(57)【要約】      （修正有）【課題】熱エネルギーを電気エネルギーに変換するための温度差を利用した独立電源とした発電システムの提供。【解決手段】半導体素子モジュールによる温度差を得るため、低温側に冷凍機からの冷却水５と高温側に人工グラファイト又は天然グラファイト板４を使用して半導体素子内の電子の流れを大きくしたシステムである。これを独立電源として使用するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ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、二ッケルコバルト、銅、アルミニウム、ステンレスを組み合わせたことを特徴とする半導体素子。
【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。
【請求項３】
熱源は廃熱利用に限らず、少量のプロパンガス、天然ガス等の熱源、箱型の中央に遠赤外線ヒーターを挿入した熱源、又はアルミニウム板にペースト式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組み合わせた熱電発電システム。
【請求項４】
半導体素子の低温側、高温側双方に人工グラファイト（１７００ｗ／ｍｋ）又は天然グラファイト（４００ｗ／ｍｋ）板をアルミニウム板で挿んで発電効率を良くした熱電発電システム．
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【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である。
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、サーモモジュウルとして使用される。
この温度差は電気抵抗と温度の関係により、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）（電気抵抗が温度上昇に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、アルミニウム、ステンレス板を組み合わせたモジュールを構成した素子を使い、発電効果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、安定した電気が得られ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、又はアルミニウム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と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）の板をアルミニウム板で挿み、少ない熱源でも電位差を高くすることができる熱電発電システムとした事である。
【背景技術】
【０００２】本発明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である。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技術が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】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、発電効率を良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。そのためには半導体素子のみで低温度側を維持することは無理があり、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経済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できないかも課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】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。【０００５】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、ニッケル、銅、アルミニウム、ステンレス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。【０００６】請求項２において、半導体素子だけで低温側と高温側の温度差（電位差）をとることは充分でなく、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にて温度差を得るシステムにした事である。【０００７】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、又はアルミニウム鮪ｔにペースト式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とした事である。【０００８】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）をアルミニウム板で挿み、熱効率を良くし、少ない熱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】
【０００９】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、アルミニウム、ステンレスの金属で熱伝導、電気抵抗、電子の流れを考え組み合わせ、サーモモジュールで構成した結果、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。【００１０】低温側へ冷凍機の冷却水を循環することにより低温側の温度は安定した温度差を維持でき、最良の状態で発電効果が得られた。【００１１】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３，３時間）と比べ、長時間（２４時間）発電が得られ、そのメリットは一層大きくなつた。【００１２】半導体素子の低高温両側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ットが大きかった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】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出来最良の形態である。
【実施例】
【００１４】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、廃熱）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）板４、をアルミニウム板２、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、はプロパンガス等または遠赤外線ヒーター等の熱をう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】
【００１５】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、バツテリーを併用した独立電源とした点が優れており、広く産業用および一般家庭用、ハイブリッド自動車用（電気自動車用）としても利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】熱源１は中央にあり、人工グラファイト４をアルミニウム板２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を循環させる方法である。半導体素子は人工グラファイト４で熱せられ、冷却水５で冷やされ、温度差が生じる。
【符号の説明】
【００１７】１．    廃熱
２．    アルミニウム板
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（外側）
６．    高温側中央（内側）
【図１】
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