【手続補正書】
【提出日】平成24年10月3日(2012.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
アルカリ性希土類からなる金属の合金に更に人工グラファイト、プラチナ、ニツケル、コバルト、銅、アルミニウム、ステンレス、鉄、クロム、銀、錫、ロジウム等を組み合わせたことを特徴とする半導体素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
温度差（電位差）をつけるため、低温側に冷凍機の冷却水を循環させて、強制冷却する熱電発電システム、及び冷却用半導体素子を組み合わせ、強制冷却する熱電発電システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】熱エネルギーを電気エネルギーに変える熱電発電システム。
【技術分野】
【０００１】本発明は熱エネルギーを電気エネルギーに変換して熱の温度差（電位差）を利用して電気を取り出すシステムに関するものである。
【発明の詳細な説明】
【０００２】これは一本の金属棒の両端を異なる温度に保つとき、温度の高い方から低い方へ熱の流れが生じるというゼーベック効果を利用するものである。金属の場合、この熱流は内部の電子によって運ばれるため、両端には電位差（起電力）が生じる。起電力は金属の種類によって異なるため、多数の素子を板状又は円筒状に組み合わせ、サーモモジュールとして使用される。この温度差は電気抵抗とサーミスターの関係より、Ｐ型（正孔）（電気抵抗が温度の上昇によって減少する特性）とＮ型（電子）（電気抵抗が温度の上昇のよって増加する特性）があり、素子材料によって発電効率を異にする。１．本発明において、この温度差を得るため、Ｎ型とＰ型における半導体素子として電子の流れを良くするアルカリ希土類の合金と人工グラファイト、プラチナ、コバルト、ニツケル、銅、アルミ、ステンレス、鉄、クロム、銀、錫、ロジウム等の金属を組み合わせ、モジュールを構成し、発電効率を良くする半導体素子とした事である。２．本発明において、温度差を得るため、半導体素子の低温側に使用されるＢｉ、Ｔｅを避け、更に大きな温度差を維持できる冷凍機の冷却水を循環させ、また冷却用半導体素子を組み合わせ、強制冷却することにより温度差をつけることで、発電効率を一段と良くする熱電発電システムとした事である。３．本発明において、廃熱利用に限らず、少量のプロパンガス、天然ガス等を使用した熱源、箱型の中央に遠赤外線ヒーターを挿入した熱源、アルミ板にペースト式に張り付けたスペースヒーターの熱源にバツテリーを併用して組み合わせた独立電源とした熱電発電システムとした事である。４．本発明において、半導体内部の温度差（電位差）を大きくすることで、電子の流れを良くするため、低温側、高温側双方に人工グラファイト（１７００ｗ／ｍｋ）または天然グラファイト（４００ｗ／ｍｋ）の板をアルミ板で挿み、少ない熱源でも電位差を大きく取れることを特徴とした熱電発電システムとした事である。
【背景技術】
【０００３】本発明では化石燃料で得られた熱エネルギーは６５％以上大気中へ捨てられている現状から、この捨てられている熱エネルギーを利用する技術開発が求められており、更に廃熱に限らず、少量の熱エネルギーでも多くの発電が可能な開発が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】本発明が解決しようとする課題は熱エネルギーを電気エネルギーに変え、少ないエネルギーでも大きな電気を取り出す事である。そのために解決しなければならない課題は１．半導体の開発によって、発電効率をよくすることが課題である。２．熱電発電における発電効率を上げる為には温度差をつけることが課題である。そのためには高温側の半導体素子のみで低温側を維持することには無理があり、これを解決する必要がある。３．廃熱利用のみでなく、廃熱以外の独立電源の熱源を使って技術的効果のある熱源が得られないか課題である。４．温度差（電位差）の小さい熱源でも、より大きな熱源にして発電効率を良く出来ないかも課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】熱エネルギーを電気エネルギーに変える技術には熱の温度差を利用して発電できる半導体素子が必要である。【０００６】請求項１において、本発明ではアルカリ希土類を含む合金と人工グラファイト（１７００ｗ／ｍｋ）、プラチナ、コバルト、ニツケル、銅、アルミ、ステンレス、鉄、銀、ロジウム等の金属の組み合わせによる半導体素子をサーモモジュールで構成し、解決したものである。【０００７】請求項２において、温度差を更に大きくするために、低温側に冷凍機からの冷却水を循環させる強制冷却する方法、又は冷却用半導体素子を組み合わせて強制冷却する方法にて温度差を得るシステムにした事である。【０００８】請求項３において、本発明では熱エネルギーを無駄に大気へ捨てている廃熱の活用にとどまらず、少量のプロパンガス、天然ガス等を使用した熱源、箱型の中央に遠赤外線ヒーターを挿入した熱源、又はアルミ板にペースト状に張り付けたスペースヒーターの熱源をバツテリーと併用して独立電源とした熱電発電システムにした事である。【０００９】請求項４において、本発明では熱源の熱を無駄なく半導体素子へ移動させるとき、低温側、高温側双方へ人工グラファイト（１７００ｗ／ｍｋ）または天然グラファイト（４００ｗ／ｍｋ）をアルミ板で挿み、熱効率を良くして少量の熱（７０℃）で発電効率を高くできるシステムで解決した。
【発明の効果】
【００１０】本発明では半導体素子をアルカリ希土類の合金と人工グラファイト（１７００ｗ／ｍｋ）又は天然グラファイト（４００ｗ／ｍｋ）、プラチナ、コバルト、ニツケル、銅、アルミ、ステンレス、鉄、クロム、銀、錫、ロジウム等の金属で熱伝導、電気抵抗、電子の流れを良くする組み合わせで、サーモモジュールを構成した結果、熱伝導が良く、電子移動が速く素子としての機能効果は充分発揮できた。【００１１】低温側へ冷凍機の冷却水を循環する方法、又は冷却用半導体素子を組み合わせて強制的に冷却する方法により、低温側の温度は安定した温度差を維持でき、最良の状態で高い発電効果が得られた。【００１２】廃熱利用に限らず、少量のガスエネルギー又は電気エネルギーを利用することで独立電源として使用でき、安定した電気を得ることができた。また使用範囲が一段と広くなり、太陽光発電（平均一日３．５時間）と比べ、長時間（２４時間）発電が得られ、その経済的効果は一層大きくなった。【００１３】半導体素子の低温、高温側双方に人工グラファイト、又は天然グラファイト板を使用することで、少ない熱の環境温度においても冷熱の伝導が理想的でメリツトが大きかった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】本発明を実施するに当たり、廃熱利用による発電だけに限らず、独立電源として利用できる熱電発電システムは広い範囲の産業分野で利用することが可能で最良の形態になった。
【実施例】
【００１５】図  １により説明します。熱源（プロパンガス、天然ガス等又は遠赤外線ヒーター等、）１を人工グラファイト（１７００ｗ／ｍｋ）または天然グラファイト（４００ｗ／ｍｋ）の板４をアルミ板で挿んだものを半導体素子３の両側に取り付け、外側（低温側）５には冷凍機の冷却水を循環させ、内側〈高温側〉６はプロパンガス等又は遠赤外線ヒーター等の熱を受けて半導体内の電子の流れを良くするための電位差を取っている。
【産業上の利用可能性】
【００１６】熱エネルギーを電気エネルギーに変え、電気を使用する技術は未だ開発途上で、主として廃熱利用を対象に考えられている。本発明はそれを越えた独立電源として利用できる発明であり、幅広い産業分野で、また災害時の電源にも利用できるものである。本発明においては３００℃以下での熱源を利用した発電システムであり、単に半導体モジュールでの発電ではなく、バツテリーを共に併用した独立電源とした点が優れており、バッテリーを充電しながら蓄電した電気を使用できることも電源として大きな効果があり、広く産業用および一般家庭用、無充電自動車（電気自動車用）としても利用可能で画期的なものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】熱源１は中央にあり、人工グラファイト４をアルミ板で両方から挿み、それを更に半導体素子３の両側に挿み、冷却水５を循環させる方法または冷却用半導体と組み合わせる方法である。半導体素子は人工グラファイト４で熱せられ反対側の冷却水５または冷却用半導体で冷やされ、そこに温度差が生じる。
【符号の説明】
【００１８】１．  廃熱２．  アルミ板３．  半導体素子４．  人工グラファイト又は天然グラファイト板５．  冷却水または冷却用半導体素子（外側）６．  高温側中央（内側）