JP4945649B2 - 熱電発電装置および熱電発電システム - Google Patents
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- 両面の温度差により発電する熱電変換モジュールと、
前記熱電変換モジュールの両面に設けられる熱伝導材料と、
前記熱電変換モジュールを前記熱伝導材料を介して挟むように設けられ、互いに温度が異なる流体を流す第1のチャンバーおよび第2のチャンバーと、
前記第1のチャンバーおよび前記第2のチャンバーの前記熱電変換モジュールに対する締め付け圧を調節可能にする複数の締め付け用冶具と、
前記第1のチャンバーの下側を通じて流体を供給する第1の供給用配管と、
前記第2のチャンバーの下側を通じて流体を供給する第2の供給用配管と、
前記第1のチャンバーの上側を通じて流体を排出する第1の排出用配管と、
前記第2のチャンバーの上側を通じて流体を排出する第2の排出用配管と
を具備することを特徴とする熱電発電装置。 - 前記締め付け用冶具は、前記第1のチャンバーおよび前記第2のチャンバーにおける前記熱電変換モジュールとの接合面以外の面に取り付けられる金具と、金具同士を引き寄せて締め付けるねじ機構とを含むことを特徴とする請求項1に記載の熱電発電装置。
- 前記第1のチャンバーと前記第2のチャンバーとが交互に配置され、前記第1のチャンバーおよび前記第2のチャンバーのうち流体温度が低い方のチャンバーが最外側に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱電発電装置。
- 前記第1のチャンバー内を流体が流れる方向と、前記第2のチャンバー内を流体が流れる方向とが、対向流を成していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の熱電発電装置。
- 前記第1の供給用配管を通じて流体を前記第1のチャンバーの各々に均等に供給する第1の供給用ヘッダと、
前記第2の供給用配管を通じて流体を前記第2のチャンバーの各々に均等に供給する第2の供給用ヘッダと、
前記第1の排出用配管を通じて前記第1のチャンバーの各々から排出される流体を受け入れる第1の排出用ヘッダと、
前記第2の排出用配管を通じて前記第2のチャンバーの各々から排出される流体を受け入れる第2の排出用ヘッダと
をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の熱電発電装置。 - 前記第1のチャンバーおよび前記第2のチャンバーの少なくとも一方は、内壁面にナノ粒子を用いたナノ構造伝熱層を備えていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の熱電発電装置。
- 前記第1のチャンバーおよび前記第2のチャンバーの少なくとも一方は、内壁面にフィンを備えていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の熱電発電装置。
- 前記第1のチャンバーおよび前記第2のチャンバーの少なくとも一方は、内壁面に金属アルコキシドを塗布して焼付けたものを備えていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の熱電発電装置。
- 前記第1のチャンバーおよび前記第2のチャンバーの少なくとも一方は、内壁面もしくは外壁面に防食処理が施されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の熱電発電装置。
- 前記熱電変換モジュールは、材料としてBiTe系もしくはFe2VAl系のホイスラー合金が使用されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の熱電発電装置。
- 前記熱電変換モジュールは、材料の構成が温度帯域によって異なることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の熱電発電装置。
- 前記熱伝導材料は、熱伝導シート、熱伝導グリース、および蝋材のうちのいずれかであることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の熱電発電装置。
- 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の熱電発電装置と、
所望の電流および電圧が得られるように前記熱電変換モジュールの各々を電気的に直列接続および並列接続する組合せの切り替えを行うための切替装置と、
前記切替装置を通じて得られる電力の蓄電および直流/交流変換を行うための制御装置と
を具備することを特徴とする熱電発電システム。
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