(57)【要約】【課題】熱発電体を挟み込んだ加熱部と冷却部との間のシール性を確保することができる熱発電装置を得る。【解決手段】排気熱発電装置１０は、それぞれ高温側と低温側との温度差によって起電力を生じる熱発電モジュール１６と、熱発電モジュール１６の高温側に接触して設けられた高温側熱交換器１２と、高温側熱交換器１２との間に熱発電モジュール１６を挟むようにして該熱発電モジュール１６の低温側に接触して設けられた低温側熱交換器１４と、熱発電モジュール１６を周囲から囲む枠状を成し高温側熱交換器１２と低温側熱交換器１４の間に挟まれて該高温側熱交換器１２と低温側熱交換器１４の間をシールする耐熱性の防水フレーム５０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ高温側と低温側との温度差によって起電力を生じる熱発電体と、
前記熱発電体の高温側に接触して設けられ、該熱発電体の高温側を加熱するための加熱部と、
前記加熱部との間に前記熱発電体を挟むようにして該熱発電体の低温側に接触して設けられ、該熱発電体の低温側を冷却するための冷却部と、
前記熱発電体を周囲から囲む枠状を成し、前記加熱部と冷却部の間に挟まれて該加熱部と冷却部の間をシールする耐熱性のシール手段と、
を備えた熱発電装置。
【請求項２】
前記加熱部又は冷却部における前記熱発電体との接触面の周囲には、前記シール手段の端部が全周に亘って入り込む環状の溝部が形成されている請求項１記載の熱発電装置。
【請求項３】
前記シール手段は、熱による寸法変化を吸収して前記加熱部と冷却部との間のシールを維持するシール維持構造を有する請求項１又は請求項２記載の熱発電装置。
【請求項４】
前記シール手段は、単一の枠状を成し、複数の前記熱発電体を囲んでいる請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の熱発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のエンジンの排気等の高温流体が有する熱を利用して発電を行なう熱発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱電素子を吸熱板と放熱板との間に挟み込まれ冷却装置や電子加熱装置を構成する熱発電モジュールを、吸熱板と放熱板との間に挟まれて圧縮固定されたゴム成形品の封止部材にて封止し、熱発電モジュールの防湿を図る技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３２４２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の如き従来の技術では、高温の熱源を利用する熱発電装置に適用すると、ゴム成形品の封止部材が熱劣化し、所要のシール性能を確保することができなることが懸念される。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮して、熱発電体を挟み込んだ加熱部と冷却部との間のシール性を確保することができる熱発電装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る熱発電装置は、それぞれ高温側と低温側との温度差によって起電力を生じる熱発電体と、前記熱発電体の高温側に接触して設けられ、該熱発電体の高温側を加熱するための加熱部と、前記加熱部との間に前記熱発電体を挟むようにして該熱発電体の低温側に接触して設けられ、該熱発電体の低温側を冷却するための冷却部と、前記熱発電体を周囲から囲む枠状を成し、前記加熱部と冷却部の間に挟まれて該加熱部と冷却部の間をシールする耐熱性のシール手段と、を備えている。
【０００６】
請求項１記載の熱発電装置では、熱発電体は、高温側（吸熱側）が加熱部にて加熱されると共に低温側（放熱側）が冷却部にて冷却されることにより生じる（維持される）該高温側と低温側との温度差によって起電力を生じる。この熱発電体は、加熱部と冷却部とに挟まれて該加熱部と冷却部との間をシールする枠状のシール手段にて周囲から囲まれることで、該シール手段、加熱部、及び冷却部に囲まれた閉空間内に配設されている。これにより、例えば、熱発電体の被水防止等が測られる。
【０００７】
ここで、シール手段は、耐熱性を有する（例えば、セラミックやロックウール等の耐熱性を有する材料にて構成されている）ため、加熱部からの熱によって劣化することが防止される。これにより、加熱部が高温で運転される場合でも、所要のシール性を確保することができる。
【０００８】
このように、請求項１記載の熱発電装置では、熱発電体を挟み込んだ加熱部と冷却部との間のシール性を確保することができる。特に、シール手段が断熱性を有する場合には、加熱部と冷却部とのシール手段を介した熱移動が抑制され、熱発電体による発電効率が向上する。
【０００９】
請求項２記載の発明に係る熱発電装置は、請求項１記載の熱発電装置において、前記加熱部又は冷却部における前記熱発電体との接触面の周囲には、前記シール手段の端部が全周に亘って入り込む環状の溝部が形成されている。
【００１０】
請求項２記載の熱発電装置では、溝部にシール手段の一部が入り込むようにしたので、シール手段のセット（組み付け作業）が容易で、組み付け精度も向上する。また、溝部の内面（溝壁面又は底面）のみをシール手段と接触するシール面（精度管理面）とすることができるので、精度管理が容易である。
【００１１】
請求項３記載の発明に係る熱発電装置は、請求項１又は請求項２記載の熱発電装置において、前記シール手段は、熱による寸法変化を吸収して前記加熱部と冷却部との間のシールを維持するシール維持構造を有する。
【００１２】
請求項３記載の熱発電装置では、例えば加熱部やシール手段が加熱部からの熱によって寸法変化を生じた場合、この寸法変化は、シール手段のシール維持構造によって吸収され、シール手段は、加熱部及び冷却部のそれぞれに適正に接触して該加熱部と冷却部との間のシールを確保（維持）する。これにより、例えば高温側である加熱部が冷却部よりも大きく熱変形した場合でも、所要のシール性が確保される。
【００１３】
なお、シール維持構造としては、例えば、加熱部又は冷却部との接触部を半円筒面等の凸曲面として接触姿勢に依らずシール性を確保する構造、加熱部又は冷却部との接触部間に熱変形吸収部を設けた構造等を採用することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明に係る熱発電装置は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の熱発電装置において、前記シール手段は、単一の枠状を成し、複数の前記熱発電体を囲んでいる。
【００１５】
請求項４記載の熱発電装置では、単一の枠状（環状）を成すシール手段の内側の仕切られていない共通の設置空間に複数の熱発電体が配設されている。これにより、個々の熱発電体を専用のシール手段にて囲む構成と比較して、シール手段による加熱部と冷却部との間の熱伝達経路が少なくなるので、シール手段を介した熱移動が抑制されて熱発電体による発電効率が向上する。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明に係る熱発電装置は、熱発電体を挟み込んだ加熱部と冷却部との間のシール性を確保することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の第１の実施形態に係る熱発電装置である排気熱発電装置１０について、図１乃至図６に基づいて説明する。なお、以下の説明では、便宜上、矢印Ｕで示す側を上側、矢印Ｗで示す方向を幅方向、矢印Ｆで示す側を排気ガス流れ方向の上流側とする。
【００１８】
図２には、排気熱発電装置１０の概略全体構成が斜視図にて示されており、図１には、排気熱発電装置１０の分解斜視図が示されている。また、図３には、図２の３−３線に沿った断面図が示されている。これらの図に示される如く、排気熱発電装置１０は、加熱部としての高温側熱交換器１２と、冷却部としての低温側熱交換器１４との間に、それぞれ熱発電体としての複数の熱発電モジュール１６を挟み込んで構成されている。各熱発電モジュール１６は、それぞれ上下方向に扁平した平面視矩形状に形成されている。
【００１９】
図１及び図３に示される如く、高温側熱交換器１２は、上下高が幅と比較して小さい扁平矩形状に形成されており、上面１２Ａと上側の低温側熱交換器１４との間に複数の熱発電モジュール１６を挟み込んで保持すると共に、下面１２Ｂと下側の低温側熱交換器１４との間に上側と同数の熱発電モジュール１６を挟み込んで保持している。この実施形態では、排気熱発電装置１０は、高温側熱交換器１２の片面側において、排気ガス流れ方向に２つで幅方向に２つの各４つの熱発電モジュール１６を保持しており、両面合わせて計８個の熱発電モジュール１６を備えている。
【００２０】
図３に示される如く、高温側熱交換器１２は、扁平矩形状に形成された高温側熱交換器ケース１８内に、集熱フィン２０を配設した構造とされている。図１に示される如く、高温側熱交換器ケース１８の上流部には、図示しないエンジン側の排気管との間に介在するダクト部材２２が接続されている。ダクト部材２２は、排気管に接続されるパイプ部２２Ａと、パイプ部２２Ａの下流端から高温側熱交換器ケース１８の入口まで流路断面を徐変させる連結ダクト部２２Ｂとで構成されている。
【００２１】
また、図示は省略するが、高温側熱交換器ケース１８の下流端には、図示しない大気開放（マフラ）側の排気管との間に介在するダクト部材が接続されている。このダクト部材は、ダクト部材２２を上下流方向に反転させた如く構成されている。これにより、高温側熱交換器ケース１８すなわち高温側熱交換器１２は、図示しない内燃機関エンジンから、排気管、ダクト部材２２を経由した排気ガスが導入され、集熱フィン２０で熱を回収した後の排気ガスを大気開放側に排出するようになっている。
【００２２】
図１に示される如く、低温側熱交換器１４は、平面視で高温側熱交換器ケース１８とほぼ同等の長さ及び幅を有する矩形状に形成されると共に上下方向に扁平して形成されている。図３に示される如く、低温側熱交換器１４は、低温側熱交換器ケース２４内に放熱フィン２６が配設されて構成されている。低温側熱交換器ケース２４内に放熱フィン２６は、低温側熱交換器ケース２４における４つの熱発電モジュール１６との接触面を構成する伝熱壁２４Ａから立設されている。
【００２３】
図１に示される如く、上下の低温側熱交換器１４は、それぞれ冷却水入口１４Ａ、冷却水出口１４Ｂが設けられており、冷却水入口１４Ａから導入された冷却水出口１４Ｂから排出される冷却水に熱発電モジュール１６からの熱を放出する構成とされている。
【００２４】
図６（Ｂ）には、熱発電モジュール１６の内部構造が模式的な断面図にて示されている。この図に示される如く、熱発電モジュール１６は、それぞれ多数のＰ型熱発電素子２８とＮ型熱発電素子３０とを全体として格子状を成すように交互に配置し、隣接するＰ型熱発電素子２８の高温側とＮ型熱発電素子３０の高温側とを高温側電極３２で接続すると共に、高温側電極３２とは異なる組み合わせとなるように隣接するＰ型熱発電素子２８の低温側とＮ型熱発電素子３０の低温側とを低温側電極３４で接続することで構成されている。
【００２５】
各熱発電モジュール１６は、上記の如く直列に接合してモジュール化されたＰ型熱発電素子２８、Ｎ型熱発電素子３０を絶縁物によるモールディングしてモールド部３５を形成することにより構成されている。図６（Ａ）に示される如く、高温側電極３２、低温側電極３４は、モールド部３５から外部に露出している。したがって、この実施形態における熱発電モジュール１６は、高温側熱交換器１２、低温側熱交換器１４との接触電極が露出した所謂スケルトンタイプとされている。
【００２６】
このスケルトンタイプの熱発電モジュール１６は、高温側電極３２、低温側電極３４が露出させることで、高温側と低温側との温度に基づく熱膨脹差によりＰ型熱発電素子２８、Ｎ型熱発電素子３０、高温側電極３２、低温側電極３４に作用する応力を最小限に抑えるようになっている。したがって、スケルトンタイプの熱発電モジュール１６は、主に高温側と低温側との温度差が大きい場合に用いられる。これらの熱発電モジュール１６には、発電した電力を取り出すための一対の端子３６が設けられている。
【００２７】
なお、熱発電モジュール１６は、図６（Ｃ）に示される如く、高温側電極３２、低温側電極３４の何れか一方がモールディング３５に埋め込まれた構成としても良い。他方、高低温両者の電極がセラミック基板に埋め込まれた所謂セラミックタイプの熱発電モジュール１６（外観は図６（Ｃ）に示すものと同様）も存在するが、このセラミックタイプの熱発電モジュール１６は、主に高温側と低温側との温度差（熱膨脹差）が小さい場合に用いられ、排気ガスの熱を利用する本実施形態では採用されることは少ない。
【００２８】
以上説明した熱発電モジュール１６は、それぞれ扁平した矩形状に形成されており、例えば、各発電素子２８、３０のゼーベック効果によって高温側と低温側との温度差（熱落差）に基づく起電力を生じるようになっている。そして、各熱発電モジュール１６は、高温側と低温側との温度差を確保するために、上記した通り高温側熱交換器１２と低温側熱交換器１４との間に挟み込まれている。具体的には、各熱発電モジュール１６は、高温側の面１６Ａを構成する高温側電極３２を図示しない薄板状又は薄膜状の絶縁体を介して高温側熱交換器１２（上面１２Ａ又は下面１２Ｂ）に熱伝達可能に圧接し、低温側の面１６Ｂを構成する低温側電極３４を図示しない薄板状又は薄膜状の絶縁体を介して低温側熱交換器１４（伝熱壁２４Ａ）に熱伝達可能に圧接させている。すなわち、各熱発電モジュール１６は、高温側の面１６Ａにおいて高温側熱交換器１２から吸熱し、低温側の面１６Ｂにおいて低温側熱交換器１４に放熱するように、高温側熱交換器１２と低温側熱交換器１４との間に挟み込まれている。
【００２９】
また、この排気熱発電装置１０では、図２及び図３に示される如く、正面視で略矩形環状に形成された枠体としての部品保持ブラケット３８と、該部品保持ブラケット３８に設けられた保持力付与機構４０とによって、高温側熱交換器１２と上下の低温側熱交換器１４との間にそれぞれ熱発電モジュール１６が挟み込まれた圧接状態に保持されるようになっている。具体的には、部品保持ブラケット３８は、それぞれ正面視で略ハット形状に形成された半体３８Ａ、３８Ｂの重ね合わされたフランジ部３８Ｃがボルト・ナットを主要構成要素とする締結手段３８Ｄにて固定されることで、上記の通り全体として環状に形成されている。環状に形成され高温側熱交換器１２に対し非接触である部品保持ブラケット３８は、該高温側熱交換器１２からの熱影響を受け難い構成とされている。
【００３０】
保持力付与機構４０は、図３及び図４（Ａ）に示される如く、部品保持ブラケット３８に固着されたウェルドナット４２に螺合した保持力調整ボルト４４と、保持力調整ボルト４４の先端と低温側熱交換器１４との間に圧縮状態で配設された皿ばね４６とを主要構成要素として構成されている。保持力付与機構４０は、各皿ばね４６の復元力に基づく保持荷重によって上下の低温側熱交換器１４、熱発電モジュール１６を高温側熱交換器１２側に押し付け、高温側熱交換器１２に対し低温側熱交換器１４、熱発電モジュール１６を保持するようになっている。また、保持力付与機構４０は、ウェルドナット４２に対する保持力調整ボルト４４の螺合位置すなわち皿ばね４６の圧縮量を変化することで、上記した保持荷重を調整可能とされている。
【００３１】
図２に示される如く、部品保持ブラケット３８は、前後方向に沿って配設された熱発電モジュール１６の列毎に計２つ設けられており、保持力付与機構４０は、熱発電モジュール１６毎に計８つ設けられている。したがって、この実施形態では、各熱発電モジュール１６を個別に独立して保持荷重の調整可能とされている。また、この実施形態では、各半体３８Ａ、３８Ｂにおける部品保持ブラケット３８の角隅部を構成する部分が内側に折り曲げられており、締結手段３８Ｄによる締結前（保持力付与機構４０による保持力付与前）に、高温側熱交換器１２、熱発電モジュール１６、低温側熱交換器１４を積層した状態で仮保持するための仮保持部３８Ｅを構成している。
【００３２】
また、排気熱発電装置１０では、高温側熱交換器１２と上下の低温側熱交換器１４との間に、それぞれシール手段としての防水フレーム５０が配設されている。図１に示される如く、防水フレーム５０は、矩形枠状に形成されており、その内側に４つの熱発電モジュール１６を位置させるようになっている。すなわち、高温側熱交換器１２の上側又は下側の各４つの熱発電モジュール１６は、防水フレーム５０で周囲を囲まれると共に高温側熱交換器１２及び低温側熱交換器１４によって閉止された閉空間Ｒ内に上記した圧接状態で配設されている。
【００３３】
より具体的には、図１及び図３に示される如く、高温側熱交換器１２の上面１２Ａ、下面１２Ｂには、それぞれ防水フレーム５０の上下方向の端部が入り込む矩形環状の溝部としてのシール溝５２が形成されている。また、上下の低温側熱交換器１４の伝熱壁２４Ａには、それぞれ防水フレーム５０におけるシール溝５２側とは反対側の上下方向端部が入り込む矩形環状の溝部としてのシール溝５４が形成されている。これにより、各防水フレーム５０は、それぞれ上下方向端部５０Ａをシール溝５２、５４の溝底面５２Ａ、５４Ａに接触させて、上記閉空間Ｒ内への雨水や跳ね水等の水の浸入を防止している。すなわち、排気熱発電装置１０では、熱発電モジュール１６の被水防止構造が採用されている。
【００３４】
以上説明した防水フレーム５０は、ロックウールをフェルト（不織布）状に成形した高密度高性能断熱材にて構成されている。これにより、防水フレーム５０は、防水シール性を有すると共に、断熱性能を有しており、自らを経由した高温側熱交換器１２から低温側熱交換器１４への熱伝達（熱移動）が抑制される構成としている。
【００３５】
また、ロッククール素材は、熱間収縮温度が６５０℃（グラスウールで４００℃）以上である不燃材であり、防火性能が高く高温の排気ガスからの熱を回収する高温側熱交換器１２との接触によって熱劣化することがない防水フレーム50を構成している。さらに、ロッククール素材は吸水性が小さく脱水性が高いため、防水フレーム５０は、内部に含水し（水を抱え込み）難く撥水性が高い構成とされている。このため、閉空間Ｒ内の空間を予め低湿度としたり、閉空間Ｒ内に防湿層（吸湿層）を設けることで、閉空間Ｒ内での結露を防止する構造とすることができる。また、この実施形態の防水フレーム５０は、ロックウールの繊維密度が４０％以上とされており、防音性能が高い構成とされている。
【００３６】
さらに、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示される如く、防水フレーム５０には、各熱発電モジュール１６の端子３６に接続されたリード線４８を閉空間Ｒの外側に導出するための窓部５６が形成されている。リード線４８は、略矩形状の切欠部として形成されており、この切欠縁は低温側熱交換器１４側を向いて開口している。すなわち、高温側電極２８は、防水フレーム５０の上下方向における低温側熱交換器１４側に配置されている。このリード線４８（と溝底面５４Ａの間）には、リード線防水栓（グロメット）５８が装着されている。この実施形態では、リード線防水栓５８は、ゴム製とされている。
【００３７】
リード線防水栓５８にはリード線４８を貫通させる導出孔５８Ａが形成されており、リード線４８はリード線防水栓５８における導出孔５８Ａの縁部との圧接状態で該導出孔５８Ａを貫通（挿通）している。これにより、排気熱発電装置１０では、防水フレーム５０によるシール性すなわち閉空間Ｒに対する防水性を確保しつつ、リード線４８すなわち熱発電モジュール１６が発電した電力を外部に取り出すことができる構成とされている。また、リード線防水栓５８（窓部５６）が低温側である低温側熱交換器１４側に配置されているため、上記の通りゴム製のリード線防水栓５８を用いて窓部５６のシール性が確保されている。
【００３８】
熱源として排気ガスを用いる高温側熱交換器１２を備えた排気熱発電装置１０は、排気系部品として、図示しない排気管、触媒コンバータ、マフラ等と共に車体のフロア下に配置されている。
【００３９】
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
【００４０】
上記構成の排気熱発電装置１０では、自動車の内燃機関エンジンが始動すると、このエンジンの排気ガスがエンジン側の排気管、ダクト部材２２を経由して高温側熱交換器１２（高温側熱交換器ケース１８）に導入される。高温側熱交換器１２では、排気ガスと接触する集熱フィン２０によって該排気ガスの熱が集熱され、高温側熱交換器１２の上面１２Ａ、下面１２Ｂに伝達される。これにより、高温側熱交換器１２の上面１２Ａ、下面１２Ｂに接触している各熱発電モジュール１６の高温側が加熱される。上記熱交換によって冷却されつつ高温側熱交換器１２を通過した排気ガスは、下流側の排気管を通じて大気開放される。
【００４１】
一方、エンジン冷却水は、エンジンの図示しないウォータポンプの作動によって、上下の低温側熱交換器１４の冷却水入口１４Ａから導入される。低温側熱交換器１４では、熱発電モジュール１６の熱が伝熱壁２４Ａ、放熱フィン２６を経由してエンジン冷却水に放熱され、各熱発電モジュール１６の低温側が冷却される。低温側熱交換器１４を通過したエンジン冷却水は、冷却水出口１４Ｂから排出されて所定の循環経路（エンジン、ラジエータ、ヒータコア等）を循環し、再び冷却水入口１４Ａから低温側熱交換器１４に導入される。
【００４２】
以上のように、各熱発電モジュール１６の高温側が排気ガスの熱を有効利用して加熱されると共に、各熱発電モジュール１６の低温側がエンジン冷却水にて冷却されることで、各熱発電モジュール１６の高低温側間の温度差が確保され、各熱発電モジュール１６は、この温度差に基づく起電力を生じる。すなわち、排気熱発電装置１０では、各熱発電モジュール１６が発電を行なう。発電された電力は、例えば自動車に搭載された蓄電池であるバッテリ等に蓄えられる（バッテリを充電する）。
【００４３】
ここで、排気熱発電装置１０では、熱発電モジュール１６の周囲が防水フレーム５０にて囲まれているため、換言すれば、熱発電モジュール１６が閉空間Ｒ内に配設されているため、例えば、車両走行に伴って熱発電モジュール１６が雨水や跳ね水等を被水することが防止される。これにより、高温側電極３２、低温側電極３４がそれぞれ露出しているスケルトンタイプの熱発電モジュール１６を用いた排気熱発電装置１０において、熱発電モジュール１６の水の浸入によるマイグレーション（電気的短絡）やリード線４８や端子３６等の腐食による断線が防止される。
【００４４】
そして、ロックウールから成る防水フレーム５０は、耐熱性を有するため、高温の排気ガスの熱を回収する高温側熱交換器１２との接触によって熱劣化することがない。これにより、高温の排気ガスの熱を利用して熱発電モジュール１６に効率良く起電力を生じさせる排気熱発電装置１０において、所要のシール性を確保することができる。
【００４５】
このように、第１の実施形態に係る排気熱発電装置１０では、熱発電モジュール１６が配設された閉空間Ｒに対する防水性（シール性）を確保することができる。
【００４６】
しかも、防水フレーム５０は断熱性を有するため、高温側熱交換器１２が回収した排気ガスの熱が、熱発電モジュール１６をバイパスして防水フレーム５０から低温側熱交換器１４に伝わる（逃げる）ことが防止される。特に、排気熱発電装置１０では、高温側熱交換器１２に対する上下一方側に位置する４つの熱発電モジュール１６が共通の防水フレーム５０によって囲まれているため、個々の熱発電モジュール１６を独立して防水フレームにて囲む構成と比較して、高温側熱交換器１２から低温側熱交換器１４への防水フレーム５０を経由した熱移動経路が小さくなる。したがって、排気ガスの熱が、熱発電モジュール１６をバイパスして防水フレーム５０から低温側熱交換器１４に伝わることが一層効果的に防止される。これらにより、高温側熱交換器１２で回収した熱を効率的に利用して発電を行なうことができる。
【００４７】
以上により、排気熱発電装置１０を全体として防水カバー（ケース）等で覆う必要がなくなる。このため、排気熱発電装置１０では、防水カバー等で全体を覆う構成と比較して、組み付け作業が容易であり、また質量も軽減することができる。また、上記の如く、複数の熱発電モジュール１６に対し共通の防水フレーム５０を設けたため、複数の熱発電モジュール１６を閉空間Ｒ内で結線してリード線防水栓５８の設置数を最小化することもできる。
【００４８】
またここで、排気熱発電装置１０では、高温側熱交換器１２、低温側熱交換器１４に形成したシール溝５２、シール溝５４に入り込ませた防水フレーム５０の上下方向端部５０Ａをそれぞれ該シール溝５２、シール溝５４の溝底面５２Ａ、溝底面５４Ａ（シール面）に接触させてシールを確保する構造であるため、高温側熱交換器１２、低温側熱交換器１４に対する防水フレーム５０の位置決めが容易で組み付け作業性が向上する。また、水の浸入経路（沿面距離）長くなるため、換言すれば、シール溝５２、５４と防水フレーム５０とで迷路構造を形成するため、シール性すなわち水の侵入防止効果が向上する。しかも、防水フレーム５０の上下方向端部５０Ａが接触する溝底面５２Ａ、５４Ａだけを、平面度の管理を要する管理面（シール面）として、精度管理を容易にすると共に加工時間を短縮することが可能になる。
【００４９】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。なお、上記第１の実施形態又は前での構成と基本的に同一の部品、部分については、第１の実施形態又は前での構成と同一の符号を付して説明を省略し、また図示を省略する場合がある。
【００５０】
（第２の実施形態）
図７（Ａ）には、本発明の第２の実施形態に係る排気熱発電装置６０における防水シール部が断面図にて示されている。この図に示される如く、排気熱発電装置６０は、防水フレーム５０に代えて、上下の端部６２Ａが略半円筒面とされた（断面視円弧状の縁部を有する）防水フレーム６２を備える点で、第１の実施形態に係る排気熱発電装置１０とは異なる。
【００５１】
防水フレーム６２は、上記の通り上下の端部６２Ａがそれぞれ円弧状に丸められているため、図７（Ｂ）や図７（Ｃ）に示される如く寸法変化や姿勢変化を生じても、溝底面５２Ａ、５４Ａとの接触が維持される。このため、防水フレーム６２は、高温側熱交換器１２と低温側熱交換器１４との熱膨張差によって上下の端部６２Ａ（溝底面５２Ａ、５４Ａ）に相対変位が生じたり、また自らが熱膨脹したりした場合でも、高温側熱交換器１２、低温側熱交換器１４との間のシール性を確保することができる。
【００５２】
排気熱発電装置６０の他の構成は、排気熱発電装置１０の対応する構成と同じである。
【００５３】
したがって、第２の実施形態に係る排気熱発電装置６０によっても、第１の実施形態に係る排気熱発電装置１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、排気熱発電装置６０では、防水フレーム６２がシール維持構造である略半円筒面状の上下の端部６２Ａに有する構造であるため、防水フレーム６２が熱膨脹によって上下に伸びた場合に、図７（Ｂ）に示される如く傾斜しても、図７（Ｃ）に示される如く湾曲しても、上下の端部６２Ａと溝底面５２Ａ、５４Ａとの接触状態が確実に維持される。すなわち、排気熱発電装置６０では、防水フレーム６２に熱膨脹が生じても所要のシール性能を確保することができる。
【００５４】
また、同様に、溝底面５２Ａの特定部位と溝底面５４Ａの特定部位との間に、排気熱発電装置６０の長手方向（排気ガス流れ方法）や高温側熱交換器１２と低温側熱交換器１４との接離（上下）方向の相対変位が生じた場合でも、排気熱発電装置６０では、所要のシール性能を確保することができる。
【００５５】
（第３の実施形態）
図８（Ａ）には、本発明の第３の実施形態に係る排気熱発電装置７０における防水シール部が断面図にて示されている。この図に示される如く、排気熱発電装置７０は、防水フレーム６２に代えて、上下の端部がラビリンスシール部７２Ａとされた防水フレーム７２を備える点で、第２の実施形態に係る排気熱発電装置１０とは異なる。
【００５６】
防水フレーム７２は、上下のラビリンスシール部７２Ａと、これらラビリンスシール部７２Ａを連結するシール維持構造としての変形吸収部７２Ｂとを含んで構成されている。具体的には、ラビリンスシール部７２Ａは、基部７４から複数の薄肉リップ部７６が上下方向に沿って立設されており、厚み方向に離間している各薄肉リップ部７６の先端が溝底面５２Ａ、５４Ａに接触するようになっている。また、変形吸収部７２Ｂは、それぞれ基部７４よりも薄肉（細幅）とされると共に各薄肉リップ部７６よりも厚肉とされている。
【００５７】
これにより、防水フレーム７２は、例えば防水フレーム７２の微小な寸法変化や高温側熱交換器１２と低温側熱交換器１４との微小な相対変位は、主に薄肉リップ部７６の変形によって吸収され、例えば比較的大きな防水フレーム７２の寸法（姿勢）変化や高温側熱交換器１２と低温側熱交換器１４との相対変位は、図８（Ｂ）に示される如く変形吸収部７２Ｂの変形によって吸収されるようになっている。
【００５８】
排気熱発電装置７０の他の構成は、排気熱発電装置６０の対応する構成と同じである。
【００５９】
したがって、第３の実施形態に係る排気熱発電装置６０によっても、第２の実施形態に係る排気熱発電装置６０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。防水フレーム７２によるシール性能につい補足すると、排気熱発電装置７０では、防水フレーム７２がラビリンスシール部７２Ａを有するため、高温側熱交換器１２、低温側熱交換器１４との間のシール性が良好である。また、防水フレーム７２が変形吸収部７２Ｂを有するため、防水フレーム７２が熱膨脹によって上下に伸びた場合に、図８（Ｂ）に示される如く変形吸収部７２Ｂを変形させて（撓ませて）熱望長文を吸収させることができ、各薄肉リップ部７６の先端と溝底面５２Ａ、５４Ａとの接触状態が確実に維持される。すなわち、排気熱発電装置７０では、防水フレーム７２の熱膨脹が生じても所要のシール性能を確保することができる。
【００６０】
また、同様に、溝底面５２Ａの特定部位と溝底面５４Ａの特定部位との間に、排気熱発電装置７０の長手方向（排気ガス流れ方法）や高温側熱交換器１２と低温側熱交換器１４との接離方向の相対変位が生じた場合でも、排気熱発電装置７０では、防水フレーム７２の変形吸収部７２Ｂを変形させて所要のシール性能を確保することができる。
【００６１】
なお、上記各実施形態では、高温側熱交換器１２、低温側熱交換器１４がそれぞれシール溝５２、５４を有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、シール溝を高温側熱交換器１２及び低温側熱交換器１４の何れか一方にのみ設けた構成としても良く、シール溝を設けない構成としても良い。
【００６２】
また、上記各実施形態では、防水フレーム５０、６２、７２が複数（４つ）の熱発電モジュール１６に共通のシール手段である例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、各熱発電モジュール１６を個別にシールするシール手段を設けた構成としても良い。
【００６３】
さらに、上記各実施形態では、防水フレーム５０等にリード線４８導出用の窓部５６（リード線防水栓５８）を設けた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、配線等を低温側熱交換器１４や該低温側熱交換器１４と間に介在される絶縁部材に設定した構成として、窓部５６、リード線防水栓５８を有しない構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る排気熱発電装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る排気熱発電装置の斜視図である。
【図３】図２の３−３線に沿った断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係る排気熱発電装置のシール部を拡大して示す断面図、（Ｂ）は該シール部をさらに拡大して示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る排気熱発電装置のリード線導出構造を示す図であって、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は正面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る排気熱発電装置を構成する熱発電モジュールを示す図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は変形例の斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る排気熱発電装置の要部を示す図であって、（Ａ）は防水フレームが熱膨張を生じる前の断面図、（Ｂ）は防水フレームが熱膨脹した場合の一形態例を示す断面図、（Ｃ）は防水フレームが熱膨脹した場合の別例を示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る排気熱発電装置の要部を示す図であって、（Ａ）は防水フレームが熱膨張を生じる前の断面図、（Ｂ）は防水フレームが熱膨脹した場合の一形態例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０    排気熱発電装置（熱発電装置）
１２    高温側熱交換器（加熱部）
１４    低温側熱交換器（冷却部）
１６    熱発電モジュール（熱発電体）
５０    防水フレーム（シール手段）
５２・５４    シール溝（溝部）
６０・７０    排気熱発電装置（熱発電装置）
６２・７２    防水フレーム（シール手段）
６２Ａ  端部（シール維持構造）
７２Ｂ  変形吸収部（シール維持構造）
【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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