JP2003046106A - 熱光発電装置 - Google Patents
熱光発電装置Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N3/00—Regulating air supply or draught
- F23N3/08—Regulating air supply or draught by power-assisted systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N3/00—Regulating air supply or draught
- F23N3/02—Regulating draught by direct pressure operation of single valves or dampers
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
- H02S10/30—Thermophotovoltaic systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F23M2900/00—Special features of, or arrangements for combustion chambers
- F23M2900/13004—Energy recovery by thermo-photo-voltaic [TPV] elements arranged in the combustion plant
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 エミッタにおける発光の強度を均一化するこ
とにより発電効率の向上を図った熱光発電装置を提供す
る。 【解決手段】 燃料及び空気の供給を受けて燃料を燃焼
させる燃焼器１２から発生する燃焼ガスを通過させるこ
とによりエミッタ３４を加熱し、該エミッタからの輻射
光を光電変換素子２２により電力に変換する熱光発電装
置において、燃焼ガスの状態に応じて該エミッタの燃焼
ガス流路抵抗を可変とする手段、出力要求に応じ燃焼器
の火口の形状又は数を可変とする手段、又は燃焼ガスの
状態に応じて排出ガスの排気状態を可変とする手段を設
ける。
とにより発電効率の向上を図った熱光発電装置を提供す
る。 【解決手段】 燃料及び空気の供給を受けて燃料を燃焼
させる燃焼器１２から発生する燃焼ガスを通過させるこ
とによりエミッタ３４を加熱し、該エミッタからの輻射
光を光電変換素子２２により電力に変換する熱光発電装
置において、燃焼ガスの状態に応じて該エミッタの燃焼
ガス流路抵抗を可変とする手段、出力要求に応じ燃焼器
の火口の形状又は数を可変とする手段、又は燃焼ガスの
状態に応じて排出ガスの排気状態を可変とする手段を設
ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱源から輻射され
る赤外光（赤外線、熱線ともいう）を光電変換素子（光
電変換セル）にて電力に変換する熱光起電力変換(therm
ophotovoltaic energy conversion)により発電を行う熱
光発電装置（ＴＰＶシステム）に関する。
る赤外光（赤外線、熱線ともいう）を光電変換素子（光
電変換セル）にて電力に変換する熱光起電力変換(therm
ophotovoltaic energy conversion)により発電を行う熱
光発電装置（ＴＰＶシステム）に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱光発電装置では、エミッタ（輻射体）
を加熱することにより、そのエミッタから一定の波長の
赤外光を輻射させ、その赤外光を光電変換素子に入射さ
せて電力に変換する。熱光発電装置は、可動部分を持た
ないため、無騒音・無振動システムを実現することがで
きる。
を加熱することにより、そのエミッタから一定の波長の
赤外光を輻射させ、その赤外光を光電変換素子に入射さ
せて電力に変換する。熱光発電装置は、可動部分を持た
ないため、無騒音・無振動システムを実現することがで
きる。
【０００３】次世代のエネルギ源として、熱光発電は、
クリーン性、静粛性などの点で優れている。エミッタを
加熱するために、燃焼熱、太陽熱、原子核崩壊熱などが
利用可能であるが、一般的には、ブタンなどのガス燃料
の燃焼により発生する燃焼ガスがエミッタ加熱用に利用
される。
クリーン性、静粛性などの点で優れている。エミッタを
加熱するために、燃焼熱、太陽熱、原子核崩壊熱などが
利用可能であるが、一般的には、ブタンなどのガス燃料
の燃焼により発生する燃焼ガスがエミッタ加熱用に利用
される。
【０００４】例えば、特開昭６３−３１６４８６号公報
には、多孔質固体により製作されたエミッタと、燃焼ガ
スがそのエミッタ内を通過するように構成されたエミッ
タ加熱手段と、そのエミッタからの輻射エネルギを電気
エネルギに変換する光電変換素子と、から構成される熱
光発電装置が開示されている。
には、多孔質固体により製作されたエミッタと、燃焼ガ
スがそのエミッタ内を通過するように構成されたエミッ
タ加熱手段と、そのエミッタからの輻射エネルギを電気
エネルギに変換する光電変換素子と、から構成される熱
光発電装置が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に示される如
き従来の技術においては、燃焼器（バーナ）にて発生し
た高温の燃焼ガスが、エミッタを通過してそれを加熱し
ているが、エミッタにおける燃焼ガスの通過部位にばら
つきが発生し、これによりエミッタからの発光もばらつ
く。この原因としては、燃焼器における火炎発生部位の
分布、エミッタの流路抵抗の不適合、運転状況の変化
（発電要求量の変化に伴う燃焼量の変化により燃焼ガス
のエミッタ通過状態が変化する）、等が挙げられる。
き従来の技術においては、燃焼器（バーナ）にて発生し
た高温の燃焼ガスが、エミッタを通過してそれを加熱し
ているが、エミッタにおける燃焼ガスの通過部位にばら
つきが発生し、これによりエミッタからの発光もばらつ
く。この原因としては、燃焼器における火炎発生部位の
分布、エミッタの流路抵抗の不適合、運転状況の変化
（発電要求量の変化に伴う燃焼量の変化により燃焼ガス
のエミッタ通過状態が変化する）、等が挙げられる。
【０００６】エミッタの発光が不均一である場合には、
受光する複数の光電変換セルに入射するエネルギ量がば
らつくこととなる。そのため、個々の光電変換セルの発
電量に差が生ずる。その結果として、各セル間に発電量
に応じた電流量の差が発生する。また、複数の光電変換
セルは一般に直列に接続されているため、総発電量は、
「各セル発生電圧の和」×「最小発電量セルの電流」に
より決まる。したがって、ばらつきが大きいと、「最小
発電量セルの電流」が小さくなり、結果として、電力変
換効率が低下するという問題が生ずる。
受光する複数の光電変換セルに入射するエネルギ量がば
らつくこととなる。そのため、個々の光電変換セルの発
電量に差が生ずる。その結果として、各セル間に発電量
に応じた電流量の差が発生する。また、複数の光電変換
セルは一般に直列に接続されているため、総発電量は、
「各セル発生電圧の和」×「最小発電量セルの電流」に
より決まる。したがって、ばらつきが大きいと、「最小
発電量セルの電流」が小さくなり、結果として、電力変
換効率が低下するという問題が生ずる。
【０００７】本発明は、上述した問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、エミッタにおける発光の強
度を均一化することにより発電効率の向上を図った熱光
発電装置を提供することにある。
たものであり、その目的は、エミッタにおける発光の強
度を均一化することにより発電効率の向上を図った熱光
発電装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、燃料及び空気の供給を受けて燃料
を燃焼させる燃焼器から発生する燃焼ガスをエミッタの
燃焼ガス流路に通過させることによりエミッタを加熱
し、該エミッタからの輻射光を光電変換素子により電力
に変換する熱光発電装置において、燃焼ガスの状態に応
じて該エミッタの燃焼ガス流路抵抗を可変とする手段を
設けたことを特徴とする熱光発電装置が提供される。
に、本発明によれば、燃料及び空気の供給を受けて燃料
を燃焼させる燃焼器から発生する燃焼ガスをエミッタの
燃焼ガス流路に通過させることによりエミッタを加熱
し、該エミッタからの輻射光を光電変換素子により電力
に変換する熱光発電装置において、燃焼ガスの状態に応
じて該エミッタの燃焼ガス流路抵抗を可変とする手段を
設けたことを特徴とする熱光発電装置が提供される。
【０００９】均一な厚さを有するエミッタにおいては形
成される火炎との位置関係で加熱されやすい部分とそう
でない部分とが生ずるのに対し、上述の如く構成された
熱光発電装置においては、燃焼ガスの状態に応じてエミ
ッタの燃焼ガス流路抵抗が可変であるため、火炎から遠
い部分にガスを多く流すことができ、結果として、エミ
ッタの温度分布の均一化を図ることができる。
成される火炎との位置関係で加熱されやすい部分とそう
でない部分とが生ずるのに対し、上述の如く構成された
熱光発電装置においては、燃焼ガスの状態に応じてエミ
ッタの燃焼ガス流路抵抗が可変であるため、火炎から遠
い部分にガスを多く流すことができ、結果として、エミ
ッタの温度分布の均一化を図ることができる。
【００１０】また、本発明によれば、燃料及び空気の供
給を受けて燃料を燃焼させる燃焼器から発生する燃焼ガ
スをエミッタの燃焼ガス流路に通過させることによりエ
ミッタを加熱し、該エミッタからの輻射光を光電変換素
子により電力に変換する熱光発電装置において、発電の
出力要求に応じて燃焼器の火口の形状又は数を可変とす
る手段を設けたことを特徴とする熱光発電装置が提供さ
れる。
給を受けて燃料を燃焼させる燃焼器から発生する燃焼ガ
スをエミッタの燃焼ガス流路に通過させることによりエ
ミッタを加熱し、該エミッタからの輻射光を光電変換素
子により電力に変換する熱光発電装置において、発電の
出力要求に応じて燃焼器の火口の形状又は数を可変とす
る手段を設けたことを特徴とする熱光発電装置が提供さ
れる。
【００１１】燃焼器の火口の形状や数により火炎の形状
は変化するが、上述の如く構成された熱光発電装置にお
いては、小出力が要求されるときには、例えば火口の形
状を小さくし又はその数を減少させて細長い火炎を形成
する一方、大出力が要求されるときには、火口の形状を
大きくし又はその数を増加させて適切な長さの火炎を形
成すること等により、要求（目標）出力に応じて燃焼器
での燃焼状態を最適に制御することで、エミッタ全体を
均一に加熱することが可能となる。
は変化するが、上述の如く構成された熱光発電装置にお
いては、小出力が要求されるときには、例えば火口の形
状を小さくし又はその数を減少させて細長い火炎を形成
する一方、大出力が要求されるときには、火口の形状を
大きくし又はその数を増加させて適切な長さの火炎を形
成すること等により、要求（目標）出力に応じて燃焼器
での燃焼状態を最適に制御することで、エミッタ全体を
均一に加熱することが可能となる。
【００１２】また、本発明によれば、燃料及び空気の供
給を受けて燃料を燃焼させる燃焼器から発生する燃焼ガ
スをエミッタの燃焼ガス流路に通過させることによりエ
ミッタを加熱し、該エミッタからの輻射光を光電変換素
子により電力に変換する熱光発電装置において、燃焼ガ
スの状態に基づき排出ガスの排出状態を可変とする手段
を設けたことを特徴とする熱光発電装置が提供される。
給を受けて燃料を燃焼させる燃焼器から発生する燃焼ガ
スをエミッタの燃焼ガス流路に通過させることによりエ
ミッタを加熱し、該エミッタからの輻射光を光電変換素
子により電力に変換する熱光発電装置において、燃焼ガ
スの状態に基づき排出ガスの排出状態を可変とする手段
を設けたことを特徴とする熱光発電装置が提供される。
【００１３】上述の如く構成された熱光発電装置におい
ては、燃焼ガスがエミッタを通過した後の排気を最適に
制御することにより、エミッタの燃焼ガスの流れ分布を
均一化することができる。また、燃料と空気の比である
空燃比を制御し燃焼の最適化をすることができる。
ては、燃焼ガスがエミッタを通過した後の排気を最適に
制御することにより、エミッタの燃焼ガスの流れ分布を
均一化することができる。また、燃料と空気の比である
空燃比を制御し燃焼の最適化をすることができる。
【００１４】また、本発明によれば、燃料及び空気の供
給を受けて燃料を燃焼させる燃焼器から発生する燃焼ガ
スをエミッタの燃焼ガス流路に通過させることによりエ
ミッタを加熱し、該エミッタからの輻射光を光電変換素
子により電力に変換する熱光発電装置において、燃焼ガ
スの状態に応じて該エミッタの燃焼ガス流路抵抗を可変
とする手段、出力要求に応じて燃焼器の火口の形状又は
数を可変とする手段、及び燃焼ガスの状態に応じて排出
ガスの排気状態を可変とする手段、のうちの少なくとも
二つの手段を組み合わせて可変制御することを特徴とす
る熱光発電装置が提供される。
給を受けて燃料を燃焼させる燃焼器から発生する燃焼ガ
スをエミッタの燃焼ガス流路に通過させることによりエ
ミッタを加熱し、該エミッタからの輻射光を光電変換素
子により電力に変換する熱光発電装置において、燃焼ガ
スの状態に応じて該エミッタの燃焼ガス流路抵抗を可変
とする手段、出力要求に応じて燃焼器の火口の形状又は
数を可変とする手段、及び燃焼ガスの状態に応じて排出
ガスの排気状態を可変とする手段、のうちの少なくとも
二つの手段を組み合わせて可変制御することを特徴とす
る熱光発電装置が提供される。
【００１５】上述の如く構成された熱光発電装置におい
ては、統合制御することにより、それぞれを単独で制御
するよりも更に効率良く発電することができる。
ては、統合制御することにより、それぞれを単独で制御
するよりも更に効率良く発電することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。
の実施形態について説明する。
【００１７】図１は、本発明の一実施形態に係る熱光発
電装置の構成を示す断面図である。同図において、符号
１０は基本フレームを示す。溶接等により基本フレーム
１０に固定された空気管１２ａと、その空気管１２ａの
内部に設けられた燃料ガス供給管１２ｂとが、一体とな
って燃焼器１２（図５参照）を形成する。この燃焼器に
は、内側水平方向に混合気を噴出する火口が所定間隔ご
とに設けられている。
電装置の構成を示す断面図である。同図において、符号
１０は基本フレームを示す。溶接等により基本フレーム
１０に固定された空気管１２ａと、その空気管１２ａの
内部に設けられた燃料ガス供給管１２ｂとが、一体とな
って燃焼器１２（図５参照）を形成する。この燃焼器に
は、内側水平方向に混合気を噴出する火口が所定間隔ご
とに設けられている。
【００１８】符号１６は、その燃焼器１２の火口を調整
するプレートを示す。燃焼器１２の下側には、光選択フ
ィルタ１８が配置される。さらにその下側に配置された
セル保持プレート２０には、複数の光電変換セル２２が
搭載されている。符号２４で示されるのは、空気導入口
を有するセルカバー部材である。そして、燃焼器火口調
整プレート１６、光選択フィルタ１８、セル保持プレー
ト２０、光電変換セル２２及びセルカバー部材２４は、
一体となって下部移動部材を形成する。この下部移動部
材は、ステッピングモータからなる燃焼器制御モータ２
６によって上下に移動可能なようにされている。
するプレートを示す。燃焼器１２の下側には、光選択フ
ィルタ１８が配置される。さらにその下側に配置された
セル保持プレート２０には、複数の光電変換セル２２が
搭載されている。符号２４で示されるのは、空気導入口
を有するセルカバー部材である。そして、燃焼器火口調
整プレート１６、光選択フィルタ１８、セル保持プレー
ト２０、光電変換セル２２及びセルカバー部材２４は、
一体となって下部移動部材を形成する。この下部移動部
材は、ステッピングモータからなる燃焼器制御モータ２
６によって上下に移動可能なようにされている。
【００１９】燃焼器の空気管１２ａには、熱交換後の高
温空気を供給する配管２８が連通しており、また、燃焼
器の燃料ガス供給管１２ｂには、燃料ガス流量制御弁５
４を備える燃料配管３０が連通している。符号３２で示
されるのは、断熱性及び気密性の高いセラミック等でで
きた構造材であり、その端部３２ａは、補助部材により
基本フレーム１０と一体化されている。
温空気を供給する配管２８が連通しており、また、燃焼
器の燃料ガス供給管１２ｂには、燃料ガス流量制御弁５
４を備える燃料配管３０が連通している。符号３２で示
されるのは、断熱性及び気密性の高いセラミック等でで
きた構造材であり、その端部３２ａは、補助部材により
基本フレーム１０と一体化されている。
【００２０】その構造材３２には、多孔質（ポーラス）
体からなるエミッタ本体３４が保持されている。また、
このエミッタ本体３４の上側にて符号３６で示されるの
は、補助制御用エミッタである。この補助制御用エミッ
タ３６は、フレーム材３８及び４０と一体となり、ステ
ッピングモータからなるエミッタ制御モータ４２により
上下に移動可能となっている。
体からなるエミッタ本体３４が保持されている。また、
このエミッタ本体３４の上側にて符号３６で示されるの
は、補助制御用エミッタである。この補助制御用エミッ
タ３６は、フレーム材３８及び４０と一体となり、ステ
ッピングモータからなるエミッタ制御モータ４２により
上下に移動可能となっている。
【００２１】符号４４で示されるのは熱交換器であり、
この熱交換器４４は連通管４６によりエミッタ本体３４
の上側の部分と連通している。また、符号４８で示され
るのは排気ファンであり、符号５０で示されるのはその
排気を外部に排出するための煙突である。
この熱交換器４４は連通管４６によりエミッタ本体３４
の上側の部分と連通している。また、符号４８で示され
るのは排気ファンであり、符号５０で示されるのはその
排気を外部に排出するための煙突である。
【００２２】熱光発電装置の制御のために、電子制御装
置（ＥＣＵ）６０が設けられている。ＥＣＵ６０は、各
種制御アクチュエータ６２を介して、上述した燃料ガス
流量制御弁５４、エミッタ制御モータ４２、燃焼器制御
モータ２６等を制御する。また、ＥＣＵ６０は、かかる
制御を行なうために、燃料配管３０に設けられた燃料ガ
ス流量計７０、光電変換セル２２の出力電流を計測する
電流計７２、排出ガス温度を計測する排気温センサ７
４、排気ファン４８内のポンプの回転数を計測するポン
プ回転数センサ７６等からの信号を入力する。
置（ＥＣＵ）６０が設けられている。ＥＣＵ６０は、各
種制御アクチュエータ６２を介して、上述した燃料ガス
流量制御弁５４、エミッタ制御モータ４２、燃焼器制御
モータ２６等を制御する。また、ＥＣＵ６０は、かかる
制御を行なうために、燃料配管３０に設けられた燃料ガ
ス流量計７０、光電変換セル２２の出力電流を計測する
電流計７２、排出ガス温度を計測する排気温センサ７
４、排気ファン４８内のポンプの回転数を計測するポン
プ回転数センサ７６等からの信号を入力する。
【００２３】次に、上述した構成の作動について説明す
る。燃料は、燃料配管３０より燃焼器の燃料ガス供給管
１２ｂへと供給される。また、セルカバー部材２４の空
気導入口を介して外部から導入された空気は、光電変換
セル２２を冷却すべくセル保持プレート２０の下側及び
光電変換セル２２の上側を通過した後、熱交換器４４を
通って燃焼器空気管１２ａへと供給される。
る。燃料は、燃料配管３０より燃焼器の燃料ガス供給管
１２ｂへと供給される。また、セルカバー部材２４の空
気導入口を介して外部から導入された空気は、光電変換
セル２２を冷却すべくセル保持プレート２０の下側及び
光電変換セル２２の上側を通過した後、熱交換器４４を
通って燃焼器空気管１２ａへと供給される。
【００２４】燃焼器１２にて空気と燃料とが混合され、
その混合気が燃焼器の火口付近で図示しない点火装置に
より点火されると、エミッタ本体３４と光選択フィルタ
１８との間に形成される燃焼室５２にて燃焼が起こる。
その燃焼により発生する燃焼ガスは、ポーラス体である
エミッタ３４を通過する。その際、高温の燃焼ガスから
エミッタ本体３４へと熱が伝達され、エミッタ本体３４
は高温となって発光する。
その混合気が燃焼器の火口付近で図示しない点火装置に
より点火されると、エミッタ本体３４と光選択フィルタ
１８との間に形成される燃焼室５２にて燃焼が起こる。
その燃焼により発生する燃焼ガスは、ポーラス体である
エミッタ３４を通過する。その際、高温の燃焼ガスから
エミッタ本体３４へと熱が伝達され、エミッタ本体３４
は高温となって発光する。
【００２５】エミッタ本体３４から輻射された光のうち
発電に適しない波長の光は、光選択フィルタ１８によっ
て反射され、エミッタ本体３４に戻って再吸収され、エ
ミッタ本体３４を加熱することにより、発電に適した光
を発するために利用される。一方、エミッタ本体３４か
ら輻射された光のうち発電に適した波長の光は、光選択
フィルタ１８を通過し、光電変換セル２２に到達して、
電力に変換される。
発電に適しない波長の光は、光選択フィルタ１８によっ
て反射され、エミッタ本体３４に戻って再吸収され、エ
ミッタ本体３４を加熱することにより、発電に適した光
を発するために利用される。一方、エミッタ本体３４か
ら輻射された光のうち発電に適した波長の光は、光選択
フィルタ１８を通過し、光電変換セル２２に到達して、
電力に変換される。
【００２６】エミッタ本体３４を通過した燃焼ガスは、
連通管４６を通って熱交換器４４に導入され、燃焼用の
空気に熱を与えた後、排気ファン４８を通過して煙突５
０から排出される。このように、燃焼器空気管１２ａに
導入される空気は、排出ガスの熱エネルギを吸収して高
温となっており、この熱回収により発電効率が向上す
る。
連通管４６を通って熱交換器４４に導入され、燃焼用の
空気に熱を与えた後、排気ファン４８を通過して煙突５
０から排出される。このように、燃焼器空気管１２ａに
導入される空気は、排出ガスの熱エネルギを吸収して高
温となっており、この熱回収により発電効率が向上す
る。
【００２７】ここで、従来の熱光発電装置の問題点につ
いて説明する。図２は、従来技術においてエミッタが加
熱される状態を説明するための図である。図２（Ｂ）の
断面図に模式的に示されるように、厚さの均一なエミッ
タを加熱する場合、燃焼器からの火炎に近い部分は、充
分に加熱されて高温となるが、それ以外の部分は、それ
に比較して低温となる。すなわち、エミッタの断面にお
ける温度分布は、図２（Ａ）に示されるものとなる。ま
た、図２（Ｃ）の底面図に示されるように、高温部と低
温部とができることとなる。
いて説明する。図２は、従来技術においてエミッタが加
熱される状態を説明するための図である。図２（Ｂ）の
断面図に模式的に示されるように、厚さの均一なエミッ
タを加熱する場合、燃焼器からの火炎に近い部分は、充
分に加熱されて高温となるが、それ以外の部分は、それ
に比較して低温となる。すなわち、エミッタの断面にお
ける温度分布は、図２（Ａ）に示されるものとなる。ま
た、図２（Ｃ）の底面図に示されるように、高温部と低
温部とができることとなる。
【００２８】したがって、図２のエミッタに対応させて
例えば１６個の光電変換セルが、図３の平面図に示され
るように配置された場合には、エミッタの低温部に対応
するセルＡの電流（例えば１Ａ）に比較して、エミッタ
の高温部に対応するセルＢは、大きな電流（例えば１．
５Ａ）を出力する。そして、熱光発電装置として一出力
であることが望ましいことよりセルＡとセルＢとが直列
に接続されると、本来、例えば、０．４Ｖ×１Ａ＋０．
４Ｖ×１．５Ａ＝１Ｗ、の出力が得られるところ、セル
Ａの電流による制限から、０．４Ｖ×１Ａ＋０．４Ｖ×
１Ａ＝０．８Ｗ、の出力しか得られなくなってしまう。
例えば１６個の光電変換セルが、図３の平面図に示され
るように配置された場合には、エミッタの低温部に対応
するセルＡの電流（例えば１Ａ）に比較して、エミッタ
の高温部に対応するセルＢは、大きな電流（例えば１．
５Ａ）を出力する。そして、熱光発電装置として一出力
であることが望ましいことよりセルＡとセルＢとが直列
に接続されると、本来、例えば、０．４Ｖ×１Ａ＋０．
４Ｖ×１．５Ａ＝１Ｗ、の出力が得られるところ、セル
Ａの電流による制限から、０．４Ｖ×１Ａ＋０．４Ｖ×
１Ａ＝０．８Ｗ、の出力しか得られなくなってしまう。
【００２９】そこで、図１に示される実施形態における
エミッタ３４では、その中央部が薄くされることで、そ
のガス流路抵抗が小さくされており、その結果、火炎か
ら遠い中央部にも燃焼ガスが多く流れ、エミッタの温度
が均一化されるように工夫されている。しかし、要求出
力により火炎の形態が変化するため、これだけでは不十
分であり、図１に示されるように、補助制御用エミッタ
３６を備えた可変エミッタ構造とされている。
エミッタ３４では、その中央部が薄くされることで、そ
のガス流路抵抗が小さくされており、その結果、火炎か
ら遠い中央部にも燃焼ガスが多く流れ、エミッタの温度
が均一化されるように工夫されている。しかし、要求出
力により火炎の形態が変化するため、これだけでは不十
分であり、図１に示されるように、補助制御用エミッタ
３６を備えた可変エミッタ構造とされている。
【００３０】すなわち、図１に示される実施形態におい
ては、燃焼ガス量に応じて、発光部であるエミッタのガ
ス流路抵抗が可変とされる。具体的には、補助制御用エ
ミッタ３６が図４に示される上下移動をすることによ
り、エミッタとなるポーラス部材の厚さが変更され、そ
の結果、ガス流路抵抗が可変とされる。
ては、燃焼ガス量に応じて、発光部であるエミッタのガ
ス流路抵抗が可変とされる。具体的には、補助制御用エ
ミッタ３６が図４に示される上下移動をすることによ
り、エミッタとなるポーラス部材の厚さが変更され、そ
の結果、ガス流路抵抗が可変とされる。
【００３１】前述のように、エミッタ本体３４は、その
中央部が薄型とされている。したがって、火炎が小さい
小出力時には、エミッタ本体３４の外周部が温度上昇傾
向にあるため、補助制御用エミッタ３６は、流路抵抗と
ならないように、図４（Ａ）の如く上方に位置付けられ
る。
中央部が薄型とされている。したがって、火炎が小さい
小出力時には、エミッタ本体３４の外周部が温度上昇傾
向にあるため、補助制御用エミッタ３６は、流路抵抗と
ならないように、図４（Ａ）の如く上方に位置付けられ
る。
【００３２】これに対し、中出力時には、火炎が中央部
付近に近づくため、中央部を通過する燃焼ガスの量が増
大し、中央部の温度が小出力時に比較して高くなりやす
い。そこで、中出力時には、図４（Ｂ）に示されるよう
に、補助制御用エミッタ３６が下降せしめられることに
より、通気抵抗が増大せしめられて、バランスが図られ
る。
付近に近づくため、中央部を通過する燃焼ガスの量が増
大し、中央部の温度が小出力時に比較して高くなりやす
い。そこで、中出力時には、図４（Ｂ）に示されるよう
に、補助制御用エミッタ３６が下降せしめられることに
より、通気抵抗が増大せしめられて、バランスが図られ
る。
【００３３】さらに、大出力時には、火炎が中央部に到
達し始める。したがって、中央部の通気抵抗を一層増大
させるため、図４（Ｃ）に示されるように、補助制御用
エミッタ３６は最下降位置にまで下降せしめられる。
達し始める。したがって、中央部の通気抵抗を一層増大
させるため、図４（Ｃ）に示されるように、補助制御用
エミッタ３６は最下降位置にまで下降せしめられる。
【００３４】また、図１に示される実施形態において
は、燃焼ガス量に応じて燃焼器の火口の形状を可変とす
ることによって、エミッタにおける発光強度の均一化を
図ることができるようになっている。図５は、燃焼部の
火口の形状の変化を説明するための図である。前述のよ
うに、燃焼器火口調整プレート１６は、燃焼器制御モー
タ２６によって上下に移動可能なようにされているた
め、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、空気管１
２ａと燃料ガス供給管１２ｂとからなる燃焼器１２に対
する位置が変化する。
は、燃焼ガス量に応じて燃焼器の火口の形状を可変とす
ることによって、エミッタにおける発光強度の均一化を
図ることができるようになっている。図５は、燃焼部の
火口の形状の変化を説明するための図である。前述のよ
うに、燃焼器火口調整プレート１６は、燃焼器制御モー
タ２６によって上下に移動可能なようにされているた
め、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、空気管１
２ａと燃料ガス供給管１２ｂとからなる燃焼器１２に対
する位置が変化する。
【００３５】そして、燃焼器火口調整プレート１６の位
置が変化すると、空気管１２ａに設けられた噴出口とプ
レート１６に設けられた口との重複部分の大きさが変化
することにより、燃焼部の火口の形状が変化し、その結
果、火炎の寸法が変化することとなる。
置が変化すると、空気管１２ａに設けられた噴出口とプ
レート１６に設けられた口との重複部分の大きさが変化
することにより、燃焼部の火口の形状が変化し、その結
果、火炎の寸法が変化することとなる。
【００３６】かくして、小出力のときには、火口を小さ
くして細長い火炎を形成する一方、大出力のときには、
火口を大きくして適切な長さの火炎を形成するように、
火口の形状を制御することで、エミッタを均一に加熱す
ることが可能となる。なお、同様の原理により、火口の
数を制御するようにしてもよい。
くして細長い火炎を形成する一方、大出力のときには、
火口を大きくして適切な長さの火炎を形成するように、
火口の形状を制御することで、エミッタを均一に加熱す
ることが可能となる。なお、同様の原理により、火口の
数を制御するようにしてもよい。
【００３７】また、図１に示される実施形態において
は、燃焼ガス量に応じて排出ガス量を最適化すべく、排
気側に制御可能な吸引排気ポンプである排気ファン４８
が設けられ、排出ガス温度に適したモードで運転されて
おり、これによってもエミッタにおける発光強度の均一
化が図られている。
は、燃焼ガス量に応じて排出ガス量を最適化すべく、排
気側に制御可能な吸引排気ポンプである排気ファン４８
が設けられ、排出ガス温度に適したモードで運転されて
おり、これによってもエミッタにおける発光強度の均一
化が図られている。
【００３８】従来の熱光発電装置においては、空気供給
側に空気導入ポンプが設けられている。しかし、その場
合、ポーラス体からなるエミッタを用いた装置では、ガ
ス流路に溜りが発生しやすいという不具合が生ずる。こ
の不具合は、エミッタのガス流分布に大きな影響を及ぼ
す。
側に空気導入ポンプが設けられている。しかし、その場
合、ポーラス体からなるエミッタを用いた装置では、ガ
ス流路に溜りが発生しやすいという不具合が生ずる。こ
の不具合は、エミッタのガス流分布に大きな影響を及ぼ
す。
【００３９】そこで、図１に示される実施形態において
は、排気側に排気ファン４８が設けられている。これに
より、エミッタ入口の燃焼室でのエミッタ通過抵抗によ
る燃焼ガス偏在がなくなり、良好な燃焼が可能となる
上、火炎形成制御が容易となる。
は、排気側に排気ファン４８が設けられている。これに
より、エミッタ入口の燃焼室でのエミッタ通過抵抗によ
る燃焼ガス偏在がなくなり、良好な燃焼が可能となる
上、火炎形成制御が容易となる。
【００４０】ただし、排気ファン４８の排出量は、排出
ガス温度により質量的に変動するため、本実施形態にお
いては、排出ガス温度及び燃料供給量を計測し、これら
の計測値に基づいて理論排出ガス量を算出し、その理論
排出ガス量を排出するように排気ファンの出力を決定し
て制御するようにしている。
ガス温度により質量的に変動するため、本実施形態にお
いては、排出ガス温度及び燃料供給量を計測し、これら
の計測値に基づいて理論排出ガス量を算出し、その理論
排出ガス量を排出するように排気ファンの出力を決定し
て制御するようにしている。
【００４１】ＥＣＵ６０によって実行される排気ファン
制御の具体的手順が、図６のフローチャートに示され
る。まず、ステップ１０２では、燃料ガス流量計７０に
より燃料供給量ｑを計測する。次いで、ステップ１０４
では、排気温センサ７４により排出ガス温度ｔを計測す
る。次いで、ステップ１０６では、ポンプ回転数センサ
７６により排気ファン４８のポンプ回転数Ｎを計測す
る。
制御の具体的手順が、図６のフローチャートに示され
る。まず、ステップ１０２では、燃料ガス流量計７０に
より燃料供給量ｑを計測する。次いで、ステップ１０４
では、排気温センサ７４により排出ガス温度ｔを計測す
る。次いで、ステップ１０６では、ポンプ回転数センサ
７６により排気ファン４８のポンプ回転数Ｎを計測す
る。
【００４２】次いで、ステップ１０８では、計測された
排出ガス温度ｔ及び燃料供給量ｑに基づいて排出ガス流
量Ｑを理論的に算出する。次いで、ステップ１１０で
は、算出された排出ガス流量Ｑを達成するためのポンプ
回転数目標値Ｎ0を、所定のマップを参照することによ
り決定する。
排出ガス温度ｔ及び燃料供給量ｑに基づいて排出ガス流
量Ｑを理論的に算出する。次いで、ステップ１１０で
は、算出された排出ガス流量Ｑを達成するためのポンプ
回転数目標値Ｎ0を、所定のマップを参照することによ
り決定する。
【００４３】そして、ステップ１１２では、計測された
ポンプ回転数Ｎと目標値Ｎ0とを比較し、Ｎ0＜Ｎのとき
には、ステップ１１４にて所定値ΔＮだけ回転数を下げ
る制御をする一方、Ｎ≦Ｎ0のときには、ステップ１１
６にて所定値ΔＮだけ回転数を上げる制御を行なう。ス
テップ１１４又は１１６の実行後には、ステップ１０２
に戻る。
ポンプ回転数Ｎと目標値Ｎ0とを比較し、Ｎ0＜Ｎのとき
には、ステップ１１４にて所定値ΔＮだけ回転数を下げ
る制御をする一方、Ｎ≦Ｎ0のときには、ステップ１１
６にて所定値ΔＮだけ回転数を上げる制御を行なう。ス
テップ１１４又は１１６の実行後には、ステップ１０２
に戻る。
【００４４】今まで、制御対象としてエミッタ、燃焼器
及び排気ファンをそれぞれ単独に制御することについて
述べてきた。もちろん、これらの制御対象のいずれか一
つを単独で制御することでも、一応の効果を得ることが
できる。しかし、これらの制御対象の少なくとも二つを
統合制御することにより、更に効率良く発電することが
できる。最後に、エミッタ、燃焼器及び排気ファンの全
てを統合制御することにより、エミッタ条件を常に最適
化する制御法について説明する。
及び排気ファンをそれぞれ単独に制御することについて
述べてきた。もちろん、これらの制御対象のいずれか一
つを単独で制御することでも、一応の効果を得ることが
できる。しかし、これらの制御対象の少なくとも二つを
統合制御することにより、更に効率良く発電することが
できる。最後に、エミッタ、燃焼器及び排気ファンの全
てを統合制御することにより、エミッタ条件を常に最適
化する制御法について説明する。
【００４５】図７及び図８は、ＥＣＵ６０によって実行
されるエミッタ、燃焼器及び排気ファンの統合制御の手
順を示すフローチャートである。処理が開始されると、
まず、ステップ２０２において変数ｋが０に設定され
る。次いで、ステップ２０４では、発電量に関する出力
指示（この出力指示により出力要求が定まる）に従い、
燃料量ｑ0を決定するとともに、燃焼器の初期状態ｆ0、
エミッタの初期状態ｅ0及び排気ファンの初期状態ｈ0を
決定する。なお、これらの初期状態ｆ0、ｅ0及びｈ
0は、出力指示に対応する目標値よりも少し小さ目の値
とされる。
されるエミッタ、燃焼器及び排気ファンの統合制御の手
順を示すフローチャートである。処理が開始されると、
まず、ステップ２０２において変数ｋが０に設定され
る。次いで、ステップ２０４では、発電量に関する出力
指示（この出力指示により出力要求が定まる）に従い、
燃料量ｑ0を決定するとともに、燃焼器の初期状態ｆ0、
エミッタの初期状態ｅ0及び排気ファンの初期状態ｈ0を
決定する。なお、これらの初期状態ｆ0、ｅ0及びｈ
0は、出力指示に対応する目標値よりも少し小さ目の値
とされる。
【００４６】次に、実際に供給される燃料量ｑの誤差が
所定値Δｑ0よりも小さくなるように制御する。すなわ
ち、ステップ２０６では、燃料ガス流量計７０により燃
料量ｑを計測する。次いで、ステップ２０８では、燃料
量の誤差Δｑ←ｑ0−ｑを演算する。次いで、ステップ
２１０では、｜Δｑ｜＜Δｑ0が成立するか否かを判定
し、不成立のときには、ステップ２１２に進み、（１／
２）Δｑだけ燃料量を増減して、ステップ２０６に戻
る。一方、｜Δｑ｜＜Δｑ0が成立するときには、ステ
ップ２１４に進む。
所定値Δｑ0よりも小さくなるように制御する。すなわ
ち、ステップ２０６では、燃料ガス流量計７０により燃
料量ｑを計測する。次いで、ステップ２０８では、燃料
量の誤差Δｑ←ｑ0−ｑを演算する。次いで、ステップ
２１０では、｜Δｑ｜＜Δｑ0が成立するか否かを判定
し、不成立のときには、ステップ２１２に進み、（１／
２）Δｑだけ燃料量を増減して、ステップ２０６に戻
る。一方、｜Δｑ｜＜Δｑ0が成立するときには、ステ
ップ２１４に進む。
【００４７】次に、排気温ｔk及び発電量Ｗkを計測し、
所望の即ち最適制御時の発電量に対して許容可能な運転
状態となっているかどうかをチェックする。具体的に
は、まず、ステップ２１４において、排気温センサ７４
により排気温（排出ガス温度）ｔkを計測する。次い
で、ステップ２１６では、電流計７２の出力に基づいて
発電量Ｗkを計測する。次いで、ステップ２１８では、
ΔＷk←Ｗ0−Ｗkなる演算により、発電量の誤差ΔＷkを
算出する。なお、図９に示されるように、Ｗ0は、最適
制御時の発電量であり、燃料量に応じて定まる。
所望の即ち最適制御時の発電量に対して許容可能な運転
状態となっているかどうかをチェックする。具体的に
は、まず、ステップ２１４において、排気温センサ７４
により排気温（排出ガス温度）ｔkを計測する。次い
で、ステップ２１６では、電流計７２の出力に基づいて
発電量Ｗkを計測する。次いで、ステップ２１８では、
ΔＷk←Ｗ0−Ｗkなる演算により、発電量の誤差ΔＷkを
算出する。なお、図９に示されるように、Ｗ0は、最適
制御時の発電量であり、燃料量に応じて定まる。
【００４８】次いで、ステップ２２０では、発電量の誤
差ΔＷkが、図９に示される如き許容値ΔＷ0よりも小さ
いか否かを判定し、ΔＷ0≦ΔＷkのときには、ステップ
２２２に進み、排気温ｔkを所定値ｔ0と比較する。ｔk
＜ｔ0のとき、すなわち排気温も低く出力も不足してい
るときには、異常と判断して装置を停止する（ステップ
２２４）。一方、ステップ２２２においてｔ0≦ｔkのと
きには、ステップ２１４に戻る。
差ΔＷkが、図９に示される如き許容値ΔＷ0よりも小さ
いか否かを判定し、ΔＷ0≦ΔＷkのときには、ステップ
２２２に進み、排気温ｔkを所定値ｔ0と比較する。ｔk
＜ｔ0のとき、すなわち排気温も低く出力も不足してい
るときには、異常と判断して装置を停止する（ステップ
２２４）。一方、ステップ２２２においてｔ0≦ｔkのと
きには、ステップ２１４に戻る。
【００４９】ステップ２２０においてΔＷk＜ΔＷ0と判
定されるとき、すなわち許容運転域にあると判定される
ときには、ステップ２２６に進み、変数ｋをインクリメ
ントした後、エミッタ、排気ファン及び燃焼器の最適化
制御に移行する。ステップ２２８では、ｋが３の倍数か
否かを判定して、ｋが３の倍数のときには、ステップ２
３０で後述のエミッタ制御ルーチンを実行する。次い
で、ステップ２３２では、ｋが１０の倍数か否かを判定
して、ｋが１０の倍数のときには、ステップ２３４で後
述の排気ファン制御ルーチンを実行する。
定されるとき、すなわち許容運転域にあると判定される
ときには、ステップ２２６に進み、変数ｋをインクリメ
ントした後、エミッタ、排気ファン及び燃焼器の最適化
制御に移行する。ステップ２２８では、ｋが３の倍数か
否かを判定して、ｋが３の倍数のときには、ステップ２
３０で後述のエミッタ制御ルーチンを実行する。次い
で、ステップ２３２では、ｋが１０の倍数か否かを判定
して、ｋが１０の倍数のときには、ステップ２３４で後
述の排気ファン制御ルーチンを実行する。
【００５０】次いで、ステップ２３６では、後述の燃焼
器制御ルーチンを実行する。このように燃焼器制御ルー
チンが毎回実行されるのに対し、エミッタ制御ルーチン
や排気ファン制御ルーチンが一定間隔をおいて実行され
るのは、制御の応答遅延時間が相違することに基づくも
のである。最後に、ステップ２３８では、出力指示が、
先に受けた値から変更されているかどうかを判定し、変
更されていないときにはステップ２０６に戻る一方、変
更されているときにはステップ２０２に戻る。
器制御ルーチンを実行する。このように燃焼器制御ルー
チンが毎回実行されるのに対し、エミッタ制御ルーチン
や排気ファン制御ルーチンが一定間隔をおいて実行され
るのは、制御の応答遅延時間が相違することに基づくも
のである。最後に、ステップ２３８では、出力指示が、
先に受けた値から変更されているかどうかを判定し、変
更されていないときにはステップ２０６に戻る一方、変
更されているときにはステップ２０２に戻る。
【００５１】図１０は、前述のステップ２３０で実行さ
れるエミッタ制御ルーチンの処理手順を示すフローチャ
ートである。まず、ステップ３０２では、ｋ＝３か否か
を判定し、ｋ＝３のときには、エミッタの初期状態ｅ0
が小さ目の値に設定されていることから、ステップ３０
４において、ｅ0に所定の基準増量値Δｅ0を加えて新た
な状態量ｅ3を決定して、本ルーチンを終了する。
れるエミッタ制御ルーチンの処理手順を示すフローチャ
ートである。まず、ステップ３０２では、ｋ＝３か否か
を判定し、ｋ＝３のときには、エミッタの初期状態ｅ0
が小さ目の値に設定されていることから、ステップ３０
４において、ｅ0に所定の基準増量値Δｅ0を加えて新た
な状態量ｅ3を決定して、本ルーチンを終了する。
【００５２】一方、ステップ３０２でｋ≠３すなわちｋ
＝６，９，…と判定されるときには、ステップ３０６に
進み、前々回の発電量Ｗk-6と前回の発電量Ｗk-3とを比
較する。Ｗk-6＜Ｗk-3のとき、即ち発電量が増大したと
判定されるときには、ステップ３０８に進み、ｅk-3に
基準増量値Δｅ0を加えて新たな状態量ｅkを決定し、本
ルーチンを終了する。
＝６，９，…と判定されるときには、ステップ３０６に
進み、前々回の発電量Ｗk-6と前回の発電量Ｗk-3とを比
較する。Ｗk-6＜Ｗk-3のとき、即ち発電量が増大したと
判定されるときには、ステップ３０８に進み、ｅk-3に
基準増量値Δｅ0を加えて新たな状態量ｅkを決定し、本
ルーチンを終了する。
【００５３】ステップ３０６でＷk-3≦Ｗk-6のとき、即
ち発電量が減少したと判定されるときには、ステップ３
１０に進み、ｅk-6とｅk-3とを比較して前回状態量を増
大させたか又は減少させたかを判定する。ｅk-6＜ｅk-3
のとき、即ち前回状態量を増大させているときには、ス
テップ３１２に進み、ｅk-3に（−１／２）Δｅ0を加え
て新たな状態量ｅkを決定し、本ルーチンを終了する。
ち発電量が減少したと判定されるときには、ステップ３
１０に進み、ｅk-6とｅk-3とを比較して前回状態量を増
大させたか又は減少させたかを判定する。ｅk-6＜ｅk-3
のとき、即ち前回状態量を増大させているときには、ス
テップ３１２に進み、ｅk-3に（−１／２）Δｅ0を加え
て新たな状態量ｅkを決定し、本ルーチンを終了する。
【００５４】一方、ステップ３１０でｅk-3≦ｅk-6と判
定されるとき、即ち前回状態量を減少させているときに
は、ステップ３１４に進み、ｅk-3に（１／４）Δｅ0を
加えて新たな状態量ｅkを決定し、本ルーチンを終了す
る。このような処理を繰り返し実行することにより、エ
ミッタの状態が最適化される。
定されるとき、即ち前回状態量を減少させているときに
は、ステップ３１４に進み、ｅk-3に（１／４）Δｅ0を
加えて新たな状態量ｅkを決定し、本ルーチンを終了す
る。このような処理を繰り返し実行することにより、エ
ミッタの状態が最適化される。
【００５５】図１１は、前述のステップ２３４で実行さ
れる排気ファン制御ルーチンの処理手順を示すフローチ
ャートである。この排気ファン制御ルーチンは、排気フ
ァン制御の応答遅延時間が大きいことから、変数ｋが１
０の倍数のときのみ実行される。基準増量値としてΔｈ
0が使用されるが、その制御内容は前述のエミッタ制御
ルーチンの制御内容と同一であり、各ステップの処理内
容はエミッタ制御ルーチンのものと実質的に同一である
ため、その説明を省略する。
れる排気ファン制御ルーチンの処理手順を示すフローチ
ャートである。この排気ファン制御ルーチンは、排気フ
ァン制御の応答遅延時間が大きいことから、変数ｋが１
０の倍数のときのみ実行される。基準増量値としてΔｈ
0が使用されるが、その制御内容は前述のエミッタ制御
ルーチンの制御内容と同一であり、各ステップの処理内
容はエミッタ制御ルーチンのものと実質的に同一である
ため、その説明を省略する。
【００５６】図１２は、前述のステップ２３６で実行さ
れる燃焼器制御ルーチンの処理手順を示すフローチャー
トである。この燃焼器制御ルーチンは、燃焼器制御の応
答遅延時間が小さいことから、変数ｋの全ての値に対し
て実行される。基準増量値としてΔｆ0が使用される
が、その制御内容は前述のエミッタ制御ルーチンの制御
内容と同一であり、各ステップの処理内容はエミッタ制
御ルーチンのものと実質的に同一であるため、その説明
を省略する。
れる燃焼器制御ルーチンの処理手順を示すフローチャー
トである。この燃焼器制御ルーチンは、燃焼器制御の応
答遅延時間が小さいことから、変数ｋの全ての値に対し
て実行される。基準増量値としてΔｆ0が使用される
が、その制御内容は前述のエミッタ制御ルーチンの制御
内容と同一であり、各ステップの処理内容はエミッタ制
御ルーチンのものと実質的に同一であるため、その説明
を省略する。
【００５７】上述の如くエミッタ、燃焼器及び排気ファ
ンを統合制御することにより、エミッタ加熱を均一化
し、それに伴い発電効率を最大化することが可能とな
る。
ンを統合制御することにより、エミッタ加熱を均一化
し、それに伴い発電効率を最大化することが可能とな
る。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による熱光
発電装置によれば、エミッタにおける発光の強度が均一
化されることにより、発電効率の向上が図られる。
発電装置によれば、エミッタにおける発光の強度が均一
化されることにより、発電効率の向上が図られる。
【図１】本発明の一実施形態に係る熱光発電装置の構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】従来技術においてエミッタが加熱される状態を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図３】図２のエミッタに対応させて１６個の光電変換
セルが配置された状態を模式的に示す図である。
セルが配置された状態を模式的に示す図である。
【図４】補助制御用エミッタの動作を説明するための図
である。
である。
【図５】燃焼部の火口の形状の変化を説明するための図
である。
である。
【図６】排気ファンの制御の手順を示すフローチャート
である。
である。
【図７】統合制御の手順を示すフローチャート（１／
２）である。
２）である。
【図８】統合制御の手順を示すフローチャート（２／
２）である。
２）である。
【図９】燃料量と発電量との関係を示す特性図である。
【図１０】エミッタ制御ルーチンの処理手順を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図１１】排気ファン制御ルーチンの処理手順を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図１２】燃焼器制御ルーチンの処理手順を示すフロー
チャートである。
チャートである。
１０…基本フレーム
１２…燃焼器
１２ａ…燃焼器の空気管
１２ｂ…燃焼器の燃料ガス供給管
１６…燃焼器火口調整プレート
１８…光選択フィルタ
２０…セル保持プレート
２２…光電変換セル
２４…セルカバー部材
２６…燃焼器制御モータ
２８…熱交換後の高温空気を供給する配管
３０…燃料配管
３２…構造材
３４…エミッタ
３６…補助制御用エミッタ
３８，４０…フレーム材
４２…エミッタ制御モータ
４４…熱交換器
４６…連通管
４８…排気ファン
５０…煙突
５２…燃焼室
５４…燃料ガス流量制御弁
６０…電子制御装置（ＥＣＵ）
６２…各種制御アクチュエータ
７０…燃料ガス流量計
７２…電流計
７４…排気温センサ
７６…ポンプ回転数センサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3K017 BB04 BB06 BB08 BB09 BC11
BE02
4M118 AA01 AB10 CA14
5F051 JA20
Claims (4)
- 【請求項１】 燃料及び空気の供給を受けて燃料を燃焼
させる燃焼器から発生する燃焼ガスをエミッタの燃焼ガ
ス流路に通過させることによりエミッタを加熱し、該エ
ミッタからの輻射光を光電変換素子により電力に変換す
る熱光発電装置において、燃焼ガスの状態に応じて該エ
ミッタの燃焼ガス流路抵抗を可変とする手段を設けたこ
とを特徴とする熱光発電装置。 - 【請求項２】 燃料及び空気の供給を受けて燃料を燃焼
させる燃焼器から発生する燃焼ガスをエミッタの燃焼ガ
ス流路に通過させることによりエミッタを加熱し、該エ
ミッタからの輻射光を光電変換素子により電力に変換す
る熱光発電装置において、発電の出力要求に応じて燃焼
器の火口の形状又は数を可変とする手段を設けたことを
特徴とする熱光発電装置。 - 【請求項３】 燃料及び空気の供給を受けて燃料を燃焼
させる燃焼器から発生する燃焼ガスをエミッタの燃焼ガ
ス流路に通過させることによりエミッタを加熱し、該エ
ミッタからの輻射光を光電変換素子により電力に変換す
る熱光発電装置において、燃焼ガスの状態に基づき排出
ガスの排出状態を可変とする手段を設けたことを特徴と
する熱光発電装置。 - 【請求項４】 燃料及び空気の供給を受けて燃料を燃焼
させる燃焼器から発生する燃焼ガスをエミッタの燃焼ガ
ス流路に通過させることによりエミッタを加熱し、該エ
ミッタからの輻射光を光電変換素子により電力に変換す
る熱光発電装置において、燃焼ガスの状態に応じて該エ
ミッタの燃焼ガス流路抵抗を可変とする手段、出力要求
に応じて燃焼器の火口の形状又は数を可変とする手段、
及び燃焼ガスの状態に応じて排出ガスの排気状態を可変
とする手段、のうちの少なくとも二つの手段を組み合わ
せて可変制御することを特徴とする熱光発電装置。
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