JP2004172481A - Thermoelectric conversion unit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱から起電力を得る発電装置に係り、特にゼーベック効果を利用して熱から起電力を得る熱電変換素子を備えた熱電変換ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
熱電変換素子の利用形態は大別すると二つある。一つの利用形態は、熱電変換素子に流した直流電流により冷却または放熱を起こすペルチェ効果を利用した局部的な冷却システム用または加熱システム用への利用である。他方の利用形態は、熱電変換素子に温度差を与え、与えた温度差により起電力を発生するゼーベック効果による熱電変換を応用した発電装置としての利用である。
【0003】
図12に熱電変換素子を用いて構成される熱電変換ユニットを示す。
【0004】
図12に示される熱電変換ユニット1は、p型の半導体2およびn型の半導体3と、p型の半導体2の上下面の一方に接合されp型の半導体2から電気を取り出す電極部4aと、n型の半導体3の上下面の一方に接合され、n型の半導体3から電気を取り出す電極部4bと、p型の半導体2とn型の半導体3とにおいて電極部4aおよび4bと対向する上下面の他方で接続される接続電極5と、電極部4aおよび4bと接続電極5とを覆い保護する保護絶縁体6とを具備し、保護絶縁体6同士の隙間を樹脂7で塞いで形成される。
【0005】
熱電変換ユニット1は、例えば、電気取り出し電極4aおよび4b側の面に低温熱源を、電極取り出し電極4aおよび4bが接合される面と対向する面に高温熱源を接触させて熱エネルギを供給することで、低温熱源と高温熱源との温度差に応じた起電力、すなわち、電気エネルギが得られる。熱電変換により得られた起電力は電極部4aおよび4bから取り出すことができる。
【0006】
熱電変換ユニット1は、温度差を有する2つの熱源からの熱エネルギを電気エネルギに直接変換することが可能であり、環境への負荷が少ない低環境負荷型電源装置となり得る。このような熱電変換ユニット1は、例えば特開2001−102644号公報に記載されている(特許文献1参照)。
【0007】
また、熱電変換ユニット1以外に次世代の低環境負荷型電源装置として注目されているのは、太陽電池を用いた太陽光発電システムや水素を利用した燃料電池システムがある。
【0008】
【特許文献1】
特開2001−102644号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱電変換ユニット1は、繰り返し使用および長期連続で使用した場合は、初回の発電時に比べて使用回数および使用日数を重ねる程、発電効率が低下するという問題があった。
【0010】
また、その他の低環境負荷型電源装置である太陽光発電システムは、日照条件に左右されるので、太陽光発電システムの稼働率は一般に低く、発電量が変動する問題がある。太陽光発電システムは、安定した電力供給のために電源部を外部に設置する必要が生じる。一方、燃料電池については、発電の際に必要な燃料となる水素の価格が高いため発電コストが高くつくという問題があった。
【0011】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、繰り返し使用および長期間使用した場合においても、初回の発電時の発電効率を維持可能な熱電変換ユニットを提供することを目的とする。
【0012】
また、本発明の他の目的は、安定した発電により外部電源が無くても安定した電力供給が可能で、かつ、安価な発電コストでの電力供給を可能とする低環境負荷型電源装置としての熱電変換ユニットを提供するにある。
【0013】
さらに、本発明の別の目的は、電力使用量を削減または外部からの電力供給無しでも周囲の温度差を用いて発電を行ないながら動作し得る熱電変換ユニットを提供するにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る熱電変換ユニットは、上述した課題を解決するために、請求項1に記載したように、p型の熱電変換素子およびn型の熱電変換素子とを少なくともそれぞれ1個は有する熱電変換機構と、前記熱電変換機構が有する熱電変換素子で発生した起電力を1つの電源装置として取り出すべく前記複数の熱電変換素子を電気的に接続する接続導体と、前記接続導体で接合された熱電変換機構の両端に位置する熱電変換素子から前記熱電変換機構で生じた起電力を取り出す電源端子を有する電極とを備え、前記接続導体および電極と前記熱電変換素子とを接合材料により接合して形成した熱電変換部と、前記熱電変換部を格納して密閉する密閉容器とを具備し、前記密閉容器内の湿度は極少に保持されるよう構成したことを特徴とする。尚、密閉容器内の湿度が極少とは、発電繰り返し回数80回以上等の多数回の場合においても、初回発電量に対して90%以上の発電量を維持可能な極僅かな湿度を言う。
【0015】
本発明に係る熱電変換ユニットは、請求項2に記載したように、前記密閉容器材料が、非導電性材料であり、例えば、アクリル等の有機材料あるいはアルミナ等の無機材料で形成されることを特徴とする。
【0016】
また、本発明に係る熱電変換ユニットは、請求項3に記載したように、前記密閉容器中の湿度は、1%以内であることを特徴とする。
【0017】
さらに、本発明に係る熱電変換ユニットは、請求項4に記載したように、前記密閉容器中の雰囲気が、減圧雰囲気、窒素(N2)雰囲気および不活性ガス雰囲気の少なくとも1つから選択されることを特徴とする。
【0018】
さらにまた、本発明に係る熱電変換ユニットは、請求項5に記載したように、前記密閉容器中の圧力が、9kPa〜110kPaであることを特徴とする。
【0019】
一方、本発明に係る熱電変換ユニットは、請求項6に記載したように、前記熱電変換機構が有するp型の熱電変換素子およびn型の熱電変換素子が、ビスマス(Bi)とテルル(Te)を主成分とすることを特徴とする。
【0020】
また、本発明に係る熱電変換ユニットは、請求項7に記載したように、前記熱電変換機構が有するp型の熱電変換素子およびn型の熱電変換素子中の気孔率が、10%以上60%以下であることを特徴とする。
【0021】
さらに、本発明に係る熱電変換ユニットは、請求項8に記載したように、前記接合材料が、スズ(Sn)の融点より低い温度で溶融する低融点接合材料であることを特徴とする。
【0022】
さらにまた、本発明に係る熱電変換ユニットは、請求項9に記載したように、前記接合材料として用いる接合材料が、スズ(Sn)の融点より低い温度で溶融する低融点接合材料であり、前記低融点接合材料は、スズ(Sn)・アンチモン(Sb)系材料、アルミニウム(Al)系材料、銅(Cu)・鉛(Pb)合金系材料、カドミウム(Cd)系材料、銅(Cu)・カドミウム(Cd)系材料、アルカリ硬化鉛系材料、亜鉛(Zn)系材料、焼結含油系材料から選択される1種類以上で構成されていることを特徴とする。
【0023】
他方、本発明に係る熱電変換ユニットは、請求項10に記載したように、前記接合材料として用いる接合材料は、スズ(Sn)の融点より低い温度で溶融する低融点接合材料であり、前記低融点接合材料の厚さは2mm以下であることを特徴とする。
【0024】
また、本発明に係る熱電変換ユニットは、請求項11に記載したように、前記熱電変換機構が有するp型の熱電変換素子およびn型の熱電変換素子が、無機材料を構造中に含有していることを特徴とする。
【0025】
さらに、本発明に係る熱電変換ユニットは、請求項12に記載したように、前記熱電変換機構が有するp型の熱電変換素子およびn型の熱電変換素子が、無機材料を構造中に含有しており、前記無機材料の割合は、10vol%以上50vol%以下であることを特徴とする。
【0026】
さらにまた、本発明に係る熱電変換ユニットは、請求項13に記載したように、前記熱電変換機構が有するp型の熱電変換素子およびn型の熱電変換素子が、無機材料を構造中に含有しており、前記無機材料は、石英、アルミナ、ムライト、チタニア、ジルコニアであることを特徴とする。
【0027】
このような熱電変換ユニットは、繰り返し使用および長期間使用した場合においても、初回の発電時の発電効率を維持でき、安定した発電により外部電源が無くても安定した電力供給が可能、かつ、安価な発電コストでの電力供給を可能とする。
【0028】
本発明に係る熱電変換ユニットは、請求項14に記載したように、p型の熱電変換素子およびn型の熱電変換素子とを少なくともそれぞれ1個は有する熱電変換機構と、前記熱電変換機構が有する熱電変換素子で発生した起電力を1つの電源装置として取り出すべく前記複数の熱電変換素子を電気的に接続する接続導体と、前記接続導体で接合された熱電変換機構の両端に位置する熱電変換素子から前記熱電変換機構で生じた起電力を取り出す電源端子を有する電極とを備え、前記接続導体および電極と前記熱電変換素子とを接合材料により接合して形成した熱電変換部と、前記熱電変換部を格納して密閉する密閉容器とを具備し、前記密閉容器内の湿度を極少に保持して、計測器等の電力を消費して動作する電気機器の周辺に取り付けて、前記電気機器周囲の温度差から熱エネルギを取り出して発電した電力を前記電気機器の電源として利用可能に構成したことを特徴とする。
【0029】
このような熱電変換ユニットは、電力を消費する電気機器の周辺の温度差により発電した電力を電気機器に供給し得るよう構成されているので、外部からの電力供給を削減または外部からの電力供給無しで電気機器を動作させることが可能となる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る熱電変換ユニットの実施形態を図面を参照して説明する。
【0031】
[第1の実施形態]
図1に熱電変換ユニットの第1の実施形態の一実施例を示した熱電変換ユニット10の構成概略図を示す。
【0032】
図1に示される熱電変換ユニット10は、例えば、図12に示される熱電変換ユニット1と同様にp型の熱電変換素子11およびn型の熱電変換素子12を少なくともそれぞれ1個ずつ有する熱電変換機構13で熱電変換を行い、生じた起電力を取り出し得るよう構成される熱電変換手段14と、この熱電変換手段14を格納して密閉する密閉容器15とを具備する。
【0033】
図2に熱電変換手段14の詳細を示す構造概要図を示す。
【0034】
図2に示される熱電変換手段14は、例えば、p型の熱電変換素子11を2個とn型の熱電変換素子12を2個とを有する熱電変換手段13と、個々の熱電変換素子を電気的に接続する接続導体17と、電気的に接続されたp型の熱電変換素子11とn型の熱電変換素子12から起電力を取り出す取出口としての電源端子18を有する電極19と、接続導体17および電極19に直接触れないように周囲を覆い保護する表面保護絶縁体20とを備える。
【0035】
熱電変換手段14が備えるp型の熱電変換素子11およびn型の熱電変換素子12はBi(ビスマス)−Te(テルル)を主成分とする組成から構成される熱電変換素子である。そして、熱電変換手段14が備える複数の熱電変換素子は、接続導体17と接合材料22によって接合されることで、電気的に直列に接続されて1つの電源供給装置として機能するよう構成される。
【0036】
熱電変換手段14が備える熱電変換素子の末端、例えば、図2に示される熱電変換手段14で言えば、左端のp型の熱電変換素子11aと、右端のn型の熱電変換素子12bとには、それぞれ、起電力を取り出す電源端子18aおよび18bを有する電極19aおよび19bが接合される。そして、熱電変換手段14は、電極19aおよび19bに設けられた電源端子18aおよび18bから個々の熱電変換素子で生じた起電力を直列に取り出すことができる。また、熱電変換手段14が備える接続導体17および電極19は、電源端子18aおよび18bを除いた表面を直接手で触れることが無い様に絶縁し、かつ、外部衝撃から接続導体17、電極19および熱電変換機構13を保護するために表面保護絶縁体20で覆い、接合材料22で接合される。
【0037】
図1に示される熱電変換ユニット10は、図2に示される熱電変換手段14を密閉容器15に格納し、電源端子18aおよび18bを密閉容器15外に出した状態で密閉する。そして、熱電変換手段14を格納した密閉容器15内部の湿度を極少に保持する。尚、密閉容器15内の湿度を極少に保持するとは、発電を繰り返した回数(以下、繰り返し回数とする)が80回程度の多数回の場合においても、初回発電量に対して、少なくとも90%以上の発電量を維持可能な密閉容器15内の湿度を保持することを言う。
【0038】
また、密閉容器15は、非導電性材料であり、例えば、エポキシ、アクリル、ポリテトラフルオロエチレン等の有機材料およびアルミナ等の無機材料で形成される。
【0039】
図3に熱電変換ユニット10による発電量と湿度が0,1,2,5,10%の発電量の比較を示す。
【0040】
図3に示される発電量は、熱電変換ユニット10が具備する密閉容器15内の湿度を0%に保持し、熱電変換ユニット10に50℃の温度差を設けて生じた1回目の発電量を100として、密閉容器15内の湿度および繰り返し回数を変化させた場合の発電量を100に対する相対値で示している。
【0041】
図3によれば、熱電変換ユニット10が具備する密閉容器15内の湿度を0%,1%に保持した場合に対して、湿度が1%より多い熱電変換ユニット10は、繰り返した回数が多くなるほど発電量の低下が見られる。また、発電量の低下の傾向は、湿度が多い熱電変換ユニット10ほど顕著な低下を示す。
【0042】
繰り返し回数80回で比較すれば、初回発電量の90%以上の発電量が得られる湿度の範囲は0%〜2%であり、それ以上の湿度である5%および10%の場合では、発電量が初回発電量の90%未満となる。さらに、繰り返し回数120回で比較すれば、初回発電量の90%以上の発電量が得られる湿度は0%,1%であり、それ以上の湿度である2%,5%,10%の場合では、発電量が初回発電量の90%未満となる。そして、密閉容器15内の湿度が0%の場合の発電量は、初回発電量のほぼ100%であり、密閉容器15内の湿度が1%の場合の発電量は、初回発電量の約96%と発電量の低下はあまり見られない。
【0043】
従って、密閉容器15内の湿度は、繰り返し回数80回でも初回発電量の90%以上の発電量が得られる0%〜2%の範囲内にするのが望ましい。また、密閉容器15内の湿度のより望ましい範囲は、繰り返し回数120回でも初回発電量の90%以上の発電量が得られる0%〜1%強であり、さらに望ましい範囲は繰り返し回数120回でも初回発電量の95%以上の発電量が得られる0%〜1%以内である。
【0044】
図4に図1に示される熱電変換機構13が備える複数個の熱電変換素子、すなわち、図1に示されるp型の熱電変換素子11およびn型の熱電変換素子12の個々の中に存在する気孔の割合(以下、気孔率とする)と熱電変換ユニット10の発電量の関係を示す。
【0045】
図4に示される発電量は、熱電変換機構13が備えるp型の熱電変換素子11およびn型の熱電変換素子12の気孔率が0%の場合に生じた発電量を100として、p型の熱電変換素子11およびn型の熱電変換素子12の気孔率のみを変化させた場合の発電量を100に対する相対値で示している。
【0046】
図4によれば、熱電変換素子中の気孔率が大きくなるほど発電量は大きくなる傾向を示す。しかし、熱電変換素子中の気孔率が多くなるほど、加工性はより悪くなり熱電変換素子製造時にチッピング等が起こりやすくなる。つまり、熱電変換素子中の気孔率が多くなるほど、歩留まりが低下する。従って、熱電変換素子中の気孔率は、加工性の悪化が歩留まりの著しい低下を招かない範囲、かつ、気孔率0%時の発電量に対して発電量増加が5%以上認められる範囲である10%以上60%以下の範囲が望ましい。また、熱電変換素子中の気孔率のより望ましい範囲は、10%以上50%未満であり、さらに望ましくは、10%以上45%以下である。
【0047】
図5に図1に示される熱電変換機構13が備えるp型の熱電変換素子11とn型の熱電変換素子12の構造中に無機材料であるアルミナ、ムライト、チタニア、ジルコニアを含有させた熱電変換素子を用いた熱電変換ユニット10と、例えば、図12に示される熱電変換ユニット1等の従来の熱電変換ユニット(以下、従来品とする)との比較を示す。
【0048】
図5に示される発電量は、従来品における発電量を100として、図1に示されるp型の熱電変換素子11およびn型の熱電変換素子12の構造中に無機材料であるアルミナ、ムライト、チタニア、ジルコニアを、例えば、20%vol等のある一定割合で含有させた場合における発電量を100に対する相対値で示している。
【0049】
図5によれば、p型の熱電変換素子11とn型の熱電変換素子12の構造中に無機材料である、アルミナ、ムライト、チタニア、ジルコニアを含有させた場合は、アルミナで約107%、ムライトで約122%、チタニアで約112%、ジルコニアで約116%と、何れも従来品の発電量と比較して約7%〜22%発電量が高くなる。
【0050】
尚、図5には示されていないが、無機材料に石英を使用しても図5に示される無機材料と同様に発電量の増加が認められる。
【0051】
図6に図1に示される熱電変換機構13が備えるp型の熱電変換素子11およびn型の熱電変換素子12の熱電変換素子の構造中に、例えば、アルミナ等の無機材料を含有させて無機材料の含有量(vol%)を変化させた場合における無機材料の含有量と発電量の関係を示す。
【0052】
図6に示される発電量は、熱電変換機構13が備えるp型の熱電変換素子11およびn型の熱電変換素子12の構造中にアルミナの含有量が0vol%、すなわち、p型の熱電変換素子11およびn型の熱電変換素子12の構造中にアルミナを含有しない場合に生じた発電量を100として、p型の熱電変換素子11およびn型の熱電変換素子12の構造中に含有されるアルミナ含有量のみを変化させた場合の発電量を100に対する相対値で示している。
【0053】
図6によれば、アルミナの含有量が大きくなるほど発電量は大きくなる傾向を示す。しかし、アルミナの含有量が多くなると加工性が悪くなり、チッピング等が発生しやすくなるため歩留まりが低下する。従って、熱電変換素子中のアルミナの含有量は、加工性の悪化が歩留まりの著しい低下を招かない範囲、かつ、アルミナ含有量0vol%時の発電量に対して発電量増加が5%以上認められる10vol%以上50vol%以下が望ましい。また、アルミナ含有量のより望ましい範囲は10vol%以上45vol%以下であり、さらに望ましい範囲は10vol%以上40%以下である。
【0054】
図6に示される傾向は、石英、ムライト、チタニア、ジルコニア等、アルミナ以外の無機材料を含有させた熱電変換素子を用いて構成される熱電変換ユニット10でも同様の傾向を示す。
【0055】
図7に熱電変換ユニット10が具備する密閉容器15中の雰囲気が、大気雰囲気、減圧雰囲気、窒素(以下、N2とする)雰囲気、不活性ガス雰囲気の場合の発電量の比較を示す。
【0056】
図7に示される発電量は、図1に示される密閉容器15内の雰囲気を大気雰囲気、すなわち、大気中と同じ気圧、湿度にして、繰り返し回数100回の場合に生じた発電量を100として、密閉容器15内の雰囲気のみを、減圧雰囲気と、N2雰囲気と、不活性ガス雰囲気とに変化させた場合の発電量を100に対する相対値で示している。
【0057】
図7によれば、大気雰囲気に対して、減圧雰囲気、N2雰囲気、不活性ガス雰囲気の場合は、発電回数を100回繰り返しても発電量の低下がほとんど見られないため、いずれも発電量比が100%以上であり、約110%〜120%となっている。従って、密閉容器15内は、減圧雰囲気、N2雰囲気、不活性ガス雰囲気の何れかから選択される雰囲気が望ましい。
【0058】
また、減圧雰囲気における密閉容器中の圧力は、9kPa〜100kPaが望ましい。そして、減圧雰囲気における密閉容器中の圧力のより望ましい範囲は、9kPa〜80kPaであり、さらに望ましくは、9kPa〜60kPaである。一方、N2雰囲気、不活性ガス雰囲気における密閉容器中の圧力は、9kPa〜110kPaが望ましい。そして、N2雰囲気、不活性ガス雰囲気における密閉容器中の圧力のより望ましい範囲は、30kPa〜110kPaであり、さらに望ましくは、50kPa〜110kPaである。
【0059】
図8に熱電ユニット10が具備する熱電変換手段14において、p型の熱電変換素子11およびn型の熱電変換素子12と接続導体17および電極19を接合する接合材料22に従来と同様の接着剤を使用して接合した場合(以下、従来接合方法とする)と、接合材料22に例えば、スズ・アンチモン系材料である低融点接合材料をハンダによって接合した場合の発電量を示す。尚、低融点接合材料とは、スズ単体が固体の状態で溶融する材料、すなわち、スズの融点(232℃)よりも融点が低い材料を言う。
【0060】
図8に示される発電量は、接合材料22に低融点接合材料を使用した場合の発電量を従来接合方法での発電量を100とした相対値で示している。図8によれば、接合材料22に低融点材料を使用した場合の発電量比は約170%であり、従来接合方法により接合した熱電変換ユニット(図8においては従来品と記す)の約1.7倍になることがわかる。従って、図1に示される熱電変換ユニット10に用いられる接合材料22は、従来使用される接着剤よりも、低融点接合材料を使用する方が発電量増加の観点から見て望ましい。
【0061】
また、接合材料22として用いられる低融点接合材料は、スズ(Sn)・アンチモン(Sb)系材料の他にアルミニウム(Al)系材料、銅(Cu)・鉛(Pb)合金系材料、カドミウム(Cd)系材料、銅(Cu)・カドミウム(Cd)系材料、アルカリ硬化鉛系材料、亜鉛(Zn)系材料、焼結含油系材料から選択される少なくとも1種類を有して構成されていれば同様の効果が得られる。
【0062】
一方、図8に示される特性を導出する際に、熱電変換ユニット10の接合材料22としての低融点接合材料をハンダで接合した熱電変換ユニット10を使用したが、接合材料22の接合手法は、ハンダ以外にも、肉盛り、溶接、ロウ付けで接合しても同様の効果が得られる。さらに、低融点接合材料の厚さは、図8に示される発電量増大の傾向に大きな影響を及ぼさないが、経済性の観点からすれば、2mm以下であることが望ましい。
【0063】
本実施形態の熱電ユニットによれば、熱電変換ユニット10が具備する密閉容器15内の湿度を0%〜1%に保持することで、繰り返し回数100回以上でも初回発電量の95%以上の発電量を維持することが可能である。
【0064】
また、熱電変換ユニット10が具備する熱電変換手段14に用いられるp型の熱電変換素子11およびn型の熱電変換素子12に含有される気孔の割合や無機材料の種類および割合や密閉容器15内の雰囲気を適切に選択することで発電量を増大させることができる。さらに、熱電変換手段14が備える接合導体17および電極19と熱電変換機構13および保護絶縁体20とを接合する接合材料22を低融点接合材料とすることで発電量を増大させることができる。
【0065】
尚、本実施形態では、密閉容器15内に保護絶縁体20で覆われた熱電変換手段14を格納しているが、熱電変換手段14が保護絶縁体20を備えていない状態で熱電変換手段14を密閉容器15内に格納していても良い。また、密閉容器15に用いられる非導電性材料は、金属表面に絶縁コーティング等の非導電性処理を施した金属材料でも構わない。
【0066】
[第2の実施形態]
図9〜図11に第2の実施形態を示す熱電変換ユニットの一例を示す。
【0067】
図9〜図11に示される熱電変換ユニット10A〜10Cは、熱供給源25と、図1に示される熱電変換ユニット10と同様の機構を備えた電力供給部26とを備えた熱電変換ユニットであり、熱電変換ユニットの第1実施形態として図1に示される熱電変換ユニット10とは熱電変換を行う熱供給源25を備える点が異なっている。熱電変換ユニット10Aは、熱供給源25を備える点以外は本質的には異ならないので、第1の実施形態を示す熱電変換ユニット10と本質的に異ならない個所には同じ符号を付して説明を省略する。
【0068】
図9に熱供給源25に水道配管を用いた熱電変換ユニット10Aの一例を示す。
【0069】
図9に示される熱電変換ユニット10Aには、熱供給源25として例えば、電源供給の必要な水道メータ等の電力を消費して動作する装置(以下、電気機器とする)29を有する水道配管を用い、電力供給部26と、電力供給部26から電気機器29へ電力を供給する電力供給媒体30とを具備する。
【0070】
熱電変換ユニット10Aは、電気機器29として水道メータを有する水道配管周囲の温度差を熱供給源25として熱エネルギを取り出す。そして、熱供給源25からの熱エネルギを利用して、電力供給部26で熱電変換を行うことで発電を行う熱供給源25と電力供給部26とが一体となった熱電変換ユニットである。図9に示される熱電変換ユニット10Aは、水道配管を通して得られる水温、地温、大気温からの温度差を熱供給源25として利用して、取り出した熱エネルギを図1に示される熱電変換ユニット10と同様の機構を備える電力供給部26で熱電変換を行う。熱電変換ユニット10Aに備えられる電力供給部26が熱電変換することで生じた起電力は、電気機器29としての水道メータの電源として利用可能に構成される。
【0071】
また、第2の実施形態におけるその他の実施例としての熱電変換ユニット10Bの一例を図10に示す。
【0072】
図10に示される熱電変換ユニット10Bは、電気機器29としてガス流量計を有するガス配管と、電力供給部26と、電力供給媒体30とを具備する。熱電変換ユニット10Bは、ガス配管を通して得られるガス温、大気温からの温度差を熱供給源25として電力供給部26で熱電変換を行うことで発電を行う。図10に示される熱電変換ユニット10Bが具備する電力供給部26で発電された電力は、電力供給媒体30により電気機器29としてのガス流量計に供給され、ガス流量計が駆動する。
【0073】
さらに、第2の実施形態におけるその他の実施例としての熱電変換ユニット10Cの一例を図11に示す。
【0074】
図11に示される熱電変換ユニット10Cは、図9に示される熱電変換ユニット10Aと、電力供給を制御可能な電力供給制御手段を備えたバッテリ35とを具備している。
【0075】
熱電変換ユニット10Cは、熱電変換して得た起電力を一度バッテリ35に蓄電して、バッテリ35を介して電気機器29を稼動させる。バッテリ35を具備する熱電変換ユニット10Cは、熱供給源25付近の温度が変化して発電量が変動して不安定であっても、電気機器29としての水道メータには一定の電力量を供給することができる。また、バッテリ35が電力供給制御手段を備えることで、発電された電気を必要な時に電気機器29としての水道メータに供給することができる。
【0076】
本実施形態の熱電ユニットによれば、熱供給源25と熱電変換を行う電力供給部26とを具備する熱電ユニットであるため、例えば、水道メータを有する水道配管等の電気機器29を有する装置を熱供給源25とした熱電変換ユニット10Aの場合は、水道配管の周囲の温度差を熱エネルギとして取り出して、電力供給部26で熱電変換を行い発電した電力で電気機器29を動作させることができので、電気機器29を動作させるための外部電源が不要となる。
【0077】
また、他の実施例として、電力供給制御手段を備えるバッテリ35を具備する熱電変換ユニット10Cは、熱供給源25付近の温度が変化して発電量が不安定であっても、一定の電力量を供給することができる。さらに、電力供給制御手段が電力供給を制御することで、熱電変換ユニット10Cで発電した電力を通常使用する電気機器29としての水道メータ以外の電気機器29に供給することも可能となる。
【0078】
尚、熱電変換ユニット10Cが具備するバッテリ35は、電力供給制御手段を備えているとしたが、電力供給制御手段を備えていなくても電気機器29に一定の電力量を供給することは可能である。
【0079】
【発明の効果】
本発明に係る熱電変換ユニットによれば、繰り返し使用および長期間使用した場合においても、ほとんど発電量が低下することなく、初回の発電時の発電量を維持することができる。
【0080】
また、熱電変換ユニットは、熱エネルギを電気エネルギに直接変換する低環境負荷型電源装置であり、熱電変換ユニットの周囲の温度差を利用して安定した発電が可能である。そして、利用する熱エネルギは自然環境中に生じる温度差を利用できるので発電コストを抑えた電力供給が可能となる。
【0081】
さらに、熱電変換ユニットは、熱電変換ユニットに具備される熱電変換手段が周囲の温度差を利用して発電を行なうため、温度差を有し、電力を消費して動作する何らかの電気機器と、熱電変換ユニットとを備えた電気機器一体型熱電変換ユニットを形成すれば、熱電変換ユニット外部からの電力供給がほとんどなし、または電力供給が全く無しでも電気機器一体型熱電変換ユニットが備える電気機器を動作可能に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る熱電変換ユニットの構成概要図。
【図2】本発明に係る熱電変換ユニットが具備する熱電変換手段の構成概要図。
【図3】本発明に係る熱電変換ユニットが備える密閉容器内の湿度を0%〜10%の範囲で変化させて熱電変換を行った場合における熱電変換ユニットでの発電回数と発電量比との関係を示す相関図。
【図4】本発明に係る熱電変換ユニットが備える熱電素子中の気孔の割合を変化させて熱電変換を行った場合における熱電素子中の気孔の割合と発電量比との関係を示す相関図。
【図5】本発明に係る熱電変換ユニットが備える熱電変換素子に含有される無機材料の種類を変化させて熱電変換した場合における無機材料の種類と発電量比との関係を説明する説明図。
【図6】本発明に係る熱電変換ユニットが備える熱電素子に含有されるアルミナ(無機材料)の含有量(vol%)を変化させて熱電変換した場合における無機材料の含有量と発電量比との関係を示す相関図。
【図7】本発明に係る熱電変換ユニットで熱電変換を100回行った場合における熱電変換ユニットが備える密閉容器内の雰囲気と発電量比との関係を説明した説明図。
【図8】本発明に係る熱電変換ユニットで熱電変換を行った場合において熱電変換ユニットが備える熱源部と電極、電極と絶縁体との接合面に低融点合金材料を使用した場合と接着剤を使用した場合とにおける発電量比の関係を説明した説明図。
【図9】本発明に係る熱電変換ユニットを水道配管に取り付け、水道メータへの電源供給源として適用した熱電変換ユニットの一実施例を示す装置構成図。
【図10】本発明に係る熱電変換ユニットをガス配管に取り付け、ガスメータへの電源供給源として適用した熱電変換ユニットの一実施例を示す装置構成図。
【図11】本発明に係る熱電変換ユニットを水道配管に取り付け、発生した電気をバッテリに蓄電し、このバッテリを水道メータへの電源供給源として適用した熱電変換ユニットの一実施例を示す装置構成図。
【図12】従来の熱電変換ユニットの概略図。
【符号の説明】
10…熱電変換ユニット、11…p型の熱電変換素子、12…n型の熱電変換素子、13…熱電変換機構、14…熱電変換手段、15…密閉容器、17…接続導体、18a,18b…電源端子、19a,19b…電極、20…表面保護絶縁体、25…熱供給源、26…電力供給部、29…電気機器、30,30a,30b…電力供給媒体、35…バッテリ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power generation device that obtains electromotive force from heat, and more particularly to a thermoelectric conversion unit including a thermoelectric conversion element that obtains electromotive force from heat using the Seebeck effect.
[0002]
[Prior art]
The use form of the thermoelectric conversion element is roughly classified into two. One use form is a use for a local cooling system or a heating system using a Peltier effect in which cooling or heat release is caused by a direct current flowing through a thermoelectric conversion element. The other mode of use is as a power generation device to which a thermoelectric conversion element is applied with a thermoelectric conversion by the Seebeck effect of generating an electromotive force by giving a temperature difference to the thermoelectric conversion element.
[0003]
FIG. 12 shows a thermoelectric conversion unit configured using thermoelectric conversion elements.
[0004]
The thermoelectric conversion unit 1 shown in FIG. 12 includes a p-
[0005]
The thermoelectric conversion unit 1 supplies heat energy by bringing a low-temperature heat source into contact with the surfaces on the side of the
[0006]
The thermoelectric conversion unit 1 can directly convert heat energy from two heat sources having a temperature difference into electric energy, and can be a low environmental load type power supply device with little load on the environment. Such a thermoelectric conversion unit 1 is described in, for example, JP-A-2001-102644 (see Patent Document 1).
[0007]
In addition to the thermoelectric conversion unit 1, attention has been paid to a next-generation low environmental load type power supply device such as a solar power generation system using a solar cell and a fuel cell system using hydrogen.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2001-102644 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the thermoelectric conversion unit 1 is used repeatedly and continuously for a long time, there is a problem that the power generation efficiency is reduced as the number of times of use and the number of days of use are increased as compared with the time of the first power generation.
[0010]
Further, since the solar power generation system, which is another low environmental load type power supply device, is affected by the sunshine conditions, the operation rate of the solar power generation system is generally low, and there is a problem that the power generation amount fluctuates. In the photovoltaic power generation system, it is necessary to install a power supply unit outside for stable power supply. On the other hand, fuel cells have a problem that the cost of power generation is high because the price of hydrogen, which is a fuel required for power generation, is high.
[0011]
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object to provide a thermoelectric conversion unit that can maintain power generation efficiency at the time of first power generation even when used repeatedly and for a long time.
[0012]
Further, another object of the present invention is to provide a low-environmental load type power supply device capable of supplying power stably without an external power supply by stable power generation and capable of supplying power at a low power generation cost. To provide a thermoelectric conversion unit.
[0013]
Still another object of the present invention is to provide a thermoelectric conversion unit that can operate while reducing power consumption or generating power using a difference in ambient temperature without supplying power from the outside.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a thermoelectric conversion unit according to the present invention has at least one p-type thermoelectric conversion element and at least one n-type thermoelectric conversion element. Mechanism, a connection conductor for electrically connecting the plurality of thermoelectric conversion elements so as to extract an electromotive force generated by the thermoelectric conversion elements of the thermoelectric conversion mechanism as one power supply device, and a thermoelectric conversion unit joined by the connection conductor An electrode having a power supply terminal for extracting an electromotive force generated by the thermoelectric conversion mechanism from thermoelectric conversion elements located at both ends of the mechanism, and formed by joining the connection conductor and the electrode and the thermoelectric conversion element with a bonding material. A thermoelectric converter is provided, and a hermetically sealed container that stores and seals the thermoelectric converter is provided, and the humidity in the hermetically sealed container is kept to a minimum. It should be noted that the extremely low humidity in the closed container means a very low humidity that can maintain a power generation amount of 90% or more with respect to the initial power generation amount even in the case of a large number of times such as 80 or more times of power generation repetition.
[0015]
In the thermoelectric conversion unit according to the present invention, as described in
[0016]
Further, the thermoelectric conversion unit according to the present invention is characterized in that, as described in
[0017]
Further, in the thermoelectric conversion unit according to the present invention, as described in claim 4, the atmosphere in the sealed container is a reduced pressure atmosphere, nitrogen (N 2 A) it is selected from at least one of an atmosphere and an inert gas atmosphere.
[0018]
Furthermore, the thermoelectric conversion unit according to the present invention is characterized in that the pressure in the closed container is 9 kPa to 110 kPa, as described in claim 5.
[0019]
On the other hand, in the thermoelectric conversion unit according to the present invention, the p-type thermoelectric conversion element and the n-type thermoelectric conversion element of the thermoelectric conversion mechanism include bismuth (Bi) and tellurium (Te). As a main component.
[0020]
In the thermoelectric conversion unit according to the present invention, the porosity of the p-type thermoelectric conversion element and the n-type thermoelectric conversion element of the thermoelectric conversion mechanism is 10% or more and 60% or more. It is characterized by the following.
[0021]
Furthermore, the thermoelectric conversion unit according to the present invention is characterized in that, as described in claim 8, the bonding material is a low melting point bonding material that melts at a temperature lower than the melting point of tin (Sn).
[0022]
Furthermore, in the thermoelectric conversion unit according to the present invention, as described in claim 9, the bonding material used as the bonding material is a low melting point bonding material that melts at a temperature lower than the melting point of tin (Sn). Low melting point bonding materials include tin (Sn) / antimony (Sb) -based materials, aluminum (Al) -based materials, copper (Cu) / lead (Pb) alloy-based materials, cadmium (Cd) -based materials, and copper (Cu) · It is characterized by being composed of at least one selected from a cadmium (Cd) -based material, an alkali-cured lead-based material, a zinc (Zn) -based material, and a sintered oil-containing material.
[0023]
On the other hand, in the thermoelectric conversion unit according to the present invention, the bonding material used as the bonding material is a low melting point bonding material that melts at a temperature lower than the melting point of tin (Sn). The thickness of the melting point bonding material is 2 mm or less.
[0024]
In the thermoelectric conversion unit according to the present invention, the p-type thermoelectric conversion element and the n-type thermoelectric conversion element of the thermoelectric conversion mechanism include an inorganic material in a structure. It is characterized by having.
[0025]
Furthermore, in the thermoelectric conversion unit according to the present invention, as described in
[0026]
Furthermore, in the thermoelectric conversion unit according to the present invention, as described in
[0027]
Such a thermoelectric conversion unit can maintain the power generation efficiency at the time of the initial power generation even when it is used repeatedly and for a long time, and can provide a stable power supply without an external power supply by stable power generation, and is inexpensive. Electricity can be supplied at a low power generation cost.
[0028]
The thermoelectric conversion unit according to the present invention, as described in
[0029]
Since such a thermoelectric conversion unit is configured to be able to supply electric power to the electric device due to a temperature difference around the electric device that consumes the electric power, the power supply from the outside is reduced or the power supply from the outside is reduced. It is possible to operate the electric equipment without the need.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a thermoelectric conversion unit according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0031]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
[0032]
The
[0033]
FIG. 2 is a schematic structural diagram showing details of the thermoelectric conversion means 14.
[0034]
The
[0035]
The p-type
[0036]
The end of the thermoelectric conversion element provided in the thermoelectric conversion means 14, for example, in the case of the thermoelectric conversion means 14 shown in FIG. 2, the p-type thermoelectric conversion element 11a on the left end and the n-type
[0037]
The
[0038]
The sealed
[0039]
FIG. 3 shows a comparison between the amount of power generated by the
[0040]
The power generation amount shown in FIG. 3 is obtained by maintaining the humidity in the sealed
[0041]
According to FIG. 3, the
[0042]
When compared at 80 repetitions, the range of humidity at which power generation of 90% or more of the initial power generation is obtained is 0% to 2%, and when the humidity is more than 5% and 10%, the power generation The amount is less than 90% of the initial power generation. Furthermore, when compared at 120 repetitions, the humidity at which power generation of 90% or more of the initial power generation is obtained is 0%, 1%, and when the humidity is more than 2%, 5%, 10%. In this case, the power generation amount is less than 90% of the initial power generation amount. When the humidity in the
[0043]
Therefore, it is desirable that the humidity in the sealed
[0044]
FIG. 4 shows a plurality of thermoelectric conversion elements included in the
[0045]
The power generation amount shown in FIG. 4 is a p-type power generation amount where the power generation amount generated when the porosity of the p-type
[0046]
According to FIG. 4, the power generation amount tends to increase as the porosity in the thermoelectric conversion element increases. However, as the porosity in the thermoelectric conversion element increases, the workability deteriorates, and chipping or the like tends to occur during the production of the thermoelectric conversion element. That is, the yield decreases as the porosity in the thermoelectric conversion element increases. Therefore, the porosity in the thermoelectric conversion element is in a range where deterioration in workability does not cause a significant decrease in yield, and in a range where an increase in power generation of 5% or more with respect to the power generation at a porosity of 0% is observed. A range of 10% to 60% is desirable. Further, a more preferable range of the porosity in the thermoelectric conversion element is 10% or more and less than 50%, and further preferably 10% or more and 45% or less.
[0047]
FIG. 5 shows a thermoelectric conversion device in which inorganic materials such as alumina, mullite, titania, and zirconia are contained in the structure of the p-type
[0048]
The amount of power generation shown in FIG. 5 is 100, with the amount of power generation of the conventional product being 100. In the structure of the p-type
[0049]
According to FIG. 5, when the structure of the p-type
[0050]
Although not shown in FIG. 5, even when quartz is used as the inorganic material, an increase in the amount of power generation is recognized as in the case of the inorganic material shown in FIG.
[0051]
In FIG. 6, the structure of the thermoelectric conversion elements of the p-type
[0052]
The amount of power generation shown in FIG. 6 is such that the content of alumina in the structure of the p-type
[0053]
According to FIG. 6, the power generation amount tends to increase as the alumina content increases. However, when the content of alumina increases, the workability deteriorates, and chipping or the like easily occurs, so that the yield decreases. Therefore, the content of alumina in the thermoelectric conversion element is in a range where deterioration in workability does not cause a significant decrease in yield, and an increase in power generation of 5% or more with respect to the power generation when the alumina content is 0 vol% is recognized. 10 vol% or more and 50 vol% or less are desirable. Further, a more preferable range of the alumina content is 10 vol% to 45 vol%, and a more preferable range is 10 vol% to 40%.
[0054]
The tendency shown in FIG. 6 is the same for the
[0055]
In FIG. 7, the atmosphere in the sealed
[0056]
The amount of power generation shown in FIG. 7 is set such that the atmosphere in the
[0057]
According to FIG. 7, a reduced pressure atmosphere, N 2 In the case of an atmosphere or an inert gas atmosphere, even if the number of times of power generation is repeated 100 times, the power generation amount hardly decreases, so that the power generation ratio is 100% or more and about 110% to 120%. I have. Therefore, the inside of the sealed
[0058]
Further, the pressure in the closed container in the reduced pressure atmosphere is desirably 9 kPa to 100 kPa. The more preferable range of the pressure in the closed container in the reduced pressure atmosphere is 9 kPa to 80 kPa, and more preferably 9 kPa to 60 kPa. On the other hand, N 2 The pressure in the closed container in an atmosphere or an inert gas atmosphere is preferably 9 kPa to 110 kPa. And N 2 A more desirable range of the pressure in the closed vessel in the atmosphere and the inert gas atmosphere is 30 kPa to 110 kPa, and more preferably 50 kPa to 110 kPa.
[0059]
In the thermoelectric conversion means 14 included in the
[0060]
The power generation amount shown in FIG. 8 is a relative value where the power generation amount when the low melting point bonding material is used as the bonding material 22 is set to 100 when the power generation amount by the conventional bonding method is used. According to FIG. 8, the power generation ratio when the low melting point material is used as the bonding material 22 is about 170%, which is about 1% of the thermoelectric conversion unit (referred to as a conventional product in FIG. 8) bonded by the conventional bonding method. It can be seen that it becomes 0.7 times. Therefore, as the bonding material 22 used in the
[0061]
The low melting point bonding material used as the bonding material 22 is an aluminum (Al) -based material, a copper (Cu) -lead (Pb) alloy-based material, a cadmium ( Cd) -based material, copper (Cu) / cadmium (Cd) -based material, alkali-cured lead-based material, zinc (Zn) -based material, and sintered oil-containing material. A similar effect can be obtained.
[0062]
On the other hand, when deriving the characteristics shown in FIG. 8, the
[0063]
According to the thermoelectric unit of the present embodiment, by maintaining the humidity in the sealed
[0064]
In addition, the proportion of pores, the type and proportion of inorganic materials contained in the p-type
[0065]
In the present embodiment, the
[0066]
[Second embodiment]
9 to 11 show an example of a thermoelectric conversion unit according to the second embodiment.
[0067]
The
[0068]
FIG. 9 shows an example of a
[0069]
In the
[0070]
The
[0071]
FIG. 10 shows an example of a thermoelectric conversion unit 10B as another example of the second embodiment.
[0072]
The thermoelectric conversion unit 10B shown in FIG. 10 includes a gas pipe having a gas flow meter as the
[0073]
Further, FIG. 11 shows an example of a
[0074]
The
[0075]
The
[0076]
According to the thermoelectric unit of the present embodiment, since the thermoelectric unit includes the
[0077]
Further, as another embodiment, the
[0078]
Although the
[0079]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the thermoelectric conversion unit which concerns on this invention, even if it uses repeatedly and it uses for a long period of time, the electric power generation amount at the time of the first electric power generation can be maintained, without hardly decreasing the electric power generation amount.
[0080]
In addition, the thermoelectric conversion unit is a low environmental load type power supply device that directly converts heat energy into electric energy, and is capable of generating power stably using a temperature difference around the thermoelectric conversion unit. Further, since the thermal energy to be used can utilize the temperature difference generated in the natural environment, it is possible to supply power with reduced power generation costs.
[0081]
Further, the thermoelectric conversion unit is composed of a thermoelectric conversion unit provided in the thermoelectric conversion unit, which generates electric power by utilizing a temperature difference of the surroundings. If an electric device integrated thermoelectric conversion unit with a conversion unit is formed, the electric device included in the electric device integrated thermoelectric conversion unit can be operated even if there is almost no power supply from outside the thermoelectric conversion unit or no power supply at all Can be configured as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a thermoelectric conversion unit according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a thermoelectric conversion unit included in the thermoelectric conversion unit according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the number of times of power generation and the power generation ratio in the thermoelectric conversion unit when the thermoelectric conversion is performed by changing the humidity in the sealed container provided in the thermoelectric conversion unit according to the present invention in the range of 0% to 10%. FIG.
FIG. 4 is a correlation diagram showing the relationship between the ratio of the pores in the thermoelectric element and the power generation ratio when the thermoelectric conversion is performed by changing the ratio of the pores in the thermoelectric element included in the thermoelectric conversion unit according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the relationship between the type of inorganic material and the power generation ratio when performing thermoelectric conversion while changing the type of inorganic material contained in the thermoelectric conversion element provided in the thermoelectric conversion unit according to the present invention.
FIG. 6 shows the relationship between the content of the inorganic material and the power generation ratio when the thermoelectric conversion is performed by changing the content (vol%) of alumina (inorganic material) contained in the thermoelectric element included in the thermoelectric conversion unit according to the present invention. FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating the relationship between the atmosphere in the closed vessel provided in the thermoelectric conversion unit and the power generation ratio when the thermoelectric conversion unit according to the present invention performs
FIG. 8 is a diagram showing a case where a thermoelectric conversion unit according to the present invention performs thermoelectric conversion, a case where a low melting point alloy material is used for a joint surface between a heat source part and an electrode, and an electrode and an insulator provided in the thermoelectric conversion unit; Explanatory drawing explaining the relationship of the power generation amount ratio in the case of using.
FIG. 9 is an apparatus configuration diagram showing an embodiment of a thermoelectric conversion unit in which the thermoelectric conversion unit according to the present invention is attached to a water pipe and applied as a power supply source to a water meter.
FIG. 10 is an apparatus configuration diagram showing an embodiment of a thermoelectric conversion unit in which a thermoelectric conversion unit according to the present invention is attached to a gas pipe and applied as a power supply source to a gas meter.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a thermoelectric conversion unit in which a thermoelectric conversion unit according to the present invention is mounted on a water pipe, generated electricity is stored in a battery, and the battery is applied as a power supply source to a water meter. FIG.
FIG. 12 is a schematic diagram of a conventional thermoelectric conversion unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記熱電変換部を格納して密閉する密閉容器とを具備し、
前記密閉容器内の湿度は極少に保持されるよう構成したことを特徴とする熱電変換ユニット。a thermoelectric conversion mechanism having at least one each of a p-type thermoelectric conversion element and an n-type thermoelectric conversion element; and the plurality of thermoelectric conversion mechanisms for extracting an electromotive force generated by the thermoelectric conversion element of the thermoelectric conversion mechanism as one power supply device. A connection conductor for electrically connecting the thermoelectric conversion elements, and an electrode having a power supply terminal for extracting an electromotive force generated by the thermoelectric conversion mechanism from the thermoelectric conversion elements located at both ends of the thermoelectric conversion mechanism joined by the connection conductor. A thermoelectric conversion unit formed by joining the connection conductor and the electrode and the thermoelectric conversion element with a joining material,
A closed container that stores and closes the thermoelectric conversion unit,
A thermoelectric conversion unit, wherein the humidity in the closed container is kept to a minimum.
前記熱電変換部を格納して密閉する密閉容器とを具備し、
前記密閉容器内の湿度を極少に保持して、計測器等の電力を消費して動作する電気機器の周辺に取り付けて、
前記電気機器周囲の温度差から熱エネルギを取り出して発電した電力を前記電気機器の電源として利用可能に構成したことを特徴とする熱電変換ユニット。a thermoelectric conversion mechanism having at least one each of a p-type thermoelectric conversion element and an n-type thermoelectric conversion element; and the plurality of thermoelectric conversion mechanisms for extracting an electromotive force generated by the thermoelectric conversion element of the thermoelectric conversion mechanism as one power supply device. A connection conductor for electrically connecting the thermoelectric conversion elements, and an electrode having a power supply terminal for extracting an electromotive force generated by the thermoelectric conversion mechanism from the thermoelectric conversion elements located at both ends of the thermoelectric conversion mechanism joined by the connection conductor. A thermoelectric conversion unit formed by joining the connection conductor and the electrode and the thermoelectric conversion element with a joining material,
A closed container that stores and closes the thermoelectric conversion unit,
Keeping the humidity in the closed container to a minimum, attached to the periphery of electrical equipment that operates with power consumption such as measuring instruments,
A thermoelectric conversion unit wherein power generated by extracting heat energy from a temperature difference around the electric device can be used as a power source of the electric device.
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