JP6337277B2 - 発電装置および熱電モジュール - Google Patents
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Description
以下、本開示の実施の形態1における発電装置について図面を参照しながら説明する。図1は、実施の形態1に係る発電装置20の構成を示すブロック図である。発電装置20は、一対の出力端子31、32と複数の熱電モジュール40を直列に接続してなる複数の直列ユニット50(第1の直列ユニット51および第2の直列ユニット52を含む)を有する。それぞれの直列ユニット50は一対の出力端子31、32の間に互いに並列に接続されている。それぞれの直列ユニット50において、熱電モジュール40は直列配線60(第1の直列配線61と第2の直列配線62を含む)を介して直列に接続されている。このような構成により、発電装置20は、直列に接続された熱電モジュール40の数に応じた発電電圧を得ることができ、並列に接続された直列ユニット50の数に応じた発電電流を得ることができる。そして、直列に接続された熱電モジュール40の数と並列に接続された直列ユニット50の数に応じて全体の発電電力を得ることができる。
図2は、本開示の実施の形態1の変形例の発電装置21の構成を示すブロック図である。図2に示す発電装置21は、第1の直列ユニット51と第2の直列ユニット52は同数の熱電モジュール40を有し、一対の出力端子31、32の一方を出力端子31としたとき、出力端子31から第1の直列ユニット51を経由して接続配線70に至るまでに接続された熱電モジュール40の数は、第1の出力端子31から第2の直列ユニット52を経由して接続配線70に至るまでに接続された熱電モジュール40の数と同数になるように構成されている。この構成を有することにより、発電装置21は、接続配線70から第1の出力端子31に至るまでの第1の直列ユニット51の熱起電力と第2の直列ユニット52の熱起電力を同等レベルにすることができ、循環電流による損失を低減できる。従って、熱電モジュール40の故障時の発電電力の低下をより効果的に抑制できる。
図3は、本開示の実施の形態1の第2の変形例の発電装置22の構成を示すブロック図である。図3に示す発電装置22は、複数の直列ユニット50の中の任意の第1の直列ユニット51と任意の第2の直列ユニット52について、第1の直列ユニット51の中の任意の第1の直列配線61と第2の直列ユニット52の中の任意の第2の直列配線62を接続する接続配線70を有する。発電装置22は、接続配線70を有することにより、第1の直列ユニット51または第2の直列ユニット52の中の熱電モジュール40の1つに断線が生じたとしても、断線が生じた熱電モジュール40が属する直列ユニット50の中の他の熱電モジュール40の発電電力を有効に活用することができる。従って、本実施の形態の発電装置22は、発電電力の低下を抑制することができる。発電装置22における接続配線70の構成は、装置の構成上、全ての直列配線60をグリッド状に接続することができない場合に有効である。
図4は、本開示の実施の形態1の第3の変形例の発電装置23の構成を示すブロック図である。発電装置23において、第1の直列ユニット51の第1の直列配線61と第2の直列ユニット52の第2の直列配線62が接続配線70によって接続されている。さらに、発電装置23において、第1の直列ユニット51と第2の直列ユニット52は同等の熱起電力を有し、一対の出力端子31、32の一方を第1の出力端子31としたとき、第1の出力端子31から第1の直列ユニット51を経由して接続配線70に至るまでの熱起電力の大きさは、第1の出力端子31から第2の直列ユニット52を経由して接続配線70に至るまでの熱起電力の大きさと、同等にしたものである。つまり、第1の直列ユニット51と第2の直列ユニット52は同等の熱起電力を有し、出力端子31から第1の直列ユニット51を経由して接続配線70に至るまでの熱起電力の大きさは、出力端子31から第2の直列ユニット52を経由して同じ接続配線70に至るまでの熱起電力の大きさと、同等である。
以下、本開示の実施の形態2における熱電モジュール80について図面を参照しながら説明する。
31,32 出力端子
40,41,42 熱電モジュール
50,51,52 直列ユニット
60,61,62 直列配線
70 接続配線
80 熱電モジュール
81,82 基板
83,84 電極
85,86 出力端子
87,88 熱電素子
89,89a,89b 直列ユニット
90,90a,90b 直列配線
91 接続配線
Claims (6)
- 第1の出力端子と、
第2の出力端子と、
前記第1の出力端子と前記第2の出力端子との間に接続され、第1の複数の熱電モジュール(一対の熱電素子のみから構成されたものを除く)を直列に接続してなる第1の直列ユニットと、
前記第1の出力端子と前記第2の出力端子との間に、前記第1の直列ユニットと並列になるように接続され、第2の複数の熱電モジュール(一対の熱電素子のみから構成されたものを除く)を直列に接続してなる第2の直列ユニットと、
前記第1の直列ユニットと前記第2の直列ユニットとを接続する複数の接続配線と、
を備え、
前記第1の直列ユニットは、前記第1の複数の熱電モジュールを直列に接続する第1の複数の直列配線を有し、
前記第2の直列ユニットは、前記第2の複数の熱電モジュールを直列に接続する第2の複数の直列配線を有し、
前記複数の接続配線のそれぞれは、前記第1の複数の直列配線の1つと、前記第2の複数の直列配線の1つとを接続する発電装置。 - 前記複数の接続配線が、第1の接続配線を含み、
前記第1の直列ユニットが有する前記第1の複数の熱電モジュールの数と、前記第2の直列ユニットが有する前記第2の複数の熱電モジュールの数とは、同じであり、
前記第1の出力端子から前記第1の直列ユニットを経由して前記第1の接続配線に至るまでに接続される熱電モジュールの数と、前記第1の出力端子から前記第2の直列ユニットを経由して前記第1の接続配線に至るまでに接続される熱電モジュールの数とは、同数である請求項1記載の発電装置。 - 前記第1の直列ユニットが有する全ての前記第1の複数の直列配線と、前記第2の直列ユニットが有する全ての前記第2の複数の直列配線は、前記複数の接続配線のうちの対応する接続配線で、接続されている請求項2記載の発電装置。
- 前記第1の直列ユニットと前記第2の直列ユニットは同等の熱起電力を有し、
前記複数の接続配線が、第1の接続配線を含み、
前記第1の出力端子から前記第1の直列ユニットを経由して前記第1の接続配線に至るまでの熱起電力の大きさは、前記第1の出力端子から前記第2の直列ユニットを経由して前記第1の接続配線に至るまでの熱起電力の大きさと、同等である請求項1記載の発電装置。 - 前記第1の直列ユニットと前記第2の直列ユニットは同等の熱起電力を有し、
前記複数の接続配線が第1の接続配線を含み、
前記第1の出力端子から前記第1の直列ユニットを経由して前記第1の接続配線に至るまでの発電電力の大きさは、前記第1の出力端子から前記第2の直列ユニットを経由して前記第1の接続配線に至るまでの発電電力の大きさと、同等である請求項1記載の発電装置。 - 第1の出力端子と、
第2の出力端子と、
nとmを自然数とし、n個の直列配線を介して(n+1)個の熱電モジュール(一対の熱電素子のみから構成されたものを除く)を直列に接続してなる(m+1)個の直列ユニットと、
複数の接続配線と、
を備え、
前記(m+1)個の直列ユニットは前記第1の出力端子と前記第2の出力端子との間に並列に接続され、
kを1からnまでの自然数とし、前記(m+1)個の直列ユニットにおける前記n個の直列配線のうち、前記第1の出力端子側からk番目に配置される直列配線が、前記複数の接続配線のうち前記第1の出力端子側からk番目に配置される接続配線を介して互いに接続された発電装置。
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