(57)【要約】【課題】  ヒートパイプを用いた冷却構造を小型化できる熱発電装置を提供することを課題とする。【解決手段】  複数の熱電素子２，・・・によって熱エネルギを電気エネルギに変換する熱発電装置１であって、一端部が熱電素子２，・・・の低温側に配置され、熱電素子２，・・・からの熱を任意の位置に移動させる複数本の第１ヒートパイプ３，・・・と、一端部が第１ヒートパイプ３，・・・の他端部近傍に配置され、第１ヒートパイプ３，・・・からの熱が伝導される第２ヒートパイプ４と、第１ヒートパイプ３，・・・の他端部と第２ヒートパイプ４の一端部を収納し、第１ヒートパイプ３，・・・からの熱を第２ヒートパイプ４に伝導する中継手段５とを備え、第２ヒートパイプ４は、第１ヒートパイプ３，・・・に比べて、１本当りの熱の輸送量が多く、本数が少ないことを特徴とする。【選択図】  図１
2005226892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱電素子と、
一端部が前記熱電素子の低温側に配置され、前記熱電素子からの熱を任意の位置に移動させる複数本の第１ヒートパイプと、
一端部が前記第１ヒートパイプの他端部近傍に配置され、前記第１ヒートパイプからの熱が伝導される第２ヒートパイプと、
前記第１ヒートパイプの他端部と前記第２ヒートパイプの一端部を収納し、前記第１ヒートパイプからの熱を前記第２ヒートパイプに伝導する中継手段と
を備え、
前記第２ヒートパイプは、前記第１ヒートパイプに比べて、１本当りの熱の輸送量が多く、本数が少ないことを特徴とする熱発電装置。
【請求項２】
前記中継手段では、前記第１ヒートパイプ及び前記第２ヒートパイプを弾性体により支持することを特徴とする請求項１に記載する熱発電装置。
【請求項３】
前記中継手段では、前記第１ヒートパイプの他端部の収納長さ及び／又は前記第２ヒートパイプの一端部の収納長さを可変とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載する熱発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱エネルギを電気エネルギに変換する熱発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジンから排出された排気ガスの熱エネルギを有効利用するために、その熱エネルギを電気エネルギに変換することによって排熱からエネルギを回収する熱発電装置が開発されている。熱発電装置では、排気ガスが流れる排気管（高温側）と冷却部（低温側）との間に熱電素子を配置し、この高温側と低温側との温度差に応じて熱電素子で発電している。熱発電装置における熱電変換効率を向上させるためには、高温側の温度を上げるとともに低温側の温度を下げ、高温側と低温側との温度差を大きくする必要がある。そのため、熱発電装置には、低温側においてヒートパイプにより熱を放熱部まで移動させ、冷却性能を向上させているものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平４−９１２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
熱発電装置において熱エネルギの回収性能を向上させるためには、熱電素子の個数を増加させることが考えられる。この場合、熱電素子の冷却側での冷却性能も向上させる必要がある。しかし、ヒートパイプを用いて冷却を行う場合、冷却性能を向上させるためには、ヒートパイプの本数を増加させなければならない。そのため、多数本のヒートパイプが低温側から放熱部まで配設されることになり、冷却構造が大型化し、自動車における搭載性が低下する。
【０００４】
そこで、本発明は、ヒートパイプを用いた冷却構造を小型化できる熱発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る熱発電装置は、複数の熱電素子と、一端部が熱電素子の低温側に配置され、熱電素子からの熱を任意の位置に移動させる複数本の第１ヒートパイプと、一端部が第１ヒートパイプの他端部近傍に配置され、第１ヒートパイプからの熱が伝導される第２ヒートパイプと、第１ヒートパイプの他端部と第２ヒートパイプの一端部を収納し、第１ヒートパイプからの熱を第２ヒートパイプに伝導する中継手段とを備え、第２ヒートパイプは、第１ヒートパイプに比べて、１本当りの熱の輸送量が多く、本数が少ないことを特徴とする。
【０００６】
この熱発電装置では、熱電素子により熱エネルギを電気エネルギに変換し、熱エネルギを電気エネルギとして回収する。この際、熱発電装置では、熱電素子の低温側での冷却性能を向上させるために、複数本の第１ヒートパイプにより複数の熱電素子の低温側の熱を移動させる。さらに、熱発電装置では、中継手段において複数本の第１ヒートパイプで移動させた熱を第２ヒートパイプに伝導する。そして、熱発電装置では、第２ヒートパイプでその熱を移動させ、第２ヒートパイプで移動させた熱を放熱する。第２ヒートパイプは、第１ヒートパイプより１本当りの熱の輸送量が多いので、第１ヒートパイプより少ない本数で第１ヒートパイプによって移動させた熱を移動させることができる。そのため、第２ヒートパイプの本数を第１ヒートパイプの本数より少なくでき、熱発電装置における冷却構造を小型化できる。また、ヒートパイプの本数を途中で減少させることにより、コストも低減できる。なお、熱電交換効率を向上させるためには、熱電素子の個数が多いほど第１ヒートパイプの本数を増加させる必要はあるが、第２ヒートパイプの１本当りの熱の輸送量を増加させることにより、第１ヒートパイプの増加に応じて第２ヒートパイプを増加させる必要はない。また、この熱発電装置を自動車等に搭載した場合、搭載性が向上する。
【０００７】
本発明の上記熱発電装置は、中継手段では、第１ヒートパイプ及び第２ヒートパイプを弾性体により支持する構成としてもよい。
【０００８】
この熱発電装置は、中継手段において第１ヒートパイプ及び第２ヒートパイプを弾性体により支持し、振動を吸収可能な構造としている。したがって、この熱発電装置を自動車のような振動を伴うものに搭載した場合でも、振動によって第１ヒートパイプや第２ヒートパイプが損傷するようなことはない。
【０００９】
本発明の上記熱発電装置は、中継手段では、第１ヒートパイプの他端部の収納長さ及び／又は第２ヒートパイプの一端部の収納長さを可変とする構成としてもよい。
【００１０】
この熱発電装置では、中継手段における第１ヒートパイプの他端部や第２ヒートパイプの一端部の収納長さを変化させることにより、中継手段での第１ヒートパイプや第２ヒートパイプの接触面積を調整することができる。その結果、中継手段における第１ヒートパイプから第２ヒートパイプへの熱の伝導量（ひいては、第１ヒートパイプ及び第２ヒートパイプによる熱の輸送量）を調整でき、熱発電装置における熱エネルギの回収量を調整することができる。例えば、この熱発電装置を自動車に搭載し、排気系において熱電素子の下流側に触媒装置が配置されている場合、通常発電時には中継手段における熱の伝導量を多くして熱回収性能を向上させ、エンジン始動時等の触媒暖機時には中継手段における熱の伝導量を少なくして暖機性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ヒートパイプの本数を増加させて冷却性能を向上させた場合でも、中継手段においてヒートパイプの本数を減らすことにより冷却構造を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明に係る熱発電装置の実施の形態を説明する。
【００１３】
本実施の形態では、本発明に係る熱発電装置を、自動車に搭載され、エンジンからの排気ガスの熱エネルギを電気エネルギに変換する熱発電装置に適用する。本実施の形態に係る熱発電装置は、中継器で８本の第１ヒートパイプで移動した熱を１本の第２ヒートパイプに伝導し、第２ヒートパイプで移動した熱をボンネットにより放熱する冷却構造を有する。本実施の形態では、２つの実施の形態があり、第１の実施の形態が基本構成であり、第２の実施の形態が中継器において第２ヒートパイプの収納長さを可変できる構成である。なお、２つの実施の形態では中継器の構成のみが異なるので、最初に熱発電装置１の全体構成について説明し、その後に、各実施の形態に係る中継器については順次説明する。
【００１４】
図１を参照して、本実施の形態に係る熱発電装置１の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る熱発電装置の全体構成図である。
【００１５】
熱発電装置１は、自動車のエンジンから排出される排気ガスの熱エネルギを電気エネルギとして回収する。熱発電装置１では、熱電変換効率を向上させるために、熱電素子の低温側を８本のヒートパイプを用いて冷却する。特に、熱発電装置１では、搭載性を向上させるために、８本のヒートパイプの本数を途中で１本にすることにより冷却構造を小型化する。そのために、熱発電装置１は、熱電素子２，・・・、第１ヒートパイプ３，・・・、第２ヒートパイプ４、中継器５を備え、ボンネット６を利用する。この第１ヒートパイプ３，・・・、第２ヒートパイプ４、中継器５及びボンネット６により、熱発電装置１の冷却構造が構成される。
【００１６】
熱電素子２，・・・は、エンジンＥのエキゾーストマニホールドＭの直下に配設される。排気系においてエンジンＥに近い上流側で排気ガスを回収するほど排気ガスの熱エネルギを多く回収できるので、エキゾーストマニホールドＭの直下に配設しているが、更に多くの熱エネルギを回収するためにエキゾーストマニホールドＭ自体に配設してもよい。このように、熱電素子２，・・・をエキゾーストマニホールドＭの直下に配設しているので、排気ガスを浄化するための触媒装置Ｃは熱電素子２，・・・の下流側に配設される。
【００１７】
熱電素子２，・・・は、排気管Ｐの周りに、排気管Ｐの周方向に沿って４個配置されるとともに長手方向に沿って４個配置される。このように、熱発電装置１では、多数個の熱電素子２，・・・を設けることにより、排気ガスから熱エネルギを出来るだけ多く回収する。各熱電素子２は、板状であり、高温端面と低温端面を有している。各熱電素子２では、両端面間の温度差に応じてゼーベック効果により熱エネルギを電気エネルギに変換し、その電気エネルギを２つの電極（図示せず）から出力する。熱電素子２の高温端面側は、排気管Ｐに直接配設されてもよいし、あるいは、熱伝導性に優れる部材を介して排気管Ｐに配設されてもよい。
【００１８】
第１ヒートパイプ３，・・・は、熱電素子２，・・・の低温端面と中継器５との間に配設され、熱電素子２，・・・の低温端面における熱を中継器５まで移動させる。第１ヒートパイプ３，・・・は、排気管Ｐの周方向に沿って配置された熱電素子２，・・・を別々に冷却するために、排気管Ｐの周りに長手方向に沿って配置される４列の熱電素子２，・・・に対してそれぞれ２本設けられ、計８本である。各列に対応する２本の第１ヒートパイプ３，３の一端部には、熱伝導性に優れる冷却部３ａが取り付けられる。冷却部３ａは、平面を有し、１列に並んだ４個の熱電素子２，・・・の低温端面に密着した状態で固定される。８本の第１ヒートパイプ３，・・・の他端部は、中継器５内に取り付けられる。第１ヒートパイプ３は、熱電素子２，・・・周りをコンパクト化するために、径が細く、１本当りの熱輸送量が比較的少ない。
【００１９】
第２ヒートパイプ４は、中継器５とボンネット６との間に配設され、中継器５で伝導された第１ヒートパイプ３，・・・からの熱をボンネット６まで移動させる。第２ヒートパイプ４は、中継器５からボンネット６までの搭載スペースを可能な限り小さくするために、１本である。そのため、第２ヒートパイプ４は、８本の第１ヒートパイプ３，・・・で移動させた熱を１本で移動させるために、径が太く、１本当りの熱の輸送量が多い（第１ヒートパイプ３の１本当りの熱の輸送量の８倍かあるいはそれ以上の熱の輸送量である）。このように、第２ヒートパイプ４は、１本であるが、８本の第１ヒートパイプ３，・・・で輸送した熱を十分に輸送することができる。第２ヒートパイプ４の一端部は、中継器５内に取り付けられる。第２ヒートパイプ４の他端部は、ボンネット６の端部に溶接される。
【００２０】
中継器５は、第１ヒートパイプ３，・・・の他端部と第２ヒートパイプ４の一端部との熱の中継位置に配設され、第１ヒートパイプ３，・・・の他端部及び第２ヒートパイプ４の一端部を収納するケースである。中継器５は、熱伝導性に優れる金属製（例えば、銅やアルミニウム）であり、第１ヒートパイプ３，・・・で移動させた熱を第２ヒートパイプ４に伝導する。なお、中継器５の構成については、各実施の形態で詳細に説明する。
【００２１】
ボンネット６は、熱発電装置１の放熱部として機能し、第２ヒートパイプ４で移動させた熱を放熱する。ボンネット６は、エンジンルーム内より温度が低い外気を速い流速で受けるので、放熱性に優れている。
【００２２】
図２〜図５を参照して、第１の実施の形態に係る中継器５Ａの構成について説明する。図２は、第１の実施の形態に係る中継器の平面図である。図３は、第１の実施の形態に係る中継器の正面図である。図４は、第１の実施の形態に係る中継器の側面図である。図５は、図３のＡ−Ａ線断面図である。
【００２３】
中継器５Ａは、同一形状の２個の分割ケースからなる分割構造であり、その２個の分割ケースがボルト締め固定されて構成される。中継器５Ａは、中央に円柱部５ａがあり、円柱部５ａの対角位置にそれぞれフランジ部５ｂ，５ｃが設けられている。円柱部５ａには、第１ヒートパイプ３，・・・の他端部及び第２ヒートパイプ４の一端部が収納される。フランジ部５ｂ，５ｃは、４組のボルトとナットによってボルト締めされる。
【００２４】
円柱部５ａには、周方向に沿って均等間隔で、第１ヒートパイプ３，・・・の他端部を収納するための８個の第１収納部５ｄ，・・・が形成される。第１収納部５ｄは、第１ヒートパイプ３側の面に開口し、第２ヒートパイプ４側の面近傍までの深さを有する穴である。第１収納部５ｄは、第１ヒートパイプ３が摺動自在となるように、第１ヒートパイプ３より若干太い径を有する。また、円柱部５ａには、第１収納部５ｄ，・・・の中心に、第２ヒートパイプ４の一端部を収納するための１個の第２収納部５ｅが形成される。第２収納部５ｅは、第２ヒートパイプ４側の面に開口し、第１ヒートパイプ３側の面近傍までの深さを有する穴である。第２収納部５ｅは、第２ヒートパイプ４が摺動自在となるように、第２ヒートパイプ４より若干太い径を有する。第１収納部５ｄ，・・・と第２収納部５ｅとは、平行かつ近接させて配置される。このように、中継器５内には、中心に第２ヒートパイプ４が１本配置され、その第２ヒートパイプ４の周りに第１ヒートパイプ３，・・・が８本配置されることになる。
【００２５】
熱発電装置１は、自動車に搭載されるので、振動を受ける。特に、長くて棒状の第１ヒートパイプ３，・・・及び第２ヒートパイプ４は、その振動の影響を受ける。そこで、中継器５Ａ内では、第１ヒートパイプ３、第２ヒートパイプ４の各先端面に介装部材５ｆ，５ｇがそれぞれ配置され、各介装部材５ｆ，５ｇと各収納部５ｄ，５ｅの底面との間にはばね５ｈ，５ｉがそれぞれ配置される。介装部材５ｆ，５ｇは、薄い円板であり、各ヒートパイプ３，４と同径である。ばね５ｈ，５ｉは、圧縮コイルばねであり、各ヒートパイプ３，４の径により細い径を有する。第１ヒートパイプ３の他端部は、ばね５ｈの伸縮により第１収納部５ｄ内を摺動可能であり、第１収納部５ｄの９割程度の深さ位置まで収納される。第２ヒートパイプ４の一端部は、ばね５ｉの伸縮により第２収納部５ｅ内を摺動可能であり、第２収納部５ｅの９割程度の深さ位置まで収納される。この程度の深さまでヒートパイプ３，４を中継器５Ａに収納させるために、ヒートパイプ３，４の長さ及びばね５ｈ，５ｉの長さが調整される。このように、第１ヒートパイプ３の収納長さ及び第２ヒートパイプ４の収納長さを出来るだけ長くすることにより、中継器５Ａにおける第１ヒートパイプ３，・・・及び第２ヒートパイプ４の接触面積（受熱面積）を大きくし、中継器５Ａにおける第１ヒートパイプ３，・・・から第２ヒートパイプ４への熱の伝導性を向上させている。また、収納部５ｄ，５ｅにおけるヒートパイプ３，４の摺動性を良くするために、収納部５ｄ，５ｅとヒートパイプ３，４との間にはグリース（あるいはオイル）が塗られており、グレース漏れを防止するために各収納部５ｄ，５ｅの開口部近傍にはシール５ｊ，５ｋが設けられている。
【００２６】
第１の実施の形態に係る中継器５Ａを備える熱発電装置１の動作について説明する。エンジンＥから排気ガスが排出されると、排気管Ｐに高温の排気ガスが流れる。熱電素子２，・・・の高温端面側では、その排気ガスの熱エネルギにより高温となる。一方、熱電素子２，・・・の低温端面側では、ヒートパイプ３，４及び中継器５Ａによって熱が移動され、ボンネット６で放熱されて低温となる。そのため、熱電素子２，・・・では、高温端面の高温と低温端面の低温との温度差に応じて発電し、その電気エネルギをバッテリ（図示せず）に充電する。この際、高温性と低温性が十分に保たれているので、温度差が大きく、発電力も大きい。つまり、熱電効変換率が高く、熱回収量も多い。
【００２７】
特に、熱電素子２，・・・の低温側では、第１ヒートパイプ３，・・・によって熱が中継器５Ａまで移動される。中継器５Ａでは、８本の第１ヒートパイプ３，・・・で移動してきた熱が１本の第２ヒートパイプ４に伝導される。その伝導された熱は、第２ヒートパイプ４によってボンネット６まで移動される。そして、その移動された熱は、ボンネット６で放熱される。ちなみに、第２ヒートパイプ４は、太い径を有しているので、十分に大きな受熱面積が確保され、８本の第１ヒートパイプ３，・・・からの熱を受けることができるとともに、十分な熱の輸送量が確保され、８本の第１ヒートパイプ３，・・・で輸送した熱を輸送することができる。
【００２８】
第１の実施の形態に係る熱発電装置１によれば、中継器５Ａによりヒートパイプの本数を８本から１本に減少させることによって、冷却構造を小型化し、自動車における搭載性を向上させる。さらに、この熱発電装置１によれば、自動車に備えられるボンネット６を利用して放熱を行うので、搭載性を更に向上させる。また、この熱発電装置１では、多数本の第１ヒートパイプ３，・・・、熱の輸送量の多い第２ヒートパイプ４、熱伝導率の高い中継器５Ａ及び放熱性に優れるボンネット６による冷却構造により、熱電素子２，・・・の低温端面側の冷却性能を向上させ、熱発電効率を向上させる。さらに、この熱発電装置１では、多数個の熱電素子２，・・・及びその熱電素子２，・・・の個数に対応する多数本の第１ヒートパイプ３，・・・により、熱の回収性能を向上させる。このように、この熱発電装置１では、搭載性と熱回収性能（冷却性能）とを両立させている。また、中継器５Ａでは、ヒートパイプ３，４をばね５ｈ，５ｉによって支持しているので、自動車における振動を吸収でき、振動によってヒートパイプ３，４が損傷するようなことはない。
【００２９】
図６及び図７を参照して、第２の実施の形態に係る中継器５Ｂの構成について説明する。図６は、第２の実施の形態に係る中継器の平面図であり、（ａ）が触媒暖機時であり、（ｂ）が通常発電時である。図７は、第２の実施の形態に係る中継器の断面図であり、（ａ）が触媒暖機時であり、（ｂ）が通常発電時である。なお、中継器５Ｂでは、第１の実施の形態に係る中継器５Ａと同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３０】
中継器５Ｂは、第１の実施の形態に係る中継器５Ａと略同様の構成を有するが、ヒートパイプ３，４の長手方向に沿って位置が移動可能であり、第１ヒートパイプ３，・・・及び第２ヒートパイプ４の接触面積（受熱面積）を変化させることができる。というのは、この自動車の排気系では、熱電素子２，・・・の下流に触媒装置Ｃが配置されており、触媒装置Ｃが熱電素子２，・・・による排気ガスの熱エネルギの回収の影響を受けるからである。つまり、触媒は、活性温度があり、触媒温度がこの活性温度内のときに触媒作用を発揮し、排気ガスを浄化する。そのため、エンジン始動時等の触媒温度が低いときには、排気ガスを浄化することができないので、触媒暖機により触媒温度を迅速に上昇させる必要がある。その際、触媒装置Ｃの上流で排気ガスの熱エネルギが多量に回収されると、暖機性能が低下し、触媒温度の上昇が遅くなる。そこで、触媒暖機時には、中継器５Ｂにおいて第２ヒートパイプ４の接触面積を小さくすることにより、熱電素子２，・・・における排気ガスの熱エネルギの回収量を減らすかあるいは熱エネルギの回収を停止し、暖機性能を向上させる。
【００３１】
中継器５Ｂは、一方のフランジ部５ｍが外側に広げられる。そして、そのフランジ部５ｍの一面の略中央に、円柱形状の固定軸５ｎが設けられる。この固定軸５ｎには、モータ連結部材５ｏが取り付けられる。モータ連結部材５ｏは、モータ（図示せず）の回転トルクを中継器５Ｂに伝達し、その回転トルクを中継器５Ｂの直線移動に変換するための部材である。モータ連結部材５ｏは、平板状であり、細長い楕円をしたトラック形状である。モータ連結部材５ｏの一方側には、固定軸５ｎが挿入される移動孔５ｐが開口されている。移動孔５ｐは、オーバル形状であり、固定軸５ｎの直径より若干広い幅を有し、中継器５Ｂの直線移動量に応じてその長さが設定される。モータ連結部材５ｏの他方側には、モータの出力軸が取り付けられるモータ孔５ｑが開口されている。モータ孔５ｑは、円形状であり、モータの出力軸が嵌合する径を有する。このモータの出力軸は、モータ自体の出力軸でもよいし、あるいは、モータの回転を伝達するギアに取り付けられた出力軸でもよい。
【００３２】
モータ連結部材５ｏが第２ヒートパイプ４に対して垂直となった（固定軸５ｎがモータ孔５ｑに最も近づいた）ときに第２ヒートパイプ４の第２収納部５ｅへの収納長さが最も短くなり（図６（ａ）、図７（ａ）参照）、モータ連結部材５ｏの第２ヒートパイプ４に対する角度が最も小さくなった（固定軸５ｎがモータ孔５ｑから最も離れた）ときに第２ヒートパイプ４の第２収納部５ｅへの収納長さが長くなるように（図６（ｂ）、図７（ｂ）参照）、モータ連結部材５ｏ及び中継器５Ｂが配置される。そして、モータ連結部材５ｏは、モータの回転に伴って、固定軸５ｎに対して移動孔５ｐが移動可能な範囲内でモータ孔５ｑを中心にして回転し、中継器５Ｂを直線移動させる。
【００３３】
このように、中継器５Ｂでは、第２ヒートパイプ４（ひいては、第１ヒートパイプ３）に対する相対位置が移動することにより、第２ヒートパイプ４の収納長さを調整する。この調整によって、中継器５Ｂにおける第１ヒートパイプ３，・・・及び第２ヒートパイプ４の接触面積が変化する。なお、第２ヒートパイプ４の収納長さを基準にして調整を行うのは、第１ヒートパイプ３の接触面積と第２ヒートパイプ４の接触面積とは反比例して増減するが、第１ヒートパイプ３，・・・は８本なので十分な接触面積が確保されており、第１ヒートパイプ３，・・・から第２ヒートパイプ４への熱の伝導量（ひいては、ヒートパイプ３，４による熱の輸送量）は第２ヒートパイプ４の接触面積によって決まるからである。また、第２ヒートパイプ４の収納長さをどの程度まで短くするかは、短くした収納長さとそれによって低減する熱の輸送量（ひいては、熱の回収量）の関係等を考慮して適宜設定される。
【００３４】
第２ヒートパイプ４の収納長さを短くした場合、第２ヒートパイプ４の接触面積が小さくなり（図７（ａ）参照）、中継器５Ｂにおける第１ヒートパイプ３，・・・から第２ヒートパイプ４への熱の伝導量が少なくなり、ヒートパイプ３，４による熱の輸送量が少なくなる。一方、第２ヒートパイプ４の収納長さを長くした場合、第２ヒートパイプ４の接触面積が大きくなり（図７（ｂ）参照）、中継器５Ｂにおける第１ヒートパイプ３，・・・から第２ヒートパイプ４への熱の伝導量が多くなり、ヒートパイプ３，４による熱の輸送量が多くなる。
【００３５】
なお、この中継器５Ｂにおけるモータ制御は、エンジンＥＣＵ[Electronic Control Unit]で行う。このモータ制御については、他のＥＣＵで行ってもよいし、あるいは、熱発電装置１専用のＥＣＵを設けてもよい。また、ヒートパイプ３，４の収納部５ｄ，５ｅへの収納の長さを調整することにより、ばね５ｈ，５ｉの伸縮量を多くなるので、ばね５ｈ、５ｉについては第１の実施の形態より伸縮性に富むものを用いてもよい。
【００３６】
第２の実施の形態に係る中継器５Ｂを備える熱発電装置１の動作について説明する。第２の実施の形態に係る熱発電装置１における熱発電動作については第１の実施の形態と同様の動作なので、その動作については説明を省略し、中継器５Ｂにおける第２ヒートパイプ４の収納長さの調整動作についてのみ説明する。ここでは、エンジン始動時の触媒暖機時から、触媒温度が活性温度となり通常発電時に移行するまでの動作について説明する。
【００３７】
エンジンＥが始動時、排気ガスの熱エネルギが少なく、触媒装置Ｃでは、触媒温度が低いので、触媒暖機が行われる。この際、エンジンＥＣＵでは、モータを回転駆動させ、モータ連結部材５ｏが第２ヒートパイプ４に対して垂直となる位置まで中継器５Ｂを移動させる（図６（ａ）参照）。この位置に中継器５Ｂが移動すると、第２収納部５ｅへの第２ヒートパイプ４の収納長さが短くなり、中継器５Ｂにおける第２ヒートパイプ４の接触面積が小さくなる（図７（ａ）参照）。そのため、中継器５Ｂでは第１ヒートパイプ３，・・・から第２ヒートパイプ４への熱の伝導量が少なくなり、第１ヒートパイプ３，・・・及び第２ヒートパイプ４での熱の輸送量も少なくなる。これにより、熱電素子２，・・・では、高温端面側が排気ガスの熱エネルギが少なくかつ低温端面側が十分に冷却されないので、排気ガスの熱エネルギの回収量が低減するかあるいは排気ガスの熱エネルギを電気エネルギに変換できない。
【００３８】
したがって、排気ガスは、熱電素子２，・・・において熱エネルギが殆ど回収されずにあるいは全く回収されずに、下流側に流れていく。この回収されなかった排気ガスの熱エネルギにより、触媒装置Ｃでは、触媒暖機が促進され、触媒温度が迅速に上昇していく。そのため、触媒温度が短時間で活性温度に達し、触媒装置Ｃでは、早期に排気ガスの浄化を始めることができる。
【００３９】
触媒装置Ｃでの暖機が終了すると、熱発電装置１では、排気ガスの熱エネルギの回収量を高効率で回収する通常発電が行われる。エンジンＥＣＵでは、モータを回転駆動させ、固定軸５ｎがモータ孔５ｑから最も離れる位置まで中継器５Ｂを移動させる（図６（ｂ）参照）。この位置に中継器５Ｂが移動すると、第２収納部５ｅへの第２ヒートパイプ４の収納長さが最も長くなり、中継器５Ｂにおける第２ヒートパイプ４の接触面積が最も大きくなる（図７（ｂ）参照）。そのため、中継器５Ｂでは第１ヒートパイプ３，・・・から第２ヒートパイプ４への熱の伝導量が多くなり、第１ヒートパイプ３，・・・及び第２ヒートパイプ４での熱の輸送量が多くなる。これにより、熱電素子２，・・・では、低温端面側が十分に冷却されるので、排気ガスの熱エネルギの回収量が増加する。
【００４０】
第２の実施の形態に係る中継器５Ｂを備える熱発電装置１によれば、第１の実施の形態に係る中継器５Ａを備える熱発電装置１と同様の作用効果を有する。さらに、第２の実施の形態に係る熱発電装置１では、中継器５Ｂを直線移動させることにより第２ヒートパイプ４の接触面積を変化させることができるので、熱電素子２，・・・における排気ガスの熱エネルギの回収量を調整することができる。そのため、排気ガスの熱エネルギを熱発電装置１と触媒装置Ｃとで有効利用でき、熱回収性能と触媒暖機性能とを両立させることができる。
【００４１】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００４２】
例えば、本実施の形態では自動車の排気ガスの熱エネルギを電気エネルギに変換する熱発電装置に適用したが、自動車以外にも適用してよい。
【００４３】
また、本実施の形態では放熱部としてボンネットを利用したが、ルーフ、ラジエータ等の車両における他の部位を利用してもよいし、あるいは、放熱部としてフィン等を別に構成してもよい。
【００４４】
また、本実施の形態では第１ヒートパイプの本数を８本、第２ヒートパイプの本数を１本としたが、第１ヒートパイプの本数については熱電素子の個数や配置等に応じて適宜設定してよく、第２ヒートパイプの本数についても第１ヒートパイプの本数や１本当りの熱輸送量等に応じて適宜設定してよいが、第２ヒートパイプの本数は極力減らすことが望ましい。
【００４５】
また、本実施の形態では中継器内で振動吸収を行う構成としたが、ヒートパイプの途中にジャバラ、フレキ構造等の振動を吸収するものを設けることにより振動吸収性を更に向上させてもよい。また、本実施の形態では中継器内でヒートパイプをばねにより支持する構成としたが、ばね以外の弾性体を用いてもよい。なお、自動車のように振動を伴うものに熱発電装置を搭載した場合には上記のような振動を吸収する手段が必要となるが、振動がない場合には上記のような振動を吸収する手段を備えない熱発電装置としてもよい。
【００４６】
また、本実施の形態では中継器を金属製としたが、熱伝導性に優れるものなら金属以外でもよい。
【００４７】
また、第２の実施の形態では第２ヒートパイプ（出力側のヒートパイプ）の中継器における収納長さを調整することにより、中継器における熱伝導量を変化させる構成としたが、第１ヒートパイプ（入力側のヒートパイプ）の収納長さを調整することにより、中継器における熱伝導量を変化させる構成としてもよい。
【００４８】
また、第２の実施の形態では触媒暖機時に排気ガスの熱エネルギを触媒装置で利用する場合に適用したが、ＥＧＲ等の他の装置で排気ガスの熱エネルギを利用する場合に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施の形態に係る熱発電装置の全体構成図である。
【図２】第１の実施の形態に係る中継器の平面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る中継器の正面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る中継器の側面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】第２の実施の形態に係る中継器の平面図であり、（ａ）が触媒暖機時であり、（ｂ）が通常発電時である。
【図７】第２の実施の形態に係る中継器の断面図であり、（ａ）が触媒暖機時であり、（ｂ）が通常発電時である。
【符号の説明】
【００５０】
１…熱発電装置、２…熱電素子、３…第１ヒートパイプ、３ａ…冷却部、４…第２ヒートパイプ、５，５Ａ，５Ｂ…中継器、５ａ…円柱部、５ｂ，５ｃ，５ｍ…フランジ部、５ｄ…第１収納部、５ｅ…第２収納部、５ｆ，５ｇ…介装部材、５ｈ，５ｉ…ばね、５ｊ，５ｋ…シール、５ｎ…固定軸、５ｏ…モータ連結部材、５ｐ…移動孔、５ｑ…モータ孔、６…ボンネット
【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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