(57)【要約】【課題】例えば直火にかける等して高温環境下に晒された場合であっても使用が可能であり、且つ安価な熱電変換素子を備えた熱電発電装置を提供する。【解決手段】着火源からの発熱により加熱されても使用可能な容器１１の底面等に、着火源からの発熱により加熱されても使用可能な同一素材からなる熱電変換素子１２を設置固定することにより、直火等の高温環境下に晒された場合であっても使用可能で且つ安価な熱電変換装置１０を提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着火源に対向する面が前記着火源からの発熱により加熱されても使用可能な容器と、前記容器の着火源に対向する面に絶縁性部材を介して配設され且つ前記着火源からの発熱により加熱されても使用可能な熱電変換素子と、を備え、
前記熱電変換素子は、同一素材からなる少なくとも１個の単素子と、前記単素子と電気的に接続された導電性部材と、からなり、
前記単素子は、前記着火源に対向し一方の面として規定される加熱面、及び前記容器に対向し前記加熱面の反対側の面として規定される冷却面を有し、前記加熱面と前記冷却面との間に生じる温度差により発電する焼結体セルと、前記加熱面及び前記冷却面に配設された一対の電極と、から構成され、且つ前記加熱面側の電極と前記冷却面側の電極とが前記導電性部材により電気的に直列に接続されていることを特徴とする熱電発電装置。
【請求項２】
前記熱電変換素子は、前記単素子を複数個備え、
前記単素子は、互いに隣接する単素子の前記加熱面側の電極と前記冷却面側の電極とが前記導電性部材により電気的に直列に接続されていることを特徴とする請求項１記載の熱電発電装置。
【請求項３】
前記熱電変換素子は、前記着火源の形状に対応して対向配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の熱電発電装置。
【請求項４】
前記焼結体セルが、複合金属酸化物の焼結体からなることを特徴とする請求項１から３いずれか記載の熱電発電装置。
【請求項５】
前記複合金属酸化物が、アルカリ土類金属、希土類金属、及びマンガンを含有することを特徴とする請求項４記載の熱電発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直火にかけても使用可能であり、且つ安価な熱電変換素子を備える熱電発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱電変換とは、ゼーベック効果やペルチェ効果を利用し、熱エネルギと電気エネルギとを相互に変換することをいう。この熱電変換を利用すれば、ゼーベック効果を用いて熱流から電力を取り出すことができ、またペルチェ効果を用いて材料に電流を流すことで吸熱し、冷却現象を起こすことができる。このような熱電変換は、直接変換であることから、エネルギ変換の際に余分な老廃物を排出せず、廃熱を有効利用できる。また、モータやタービンのような可動装置が不要であるため、設備点検等が不要であるといった様々な特長を有しており、エネルギの高効率利用技術として注目されている。
【０００３】
このような熱電変換特性を利用した熱電変換素子は、種々の発電装置や充電装置等に用いられている。例えば、良好な熱的安定性及び化学的耐久性等に優れた熱電変換素子が提案されている（特許文献１参照）。この熱電変換素子によれば、工場、ゴミ焼却炉、火力・原子力発電所、各種燃料電池やコジェネレーションシステム等の廃熱を利用できるうえ、自動車エンジンの熱を利用した熱電発電への応用や、携帯電話、ノートパソコン等の移動機器用の電源として利用できるとされている。
【特許文献１】特開２００６−４９７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１で提案されている熱電変換素子は、コバルト含有酸化物を利用した熱電変換素子を用いており、その主成分であるコバルトは高価であるため、熱電変換素子の汎用化という点で実用的ではない。このため、例えば直火にかけても使用可能な程の高い耐熱性を有し、且つ安価な熱電変換素子を備えた熱電発電装置を開発することは有益である。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、例えば、直火にかける等して高温環境下に晒された場合であっても使用可能であり、且つ安価な熱電変換素子を備えた熱電発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、着火源からの発熱により加熱されても使用可能な容器の底面等に、着火源からの発熱により加熱されても使用可能な同一素材からなる熱電変換素子を設置固定することにより、安価な熱電変換装置が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【０００７】
請求項１記載の熱電発電装置は、着火源に対向する面が前記着火源からの発熱により加熱されても使用可能な容器と、前記容器の着火源に対向する面に絶縁性部材を介して配設され且つ前記着火源からの発熱により加熱されても使用可能な熱電変換素子と、を備え、前記熱電変換素子は、同一素材からなる少なくとも１個の単素子と、前記単素子と電気的に接続された導電性部材と、からなり、前記単素子は、前記着火源に対向し一方の面として規定される加熱面、及び前記容器に対向し前記加熱面の反対側の面として規定される冷却面を有し、前記加熱面と前記冷却面との間に生じる温度差により発電する焼結体セルと、前記加熱面及び前記冷却面に配設された一対の電極と、から構成され、且つ前記加熱面側の電極と前記冷却面側の電極とが前記導電性部材により電気的に直列に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の熱電発電装置によれば、同一素材からなる少なくとも１個の単素子で形成された熱電変換素子を備えていることから、従来のｐ型半導体及びｎ型半導体を用いた熱電変換素子に比して、その製造工程を簡略化できる結果、製造コストを抑制でき、安価な熱電発電装置を提供できる。また、本発明に係る熱電発電装置は、着火源からの発熱により加熱されても使用可能な熱電変換素子を備えることから、容器に水等の冷却媒体を収容して直火にかけることにより発電させることができる。さらには、着火源と水等の冷却媒体があれば場所を問わずに発電できることから、携帯用熱電発電装置として用いることができる。
【０００９】
請求項２記載の熱電発電装置は、請求項１記載の熱電発電装置において、前記熱電変換素子は、前記単素子を複数個備え、前記単素子は、互いに隣接する単素子の前記加熱面側の電極と前記冷却面側の電極とが前記導電性部材により電気的に直列に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の熱電発電装置によれば、単素子を複数個備え、且つ互いに隣接する単素子の前記加熱面側の電極と前記冷却面側の電極とが前記導電性部材により電気的に直列に接続された熱電変換素子が用いられているため、大きな出力を得ることができる。
【００１１】
請求項３記載の熱電発電装置は、請求項１又は２記載の熱電発電装置において、前記熱電変換素子は、前記着火源の形状に対応して対向配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の熱電発電装置によれば、着火源からの発熱を有効利用できるように、熱電変換素子が着火源の形状に対応して着火源に対向配置されている。このため、熱電変換素子が着火源からの発熱を効率良く受熱できる結果、効率的な発電が可能となり、高い出力が得られる。例えば、着火源としてコンロを用いた場合には、コンロの形状に対応させて、円周上に複数の熱電変換素子が配置される。
【００１３】
請求項４記載の熱電発電装置は、請求項１から３いずれか記載の熱電発電装置において、前記焼結体セルが、複合金属酸化物の焼結体からなることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の熱電発電装置は、焼結体セルとして複合金属酸化物の焼結体を用いることにより、上記請求項１から３に係る発明の作用効果が効果的に得られるとともに、耐熱性や力学的強度を向上させることができる。また、複合金属酸化物は安価であることから、より安価な熱電発電装置を提供できる。
【００１５】
請求項５記載の熱電発電装置は、請求項４記載の熱電発電装置において、前記複合金属酸化物が、アルカリ土類金属、希土類金属、及びマンガンを含有することを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の熱電発電装置は、アルカリ土類金属、希土類金属、及びマンガンを構成元素とする複合金属酸化物を用いることによって、高温での耐熱性をさらに向上させることができる。アルカリ土類金属元素としてはカルシウムを用いることが好ましく、希土類元素としてはイットリウム又はランタンを用いることが好ましい。具体的には、ペロブスカイト型ＣａＭｎＯ３系複合酸化物等が例示される。ペロブスカイト型ＣａＭｎＯ３系複合酸化物は、一般式Ｃａ（１−ｘ）ＭｘＭｎＯ３（Ｍはイットリウム又はランタンであり、０．００１≦ｘ≦０．０５である）で表されるものであることがさらに好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、直火にかけても使用可能な程の高い耐熱性を有し、且つ安価な熱電変換素子を備えた熱電発電装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、第１実施形態と共通する構成については、その説明を適宜省略する。
【００１９】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る熱電発電装置１０の斜視図を図１の（ａ）に、底面図を図１の（ｂ）に示す。図１の（ａ）及び図１の（ｂ）に示されるように、第１実施形態に係る熱電発電装置１０は、着火源に対向する面が前記着火源からの発熱により加熱されても使用可能な容器１１と、前記容器１１の着火源に対向する面に絶縁性部材１３を介して配設され且つ前記着火源からの発熱により加熱されても使用可能な熱電変換素子１２と、を備えている。
【００２０】
［容器］
本実施形態で用いられる容器１１は、着火源に対向する面が、着火源からの発熱により加熱されても使用可能であり、且つ水等の冷却媒体を収容可能な容器であればよく、特に限定されない。容器１１の形状や大きさも特に限定されない。具体例としては、日常生活で着火源を利用する、金属製又はセラミックス製の各種調理用鍋釜類等の容器が挙げられる。
【００２１】
［絶縁性部材］
絶縁性部材１３としては、電気的絶縁性を確保できるものであればよく、特に限定されない。具体的には、４００℃程度以上の高温下で溶融、破損等を生じることが無く、化学的に安定で熱電変換素子１２や接合剤等と反応せず、熱伝導性が良好な材料を用いることが好ましい。熱伝導性が高い絶縁性部材１３を用いることによって、より大きな起電力が得られる。また、本実施形態のように、熱電変換素子１２として複合酸化物を用いた場合にあっては、熱膨張率等の観点からアルミナ等の酸化物セラミックスからなる絶縁性部材１３を用いることが好ましい。
【００２２】
［熱電変換素子］
本実施形態で用いられる熱電変換素子１２は、焼結体セル１２Ｃと、この焼結体セル１２Ｃの一方の面として規定される加熱面とこの加熱面の反対側の面として規定される冷却面とに取り付けられる一対の電極１２Ａ及び１２Ｂと、からなる複数の単素子を備えている。また、前記電極１２Ａ、１２Ｂとは異なる他の電極と電気的に接続するための導電性部材１２Ｄと、金及び白金のうち少なくとも一方の金属からなる金属層（図示せず）と、を備えており、この金属層を介して前記単素子の一対の電極１２Ａ及び１２Ｂと、前記導電性部材１２Ｄとが電気的に接続されている。さらには、複数の単素子は略正方形状に規則的に並べて配置されており、互いに隣接する単素子の加熱面側の電極と冷却面側の電極とが導電性部材１２Ｄにより電気的に直列に接続されている。
【００２３】
（焼結体セル）
本実施形態で用いられる焼結体セル１２Ｃは、従来公知の熱電変換材料から形成される。熱電変換材料としては、ビスマス−テルル系化合物、シリカ−ゲルマニウム系化合物、又は複合金属酸化物等からなる焼結体が挙げられる。これらのうち、耐熱性や力学的強度を向上させることが可能な複合金属酸化物の焼結体が好ましく用いられる。また、複合金属酸化物は安価であることから、より安価な熱電変換素子１２を提供できる。
【００２４】
焼結体セル１２Ｃの形状は、熱電変換素子１２の形状、及び所望の変換効率に合わせて、適宜選択されるが、直方体又は立方体であることが好ましい。例えば、加熱面及び冷却面の面積が５〜２０ｍｍ×１〜５ｍｍ、高さが５〜２０ｍｍであることが好ましい。
【００２５】
焼結体セル１２Ｃを構成する複合金属酸化物としては、アルカリ土類金属、希土類、及びマンガンを構成元素として含む複合金属酸化物が好ましく用いられる。このような複合金属酸化物によれば、高い耐熱性を有し且つ優れた熱電変換効率を有する熱電変換素子１２が得られる。中でも、下記一般式（Ｉ）で表される複合金属酸化物を用いることがより好ましい。
【化１】
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［式（Ｉ）中、Ｍはイットリウム及びランタノイドの中から選ばれる少なくとも１種の元素であり、ｘは０．００１〜０．０５の範囲である。］
【００２６】
上記一般式（Ｉ）で表される複合金属酸化物からなる焼結体セル１２Ｃの製造方法の一例について説明する。まず、粉砕ボールを投入した混合ポット内に、ＣａＣＯ３、ＭｎＣＯ３、及びＹ２０３、さらに純水を加え、この混合ポットを振動ボールミルに装着して１〜５時間振動させ、混合ポットの内容物を混合する。得られた混合物を濾過、乾燥し、乾燥後の混合物を電気炉において９００〜１１００℃、２〜１０時間で仮焼成する。仮焼成して得られた仮焼成体を振動ミルで粉砕し、粉砕物を濾過、乾燥する。乾燥した後の粉砕物にバインダーを添加し、乾燥した後に分級することにより造粒する。その後、得られた造粒体をプレス機で成型し、得られた成型体を電気炉で１１００〜１３００℃、２〜１０時間本焼成する。これにより、上記一般式（Ｉ）で表されるＣａＭｎＯ３系の焼結体セル１２Ｃが得られる。
【００２７】
ここで、上記の製造方法により得られる焼結体セル１２Ｃのゼーベック係数αは、焼結体セル１２Ｃを２枚の銅板で挟持し、ホットプレートを用いて下方の銅板を加熱することにより上方及び下方の銅板に５℃の温度差を設け、上方及び下方の銅板に生じた電圧から測定することができる。また、抵抗率ρは、デジタルボルトメータを用いた４端子法で測定することができる。
【００２８】
例えば、上記一般式（Ｉ）で表されるＣａＭｎＯ３系の焼結体セル１２Ｃのゼーベック係数を測定すると、１００μＶ／Ｋ以上の高い値が得られる。上記一般式（Ｉ）で表される組成において、ｘが０．００１〜０．０５の範囲内であれば、ゼーベック係数α及び抵抗率ρともに高い値が得られるため好ましい。
【００２９】
（電極）
一対の電極１２Ａ及び１２Ｂは、焼結体セル１２Ｃの一方の側の面として規定される加熱面と、反対側の面として規定される冷却面とに各々形成される。一対の電極１２Ａ及び１２Ｂとしては特に限定されず、従来公知の電極を用いることができる。焼結体セル１２Ｃの加熱面及び冷却面の両端にスムーズに温度差が生じるように、例えば、メッキ加工された金属体やメタライズ加工されたセラミック板からなる銅電極を、ハンダ等を用いて焼結体セル１２Ｃに電気的に接続することにより形成される。
【００３０】
好ましくは、一対の電極１２Ａ及び１２Ｂは、焼結体セル１２Ｃの加熱面及び冷却面に、導電性ペーストを塗布して焼結する方法により形成される。塗布方法は特に限定されず、刷毛、ローラー、スプレーによる塗布方法が挙げられ、スクリーン印刷方法等を適用することもできる。焼結する際の焼成温度は、２００℃〜８００℃であることが好ましく、４００℃〜６００℃であることがより好ましい。焼成時間は１０分〜６０分であることが好ましく、３０分〜６０分であることがより好ましい。また、焼成は、突沸を回避するために段階的に昇温することが好ましい。このようにして形成された電極の厚さは、１μｍ〜１０μｍであることが好ましく、２μｍ〜５μｍであることがより好ましい。
【００３１】
一対の電極１２Ａ及び１２Ｂの形成に用いられる導電性ペーストとしては、例えば、（Ａ）金属の微粒子（粉末）７０〜９２質量部、（Ｂ）水又は有機溶媒７〜１５質量部、（Ｃ）有機バインダ１〜１５質量部を含有するものを用いることができる。ここで、（Ａ）金属の微粒子としては、銀、銅、ニッケル、白金、金、アルミニウム等の微粒子が挙げられる。これらのうち、より高い電気伝導性を示す周期表第１１族元素が好ましく、金、銀、又は銅のうち少なくともいずれかの金属を用いることがより好ましく、銀又は銅を用いることがさらに好ましい。微粒子の形状は球状、楕円球状、柱状、鱗片状、繊維状等の種々の形状とすることができる。金属の微粒子の平均粒子径は、１ｎｍ〜１００ｎｍであり、１ｎｍ〜５０ｎｍであることがより好ましく、１ｎｍ〜１０ｎｍであることがさらに好ましい。このような平均粒子径を有する微粒子を用いることによって、より薄い膜を形成できるとともに、より緻密で表面平滑性の高い層を形成できる。また、このようなナノサイズの平均粒子径を有する微粒子の表面エネルギーは、バルク状態の粒子の表面エネルギーと比べて高い値を示す。このため、金属本来の融点よりもはるかに低い温度で焼結形成することが可能となり、製造工程を簡略化できる。
【００３２】
また、（Ｂ）有機溶媒としては、ジオキサン、ヘキサン、トルエン、シクロヘキサノン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、ブルチカルビトールアセテート、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジアセトンアルコール、テルピネオール、ベンジルアルコール、及びフタル酸ジエチル等が挙げられる。これらは単独又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００３３】
（Ｃ）有機バインダとしては、熱分解性の良いものが好ましく、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、アクリル樹脂、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、ポリビニルブチラール等のブチラール樹脂誘導体、フェノール変性アルキド樹脂、ひまし油脂肪酸変性アルキド樹脂等のアルキド樹脂等が挙げられる。これらは単独又は２種以上を組み合わせて使用することができる。このうち、セルロース誘導体を用いることが好ましく、エチルセルロースを用いることがより好ましい。その他必要に応じて、ガラスフリット、分散安定剤、消泡剤、カップリング剤等、他の添加剤を配合することができる。
【００３４】
導電性ペーストは、常法に従い上述の（Ａ）〜（Ｃ）成分を充分に混合した後、さらに、ディスパース、ニーダー、三本ロールミル、ポットミル等により混練処理を行い、その後、減圧脱泡することにより製造することができる。導電性ペーストの粘度は特に限定されず、所望の粘度に適宜調整されて使用される。
【００３５】
上記のような導電性ペーストを用いた電極形成方法によれば、一対の電極１２Ａ及び１２Ｂをより薄く形成することができる。また、従来のようにバインダー等を用いる必要がなくなるため、熱伝導率及び電気伝導率の低下を回避でき、熱電変換効率をより高めることができる。さらには、焼結体セル１２Ｃと一対の電極１２Ａ及び１２Ｂとが一体化されることで、熱電変換素子１２の構造を単純化できる。
【００３６】
（導電性部材）
導電性部材１２Ｄとしては特に限定されず、金、銀、ニッケル等の従来公知のものが用いられる。これらのうち、特にコストの面からニッケルが好ましい。導電性部材１２Ｄは、熱伝導率も高いことから、熱の伝導を回避するために、導電性部材１２Ｄの断面積を小さくして熱を伝え難くすることが好ましい。具体的には、電極１２Ａ又は１２Ｂの面積と導電性部材１２Ｄの断面積との比率が５０：１〜５００：１であることが好ましい。導電性部材１２Ｄの断面積が大きすぎて上記範囲外となると、熱が伝導して必要な温度差が得られず、また、導電性部材１２Ｄの断面積が小さすぎて上記範囲外となると、電流を流すことができなくなるうえ、機械的強度も劣る。
【００３７】
［変形例］
本発明の第１実施形態の変形例に係る熱電発電装置２０の底面図を図２に示す。図２に示されるように、熱電発電装置２０の各構成部材は第１実施形態と同様であり、熱電変換素子２２の配置のみが相違する。即ち、第１実施形態の熱電発電装置１０では、複数の単素子を略正方形状に規則的に並べて配置したのに対して、本変形例の熱電発電装置２０では、略円周上に並べて配置されている。これは、着火源としてコンロを利用した場合を想定して、コンロの形状に対応して対抗配置するように熱電変換素子２２を配置したものである。従って、熱電発電装置２０によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる他、熱電変換素子２２が着火源（コンロ）の形状に対応して対抗配置されているため、着火源からの熱が熱電変換素子２２により効率的に伝わる結果、熱電変換効率を向上させることができる。
【００３８】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る熱電発電装置３０の斜視図を図３（ａ）に、底面図を図３（ｂ）に示す。熱電発電装置３０の各構成部材は、第１実施形態とほぼ同様であるが、熱電変換素子３２が１個の単素子で形成されている点が相違する。即ち、第１実施形態の熱電発電装置１０では、複数の単素子を規則的に並べて配置し、隣接する単素子の一対の電極を導電性部材により電気的に直列に配置されたものであったのに対して、第２実施形態の熱電変換装置３０では、１個の単素子で熱電変換素子３２を形成している。従って、熱電変換装置３０によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる他、構造が単純であるため、製造工程を簡略化でき、製造コストの削減に寄与できる結果、より安価な熱電発電装置を得ることができる。
【実施例】
【００３９】
［実施例１］
＜熱電変換素子の作製＞
炭酸カルシウム、炭酸マンガン、及び酸化イットリウムをＣａ／Ｍｎ／Ｙ＝０．９７５／１．０／０．０２５となるように秤量し、ボールミルにより湿式混合を１８時間行なった。その後、ろ過及び乾燥を行い、１０００℃で１０時間、大気中で仮焼を行なった。得られた仮焼粉を粉砕後、１ｔ／ｃｍ２の圧力で１軸プレスにより成形した。これを１２００℃で５時間、大気中で焼成させ、Ｃａ０．９７５Ｙ０．０２５ＭｎＯ３焼結体セルを得た。この焼結体セルの寸法は、約８．３ｍｍ×２．４５ｍｍ×８．３ｍｍ厚であった。ゼーベック係数及び抵抗率を測定したところ、ゼーベック係数が２２０μＶ／Ｋ、抵抗率が０．０１１Ω・ｃｍであった。
【００４０】
この焼結体セルの上面及び下面に、ハリマ化成株式会社製の銀ナノペースト（平均粒子径：３ｎｍ〜７ｎｍ、粘度：５０〜２００Ｐａ・ｓ、溶剤：１−デカノール（デシルアルコール））を、刷毛を用いて塗布し、６００℃で３０分間焼付けして電極を形成することにより、単素子を作製した。作製した単素子の重量は０．７０ｇであり、素子抵抗を測定したところ０．０４５Ωであった。
【００４１】
上記で得られた単素子と、ニッケル金属からなる導電性部材（コネクタ）とを、導電性ペーストを用いて接合することにより熱電変換素子を得た。導電性ペーストとしては、電極形成の際に使用した上記のハリマ化成株式会社製銀ナノペーストを用い、同様にして６００℃で３０分間焼付けすることにより接合した。
【００４２】
＜熱電発電装置の作製＞
上記で得た熱電変換素子１２０個を、調理用鍋（１２ｃｍφ×９ｃｍｔ）の底面に絶縁性部材を介して略正方形状（２０個×６列）に規則的に並べて設置固定し、上記金層を有する導電性部材により素子を直列に接続してモジュール化することにより、熱電発電装置を作製した。設置固定の際には、熱伝導性両面テープ（住友３Ｍ製、スコッチ熱伝導性接着剤転写テープＮｏ．９８８２）を用い、素子の周りをセラミックスボンド（東亞合成製、アロンセラミックＣ．Ｃ）で固定した。モジュール抵抗を測定したところ、７．５Ωであった。
【００４３】
［評価］
作製した熱電発電装置の容器内に適量（本実施例では約６００ｍｌ）の水を入れた後、ホットプレート上で加熱したときの発電特性の評価を行った。その結果を図４及び図５に示す。図４はプレート設定温度と開放電圧との関係を示したものであり、図５はプレート設定温度と最大出力との関係を示したものである。プレートの設定温度４００℃以上で容器内の水は沸騰し、プレートの設定温度５４０℃（容器内の水は激しく沸騰）において、最大開放電圧３．８６Ｖ、最大出力４９７ｍＷが得られた。これは、携帯電話の充電等に十分適用できる出力であった。
【００４４】
［実施例２］
実施例１と同様にして作製した熱電変換素子１６４個を、図２に示したように、調理用鍋（１８ｃｍφ×７．５ｃｍｔ）の底面に絶縁性部材を介して略円周上に配列して設置固定し、導電性部材により素子を直列に接続してモジュール化することにより、熱電変換装置を作製した。即ち、鍋以外の部材は全て実施例１と同様とし、素子の配置のみが実施例１と相違する熱電変換装置を作製した。モジュール抵抗を測定したところ、９．５Ωであった。
【００４５】
［評価］
作製した熱電発電装置の容器内に適量（本実施例では約６００ｍｌ）の水を入れた後、市販の卓上ガスコンロ上で加熱したときの発電特性の評価を行った。卓上ガスコンロを点火後数分で容器内の水が沸騰し、発電特性の評価は電圧が安定したところで行った。その結果、最大開放電圧４．２５Ｖ、最大出力４７５ｍＷが得られた。これは、実施例１と同様に、携帯電話の充電等に十分適用できる出力であった。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（ａ）第１実施形態に係る熱電発電装置の斜視図、（ｂ）底面図である。
【図２】第１実施形態の変形例に係る熱電発電装置の底面図である。
【図３】（ａ）第２実施形態に係る熱電発電装置の斜視図、（ｂ）底面図である。
【図４】実施例１における温度と開放電圧との関係を示す図である。
【図５】実施例１における温度と出力との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０、２０、３０  熱電発電装置
１１、２１、３１  容器
１２、２２、３２  熱電変換素子
１２Ａ、１２Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ  電極
１２Ｃ、３２Ｃ  焼結体セル
１２Ｄ  導電性部材
１３、３３  絶縁性部材
【図１】
2009272584.tif 000004
【図２】
2009272584.tif 000005
【図３】
2009272584.tif 000006
【図４】
2009272584.tif 000007
【図５】
2009272584.tif 000008