JP4715173B2 - Thermoelectric generator - Google Patents
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Description
本発明は、熱電変換モジュールを利用して発電する熱発電部を備えた熱発電装置に関する。 The present invention relates to a thermoelectric generator including a thermoelectric generator that generates electricity using a thermoelectric conversion module.
従来から、ペルチェ効果、ゼーベック効果を利用して熱電気変換を行う熱電変換モジュールが加熱・冷却装置および発電装置等に用いられている。この熱電変換モジュールは、一対の絶縁基板における相対向する内側の面の所定箇所に複数の電極を形成し、この相対向する電極にそれぞれ熱電素子の上下の端面をハンダ付けすることにより、一対の絶縁基板間に複数の熱電素子を固定して構成されている。 Conventionally, thermoelectric conversion modules that perform thermoelectric conversion using the Peltier effect and Seebeck effect have been used in heating / cooling devices, power generation devices, and the like. In this thermoelectric conversion module, a plurality of electrodes are formed at predetermined locations on opposite inner surfaces of a pair of insulating substrates, and the upper and lower end surfaces of the thermoelectric elements are soldered to the opposite electrodes, respectively. A plurality of thermoelectric elements are fixed between the insulating substrates.
このような熱電変換モジュールを用いた装置として、例えば、小型携帯用発電機がある（特許文献１参照）。この小型携帯用発電機は、２枚の熱電変換素子板間に、それぞれ通気性を有する直径の大きな筒体と、その筒体の内部側に設けられた直径の小さな筒体とを設け、２枚の熱電変換素子板と両筒体との間に形成される空間に燃焼触媒を充填するとともに、一方の熱電変換素子板に直径の小さな筒体内に燃焼ガスを送るための燃焼ガス入口孔を設けて構成されている。そして、燃焼ガスを燃焼ガス入口孔から直径の小さな筒体内に入れ、さらに両筒体間に浸入させることにより燃焼触媒を加熱して発熱させる。これによって、熱電変換素子板には、燃焼触媒に接触して加熱される高温側の面と、低温に維持される外面との間に温度差が生じ、この温度差に応じて、小型携帯用発電機は発電する。 As an apparatus using such a thermoelectric conversion module, for example, there is a small portable generator (see Patent Document 1). This small portable generator is provided with a large-diameter cylinder having air permeability between two thermoelectric conversion element plates and a small-diameter cylinder provided on the inner side of the cylinder. Combustion catalyst is filled in the space formed between the two thermoelectric conversion element plates and the two cylinders, and a combustion gas inlet hole is formed in one thermoelectric conversion element plate for sending the combustion gas into the small diameter cylinder. It is provided and configured. The combustion gas is then introduced into the cylinder having a small diameter from the combustion gas inlet hole, and is further infiltrated between both cylinders to heat the combustion catalyst and generate heat. As a result, the thermoelectric conversion element plate has a temperature difference between the surface on the high temperature side that is heated in contact with the combustion catalyst and the outer surface that is maintained at a low temperature. The generator generates electricity.
また、熱電変換モジュールを用いた装置として、太陽光による熱を利用する発電装置もある（例えば、特許文献２参照）。この発電装置は、熱電素子（熱電変換モジュール）の上面と下面とにそれぞれ熱伝導板を設け、下面の熱伝導板に浮輪を取り付けるとともに、浮輪の上部に筒状の支持部材を介して水レンズを取り付けて構成されている。この水レンズは、熱電素子の上方に位置するように配置されている。そして、熱電素子にＤＣ／ＤＣコンバータを接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータに出力コネクタを連結している。 In addition, as a device using a thermoelectric conversion module, there is also a power generation device that uses heat from sunlight (for example, see Patent Document 2). This power generator is provided with a heat conduction plate on each of an upper surface and a lower surface of a thermoelectric element (thermoelectric conversion module), a float is attached to the heat conduction plate on the lower surface, and a water lens is attached to the upper portion of the float via a cylindrical support member. It is configured with an attached. The water lens is disposed so as to be located above the thermoelectric element. A DC / DC converter is connected to the thermoelectric element, and an output connector is connected to the DC / DC converter.
また、浮輪には、発電装置が流されることを防止するための固定紐の一端が固定されている。この発電装置は水面に配置され、水レンズで太陽光を集光することによって熱電素子の上面の熱伝導板を加熱して、上面の熱伝導板と下面の熱伝導板との間に所定の温度差を生じさせることによって、熱電素子に発電させる。このため、出力コネクタに外部装置を接続することにより、外部装置に送電することができる。
しかしながら、前述した従来の小型携帯用発電機は、燃料ガスが必要であるため、ガスの供給経路が必要になり、小型化が難しい上に、携帯の際には安全面でも問題がある。また、前述した太陽光を利用する発電装置は、夜間の使用ができず使用時間に制限がある上に、曇りの日に使用したり、日陰で使用したりすると発電の効率が低下するという問題がある。 However, since the conventional small portable generator described above requires fuel gas, a gas supply path is required, and it is difficult to reduce the size, and there is also a problem in terms of safety when carrying. In addition, the above-mentioned power generation device that uses sunlight has a problem that the use efficiency is reduced when it is used on a cloudy day or in the shade, as it cannot be used at night and has a limited use time. There is.
本発明は、前述した問題に対処するためになされたもので、その目的は、携帯性に優れ、使用時間等に制限なく効率のよい発電を行える熱発電装置を提供することである。 The present invention has been made to address the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a thermoelectric generator that is excellent in portability and that can efficiently generate power without limitation in use time or the like.
前述した目的を達成するため、本発明に係る熱発電装置の構成上の特徴は、対向させて配置した一対の絶縁基板における対向する内側の面の所定箇所に電極を形成し、対向する電極にそれぞれ熱電素子の端面を接合して構成した熱電変換モジュールの一方の絶縁基板を加熱し、熱電素子における一方の絶縁基板側の端部と他方の絶縁基板側の端部との間に生じる温度差に応じて熱電変換モジュールに電力を発生させる熱発電部を備えた熱発電装置であって、一方の絶縁基板の加熱を、塩化マグネシウムまたは石灰に水を接触させたときの反応熱を利用して行うことにある。 In order to achieve the above-described object, the constitutional feature of the thermoelectric generator according to the present invention is that an electrode is formed at a predetermined location on the opposed inner surfaces of a pair of insulating substrates arranged to face each other, and A temperature difference generated between one end of the thermoelectric element on one insulating substrate side and the other end on the other insulating substrate side of the thermoelectric element by heating one insulating substrate of the thermoelectric conversion module configured by joining the end faces of the thermoelectric elements. A thermoelectric generator having a thermoelectric generator that generates electric power in a thermoelectric conversion module in response to heating of one insulating substrate using reaction heat when water is brought into contact with magnesium chloride or lime. There is to do.
このように構成した本発明の熱発電装置は、塩化マグネシウムまたは石灰に水を接触させたときの反応熱を利用して、熱電素子の一方の絶縁基板側の端部と他方の絶縁基板側の端部との間に温度差を生じさせ、その温度差に応じて熱電変換モジュールに電力を発生させるようにしている。したがって、反応により多量の熱量を発生する発熱物を用いることにより、小型で携帯に適するとともに、効率のよい発電を行える熱発電部を備えた熱発電装置を得ることができる。 The thermoelectric generator according to the present invention configured as described above uses reaction heat when water is brought into contact with magnesium chloride or lime, and the end of one thermoelectric element on the side of one insulating substrate and the other on the side of the other insulating substrate. A temperature difference is generated between the end portions and electric power is generated in the thermoelectric conversion module according to the temperature difference. Accordingly, by using the heat generation product by reaction it generates a large amount of heat, together with suitable portable compact, it is possible to obtain a thermal power generator having a thermoelectric power generation unit capable of performing efficient power generation.
本発明に係る熱発電装置の他の構成上の特徴は、開口を備えた箱状の断熱性の筐体の開口に熱電変換モジュールを取り付けて熱発電部を構成し、筐体内で塩化マグネシウムまたは石灰に水を接触させるようにしたことにある。このように構成したため、この熱発電装置では、熱発電部の筐体における熱電変換モジュールが取り付けられた部分以外の部分は断熱された状態になり、筐体内の熱を効率よく熱電変換モジュールに伝導できるようになる。この結果、熱発電部の発電効率がよくなり発電力の大きな熱発電装置が得られる。 Another structural feature of the thermoelectric generator according to the present invention is that a thermoelectric conversion module is configured by attaching a thermoelectric conversion module to an opening of a box-like heat-insulating housing having an opening, and magnesium chloride or lies in the fact was Unishi by contacting the water to lime. Because of this configuration, in this thermoelectric generator, the thermoelectric conversion unit in the casing other than the part where the thermoelectric conversion module is attached is thermally insulated, and the heat in the casing is efficiently conducted to the thermoelectric conversion module. become able to. As a result, the power generation efficiency of the thermoelectric generator is improved, and a thermoelectric generator with high power generation is obtained.
また、本発明に係る熱発電装置のさらに他の構成上の特徴は、筐体を、金属製の箱体の内面または外面に断熱材を設けて構成したことにある。これによると、断熱性に優れるとともに、強度の大きい熱発電部を備えた熱発電装置を得ることができる。この場合、箱体を構成する金属をアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成することが好ましく、これによると、熱発電装置の軽量化も図れる。断熱材は、箱体の内面または外面のどちらに設けてもよいが、内面に設ける方が好ましい。また、断熱材を、箱体の内面および外面の双方に設けてもよい。さらに、筐体の内面に熱伝導性の高い部材を設けることにより、さらに、熱電変換モジュールへの熱伝導を効率よく行えるようになる。 Still another structural feature of the thermoelectric generator according to the present invention is that the casing is configured by providing a heat insulating material on the inner surface or the outer surface of a metal box. According to this, it is possible to obtain a thermoelectric generator having a thermoelectric generator having excellent heat insulation and high strength. In this case, the metal constituting the box is preferably made of aluminum or an aluminum alloy. According to this, the weight of the thermoelectric generator can be reduced. The heat insulating material may be provided on either the inner surface or the outer surface of the box, but is preferably provided on the inner surface. Moreover, you may provide a heat insulating material in both the inner surface and outer surface of a box. Furthermore, by providing a member having high thermal conductivity on the inner surface of the casing, it is possible to efficiently conduct heat conduction to the thermoelectric conversion module.
本発明に係る熱発電装置のさらに他の構成上の特徴は、筐体に、開閉可能な蓋部を設けて蓋部を開けることにより塩化マグネシウムまたは石灰の取り換えができるようにしたことにある。これによると、発熱物の取り換えが容易になるため、熱発電装置の使い勝手がよくなる。 Further structural features of the heat generator according to the present invention, the housing, that has to be able to replace the O Ri magnesium chloride or lime to open the lid portion is provided an openable and closable lid is there. According to this, since it becomes easy to replace the heat generating material, the usability of the thermoelectric generator is improved.
本発明に係る熱発電装置のさらに他の構成上の特徴は、熱電変換モジュールが発電する電力を充電機能を備えた外部機器に充電させるための送電手段を備えたことにある。この場合の送電手段は、電圧調整回路等の各種の回路や熱発電装置を外部機器に接続するための接続プラグ等で構成される。また、外部機器としては、携帯電話や携帯用の音楽再生装置等を用いることができる。これによると、外部機器の充電が容易になる。 Still another structural feature of the thermoelectric generator according to the present invention is that it includes power transmission means for charging an external device having a charging function with electric power generated by the thermoelectric conversion module. The power transmission means in this case includes various circuits such as a voltage adjustment circuit, a connection plug for connecting the thermoelectric generator to an external device, and the like. As the external device, a mobile phone, a portable music playback device, or the like can be used. According to this, charging of an external device becomes easy.
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る熱発電装置１０と、熱発電装置１０に接続して、熱発電装置１０の発電により充電できる本発明の外部機器としての携帯電話３１およびポータブルＭＤ３２を示している。熱発電装置１０は、箱状の本体１１の内部に熱発電部２０、電圧検出回路１２、制御用ＣＰＵ１３、保護回路１４、電圧調整回路１５およびサーミスタ１６をそれぞれ収容し、本体１１の表面における所定部分にＬＣＤ発電状態表示部１７およびプラグ１８を設けて構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a
熱発電部２０は、図２に示したように、上面が開口したアルミニウムからなる箱体２１の内側面および内側底面に板状の断熱材２２を張り付けて本発明に係る筐体が構成されており、箱体２１の開口には熱電変換モジュール２３が開口を塞ぐように取り付けられている。そして、断熱材２２の内面と熱電変換モジュール２３の下面には、熱伝導部材２４が設けられて、熱発電部２０内の空間部Ａの熱を効率よく熱電変換モジュール２３に伝導できるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
また、箱体２１、断熱材２２および熱伝導部材２４の底部２１ａ，２２ａ，２４ａは、それぞれ本体部２１ｂ，２２ｂ，２４ｂと切り離され一体からなる蓋部２５を構成している。この蓋部２５は、熱発電部２０の下部に着脱自在に設けられており、その着脱により熱発電部２０の下部を開閉する。また、この蓋部２５は、熱発電装置１０の本体１１の底部からも取り出すことができるようになっており、熱発電部２０は、本体１１内に取り付けられたままの状態で下部を開閉できるように構成されている。さらに、熱発電部２０を構成する筐体等には多少の隙間が設けられて内部で酸化反応等を生じさせるために必要な空気が出入りできるようになっている。
Further, the
また、熱電変換モジュール２３の上面には、冷却用の放熱フィン２６が固定されている。放熱フィン２６は、アルミニウムからなるブロック体の上面（図２の状態での上面）に一定間隔で、前後に貫通するとともに上部が開放された複数の放熱溝２６ａを設けて構成されている。この放熱フィン２６は、複数の放熱溝２６ａを設けて上面の表面積を大きくすることによって熱電変換モジュール２３の放熱性を向上させるようになっている。
A
熱電変換モジュール２３は、図３および図４に示したように、下基板２３ａと上基板２３ｂとからなる一対の絶縁基板を備えており、下基板２３ａの上面における所定部分に下部電極２７ａが取り付けられ、上基板２３ｂの下面における所定部分に上部電極２７ｂが取り付けられている。そして、チップからなる熱電素子２８が、それぞれ下端面を下部電極２７ａにハンダ付けにより固定され、上端面を上部電極２７ｂにハンダ付けにより固定されて下基板２３ａと上基板２３ｂとを一体的に連結している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
下部電極２７ａと上部電極２７ｂとは、それぞれ熱電素子２８の略１個分に等しい距離をずらして取り付けられている。上基板２３ｂの各上部電極２７ｂには、それぞれ２個の熱電素子２８の上端面が接合されており、下基板２３ａの下部電極２７ａには、１個の熱電素子２８の下端面だけが接合されるものと、２個の熱電素子２８の下端面が接合されるものとがある。そして、１個の熱電素子２８の下端面だけが接合される下部電極２７ａは下基板２３ａの一方側（図３の後部）の２箇所の角部に設けられ、その下部電極２７ａには、リード線２９ａ，２９ｂがそれぞれ取り付けられて外部の装置等に接続可能になっている。
The
下基板２３ａおよび上基板２３ｂはアルミナからなる板で構成され、熱電素子２８は、直方体に形成されたＰ型の素子とＮ型の素子とからなっている。また、この熱電素子２８は、下基板２３ａと上基板２３ｂとの間で下部電極２７ａおよび上部電極２７ｂを介して電気的に接続されている。なお、Ｐ型の熱電素子２８は、ビスマス−アンチモン−テルル系の合金からなっており、Ｎ型の熱電素子２８は、ビスマス−アンチモン−テルル−セレン系の合金からなっている。そして、このＰ型の熱電素子２８とＮ型の熱電素子２８とは、交互に配置される。
The
また、熱電変換モジュール２３の大きさは、左右方向の幅が３０ｍｍ、前後方向の幅が３０ｍｍ、高さが４ｍｍに設定され、下基板２３ａおよび上基板２３ｂの厚みは、それぞれ１ｍｍに設定されている。そして、熱電素子２８の大きさは、左右方向の幅が０．６ｍｍ、前後方向の幅が０．６ｍｍ、高さが１．５ｍｍに設定され、Ｐ型の素子とＮ型の素子とを一対として５１１対の熱電素子２８が設けられている。また、アルミニウムからなる箱体２１の厚みは、０．５ｍｍに設定した。このように構成された熱電変換モジュール２３は、熱発電部２０の空間部Ａ内を発熱物の発熱によって加熱することによりその熱で下基板２３ａ側が加熱される。そして、加熱される下基板２３ａと加熱されない上基板２３ｂとの間に生じる温度差から電力を発生する。
The size of the
その際、放熱フィン２６によって、熱電変換モジュール２３の上基板２３ｂ側が放熱されて、下基板２３ａ側と上基板２３ｂ側との温度差がさらに大きくなり、熱電変換モジュール２３が発生する電力が大きくなる。また、熱電変換モジュール２３から延びるリード線２９ａ，２９ｂの端部はそれぞれ電圧検出回路１２に接続されている。この電圧検出回路１２は、リード線２９ａ，２９ｂを介して熱電変換モジュール２３から供給される電力に基づいて電圧を検出し、その検出値をデータ信号として制御用ＣＰＵ１３および保護回路１４に送信する。
At that time, the
制御用ＣＰＵ１３は、熱発電装置１０が備える各装置を制御するもので、電圧検出回路１２から送信されるデータ信号に基づいて、保護回路１４を介して電圧調整回路１５を制御する。また、その際、保護回路１４は、電圧検出回路１２から送信される電圧信号から、過負荷や過電圧などの異常を検出し、異常を検出した時に、熱発電装置１０の破損を防止するために、電圧調整回路１５への送電を停止したり、電圧値を抑制する制御をしたりする。
The
また、サーミスタ１６は、熱発電装置１０の本体１１内の温度を検出し、その値を信号として制御用ＣＰＵ１３に送信する。制御用ＣＰＵ１３は、サーミスタ１６の検出値が通常の温度である所定値を超える場合にも保護回路１４を作動させる。また、ＬＣＤ発電状態表示部１７は、表面が外部に露出するように配置されており、熱発電部２０の発電状態を数値またはランプの発光等によって表示する。
Further, the thermistor 16 detects the temperature inside the
プラグ１８は、携帯電話３１やポータブルＭＤ３２のプラグ３１ａ，３２ａに接続可能になっており、プラグ１８，３１ａを接続することにより携帯電話３１を充電でき、プラグ１８，３２ａを接続することによりポータブルＭＤ３２を充電することができる。その際、プラグ１８を介して携帯電話３１およびポータブルＭＤ３２に充電される電力は、電圧調整回路１５によって所定の電圧に制御される。また、携帯電話３１およびポータブルＭＤ３２は、それぞれ充電可能なリチウム電池３１ｂ，３２ｂ、保護回路３１ｃ，３２ｃおよび充電制御ＩＣ３１ｄ，３２ｄを備えている。保護回路３１ｃ，３２ｃは、保護回路１４と同様の機能を有し、充電制御ＩＣ３１ｄ，３２ｄは、リチウム電池３１ｂ，３２ｂへの充電量等を制御する。
The
図５は、この熱発電装置１０で使用される発熱物としてのカイロ３５を示している。このカイロ３５は、一般に市販されている使い捨てのもので、袋の中に鉄分、活性炭、食塩および水分からなる混合物を収容して構成されている。この混合物を構成する鉄分、活性炭、食塩および水分は、それぞれ重量％で５４％、１５％、３％、２８％の割合で混合されており、このカイロ３５の混合物の重量は１２０ｇになっている。また、カイロ３５の鉄分は、細かい鉄粉で構成されており、表面積を大きくすることによって、酸化反応が進みやすくなるようにしている。また、活性炭は、食塩水の保持、温度調節および空気中の酸素を吸着して酸素濃度を高める等の作用を行う。そして、食塩水は鉄分の酸化を促進する。
FIG. 5 shows a warmer 35 as a heat generating material used in the
すなわち、このカイロ３５は、揉んだり振ったりすることにより、急激な酸化反応を生じさせて鉄が錆びる速度を早くし、鉄が錆びるときに発生する発熱を大きくするとともに素早く発熱させることができることを利用したものである。この鉄の酸化による発熱反応は複雑で、一つの式で表すことはできないが、代表的なものとしては下記の数式１および数式２がある。
３Ｆｅ＋２Ｏ2＝Ｆｅ3Ｏ4＋２６７．１kcal／mol ・・・数式１
Ｆｅ＋３／４Ｏ2＋３／２Ｈ2Ｏ＝Ｆｅ（ＯＨ）3＋９６kcal／mol ・・・数式２
In other words, this warmer 35 can cause a rapid oxidation reaction by stagnation and shaking to increase the speed at which iron rusts, increase the heat generated when iron rusts, and quickly generate heat. It is used. The exothermic reaction due to the oxidation of iron is complicated and cannot be expressed by a single formula, but typical formulas include the following formulas 1 and 2.
3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4 +267.1 kcal / mol Formula 1
Fe + 3 / 4O 2 + 3 / 2H 2 O = Fe (OH) 3 +96 kcal / mol Equation 2
このように構成された熱発電装置１０を使用する際には、まず、熱発電部２０の蓋部２５を開けて、熱発電部２０内の空間部Ａに、カイロ３５を揉んだのちに入れる。そして、蓋部２５で熱発電部２０を閉塞する。これによって、カイロ３５が発熱して、空間部Ａ内は加熱されて高温状態になる。その際、空間部Ａ内の熱は、熱伝導部材２４に吸収される。また、熱伝導部材２４の底部２４ａおよび側面部の外面は、断熱材２２で囲まれているため、熱伝導部材２４に吸収された熱は殆ど、熱電変換モジュール２３の下基板２３ａに伝わっていく。
When using the
また、熱電変換モジュール２３の上基板２３ｂは、直接加熱されることがない上、放熱フィン２６による放熱によって冷却されるため、熱電素子２８における下基板２３ａ側の端部と上基板２３ｂ側の端部との間には大きな温度差が生じ、この温度差に応じて熱電変換モジュール２３は発電する。このため、プラグ１８に、携帯電話３１のプラグ３１ａまたはポータブルＭＤ３２のプラグ３２ａ等の外部機器のプラグを接続することにより、携帯電話３１やポータブルＭＤ３２等に充電することができる。実験によると、この場合のカイロ３５の発熱量は３０Ｗで、熱電素子２８の両端部の温度差は５０Ｋ（ケルビン）であった。また、熱電変換モジュール２３の発電量は５００ｍＷで、発電電圧は４Ｖであった。なお、カイロ３５が反応し尽くして発熱しなくなった場合には、蓋部２５を開けて新たなカイロ３５と取り換える。
Further, since the
このように、本実施形態に係る熱発電装置１０では、熱発電部２０内に入れたカイロ３５の発熱を利用して、熱電変換モジュール２３に電力を発生させるようにしているため、熱発電装置１０を小型で携帯に適したものにすることができる。また、この熱発電装置１０では、熱発電部２０の筐体を、アルミニウム製の箱体２１と断熱材２２で構成するとともに、断熱材２２の内面と熱電変換モジュール２３の下面とには熱伝導部材２４を設けているため、熱発電部２０の筐体における熱電変換モジュール２３が取り付けられた部分以外の部分は断熱された状態になる。この結果、空間部Ａ内の熱を効率よく熱電変換モジュール２３に伝導できるようになり、熱発電部２０の発電効率が上昇して熱発電装置１０の発電力が大きくなる。
As described above, in the
また、箱体２１がアルミニウム製であるため、熱発電部２０の強度を大きくすることができるとともに軽量にすることができる。さらに、熱発電部２０に蓋部２５を設けて、本体１１内に取り付けられた状態の熱発電部２０を開閉できるようにしたため、カイロ３５の取り換えが容易になる。また、本実施形態に係る熱発電装置１０では、発熱物として、一般に市販されている使い捨てカイロを使用しているため、発熱物の入手が容易になるとともに安価につく。また、安全である。さらに、熱発電装置１０に、電圧調整回路１５等の回路や接続用のプラグ１８等を設けているため、携帯電話３１やポータブルＭＤ３２等の外部機器の充電が容易になるとともに適正な充電が行えるようになる。
Moreover, since the
図６は、本発明の他の実施形態に係る熱発電装置が備える熱発電部４０を示している。この熱発電部４０は、前述した熱発電装置１０が備える熱発電部２０よりも少し小型に形成されている。すなわち、この熱発電部４０では、熱電変換モジュール４３の大きさは、左右方向の幅が２０ｍｍ、前後方向の幅が２０ｍｍ、高さが４ｍｍに設定され、下基板および上基板の厚みは、それぞれ１ｍｍに設定されている。また、熱電素子の大きさは、熱電素子２８と同じに設定され、その個数は、Ｐ型の素子とＮ型の素子とを一対として２８７対設けられている。
FIG. 6 shows a
そして、熱発電部４０の大きさは、熱電変換モジュール２３，４３の大きさに比例した大きさに設定され、アルミニウムからなる箱体４１の厚みは、０．２ｍｍに設定されている。また、蓋部４５には、一対の通気孔４６ａ，４６ｂが設けられて、熱発電部４０の通気孔４６ａ，４６ｂ以外の部分は密閉状態になっている。この熱発電部４０のそれ以外の部分の構成については、前述した熱発電部２０と同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。また、熱発電部４０を備えた熱発電装置の熱発電部４０以外の部分の構成は、熱発電装置１０の熱発電部２０以外の部分の構成と同一である。
The size of the
この熱発電部４０を備えた熱発電装置を、鉄粉等からなる混合物の重量が５５ｇのカイロ（図示せず）を用いて発電させた。その結果、このカイロの発熱量は１３Ｗで、熱電素子の両端部の温度差は５０Ｋ（ケルビン）であった。また、熱電変換モジュール４３の発電量は２００ｍＷで、発電電圧は１．７Ｖであった。この熱発電装置では、カイロの酸化反応に必要な空気（酸素）が通気孔４６ａ，４６ｂから供給されるため良好な状態での発電を継続して行うことができる。この熱発電装置のそれ以外の作用効果については前述した実施形態の熱発電装置１０と同様である。
The thermoelectric generator provided with the
また、本発明に係る熱発電装置は、前述した実施形態に限定するものでなく、適宜変更して実施することができる。例えば、前述した実施形態では、発熱物を鉄の酸化反応を利用したカイロ３５等としているが、この発熱物としては、カイロ以外のものでもよく、塩化マグネシウム、石灰等を用いることができる。これらの場合には、水と接触した際の反応熱を利用する。また、熱発電部２０，４０の筐体を断熱性を有する一つの部材で構成することもできる。これによると、断熱材を別に設ける必要がなくなる。また、熱電変換モジュール２３，４３の上下方向の配置もリード線２９ａ，２９ｂを延ばす方向に応じて変更することができる。さらに、熱発電装置１０等を構成する他の部分についても本発明の技術的範囲内で適宜変更することができる。
Moreover, the thermoelectric generator according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with appropriate modifications. For example, in the above-described embodiment, the exothermic material is the warmer 35 utilizing the oxidation reaction of iron or the like. However, the exothermic material may be other than Cairo, and magnesium chloride, lime or the like can be used. In these cases, the heat of reaction upon contact with water is used. Moreover, the housing | casing of the
１０…熱発電装置、１５…電圧調整回路、１８…プラグ、２０，４０…熱発電部、２１，４１…箱体、２２…断熱材、２３，４３…熱電変換モジュール、２３ａ…下基板、２３ｂ…上基板、２５，４５…蓋部、２７ａ…下部電極、２７ｂ…上部電極、２８…熱電素子、３１…携帯電話、３２…ポータブルＭＤ、３５…カイロ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記一方の絶縁基板の加熱を、塩化マグネシウムまたは石灰に水を接触させたときの反応熱を利用して行うことを特徴とする熱発電装置。 Heating one insulating substrate of a thermoelectric conversion module configured by forming electrodes at predetermined locations on the inner surfaces facing each other in a pair of insulating substrates arranged to face each other, and joining the end surfaces of the thermoelectric elements to the facing electrodes, respectively. And a thermoelectric generator that generates power in the thermoelectric conversion module according to a temperature difference between the end on the one insulating substrate side and the end on the other insulating substrate side of the thermoelectric element. A power generator,
A thermoelectric generator that heats the one insulating substrate by utilizing reaction heat when water is brought into contact with magnesium chloride or lime .
Priority Applications (1)
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