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公開番号2024049784
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-10
出願番号2022156232
出願日2022-09-29
発明の名称熱電発電装置
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人R&C
主分類H02N 11/00 20060101AFI20240403BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】発電効率がよい熱電発電装置を提供する。
【解決手段】熱電発電装置1は、ペルチェ素子11を有し、ペルチェ素子11に生じる起電力を出力する熱電体10と、熱電体10が外側に接している蓄熱体20と、蓄熱体20が接している状態の熱電体10を収容し、流体が導入可能なケース30と、所定条件に基づいて、流体として低温流体を導入する第1状態と流体として高温流体を導入する第2状態とに切り替える制御部40と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ペルチェ素子を有し、前記ペルチェ素子に生じる起電力を出力する熱電体と、
前記熱電体が外側に接している蓄熱体と、
前記蓄熱体が接している状態の前記熱電体を収容し、流体が導入可能なケースと、
所定条件に基づいて、前記流体として低温流体を導入する第１状態と前記流体として高温流体を導入する第２状態とに切り替える制御部と、
を備える熱電発電装置。
続きを表示（約 350 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記所定条件として前記起電力の電圧値が予め設定された電圧閾値以下である場合に、前記第１状態及び前記第２状態の一方から他方に切り替える請求項１に記載の熱電発電装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記所定条件として前記蓄熱体の温度と前記ケースに導入された前記流体の温度との差異が予め設定された温度閾値以下である場合に、前記第１状態及び前記第２状態の一方から他方に切り替える請求項１に記載の熱電発電装置。
【請求項４】
前記熱電体は、前記蓄熱体を全面に亘って囲んでいる請求項１から３のいずれか一項に記載の熱電発電装置。
【請求項５】
前記流体は、前記熱電体の外面全体に亘って接している請求項４に記載の熱電発電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペルチェ素子を利用して発電する熱電発電装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素や窒素酸化物等の有害物質の排出量が少ないクリーンエネルギーが注目されており、クリーンエネルギーとして、熱エネルギーを使って発電する熱電発電が利用されている。このような熱電発電に関する技術として、例えば下記に出典を示す特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
特許文献１には熱電発電装置について記載されている。この熱電発電装置は、大気との間で熱変換を行う導熱体と、蓄熱体と、導熱体と蓄熱体との間に配置され、積層された熱電変換ユニット及び熱流調節ユニットとを備え、導熱体と蓄熱体との間に生じる温度差を利用して熱電変換ユニットから電気エネルギーを取り出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－５３６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の熱電発電装置では、蓄熱体に蓄えた熱を利用して大気との温度差を熱電変換ユニットに与えている。すなわち、この熱電発電装置では、大気との温度差に基づいて発電を行っている。このため、熱電変換ユニットにおける温度変化が緩やかとなり、発電効率がよくない。
【０００６】
そこで、発電効率がよい熱電発電装置が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る熱電発電装置の特徴構成は、ペルチェ素子を有し、前記ペルチェ素子に生じる起電力を出力する熱電体と、前記熱電体が外側に接している蓄熱体と、前記蓄熱体が接している状態の前記熱電体を収容し、流体が導入可能なケースと、所定条件に基づいて、前記流体として低温流体を導入する第１状態と前記流体として高温流体を導入する第２状態とに切り替える制御部と、を備えている点にある。
【０００８】
このような特徴構成とすれば、熱電体が収容されているケース内に、低温流体の導入と高温流体の導入とを切り替えて行うことができる。この切り替えにより流体が導入されるケースに収容された蓄熱体が放熱と蓄熱を繰り返し、流体により熱電体が低温と高温を繰り返す。これにより、蓄熱体と流体とによって、継続して熱電体に温度差を与え、ペルチェ素子に継続して起電力を生じさせることができる。したがって、発電効率がよい熱電発電装置を実現することが可能となる。
【０００９】
また、前記制御部は、前記所定条件として前記起電力の電圧値が予め設定された電圧閾値以下である場合に、前記第１状態及び前記第２状態の一方から他方に切り替えると好適である。
【００１０】
ペルチェ素子における温度差が小さくなった場合には、ペルチェ素子に生じる起電力の電圧値の絶対値が小さくなり、発電効率が低下する。そこで、起電力の電圧値が電圧閾値以下となった場合に、第１状態及び第２状態の一方から他方に切り替えることで、ペルチェ素子に与える温度差を大きくすることができる。したがって、ペルチェ素子に生じる起電力の電圧値が大きくなり、発電効率を高めることが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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