JP2006271163A - Temperature-difference power generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高温配管、高温ダクトまたは高温部位などの高温側系統が有する高温熱エネルギを利用し、低温側系統との間に生じる温度差により直接発電を行なう温度差発電システムに関する。 The present invention relates to a temperature difference power generation system that uses high-temperature thermal energy of a high-temperature side system such as a high-temperature pipe, a high-temperature duct, or a high-temperature part to directly generate power by a temperature difference that occurs between the low-temperature side system.
近年、人類のエネルギ消費量は、産業や科学技術の発達に伴い、歴史的に例を見ない程加速された。この結果、CO2などの温暖化ガスによる地球温暖化の問題が浮上している。CO2発生をできるだけ抑制するためには、現在、工場など、各種産業に存在する未利用の高温熱エネルギを、可能な限り電気エネルギとして回収する発電システムの出現が渇望されている。 In recent years, the energy consumption of mankind has accelerated unprecedentedly with the development of industry and science and technology. As a result, the problem of global warming due to a warming gas such as CO 2 has emerged. In order to suppress CO 2 generation as much as possible, the appearance of a power generation system that recovers unused high-temperature heat energy existing in various industries such as factories as electrical energy as much as possible is eagerly desired.
各種発電プラント、化学プラント、鉄鋼プラントやボイラ設備及び高温にて使用する各種生産設備を有する産業においても、CO2発生の抑制に貢献するために、環境対策として種々の対策・対応が実施され、省エネルギ対策が推進されている。このような、各種プラント、及び各種設備にて推進されている省エネルギ対策はその使用電力を低減させるために消費電力を抑制する場合が多い。特に、それぞれのプロセス工程において高温条件が必須または高温発生が必須の場合には、その条件とするために消費した電力などのエネルギは最終的に廃棄するしかない。このため、省エネルギ効果に限界が存在し、省エネルギ対策が必ずしも十分ではなかった。 In industries with various power plants, chemical plants, steel plants, boiler facilities, and various production facilities used at high temperatures, various measures and measures have been implemented as environmental measures in order to contribute to the suppression of CO 2 generation. Energy conservation measures are being promoted. Such energy saving measures promoted in various plants and various facilities often suppress power consumption in order to reduce power consumption. In particular, when high temperature conditions are indispensable or high temperature generation is essential in each process step, energy such as electric power consumed to satisfy the conditions must be finally discarded. For this reason, the energy saving effect has a limit, and the energy saving measures are not always sufficient.
そこで、高温熱エネルギを有する各種設備において、利用されずに廃棄される熱エネルギを再利用することが考えられ、その手法として、熱エネルギを運動エネルギに変化し、電気エネルギへ再利用することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、上記方法は熱エネルギを運動エネルギに変換するものであり、タービン発電機などの大規模設備を必要とした。すなわち、熱エネルギから直接電気エネルギとして回収、再利用するものではなかった。 However, the above method converts thermal energy into kinetic energy, and requires a large-scale facility such as a turbine generator. That is, it was not intended to be recovered and reused directly from heat energy as electrical energy.
本発明の目的は、各種プラント、及び各種設備に存在する高温配管、高温ダクトまたは高温部位などの高温側系統からの、未利用の高温熱エネルギを電気エネルギに直接変換して再利用可能とし、省エネルギ対策を効率よく有効に実現できるようにした温度差発電システムを提供することにある。 The purpose of the present invention is to directly convert unused high-temperature heat energy from high-temperature systems such as high-temperature piping, high-temperature ducts or high-temperature parts existing in various plants and various facilities into electrical energy and reuse it. An object of the present invention is to provide a temperature difference power generation system capable of efficiently and effectively realizing energy saving measures.
本発明の温度差発電システムは、熱エネルギを有する高温側系統と、この高温側系統より温度の低い低温側系統との間に、高温側系統と低温側系統との温度差により熱エネルギを電気エネルギに直接変換する発電装置を設けた温度差発電システムであって、前記発電装置に対し、高温側系統からの受熱または集熱機能及び低温側系統の放熱機能を具備する装置構成部品のうち、低温側系統の放熱機能を具備する部品類の素材密度を最も大きくしたことを特徴とする。 The temperature difference power generation system of the present invention electrically converts thermal energy between a high temperature side system having thermal energy and a low temperature side system having a lower temperature than the high temperature side system by a temperature difference between the high temperature side system and the low temperature side system. A temperature difference power generation system provided with a power generation device that directly converts to energy, and for the power generation device, among the device components having a heat receiving or heat collecting function from a high temperature side system and a heat radiation function of a low temperature side system, It is characterized in that the material density of the parts having the heat radiation function of the low temperature side system is maximized.
本発明では、高温側系統は高温配管、高温ダクトまたは高温部位を適用するとよく、また、それらの外表面と発電装置との間に熱エネルギを伝達するための冶具を設置するとよい。 In the present invention, high-temperature piping, a high-temperature duct, or a high-temperature part may be applied to the high-temperature side system, and a jig for transferring thermal energy may be installed between the outer surface of the high-temperature side system and the power generation device.
上記冶具は、高温配管、高温ダクトまたは高温部位の表面及び発電装置の表面と密着性の高い形状、材料がよい。 The jig may have a shape and material having high adhesion to the surface of the high-temperature pipe, the high-temperature duct or the high-temperature part and the surface of the power generation device.
また、上記冶具は、高温配管、高温ダクトまたは高温部位及び発電装置の双方外表面に対し、熱膨張差を吸収する可能な状態で接触している。 Moreover, the said jig is contacting the high temperature piping, the high temperature duct or the high temperature site | part, and the outer surface of both of power generators in the state which can absorb a thermal expansion difference.
また、上記冶具は、高温配管、高温ダクトまたは高温部位及び発電装置の双方外表面の形状、表面粗さ、使用温度に対応して、熱伝導性が良く均熱性の高い材料を使用し、受熱または集熱の能力を向上させるとよい。 In addition, the jig uses a material with high thermal conductivity and high thermal uniformity corresponding to the shape, surface roughness, and operating temperature of both the outer surface of the high-temperature pipe, high-temperature duct or high-temperature part and power generator, and receives heat. Or it is good to improve the ability of heat collection.
さらに、上記冶具は、発電装置に対する高温側系統からの受熱または集熱機能及び低温側系統の放熱機能を具備する装置構成部品のなかで、最も素材密度が小さいものがよい。 Further, the jig has the lowest material density among the apparatus components having the heat receiving or collecting function from the high temperature side system and the heat radiation function of the low temperature side system with respect to the power generation device.
また、本発明では、冶具と接していない高温配管、高温ダクトまたは高温部位の表面部分に、放熱抑制のために保温材を設置するとよい。 Moreover, in this invention, it is good to install a heat insulating material in the surface part of the high temperature piping, high temperature duct, or high temperature site | part which is not in contact with a jig for heat dissipation suppression.
また、本発明では、発電装置に対し、高温側系統からの受熱または集熱機能及び低温側系統の放熱機能を具備する装置構成部品を、低温側系統の放熱機能を具備する部品の外側より押圧する、固定機能を具備する部品を設置するとよい。 Further, in the present invention, the device component having the heat receiving or collecting function from the high temperature side system and the heat radiation function of the low temperature side system is pressed against the power generation device from the outside of the component having the heat radiation function of the low temperature side system. It is recommended to install a part having a fixing function.
上記固定機能を具備する部品は、その押圧手段として流体が内包され、流体への圧力を任意に加減することで押圧力を調整できる構成にするとよい。 The component having the fixing function may be configured such that fluid is included as the pressing means, and the pressing force can be adjusted by arbitrarily adjusting the pressure on the fluid.
また、本発明では、発電装置に対し、高温側系統からの受熱または集熱機能及び低温側系統の放熱機能を具備する装置構成部品を、前記高圧側系統に対して複数個並設し、固定機能を具備する部品は、複数個並設された前記装置構成部品に対し、均等な押圧力を維持できるように構成するとよい。 Further, in the present invention, a plurality of apparatus components having heat receiving or collecting function from the high temperature side system and heat radiation function of the low temperature side system are arranged in parallel to the high voltage side system and fixed to the power generator. The parts having the function may be configured so that a uniform pressing force can be maintained with respect to the apparatus component parts arranged in parallel.
また、前記固定機能を具備する部品は、低温側系統の放熱機能を具備する部品への接触を面接触とし、発電装置単体に対し均等な押圧力を維持できる構成がよい。 In addition, the component having the fixing function preferably has a configuration in which contact with the component having the heat radiation function of the low-temperature side system is a surface contact, and a uniform pressing force can be maintained with respect to the power generation device alone.
また、前記固定機能を具備する部品は、内包流体として気体または液体または両者を混合した流体を用い、この流体に対する内部または外部からの圧力調整機能を具備するものがよい。 In addition, the component having the fixing function preferably uses a gas or a liquid or a mixture of both as the inclusion fluid and has a function of adjusting the pressure from the inside or outside of the fluid.
また、前記固定機能を具備する部品は、内包流体として気体または液体または両者を混合した流体を用い、この流体を、固定機能を具備する部品の内外に流通させて低温側系統への放熱機能を担うように構成してもよい。 In addition, the component having the fixing function uses a gas or liquid or a mixture of both as the inclusion fluid, and distributes the fluid to the inside and outside of the component having the fixing function to provide a heat radiation function to the low temperature system. You may comprise so that it may bear.
また、前記固定機能を具備する部品は、流体を内包するための部品素材に適切な伸縮性を有する材料を用いるとよい。 In addition, as the component having the fixing function, a material having elasticity suitable for a component material for enclosing a fluid may be used.
さらに、本発明では、固定機能を具備する部品に対し、その外側から固縛し、固定機能を具備する部品による押圧力を、発電装置に対して高温側系統からの受熱または集熱及び低温側系統への放熱機能を具備する装置構成部品に、効果的に加える固縛部品を設置するとよい。 Furthermore, in the present invention, the component having the fixing function is secured from the outside, and the pressing force by the component having the fixing function is applied to the power generation device from the high-temperature side system for receiving heat or collecting heat and the low-temperature side. It is advisable to install lashing parts that are effectively added to the component parts that have a function of radiating heat to the system.
本発明によれば、熱エネルギを有する高温側系統と、この高温側系統より温度の低い低温側系統との間に、高温側系統と低温側系統との温度差により熱エネルギを電気エネルギに直接変換する発電装置を設け、この発電装置から発電電力を取り出すようにしたので、運動エネルギへの変換ロスなどを生じることなく、高効率で熱エネルギを電気エネルギに変換することができる According to the present invention, between the high temperature side system having heat energy and the low temperature side system having a temperature lower than that of the high temperature side system, the thermal energy is directly converted into electric energy by the temperature difference between the high temperature side system and the low temperature side system. Since a power generation device for conversion is provided and the generated power is taken out from this power generation device, heat energy can be converted into electrical energy with high efficiency without causing loss of conversion to kinetic energy, etc.
以下、本発明による温度差発電システムの一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a temperature difference power generation system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1はこの実施の形態における温度差発電システムの基本構成の概略ブロック図である。この実施の形態に示された温度差発電システム10は、各種プラント、及び各種設備に存在する高温側系統11からの未利用の熱エネルギを回収して電気エネルギを得る温度差利用の発電装置である。すなわち、温度差発電システム10は、熱エネルギを有する高温側系統11と、この高温側系統11より温度の低い低温側系統14との間に、これら高温側系統11と低温側系統14との温度差により熱エネルギを電気エネルギに直接変換する発電装置13を設けたものである。なお、高温側系統11と発電装置13との間には、図示のように、熱エネルギを伝達するための冶具12を設けるとよい。
FIG. 1 is a schematic block diagram of the basic configuration of the temperature difference power generation system in this embodiment. The temperature difference
また、発電装置13は、電気配線15を介して電気負荷16に接続され、発電装置13により、熱エネルギを電気エネルギに直接変換して発生した電気エネルギは、電気負荷16の需要に供される。発電装置13に接続される電気負荷16としては、電動機、蓄電装置、給電系統または電力系統等がある。温度差発電システム10は、その発電電力が電気負荷16の電源として使用され、電気負荷16である製造設備などを駆動させるようになっている。
Further, the
高温側系統11は、図2で示すように、例えば、火力プラントなどの排ガスを流通させる断面形状が円形の高温配管11a、または、図3で示すように断面形状が矩形の高温ダクト11b、更には、図3で示すように凸凹な外面形状を有する高温部位11cのいずれでもよい。すなわち、高温側系統11とは、高温配管11a、高温ダクト11b、高温部位11cなど、熱源から直接的あるいは間接的に熱が伝達され高温になる領域の構造体、設備箇所をいう。
As shown in FIG. 2, the high temperature side system 11 is, for example, a high temperature pipe 11 a having a circular cross-sectional shape for circulating exhaust gas such as a thermal power plant, or a high temperature duct 11 b having a rectangular cross sectional shape as shown in FIG. As shown in FIG. 3, any of the
冶具12は、高温側系統11から受熱あるいは集熱する熱回収手段として機能する。この冶具12としては、高温配管11a、高温ダクト11bまたは高温部位11cの表面及び発電装置13の表面と、それぞれ密着性の高い形状、材料を用いる。すなわち、冶具12の受熱面は、高温側系統11及び発電装置13の表面状態に併せた密着性の良い形状とすることで、単位面積当たりの表面積を大きくとり、熱エネルギの集熱(吸熱)効率の向上を図っている。
The
具体的には、アルミ等の熱伝導特性に優れ、素材密度の低い材料で形成する。或いは、カーボンシートのような熱伝導特性に優れ、かつ、図4で示したような不定形な外表面形状へ押圧することで容易に変形し、密着性が確保できる素材密度の低い材料で形成する。このように構成することで、吸熱された熱エネルギを発電装置(熱電変換装置)13に高効率で熱伝達させることができる。 Specifically, it is formed of a material having excellent heat conduction characteristics such as aluminum and a low material density. Alternatively, it is made of a material with a low material density, such as a carbon sheet, which has excellent thermal conductivity and can be easily deformed by pressing to an irregular outer surface shape as shown in FIG. 4 to ensure adhesion. To do. With this configuration, the absorbed heat energy can be transferred to the power generation device (thermoelectric conversion device) 13 with high efficiency.
このように、冶具12には、高温配管11a、高温ダクト11bまたは高温部位11c及び発電装置13の双方の外表面の形状、表面粗さ、使用温度に対応して、熱伝導性が良く均熱性の高い材料を使用し、受熱または集熱の能力を向上させている。
As described above, the
また、冶具12は、高温配管11a、高温ダクト11bまたは高温部位11c及び発電装置13の双方の外表面に対し、熱膨張差を吸収できるように、固着せずに接触状態で相互に固定する。
Further, the
上記冶具12により回収された熱エネルギは、前述のように発電装置13に供給させ、低温側系統14にて放熱される。発電装置13は冶具12と低温側系統14との間に設けられ、冶具12と低温側系統14との間の温度差を利用して、この間に流れる熱により直接発電を行なう。また、発電装置13は複数の熱電変換モジュールにより構成される。熱電変換モジュールは、数cm角、例えば、1cm角あるいは2cm角の熱電変換チップを多数組み合せてモジュール化したものである。熱電変換チップとしては、ゼーベック効果による良好な熱電気発電効果を有する半導体(例えば、ビスマス・テルル)を用いる。
The thermal energy recovered by the
発電量は、熱電変換チップの熱電気変換効率に依存する。例えば、上述したビスマス・テルルの熱電気変換効率は3〜5%程度であるが、最近は熱電気変換効率を10%程度まで高めたものも開発されている。簡略化して説明すると、1m2当り120KWの熱エネルギ量に対し、熱電変換モジュールの熱電気変換効率が10%であれば、1m2当り12KWの発電量が得られる。現実の平均的な熱電気変換効率によると、例えば、A5サイズの熱電変換モジュールで数十W〜百数十Wの発電量が得られる。この発電量は、高温配管、高温ダクトまたは高温部位からの熱エネルギ量に依存するが、プラントの排ガス配管からの高温熱エネルギで直接発電を行なうと、1m2当り数KW(3KW〜12KW程度)の発電量が得られる。このため、プラントにおいて、発電装置13を工場の排ガス設備等に効率よく配設すると、1プラント当り数百KW〜数MKWの発電量を得ることができる。
The amount of power generation depends on the thermoelectric conversion efficiency of the thermoelectric conversion chip. For example, the thermoelectric conversion efficiency of the above-described bismuth tellurium is about 3 to 5%, but recently, a thermoelectric conversion efficiency increased to about 10% has been developed. To describe in a simplified manner, to the calorie content of 1 m 2 per 120 kW, thermoelectric conversion efficiency of the thermoelectric conversion module is equal 10%, the power generation amount of 1 m 2 per 12KW is obtained. According to the actual average thermoelectric conversion efficiency, for example, a power generation amount of several tens of watts to hundreds of tens of watts can be obtained with an A5 size thermoelectric conversion module. The amount of power generation depends on the amount of heat energy from the high-temperature pipe, high-temperature duct or high-temperature part, but if direct power generation is performed with high-temperature heat energy from the exhaust gas pipe of the plant, several KW per 1 m 2 (about 3 KW to 12 KW) Can be obtained. For this reason, in the plant, when the
ここで、発電装置13は、前述したように、実際には数cm角の熱電変換チップを多数組み合せてモジュール化したものであるので、前述した冶具12もこれにあわせて数cm角に形成し、円形断面の高温パイプ表面や、ディフューザとなる角錐或いは円錐形状の高温パイプの表面、さらには、高温ダクトや高温部位の表面などに、多数個、正方格子状あるいはマトリクス状に配置し、それぞれに熱電変換チップを取り付けて発電装置13を構成してもよい。
Here, as described above, since the
低温側系統14は、発電装置13での発電により温度降下した熱エネルギを受熱あるいは集熱し、温度降下した熱を放熱する放熱部を備える。低温側系統14の放熱部は、図示していないが、熱交換器あるいはエアフィンクーラを備えた放熱構造に構成される。また、この低温側系統14には、排熱機能を維持する熱媒体として、液体または気体、不活性ガスなどを使用する。低温側系統14の放熱部では、発電装置13からの温度降下した熱エネルギを受けて熱交換し、暖気、温水に利用できるようになっている。低温側系統14には、放熱効率を向上させるために、例えば、エアフィンクーラに専用の冷却ファンが用いられる。
The low
また、この低温側系統14の放熱機能を具備する部品類には素材密度の大きいものを用いる。すなわち、低温側系統14の部品としては熱伝導特性に優れ、発電装置13との密着性に優れ、剛体に形成できる素材密度が大きい材質、例えば、炭素粉末に基く構成材を用いる。この炭素粉末に基く構成材を用いると、一般的なこの種の材質の一例である銅を用いた場合に比べ、発電性能が約1.2倍となることが出願人による実験で確認された。
Further, parts having a high material density are used as the parts having the heat radiation function of the low
このように、発電装置13に対し、高温側系統11からの冶具12を含む受熱または集熱機能及び低温側系統14の放熱機能を具備する装置構成部品のうち、低温側系統14の放熱機能を具備する部品類の素材密度を最も大きくしている。反対に、上記装置構成部品のうち、高温側の冶具12の素材密度が最も小さくなるように素材を選定する。すなわち、高温側系統11と接する部分には素材密度の低いアルミなどの部品を、低温側系統14の部品には素材密度の大きい炭素粉末に基づく構成材を用いる。これらの構成により良好な発電性能を得られることが実験により確認された。
As described above, among the apparatus components having the heat receiving or collecting function including the
また、図1乃至図3の例では、発電装置13を冶具12及び低温側系統14とともに高温側系統11に対して1組設けているが、勿論、これに限定されるものではなく、例えば、図5で示すように、円形断面の高温配管11aの外周に、冶具12及び低温側系統14を有する発電装置13を複数組(図の例では2組)設けてもよい。この場合、高温側系統11の外表面で、冶具12と接触しない部分には、放熱抑制として保温材17を設置する。このように構成すると、発電装置13への熱伝達効率をより一層向上させることができる。
Moreover, in the example of FIG. 1 thru | or FIG. 3, although 1 set is provided with respect to the high temperature side system | strain 11 with the
上記構成において、温度差発電システム10の高温配管、高温ダクトまたは高温部位などの高温側系統11から放出される熱エネルギは、冶具12で受熱あるいは集熱され、回収される。この回収された熱エネルギは温度差利用の熱電変換素子からなる発電装置13に伝達される。発電装置13では、伝達された未利用の熱エネルギを、低温側系統14との温度差により電気エネルギに変換する。変換された電気エネルギは、発電装置13から図1で示した電気配線15を介して取り出されて電気負荷16に供給される。電気負荷16では電動機を駆動したり、蓄電装置に蓄電させたり、給電系統や電力系統に供給され、電力需要に供される。電気負荷16として、例えば、電動機は、工場内の生産に必要な駆動力を得るために使用され、製品(材料)移送用ローラ駆動などに用いられる。この場合、温度差発電システム10は電動機の駆動用電源として用いられたことになる。
In the above configuration, thermal energy released from the high temperature side system 11 such as a high temperature pipe, a high temperature duct or a high temperature portion of the temperature difference
すなわち、この温度差発電システム10は、例えば、工場内にある未利用の排ガス配管等の熱エネルギを回収して、発電を行なう発電システムであり、吸熱機能を有する冶具12およびエアフィンクーラまたは水冷熱交器等の排熱機能を有する低温側系統14との間に設けた発電装置13により、この間の温度差により発電を行なう。発電装置13で発生した電力を工場の製造工程に使用されるモータの駆動電力源として供給したり、または、モータの駆動電力等に供給した際の余剰電力を、バッテリへ充電させてもよい。また、発電装置13で発生した電力は工場の製造ラインに必要な電力として、工場の駆動電源としても用いられる。さらに、発電された電力は発電負荷としての電力系統に供給され、工場内外の電力系統に送電することができる。
That is, the temperature difference
このように、各種プラントの工場の製造設備で未利用の熱エネルギを電気エネルギに直接変換し、エネルギとして利用し易い電気エネルギの形態で回収し、使用に供したり、蓄電させることができる。このため、製造設備を有する産業において、従来、未利用のまま捨てられていた熱エネルギの再利用を図ることができる。すなわち、未利用の熱エネルギを利用し易い電気エネルギの形態で回収し、再利用を図ることができる。したがって、製造設備を有する産業界においても、電気エネルギとして回収再利用できるので、その分、工場外部から導入する電力量を減少させ、省エネルギ対策を施すことができ、CO2発生の抑制に貢献することができる。 In this way, it is possible to directly convert unused thermal energy into electrical energy in the manufacturing facilities of factories of various plants, collect it in the form of electrical energy that is easy to use as energy, and use it or store it. For this reason, in the industry which has a manufacturing facility, reuse of the heat energy conventionally thrown away unused can be aimed at. That is, unused thermal energy can be recovered in the form of electrical energy that can be easily used and reused. Therefore, even in the industry with manufacturing facilities, it can be recovered and reused as electric energy, so that the amount of power introduced from the outside of the factory can be reduced and energy saving measures can be taken, contributing to the suppression of CO 2 generation. can do.
なお、発電装置(熱電変換装置)13には、熱電気変換素子の他、熱電子変換素子を用いてもよい。 The power generation device (thermoelectric conversion device) 13 may be a thermoelectric conversion element in addition to the thermoelectric conversion element.
次に、図6で示す実施の形態を説明する。この実施の形態に示された温度差発電システム10は、冶具12、発電装置13および低温側系統14を高温側系統11に取り付ける際、これらを低温側系統14の外側から押圧して固定するため、固定機能を有する部品(以下、固定部品)18を設けている。この固定部品18は、配管20及び加減圧調整装置21により供給される流体22を内包しており、この流体22を加減圧することにより、低温側系統14を介して、高温側系統11に取り付けられた冶具12及び発電装置13に所定の圧力を加えている。内包流体としては、気体または液体または両者を混合した流体を用いる。その他の構成は、図1に示された温度差システム10と同じであり、同一符号を付して説明は省略する。
Next, the embodiment shown in FIG. 6 will be described. In the temperature difference
すなわち、発電装置13に対し、高温側系統11からの受熱または集熱機能及び低温側系統14の放熱機能を具備する装置構成部品を、低温側系統14の放熱機能を具備する部品の外側から固定部品18より押圧するように構成している。
That is, for the
前記加減圧調整装置21は固定部品18に内包される流体22の圧力を調整する機能を備え、結果的に冶具12、発電装置13および低温側系統14相互間及び、高温側系統11への押圧力を調整することができる。
The pressure increase /
すなわち、固定部品18に内包された流体への圧力を任意の圧力に加減することで、前記装置構成部品への押圧力を調整できる。
That is, by adjusting the pressure applied to the fluid contained in the fixed
固定部品18は、内包される流体22の加減圧により伸縮するゴムや繊維等の単体または編込状の材料で形成する。このため、低温側系統14と面で接するので、発電装置13の押圧を受ける面に均等に押圧力を加えることができる。
The fixed
すなわち、固定部品18は、流体を内包するための部品素材に適切な伸縮性を有する材料を用いているため、低温側系統14の放熱機能を具備する部品への接触を面接触とし、発電装置13単体に対し均等な押圧力を維持できる。
That is, since the fixed
冶具12及び低温側系統14間に設置された発電装置13は、高温側系統11に対して複数組並接してもよい。図7の例では、円形断面の高温配管11aの外周面に、冶具12及び低温側系統14間に設置された発電装置13を複数組、放射状に併設している。この場合、これらの外側に、環状に形成された伸縮性を有する固定部品18aを取り付け、この環状固定部品18aの内周にて、放射状に並設された複数組の発電装置13の各低温側系統14を押圧保持する。
A plurality of sets of
すなわち、冶具12、発電装置13及び低温側系統14からなる装置構成部品を、高圧側系統11に対し複数組並設した場合、環状に形成された伸縮性を有する固定部品18aを用いることにより、複数個並設された前記装置構成部品に対し、均等な押圧力を維持できる。
That is, when a plurality of sets of device components composed of the
このように構成したことにより、発電装置13を含む、前記装置構成部品相互間が均一に押圧されるため、これら部品間の密着性が高まる。この結果、熱伝導率が高まり、発電性能をより一層高めることができる。
By comprising in this way, since the said apparatus component components including the electric
なお、図7で示したように、固定部品18aの他の部分に、排出弁23を有する排出管24を連結することにより、固定部品18a内において内包流体を流通させ、この内包流体を、低温側系統14から熱を外部に排出する媒体として利用することができる。
As shown in FIG. 7, by connecting a
すなわち、固定部品18aは、内包流体として気体または液体または両者を混合した流体を用いており、この流体を、固定部品18aの内外に流通させることにより、低温側系統14の放熱機能を担うことができる。
That is, the fixed component 18a uses a gas or liquid or a mixture of both as the inclusion fluid, and this fluid can be circulated in and out of the fixed component 18a to bear the heat radiation function of the low
なお、この場合も、加減圧調整装置21による加圧力と排出弁23の弁開度により、固定部品18a内を任意の圧力に設定することができる。また、排出管24の先端を、加減圧調整装置21位の入り側に連結して、内包流体を循環させるように構成してもよい。この場合は、循環路の途中に、熱交換器など、除熱機能を付加することで、内包流体を外部で冷却することができる。このため、低温側系統14の放熱機能をより一層高めることができる。
In this case as well, the inside of the fixed component 18a can be set to an arbitrary pressure by the pressure applied by the pressure-intensifying
次に、図8で示す実施の形態を説明する。この実施の形態の温度差発電システム10は、冶具12、発電装置13および低温側系統14を、高温側系統11に取り付けるための固定部品18の押圧力を効果的に維持するために、固定部品18の外側に、この固定部品18より堅牢な素材で構成される固縛冶具19を設けたものである。その他の構成は、図6に示された温度差システム10と異ならないので、同一符号を付して説明を省略する。
Next, the embodiment shown in FIG. 8 will be described. The temperature difference
固縛冶具19は、伸縮性を有する固定部品18が、加減圧調整の結果、押圧力が低温側系統14と反対の外周側へ働くことを抑止し、低温側系統14側へ効果的に押圧力を加えるようにしたものである。なお、図9で示すように、環状の固定部品18aに対しては、その外周に嵌合する環状の固縛冶具18aを用いればよい。これら固縛冶具18,18aとしては、隙間を有することでかさ密度を低くした、金網、金属メッシュ、パンチングメタル等を用いればよい。このようにすると、構造物への荷重としても負荷を少なくすることができる。
The lashing
このように、上述した温度差発電システムは、未利用の高温熱エネルギを、エネルギとして利用し易い電気エネルギの形態で回収し、再利用可能とすることで各種プラント、及び各種設備における省エネルギ対策の推進ならびにCO2発生の抑制を加速し、地球温暖化を抑止する効果を奏する。 As described above, the above-described temperature difference power generation system recovers unused high-temperature heat energy in the form of electric energy that is easy to use as energy, and enables reuse, thereby saving energy in various plants and facilities. Accelerates the promotion of CO2 and the suppression of CO 2 generation, and has the effect of suppressing global warming.
11 高温側系統
11a 高温配管
11b 高温ダクト
11c 高温部位
12 冶具
13 発電装置
14 低温側系統
17 保温材
18 固定部品
19 固縛部品
21 加減圧調整装置
22 流体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 High temperature side system 11a High temperature piping 11b
Claims (15)
前記発電装置に対し、高温側系統からの受熱または集熱機能及び低温側系統の放熱機能を具備する装置構成部品のうち、低温側系統の放熱機能を具備する部品類の素材密度を最も大きくした
ことを特徴とする温度差発電システム。 A power generator that directly converts thermal energy into electrical energy due to the temperature difference between the high temperature side system and the low temperature side system is provided between the high temperature side system having thermal energy and the low temperature side system having a lower temperature than the high temperature side system. Temperature difference power generation system,
For the power generation device, among the device components having the heat receiving or collecting function from the high temperature side system and the heat radiation function of the low temperature side system, the material density of the parts having the heat radiation function of the low temperature side system was maximized A temperature difference power generation system characterized by that.
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