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熱電対を用いた熱電池について
- 熱電対を用いた熱電池について質問です。
- 現在、ポータブルなファンヒーターを作成しており、燃焼器や熱交換器の動作には問題ありませんが、騒音や操作の煩雑さに悩んでいます。
- そこで、熱電対を使用して冷却ファンを回すことができないか検討しています。しかし、熱電対について詳しく知識がなく、特性や電力について教えていただけると助かります。また、熱電対の購入先も教えていただければ幸いです。
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質問者が選んだベストアンサー
もう一度tanceです。 熱電対を電源にするというアイデアは奇抜ですが、あり得ないことでは ないと思います。 筋からするとペルチェですが、ほとんどのものが半田で接続されて いるので、500℃には耐えません。 また、あの薄い表裏の間に500℃の温度差を持たせるのは冷却（放熱）が 大変です。 普通に熱電対を買うと高くつくので、不要なガスコンロをばらして使うのが良いかも しれません。ガスコンロで使われている熱電対は炎の温度で0.5Vくらい 出るようです。
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- gn_drive
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ゼーベック効果の逆がペルチェ効果なのでペルチェ素子を使いましょう。 原理的には同じですが、 温度に対してなるべくリニアになるようセンサとしえ選ばれているものと、 熱エネルギから電気を多く得ようと選ばれているものとでは違います。 コストを気にするならペルチェ素子を選ぶべきと思います。 K型熱電対は500℃で約20mVです。
お礼
お礼が遅くなったことをお詫びします。 秋葉原に行って熱電対を買って来て実験したところ、やはり無理だというのがわかりました。ついでにペルチェも買って来て試したのですが、出力に関してはかなり手ごたえを感じました。後はペルチェの裏と表の温度差を維持する方法と、ペルチェの限界温度を超えないように抑える工夫が必要ですが、こちらは熱交換器の改良でどうにかできるかと思います。 ありがとうございました。
- mtaka2
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熱電対は、センサとして電圧を取り出すための素子ですから、 電流の形でエネルギーを取り出すのは無理でしょう。 エネルギーを取り出すのなら、ペルチェ素子を使うのはどうでしょうか。 ペルチェ素子は電気エネルギーから温度差を生み出す素子ですが、その原理であるペルチェ効果は、熱電対の原理であるゼーベック効果と対になっており、ペルチェ素子の構造は、大雑把に言えば熱電対を数百個直列にしたような形になってます。 ペルチェ効果とゼーベック効果は対になった可逆な反応ですので、ペルチェ素子に温度差を与えれば電気エネルギーを取り出すことが可能です。 個人での入手は難しいと思いますが、発電専用のモジュールなら、温度差250度から最大24Wを取り出すモジュールもあります。 http://www.kelk.co.jp/news/090128.html 市販のペルチェ素子を使った場合、 http://www.lec21.com/1/index.htm こちらの実験例では、バーナーで炙ることで3.8V280mAが取り出せているようです。
お礼
お礼が遅くなったことをお詫びします。 秋葉原に行って熱電対を買って来て実験したところ、やはり無理だというのがわかりました。ついでにペルチェも買って来て試したのですが、出力に関してはかなり手ごたえを感じました。後はペルチェの裏と表の温度差を維持する方法と、ペルチェの限界温度を超えないように抑える工夫が必要ですが、こちらは熱交換器の改良でどうにかできるかと思います。 ありがとうございました。
- tance
- ベストアンサー率57% (402/704)
熱電対が発生する電圧（起電力）は非常に小さいので、所望の電圧を得るには 多数直列にしなくてはなりません。K型熱電対では温度差が500℃のときに約 20mVの電圧が発生します。15Vを得るには750個直列にする必要があります。 取り出せる電流は、内部抵抗が小さいのでそれなりの電流がとれると思います。 １本の熱電対の内部抵抗は10cmで0.1Ωくらいのものが普通ですので 750本では75Ωとなります。これに15V 0.15Aの負荷をつなぐと、86mAくらい しか流れません。電圧も8.6Vくらいに落ちてしまいます。 太い熱電対を使えば内部抵抗を1/10くらいにはできます。 直径3mmくらいのものだと750本で8Ωくらいになるでしょう。 ガスレンジには似たような仕組みが組み込まれているものがあるらしいです。 ガスに火がつくとその熱で熱電対が発電し、プランジャを引きます。 これにより、ノブから手を離してもガスが出続けるようになっています。 もし火が消えると熱電対の起電力もなくなるのでプランジャを引けずに ガスが止まる、というものです。 ですが、普通は熱電対を動力源にするような使い方はしないですね。
お礼
お礼が遅くなったことをお詫びします。 やはり熱電対では厳しいようです。 実は秋葉原に行ってテスター用の熱電対を１０本ばかり買って来て、起電力の試験してみたのですがこれは無理だという結果でした。ありがとうございました。
- 佐藤 志緒（@g4330）
- ベストアンサー率18% (840/4653)
http://www.tonetsu.co.jp/ti_004.html 熱電対の起電力一覧表です。
お礼
お礼が遅くなった事をお詫びします。 熱電対ではやはり起電力不足のようなので他の方法を考えて見ます。 ありがとうございました。
お礼
再びの投稿ありがとうございます。 他の方からの投稿で、ペルチェの利用を再考してみることにしました、現物で試してみると使えそうな手ごたえがあり、以前、ペルチェの使用を考えて候補から外した一番の理由である最高使用温度の問題も、熱交換器を上手く設計すれば物になりそうな手ごたえもありますので、今回はまずペルチェでやってみたいと思います。さすがに大きな温度差を維持するのは難しそうなのですが、１つあたりの起電力が大きいので、冗長度の高い設計をすればと思っています。なにせ、趣味で作っているものですから、コストはある程度度外視できますので・・・ 度々ありがとうございました。