Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JPH08125232A - 熱電発電装置 - Google Patents

熱電発電装置

Info

Publication number
JPH08125232A
JPH08125232A JP6256395A JP25639594A JPH08125232A JP H08125232 A JPH08125232 A JP H08125232A JP 6256395 A JP6256395 A JP 6256395A JP 25639594 A JP25639594 A JP 25639594A JP H08125232 A JPH08125232 A JP H08125232A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
generator
power
thermoelectric generator
thermoelectric
storage battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP6256395A
Other languages
English (en)
Inventor
Shimizu Morimoto
清水 森本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd filed Critical Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority to JP6256395A priority Critical patent/JPH08125232A/ja
Publication of JPH08125232A publication Critical patent/JPH08125232A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温度において発電を安定に行なうことが出
来ると共に、熱及び温度衝撃に強く、しかも熱効率が良
好な熱電発電装置を提供する。 【構成】 燃料26を燃焼用空気27と共にバーナ25
で燃焼させて熱を発生する燃焼炉24と、この燃焼炉2
4で発生する熱による熱電子放出を利用して発電する熱
電子発電器3とを備えた熱電発電装置1において、この
熱電発電装置1は、熱電発電装置1の外部負荷に放電電
力を供給し、熱電子発電器3を定格連続運転させる蓄電
池23を備え、熱電子発電器3の発電出力と蓄電池23
の放電出力とを同一の回路30に導出し、更に、蓄電池
23は、必要に応じて熱電子発電器3から充電可能なも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱源の熱を電気に直接
変換する熱電発電装置に係り、特に、高温域の未利用熱
を有効に活用する熱電発電装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来技術に係るセシウム封入型
熱電子発電器3の原理図である。エミッタ電極4は、図
示しない熱源により加熱され電子13を放出し、コレク
タ電極7は、放出された電子13を補集する。両電極は
適切な間隙である電極間スペース9を介して対向して配
置される。この両電極間を外部回路であるエミッタリー
ド5、コレクタリード8及び負荷22に結べば、これを
通って電子13はコレクタ電極7からエミッタ電極4に
移動し、電流14はエミッタ電極4からコレクタ電極7
に流れ、外部負荷22に電力が取り出せる。
【0003】セラミックシール10は、エミッタ電極4
とコレクタ電極7とを電気的に絶縁すると共に電極間ス
ペース9の真空封着部を形成する。セシウムリザーバ1
1は、金属セシウム12の溜め容器であり、この部分の
温度を調節することにより、電極間スペース9へ所要の
セシウム12蒸気が供給される。セシウム12は、両電
極の仕事関数を適正化する機能と、放出電子による負の
空間電荷を中和する機能を持っている。一般的な発電作
動温度は、エミッタ電極4温度1200〜1700℃、
コレクタ電極7温度400〜700℃、セシウムリザー
バ11温度270〜300℃程度の値が採用される。
【0004】図3は、図2に示した熱電子発電器3を具
体化した縦断面図である。熱電子発電器3は、ホットシ
ェル15の基端側がエミッタフランジ17に固定され、
先端側内側にエミッタ電極4が設けられ、エミッタ電極
4に対向してコレクタ電極7が設けられている。コレク
タ電極7は、冷却空気管18によって供給される冷却空
気19によって熱交換されるコレクタ熱交換器16によ
って冷却される。エミッタ電極4とコレクタ電極7との
空間である電極間スペース9にはセシウムリザーバ11
からセシウムが供給される。尚、参照番号10は、セラ
ミックシールを示す。
【0005】このように熱電子発電器3は、高温度場で
作動するものであることから、各要素部品はもとより機
器としての耐熱強度が要求される。特に、エミッタ電極
4は、1200〜1700℃の高温下で作動する為、加
熱昇温及び冷却降温には十分な時間を必要とする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記熱電子発電器3
は、高温度場で作動するため、例えば、DSS(日中運
転、夜間停止)運転では、熱電子発電器3の要素部品が
高温度に曝されるばかりでなく、急激な加熱、冷却によ
る大きな温度変化のサイクルを受けることになり、この
温度衝撃により、特に絶縁体であるセラミックシール1
0に致命的なダメージを与える恐れがあった。従って、
熱電子発電器3の要素部品の良好な耐熱性と温度衝撃性
が要求され、このような使用条件では従来の要素部品は
不安であった。
【0007】更に、熱電子発電器3の加熱、冷却に少な
からぬ時間を要し、この間は有効出力が得られず、熱電
発電装置としての熱効率が低下する恐れがあった。又、
負荷変動に対しては、運転温度、例えば、エミッタ電極
4温度、セシウムリザーバ11の温度を変えることによ
って追従しているが、変換効率が低下するという問題が
あった。
【0008】本発明の目的は、高温度場において高効率
発電を安定に行なうことが出来ると共に、熱及び温度衝
撃を緩和し、しかも熱効率が良好な熱電発電装置を提供
することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、熱を発生する熱源と、該熱源の熱を電気に変
換して発電する熱電発電器とを備えた熱電発電装置にお
いて、該熱電発電装置の外部負荷に放電電力を供給し、
前記熱電発電器を定格連続運転させる蓄電池を備えたこ
とである。
【0010】更に、上記発明において、前記熱電発電器
は、熱電子放出を利用して発電する熱電子発電器又は熱
起電力を利用して発電する熱電気発電器の少なくとも一
つを備えたものである。
【0011】更に、上記いずれかの発明において、前記
熱電発電装置は、前記熱電発電器の発電出力と前記蓄電
池の放電出力とを同一の回路に導出したものである。
【0012】そして、上記いずれかの発明において、前
記蓄電池は、必要に応じて前記熱電発電器から充電可能
なものである。
【0013】
【作用】本発明によれば、熱電発電装置の外部負荷に放
電電力を供給し、熱電発電器を定格連続運転させる蓄電
池を備えたものであるので、電力需要の変動に対して
は、蓄電池が電力供給量の調整の役目を果たし、電力需
要が増大した場合には熱電発電器から電力を供給すると
共に蓄電池からも放電出力し、電力需要が減少した場合
には熱電発電器だけから外部負荷に電力を供給し、更に
余剰電力は蓄電池を充電する。従って外部負荷の電力需
要に追従する運転が不要になる。又、熱電発電器は、一
定温度の定格連続運転をするので、熱電発電装置の要素
部品の温度変化に基づく温度衝撃性が緩和されるため、
熱電発電装置の信頼性が向上する。
【0014】更に、上記発明において、熱電発電器は、
熱電子放出を利用して発電する熱電子発電器又は熱起電
力を利用して発電する熱電気発電器の少なくとも一つを
備えたものであるので、上記発明の作用に加え、熱電発
電器の選択の幅が広がると共に、熱電発電装置の設計の
自由度が広がる。
【0015】更に、上記いずれかの発明において、熱電
発電装置は、熱電発電器の発電出力と蓄電池の放電出力
とを同一の回路に導出したものであるので、上記いずれ
かの発明の作用に加え、電力需要の増大に対しては熱電
発電器の発電電力と蓄電池の放電電力との合計電力を供
給することが出来、設備面で経済的である。
【0016】そして、上記いずれかの発明において、前
記蓄電池は、必要に応じて前記熱電発電器から充電可能
なものであるので、上記いずれかの発明の作用に加え、
電力需要が少ない時に熱電発電器から蓄電池に充電し、
電力需要が多い時に、熱電発電器の電力不足を補うよう
に蓄電池から放電電力が供給される。
【0017】
【実施例】以下、本発明に係る熱電発電装置の一実施例
を図1に基づいて詳細に説明する。本実施例の熱電発電
装置1は、燃料26を燃焼用空気27と共にバーナ25
で燃焼させて熱を発生する熱源となる燃焼炉24と、熱
電発電器の一つである熱電子放出を利用して発電する熱
電子発電器3とを備え、更に熱電発電装置1の外部負荷
に放電電力を供給し、熱電子発電器3を定格連続運転さ
せる蓄電池23を備えている。そして、熱電子発電器3
の発電出力と蓄電池23の放電出力とを同一の回路30
に導出したものである。更に、熱電子発電器3と蓄電池
23とは、必要に応じて熱電子発電器3から蓄電池23
に充電可能なものである。又、本実施例の熱電発電装置
1は、充放電切替装置31を備えている。
【0018】本実施例の熱電発電装置1は、燃焼炉によ
って形成された高温度場で作動する熱電子発電器3に充
放電可能の蓄電池23を付加することによって、熱電発
電装置1を構成したものであるが、充放電可能の蓄電池
23は、熱電子発電器3の発電出力の1〜1.5倍の容
量を持つものとする。例えば、熱電子発電器3の発電出
力が50KWe(500KWH、10時間運転)に対し
て、充放電可能の蓄電池23は500〜750KWHの
容量とする。電力需要時には、熱電子発電器3の出力容
量500KWHと蓄電池23の放電出力容量750KW
Hで最大1250KWHの出力容量を得る。このこと
は、例えば100KWeでの連続負荷で約半日の電力需
要を賄い、最大電力需要に対して、1/2以下の容量の
熱電子発電器3で対応出来る。
【0019】更に、熱電発電装置1は、燃焼炉24にお
いて送風機28によって空気27を熱電子発電器3に送
風し、コレクタ電極を冷却すると共に空気27は予備加
熱されバーナ25に供給される。バーナ25は、燃料2
6を先の予備加熱された空気27によって燃焼させ、そ
の燃焼熱によって熱電子発電器3のエミッタ電極を加熱
し熱電子の放出を活発にする。尚、参照番号21は、熱
電発電装置1の出力端、29は燃焼排ガスである。
【0020】このような構成を有する本実施例の熱電発
電装置1は、次のように作用する。即ち、熱電発電装置
1は、この熱電発電装置1の外部負荷に放電電力を供給
し熱電子発電器3を定格連続運転させる蓄電池23を備
えたものであるので、外部負荷である電力需要の変動に
対しては、蓄電池23が電力供給量の調整の役目を果た
し、電力需要が増大した場合には熱電子発電器3からの
電力供給と、更に蓄電池23からも放電電力を供給す
る。夜間等の電力需要が減少した場合には熱電子発電器
3だけから外部負荷に電力を供給し、熱電子発電器3の
電力需要変動に対しての追従運転、即ち部分負荷運転が
不要になり、熱効率の向上に寄与する。又、1200〜
1700℃以上の一定温度の連続運転が可能となるの
で、熱電発電装置1の要素部品の高温度に対する耐熱性
及び温度衝撃性が向上すると共に、熱電発電装置1の信
頼性も向上する。
【0021】更に、上記熱電発電装置1において、熱電
子発電器3の発電出力と蓄電池23の放電出力とを同一
の回路30に導出したものであるので、上記熱電発電装
置1の作用に加え、熱電子発電器3の発電電力と蓄電池
23の放電電力とを同一の回路30で供給することが出
来ると共に、電力需要の増大に対して、蓄電池23から
即座に電力を供給することが出来る。
【0022】そして、上記熱電発電装置1において、熱
電子発電器3と蓄電池23は、必要に応じて熱電子発電
器3から蓄電池23に充電可能なものであるので、上記
熱電発電装置1の作用に加え、電力需要が少ない時には
熱電子発電器3は、外部負荷に電力を供給すると共に、
熱電子発電器3から蓄電池23に充電し、且つ電力需要
が多い時には、熱電子発電器3の電力を補うように蓄電
池23から放電電力が供給される。この際、充放電切替
装置31は、外部負荷が増大した時に蓄電池23から外
部負荷へ放電出力する切替作用及び外部負荷が減少した
時に熱電子発電器3から余剰電力を蓄電池23に充電す
る切替作用の両方の役目をする。
【0023】上記実施例の熱電発電装置1においては、
その熱電発電器が熱電子発電器3であったが、熱電発電
器は熱起電力を利用して発電する熱電気発電器であって
も良く、更に、熱電発電器は熱電子発電器又は熱電気発
電器の少なくとも一つを有する複数のものであっても良
い。又、上記実施例の熱電発電装置1は、熱源として燃
料を燃焼させる燃焼炉24であったが、これに限定され
ず、例えば太陽熱を利用する熱源或いは原子力を利用す
る熱源等であっても良い。
【0024】以上この発明を図示の実施例について詳し
く説明したが、それを以ってこの発明をそれらの実施例
のみに限定するものではなく、この発明の精神を逸脱せ
ずして種々改変を加えて多種多様の変形をなし得ること
は云うまでもない。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、熱電発電装置は、この
熱電発電装置の外部負荷に放電電力を供給し、熱電発電
器を定格連続運転させる蓄電池を備えたものであるの
で、熱効率の向上に寄与すると共に、熱電発電装置の要
素部品の高温度に対する耐熱性及び温度変化に対する温
度衝撃性が向上し、熱電発電装置の信頼性が向上する。
【0026】更に、上記発明において、熱電発電器は、
熱電子発電器又は熱電気発電器の少なくとも一つを備え
たものであるので、上記発明の効果に加え、熱電発電器
の選択の幅が広がると共に、熱電発電装置の設計の自由
度が広がる。
【0027】更に、上記いずれかの発明において、熱電
発電装置は、熱電発電器の発電出力と蓄電池の放電出力
とを同一の回路に導出したものであるので、上記いずれ
かの発明の効果に加え、電力を同一の回路で供給するこ
とが出来ると共に、電力需要の増大に対して、蓄電池か
ら即座に電力を供給することが出来、且つ設備面で経済
的である。。
【0028】そして、上記いずれかの発明において、蓄
電池は、必要に応じて熱電発電器から充電可能なもので
あるので、上記いずれかの発明の効果に加え、電力需要
の少ない時に熱電発電器から蓄電池に充電した電力を電
力需要の多い時に、熱電発電器の電力不足量を補うよう
に蓄電池から放電出力する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る熱電発電装置の一実施例を示す系
統図である。
【図2】従来技術に係る熱電子発電器の原理図である。
【図3】図2に示した熱電子発電器を具体化した縦断面
図である。
【符号の説明】
1 熱電発電装置 3 熱電子発電器 23 蓄電池 30 回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱を発生する熱源と、該熱源の熱を電気
    に変換して発電する熱電発電器とを備えた熱電発電装置
    において、該熱電発電装置の外部負荷に放電電力を供給
    し、前記熱電発電器を定格連続運転させる蓄電池を備え
    たことを特徴とする熱電発電装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記熱電発電器は、
    熱電子放出を利用して発電する熱電子発電器又は熱起電
    力を利用して発電する熱電気発電器の少なくとも一つを
    備えたものであることを特徴とする熱電発電装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、前記熱電発電
    装置は、前記熱電発電器の発電出力と前記蓄電池の放電
    出力とを同一の回路に導出したものであることを特徴と
    する熱電発電装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記
    蓄電池は、必要に応じて前記熱電発電器から充電可能な
    ものであることを特徴とする熱電発電装置。
JP6256395A 1994-10-21 1994-10-21 熱電発電装置 Withdrawn JPH08125232A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6256395A JPH08125232A (ja) 1994-10-21 1994-10-21 熱電発電装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6256395A JPH08125232A (ja) 1994-10-21 1994-10-21 熱電発電装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08125232A true JPH08125232A (ja) 1996-05-17

Family

ID=17292086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6256395A Withdrawn JPH08125232A (ja) 1994-10-21 1994-10-21 熱電発電装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08125232A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6269645B1 (en) 1998-05-14 2001-08-07 Yyl Corporation Power plant
JP2004140288A (ja) * 2002-10-21 2004-05-13 Nishizumi Hiroshi 電極、電極製造装置、電極の製造方法、及び熱発電装置
JP2009545716A (ja) * 2006-07-31 2009-12-24 シムカ,パベル モジュール式冷暖房装置を有する熱エネルギー収集・輸送システム
JP2023524283A (ja) * 2020-05-06 2023-06-09 スパーク サーミオニックス,インコーポレイテッド 熱電子エネルギー変換システムおよび方法
US12102005B2 (en) 2017-05-02 2024-09-24 Spark Thermionics, Inc. System and method for work function reduction and thermionic energy conversion

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6269645B1 (en) 1998-05-14 2001-08-07 Yyl Corporation Power plant
JP2004140288A (ja) * 2002-10-21 2004-05-13 Nishizumi Hiroshi 電極、電極製造装置、電極の製造方法、及び熱発電装置
JP2009545716A (ja) * 2006-07-31 2009-12-24 シムカ,パベル モジュール式冷暖房装置を有する熱エネルギー収集・輸送システム
US12102005B2 (en) 2017-05-02 2024-09-24 Spark Thermionics, Inc. System and method for work function reduction and thermionic energy conversion
JP2023524283A (ja) * 2020-05-06 2023-06-09 スパーク サーミオニックス,インコーポレイテッド 熱電子エネルギー変換システムおよび方法
US11935667B2 (en) 2020-05-06 2024-03-19 Spark Thermionics, Inc. System and method for thermionic energy conversion

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200294779A1 (en) Combined heating and power modules and devices
JP3634311B2 (ja) 電源供給システム
JPH08125232A (ja) 熱電発電装置
CN106452187A (zh) 自给电燃气灶
CN101650068B (zh) 带有热电转换装置自供电的强排燃气热水器
US20210257959A1 (en) Combined heating and power modules and devices
US6495749B2 (en) Hybrid combustion power system
JP3268197B2 (ja) 固体電解質燃料電池モジュール
EP3939065A1 (en) Combined heating and power modules and devices
JP2020017361A (ja) 電池温調装置
JP2007037319A (ja) 熱電子発電素子
CN107612424B (zh) 发电系统以及电器
KR20030057985A (ko) 배기가스 폐열을 이용한 열전반도체 발전장치
US20210257958A1 (en) Combined heating and power modules and devices
US20210254581A1 (en) Combined heating and power modules and devices
US20210351722A1 (en) Combined heating and power modules and devices
KR20030008507A (ko) 열전변환을 이용한 충전 시스템
KR20010068354A (ko) 가스 레인지의 폐열을 이용한 열전 발전 장치
CN111503887B (zh) 一种热风炉具的供电系统和热风炉具
US20080085432A1 (en) Solid oxide fuel cell module and control method thereof
JP3941381B2 (ja) 飛しょう体搭載用発電装置
JP2005117824A (ja) 蓄電装置
SU966791A1 (ru) Термоэмиссионна надстройка к тепловым электростанци м
CN212930447U (zh) 一种可燃废弃物发电烧水两用炉
JP3220653U (ja) 発電装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020115