JP2004180488A - 燃焼装置および熱電発電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱電発電装置は、燃料を燃焼させるための触媒が燃料用流路2a内に設けられた燃焼器2、燃料と空気とを混合して燃料用流路2aへ供給する混合ユニット3を具備した燃焼装置と、燃焼器2を熱源として発電する発電ユニット1とを備える。燃焼器2は、発電ユニット1の一部を構成する第1の熱伝導性基板(シリコン基板)11と、第1の熱伝導性基板11に積層される熱絶縁性基板(ガラス基板)21とからなる一対の基板間に燃料用流路2aが形成されている。混合ユニット3は、熱絶縁性基板21と、熱絶縁性基板21に積層される基板(シリコン基板)31とからなる一対の基板の間に、燃料を噴出するノズル部3aと、ノズル部3aから噴出した燃料と当該燃料の噴流により巻き込んだ空気とを混合して燃料用流路2aへ供給する混合部3bとを有している。
【選択図】 図1
Description
以下、本実施形態の熱電発電装置について図1〜図10を参照しながら説明する。
以下、本実施形態の熱電発電装置について図11および図12を参照しながら説明する。
ところで、上記各実施形態の熱電発電装置においては、例えば燃料としてブタンを採用する場合、ブタンを完全燃焼させるためには混合部3bにブタンに対する空気の割合(流量比)が比較的大きな混合ガスを供給する必要があり(つまり、ノズル部3aから噴射される燃料の噴流による空気の巻き込み量を多くする必要があり)、ノズル部3aから噴射される燃料の流速をより速くすることが望まれるが、ノズル部3aが先端部における流路の断面積を一定とした先細ノズルとなっているので、ノズル部3aから噴射される燃料の流速が音速を超えることができなかった。
R=F2/F1=(F3−F1)/F1
となるので、混合ユニット3に関して、ノズル部3aへ供給される1次流体の圧力(入力圧力)を種々変化させたときの1次流体の流量F1と混合流体の流量F3とを流量計にて測定することにより1次流体の入力圧力と流量比Rとの関係を調べた結果を図15に示す。なお、図15は横軸が入力圧力、縦軸が流量比であって、「イ」が本実施形態のようにラバルノズルからなるノズル部3aを採用した場合、「ロ」が実施形態1のように先細ノズルからなるノズル部3aを採用した場合の結果を示している。
ところで、上記各実施形態では、燃料の蒸気圧が周囲温度に依存するので、寒冷地などで使用した場合にノズル部3aにおいて十分な噴出圧力が得られず、燃料の噴流による空気の巻き込み量が不足してしまうことがある。
2 燃焼器
2a 燃料用流路
3 混合ユニット
3a ノズル部
3b 混合部
6 燃料導入管
7 排気管
11 第1の熱伝導性基板
12 第2の熱伝導性基板
13 熱電素子
13a p形半導体エレメント
13b n形半導体エレメント
21 熱絶縁性基板
31 基板
31a 燃料導入孔
31b 排気孔
31c 空気導入孔
41 基板
41a 燃料孔
41b 貫通孔
41c 空気孔
Claims (9)
- 燃料用流路が厚み方向に重ねて固着される少なくとも一方は半導体により形成される一対の基板間に形成され且つ燃料用流路を通過する燃料を燃焼させるための触媒が燃料用流路内に設けられた燃焼器と、厚み方向に重ねて固着される少なくとも一方は半導体により形成される一対の基板の間で燃料と空気とを混合して燃料用流路へ供給する混合ユニットとを備え、燃焼器と混合ユニットとで少なくとも1枚の基板が共用されてなることを特徴とする燃焼装置。
- 厚み方向に積層される少なくとも1枚は半導体により形成される複数枚の基板からなる器体に燃料用流路が形成され且つ燃料用流路を通過する燃料を燃焼させるための触媒が燃料用流路内に設けられた燃焼器と、厚み方向に積層される少なくとも1枚は半導体により形成される複数枚の基板からなる器体内で燃料と空気とを混合して燃料用流路へ供給する混合ユニットとを備え、燃焼器と混合ユニットとで少なくとも1枚の基板が共用されてなることを特徴とする燃焼装置。
- 前記混合ユニットは、外部から供給される燃料を噴出するノズル部と、前記燃料用流路に連通しノズル部から噴出した燃料と当該燃料の噴流により巻き込んだ空気とを混合して前記燃料用流路へ供給する混合部とを有し、ノズル部と混合部とが同一基板に形成されてなることを特徴とする請求項1または請求項2記載の燃焼装置。
- 厚み方向に重なる3枚の基板により前記燃焼器と前記混合ユニットとが形成されるとともに、前記厚み方向の真中の基板が前記燃焼器と前記混合ユニットとで共用され、前記厚み方向における一方の基板と真中の基板との間に前記燃料用流路が形成され、前記厚み方向における他方の基板と真中の基板との間に前記ノズル部および前記混合部が形成されてなることを特徴とする請求項3記載の燃焼装置。
- 前記燃焼器と前記混合ユニットとが2枚の基板間に形成され、前記燃焼器と前記混合ユニットとで前記2枚の基板が共用されてなることを特徴とする請求項3記載の燃焼装置。
- 前記混合ユニットは、前記ノズル部へ前記燃料を導入する燃料導入孔と、前記混合部と外部とを連通させる空気導入孔が設けられてなることを特徴とする請求項3ないし請求項5のいずれかに記載の燃焼装置。
- 前記ノズル部は、先端部が先端に近づくにつれて流路の断面積を徐々に大きくした形状に形成されてなることを特徴とする請求項3ないし請求項6のいずれかに記載の燃焼装置。
- 前記ノズル部へ供給する燃料を加熱する加熱手段を備えることを特徴とする請求項3ないし請求項7のいずれかに記載の燃焼装置。
- 請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の燃焼装置と、対となる異種導電形の2つの半導体エレメント間を金属膜を介して繋いだ熱電素子を有し燃焼装置における燃焼器で発生した熱が金属膜に伝達されることで発電する発電ユニットとを備えることを特徴とする熱電発電装置。
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