(57)【要約】【課題】車両に搭載される発熱機器にて発生した熱とこの熱を冷却するための冷却媒体との温度差を高く維持することで効率的に発電し得る発電システムを提供する。【解決手段】車両に搭載される発熱機器にて発生した熱とこの熱を冷却するための冷却媒体の経路を高温側配管、低温側配管に分離し、熱電変換ユニットを通過させることで発電を行い、各配管に備えた蓄熱部を利用し冷却媒体へ熱の授受を行なうことで、冷却媒体との温度差を高く維持し、安定的に発電を行う発電システム。【選択図】図１
2013208002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される発熱機器にて発生した熱が伝熱された高温側冷却媒体が通る高温側配管と、当該高温側冷却媒体を冷却するためこの熱が伝熱された後に放熱器にて放熱された低温側冷却媒体が通る低温側配管とを備え、前記高温側冷却媒体と低温側冷却媒体との熱交換時の温度差を利用した熱電変換手段により発電する発電システムであって、前記高温側配管に発熱機器にて発生した熱により高温になった高温側冷却媒体の熱量を保存するための高温側蓄熱部と、前記低温側配管に放熱器にて放熱された低温側冷却媒体の熱量を保存するための低温側蓄熱部と、を備えることを特徴とする発電システム。
【請求項２】
前記高温側蓄熱部及び低温側蓄熱部が、外部に対して断熱されており、バルブを介して各配管に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の発電システム。
【請求項３】
前記高温側蓄熱部及び低温側蓄熱部が常に冷却媒体で満たされていることを特徴とする請求項1に記載の発電システム。
【請求項４】
前記高温側冷却媒体と前記低温側冷却媒体とが混流することなく前記熱電変換手段を介して熱交換する発電状態と、前記高温側冷却媒体と前記低温側冷却媒体とを前記熱電変換手段を介することなく混流することで前記発電状態よりも前記発熱機器の冷却を高めた高冷却状態とのいずれかの状態に切替可能な切替手段と、前記発熱機器の発熱温度を検出する温度検出手段と、前記蓄熱部の発熱温度を検出する温度検出手段とを備え、前記切替え状態と、前記発熱機器の発熱温度と、前記蓄熱部の発熱温度とに合わせ前記熱交換時の温度差を大きくするように、前記蓄熱部を蓄熱状態から放熱状態に切替えるように制御す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】
本発明は車両に搭載される発熱機器にて発生した熱とこの熱を冷却するための冷却媒体との温度差を利用して発電する発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載される発熱機器等の熱源にて発生した熱とこの熱を冷却するための冷却媒体との温度差を利用して発電する発電システムに関連する技術として、下記特許文献1に開示される水冷式の発電ユニットが知られている。この発電ユニットは、受熱盤の後面側に熱電モジュールが配設され、この熱電モジュールの後面側に冷却ユニットが配設されて構成されている。熱電モジュールは、2種類の異なる金属又は半導体を接合してその両端に温度差を生じさせると起電力が発生するという、いわゆるゼーベック効果を利用したものである。そして、冷却ユニットは良熱伝導性の金属で形成した箱体と、その内側の冷却室に設けた複数の冷却フィンとを有しており、箱体の底部に穿設された注水口から冷却水が注入されると、この冷却水で前壁部や冷却フィンが冷却される。また、受熱盤を加熱する熱源としては、温泉場の地熱や高温の源泉、ゴミ焼却時の排熱等の高温熱源が想定されている。そして、高温熱源からの熱が受熱盤に伝熱され、冷却ユニットが冷却されることで、高温熱源の温度と冷却ユニットの温度との温度差が熱電モジュールに加わり、当該熱電モジュールによる発電がなされる。
【０００３】
【特許文献１】特開2010-57335号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、熱電モジュール等の熱電変換手段は、高温側と低温側との温度差に応じて発電するように構成される。しかしながら、上記特許文献1に開示されるような高温側の構成と低温側の構成とを、発熱機器の発熱と冷却媒体との温度差を利用して発電する発電システムに適用すると以下のような問題が生じる。すなわち、上述のような構成では熱電変換手段に加わる温度差は発熱機器からの熱量や冷却媒体の温度および流量などに依存するため、発熱機器が過剰に冷却される場合等には熱電変換に加わる温度差が小さくなるので、効率的な発電が困難になってしまう。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは発熱機器の熱と冷却媒体との温度差を高く維持することで効率的に発電し得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】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項1の発電システムでは、車両に搭載される発熱機器にて発生した熱が伝熱された高温側冷却媒体が通る高温側配管と、当該高温側冷却媒体を冷却するためこの熱が伝熱された後に放熱器にて放熱された低温側冷却媒体が通る低温側配管とを備え、高温側冷却媒体と低温側冷却媒体との熱交換時の温度差を利用した熱電変換手段により発電する発電システムであって、前記高温側配管に発熱機器にて発生した熱により高温になった高温側冷却媒体が流れ込む高温側蓄熱部と、前記低温側配管に放熱器にて放熱された低温側冷却媒体が流れ込む低温側蓄熱部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項2の発電システムでは、前記蓄熱部が外部に対して断熱されており、バルブを介して各配管に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項3の発電システムでは、前記蓄熱部が常に冷却媒体で満たされていることを特徴とする。
【０００９】
請求項4の発電システムでは、前記高温側冷却媒体と前記低温側冷却媒体とが混流することなく前記熱電変換手段を介して熱交換する発電状態と、前記高温側冷却媒体と前記低温側冷却媒体とを前記熱電変換手段を介することなく混流することで前記発電状態よりも前記発熱機器の冷却を高めた高冷却状態とのいずれかの状態に切替可能な切替手段と、前記発熱機器の発熱温度を検出する温度検出手段と、前記蓄熱部の発熱温度を検出する温度検出手段とを備え、前記切替え状態と、前記発熱機器の発熱温度と、前記蓄熱部の発熱温度と、に合わせ前記熱交換時の温度差を大きくするように、前記蓄熱部を蓄熱状態から放熱状態に切替えるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項1の発明では、車両に搭載される発熱機器にて発生した熱が伝熱された高温側冷却媒体が通る高温側配管と、当該高温側冷却媒体を冷却するためこの熱が伝熱された後に放熱器にて放熱された低温側冷却媒体が通る低温側配管とを備え、高温側冷却媒体と低温側冷却媒体との熱交換時の温度差を利用した熱電変換手段により発電する発電システムであって、前記高温側配管に発熱機器にて発生した熱により高温になった高温側冷却媒体が流れ込む高温側蓄熱部と、前記低温側配管に放熱器にて放熱された低温側冷却媒体が流れ込む低温側蓄熱部と、を備えることを特徴としている。前記蓄熱部を備えたことにより、冷却媒体の熱量の保存が可能となり、条件に応じ各配管と各蓄熱部との間で冷却媒体を用いて熱を授受することで効率的かつ安定的に発電を行うことが可能となる。
【００１１】
請求項2の発明では、前記蓄熱部が外部に対して断熱されており、バルブを介して各配管に接続されていることを特徴としている。そのため、バルブの開閉により蓄熱部と配管との間で冷却媒体の流入を制限することができ、発生機器によって発生した熱の効率的な授受が可能となる。
【００１２】
請求項3の発明では、前記蓄熱部が常に冷却媒体で満たされていることを特徴としている。蓄熱部が常に冷却媒体で満たされているため、蓄熱部の放熱や蓄熱により冷却媒体が移動する際も配管を循環する冷却媒体の総量は影響しない。
【００１３】
請求項4の発明では、前記高温側冷却媒体と前記低温側冷却媒体とが混流することなく前記熱電変換手段を介して熱交換する発電状態と、前記高温側冷却媒体と前記低温側冷却媒体とを前記熱電変換手段を介することなく混流することで前記発電状態よりも前記発熱機器の冷却を高めた高冷却状態とのいずれかの状態に切替可能な切替手段と、前記発熱機器の発熱温度を検出する温度検出手段と、前記蓄熱部の発熱温度を検出する温度検出手段とを備え、前記切替え状態と、前記発熱機器の発熱温度と、前記蓄熱部の発熱温度と、に合わせ前記熱交換時の温度差を大きくするように、前記蓄熱部を蓄熱状態から放熱状態に切替えるように制御することを特徴としている。上記のように、蓄熱部の熱を状況に応じ冷却媒体に授受することで、冷却対象である発熱機器を安全な温度に保ったまま、熱電変換手段を用い効率的な発電を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る発電システムを概念的に示す説明図である
【図２】図1の発電システムの電気的構成を概略的に示すブロック図である
【図３】インバータの熱が放熱される伝熱経路を説明する説明図である
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る発電システムの一実施形態について図を参照して説明する。図1は、本発明の発電システム40の一例を概念的に示す説明図である。図1に示すように本発明に係る発電システム40は、車両に搭載される発熱機器にて発生した熱とこの熱を冷却するための冷却媒体（冷却液）との温度差を利用して発電するシステムである。
【００１６】
まず、発熱機器にて発生した熱を冷却する冷却構成について説明する。本実施形態では、冷却が必要な発熱機器として、例えばインバータ11が採用されており、このインバータ11を冷却するために当該インバータ11の外面に設けられるウォータージャケット12には高温側ウォーターポンプ13により高温側配管14内を循環する高温側冷却媒体として高温側冷却液W1が流入するように構成されている。また、高温側配管14には発熱機器にて発生した熱により高温になった高温側冷却液W1が流れ込む高温側蓄熱部70が設けられている。
【００１７】
高温側蓄熱部70は、バルブ70a、70bを介して高温側配管14に接続されている。また、高温側配管14には、バルブ70a、70bを連結するバルブ14cが設けられている。バルブ14c、70a、70bの開閉により高温側蓄熱部70と高温側配管14との間での高温側冷却水W1の流入量を調整し、発熱機器によって発生した熱の授受が可能となる。ただし、高温側蓄熱部70内は常に高温側冷却水W1で充填されており高温側配管14を循環する高温側冷却水W1の総量には影響しないものとする。また、高温側蓄熱部70は熱容量の大きな蓄熱体で構成されており、外部に対して断熱されている。
【００１８】
また、本実施形態では発熱機器を冷却する放熱器としてラジエータ21とファン22とが採用されており、ラジエータ21には低温側ウォーターポンプ23により低温側配管24内を循環する低温側冷却媒体として低温側冷却液W2が流入するように構成されている。また、低温側配管24には、ラジエータ21によって放熱された低温側冷却液W2が流れ込む低温側蓄熱部80が設けられている。
【００１９】
低温側蓄熱部80は、バルブ80a、80bを介して低温側配管24に接続されている。また、低温側配管24には、バルブ80a、80bを連結するバルブ24cが設けられている。バルブ24c、80a、80bの開閉によりラジエータ21によって放熱された低温側冷却水W2の低温側蓄熱部80への流入量を調整する。ただし、低温側蓄熱部80内は常に低温側冷却水W2で充填されており低温側配管24を循環する低温側冷却水W2の総量には影響しないものとする。また、低温側蓄熱部80は熱容量の大きな蓄熱体で構成されており、外部に対して断熱されている。
【００２０】
高温側配管14および低温側配管24には、両配管を連結可能な高温側バイパス31と低温側バイパス32とが設けられている。高温側バイパス31は、バルブ31aを介して高温側ウォーターポンプ13から流出する高温側冷却液W1を引込み可能に高温側配管14に連結されるとともにバルブ31bを介して高温側配管14からの高温側冷却液W1をラジエータ21に流入可能に低温側配管24に連結されている。
【００２１】
また、高温側配管14には、高温側バイパス31が連結する部位から下流側にバルブ14aが設けられるとともに、低温側バイパス32が連結する部位から上流側にバルブ14bが設けられている。また、低温側配管24には、高温側バイパス31が連結する部位から上流側にバルブ24aが設けられるとともに、低温側バイパス32が連結する部位から下流側にバルブ24bが設けられている。
【００２２】
これにより、高温側配管14のバルブ14a、14b、14cと、低温側配管24のバルブ24a、24b24cとが開弁状態となり、高温側バイパス31のバルブ31a、31bと、低温側バイパス32のバルブ32a、32bとが閉弁状態となるように切替えられることで、高温側配管14内の高温側冷却液W1と低温側配管24内の低温側冷却液W2とがそれぞれ混流することなく独立して環流する独立環流状態となる。この独立環流状態において、後述する熱電変換ユニットを介して高温側冷却液W1と低温側冷却液W2との間で熱交換がなされることで、高温側冷却液W1が冷却され、この冷却された高温側冷却液W1が流れるウォータジャケット12によりインバータ11が冷却されることとなる。
【００２３】
上記独立環流状態から一定時間後、高温冷却液W1の温度が充分に上昇したことを確認すると高温側蓄熱部70のバルブ70a、70bが開弁状態となり、高温側配管14のバルブ14cが閉弁状態となるように切替えられることで、高温側蓄熱部70へ高温側冷却液W1が流入し、蓄熱が開始される。
【００２４】
インバータ11の発熱があらかじめ設定されている上限温度T1より高くなると、高温側配管14のバルブ14a、14bと、低温側配管24のバルブ24a、24bとが閉弁状態となり、高温側配管14のバルブ14cと、低温側配管24のバルブ24cと、高温側バイパス31のバルブ31a、31bと、低温側バイパス32のバルブ32a、32bとが開弁状態となるように切替えられることで、高温側配管14内の高温側冷却液W1と低温側配管24内の低温側冷却液W2とが混流可能な状態となる。この混流状態では、高温側冷却液W1と低温側冷却液W2とが混流し、この混流した冷却液がラジエータ21にて放熱された後にウォータジャケット12に流れることでインバータ11が冷却される。特に、高温側冷却液W1と低温側冷却液W2とが混流する状態では熱電変換ユニットを介した熱交換がなくなりより低い温度の冷却液がウォータジャケット12に流れるので、熱電変換ユニットを介して熱交換する独立環流状態と比較してインバータ11の冷却性能を向上させることができる。この混流状態は、独立環流状態よりも冷却性能が向上する状態であることから高冷却状態ともいう。
【００２５】
上記高冷却状態では、高温側蓄熱部70のバルブ70a、70bと、低温側蓄熱部80のバルブ80a、80bとが閉弁状態となり、蓄熱部は各配管から遮断される。
【００２６】
上記高冷却状態から一定時間後、インバータ11が冷却されたことを確認すると、高温側配管14のバルブ14a、14b、14cと、低温側配管24のバルブ24a、24b、24cとが開弁状態となり、高温側バイパス31のバルブ31a、31bと、低温側バイパス32のバルブ32a、32bとが閉弁状態となるように切替えられ、本発明の発電システムは高冷却状態から独立環流状態へと復帰する。この際、低温側冷却液W2は高温側冷却液W1との混流により温度が上昇しており、熱電変換ユニットでは低温側冷却液W2と高温側冷却液W1との間の温度差を得ることができず発電量が小さくなる。
【００２７】
ここで、低温側蓄熱部80のバルブ80a、80bを開弁状態とし、低温側蓄熱部80内の冷却液を放出する。低温側蓄熱部80内の冷却液は、高温側冷却液W1と低温側冷却液W2との混流が行なわれていないので低温に保たれたままである。この低温側蓄熱部80内の冷却液の放出により低温側冷却液W2の温度が下がることで充分な発電量を得ることが可能となる。
【００２８】
インバータ11が駆動を停止すると、高温側蓄熱部70と低温側蓄熱部80は各配管から遮断され、各蓄熱部の熱量が保存されることとなる。そのため、再びインバータ11が駆動を開始した際には、高温側蓄熱部70のバルブ70a、70bを開弁状態とし高温側蓄熱部70内の冷却液を放出する。高温側蓄熱部70内の冷却液は高温のまま保たれているため高温側冷却液W1の温度を上昇させ、速やかに発電を行うことが可能となる。
【００２９】
次に発電システム40の構成について図1を用いて説明する。図1に示すように発電システム40は高温側配管14内を流れる高温側冷却液W1と低温側配管24内を流れる低温側冷却液W2との温度差を利用して発電するシステムであり、高温側冷却液W1を流入可能に構成される4つの高温側ヒートシンク41〜44と、低温側冷却液W2を流入可能に構成される3つの低温側ヒートシンク45〜47とを備えている。
【００３０】
高温側ヒートシンク41は、入口側のバルブ41aおよび出口側のバルブ41bを介して高温側配管14に接続され、両バルブ41a、41bが開弁状態となることで高温側配管14内を流れる高温側冷却液W1が流入可能な状態となる。また、高温側ヒートシンク42は入口側のバルブ42aおよび出口側のバルブ42bを介して高温側配管14に接続され、両バルブ42a、42bが開弁状態となることで、高温側配管14内を流れる高温側冷却液W1が流入可能な状態となる。また、高温側ヒートシンク43は入口側のバルブ43aおよび出口側のバルブ43bを介して高温側配管14に接続され、両バルブ43a、43bが開弁状態となることで、高温側配管14内を流れる高温側冷却液W1が流入可能な状態となる。また、高温側ヒートシンク44は入口側のバルブ44aおよび出口側のバルブ44bを介して高温側配管14に接続され、両バルブ44a、44bが開弁状態となることで、高温側配管14内を流れる高温側冷却液W1が流入可能な状態となる。
【００３１】
低温側ヒートシンク45は、入口側のバルブ45aおよび出口側のバルブ45bを介して低温側配管14に接続され、両バルブ45a、45bが開弁状態となることで低温側配管24内を流れる低温側冷却液W2が流入可能な状態となる。また、低温側ヒートシンク46は入口側のバルブ46aおよび出口側のバルブ46bを介して低温側配管14に接続され、両バルブ46a、46bが開弁状態となることで低温側配管24内を流れる低温側冷却液W2が流入可能な状態となる。また、低温側ヒートシンク47は入口側のバルブ47aおよび出口側のバルブ47bを介して低温側配管14に接続され、両バルブ47a、47bが開弁状態となることで低温側配管24内を流れる低温側冷却液W2が流入可能な状態となる。
【００３２】
また、発電システム40は加えられる温度差に応じて発電する熱電変換素子が複数配置されて熱電変換手段として構成される熱電変換ユニット51〜56を6つ備えており、これら各熱電変換ユニット51〜56にて発電した電力はバッテリBにて蓄電されるように構成されている。
【００３３】
特に熱電変換ユニット51は、高温側ヒートシンク41と低温側ヒートシンク45との双方に熱交換可能に面接触するように配置されている。また、熱電変換ユニット52は高温側ヒートシンク42と低温側ヒートシンク45との双方に熱交換可能に面接触するように配置されている。また、熱電変換ユニット53は高温側ヒートシンク42と低温側ヒートシンク46との双方に熱交換可能に面接触するように配置されている。また、熱電変換ユニット54は、高温側ヒートシンク43と低温側ヒートシンク46との双方に熱交換可能に面接触するように配置されている。また、熱電変換ユニット55は、高温側ヒートシンク43と低温側ヒートシンク47との双方に熱交換可能に面接触するように配置されている。また、熱電変換ユニット56は、高温側ヒートシンク44と低温側ヒートシンク47との双方に熱交換可能に面接触するように配置されている。
【００３４】
次に発電システム40の電気的構成について図2を用いて説明する。図2は図1の発電システム40の電気的構成を概略的に示すブロック図である。図2に示すように発電システム40は全体的制御を司る制御ユニット61と、ウォータジャケット12から流出する冷却液の温度（以下、冷却液温度Tという）をインバータ11の発熱温度に相当する温度として測定する温度センサ62と、ラジエータ21から流出する冷却液の温度を測定する温度センサ63と、高温側配管14内を流れる冷却液の流量を測定する流量センサ64と、低温側配管24内を流れる冷却液の流量を測定する流量センサ65と、高温側蓄熱部70内の冷却液の温度を測定する温度センサ66と、低温側蓄熱部80内の冷却液の温度を測定する温度センサ67と、を備えている。制御ユニット61は、各センサ62〜67と電気的に接続され、これら各センサ62〜67からの測定信号が入力されるように構成されている。
【００３５】
また、制御ユニット61は、高温側ウォーターポンプ13を駆動するモータ13aと、低温側ウォーターポンプ23を駆動するモータ23aと、クーリングファン22を駆動するモータ22aと、各バルブとを駆動制御可能に構成されている。
【００３６】
ここで、本発明に係る発電システムの制御内容について説明する。まず、インバータ11が駆動を開始した直後ではインバータ11からの発生熱量も低く、温度センサ62にて測定される冷却液温度Tも低いため、熱電変換ユニットを介した熱交換状態は、バルブ41a、41b、45a、45bが開弁状態に、高温側配管14のバルブ14a、14b、14cと低温側配管24のバルブ24a、24b、24cとが開弁状態に制御されることでそれぞれ独立して環流する独立環流状態となっている。また、高温側蓄熱部70のバルブ70a、70bと低温側蓄熱部80のバルブ80a、80bは閉弁状態に制御されている。
【００３７】
インバータ11の駆動時間が長くなるにつれインバータ11からの発生熱量は増加し、温度センサ62にて測定される冷却液温度Tも上昇していく。冷却液温度Tの上昇に伴い高温側冷却液W1をより冷却するために、熱電変換ユニットを介した熱交換状態は、バルブ42a、42b、46a、46bを、バルブ43a、43b、47a、47bを開弁状態へと制御されることになる。また、冷却液温度Tが充分な温度に上昇したことを確認し、バルブ70a、70b、80a、80bが開弁状態に制御される。このとき高温側蓄熱部70に出入りする冷却水の量を制御することで高温側冷却水W1の温度が急激に下がることを防止し、以後、冷却液温度Tと温度センサ67にて測定される高温側蓄熱部70内の冷却液温度を比較し、高温側蓄熱部70内の冷却液温度が冷却液温度Tより低温だった場合のみ、バルブ70a、70bを開弁状態とし、高温側蓄熱部70内の冷却水を常に高温に保つようにする。低温側蓄熱部80も同様に、冷却液温度Tと温度センサ68にて測定される低温側蓄熱部80内の冷却液温度を比較し、低温側蓄熱部80内の冷却液温度が冷却液温度Tより高温だった場合のみ、バルブ80a、80bを開弁状態とし、低温側蓄熱部80内の冷却水を常に低温に保つようにする。
【００３８】
インバータ11の駆動時間が長くなるにつれ、インバータ11からの発生熱量は増加し、高い状態で 維持されることになる。このとき温度センサ62で測定される冷却液温度Tがあらかじめ設定されている温度より高くなると、発電変換ユニットでの発電よりもインバータ11の冷却を優先するために混流処理がなされる。この処理では、高温側配管14のバルブ14a、14bと、低温側配管24のバルブ24a、24bと、高温側蓄熱部70のバルブ70a、70bと、低温側蓄熱部80のバルブ80a、80bとが閉弁状態となり、高温側バイパス31のバルブ31a、31bと、低温側バイパス32のバルブ32a、32bとが開弁状態となる。
【００３９】
これにより、両バイパス31、32を介して高温側冷却液W1と低温側冷却液W2とが混流し、この混流した冷却液がラジエータ21にて放熱された後に熱電変換ユニットを介して熱交換されることなくウォータジャケット12に流れることとなる。その結果、より低い温度の冷却液がウォータジャケット12に流れる高冷却状態となるので熱電変換ユニットを介して熱交換する場合と比較してインバータ11を効果的に冷却することができる。
【００４０】
上述のように混流した冷却液によりインバータ11を冷却することで温度センサ62にて測定される冷却液温度Tがあらかじめ設定されている温度以下になると、高温側配管14のバルブ14a、14bと、低温側配管24のバルブ24a、24bとが開弁状態となり、高温側バイパス31のバルブ31a、31bと、低温側バイパス32のバルブ32a、32bとが閉弁状態となる。
【００４１】
これにより、高温側配管14内の高温側冷却液W1と低温側配管24内の低温側冷却液W2とがそれぞれ混流することなく独立して環流する独立環流状態となり、冷却液温度Tの温度に合わせ、各ヒートシンクに連結するバルブが開弁状態となり、熱電変換ユニット51〜56を介して高温側冷却液W1と低温側冷却液W2との間で熱交換がなされることで発電が再開されることとなる。
【００４２】
この際、低温側冷却液W2は高温側冷却液W1との混流により温度が上昇しており、熱電変換ユニットでは低温側冷却液W2と高温側冷却液W1との間の温度差を得ることができず発電量が小さくなる。そこで、低温側蓄熱部80のバルブ80a、80bを開弁状態とすることで低温側蓄熱部80内の冷却液を放出する。低温側蓄熱部80内の冷却液は、高温側冷却液W1との混流が行なわれていないので低温に保たれたままである。この低温側蓄熱部80内の冷却液の放出により低温側冷却液W2の温度が下がることで充分な温度差が生じ、発電量を大きくすることが可能となる。
【００４３】
さらに、インバータ11の駆動停止後、高温側蓄熱部70のバルブ70a、70bと低温側蓄熱部80のバルブ80a、80bとを閉弁状態とすることで高温側蓄熱部70と低温側蓄熱部80内の冷却液内の熱量を保存することが可能となる。再び、インバータ11が駆動を開始した際には、冷却液温度Tが上昇し、熱電変換ユニットにて熱交換状態となるためには時間が掛かることになる。ここで、高温側蓄熱部70のバルブ70a、70bを開弁状態とすることで、速やかに高温側冷却水W1の温度を上昇させ低温側冷却水W2との間の温度差を得ることができ、充分な発電量を得ることが可能となる。
【００４４】
なお、本発明形態は上記実施形態に限定されるものではなく以下のように具体化してもよい。
【００４５】
本発明に係る発電システム40は、インバータ11にて発生した熱とこの熱を冷却するための冷却媒体(冷却液)との温度差を利用して発電することに限らず、エンジンなどの車両に搭載される発熱機器にて発生した熱とこの熱を冷却するための冷却媒体(冷却液)との温度差を利用して発電するように構成されてもよい。また、車両に搭載されない発熱機器であってもラジエータ21のような放熱器を用いた冷却がなされる発熱機器であれば、本発明に係る発電システム40を採用してもよい。
【００４６】
熱電変換ユニットは、6つ用意されるとは限らず2〜5つ用意されてもよいし、7つ以上用意されてもよい。この場合、各熱電変換ユニットは、冷却液の流入が制御可能な高温側ヒートシンクと低温側ヒートシンクとの間に介在するように配置することができる。
【００４７】
温度センサ62は、ウォータジャケット12から流出する冷却液の温度を冷却液温度Tとして測定することに限らず、インバータ11の発熱温度を直接測定するように構成されてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
11 インバータ(発熱機器)
14 高温側配管
14a,14b,14c バルブ(切替手段)
21 ラジエータ(放熱器)
24 低温側配管
24a,24b,24c バルブ(切替手段)
31 高温側バイパス(切替手段)
32 低温側バイパス(切替手段)
31a,31b,32a,32b バルブ(切替手段)
40 発電システム
41〜44 高温側ヒートシンク(変更手段)
41a,41b,42a,42b,43a,43b,44a,44b バルブ(変更手段)
45〜47 低温側ヒートシンク(変更手段)
45a,45b,46a,46b,47a,47b バルブ(変更手段)
51〜56 熱電変換ユニット(熱電変換手段)
61 制御ユニット(制御手段)
62,63,66,67 温度センサ(温度検出手段)
70a,70b,80a,80b バルブ
【図１】
2013208002.tif 000003
【図２】
2013208002.tif 000004
【図３】
2013208002.tif 000005