特開 2018-85909 浸漬式熱電発電ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-85909(P2018-85909A)

(43)【公開日】2018年5月31日

(54)【発明の名称】浸漬式熱電発電ユニット

(51)【国際特許分類】

   H02N 11/00 20060101AFI20180427BHJP

   H01L 35/32 20060101ALI20180427BHJP

【ＦＩ】

   H02N11/00 A

   H01L35/32 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】書面

【全頁数】5

(21)【出願番号】特願2016-239853(P2016-239853)

(22)【出願日】2016年11月22日

(71)【出願人】

【識別番号】500356371

【氏名又は名称】エルエスアイクーラー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100141955

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100085419

【弁理士】

【氏名又は名称】大垣 孝

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 裕宣

(57)【要約】      （修正有）

【課題】高温の液体の熱を利用して発電を行う熱電発電ユニットにおいて、配管詰まりなどのが発生しないように、配管不要の熱電発電ユニットを提供する。
【解決手段】発電モジュールに熱を伝える場合、ユニットを直接高温の液体に浸漬させ、高温液体の熱を直接モジュールに伝えることを特徴とする。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

高温の液体に直接浸漬させて使う目的で、冷却ブロックに熱電発電モジュールを配置させた熱電発電ユニット。

【請求項2】

請求項１において熱電発電モジュールにヒートシンクを接合させたもの。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は高温の液体と冷温の液体の温度差を利用して発電するユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

ゼーベック効果を利用した熱電変換モジュールが知られており、温度差を利用した発電が実施されている。温度差の熱源は自動車用エンジン廃熱、焼却炉廃熱など様々な熱源が考えられるが、液体も熱源となる。

【0003】

液体の熱源の例として温泉熱があげられる。本発明は温泉など液体の熱を利用して熱電変換モジュールにより発電を行う発電ユニットである。

【0004】

熱電発電モジュールを用い、温泉など液体の熱源を利用して発電を行う場合、通常図１および図２に示すように高温液体を導入する加熱ブロックと低温液体を導入する冷却ブロックと、その間に発電モジュールが配置される構造からなる一般的に発電ユニットとよばれる形態にして発電に利用される。熱電発電モジュールに高温液体と低温液体により温度差を与えることで発電がおこなわれる。

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

温泉など液体の熱源を利用した発電ユニットは通常図１のように高温液体を導入するブロックと低温液体を導入するブロックとその間に発電モジュールが配置される構造からなる。
本図はブロックの間に熱電変換モジュールを１個配置した例である。

【0006】

従来の発電ユニットは、温泉など高温の液体をブロックに導入するための配管工事が必要であり、温泉などの配管に追加の施工をする場合は、配湯を一時的に止める必要があり、温度が高く耐熱性を有する配管材質が必要であり、また液体の性質によっては耐食性のある配管材質が必要であるなど、工事そのものの難易度が高いという問題がある。

【0007】

また湯ノ花など不純物を持つ温泉や、不純物が多い各種排水を利用する場合は、不純物による配管内部やブロック内部の詰まりが発生する。このため定期的に配管やブロック内部を洗浄する必要があり、この作業にはユニットを分解する必要があるなど多くの時間を要する、配管内部やブロック内部の洗浄状態は確認できない、などの問題がある。そして状態が悪い場合は使用不可能になる場合も想定される。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本ユニットは図３および図４にしめすようにブロックは冷温液体用のみでそれに発電モジュールをのみを配置する構造を持つ。この図は低温ブロックの２面にそれぞれ各１個のモジュールを配置した例である。
このユニットを温泉などの高温液体の槽や配湯用の溝などに浸漬することでモジュールの外側が高温状態になり冷温液体ブロックに接触する側が低温状態になる。この温度差により熱電変換モジュールが発電する。

【0009】

モジュールはブロックの２面でなく１面のみへの配置でもよく、３面もしくは４面への配置でもよい。

【0010】

ブロックは四角柱に限らず六角柱や八角柱などでもよくそれぞれの面にモジュールを配置させてもよい。

【0011】

モジュールは１面に複数個配置してもよい。

【0012】

より温度差を確保するためにモジュールの高温側には図５のようにヒートシンクをつけても良い。

【発明の効果】

【0013】

このユニットによれば温泉などの高温用液体用のブロックや配管工事が不要になる。

【0014】

また配管が存在しないため配管のつまりなどの不安定要素が解消される。

【0015】

また定期的なメンテ作業は本ユニットを定期的に引き上げ水道水などで洗浄するだけで機能が維持されるのでその作業は非常に簡単であり、その状態も外観で確認ができる。

【発明を実施するための最良の実施形態】

以下、本発明を実施するための最良の形態、図６について説明する。

【0016】

冷却ブロックを１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×厚さ１６ｍｍのアルミ材により作製した。
ブロックに冷却水用の銅製のパイプを挿入した。

【0017】

冷却ブロックに５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ４ｍｍの熱電発電モジュールを片側面に４個両面で８個配置した。

【0018】

モジュール及び電力を取り出す導線などはシール材により防水処理を施した。

【0019】

同パイプのフレキシブルのホースを接続し後に、ユニットを約９５度の温泉の源泉槽に浸漬させ、フレキシブルホースを経由して冷却ブロックに温度約１５度の水道水を流し発電を行った。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】液体を加熱源、冷却熱源とした一般的な熱電発電ユニットの説明図である。

【図2】図１の断面図である。

【図3】冷却ブロックの両側に発電のジュールを取り付けた図である。

【図4】図３の断面図である。

【図5】モジュールにヒートシンクを取り付け高温の熱吸収をより効率的にさせたものである。

【図6】本発明の実施形態における発電ユニットの図である。

【符号の説明】

【0021】

１ 熱電発電ユニット
２ 熱電発電モジュール
３ 加熱ブロック
４ 冷却ブロック
５ 高温液体用パイプ
６ 高温液体
７ 低温液体用パイプ
８ 低温液体
９ 受熱用ヒートシンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】