JP2000106001A - 熱励起発光の運転方法及び熱励起発光装置とそれを用いた熱光起電発電装置 - Google Patents
熱励起発光の運転方法及び熱励起発光装置とそれを用いた熱光起電発電装置Info
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- JP2000106001A JP2000106001A JP10273652A JP27365298A JP2000106001A JP 2000106001 A JP2000106001 A JP 2000106001A JP 10273652 A JP10273652 A JP 10273652A JP 27365298 A JP27365298 A JP 27365298A JP 2000106001 A JP2000106001 A JP 2000106001A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
(57)【要約】
【課題】 システム効率が良好であると共に、簡易、か
つ、安価な熱励起発光の運転方法及び熱励起発光装置と
それを用いた熱光起電発電装置を提供するものである。 【解決手段】 発光管１内に燃料Ｆと燃焼用空気Ａを供
給して燃焼させ、その燃焼熱で発光管１を発光させるに
際し、発光管１の両端に蓄熱体２ａ，２ｂを設け、その
発光管１の両端側から交互に、燃料Ｆおよび燃焼用空気
Ａを供給して燃焼させると共に、燃焼排ガスＧを蓄熱体
２ａ，２ｂを通して排出し、その蓄熱体２ａ，２ｂを用
いて燃焼用空気を予熱するものである。
つ、安価な熱励起発光の運転方法及び熱励起発光装置と
それを用いた熱光起電発電装置を提供するものである。 【解決手段】 発光管１内に燃料Ｆと燃焼用空気Ａを供
給して燃焼させ、その燃焼熱で発光管１を発光させるに
際し、発光管１の両端に蓄熱体２ａ，２ｂを設け、その
発光管１の両端側から交互に、燃料Ｆおよび燃焼用空気
Ａを供給して燃焼させると共に、燃焼排ガスＧを蓄熱体
２ａ，２ｂを通して排出し、その蓄熱体２ａ，２ｂを用
いて燃焼用空気を予熱するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱励起発光の運転
方法及び熱励起発光装置とそれを用いた熱光起電発電装
置に係り、特に、化石燃料などの燃焼熱を用いて効率良
く発光管を発光させ、その光を光電変換素子を用いて電
気に変換する熱励起発光の運転方法及び熱励起発光装置
とそれを用いた熱光起電発電装置に関するものである。
方法及び熱励起発光装置とそれを用いた熱光起電発電装
置に係り、特に、化石燃料などの燃焼熱を用いて効率良
く発光管を発光させ、その光を光電変換素子を用いて電
気に変換する熱励起発光の運転方法及び熱励起発光装置
とそれを用いた熱光起電発電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】既存のエネルギー源である化石燃料の燃
焼、集光太陽光、放射性同位体等の高温熱源から発せら
れる輻射熱を、発光体（エミッター）を用いて長波長帯
の光に変換し、その光をフィルタリングした後に、バン
ドギャップの小さい半導体材料からなる光電変換セル
（ＰＶセル）に当てて電力を生じさせるＴＰＶ（Ｔｈｅ
ｒｍｏ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ）システムがある。
焼、集光太陽光、放射性同位体等の高温熱源から発せら
れる輻射熱を、発光体（エミッター）を用いて長波長帯
の光に変換し、その光をフィルタリングした後に、バン
ドギャップの小さい半導体材料からなる光電変換セル
（ＰＶセル）に当てて電力を生じさせるＴＰＶ（Ｔｈｅ
ｒｍｏ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ）システムがある。
【０００３】ＴＰＶシステムは、 広い波長範囲に広がったスペクトルを有する太陽光
を用いるのではなく、ＰＶセルに入射させる光を種々の
工夫を凝らすことにより加工・調整してＰＶセルを形成
する半導体材料のバンドギャップ付近の単色に近い光に
し、ＰＶセルの光電変換効率を高める（６０％以上）こ
とが可能である。
を用いるのではなく、ＰＶセルに入射させる光を種々の
工夫を凝らすことにより加工・調整してＰＶセルを形成
する半導体材料のバンドギャップ付近の単色に近い光に
し、ＰＶセルの光電変換効率を高める（６０％以上）こ
とが可能である。
【０００４】 熱源のパワーを高密度にすることがで
きることから、発電密度を３０〜４０ｋＷ／ｍ2 と高く
することが可能となり、また、固体素子を用いているこ
とから、発電システムの軽量化・コンパクト化を図るこ
とができる。
きることから、発電密度を３０〜４０ｋＷ／ｍ2 と高く
することが可能となり、また、固体素子を用いているこ
とから、発電システムの軽量化・コンパクト化を図るこ
とができる。
【０００５】 ガスタービンやディーゼル機関発電機
と異なりエネルギー変換部に可動部分がないため、低騒
音、かつ、低振動で、維持・管理が容易な発電器とな
る。
と異なりエネルギー変換部に可動部分がないため、低騒
音、かつ、低振動で、維持・管理が容易な発電器とな
る。
【０００６】 燃料電池のような化学反応を用いない
ため、システムを構成する材料の長寿命化が期待でき
る。
ため、システムを構成する材料の長寿命化が期待でき
る。
【０００７】 空気中、常圧下で使用することが可能
である。
である。
【０００８】という特長を有しているため、今後、様々
な用途での需要増が期待されている。従来のＴＰＶ用熱
励起発光装置としては、繊維状或いは多孔質の発光板の
表面に無数の小さな火炎を生じさせる平面バーナ、又は
発光管内の一端に設けられたバーナを燃焼させる一方向
型バーナ、或いは発光管内の両端に対向して設けられた
バーナを同時燃焼させる双方向対向型バーナを用いたも
のが挙げられる。
な用途での需要増が期待されている。従来のＴＰＶ用熱
励起発光装置としては、繊維状或いは多孔質の発光板の
表面に無数の小さな火炎を生じさせる平面バーナ、又は
発光管内の一端に設けられたバーナを燃焼させる一方向
型バーナ、或いは発光管内の両端に対向して設けられた
バーナを同時燃焼させる双方向対向型バーナを用いたも
のが挙げられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＴＰＶ
の場合、理論上のシステム効率（電力／入力熱エネルギ
ー）は３０％以上が可能であるものの、熱を光に変換す
る時（励起時）における燃焼排ガスが持ち去る熱の損失
が大きいため、発光体の加熱効率が悪く、実際のシステ
ム効率は５〜１０％未満と良好でない。このため、励起
時の熱損失を低減すべく、熱回収器を備えたＴＰＶ発電
器も存在するが、システム効率はせいぜい１０％程度で
ある。
の場合、理論上のシステム効率（電力／入力熱エネルギ
ー）は３０％以上が可能であるものの、熱を光に変換す
る時（励起時）における燃焼排ガスが持ち去る熱の損失
が大きいため、発光体の加熱効率が悪く、実際のシステ
ム効率は５〜１０％未満と良好でない。このため、励起
時の熱損失を低減すべく、熱回収器を備えたＴＰＶ発電
器も存在するが、システム効率はせいぜい１０％程度で
ある。
【００１０】ここで、ＴＰＶシステムに、大型で高価な
熱回収器を取り付けることによって熱損失を小さくし、
システム効率を２０％以上とすることはできるものの、
軽量、コンパクト、安価を特長とするＴＰＶシステムを
用いた発電器としての特長を喪失してしまう。
熱回収器を取り付けることによって熱損失を小さくし、
システム効率を２０％以上とすることはできるものの、
軽量、コンパクト、安価を特長とするＴＰＶシステムを
用いた発電器としての特長を喪失してしまう。
【００１１】そこで本発明は、上記課題を解決し、シス
テム効率が良好であると共に、簡易、かつ、安価な熱励
起発光の運転方法及び熱励起発光装置とそれを用いた熱
光起電発電装置を提供することにある。
テム効率が良好であると共に、簡易、かつ、安価な熱励
起発光の運転方法及び熱励起発光装置とそれを用いた熱
光起電発電装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、発光管内に燃料と燃焼用空気を供
給して燃焼させ、その燃焼熱で発光管を発光させるに際
し、発光管の両端に蓄熱体を設け、その発光管の両端側
から交互に、燃料および燃焼用空気を供給して燃焼させ
ると共に、燃焼排ガスを蓄熱体を通して排出し、その蓄
熱体を用いて次に燃焼用空気を予熱するものである。
に請求項１の発明は、発光管内に燃料と燃焼用空気を供
給して燃焼させ、その燃焼熱で発光管を発光させるに際
し、発光管の両端に蓄熱体を設け、その発光管の両端側
から交互に、燃料および燃焼用空気を供給して燃焼させ
ると共に、燃焼排ガスを蓄熱体を通して排出し、その蓄
熱体を用いて次に燃焼用空気を予熱するものである。
【００１３】請求項２の発明は、発光管内に燃料と燃焼
用空気を供給して燃焼させ、その燃焼熱で発光管を発光
させる熱励起発光装置において、上記発光管の両端に設
けられた蓄熱体と、上記発光管両端の各蓄熱体近傍に設
けられ、交互に発光管内に燃料を供給する燃料供給手段
と、その燃料供給手段と同期し、かつ、各蓄熱体を通し
て交互に燃焼用空気を供給すると共に排気する空気供給
・排気手段とを備えたものである。
用空気を供給して燃焼させ、その燃焼熱で発光管を発光
させる熱励起発光装置において、上記発光管の両端に設
けられた蓄熱体と、上記発光管両端の各蓄熱体近傍に設
けられ、交互に発光管内に燃料を供給する燃料供給手段
と、その燃料供給手段と同期し、かつ、各蓄熱体を通し
て交互に燃焼用空気を供給すると共に排気する空気供給
・排気手段とを備えたものである。
【００１４】請求項３の発明は、上記蓄熱体が、セラミ
ックハニカムからなる請求項２記載の熱励起発光装置で
ある。
ックハニカムからなる請求項２記載の熱励起発光装置で
ある。
【００１５】請求項４の発明は、上記発光管が、その両
開口部にセラミックハニカム蓄熱体を有し、その外面に
発光体層を形成してなる請求項２記載の熱励起発光装置
である。
開口部にセラミックハニカム蓄熱体を有し、その外面に
発光体層を形成してなる請求項２記載の熱励起発光装置
である。
【００１６】請求項５の発明は、上記発光体層が、耐熱
性セラミックス或いは耐熱性セラミックス中に希土類金
属を添加・分散させてなる請求項４記載の熱励起発光装
置である。
性セラミックス或いは耐熱性セラミックス中に希土類金
属を添加・分散させてなる請求項４記載の熱励起発光装
置である。
【００１７】請求項６の発明は、上記発光体層が、放射
率の高い物質或いはある一定の波長の光のみを発する選
択波長物質からなる請求項４又は請求項５記載の熱励起
発光装置である。
率の高い物質或いはある一定の波長の光のみを発する選
択波長物質からなる請求項４又は請求項５記載の熱励起
発光装置である。
【００１８】以上の構成によれば、発光管の両端に、蓄
熱効率が良好なセラミックハニカム蓄熱体を設けている
ため、発光管の加熱効率、延いては、熱を輻射光に変換
する励起効率が高くなる。
熱効率が良好なセラミックハニカム蓄熱体を設けている
ため、発光管の加熱効率、延いては、熱を輻射光に変換
する励起効率が高くなる。
【００１９】請求項７の発明は、熱励起発光装置が発す
る光を電気に変換する熱光起電発電装置において、上記
発光管の両端に設けられる蓄熱体と、上記発光管両端の
各蓄熱体近傍に設けられ、交互に発光管内に燃料を供給
する燃料供給手段と、その燃料供給手段と同期して、各
蓄熱体を通して交互に燃焼用空気を供給すると共に排気
する空気供給・排気手段と、上記発光管を囲繞して設け
られる光電変換素子体とを備えたものである。
る光を電気に変換する熱光起電発電装置において、上記
発光管の両端に設けられる蓄熱体と、上記発光管両端の
各蓄熱体近傍に設けられ、交互に発光管内に燃料を供給
する燃料供給手段と、その燃料供給手段と同期して、各
蓄熱体を通して交互に燃焼用空気を供給すると共に排気
する空気供給・排気手段と、上記発光管を囲繞して設け
られる光電変換素子体とを備えたものである。
【００２０】以上の構成によれば、発光管の両端に、蓄
熱効率が良好なセラミックハニカム蓄熱体を備え、か
つ、加熱効率が高い熱励起発光装置を用いているため、
システム効率が高い熱光起電発電装置を得ることができ
る。
熱効率が良好なセラミックハニカム蓄熱体を備え、か
つ、加熱効率が高い熱励起発光装置を用いているため、
システム効率が高い熱光起電発電装置を得ることができ
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【００２２】本発明の熱励起発光装置１０の模式図を図
１に示す。
１に示す。
【００２３】図１に示すように、本発明の熱励起発光装
置１０は、管体（図示せず）の外面に発光体層（図示せ
ず）を形成して発光管１を形成し、その発光管１の両端
にセラミックハニカム蓄熱体２ａ，２ｂを設け、発光管
１両端にパイロットガスＰを供給すべく、発光管１両端
の各蓄熱体２の近傍にパイロットガス供給手段３ａ，３
ｂを設け、各発光管１端に交互に主燃料Ｆを供給すべ
く、発光管１両端の各蓄熱体２の近傍に燃料供給手段４
ａ，４ｂを設け、燃料供給手段４と同期して、各蓄熱体
２を通して交互に燃焼用空気Ａを供給すると共に排気す
べく、発光管１の両端に空気供給・排気手段５ａ，５ｂ
を設けたものである。ここで、各パイロットガス供給手
段３は、パイロットガスＰの供給口近傍に着火装置（図
示せず）を備えている。
置１０は、管体（図示せず）の外面に発光体層（図示せ
ず）を形成して発光管１を形成し、その発光管１の両端
にセラミックハニカム蓄熱体２ａ，２ｂを設け、発光管
１両端にパイロットガスＰを供給すべく、発光管１両端
の各蓄熱体２の近傍にパイロットガス供給手段３ａ，３
ｂを設け、各発光管１端に交互に主燃料Ｆを供給すべ
く、発光管１両端の各蓄熱体２の近傍に燃料供給手段４
ａ，４ｂを設け、燃料供給手段４と同期して、各蓄熱体
２を通して交互に燃焼用空気Ａを供給すると共に排気す
べく、発光管１の両端に空気供給・排気手段５ａ，５ｂ
を設けたものである。ここで、各パイロットガス供給手
段３は、パイロットガスＰの供給口近傍に着火装置（図
示せず）を備えている。
【００２４】発光体層は、耐熱性セラミックス或いは耐
熱性セラミックス中に希土類金属を添加・分散させてな
るものであり、かつ、ある一定の波長の光強度が高い選
択発光物質からなるものである。耐熱性セラミックスと
しては特に限定するものではないが、例えば、Ａｌ2 Ｏ
3 ，ムライト等が挙げられる。
熱性セラミックス中に希土類金属を添加・分散させてな
るものであり、かつ、ある一定の波長の光強度が高い選
択発光物質からなるものである。耐熱性セラミックスと
しては特に限定するものではないが、例えば、Ａｌ2 Ｏ
3 ，ムライト等が挙げられる。
【００２５】セラミックハニカム蓄熱体２の構成材とし
ては特に限定するものではないが、耐熱性を有し、か
つ、熱容量が大きな材料が好ましく、例えば、Ｔｉ3 Ａ
ｌ，ムライト等が挙げられる。
ては特に限定するものではないが、耐熱性を有し、か
つ、熱容量が大きな材料が好ましく、例えば、Ｔｉ3 Ａ
ｌ，ムライト等が挙げられる。
【００２６】管体の構成材としては特に限定するもので
はないが、耐熱性を有し、かつ、熱容量が大きな材料が
好ましく、例えば、ステンレス合金などが挙げられる
が、セラミックハニカム蓄熱体２の構成材と同じ材質で
あってもよい。
はないが、耐熱性を有し、かつ、熱容量が大きな材料が
好ましく、例えば、ステンレス合金などが挙げられる
が、セラミックハニカム蓄熱体２の構成材と同じ材質で
あってもよい。
【００２７】主燃料Ｆとしては特に限定するものではな
いが、取扱性が良好なガス状燃料が最適であり、例え
ば、ブタンを主成分とするＬＰＧなどが挙げられる。
いが、取扱性が良好なガス状燃料が最適であり、例え
ば、ブタンを主成分とするＬＰＧなどが挙げられる。
【００２８】次に、本発明の熱励起発光装置１０を用い
た熱光起電発電装置２１および本発明の熱励起発光装置
１０の運転方法について説明する。
た熱光起電発電装置２１および本発明の熱励起発光装置
１０の運転方法について説明する。
【００２９】本発明の熱励起発光装置１０を用いた熱光
起電発電装置２１の模式図および本発明の熱励起発光装
置１０の運転方法の模式図を図２に示す。尚、図１と同
様の部材には同じ符号を付している。
起電発電装置２１の模式図および本発明の熱励起発光装
置１０の運転方法の模式図を図２に示す。尚、図１と同
様の部材には同じ符号を付している。
【００３０】図２に示すように、本発明の熱光起電発電
装置２１は、上述した熱励起発光装置１０と、発光管１
を囲繞して設けられた円筒状の光電変換素子体（以下、
ＰＶセル体と呼ぶ）１１と、パイロットガス供給手段
３、燃料供給手段４、および空気供給・排気手段５にそ
れぞれパイロットガス（パイロット燃料とパイロット空
気の混合気）Ｐ、主燃料Ｆ、燃焼用空気Ａを送り出すた
めのポンプ１２，１３，１４と、パイロットガス供給手
段３、燃料供給手段４、および空気供給・排気手段５の
中途に設けられた各バルブ２２，２３，２４と、各バル
ブ２２，２３，２４の開閉を制御する制御手段２５とを
備えたものである。ここで、ＰＶセル体１１はコンバー
タ１５を備えており、また、バルブ２４は、Ｔ字管内の
流体の流れを切り換える３方弁となっている。
装置２１は、上述した熱励起発光装置１０と、発光管１
を囲繞して設けられた円筒状の光電変換素子体（以下、
ＰＶセル体と呼ぶ）１１と、パイロットガス供給手段
３、燃料供給手段４、および空気供給・排気手段５にそ
れぞれパイロットガス（パイロット燃料とパイロット空
気の混合気）Ｐ、主燃料Ｆ、燃焼用空気Ａを送り出すた
めのポンプ１２，１３，１４と、パイロットガス供給手
段３、燃料供給手段４、および空気供給・排気手段５の
中途に設けられた各バルブ２２，２３，２４と、各バル
ブ２２，２３，２４の開閉を制御する制御手段２５とを
備えたものである。ここで、ＰＶセル体１１はコンバー
タ１５を備えており、また、バルブ２４は、Ｔ字管内の
流体の流れを切り換える３方弁となっている。
【００３１】先ず、図２（ａ）に示すように、パイロッ
トガスポンプ１２を作動させると共に、発光管１の一端
（図２（ａ）中では左端）に接続されたパイロットガス
供給手段３ａのバルブ２２ａを開き、発光管１内の２ａ
側にパイロットガスＰを供給すると共に点火を行い、発
光管１内の２ａ側にパイロットバーナＢを着火させる。
トガスポンプ１２を作動させると共に、発光管１の一端
（図２（ａ）中では左端）に接続されたパイロットガス
供給手段３ａのバルブ２２ａを開き、発光管１内の２ａ
側にパイロットガスＰを供給すると共に点火を行い、発
光管１内の２ａ側にパイロットバーナＢを着火させる。
【００３２】その後、主燃料ポンプ１３および燃焼用空
気ポンプ１４を作動させると共に、発光管１の一端に接
続された燃料供給手段４ａおよび空気供給・排気手段５
ａの各バルブ２３ａ，２４ａを開き、発光管１内の一端
に、主燃料Ｆ1 、およびセラミックハニカム蓄熱体２ａ
を介して燃焼用空気Ａ1 を供給し、発光管１内の一端に
火炎Ｈ1 を生じさせる。この時、バルブ２４ａにおける
セラミックハニカム蓄熱体２ａ側および主燃料ポンプ１
３の２ａ側の弁が開になっており、残りの一方の弁（図
２中では左側の弁）は閉になっている。
気ポンプ１４を作動させると共に、発光管１の一端に接
続された燃料供給手段４ａおよび空気供給・排気手段５
ａの各バルブ２３ａ，２４ａを開き、発光管１内の一端
に、主燃料Ｆ1 、およびセラミックハニカム蓄熱体２ａ
を介して燃焼用空気Ａ1 を供給し、発光管１内の一端に
火炎Ｈ1 を生じさせる。この時、バルブ２４ａにおける
セラミックハニカム蓄熱体２ａ側および主燃料ポンプ１
３の２ａ側の弁が開になっており、残りの一方の弁（図
２中では左側の弁）は閉になっている。
【００３３】火炎Ｈ1 の燃焼熱によって発光管１の内面
から加熱され、発光管１の外面に形成された発光体層が
発光する。その後、燃焼排ガスＧ1 は、発光管１の他端
（図２（ａ）中では右端）から、セラミックハニカム蓄
熱体２ｂおよび空気供給・排気手段５ｂを介して外部に
排出される。この時、セラミックハニカム蓄熱体２ｂに
おいて、燃焼排ガスＧ1 の熱回収がなされ、また、バル
ブ２４ｂにおける主燃料ポンプ１３側の弁が閉になって
おり、残りの二方の弁が開になっている。
から加熱され、発光管１の外面に形成された発光体層が
発光する。その後、燃焼排ガスＧ1 は、発光管１の他端
（図２（ａ）中では右端）から、セラミックハニカム蓄
熱体２ｂおよび空気供給・排気手段５ｂを介して外部に
排出される。この時、セラミックハニカム蓄熱体２ｂに
おいて、燃焼排ガスＧ1 の熱回収がなされ、また、バル
ブ２４ｂにおける主燃料ポンプ１３側の弁が閉になって
おり、残りの二方の弁が開になっている。
【００３４】次に、火炎Ｈ1 を一定時間燃焼させた後、
図２（ｂ）に示すように、燃料供給手段４ａおよび空気
供給・排気手段５ａの各バルブ２３ａ，２４ａを閉じる
と共に、発光管１の他端（図２（ｂ）中では右端）に接
続されたパイロットガス供給手段３ｂのバルブ２２ｂを
開き、発光管１内の２ｂ側にパイロットガスＰを供給す
ると共に点火を行い、発光管１内の２ｂ側にパイロット
バーナＢを点火する。
図２（ｂ）に示すように、燃料供給手段４ａおよび空気
供給・排気手段５ａの各バルブ２３ａ，２４ａを閉じる
と共に、発光管１の他端（図２（ｂ）中では右端）に接
続されたパイロットガス供給手段３ｂのバルブ２２ｂを
開き、発光管１内の２ｂ側にパイロットガスＰを供給す
ると共に点火を行い、発光管１内の２ｂ側にパイロット
バーナＢを点火する。
【００３５】次に、発光管１の他端に接続された燃料供
給手段４ｂおよび空気供給・排気手段５ｂの各バルブ２
３ｂ，２４ｂを開き、発光管１内の他端に、主燃料
Ｆ2 、およびセラミックハニカム蓄熱体２ｂを介して燃
焼用空気Ａ2 を供給して、発光管１内の他端に火炎Ｈ2
を生じさせる。この時、セラミックハニカム蓄熱体２ｂ
は、前工程時の熱回収によって高温になっているため、
セラミックハニカム蓄熱体２ｂを介して導入される燃焼
用空気Ａ2 は高温の予熱空気となる。この時、バルブ２
４ｂにおけるセラミックハニカム蓄熱体２ｂ側および主
燃料ポンプ１３側の弁が開になっており、残りの一方の
弁（図２中では右側の弁）は閉になっている。
給手段４ｂおよび空気供給・排気手段５ｂの各バルブ２
３ｂ，２４ｂを開き、発光管１内の他端に、主燃料
Ｆ2 、およびセラミックハニカム蓄熱体２ｂを介して燃
焼用空気Ａ2 を供給して、発光管１内の他端に火炎Ｈ2
を生じさせる。この時、セラミックハニカム蓄熱体２ｂ
は、前工程時の熱回収によって高温になっているため、
セラミックハニカム蓄熱体２ｂを介して導入される燃焼
用空気Ａ2 は高温の予熱空気となる。この時、バルブ２
４ｂにおけるセラミックハニカム蓄熱体２ｂ側および主
燃料ポンプ１３側の弁が開になっており、残りの一方の
弁（図２中では右側の弁）は閉になっている。
【００３６】火炎Ｈ2 の燃焼熱によって発光管１の内面
から加熱され、発光管１の外面に形成された発光体層が
発光する。その後、燃焼排ガスＧ2 は、発光管１の一端
から、セラミックハニカム蓄熱体２ａおよび空気供給・
排気手段５ａを介して外部に排出される。この時、セラ
ミックハニカム蓄熱体２ａにおいて、燃焼排ガスＧ2の
熱回収がなされ、また、バルブ２４ａにおける主燃料ポ
ンプ１３側の弁が閉になっており、残りの二方の弁が開
になっている。
から加熱され、発光管１の外面に形成された発光体層が
発光する。その後、燃焼排ガスＧ2 は、発光管１の一端
から、セラミックハニカム蓄熱体２ａおよび空気供給・
排気手段５ａを介して外部に排出される。この時、セラ
ミックハニカム蓄熱体２ａにおいて、燃焼排ガスＧ2の
熱回収がなされ、また、バルブ２４ａにおける主燃料ポ
ンプ１３側の弁が閉になっており、残りの二方の弁が開
になっている。
【００３７】その後、火炎Ｈ1 ，Ｈ2 の点火を交互に繰
り返すと共に、燃焼排ガスＧ1 ，Ｇ2 の熱回収を行い、
その回収熱を用いて次工程の燃焼用空気Ａ2 ，Ａ1 の予
熱を行う。
り返すと共に、燃焼排ガスＧ1 ，Ｇ2 の熱回収を行い、
その回収熱を用いて次工程の燃焼用空気Ａ2 ，Ａ1 の予
熱を行う。
【００３８】最後に、火炎Ｈ1 ，Ｈ2 の燃焼熱を用いて
発光体層を加熱することによって励起した光は、発光管
１を囲繞して設けられたＰＶセル体１１によって電気に
変換され、その電気をコンバータ１５を介して各種用途
に用いる。
発光体層を加熱することによって励起した光は、発光管
１を囲繞して設けられたＰＶセル体１１によって電気に
変換され、その電気をコンバータ１５を介して各種用途
に用いる。
【００３９】ここで、制御手段２５は、パイロットガス
供給手段３、燃料供給手段４、および空気供給・排気手
段５の各バルブ２２，２３，２４の開閉を制御するもの
であり、その制御方法は特に限定するものではない。
供給手段３、燃料供給手段４、および空気供給・排気手
段５の各バルブ２２，２３，２４の開閉を制御するもの
であり、その制御方法は特に限定するものではない。
【００４０】また、本発明においては、パイロットガス
Ｐを供給するためのパイロットガスポンプ１２と、主燃
料Ｆを供給するための主燃料ポンプ１３および燃焼用空
気Ａを供給するための燃焼用空気ポンプ１４とを別体に
設けているが、パイロットガスポンプ１２を設けること
なく、主燃料ポンプ１３および燃焼用空気ポンプ１４か
ら供給される主燃料Ｆと燃焼用空気Ａを混合してパイロ
ットガスＰとしてもよいことは言うまでもない。ここ
で、主燃料ポンプ１３から供給される主燃料Ｆの状態に
よっては、パイロットバーナＢによる点火を行うことな
く、自然着火する場合もあり、この場合、パイロットガ
ス供給手段３、パイロットガスポンプ１２、およびバル
ブ２２自体を必要としなくなる。
Ｐを供給するためのパイロットガスポンプ１２と、主燃
料Ｆを供給するための主燃料ポンプ１３および燃焼用空
気Ａを供給するための燃焼用空気ポンプ１４とを別体に
設けているが、パイロットガスポンプ１２を設けること
なく、主燃料ポンプ１３および燃焼用空気ポンプ１４か
ら供給される主燃料Ｆと燃焼用空気Ａを混合してパイロ
ットガスＰとしてもよいことは言うまでもない。ここ
で、主燃料ポンプ１３から供給される主燃料Ｆの状態に
よっては、パイロットバーナＢによる点火を行うことな
く、自然着火する場合もあり、この場合、パイロットガ
ス供給手段３、パイロットガスポンプ１２、およびバル
ブ２２自体を必要としなくなる。
【００４１】すなわち、本発明の熱励起発光装置の運転
方法によれば、燃焼排ガスの熱を、発光管の両端に設け
たセラミックハニカム蓄熱体を用いて高効率で回収し、
その回収熱を用いて発光管内に供給する燃焼用空気の予
熱を行っているため、熱損失が大幅に減少すると共に、
発光管内に高温の燃焼ガスを発生させることが可能とな
る。
方法によれば、燃焼排ガスの熱を、発光管の両端に設け
たセラミックハニカム蓄熱体を用いて高効率で回収し、
その回収熱を用いて発光管内に供給する燃焼用空気の予
熱を行っているため、熱損失が大幅に減少すると共に、
発光管内に高温の燃焼ガスを発生させることが可能とな
る。
【００４２】また、本発明の熱励起発光装置の運転方法
によれば、発光体層を効率良く加熱することができるた
め、本発明の熱励起発光装置は、従来の熱励起発光装置
と比較して、強い発光強度を得る（励起効率を大幅に向
上させる）ことが可能となる。
によれば、発光体層を効率良く加熱することができるた
め、本発明の熱励起発光装置は、従来の熱励起発光装置
と比較して、強い発光強度を得る（励起効率を大幅に向
上させる）ことが可能となる。
【００４３】さらに、励起効率が大幅に向上する結果、
光電変換後のシステム効率が２０％以上に達し、本発明
の熱励起発光装置を用いた熱光起電発電装置は、システ
ム効率が良好であると共に、簡易、かつ、安価となる。
光電変換後のシステム効率が２０％以上に達し、本発明
の熱励起発光装置を用いた熱光起電発電装置は、システ
ム効率が良好であると共に、簡易、かつ、安価となる。
【００４４】本発明においては、熱励起発光装置を発電
器として用いているが、発電器以外の用途として、輻射
加熱による工業プロセス促進などにも適用することがで
きることは言うまでもない。
器として用いているが、発電器以外の用途として、輻射
加熱による工業プロセス促進などにも適用することがで
きることは言うまでもない。
【００４５】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００４６】（１） 燃焼排ガスの熱を、発光管の両端
に設けたセラミックハニカム蓄熱体を用いて高効率で回
収し、その回収熱を用いて発光管内に供給する燃焼用空
気の予熱を行うことで、熱損失が大幅に減少すると共
に、発光管内に高温の燃焼ガスを発生させることが可能
となる。
に設けたセラミックハニカム蓄熱体を用いて高効率で回
収し、その回収熱を用いて発光管内に供給する燃焼用空
気の予熱を行うことで、熱損失が大幅に減少すると共
に、発光管内に高温の燃焼ガスを発生させることが可能
となる。
【００４７】（２） 発光管内に高温の燃焼ガスを発生
させることが可能であることから、発光体層を効率良く
加熱することができ、本発明の熱励起発光装置は、従来
の熱励起発光装置と比較して、励起効率が大幅に向上す
る。
させることが可能であることから、発光体層を効率良く
加熱することができ、本発明の熱励起発光装置は、従来
の熱励起発光装置と比較して、励起効率が大幅に向上す
る。
【００４８】（３） 本発明の熱励起発光装置の励起効
率が大幅に向上することで、光電変換後のシステム効率
が２０％以上に達し、本発明の熱励起発光装置を用いた
熱光起電発電装置は、システム効率が良好であると共
に、簡易、かつ、安価となる。
率が大幅に向上することで、光電変換後のシステム効率
が２０％以上に達し、本発明の熱励起発光装置を用いた
熱光起電発電装置は、システム効率が良好であると共
に、簡易、かつ、安価となる。
【図１】本発明の熱励起発光装置の模式図である。
【図２】本発明の熱励起発光装置を用いた熱光起電発電
装置の模式図および本発明の熱励起発光装置の運転方法
の模式図である。
装置の模式図および本発明の熱励起発光装置の運転方法
の模式図である。
１ 発光管 ２ａ，２ｂ 蓄熱体（セラミックハニカム蓄熱体） ４ａ，４ｂ 燃料供給手段 ５ａ，５ｂ 空気供給・排気手段 １０ 熱励起発光装置 １１ 光電変換素子体（ＰＶセル体） ２１ 熱光起電発電装置 Ｆ 主燃料（燃料） Ａ 燃焼用空気 Ｇ 燃焼排ガス
フロントページの続き (72)発明者 藤森 俊郎 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 篠原 譲司 東京都江東区豊洲三丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内 Ｆターム(参考） 5F051 JA20
Claims (7)
- 【請求項１】 発光管内に燃料と燃焼用空気を供給して
燃焼させ、その燃焼熱で発光管を発光させるに際し、発
光管の両端に蓄熱体を設け、その発光管の両端側から交
互に、燃料および燃焼用空気を供給して燃焼させると共
に、燃焼排ガスを蓄熱体を通して排出し、その蓄熱体を
用いて燃焼用空気を予熱することを特徴とする熱励起発
光の運転方法。 - 【請求項２】 発光管内に燃料と燃焼用空気を供給して
燃焼させ、その燃焼熱で発光管を発光させる熱励起発光
装置において、上記発光管の両端に設けられた蓄熱体
と、上記発光管両端の各蓄熱体近傍に設けられ、交互に
発光管内に燃料を供給する燃料供給手段と、その燃料供
給手段と同期し、かつ、各蓄熱体を通して交互に燃焼用
空気を供給すると共に排気する空気供給・排気手段とを
備えたことを特徴とする熱励起発光装置。 - 【請求項３】 上記蓄熱体が、セラミックハニカムから
なる請求項２記載の熱励起発光装置。 - 【請求項４】 上記発光管が、その両開口部にセラミッ
クハニカム蓄熱体を有し、その外面に発光体層を形成し
てなる請求項２記載の熱励起発光装置。 - 【請求項５】 上記発光体層が、耐熱性セラミックス或
いは耐熱性セラミックス中に希土類金属を添加・分散さ
せてなる請求項４記載の熱励起発光装置。 - 【請求項６】 上記発光体層が、放射率の高い物質或い
はある一定の波長の光のみを発する選択波長物質からな
る請求項４又は請求項５記載の熱励起発光装置。 - 【請求項７】 熱励起発光装置が発する光を電気に変換
する熱光起電発電装置において、上記発光管の両端に設
けられる蓄熱体と、上記発光管両端の各蓄熱体近傍に設
けられ、交互に発光管内に燃料を供給する燃料供給手段
と、その燃料供給手段と同期して、各蓄熱体を通して交
互に燃焼用空気を供給すると共に排気する空気供給・排
気手段と、上記発光管を囲繞して設けられる光電変換素
子体とを備えたことを特徴とする熱励起発光装置を用い
た熱光起電発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10273652A JP2000106001A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 熱励起発光の運転方法及び熱励起発光装置とそれを用いた熱光起電発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10273652A JP2000106001A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 熱励起発光の運転方法及び熱励起発光装置とそれを用いた熱光起電発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000106001A true JP2000106001A (ja) | 2000-04-11 |
Family
ID=17530678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10273652A Pending JP2000106001A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 熱励起発光の運転方法及び熱励起発光装置とそれを用いた熱光起電発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000106001A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002315371A (ja) * | 2001-04-13 | 2002-10-25 | Toyota Motor Corp | 熱光発電装置 |
| JP2002319693A (ja) * | 2001-04-23 | 2002-10-31 | Toyota Motor Corp | 熱光発電装置 |
| JP2003046106A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Toyota Motor Corp | 熱光発電装置 |
| US7060891B2 (en) | 2002-08-01 | 2006-06-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Thermophotovoltaic generator apparatus |
| CN103700689A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-04-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种柔性发光显示器件及其制作方法、应用载体 |
| CN103700676A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 柔性阵列基板以及具有该柔性阵列基板的柔性显示装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6084765A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-05-14 | ティーピー ブイ エナージィ システムズ，インコーポレーテッド | 発光器 |
| JPS63316486A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-23 | Tokyo Gas Co Ltd | 熱光発電装置 |
| JPH02144874A (ja) * | 1988-11-28 | 1990-06-04 | Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd | 導電性ハニカムセラミックス |
| JPH08128621A (ja) * | 1994-10-31 | 1996-05-21 | Daido Steel Co Ltd | 蓄熱燃焼装置 |
| JPH10132257A (ja) * | 1996-11-01 | 1998-05-22 | Tokyo Gas Co Ltd | 小型蓄熱燃焼装置 |
-
1998
- 1998-09-28 JP JP10273652A patent/JP2000106001A/ja active Pending
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| JP4710161B2 (ja) * | 2001-04-13 | 2011-06-29 | トヨタ自動車株式会社 | 熱光発電装置 |
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|
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|
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