(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のヘッドライトと、該ヘッドライトから生じる光を通過する透光板と、前記ヘッドライトから生じる熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電素子とからなる電気エネルギー回収装置において、
前記熱電素子が透光性を有し、
該熱電素子における前記ヘッドライトに対向している面が前記ヘッドライトから生じる熱エネルギーによって加熱される吸熱面であり、かつ前記熱電素子における前記吸熱面とは反対側の面が前記熱電素子を冷却する放熱面であり、
前記吸熱面が前記透光板に接合されていることを特徴とする電気エネルギー回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光源から生じる熱を電気エネルギーとして蓄電するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光源から照射される光は、電気エネルギーを光に変換することにより生じる。そのため、電気エネルギーから光へのエネルギー変換に際して、熱エネルギーが生じる。この熱エネルギーを有効に利用するため、熱エネルギーを熱電素子を利用したゼーベック効果により電気エネルギーに変換する装置が特許文献１に記載されている。
【０００３】
上記の特許文献１に記載された装置は、発光管と熱電素子との間に平面部が設けられている。そのため、発光管で生じた熱が平面部を経由して熱電素子へと伝達される。この熱電素子に熱が伝達されることにより熱電素子から電流が発生して、外部への通電が可能となるように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１２９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に記載された装置は、発光管で生じた熱が平面部を経由して熱電素子へと伝達されるため、発光管から熱電素子までの熱伝達における熱抵抗が大きくなり、熱電素子による熱エネルギーから電気エネルギーへの変換効率が低くなる可能性がある。
【０００６】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、熱電素子による熱エネルギーから電気エネルギーへの変換効率の向上を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、最近になって開発された透光性のある熱電素子を利用して、上記の目的を達成するように構成されたものであり、具体的には、請求項１の発明は、車両のヘッドライトと、該ヘッドライトから生じる光を通過する透光板と、前記ヘッドライトから生じる熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電素子とからなる電気エネルギー回収装置において、前記熱電素子が透光性を有し、該熱電素子における前記ヘッドライトに対向している面が前記ヘッドライトから生じる熱エネルギーによって加熱される吸熱面であり、かつ前記熱電素子における前記吸熱面とは反対側の面が前記熱電素子を冷却する放熱面であり、前記吸熱面が前記透光板に接合されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、透光板に透明な熱電素子が取り付けられているため、別途熱回収機構を設けずに光源から生じた熱エネルギーを有効に回収することができる。そのため、熱エネルギー回収装置の小型化が可能となる。また、透光板に風が当たるため、透光板に取り付けられている熱電素子が冷却される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎにこの発明をより具体的に説明する。この発明は、発光可能な光源から生じる熱エネルギーを電気エネルギーとして回収することができる。この光源の例としてはハロゲンランプやＨＩＤランプや水銀灯やナトリウムランプなど通電により発光する光源が挙げられる。また、この光源は、車両に用いられるヘッドライトやテールランプやフォグランプまたはオーディオなどの電子機器のディスプレイに用いられる。さらに、透光板は、要は、光を透過するものであればよく、したがって完全に透明である必要はなく、いわゆるスモークガラスなどの所定の波長の光を遮断するものであってもよい。そして、反射体は、要は光を反射する物であれば良く、ガラスやプラスチックやポリエステルフィルムなどの表面にアルミニウムや銀などの金属を蒸着させたものが該当する。
【００１２】
その透光板１に、ペルチェ効果を生じる熱電素子２が取り付けられている。その熱電素子２の原理的な構造の一例を図２の（ａ）に示し、他の例を図２の（ｂ）に示してある。先ず、図２の（ａ）の構造について説明すると、Ｐ型半導体３ａ，３ｂとＮ型半導体４ａとが、銅などの良導体からなる電極板５，６，７，８によってπ字型あるいは逆π字型に接続されている。すなわち、これらの電極板５，６，７，８は各半導体３ａ，３ｂ，４ａを直列に接続するものであって、第一の電極板５は、第一のＰ型半導体３ａとＮ型半導体４ａとを接続し、その第一のＰ型半導体３ａに第二の電極板６が接続されている。さらに第三の電極板７はＮ型半導体４ａと第二のＰ型半導体３ｂとを接続し、その第二のＰ型半導体３ｂに第四の電極板８が接続されている。そして、図２の（ａ）における下側の第二の電極板６と第三の電極板７とに対して直流電源９ａを接続でき、また上側の第一の電極板５と第四の電極板８とに対して直流電源９ｂを接続できるようになっている。そして、これら半導体３ａ，３ｂ，４ａおよび電極板５，６，７，８が絶縁板１０，１１によって挟み込まれている。
【００１３】
また、図２の（ｂ）に示す構造は、二つのＮ型半導体４ｂ，４ｃの間にＰ型半導体３ｃを配置したものであって、Ｎ型半導体４ｂ，４ｃとＰ型半導体３ｃとが、銅などの良導体からなる電極板１２，１３，１４，１５によってπ字型あるいは逆π字型に接続されている。すなわち、これらの電極板１２，１３，１４，１５は各半導体３ｃ，４ｂ，４ｃを直列に接続するものであって、第一の電極板１２は、第一のＮ型半導体４ｂとＰ型半導体３ｃとを接続し、その第一のＮ型半導体４ｂに第二の電極板１３が接続されている。さらに第三の電極板１４はＰ型半導体３ｃと第二のＮ型半導体４ｃとを接続し、その第二のＮ型半導体４ｃに第四の電極板１５が接続されている。そして、図２の（ｂ）における下側の第二の電極板１３と第三の電極板１４とに対して直流電源９ｃを接続でき、また上側の第一の電極板１２と第四の電極板１５とに対して直流電源９ｄを接続できるようになっている。そして、これら半導体３ｃ，４ｂ，４ｃおよび電極板１２，１３，１４，１５が絶縁板１６，１７によって挟み込まれている。
【００１４】
したがって、図２の（ａ）に示す構造では、Ｎ型半導体４ａを直流電源９ａの陽極に接続し、かつＰ型半導体３ａを直流電源９ａの陰極に接続すると、各半導体３ａ，４ａを接続している電極板５側の温度が低くなって冷却側となり、これとは反対の各電極６，７側の温度が高くなって加熱側となる。また、Ｎ型半導体４ａを直流電源９ｂの陽極に接続し、かつＰ型半導体３ｂを直流電源９ｂの陰極に接続すると、各半導体３ｂ，４ａを接続している電極板７側の温度が低くなって冷却側となり、これとは反対の各電極５，８側の温度が高くなって加熱側となる。
【００１５】
また、図２の（ｂ）に示す構造では、Ｎ型半導体４ｂを直流電源９ｃの陽極に接続し、かつＰ型半導体３ｃを直流電源９ｃの陰極に接続すると、各半導体４ｂ，３ｃを接続している電極板１２側の温度が低くなって冷却側となり、これとは反対の各電極１３，１４側の温度が高くなって加熱側となる。また、Ｎ型半導体４ｃを直流電源９ｄの陽極に接続し、かつＰ型半導体３ｃを直流電源９ｄの陰極に接続すると、各半導体４ｃ，３ｃを接続している電極板１４側の温度が低くなって冷却側となり、これとは反対の各電極１２，１５側の温度が高くなって加熱側となる。
【００１６】
この発明における上記の熱電素子２が透光性を有しており、前記透光板１と重ね合わせた場合であっても光が特には遮られないようになっている。この種の透光性のある熱電素子２は近年開発されている。この熱電素子２の取り付け位置は、透光板１における光を透過させるべき領域の全面である。言い換えれば、透光板１を支持するために枠に嵌め込む周辺部分には、熱電素子２を設けなくてよい。
【００１７】
図１に、この発明に係る電気エネルギー回収装置の一例を模式的に示してある。図１に示す例では、通電により発光する光源１８が設けられ、この光源１８が、この光源１８から生じる光を通過する透光板１とこの光源１８から生じる光を反射する反射体１９とで囲まれることにより照明を構成している。この照明の一例として、筒状に形成された反射体１９の開口部に透光板１が取り付けられた構成や、筒状に形成された透光板１の開口部に反射体１９が取り付けられた構成が挙げられる。
【００１８】
照明の外側でかつ透光板１の外側には、熱電素子２が取り付けられている。換言すれば、この熱電素子２は透光板１に取り付ける際に光源１８と対向する面と反対側の面に取り付けられる。熱電素子２の両側は、温度の上昇による放熱効果を有する放熱面２０と、温度の低下による吸熱効果を有する吸熱面２１とから構成されている。換言すれば、熱電素子２は放熱面２０と吸熱面２１との間に挟み込まれるように構成されている。そして、熱電素子２の吸熱面２１と透光体１とが接合され、電子素子２におけるこの吸熱面２１と反対側の面に放熱面２０が設けられている。
【００１９】
この熱電素子２の両面に温度差が生じると、ゼーベック効果により電気エネルギーが生じる。この生じた電気エネルギーを蓄えるため、蓄電池２２が熱電素子２と通電可能となるように設けられている。換言すれば、蓄電池２２と熱電素子２とを含む閉回路２３を形成している。蓄電池２２に蓄えられた電気エネルギーは、光源１８や図示しないオーディオや図示しないＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）装置などの電子機器の動作に使用される。
【００２０】
この電子素子２の放熱面２０に空気を送風することにより、放熱面２０の温度が下降する。換言すれば、放熱面２０からの放熱は風冷により行われる。この風冷には、放熱面２０に接する空気の温度上昇による対流を利用して放熱面２０を冷却する自然風冷と、放熱面２０にファンなどで外部空気を流通させて放熱面２０を冷却する強制風冷とがあるが、いずれの風冷の場合でも、放熱面２０を冷却することができる。
【００２１】
吸熱面２１は透光板１と接合されており、熱電素子２における吸熱面２１と反対側の面に放熱面２０が設けられている。したがって、放熱面２０は照明の外側に設けられている構成となる。そのため、照明が移動体に取り付けられている場合は、この照明が移動体の走行方向前方に向けて取り付けられることにより、放熱面２０と流通している空気とが衝突し、これにより放熱面が放熱される。具体例としては、移動体の進行方向前方に取り付けられるヘッドランプが該当する。
【００２２】
なお、この発明における移動体には、車両、飛行機、船、鉄道などが含まれる。また、車両には、乗用車、運搬車、トラック、バスなどが含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明に係る電気エネルギー回収装置の一例を模式的に示す図である。
【図２】（ａ）は２つのＰ型半導体の間にＮ型半導体を配置した熱電素子と蓄電池との接続を模式的に示す回路図であって、（ｂ）は、２つのＮ型半導体の間にＰ型半導体を配置した熱電素子と蓄電池との接続を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…透光板、  ２…熱電素子、  ３ａ，３ｂ，３ｃ…Ｐ型半導体、  ４ａ，４ｂ，４ｃ…Ｎ型半導体、  ５…電極板、  ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ…直流電源、  １８…光源、  １９…反射体、  ２０…放熱面、  ２１…吸熱面、  ２２…蓄電池、  ２３…閉回路。
【図１】
0005018342.tif 000002
【図２】
0005018342.tif 000003