[发明专利]高效率热电转换装置

说明书

为了提供一种能够进行热电转换效率高的发电的热电转换装置，在具有由通过电极连接的n型和p型热电转换材料的多个对构成的多个热电转换模块(1～3)、用于向热电转换模块赋予温度差通过塞贝克效应进行发电的温水配管(201)和冷水配管(202)的热电转换装置中，使多个热电转换模块中的至少一个热电转换模块的热电转换材料的厚度、材料种类以及所述电极的厚度中的至少一方与其他的热电转换模块不同。

技术领域

本发明涉及一种具有高转换效率的热电转换装置。

背景技术

热电转换模块可以将热能转换成电能，因此能够期待可从工业未利用的排热、汽车排热、温泉等进行发电的发电机。热电转换装置是由单个或多个热电转换模块构成的发电机，包括用于向热电转换模块给予温度差的热源、冷却源等附带设备。例如在专利文献1中公开了热电转换装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-278460号公报

发明内容

发明要解决的问题

作为发明人等探讨的结果，做出了如下的判断：在以往的热电转换装置中，对于热源和冷却源的温度、流量等环境条件没有进行能够使单元的输出最大化的热电转换模块的配置、构成热电转换模块的热电转换材料的尺寸等的最优化，存在大的热和电的损失。

本发明的目的是提供一种即使在热源的温度在热电转换装置内变化，构成该热电转换装置的多个热电转换模块中的热源与冷却源的温度差分别不同的情况下，也能够进行热电转换效率高的发电的热电转换装置。

用于解决问题的手段

作为用于实现上述目的的一实施方式，一种热电转换装置，其特征在于，具备：多个热电转换模块，其由通过用于取出电力的电极而连接的n型热电转换材料和p型热电转换材料的多个对构成；

供给单元，其被设置在所述热电转换模块的所述n型热电转换材料和所述p型热电转换材料的厚度方向的上下表面，分别提供用于向所述热电转换模块赋予温度差，通过所述热电转换材料的塞贝克效应进行发电的热源和冷却源，

将多个所述热电转换模块并联连接，

相邻的所述热电转换模块中的一方或多个所述热电转换模块中的至少一个热电转换模块的所述热电转换材料的厚度、材料种类以及所述电极的厚度中的至少一个与其他的热电转换模块不同。

此外，一种热电转换装置，其特征在于，具有：多个热电转换模块，其由通过用于取出电力的电极而连接的n型热电转换材料和p型热电转换材料的多个对构成；

供给单元，其被设置在所述热电转换模块的所述n型热电转换材料和所述p型热电转换材料的厚度方向的上下表面，并分别提供用于向所述热电转换模块赋予温度差，通过所述热电转换材料的塞贝克效应进行发电的热源和冷却源，

将多个所述热电转换模块并联连接，

相邻的所述热电转换模块中的一方或多个所述热电转换模块中的至少一个热电转换模块的所述热电转换材料的厚度、材料种类以及所述电极的厚度中的至少一个与其他的热电转换模块不同，

在将热源温度设为T_h，将冷却源温度设为T_c，将热电转换材料的导热率设为κ，将热电转换材料的材料性能常数设为m₀，将热源的传热率设为α_h，将冷却源的传热率设为α_c，将温水和冷水的流速设为v，将热源和冷却源的温度相关特有的常数分别设为A_h、A_c的情况下，通过α_h＝A_hv、α_c＝A_cv来进行表示，