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公開番号2024179360
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023098143
出願日2023-06-14
発明の名称発電装置及びそれを用いる発電システム
出願人個人
代理人個人
主分類H10N 10/17 20230101AFI20241219BHJP()
要約【課題】熱電素子モジュールからなる発電装置及びそれを用いる発電システムにおいて、装置構造を複雑化させることなく、製作コストの上昇を抑えながら、多くの熱電素子モジュールに本来の発電能力を発揮させることを目的とする。
【解決手段】冷水が通過する冷却用熱交換室と加熱水蒸気が通過する加熱用熱交換室が隔壁で区画されると共に層を成すように交互に設けられており、
前記加熱用熱交換室は内部に複数の熱電素子モジュールを収容しており、
前記複数の熱電素子モジュールはそれぞれ片面を前記隔壁に接着されていることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
冷水が通過する冷却用熱交換室と加熱水蒸気が通過する加熱用熱交換室が隔壁で区画されると共に層を成すように交互に設けられており、
前記加熱用熱交換室は内部に複数の熱電素子モジュールを収容しており、
前記複数の熱電素子モジュールはそれぞれ片面を前記隔壁に接着されていることを特徴とする発電装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記冷却用熱交換室は、それぞれ箱状体で形成されており、
前記加熱用熱交換室は、互いに対向する二つの冷却用熱交換室の側壁と、前記二つの冷却用熱交換室の側壁の周縁間の隙間を閉鎖する蓋状部材により形成されていることを特徴とする請求項１記載の発電装置。
【請求項３】
前記蓋状部材が、着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項２記載の発電装置。
【請求項４】
前記冷却用熱交換室と前記加熱用熱交換室は、横方向に層を成すように設けられていることを特徴とする請求項１記載の発電装置。
【請求項５】
前記隔壁において、マトリクス状に配列される凸部が前記加熱用熱交換室の内壁面側に形成されており、
前記熱電素子モジュールは、それぞれ前記凸部に接着されていることを特徴とする請求項１記載の発電装置。
【請求項６】
前記複数の熱電素子モジュールは、それぞれ前記隔壁に接着されている面とは反対側の面に複数のフィン状又はピン状の突起を有する吸熱板が接着されていることを特徴とする請求項1記載の発電装置。
【請求項７】
前記冷却用熱交換室は、冷水を通過させるための連通管で前記層の重ね方向の順に一連に接続されており、
前記加熱用熱交換室は、加熱水蒸気を通過させるための連通管で前記層の重ね方向の順に一連に接続されていることを特徴とする請求項1記載の発電装置。
【請求項８】
前記冷却用熱交換室と前記加熱用熱交換室は、前記層の重ね方向と直交する横方向に長く形成されており、
前記冷却用熱交換室は、その長手方向の一端に冷水を通過させるための入口を有し他端に冷水を通過させるための出口を有しており、
前記加熱用熱交換室は、その長手方向の一端に加熱水蒸気を通過させるための入口を有し他端に加熱水蒸気を通過させるため出口を有していることを特徴とする請求項１記載の発電装置。
【請求項９】
前記冷却用熱交換室は、冷水を通過させるための出口が入口より高く設定されており、
前記加熱用熱交換室は、加熱水蒸気を通過させるための出口が入口より低く設定されていることを特徴とする請求項１記載の発電装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかに記載の発電装置と、前記冷却用熱交換室を通過する冷水を供給する冷水供給源と、前記加熱用熱交換室を通過する加熱水蒸気を供給する加熱水蒸気供給源を備えることを特徴とする発電システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電効果を利用する発電装置及びそれを用いる発電システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ゼーベック効果を利用する電池として、図６（ａ）に示すように、Ｐ型半導体ＳｐとＮ型半導体Ｓｎを電極Ｅで接合した半導体熱電素子が知られている。この熱電素子は、電極Ｅの一方を加熱部Ｈで加熱され、他方を冷却部Ｃで冷却されることによる温度差で起電力を発生させる。図６（ｂ）に示すように、直列接続された多数対の熱電素子を二枚のセラミック絶縁板Ｐの間に配設し、電力出力用のリード線Ｌを設けた熱電素子モジュールが実用化されている。
【０００３】
熱電素子モジュールを組み込んだ発電装置として以下のようなものが提案されている。中空箱状の熱交換器と熱電素子モジュールを交互に重ねて層状に配置し、各熱電素子モジュールの一方の面に着接する熱交換器に排気ガスを供給し、他方の面に着接する熱交換器に冷水を供給して、排気ガスと冷水の温度差により各熱電素子モジュールに起電力を生じさせる発電装置である（例えば、特許文献１参照。）。タービンや発電機等の動的機器が含まれていないため、簡単に組み立てることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１０－１３６６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
但し一般に製造されている熱電素子モジュールは、図６（ｃ）に示すようなもので、縦横数センチメートル程度と小さく、モジュール１個当たりの発電量は限られている。上記のような発電装置で十分な発電量を得るためには、熱電素子モジュールの搭載個数を大幅に増やす必要がある。しかし、そのために熱交換器と熱電素子モジュールで構成される層の数を大幅に増やすと、装置構造が複雑化し、発電量の増加と製作コストの上昇が見合わない。
【０００６】
これに対し、熱交換器を大型化し、熱交換器の間に配設する熱電素子モジュールの個数を増やせば、層の数は少なくても熱電素子モジュールの搭載個数は大幅に増やせる。しかし、熱電素子モジュールの厚み寸法には製造上のバラツキがあり、多数の熱電素子モジュールの中で両面が熱交換器に密着するモジュールはごく一部に限られる。大半の熱電素子モジュールは、熱交換器との間に隙間を生じて熱電発電に必要な温度差を得られないため、本来の発電能力を発揮することはできない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みて、熱電素子モジュールからなる発電装置及びそれを用いる発電システムにおいて、装置構造を複雑化させることなく、製作コストの上昇を抑えながら、多くの熱電素子モジュールに本来の発電能力を発揮させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、
冷水が通過する冷却用熱交換室と加熱水蒸気が通過する加熱用熱交換室が隔壁で区画されると共に層を成すように交互に設けられており、
前記加熱用熱交換室は内部に複数の熱電素子モジュールを収容しており、
前記複数の熱電素子モジュールはそれぞれ片面を前記隔壁に接着されていることを特徴とする発電装置
を提供する。
【０００９】
請求項２の発明は、
前記冷却用熱交換室は、それぞれ箱状体で形成されており、
前記加熱用熱交換室は、互いに対向する二つの冷却用熱交換室の側壁と、前記二つの冷却用熱交換室の側壁の周縁間の隙間を閉鎖する蓋状部材により形成されていることを特徴とする請求項１記載の発電装置
を提供する。
【００１０】
請求項３の発明は、
前記蓋状部材が、着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項２記載の発電装置
を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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