(57)【要約】【課題】簡易な構成により、発電効率の向上を図ることのできる発電デバイスを備える発電システムを提供する。【解決手段】エキゾーストマニホールド１７の箱型収容ケース２０内の仕切り壁２３に発電デバイス２１を設ける。発電デバイス２１には、発電素子２４および電極４を備えた発電ユニット２５と固定台２６が設けられている。そして、固定台２６は、設置部３０、載置部３１および支持部３２を備えており、載置部３１に丸穴２７が設けられることにより、載置部３１の上面に載置される発電ユニット２５の両面が露出されている。【選択図】図３
2015070764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度が経時的に上下する熱源と、
前記熱源により加熱される熱媒体が通過する流路と、
前記流路内に設置される発電デバイスと
を備え、
前記発電デバイスは、
前記熱媒体により温度が経時的に上下されることにより電気分極する発電素子、および、前記発電素子から電力を取り出すための電極を備える発電ユニットと、
前記発電ユニットが固定されるとともに、前記流路内に配置される固定台と
を備え、
前記固定台は、
前記流路内の壁面に設置される設置部と、
前記発電ユニットを載置する載置部と、
前記設置部に接続され、前記載置部を前記流路内の壁面から間隔を隔てて支持する支持部とを備え、
前記発電ユニットは、前記流路内の設置部が設置される側の壁面に向かって露出されるように、前記載置部に載置されていることを特徴とする、発電システム。
【請求項２】
前記熱源が、内燃機関であることを特徴とする、請求項１に記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、省エネルギー化の観点から、自動車のエンジンなどの内燃機関から排出される排気ガスの熱エネルギーを回収し、エネルギー源として再利用する発電システムが知られている。
【０００３】
例えば、エンジンの温度変化により電気分極する複数の第１デバイスと、第１デバイスから電力を取り出すための第２デバイスとを交互に積層させることにより積層構造体を形成し、その積層構造体を、エキゾーストマニホールドに介在される箱型空間内に整列配置させることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この積層構造体では、その表面や裏面の両面、さらには、周側面が箱型空間内の外気に露出され、排気ガスに接触可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０７４１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１においては、積層構造体の表面および裏面の両面を露出させつつ、箱型空間内に固定するための構成は示されておらず、実際に、箱型空間内に積層構造体を固定しようとすると、その片面に固定部材を設けて固定する必要がある。
【０００７】
そうすると、積層構造体の片面は排気ガスと接触することができず、接触面積の向上を図ることができないという不具合がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、簡易な構成により、発電ユニットと排気ガスとの接触面積を増加させ、発電効率の向上を図ることのできる発電デバイスを備える発電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の発電システムは、温度が経時的に上下する熱源と、前記熱源により加熱される熱媒体が通過する流路と、前記流路内に設置される発電デバイスとを備え、前記発電デバイスは、前記熱媒体により温度が経時的に上下されることにより電気分極する発電素子、および、前記発電素子から電力を取り出すための電極を備える発電ユニットと、前記発電ユニットが固定されるとともに、前記流路内に配置される固定台とを備え、前記固定台は、前記流路内の壁面に設置される設置部と、前記発電ユニットを載置する載置部と、前記設置部に接続され、前記載置部を前記流路内の壁面から間隔を隔てて支持する支持部とを備え、前記発電ユニットは、前記流路内の設置部が設置される側の壁面に向かって露出されるように、前記載置部に載置されていることを特徴としている。
【００１０】
このような発電システムによれば、発電ユニットが、流路内の設置部が設置される側の壁面に向かって露出されるように、載置部に載置されている。そのため、発電ユニットにおける載置側と反対側の表面とともに載置側の裏面も排気ガスと接触させることができるので、発電ユニットの両面において排気ガスと接触させることができる。
【００１１】
したがって、発電ユニットと排気ガスとの接触面積を増加させることができ、その結果、発電システムの発電効率の向上を図ることができる。
【００１２】
また、本発明の発電システムでは、熱源が、内燃機関であることが好適である。
【００１３】
このような発電システムによれば、熱源が、内燃機関である。そのため、排気ガスの熱エネルギーを回収して、より効率的に熱エネルギーを再利用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の発電システムでは、発電素子と排気ガスとの接触面積を増加させることができ、その結果、発電システムの発電効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の発電システムの一実施形態を搭載する電動車両を表す概略構成図である。
【図２】図１に示す発電システムの箱型収容ケースを表す概略構成図である。
【図３】図３Ａは、図２に示す箱型収容ケース内に配置される固定台を示す拡大要部斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す固定台のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３に示す固定台の変形例を示す斜視図である。
【図５】図３に示す固定台の変形例を示す斜視図である。
【図６】図３に示す固定台の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
１．自動車の構成
図１は、本発明の発電システムが車載された電動車両の一実施形態を示す概略構成図である。
【００１７】
図１において、自動車１０は、内燃機関としてのエンジン１６、エキゾーストマニホールド１７、触媒搭載部１２、エキゾーストパイプ１３、マフラー１４および排出パイプ１５を備えている。
【００１８】
エンジン１６は、後で詳述するが、多気筒（４気筒型）多サイクル（４サイクル）方式のエンジンであって、各気筒に、エキゾーストマニホールド１７の分岐管１８（後述）の上流側端部が接続されている。
【００１９】
エキゾーストマニホールド１７は、エンジン１６の各気筒から排出される、熱媒体としての排気ガスを収束するために設けられる排気多岐管であって、エンジン１６の各気筒に接続される複数（４つ）の分岐管１８（これらを区別する必要がある場合には、図１の上側から順に、分岐管１８ａ、分岐管１８ｂ、分岐管１８ｃおよび分岐管１８ｄと称する。）と、それら分岐管１８の下流側において、各分岐管１８を１つに統合する集気管１９とを備えている。
【００２０】
また、各分岐管１８は、その流れ方向途中において、後述する箱型収容ケース２０を、それぞれ１つ備えている。
【００２１】
このようなエキゾーストマニホールド１７では、分岐管１８の上流側端部が、それぞれ、エンジン１６の各気筒に接続されるとともに、分岐管１８の下流側端部と集気管１９の上流側端部とが接続されている。また、集気管１９の下流側端部は、触媒搭載部１２の上流側端部に接続されている。
【００２２】
触媒搭載部１２は、例えば、触媒担体およびその担体上にコーティングされる触媒を備えており、エンジン１６から排出される排気ガスに含まれる炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）などの有害成分を浄化するために、エキゾーストマニホールド１７の下流側端部に接続されている。
【００２３】
エキゾーストパイプ１３は、触媒搭載部１２において浄化された排気ガスをマフラー１４に案内するために設けられており、上流側端部が触媒搭載部１２に接続されるとともに、下流側端部がマフラー１４に接続されている。
【００２４】
マフラー１４は、エンジン１６（とりわけ、爆発工程）において生じる騒音を、静音化するために設けられており、その上流側端部がエキゾーストパイプ１３の下流側端部に接続されている。また、マフラー１４の下流側端部は、排出パイプ１５の上流側端部に接続されている。
【００２５】
排出パイプ１５は、エンジン１６から排出され、エキゾーストマニホールド１７、触媒搭載部１２、エキゾーストパイプ１３およびマフラー１４を順次通過し、浄化および静音化された排気ガスを、外気に放出するために設けられており、その上流側端部がマフラー１４の下流側端部に接続されるとともに、その下流側端部が、外気に開放されている。
【００２６】
そして、この自動車１０は、図１において点線で示すように、発電システム１を搭載している。
【００２７】
発電システム１は、熱源としてのエンジン１６と、エンジン１６により加熱される熱媒体としての排気ガスが通過する流路としての箱型収容ケース２０と、箱型収容ケース２０内に設置される発電デバイス２１とを備えている。
【００２８】
エンジン１６では、各気筒において、ピストンの昇降運動が繰り返されており、これにより、吸気工程、圧縮工程、爆発工程、排気工程が順次実施され、燃料が燃焼され、動力が出力されている。
【００２９】
このようなエンジン１６において、排気工程では、高温の排気ガスが、エキゾーストマニホールド１７に排気され、箱型収容ケース２０を含むエキゾーストマニホールド１７の内部温度が上昇する。
【００３０】
一方、その他の工程（排気工程を除く工程）では、エキゾーストマニホールド１７中の排気ガス量が低減されるため、箱型収容ケース２０を含むエキゾーストマニホールド１７の内部温度は、排気工程に比べて、下降する。
【００３１】
このように、エンジン１６の温度は、排気工程において上昇し、吸気工程、圧縮工程および爆発工程において下降し、つまり、経時的に上下し、周期的に温度変化する。
【００３２】
なお、分岐管１８ａに接続される気筒、および、分岐管１８ｃに接続される気筒の２つの気筒において、ピストンが連動し、吸気工程、圧縮工程、爆発工程および排気工程が、同位相で実施される。
【００３３】
一方、それら２つの気筒とはタイミングを異にして、分岐管１８ｂに接続される気筒、および、分岐管１８ｄに接続される気筒の２つの気筒において、ピストンが連動し、吸気工程、圧縮工程、爆発工程および排気工程が、同位相で実施される。これにより、分岐管１８ｂおよび分岐管１８ｄの周期的な温度変化は、分岐管１８ａおよび分岐管１８ｃの周期的な温度変化とは、周期が同じである一方、位相が異なる。
【００３４】
なお、このような発電システム１において、エンジン１６の温度は、高温状態における温度が、例えば、２００〜１２００℃、好ましくは、７００〜９００℃であり、低温状態における温度が、上記の高温状態における温度未満、より具体的には、例えば、１００〜８００℃、好ましくは、２００〜５００℃であり、高温状態と低温状態との温度差が、例えば、１０〜６００℃、好ましくは、２０〜５００℃である。
【００３５】
また、それら高温状態と低温状態との繰り返し周期は、例えば、１０〜４００サイクル／秒、好ましくは、３０〜１００サイクル／秒である。
【００３６】
そして、エンジン１６における各気筒の箱型収容ケース２０を含むエキゾーストマニホールド１７の内部は、上記の周期的な温度変化に伴って、高温状態と低温状態とが、周期的に繰り返される。
【００３７】
エキゾーストマニホールド１７の内部の高温状態とは、例えば、２００℃以上、好ましくは、７００℃以上であり、また、例えば、１２００℃以下、好ましくは、９００℃以下である。
【００３８】
また、エキゾーストマニホールド１７の内部の低温状態とは、上記の高温状態における温度未満であり、具体的には、例えば、１００℃以上、好ましくは、２００℃以上であり、また、例えば、８００℃以下、好ましくは、５００℃以下である。
【００３９】
また、エキゾーストマニホールド１７の内部の高温状態と低温状態との温度差が、例えば、１０℃以上、好ましくは、２０℃以上であり、また、例えば、６００℃以下、好ましくは、５００℃以下である。
【００４０】
図２は、図１に示す発電システムの箱型収容ケースを表す概略構成図である。
【００４１】
箱型収容ケース２０は、分岐管１８に連通するように介装される略直方体状の収容ケースであって、その内部空間において排気ガスが通過する。
【００４２】
箱型収容ケース２０は、図２において示すように、壁面としての仕切り壁２３を備えている。
【００４３】
仕切り壁２３は、略矩形平板形状であり、箱型収容ケース２０内において、排気ガスの通過方向（前後方向）に対する直交方向（上下方向）において、互いに間隔を隔てて複数（４つ）配置されている。各仕切り壁２３は、箱型収容ケース２０内を上下方向に仕切っている。
【００４４】
これにより、箱型収容ケース２０の上流側（前側）から流入した排気ガスは、互いに隣り合う仕切り壁２３の間、および、最も上方にある仕切り壁２３と箱型収容ケース２０内の上面との間に分岐され、それらの間を通過した後、箱型収容ケース２０の下流側（後側）で合流する。
【００４５】
発電デバイス２１は、各仕切り壁２３の上面に、前後方向と、前後方向および上下方向の両方向と直交する方向（左右方向）とに沿って、互いに間隔を隔てて複数整列配置されている。
【００４６】
発電デバイス２１は、発電ユニット２５と、固定台２６とを備えている。
【００４７】
発電ユニット２５は、排気ガスにより温度が経時的に上下されることにより電気分極する発電素子２４、および、発電素子２４から電力を取り出すための電極４を備えている。
【００４８】
発電素子２４として、より具体的には、例えば、ピエゾ効果により電気分極するデバイス、焦電効果により電気分極するデバイスなどが挙げられる。
【００４９】
ピエゾ効果は、応力または歪みが加えられたときに、その応力または歪みの大きさに応じて電気分極する効果（現象）である。
【００５０】
このようなピエゾ効果により電気分極する発電素子２４としては、特に制限されず、公知のピエゾ素子（圧電素子）を用いることができる。
【００５１】
発電素子２４としてピエゾ素子が用いられる場合には、ピエゾ素子は、例えば、その周囲が拘束部材により固定され、体積膨張が抑制された状態において、エンジン１６の熱を、排気ガスを介して授受し、加熱および／または冷却されるように、配置される。
【００５２】
拘束部材としては、特に制限されず、例えば、電極４などを用いることもできる。
【００５３】
そして、ピエゾ素子は、エンジン１６の経時的な温度変化により、排気ガスを介して加熱または冷却され、これにより、膨張または収縮する。
【００５４】
このとき、ピエゾ素子は、拘束部材により体積膨張が抑制されているため、ピエゾ素子は、拘束部材に押圧され、ピエゾ効果（圧電効果）、または、キュリー点付近での相変態により、電気分極する。これにより、電極４を介して、ピエゾ素子から電力が取り出される。
【００５５】
また、このようなピエゾ素子は、通常、加熱状態または冷却状態が維持され、その温度が一定（すなわち、体積一定）になると、電気分極が中和され、その後、冷却または加熱されることにより、再度、電気分極する。
【００５６】
そのため、上記したようにエンジン１６が周期的に温度変化し、高温状態と低温状態とが周期的に繰り返される場合などには、ピエゾ素子が周期的に繰り返し加熱および冷却されるため、ピエゾ素子の電気分極およびその中和が、周期的に繰り返される。
【００５７】
その結果、電極４により、電力が、周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）として取り出される。
【００５８】
焦電効果は、例えば、絶縁体（誘電体）などを加熱および冷却する時に、その温度変化に応じて絶縁体が電気分極する効果（現象）であって、第１効果および第２効果を含んでいる。
【００５９】
第１効果は、絶縁体の加熱時および冷却時において、その温度変化により自発分極し、絶縁体の表面に、電荷を生じる効果とされている。
【００６０】
また、第２効果は、絶縁体の加熱時および冷却時において、その温度変化により結晶構造に圧力変形が生じ、結晶構造に加えられる応力または歪みにより、圧電分極を生じる効果（ピエゾ効果、圧電効果）とされている。
【００６１】
このような焦電効果により電気分極するデバイスとしては、特に制限されず、公知の焦電素子を用いることができる。
【００６２】
発電素子２４として焦電素子が用いられる場合には、焦電素子は、エンジン１６の熱を排気ガスを介して授受し、加熱および／または冷却されるように、配置される。
【００６３】
このような場合において、焦電素子は、エンジン１６の経時的な温度変化により、排気ガスを介して加熱または冷却され、その焦電効果（第１効果および第２効果を含む）により、電気分極する。これにより、電極４を介して、焦電素子から電力が取り出される。
【００６４】
また、このような焦電素子は、通常、加熱状態または冷却状態が維持され、その温度が一定になると、電気分極が中和され、その後、冷却または加熱されることにより、再度、電気分極する。
【００６５】
そのため、上記したようにエンジン１６が周期的に温度変化し、高温状態と低温状態とが周期的に繰り返される場合などには、焦電素子が周期的に繰り返し加熱および冷却されるため、焦電素子の電気分極およびその中和が、周期的に繰り返される。
【００６６】
その結果、電極４により、電力が、周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）として取り出される。
【００６７】
これら発電素子２４は、単独使用または２種類以上併用することができる。
【００６８】
発電素子２４として、具体的には、公知の焦電素子（例えば、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、（ＣａＢｉ）ＴｉＯ３、ＢａＮｄ２Ｔｉ５Ｏ１４、ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）など）、公知のピエゾ素子（例えば、水晶（ＳｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ロッシェル塩（酒石酸カリウム−ナトリウム）（ＫＮａＣ４Ｈ４Ｏ６）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、リチウムテトラボレート（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、電気石（トルマリン）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）など）などを用いることができる。
【００６９】
発電素子２４のキュリー点は、例えば、−７７℃以上、好ましくは、−１０℃以上であり、例えば、１３００℃以下、好ましくは、９００℃以下である。
【００７０】
また、発電素子２４（絶縁体（誘電体））の比誘電率は、例えば、１以上、好ましくは、１００以上、より好ましくは、２０００以上である。
【００７１】
このような発電システム１では、発電素子２４（絶縁体（誘電体））の比誘電率が高いほど、エネルギー変換効率が高く、高電圧で電力を取り出すことができるが、発電素子２４の比誘電率が上記下限未満であれば、エネルギー変換効率が低く、得られる電力の電圧が低くなる場合がある。
【００７２】
なお、発電素子２４（絶縁体（誘電体））は、エンジン１６の温度変化によって電気分極するが、その電気分極は、電子分極、イオン分極および配向分極のいずれでもよい。
【００７３】
例えば、配向分極によって分極が発現する材料（例えば、液晶材料など）では、その分子構造を変化させることにより、発電効率の向上を図ることができるものと期待されている。
【００７４】
発電素子２４は、図３Ｂに示すように、略矩形平板形状に形成されており、その厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上、好ましくは、０．２ｍｍ以上であり、また、例えば、３ｍｍ以下、好ましくは、１ｍｍ以下である。
【００７５】
電極４は、発電素子２４から電力を取り出すために設けられる。
【００７６】
電極４は、図３Ｂに示すように、略矩形平板形状に形成されており、その厚みは、例えば、０．０１ｍｍ以上、好ましくは、０．０３ｍｍ以上であり、また、例えば、０．１ｍｍ以下、好ましくは、０．０５ｍｍ以下である。
【００７７】
また、電極４は、特に制限されないが、例えば、図３Ｂに示すように、発電素子２４を挟んで対向配置される１対の電極（例えば、銅電極、銀電極など）として設けられる。
【００７８】
発電素子２４がピエゾ素子である場合、１対の電極４が、発電素子２４を挟む拘束部材として作用する。
【００７９】
１対の電極４を厚み方向に投影したときの投影面は、発電素子２４を厚み方向に投影したときの投影面と重なっている。
【００８０】
各発電ユニット２５の電極４は、図示しないが、導線を備えており、互いに導線を介して電気的に接続されている。
【００８１】
これによって、複数の発電ユニット２５は互いに電気的に接続されている。
【００８２】
また、各発電ユニット２５の電極４は、導線を介して昇圧器５（後述）に電気的に接続されている。
【００８３】
図３Ａは、図２に示す箱型収容ケース内に配置される固定台を示す拡大要部斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す固定台のＡ−Ａ断面図である。
【００８４】
固定台２６は、仕切り壁２３の上面に設置される設置部３０と、発電ユニット２５が載置される載置部３１と、設置部３０に接続され、載置部３１を仕切り壁２３から上方に間隔を隔てて支持する支持部３２とを備えている。
【００８５】
設置部３０は、前後方向に延びる略矩形平板形状に形成されている。
【００８６】
また、設置部３０は、載置部３１を挟んで左右方向に間隔を隔てて１対設けられている。
【００８７】
載置部３１は、発電ユニット２５よりも少し大きい略矩形平板形状をなし、１対の設置部３０の間において、仕切り壁２３と上下方向に間隔を隔てて対向配置されている。
【００８８】
また、載置部３１には、その中央部分に、発電ユニット２５より少し小さい丸穴２７が発電ユニット２５の厚み方向（上下方向）を貫通するように形成されている。
【００８９】
支持部３２は、載置部３１の左右方向両外側と、１対の設置部３０の左右方向内側との間に１対設けられている。
【００９０】
支持部３２は、前後方向に延びる略矩形平板形状をなし、上下方向に沿って配置され、１対の設置部３０の左右方向内側端部と、載置部３１の左右方向外側両端部とに接続されている。
【００９１】
設置部３０、載置部３１および支持部３２は、連続して一体的に形成され、それらによって断面ハット状の固定台２６が形成される。
【００９２】
固定台２６を形成する材料としては、発電ユニット２５との熱膨張率差の観点から、ニオブやコバール合金などが挙げられる。
【００９３】
固定台２６が上記材料で作製された場合には、固定台２６と発電ユニット２５との熱膨張率差が小さくなるため、熱膨張時の熱応力が緩和され、発電ユニット２５の破壊を防ぐことができる。
【００９４】
なお、発電ユニット２５の表面および裏面や、固定台２６などには、防水、耐ガス、耐熱などに適したコーティングを施すこともできる。
【００９５】
また、固定台２６の厚みは、例えば、０．５ｍｍ以上、好ましくは、２ｍｍ以上であり、また、例えば、６ｍｍ以下、好ましくは、４ｍｍ以下である。
【００９６】
固定台２６の厚みが上記範囲にあれば、仕切り壁２３の熱容量に比べて固定台２６の熱容量はより小さくなるため、発電ユニット２５の温度変化を大きくできる。
【００９７】
そして、固定台２６は、設置部３０の下面が、接着や溶接などの公知の固定方法により仕切り壁２３の上面に固定されることにより仕切り壁２３に設置されている。
【００９８】
また、固定台２６の載置部３１には、発電ユニット２５が載置される。
【００９９】
詳しくは、発電ユニット２５の下面が、載置部３１の上面に、丸穴２７を閉塞するように接触され、公知の接着方法により接着され、発電ユニット２５は、載置部３１に固定されている。
【０１００】
これによって、発電ユニット２５は、その上面全面が載置部３１から露出するとともに、その下面が丸穴２７を介して載置部３１から仕切り壁２３に向かって露出されるように、載置部３１に載置される。
【０１０１】
つまり、発電ユニット２５では、上面（載置側と反対側の表面）とともに下面（載置側の裏面）も露出しており、発電ユニット２５の両面が露出している。
【０１０２】
また、発電システム１は、図１に示すように、昇圧器５と、交流／直流変換器６（ＡＣ−ＤＣコンバーター）と、バッテリー７とを備えている。
【０１０３】
昇圧器５は、発電ユニット２５の電極４から供給される交流電圧を、周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）の状態で昇圧するために設けられている。
【０１０４】
昇圧器５としては、交流電圧を、例えば、コイル、コンデンサなどを用いた簡易な構成により、優れた効率で昇圧できる昇圧器が、用いられる。
【０１０５】
交流／直流変換器６は、昇圧器５から供給される交流電圧を直流電圧に変換し、さらに、得られた直流電圧を、例えば、４００〜６００Ｖに昇圧するために設けられており、昇圧器５に電気的に接続されている。
【０１０６】
バッテリー７は、交流／直流変換器６において得られた直流電圧を蓄電するために設けられている。
【０１０７】
このような発電システム１により、発電するには、例えば、まず、エンジン１６を稼働してエンジン１６の温度を経時的に変化させる。すると、上記したように、経時的に温度変化する排気ガスがエンジン１６の各気筒に排出される。
【０１０８】
エンジン１６から排出された排気ガスは、各気筒に接続されている分岐管１８に流入し、さらに、分岐管１８に介在している箱型収容ケース２０に流入する。
【０１０９】
排気ガスが箱型収容ケース２０に流入すると、その箱型収容ケース２０内において、仕切り壁２３の上面の固定台２６に配置されている発電ユニット２５の表面および裏面の両面が、排気ガスに接触（曝露）され、加熱および／または冷却される。
【０１１０】
すると、発電素子２４は、上記したように、温度変化によって電気分極し、電極４により周期的に変動する波形の電力として取り出される。
【０１１１】
また、この発電システム１では、分岐管１８ａおよび分岐管１８ｃの温度と、分岐管１８ｂおよび分岐管１８ｄの温度とが、同じ周期、かつ、異なる位相で周期的に変化するため、電力を、周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）として、連続的に取り出すことができる。
【０１１２】
そして、このようにして発電システム１により取り出された電力を、電極４に接続される昇圧器５において昇圧する。
【０１１３】
次いで、昇圧器５において昇圧された電力を、交流／直流変換器６において直流電圧に変換した後、バッテリー７に蓄電する。
【０１１４】
そして、排気ガスは、各分岐管１８を通過した後、集気管１９に供給され、集気された後、触媒搭載部１２に供給され、その触媒搭載部１２に備えられる触媒により浄化される。その後、排気ガスは、エキゾーストパイプ１３に供給され、マフラー１４において静音化された後、排出パイプ１５を介して、外気に排出される。
【０１１５】
バッテリー７に蓄電された電力は、自動車１０や、自動車１０に搭載される各種電気部品の動力などとして、適宜、用いることができる。
２．作用効果
このような発電システム１によれば、発電ユニット２５が、箱型収容ケース２０内の固定台２６において、丸穴２７を介して、設置部３０が設置される側の仕切り壁２３に向かって露出されるように、載置部３１に載置されている。そのため、発電ユニット２５における上面とともに下面も排気ガスと接触させることができるので、発電ユニット２５の両面において排気ガスと接触させることができる。
【０１１６】
したがって、発電ユニット２５と排気ガスとの接触面積を増加させることができ、その結果、発電システム１の発電効率の向上を図ることができる。
【０１１７】
また、このような発電システム１によれば、熱源が、内燃機関としてのエンジン１６であるため、排気ガスの熱エネルギーを回収して、より効率的に熱エネルギーを再利用することができる。
【０１１８】
また、このような発電システム１によれば、仕切り壁２３の熱容量に比べて固定台２６の熱容量は小さくなるため、固定台２６により吸収される排気ガスの熱量が低減され、発電素子２４の温度変化を大きくすることができる。そのため、発電素子２４の発電量が増加し、発電効率を向上させることができる。
【０１１９】
また、自動車１０の始動直後や、アイドル運転時において、箱型収容ケース２０内に流入してくる排気ガスの温度が低い場合、排気ガスに含まれている水蒸気が、液滴となり箱型収容ケース２０内の仕切り壁２３の上面（表面）に沿って流れることがある。
【０１２０】
そのような場合でも、このような発電システム１によれば、発電ユニット２５は、仕切り壁２３よりも上方の固定台２６に配置されているので、仕切り壁２３の上面に沿って流れる液滴との接触が抑制される。そのため、発電ユニット２５の急激な温度変化を防止することができ、発電ユニット２５の破損を防ぐことができる。
３．変形例
上記した実施形態では、１つの固定台２６につき、載置部３１に１つの丸穴２７を設けたが、例えば、図４に示すように、固定台２６を前後方向に長く形成し、固定台２６の１つの載置部３１において、複数の丸穴２７を互いに長手方向（前後方向）に間隔を隔てて形成してもよい。
【０１２１】
この場合には、丸穴２７の個数に対応して発電素子２４が複数載置される。
【０１２２】
これにより、上記した実施形態と比べて、固定台２６を仕切り壁２３に固定するときの作業効率を向上することができる。
【０１２３】
また、上記した実施形態では、固定台２６の載置部３１に丸穴２７を設けたが、図５に示すように、前後方向に載置部３１を貫通するスリット２８を形成してもよい。
【０１２４】
この場合、固定台２６が、左右方向一方側の設置部３０、載置部３１および支持部３２と、左右方向他方側の設置部３０、載置部３１および支持部３２とに分割される。
【０１２５】
これにより、上記した実施形態と比べて、発電ユニット２５の裏面の露出面積が増えるとともに、通過する排気ガスが固定台２６の上面と下面との間で連絡できるため、発電効率を向上させることができる。
【０１２６】
また、図５に示す固定台２６では、固定台２６を分割して２つの部材として形成したが、図６に示すように、固定台２６を、その片方の部材だけにより形成してもよい。
【０１２７】
すなわち、図６の示す固定台２６では、左右方向他方側の設置部３０、載置部３１および支持部３２は設けられず、左右方向一方側の設置部３０、載置部３１および支持部３２のみが設けられている。この場合には、載置部３１に載置される発電ユニット２５は、左右方向一方側のみにおいて載置されており、左右方向他方側は露出されている。
【０１２８】
これにより、図５に示す固定台２６よりも、さらに発電ユニット２５の裏面の露出面積が増えるため、発電効率を向上させることができる。
【０１２９】
なお、上記した実施形態では、載置部３１には丸穴２７を形成したが、載置部３１自体をメッシュ部材から形成してもよい。
【０１３０】
これにより、発電ユニット２５と排気ガスとの接触面積が増加し、発電効率を向上させることができる。
【０１３１】
なお、上記した実施形態では、仕切り壁２３の上面のみに発電デバイス２１を設けたが、仕切り壁２３の下面にも発電デバイス２１を設けることができる。
【０１３２】
これにより、発電ユニット２５の数を増やすことができるため、発電量を増加させることができる。
【０１３３】
なお、上記した実施形態では、仕切り壁２３の上面に発電デバイス２１を設けたが、仕切り壁２３を設けず、箱型収容ケース２０の下面の壁の上面に発電デバイス２１を設けてもよい。
【０１３４】
なお、上記した実施形態において、発電ユニット２５や載置部３１にフィンを設けることもできる。
【０１３５】
これにより、接触する排気ガスの量を増大させることができ、発電効率を向上させることができる。
【０１３６】
なお、上記した実施形態では、発電システム１を車載したが、発電システム１は、車載しなくてもよい。
【０１３７】
また、上記した実施形態においては、熱源として、エンジン１６を例示したが、熱源としては、温度が経時的に上下する熱源であれば特に制限されず、例えば、点滅する発光装置を用いてもよい。
【０１３８】
この場合、発光装置は、点灯（発光）時には、例えば、赤外線、可視光などの光のエネルギーにより、周囲の空気が温度上昇し、一方、消灯時には温度低下する。そのため、発光装置は、経時的に、点灯（発光）および消灯することにより、周囲の空気の温度が経時的に上下する。
【０１３９】
そして、温度変化する空気が、気流により、流路としての導管に流入し、その空気が、熱媒体として、その導管内に設置された発電デバイス２１を経時的に温度変化させる。
【符号の説明】
【０１４０】
４    電極
２０  箱型収容ケース
２１  発電デバイス
２３  仕切り壁
２４  発電素子
２５  発電ユニット
２６  固定台
２７  丸穴
３０  設置部
３１  載置部
３２  支持部
【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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