板２２で塞がれている。薄板２２の材料としては、ＳＵＳ４４４等のステンレスあるいはアルミニウム等の耐熱性、耐酸化性を有する金属板が好ましく、その板厚は、例えば０．１ｍｍ程度のものが用いられる。
【００１７】
筐体２０の内部に収納された管体２５は、図３および図４に示すように、筐体２０の上下の枠板２１０と平行な上下一対の平板な長方形状の主板部２５１の長手方向に沿った端縁どうしが筐体２０の側板部２１５と平行な側板部２５２で連結されたもので、両端開口縁の外面が、筐体２０の剛性部２１の開口管部２１７の内面に、断面が内側にへこんだ断面Ｕ字状で全体としては長円状の封止カバー２６を介して接合されている。
【００１８】
管体２５の内部は、加熱流体Ｈ（図３および図４参照）が一方の開口から他方の開口へ向かって流される管路２５３として形成されており、この管路２５３には、加熱流体Ｈの熱を集熱して管体２５に伝える一対のフィン７が配設されている。
【００１９】
図６に示すように、一対のフィン７は同じ構造であって、同図において上下に分割された形態であり、管体２５の上側の主板部２５１に接触するものと下側の主板部２５１に接触するものとの上下一対とされる。
【００２０】
図７に示すように、１つのフィン７は、１枚の板材を折り曲げ加工することにより、断面略Ｖ字状に屈曲するＶ字部７１が並列する蛇腹状のコルゲート板で構成されている。フィン７のＶ字部７１は、屈曲しながら延びるフィン７の屈曲方向（図７（ａ）：矢印Ｙ１方向）に沿って、屈曲する先端部７１１が上下に交互に向いて並列している。Ｖ字部７１の高さ、すなわちフィン７全体の高さは、管体２５の上下の主板部２５１間の間隔の半分よりもやや小さい寸法に設定されている。Ｖ字部７１の内部のトンネル状の空間７１２は、屈曲方向に直交し、その直交方向が直線である直線方向（図７（ａ）：矢印Ｘ１方向）に延びている。なお、図７はフィン７の形状をわかりやすく説明するための図であって、Ｖ字部７１の断面形状や数等については適宜に設計される。
【００２１】
フィン７には、屈曲方向および直線方向に直交する高さ方向（図７（ａ）：矢印Ｚ１方向）で形成される面内に沿った複数のスリット７２が、直線方向に等間隔をおいて形成されている。スリット７２は、図７（ｂ）に示すように高さ方向の下側の一端部（以下、連結部と称する）７２１を残して上側のほとんどの領域に切り込んで形成されている。この場合、連結部７２１は、フィン７の屈曲方向の両端部、および両端部間の図７において下側に突出する各Ｖ字部７１の先端部７１１に設けられており、これら連結部７２１によってフィン７はスリット７２によって分断されず、一体ものとして構成されている。この場合の連結部７２１は、フィン７の板厚程度を残してスリット７２を形成することにより設けられている。
【００２２】
上記構成のフィン７は２つ１組とされ、図６に示すように、管体２５の内部の管路２５３に、連結部７２１側を各主板部２５１に向けて接触させ、かつ、空間７１２を管路２５３の方向（図１および図３でＸ方向）と平行にした状態とされ、直線方向に延びる各連結部７２１を主板部２５１にろう付け等の接合手段で接合されることで、管体２５に固定される。
【００２３】
このように管路２５３内で上下に分割されて配設された各フィン７は、互いに対向する側であってスリット７２が形成されたＶ字部７１の先端部７１１が互いに対向するように屈曲方向が調整されて配設されている。フィン７の高さは主板部２５１間の間隔の半分よりもやや小さい寸法であることから、対向する先端部７１１の間には間隔が形成され、各フィン７は互いに接合されない状態となっている（図２および図４では先端部７１１どうしが接触しているが、実際には間隔が空いている）。このようなフィン７の配設状態により、スリット７２は互いに対向する側に開口し、管路２５３の方向と交差する方向に沿って形成されたものとなっている。そして連結部７２１は、管路２５３の方向と交差する図２でＹ方向の両端部と、両端部間の主板部２５１に接触して接合されたＶ字部７１の先端部７１１に連結部７２１が設けられたものとなっている。管路２５３に流される加熱流体Ｈは、フィン７のトンネル状の空間７１２を、主板部２５１やフィン７に接触しながら通過する。
【００２４】
フィン７は、例えば上記薄板２２と同様に、ＳＵＳ４４４等のステンレスあるいはアルミニウム等の耐熱性、耐酸化性を有し、板厚が例えば０．１ｍｍ程度の金属板を用いて作製される。
【００２５】
なお、本実施形態では、図７（ｂ）に示すように連結部７２１の厚さｔはフィン７の板厚程度に設定しているが、図８に示すようにフィン７の板厚の２倍程度に設定してもよい。また、連結部７２１をＶ字部７１の先端部７１１には残さず、図９に示すように屈曲方向の両端部のみに、例えば厚さｔがフィン７の板厚の２倍程度となるように設けてもよい。この場合、スリット７２はＶ字部７１の全体に切り込んで形成される。なお、連結部７２１の厚さｔは、具体的には０．１〜１．０ｍｍ程度が好ましい。
【００２６】
すなわち連結部７２１はスリット７２によってフィン７を直線方向に分断した状態とせず、フィン７を一体ものとして、Ｖ字部７１および空間７１２が直線方向に沿って整列した状態を得るために設けており、本発明では少なくとも屈曲方向の両端部に設けることでその目的は達成される。
【００２７】
図７および図８に示したフィン７のように屈曲方向の両端部と各Ｖ字部７１の先端部７１１に連結部７２１を残す形態のフィン７は、例えば、平坦な板材を蛇腹状に加工してコルゲート板に形成してから、連結部７２１を残すようにしてＶ字部７１にスリット７２を形成するといった加工方法で得ることができる。また、図９に示した屈曲方向の両端部のみに連結部７２１を残した形態のフィン７は、図１０に示すように、平坦な長方形状の板材７Ａに、同図で左右方向の両端部を連結部２１として残して複数の平行なスリット７２を等間隔をおいて形成し、次いでスリット７２に直交する方向に沿って複数のＶ字部７１が形成されるように折り曲げ加工することで得ることができる。
【００２８】
密閉容器２を構成する筐体２０の剛性部２１、管体２５、封止カバー２６は、薄板２２と同様の材料が用いられる。密閉容器２の、筐体２０の薄板２２と管体２５の主板部２５１との間には、複数の熱電変換モジュール４がそれぞれ配設されている。
【００２９】
熱電変換モジュール４は、図６に示すように、平面状に並べられた複数の熱電変換素子４１の、一方側の面および他方側の面を、長方形状の銅板等の金属板からなる電極４２によりジグザグ状に直列に連結して構成されたもので、一方の面側の電極４２が管体２５の主板部２５１の外面にろう付け等の接合手段で接合されている。また、他方の面側の電極４２は筐体２０の薄板２２の内面に対向し、薄板２２と電極４２との間には緩衝材５が挟まれて保持されている。薄板２２と緩衝材５、および緩衝材５と電極４２はいずれも接合されてはおらず、摺動可能に当接している。この場合、熱電変換モジュール４は、筐体２０の１つの孔２１３を塞ぐ薄板２２に対して１つが並列して組み込まれ、合計４つが装備されている。また、電極４２は管体２５および緩衝材５と絶縁されている。
【００３０】
緩衝材５は可撓性を有するシート状のものが好適であり、例えば薄いカーボンシート等が用いられる。なお、本実施形態では薄板２２と熱電変換モジュール４との間に緩衝材５を挟み込んでいるが、緩衝材５は必要に応じて用いられ、薄板２２が熱電変換モジュール４に直接当接する形態も選択され得る。
【００３１】
熱電変換モジュール４を構成する熱電変換素子４１は、耐熱温度が高い種類が用いられ、例えば、シリコン−ゲルマニウム系、マグネシウム−シリコン系、マンガン−シリコン系、珪化鉄系等が好適に用いられる。熱電変換モジュール４が収納された密閉容器２の減圧空間２９は、剛性部２１と薄板２２とからなる筐体２０、管体２５および封止カバー２６によって気密的に封止される。上記フィン７は、図４に示すように、熱電変換モジュール４に対応する領域の大きさを有し、フィン７の両側に熱電変換モジュール４が配設された状態となっている。
【００３２】
上記密閉容器２は、水冷ジャケット３内に収納されている。図３および図４に示すように、水冷ジャケット３は、両端の開口縁に形成された内側に屈曲する封止枠部３１が、密閉容器２における剛性部２１の外枠板部２１１の外面に、ろう付け等の手段で気密的に接合されている。水冷ジャケット３内の空間、すなわち剛性部２１と水冷ジャケット３との間に形成される空間が、冷却水が供給されて薄板２２を冷却するための冷却空間３２となっている。水冷ジャケット３における筐体２０の各側板部２１５に対応する箇所の中央部には、冷却水の導入出口３３が設けられている。
【００３３】
密閉容器２内には、合計４つの熱電変換モジュール４が収納されているが、これら熱電変換モジュール４は直列に接続されている。そして、図１〜図３で示す＋・−の２本のリード線４９から外部に電気が取り出される。リード線４９は、密閉容器２の側板部２１５および水冷ジャケット３を貫通して外部に引き出され、側板部２１５および水冷ジャケット３のリード線貫通孔は気密的に塞ぐ処理がなされている。
【００３４】
冷却空間３２の熱電変換モジュール４に対応する箇所には、熱交換手段６が薄板２２に接合されている。熱交換手段６は、冷却空間３２に供給されて流れる冷却水が接触することで薄板２２を放熱させて冷却を促進させるもので、薄板２２の可撓性を妨げない状態で設けられている。
【００３５】
熱交換手段６は、薄板２２の可撓性を妨げない柔軟性を有するフィン等の熱交換部材からなるものが挙げられる。また、硬いフィン等の熱交換部材であっても、複数の独立した熱交換部材が薄板２２に対し点在的に接触して設けられて薄板２２の可撓性を妨げないようになされていてもよい。
【００３６】
上記密閉容器２は、所定箇所に形成された図示せぬ減圧封止口から減圧空間２９の空気を吸引して減圧空間２９を所定圧力（例えば１〜１００Ｐａ程度）に減圧し、減圧封止口を溶接するなどして気密的に封止した状態とされる。これにより密閉容器２においては、減圧空間２９の圧力が外部の大気よりも低くなるという圧力差が生じ、この圧力差によって、筐体２０の薄板２２が熱電変換モジュール４側に加圧される力を受ける。
【００３７】
［２］発電装置の作用
上記構成からなる発電装置１では、管体２５の管路２５３に、一方の開口から他方の開口に向けて高温の加熱流体Ｈを流して管体２５を加熱する。また、水冷ジャケット３の一方の導入出口３３から冷却水を冷却空間３２に導入するとともに他方の導入出口３３から冷却水を排出させ、冷却空間３２に冷却水を充満させた状態で流すことにより密閉容器２の薄板２２を冷却する。
【００３８】
管路２５３に流される加熱流体Ｈの熱は、管体２５の対向する一対の主板部２５１を直接加熱し、また、フィン７によって集熱されて各主板部２５１に伝わり、主板部２５１の高温化が促進される。加熱された管体２５の主板部２５１の熱は熱電変換モジュール４の内面側に伝わり、熱電変換モジュール４の内面側が加熱される。一方、薄板２２は冷却水で冷却される熱交換手段６により冷却が促進される。冷却された薄板２２の熱は熱電変換モジュール４の外面側に伝わり、熱電変換モジュール４の外面側が冷却される。これにより、熱電変換モジュール４の熱電変換素子４１には、内面側が高温、外面側が低温というように温度差が与えられる。
【００３９】
密閉容器２においては上記のように内部の減圧空間２９が減圧されて外部と圧力差が生じることにより、筐体２０の薄板２２が熱電変換モジュール４側に加圧される。これにより、筐体２０の薄板２２が緩衝材５に加圧されて密着し、緩衝材５は熱電変換モジュール４側に加圧された状態で密着する。
【００４０】
上記のようにして熱電変換モジュール４の外面側と内面側に温度差が与えられることで、熱電変換モジュール４は発電し、リード線４９から電気が取り出される。
【００４１】
本実施形態の発電装置１は、例えば工場やゴミ焼却炉で発生する排熱ガスや、自動車の排気ガスなどが、上記加熱流体Ｈとして利用される。
【００４２】
［３］一実施形態の作用効果
上記実施形態の発電装置１においては、管体２５の管路２５３に流される加熱流体Ｈの熱はフィン７で集熱されて一対の主板部２５１に伝わり、主板部２５１の高温化が促進されることで熱電変換モジュール４に生じる温度差が大きくなり、発電効率が向上する。
【００４３】
ところで、温度差が与えられる熱電変換モジュール４の熱電変換素子４１には熱膨張差による熱応力が生じ、その熱応力は管体２５の主板部２５１に伝わって主板部２５１を変形させようとする。ここで、従来ではフィンが接合された管体は剛性が上がって変形しにくくなっており、このため熱電変換素子は管体から応力を受けて割れや破損が生じるという問題があった。
【００４４】
しかし本実施形態のフィン７は、管体２５の一対の主板部２５１の一方側および他方側に分割されており、分割されたフィン７どうしは間隔が空いて非接合状態である。このため一対の主板部２５１には分割されたフィン７がそれぞれ接合されてはいるが、これらフィン７を介して一対の主板部２５１が一体的に結合された状態にはなっておらず、したがって主板部２５１はフィン７による拘束が低下し、剛性が高くなることが抑えられる。これにより主板部２５１は、特に管体２５の管路２５３の方向（加熱流体Ｈの流れ方向）と交差する方向（図３でＹ方向）に対して反る、あるいは歪むという形態の変形が生じやすい。
【００４５】
一方、分割された各フィン７には、接合されている主板部２５１とは反対側に開口する複数のスリット７２が管路２５３と交差する方向に沿って形成されており、これによっても主板部２５１の剛性が高くなることが抑えられる。フィン７にスリット７２が形成されていないとすると、管路２５３の方向に延びる各連結部７２１が主板部２５１に接合されているため、その場合のフィン７は管路２５３の方向に対して反るなどの変形は生じにくい。しかし本実施形態ではフィン７に複数のスリット７２が形成されていることで、主板部２５１は管路２５３の方向（図３および図４でＸ方向）に対して反る、あるいは歪むという形態の変形が生じやすい。すなわち、主板部２５１が管路２５３の方向に対して反る、あるいは歪むという形態で変形しようとすると、フィン７はスリット７２が狭くなったり広がったりすることで主板部２５１に追従して変形し、このため主板部２５１はフィン７に拘束されずに変形する。
【００４６】
以上のようにフィン７が管体２５の主板部２５１の一方側および他方側に分割され、かつ、これらフィン７に管体２５の管路２５３の方向と交差する方向に沿ったスリット７２が形成されていることにより、主板部２５１はフィン７が接合されていても剛性が高くなることが抑えられ、管路２５３の方向、および管路２５３と交差する方向のいずれの方向にも変形が生じやすく、すなわち概ねあらゆる方向への変形が可能である。したがって熱電変換素子４１に加わる熱応力に応じて主板部２５１は変形し、このため熱電変換素子４１が主板部２５１から受ける応力が従来より減少する。その結果、熱電変換素子４１の破損が効果的に抑えられる。
【００４７】
また、分割された各フィン７はスリット７２が形成されていても連結部７２１によって分断されてはおらず、連結部７２１を介して一体ものに構成されている。図１１（ａ）に示すフィン９のようにスリット７２によって分断された構成であると、分断されたフィン分割体８９をスリット７２を設けながらＶ字部７１および空間７１２が管路２５３方向に沿った状態に整列させて主板部２５１に接合することは難しい。このため、図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように各フィン分割体８９が屈曲方向にずれて配設されやすい。しかし本実施形態のフィン７は、連結部７２１を設けてスリット７２で完全に分断されない一体ものであるため、Ｖ字部７１は整列状態が保持されてフィン７を容易に取り扱うことができ、フィン７を管体２５の内部に組み付ける作業が容易となる。
【００４８】
また、フィン７が分断されることでＶ字部７１が管路２５３の方向に沿った状態にならない場合、フィン７の断面積が大きくなり、結果として図１１（ｃ）に示すように加熱流体Ｈが流れる空間７１２の有効断面積が狭くなって加熱流体Ｈの圧力損失が増加することになる。しかし本実施形態ではＶ字部７１が管路２５３の方向に整列しており、空間７１２が狭くならないため、加熱流体Ｈの圧力損失は増加せず、圧力損失による発電効率の低下といった不具合を招くことがない。
【００４９】
［４］他の実施形態
本発明に係る一対のフィンの配設状態や形状は上記実施形態に限定はされず、一対の加熱板部（上記実施形態では主板部２５１）の一方側および他方側に、互いに非接合状態で分割されており、各フィンに、互いに対向する側に開口し、かつ、管路２５３の方向と交差する方向に沿ったスリットが形成されているとともに、少なくとも管路２５３の方向と交差する方向の両端部に、スリットによってフィンを分断させない連結部が設けられているものであれば、いかなる形態のものであってよい。
【００５０】
例えば図１２に示すように上記一対のフィン７を、先端部７１１どうしが対向せず、屈曲方向に互いに半ピッチずらして空間７１２に先端部７１１が対応する状態に配設してもよい。また、図１３（ａ）に示すフィン８Ａ，８Ｂは、図１３（ｂ）に示す一対の主板部２５１間の間隔と同等の高さを有する１枚のコルゲート板８の高さ方向中央部を、間隔が空くように切断して形成したもので、Ｖ字部８１の先端部８１１を、それぞれ各主板部２５１に接合している。
【符号の説明】
【００５１】
１…熱電変換式発電装置
２５…管体
２５１…主板部（加熱板部）
２５３…管路
３…水冷ジャケット（冷却部）
４…熱電変換モジュール
４１…熱電変換素子
７、８Ａ、８Ｂ…フィン
７２…スリット
７２１…連結部
Ｈ…加熱流体
【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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【図１３】
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