JPH0740794B2 - 熱発電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、排熱、冷熱等の熱エネルギーを電気エネルギ
ーに変するための熱発電装置に関する。

従来技術とその問題点 温度の異なる２種の流体を使用して、ゼーベツク効果に
より熱エネルギーを電気エネルギーに変換する方法は、
公知である。例えば第２図に模式的に示すように温度
（Ｔ_Ｈ）の温水の流路（１）を設けたアルミニウム製管
（３）と温度（TC）の冷水の流路（５）を設けたアルミ
ニウム製管（７）とを、銅板（９）及び（11）並びに熱
電変換素子（13）を介して対向配置した熱発電装置が提
案されている。この装置においては、管（３）及び
（７）には高い熱伝導性が要求されるが、熱電変換素子
（13）が配置されている面以外の三側面には断熱性が要
求されるので、断熱材層（15）及び（17）が必要とな
り、装置が高価となる。又、第３図に示す温度プロフイ
ルから明らかな如く、熱電変換素子（13）にかかる有効
温度幅（ΔＴ）が小さく、このことは、管（３）と管
（７）間での温度差が有効に電気エネルギーに変換され
ず、エネルギーロスが大きいことを示している。

問題点を解決するための手段 本発明者は、システムコストの低減及び熱電変換効率の
向上を図るべく種々研究を重ねた結果、熱電変換素子自
体により管路を形成し、管壁をへだてて温度の異なる２
種の流体を流動させる場合には、その目的を達し得るこ
とを見出した。即ち、本発明は、Ｐ型素子とｎ型素子に
より構成されるパイプ状の熱電変換素子を備え、該Ｐ型
素子とｎ型素子とが長手方向において絶縁されており、
かつこれ等両素子がパイプ内面の一ケ所において結線さ
れていることを特徴とする熱発電装置に係る。

実施例 以下、図面に示す実施態様を参照しつつ、本発明をより
一層詳細に説明する。

第１図において、パイプ状の熱電変換素子（21）は、Ｐ
型熱電変換素子（23）とｎ型熱電変換素子（25）とによ
り構成されている。素子（23）と（27）とは、絶縁体
（27）及び絶縁体（29）により長さ方向に絶縁されてい
る。パイプ状の熱電変換素子（21）の内部に非導電性の
高温流体を流動させ、その外部で非導電性の低温流体を
流動させる場合には、導電体層（31）及び導電体層（3
3）を素子（21）の内壁及び外壁上に形成させる。これ
らの導電体層は、円周方向のジユール熱損失を抑制す
る。高温流体及び／又は低温流体が導電性である場合に
は、導電体層（31）及び／又は導電体層（33）上に絶縁
体層（図示せず）を形成する。

図示の装置において、熱電変換素子（21）の内部で高温
流体を流動させ、その外部で低温流体を流動させると、
Ｐ型熱電変換素子（23）とｎ型熱電変換素子（25）とが
導電体層（31）により接続されているので、電子がｎ型
熱電変換素子（25）からＰ型熱電変換素子（23）に移動
して、正電極（35）と負電極（７）との間に電位差を生
じ、直流が発生する。

なお、電極の位置は、低温流体側であれば、特に限定さ
れない。

また、熱電変換素子の厚さ（ｄ）と管径（Ｄ）との比、
d/Dが充分大きい場合には、管の内外面上に導電体層を
形成する必要はない。

発明の効果 本発明によれば、熱電変換素子自体により管路を形成し
たので、システムコストが大巾に低減される。又、高温
流体と低温流体間の温度差がそのまま熱電変換素子に付
与されるので、発電効率が著しく高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例態様の概略を示す断面図、
第２図は、従来技術装置を示す断面図、第３図は第２図
装置の温度プロフイルを示す断面図である。 （21）……パイプ状の熱電変換素子 （23）……Ｐ型熱電変換素子 （25）……ｎ型熱電変換素子 （27）、（29）……絶縁体 （31）、（33）……導電体層 （35）……正電極 （37）……負電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｐ型素子とｎ型素子により構成されるパイ
   プ状の熱電変換素子を備え、該Ｐ型素子とｎ型素子とが
   長手方向において絶縁されており、かつこれ等両素子が
   パイプ内面の一ケ所において結線されていることを特徴
   とする熱発電装置。