热电发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术的热电发电装置具备：根据环境的温度变化而能与环境发生热交换的导热体(1)、蓄热体(2)、和配置在导热体与蓄热体之间的各一个热电变换单元(3)以及热阻体(6)。热阻体和热电变换单元的一端(3a、6a)彼此接触，热阻体的另一端(6a)与导热体接触，热电变换单元的另一端(6b)与蓄热体(2)接触，并且蓄热体(2)的表面被具有一定热绝缘性的覆盖层(4)覆盖。利用在导热体与蓄热体之间产生的温度差，从热电变换单元中取出电能。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为201280064460.X、申请日为2012年12月26日、专利技术名称为“热电发电装置”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及利用外部环境的温度变化并使用热电变换模块而将热能变换成电能由此来进行发电的热电发电装置。
技术介绍
近年，能量收集技术逐渐备受瞩目。能量收集技术是将热、振动、光、电磁波等的环境能量变换成电力的技术。而且，作为该能量收集技术之一，目前为止已提出构成为使用热电变换模块从热能获得电力的热电发电装置的方案(例如，参照专利文献1～3)。根据现有的热电发电装置，当进行发电之际，需要通过加热向热电变换模块的一端侧供给热，另一方面通过冷却从另一端侧排出热，以使热电变换模块的两侧产生一定大小的温度差。即，在现有的热电发电装置中，因为利用靠近存在的加热源与冷却源之间的温度差来发电，所以热电发电装置的设置场所受到限制。另一方面，在无线电传感器、远程监控器等的耗电小的电子器件中，在维护关系上作为电源期望利用环境能量而非商用电源、电池。为此，虽然考虑将热电发电装置组装到这些电子器件的电源部中，但是如上所述由于热电发电装置的设置场所受到限制，所以存在无法将电子器件自由地设置于必要场所的问题。此外，作为利用环境能量的技术，虽然有将太阳光变换成电的太阳能电池，但是在日落后却无法发电，即便在白天也因日照受天气左右、或者被云遮挡等导致其发电量不稳定，因而存在蓄电装置变得必要、或者辅助其他电源的形式下的利用受到限制的问题。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特开2004-47635号公报专利文献2：JP特开2005-347348号公报专利文献3：JP特开2010-45881号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题因此，本专利技术的课题在于提供一种为使隔着处于配置有热电发电装置的环境中的热电变换模块的两侧产生温度差，即便不对热电变换模块的一端侧进行加热而对另一端侧进行冷却，也能够稳定地发电的热电发电装置。用于解决课题的手段为了解决上述课题，根据本专利技术，提供一种热电发电装置，其特征在于，配置在反复发生温度升降的环境中、且利用所述环境的温度变化来进行发电，所述热电发电装置通过具备：至少一个导热体，与所述环境接触、且根据所述环境的温度变化而能与所述环境发生热交换；至少一个蓄热体；至少一个热电变换单元，被配置在从由所述导热体和所述蓄热体的配对、以及所述蓄热体的配对所构成的组之中选择出的至少一个配对之间；至少一个热流调节单元，被配置在从由所述导热体和所述蓄热体的配对、以及所述蓄热体的配对、以及所述导热体和所述热电变换单元的配对、以及所述蓄热体和所述热电变换单元的配对所构成的组之中选择出的至少一个配对之间，且控制所述配对之间的热传递；和覆盖层，具有一定的热绝缘性、且覆盖所述蓄热体，由此利用在所述导热体与所述蓄热体之间、或者所述蓄热体之间、或者所述导热体与所述蓄热体之间和所述蓄热体之间这双方产生的温度差，从所述热电变换单元中取出电能。在此，“反复发生温度升降的环境”包含：在昼夜周期性地发生温度变化的室外的大气中、或者配置于室内且根据运转状态而发生温度变化的机械设备的附近以及表面上等。此外，虽然覆盖层具有“一定的热绝缘性”、即一定的热阻，但是只要覆盖层的热阻与由导热体、热电变换单元、热流调节单元以及蓄热体所形成的整个热路径的热阻相比较充分大(一个数量级程度)即可。根据本专利技术的优选实施例，所述热电发电装置具备一个所述导热体、一个所述蓄热体、和配置在所述导热体与所述蓄热体之间的至少一对所述热电变换单元以及所述热流调节单元。所述热流调节单元由热阻体构成，所述热阻体和对应的所述热电变换单元的一端彼此接触，所述热阻体的另一端或者对应的所述热电变换单元的另一端与所述导热体接触而所述热电变换单元的另一端或者对应的所述热阻体的另一端与所述蓄热体接触。除了与所述热电变换单元或者所述热阻体接触的接触区域之外的所述蓄热体的整体被所述覆盖层覆盖。由此利用在所述导热体与所述蓄热体之间产生的温度差，从所述热电变换单元中取出电能。在此情况下，作为所述热流调节单元的所述热阻体也可以组入到所述热电变换单元中，也可所述热电变换单元自身具有与所述热阻体的热阻值相当的热阻值。根据本专利技术的另一优选实施例，所述热电发电装置具备一个所述导热体、一个所述蓄热体、和配置在所述导热体与所述蓄热体之间的至少一个所述热流调节单元以及至少一个所述热电变换单元。所述热电变换单元的一端与所述导热体接触而另一端与所述蓄热体接触。所述热流调节单元由辅助导热单元构成，该辅助导热单元因热式膨胀以及收缩、或者热式变形，选取与所述导热体以及所述蓄热体接触来使所述导热体和所述蓄热体之间发生热传递的第1位置、和与所述导热体以及所述蓄热体之中的至少一方分离而使所述热传递停止的第2位置。除了与所述热电变换单元以及所述辅助导热单元接触的接触区域之外的所述蓄热体的表面被所述覆盖层覆盖。所述辅助导热单元，当所述导热体的温度接近于所述最高温度之时、或者所述导热体的温度接近于所述最低温度之时选取所述第1位置，由此利用在所述导热体与所述蓄热体之间产生的温度差，从所述热电变换单元取出电能。根据本专利技术的进一步的另一优选实施例，所述热电发电装置具备一个所述导热体、一个所述蓄热体、和配置在所述导热体与所述蓄热体之间的至少一个所述热流调节单元以及至少一个所述热电变换单元。所述热电变换单元的一端与所述导热体接触而另一端与所述蓄热体接触。所述热流调节单元由热流开关构成，该热流开关选取与所述导热体以及所述蓄热体接触而使所述导热体和所述蓄热体之间发生热传递的接通状态(ON状态)、和与所述导热体以及所述蓄热体之中的至少一方分离而使所述热传递停止的断开状态(OFF状态)。除了与所述热电变换单元以及所述热流开关接触的接触区域之外的所述蓄热体的表面被所述覆盖层覆盖。所述热电发电装置还具备对所述导热体的温度进行检测的第1温度传感器、对所述蓄热体的温度进行检测的第2温度传感器、和基于所述第1温度传感器以及第2温度传感器的检测值来切换所述热流开关的接通状态和断开状态的热流开关控制部。由此利用在所述导热体与所述蓄热体之间产生的温度差，从所述热电变换单元中取出电能。根据本专利技术的进一步的另一优选实施例，所述热电发电装置具备一个所述导热体、一个所述蓄热体、和配置在所述导热体与所述蓄热体之间的至少一对所述热流调节单元以及所述热电变换单元。所述热流调节单元和对应的所述热电变换单元的一端彼此接触，所述热流调节单元的另一端或者对应的所述热电变换单元的另一端与所述导热体接触，而所述热电变换单元的另一端或者对应的所述热流调节单元的另一端与所述蓄热体接触。除了与所述热电变换单元或者所述热流调节单元接触的接触区域之外的所述蓄热体的表面被所述覆盖层覆盖。所述热流调节单元由热流开关构成，该热流开关选取因与所述导热体以及所述热电变换单元接触、或者因与所述热电变换单元以及所述蓄热体接触而使所述导热体和所述蓄热体之间发生热传递的接通状态、和与所述导热体以及所述热电变换单元之中的至少一方分离、或者与所述热电变换单元以及所述蓄热体之中的至少一方分离而使所述热传递停止的断开状态。所述热电发电装置还具备：对所述导热体的温度进行检测的第1温度传感器、对所述蓄热体的温度进行检测的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热电发电装置，配置在昼夜周期性温度变化的屋外的大气中，利用该大气的温度变化进行发电，所述热电发电装置的特征在于，具备：一个导热体，与所述大气接触、且根据所述大气的温度变化而能与所述大气发生热交换；一个蓄热体；和配置在所述导热体以及所述蓄热体间的至少一对热电变换单元以及热阻体，与所述热阻体对应的所述热电变换单元的一端彼此接触，所述热阻体以及所述对应的所述热电变换单元中的一方的另一端与所述导热体接触，并且所述热阻体以及所述热电变换单元中的另一方的另一端与所述蓄热体接触，除了与所述热电变换单元或者所述热阻体的接触区域以外的所述蓄热体的整体被具有热绝缘性的覆盖层覆盖，所述热阻体的热阻值被设定为：让作为对由所述导热体、所述热阻体、所述热电变换单元和所述蓄热体形成的热回路整体的热阻乘以所述蓄热体的热容量得到的值而确定的热时间常数，成为使得在所述大气的温度升降的反复周期与所述蓄热体的温度升降的反复周期之间产生延迟并由此在所述导热体以及所述蓄热体间产生发电所需的温度差的热时间常数，利用所述温度差来从所述热电变换单元中取出电能。

【技术特征摘要】
2011.12.26 JP 2011-283769;2012.06.07 JP PCT/JP20121.一种热电发电装置，配置在昼夜周期性温度变化的屋外的大气中，利用该大气的温度变化进行发电，所述热电发电装置的特征在于，具备：一个导热体，与所述大气接触、且根据所述大气的温度变化而能与所述大气发生热交换；一个蓄热体；和配置在所述导热体以及所述蓄热体间的至少一对热电变换单元以及热阻体，与所述热阻体对应的所述热电变换单元的一端彼此接触，所述热阻体以及所述对应的所述热电变换单元中的一方的另一端与所述导热体接触，并且所述热阻体以及所述热电变换单元中的另一方的另一端与所述蓄热体...

【专利技术属性】
技术研发人员：中沼忠司，
申请(专利权)人：中沼忠司，
类型：发明
国别省市：日本;JP