JPS58199577A - 矩形断面ヒ−トパイプを組み込んだ熱電気システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自らのシステム内の熱電気装置へ熱を効率的に
輸送する為に少なくとも１つの実質的に平坦な側壁を有
するヒートパイプを含む新規で改良された熱電気システ
ムに関する。

エネルギー生産の為の化石燃料の供給は世界°的にみて
−ますます枯渇しつつあることが知られている。この認
識はエネルギー危機をもたらし、それによって世界経済
が衝撃を受けているのみでなく、世界の平ａと安定を脅
かすものとなっている。このエネルギー危機の解決は新
しい燃料とそれを利用する効率的な技術の開発にかかつ
ている。この目的の為に本発明はエネルギー保存、電力
生成、汚染問題及びより多くの電力を供給する新規な熱
電気システムの開発ζこよって得られる新事業の機会の
創造の問題を扱っている。

恒久的で経済的なエネルギー保存の技術の開発（り の問題に関する解決の重要な部分は熱によって発電を行
う熱電気技術の分野にかかつている。我々のエネルギー
のうちの３分の２以上は例えは自動車の排気平発電所に
よって廃棄され環境に放出されている。現在に至る丑で
この熱汚染によって気候に重大な効果を及ぼすには至っ
ていない。しかしながら世界のエネルギー消費が増大す
るにつれ熱汚染の効果は究極的には海面上昇を伴う極冠
氷の部分融解を招くと予測されている。

本発明はまた発電所、地熱利用施設の敷地、自動車、ト
ラックやバスによって発生する廃熱から電気的エネルギ
ーを生成する為の低コストで、効率的・経済的な熱電気
システムを提供するものである。従ってこれら及び他の
ソースからの廃熱を利用した再発電によって熱汚染を直
接的に減すると共に貴重で有限なエネルギー資源を保存
する助けとなる。

熱電気システムの効率は熱電気装置あるいはこれに組み
込まれた装置の性能特性に部分的に依存する。一方、熱
電気装置の性能は装置を形成する（す 材料についてのメリット数Ｚ　（ｆｉｒ）ｒｂｒｅ　ｏ
ｆ　ｍｅｒｉｔ）によって表わされる。ここでＺは Ｚ−８２σ／にで定義される。

但し、 Ｚ；学位数Ｘ　１０” ｓ　；　ｖ７ｃで表したゼーベック係数に；ｍｌ〃抛６
℃で表わした熱伝導率 σ；（Ω・ｌ）−’で表わした導電率 上記の関係かられかるように熱電気変換に適合した材料
である為には大きな熱電気電力のゼーベック係数（Ｓ）
、高い導電率（σ）及び低い熱伝導率（Ｋ）　を有して
いなければならない。更に、熱伝導率（Ｋ）について２
つの成分がある。即ち、格子成分Ｋｌと電気的成分Ｋｅ
である。非金属の場合にはＫｆＪが支配的でありＫの値
を決定するのは主としてこのＫｌｌである。

言い換えれば効率的な熱電気変換の為の材料はキャリア
ーが高温接合部から低温接合部へ温度勾配が維持された
状態で容易に拡散することが重要である。従って、低い
熱伝導率と共に高い導電率（７） が要求される。

熱電気変換の用途はこれ丑で巾広いものではなかった。

その大きな理由は従来の熱電気材料で工業的に利用する
に適したものはいずれも結晶質構造であった。結晶質の
固体では低い熱伝導率を維持しつつ大きな導電率を得る
ことはできない。最も重要なことは結晶質の対称性の為
に熱伝導率が改質（ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）　４こ
よって制御することができないことである。

従来の多結晶質材料を利用した場合には単結晶質材料の
場合の問題が顕著なま１残される。しかしながら、相対
的に低い導電率をもたらす多結晶粒境界部の為に新たな
問題が生ずる。更に、より複合した結晶質構造の為にこ
れらの材料の製造工程は制御が難かしい。これらの材料
を化学的に改質し、あるいはドーピングを行うことは上
述した問題があるため特に困難である。

現在存在している最良の多結晶質材料として知られてい
るものの中に（Ｂｉ　＋　Ｓｂ　）２Ｔｅ３．　ＰｂＴ
ｅ及び５ｉ−Ｇｅがある。（Ｂｚ　、Ｓ　ｂ　）２Ｔｅ
ａは一１Ｏ℃〜（８） ＋　１５０℃の範囲で用いるのに最も適しており、最良
のＺは３０℃付近で得られる。（Ｂｉ　、Ｓ　ｂ　）２
Ｔｅ３はＢｉ及びＳｂの相対量が０％〜１００％の範囲
にわたって連続的に固溶体の系を呈する。５ｉ−Ｇｅは
６００℃〜１０００℃の範囲で用いるに最も適しており
、７００℃以上で満足すべきＺの値が得られる。ＰｂＴ
ｅ多結晶質材料は３００℃から５００℃の範囲で最適値
を示す。１００℃〜３００℃の範囲での使用にう丑く適
合する材料はこれらの中には見当らない。これは実に不
都合なことである。

何故ならばこの温度範囲は廃熱の巾広い種々の応用が見
出される領域だからである。これらの応用の中には地熱
の廃棄熱、例えばトラック、バス、自動車などの内燃エ
ンジンからの廃熱の利用がある。この種の廃熱の利用は
それが真の廃熱である故に重要である。より高温の領域
の熱は他の燃料を用いて意図的に生成せねば得られず、
従ってそれは真の廃熱とはいえない。

上記の温度範囲で使用する為の新規で改良された熱電気
用合金材料も発見されている。それらの（９） 材料は出願中の米国特許出願第３４１，８６４号（１９
８２年１月２２日出願：発明者、ＴｕｍｋｕｒＳ、　Ｊ
ａｙａｒｌｅｖ及びＯｎ　Ｖａｎ　Ｎｇｕｙｅｎ　；発
明の名称、ＮＥＷ　ＭＵＬＴＩＰＨＡＳＥ　ＴＨＥＲＭ
ＯＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬＬＯＹＳ　ＡＮＤ　ＭＥＴＨＯ
Ｄ　ＯＦ　ＭＡ、ＫＩＮＧ　ＳＡ−ＭＥ）に開示され、
クレームされている。

そこに開示された熱電気材料は本発明のシステム中で使
用可能である。これらの材料は単相の結晶質材料ではな
く、無秩序組織の材料である。更にそ扛らの材料はアモ
ルファス相と多重結晶相を有する多相材料である。この
型の材料は良好な熱絶縁体である。それらは結晶性の基
質の組織から粒境界領域中の種々の組織にわたるいろい
ろの組織を有する遷移相の粒界金倉んでいる。粒界は熱
の不良導性が高い相を含む遷移相を以って高い無秩序性
を示し熱伝導に対し強い抵抗を与える。従来の材料とは
逆にこの材料は粒界が実質的に熱伝導性を与える効果な
しζこ導電率全増大されるためにバルク材料を通って多
数の導電路を与える導電性の相金倉む領域を定めるよう
Ｏこ企図されている。

（ｌＯ） 要するにこれらの材料は望゛ましい低い熱伝導率を有す
る点で多結晶材料のすべての長所と結晶質のバルク材の
持つゼーベック特性を備えている。しかも、それでいて
これら無秩序多相材料は壕だ望ましい高い導電率を有し
ている。従って前述の特許出願中に開示されている様に
メリット数についてのＳ２σの値は熱電気発電の為に望
ましい低熱伝導率のままで独立に増大させることができ
る。

最高の無秩序性を示すアモルファス材料は熱電気的応用
の為に作られている。これら材料及びその製造法につい
ては例えば５ｔａｎｆｏｒｄ　Ｒ，０ｖｓｈ−ｉｎｓｋ
ｙの発明になる米国特許第４，１７７，４７３号、同第
４，１７７，４７４号、同第４，１７８，４１５号に十
分に開示され、クレームされている。これらの特許中に
開示された材料は広範囲の秩序性でなくむしろ局所的な
秩序性を持つ構造と、１つのエネルギーギャップ及び電
気的励起エネルギーを有する電子的状態とを有するアモ
ルファスな固体の主基質（ｈｏｓｔ　ｍａｔｒｉｘ）と
して形成される。そしてアモルファスな主基質にはエネ
ルギーギャップ中に電子状態２形成する為にそれら自身
と同じくアモルファスな主基質とも相互作用する軌道を
有する改質材料が添加される。この相互作用はアモルフ
ァスな主基質の電子状態全実質的に改質ｌ〜励起エネル
ギーを実質的に下げ、従って材料の導電率が上昇する。

得られる導電率は主基質に添加された改質材料の量によ
って制御され得る。アモルファスな主基質は通常真性の
導電型のものであり、改質された材料はそれを非真性の
導電型に変える。

そこに開示されているようにアモルファスな主基質は軌
道を持った孤立電子対（ｌ　ｏｎｅ　−ｐａｉｒｓ　）
を有することができ、改質材料の軌道はそれらと相互作
用しエネルギーギャップ中に新しい電子状態を作る。別
の形においては主基質は主として四面体結合を有し、改
質材料の軌道が主基質と相互作用するよう主として非置
換的ζこ改質材料が添加されるようにすることができる
。多重軌道全付加する可能性を有するホウ素や炭素のよ
りなｄ軌道物質、ｆ軌道物質いずれもエネルギーギャッ
プ中に新しい電子状態を形成する為の改質体として使用
することができる。

上述したことからこれらアモルファス熱電気材料は実質
的に上昇した導電率を有することになる。

それにも拘らず改質後もアモルファス性は保存され、低
い熱伝導率を示し、それらを熱電気的応用、特に４００
℃以上の高温域での応用に適したものにしている。

これらの材料は上述の独立に上昇した導電率を与える為
の原子配置をもって原子的レベルあるいは微視的レベル
で改質される。これに反して前述の特許出願で開示され
た材料ζこおいては原子的に改質されていない。むしろ
それらは微視的レベルで材料中に無秩序性全導入するＪ
Ｐｐ方で製造される。この無秩序性によって、純粋なア
モルファス相が制御された高導電率を与える一方で残り
の相の無秩序性が低い熱伝導率を与えるように原子的な
改質と同じゃυ方で材料中に多く導入された導電相金倉
む種々の相が許されることになる。従ってこれらの材料
はその熱伝導性に関してアモルファス材料と規則的な多
結晶材料の中間にある。

（１３） 熱電気装置はその中に収容された材料を横切っての温度
差の確立によって発電を行う。この熱電気装置はｐ型、
ｎ型双方の成分を含む。ｐ型材料中においては温度差に
よって正（こ帯電したキャリアーを高温側から低温側へ
動かし、一方ｎ型材料中では負に帯電したキャリアーを
高温側から低温側へ動かす。

熱電気装置へ熱全輸送する為に用いられる従来の熱交換
器は大型で重く、非効率的であった。それらはその中を
流れる加熱された流体ζこよって容易（こ詰まりを起す
通路を定める多くの接近した間隔をもって配置された熱
収集面を含んでいる。捷だ従来の熱交換器は熱電気装置
が一体で分離不能な部分からなるように設計されている
。この熱電気装置からの非分離性の為にそれを清浄化し
保守することが不可能とはいえなくても困難となる。

従来の熱交換器はまた一般に例えば大量の銅、アルミニ
ウム又はステンレスで構成されている。

従ってその製造コストが高くならざるを得ない。

それらはまたそこで用いられる内燃エンジンの排（１４
） 気系に高い背圧を生じさせる。これはエンジンの正しい
動作の維持を困難にする。最後に、熱電気装置は熱交換
器の必須の構成部分であるので、排気系中の排気ガスの
汚染に潜在的にさらされることになる。

本発明は廃熱から電気的エネルギー全生成する為の新規
で改良された熱電気システムを提供する。

このシステムはコンパクトなサイズで動く部分を持たな
い。更にこのシステムは内燃エンジンを含む多くのいろ
いろの廃熱源からの廃熱を利用するに適している。

本発明の熱電気システムには廃熱を与える流体流中に配
置された熱収集フィンの形を有する一体の熱収集手段と
少なくとも１つの平坦面とを有する複数のヒートパイプ
が組み込まれている。このヒートパイプは加熱流体流か
ら外部へ向けて該加熱流体流から全体的に分離された複
数の熱電気装置まで延びている。ヒートパイプの少なく
とも１つの平坦面はそれによって収集された熱を熱電気
装置１で効率的に輸送すべく少なくとも１つの熱電気装
置の一方の面と広い熱的接触面を形成する。

熱電気装置の他方の面は電気的エネルギーの生成を可能
にすべく熱電気装置を横切って温度差を確立する為に冷
却媒体（こさらされる。

ヒートパイプは熱電気装置と広い熱的接触面を形成する
為ζこ対向した実質的に平坦な一対の側壁を与える矩形
断面を有することが望ましい。ヒートパイプは中空で密
封されておシその中に作動流体を収容している。この作
動流体は収集された熱を加熱流体から熱電気装置の高温
側へ効率的ＩＵ移送するよう作用する。これは作動流体
の気化と凝縮と熱力学を利用することによって達成され
る。

更にヒートパイプは密封されているので連続的にくυ返
す耐汚染性のシステムが提供される。

矩形のヒートパイプを一体の熱収集フィンと共ζこ用い
ると低価格、コンパクト、効率的で加熱流体への背圧が
低い熱輸送システムが得られる。このシステムはまた長
寿命で清浄と保守が従来のシステムよりも容易である。

本発明のシステムは熱電気装置の低温側はその周辺に水
又は他の流体の流れを保持させることによって冷却され
る。これζこ代って熱電気装置の低温側を外気にさらす
ことによって冷却することも可能である。

従って本発明の第１の目的は昇温された流体流から電気
的エネルギーを生成する為の熱電気システムを提供する
ことである。このシステムは所定の温度差に応答して電
気的エネルギーを発生する為の少なくとも１つの熱電気
装置を備え；前記流体流中に配置された少なくとも１つ
のヒートパイプを含む第１の熱輸送手段を備え、前記少
なくとも１つのヒートパイプは前記流体流から外部へ延
びると共に前記流体流の熱の少なくとも一部を前記少な
くとも１つの熱電気装置へ輸送する為（こ前記少なくと
も１つの熱電気装置と熱的に結合する（こ適した少なく
とも１つの実質的に平旧な面を一体的に有し；前記少な
くとも１つの熱電気装置の置かれた個所に前記温度差を
前記第１の熱輸送手段と共に確立する為に前記少なくと
も１つの熱電気装置と熱的に結合された第２の熱輸送手
段を備（１７） えていることを特徴とする。

本発明の第２の目的はそこζこ与えられた温度差に応答
して電気的エネルギーを発生する為の熱電気装置手段を
備え；複数のヒートパイプを含む第１の熱輸送手段を備
え、各ヒートパイプは廃熱流中にその一部があり実質的
に矩形断面を有していて廃熱の一部を熱電気装置手段へ
効率的に輸送する為に前記熱電気装置手段と広い熱的接
触面を作るように対向する実質的に平坦な側壁対を提供
しておセ；第１の熱輸送手段によって熱電気装置手段へ
輸送された温度よりも低温を熱電気装置手段へ与える為
に熱電気装置手段と結合した第２の熱輸送手段を備える
ことを特徴とする：廃熱流から電気的エネルギーを発生
させる為の熱電気システムを提供することである。

本発明の好ましい実施例について以下図面を参照して説
明する。

第１図及び第２図を参照すると本発明の第１の実施例の
構造を有する熱電気システム１０が描かれている。

（１８） 熱電気システムは仕切壁１８によって熱回収チャンバ〜
１４及び冷却チャンバー１６とに分割された熱回収ユニ
ット１２を含んでいる。熱回収ユニット１２ζこつなげ
られているのはダクト手段２０及び２２である。ダクト
手段２０は廃熱によって熱つせられた流体の流れを熱回
収チャンバー１４を通して方向付けする為のダクト４６
及び４８からなる。ダクト手段２２は冷却流体を冷却チ
ャンバー１６を通して方向付けする為のダクト５０及び
５２からなる。

熱回収チャンバー１４中の流体から回収された熱はそこ
から冷却チャンバー１６内に配置された多数の熱電気装
置の一方側へ輸送される。こうして輸送された熱は熱電
気装置の一方側を昇温された状態ζこ保つ。冷却チャン
バー１６を通っての冷却流体の流れは熱電気装置のもう
１つの側をいくらか低温に保つ。これにより装、置を横
切っての温朋差が確立され、発電が可能となる。

本発明を実施する場合には熱電気装置としては例えば米
国特許出願第８７２，６８９号（１９８２年４月２８日
串願；発明者、Ｔｕｍｋｕ、ｒ　Ｓ、　Ｊａｙａ−ｄｅ
ｖ及びＳｈｕｎ−１ｕｎｇ　Ｃｈａｏ　：発明の名称、
Ｎｅ　？ｎＴｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｓｙｓｔｅ
ｍｓ　　ａｎｄ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　）’ｆ同第８７２，
６８８号（１９８２年４月２８日出願；発明者、１）ｅ
ｒ−Ｊｅｏｕ　Ｃｈｏｕ　：発明の名称、Ｉｍｐ−ｒｏ
ｖｅｄ　　Ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　　Ｄｅｖｉ
ｃｅｓ　　ａｎｄ　Ｍｅｔｈ−ｏｄ　ｏｆ　Ｍａｋｉｎ
ｇ　５ａｒｎ、ｅ　）に開示された装置の形を採用する
ことができる。

ｎ型及びｐ型の要素は銅のり一ドマトリックス（ｌｅ、
ａｄ　ｒｎ、ａｔｒｉｘ　）又はリードパターンに密着
結合される。鋼のリードパターンはｎ型及びｐ型の要素
を電気的には交互に直列関係で結合し、熱的（こは並列
関係に並ぶように配列される。動作中の内燃エンジンの
排気ガスは熱電気装置２４を横切って２００℃の温度勾
配を確立することができる。

装置２４の要素が帆１５ｍＶ／℃のゼーベック係数（、
Ｓ’）を持てば各要素ζこよって生成可能な電圧ばＶｔ
ｅ＝　１５　ｍＶ／　ＣＸ　２００℃の表穴、即ち３０
ｍＶとなる。自動車やトラックで利用される１４Ｖの電
圧を得るζこ必要な要素数は そして直列に並ぶ４６７個の要素からなるグループを１
４Ｔ／’でシステムに必要な電流が得られるように任意
数並列に結合することが可能である。

勿論各熱電気装置２４は４６７個よりも少ない要素数を
含むものとすることができる。１４Ｖを得る為に必要な
直列接続の装置の数は所要要素総数を各装置の持つ要素
数で除した数となる。例えば各装置が３２閏の要素を含
んでいるとすれば４６７÷３２が所要装置数となる。こ
の例の場合ζこは４６７÷８２＝１４．６であシ従つ°
Ｃ少なくとも１４Ｔ／’を確保する為には１５個の装置
が必要となる。

第２．３．４図に最も良く示されているように、本発明
に従えばシステム１０は熱回収チャンバー１４から仕切
壁１８を貫通し冷却チャンバー１６へ至るようＯこ延び
る置数のヒートパイプ３８を含む。ヒートパイプ３８は
列をなしており、実質的に矩形断面を有し、冷却チャン
バー１６内で熱電（２１） 気装置２４と広い熱的接触面が与えられるように対向し
た実質的平坦な側壁対３８ａ、８８ｂを備えている。熱
回収チャンバー１４内での廃熱収集を容易にする為にヒ
ートパイプは一体で相互（こ平行な、鉛直方向に隔たり
合った熱収集フィン４０を含んでいる。この熱収集フィ
ン４０はヒートパイプ３８の平坦な側壁３８ａ、３８ｂ
からこれと実質的ζこ垂直に延び加熱流体流と実質的に
平行な面上に存在する。ヒートパイプ３８及びフィン４
０は例えば銅、ステンレス、アルミニウムあるいはこれ
と類似の熱良導体で形成される。フィン４０ζこよって
収集された熱はヒートパイプ３８によって熱回収チャン
バー１４から仕切壁１８を貫通し冷却チャンバー１６内
の熱電気装置へ輸送される。捷た、気付かれることと思
うが各列のヒートバイブ３８同士は実質的に接触し合う
関係で並べることもできる。

ヒートパイプ３８は一般的に矩形である他に、中空でそ
の端部が密封されたものとなっている。

ヒートパイプの内容積のほぼ５％〜ＩＯ％は例え（２２
） ば作動流体によって占められている。このヒートパイプ
の構造によって熱回収チャンバー１４から冷却チャンバ
ー１６への熱輸送が固体パイプあるいは他の公知の構造
の場合よりも効率的に行われる。熱回収室１４から冷却
チャンバー１６への熱輸送の際には熱回収室１４内のヒ
ートパイプ部分の中で作動流体４２が気化する。この気
化［７た作動１ｊｆｉ、体はヒートパイプの冷却チャン
バー１６内の部分へ運ばれ、そこで側壁３８ａ、３８ｂ
と広い熱接触をする熱電気装置を加熱する。その後作動
流体４２は凝縮しヒートパイプ３８の熱回収チャンバー
１４内の部分へ戻り熱輸送サイクルを繰り返す。

熱電気装置２４は冷却チャンバー１６内のヒートパイプ
表面３８ａ、８８ｂの実質的に全部を覆いそれと艮好な
熱接触関係（こある。装置２４はその縁部同士を密封関
係で触れ合っている。これら装置はまた熱面１１１５ｊ
ユニット１２の長さ方向にも配列され、装置２４の低温
側を形成する外面４４を含んでいる。表面４４はそれら
自牙相互及びユニット１２０１１１１壁と共に没却媒体
が、熱電気装置２４の低温側４４を冷却するべく冷却チ
ャンバーを通って方向付けられるようζこする為の密封
通路４７を定める。装置２４はその縁部で晋封されてい
るので熱電気装置の内部は冷却媒体から隔離される。

熱電気システム１０の動作に際しては、運転中の内燃エ
ンジンからの排気カスはダクト手段２゜のダクト４６．
４８を通って熱回収チャンバー１４を貫通するように方
向伺けられる。そこでヒートパイプ３８の熱収集フィン
４０（こよって熱が集められる。作動流体４２は気化し
、その熱は冷却チャンバー１６内のヒートパイプ３８の
平坦啼３８ａ、８８ｂ上にマウントさ扛た熱電気装置２
４の高温側へ輸送される。

各熱電気装置２４の低温側は各装置を横切って温度差を
確立する為に冷却媒体によって冷却される。この実施例
においては冷却媒体は水である。

この水はダクト手段２２のダクト５０．５２４こよって
凌却ナヤンバ−１６の通路４７を質流するよう方向付け
られる。その結果、水は装置２４の低温側と接触しこれ
を冷却する。

ここで第５．６図を参照すると本発明の別の実施例に従
った構成の熱電気システム５４が示されている。この熱
電気システム５４は熱回収チャンバー５８からなる熱回
収ユニット５６を含んでいる。この熱回収ユニット５６
ζこは熱回収チャンバー５８を通る廃熱によって加熱さ
れた流体の流れを方向付ける為のダクト６０及び６２が
つなげられている。

先ζこ述べた実施例の場合と同様に熱回収チャンバー５
８はヒートパイプ６６からこれと垂直ζこ延びる一体の
熱収集フィン６４を有する複数のヒートパイプ６６を含
む。ヒートパイプ６６のフィン６４によって回収され１
こ熱は熱回収チャンバー５８の外部の領域へ輸送される
。そこＯこは熱Ｎ気装置がヒートパイプ６６の平坦側壁
７０ｉこ結合されている。装置６８は従ってヒートパイ
プ６６を通る熱によってその一方側を加熱される。

冷却用外気が熱電気装置６８の他の側を冷却す（２５） 、　る。外気を熱電気装置の冷却に用いる場合、これを
助ける為に熱電気装置は水平に配置され、また鉛直方向
に間隔を置いて配置された冷却フィン７２が装置６８に
これと垂直に良好な熱的接触状態で取り伺けられる。

熱電気装置の低温側が外気によって冷却される点を除け
はこの実施例の動作は先（（述べ１こ実施例の場合と並
列的関係にある。ま１こ、この実施例では装置の低温側
が高い温度にあるのでより高い動作温度が要求されるこ
とを除けば先の実施例で述べた設計上、及び材料上の考
え方は同じである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に従って構成された熱電
気システムの側面図。 第２図は第１図の線２−２ｉこ沿った断面図。 第３図は第２図の線３−３に沿つ１こ断面図。 第４図は第３図の線４−４に沿った断面図。 第５図は本発明の別の実施例に従って構成された熱電気
システムの側面図。 第６図は第５図の線６−６に沿った断面図。 （２６） １０．５４：熱電気システム １２：熱回収ユニット １４：熱回収チャンバー １６：冷却チャンバー １８：仕切壁 ２４．６８：熱電気装置 ３８．６６：ヒートパイプ ４０：熱収集フィン ４２：作動流体 ４６．４８．５０．５２：ダクト。 ％　許出ｍ　人　　エナーシー・コンバージョン・デバ
イセス・インコーホレーテッド （２７） −〇 ３８２− 特許庁＆官若杉和夫殿 １．事件の表示 昭和不に年特許願第　　７７３ノア号 ２、発明の名称 キ巨？シ山−１訂レート、２イブを１鼠とシソんム゛弘
喫〕し事件との関係　　特許出願人 住所 絡１不　ヅナーゾー・コアｔＳ’−シクン・チ゛バイ也
ス・インコーボ°Ｖ″″γ、−７ビ ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　昇温された流体流から電気的エネルギー全発生する
   為の熱電気システムにおいて；所定の温度差に応答して
   前記電気的エネルギーを発生する為の少なくとも１つの
   熱電気装置（２４，２６）を備え；前記流体流中に配置
   された少なくとも１つのヒートパイプ（３８，６６）ヲ
   含む第１の熱輸送手段（１２，５６）を備え、前記少な
   くとも１つのヒートパイプは前記流体流から外部へ延び
   ると共に前記流体流の熱の少なくとも一部全前記少なく
   とも１つの熱電気装置へ輸送する為に前記少なくとも１
   つの熱電気装置と熱的に結合するに適した少なくとも１
   つの実質的に平坦な面（３８ａ、３８ｂ、７０）を一体
   的に有し；前記少なくとも１つの熱電気装置の置かれた
   個所に前記温度差を前記第１の熱輸送手段と共に確立す
   る為に前記少なくとも１つの（１） 熱電気装置と熱的に結合された第２の熱輸送手段（１６
   １−備えていることを特徴とする前記熱電気システム。 ２、特許請求の範囲第１項に記載されたシステムにおい
   て更に、前記少なくとも１つのヒートパイプ（３８，６
   ６）がこれと一体で且つ前記流体流中に配置された複数
   個の熱収集器（４０，６４）を含んでいることを特徴と
   する前記システム。 ａ＠許請求の範囲第２項に記載されたシステムにおいて
   更に、前記熱収集器（４０，６４）が実質的に平坦であ
   り且つ前記流体流の方向に実質的に平行な平面上にある
   ことを特徴とする前記システム。 ４、特許請求の範囲第１項に記載されたシステムにおい
   て、前記少なくとも１つのヒートパイプ（３８，６６）
   が良好な熱伝導性を有する材料で形成されていることを
   特徴とする前記システム。 ＆　特許請求の範囲第１項から同第４項のうちのいずれ
   か１項に記載されたシステムにおいて更に、前記少なく
   とも１つのヒートパイプ（３８，６６）が実質的に矩形
   の断面を有していることを特徴とする特許 る前記システム。 Ｇ　特許請求の範囲第５項に＝己載されたシステム（こ
   おいて更に、前記ヒートパイプ（３８，６６）がその中
   に作動流体を含み、前記作動流体は完全に凝扁［〜だと
   きに前記ヒートパイプの内容積の５％〜１０％を占める
   ことを特徴とする前記システム。 ７　％許請求の範囲第１項から同第６項のうちのいずれ
   か１項に記載されたシステムにおいて、前記第２の熱輸
   送手段が前記第１の熱輸送手段（５６）によって確立さ
   れた温度よりも低い温度を前記少なくとも１つの装置の
   位置に確立する為の空気流冷却手段（７２）ｆｆｉ含ん
   でいることを特徴とする前記システム。 ａ　特許請求の範囲第１項から同第６項丑でのいずれか
   １項に記載されたシステムにおいて更に、前記第２の熱
   輸送手段（１６）が前記第１の熱輸送手段（１２）によ
   って確立された温度よりも低い温度を前記少なくとも１
   つの装置（２４，６８）の位置に確立する為の水流冷却
   手段（２２）’に含んでいることを特徴とする前記シス
   テム。 （３） ９、％許請求の範囲第１項から同第８項までのいずれか
   １項に記載されたシステムにおいて更に、前記流体流が
   前記第２燵５輸送手段（１６，７２）から孤立させられ
   ていることを特徴とする前記システム。 １α特許請求の範囲第９項に記載されたシステムにおい
   て更に、前記流体流を通す為の第１のチャンバー（１４
   ）と：前記第２の熱輸送手段と前記熱電気装置（３８）
   とを収容する為の、前記第１のチャンバーに対して密封
   された第２のチャンバーとを備えること全特徴とする前
   記システム。 １１、　特許請求の範囲第１Ｏ項に記載されたシステム
   （こおいて更に、前記ヒートパイプ（３８）が前記第１
   のチャンバー（１４）から前記第２のチャンバー内へ延
   びていることを特徴とする前記システム。 １２、特許請求の範囲第６項に記載されたシステムにお
   いて、前記作動流体（４２）が水であることを特徴とす
   る前記システム。 １ａ　特許請求の範囲第９項から同第１２項までのいず
   れか１項に記載されたシステムにおいて更に（４） 前記流体流を前記熱電気装置手段から孤立させる為の手
   段（１８）’に備えていることを特徴とする前記システ
   ム。