熱電變換式發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對收存在密閉容器內(nèi)的熱電變換模塊賦予溫度差而將熱能向電能變換的熱電變換式發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]已知有使用熱電變換元件將熱能向電能變換的發(fā)電技術(shù)。熱電變換元件利用了通過對分離的部位賦予溫度差而使高溫部與低溫部之間產(chǎn)生電位差的塞貝克效應(yīng)，溫度差越大，發(fā)電量也越大。這樣的熱電變換元件以接合了多個的熱電變換元件模塊的形態(tài)使用。并且，將熱電變換模塊夾入到加熱側(cè)的板部件與冷卻側(cè)的板部件之間，構(gòu)成通過將加熱側(cè)的板部件加熱并將冷卻側(cè)的板部件冷卻而對熱電變換模塊賦予溫度差、從熱電變換模塊得到電的熱電變換式發(fā)電裝置(參照專利文獻I等)。
[0003]專利文獻1:日本國特開2009 - 088408號公報。
[0004]在這種發(fā)電裝置中，如上述那樣，已知對熱電變換模塊賦予的溫度差越大則發(fā)電量越大，發(fā)電性能提高。作為將熱電變換模塊的溫度差取得較大的對策之一，使夾著熱電變換模塊配設(shè)的加熱側(cè)及冷卻側(cè)的板部件相對于熱電變換模塊以均勻的狀態(tài)密接，提高經(jīng)由這些板部件的導(dǎo)熱性是有效的。
[0005]例如可以如上述專利文獻I那樣，使用拉桿及螺母的緊固用的部件使各板部件以加壓狀態(tài)密接在熱電變換模塊上。但是，如果使用這樣的部件，則難以用均勻的壓力將板部件向熱電變換模塊加壓，此外，裝置的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜或成本上升。此外，有在設(shè)計或方案的自由度上發(fā)生限制的情況，進而，還有在要裝備在想盡可能謀求輕量化的裝置上的情況下變得不利的冋題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其主要的課題是提供一種熱電變換式發(fā)電裝置，裝置不會變復(fù)雜且高成本即能夠使為了對熱電變換模塊賦予溫度差而夾著熱電變換模塊配設(shè)的密閉容器的加熱側(cè)及冷卻側(cè)的各板部件相對于熱電變換模塊以均勻的加壓狀態(tài)密接，并且有利于設(shè)計或方案的自由度的提高及輕量化。
[0007]本發(fā)明的熱電變換式發(fā)電裝置具備:密閉容器，具備加熱側(cè)的板部件和冷卻側(cè)的板部件；和熱電變換模塊，以配設(shè)在上述加熱側(cè)的板部件與上述冷卻側(cè)的板部件之間的狀態(tài)配設(shè)在上述密閉容器內(nèi)；通過上述加熱側(cè)的板部件被加熱并且上述冷卻側(cè)的板部件被冷卻，對上述熱電變換模塊賦予溫度差，該熱電變換模塊發(fā)電；其特征在于，上述加熱側(cè)的板部件及上述冷卻側(cè)的板部件中的至少一方的板部件為可動側(cè)的板部件，通過使上述密閉容器內(nèi)成為減壓狀態(tài)而發(fā)生的該密閉容器的內(nèi)外的壓力差，以加壓狀態(tài)對上述熱電變換模塊抵接；該可動側(cè)的板部件具有剛性部和變形部，所述剛性部具有剛性，對上述熱電變換模塊抵接，所述變形部與該剛性部相連地形成，通過上述壓力差而變形，通過該變形使上述剛性部對上述熱電變換模塊抵接。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，將密閉容器內(nèi)減壓為規(guī)定的壓力而完成組裝狀態(tài)。通過內(nèi)部的減壓，在密閉容器的內(nèi)外產(chǎn)生壓力差，在具有剛性部和變形部的可動側(cè)的板部件中，變形部因減壓作用而變形，剛性部被外壓向熱電變換模塊加壓而抵接、密接。由于不使用拉桿及螺母的緊固用的部件，通過將密閉容器內(nèi)減壓使可動側(cè)的板部件相對于熱電變換模塊密接，所以裝置不會變得復(fù)雜且高成本即能夠使可動側(cè)的板部件以均勻的加壓狀態(tài)相對于熱電變換模塊密接。并且，由于不使用螺栓、螺母的緊固用的部件，所以能夠有利于設(shè)計或方案的自由度的提高及輕量化。
[0009]此外，根據(jù)本發(fā)明的可動側(cè)的板部件，通過將對熱電變換模塊密接的部分做成剛性部，不發(fā)生變形，并且可靠地以面對熱電變換模塊抵接，容易得到相對于熱電變換模塊的均勻的加壓狀態(tài)。此外，由于密閉容器內(nèi)被減壓，所以與在內(nèi)部以常壓存在空氣等的氣體的情況相比，密閉容器內(nèi)不易被加熱，能夠抑制內(nèi)部氣體膨脹而給密閉容器帶來影響、或熱電變換模塊被加熱而劣化的不良狀況的發(fā)生。
[0010]本發(fā)明包括以下形態(tài):上述變形部由于板厚比上述剛性部小而能夠因上述壓力差而變形。根據(jù)該形態(tài)，能夠容易地構(gòu)成變形部。
[0011]此外，本發(fā)明包括以下形態(tài):上述冷卻側(cè)的板部件為上述可動側(cè)的板部件，在上述剛性部上設(shè)有冷卻促進用的翅片。根據(jù)該形態(tài)，冷卻側(cè)的板部件的冷卻效果提高，在熱電變換模塊中產(chǎn)生的溫度差進一步增大，能夠謀求發(fā)電性能的進一步的提高。此外，剛性部的剛性因翅片而提高，能夠進一步提高剛性部的變形防止的作用。進而，由于是剛性部，所以容易將翅片固定。
[0012]本發(fā)明包括以下形態(tài):上述變形部以從上述剛性部的周緣面上的與上述熱電變換模塊側(cè)相反側(cè)的外側(cè)向側(cè)方延伸的狀態(tài)設(shè)置，該剛性部的周緣面形成為隨著從上述外側(cè)朝向作為上述熱電變換模塊側(cè)的內(nèi)側(cè)而向側(cè)方突出的大致錐狀。根據(jù)該形態(tài)，通過減壓作用變形的變形部不易與剛性部的周緣面干涉，不易在變形部中發(fā)生折斷或龜裂的損傷。
[0013]本發(fā)明包括以下形態(tài):上述密閉容器具有由上述加熱側(cè)的板部件圍繞的中空部，上述熱電變換模塊配設(shè)在該中空部的周圍，上述冷卻側(cè)的板部件配設(shè)在該熱電變換模塊的外側(cè)；加熱流體流通到上述中空部中，上述加熱側(cè)的板部件被加熱。在該形態(tài)中，通過使加熱流體流動到中空部中，不會使加熱流體擴散即能夠高效率地將加熱側(cè)的板部件加熱。
[0014]本發(fā)明包括以下形態(tài):上述熱電變換模塊與上述剛性部是非接合狀態(tài)。根據(jù)該形態(tài)，在通過加熱、冷卻而熱電變換模塊或剛性部膨脹、收縮的情況下，由于剛性部與熱電變換模塊之間是非接合狀態(tài)，所以兩者能夠以抵接的狀態(tài)相對移動，因此，不發(fā)生產(chǎn)生因熱影響帶來的應(yīng)力而變形的不良狀況。
[0015]本發(fā)明包括以下形態(tài):上述變形部是彈性變形而將上述剛性部彈性地向上述熱電變換模塊側(cè)加壓而使其抵接的彈性部。根據(jù)該形態(tài)，由于剛性部在彈性部的作用也相對于熱電變換模塊加壓而抵接、密接，所以也能夠進一步提高剛性部相對于熱電變換模塊的密接性。
[0016]本發(fā)明包括以下形態(tài):具有彈性部件，將上述加熱側(cè)的板部件及上述冷卻側(cè)的板部件中的至少一方的板部件向上述熱電變換模塊加壓而使其抵接。根據(jù)該形態(tài)，由于剛性部也被彈性部件相對于熱電變換模塊加壓而抵接、密接，所以能夠使剛性部相對于熱電變換模塊的密接性進一步提高。
[0017]本發(fā)明包括以下形態(tài):在被上述彈性部件向上述熱電變換模塊加壓而抵接的上述板部件的外表面?zhèn)扰湓O(shè)有推壓板，該彈性部件夾持在該推壓板與該板部件之間。在該形態(tài)中，通過克服彈性部件的彈性力而將推壓板向板部件側(cè)推壓并固定，能夠使彈性部件產(chǎn)生且保持彈性力，能夠得到可靠地將彈性部件的彈性力對熱電變換模塊賦予的構(gòu)造。
[0018]本發(fā)明包括以下形態(tài):上述彈性部件接合在上述板部件或上述推壓板的某一方上，在另一方是非接合狀態(tài)。在該形態(tài)中，通過彈性部件接合在板部件或推壓板的某一方上，得到彈性部件的處置容易、并且容易組裝的效果。此外，在通過加熱、冷卻而熱電變換模塊或板部件膨脹、收縮的情況下，彈性部件的非接合側(cè)能夠相對于熱電變換模塊或板部件相對移動，因此不易發(fā)生產(chǎn)生因熱影響帶來的應(yīng)力而變形的不良狀況。
[0019]本發(fā)明包括以下形態(tài):上述板部件是冷卻側(cè)的板部件，在該板部件與上述推壓板之間流過冷卻介質(zhì)，該冷卻介質(zhì)與上述彈性部件接觸。根據(jù)該形態(tài)，由于冷卻側(cè)的板部件的溫度向彈性部件傳遞，彈性部件被冷卻介質(zhì)冷卻，所以冷卻側(cè)的板部件的冷卻效率提高。即，能夠得到由彈性部件帶來的散熱效果。因而，該情況下的彈性部件優(yōu)選的是形成為冷卻促進用的翅片形狀。作為翅片形狀，可以舉出截面為波形、V型、U型、Ω型等。
[0020]本發(fā)明包括以下形態(tài):上述可動側(cè)的板部件為上述冷卻側(cè)的板部件；并且，具備被供給冷卻用流體、使該冷卻用流體與上述冷卻側(cè)的板部件接觸的冷卻室；通過由上述冷卻用流體在上述冷卻室內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)壓，使上述冷卻側(cè)的板部件的上述剛性部以加壓狀態(tài)對上述熱電變換模塊抵接。根據(jù)該形態(tài)，由于在通過供給冷卻用流體而產(chǎn)生的冷卻室的內(nèi)壓下，使冷卻側(cè)的板部件的剛性部以加壓狀態(tài)對熱電變換模塊抵接，所以能夠使剛性部相對于熱電變換模塊的密接性進一步提高。此外，由于能夠使來自冷卻側(cè)的板部件的加壓力經(jīng)由熱電變換模塊向加熱側(cè)的板部件傳遞，所以還能夠使加熱側(cè)的板部件以均勻的加壓狀態(tài)相對于熱電變換模塊密接。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，起到提供如下的熱電變換式發(fā)電裝置的效果，裝置不會變復(fù)雜且高成本即能夠使為了對熱電變換模塊賦予溫度差而夾著熱電變換模塊配設(shè)的密閉容器的加熱側(cè)及冷卻側(cè)的各板部件以均勻的加壓狀態(tài)相對于熱電變換模塊密接，并且有利于設(shè)計或方案的自由度的提高及輕量化。
【附圖說明】
[0022]圖1是有關(guān)本發(fā)明的第I實施方式的熱電變換式發(fā)電裝置的整體立體圖；
圖2是表示在第I實施方式的熱電變換式發(fā)電裝置中將外側(cè)罩及封閉罩拆下的狀態(tài)的立體圖；
圖3是第I實施方式的熱電變換式發(fā)電裝置的側(cè)視圖；
圖4是圖3的IV — IV剖視圖；
圖5是第I實施方式的熱電變換式發(fā)電裝置的主視圖；
圖6是圖5的VI—VI剖視圖；
圖7 (a)是構(gòu)成第I實施方式的熱電變換式發(fā)電裝置的發(fā)電單元的主視圖，圖7 (b)側(cè)視圖；
圖8是示意地表示該發(fā)電單元中的密閉容器的主部構(gòu)造的剖視圖，圖8 Ca)表示將密閉容器內(nèi)減壓之前，圖8 (b)表示將