JPH11247753A - Temperature differrence electric generator using thermoelectric converting element - Google Patents
Temperature differrence electric generator using thermoelectric converting elementInfo
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- JPH11247753A JPH11247753A JP10360556A JP36055698A JPH11247753A JP H11247753 A JPH11247753 A JP H11247753A JP 10360556 A JP10360556 A JP 10360556A JP 36055698 A JP36055698 A JP 36055698A JP H11247753 A JPH11247753 A JP H11247753A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の技術分野】この発明は、流体の温度差を利用し
て発電を行う技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for generating electric power by utilizing a temperature difference between fluids.
【０００２】[0002]
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】温度
差発電は、エンジン、電気温水器、湯水混合装置等の機
械からの廃熱を利用したもの等が提案されている（特開
昭６３−１１１２６８号公報、特開昭６４−７４０７５
号公報、特開平５−１２６４０５号公報、特開平２−１
１９５８９号公報）。これらの温度差発電装置は、廃熱
を利用すべき機械の存在を前提とし、エンジン内部の燃
焼による発熱や、電気・ガスなどによる発熱を、熱源と
している。つまり、熱源となりうる燃焼機械等が必要で
あった。2. Description of the Related Art There has been proposed a temperature difference power generation device utilizing waste heat from a machine such as an engine, an electric water heater, a hot water mixing device, etc. No. 11268, JP-A-64-74075
JP, JP-A-5-126405, JP-A-2-1-1
19589). These temperature difference power generation devices are based on the premise that there is a machine that uses waste heat, and use heat generated by combustion inside the engine or heat generated by electricity or gas as heat sources. That is, a combustion machine or the like that can serve as a heat source is required.
【０００３】また、海洋の表層水と深層水の温度差を利
用した装置（D.K.Benson et al, "Thermoelectric Ener
gy Conversion Economical Electric Power from Low G
randed Heat", Proc. 3rd ICTEC, Arlington, p27, 198
0）や、地熱を利用した発電装置（特公平１−２０３１
５号公報）など、自然環境として存在する熱源を利用し
た装置も提案されている。これら装置は、自然環境から
熱源を得ているため、熱源としての燃焼機械等は必要で
ない。しかしながら、深層海水を引き上げるための駆動
源や、熱流体の存在する地下深くまで冷却水を供給し
て、回収するための駆動源が必要であり、大きな設備投
資が必要であった。Further, a device utilizing the temperature difference between the surface water and the deep water of the ocean (DKBenson et al, "Thermoelectric Ener
gy Conversion Economical Electric Power from Low G
randed Heat ", Proc. 3rd ICTEC, Arlington, p27, 198
0) or a power generation device using geothermal energy
No. 5) has been proposed, which utilizes a heat source existing as a natural environment. Since these devices obtain a heat source from the natural environment, there is no need for a combustion machine or the like as the heat source. However, a driving source for pulling up deep seawater and a driving source for supplying and recovering cooling water to a deep underground where a thermal fluid exists are required, and a large capital investment is required.
【０００４】この発明は、上記のような問題点を解決し
て、駆動源を必要としない温度差発電技術を提供するこ
とを目的とする。また、駆動源を有する温度差発電技術
であっても、その効率を向上することのできる技術を提
供することを目的とする。An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a temperature difference power generation technique which does not require a driving source. It is another object of the present invention to provide a technology capable of improving the efficiency of a temperature difference power generation technology having a driving source.
【０００５】また、この発明は、上記のような問題点を
解決して、大きな設備投資を必要としない温度差発電技
術を提供することを目的とする。Another object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a temperature difference power generation technique which does not require a large capital investment.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１の温度差発電システムおよび請求項７の温度差発電方
法は、熱水流と冷水流の温度差を熱電変換素子に与える
ことによって発電を行うようにしている。したがって、
常に新しい熱水と冷水が発電のために供給され、熱電変
換素子の両端の温度差を維持して、高い発電効率を得る
ことができる。The temperature difference power generation system of claim 1 and the temperature difference power generation method of claim 7 generate power by giving a temperature difference between a hot water flow and a cold water flow to a thermoelectric conversion element. I'm trying to do it. Therefore,
Fresh hot water and cold water are constantly supplied for power generation, and a temperature difference between both ends of the thermoelectric conversion element can be maintained, so that high power generation efficiency can be obtained.
【０００７】さらに、高低差、自噴力または高低差を用
いて、熱水流、冷水流を形成している。したがって、ポ
ンプ等の駆動源を必要としない発電装置を得ることがで
きる。Further, a hot water flow and a cold water flow are formed by using a height difference, a self-jet force or a height difference. Therefore, it is possible to obtain a power generator that does not require a driving source such as a pump.
【０００８】請求項２の温度差発電システムは、熱水流
路を流れる熱水の方向と、冷水流路を流れる冷水の方向
が逆であることを特徴としている。したがって、熱水流
と温水流の温度差が、流路全体にわたって均一化され、
熱電変換素子による発電効率を高くすることができる。The temperature difference power generation system according to claim 2 is characterized in that the direction of hot water flowing through the hot water flow path is opposite to the direction of cold water flowing through the cold water flow path. Therefore, the temperature difference between the hot water flow and the hot water flow is made uniform over the entire flow path,
The power generation efficiency by the thermoelectric conversion element can be increased.
【０００９】請求項３の温度差発電システムは、熱水流
路の上に、冷水流路が設けられていることを特徴として
いる。したがって、熱水流路の上部が温度分布上、最も
高温となり、冷水流路の下部が温度分布上、最も低温と
なって、両流路間の熱電変換素子による発電を効率よく
行うことができる。A temperature difference power generation system according to a third aspect is characterized in that a cold water flow path is provided on the hot water flow path. Therefore, the upper part of the hot water flow path has the highest temperature in the temperature distribution, and the lower part of the cold water flow path has the lowest temperature in the temperature distribution, so that power can be efficiently generated by the thermoelectric conversion element between the two flow paths.
【００１０】請求項４の温度差発電システムは、熱水流
路には、熱電変換素子側にフィンが設けられ、冷水流路
には、熱電変換素子と反対側にフィンが設けられている
ことを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a temperature difference power generation system, wherein the fin is provided on the thermoelectric conversion element side in the hot water flow path, and the fin is provided on the opposite side of the thermoelectric conversion element in the cold water flow path. Features.
【００１１】熱水流路のフィンは熱電変換素子側に設け
られているので、熱水流の高温を効率よく熱電変換素子
に伝達することができる。冷水は熱水よりも粘性が高
い。したがって、冷水流路においては、熱電変換素子側
にフィンを設けると、熱電変換素子側の流れが悪くなり
低温が維持できなくなって発電効率が低下する。そこ
で、冷水流路においては、熱電変換素子と反対側にフィ
ンを設けている。これにより、熱電変換素子側の流れを
スムースにするとともに、フィンによる熱伝導も得るこ
とを可能としている。Since the fin of the hot water flow path is provided on the thermoelectric conversion element side, the high temperature of the hot water flow can be efficiently transmitted to the thermoelectric conversion element. Cold water is more viscous than hot water. Therefore, in the cold water flow path, if fins are provided on the thermoelectric conversion element side, the flow on the thermoelectric conversion element side will be deteriorated, so that low temperature cannot be maintained, and power generation efficiency will be reduced. Therefore, fins are provided on the side opposite to the thermoelectric conversion element in the cold water flow path. This makes it possible to smooth the flow on the thermoelectric conversion element side and to obtain heat conduction by the fins.
【００１２】請求項５の温度差発電システムは、熱水取
込路、冷水取込路、熱水流路または冷水流路の少なくと
も何れかの外周に、断熱手段を設けたことを特徴として
いる。したがって、外気温による熱水の温度低下や、冷
水の温度上昇を防止して、効率のよい発電を行うことが
できる。The temperature difference power generation system according to a fifth aspect is characterized in that heat insulating means is provided on at least one of the outer periphery of the hot water intake path, the cold water intake path, the hot water flow path or the cold water flow path. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the hot water from dropping due to the outside air temperature and to prevent the temperature of the cold water from rising, thereby enabling efficient power generation.
【００１３】請求項６の温度差発電システムは、熱水流
路が、熱水取込口側よりも熱水排水口側の方が高くなる
ように、傾斜して設けられ、冷水流路が、冷水取込口側
よりも冷水排水口側の方が高くなるように、傾斜して設
けられている。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a temperature difference power generation system, wherein the hot water flow path is inclined so that the hot water discharge port side is higher than the hot water intake port side. The cold water discharge port side is inclined and provided so as to be higher than the cold water intake port side.
【００１４】したがって、流路において気泡が生じて
も、排水口側が高くなっているために、水中において上
方に向かおうとする気泡の動きと、流路の水の流れとが
一致し、気泡が排水口からスムースに放出される。よっ
て、気泡による熱電変換素子への熱伝導の阻害を防止し
て、効率の良い発電を行うことができる。Therefore, even if bubbles are generated in the flow path, the movement of the bubbles going upward in the water matches the flow of the water in the flow path because the drain port side is high, and the bubbles are generated. Released smoothly from the drain. Therefore, it is possible to prevent the heat conduction to the thermoelectric conversion element from being hindered by the bubbles, and to perform efficient power generation.
【００１５】請求項８の温度差発電装置は、熱流体排出
口を熱流体室の上部に形成するとともに、冷流体排出口
を冷流体室の上部に形成している。したがって、熱流体
室および発流体室に、熱流体、冷流体が充分に充填さ
れ、効率の良い発電を行うことができる。In the temperature difference power generation device according to the present invention, the hot fluid outlet is formed in the upper portion of the hot fluid chamber, and the cold fluid outlet is formed in the upper portion of the cold fluid chamber. Therefore, the heat fluid chamber and the fluid discharge chamber are sufficiently filled with the heat fluid and the cold fluid, and efficient power generation can be performed.
【００１６】請求項９の温度差発電装置は、熱流体室を
流れる熱流体の方向と、冷流体室を流れる冷流体の方向
が反対方向であることを特徴としている。したがって、
熱流体の上部が温度分布上、最も高温となり、冷流体の
下部が温度分布上、最も低温となって、両流路間の熱電
変換素子による発電を効率よく行うことができる。According to a ninth aspect of the present invention, the direction of the hot fluid flowing through the hot fluid chamber and the direction of the cold fluid flowing through the cold fluid chamber are opposite to each other. Therefore,
The upper portion of the thermal fluid has the highest temperature in the temperature distribution, and the lower portion of the cold fluid has the lowest temperature in the temperature distribution, so that power can be efficiently generated by the thermoelectric conversion element between the two flow paths.
【００１７】請求項１０の温度差発電装置は、冷流体室
が、熱電変換素子を介して、熱流体室の上に設けられて
いることを特徴としている。したがって、熱流体の上部
が温度分布上、最も高温となり、冷流体の下部が温度分
布上、最も低温となって、両流体間の熱電変換素子によ
る発電を効率よく行うことができる。According to a tenth aspect of the present invention, the cold fluid chamber is provided on the hot fluid chamber via a thermoelectric conversion element. Therefore, the upper portion of the thermal fluid has the highest temperature in the temperature distribution, and the lower portion of the cold fluid has the lowest temperature in the temperature distribution, so that power can be efficiently generated by the thermoelectric conversion element between the two fluids.
【００１８】請求項１１の温度差発電装置は、熱電変換
素子の設けられた部位における、熱流体室または冷流体
室の少なくともいずれか一方の内壁に、熱流体または冷
流体の進行方向に沿ったフィンを設けている。したがっ
て、熱流体の高温、冷流体の低温を効率よく熱電変換素
子に伝導することができる。また、進行方向に沿って、
フィンを設けているので、流体中に含まれる固形物等が
フィンに堆積しにくく、堆積物の清掃も容易である。According to the eleventh aspect of the present invention, there is provided a temperature difference power generation device, wherein at least one of the inner wall of the hot fluid chamber and the cold fluid chamber at the portion where the thermoelectric conversion element is provided extends along the traveling direction of the hot fluid or the cold fluid. Fins are provided. Therefore, the high temperature of the thermal fluid and the low temperature of the cold fluid can be efficiently transmitted to the thermoelectric conversion element. Also, along the direction of travel,
Since the fins are provided, solids and the like contained in the fluid are not easily deposited on the fins, and the deposits are easily cleaned.
【００１９】請求項１２の温度差発電装置は、熱流体室
には、熱電変換素子の側の内壁に、熱流体の進行方向に
沿ったフィンを設け、冷流体室には、熱電変換素子とは
反対側の内壁に、冷流体の進行方向に沿ったフィンを設
けたことを特徴としている。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a temperature difference power generation device, wherein the thermo-fluid chamber has fins on the inner wall on the thermoelectric conversion element side along the traveling direction of the thermo-fluid, and the thermo-electric conversion element and the cooling fluid chamber have the fin. Is characterized in that fins are provided on the opposite inner wall in the traveling direction of the cold fluid.
【００２０】熱流体室のフィンは熱電変換素子側に設け
られているので、熱流体の高温を効率よく熱電変換素子
に伝達することができる。冷流体の粘性が高い場合に
は、冷流体路においては、熱電変換素子側にフィンを設
けると、熱電変換素子側の流れが悪くなり低温が維持で
きなくなって発電効率が低下する。そこで、冷流体路に
おいては、熱電変換素子と反対側にフィンを設けてい
る。これにより、熱電変換素子側の流れをスムースにす
るとともに、フィンによる熱伝導も得ることを可能とし
ている。Since the fin of the thermal fluid chamber is provided on the thermoelectric conversion element side, the high temperature of the thermal fluid can be efficiently transmitted to the thermoelectric conversion element. In the case where the viscosity of the cold fluid is high, if fins are provided on the thermoelectric conversion element side in the cold fluid path, the flow on the thermoelectric conversion element side deteriorates, the low temperature cannot be maintained, and the power generation efficiency decreases. Therefore, fins are provided on the side opposite to the thermoelectric conversion element in the cold fluid path. This makes it possible to smooth the flow on the thermoelectric conversion element side and to obtain heat conduction by the fins.
【００２１】請求項１３の温度差発電装置は、フィン
が、排出口近傍において、切り欠かれていることを特徴
としている。したがって、流体の流れをスムースにして
流体室の流体の温度を維持することができる。According to a thirteenth aspect of the present invention, the fin is cut off in the vicinity of the discharge port. Therefore, the flow of the fluid can be made smooth and the temperature of the fluid in the fluid chamber can be maintained.
【００２２】請求項１４の温度差発電装置は、熱流体取
込口よりも熱流体排出口が高い位置に形成されており、
冷流体取込口よりも冷流体排出口が高い位置に形成され
ている。したがって、流体室において流体より軽い気泡
が生じても、流体排出口側が高くなっているために、水
中において上方に向かおうとする気泡の動きと、流体室
の流体の流れとが一致し、気泡が流体排出口からスムー
スに放出される。よって、気泡による熱電変換素子への
熱伝導の阻害を防止して、効率の良い発電を行うことが
できる。According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a temperature difference power generation device, wherein the hot fluid outlet is formed at a position higher than the hot fluid inlet.
The cold fluid outlet is formed at a position higher than the cold fluid intake. Therefore, even if bubbles lighter than the fluid are generated in the fluid chamber, the movement of the bubbles going upward in the water matches the flow of the fluid in the fluid chamber because the fluid outlet side is higher, and the bubbles in the fluid chamber match. Is smoothly discharged from the fluid outlet. Therefore, it is possible to prevent the heat conduction to the thermoelectric conversion element from being hindered by the bubbles, and to perform efficient power generation.
【００２３】請求項１５の温度差発電装置は、熱流体室
および冷流体室の熱電変換素子に対向する壁を、流体の
流れる方向に傾斜して形成している。傾斜させることに
より、気泡をスムースに流体室から放出することができ
る。In the temperature difference power generation device of the present invention, the walls of the hot fluid chamber and the cold fluid chamber facing the thermoelectric conversion element are formed to be inclined in the direction in which the fluid flows. By inclining, air bubbles can be smoothly discharged from the fluid chamber.
【００２４】請求項１６の温度差発電装置は、熱流体室
または冷流体室の少なくともいずれか一方が、その流体
室を形成する壁の少なくとも一部が着脱可能に形成され
ている。したがって、流体室内の清掃が容易である。In the temperature difference power generation device according to the present invention, at least one of the hot fluid chamber and the cold fluid chamber is formed so that at least a part of a wall forming the fluid chamber is detachable. Therefore, cleaning of the fluid chamber is easy.
【００２５】請求項１７の温度差発電システムは、高低
差もしくは温泉の自噴力を用いて、温泉からの温泉熱水
を取り込んで熱水流路を形成し、熱水流路の外周の少な
くとも一部に、一端部が熱的に接続された熱電変換素子
を設け、熱水流路の外周に設けられた熱電変換素子の他
端部を、直接又は熱導体を介して、川の水流に浸すこと
により発電を行うよう構成している。In the temperature difference power generation system according to the present invention, the hot water from the hot spring is taken into the hot water flow path by using the height difference or the self-propelling force of the hot spring, and the hot water flow path is formed on at least a part of the outer periphery of the hot water flow path. , A thermoelectric conversion element whose one end is thermally connected is provided, and the other end of the thermoelectric conversion element provided on the outer periphery of the hot water flow path is immersed directly or through a heat conductor in the water flow of the river to generate power. Is configured to be performed.
【００２６】したがって、常に新しい熱水と冷水が発電
のために供給され、熱電変換素子の両端の温度差を維持
して、高い発電効率を得ることができる。Therefore, new hot water and cold water are always supplied for power generation, and the temperature difference between both ends of the thermoelectric conversion element can be maintained, so that high power generation efficiency can be obtained.
【００２７】さらに、高低差、自噴力を用いて、熱水流
を形成するとともに、川の水流をそのまま冷水流として
利用している。したがって、ポンプ等の駆動源を必要と
しない発電装置を得ることができる。Further, a hot water flow is formed by using a height difference and a self-jet force, and a river water flow is used as it is as a cold water flow. Therefore, it is possible to obtain a power generator that does not require a driving source such as a pump.
【００２８】請求項１９の温度差発電装置は、高低差も
しくは川の流動力を用いて、河川からの河川冷水を取り
込んで冷水流路を形成し、冷水流路の外周の少なくとも
一部に、一端部が熱的に接続された熱電変換素子を設
け、冷水流路の外周に設けられた熱電変換素子の他端部
を、直接又は熱導体を介して、温泉の熱水流に浸すこと
により発電を行うよう構成している。The temperature difference power generator according to claim 19 takes in river cold water from a river using a height difference or the fluidity of a river to form a cold water flow path, and at least a part of the outer periphery of the cold water flow path, A thermoelectric conversion element having one end thermally connected is provided, and the other end of the thermoelectric conversion element provided on the outer periphery of the cold water flow path is immersed in a hot water flow of a hot spring directly or through a heat conductor to generate power. Is configured to be performed.
【００２９】したがって、常に新しい熱水と冷水が発電
のために供給され、熱電変換素子の両端の温度差を維持
して、高い発電効率を得ることができる。Therefore, new hot water and cold water are always supplied for power generation, and the temperature difference between both ends of the thermoelectric conversion element can be maintained, so that high power generation efficiency can be obtained.
【００３０】さらに、高低差、流動力を用いて、冷水流
を形成するとともに、温泉の熱水流をそのまま熱水流と
して利用している。したがって、ポンプ等の駆動源を必
要としない発電装置を得ることができる。Further, a cold water flow is formed by using a height difference and fluidity, and a hot water flow of a hot spring is used as it is as a hot water flow. Therefore, it is possible to obtain a power generator that does not require a driving source such as a pump.
【００３１】請求項１９の温度差発電装置は、流体排出
口を流体室の上部に形成している。したがって、流体室
に流体が充分に充填され、効率の良い発電を行うことが
できる。In the temperature difference power generation device according to the nineteenth aspect, the fluid discharge port is formed at an upper portion of the fluid chamber. Therefore, the fluid chamber is sufficiently filled with the fluid, and efficient power generation can be performed.
【００３２】[0032]
【発明の実施の形態】図１に、この発明の一実施形態に
よる温度差発電システムを示す。温泉井２からは、水蒸
気を含んだ熱水が自噴している。この水蒸気を含んだ熱
水は、セパレータ４において、熱水と水蒸気に分離され
る。熱水は受湯槽８に送られ、水蒸気は熱水造成塔６に
おいて、川１０の水で希釈された後、受湯槽８に送られ
る。受湯槽８からは、温泉ホテルや暖房用として、各利
用者に供給される。FIG. 1 shows a temperature difference power generation system according to an embodiment of the present invention. Hot water containing water vapor is spouting from the hot spring well 2. The hot water containing the steam is separated into hot water and steam in the separator 4. The hot water is sent to the hot water receiving tank 8, and the steam is diluted with the water of the river 10 in the hot water generating tower 6 and then sent to the hot water receiving tank 8. The hot water is supplied to each user from the hot water tub 8 for hot spring hotels and for heating.
【００３３】セパレータ４の熱水を、熱水取込路１２に
よって、温度差発電装置１４に導いている。また、川１
０の冷水を、冷水取込路１６によって、温度差発電装置
１４に導いている。The hot water of the separator 4 is led to the temperature difference power generator 14 by the hot water intake passage 12. In addition, river 1
The cold water of 0 is led to the temperature difference power generator 14 by the cold water intake passage 16.
【００３４】熱水取込路１２、冷水取込路１６は、可撓
性のあるパイプ（塩化ビニールホース等）や金属パイプ
等を用いることができる。外気温による、熱水の温度低
下、冷水の温度上昇を防ぐために、外周に発泡スチロー
ル、グラスウール等の断熱材を設けてもよい。また、外
気温の変化の影響を避けるため、断熱処理を施した後、
地中に埋設して設けるようにしてもよい。As the hot water intake passage 12 and the cold water intake passage 16, a flexible pipe (such as a vinyl chloride hose) or a metal pipe can be used. In order to prevent a decrease in the temperature of hot water and an increase in the temperature of cold water due to the outside air temperature, a heat insulating material such as styrene foam or glass wool may be provided on the outer periphery. Also, to avoid the effects of changes in outside temperature,
It may be provided buried underground.
【００３５】この実施形態では、高低差によって、熱水
及び冷水を温度差発電装置１４に取り込んでいる。な
お、温泉の自噴力や、川の水の流れ（流動力）によっ
て、取り込むようにしてもよい。何れの場合であって
も、取り込むための駆動源は不要である。In this embodiment, hot water and cold water are taken into the temperature difference power generator 14 depending on the height difference. In addition, you may make it take in by the self-propulsion of a hot spring or the flow (fluidity) of the water of a river. In any case, a driving source for taking in is unnecessary.
【００３６】温度差発電装置１４からの熱水は、熱水排
水路１８によって、川１０に排水される。また、温度差
発電装置１４からの冷水は、冷水排水路２０によって、
川１０に排水される。Hot water from the temperature difference generator 14 is drained to the river 10 by a hot water drainage channel 18. In addition, the cold water from the temperature difference generator 14 is supplied to the cold water
Drained into river 10.
【００３７】なお、外気温の影響を避けるため、温度差
発電装置１４の周囲に断熱材を設けたり、断熱性に優れ
たスタイロフォーム性の容器等に収納するようにしても
よい。In order to avoid the influence of the outside air temperature, a heat insulating material may be provided around the temperature difference power generating device 14, or may be stored in a styrofoam container or the like having excellent heat insulating properties.
【００３８】図２に、温度差発電装置１４の外観を示
す。温度差発電装置１４は、熱流体室２２と、その上面
の外壁に貼り付けられた熱電変換素子２４と、熱電変換
素子２４の上に設けられた冷流体室２６とを備えてい
る。FIG. 2 shows the appearance of the temperature difference power generation device 14. The temperature difference power generation device 14 includes a thermofluid chamber 22, a thermoelectric conversion element 24 attached to an outer wall on an upper surface thereof, and a cold fluid chamber 26 provided on the thermoelectric conversion element 24.
【００３９】熱流体室２２には、熱水取込口と熱水排水
口が設けられており、それぞれ、パイプ３０、パイプ３
２が接続されている。このパイプ３０には、熱水取込路
１２が接続され、パイプ３２には、熱水排出路１８が接
続される。The hot fluid chamber 22 is provided with a hot water intake port and a hot water drain port.
2 are connected. The hot water intake passage 12 is connected to the pipe 30, and the hot water discharge passage 18 is connected to the pipe 32.
【００４０】冷流体室２６には冷水取込口と冷水排水口
が設けられており、それぞれ、パイプ３４、パイプ３６
が接続されている。このパイプ３４には、冷水取込路１
２が接続され、パイプ３６には、冷水排水路２０が接続
される。The cold fluid chamber 26 is provided with a cold water intake port and a cold water drain port.
Is connected. This pipe 34 has a cold water intake path 1
2 is connected, and the cold water drainage channel 20 is connected to the pipe 36.
【００４１】また、熱流体室２２の下面には、支持部材
３８、４０が設けられている。支持部材４０の方が支持
部材３８よりも高く構成されているので、取込口側より
も排出口側の方が高くなるように、傾斜が形成される。On the lower surface of the thermal fluid chamber 22, supporting members 38 and 40 are provided. Since the support member 40 is configured to be higher than the support member 38, the inclination is formed so that the outlet side is higher than the intake side.
【００４２】図３に、熱流体室２２の上面に熱電変換素
子２４が貼り付けられた状態を示す。この実施形態で
は、図４、図５に示すような熱電変換素子２４（たとえ
ば、サーボモニック社製T-10D254-QDO）を用いた。この
熱電変換素子２４は、Bi2Te3からなるペルチェ素子２４
ａをセラミック板２４ｂ、２４ｃで挟んだものである。
セラミック板２４ｂとセラミック板２４ｃとの間の温度
差に応じて、リード２４ｄ間に起電力を生じる。このよ
うな熱電変換素子２４を、図３に示すように、複数個、
熱流体室２２の上面に貼り付けている。さらに、この熱
電変換素子２４の上面に、冷流体室２６の下面を貼り付
けている。なお、熱伝導性を良好に保つため、これらの
貼り付けは、シリコングリース（サンハヤト製SCH-20
等）を用いて行うことが好ましい。また、シリコングリ
ースに＊＊＊等の熱伝導性の良好な材料を加えること
が、さらに好ましい。FIG. 3 shows a state where the thermoelectric conversion element 24 is attached to the upper surface of the thermal fluid chamber 22. In this embodiment, a thermoelectric conversion element 24 (for example, T-10D254-QDO manufactured by Servomonic) as shown in FIGS. 4 and 5 was used. This thermoelectric conversion element 24 is a Peltier element 24 made of Bi 2 Te 3.
a is sandwiched between ceramic plates 24b and 24c.
An electromotive force is generated between the leads 24d according to the temperature difference between the ceramic plate 24b and the ceramic plate 24c. As shown in FIG. 3, a plurality of such thermoelectric conversion elements 24 are provided.
It is stuck on the upper surface of the thermal fluid chamber 22. Further, the lower surface of the cold fluid chamber 26 is attached to the upper surface of the thermoelectric conversion element 24. In order to maintain good thermal conductivity, these pastes should be attached with silicone grease (SCH-20 SCH-20).
Etc.). It is more preferable to add a material having good thermal conductivity such as *** to the silicon grease.
【００４３】なお、この実施形態では、複数個の熱電変
換素子２４を直列に接続し、発電出力をリード４１、４
３（図３参照）の間に得るようにしている。In this embodiment, a plurality of thermoelectric conversion elements 24 are connected in series, and the power generation output is connected to the leads 41 and 4.
3 (see FIG. 3).
【００４４】また、この実施形態では、熱電変換素子２
４を密接して設けているが、熱電変換素子２４に充分に
熱を伝導するために、互いの間隔をあけて設けるように
してもよい。In this embodiment, the thermoelectric conversion element 2
Although they are provided close to each other, they may be provided at an interval from each other in order to sufficiently conduct heat to the thermoelectric conversion elements 24.
【００４５】図６に、温度差発電装置１４の断面を示
す。熱水取込口４２は、熱流体室２２の下端部近傍に設
けられ、熱水排水口４４は、熱流体室２２の上端部近傍
に設けられている。同様に、冷水取込口４６は、冷流体
室２６の下端部近傍に設けられ、冷水排水口４８は、冷
流体室２６の上端部近傍に設けられている。熱流体室２
２、冷流体室２６の壁は、銅等の熱伝導性の高い材料を
用いることが好ましい。ただし、熱流体室２２、冷流体
室２６を流れる熱水流、冷水流が、腐食性の酸性、アル
カリ性である場合には、耐腐食性を持つ材料（アルミニ
ウム等）を用いることが好ましい。FIG. 6 shows a cross section of the temperature difference power generation device 14. The hot water intake 42 is provided near the lower end of the hot fluid chamber 22, and the hot water drain 44 is provided near the upper end of the hot fluid chamber 22. Similarly, the cold water intake 46 is provided near the lower end of the cold fluid chamber 26, and the cold water drain 48 is provided near the upper end of the cold fluid chamber 26. Thermal fluid chamber 2
2. The wall of the cold fluid chamber 26 is preferably made of a material having high thermal conductivity such as copper. However, when the hot water flow and the cold water flow flowing through the hot fluid chamber 22 and the cold fluid chamber 26 are corrosive acidic or alkaline, it is preferable to use a material having corrosion resistance (such as aluminum).
【００４６】また、熱流体室２２の排水側は、フランジ
５０、５４に対するねじ止めによって、室壁が着脱可能
に形成されている。また、フランジ５０、５４間に、ゴ
ム材５２を挟み込んで、水密性を保っている。The drain side of the thermal fluid chamber 22 is formed with a removable wall by screwing to the flanges 50 and 54. In addition, a rubber material 52 is sandwiched between the flanges 50 and 54 to maintain watertightness.
【００４７】同様に、冷流体室２６の吸水側は、フラン
ジ５６、６０に対するねじ止めによって、室壁が着脱可
能に形成されている。また、フランジ５６、６０間に、
ゴム材５８を挟み込んで、水密性を保っている。Similarly, on the water absorption side of the cold fluid chamber 26, the chamber wall is formed detachably by screwing to the flanges 56 and 60. Also, between the flanges 56 and 60,
The rubber material 58 is interposed to maintain watertightness.
【００４８】パイプ３０に熱水取込路１２（たとえばビ
ニールパイプ）を接続し、パイプ３４に冷水取込路１６
を接続する。これにより、熱水取込口４２から熱流体室
２２に熱水が取り込まれ、熱水排水口４４から排出され
る。つまり、熱流体室２２内に熱水流が形成されて、熱
水流路となる。この際、熱水排水口４４が上端部近傍に
形成されているので、熱流体室２２の中に空気部分を生
じることなく、熱水流を得ることができる。よって、効
率よく、熱水の高温を熱電変換素子２４に伝導すること
ができる。The hot water intake channel 12 (for example, a vinyl pipe) is connected to the pipe 30, and the cold water intake channel 16 is connected to the pipe 34.
Connect. As a result, hot water is taken into the hot fluid chamber 22 from the hot water intake 42 and discharged from the hot water drain 44. In other words, a hot water flow is formed in the hot fluid chamber 22 to form a hot water flow path. At this time, since the hot water drainage port 44 is formed near the upper end, a hot water flow can be obtained without generating an air portion in the hot fluid chamber 22. Therefore, the high temperature of the hot water can be efficiently transmitted to the thermoelectric conversion element 24.
【００４９】また、温度分布上からも、上部壁の方が高
温となり、上部に設けられた熱電変換素子２４に有効に
熱を伝達できる。Also, from the viewpoint of temperature distribution, the temperature of the upper wall becomes higher, so that heat can be effectively transmitted to the thermoelectric conversion element 24 provided on the upper part.
【００５０】さらに、熱水排水口４４の側が高くなるよ
うに傾斜が設けられているので、熱流体室２２内の気泡
は、熱水の流れだけでなく、浮力によっても熱水排水口
４４に向かう。したがって、熱電変換素子２４への熱伝
導を阻害する可能性のある気泡を、熱流体室２２からス
ムースに排除することができる。Further, since the inclined portion is provided so that the side of the hot water drainage port 44 becomes higher, the bubbles in the hot fluid chamber 22 are not only generated by the hot water flow but also by the buoyancy. Heading. Therefore, air bubbles that may hinder heat conduction to the thermoelectric conversion element 24 can be smoothly removed from the thermal fluid chamber 22.
【００５１】一方、パイプ３４に冷水取込路１６接続
し、パイプ３６に冷水排水路２０を接続する。これによ
り、冷水取込口４６から冷流体室２６に冷水が取り込ま
れ、冷水排水口４８から排出される。つまり、冷流体室
２６内に冷水流が形成されて、冷水流路となる。この
際、冷水排水口４８が上端部近傍に形成されているの
で、冷流体室２６の中に空気部分を生じることなく、冷
水流を得ることができる。よって、効率よく、冷水の低
温を熱電変換素子２４に伝導することができる。On the other hand, the cold water intake passage 16 is connected to the pipe 34, and the cold water drainage passage 20 is connected to the pipe 36. As a result, cold water is taken into the cold fluid chamber 26 from the cold water intake 46 and discharged from the cold water drain 48. That is, a chilled water flow is formed in the chilled fluid chamber 26 to form a chilled water flow path. At this time, since the cold water discharge port 48 is formed near the upper end, a cold water flow can be obtained without generating an air portion in the cold fluid chamber 26. Therefore, the low temperature of the cold water can be efficiently transmitted to the thermoelectric conversion element 24.
【００５２】また、温度分布上からも、下部壁の方が低
温となり、下部に設けられた熱電変換素子２４に有効に
熱を伝達できる。Further, from the viewpoint of the temperature distribution, the temperature of the lower wall is lower, so that heat can be effectively transmitted to the thermoelectric conversion element 24 provided below.
【００５３】さらに、冷水排水口４８の側が高くなるよ
うに傾斜が設けられているので、冷流体室２６内の気泡
は、冷水の流れだけでなく、浮力によっても冷水排水口
４８に向かう。したがって、熱電変換素子２４への熱伝
導を阻害する可能性のある気泡を、冷流体室２６からス
ムースに排除することができる。Further, since the inclination is provided so that the side of the cold water discharge port 48 becomes higher, the air bubbles in the cold fluid chamber 26 flow toward the cold water discharge port 48 not only by the flow of the cold water but also by the buoyancy. Therefore, air bubbles that may hinder heat conduction to the thermoelectric conversion element 24 can be smoothly removed from the cold fluid chamber 26.
【００５４】図７Ａに、図６のVII−VIIにおける断面を
示す。この実施形態においては、熱水流の高温を効率よ
く熱電変換素子４２に伝導するために、熱電変換素子２
４に対向する熱流体室２２の内壁に、フィン７０を設け
ている。冷流体室２６においても、同様の目的で、フィ
ン７２が設けられている。フィン７０、７２の材料とし
ては、銅など熱伝導性の高いものが好ましく、流体の性
質によっては、耐腐食性に優れていることも必要であ
る。FIG. 7A shows a section taken along line VII-VII of FIG. In this embodiment, in order to efficiently transmit the high temperature of the hot water flow to the thermoelectric conversion element 42, the thermoelectric conversion element 2
Fins 70 are provided on the inner wall of the thermal fluid chamber 22 opposite to the fin 70. Fins 72 are also provided in the cold fluid chamber 26 for the same purpose. The material of the fins 70 and 72 is preferably a material having high thermal conductivity such as copper, and depending on the properties of the fluid, it is necessary that the fins 70 and 72 have excellent corrosion resistance.
【００５５】図７Ｂに示すように、このフィン７０、７
２は、熱水流（冷水流）の流れる方向に沿って、延長さ
れて形成されている。したがって、清掃時にフィン７
０、７２が、じゃまになりにくい。なお、この実施形態
では、フランジ５４、６０（図６参照）を取り外して、
容易に内部の清掃を行うことができる。清掃によって、
熱電変換素子２４に対向する内壁に付着し、熱伝導を阻
害している固形物を取り除くことができる。As shown in FIG. 7B, the fins 70, 7
2 is formed to extend along the flowing direction of the hot water flow (cold water flow). Therefore, when cleaning the fins 7
0 and 72 are less likely to get in the way. In this embodiment, the flanges 54 and 60 (see FIG. 6) are removed,
The inside can be easily cleaned. By cleaning
A solid substance that adheres to the inner wall facing the thermoelectric conversion element 24 and hinders heat conduction can be removed.
【００５６】なお、清掃が不要な場合であれば、フィン
７０、７２を流れの進行方向にジグザグ状に形成して、
熱電変換素子２４に対する熱伝達効率を向上させること
ができる。If cleaning is unnecessary, the fins 70 and 72 are formed in a zigzag shape in the flow direction, and
The heat transfer efficiency to the thermoelectric conversion element 24 can be improved.
【００５７】図８に、第２の実施形態による温度差発電
装置１４の外観を示す。温度差発電装置１４は、熱流体
室２２と、その上面の外壁に貼り付けられた熱電変換素
子２４と、熱電変換素子２４の上に設けられた冷流体室
２６とを備えている。線VII-VIIにおける断面図は、第
１の実施形態（図７）と同様である。FIG. 8 shows the appearance of a temperature difference power generator 14 according to the second embodiment. The temperature difference power generation device 14 includes a thermofluid chamber 22, a thermoelectric conversion element 24 attached to an outer wall on an upper surface thereof, and a cold fluid chamber 26 provided on the thermoelectric conversion element 24. The sectional view taken along line VII-VII is the same as that of the first embodiment (FIG. 7).
【００５８】熱流体室２２には、熱水取込口と熱水排水
口が設けられており、それぞれ、パイプ３０、パイプ３
２が接続されている。このパイプ３０には、熱水取込路
１２が接続され、パイプ３２には、熱水排出路１８が接
続される。熱流体室２２は、たとえば、高さ３ｃｍ、幅
６ｃｍ、厚さ２ｍｍのアルミの角管を用いて形成するこ
とができる。また、パイプ３０、パイプ３２は、外形１
２ｍｍの丸管を用いて形成することができる。フィン７
０、７２は、流体室のほぼ半分の高さ（約１５ｍｍ）と
した。The hot fluid chamber 22 is provided with a hot water intake port and a hot water drain port.
2 are connected. The hot water intake passage 12 is connected to the pipe 30, and the hot water discharge passage 18 is connected to the pipe 32. The thermal fluid chamber 22 can be formed using, for example, an aluminum square tube having a height of 3 cm, a width of 6 cm, and a thickness of 2 mm. The pipe 30 and the pipe 32 have the outer shape 1
It can be formed using a 2 mm round tube. Fin 7
0 and 72 are almost half the height (about 15 mm) of the fluid chamber.
【００５９】冷流体室２６には冷水取込口と冷水排水口
が設けられており、それぞれ、パイプ３４、パイプ３６
が接続されている。このパイプ３４には、冷水取込路１
２が接続され、パイプ３６には、冷水排水路２０が接続
される。この冷水取込用のパイプ３４、冷水排水用のパ
イプ３６は、それぞれ、第１の実施形態に対して反対の
側に取り付けられている。The cold fluid chamber 26 is provided with a cold water intake port and a cold water drain port.
Is connected. This pipe 34 has a cold water intake path 1
2 is connected, and the cold water drainage channel 20 is connected to the pipe 36. The pipe 34 for taking in cold water and the pipe 36 for draining cold water are respectively attached to the opposite sides to the first embodiment.
【００６０】また、熱流体室２２の下面には、支持部材
３８、４０が設けられている。第１の実施形態と異な
り、支持部材３８と支持部材４０は同じ高さに構成され
ている。Further, support members 38 and 40 are provided on the lower surface of the thermal fluid chamber 22. Unlike the first embodiment, the support member 38 and the support member 40 are configured at the same height.
【００６１】図９に、温度差発電装置１４の断面を示
す。熱水取込口４２は、熱流体室２２の下端部近傍に設
けられ、熱水排水口４４は、熱流体室２２の上端部近傍
に設けられている。同様に、冷水取込口４６は、冷流体
室２６の下端部近傍に設けられ、冷水排水口４８は、冷
流体室２６の上端部近傍に設けられている。FIG. 9 shows a cross section of the temperature difference power generator 14. The hot water intake 42 is provided near the lower end of the hot fluid chamber 22, and the hot water drain 44 is provided near the upper end of the hot fluid chamber 22. Similarly, the cold water intake 46 is provided near the lower end of the cold fluid chamber 26, and the cold water drain 48 is provided near the upper end of the cold fluid chamber 26.
【００６２】パイプ３０に熱水取込路１２（たとえばビ
ニールパイプ）を接続し、パイプ３４に冷水取込路１６
を接続する。これにより、熱水取込口４２から熱流体室
２２に熱水が取り込まれ、熱水排水口４４から排出され
る。つまり、熱流体室２２内に矢印Ａの方向に熱水流が
形成されて、熱水流路となる。The hot water intake passage 12 (for example, a vinyl pipe) is connected to the pipe 30, and the cold water intake passage 16 is connected to the pipe 34.
Connect. As a result, hot water is taken into the hot fluid chamber 22 from the hot water intake 42 and discharged from the hot water drain 44. That is, a hot water flow is formed in the hot fluid chamber 22 in the direction of the arrow A, thereby forming a hot water flow path.
【００６３】パイプ３４に冷水取込路１６接続し、パイ
プ３６に冷水排水路２０を接続する。これにより、冷水
取込口４６から冷流体室２６に冷水が取り込まれ、冷水
排水口４８から排出される。つまり、冷流体室２６内に
矢印Ｂの方向に冷水流が形成されて、冷水流路となる。The cold water intake passage 16 is connected to the pipe 34, and the cold water drainage passage 20 is connected to the pipe 36. As a result, cold water is taken into the cold fluid chamber 26 from the cold water intake 46 and discharged from the cold water drain 48. That is, a chilled water flow is formed in the chilled fluid chamber 26 in the direction of arrow B, forming a chilled water flow path.
【００６４】ところで、熱水流は、熱水取込口４２から
熱水排水口４４に向かって進むにしたがって、その温度
が低下する。同様に、冷水流は、冷水取込口４６から冷
水排水口４８に向かって進むにしたがって、その温度が
低下する。したがって、第１の実施形態（図６）のよう
に、熱水流を流す方向Ａと冷水流を流す方向Ｂとが同じ
である場合には、熱水流と冷水流のの温度差が、取込口
４２、４６近傍から排水口４４、４８近傍に進むにした
がって小さくなる。このため、直列接続した熱電変換素
子２４に起電力の差が生じ、発電効率が低下するおそれ
があった。The temperature of the hot water flow decreases as it proceeds from the hot water inlet 42 to the hot water drain 44. Similarly, the temperature of the chilled water stream decreases as it proceeds from the chilled water intake 46 to the chilled water drain 48. Therefore, when the direction A of flowing hot water and the direction B of flowing cold water are the same as in the first embodiment (FIG. 6), the temperature difference between the hot water flow and the cold water flow is It becomes smaller as it goes from the vicinity of the ports 42, 46 to the vicinity of the drainage ports 44, 48. For this reason, a difference in electromotive force is generated in the thermoelectric conversion elements 24 connected in series, and there is a possibility that power generation efficiency is reduced.
【００６５】第２の実施形態では、図９の矢印Ａと矢印
Ｂに示すように、熱水流と冷水流の方向を逆にしてい
る。したがって、流路方向（流体室の延長方向）にわた
って熱水流と冷水流の温度差を均一に保つことができ、
熱電変換素子２４の起電力の不均一を小さくして、発電
効率をより向上させている。In the second embodiment, the directions of the hot water flow and the cold water flow are reversed as shown by arrows A and B in FIG. Therefore, the temperature difference between the hot water flow and the cold water flow can be kept uniform over the flow channel direction (extending direction of the fluid chamber),
The non-uniformity of the electromotive force of the thermoelectric conversion element 24 is reduced, and the power generation efficiency is further improved.
【００６６】この実施形態では、熱流体室２４、冷流体
室２２は、傾斜を設けず、水平に形成されている。しか
し、第１の実施形態（図６）のように、気泡による影響
を避けるため、傾斜を設けてもよい。この場合、熱水排
水口４４の側が高くなるように傾斜させることが好まし
い。上部に熱電変換素子２４のある熱流体室２２の方
が、下部に熱電変換素子２４のある冷流体室２６よりも
気泡の影響が大きいと考えられるからである。In this embodiment, the hot fluid chamber 24 and the cold fluid chamber 22 are formed horizontally without any inclination. However, as in the first embodiment (FIG. 6), an inclination may be provided in order to avoid the influence of air bubbles. In this case, it is preferable to incline so that the side of the hot water discharge port 44 is higher. This is because it is considered that the influence of the bubbles is larger in the thermal fluid chamber 22 having the thermoelectric conversion element 24 in the upper part than in the cold fluid chamber 26 having the thermoelectric conversion element 24 in the lower part.
【００６７】なお、この実施形態では、冷流体室２６に
おいて、熱電変換素子２４の反対側（つまり上側）にフ
ィン７２を設けている。冷水は熱水に比べて粘性が高
い。このため、冷流体室２６の下側にフィン７２を設け
ると、流体抵抗が大きくなり、粘性の高さともあいまっ
て、フィン７２近傍の冷水流の流れが悪くなる。その結
果、フィン７２近傍の冷水温度が上昇し、発電効率を低
下させるおそれがある。そこで、この実施形態では、フ
ィン７２を上側に設けることにより、熱電変換素子２４
のある下側の冷水流をスムースにして、冷水温度の上昇
を防ぐようにしている。さらに、フィン７２によって、
冷流体室２２の壁を効率よく低温に保つことができる。In this embodiment, fins 72 are provided on the opposite side (ie, upper side) of the thermoelectric conversion elements 24 in the cold fluid chamber 26. Cold water is more viscous than hot water. Therefore, when the fins 72 are provided below the cold fluid chamber 26, the fluid resistance increases, and the flow of the cold water flow near the fins 72 deteriorates in combination with the high viscosity. As a result, the temperature of the cold water in the vicinity of the fins 72 increases, and the power generation efficiency may be reduced. Therefore, in this embodiment, by providing the fin 72 on the upper side, the thermoelectric conversion element 24 is provided.
The chilled water flow on the lower side with a smoothness is designed to prevent the chilled water temperature from rising. Further, by the fins 72,
The wall of the cold fluid chamber 22 can be efficiently kept at a low temperature.
【００６８】また、上記のように、冷流体室２６のフィ
ン７２を上側に設けることにより、フィン、取込口、排
水口を含めた熱流体室２２と冷流体室との構造が同じに
なり、製造コストを低減することができる。As described above, by providing the fins 72 of the cold fluid chamber 26 on the upper side, the structure of the hot fluid chamber 22 including the fins, the intake port, and the drain port becomes the same as that of the cold fluid chamber. In addition, the manufacturing cost can be reduced.
【００６９】さらに、この実施形態では、熱流体室２２
に設けたフィン７０の熱水排水口４４近傍を、図９に示
すように切り欠いている。これにより、熱水排水口４４
からの熱水の排水をスムースにしている。同様に、冷流
体室２６に設けたフィン７２の冷水排水口４８近傍を、
切り欠いている。Further, in this embodiment, the thermal fluid chamber 22
The vicinity of the hot water drainage port 44 of the fin 70 provided at the bottom is cut off as shown in FIG. As a result, the hot water drain 44
Smooth drainage of hot water from Similarly, the vicinity of the cold water discharge port 48 of the fin 72 provided in the cold fluid chamber 26 is
Notched.
【００７０】なお、図９Ｂに示すように、フランジ５
０、５４、ゴム材５２には、パイプ３４との干渉を避け
るための切り欠き３３を設けている。As shown in FIG. 9B, the flange 5
Notches 33 are provided in the rubber material 52 to prevent interference with the pipe 34.
【００７１】上記実施形態では、冷流体室２６のフィン
７２を熱電変換素子２４の反対側（上側）に設けたが、
粘性の高い熱流体を用いる場合には、熱流体室２２のフ
ィン７０を熱電変換素子２４の反対側（下側）に設ける
ようにしてもよい。また、熱流体、冷流体ともに粘性の
高いものを用いる場合には、双方のフィン７０、７２
を、ともに熱電変換素子２４の反対側に設けてもよい。In the above embodiment, the fins 72 of the cold fluid chamber 26 are provided on the opposite side (upper side) of the thermoelectric conversion element 24.
When using a viscous heat fluid, the fin 70 of the heat fluid chamber 22 may be provided on the opposite side (lower side) of the thermoelectric conversion element 24. In the case where both the hot fluid and the cold fluid have high viscosity, both fins 70 and 72 are used.
May be provided on the opposite side of the thermoelectric conversion element 24.
【００７２】上記、第１または第２の実施形態では、熱
流路を上部に、冷流路を下部に形成している。しかしな
がら、沈殿性の物質を含む流体（たとえば、汚れた河川
の水）を用いる場合には、当該流体の流路を下側に形成
した方が好ましい場合もある。上側にした場合には、流
路の下面に堆積した沈殿性の物質によって、熱電変換素
子への熱伝導が妨げられるからである。In the first or second embodiment, the heat flow path is formed at the upper part and the cold flow path is formed at the lower part. However, when a fluid containing a sedimentable substance (for example, dirty river water) is used, it may be preferable to form a flow path for the fluid on the lower side. This is because, when it is on the upper side, the heat transfer to the thermoelectric conversion element is hindered by the precipitated substance deposited on the lower surface of the flow path.
【００７３】図１０Ａに、他の実施形態による温度差発
電装置１４の断面図を示す。この実施形態では、対角線
にあたる部分に熱電変換素子２４を設けている。したが
って、図７Ａのものと同じ外形表面積でありながら、熱
電変換素子２４を設ける面積を増やすことができる。FIG. 10A is a sectional view of a temperature difference power generator 14 according to another embodiment. In this embodiment, a thermoelectric conversion element 24 is provided at a portion corresponding to a diagonal line. Therefore, the area in which the thermoelectric conversion elements 24 are provided can be increased while having the same external surface area as that of FIG. 7A.
【００７４】また、図１０Ｂに示すように、円形の外形
にして、外形表面積を少なくすることもできる。As shown in FIG. 10B, a circular outer shape can be used to reduce the outer surface area.
【００７５】さらに、図１１Ａに示すように、熱流体室
２２の上下に、冷流体室２６を設けてもよい。Further, as shown in FIG. 11A, a cold fluid chamber 26 may be provided above and below the hot fluid chamber 22.
【００７６】さらにまた、図１１Ｂに示すように、多角
形に形成した熱流体室２２を取り囲むように、冷流体室
２６を設けてもよい。なお、中央部の２２に冷流体を流
し、外部の２６に熱流体を流すようにしてもよい。Further, as shown in FIG. 11B, a cold fluid chamber 26 may be provided so as to surround the polygonal hot fluid chamber 22. In addition, you may make it flow a cold fluid to 22 of a center part, and to flow a hot fluid to 26 outside.
【００７７】図１２に、他の実施形態による温度差発電
装置１５の外観を示す。この実施形態では、流体取込の
ためのパイプ１００と流体排出のためのパイプ１０２が
設けられている。図１２の線XI-XIにおける断面を、図
１３に示す。流体室１０６の外壁の周囲には、シリコン
グリースによって熱電変換素子２４が貼り付けられてい
る。さらに、その外側には、熱電変換素子２４とシリコ
ングリースによって密着された防水壁１０８が設けられ
ている。流体室１０６の外壁は、銅などの熱良導体であ
ることが好ましい。防水壁１０８も銅などの熱良導体で
あることが好ましいが、接触する流体の種類によって
は、耐腐食性も併せて有することが好ましい。FIG. 12 shows the appearance of a temperature difference power generator 15 according to another embodiment. In this embodiment, a pipe 100 for fluid intake and a pipe 102 for fluid discharge are provided. FIG. 13 shows a cross section taken along line XI-XI in FIG. A thermoelectric conversion element 24 is attached around the outer wall of the fluid chamber 106 with silicon grease. Further, a waterproof wall 108 is provided outside the thermoelectric conversion element 24 in close contact with the silicon grease. The outer wall of the fluid chamber 106 is preferably made of a heat conductor such as copper. The waterproof wall 108 is also preferably made of a heat conductive material such as copper, but it is preferable that the waterproof wall 108 also has corrosion resistance depending on the type of the fluid to be contacted.
【００７８】流体排出口１０４は、流体室１０６の上端
部近傍に設けられており、パイプ１０２に接続されてい
る。また、流体取込口１０１は、流体室１０６の下端部
近傍に設けられ、パイプ１００に接続されている。The fluid outlet 104 is provided near the upper end of the fluid chamber 106 and is connected to the pipe 102. The fluid intake 101 is provided near the lower end of the fluid chamber 106 and is connected to the pipe 100.
【００７９】図１４に、この温度差発電装置１５の使用
例を示す。温度差発電装置１５は、支持部材１１０、１
１２によって、排出側が上になるような傾斜が設けられ
て河川１０の中に設置される（傾斜させなくともよ
い）。支持部材１１０、１１２は、予め温度差発電装置
１５の一部として、これに固定されたものであってもよ
く、設置時に別途固定したものであってもよい。FIG. 14 shows an example of use of the temperature difference power generator 15. The temperature difference power generation device 15 includes support members 110, 1
By 12, a slope is provided such that the discharge side is upward and installed in the river 10 (it is not necessary to slope). The support members 110 and 112 may be fixed in advance as a part of the temperature difference power generation device 15 or may be separately fixed at the time of installation.
【００８０】熱水取込路であるホース１１４から、流体
取込口１０１を介して、流体室１０６内に熱水が取り込
まれ、流体排出口１０１を介して、熱水排出路であるパ
イプ１０２から排出される。したがって、流体室１０６
内に熱水流が形成され、熱水流路となる。これにより、
流体室１０６内の熱水流と、川の冷水流との温度差を、
熱電変換素子が受けて発電を行う。なお、ホース１１４
の外周には、断熱材を設けておくことが好ましい。ま
た、水圧等によって、熱水の排出がスムースでない場合
には、ホース等によって、川の外まで熱水排出路を形成
して排出することが好ましい。Hot water is taken into the fluid chamber 106 from the hose 114, which is a hot water intake channel, through the fluid intake port 101, and the pipe 102, which is a hot water discharge channel, is passed through the fluid discharge port 101. Is discharged from Therefore, the fluid chamber 106
A hot water flow is formed in the inside, and becomes a hot water flow path. This allows
The temperature difference between the hot water flow in the fluid chamber 106 and the cold water flow in the river is
The thermoelectric conversion element receives and generates electric power. The hose 114
It is preferable to provide a heat insulating material on the outer periphery of. When the discharge of hot water is not smooth due to water pressure or the like, it is preferable to form a hot water discharge path to the outside of the river with a hose or the like to discharge the hot water.
【００８１】この実施形態によれば、取込路が１つでよ
く（冷水取込路が不要である）、装置の構成を簡易にす
ることができる。According to this embodiment, only one intake path is required (the cold water intake path is unnecessary), and the configuration of the apparatus can be simplified.
【００８２】なお、図１４の例では、流体室１０６内に
温泉等からの熱水を取り込んで、装置１５を川の中に設
置した。しかし、流体室１０６内に河川等からの冷水を
取り込んで、装置１５を温泉等の熱水流の中に設置して
もよい。In the example shown in FIG. 14, hot water from a hot spring or the like was taken into the fluid chamber 106, and the device 15 was installed in a river. However, cold water from a river or the like may be taken into the fluid chamber 106, and the device 15 may be installed in a hot water flow such as a hot spring.
【００８３】上記各実施形態では、温泉の熱水を用いて
いるが、太陽熱によって暖められた熱水等を用いてもよ
い。また、川の冷水に代えて、雪が解けてできた冷水を
用いてもよい。In the above embodiments, hot water from a hot spring is used, but hot water or the like heated by solar heat may be used. Further, instead of the cold water of the river, cold water formed by melting snow may be used.
【００８４】さらに、熱水に代えて熱気体等の熱流体を
用いてもよく、冷水に代えて冷気体等の冷流体を用いて
もよい。Further, a hot fluid such as a hot gas may be used instead of hot water, and a cold fluid such as a cold gas may be used instead of cold water.
【００８５】[0085]
【実施例】図２、図６（第１の実施形態）の装置を２つ
直列に接続した図１５の装置を用いて実験を行った。熱
流体室２２、冷流体室２６は、30mm×60mm×1000mmのア
ルミニウム管を用いた。第１の温度差発電装置１４ａか
らの、熱水、冷水を、第２の温度差発電装置１４ｂに取
り込むようにした。１つの装置に対して、図４の熱電変
換素子２４を６０個貼り付けた。熱水の温度、冷水の温
度、起電力等を表１に示す。EXAMPLE An experiment was conducted using the apparatus shown in FIG. 15 in which two apparatuses shown in FIGS. 2 and 6 (first embodiment) were connected in series. As the hot fluid chamber 22 and the cold fluid chamber 26, 30 mm × 60 mm × 1000 mm aluminum tubes were used. Hot water and cold water from the first temperature difference power generation device 14a are taken into the second temperature difference power generation device 14b. Sixty thermoelectric conversion elements 24 of FIG. 4 were attached to one device. Table 1 shows the temperature of hot water, the temperature of cold water, the electromotive force, and the like.
【００８６】[0086]
【表１】 [Table 1]
【００８７】上記表の出力は、昼夜を問わず、ほぼ一定
して得られた。この点、天候に左右される太陽電池に比
べて、有利な点である。The outputs in the above table were obtained almost constantly regardless of day or night. This is an advantage in comparison with a solar cell that depends on the weather.
【００８８】また、上記と同様の条件にて、図８、図９
（第２の実施形態）の装置を用いて行った実験結果を表
２に示す。第１の実施形態に比べ、起電力にかなりの向
上が見られる。8 and 9 under the same conditions as described above.
Table 2 shows the results of experiments performed using the apparatus of the second embodiment. Compared to the first embodiment, a considerable improvement in the electromotive force is seen.
【００８９】[0089]
【表２】 [Table 2]
【図１】この発明の一実施形態による温度差発電システ
ムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a temperature difference power generation system according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の温度差発電システムに用いた温度差発電
装置１４の外観を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an appearance of a temperature difference power generation device 14 used in the temperature difference power generation system of FIG.
【図３】熱流体室２２の上面に貼り付けられた熱電変換
素子２４を示す図である。FIG. 3 is a view showing a thermoelectric conversion element attached to an upper surface of a thermal fluid chamber.
【図４】熱電変換素子２４の外観を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an appearance of a thermoelectric conversion element 24.
【図５】熱電変換素子２４の断面を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a cross section of the thermoelectric conversion element 24.
【図６】温度差発電装置１４の縦断面を示す図である。FIG. 6 is a view showing a vertical cross section of the temperature difference power generation device 14.
【図７】温度差発電装置１４の横断面を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a cross section of the temperature difference power generation device 14.
【図８】第２の実施形態による温度差発電装置１４を示
す図である。FIG. 8 is a diagram showing a temperature difference power generation device 14 according to a second embodiment.
【図９】温度差発電装置１４の縦断面を示す図である。FIG. 9 is a view showing a vertical cross section of the temperature difference power generator 14.
【図１０】他の実施形態による温度差発電装置の断面を
示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a cross section of a temperature difference power generation device according to another embodiment.
【図１１】他の実施形態による温度差発電装置の断面を
示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a cross section of a temperature difference power generation device according to another embodiment.
【図１２】他の実施形態による温度差発電装置１５の外
観を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an appearance of a temperature difference power generation device 15 according to another embodiment.
【図１３】図１２の温度差発電装置１５の横断面を示す
図である。13 is a diagram showing a cross section of the temperature difference power generation device 15 of FIG.
【図１４】温度差発電装置１５の使用例を示す図であ
る。FIG. 14 is a diagram showing a usage example of the temperature difference power generation device 15.
【図１５】実施例に用いた温度差発電装置の構成を示す
図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a temperature difference power generation device used in an example.
２２・・・熱流体室 ２４・・・熱電変換素子 ２６・・・冷流体室 22: thermal fluid chamber 24: thermoelectric conversion element 26: cold fluid chamber
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 安弘 北海道釧路市大楽毛西２丁目32番１号 国 立釧路工業高等専門学校内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Yasuhiro Yokoyama 2-32-1 Dairaku Nishi, Kushiro City, Hokkaido Inside Kushiro National College of Technology
Claims (19)
泉からの熱水を取り込むための熱水取込路と、 高低差もしくは川の流動力を用いて、川からの冷水を取
り込むための冷水取込路と、 熱水取込口より熱水を取り込み、熱水排水口より熱水を
排水する熱水流路と、 冷水取込口より冷水を取り込み、冷水排水口より冷水を
排水する冷水流路と、 一端部が熱水流路に熱的に接続され、他端部が冷水流路
に熱的に接続された熱電変換素子と、 を備えた温度差発電システム。1. A hot water intake path for taking in hot water from a hot spring using a height difference or a self-propelling force of a hot spring, and a hot water intake path for taking cold water from a river using a height difference or a fluidity of a river. A hot water flow path that takes in hot water from the hot water intake port and drains hot water from the hot water drain port, takes in cold water from the cold water intake port, and drains cold water from the cold water drain port A temperature difference power generation system comprising: a cold water flow path; and a thermoelectric conversion element having one end thermally connected to the hot water flow path and the other end thermally connected to the cold water flow path.
の方向が逆であることを特徴とするもの。2. The temperature difference power generation system according to claim 1, wherein a direction of the hot water flowing through the hot water flow path is opposite to a direction of the cold water flowing through the cold water flow path.
おいて、 熱水流路の上に、冷水流路が設けられていることを特徴
とするもの。3. The temperature difference power generation system according to claim 1, wherein a cold water flow path is provided on the hot water flow path.
ムにおいて、 熱水流路には、熱電変換素子側にフィンが設けられ、冷
水流路には、熱電変換素子と反対側にフィンが設けられ
ていることを特徴とするもの。4. The temperature difference power generation system according to claim 1, wherein the hot water flow path is provided with fins on the thermoelectric conversion element side, and the cold water flow path is provided with fins on the side opposite to the thermoelectric conversion element. What is provided.
ステムにおいて、 熱水取込路、冷水取込路、熱水流路または冷水流路の少
なくとも何れかの外周に、断熱手段を設けたことを特徴
とするもの。5. A temperature difference power generation system according to claim 1, wherein at least one of a hot water intake path, a cold water intake path, a hot water flow path and a cold water flow path has a heat insulating means. Features provided.
差発電システムにおいて、 熱水流路は、熱水取込口側よりも熱水排水口側の方が高
くなるように、傾斜が設けられ、 冷水流路は、冷水取込口側よりも冷水排水口側の方が高
くなるように、傾斜が設けられていることを特徴とする
もの。6. The temperature difference power generation system according to claim 1, wherein the hot water flow path is higher on the hot water discharge port side than on the hot water intake port side. The cold water flow path is provided with a slope such that the cold water discharge port side is higher than the cold water intake port side.
泉からの温泉熱水を熱水流として形成し、 高低差もしくは川の流動力を用いて、川からの河川冷水
を冷水流として形成し、 前記熱水流と前記冷水流の温度差を熱電変換素子に与え
ることによって発電を行う温度差発電方法。7. Hot spring water from a hot spring is formed as a hot water flow using a height difference or a self-propelling force of a hot spring, and river cold water from a river is formed as a cold water flow using a height difference or a flow force of a river. A temperature difference power generation method for generating power by giving a temperature difference between the hot water flow and the cold water flow to a thermoelectric conversion element.
これを排出するための熱流体排出口が形成された熱流体
室と、 冷流体を取り込むための冷流体取込口と、これを排出す
るための冷流体排出口が形成された冷流体室と、 熱流体室の外壁と冷流体室の外壁との間に設けられた熱
電変換素子と、 を備えた温度差発電装置において、 前記熱流体排出口を熱流体室の上部に形成し、 前記冷流体排出口を冷流体室の上部に形成したことを特
徴とするもの。8. A hot fluid intake for taking in a hot fluid,
A hot fluid chamber formed with a hot fluid discharge port for discharging the same, a cold fluid intake port for taking in a cold fluid, and a cold fluid chamber formed with a cold fluid discharge port for discharging the same. A thermoelectric conversion element provided between an outer wall of the thermal fluid chamber and an outer wall of the cold fluid chamber, wherein the thermal fluid outlet is formed in an upper portion of the thermal fluid chamber, The fluid outlet is formed in the upper part of the cold fluid chamber.
流体の方向が反対方向であることを特徴とするもの。9. The temperature difference power generator according to claim 8, wherein the direction of the hot fluid flowing through the hot fluid chamber and the direction of the cold fluid flowing through the cold fluid chamber are opposite to each other.
いて、 前記冷流体室は、熱電変換素子を介して、前記熱流体室
の上に設けられていることを特徴とするもの。10. The temperature difference power generator according to claim 8, wherein the cold fluid chamber is provided on the hot fluid chamber via a thermoelectric conversion element.
置において、 熱電変換素子の設けられた部位における、熱流体室また
は冷流体室の少なくともいずれか一方の内壁に、熱流体
または冷流体の進行方向に沿ったフィンを設けたことを
特徴とするもの。11. The temperature difference power generation device according to claim 8, 9 or 10, wherein a hot fluid or a cold fluid is provided on at least one of the inner wall of the hot fluid chamber and the cold fluid chamber at a portion where the thermoelectric conversion element is provided. Characterized in that fins are provided along the direction of travel.
行方向に沿ったフィンを設け、 冷流体室には、熱電変換素子とは反対側の内壁に、冷流
体の進行方向に沿ったフィンを設けたことを特徴とする
もの。12. The thermoelectric generator according to claim 11, wherein the thermo-fluid chamber is provided with fins along the traveling direction of the thermo-fluid on the inner wall on the thermoelectric conversion element side, and the thermo-electric conversion chamber is provided in the cold-fluid chamber. A fin is provided on the inner wall opposite to the element along the traveling direction of the cold fluid.
において、 前記フィンは、排出口近傍において、切り欠かれている
ことを特徴とするもの。13. The temperature difference power generator according to claim 11, wherein the fin is cut off in the vicinity of an outlet.
装置において、 熱流体室は、熱流体取込口よりも熱流体排出口が高い位
置に形成されており、冷流体室は、冷流体取込口よりも
冷流体排出口が高い位置に形成されていることを特徴と
するもの。14. The temperature difference power generator according to any one of claims 8 to 13, wherein the hot fluid chamber is formed at a position where the hot fluid outlet is higher than the hot fluid intake, and the cold fluid chamber is The cold fluid discharge port is formed at a position higher than the cold fluid intake port.
装置において、 熱流体室および冷流体室の熱電変換素子に対向する壁
は、傾斜して形成されていることを特徴とするもの。15. The temperature difference power generator according to claim 8, wherein walls of the hot fluid chamber and the cold fluid chamber facing the thermoelectric conversion element are formed to be inclined. .
装置において、 熱流体室または冷流体室の少なくともいずれか一方は、
その流体室を形成する壁の少なくとも一部が着脱可能に
形成されていることを特徴とするもの。16. The temperature difference power generator according to any one of claims 8 to 15, wherein at least one of the hot fluid chamber and the cold fluid chamber includes:
At least a part of a wall forming the fluid chamber is formed so as to be detachable.
温泉からの温泉熱水を取り込むための熱水取込路と、 熱水取込口より温泉熱水を取り込み、熱水排水口より温
泉熱水を排水する熱水流路と、 熱水流路の外周の少なくとも一部に、一端部が熱的に接
続されて設けられた熱電変換素子と、 を備えており、 前記熱水流路の外周に設けられた熱電変換素子の他端部
を、直接又は熱導体を介して、川の水流に浸すことによ
り発電を行うよう構成した温度差発電システム。17. Using a height difference or a self-propelling force of a hot spring,
Hot water intake path for taking in hot spring water from hot springs, hot water flow path for taking in hot water from hot water intake port and draining hot water from hot water drain port, and perimeter of hot water flow path And a thermoelectric conversion element provided with one end thermally connected to at least a part of the thermoelectric conversion element. A temperature difference power generation system configured to generate power by immersing it in a river current via a conductor.
川からの河川冷水を取り込むための冷水取込路と、 冷水取込口より河川冷水を取り込み、冷水排水口より河
川冷水を排水する冷水流路と、 冷水流路の外周の少なくとも一部に、一端部が熱的に接
続されて設けられた熱電変換素子と、 を備えており、 前記冷水流路の外周に設けられた熱電変換素子の他端部
を、直接又は熱導体を介して温泉の熱水流に浸すことに
より発電を行うよう構成した温度差発電システム。18. A cold water intake path for taking in river cold water from a river using a height difference or the fluidity of a river, taking in river cold water from a cold water intake, and draining river cold water from a cold water drain. A chilled water flow path; and a thermoelectric conversion element provided with at least one end thermally connected to at least a part of the outer circumference of the chilled water flow path, and a thermoelectric conversion element provided on an outer circumference of the chilled water flow path. A temperature difference power generation system configured to generate power by immersing the other end of the element directly or through a heat conductor in a hot water flow of a hot spring.
れを排出するための流体排出口が形成された流体室と、 流体室の外壁に設けられた熱電変換素子と、 を備えた温度差発電装置において、 前記流体排出口を流体室の上部に形成したことを特徴と
するもの。19. A temperature comprising: a fluid intake port for taking in a fluid, a fluid chamber formed with a fluid discharge port for discharging the fluid, and a thermoelectric conversion element provided on an outer wall of the fluid chamber. In the differential power generation device, the fluid discharge port is formed in an upper part of a fluid chamber.
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