JP2015115998A - 熱発電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】様々な設置対象に容易に着脱することが可能な熱発電装置を提供する。【解決手段】熱発電装置1は、発熱体2が配置される高温側に設けられる高温側電極3と、発熱体2から離接した低温側に設けられる低温側電極4と、高温側電極3と、低温側電極4とを接続する熱電素子5と、を有して構成されている。高温側電極3は、発熱体2に固定する取付部6を有している。取付部6は、吸盤61により構成されている。したがって、吸盤61を発熱体2に押し付けることで容易に発熱体2の形状によらず熱発電装置1を取り付けることができ、また、吸盤61を設置対象2から剥すだけで容易に熱発電装置1を外すことができる。【選択図】図1
Description
本発明は、熱エネルギーにより発電する熱電素子を備えた熱発電装置に関する。
例えば地熱、自動車の排気ガス熱、照明装置等の熱を利用して発電する熱発電装置が近年クリーンエネルギーとして注目されている。
熱発電装置の一例としては、高温端側を排ガスにより加熱し、低温端側を冷却水配管によって導入される冷却水で冷却することで、温度差によるゼーベック効果により発電を行うものが開示されている(特許文献1参照)。
このような熱発電装置の多くは設置対象の形状に合わせて製作され、一度設置されると取り外すことは想定されていないため強固に固定されている。
このような熱発電装置の多くは設置対象の形状に合わせて製作され、一度設置されると取り外すことは想定されていないため強固に固定されている。
しかし、他の場所に熱発電装置を移設する場合等が生じた場合には、着脱作業が困難になる問題がある。
また、熱発電装置を設置する場合には、設置対象の形状や大きさに合わせて熱発電装置を製作する必要があるため、汎用性に乏しく再利用ができない問題がある。
また、熱発電装置を設置する場合には、設置対象の形状や大きさに合わせて熱発電装置を製作する必要があるため、汎用性に乏しく再利用ができない問題がある。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、様々な設置対象に容易に着脱することが可能な熱発電装置を提供することを主たる課題としている。
上記課題を達成するために、本発明に係る熱発電装置は、発熱体が配置される高温側に設けられる高温側電極と、前記発熱体から離接した低温側に設けられる低温側電極と、前記高温側電極と、低温側電極とを接続する熱電素子と、を有して構成され、前記高温側電極は、前記発熱体に固定する取付部を有し、前記取付部は、吸盤により構成されていることを特徴としている。
取付部に発熱体(設置対象)に固定する吸盤が設けられていることにより、吸盤を設置対象に押し付けることで容易に設置対象の形状によらず熱発電装置を取り付けることができ、また、吸盤を設置対象から剥すだけで容易に熱発電装置を外すことができる。
取付部に発熱体(設置対象)に固定する吸盤が設けられていることにより、吸盤を設置対象に押し付けることで容易に設置対象の形状によらず熱発電装置を取り付けることができ、また、吸盤を設置対象から剥すだけで容易に熱発電装置を外すことができる。
取付部は、直径が均一な大きさの複数の吸盤により構成されるようにしてもよい。
取付部が直径が均一な大きさの複数の吸盤により構成されることにより、複数の吸盤が設置対象に付くことになり、より強力な力で熱発電装置を固定することが可能となる。
また、全ての吸盤の直径を均一なものとすることで吸盤の製造を容易にし、製造コストを抑えることが可能となる。
取付部が直径が均一な大きさの複数の吸盤により構成されることにより、複数の吸盤が設置対象に付くことになり、より強力な力で熱発電装置を固定することが可能となる。
また、全ての吸盤の直径を均一なものとすることで吸盤の製造を容易にし、製造コストを抑えることが可能となる。
取付部は、直径が異なる大きさの複数の吸盤により構成されるようにしてもよい。
取付部が直径が異なる大きさの複数の吸盤により構成されることにより、曲率が大きい設置対象に対しては直径が小さい吸盤が付くことになり、曲率が小さい設置対象に対しては、直径が大きい吸盤も設置対象に対して付くため、安定して熱発電装置を固定することが可能となる。
取付部が直径が異なる大きさの複数の吸盤により構成されることにより、曲率が大きい設置対象に対しては直径が小さい吸盤が付くことになり、曲率が小さい設置対象に対しては、直径が大きい吸盤も設置対象に対して付くため、安定して熱発電装置を固定することが可能となる。
取付部は、高温側電極の周縁においては直径が小さい吸盤が設けられるようにしてもよい。
高温側電極の周縁においては直径が小さい吸盤が設けられるようにすることで、径が小さい吸盤は、吸着力が弱いため容易に吸盤を剥すことができ、熱発電装置の取り外しを容易にすることができる。
高温側電極の周縁においては直径が小さい吸盤が設けられるようにすることで、径が小さい吸盤は、吸着力が弱いため容易に吸盤を剥すことができ、熱発電装置の取り外しを容易にすることができる。
高温側電極は、多角形状に形成されているようにしてもよい。
高温側電極が多角形状に形成されることにより、多角形の頂点(角)をつまみやすくなり、また、角に近接する位置は吸盤の数が少なくなるため、容易に吸盤を剥すことができる。
高温側電極が多角形状に形成されることにより、多角形の頂点(角)をつまみやすくなり、また、角に近接する位置は吸盤の数が少なくなるため、容易に吸盤を剥すことができる。
低温側電極は、放熱フィン状に凹凸が形成してもよい。
低温側電極に放熱フィン状の凹凸が形成されていることにより、低温側電極の放熱をより促すことができるため、熱電素子の発電能力を向上させることが可能となる。
低温側電極に放熱フィン状の凹凸が形成されていることにより、低温側電極の放熱をより促すことができるため、熱電素子の発電能力を向上させることが可能となる。
吸盤は、熱伝導率が高い材質で形成するようにしてもよい。
吸盤が熱伝導率の高い材質で形成されることにより、熱電素子に効率よく熱エネルギーを伝えることができ、熱電素子の発電能力を向上させることが可能となる。
ここで、熱伝導率の高い材質としては、単層のカーボンナノチューブ、炭素繊維、ゴム複合材料等が挙げられる。
特に、吸盤にゴムを含む材料により吸盤を形成することにより、熱によりゴムが軟化して吸着力を維持することが可能となる。
吸盤が熱伝導率の高い材質で形成されることにより、熱電素子に効率よく熱エネルギーを伝えることができ、熱電素子の発電能力を向上させることが可能となる。
ここで、熱伝導率の高い材質としては、単層のカーボンナノチューブ、炭素繊維、ゴム複合材料等が挙げられる。
特に、吸盤にゴムを含む材料により吸盤を形成することにより、熱によりゴムが軟化して吸着力を維持することが可能となる。
以上述べたように、本発明の熱発電装置によれば、取付部に発熱体(設置対象)に固定する吸盤が設けられていることにより、設置対象の形状に関わらず容易に熱発電装置を脱着することが可能となる。
取付部が吸盤であることにより、配管やボイラ壁面等の曲面を有する様々な設置対象に容易に着脱することが可能であり、汎用性を高めることが可能となる。
取付部が吸盤であることにより、配管やボイラ壁面等の曲面を有する様々な設置対象に容易に着脱することが可能であり、汎用性を高めることが可能となる。
以下、本発明の熱発電装置について、添付図面を参照して説明する。
図1に示すように、熱発電装置1は、発熱体2(設置対象)が配置される高温側に設けられる高温側電極3と、発熱体から離接した低温側に設けられる低温側電極4と、高温側電極3と、低温側電極4とを接続する熱電素子5と、を有して構成されている。熱発電装置1の大きさは、携帯が可能なように縦、横、高さの全ての寸法が10cm程度である。
設置対象2は、高温の流体が流れる配管等であって、配管以外には例えば、ボイラの側壁、蒸気が通る配管のバルブの根元等であってもよい。また、設置対象2の発熱温度は50〜100度程度であることが望ましいが、これ以外の温度範囲にあっては、発熱温度に応じた適切な材料を選択するとよい。
高温側電極3は、図2(a)に示されるように、金属製で多角形の板状に形成されるもので、本実施例においては四角形の板状に形成され、設置対象2と対峙する面においてはこれに固定する取付部6が設けられている。
取付部6は、直径が均一な大きさの複数の吸盤61から構成され、これらの吸盤61は高温側電極3に均等な間隔を有して規則的に配置されている。
吸盤61は、図3に示すように、単層のカーボンナノチューブ、炭素繊維、ゴム複合材料等の熱伝導率が高い材質かつ、熱による変質が起きない耐熱性の材質で形成されるもので、高温側電極3に固定する固定部62と、固定部62に続いて円錐状に形成された吸盤部63と、から構成されている。
固定部62は円筒形に形成されるもので、高温側電極3の設置対象2と対峙する面に接着剤や、溶着により基端が固定されている。
吸盤部63は、押し付けられたときの形状を維持できるよう、その内側が粘着性を有することが望ましい。
吸盤部63は、押し付けられたときの形状を維持できるよう、その内側が粘着性を有することが望ましい。
熱電素子5は、例えばN型の半導体51及びP型の半導体52の組み合わせからからなるペルチェ素子であり、吸熱面と放熱面を有する平板形状を成している。
低温側電極4は、金属製の板状もので、放熱フィン状に凹凸41が形成されており、また、端部には所定の電気回路7に接続する接続端子42が設けられている。
なお、本実施例においては、高温側電極3は、四角形状に形成されているが、これには限定されず、図2(b)に示すように三角形や、その他の多角形に形成してもよい。また、吸盤61は、固定部62と、吸盤部63と、を有して構成される旨を説明したが、これには限られず、例えば、微細な凹部を無数に有するシート状に形成されたミクロ吸盤であってもよい。
以上述べたように、本発明の熱発電装置1によれば、取付部6に設置対象2に固定する吸盤61が設けられていることにより、設置対象2の形状に関わらず容易に熱発電装置1を脱着することが可能となる。
取付部6が吸盤61であることにより、配管やボイラ壁面等の曲面を有する様々な設置対象2に容易に着脱することが可能であり、汎用性を高めることが可能となる。
取付部6が吸盤61であることにより、配管やボイラ壁面等の曲面を有する様々な設置対象2に容易に着脱することが可能であり、汎用性を高めることが可能となる。
また、取付部6が直径が均一な大きさの複数の吸盤61により構成されることにより、複数の吸盤61が設置対象2に付くことになり、より強力な力で熱発電装置1を固定することが可能となる。
さらに、全ての吸盤61の直径を均一なものとすることで吸盤61の製造を容易にし、製造コストを抑えることが可能となる。
さらにまた、高温側電極3が多角形状に形成されることにより、頂点(角)をつまみやすくなり、また、角に近接して設けられる吸盤61の数が少なくなるため、容易に吸盤61を剥すことができる。
さらにまた、高温側電極3が多角形状に形成されることにより、頂点(角)をつまみやすくなり、また、角に近接して設けられる吸盤61の数が少なくなるため、容易に吸盤61を剥すことができる。
また、低温側電極4に放熱フィン状の凹凸41が形成されていることにより、低温側電極4の放熱をより促すことができるため、熱電素子5の発電能力を向上させることが可能となる。
さらに、吸盤61が熱伝導率の高い材質で形成されることにより、熱電素子5に効率よく熱エネルギーを伝えることができ、熱電素子5の発電能力を向上させることが可能となる。
さらに、吸盤61が熱伝導率の高い材質で形成されることにより、熱電素子5に効率よく熱エネルギーを伝えることができ、熱電素子5の発電能力を向上させることが可能となる。
上述の実施例においては、取付部6を構成する吸盤61の直径は均一なものであったが、直径が不均一な大きさの複数の吸盤61で取付部6を構成してもよい。
以下、本実施例の説明を行うが、実施例1と同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。
以下、本実施例の説明を行うが、実施例1と同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。
図4(a),(b)に示すように、取付部6は、直径が異なる大きさの複数の吸盤(直径が小さい吸盤61a、直径が大きい吸盤61b)により構成されている。直径が小さい吸盤61aと、直径が大きい吸盤61bと、は、それぞれ高温側電極3の設置対象2と対峙する面に不規則に配置されている。
なお、本実施例においては説明の便宜上、取付部6は、直径が小さい吸盤61aと、直径が大きい吸盤61bと、の2種類の吸盤61a,61bで構成されるように説明したが、これには限定されず、直径の異なる吸盤61の種類をさらに増加して取付部6を構成してもよい。
取付部6が直径が異なる大きさの複数の吸盤61により構成されることにより、曲率が大きい細い配管等の設置対象2に対しては直径が小さい吸盤61aを曲面に吸着させることができ、また、曲率が小さい太い配管等の設置対象2に対しては、大きい吸盤61bも設置対象2に対して吸着させることができるため、安定して熱発電装置1を固定することが可能となる。
なお、図5(a),(b)に示すように、高温側電極3の周縁に直径が小さい吸盤61aを優先的に配置し、その他の場所においては直径が小さい吸盤61aと、直径が大きい吸盤61bとを不規則に配置することにより、周縁に生じる吸盤61の力を弱めて剥しやすくしてもよい。この場合、高温側電極3が多角形状の場合には、角に近い周縁に直径が小さい吸盤61aを配置することで角から剥しやすくすることができる。
1 熱発電装置
2 発熱体(設置対象)
3 高温側電極
4 低温側電極
5 熱電素子
6 取付部
61 吸盤
2 発熱体(設置対象)
3 高温側電極
4 低温側電極
5 熱電素子
6 取付部
61 吸盤
Claims (7)
- 発熱体が配置される高温側に設けられる高温側電極と、
前記発熱体から離接した低温側に設けられる低温側電極と、
前記高温側電極と、低温側電極とを接続する熱電素子と、を有して構成され、
前記高温側電極は、前記発熱体に固定する取付部を有し、
前記取付部は、吸盤により構成されていることを特徴とする熱発電装置。 - 前記取付部は、直径が均一な大きさの複数の吸盤により構成されることを特徴とする請求項1に記載の熱発電装置。
- 前記取付部は、直径が異なる大きさの複数の吸盤により構成されることを特徴とする請求項1に記載の熱発電装置。
- 前記取付部は、前記高温側電極の周縁においては直径が小さい吸盤が設けられることを特徴とする請求項3に記載の熱電素子。
- 前記高温側電極は、多角形状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の熱電素子。
- 前記低温側電極は、放熱フィン状に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の熱電素子。
- 前記吸盤は、熱伝導率が高い材質で形成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の熱発電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013254702A JP2015115998A (ja) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | 熱発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2013254702A JP2015115998A (ja) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | 熱発電装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2015115998A true JP2015115998A (ja) | 2015-06-22 |
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JP2013254702A Pending JP2015115998A (ja) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | 熱発電装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020522880A (ja) * | 2017-06-08 | 2020-07-30 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | 熱変換装置 |
-
2013
- 2013-12-10 JP JP2013254702A patent/JP2015115998A/ja active Pending
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JP2020522880A (ja) * | 2017-06-08 | 2020-07-30 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | 熱変換装置 |
JP7072004B2 (ja) | 2017-06-08 | 2022-05-19 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | 熱変換装置 |
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