JP2002136160A

JP2002136160A - 熱電発電器

Info

Publication number: JP2002136160A
Application number: JP2000329370A
Authority: JP
Inventors: Osamu Takahashi; 理高橋
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2002-05-10

Abstract

(57)【要約】【課題】河川の水量の変化等に関係なく、常時十分
な発電電力で発電できる熱電発電器を提供すること。【解決手段】温度差によって発電する熱電素子２１を備
える熱電発電器１であって、熱電素子２１を挟持するよ
うに配置される放熱部２２および吸熱部２３を備えると
ともに、放熱部２２および吸熱部２３の一方を水没させ
た状態で、熱電発電器１を水面に浮かせることができる
浮き部材３が設けられている。浮き部材３によって、河
川１０の水位変化等に自動的に追従するので、放熱部２
２と吸熱部２３とのどちらか一方は水没するから、放熱
部２２と吸熱部２３との間に温度差を得て、常時十分な
発電電力で発電できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温度差によって発
電する熱電素子を備える熱電発電器に関する。

【０００２】

【背景技術】アウトドアなどに用いられる電源として
は、電池やエンジン発電機等が主流であった。しかし、
通常の電池は、使用済み電池の廃棄が環境に影響する問
題がある。また、充電式電池の場合は充電に時間がかか
るため、アウトドアでの連続的な使用には不都合を生じ
ていた。一方、ガソリン等を燃料とするエンジン発電機
は、発電量が大きいという長所はあるものの、動作音が
大きいという短所があり、例えばキャンプ場等の静寂な
自然の中で使用するものとしては不向きであり、用途が
限られるという問題があった。

【０００３】そこで、安全かつ静かな電源として、ぜん
まいばねバッテリを使用した発電機が開発されている
（特開平０５−２８４６９０号公報参照）。しかし、ぜ
んまいバッテリに使用されるぜんまいは、比較的エネル
ギー密度が低いので、頻繁に巻く必要があり、連続的な
使用には不向きであった。

【０００４】そこで、安全かつ静かで、しかも連続的な
使用にも対応可能な電源として、温度差によって発電す
る熱電素子を備える熱電発電器を利用した技術が開発さ
れている（特開平１０−１５０７８７号公報参照）。

【０００５】この特開平１０−１５０７８７号公報の技
術では、熱入力部（吸熱部）に触媒燃焼熱による熱源を
確保し、放熱部を空冷または水冷して放熱を可能とする
ことで温度差を得て、電力を獲得している。また、吸熱
部に特別な熱源を用いずに、空気と水との温度差を利用
して電力を獲得する熱電発電器もある。熱電発電器は、
このようにして温度差を得て電力を獲得している。以上
のことを考慮すれば、例えば、アウトドアでの使用にお
いて、河川の水温が気温に比べて低いときは、熱電発電
器を川底に固定して、放熱部を常に水中に浸すようにす
れば、空気と水との間の温度差が得られるので、電力の
獲得が可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、常に河
川の水に放熱部を浸すように設置することは、河川の水
位の変化に対応させることが難しく、常時十分な発電量
を得ることが難しいという問題がある。すなわち、熱電
発電器を放熱部のみが水没するように川底に設置して
も、河川の水量が増して吸熱部も水没したり、逆に、水
量が減少して放熱部も空気中に露出し、放熱部と吸熱部
との温度差が小さくなって発電電力が小さくなってしま
うことがあるからである。

【０００７】本発明の目的は、河川の水量の変化等に関
係なく、常時十分な発電電力で発電できる熱電発電器を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の熱電発電器は、
温度差によって発電する熱電素子を備える熱電発電器で
あって、前記熱電素子を挟持するように配置される放熱
部および吸熱部を備えるとともに、前記放熱部および前
記吸熱部の一方を水没させた状態で、熱電発電器を水面
に浮かせることができる浮き部材が設けられていること
を特徴とするものである。

【０００９】このように構成すれば、本発明の熱電発電
器を河川等に投入すると、浮き部材は、放熱部と吸熱部
のどちらか一方が水没した状態で、熱電発電器を水面に
浮かせるので、河川等の水位が変化しても、その変化に
自動的に追従するから、放熱部と吸熱部のどちらか一方
は常に空気中にさらされるとともに、他方は常に水中に
浸される。このため、水温が気温よりも低いときは放熱
部を水中に浸すように浮き部材を設け、一方、水温が気
温よりも高いときは吸熱部を水中に浸すように浮き部材
を設ければ、放熱部と吸熱部との間に温度差を得て、電
力を獲得することができる。従って、本発明の熱電発電
器は、河川の水量が変化しても、その変化等に関係なく
常時十分な発電電力で発電できる。

【００１０】また、前記放熱部と前記吸熱部とは、上下
に配置されるとともに、前記放熱部と前記吸熱部との間
に前記浮き部材が設けられていることが好ましい。この
ように構成すれば、放熱部と吸熱部との間に備えられる
浮き部材が水面に浮くので、放熱部と吸熱部のどちらか
一方は必ず空気中にさらされるとともに、他方は必ず水
中に浸されるので、より確実に放熱部と吸熱部との間に
温度差を得て、電力を獲得することができる。また、放
熱部と吸熱部の間に浮き部材を設けたので、水温が気温
よりも高いために吸熱部を水中に浸す場合と、水温が気
温よりも低いために放熱部を水中に浸す場合とで、熱電
発電器を上下に反転させるだけで、簡単に放熱部と吸熱
部の位置を変更して対応できる。

【００１１】さらに、前記吸熱部は水面上に露出されて
いるとともに、前記吸熱部の上面は、黒色に塗装されて
いることが好ましい。このように構成すれば、吸熱部の
上面を黒く塗装しているので、特に晴れの日の日中に
は、吸熱部の上面に太陽光が注がれた際に、より一層多
くの太陽光が吸収されて吸熱部上面の温度が上昇するか
ら、水没された放熱部との間でより一層大きな温度差を
確保でき、発電電力もより大きくできる。

【００１２】また、熱電発電器を係留する係留手段が設
けられることが好ましい。この係留手段としては、川底
等に沈めて係留可能な錨や、川岸の木や岩などに係留可
能なロープなどを使用できる。このように構成すれば、
河川等に熱電発電器を投入した際に、係留手段により係
留できるので、河川の水流によって流されることがなく
なるから、熱電発電器の紛失を防止して、確実に電力を
得ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態について、
図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施の
形態に係る熱電発電器１を河川１０に浮かべた際の様子
を示す断面図である。図１に示すように、第１実施形態
に係る熱電発電器１は、略円柱状の熱電発電器本体２
と、浮き部材３と、係留手段である錨部材４と、を備え
て構成される。

【００１４】熱電発電器本体２は、熱電素子２１と、放
熱部２２と、吸熱部２３と、パッキン２４と、電気回路
２５と、断熱ケース２６と、を備えて構成される。熱電
素子２１は、その下部に設けられた放熱部２２と、上部
に設けられた吸熱部２３と、によって上下方向に挟持さ
れる。

【００１５】熱電素子２１は、熱伝導板２１２と熱伝導
板２１３の間に、ＢｉＴｅ系合金やＰｂＴｅ系合金製で
ある複数対の熱電対２１１を挟んで形成される。熱伝導
板２１２および熱伝導板２１３は、熱伝導性を有すると
ともに、平面円形状に形成される。熱伝導板２１２は、
吸熱部２３の下面に密着し、熱伝導板２１３は、放熱部
２２の上面に密着している。

【００１６】ＢｉＴｅ系合金製の熱電対２１１は、温度
差が１〜２度であり、面積が１ｃｍ ²あれば、１０μＷ
の発電電力を出力できる。従って、本実施形態のよう
に、比較的大きな熱電発電器１では、例えば、面積を１
０００倍（１０００ｃｍ²）にでき、また、放熱部２２
を水没させているので、温度差も１０℃以上確保可能な
ため、通常であれば、１Ｗの発電電力を確保できる。特
に、発電電流と発電電圧とは、ともに温度差に比例し、
電力は温度差の２乗に比例して増加するので、温度差が
大きくなれば、より大きな電力を発電できる。

【００１７】一方、昨今の電気機器５０は、比較的消費
電力が小さく、１Ｗ程度の電力で動作する製品が多い。
例えば、ラジオは３００ｍＷの電力で動作し、携帯電話
機による通話時でも１Ｗの電力で動作する。つまり、少
なくとも１Ｗ程度の電力があれば、照明機器やラジオ、
携帯電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ゲーム機、充電
器などの様々な電気機器５０を動作させることができ
る。

【００１８】放熱部２２は、熱伝導性を有するアルミニ
ウム製である。放熱部２２の上面は、熱電素子２１の熱
伝導板２１３と密着されている。一方、放熱部２２の下
側は、フィン状に形成されるとともに、河川１０に接す
るよう外部に露出して形成される。

【００１９】吸熱部２３は、熱伝導性を有するアルミニ
ウム製である。吸熱部２３の下面は、熱電素子２１の熱
伝導板２１２と密着されている。一方、放熱部２２の上
面は、黒色に塗装されている。

【００２０】パッキン２４は、Ｏリング等のシール材で
構成される。また、パッキン２４は、熱電発電器本体２
の内部への浸水を防ぐように、放熱部２２および吸熱部
２３と断熱ケース２６との間に配置される。

【００２１】電気回路２５は、放熱部２２と吸熱部２３
との間に配置され、熱電素子２１によって発電した電気
を一定電圧にして外部の電気機器５０に出力できるよう
に構成される。電気回路２５は、具体的には、図２に示
すように、ブリッジ整流回路２５１と、三端子レギュレ
ータやツェナーダイオードなどからなる定電圧回路２５
２と、コンデンサ２５３と、ケーブル２５４と、を備え
て構成される。

【００２２】ブリッジ整流回路２５１は、熱電素子２１
から出力される電流の流れる方向が変化しても、一定方
向の電流を出力する。定電圧回路２５２は、ブリッジ整
流回路２５１から出力される電流を一定電圧にして供給
する。ケーブル２５４の先端には、ジャックが設けられ
ており、そのジャックに電気機器５０のプラグを差込む
ことで通電可能に構成される。

【００２３】断熱ケース２６は、熱伝導性を有さないプ
ラスチック製であり、放熱部２２と吸熱部２３との間の
熱伝導を防止し、かつ熱電素子２１や電気回路２５を保
護している。また、断熱ケース２６には、ケーブル２５
４を通すことができる開口部２６１が形成される。その
際、図示しないシール材によって、その開口部２６１を
介して外部から水が入らないようにされている。

【００２４】浮き部材３は、木製かつドーナツ形に形成
される。また、浮き部材３は、熱電発電器本体２の厚さ
よりも、小さな厚さに形成される。さらに、浮き部材３
は、水面への接触面積を比較的大きくし、転覆すること
なく水面での安定性が保たれるように形成される。

【００２５】浮き部材３は、熱電発電器本体２の側面に
ある断熱ケース２６に取り付けられる。その際、浮き部
材３は、放熱部２２と吸熱部２３との間に位置するよう
に取り付けられる。つまり、熱電発電器１の上部から吸
熱部２３、浮き部材３、放熱部２２の順番に位置するよ
うに構成される。

【００２６】また、浮き部材３には、ケーブル２５４を
通すことが可能な開口部３１が形成される。さらに、浮
き部材３には、上面と下面を貫通するように、後述する
錨部材４のロープ４１を通すことが可能な開口部３２が
形成される。

【００２７】錨部材４は、ロープ４１と、ロープ４１の
一端が取り付けられた錨４２と、を備えて構成される。
ロープ４１は、一般的なロープであり、十分な強度を有
する。錨４２は、熱電発電器１が水流に流されないよう
に十分な重さを備える。

【００２８】第１実施形態の熱電発電器１の動作につい
て説明する。まず、水温の方が気温よりも低い時の動作
について説明する。

【００２９】河川１０に熱電発電器１を投入すると、浮
き部材３により熱電発電器１は河川１０の水面に浮くた
め、吸熱部２３の上面は常に空気中にさらされる。一
方、放熱部２２は、常に水中に浸される。このとき河川
１０の水面の変化にあわせて常に熱電発電器１は追従す
る。また、熱電発電器１は、錨部材４により、河川１０
の水流によって流されないように係留される。

【００３０】この際、吸熱部２３は空気中にあり、放熱
部２２は水没しているため、温度差が生じ、熱電素子２
１で発電が行われる。従って、ケーブル２５４を電気機
器５０に接続すれば、電気機器５０を使用できる。

【００３１】また、日中であれば、太陽からの光が、こ
の熱電発電器１つまり吸熱部２３に注がれる。そのた
め、熱電素子２１の熱伝導板２１２には、大気温に加え
て、吸熱部２３に注がれた太陽光からの熱も伝導する。
これにより、熱電対２１１の両端間には、より大きな温
度差が生じ、より大きな電力が発生する。

【００３２】なお、発生した電力は、ブリッジ整流回路
２５１、定電圧回路２５２、コンデンサ２５３およびケ
ーブル２５４を介して、電気機器５０に伝送される。

【００３３】一方、河川１０に温水が湧き出していた
り、季節が冬のために水温の方が気温よりも高くなって
いる時の動作について説明する。なお、水温の方が気温
よりも高いため、水中にある放熱部２２は吸熱部の役割
を果たし、空気中の吸熱部２３は放熱部の役割を果たす
ことになる。以下、放熱部２２を吸熱部Ａとし、吸熱部
２３を放熱部Ｂとして説明する。

【００３４】熱電素子２１の熱伝導板２１２には、放熱
部Ｂの温度である大気温が伝導する。一方、熱伝導板２
１３には、吸熱部Ａの温度である河川１０の水温が伝導
する。これにより、熱電対２１１の両端間には、温度差
が生じ電力が発生する。

【００３５】発生した電力は、ブリッジ整流回路２５
１、定電圧回路２５２、コンデンサ２５３およびケーブ
ル２５４を介して、電気機器５０に伝送される。この
際、発電した電力の電流は、熱伝導板２１２と熱伝導板
２１３の温度の高低の逆転に伴って、前述の水温の方が
気温よりも低い場合とは逆方向に流れる。しかしなが
ら、ブリッジ整流回路によって、前述と同じ方向の電流
が定電圧回路２５２に出力されるため、ケーブル２５４
等はそのまま電気機器５０に接続すればよい。

【００３６】このような本実施形態によれば、次のよう
な効果が得られる。（１）浮き部材３が水面に浮くので、河川１０の水位が
変化しても、熱電発電器１は、その変化に自動的に追従
するから、常に吸熱部２３は空気中にさらされるととも
に、常に放熱部２２は水中に浸される。このため、水温
と気温との差がある限り、放熱部２２と吸熱部２３との
間には常に温度差が発生し、電力を獲得することができ
る。従って、熱電発電器１を水面に浮かべるだけで、電
力を獲得でき、熱電発電器１の設置も容易に行うことが
できる。

【００３７】（２）吸熱部２３の上面を黒色に塗装した
ので、太陽光が照射されていれば、より一層多くの太陽
光を吸収するので、吸熱部２３の温度を上昇でき、より
一層大きな温度差を確保できる。ひいては、より大きな
電力を獲得できる。（３）放熱部２２の水に接する部分をフィン形状にした
ので、水に接する表面積が大きくなるから、効率よく放
熱できる。この点でも、大きな温度差を迅速に確保で
き、発電電力も大きくなる。

【００３８】（４）河川１０に熱電発電器１を投入した
際に、錨部材４により固定できるので、河川１０の水流
によって流されることがなくなるから、熱電発電器１の
紛失を防止して、確実に電力を得ることができる。特
に、水流が速いと、放熱部２２の放熱効果が大きくな
り、大きな温度差を迅速に確保でき、発電電力も大きく
なる。また、錨部材４によって好きな位置に熱電発電器
１を設置できるので、電気機器５０の近傍に置いて使用
することができる。

【００３９】（５）放熱部２２および吸熱部２３をアル
ミニウム製としたので、アルミニウムは金属の中でも比
較的軽いから、小さな浮き部材３でも簡単に河川１０に
浮かべることができるとともに、持ち運びやすくなる。

【００４０】（６）浮き部材３を木製としたので、簡単
に製造加工できるとともに、耐久性を確保できる。（７）浮き部材３を、ドーナツ形状にしたので、水位が
変化しても、比較的安定感を確保できる。

【００４１】（８）定電圧回路２５２を備えたので、不
整な電力を一定電圧の電力に変換して、電気機器５０に
安定して供給することができる。（９）ブリッジ整流回路２５１を備えたので、水温が気
温より高くなり熱電素子２１に発生する電流の方向が逆
転しても、わざわざ回路を変更する必要がないから、手
軽に電力を得ることができる。また、自動的に電流の方
向を制御するので、放熱部２２と吸熱部２３の上下を気
にすることなく、気温より水温の低い夏や、気温より水
温の高い冬など年間を通して使用できるから、常設の発
電器として利用できる。

【００４２】（１０）熱電発電器１は、河川１０に浮か
べるだけで発電できるので、騒音の発生がほとんどない
から、静寂を保ちながら発電できる。（１１）熱電素子２１は、回転して発電するようなメカ
部分を備えないので、メカ部分を備える場合に比べて、
比較的構成部品の消耗を抑えることができるから、熱電
発電器１を長期間使用でき、コストを抑えることができ
る。

【００４３】（１２）熱電発電器１は、発電に伴って、
ガソリンやガスなどの燃料を使用しないので、手間がか
からず簡単に利用できる。さらに、省エネにも対応し、
かつ排ガス等を発生しないから、環境に配慮することが
できる。（１３）熱電発電器１は、比較的横長に形成されるの
で、河川１０の浅い場所に設置して発電させることがで
きる。

【００４４】本発明の第２実施形態について、図３を参
照して説明する。なお、前記第１実施形態と同一または
相当構成品には同じ符号を付し、説明を省略または簡略
する。図３に示すように、第２実施形態に係る熱電発電
器１００は、略円柱状の熱電発電器本体２と、浮き部材
３と、係留手段であるロープ４Ａと、を備えて構成され
る。

【００４５】熱電発電器本体２は、熱電素子２１と、放
熱部２２と、吸熱部２３と、パッキン２４と、電気回路
２５と、ケース２６と、ガスボンベ２７と、カバー２８
と、を備えて構成される。

【００４６】熱電素子２１は、放熱部２２と吸熱部２３
とに挟持され、吸熱部２３の両外側に配置される。熱電
素子２１は、前記第１実施形態に使用された熱電素子２
１と同じものを横方向にして配置される。その際、熱伝
導板２１２が吸熱部２３に接するように配置され、熱伝
導板２１３が放熱部２２に接するように配置される。

【００４７】放熱部２２は、熱伝導性を有するアルミニ
ウム製である。また、放熱部２２は、四側面の外側にフ
ィン状を有する直方体形容器である。吸熱部２３は、先
端がテーパ状に絞られたアルミニウム製の直方体形容器
であり、耐熱性を有する。その内部には、ガスと反応し
て熱を発生させる触媒が設置されている。吸熱部２３に
は、内部に溜まる排気ガスを外部に排出したり、外部か
らの空気を注入する図示しない通気管が取り付けられて
いる。

【００４８】ガスボンベ２７は、一般的に使用されるカ
セットコンロ用のブタンガスボンベである。このガスボ
ンベ２７は、熱電発電器本体２の上側に取り付けられ
る。ガスボンベ２７の下側に吸熱部２３が取り付けられ
る。カバー２８は、ガスボンベ２７を固定可能なプラス
ティック製の蓋である。このカバー２８には、ケーブル
を通すことができる開口部２６１が形成される。

【００４９】浮き部材３の形状は、前記第１実施形態と
同様である。浮き部材３は、放熱部２２が水没するよう
に、放熱部２２の上部の高さ位置で、かつケース２６の
側面に取り付けられる。ロープ４Ａは、前記第１実施形
態のロープ４１と同じものである。

【００５０】第２実施形態の熱電発電器１の動作につい
て説明する。予め、ロープ４Ａの一端を浮き部材３の開
口部３２に通し、浮き部材３の下面にて、その一端を結
んで、開口部３２からロープ４Ａが外れないように固定
する。次に、河川１０の縁にあたる壁６に設けられた取
り付け具６１にロープ４Ａの他端を取り付けて、係留す
る。

【００５１】河川１０に熱電発電器１を投入すると、浮
き部材３により熱電発電器１は河川１０の水面上に浮く
ため、放熱部２２は水没する。このとき河川１０の水面
の変化にあわせて常に熱電発電器１は追従する。

【００５２】ケーブル２５４を電気機器５０に接続する
とともに、ブタンガスを噴射して、通気管から注入され
た空気と混合し、触媒にて反応させ、吸熱部２３を加熱
する。熱電素子２１の熱伝導板２１２には、触媒の燃焼
熱が伝導する。一方、熱伝導板２１３には、河川１０の
水温が伝導する。これにより、熱電対２１１の両端間に
温度差が生じ電力が発生する。

【００５３】発生した電力は、ブリッジ整流回路２５
１、定電圧回路２５２、コンデンサ２５３およびケーブ
ル２５４を介して、電気機器５０に出力される。これに
より、電気機器５０は動作する。

【００５４】このような本実施形態によれば、前記第１
実施形態の効果（１）,（３）〜（１１）と同様な効果
に加えて、以下のような効果がある。（１４）ガスボンベ２７や触媒などの燃料を使用して吸
熱部２３を加熱しているので、より大きな温度差を得る
ことができ、大きな電力を獲得できる。そのため、使用
できる電気機器５０の機種が増加する。

【００５５】（１５）熱電発電器１は、比較的縦長に形
成されるので、狭い場所にも設置して発電させることが
できる。（１６）係留手段としてロープ４Ａを用いたので、錨を
設ける場合に比べて、全体の重量が軽くなるため、携帯
性に優れる。また、ロープ４Ａを束ねることにより収納
性も向上できる。

【００５６】なお、本発明は、前記第１実施形態および
第２実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的
を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる
ものである。例えば、図４に示すように、電気回路２５
として、ブリッジ整流回路２５１を備えない電気回路１
２５を用いてもよい。このようにすれば、電気回路１２
５の製造コストを抑えることができる。さらに、熱電発
電器１の製造コストを抑えることができ、かつ熱電発電
器１の軽量化も図れる。

【００５７】また、熱電素子２１は直流出力なので、図
５に示すように、ケーブル２５４を介して電気機器５０
と直接接続してもよい。この場合、電気回路の製造コス
トをより抑えることができる。ただし、図４、図５のよ
うな電気回路では、ブリッジ整流回路２５１がないた
め、例えば、図１の熱電発電器１のような構成の熱電発
電器に電気回路１２５を用いた場合、水が冷たい場合と
温かい場合とで電流の向きが反転してしまう。従って、
水温が高いときには熱電発電器１を上下反転し、吸熱部
２３を水中にいれ、放熱部２２を空気中に露出させれば
よい。

【００５８】熱電発電器本体２を略円柱状としたが、こ
れに限らず、直方体等の他の形状に形成されてもよい。
放熱部２２および吸熱部２３は、アルミニウムで構成し
たが、アルミニウムに限らず、銅などでもよく、つまり
は熱伝導性のある材料であればよい。

【００５９】断熱ケース２６は、プラスチック製に限ら
ず、その他の断熱性のある材料でもよい。熱電素子２１
の熱伝導板２１２,２１３を平面円形状としたが、これ
に限らず平面正方形等のその他の形状でもよく、その
際、放熱部２２および吸熱部２３と密着すればよい。

【００６０】なお、浮き部材３は、木製に限らず水面に
浮くものであればプラスチック等の他の材料でもよい。
そのようにすれば、熱電発電器全体の重量を軽量化で
き、携帯性が向上する。また、浮き部材３は、浮き輪の
ように空気を入れて膨らませて使用するものでもよい。
このようにすれば、使用しないときには、空気を抜い
て、浮き部材３を小さくできるので、収納性と携帯性を
向上できる。さらに、浮き部材３の形状は、ドーナツ状
に限らず、熱電発電器１を水面に浮かせることができれ
ば、矩形状等の他の形状でもよい。

【００６１】また、浮き部材３は、一体型のものに限ら
ず、別体型のものを複数取り付けた構成としてもよい。
このようにすれば、浮き部材を構成する材料を減らすこ
とができるから、軽量化により携帯性を確保できるとと
もに、製造コストを抑えることができる。さらに、浮き
部材３の厚さ等の大きさは、熱電発電器１を水面に安定
して浮かせることができれば、任意に設定してよい。

【００６２】第１実施形態の吸熱部２３の表面を黒色に
塗装したが、熱を効率よく吸収できれば、黒色に塗装し
なくてもよい。その際、熱吸収率を向上させるような材
料が使用されてもよい。吸熱部２３は、熱を吸収し易い
ようにフィン形状に形成されてもよい。このようにすれ
ば、熱電発電器１の表裏を気にすることなく水中に投入
することができる。

【００６３】放熱部２２は、フィン形状に形成された
が、熱交換を効率よく行えれば、フィン形状でなくても
よい。

【００６４】係留手段は、錨部材４やロープ４Ａに限ら
ず、モータとスクリュとを備えて構成されたものでもよ
い。このモータは、熱電発電器１で発電した電力の一部
を流用して駆動すればよく、スクリュの回転を河川１０
の流れをうち消すスピードに設定することで、一定の場
所に維持できるため、係留手段とすることができる。

【００６５】また、熱電発電器１,１００を船の形に形
成し、舵を取り付け、この舵とモータとを遠隔操作でき
るようにすれば、自分自身で発電しながらコントロール
可能な船とすることができ、電池を使うことなく水遊び
を楽しむことができる。さらに、ケーブル２５４で発電
電力を外部に出力していたが、熱電発電器１,１００の
内部（電気回路２５部分）に充電式電池を取り付け可能
にし、充電用に使用してもよい。

【００６６】また、熱電発電器１,１００は、発電した
電力を利用して、任意の場所、任意の用途に使用でき
る。例えば、熱電発電器１,１００に、河川等の水温や
水質等を測定する測定器と、その測定した結果を通信す
る通信機とが備えられていれば、発電した電力を用い
て、測定器で河川等の水質等を測定し、通信機で通信で
きるので、本部等に対して容易に連絡できる。従って、
山奥などの人間が入りにくいような河川等の水質等を測
定するような場合にも、一度熱電発電器が組み込まれた
測定器を設置すれば、何度も足を運ぶ必要がないから、
容易に河川等の水質等を把握できる。

【００６７】また、熱電発電器１,１００は、キャンプ
等のアウトドアにおける電源として使用してもよい。こ
のようにすれば、エンジン発電機等に比べて、静かに発
電できるので、自然の静寂を保つことができる。

【００６８】さらに、熱電発電器１,１００は、火力発
電所やゴミ処理場等の廃熱による温水を利用して、熱電
素子２１に温度差を獲得して発電してもよい。このよう
にすれば、廃棄する熱エネルギを有効に利用して、省エ
ネルギに対応でき、環境に配慮することができる。

【００６９】また、熱電発電器１,１００は、畑や花
壇、庭等へ散水するポンプの電源として使用してもよ
い。その際、例えば、散水用の水をバケツ等に溜めてお
き、その水の中に熱電発電器１,１００を投入し、その
水と空気との温度差を利用して発電させ、その電力を利
用すればよい。このようにすれば、エネルギを有効に利
用して、省エネルギに対応でき、環境に配慮することが
できる。

【００７０】さらに、熱電発電器１,１００は、庭園や
公園等の灯りの電源として利用してもよい。その際、例
えば、庭園や公園等にある池などの水の中に熱電発電器
１,１００を投入し、その水と空気との温度差を利用し
て発電させ、その電力を利用すればよい。このようにす
れば、エネルギを有効に利用して、省エネルギに対応で
き、環境に配慮することができる。

【００７１】また、熱電発電器１,１００は、河川や
湖、海、プールなどの水温管理装置や水質管理装置の電
源として使用してもよい。その際、それぞれの水中に熱
電発電器１,１００を投入し、その水と空気との温度差
を利用して発電させ、その電力を利用すればよい。この
ようにすれば、エネルギを有効に利用して、省エネルギ
に対応でき、環境に配慮することができる。

【００７２】さらに、熱電発電器１,１００は、浄水器
や冷却器等の電源として使用してもよい。その際、例え
ば、水道水と空気との温度差を利用して発電させ、その
電力を利用すればよい。このようにすれば、エネルギを
有効に利用して、省エネルギに対応でき、環境に配慮す
ることができる。

【００７３】要するに、本発明の熱電発電器は、水（冷
水もしくは温水）と空気のある場所であればよく設置で
き、様々な機器の電源として利用できる。また、その大
きさは、必要な電力や確保可能な温度差によって設定す
ればよい。

【００７４】また、動きのないプール等の水流があまり
発生しない場所では、係留手段は、なくてもよい。その
際、ケーブル２５４が係留手段の代わりとなってもよ
い。さらに、熱電発電器１,１００を、バケツや、子供
用のプール、風呂等に入れた水に投入して使用してもよ
い。このようにすれば、エネルギを有効に利用して、省
エネルギに対応でき、環境に配慮することができる。

【００７５】

【発明の効果】本発明によれば、本発明の熱電発電器を
河川等に投入すると、浮き部材は、放熱部と吸熱部のど
ちらか一方が水没した状態で、熱電発電器を水面に浮か
せるので、河川等の水位が変化しても、その変化に自動
的に追従するから、放熱部と吸熱部のどちらか一方は常
に空気中にさらされるとともに、他方は常に水中に浸さ
れる。このため、水温が気温よりも低いときは放熱部を
水中に浸すように浮き部材を設け、一方、水温が気温よ
りも高いときは吸熱部を水中に浸すように浮き部材を設
ければ、放熱部と吸熱部との間に温度差を得て、電力を
獲得することができる。従って、本発明の熱電発電器
は、河川の水量が変化しても、その変化等に関係なく常
時十分な発電電力で発電できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態に係る熱電発電器を水
面に浮かべた際の様子を示す断面図である。

【図２】本発明の実施形態に係る電気回路を示す概略図
である。

【図３】本発明の第２実施の形態に係る熱電発電器を水
面に浮かべた際の様子を示す断面図である。

【図４】本発明に係る電気回路の変形例を示す概略図で
ある。

【図５】本発明に係る電気回路の変形例を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１,１００熱電発電器２熱電発電器本体３浮き部材４係留手段である錨部材４Ａ係留手段であるロープ６壁１０河川２１熱電素子２２放熱部２３吸熱部２４パッキン２５,１２５電気回路２６ケース２７ガスボンベ２８カバー３１,３２開口部４１ロープ４２錨５０電気機器６１取り付け具２１１熱電対２１２,２１３熱伝導板２５１ブリッジ整流回路２５２定電圧回路２５３コンデンサ２５４ケーブル２６１開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温度差によって発電する熱電素子を備え
る熱電発電器であって、前記熱電素子を挟持するように配置される放熱部および
吸熱部を備えるとともに、前記放熱部および前記吸熱部の一方を水没させた状態
で、熱電発電器を水面に浮かせることができる浮き部材
が設けられていることを特徴とする熱電発電器。
【請求項２】請求項１に記載の熱電発電器において、前記放熱部と前記吸熱部とは、上下に配置されるととも
に、前記放熱部と前記吸熱部との間に前記浮き部材が設けら
れていることを特徴とする熱電発電器。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の熱電発
電器において、前記吸熱部は水面上に露出されているとともに、前記吸熱部の上面は、黒色に塗装されていることを特徴
とする熱電発電器。
【請求項４】請求項１〜請求項３のいずれかに記載の
熱電発電器において、熱電発電器を係留する係留手段が
設けられていることを特徴とする熱電発電器。