热电发电系统的制作方法

本发明主要涉及使用热电元件进行发电的热电发电系统。

背景技术：

在专利文献1中公开了热电发电系统。该热电发电系统具备：热电元件、加热热电元件的加热部、以及冷却热电元件的冷却部。热电元件基于由加热部与冷却部实现的温度差来进行发电。

专利文献1：国际公开第2017/204283号

这里，热电发电系统的发电量取决于外部的热源的温度等，所以有时发电量的调整变得困难。然而，在专利文献1中关于发电量的调整并没有进行记载。因此，期望能够调整发电量的热电发电系统。

技术实现要素：

本发明正是鉴于以上的情况而完成的，其主要目的在于提供一种能够调整发电量的热电发电系统。

本发明要解决的课题如上所述，接下来说明用于解决该课题的手段和其效果。

根据本发明的观点，提供以下结构的热电发电系统。即、该热电发电系统具备：热电元件、加热部、冷却部、导热部、检测部、调整部以及控制部。上述热电元件通过温度差进行发电。上述加热部具有供热介质通过的第一热介质路径，利用该热介质的热来加热上述热电元件。上述冷却部冷却上述热电元件。上述导热部具有供上述热介质通过并且与上述第一热介质路径连接的第二热介质路径，使用热源对加热上述热电元件而温度下降的上述热介质进行加热。上述检测部检测上述热源的温度或者根据该热源的温度而升降的值。上述调整部使在上述第一热介质路径以及上述第二热介质路径中循环的上述热介质的量变化。上述控制部基于上述检测部所检测出的值控制上述调整部，来调整上述热介质的量。

热电元件的发电量根据热介质的温度以及量而变化。通过基于检测部所检测出的值调整热介质的量，从而能够调整发电量。

上述热电发电系统中，优选是以下结构。即、上述控制部在由上述检测部检测出的值是第一值的情况下，以上述热介质的量成为第一量的方式控制上述调整部。在由上述检测部所检测出的值是比第一值小的第二值的情况下，以上述热介质的量成为比上述第一量多的第二量的方式控制上述调整部。

由此，在检测部所检测出的值(热介质的温度)变低的情况下热介质的量变多，从而发电量的大幅度降低被抑制。另一方面，在检测部所检测出的值(热介质的温度)变高的情况下热介质的量变少，从而发电量的大幅度上升被抑制。由此，能够使发电量稳定。

在上述热电发电系统中，优选上述控制部取得上述热电元件的热阻，基于该热阻控制上述调整部，来调整上述热介质的量。

热电元件的发电量根据热电元件的热阻而变化。因此，通过基于热阻调整热介质的量，从而能够调整发电量。

在上述热电发电系统中，优选上述控制部以随着所取得的上述热阻的变高而使上述热介质的量变少的方式控制上述调整部。

由此，在热阻变低的情况下热介质的量变多，从而发电量的大幅度降低被抑制。另一方面，在热阻变高的情况下热介质的量变少，从而发电量的大幅度上升被抑制。由此，能够使发电量稳定。

在上述热电发电系统中，优选上述控制部以上述热电元件的发电量成为额定发电量的方式控制上述调整部，这在上述热电元件的耐久性的观点上是优选的。

由此，能够发出额定发电量。

在上述热电发电系统中，优选是以下结构。即、上述导热部设置于热源管道内，上述热电元件设置于上述热源管道外。在通过堵塞上述热源管道的开口部而构成该热源管道的壁部的一部分的凸缘部件，分别安装有上述导热部以及上述热电元件。

由此，能够以简单的构造将热电发电系统设置于热源管道。

在上述热电发电系统中，优选具备支承部件，该支承部件在上述热源管道之外将上述热电元件支承于设置面或者天花板面。

由此，由于将热电元件支承于设置面或者天花板面，所以能够减少对热源管道施加的负载。

在上述热电发电系统中，优选是以下结构。即、该热电发电系统具备压力保持容器、排出阀、返回阀以及辅助导热部。上述压力保持容器存积上述热介质，并以设定值保持所存积的该热介质的压力。上述排出阀作为上述调整部而设置，在上述第一热介质路径的上述热介质的压力满足第一压力条件的情况下，使该热介质向上述压力保持容器移动。上述返回阀作为上述调整部而设置，在上述第一热介质路径的上述热介质的压力满足压力比上述第一压力条件低的第二压力条件的情况下，使上述压力保持容器的上述热介质向上述第一热介质路径移动。上述辅助导热部使用上述热源对存积在上述压力保持容器的上述热介质进行加热，从而使该热介质的压力与上述设定值接近。

由此，能够根据第一热介质路径的热介质的压力，使热介质在第一热介质路径与压力保持容器之间移动。因此，能够将在第一热介质路径以及第二热介质路径中循环的热介质的量维持为适当的值，因此能够防止发电量的降低。另外，通过具备辅助导热部，从而能够防止压力保持容器的热介质的压力的降低。特别是，通过使用热源加热压力保持容器的热介质，从而与用电能加热的结构比较，能够减少使用的电量。

在上述热电发电系统中，优选具备辅助冷却部，该辅助冷却部对存积在上述压力保持容器的上述热介质进行冷却，从而使存积在上述压力保持容器的上述热介质的压力与上述设定值接近。

由此，在压力保持容器的热介质的压力高的情况下，能够使该压力降低。

在上述热电发电系统中，优选具备辅助导热阀，该辅助导热阀用于通过使在上述辅助导热部中与上述热源进行热交换的上述热介质的量变化，从而使存积在上述压力保持容器的上述热介质的压力与上述设定值接近。

由此，能够使辅助导热部对热介质进行的加热的程度变化，所以能够省略辅助冷却部，或能够使辅助冷却部所要求的冷却等级降低。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的热电发电系统的整体结构的概要图。

图2是热电发电系统的俯视图。

图3是表示热介质在第一热介质路径以及第二热介质路径中流动的情形的图。

图4是用于调整热介质的量的处理的设备的框图。

图5是表示使热介质的量变化时的热源温度与发电量的关系的图表。

图6是表示使热介质的量变化时的热阻与发电量的关系的图表。

图7是表示控制部所进行的热介质量调整控制的流程图。

图8是表示包含凸缘部件的热电发电系统被设置于热源管道的状态的图。

图9是表示使设置面支承热电发电系统的状态的图。

图10是表示使天花板面支承热电发电系统的状态的图。

图11是表示固定托架的形状的图10的a-a剖视图。

图12是表示第二实施方式的热电发电系统的整体结构的概要图。

图13是表示热介质根据第一热介质路径的压力而在第一热介质路径与压力保持容器之间移动的图。

图14是表示使压力保持容器所存积的热介质的压力与设定值接近的处理的图。

图15是表示不具有使热介质返回的结构的现有技术1以及2中的发电量的变化的图。

图16是表示具有使热介质返回的结构的本实施方式的发电量的变化的图。

图17是表示第三实施方式的热电发电系统的整体结构的概要图。

具体实施方式

接下来，参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。首先，参照图1～图3对热电发电系统1的结构进行说明。图1是表示第一实施方式的热电发电系统1的整体结构的概要图。图2是热电发电系统1的俯视图。图3是表示热介质在第一热介质路径12a以及第二热介质路径21a中流动的情形的图。

热电发电系统1配置于发动机的废气或者工厂废热等热源所处的位置，利用从该热源取得的热进行发电。如图1以及图2所示，热电发电系统1具备发电模块10。发电模块10具备热电元件11、加热部12以及冷却部13。

如图2所示，在加热部12的厚度方向的两侧的面分别配置有热电元件11。热电元件11与加热部12配置为接触。另外，在热电元件11的另一侧的面(与加热部12接触的面不同的面)分别配置有冷却部13。这样，本实施方式的发电模块10以沿厚度方向夹着加热部12的方式配置有一对热电元件11，而且以沿着厚度方向夹着上述热电元件11的方式配置有一对冷却部13。由此，热电元件11的一侧的面被加热部12加热，并且热电元件11的另一侧的面被冷却部13冷却。

热电元件11是板状的元件，基于与加热部12接触的一侧的面、和与冷却部13接触的另一侧的面之间的温度差产生电动势。如图1所示，本实施方式的发电模块10沿与热电元件11的厚度方向垂直的方向纵横地排列配置有多个热电元件11。此外，本实施方式的热电元件11的数量以及排列方法是一个例子，也可以配置与本实施方式不同数量的热电元件11，也可以以与本实施方式不同的排列方法配置热电元件11。

加热部12配置为与多个热电元件11的一侧的面接触。加热部12使用通过与热源的热交换而温度上升的热介质，来加热热电元件11的一侧的面。在本实施方式中，热介质虽然是水，但也可以是与水不同的物质。以下，对热介质所流动的具体的路径进行说明。

如图3所示，在加热部12的内部形成有第一热介质路径12a。第一热介质路径12a包含以热介质能够沿着铅垂方向移动的方式，沿着铅垂方向形成的路径。此外，第一热介质路径12a只要作为成分包含铅垂方向即可，例如也可以是使热介质向斜下方移动那样的路径。被热源加热的热介质成为气体(高温的蒸气)而向加热部12供给。该蒸气沿着第一热介质路径12a向铅垂方向下侧流动。作为高温的蒸气的热介质通过经由加热部12的表面的与热电元件11的热交换而温度下降，从而冷凝并从气体向液体变化。

成为液体的热介质被热源加热。具体而言，热电发电系统1具备热源管道20。在热源管道20形成有供废气以及工厂废热等通过的空间。另外，在该热源管道20设置有导热部21。导热部21是配置于热源管道20内并且与发电模块10连接的管状的部件。此外，导热部21若能够进行与热源的热交换，则并不限于管状。

在导热部21的内部形成有导热管，其形成有第二热介质路径21a。该导热管包含沿水平方向以直线状延伸的多根直线路径、和连接上述直线路径的弯曲状的弯曲路径而构成。换言之，第二热介质路径21a作为成分包含铅垂方向，具有使热介质向铅垂方向的上侧移动的部分。另外，如图2所示，该导热管沿热源管道20的长度方向排列配置有多根(在本实施方式中是六根)。根据该结构，能够使用热源的热充分地对热介质进行加热。另外，配置导热管的根数也可以是一根。向导热管的第二热介质路径21a供给的液体的热介质被加热从而从液体向气体变化。由此，热介质能够在弯曲路径中向铅垂方向上侧移动。然后，气体的热介质向第一热介质路径12a被供给。

这样，热介质不用泵等的动力就能在第一热介质路径12a以及第二热介质路径21a中循环。由此，使用热源的热对热电元件11的一侧的面进行加热。此外，热电发电系统1也可以是在与本实施方式不同的路径中使热介质移动的结构，也可以是使用泵等来排出热介质的结构。

冷却部13配置为与多个热电元件11的另一侧的面接触。在冷却部13的内部形成有供制冷剂流动的路径。冷却部13连接有省略图示的制冷剂供给路径以及制冷剂排出路径。制冷剂供给路径是将被省略图示的冷却设备冷却的制冷剂向冷却部13供给的路径。由此，热电元件11的另一侧的面被制冷剂冷却。通过冷却热电元件11从而温度上升的制冷剂从制冷剂排出路径被排出而向冷却设备供给。在本实施方式中，制冷剂虽然是水，但也可以是与水不同的物质。另外，热介质与制冷剂的物质可以相同，也可以不同。

据此，利用热电元件11的一侧的面与另一侧的面的温度差，在热电元件11中产生电动势。热电元件11所产生的动力经由省略图示的电线以及逆变器等而向规定的电气设备供给。

接下来，主要参照图1来说明在第一热介质路径12a以及第二热介质路径21a中循环的热介质的供给以及调整热介质的量的机构。如图1所示，热介质存积在热介质箱30。另外，在连接热介质箱30与第一热介质路径12a的路径配置有第一阀(调整部)31以及第二阀(调整部)32。

第一阀31用于将存积在热介质箱30的热介质向第一热介质路径12a供给。通过增大第一阀31的开度从而从热介质箱30向第一热介质路径12a供给的热介质变多，通过减少第一阀31的开度从而从热介质箱30向第一热介质路径12a供给的热介质变少。另外，通过关闭第一阀31，从而不从热介质箱30向第一热介质路径12a供给热介质。

第二阀32用于使在第一热介质路径12a以及第二热介质路径21a中循环的热介质向热介质箱30返回。第二阀32是压力阀(溢流阀)，在第一热介质路径12a的压力超过规定值的情况下开放。由此，能够使过剩的热介质向热介质箱30返回。

此外，在最初向第一热介质路径12a以及第二热介质路径21a供给热介质的情况下，通过与该路径连接的省略图示的真空泵对路径内进行吸引之后，供给热介质。另外，在从第一热介质路径12a以及第二热介质路径21a排出热介质之后，即使再次供给热介质的情况下，也同样地进行真空泵的吸引。

接下来，参照图4来说明在调整热介质的量的处理中使用的设备。图4是用于调整热介质的量的处理的设备的框图。

如图4所示，热电发电系统1作为在调整热介质的量的处理中使用的设备，具备控制部40、水位计41以及压力计(检测部)42。

控制部40由公知的计算机构成，具备存储部40a、和运算部40b。存储部40a是硬盘、闪存或者光盘等，存储有热电发电系统1的控制所需的程序以及数据等。运算部40b是fpga、asic或者cpu等运算处理装置。运算部40b构成为读出并执行存储于存储部40a等的程序，从而能够执行与热电发电系统1相关的各种处理。另外，控制部40构成为能够进行改变上述第一阀31的开度的控制。

水位计41计测存积在热介质箱30的热介质的水位。水位计41例如是通过发送超声波到接收反射波为止的时间来检测水位的超声波式、通过浮在热介质的浮标的高度来检测水位的浮标式或者利用与热介质的量对应的静电电容的变化的静电电容式。水位计41的检测结果向控制部40输出。此外，也可以是通过与这些不同的方式来计测热介质箱30的水位的结构。

水位计41的检测结果用于检测在第一热介质路径12a以及第二热介质路径21a中循环的热介质的量。即，从最初向热介质箱30投入的热介质的量减去存积在热介质箱30的热介质的量，从而计算在第一热介质路径12a以及第二热介质路径21a中循环的热介质的量。

此外，在第一热介质路径12a以及第二热介质路径21a中循环的热介质的量，也可以使用水位计41以外的部件来计算。例如，能够从由热介质箱30向第一热介质路径12a流动的热介质的量的计测结果(流量传感器的计测结果)，减去由第一热介质路径12a向热介质箱30流动的热介质的量的计测结果，从而推测循环的热介质的量。或者也可以在第一热介质路径12a或者第二热介质路径21a中设置检测液体或者气体的流量的流量传感器，基于以规定时间计测出的流量的合计，来推测循环的热介质的量。

压力计42配置于第二热介质路径21a与第一热介质路径12a之间、且从第二热介质路径21a朝向第一热介质路径12a的路径。压力计42计测热介质(气体)的压力。压力计42的检测结果向控制部40输出。

由压力计42检测的热介质的压力例如根据热源的温度而变化。具体而言，随着热源的温度变高，压力计42所检测出的热介质的压力也变高。另外，随着热源的温度变低，压力计42所检测出的热介质的压力也变低。

在本实施方式中，压力计42配置于比第二热介质路径21a靠下游且比第一热介质路径12a靠上游的部分。然而，压力计42也可以配置于第二热介质路径21a或者第一热介质路径12a。但是，存在热介质因位置的不同而呈液体的可能性，或存在与热介质对应的压力的变化很小的可能性。因此，优选配置于第二热介质路径21a中的流动方向的相对下游部分，或者配置于第一热介质路径12a中的流动方向的相对上游部分。

此外，只要是根据热源的温度而升降的结构，则也可以是检测热介质的压力以外的值的结构。例如也可以用温度传感器直接计测热源的温度。或者也可以在与压力计42相同的位置设置温度传感器来计测热介质的温度。

接下来，参照图5～图7来说明改变热介质的量，从而提高发电效率的控制(以下，称为热介质量调整控制)。图5是表示使热介质的量变化时的热源温度与发电量的关系的图表。图6是表示使热介质的量变化时的热阻与发电量的关系的图表。图7是表示控制部40所进行的热介质量调整控制的流程图。

首先，对热介质的量与发电量的关系进行说明。基本上随着热介质的量的变多而从热源向热电元件11传递的热变多，所以发电量变多。然而，在热介质多的情况下，存在第一热介质路径12a以及第二热介质路径21a的内部的压力变高，或热电元件11超过使用极限温度的可能性，所以热介质的量过多是不优选的。此外，使用极限温度是指对热电元件11预先设定的温度，在热电元件11的温度(详细而言，热电元件11中的与加热部12接触的部分的温度)超过使用极限温度的情况下，存在热电元件11破损的可能性。

另外，如图5所示，随着热源的温度的变高而从热源向热电元件11传递的热变多，所以发电量变多。而且，如图6所示，随着热电元件11的热阻的变高而容易产生温度差，所以发电量变多。此外，在发电模块10具备多个热电元件11的情况下，发电量根据这些多个热电元件11的热阻(即、热电模块的热阻)而变化。在以下的说明中，将一个或者多个热电元件11的热阻简称为“热电元件11的热阻”。

另外，一般的发电模块10规定有额定发电量。额定发电量是指发电模块10的发电能力、即发电模块10所被设定的能够输出的最大发电量。另外，在发电模块10中，与温度差、高温侧的温度、低温侧的温度等对应地作为规格设定额定发电量。

这样，发电量取决于热介质的量、热源的温度以及热电元件11的热阻。另外，发电量也取决于状况，但优选与额定发电量一致。考虑以上情况，在本实施方式中，根据热源的温度以及热电元件11的热阻来调整热介质的量，以在热电元件11的温度不超过使用极限温度的范围内使发电量与额定发电量一致。以下，具体地说明。

控制部40取得发电模块10所具备的热电元件11的整体的热阻(s101)。对于热阻而言，根据热电元件11的种类而具有不同的值，例如由热电发电系统1的制造厂家预先输入并存储于存储部40a。然后，运算部40b从存储部40a取得热阻。或者也可以是由热电发电系统1的使用者输入热电元件11的热阻，将该值存储于存储部40a的结构。而且也可以预先在存储部40a存储将确定热电元件11的信息(型号、识别编号等)、与该热电元件11的热阻建立关联的表，并由存储部40a确定当前使用的热电元件11，从表中取得与确定出的热电元件11对应的热阻。

接下来，控制部40基于水位计41所检测出的水位，推测在第一热介质路径12a以及第二热介质路径21a中循环的热介质的量(s102)。然后，控制部40基于压力计42所检测出的压力，推测热源的温度(s103)。

接下来，控制部40基于热源的温度以及热阻来调整热介质的供给量，以在热电元件11的温度不超过使用极限温度的范围内使发电量与额定发电量一致(接近)(s104)。

具体而言，在发电量是额定发电量的状况下，在热源的温度变低的情况下，通过增加热介质的供给量从而使循环的热介质的量增加，所以防止发电量的降低。另外，在发电量是额定发电量的状况下，在热源的温度变高的情况下，通过减少热介质的供给量(利用经由第二阀32而向热介质箱30返回的热介质)从而使循环的热介质的量减少，因此防止热介质的压力变得过高。另外，在热电元件11的温度接近使用极限温度的情况下，通过维持或减少热介质的供给量，从而维持或降低热电元件11的温度。此外，热电元件11的温度由于与加热部12的温度具有相关性所以能够根据压力计42的检测结果来进行推测。或者也可以在热电元件11安装温度传感器而直接检测。

另外，热阻在热电发电系统1的运转中不发生变化，但例如在使用热阻小的热电元件11的情况下，与使用热阻大的热电元件11的情况比较，由于通过增加循环的热介质的量而循环的热介质的量增加，所以防止发电量的降低。相反，在使用热阻大的热电元件11的情况下，与使用热阻小的热电元件11的情况比较，由于通过减少热介质的供给量(利用经由第二阀32而向热介质箱30返回的热介质)而循环的热介质的量减少，因此防止热介质的压力变得过高，或防止热电元件11的温度超过使用极限温度。

在本实施方式中，为了基于热源的温度与热阻这两者来决定循环的热介质的量，考虑热源的温度的影响和热阻的影响这两者来决定循环的热介质的量。

另外，循环的热介质的量的决定方法虽各种各样，但例如能够将额定发电量作为目标值，将当前的发电量作为当前值，进行反馈控制。换言之，直至当前的发电量与额定发电量一致为止使热介质量增加。或者也可以根据当前的热源的温度、热阻以及循环的热介质的量，来进行运算(即通过前馈控制)，决定增减的热介质的量。

另外，由于存在热源的温度变化的可能性，所以随时进行步骤s102～s104的处理，从而即使在热源的温度变化的情况下，也能够维持发电量并且能够防止热介质的压力变得过高，或能够防止热电元件11的温度超过使用极限温度。

接下来，参照图8～图11来说明用于将热电发电系统1设置于热源管道20的结构。图8是表示将包含凸缘部件51的热电发电系统1设置于热源管道20的状态的图。图9是表示将热电发电系统1支承在设置面61的状态的图。图10是表示将热电发电系统1支承在天花板面62的状态的图。图11是表示固定托架53的形状的图10的a-a剖视图。

如图8所示，在热源管道20的壁部形成有多个开口部22。将热电发电系统1(详细而言，发电模块10以及导热部21等，以下相同)分别安装在上述开口部22。另外，热电发电系统1具备用于使向开口部22的安装变得容易的凸缘部件51。

凸缘部件51是板状的部件，如图8所示，通过堵塞开口部22而构成热源管道20的壁部的一部分。详细而言，如图9所示，在热源管道20向外侧延伸出的部分形成有开口部22。由此，由于固定件不进入热源管道20内，因此能够使用固定件将凸缘部件51安装于热源管道20。此外，也可以通过焊接将凸缘部件51安装于热源管道20。

在本实施方式中，将导热部21设置于热源管道20内，将发电模块10设置于热源管道20外。因此，凸缘部件51配置于导热部21与发电模块10之间。因此，在凸缘部件51形成有用于使导热部21通过的贯通孔。另外，凸缘部件51通过焊接而安装于导热部21。由此，能够一体地处理导热部21以及发电模块10与凸缘部件51。此外，安装方法并不限于焊接，例如，也可以将管接头安装于凸缘部件51并经由管接头连接热源管道20侧的导热部21与发电模块10侧的导热部21。

如上所述，仅通过将包含凸缘部件51的热电发电系统1安装于热源管道20，就能够进行热电发电系统1的设置。

另外，在本实施方式中，为了减少由热电发电系统1施加给热源管道20的负载，具备支承发电模块10(即、支承热电元件11)的支承部件52。在图9中支承部件52是使设置面61支承热电发电系统1的重量的部件。设置面61是设置(支承)热电发电系统1的面，可以与热源管道20的设置面相同，也可以不同。

另外，一般热电发电系统1的重心位于发电模块10侧(即、热源管道20外)。因此，通过在与热电发电系统1的重心接近的位置配置支承部件52，从而能够使热电发电系统1自立，所以能够使向热源管道20施加的负载消失或者使其大幅度地减少。此外，与重心接近的位置是指在将支承部件52中的最接近热源管道20的部分设为前端，将其相反侧的端部设为后端时，在图9中，热电发电系统1的重心位于支承部件52的前端与后端之间的位置。

另外，也可以构成为在支承部件52的下部设置车轮等，而使支承部件52能够相对于设置面61滑动。由此，能够使热电发电系统1滑动而设置于热源管道20，或在维护时使热电发电系统1滑动而从热源管道20取下，所以能够减少作业者的麻烦。

图10示出了不是使设置面61而是使天花板面62支承热电发电系统1的结构。在该情况下也在与重心接近的位置安装支承部件52，从而能够稳定地支承热电发电系统1。

另外，图10中记载了使用固定托架53，将凸缘部件51安装于导热部21以及发电模块10(即、热电元件11)的结构。固定托架53也可以与上述的导热部21与凸缘部件51的焊接同时采用。另外，即使在不是使天花板面62而是使设置面61支承热电发电系统1的情况下，也能够使用固定托架53。

在导热部21的凸缘部件51的附近安装有辅助部件54。辅助部件54配置为连接导热部21的上游侧的端部与下游侧的端部。以连接辅助部件54与凸缘部件51的方式安装固定托架53。

另外，在热电发电系统1设置有用于凸缘部件51与发电模块10的安装的其它的固定托架53。该固定托架53以连接凸缘部件51与发电模块10的方式安装。在本实施方式中，虽连接了固定托架53与加热部12，但也可以连接除加热部12以外的部件与固定托架53。通过设置固定托架53，由此能够将导热部21以及发电模块10稳定地安装并支承于凸缘部件51。

此外，固定托架53是金属制的，特别是配置于热源管道20内的固定托架53由于成为高温，所以产生热膨胀以及伴随着该热膨胀的热形变。在能够忽略热形变的影响的情况下，如图11的上侧所示，也可以使用直线状的固定托架53。此外，在无法忽略热形变的影响的情况下，如图11的下侧所示，优选使用即使产生热膨胀也通过形状变化而很难产生热形变的形状的固定托架53。在图11的下侧示出了具有屈曲或者弯曲的部分而在热膨胀时发挥挠性的形状的固定托架53。

接下来，参照图12～图14来说明第二实施方式。图12是表示第二实施方式的热电发电系统1的整体结构的概要图。图13是表示根据第一热介质路径12a的压力，热介质在第一热介质路径12a与压力保持容器71之间移动的图。图14是表示使压力保持容器71所存积的热介质的压力与设定值接近的处理的图。此外，参照图8～图11说明的安装构造不仅能够应用在第一实施方式也能够应用在第二以及第三实施方式。

第二实施方式的热电发电系统1的使热介质的量变化的结构与第一实施方式不同。如图12所示，热电发电系统1具备用于将在第一热介质路径12a以及第二热介质路径21a等中循环的热介质的压力保持为恒定值(设定值)的压力保持部70。

压力保持部70具备：压力保持容器71、溢流阀(调整部、排出阀)72、单向阀(调整部、返回阀)73、辅助导热部74、辅助冷却部75、辅助冷却阀76以及压力开关77。

压力保持容器71存积热介质。另外，对于存积在压力保持容器71的热介质而言，通过辅助导热部74以及辅助冷却部75来调整温度，从而以压力与设定值接近的方式被控制。

溢流阀72经由规定的管与第一热介质路径12a(例如，加热部12的热交换后的部分)连接。溢流阀72与第二阀32相同，用于使在第一热介质路径12a以及第二热介质路径21a中循环的热介质向压力保持容器71移动。如图13的上端的图所示，溢流阀72在第一热介质路径12a的压力(图13的p1)大于设定值(pset)的情况下开放，从而使过剩的热介质向压力保持容器71移动。此外，热介质不向相反方向通过溢流阀72。

单向阀73与溢流阀72相同，经由规定的管与第一热介质路径12a(例如，加热部12的热交换后的部分)连接。单向阀73与第一阀31相同，用于使存积在压力保持容器71的热介质向第一热介质路径12a移动。如图13的下端的图所示，单向阀73在第一热介质路径12a的压力小于设定值(pset)的情况下打开，从而使压力保持容器71的热介质向第一热介质路径12a移动。此外，热介质不向相反方向通过单向阀73。

因此，在本实施方式中，第一热介质路径12a的热介质的压力大于设定值相当于“第一压力条件”，第一热介质路径12a的热介质的压力小于设定值相当于“第二压力条件”。第二压力条件所含的压力范围小于第一压力条件所含的压力范围。此外，在本实施方式中，虽第一压力条件的阈值(设定值)与第二压力条件的阈值(设定值)一致，但也可以稍微不同。

辅助导热部74使用热源的热加热存积在压力保持容器71的热介质。具体而言，辅助导热部74包含：与压力保持容器71的下部连接的第一管、配置于热源管道20的内部的第二管、以及与压力保持容器71的上部连接的第三管。存积在压力保持容器71的热介质经由第一管向第二管供给，从而被热源的热加热。被加热后的热介质的至少一部分气化而经由第三管向压力保持容器71返回。通过设置辅助导热部74，从而能够使压力保持容器71的热介质的压力上升。

辅助冷却部75包含供从外部供给的制冷剂(例如水)通过的冷却管。该冷却管的一部分配置于压力保持容器71的内部。由此，冷却管的制冷剂、与存积在压力保持容器71的热介质进行热交换，从而将热介质冷却。

辅助冷却阀76配置于辅助冷却部75的冷却管。辅助冷却阀76构成为能够在向压力保持容器71供给制冷剂的“打开状态”、与不向压力保持容器71供给制冷剂的“关闭状态”之间切换。在本实施方式中，辅助冷却阀76在没有来自外部的指令的情况下，处于“关闭状态”，通过来自外部的指令而切换为“打开状态”。

压力开关77判定压力保持容器71的热介质的压力(图14的p2)是否超过设定值(上述pset)。压力开关77在压力保持容器的压力大于设定值的情况下，向辅助冷却阀76发送指令。由此，如图14的上端的图所示，向压力保持容器71供给制冷剂，从而将压力保持容器71的热介质冷却。其结果是，压力保持容器71的热介质的压力下降。另一方面，压力开关77在压力保持容器71的压力小于设定值的情况下，不向辅助冷却阀76发送指令(停止指令的发送)。由此，如图14的下端的图所示，不向压力保持容器71供给制冷剂。另外，压力保持容器71的热介质总是被辅助导热部74加热。因此，热介质没有被冷却而被加热，从而热介质的压力上升。

在本实施方式中，使由辅助冷却部75进行的冷却开始的第一阈值(设定值)、与停止由辅助冷却部75进行的冷却的第二阈值(设定值)一致。与此相对，也可以使第一阈值与第二阈值不同。另外，并不限于直接检测压力保持容器71的压力的结构，也可以检测根据该压力而变动的其它的值，切换是否进行辅助冷却部75的冷却。

这样，在本实施方式中，基于压力保持容器71的压力切换制冷剂的供给的有无，从而以与设定值接近的值保持压力保持容器71的热介质的压力。在本说明书中，即使压力保持容器71的热介质的压力没有总是严格地与设定值一致，但只要控制为与设定值接近，则也称为“以设定值保持”。

这样，由于以设定值保持压力保持容器71的压力，所以即使在第一热介质路径12a的压力下降而变得小于设定值的情况下，也直至第一热介质路径12a的压力成为与设定值接近的值为止，经由单向阀73从压力保持容器71向第一热介质路径12a供给热介质。此外，如上所述，在第一热介质路径12a的压力大于设定值的情况下，直至该压力成为设定值为止经由溢流阀72将热介质向压力保持容器71供给。

如上所述，通过具备压力保持部70，从而能够抑制在第一热介质路径12a以及第二热介质路径21a中循环的热介质的压力的变动。此外，在现有技术的热电发电系统中，仅具备溢流阀，而没有公开具备单向阀的结构。因此，在现有的热电发电系统中，如图15的现有技术1的图表所示，在热源的温度变高的情况下，由于热介质的压力上升，所以热介质经由溢流阀排出。在现有技术中，由于不具有使热介质自动地返回的结构，所以即使热源的温度降低，在发电模块等中循环的热介质的量也保持减少的状态。因此，在热源的温度低的状态下有时无法得到足够的发电量。另外，在图15所示的现有技术2中，将热源的最高温度作为设计值来决定热介质的量等。换言之，在热源是最高温度的状态下，能够实现发电模块的规格的最大发电量。由此，如图15的现有技术2的图表所示，能够设为即使热源的温度变高热介质也不会被排出。然而，在该现有技术2的方法中，热源的温度低的状态下的发电量大幅度降低，所以结果是发电量的时间平均值变低。

与此相对，在本实施方式中，具有使热介质向第一热介质路径12a等返回的结构。若具体地说明，则与现有技术2不同，在本实施方式中，将热介质的温度的平均值等作为设计值来决定热介质的量等。因此，如图16的图表所示，在热源的温度变高的情况下，有时热介质经由溢流阀72排出。然而，其后在热源的温度降低的情况下，在第一热介质路径12a等中循环的热介质的温度降低从而该热介质的压力下降，所以经由第一阀31或者单向阀73，将热介质向第一热介质路径12a等供给。因此，能够将热源的温度低的状态下的、发电量的降低抑制为最小限度。其结果是，与现有技术1以及2比较，能够提高发电量的时间平均值。

接下来，参照图17来说明第三实施方式。图17是表示第三实施方式的热电发电系统1的整体结构的概要图。在第三实施方式中，以下两点与第二实施方式不同。第一个不同点是在第三实施方式中，没有设置辅助冷却部75。第二个不同点是在辅助导热部74设置有辅助导热阀78。

第二实施方式的压力保持部70是通过辅助导热部74总是加热压力保持容器71的热介质并且根据需要通过辅助冷却部75进行冷却的结构。与此相对，第三实施方式的压力保持部70是切换是否由辅助导热部74进行的加热的结构。具体而言，辅助导热阀78构成为能够在向热源管道20供给热介质的“打开状态”、与不向热源管道20供给热介质的“关闭状态”之间进行切换。压力开关77在压力保持容器71的压力小于设定值的情况下，进行将辅助导热阀78设为“打开状态”的指令，来加热热介质。另一方面，压力开关77在压力保持容器71的压力大于设定值的情况下，不进行该指令(停止该指令)而是将辅助导热阀78设为“关闭状态”。其结果是，停止压力保持容器71的热介质的加热，通过压力保持容器71的外表面与周围的热交换等，而冷却压力保持容器71的热介质。因此，压力保持容器71的热介质的压力下降。

这样，根据压力保持容器71的压力来调整辅助导热阀78，从而能够总是使压力保持容器71的压力与设定值接近。

此外，在第二以及第三实施方式中，辅助冷却阀76以及辅助导热阀78均能够在“打开状态”与“关闭状态”之间切换。也可以代替之，例如根据压力保持容器71的压力等，来改变辅助冷却阀76或者辅助导热阀78的开度(开口面积)。此外，在对溢流阀72以及单向阀73的开度进行电子控制的情况下，也可以根据第一热介质路径12a的压力等，改变它们的开度。

如以上说明的那样，上述实施方式的热电发电系统1具备：热电元件11、加热部12、冷却部13、导热部21、压力计42、第一阀31以及控制部40。热电元件11通过温度差进行发电。加热部12具有供热介质通过的第一热介质路径12a，通过该热介质的热对热电元件11进行加热。冷却部13冷却热电元件11。导热部具有供热介质通过并且与第一热介质路径12a连接的第二热介质路径21a，使用热源对加热热电元件11而温度下降的热介质进行加热。压力计42检测根据热源的温度而升降的值(热介质的压力)。第一阀31使在第一热介质路径12a以及第二热介质路径21a中循环的热介质的量变化。控制部40基于压力计42所检测出的值控制第一阀31，调整热介质的量。

热电元件11的发电量根据热介质的温度以及量而变化。通过基于压力计42所检测出的值来调整热介质的量，从而能够调整发电量。

另外，在上述实施方式的热电发电系统1中，控制部40在由第一阀31检测出的值是第一值的情况下，以热介质的量成为第一量的方式控制第一阀31。在由第一阀31检测出的值是比第一值小的第二值的情况下(即、热源的温度下降了的情况下)，以热介质的量成为比第一量多的第二量的方式(即、以热介质的量增加的方式)控制第一阀31。

由此，在压力计42所检测出的值(即、热介质的温度)变低的情况下，热介质的量变多，从而发电量的大幅度降低被抑制。另一方面，在压力计42所检测出的值变高的情况下，热介质的量变少，从而发电量的大幅度上升被抑制。由此，能够使发电量稳定。

另外，在上述实施方式的热电发电系统1中，控制部40取得热电元件11的热阻，基于该热阻控制第一阀31，来调整热介质的量。

热电元件11的发电量根据热电元件11的热阻而变化。因此，通过基于热阻调整热介质的量，从而能够调整发电量。

另外，在上述实施方式的热电发电系统1中，控制部40以随着取得的热阻的变高而使热介质的量变少的方式控制第一阀31。

由此，在热阻变低的情况下，热介质的量变多，从而发电量的大幅度降低被抑制。另一方面，在热阻变高的情况下，热介质的量变少，从而发电量的大幅度上升被抑制。由此，能够使发电量稳定。

另外，在上述实施方式的热电发电系统1中，从热电元件11的耐久性的观点考虑，控制部40以热电元件11的发电量成为额定发电量的方式控制第一阀31。

由此，能够发出额定发电量。

另外，在上述实施方式的热电发电系统1中，导热部21设置于热源管道20内，热电元件11设置于热源管道20外。在通过堵塞热源管道20的开口部22而构成该热源管道20的壁部的一部分的凸缘部件51分别安装有导热部21以及热电元件11。

由此，能够以简单的构造将热电发电系统1设置于热源管道20。

另外，上述实施方式的热电发电系统1具备在热源管道20外将热电元件11支承于设置面61或者天花板面62的支承部件52。

由此，由于将热电元件11支承于设置面61或者天花板面62，所以能够减少对热源管道20施加的负载。

另外，第二以及第三实施方式的热电发电系统1具备：压力保持容器71、溢流阀72、单向阀73以及辅助导热部74。压力保持容器71存积热介质，以设定值保持该存积的热介质的压力。溢流阀72作为调整部而设置，在第一热介质路径12a的热介质的压力满足第一压力条件的情况下，使该热介质向压力保持容器71移动。单向阀73作为调整部而设置，在第一热介质路径12a的热介质的压力满足压力比第一压力条件低的第二压力条件的情况下，使压力保持容器71的热介质向第一热介质路径12a移动。辅助导热部74使用热源加热存积在压力保持容器71的热介质，从而使该热介质的压力与设定值接近。

由此，能够根据第一热介质路径12a的热介质的压力，使热介质在第一热介质路径12a与压力保持容器71之间移动。因此，能够将在第一热介质路径12a以及第二热介质路径21a中循环的热介质的量维持为适当的值，因此能够防止发电量的降低。另外，通过具备辅助导热部74，从而能够防止压力保持容器71的热介质的压力的降低。特别是，通过使用热源加热压力保持容器71的热介质，从而与用电能加热的结构比较，能够减少使用的电量。

另外，第二以及第三实施方式的热电发电系统1具备：通过冷却存积在压力保持容器71的热介质，从而使存积在压力保持容器71的热介质的压力与设定值接近的辅助冷却部75。

由此，在压力保持容器71的热介质的压力高的情况下，能够使该压力降低。

另外，第二以及第三实施方式的热电发电系统1具备：用于通过使在辅助导热部74中与热源进行热交换的热介质的量(每单位时间的流量)变化而使存积在压力保持容器71的热介质的压力与设定值接近的辅助导热阀78。

由此，能够使辅助导热部74对热介质进行的加热的程度变化，所以能够省略辅助冷却部75，或使辅助冷却部75所要求的冷却等级降低。

以上虽对本发明的优选实施方式进行了说明，但上述结构例如可以如以下那样改变。

发电模块10的结构并不限于上述实施方式所示的例子。例如，也可以是仅在加热部12的单面配置热电元件11，在该热电元件11的相反侧的面配置冷却部13的结构。

上述实施方式所示的流程图是一个例子，也可以进行处理的追加、处理的省略或者处理的改变。也可以省略步骤s101并省略基于热阻的处理。另外，也可以并行进行步骤s102和步骤s103。

在上述实施方式中，虽以发电量与额定发电量一致的方式调整热介质的量，但也可以是以与其它的发电量(例如热电发电系统1所要求的发电量)一致的方式调整热介质的量的结构。

上述实施方式的热电发电系统1调整第一阀31的开度，从而调整循环的调整热介质的量。也可以代替之，热电发电系统1例如是通过上述真空泵或者其它的吸引装置，使循环的热介质向热介质箱30返回的结构。

上述实施方式的热电发电系统1所具备的各种阀的安装位置仅是一个例子，也可以安装于与上述实施方式不同的位置。

热电发电系统1也可以具备第二实施方式的辅助冷却阀76、和第三实施方式的辅助导热阀78这两者。由此，能够停止辅助导热部74对热介质进行的加热，所以即使向压力保持容器71供给的制冷剂的流量变少，也能够充分地冷却压力保持容器71的热介质。

附图标记的说明

1…热电发电系统

10…发电模块

11…热电元件

12…加热部

12a…第一热介质路径

13…冷却部

20…热源管道

21…导热部

21a…第二热介质路径

31…第一阀(调整部)

32…第二阀(调整部)

40…控制部

41…水位计

42…压力计(检测部)