(57)【要約】  構造物と環境発電デバイスを備える装置である。構造物は第１の部分と第２の部分を有するように構成されている。環境発電デバイスは構造物の一部として形成されている。環境発電デバイスは、第１の部分と第２の部分との間に温度差が生じるときに電流を生成するように構成されている。【選択図】図１
2014520499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部分１１０、２０８及び第２の部分１１２、２１０を有する構造物１０６、２００；及び
前記構造物１０６、２１０の一部として形成された環境発電デバイス１０８、２０１を備える装置であって、
前記環境発電デバイス１０８は前記第１の部分１１０と前記第２の部分１１２との間に温度差が生じるときに電流を生成するように構成されている装置。
【請求項２】
前記環境発電デバイスの第１のパーツは前記構造物の第１の部分に形成されており、前記環境発電デバイスの第２のパーツは前記構造物の第２の部分に形成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記環境発電デバイスは、
前記構造物の一部として形成された導電性セグメント群を含み、前記導電性セグメント群の第１のパーツは前記構造物の第１の部分の一部として形成され、前記導電性セグメント群の第２のパーツは前記構造物の第２の部分の一部として形成され、その温度差は前記導電性セグメント群が電流を生成するのに十分であり、前記導電性セグメント群内の１つの導電性セグメントは第１の金属セクションと第２の金属セクションを含み、前記第１の金属セクションの第１の金属は、前記第２の金属セクションの第２の金属、及び前記第１の金属セクションが前記第２の金属セクションに関連付けられる接合部とは異なる、請求項１又は請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記構造物上に形成されたエレメントをさらに含み、該エレメントは前記構造物の前記第１の部分から前記構造物の前記第２の部分への熱伝導を高め、且つ前記エレメントは可撓性エレメントと剛性エレメントのうちの少なくとも１つを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記構造物の前記第１の部分と前記第２の部分との間に温度差を生ぜしめるように構成されている対象物をさらに含み、前記構造物は前記対象物に関連付けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記導電性セグメントに電気的に接続された電気デバイスをさらに含み、前記導電性セグメントは前記電気デバイスに電流を供給する
請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記電気デバイスは、センサー、カメラ、コンデンサ、温度計、スイッチ、ファン、ポンプ、バッテリー、無線デバイス、及び無線アクセスポートのうちの一から選択される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記構造物は導電性材料から成り、誘電材料は、前記導電性セグメントが前記構造物の一部として形成される前に、前記導電性セグメントの位置の間にある任意の数の領域で、前記構造物上に堆積される、請求項３に記載の装置。
【請求項９】
前記導電性セグメントは、前記構造物の表面上及び前記構造物の内装の内側のうちの一から選択される位置にある、請求項３に記載の装置。
【請求項１０】
前記導電性セグメントは、前記構造物表面への前記第１の金属の噴霧、前記構造物表面への前記第２の金属の噴霧、化学蒸着、電子ビームエピタキシー、分子ビームエピタキシー、前記構造物表面への前記第１の金属の印刷、前記構造物表面への前記第２の金属の印刷、前記構造物表面での粉末形状の前記第１の金属の焼結、及び前記構造物表面での粉末形状の前記第２の金属の焼結のうちの少なくとも１つによって形成される、請求項３に記載の装置。
【請求項１１】
電流を生成する方法であって、
第１の部分１１０、２０８及び第２の部分１１２、２１０を有する構造物１０６、２００上に形成される環境発電デバイス１０８、２０１を対象物１４４に取り付けることと；
前記環境発電デバイス１０８、２０１から電流を受け取ることと；
前記環境発電デバイス１０８、２０１から受け取った前記電流を使用して電気システム１４２に電力を供給することと
を含む電流を生成する方法。
【請求項１２】
前記対象物はエンジン用の排気マニホールドである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記電気システムは前記環境発電デバイスから受け取った前記電流を使用して動作するセンサーデバイスを含む、請求項１１又は請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の部分は前記第２の部分よりも高い温度を有し、前記構造物は熱エネルギーを前記第１の部分から前記第２の部分へ伝導するように構成されている、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概してエネルギーに関し、具体的には環境発電デバイスに関する。さらに具体的には、本開示は熱電環境発電デバイスを使用して熱エネルギーから電気エネルギーを生成するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気デバイスはしばしば、様々な機能を実行するため種々のプラットフォームで使用される。例えば、センサー、照明素子、ルーター、スイッチ、及び／又は他の種類のデバイスが航空機内には存在する。これらのデバイスは電力を使用して機能する。典型的にはこれらのデバイスを電源に接続するため電線が使用される。加えて、これらの種類のデバイスにはバッテリーが使用されることもある。
【０００３】
配線の使用は多くの場合好ましくない。配線はデバイスの設計、設置、維持、及びアップグレードのコストを増大させる。デバイスがバッテリーを使用する場合には、バッテリーはある所望の期間デバイスに十分な電力を供給するように選択されたサイズを有する。さらに、これらのバッテリーは定期的に交換及び／又は再充電が必要になることがある。さらに、バッテリーのためのコスト及び維持は所望よりも過大になることがある。
【０００４】
解決策の１つは環境発電デバイスを使用することである。環境発電デバイスは、ハードウェアデバイスの外部ソースからエネルギーを生成するハードウェアデバイスである。例えば、これらの外部ソースは、ソーラーパワー、熱エネルギー、風力エネルギー、塩分勾配、力学的エネルギー、及び／又は他の好適な種類のソースであってもよい。環境発電デバイスはこのようなソースを使用して、他のデバイスによって使用される電気エネルギーを生成する。例えば、環境発電は電気デバイス用のエネルギーを生成するために使用される。
【０００５】
環境発電デバイスの１つの例が太陽電池である。太陽電池は光を電気エネルギーに変換する。これらのデバイスは、後の使用のためにバッテリー内に蓄積される、又は別のデバイスで直接使用される電流の形態で電気エネルギーを生成する。バッテリーが蓄電のために使用される場合には、これらのバッテリーは、電気デバイスが唯一の電力源としてバッテリーに依存している場合よりも小さくてもよい。
【０００６】
他の種類の環境発電デバイスとして、熱電環境発電デバイスがある。これらの種類のデバイスは温度勾配を使用して電気エネルギーを生成する。別の例として、振動エネルギーはカンチレバー式圧電ビームによって電流に変換可能である。
【０００７】
これらの種類のデバイスは、バッテリー又は電力源への電線の接続が必要となる電子デバイスで特に有用である。しかしながら、環境発電デバイスは、依然として所望よりも大きな空間を占め、複雑になり、又はコスト高になることがある。
【０００８】
したがって、少なくとも上述の問題点の幾つか、並びに起こりうるその他の問題点を考慮に入れた方法及び装置を有することは有利であろう。
【発明の概要】
【０００９】
１つの有利な態様では、装置は構造物と環境発電デバイスを備える。構造物は第１の部分と第２の部分を有するように構成されている。環境発電デバイスは構造物の一部として形成されている。環境発電デバイスは、第１の部分と第２の部分との間に温度差が生じるときに電流を生成するように構成されている。
【００１０】
１つの態様として、装置は第１の部分と第２の部分を有する構造物及び当該構造物の一部として形成された環境発電デバイスを含み、当該環境発電デバイスは第１の部分と第２の部分との間に温度差が生じるときに電流を生成するように構成されている。装置の１つの態様は、構造物の第１の部分に形成された環境発電デバイスの第１のパーツ及び構造物の第２の部分に形成された環境発電デバイスの第２のパーツをさらに含んでもよい。別の態様では、環境発電デバイスは構造物の一部として形成された導電性セグメント群をさらに含むことがあり、導電性セグメント群の第１のパーツは構造物の第１の部分の一部として形成され、導電性セグメント群の第２のパーツは構造物の第２の部分の一部として形成され、その温度差は導電性セグメント群が電流を生成するのに十分であり、導電性セグメント群内の１つの導電性セグメントは第１の金属セクションと第２の金属セクションを含み、第１の金属セクションの第１の金属は、第２の金属セクションの第２の金属、及び第１の金属セクションが第２の金属セクションに関連付けられる接合部とは異なる。別の態様では、装置は構造物上に形成されたエレメントをさらに含み、当該エレメントは構造物の第１の部分から構造物の第２の部分への熱伝導を高め、かつ当該エレメントは可撓性エレメントと剛性エレメントのうちの少なくとも１つを備える。別の態様では、装置は対象物をさらに含むことがあり、当該対象物は構造物の第１の部分と第２の部分との間に温度差を生ぜしめるように構成されており、当該構造物は当該対象物に関連付けられている。別の態様では、対象物は導電性であってもよく、構造物は導電性セグメントを当該構造物から電気的に絶縁するように構成された誘電材料から成る。別の態様では、装置は導電性セグメントに電気的に接続された電気デバイスをさらに含み、当該導電性セグメントは電気デバイスに電流を供給する。別の態様では、電気デバイスは、センサー、カメラ、コンデンサ、温度計、スイッチ、ファン、ポンプ、バッテリー、無線デバイス、及び無線アクセスポートのうちの一から選択されてもよい。別の態様では、構造物はさらに導電性材料から成ることがあり、誘電材料は、導電性セグメントが構造物の一部として形成される前に、導電性セグメントの位置の間にある任意の数の領域で、構造物上に堆積される。別の態様では、導電性セグメントは、構造物の表面上及び構造物内部の内側のうちのいずれかから選択された位置にあってもよい。別の態様では、導電性セグメントは、構造物表面への第１の金属の噴霧、構造物表面への第２の金属の噴霧、化学蒸着、電子ビームエピタキシー、分子ビームエピタキシー、構造物表面への第１の金属の印刷、構造物表面への第２の金属の印刷、構造物表面での粉末形状の第１の金属の焼結、構造物表面での粉末形状の第２の金属の焼結のうちの少なくとも１つによって、形成されてもよい。
【００１１】
別の有利な態様では、電流生成システムは、構造物の第１の部分と構造物の第２の部分と構造物の一部として形成される任意の数の熱電対列との間に温度勾配を生成するような方法で熱を伝導するように構成された構造物を含むことがあり、任意の数の熱電対列は第１の部分と第２の部分との間に所望の温度勾配が存在するときに電流を生成する。１つの態様では、電流生成システムは、構造物の第１の部分の一部として形成された任意の数の熱電対列の第１のパーツ及び構造物の第２の部分の一部として形成された任意の数の熱電対列の第２のパーツをさらに含んでもよい。別の態様では、熱電対列は構造物の表面上に形成された導電性セグメントをさらに含むことがあり、導電性セグメント群の第１のパーツは構造物の第１の部分の一部として形成され、導電性セグメント群の第２のパーツは構造物の第２の部分の一部として形成され、その所望の温度勾配は導電性セグメント群が電流を生成するのに十分であり、導電性セグメント群内の１つの導電性セグメントは第１の金属セクションと第２の金属セクションを含み、第１の金属セクションの第１の金属は、第２の金属セクションの第２の金属、及び第１の金属セクションが第２の金属セクションに関連付けられる接合部とは異なる。
【００１２】
さらに別の有利な態様では、電流生成システムを製造するための方法は、第１の部分と第２の部分を有する構造物を形成すること及び構造物の一部として環境発電デバイスを形成することを含み、当該環境発電デバイスは第１の部分と第２の部分との間に温度差が存在するときに電流を生成するように構成されている。１つの態様では、構造物の一部として環境発電デバイスを形成するステップは、構造物上の位置に任意の数の材料を堆積させて環境発電デバイスを形成することをさらに含むことがあり、任意の数の材料は、任意の数の材料の噴霧、化学蒸着、電子ビームエピタキシー、分子ビームエピタキシー、及び粉末形状の任意の数の材料の焼結のうちの少なくとも１つによって堆積され、その位置は構造物の表面上及び構造物内部のうちのいずれかから選択される。別の態様では、電流生成の方法は、第１の部分と第２の部分を有する構造物上に形成される環境発電デバイスを対象物に取り付けること、環境発電デバイスから電流を受け取ること、及び環境発電デバイスから受け取った電流を使用して電気システムに電力を供給することをさらに含んでもよい。別の態様では、方法は、エンジン用の排気マニホールドである環境発電デバイスを取り付けることをさらに含んでもよい。別の態様では、電気システムは、環境発電デバイスから受け取った電流を使用して動作するセンサーデバイスをさらに含んでもよい。別の態様では、方法は、第２の部分よりの高い温度を有する第１の部分をさらに含むことがあり、構造物は熱エネルギーを第１の部分から第２の部分へ伝導するように構成されている。
【００１３】
特徴、機能及び利点は、本開示の様々な態様で独立に実現することが可能であるか、以下の説明及び図面を参照してさらなる詳細が理解されうる、さらに別の実施形態で組み合わせることが可能である。
【００１４】
新規の機能と考えられる有利な態様の特徴は、添付の特許請求の範囲に明記される。しかしながら、有利な態様に加えて、好適な使用形態、さらなる目的、及びその利点は、以下に示す本開示の有利な態様の詳細な説明を参照し、添付の図面と併せて読むときに最もよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】有利な実施形態による環境発電の環境のブロック図の図解である。
【図２】有利な実施形態による構造物の図解である。
【図３】有利な実施形態による環境発電デバイスを有する構造物の斜視図の図解である。
【図４】有利な実施形態による環境発電デバイスを有する構造物の側面図の図解である。
【図５】有利な実施形態による構造物の種々の構成の図解である。
【図６】有利な実施形態による対象物に取り付けられた金属バンドを有する構造物の図解である。
【図７】有利な実施形態による増設ラインを有する構造物の図解である。
【図８】有利な実施形態により、ラインに沿って折り曲げられ、対象物に取り付けられた構造物の図解である。
【図９】有利な実施形態による対象物に関連付けられた構造物の図解である。
【図１０】有利な実施形態により、対象物及び対象物上の支持体上に噴霧された導電性材料を有する対象物の図解である。
【図１１】有利な実施形態による対象物から延在するバネを有する対象物の図解である。
【図１２】有利な実施形態による対象物から延在するバネの側面図の図解である。
【図１３】有利な実施形態による対象物から延在し対象物に接触しているバネの側面図の図解である。
【図１４】有利な実施形態による航空機の胴体の断面露出図の図解である。
【図１５】有利な実施形態による航空機の胴体の拡大断面図の図解である。
【図１６】有利な実施形態による電流生成システム製造のためのプロセスのフロー図の図解である。
【図１７】有利な実施形態による電流生成のためのプロセスのフロー図の図解である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
種々の有利な実施形態は、任意の数の種々の検討事項を認識し且つ考慮している。例えば、種々の有利な態様は、熱エネルギーから電気エネルギーを生成する環境発電デバイスが温度勾配を有するプラットフォームでは特に有用であることを認識し且つ考慮している。すなわち、１つの位置が別の位置よりも高い温度を有するプラットフォームは、環境発電デバイスが温度差から電流を生成するのに十分大きな温度差を提供することができる。
【００１７】
種々の有利な実施形態は、熱電対列を使用する環境発電デバイスがこのような温度差から電流を生成するために使用しうることを認識し且つ考慮している。環境発電デバイスは一又は複数の熱電対列を有してもよい。熱電対列は熱エネルギーを電気エネルギーに変換する電子デバイスである。熱電対列は多くの場合、通常は直列、並列、又は両者の組合せによって接続される、複数個の熱電対で構成されている。熱電対列は、熱電対列の温度に関連付けられている出力電圧を生成する。
【００１８】
これらの種類の環境発電デバイスは、高温パイプ、エンジン排気、又は何らかの他の好適な熱源など、プラットフォーム内の構造物の近傍に、又は接触するように配置されるときに電流を生成するように使用されてもよい。環境発電デバイスは、熱源に接続された１つの部分とより低温な環境に曝露された別の部分を有する。
【００１９】
種々の有利な態様は、環境発電デバイス内で使用される熱電対列が熱源に取り付け可能であるが現時点では分離されているコンポーネントであることを認識し且つ考慮している。例えば、熱電対列を使用して熱源から電流を生成する環境発電デバイスは、典型的にはプレート状又はウェハー状の形態である。環境発電デバイス内の熱電対列は典型的に、セラミックプレート間に配置される。これらのセラミックプレートは典型的には平面的で、パイプ、排気管、又は他の熱源などのコンポーネントに接続されている。
【００２０】
種々の有利な態様は、熱電対列を使用する環境発電デバイスは典型的に、セラミック筐体内のセラミックプレート間に熱電対列を配置することによって形成されることを認識し且つ考慮している。熱電対列を有するセラミックプレートは次に、熱源よりも低温の環境に曝露される環境発電デバイスの部分を有する熱源に接続される。
【００２１】
種々の有利な態様は、これらの種類の環境発電デバイスが所望よりも大きな空間を占めることもありうることを認識し且つ考慮している。熱電対列は典型的に、１つのプレートから別のプレートへ長さ方向に延在するように形成される。すなわち、熱電対列は平面的に配置されることはなく、セラミックプレートの１つの端から別の端へと延在する。
【００２２】
種々の有利な態様は、場合によっては、セラミックプレートの大きさが原因となって、熱源に対して不十分な接触が発生すると、電流の生成が不適切になりうることを認識し且つ考慮している。例えば、パイプまたは排気管に関しては、これらの構造物の表面は湾曲していることがある。その結果、熱電環境発電デバイスのセラミックプレートは平面的で湾曲していないため、パイプに対して所望どおり十分に接触しないことがある。１つの解決策は、所望の量の接触が起こるように、より小さなプレートサイズを採用することである。
【００２３】
さらに、種々の有利な態様は、形状適合プレートを使用して構造物の湾曲した表面からの熱をセラミックプレートの平らな表面に伝導できることを認識し且つ考慮している。このような場合、形状適合プレートが使用されるときには、十分な接触をもたらすために熱インターフェース材料が使用されることがある。この熱インターフェース材料は、十分な接触をもたらすために、所望よりも大きな領域で必要とされることがある。
【００２４】
例えば、熱インターフェース材料は、例えば、構造物の湾曲した表面と形状適合プレートとの間、形状適合プレートと第１のセラミックプレートとの間、第２のセラミックプレートとヒートシンクとの間などの領域、及び／又は他の好適な領域内で必要とされることがある。熱インターフェース材料は、例えば、熱グリース、熱エポキシ、熱パッド、又は他の何らかの好適な種類の材料であってもよい。
【００２５】
種々の有利な態様は、しかしながらこれらの解決策が、熱エネルギーから電気エネルギーを生成するのに欠かせないデバイスの組立と設置に要する複雑度、時間、及び労力が増す可能性があることを認識し且つ考慮している。これらの種類の解決策は、種々の熱源の種々の曲率に対応するため、多数の異なる大きさ及び／又は付加コンポーネントを有する環境発電デバイスの使用又は製造が必要となることがある。
【００２６】
したがって、種々の有利な態様は、熱エネルギーを使用して電流を生成するための装置を提供する。１つの有利な態様では、装置は、熱を生成するように構成された構造物及び構造物の一部として形成される環境発電デバイスを含む。構造物によって生成される熱は、構造物の第１の部分で生成される。構造物の第２の部分は、熱が生成されるときには、構造物の第１の部分よりも温度が低い。環境発電デバイスは、構造物の第１の部分と構造物の第２の部分との間に十分な温度差が存在するときに電流を生成するように構成されている。
【００２７】
ここで図１を参照すると、有利な態様による環境発電の環境のブロック図が図解されている。環境発電の環境１００は、種々の有利な態様が熱エネルギー１０４を使用して電気エネルギー１０２を生成するように実装されうる種類の環境の１つである。
【００２８】
これらの例示的な実施例では、電気エネルギー１０２は、環境発電の環境１００内の構造物１０６及び環境発電デバイス１０８を使用して、熱エネルギー１０４から生成される。構造物１０６は、これらの実施例では第１の部分１１０及び第２の部分１１２を有する。
【００２９】
構造物１０６は、温度差１１４が生成されうる任意の種類の構造物であってよい。例えば、温度差１１４が生成されるように、第２の部分１１２は第１の部分１１０よりも温度が低くなるように構成されてもよい。温度差１１４はまた、温度勾配と呼ばれることもある。温度勾配は温度の段階的変化である。
【００３０】
１つの例示的な実施例では、構造物１０６はヒートシンク１１６の形態をとる。ヒートシンク１１６は、高い温度を有する第１の媒体１１８から低い温度を有する第２の媒体１２０へ熱エネルギー１０４を伝導するように構成された任意の対象物であってよい。
【００３１】
典型的には、ヒートシンク１１６のようなヒートシンクにより、高い温度を有する第１の媒体１１８は固形媒体の形態をとり、一方、低い温度を有する第２の媒体１２０は液状媒体の形態をとる。固形媒体は、例えば、金属材料、合金材料、プラスチック、及び／又は何らかの他の好適な種類の固形材料であってよい。液状媒体は、例えば、液体、空気、又は何らかの他の種類の液状材料であってよい。
【００３２】
言うまでもなく、場合によっては、第１の媒体１１８は第２の媒体１２０よりも高い温度を有する液状媒体の形態をとってもよい。さらに他の例示的な実施例では、第２の媒体１２０は固形媒体の形態をとってもよい。
【００３３】
これらの図解されている実施例では、第１の媒体１１８は、ヒートシンク１１６の第１の部分１１０の上面又は側面、第１の部分１１０の周囲に存在してもよく、及び／又は第１の部分１１０のパーツであってもよい。さらに、第２の媒体１２０は、ヒートシンク１１６の第２の部分１１２の上面又は側面、第２の部分１１２の周囲に存在してもよく、及び／又は第２の部分１１２のパーツであってもよい。
【００３４】
１つの例示的な実施例では、ヒートシンク１１６の第２の部分１１２は可撓性エレメント１２１を含んでもよい。可撓性エレメント１２１はフィン１２３の形態であってもよい。フィンは、対流を増やすことによって環境へ又は環境からの熱伝導の速度を高めるために、対象物から延在する表面である。さらに、フィン１２３は、フィン１２３がヒートシンク１１６の第１の部分１１０よりも低い温度を有するようにフィン１２３が構成されているときには、冷却フィンと呼ばれることがある。フィン１２３は、ストレートフィン、ピンフィン、湾曲フィン、角度付きフィン、及び／又は他の好適な種類のフィンを含みうる。
【００３５】
１つの例示的な実施例として、温度差１１４は、高温流体が第１の部分１１０の近傍を流れ、低温流体がフィン１２３の周囲に存在するときに発生する。別の例示的な実施例では、温度差１１４は、第１の部分１１０が熱を生成し、フィン１２３が冷気に包まれているときに発生する。
【００３６】
図示されているように、環境発電デバイス１０８は構造物１０６の一部として形成されている。環境発電デバイス１０８及び構造物１０６は一体となって、電流生成システム１０９を形成する。
【００３７】
具体的には、これらの図解されている実施例では、環境発電デバイス１０８は、構造物１０６の表面１２２上に構造物１０６の一部として形成されている。表面１２２は、外表面、内表面、又は構造物１０６の何らかの他の好適な種類の表面であってもよい。
【００３８】
表面１２２は、環境発電デバイス１０８が表面１２２上に形成される前にほぼ平面的な又は湾曲された形状を有してもよい。１つの例示的な実施例では、表面１２２は環境発電デバイス１０８が表面１２２上に形成される前にほぼ平面的になっていることがある。この例示的な実施例では、環境発電デバイス１０８が一旦形成されると、構造物１０６は表面１２２の形状を変えて湾曲させるために操作されることがある。
【００３９】
これらの実施例で図解されているように、環境発電デバイス１０８は、構造物１０６の第１の部分１１０と第２の部分１１２との間の温度差１１４が電流１２４を生成するのに十分であるときに、電流１２４の形態で電気エネルギー１０２を生成するように構成されている。すなわち、第１の部分１１０と第２の部分１１２との間に所望の温度差１２６が存在するときに、環境発電デバイス１０８は電流１２４を生成する。
【００４０】
これらの例示的な実施例では、環境発電デバイス１０８は、構造物１０６の表面１２２上に形成されている。具体的には、環境発電デバイス１０８の第１のパーツ１３０は構造物１０６の第１の部分１１０の表面１２２上に形成され、環境発電デバイス１０８の第２のパーツ１３２は構造物１０６の第２の部分１１２の表面１２２上に形成されてもよい。
【００４１】
さらに、これらの図解されている実施例では、環境発電デバイス１０８は導電性セグメント群１２８を含むことがある。導電性セグメント１３４は、導電性セグメント群１２８の１つの実施例である。導電性セグメント１３４は、第１の金属セクション１３６及び第２の金属セクション１３８を含んでもよい。第１の金属セクション１３６の第１の金属は、第２の金属セクション１３８の第２の金属と異なることがある。すなわち、第１の金属セクション１３６及び第２の金属セクション１３８は異種金属から成る。
【００４２】
これらの例示的な実施例では、第１の金属セクション１３６及び第２の金属セクション１３８は、任意の数の様々なプロセスを使用して、表面１２２上に構造物１０６の一部として形成されてもよい。これらのプロセスは、第１の金属セクション１３６及び第２の金属セクション１３８をそれぞれ形成するために表面１２２上に第１の金属及び第２の金属を噴霧すること、表面１２２上に第１の金属及び第２の金属を堆積させること、表面１２２上に第１の金属及び第２の金属を印刷すること、表面１２２上に粉末形状の第１の金属及び第２の金属を焼結させること、化学蒸着、電子ビームエピタキシー、分子ビームエピタキシー、及び／又は何らかの他の好適な種類のプロセスのうちの少なくとも１つを含みうる。
【００４３】
本明細書において使用されているように、列挙されたアイテムと共に使用する「〜のうちの少なくとも１つの」という表現は、列挙されたアイテムのうちの一又は複数からなる様々な組み合わせが使用可能であり、且つ列挙された各アイテムが１つだけあればよいことを意味する。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定しないが、「アイテムＡ」、又は「アイテムＡとアイテムＢ」を含む。この例は、「アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ」、又は「アイテムＢとアイテムＣ」も含む。
【００４４】
第１の金属セクション１３６及び第２の金属セクション１３８は、第１の金属セクション１３６及び第２の金属セクション１３８が互いに接続されるように、及び／又は互いに隣接して配置されるように接合部１４０を含みうる。言うまでもなく、場合によっては、様々な種類の導電性材料を含む任意の数のセクションは、接合部１４０で第１の金属セクション１３６と第２の金属セクション１３８との間に存在してもよい。接合部１４０に任意の数のセクションが存在する場合、第１の金属セクション１３６と任意の数のセクションとの間の接続での温度、及び第２の金属セクション１３８と任意の数のセクションとの間の接続での温度はほぼ同じである。
【００４５】
第１の金属セクション１３６と第２の金属セクション１３８との間の接合部１４０は、第１の金属セクション１３６及び第２の金属セクション１３８の温度が接合部１４０で始まるこれらのセクションの長さ方向に沿って変化するように構成されている。導電性セグメント１３４が構造物１０６の一部として形成されている場合には、この温度変化は、構造物１０６の第１の部分１１０と第２の部分１１２との間で発生する温度差１１４によって引き起こされることがある。
【００４６】
言うまでもなく、これらの例示的な実施例では、導電性セグメント１３４は、導電性セグメント１３４が導電性セグメント群１２８の別の導電性セグメント及び／又は電気デバイスに接続される一又は複数の付加的な接合部を有してもよい。
【００４７】
第１の部分１１０と第２の部分１１２との間に所望の温度差１２６が存在する場合、所望の温度差１２６はまた、第１の金属セクション１３６及び第２の金属セクション１３８に沿って存在する。所望の温度差１２６の存在は、導電性セグメント１３４による電流１２４の生成を引き起こす。
【００４８】
これらの例示的な実施例では、導電性セグメント１３４は熱電対の形態をとってもよい。このように、導電性セグメント群１２８が複数の熱電対の形態をとる場合、環境発電デバイス１０８は熱電対列の形態をとる。本明細書で使用しているように、「複数のアイテム」は、２つ以上のアイテムを意味する。たとえば、「複数の熱電対」とは、２つ以上の熱電対を意味する。複数の熱電対は互いに並列に、直列に、或いは並列と直列の組合せで接続されてもよい。
【００４９】
図解されているように、電気システム１４２は導電性セグメント１２８に電気的に接続されてもよい。本明細書で使用されているように、電気システム１４２などの第１のコンポーネントが、一又は複数の導電性セグメント１２８などの第２のコンポーネントに接続されている場合には、電気信号が第１のコンポーネントから第２のコンポーネントへ、第２のコンポーネントから第１のコンポーネントへ、又はこれら２つの組合せによって送信されるように、第１のコンポーネントは第２のコンポーネントに接続されている。第１のコンポーネントは第２のコンポーネントに電気的に接続されていて、２つのコンポーネントの間に付加的なコンポーネントが存在しなくてもよい。第１のコンポーネントはまた、一又は複数の他のコンポーネントによって第２のコンポーネントに接続されてもよい。
【００５０】
例えば、１つの電子デバイスは、第１の電子デバイスと第２の電子デバイスとの間に任意の付加的な電子デバイスなしで、第２の電子デバイスに接続することができる。場合によっては、互いに電気的に接続される２つの電子デバイスの間に別の電子デバイスが存在してもよい。
【００５１】
これらの例示的な実施例では、電気システム１４２は少なくとも１つの導電性セグメント１２８に接続されてもよい。電気システム１４２は、一又は複数の電気デバイスである。例えば、電気システム１４２の中の電気デバイスは、例えば、限定しないが、センサー、カメラ、スイッチ、ファン、ポンプ、バッテリー、コンデンサ、無線デバイス、無線アクセスポート、及び／又は何らかの他の好適な種類の電気又は電子デバイスの形態をとってもよい。
【００５２】
導電性セグメント１２８は、電気システム１４２に電流１２４を供給することができる。このように、電気エネルギー１０２は環境発電デバイス１０８によって電流１２４の形態で採取されて、電気システム１４２に電力を供給する。
【００５３】
加えて、幾つかの例示的な実施例では、構造物１０６は、対象物１４４などの別の構造物に関連付けられてもよい。１つの例示的な実施例では、対象物１４４は、構造物１０６の第１の部分１１０を加熱するため、熱を生成するように構成されてもよい。別の実施例として、対象物１４４は、第１の部分１１０が第２の部分１１２よりも高い温度を有するように、構造物１０６の第１の部分１１０に熱を伝導するように構成されてもよい。
【００５４】
対象物１４４は構造物１０６に関連付けられてもよい。例えば、対象物１４４の一部は構造物１０６の一部に接触していてもよい。別の実施例として、対象物１４４は構造物１０６の近傍に又は構造物１０６に近接して配置されてもよい。
【００５５】
これらの例示的な実施例では、構造物１０６及び対象物１４４は様々な形態を取りうる。例えば、構造物１０６及び／又は対象物１４４は、パイプ、金属シート、管、排気管、エンジン排気、エンジン吸気、エンジン用排気マニホールド、クランプ、バンドストラップ、隔壁、梁、床板、床梁、及び／又は何らかの他の好適な種類の構造物のうちの少なくとも１つの形態を取ることがある。
【００５６】
さらに、構造物１０６及び／又は対象物１４４はプラットフォームに関連付けられてもよい。プラットフォームは、例えば、限定しないが、移動式プラットフォーム、固定式プラットフォーム、陸上構造物、水上構造物、宇宙構造物、航空機、水上艦、戦車、人員運搬車、列車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、潜水艦、自動車、発電所、橋、ダム、製造施設、建物、及び／又は他の好適な種類のプラットフォームのうちの１つとして選ばれることがある。
【００５７】
図１に示す環境発電の環境１００は、有利な態様を実装しうる方法に対する物理的又は構造的な制限を示唆することを意図していない。図示されたコンポーネントに加えて及び／又は代えて、他のコンポーネントを使用することができる。幾つかのコンポーネントは不必要になることもある。また、幾つかの機能コンポーネントを図解するためにブロックが表示されている。有利な態様で実装される場合、一又は複数のこれらのブロックは結合されること、及び／又は分割されることがありうる。
【００５８】
例えば、幾つかの例示的な実施例では、ヒートシンク１１６の第２の部分１１２は可撓性エレメント１２１の代わりに剛性エレメントを含んでもよい。これらの剛性エレメントは、実装に応じて、フィン１２３と呼ばれることがある。
【００５９】
他の例示的な実施例では、複数の環境発電デバイス１０８が構造物１０６の一部として形成されてもよい。例えば、構造物１０６は、温度差１１４を有するように構成される第１の部分１１０及び第２の部分１１２に加えて、付加的な部分を有してもよい。付加的な環境発電デバイスは、構造物１０６のこのような他の部分との間の温度差に基づいて、電流１２４を生成するように構造物１０６の一部として形成されてもよい。
【００６０】
さらに、他の実施例では、複数の対象物１４４は、構造物１０６の第１の部分１１０を加熱するため、熱を生成するように構成されてもよい。場合によっては、電気システム１４２内の複数の電気デバイスは、導電性セグメント１２８に電気的に接続されてもよい。
【００６１】
次に図２〜１５を参照すると、有利な態様により構造物の一部として形成された環境発電デバイスの図解が示されている。構造物の一部として形成された環境発電デバイスを有する構造物の種々の構成及び使用法が図２〜１５に示されている。これらの図に示される種々のコンポーネントは、図１のコンポーネントと結合してもよく、図１のコンポーネントと併用してもよく、又はこれら２つの場合を組み合わせてもよい。加えて、これらの図の中の幾つかの構成要素は、図１でブロック図の形式で示された構成要素が物理的な構造としてどのように実行されるかを示す例示的な実施例であってもよい。
【００６２】
次に図２を参照すると、構造物２００は図１の構造物１０６の実装の一例となっている。環境発電デバイス２０１は、図１の環境発電デバイス１０８の実装の一例である。
【００６３】
図解されているように、構造物２００はこの実施例では金属シート２０２の形態をとる。金属シート２０２はこの図ではほぼ平面的である。金属シート２０２は側面２０３及び側面２０５を有する。ライン２０４及びライン２０６は、構造物２００を別の対象物に取り付ける際に金属シート２０２が曲げられる位置を示している。
【００６４】
この例示的な実施例では、金属シート２０２は第１の部分２０８及び第２の部分２１０を有する。第１の部分２０８はライン２０４とライン２０６との間の金属シート２０２の領域である。第２の部分２１０はライン２０４及びライン２０６から外向きに延在する金属シート２０２の領域を含む。この例示的な実施例では、第２の部分２１０は不連続で、金属シート２０２の種々の領域を含む。
【００６５】
さらに、第２の部分２１０はフィン２１２を含む。フィン２１２は、図１の可撓性エレメント１２１の実装の一例である。場合よっては、金属シート２０２は切断されてフィン２１２を形成することもある。
【００６６】
図解されているように、環境発電デバイス２０１は金属シート２０２の一部として形成されている。具体的には、環境発電デバイス２０１は、金属シート２０２の表面２１４上に金属シート２０２の一部として形成される。
【００６７】
環境発電デバイス２０１は熱電対列２１５の形態をとる。熱電対列２１５は、熱電対列２１５の第１のパーツ２１８が金属シート２０２の第１の部分２０８の表面２１４上に形成され、且つ熱電対列２１５の第２のパーツ２２０が金属シート２０２の第２の部分２１０の表面２１４上に形成されるように、金属シート２０２表面２１４上に形成される。
【００６８】
さらに、熱電対列２１５は熱電対２１６を含む。この例示的な実施例では、熱電対列２１５は、構造物２００の表面２１４上に熱電対２１６を印刷することによって形成されてもよい。この例示的な実施例では、熱電対は直列に接続されている。１つの具体的実施例として、熱電対２２４及び熱電対２２６は金属シート２０２の表面２１４上で直列に接続されている。図解されているように、熱電対２２４は接合部２３２で接続された第１の金属セクション２２８及び金属セクション２３０を有する。さらに、熱電対２２４は接合部２３３で熱電対２２６に接続されている。
【００６９】
第１の金属セクション２２８は、この例示的な実施例では、第２の金属セクション２３０を含む種類の金属とは異なる種類の金属から成る。すなわち、第１の金属セクション２２８及び第２の金属セクション２３０は互いに異種金属から成る。
【００７０】
加えて、熱電対２１６は、図１の電気システム１４２内の電気デバイスに接続されうる熱電対２３４も含む。例えば、熱電対２３４は、図１の電気システム１４２内のセンサーデバイスに接続されてもよい。
【００７１】
次に図３を参照すると、対象物に関連付けられた構造物２００の上に形成された環境発電デバイス２０１を有する構造物２００の斜視図が、有利な態様にしたがって図解されている。この例示的な実施例では、図２の構造物２００が対象物３００に関連付けられている。対象物３００は、図１の対象物１１４に対する実装の一例である。具体的には、構造物２００は対象物３００の上に配置されている。この図解されている実施例では、対象物３００はダクト管３０２の形態をとる。
【００７２】
図示されているように、ダクト管３０２は湾曲した表面３０４を有する。構造物２００は湾曲した表面３０４に適合するように操作されている。具体的には、金属シート２０２は、金属シート２０２の第１の部分２０８がダクト管３０２の湾曲した表面３０４に適合する形状を有するように、ライン２０４及びライン２０６に沿って曲げられている。
【００７３】
さらに、ライン２０４及びライン２０６に沿って金属シート２０２を曲げることによって、金属シート２０２の第２の部分２１０を、ダクト管３０２の湾曲した表面３０４から離れ、且つ金属シート２０２の第１の部分２０８から離れるように、延在させる。このようにして、フィン２１２は金属シート２０２の第１の部分２０８から離れるように延在する。さらに、金属シート２０２を曲げることによって、熱電対２１６の第２のパーツ２２０を熱電対２１６の第１のパーツ２１８から離れるように延在させる。
【００７４】
この例示的な実施例では、高温流体はダクト管３０２のチャネル３０６を通って流れる。高温流体は、例えば、暖かい或いは高温の液体又は暖かい或いは高温の空気であってもよい。高温流体はダクト管３０２を加熱することができる。この熱は次に、金属シート２０２の第１の部分２０８を加熱する。さらに、第２の部分２１０は、この例示的な実施例では冷気に包まれている。
【００７５】
金属シート２０２の第１の部分２０８を加熱することによって、第１の部分２０８は冷気に包まれている第２の部分２１０よりも高い温度を有し、これによって第１の部分２０８と第２の部分２１０との間に温度差が生じる。この温度差が所望の温度差に達すると、熱電対２１６は電流を生成するように構成されている。熱電対２１６は、例えば、センサーデバイスなどの電気システムに電流を供給することができる。
【００７６】
次に図４を参照すると、対象物３００に関連付けられた構造物２００の上に形成された環境発電デバイス２０１を有する構造物２００の側面２０３からの図が、有利な態様に従って図解されている。この例示的な実施例では、環境発電デバイス２０１はこの図に表わされていない。図示されているように、高温流体はダクト管３０２のチャネル３０６を通って流れる。
【００７７】
次の図５を参照すると、構造物２００に対する種々の構成が有利な態様に従って図解されている。この例示的な実施例では、構造物２００は金属シート２０２の形態にあり、図２〜４の構造物２００の構成と比較して、異なる構成を有する。
【００７８】
図示されているように、金属シート２０２は、金属シート２０２から形成された金属バンド５００、５０２、５０４、及び５０６を有する。金属バンド５００、５０２、５０４、及び５０６は、金属シート２０２の第３の部分５０８を形成する。金属バンド５００、５０２、５０４、及び５０６は、金属シート２０２を図３の対象物３００などの対象物に取り付けるように構成されたバンドである。具体的には、これらの金属バンドは取り付けバンドと呼ばれることがあり、対象物の周囲に金属シートを巻きつけて、対象物に金属シート２０２を取り付けることができる。
【００７９】
次に図６を参照すると、対象物３００に取り付けられた金属バンド５００、５０２、５０４、及び５０６を有する構造物２００が有利な実施形態に従って図解されている。この例示的な実施例では、金属バンド５００、５０２、５０４、及び５０６は対象物３００に巻きつけられた状態で表示されている。金属バンド５００、５０２、５０４、及び５０６は、対象物３００に金属シート２０２を取り付ける。図解されているように、コンポーネント６００などのコンポーネントは、熱電対２１６の端部６０２で熱電対２１６に接続されてもよい。
【００８０】
次に図７を参照すると、図５の構造物２００に付加的なラインを加えた構成を有する構造物２００が有利な態様に従って図解されている。この例示的な実施例では、金属シート２０２に対して、ライン２０４及びライン２０６に加えて、ライン７０２、７０４、７０６、及び７０８が存在する。ライン７０２、７０４、７０６、及び７０８に沿って金属シート２０２を曲げることにより、金属シート２０２の第１の部分２０８からセクション７１０、７１２、７１４、７１６、及び７１８を形成することができる。
【００８１】
次に図８を参照すると、ライン７０２、７０４、７０６、及び７０８に沿って曲げられ、対象物３００に取り付けられた構造物２００が有利な態様に従って図解されている。図解されているように、金属シート２０２をこのように折り曲げることにより、セクション７１０、７１２、７１４、７１６、及び７１８が形成され、セクション７１４はダクト管３０２の形態にある対象物３００の湾曲した表面３０４からの分離８００を有する。分離８００により、コンポーネント８０２などのコンポーネントは、ダクト管３０２から熱的に分離されるように、金属シート２０２のセクション７１４に据付可能となる。
【００８２】
図示されているように、金属シート２０２の第１の部分２０８のセクション７１０及びセクション７１８はダクト管３０２の湾曲した表面３０４に取り付けられる。この取り付けにより、高温流体がダクト管３０２のチャネル３０６を通るときに、セクション７１０及びセクション７１８の加熱が可能になる。
【００８３】
図２〜８の構造物２００の図解は、有利な態様が実装される方法に対する物理的又は構造的な制限を示唆することを意図していない。図示されたコンポーネントに加えて及び／又は代えて、他のコンポーネントを使用することができる。幾つかのコンポーネントは不必要になることもある。
【００８４】
例えば、幾つかの例示的な実施例では、任意の数の熱電対列が熱電対列２１５に加えて又は代えて、構造物２００に関連付けられてもよい。他の例示的な実施例では、構造物２００は金属シート２００の形態をとらないことがある。その代わりに、構造物２００は金属に加えて及び／又は金属に代えて、一又は複数の材料から成ることがある。
【００８５】
例えば、構造物２００は、金属、金属合金、複合材料、及び／又は所望のレベルの熱伝導度で熱を伝導する他の任意の好適な種類の材料のうちの少なくとも１つを含む材料から成ることもある。熱伝導性材料は熱を伝導する任意の材料である。これらの材料は、例えば、複合材料、熱伝導性添加物を含むプラスチック、熱伝導性ペースト、金属粒子織込み熱伝導性ペースト、金属合金、カプセル封入流体、カーボンナノチューブ、成形セラミック、グラフェン、ダイヤモンド粉末ペースト、及び／又は他の好適な種類の熱伝導性材料のうちの少なくとも１つを含む。
【００８６】
さらに、場合によっては、構造物２００が導電性材料から成るときには、構造物２００の一部と熱電対２１６との間に、実質的に非導電性の材料が堆積されてもよい。例えば、実質的に非導電性の材料は、熱電対２１６用の位置の間の任意の数の領域に堆積させることができる。
【００８７】
この実質的に非導電性の材料は、構造物２００の導電性表面を経由する熱電対２１６間の短絡の可能性を低下させる及び／又は防止することができる。実質的に非導電性の材料は、例えば、限定しないが、誘電材料、セラミック、スピネル、及び／又は何らかの他の好適な種類の材料であってもよい。
【００８８】
ここで図９を参照すると、対象物に関連付けられた構造物が有利な態様に従って図解されている。この例示的な実施例では、構造物９００は、図１の構造物１０６に対する実装の一例である。図解されているように、構造物９００はヒートシンク９０２の形態をとる。
【００８９】
この例示的な実施例では、ヒートシンク９０２は円形形状９０４を有する金属対象物である。円形形状９０４により、ヒートシンク９０２はパイプ９０６の上をスライドすることができる。パイプ９０６は、図１の対象物１１４に対する実装の一例である。
【００９０】
図解されているように、ヒートシンク９０２は第１の部分９０８及び第２の部分９１０を有する。さらに、ヒートシンク９０２は、第１の部分９０８に接続された接触バネ９１２を有する。接触バネ９１２はパイプ９０６の湾曲した表面９１４に接触する。第２の部分９１０は、ヒートシンク９０２の第１の部分９０８に接続されたフィン９１３を有する。フィン９１３は、この例示的な実施例では対流冷却ファンである。
【００９１】
この実施例に図解されているように、熱電対列９１６はヒートシンク９０２の表面９１８上に印刷又は堆積されている。熱電対列９１６は、この実施例では直列に接続された一連の熱電対を有する。一連の熱電対９２０は、熱電対列９１６中の一連の熱電対の一実施例である。一連の熱電対９２０中の熱電対は直列に接続されている。
【００９２】
図解されているように、対象物又はコンポーネントは、熱電対列９１６によって生成される電流を受け取るため、ターミナル９２２で熱電対列９１６に接続されてもよい。
【００９３】
ここで図１０〜１３を参照すると、対象物上の接触バネが有利な態様に従って図解されている。
【００９４】
ここで図１０を参照すると、対象物及び対象物上の支持体上に噴霧された導電性材料を有する対象物が有利な態様に従って図解されている。この例示的な実施例では、対象物１０００は金属対象物であってもよい。言うまでもなく、対象物１０００は、複合材料などの他の熱伝導性材料から成ることがある。
【００９５】
支持体１００２は対象物１０００の表面１００４上に配置される。支持体１００２は、熱伝導性材料を使用して熱伝導性ストリップを形成するための形状を提供する。図解されているように、熱伝導性材料１００６は対象物１０００の支持体１００２及び表面１００４上に噴霧され、熱伝導性ストリップ１００８を形成する。熱伝導性材料１００６は、例えば、金属材料及び／又は何らかの他の好適な種類の熱伝導性材料であってもよい。これらのストリップは支持体１００２に対してほぼ垂直に形成される。さらに、図示されているように、支持体１００２は、熱伝導性ストリップ１００８が湾曲した形状１０１０を形成するように構成されている。
【００９６】
他の例示的な実施例では、熱伝導性材料１００６は、何らかの他の好適な方法で対象物１０００の支持体１００２及び表面１００４上に堆積されてもよい。例えば、熱伝導性材料１００６は、対象物１０００の表面１００４及び支持体１００２の上にこの材料を印刷又は塗布することによって形成される。
【００９７】
熱伝導性材料１００６は、材料が表面１００４上に噴霧される場所で対象物１０００の表面１００４に粘着する材料であってもよい。場合によっては、熱伝導性材料１００６を対象物１０００の表面１００４に接着するため、熱伝導性接着剤又は何らかの他の種類の機構が使用されてもよい。
【００９８】
次に図１１を参照すると、対象物１０００から延在するバネを有する構造物１０００が有利な態様に従って図解されている。この例示的な実施例では、支持体１００２は取り除かれている。支持体１００２は、例えば、限定しないが、支持体１００２の化学的溶解、支持体１００２の物理的除去、支持体１００２の融解、支持体１００２の化学的エッチング、及び／又は何らかの他の好適な種類の除去作業の実施によって、除去される。
【００９９】
支持体１００２を取り除くことによって、熱伝導性ストリップ１００８はバネ１１００を形成する。バネ１１００は対象物１０００の表面１００４から延在する。図解されているように、熱伝導性ストリップ１００８内の各熱伝導性ストリップによって、複数のバネが形成される。
【０１００】
次に図１２を参照すると、対象物１０００から延在するバネ１１００の側面図が有利な態様に従って図解されている。この例示的な実施例では、対象物１０００は対象物１２００に対応する位置に移動されている。図解されているように、バネ１１００は対象物１２００の表面１２０２に接触していない。
【０１０１】
次に図１３を参照すると、対象物１０００から延在して対象物１２００に接触するバネ１１００の側面図が有利な態様に従って図解されている。この実施例で図解されているように、対象物１２００は対象物１０００の上に配置されている。このように、対象物１０００と対象物１２００が互いに向かい合うように動かされる場合には、対象物１２００の表面１２０２はバネ１１００の表面１３００に接触する。すなわち、対象物１０００の配置により、対象物１２００の表面１２０２とバネ１１００の表面１３００との間に接触が生じる。この接触により、バネ１１００は図示したように変形及び／又は屈曲し、その結果、対象物１２００と対象物１０００との間に熱的に接触する場所が形成される。
【０１０２】
図１０〜１３でのバネ１１００の製造及びその使用の図は、有利な態様が実装される方法に対する物理的又は構造的な制限を示唆することを意図していない。図示されたコンポーネントに加えて及び／又は代えて、他のコンポーネントを使用することができる。例えば、バネ１１００は、図１０に図解されている湾曲した形状１０１０以外の他の種類の形状を有するように形成されてもよい。
【０１０３】
次に図１４を参照すると、航空機の胴体の断面露出図が有利な態様に従って図解されている。この例示的な実施例では、航空機１４００は胴体１４０２を有する。さらに、航空機１４００はまた、胴体１４０２を横断して延在する床梁１４０４を有する。例えば、床梁１４０４はセクション１４０５で胴体１４０２と交差する。
【０１０４】
温度差は胴体１４０２の面１４０６と胴体１４０２の面１４０８との間に存在する。例えば、胴体１４０２の面１４０６の内側の温度は、胴体１４０２の面１４０８の外側の温度よりも高くなることがある。外板（図示せず）は、航空機１４００の胴体１４０２の面１４０８上に存在することがある。
【０１０５】
例えば、面１４０６は第１の温度に曝露される。この例示的な実施例では、この第１の温度は胴体１４０２の内側の空気、すなわち、航空機１４００の客室内の空気の温度である。この第１の温度はおよそ摂氏２０度となる。胴体１４０２の面１４０８は、第２の温度に曝露されている。この第２の温度は、航空機１４００の機体１４０２の周囲の空気又は環境の温度である。面１４０８は、例えば、およそ摂氏マイナス３０度になることがある第２の温度に曝露される。
【０１０６】
このように、面１４０６は、面１４０８が曝露される第２の温度よりも高い第１の温度に曝露される。したがって、温度は面１４０６から面１４０８の方向に向かってますます低下する。この温度差は、航空機１４００が高い高度を飛行するとき、すなわち使用時に発生する温度勾配である。
【０１０７】
次に図１５を参照すると、航空機のセクションの拡大断面図が有利な態様に従って図解されている。この例示的な実施例では、図１５のセクション１４０５が拡大図で図解されている。
【０１０８】
図示されているように、熱電対列１５００及び熱電対列１５０２は、胴体１４０２及び床梁１４０４の一部として形成されている。例えば、熱電対列１５００は胴体１４０２の一部として形成されている。熱電対列１５００は、胴体１４０２の製造時に胴体１４０２の内装の中に配置されている。この例示的な実施例では、胴体１４０２の内装は胴体１４０２を形成するフレーム１５０４の内装である。１つの例示的な実施例として、熱電対列１５００は、胴体１４０２の製造が完了する前に、すなわち胴体１４０２の製造の一環として、胴体１４０２のフレーム１５０４上に配置されてもよい。
【０１０９】
熱電対列１５００は、胴体１４０２の面１４０６と面１４０８との間の温度差によって生ずる温度勾配に対応して、電流を生成する。
【０１１０】
この例示的な実施例では、熱電対列１５０２は、胴体１４０２の床梁１４０４とフレーム１５０４との交差部分又はその近傍に、床梁１４０４の一部として形成される。例えば、熱電対列１５０２は、この例示的な実施例では、床梁１４０４の表面上に配置されることがある。熱電対列１５０２は、床梁１４０４の端部１５０６と床梁１４０４の一部１５０８との間の温度差によって生ずる温度勾配に対応して、電流を生成する。
【０１１１】
床梁１４０４の一部１５０８、床梁１４０４の端部１５０６が曝露される第２の温度よりも高い第１の温度に曝露される。すなわち、胴体１４０２の内側の客室内の空気は、胴体１４０２の外気よりも高い温度を有する。温度差は、航空機１４００が高い高度を飛行中、及び／又は何らかの他の方法で使用中のときには、航空機１４００が低い高度を飛行中、及び／又は使用されていないときと比較して大きくなることがある。
【０１１２】
他の例示的な実施例では、熱電対列は航空機１４００内の他の場所に形成されてもよい。例えば、熱電対列は、換気口、壁、ドア、ストリンガー、リブ、隔壁、エンジン排気、エンジンコンポーネント、エンジンマウント、床トラス、燃料タンク壁、フレーム、及び／又は他の好適な種類の構造物の一部として形成されてもよい。
【０１１３】
次に図１６を参照すると、電流生成システムを製造するためのプロセスのフロー図が有利な態様に従って図解されている。図１６に示すプロセスは、図１の電流生成システム１０９を形成するように実装されてもよい。
【０１１４】
プロセスは、第１の部分と第２の部分を有する構造物の形成によって、開始される（作業１６００）。第２の部分は第１の部分の温度よりも低い温度を有するように構成される。例えば、構造物の第２の部分は、構造物の第１の部分がプラットフォームに取り付けられた場合、熱を生成するように構成された対象物に接続された場合、プラットフォームの使用時にプラットフォームに接続された場合、及び／又は何らかの他の好適な方法で加熱された場合、構造物の第１の部分が曝露される温度よりも低い温度に曝露されてもよい。
【０１１５】
プロセスは、構造物の一部として環境発電デバイスを形成し（作業１６０２）、その後プロセスは終了する。環境発電デバイスは、第１の部分と第２の部分との間に所望の温度差が存在するときに電流を生成するように構成されている。作業１６０２は任意の数の異なる方法で実行することができる。
【０１１６】
例えば、環境発電デバイスは、構造物の表面に噴霧される、構造物の表面に堆積される、構造物の表面に印刷される、構造物の内部に化学的に適用される、及び／又は何らかの他の好適な方法で構造物の一部として形成される導電性セグメントを含んでもよい。
【０１１７】
さらに、実装によっては、作業１６０２は作業１６００の実行中に実施されることがある。例えば、作業１６０２は、構造物の形成が完了する前に構造物の内装に環境発電デバイスを形成するように実施されてもよい。環境発電デバイスが形成されると、完成された構造物を形成するため、作業１６００が完了される。
【０１１８】
次に図１７を参照すると、電流を生成するためのプロセスのフロー図が有利な態様に従って図解されている。図１７に示すプロセスは、図１の電流生成システム１０９を使用して実装されてもよい。
【０１１９】
プロセスは環境発電デバイスを対象物に取り付けることによって開始される（作業１７００）。環境発電デバイスは第１の部分及び第２の部分を有する構造物の上に形成される。構造物の第１の部分は第２の部分よりも高い温度を有する。さらに、構造物は、熱エネルギーを第１の部分から第２の部分へ伝導するように構成されている。
【０１２０】
プロセスは環境発電デバイスから電流を受け取る（作業１７０２）。構造物の第１の部分から構造物の第２の部分への熱エネルギーの伝導に対応して電流が生成される。プロセスは、環境発電デバイスから受け取った電流を使用して電気システムに電力を供給し（作業１７０４）、その後プロセスは終了する。
【０１２１】
電気システムは、例えば、環境発電システムに接続され、環境発電システムから受け取った電流を使用して動作するように構成されているセンサーデバイスを含むことがある。
【０１２２】
種々に図解されている態様のフロー図及びブロック図は、有利な態様による装置及び方法で可能な幾つかの実装態様の構造、機能性、及び作業を示している。その際、フロー図又はブロック図の各ブロックは、作業又はステップのモジュール、セグメント、機能及び／又は部分を表わすことがある。例えば、一又は複数のブロックは、ハードウェア内のプログラムコードとして、又はプログラムコードとハードウェアの組合せとして実装可能である。ハードウェア内に実装した場合、ハードウェアは、例えば、フロー図又はブロック図の一又は複数の作業を実施するように製造又は構成された集積回路の形態をとりうる。
【０１２３】
幾つかの有利な実施形態の代替的な実装では、ブロックに記載された機能又は機能群は、図の中に記載の順序を逸脱して現れることがある。例えば、場合によっては、連続して示されている２つのブロックがほぼ同時に実行されてもよく、又は時には含まれる機能によってはブロックが逆順に実行されてもよい。また、フロー図又はブロック図に描かれているブロックに加えて他のブロックが追加されることもありうる。
【０１２４】
したがって、種々の有利な態様は構造物を備える装置を提供する。構造物は、第１の部分及び第２の部分を有するように構成されており、第２の部分は第１の部分の温度よりも低い温度を有する。構造物は、構造物の一部として形成される環境発電デバイスを有するように構成されている。環境発電デバイスは、第１の部分と第２の部分との間に所望の温度差が存在するときに電流を生成するように構成されている。
【０１２５】
このように、種々の有利な態様は、現在使用されている環境発電デバイスと比較して、より大きな温度勾配に及ぶように構成されている環境発電デバイスを提供する。さらに、種々の有利な態様により、環境発電デバイスは、構造物の第１の部分と、冷却ファンを備えることにより第１の部分よりも低い温度を有する構造物の第２の部分との上にも形成されうる。
【０１２６】
種々の有利な態様の説明は、例示及び説明を目的として提供されているものであり、網羅的な説明であること、又は開示された形態に態様を限定することを意図していない。当業者には、多数の修正例及び変形例が明らかであろう。さらに、種々の有利な態様は、他の有利な態様に照らして別の利点を提供することができる。選択された一又は複数の態様は、態様の原理、実際の用途を最もよく説明するため、及び他の当業者に対し、様々な態様の開示内容と、考慮される特定の用途に適した様々な修正との理解を促すために選択及び記述されている。
【図１】
2014520499.tif 000003
【図２】
2014520499.tif 000004
【図３】
2014520499.tif 000005
【図４】
2014520499.tif 000006
【図５】
2014520499.tif 000007
【図６】
2014520499.tif 000008
【図７】
2014520499.tif 000009
【図８】
2014520499.tif 000010
【図９】
2014520499.tif 000011
【図１０】
2014520499.tif 000012
【図１１】
2014520499.tif 000013
【図１２】
2014520499.tif 000014
【図１３】
2014520499.tif 000015
【図１４】
2014520499.tif 000016
【図１５】
2014520499.tif 000017
【図１６】
2014520499.tif 000018
【図１７】
2014520499.tif 000019
【国際調査報告】
2014520499.tif 000020
2014520499.tif 000021
2014520499.tif 000022