"動作中に比較的低温側および比較的高温側を有するアセンブリを形成する複数の熱電素子を備え、作動媒体が前記複数の熱電素子の少なくともいくつかの前記比較的低温側から廃熱を集め、前記廃熱を集めた後、前記作動媒体がさらに加熱され、前記複数の熱電素子の少なくともいくつかの前記比較的高温側にその熱の少なくとも一部を分配し、前記作動媒体が前記複数の熱電素子の少なくともいくつかの比較的低温側又は比較的高温側に沿って流れる間に前記作動流体と前記複数の熱電素子との間で少なくともいくらかの熱伝達が起こり、前記さらに加熱された後の作動媒体が、加熱される前の作動媒体から実質的に熱的に隔離され、それによって、複数の熱電素子の少なくともいくつかに関して電力を生成し、前記アセンブリから前記電力を伝達する少なくとも1つの電気システムを備える熱電発電システム。前記作動媒体が熱源から加熱される請求項1に記載の熱電発電システム。前記熱源は燃焼である請求項2に記載の熱電発電システム。前記熱源は太陽である請求項2に記載の熱電発電システム。前記熱源は同位体である請求項2に記載の熱電発電システム。前記作動媒体は固体である請求項1に記載の熱電発電システム。前記作動媒体は流体である請求項1に記載の熱電発電システム。前記作動媒体は、前記作動流体の燃焼によって加熱される請求項1に記載の熱電発電システム。前記作動媒体は、流体および固体の組み合わせである請求項1に記載の熱電発電システム。複数の熱電素子の少なくともいくつかは、前記作動媒体を通過させることが可能であるように構成される請求項1に記載の熱電発電システム。複数の熱電素子の少なくともいくつかは、多孔性である請求項10に記載の熱電発電システム。複数の熱電素子の少なくともいくつかは、前記アセンブリの前記比較的高温側の方向において、前記作動媒体によって対流熱を輸送することが可能であるように構成される請求項1に記載の熱電発電システム。発電制御装置をさらに備える請求項1に記載の熱電発電システム。前記発電制御装置は、作動媒体の移動速度を制御する請求項13に記載の熱電発電システム。複数の熱交換器をさらに備え、前記熱交換器の少なくともいくつかが前記熱電素子の少なくともいくつかと熱接触状態にある請求項1に記載の熱電発電システム。前記熱交換器の少なくともいくつかが、作動媒体の移動方向において、熱絶縁を提供する請求項15に記載の熱電発電システム。前記複数の熱電素子の少なくとも1つが、前記アセンブリの前記比較的高温側の方向において前記作動媒体によって対流熱を輸送することが可能であるように構成され、少なくとも複数の別の前記熱電素子が作動媒体の移動方向において、熱絶縁を提供するように構成される請求項1に記載の熱電発電システム。前記作動媒体は作動流体であり、当該作動流体は、前記複数の熱電素子の少なくとも1つによって熱を対流し、それによって加熱される請求項17に記載の熱電発電システム。熱電発電システムを用いる電力の生成方法であって、動作中に比較的低温側および比較的高温側を有するアセンブリを形成する複数の熱電素子と熱的に作用して作動媒体を移動するステップと、熱を複数の熱電素子の少なくともいくつかの前記比較的低温側から前記作動媒体に伝達するステップと、さらなる熱を前記作動媒体に加えるステップと、前記さらに熱を加えられた後の作動媒体を熱をさらに加える前の作動媒体から実質的に熱的に隔離し、前記作動媒体から複数の熱電素子の少なくともいくつかの前記比較的高温側に熱を分配し、それによって、複数の熱電素子の少なくともいくつかでは電力を生成するステップと、を含み、前記作動媒体が前記複数の熱電素子の少なくともいくつかの前記比較的高温側又は前記比較的低温側に沿って流れる間に、前記作動媒体と前記複数の熱電素子との間で少なくともいくらかの熱伝達が起こる、方法。さらなる熱を追加する前記ステップは、前記作動媒体の燃焼を含む請求項19に記載の方法。さらなる熱を追加する前記ステップは、前記作動媒体の太陽による加熱を含む請求項19に記載の方法。前記作動媒体を複数の熱電素子の少なくともいくつかを通過させるステップをさらに含む請求項19に記載の方法。前記熱電素子の少なくとも1つの前記比較的高温側の方向において、前記作動媒体によって熱を対流させるステップをさらに含む請求項19に記載の方法。基準に適合させるために、前記発電を制御するステップをさらに含む請求項19に記載の方法。前記基準が効率である請求項24に記載の方法。前記作動媒体の移動速度を制御するステップをさらに含む請求項24に記載の方法。作動媒体の移動方向において、前記熱電素子の少なくともいくつかを熱的に絶縁するステップをさらに含む請求項19に記載の方法。少なくともいくつかの熱伝達は、前記熱媒体と前記複数の熱電素子の少なくともいくつかとの間で実質的に直接行われる、請求項1に記載の熱電発電システム。前記作動媒体は、前記比較的低温側から熱を実質的に直接集める、請求項1に記載の熱電発電システム。前記作動媒体は、前記比較的高温側に熱を実質的に直接分配する、請求項1に記載の熱電発電システム。前記作動媒体は、前記複数の熱電素子の少なくともいくつかの比較的低温側から熱を実質的に直接集め、前記複数の熱電素子の少なくともいくつかの比較的高温側へ熱を実質的に直接分配する、請求項1に記載の熱電発電システム。前記作動媒体は、前記比較的低温側から熱を集める間、前記比較的低温側に沿って流れる、請求項1に記載の熱電発電システム。前記作動媒体は、前記比較的高温側へ熱を分配する間、前記比較的高温側に沿って流れる、請求項1に記載の熱電発電システム。前記作動媒体は、前記比較的低温側から熱を集める間、前記複数の熱電素子の少なくともいくつかの比較的低温側に沿って流れ、前記比較的高温側へ熱を分配する間、前記複数の熱電素子の少なくともいくつかの比較的高温側に沿って流れる、請求項1に記載の熱電発電システム。新規のヘテロ構造で熱電性があり、量子トンネリングし、非常に薄くめっきされ、堆積される熱電材料が、従来のバルク材料の一般的な出力密度よりも実質的に高い出力密度で動作し、システム効率を高める可能性を提供する。さらに、熱電TE材料およびシステムにおける最近の進歩により、発電用のTEの潜在的な使用に対する関心が再び起こり始めている。可動部品がたとえあるにしてもごくわずかであり、静かに動作し、環境に優しい上、廃棄電力回収が見込めるというTEシステムの固有の特性は、さらに関心を集めている。高出力密度を有する熱電装置をうまく動作させるには、TEモジュールの低温側および高温側において高い熱伝達率が必要である。これを達成する1つの方法は、流体の高い流速、したがって高い熱出力のスループットに役立つ回転設計による。好ましい一実施形態において、熱交換器の一部分がファンブレードとして機能し、それにより作動流体の流れを導く回転システムが、ファンへの力を減少させ、システムの設計を単純化し、サイズを小さくすることができる。さらに、当業界において周知であるように、多くのシステムにおける熱伝達率は、ヒートパイプの使用により高くなり得る。このような装置は、1つの表面から別の表面へ熱含量を輸送するために二つの相液相と気相の流れを用いる。熱源の表面において熱を除去する場合、流体の気化熱を用いて、熱出力が引き出される。蒸気は、ヒートシンク側の低温の表面へ流れて凝縮するため、気化熱は用いない。凝縮した流体は、毛管現象および/または重力により熱源側へ戻る。適切に設計されたヒートパイプは、非常に効率がよく、温度差が非常に少ない状態で大量の熱流束を輸送する。効率のよい動作のためのいくつかの手掛かりは、液体の戻りプロセスの効率がよく、かつ熱源側全体が常時湿っていて、液体を用いて蒸発させて熱出力を除去することが常に可能であることである。同様に、ヒートパイプ作動流体の熱伝導率が一般に比較的低いため、低温のシンク側には液体が蓄積しないということが重要である。したがって、シンク側は、有効な熱伝導面を維持するために、液体を効率よく流すべきである。熱絶縁を利用した効率改善型熱電システムImprovedEfficiencyThermoelectricsUtilizingThermalIsolationという名称の特許文献1に記載の断熱と組み合わされた発電装置が、性能をさらに向上させ得る。本開示の一態様は、動作中に比較的低温側および比較的高温側を有するアセンブリを形成する複数の熱電素子を有する熱電発電システムを含む。作動媒体は、複数の熱電素子の少なくともいくつかの低温側から廃熱を集める。廃熱を集めた後、作動媒体はさらに加熱され、次に複数の熱電素子の少なくともいくつかの比較的高温側にその熱の少なくとも一部を分配し、それによって、複数の熱電素子の少なくともいくつかでは電力を生成する。少なくとも1つの電気システムは、上記アセンブリから電力を輸送し、制御装置が最適化するため、またはそうでなければ特定の所望の応用のための動作を制御するために設けられることが好ましい。一実施形態において、作動流体は、太陽、燃焼、同位体などの熱源から加熱される。一実施形態において、作動媒体は、固体、流体または固体材料および流体材料の組み合わせである。一実施形態において、複数の熱電素子の少なくともいくつかは、作動媒体は多孔性または穴を有するなどの作動媒体を通過させることができるように構成されている。この実施形態において、熱は、熱電素子の比較的高温側の方向に作動媒体による対流によって移動されることが好ましい。他の実施形態において、複数の熱交換器は、熱電素子の少なくともいくつかと熱伝導状態にある。熱交換器の少なくともいくつかは、作動媒体の移動方向において断熱されていることが好ましい。さらに別の実施形態において、複数の熱電素子の少なくとも1つは、熱電素子の比較的高温側の方向において作動媒体によって対流熱を移動させることを可能にするように構成され、それ以外の熱電素子の少なくとも複数は、作動媒体の移動方向において断熱を提供するように構成される。本開示の別の態様は、熱電による電力の生成方法を含み、この方法は複数のステップを伴う。作動媒体は、動作中に比較的低温側および比較的高温側を有するアセンブリを形成する複数の熱電素子と熱相互作用するような態様で移動される。熱は、複数の熱電素子の少なくともいくつかの比較的低温側から作動媒体に輸送され、次にさらなる熱が作動媒体に加えられる。続いて、熱は、作動媒体から複数の熱電素子の少なくともいくつかの比較的高温側に分配され、それによって、複数の熱電素子の少なくともいくつかでは電力を生成する。一実施形態において、さらなる熱は、作動媒体の燃料、太陽熱の供給、同位体の使用、別のプロセスによる廃熱の使用またはこれらをはじめとする熱源のいくつかの組み合わせによって加えられる。他の実施形態において、熱は、熱電素子の高温側の方向に少なくとも1つの熱電素子を介して作動媒体による対流によって移動される。本方法は、最大効率、最大ピーク電力出力などの基準、いくつかの組み合わせまたは特定の応用向けの何か別の基準に適合するように、発電を制御することを含む。たとえば、作動媒体の速度は、効率などの動作変数を最適化するために制御されてもよい。これらの態様および別の態様および本説明の利点は、以下の好ましい実施掲載のさらに詳細な説明から明白となるであろう。新たな熱力学サイクルを用い、TEからの廃熱が加熱と共に比較的高温側に再循環される発電装置が開示される。燃焼をTE発電装置と組み合わせるための方法もまた、開示される。新たな熱力学サイクルと共に用いられるとき、効率を向上する高温側状態および低温側状態の影響をはじめとする効率に影響を及ぼす因子に、重点が置かれる非特許文献3および非特許文献4。低温側からの廃熱を除去する利用可能な手段がシステム効率に著しく影響を及ばすシステムにおいて発電のために用いられるとき、熱出力熱源は、特に有効である。これらの設計はまた、熱電子電力変換器、光子電力変換器、磁気熱量電力変換器のほか、熱電電力変換器をはじめとする複数の関連する固体発電技術において有意義に応用される。参考となる特許出願または特許それぞれは本願明細書に参照によって援用されるものとするに詳細に述べられている以下の背景概念は、具体的には、1対流式TE発電および熱電併給特許文献2、2分離素子型TEシステム特許文献3、3分離素子スタック設計および高出力密度設計2002年8月23日出願の特許文献4である。この説明に関して、熱電モジュール、TEモジュール、TE素子またはTEなる語は、通常のまたは通例の意味を広義で用いるものであって、1カリフォルニア州サンディエゴのハイゼットテクノロジーズインコーポレイテッドHiZTechnologiesInc.SanDiego,CAにより製造される熱電変換器などの従来のの熱電変換器、2量子トンネリング変換器、3熱電子変換器、4磁気熱量モジュール、5熱電気、磁気熱量、量子トンネリングおよび熱電子効果の1つを利用した素子またはそのいずれかを組み合わせることによる素子、6上記の1から6の任意の組み合わせ、アレイ、アセンブリおよび他の構造体である。この説明において、低温、高温、比較的低温、比較的高温および同様の語は、相対的な用語であり、温度範囲を意味するものではない。例えば、低温側の熱交換器は、実際には、人が触れてみると非常に高温だが、高温側よりなお温度が低い場合がある。これらの用語は、単に、TEモジュール中に温度勾配が存在することを示すために使用される。さらに、本願において説明する実施形態は、単に例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、それは特許請求の範囲において定義される。TE発電装置の基本的な理論的動作は、図1Aを参照することによってさらに理解されることができる。1つ以上のTE素子161および162が、一端で熱出力源QH164と、他端で廃熱QC167を除去するために第1および第2のヒートシンク166と良好な熱接触をしている。温度TH165の熱出力源164は、温度TC168のヒートシンク166比較的高温である。温度差ΔT169があるために、熱出力は、熱出力源164からヒートシンク166に流れる。熱出力の一部は、適切なTE161、162によって電力に変換されることができる。エネルギ変換効率φは、熱入力電力QH164によって除算した出力負荷171に等しい。効率はまた、以下のように書くこともできる。括弧内の右側の第1項はカルノーサイクル効率であり、熱力学第二法則に基づく最大の入手可能な効率である。第2項ηGTは特定の変換プロセスに関する効率因子で1未満である。発電装置のこれらの特性は、それが、熱電子、熱電狭義、光子、量子トンネリング、磁気熱量またはそれらの任意の組み合わせであるかにあてはまる。因子ηGTは特定の種類の発電装置の特性を表す。添え字GTは、発電装置の種類をあらわすために用いられる。たとえば、形態ηTEが熱電狭義材料システムと解釈されることを示すために、GTはTEに置き換えられる。その場合には、損失を除く理論的な最適効率値は、であり、式中、6α=材料システムの正味のゼーベック係数7p=材料システムの平均電気抵抗8λ=材料システムの平均熱伝導率である。これは公知の結果であり、非特許文献1にさらに詳細に記載されている。一般に、発電装置の効率または電力出力のいずれかを最適化することが望ましい。簡略化するため、熱電システムおよび高効率におけるその動作について記載する。しかし、説明は他の条件下の動作に当てはまり、さらに一般的には他のTEシステムにも当てはまる。図1B~図1Gは、回転熱電発電装置100の概略構成を示す。図1Bは斜視図である。図1Cは、図1Bのスロット126から見える回転アセンブリ135の図である。図1Dは、回転熱電発電装置100の断面である。図1E~図1Gは、発電装置の種々の部分のさらなる詳細を示している。図1Cおよび図1Dにおいて最もよく分かる回転アセンブリ135はTEモジュール101から構成され、TEモジュール101は、一方の側において、熱伝達フィンなどの高温側熱交換器102と、かつ他方の側において、熱伝達フィンなど低温側熱交換器103と良好な熱接触をしている。絶縁体109が、高温側および低温側を隔離する。絶縁体109は、モータ回転子110に回転部を強固に連結する。TEモジュール101は、説明目的のためにここに図示され、TE素子104および回路構成要素129から構成される。接点124、125において、配線123は、互いに電気的に絶縁されているシャフトアセンブリ130の部分117、119へTEモジュール101を電気的に接続し、TEモジュール101と、高温側熱交換器102と、低温側熱交換器103と、絶縁体107、109と、配線123と、回路構成要素129と、シャフト部分117、119とはすべて、強固な回転可能なユニットを形成している。モーターアセンブリ111が、ベアリング144によってモータ回転子110に連結されている図1G。スリップリングコンタクト118が、シャフト部材119と電気的に接続されており、また、スリップリングコンタクト120が、シャフト部材117と電気的に接続されている。配線122は、回路構成要素132および、回路基板または他の従来の回路接続上のトレースなどの図示していない他の回路構成要素によりスリップリングコンタクト118および120に接続する。配線122はまた、回路基板112および図示していない他の回路構成要素を通じてモーターアセンブリ111に接続する。図1Bにおいて最もよく分かるスポーク113は、図1Dの内壁114をモーターベース116に機械的に取り付け、それによってモーターアセンブリ111に機械的に取り付ける。高温側流体フィルタ128が外側ハウジング131に取り付けられ、低温側流体フィルタ127が羽根115により支持され、外側ハウジング131の延長部133に取り付けられる。スロットなどの外側ハウジングの開口部126によって、流体106、108が外側ハウジング131から流れることができる。高温作動流体105、106図1Dおよび図1Eが、外壁131、開口部126、絶縁体109、フィルタ128およびTEモジュール101によって画定されたチャンバに閉じ込められる。低温作動流体107、108が、内壁114、羽根115、外側ハウジング延長部133、モーターベース116、およびフィルタ127により閉じ込められる。高温流体105が、高温側フィルタ128を通って流れ、高温側熱交換器102へ熱を伝達する。高温側熱交換器102とTEモジュール101との間の境界面は、このように加熱される。同様に、低温流体107が、低温側フィルタ127を通って流れ、低温側熱交換器103から熱を吸収する。したがって、低温側熱交換器103とTEモジュール101との間の境界面が、冷却される。TEモジュール101中の温度勾配熱の流れが、電力を生成する。電力は、配線123を通って、接点124、125、シャフト部分117、118に伝達され、スリップリングコンタクト118、120を通って、配線122に伝達される図1Gにおいて最もよく分かる。モータ回転子110に作用するモータアセンブリ111は、回転アセンブリを回転させる。一実施形態において、熱交換器102、103は、回転アセンブリの回転軸から遠ざかる長手方向に向けられたフィンとして構成される。この構成では、熱交換器102、103は、有利なことに、遠心ファンまたはブロワのファンブレードとして機能し、それにより、TEモジュール101中の温度差を維持するために、連続的に作動流体105、107を流出入させる。TEモジュール101中の熱の流れの一部は、連続的に電力に変換される。高温作動流体105は、高温側熱交換器102を通過すると冷却され、排出流体106として開口部126から出て行く。同様に、低温作動流体107は、低温側熱交換器103を通過すると加熱され、排出流体108として開口部126から出て行く。この回転熱電発電装置の利点を、以下の図において回転アセンブリ135に特有の構成で詳細に説明する。1ユニットとしての熱交換器の熱電モジュールの回転によって、1つ以上の熱交換器は、作動流体を流出入させるためのファンブレードとして使用可能である。さらに、回転に関する他の利点および効果は、以下にさらに説明するように、発電システムの効率の向上および出力密度の増加において得られると考えられる。図1Eは、発電装置100の低温側作動流体および高温側作動流体の移動に関する詳細図を示す。TEモジュール101は、高温側熱交換器102および低温側熱交換器103と良好な熱伝達をしている。2つの側は、絶縁体109によって分離されている。高温側流体105および106は、外壁131および絶縁体109により閉じ込められる。同様に、低温側流体107、108は、内壁ダクト114および絶縁体109により閉じ込められる。絶縁体109、TEモジュール101および熱交換器102、103が1ユニットとして移動するように、モータ回転子110は、絶縁体109に強固に取り付けられる。配線123は、図1Gの説明においてさらに詳細に記載するように、回転スリップリング118、120にTEモジュール101を接続する。モータ回転子110は、ベアリング144図1Gによって、モータドライバ140およびシャフト130図1Gに詳細に示すに接続される。電気配線123は、TEモジュール101およびシャフト130を接続する。熱交換器102を加熱する高温流体105および熱交換器103を冷却する低温流体107によって、温度勾配が、TEモジュール101中に生じる。高温流体105は冷却されて排出され、冷却流体107は加熱されて排出される。高温流体105の移動は、ブロワまたはラジアルファンの羽根として機能する熱交換器102の構成要素を回転させることにより生じる。モータ回転子110およびモータドライバ140が、回転を生じさせる。流体の流れは、外側ハウジングおよび絶縁体により導かれる。図1Fは、TEモジュール101および熱交換器102、103の断面を示す。熱交換器102、103は、当業界において周知であるような折り畳み型フィンとして示されているが、任意の他の適切な熱交換器設計であってもよく、一例として、非特許文献5に見いだされる任意の好都合な設計にしてもよい。熱伝達を促進するために、ヒートパイプおよび他の技術を組み込んでもよい。図1Gは、TEモジュール101により生成された電力を外部システムへ給送するためのスリップリングアセンブリの実施形態のさらなる詳細を示す。このアセンブリは、絶縁体109中の配線123からなり、この配線123は、一方が内側シャフト119に電気的に接続され、かつ他方が外側シャフト117へ電気的に接続されている。電気絶縁体142が、内側シャフト117および外側シャフト119を機械的に連結している。有利なことには、外側シャフト119は、モータ回転子110およびベアリング144に機械的に連結されている。スリップリングコンタクト118は、内側シャフト119に電気的に接続され、スリップリングコンタクト120は、外側シャフト117に電気的に接続されている。図1Hは、熱電発電装置の代替構成を示し、この代替構成では、発電装置アセンブリを回転させるために作動流体の流れおよび圧力を用いることにより、図1Dおよびび図1Eに示す電気モータが不要となる。図1Hに示すように、TE101、熱交換器102、103、および熱電発電装置の回転可能な部分を含む関連部品は、ファン150および絶縁体109が、1つの回転可能なユニットを形成するように取り付けられている点を除き、図1Eに示したものと同じである。ベアリング152、シャフト130およびスポーク116、151が、回転可能な部品用のサスペンションを形成する。動作中、作動流体105が、ファン150を推進する。ファンからの出力が、回転可能な部分を回転させる。この実施形態において、回転は、低温作動流体107を吸い込むように作用するほか、図2~図7および図9の説明において述べた回転による他の利点を提供する。ファン150は、別個の部分として示されている。熱交換器、またはさらに他の部分を、比較的高温の流体、比較的低温の流体および/または排出流体の流れに利用可能な出力を用いて、回転を引き起こすような形状および配置にする他の設計を用いることによって、同じ機能を達成することができる。たとえば、そのようなシステムは、自動車の場合のように、内燃機関の排気流において用いることが可能である。そのような例では、そうでなければ単に廃熱になるものが、電気に変換され、排気流は回転熱電アセンブリを回転させる。モータ回転子110、絶縁体109、142およびシャフト117、119は、1ユニットとして回転し、ベアリング144により支持されている。スリップリング118、120は、回転ユニット内において生成された電力を外部の電気回路へ給送する。スリップリング118、120は、当業界で周知の任意の設計であってもよく、シャフト117、119は、導電性があるか、あるいは導電性ワイヤまたは部材を含む任意の実行可能な構成であってもよい。電力伝達部および構成は、回転ユニットから外部の回路構成要素へ電力を伝播する任意の設計であってもよい。図1D~図1Gは単一の回転アセンブリを示すが、複数の回転アセンブリも考えられることを理解すべきである。図2Aは、図1に全体を示した形態の熱電発電装置用の回転アセンブリ200の断面図を示す。回転アセンブリ200は、外側ヒートパイプ202の円形アレイおよび内側ヒートパイプ203の円形アレイと良好な熱接触をするリング形状のTEモジュール201からなる。高温側熱交換器204は外側ヒートパイプ202と良好な熱接触をしており、低温側熱交換器205は内側ヒートパイプ203と良好な熱接触をしている。回転アセンブリ200は、回転軸211の周りを中心にして略対称である。動作中、回転アセンブリ200は、回転軸211を中心にして回転する。高温流体図示せずは、高温側熱交換器204に接触し、この高温側熱交換器204は外側ヒートパイプ202に熱流束を伝達し、TEモジュール201の外面に熱流束を伝達する。熱流束の一部は、TEモジュール201によって電力に変換される。廃熱流束は、内側ヒートパイプ203から、低温側熱交換器205へ、最後に低温側熱交換器205と接触した低温流体図示せずへと進む。図2Bは、回転アセンブリ200の、ヒートパイプを通る断面のさらに詳細な図を示す。図2Aの場合のように、ヒートパイプ202および203は、TEモジュール201と熱接触している。TE素子208および電気回路構成要素209が、TEモジュール201を完成させる。好ましい一実施形態において、ヒートパイプ202、203は、熱伝達流体を収容する密封されたシェル214、215から構成される。動作中、回転アセンブリ200が軸211を中心にして回転している間、回転力は熱伝達流体の液相を特定のヒートパイプ202、203の回転軸から遠い方へ押しやる。回転によって誘発される外向きの力の方向は矢印210によって示される。たとえば、ヒートパイプ202では、液相206は、気相との境界面212を形成する。高温側熱交換器204は、高温側ヒートパイプシェル214と良好な熱接触をする。同様に、低温側ヒートパイプ203、215は、液相の熱伝達流体207および気相との境界面213を有する。低温側熱交換器205は、低温側ヒートパイプシェル215と良好な熱伝達状態にある。回転アセンブリ200の回転によって誘発される外向きの力210は、液相206および207を図2Bに示す位置へ押しやるように作用する。高温気体図示せずが、外側の熱交換器フィン204から外側ヒートパイプシェル214へ熱を伝達する。熱流束は、高温側の液相206の一部を蒸発させる。蒸気は、より高密度の液相206に置き換わるため、矢印210によって示す方向とは反対方向の内側ヘ移動する。TEモジュール201の境界面に接触するヒートパイプ202内および高温側ヒートパイプシェル214内の気相の流体は、熱含量の一部をTEモジュール201へ伝達し、凝縮して液相となる。回転により誘発される力は、高密度の液相を矢印210によって示される方向に押しやる。さらに多くの熱が高温側熱交換器204により吸収され、外側ヒートパイプシェル214へ、次にTEモジュール201の外面へ伝達されると、流体サイクルが繰り返される。同様に、TEモジュール201の内側からの廃熱は、内側ヒートパイプ流体の液相207を沸騰させ、内側ヒートパイプシェル215の内部へ内向きに対流させる。低温作動流体図示せずは、低温側熱交換器205からの熱および低温側ヒートパイプシェル215の隣接部分の熱を除去する。これは、流体207の凝縮を引き起こす。液相は、矢印210によって示される方向に遠心力によって押しやられ、TEモジュール201および内側のヒートパイプシェル215の境界面に蓄積する。このサイクルは、定期的に続けて繰り返され、流体が1つの場所では絶えず蒸発し、別の場所では凝縮して遠心力によって最初の場所へ逆流される。回転アセンブリ201の回転により生成される力は、回転子の寸法および回転速度に応じて、重力の数倍から何千倍になる場合がある。そのような遠心力はヒートパイプの熱伝達を増加させることができ、それにより、回転アセンブリ200が、より少ない熱伝達損失かつより高い熱流束で動作可能となる。図2Cは、回転軸211に沿って見た図2Aの回転アセンブリ200の断面図を示す。TEモジュール201は、外側ヒートパイプ202および内側ヒートパイプ203と良好な熱接触状態にある。図示されているようなフィンなどの熱交換器204、205は、ヒートパイプ202、203と良好な熱接触状態にある。図2Cは、個々のヒートパイプセグメント202、203およびTEモジュール201を示す。高温作動流体図示せずは、外側熱交換器フィン204と外側ヒートパイプ202との間の流路216を流れる。同様に、低温作動流体図示せずは、内側熱交換器フィン205と内側ヒートパイプ203との間の内側流路217を流れる。図3は代替熱電発電回転アセンブリ300を示しており、この図では、作動流体は略半径方向に流れる。断面図は、高温側ヒートパイプ302および低温側ヒートパイプ303と良好な熱接触状態にある円盤状のTEモジュール301を示している。高温側ヒートパイプ302と良好な熱接触するのは熱交換器304であり、低温側ヒートパイプ303と良好な熱接触するのは低温側熱交換器305である。回転アセンブリ300は、中心線310を中心にして回転し略対称である。動作中、回転アセンブリ300は、図1Aの場合のようなモータにより駆動されて、中心線310を中心にして回転する。高温側熱交換器304この図ではフィンと高温側ヒートパイプ302との間を略半径方向の外向きに流れる高温作動流体図示せずは、熱交換器304および外側ヒートパイプ302に、次いでTEモジュール301に熱を伝達する。同様に、中央側熱交換器303および比較的低温側ヒートパイプ305の中を通って略半径方向の外向きに流れる低温作動流体図示せずは、TEモジュール301から比較的低温側ヒートパイプ303により対流される熱を除去する。比較的高温側ヒートパイプ304からTEモジュール301へ、比較的低温側ヒートパイプ305から流出する熱流束の一部は、TEモジュール301によって電力に変換される。ヒートパイプ302、303この実施形態では平坦な管状部として構成されているの回転は、高温作動流体および低温作動流体図示せずを外側へ流出させるファンブレードとして機能することが有利である。有利なことには、熱交換器304、305およびヒートパイプ302、303は、熱伝達およびファンの流体流出入動作の両方を最大限にするように構成される。したがって、回転アセンブリ300は、発電装置および作動流体ポンプの両方として機能する。図3Bは、図3Aに示した回転アセンブリ300のヒートパイプを通るさらに詳細な断面311の図を示す。TEモジュール301は、TE素子309および回路構成要素310から構成される。TEモジュール301は、ヒートパイプ302、303と良好な熱接触状態にある。図2の構成の場合と同様に、高温側ヒートパイプ302は、液相306および気相を有する流体と、境界面314とを有する密封されたシェル312から構成される。同様に、比較的低温側ヒートパイプ303は、液相307および気相を有する流体と、境界面315とを有する密封されたシェル313から構成される。熱交換器フィン304、305は、ヒートパイプ302、303と良好な熱伝達状態にある。矢印308は、回転アセンブリが軸310を中心にして回転すると生じる外向きの力の方向を指している。動作中、外向きの力は、ヒートパイプ302、303内において熱伝達流体の液相306、307を外側へ押しやり、液相306、307と、境界面314および315とを形成する。高温側熱交換器304を流れる高温側作動流体図示せずからの熱流束は、流体306の部分を蒸発させ、その部分は、比較的高温側ヒートパイプシェル312のTEモジュール301の境界面において凝縮する。同様に、熱流束の一部は、TEモジュール301から、比較的低温側ヒートパイプシェル313との境界面へ、次に比較的低温側ヒートパイプ流体307内へと通過し、それによって、流体307が沸騰する。比較的低温側熱交換器305および比較的低温側作動流体図示せずへ伝達されることにより、熱が除去されると、気相は、低温側ヒートパイプシェル313の内側の部分に凝縮する。この熱伝達プロセスは、図2A、図2Bおよび図2Cの説明により詳細に記述されたものと類似している。図4は、別の回転発電装置400の一方の側の断面を示す。TEモジュール401は、比較的低温側熱交換器402および比較的高温側熱交換器403に熱的に接続される。示された実施形態において、比較的低温側熱交換器402は、ヒートパイプ404およびフィン406の部分を有する。同様に、比較的高温側熱交換器403は、ヒートパイプ405およびフィン407のセグメントを有する。比較的低温の作動流体408、410は、絶縁体416、423、424およびダクト412により形成されたチャンバに閉じ込められる。同様に、比較的高温の作動流体414および415は、絶縁体423、424および外側ダクト411により閉じ込められる。回転絶縁体416は、モータ回転子417、熱交換器402の内側部分に強固に連結され、これによってTEモジュール401および熱交換器403に強固に連結される。配線420およびシュラウド425が、TEモジュール401に強固に連結される。同様に、ファンブレードアセンブリ413が、TEモジュール401に強固に取り付けられる。シャフトアセンブリ419が、モータ回転子417およびベアリング418に取り付けられる。スリップリングアセンブリ421が、シャフトアセンブリ419と電気的に接続状態にある。絶縁体423および424は、ラビリンスシール422を形成するように構成される。スポーク409が、最も左のベアリング418を絶縁体424およびダクト411に連結する。モータ回転子417、絶縁体416、423、ヒートパイプ402、403、TEモジュール401、ファンブレード413、配線420、シャフト419およびシュラウド425によって形成されるアセンブリは、1ユニットとして回転する。ファンブレード413の回転は、高温作動流体414、415および低温作動流体408、410に動力を供給する。高温作動流体414は、左から入り、熱エネルギを高温側熱交換器402へ、次にTEモジュール401へ伝達する。高温作動流体414の流れは、ファンブレード413の回転により押し進められる。同様に、比較的低温の作動流体408は、左から入り、比較的低温側熱交換器403およびTEモジュール401から廃熱エネルギを引き出す。図1Fの説明においてさらに詳細に述べたように、生じた電力は、配線420を通り、シャフトアセンブリ419およびスリップリングアセンブリ421を通って回転部から出る。ヒートパイプ402、403は、2001年4月27日出願の熱絶縁を利用した効率改善型熱電システムEfficiencyThermoelectricsUtilizingThermalIsolationという名称の特許文献3に教示された目的のために、一つの部分を別の部分から断熱するように区分されており、この特許は参照によって本願明細書に援用されるものとする。ヒートパイプ402、403内の熱伝達は、上述のように遠心加速によって増加し、それによって、熱出力の輸送効率が増加し、システムが動作することができる許容可能な出力密度を増大する。熱伝達を増加させるために遠心力を利用することによって、装置全体をさらに小型化することができ、高い熱出力密度で有利に動作する熱電材料を用いることができる。シール422は、可動な境界から静止した境界で、低温流体408から高温流体414を適切に分離する任意のシール構成の代表的なものである。いくつかの構成では、入口の幾何構成と組み合わされたファン413のポンプ能力によって、シール422が不要になる場合がある。あるいは、ファンブレード413に代わる外部機構図示せずが、熱交換器402、403によって比較的低温の作動流体408および比較的高温の作動流体422を流出入する力を提供する場合には、シール422は、作動流体408、422を分離する役割を果たし得る。そのような実施形態において、ファン413は、省略してもよく、またはその役割を代わりの流体ポンプ機構で補ってもよい。図5は、熱交換器がファンブレードとして機能する発電装置の構成を示す。TEモジュールおよび熱交換器は、図3に示した構成に、概念が類似している。回転アセンブリ500は、TEモジュール501、比較的低温の流体熱交換器502、比較的高温の流体熱交換器503、絶縁体515、517、スポーク508およびモータ回転子509からなり、それらはすべて、シャフト510を中心にして回転する固定型ユニットを形成するように互いに強固に連結されている。比較的低温の流体熱交換器502は、フィン504と良好な熱接触をするヒートパイプを有する。同様に、比較的高温の流体熱交換器503は、フィン505と良好な熱接触をするヒートパイプを有する。絶縁体515、517およびダクト507は、比較的高温の作動流体511、512を閉じ込めるチャンバを形成する。同様に、絶縁体515、517およびダクト506は、チャンバを形成し、そのチャンバは比較的低温の作動流体513、514を閉じ込める。比較的高温の作動流体511および比較的低温の作動流体513を分離するために、シール516が絶縁体515、517内に形成される。アセンブリ500は、熱交換器502、503を回転させる動力を提供するモータ回転子509によって動作し、今度は熱交換器502から低温流体を、かつ熱交換器503から高温流体を引き出すポンプ作用を生じて、TEモジュール501に温度勾配を生じる。それにより生じた電力が、図1A~図1Eに示す設計により、または環境において許容可能な他の伝達方法により、抽出されて外部回路構成要素に伝達される。いくつかの作動流体は、単一のアセンブリ内において使用可能であることが有利である。図4の発電装置のような発電装置は、それぞれ異なる組成および/または温度を有するいくつかの高温側作動流体源を有していてもよい。たとえば、ボイラー、ドライヤーあるいは同種のものからの廃棄される流体でいくつかの排気ガス源が処理される廃棄電力生成システムで、この状態を作り出すことができる。このような複数の作動流体源を回転軸に沿った位置において壁411から導入することができ、その場所で、高温側作動流体422が追加された作動流体と混合されると、有利なことに電力を生成する温度に冷却される。この状況において、TEモジュール101、ヒートパイプ402、207およびフィン405、409が、流体が流れる方向において1つのセクションから次のセクションへ、それらの構造、サイズ、形状および/または材料が異なり得る結果、ヒートパイプ402、207およびフィン405、409のいくつかにおいて、熱流束が変化し得る。さらに、絶縁体およびフィン構造体は、異なる流体を分離するために用いることができる。最後に、2つ以上の低温側作動流体409、410は、少なくとも1つの高温側作動流体と組み合わせて用いることができる。図6の設計もまた、図4に記載したヒートパイプを利用する。図6のアセンブリ600は、特許文献1に教示されている向流を利用し、この特許は参照によって本願明細書に援用されるものとする。図6は、さらに別の回転熱電発電装置の断面を示す。有利なことには、この実施形態もまた、断熱を利用する。発電装置アセンブリ600は、TEモジュール601と、対の断熱された熱交換器602、603と、シュラウド607を有するファンアセンブリ610およびシュラウド614を有するファンアセンブリ613と、絶縁体615、616、619、620、624と、モータ回転子617と、シャフトアセンブリ618とから形成された回転アセンブリを有する。比較的高温側作動流体611、612は、絶縁体609、615、619、620、621によって閉じ込められる。比較的低温側作動流体604、606は、絶縁体609、615、616、619、621、およびダクト608によって閉じ込められる。スポーク605は、ベアリング622を絶縁体615に連結する。比較的低温側作動流体604は、左から入り、熱交換器602から熱出力を吸収し、それにより、熱交換器602を冷却し、ファンブレード610の遠心作用によって半径方向の外向きに流出される。ファンブレード610は、内側シュラウド607を含んでもよいし、含まなくてもよく、この内側シュラウド607は、構造的な支持を提供し、比較的高温の作動流体611を比較的低温の作動流体606から分離し続けるための部分的なシールとして機能し、比較的低温の作動流体606の流れを導くのを助けるために用いることができる。比較的高温の作動流体611は、半径方向の内向きに入り、比較的高温側熱交換器603に熱出力を伝播し、次いで、回転ファンブレード613の作用により半径方向の外向きに流出される。シュラウド614は、ファンブレード613に構造的な剛性を加え、出ていく比較的高温の作動流体612から比較的低温の作動流体604を分離するための部分的なシールとして機能し、比較的高温の作動流体の612の流れを導くのを助けるように用いることができる。図7は、さらに別の回転熱電発電装置の断面を示す。図7の設計は、向流で動作するように構成されている。熱交換器は、熱伝達を増加させるヒートパイプを含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。図7は、半径流発電装置700を示す。回転アセンブリは、TEモジュール701と、フィン704を有する熱交換器702およびフィン705を有する熱交換器703と、絶縁体720と、ファンブレード723と、モータ回転子718と、シャフト719とからなる。ベアリング721は、シャフトアセンブリ719を、非回転ダクト717、内側支持部707、スポーク722およびダクト710に取り付ける。比較的高温の作動流体706、709は、内側支持部707、ダクト710、絶縁体720、TEモジュール701および排気ダクト711により閉じ込められる。比較的低温の作動流体712、713、714は、排気ダクト711、716、絶縁体720、TEモジュール701およびダクト717により閉じ込められる。シール715は、比較的高温の作動流体709を比較的低温の作動流体712から分離する。アセンブリ700は、図6の説明において述べたのと同じ一般的な種類の向流を用いて動作する。それは、フィン704を有する高温側熱交換器702が、比較的高温の作動流体706、709を流出入させるために回転ファンブレードとして機能する略半径方向において動作する。比較的低温の作動流体712、713、714は、熱交換器ヒートパイプ703およびフィン704により生じる半径方向の外向きの力と、比較的低温側作動流体713、714に作用するファンブレード723の回転により生じる半径方向の外向きのより大きな力との正味効果の影響を受ける。打ち消す方向に働く力の正味の効果は、流体712、713、714を図7に示す方向に流すことである。次いで、ファンブレード723の位置によってより大きなブレードの力が生成され、ファンブレード723は、フィン705を有する熱交換器703より長く、それよりもさらに半径方向の外向きに延びている。あるいは、流体706、709、712、713、714の任意の部分の移動は、外部ファンまたはポンプにより生じることが可能である。そのような構成では、ファン723は、あってもよいが、その必要はなく、なくてもよい。電力は、図1および図5から図6において述べた方法および設計または任意の他の好都合な方法によって、生成され給送される。図8は、半径方向および軸方向の幾何構成を組み合わせた発電装置を示す。全体構成800は、TEモジュール801、熱交換器802、803、熱分流部804、絶縁体811、ファンアセンブリ808および809、ダクト807、モータ回転子817およびシャフトアセンブリ818からなる回転部を有する。比較的低温の作動流体805、815は、シュラウド807、絶縁体811、ファンダクト808および壁810によって閉じ込められる。比較的高温の作動流体812、813は、分流部804、シュラウド807、絶縁体811、816および壁814により閉じ込められる。ベアリング819は、回転シャフトアセンブリ818をスポーク806および壁810に連結する。動作は、比較的低温の作動流体805が、熱交換器802を略軸方向に流れる点を除き、図7において上述したものと類似している。本願明細書に示すように、熱分流部804および熱交換器802、803は、ヒートパイプを含んでもよいし、含まなくてもよい。さらに、熱交換器802、803、TEモジュール801、および熱分流部804は、熱絶縁を利用した効率改善型熱電システムEfficiencyThermoelectricsUtilizingThermalIsolationという名称の2001年4月27日出願の特許文献1に教示されている断熱素子からなるように構成されてもよいし、または構成されなくてもよい。この特許出願は参照によって本願明細書に援用されるものとする。図9は、統合型のTEモジュールおよび熱交換器を示す。アセンブリ900は、回転の中心909を有するTEモジュール901と、フィン904を備えた熱交換器902と、フィン905を備えた熱交換器903と、熱絶縁体908とからなるリング形状アレイのセグメントである。間隙906、907は、個々の熱交換器部分902、903に連結されたフィン904、905の部分を電気的に絶縁する。動作時には、一方の熱交換器903はたとえば冷却され、他方の熱交換器902は加熱されて、TEモジュール901中に熱勾配を生じる。電力は、結果として生じる熱の流れにより生じる。この構成では、TEモジュール901は、一部であるアセンブリ900のリングを中心にして略円形方向に電流910が流れる個別のTE素子901であってもよい。TEモジュール901が個別の熱電素子である部分において、図示したように電流910を流すための素子901は、交互にN型およびP型である。有利なことに、熱交換器902、903は、隣接するTE素子901同士の間の部分に導電性がある。フィン904、905が、導電性を有し、熱交換器902、903と電気的に接触する場合、隣接するフィンは、間隙906、907により図示したように他のフィンとは電気的に絶縁しなければならない。1つ以上の場所において環状の電流の流れを遮断し、遮断点に図7において説明したような電気回路構成要素に接続することによって、電力を抽出することができる。あるいは、素子の群は、隣接する熱交換器903、902の間にあり、それにより、TEモジュール901を形成することができる。そのようなTEモジュール901は、直列および/または並列に電気接続することができ、間隙906、907が不要であるように、内部に電気的な絶縁をする準備をすることができる。高温側と低温側との間の断熱は、絶縁体1008によって維持されてもよい。熱交換器902、903がヒートパイプを含んでいる場合、作動流体は、内側の熱交換器903を冷却し、外側の熱交換器902を加熱することが有利である。図10は、熱電発電システム1000のブロック図を示す。図示されているように、このシステムは、比較的高温の作動流体源1002と、比較的低温の作動流体源1004と、発電装置アセンブリ1006と、排出流体出力部1008と、電力出力部1010とを有する。発電装置アセンブリ1006は、上に開示した任意の実施形態または本願明細書に教示された原理を用いた任意の類似の実施形態のどの実施形態に関しても構成される。比較的高温の流体源1002は、発電装置アセンブリ1006用の熱源を提供する。比較的低温の流体源1004は、発電装置アセンブリ1006の熱電に好都合な温度勾配を作り出すのに十分な程度に比較的低温の作動流体源を提供する。排出作動流体は、出力部1008で発電装置アセンブリから出る。発電装置アセンブリ1006からの電力は、電力出力部1010で供給される。このシステム1000は、単に一般的な例示のシステムであり、本発明の発電装置アセンブリを発電システム内へ組み込む方法を限定するわけではない。図11は、対流熱電発電システム1120を示す。TE素子1121、1122は、一定の温度TH1125である一端において比較的高温側プレート1123と良好な熱伝達状態にあり、それによって、熱源QH1124と良好な熱伝達状態にある。一定の温度TC1128の他端において、TE1121、1122は、比較的低温側プレートまたはヒートシンク1126と熱伝達状態にあり、廃熱QC1127を除去する。ダクト1136、1139は、TE素子1121、1122および排気管1140を包囲している。負荷1131は、配線1130によってTE1121、1122に連結される。対流作動流体1133、1134および1135は、発電装置1120を通過する所望の流路にダクト1136および1139によって閉じ込められる。比較的高温側プレート1123と比較的低温側プレート1126の温度差は、ΔT129である。動作中、空気などの流体1133、1134は、比較的低温側プレート1126の穴1137を通ってまたはプレートが多孔性であるか、またはプレートが多孔性であり、かつ穴1137を通ってファン1132によって流出入され、次に、TE素子1121、1122穴を通るか、またはTEが多孔性であるを通り、最後に比較的高温側プレート1123穴1138を通るか、または多孔性のプレートを通るか、またはその組み合わせを通って流出入される。流体1133、1134が比較的低温側プレート1126から比較的高温側プレート1123に移行するとき、TE素子1121、1122から熱伝達によって加熱される。流体1135は、排気管1140を通って温度TH1125で出て行く。熱QH1124は比較的高温側プレート1123でシステム1120に供給され、負荷1131用の電力に部分的に変換される。その熱出力の残りは、加熱された流体1135によって絶えず対流によって移動されるか、または比較的低温側プレート1126を通って廃熱QC1127として出て行く。負荷1131用の電力は、配線1130によって伝導される。電力変換効率は一般に、ΔT1129の増大と共に上昇する。この種の発電装置の動作の詳細は、特許文献2において見出すことができる。この設計の重要な特性は、熱出力QH1124の一部が廃熱QC1127として比較的低温側プレート1126を通って出て行くのではなく、流体1133、1134を加熱するために利用されることである。したがって、加熱された流体1135は、第2のサイクルの部品として用いられることができ、発電装置1120によって負荷1131に提供されるほかに、電力が生成される。たとえば、排気管1140を通って出て行く加熱された流体1135は、図13~図17に開示されているものなどの別の発電装置構成と共に用いることが可能である。あるいは、発電装置1120は、発電に加えて、すべてまたは部分的に燃焼することができる空気などの高温流体1135の源を形成することが可能であり、予熱により燃焼プロセスが向上され、さらに効率を向上させる高温流体源を提供する。図13~図17に記載の対流熱輸送を用いる次に改善された効率の実施形態をよりよく理解するために、実際的な応用に実際に適用されるときの発電装置160の動作および効率の簡単な説明が、図12に関して記載される。この説明は、現実の世界の設定に適用するとき、効率がいかにして理論的可能性から急激に落ちるかを説明している。図12Aは、初期温度TH1204における作動媒体1214の熱出力QH1205である場合の発電装置1200を示す。実質的に一様な温度TH1212で比較的高温側プレート1202は、媒体1214およびTE1201の比較的高温側と良好な熱接触状態にある。TE1201の比較的低温側は、温度TC1209でヒートシンク1208と良好な熱接触をする。廃熱出力QC1210は、ヒートシンク1208を通って発電装置1200から出る。負荷1221用の電力は、発電装置1200によって生成される。対流媒体1214が発電装置1200に入る温度TH1204と出る温度TM1212との間の差により、熱出力QM1203をTE1201の比較的高温側に供給する。TE1201中の温度勾配は、ΔTC1211である。総温度差は、ΔT1213である。媒体1214は最初は温度TC1206であり、垂直線1207によって示されるように印加される熱出力QH1205によって加熱される。温度TH1204の作動媒体1214は、その熱出力の一部QM1203を比較的高温側プレート1202に伝達する。次に、作動媒体1214は、温度TMでシステムから出る。温度TMからTCへの熱出力のバランスは失われるか、または廃棄される。効率φTEは、式9の括弧内のカルノー項によって部分的に支配される。TM1212がTC1204に等しいとき、電力変換効率は0であり、TM1212が効率を増大するときには電力変換効率が上昇する。また、入力電力QH1205の部分QM1203は、熱出力に変換され、TM1212がTH1204に等しいとき、部分QM1206は減少する。したがって、TC1211とTH1204との間のあるTM1212では、効率が最大となる。この解析は、代表的な実際の仮定の場合には、発電装置1200の効率が図1Aの発電装置160の場合の理論的な可能性の約32であることを示している。したがって、実際の応用に適用すると、発電の効率は理論的な可能性をはるかに下回ることが容易に明白となる。その差異は、TC1206からTH1204まで作動媒体1214を加熱することと、入力熱源QH1205の一部のみがTE1201に供給する熱出力QM1203として利用可能であるという状態に、関連している。図12Bは、発電装置1200に類似の発電装置1220を示しているが、作動媒体1239が比較的高温側プレート1202を通り過ぎることによってTHからTMH1231までΔTH1232で冷却される点が異なっている。そのようにすると、作動媒体は、熱出力QMH1223をTE1201に供給し、一方の側で比較的高温側プレート1202と、他方の側で比較的低温側プレート1228と良好な熱接触をする。作動媒体1238は最初はTC1209であり、比較的低温側プレート1225を通過するときに廃熱QMC1223を吸収し、温度TMC1233までΔTC1234上昇する。負荷1214用の電力は、TE1201によって生成される。作動媒体1207は、TC1206でシステムに入り、温度TH1204まで入力電源QH1205によって加熱される。動作中、たとえば空気の燃焼によって作り出される外部の熱出力QH1205は、高温作動媒体1239を生成し、熱出力QMH1223をTE1201の高温側に供給する。負荷1221の電力に変換されない熱出力QMC1229は、作動媒体1238を温度TMC1233まで加熱し、対流媒体が発電装置1220から出て行く。したがって、比較的低温側プレート1228が温度TMC1233であり、TC1209より高いことから、総電力入力はQH1205であり、部分QMH1223は発電装置1200において多い方に制限される。作動媒体1238、1239は同一材料であり、量が等しいか、またはそうでない場合には略同一の熱量を有する場合には、ΔTC1234はΔTH1232より若干小さい。熱出力QMH1223またはQMC1229が0となることから、いずれも0にすべきではない。同様に、差TMH1231-TMC1233は、0にすべきではない。または効率は0となる。代表的な状態に関する計算は、効率φ2Bが発電装置160の理論的効率の約15であることを示している。対流媒体が熱出力をTEに伝達したり、TEから伝達されたりする要件は、TE1201中の温度差、したがってカルノー効率を実質的に小さくすることができるため、効率は低い。さらに、要件は、用いられる総熱入力の部分を小さくすることを書いてあるに過ぎない。図12Cは、図12Bの発電装置1220に類似の発電装置1240を示す。説明は、温度TMC1233における作動媒体1238が、源QH1205によってTH1204までΔTMR1242加熱されることを除き、同じである。動作中、作動媒体1238に入る廃熱QMC1229は、媒体1238を温度TMCまで予熱するために用いられ、その結果熱出力QH1205は、同一の動作および負荷1221用の電力出力を達成するために、より少ない熱出力を供給するだけで済む。その結果、このモードで動作する効率は、発電装置160の約23である。したがって、発電装置1220より実質的に効率がよいが、発電装置160の理論的効率に比べると相当低い。したがって、実際の設定に適用したときに、発電装置がそのような低い効率で動作することを考えれば、より高い効率およびより高い出力レベルで電力を生成するために、高温廃棄流体などの図11のような対流媒体を用いることができる他の設計を識別することが望ましい。図13Aは、コンパクトで高効率な熱電システムCompactHighEfficiencyThermoelectricSystemsという名称の特許文献4に記載され、燃料動力式補助発電装置、遠隔発電装置または同等の装置として動作するように構成される種類のスタック設計の発電装置1300を示す。有利なことに、発電装置1300は、対向する型のTE素子1304と交互に並べる1つの導電率型のTE素子1301を含む。TE材料は、熱交換器1302、1305と良好な電気接触および熱接触状態にあり、それらに対し90°でさらに他の熱交換器1306、1303と良好な電気接触および熱接触状態にある。これは、図13Bの斜視図においてよりよく分かる。熱交換器1302を連結する管路1309は、電気絶縁体であり、きわめて低い熱伝導率であることが有利である。同様に、管路1314が、熱交換器1303を連結する。空気または他の流体1307は入口管路1308に入り、出口管路1310に出る。同様に、排気1316は、入口管路1320および熱交換器1306を通って入り、出口管路1315で出る。流体1307の移動の一般的な方向は矢印1307、1321によって示される。排気ガス1316の一般的な方向は矢印1313によって示される。負荷1317は、配線1322によって端の熱交換器1302および1306に連結される。管路1310はバーナ1311に連結され、燃料タンク1318から燃料1323が通過するとき、空気1312などの作動流体がバーナ1311を通過する。バルブ1319が燃料の流れを制御する。空気1307を発電装置1300に供給するために、図示されていないが、ブロワまたはポンプがある。バルブは、状態の変化に適合するように、フィードバック制御システムによって制御されることが可能であることが好ましい。動作中、空気1312は、燃料1323の流速を制御するバルブ1319によって、燃料1323と共に燃焼される。結合物は、燃焼時には、空気1312を所望の温度まで加熱する。空気の熱出力の一部がTE1301、1304を通過し、一般に式2に基づいて電力を生成する場合には、排気は熱交換器1306に入る。このプロセスにおいて、入ってくる空気1321は管路1310を通って燃焼器1311に入る前に増加的に加熱される。排気1316が他の熱交換器1303を通過することにつながるため、排気は徐々に冷却され、その熱をTE1301、1304に供給し、各ステージで負荷1317用に生成された電力に追加する。このプロセスからの廃熱の一部は、熱交換器1302を通過するときに、入ってくる空気1307を徐々に加熱する。排気ガス1312の温度を制御して負荷1317への電力および発電装置1300の効率を調整するために、図示されていないが、給気制御に加えて、バルブ1323を用いることができる。水素および酸素などの任意の他の燃料システムを用いることも可能である。プロパンなどの気体燃料もまた、空気1307に加えて、同種の第2の発電装置に入れることが可能である。燃焼後、両方の発電装置への熱源を提供するために、排気を適切に分割することができる。あるいは、熱源は、核同位体崩壊、太陽エネルギまたは任意の他の熱源に由来してもよい。発電装置1300は、示したものより熱交換器1302、1303およびTE素子1301、1304の数が多くてもよく、少なくてもよい。同様に、TE素子1301、1304は、TEモジュールまたは任意の他の適切な個体エネルギ変換器に置き換えることができる。したがって、電気配線1322および負荷1317の特性は変化し、特定の応用に関してシステム設計者によって指定されてもよい。太陽熱、核または外部の燃焼システムを用いて熱出力をシステムに伝達する場合には、空気1307、1312、1316は、閉ループシステムまたは開ループシステムのいずれかとして構成されることが可能な任意の適切な流体によって置き換えることが可能である。熱交換器1302、1303、1306はTE1301、1304から電気的に絶縁されている場合には、媒体は、水銀などの液体金属であってもよく、NaK、ウッドメタルまたは任意の他の適切な液体金属などの高温で用いることができる水銀に代わる毒性の弱い合金であれば有利である。図13Cは、発電装置1300の動作の概略図1323を示す。温度TCM1324で入る燃焼器1311からの排気は、熱交換器1303、1306と良好な熱伝達状態にあり、今度は、TE1301、1304と良好な熱伝達状態にある。排気1316は、温度TMH1324で出る。同様に、温度TC1326の空気1307、1321および1310は、温度TCM1324まで徐々に加熱される。電力に変換されない排気図示せずからの廃熱の部分は、TE1301、1304を介して熱交換器1302、1305および空気1307に供給される。熱源は、燃焼器1311および燃料1318の形態であり、熱出力を発電装置1320に供給する。たとえば、TMH1324とTC1326との間、TH1325とTCM1324との間および概略図1320の他の場所の温度差間の熱の流れは、式2に基づき、各TE1301、1304間に電力を生成する。燃焼器1311からの熱出力に対する発電装置1300のTE1301、1304によって生成されたそのような電力すべての合計の比が、システム効率である。この設計では、詳細な計算は、システム損失およびファンまたはブロワの出力が無視される場合には、効率は理論的には発電装置160の効率の約130までの範囲であることを示している。実際の結果は相当低く、発電装置160の40~70の範囲であり得る。しかし、上記で説明したように、発電装置160の実際の現実的な動作効率が12~25である場合には、発電装置1300は、実際の応用では発電装置160の効率の数倍で動作することができる。したがって、効率は、発電装置1220および1240によって生じる効率より実質的に高い可能性がある。図14Aは、特許文献3に教示された熱絶縁と、直製アレイの構成では本開示の再循環とを用いる発電装置1400を示す。発電装置1400は、比較的高温側熱交換器1402および比較的低温側熱交換器1403と良好な熱接触状態にあるTE素子1401またはTE素子のアレイを有する。空気1407はブロワ1408に入り、次に、低温側熱交換器1403の入口1406に達する。加熱された空気1410は、ダクト1413を通って入る高温燃焼生成物1412または他の高温流体と混合室1411内で混合される。加熱された空気混合物1410は、比較的高温側熱交換器1402を通過し、空気混合物1414は、排気管1416を通してハウジング1409を出る。ハウジング1409は、アセンブリを包囲する。負荷1415は、TE1401に連結される。間隙1405が、TE1401および熱交換器1402および1403の個別のペアリングを隔て、熱的に絶縁する。動作は発電装置1300に類似しているが、TE1401が高温側熱交換器1402および低温側熱交換器1403とペアを成して、熱絶縁を実現している点が異なっている。動作時にはTE素子またはモジュール間の温度差により、電力が生成され、集められて負荷1415に供給される。このシステムは、図13Aの発電装置1300とほぼ同程度に効率的である。空気1407、1410および1414は、液体、固体、スラリー、フォーム、流体中に分散されるナノ粒子または任意の他の好都合な媒体などの気体媒体、液体媒体および固体媒体の任意の組み合わせで置き換えることができる。発電装置1300と同様に、混合室1411で任意の熱源を用いて熱出力を供給することができる。最後に、対流媒体は、ポンプまたは電気モータによって閉ループ態様で動作し、ブロワ1408に代わってシステムを駆動することができる。閉ループシステムでは、排気1414は、ある程度冷却した後、いくつかの態様で入口に戻される。図14Bは、図14Aの発電装置1400の動作の概略図1420を示す。温度TGの高温気体1412は熱出力QHを混合室1411に対流させ、それによって、比較的低温側対流媒体1421をTMC1425からTH1427までΔTM1428上昇させる。比較的高温流体1410は、冷却され、温度TMH1426で出る。TE1401は、高温側対流媒体1410および低温側対流媒体1406と良好な熱接触状態にある。比較的低温側流体1406は、温度TC1424で入り、温度TMC1425で出る。負荷1415は、TE1401と電気的に接続される。動作中、少なくとも40個の熱的に絶縁される熱交換器があり、それによって少なくとも20個のTE1401に連結されている場合には、対流媒体1406、1410の温度分布1421、1422は、図14Bに示されているように、ほぼ滑らかな傾斜線として現れる。これらの条件下で、式2に基づき、それぞれの熱的に絶縁されたTEセグメント1401が電力に寄与し、その式において個別の高温側の温度をTHに低温側の温度をTCに置き換えるのであれば、効率は比較的高くなり得る。より少数のTE1401を用いることもでき、この場合には一般に若干低い効率を生じる。図15Aは、対流発電装置部分および絶縁素子発電装置部分を有する熱電併給システム1500を示す。発電装置1500は、ファン1511、ヒートシンク1512、対流式TE1502、対流媒体1504、比較的高温側電極1505、熱源1506、比較的高温流体1511、1508、複数のTE1501に連結される複数の熱的に絶縁される熱交換器1507、出口1509およびハウジング1510を有する。ファン1511は、ヒートシンク1512を過ぎて対流流体1503を流出入し、ヒートシンク1512は対流媒体1504が通過する対流式TE1502の比較的低温側と良好な熱接触状態にある。これは、多孔性熱電材料を用いて、または熱電材料中の穴を通じて、または任意の他の類似の態様において達成されることができる。対流媒体1504は、対流式TE1502を通過し、比較的高温側電極1505を通って出て行き、熱源1506に達する。対流媒体1504の通過を可能にするために、比較的高温側電極1505は、多孔性であってもよく、穴を有してもよい。加熱される流体1511、1508は、複数の熱的に絶縁される熱交換器1507を通過し、出口1509から出る。TE1501の比較的低温側は、ヒートシンク1512と良好な熱接触状態にある。発電装置のハウジング1510は、アセンブリを収容する。動作中、比較的低温における対流媒体1503が、ファンまたはポンプ1511によって発電装置1500を通過するように流出入される。対流媒体1503は最初に穴またはヒートシンクの多孔性部分によってヒートシンク1512の一部を通過し、次に対流式TE1502を通過する。対流式TE1502は、図11の説明において簡単に記述したように動作する。対流流体1504は、比較的高温側電極1505を通り、有利なことに熱源1506を通って出る。熱源1506は、触媒によるバーナまたは任意の他の適切な熱源であってもよい。生成された熱出力の一部は、TE1502に伝導され、発電装置1500のその部分で電力を生成する。熱源1506によって生成される熱出力のバランスは、熱交換器1507を通過し、その熱出力の一部または有利にはほぼすべてが抽出され、熱交換器1507によって、TE1501を通過した後に出る。TE1501はまた、対流式TE1502からの電力と結合することができる電力を生成する。空気1503以外の他の対流媒体を用いることができる。具体的に言えば、熱電併給装置1500は、ファン1511がポンプによって置き換えられる閉ループシステムにおいて低分子量シリコーン油などの低粘性油を用いることができることが有利である。また、対流式TE1502は、特許文献2に開示される構成のような有効外部熱伝達力を備えた固体TEによって、または任意の他の内部熱伝達方法または外部熱伝達方法によって置き変えることができる。対流式TE1502が対流媒体から電気的に絶縁される場合には、液体金属または固体対流媒体を用いることができる。図15Bは、熱電併給装置1500の動作に関する概略図を示す。TE11501は、絶縁したTE素子アレイとして動作する1つのTEアセンブリを識別し、左のTH1522から右下のTHM1525に温度が低下するその比較的高温側1521と、TC1523のその比較的低温側を有する。第2のTE発電装置TE21502は、特許文献2に記載される対流発電技術を用い、TH1522の比較的高温側およびTC1523のその比較的低温側を有する。熱源QH1524は、熱出力を対流媒体1503に付与し、対流媒体1503は対流式TE1502を通って入り、熱的に絶縁されるTE1501のそばを通り過ぎることによって加熱された媒体1511、1508として出る。対流媒体1521における熱出力の本質的にすべてが熱的に絶縁されるTE11501によって抽出され、TE11501および対流式TE21502の両方がほぼ最適な効率で動作される場合には、熱電併給装置1500の効率は、熱電材料の場合の発電装置160に関して理論的に可能な効率とほぼ同じであり、ZTHは1.0~2.5である。図16は、電力を生成するために固体対流媒体を用いる発電装置1600を示す。発電装置1600は、複数のTE1601、負荷1614、第1の導電媒体1602および第2の導電媒体1606、第1の取り付けシャフト1605、第2の取り付けシャフト1608、断熱プレート1604、熱出力源1611、比較的高温側熱交換器1613および比較的低温側熱交換器1609を有する。静止型TE1601は、負荷1614に電気的に接続され、第1の移動媒体1602および第2の移動媒体1606とは電気的に絶縁されているが、良好な熱接触状態にあることが好ましい。図16に示される実施形態の場合には、第1の移動媒体1602および第2の移動媒体1606は、示されているように円盤形状である。TE素子1601は、TE材料の塊を形成し、第1の移動媒体および第2の移動媒体のほぼ外径からほぼ内径まで延在していることが好ましい。有利な実施形態において、TE素子1601は、第1の移動媒体1602および第2の移動媒体1606の円盤の外周または内周に完全に到達しないように、円盤の幅より若干小さい。電気モータまたは他の駆動機構図示せずによって駆動される第1の側のシャフト1605は、断熱プレート1604に取り付けられ、今度は、第1の対流移動媒体1602に取り付けられるため、3つの部品は単一の可動部品を形成する。第2の回転シャフト1608は、第2の断熱プレート見ることはできないおよび第2の対流移動媒体1606に類似の態様で連結される。矢印1603および1607はそれぞれ、移動媒体1602および1606の移動方向を示す。熱源1611は、熱出力QH1612を第1の移動媒体1602および第2の移動媒体1606の両方と良好な熱接触状態にある比較的高温側熱交換器1613に供給し、熱出力を第1の移動媒体1602および第2の移動媒体1606に付与する。同様に、比較的低温側熱交換器1609は、比較的高温側熱交換器1613から約180°の位置で第1の移動媒体1602および第2の移動媒体1606の両方と良好な熱接触状態にある。比較的低温側熱交換器1609は、移動媒体1602および1606から廃熱出力QC1610を抽出する。移動媒体1602、1606は図16の垂直方向および軸方向においてきわめて良好な熱伝導率を有し、回転方向1603および1607においてきわめて低い熱伝導率を有することが有利である。このような態様で、特許文献3の教示による断熱を得ることができる。これは、銅のスライスが第1の移動媒体および第2の移動媒体を形成し、移動方向においてTE素子1601間の間隙より薄いようなエポキシ固着材料によって共に凝固される銅のパイの一切れのような小さなスライスを製作することによって得ることも可能である。このような態様で、TEからTEへの任意の熱伝導が最小限に抑えられる。あるいは、導電媒体1602および1606は、軸平面および半径平面において幅および長さを有するように向けられた銅箔などの高い導電率材料からなる積層材料から構成され、銅箔は半径方向の熱伝導率を小さくするために、低い導電率のエポキシ接着剤によって分離されている。熱グリース、液体金属の薄層または任意の他の適切な熱伝達材料は図示していないが、移動媒体1602および1606を熱交換器1609および1613と熱接触させることが可能である。動作は、概略図14Bの動作に類似しているが、移動媒体1602および1606が熱出力をTE1601に直接伝達する点が異なっている。専門用語および図14の概略図は、発電装置1600の動作を記載するために用いられる。動作中、熱源1611から得られた熱出力QHは、熱交換器1613によって移動媒体1602に伝達され、移動媒体1602が矢印1603によって示される方向に移動しながら交換器1613と接触する領域を出るときに、移動媒体の温度をTHまで上昇させる。熱交換器1613を出る移動媒体1602は、温度TC1424の熱交換器1609と熱接触する前に温度TMHに冷却するときに、熱出力をTE1601に伝達する。移動媒体1602は、TCに冷却した後、比較的高温側熱交換器1613に向かって矢印1603によって示される移動方向に進み続ける。同時に、第2の移動媒体1606もまた、比較的低温側熱交換器1609との接触によってTC1424まで冷却される。第2の移動媒体1606が回転するとき、TE1601と良好な熱接触状態にあり、低温側から廃熱出力を抽出する。このプロセスにおいて、第2の移動媒体1606は、温度TMC1415まで加熱される。次に、比較的高温側熱交換器1613は、第2の側の媒体1606をTH1427まで加熱される。したがって、移動媒体1602、1606およびTE1601の温度分布は、温度プロファイル1422および1421に類似している。一旦、移動媒体1602上の点が通過し、熱交換器1609によって熱交換器1609まで冷却されると、移動媒体1602は発電装置1600の第2の部分の比較的低温側の部分となり、一旦、第2の移動媒体1606上の点が熱交換器1613によってTH1427まで加熱されると、第2の移動媒体1606は発電装置1600の部分の比較的高温側となる。熱出力QH1612は、同位体、触媒によるバーナまたは炎などの任意の適切な熱源であってもよい熱源1611に由来することができる。比較的高温側熱交換器1613および熱出力源1611は、集中した太陽放射線または任意の他の適切な非接触源QH1612などの外部熱出力源QH1612によって置き変えることができる。熱出力QH1612が時間と共に変化する場合には、シャフト1605、1608の回転速度を変化させて、TH1427を所望の温度に維持することができる。さらに、TMC1425とTMH1426との間の差を制御することによって、回転速度を変化させて、効率を変更することができる。上述したように、移動媒体の円盤1602、1606はまた、液体金属から構成されてもよいことを理解すべきである。速度を制御するために、有利な実施形態において、入力として少なくとも比較的高温側温度センサ1642および比較的低温側温度センサ1644を備えた制御装置1640が、シャフト1605、1608の速度を適応制御するために設けられる。ステッパモータまたはサーボモータを用いることによって、適切なフィードバックを備えた制御装置1640によって、これらの速度をきわめて簡単に制御することができる。状態の変化と共に、適切な動作の境界線を維持するために、速度を変化させることが可能であるように、フィードバックが円盤の高温側および低温側の温度を監視するために設けられる。たとえば、熱源が、時間の経過と共に電力が変化し、時間の経過と共に廃熱が比較的高温または比較的低温になる廃熱システムである場合には、フィードバックは、廃熱が増大中であるときには円盤の速度を加速し、廃熱が減少中であるときには円盤の速度を減速するための制御システムに備えられる。そのような制御システムは、特定の応用向けの発電装置の動作用の特定の所望のスイートスポットを形成するような最高レベルの効率、最高レベルの電力出力または両方の組み合わせを維持するようにプログラムすることが可能である。出口温度TMHがTMCより量において低く、追加することが必要な増強する熱のレベルが小さくなるように、円盤を相当低速で移動することによって、きわめて高い効率を得ることができることを留意すべきである。このような態様では、熱の大部分がシステムにおいて再循環し、廃棄されて失われる熱はほとんどない。図13~図17の任意の実施形態の場合には、作動媒体の移動速度を制御するために、類似の制御システムを設けることが可能である。図17は、廃熱出力によって発電される発電装置システム1700を示す。特定の実施例として、自動車エンジン1705の排気システム1706からの廃熱出力の回収が提供される。排気1713は、触媒コンバータ1707、向流熱交換器1704、マフラ1708および出口1709を通過する。複数のTE1701は、矢印1714、1715および1716によって示される方向に移動中の移動媒体1702および1703と良好な熱接触状態にある。移動媒体1702、1703は、ラジエータ1710、ポンプ1711および熱交換器1704を通過する。負荷1712は、TE1701に取り付けられる。動作中、エンジン1705からの排気1713は、触媒コンバータ1707によって処理され、排気1713が熱出力を移動媒体1702、1703に伝達する向流熱交換器1704に入る。冷却された排気1713は、1709で出る。加熱された媒体1703は、加熱された媒体1703を冷却するTE1701に熱出力を伝達する。移動した媒体はラジエータ1710を通過するときに、さらに冷却される。作動媒体1702および1703は、ポンプ1711によって図17に示された閉ループ構成に流出入される単一の流体であることが有利である。生成された電力は、負荷1712に伝達される。発電装置1600の説明に記載したように、性能を調整し、エンジン1705から出力される排気1713における変動を補償するために、ポンプ1711の速度を変更することができる。図17Bは、図17Aの発電装置1700のオペレータに関する概略図1720を示す。熱出力源1721は、向流熱交換器1704で媒体1702、1703と接触している。高温側媒体1702は、温度TH1723で熱交換器1704から出て、温度TMH1724でラジエータ1710に入る。廃熱出力QC1725は、その点でシステムから出る。比較的高温媒体1703は、TE1701およびラジエータ1710を通過するときに、温度TC1726まで冷却される。次に、媒体は、比較的低温側のTE1701によってポンプ1711を通過し、温度TMC1722で熱交換器1704に入る。動作中、媒体1702、1703は、熱出力QH1721を吸収し、温度TH1723で出る熱交換器1704を通る閉ループにおいて流出入される。媒体1702は、熱出力をTE1701に伝達し、それによって媒体1702をTMH1724まで冷却する。廃熱出力QC1725は、ラジエータ1710によってシステムから排除され、プロセスにおいて、比較的高温媒体1703をTC1726まで冷却する。今度は、冷却された媒体1702はTE1701の低温側から廃熱出力を吸収し、そのプロセスにおいて、媒体1702を温度TMC1722まで加熱する。TE1701を通る熱出力の流れによって生成される電力は、負荷1712に分配される。このプロセスは動作中に連続的に生じる。図13~図17の種々の発電システムのTEにわたって、個別のTE素子の比較的高温側から比較的低温側までの勾配に加えて、TEは、アセンブリの一端からアセンブリの他端まで著しく異なる温度で動作してもよいことを留意されたい。したがって、TEは異なる動作温度および条件の下で最適に動作するように構成されることが有利である。たとえば、比較的高温の温度で動作するTEの場合には、TEは、比較的低温の温度で動作するTEとは異なるTE材料で構成されてもよい。たとえば、比較的高温のTE素子の場合には、TE素子はシリコンゲルマニウムまたは同等のものなどの比較的高温の動作温度によく適している材料から構成され、比較的低温のTE素子の場合には、TE素子はテルル化ビスマスなどの材料から構成され得る。比較的高温の動作温度または比較的低温の動作温度に特に適している他の材料も周知である。図13~図17の発電装置においてTEの可変動作温度に適応させるための別の有利な態様は、TE素子の少なくともいくつかの比較的低温側部分を第1の材料から構成し、同TE素子の比較的低温側部分を第2のTE材料から構成するなどの、非一様な態様で個々のTE素子を構成することである。言い換えれば、単一結合TE素子として周知であるものを形成するために、個々のTE素子は、少なくとも2つの異なる材料から構成される。2つの材料はまた、同一のTE材料であってもよいが、TE素子の比較的低温側とは異なるように、比較的高温側からドープされる。たとえば、TE素子の比較的低温側において第1の濃度レベルでドープし、比較的高温側の場合には異なる濃度レベルでドープすることは、最適な動作に適した特性を提供し得る。あるいは、または組み合わせて、各TE素子またはTE素子の少なくともいくつかの比較的低温側で用いるのと異なるドープ剤を比較的高温側に用いてもよい。さらに別の実施形態において、理想的には、温度変化に基づいてアセンブリにわたって常に変化する態様では、TEの構成が変化する。さらに実際的には、TEは動作範囲の群に分けられ、TE素子は動作範囲に関して適切に構成される。たとえば、図17Bに示されているように、システムにおけるTEにわたる動作温度を表す温度プロファイルの中央を通る点線は、TEを構成するための1つの態様を表す。図の左では、比較的低温の温度で動作するのに適した第1のTE材料から構成される部分は小さいか、全くなく、TE素子のすべてまたは大部分は比較的高温の温度で動作するためにより優れた特性を有する第2のTE材料から構成される。アセンブリの右側では、各TE素子のすべてまたは大部分は比較的低温の温度で動作するのにより優れた特性を備えるTE材料から構成され、比較的高温の温度で動作するためにより優れた特性を有するTE材料から構成される各TE素子の部分は小さいか、全くない。比較的高温側の動作によりよく適しているTE材料から構成される各TE素子またはTE素子の少なくともいくつかの割合または比は、図17Bの上部分であり、比較的低温側の動作によりよく適しているTE材料から構成される各TE素子またはTE素子の少なくともいくつかの百分率または一部は、図17Bの下部分であることは明白である。点線は、そのような材料の理論的な分布を記す。実際には、TE素子は、さらにコストがかかる各TE素子における漸進的な変化ではなく、2つ以上のカテゴリに分けられる。たとえば、慣例が比較的高温材料/比較的低温材料である場合には、90部分/10部分から構成されるTE素子の群、50部分/50部分から構成されるTE素子の群、10部分/90部分から構成されるTE素子の群である。他の比率もあり得る。図17の実施形態は説明のために用いられるが、TE構成のこの原理は動作温度がアセンブリにわたって異なる任意のTEシステムにもあてはまることを留意すべきである。本願明細書の個々の教示は、任意の有利な態様で組み合わせられてもよい。そのような組み合わせは、本発明の一部である。同様に、本願明細書の教示における変形を形成するために、熱絶縁を利用した効率改善型熱電システムEfficiencyThermoelectricsUtilizingThermalIsolationという名称の特許文献3および回転熱交換器に関する熱電熱交換器ThermoelectricHeatExchangerという名称の特許文献5の教示は、本願明細書と共に組み合わせて用いることができる。たとえば、一実施形態において、高温側および/または低温側の熱交換器は、熱交換器の他の部分から実質的に熱的に絶縁される部分に構成される。同様に、一実施形態において、熱電モジュールの部分は、熱電モジュールの他の部分から熱的に絶縁される。さらに、図13~図17の種々の対流型発電装置を共に組み合わせて、2つの異なるレベルで動作する発電装置を形成することができる。したがって、本発明は任意の特定の実施形態または特定の開示に限定されない。さらに正確に言えば、本発明は、添付の特許請求の範囲により定義され、用語は通常の一般的な意味を有するように示している。"