JP2015070747A - Power generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電システム、詳しくは、自動車などの車両に搭載される発電システムに関する。 The present invention relates to a power generation system, and more particularly to a power generation system mounted on a vehicle such as an automobile.
従来、自動車エンジンなどの内燃機関や、ボイラー、空調設備などの熱交換器、発電機、モータなどの電動機関、照明などの発光装置などの各種エネルギー利用装置では、例えば、排熱、光などとして、多くの熱エネルギーが放出および損失されている。 Conventionally, in internal combustion engines such as automobile engines, heat exchangers such as boilers and air conditioning equipment, electric engines such as generators and motors, and various energy utilization devices such as light emitting devices such as lighting, for example, as exhaust heat, light, etc. A lot of thermal energy is released and lost.
近年、省エネルギー化の観点から、放出される熱エネルギーを回収し、エネルギー源として再利用することが要求されている。そのようなシステムとして、具体的には、例えば、温度が経時的に上下する熱源と、その熱源の温度変化に応じて、ピエゾ効果、焦電効果、ゼーベック効果などにより電気分極する平板状の第1デバイス(誘電体など)と、第1デバイスから電力を取り出すため、第1デバイスを挟むように対向配置される第2デバイス(電極など)とを備える発電システムが提案されており、さらに、そのような発電システムにおいて、平板状の第1デバイスと第2デバイスとを交互に積層して用いることが、提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 In recent years, from the viewpoint of energy saving, it has been required to recover the released thermal energy and reuse it as an energy source. As such a system, specifically, for example, a heat source whose temperature rises and falls over time, and a flat plate-like first electrode that is electrically polarized by a piezo effect, a pyroelectric effect, a Seebeck effect, or the like according to a temperature change of the heat source. A power generation system including one device (such as a dielectric) and a second device (such as an electrode) disposed so as to sandwich the first device in order to extract electric power from the first device has been proposed. In such a power generation system, it has been proposed to alternately stack and use flat first devices and second devices (see, for example, Patent Document 1).
一方、特許文献1に記載されるような発電システムでは、第1デバイスが平板状であるため、応力集中を生じやすく、例えば、使用中の振動などにより破損を生じる場合がある。 On the other hand, in the power generation system described in Patent Document 1, since the first device has a flat plate shape, stress concentration tends to occur, and for example, damage may occur due to vibration during use.
本発明の目的は、破損を抑制することができる発電システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power generation system capable of suppressing breakage.
上記目的を達成するため、本発明の発電システムは、温度が経時的に上下する熱源と、前記熱源の温度変化により温度が経時的に上下され、電気分極する第1デバイスと、前記第1デバイスから電力を取り出すための第2デバイスとを備え、前記第1デバイスが、筒状であることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a power generation system according to the present invention includes a heat source whose temperature rises and falls over time, a first device whose temperature rises and falls over time due to a temperature change of the heat source, and the first device. And a second device for extracting power from the first device, wherein the first device is cylindrical.
また、本発明の発電システムでは、前記第1デバイスが円筒状であることが好適である。 In the power generation system of the present invention, it is preferable that the first device is cylindrical.
また、本発明の発電システムでは、前記第2デバイスが、円筒状の電極を備え、前記第1デバイスと前記電極とが、前記第1デバイスの軸線方向に沿って交互に配置されている
ことが好適である。
In the power generation system of the present invention, the second device may include a cylindrical electrode, and the first device and the electrode may be alternately arranged along the axial direction of the first device. Is preferred.
また、本発明の発電システムでは、前記第2デバイスが、円筒状の電極を備え、前記第1デバイスと前記電極とが、前記第1デバイスの径方向に沿って交互に配置されていることが好適である。 In the power generation system of the present invention, the second device may include a cylindrical electrode, and the first device and the electrode may be alternately arranged along the radial direction of the first device. Is preferred.
本発明の発電システムでは、第1デバイスが筒状であるため、第1デバイスが平板状に形成されている場合に比べて、応力を分散させることができ、破損を抑制することができる。 In the power generation system of the present invention, since the first device is cylindrical, stress can be dispersed and breakage can be suppressed compared to the case where the first device is formed in a flat plate shape.
図1において、発電システム1は、温度が経時的に上下する熱源2と、熱源2の温度変化により電気分極する第1デバイス3と、第1デバイス3から電力を取り出すための第2デバイス4とを備えている。
In FIG. 1, a power generation system 1 includes a
熱源2としては、温度が経時的に上下する熱源であれば、特に制限されないが、例えば、内燃機関、発光装置などの各種エネルギー利用装置が挙げられる。
The
内燃機関は、例えば、車両などの動力を出力する装置であって、例えば、単気筒型または多気筒型が採用されるとともに、その各気筒において、多サイクル方式(例えば、2サイクル方式、4サイクル方式、6サイクル方式など)が採用される。 An internal combustion engine is a device that outputs power, for example, for a vehicle. For example, a single cylinder type or a multi-cylinder type is adopted, and a multi-cycle type (for example, a 2-cycle type, a 4-cycle type) is used in each cylinder. System, 6-cycle system, etc.) are employed.
このような内燃機関では、各気筒において、ピストンの昇降運動が繰り返されており、これにより、例えば、4サイクル方式では、吸気工程、圧縮工程、爆発工程、排気工程などが順次実施され、燃料が燃焼され、動力が出力されている。 In such an internal combustion engine, pistons are repeatedly moved up and down in each cylinder. For example, in a 4-cycle system, an intake process, a compression process, an explosion process, an exhaust process, and the like are sequentially performed, and fuel is discharged. It is burned and power is output.
このような内燃機関において、排気工程では、高温の排気ガスが、排気ガス管を介して排気され、その排気ガスを熱媒体として熱エネルギーが伝達され、排気ガス管の内部温度が上昇する。 In such an internal combustion engine, in the exhaust process, high-temperature exhaust gas is exhausted through an exhaust gas pipe, heat energy is transmitted using the exhaust gas as a heat medium, and the internal temperature of the exhaust gas pipe rises.
一方、その他の工程(排気工程を除く工程)では、排気ガス管中の排気ガス量が低減されるため、排気ガス管の内部温度は、排気工程に比べて、下降する。 On the other hand, in the other steps (steps excluding the exhaust step), the amount of exhaust gas in the exhaust gas pipe is reduced, so that the internal temperature of the exhaust gas pipe decreases compared to the exhaust process.
このように、内燃機関の温度は、排気工程において上昇し、吸気工程、圧縮工程および爆発工程において下降し、つまり、経時的に上下する。 As described above, the temperature of the internal combustion engine rises in the exhaust process and falls in the intake process, the compression process, and the explosion process, that is, rises and falls over time.
とりわけ、上記の各工程は、ピストンサイクルに応じて、周期的に順次繰り返されるため、内燃機関における各気筒の排気ガス管の内部は、上記の各工程の繰り返しの周期に伴って、周期的に温度変化、より具体的には、高温状態と低温状態とが、周期的に繰り返される。 In particular, since each of the above steps is periodically and sequentially repeated according to the piston cycle, the inside of the exhaust gas pipe of each cylinder in the internal combustion engine is periodically cycled with the repetition cycle of each of the above steps. A temperature change, more specifically, a high temperature state and a low temperature state are periodically repeated.
発光装置は、点灯(発光)時には、例えば、赤外線、可視光などの光を熱媒体として、その熱エネルギーにより温度上昇し、一方、消灯時には温度低下する。そのため、発光装置は、経時的に、点灯(発光)および消灯することにより、その温度が経時的に上下する。 When the light emitting device is turned on (emission light), for example, light such as infrared rays and visible light is used as a heat medium, and the temperature rises due to the heat energy. Therefore, the temperature of the light emitting device increases and decreases over time by turning on (emitting) and turning off over time.
とりわけ、例えば、発光装置が、経時的に照明の点灯および消灯が断続的に繰り返される発光装置(明滅(点滅)式の発光装置)である場合には、その発光装置は、点灯(発光)時における光の熱エネルギーにより、周期的に温度変化、より具体的には、高温状態と低温状態とが、周期的に繰り返される。 In particular, for example, when the light-emitting device is a light-emitting device (blinking (flashing) type light-emitting device) in which lighting is turned on and off intermittently over time, the light-emitting device is turned on (light-emitting). Due to the thermal energy of the light, a temperature change periodically, more specifically, a high temperature state and a low temperature state are periodically repeated.
また、熱源2としては、さらに、例えば、複数の熱源を備え、それら複数の熱源間の切り替えにより、温度変化を生じることもできる。
Moreover, as the
より具体的には、例えば、熱源として、低温熱源(冷却材など)と、その低温熱源より温度の高い高温熱源(例えば、加熱材など)との2つの熱源を用意し、経時的に、それら低温熱源および高温熱源を、交互に切り替えて用いる形態が挙げられる。 More specifically, for example, two heat sources, a low-temperature heat source (such as a coolant) and a high-temperature heat source (eg, a heating material) having a higher temperature than the low-temperature heat source, are prepared as the heat source. A mode in which a low-temperature heat source and a high-temperature heat source are alternately switched is used.
これにより、熱源としての温度を、経時的に上下させることができ、とりわけ、低温熱源および高温熱源の切り替えを、周期的に繰り返すことにより、周期的に温度変化させることができる。 Thereby, the temperature as a heat source can be raised or lowered with time, and in particular, the temperature can be periodically changed by periodically switching the low-temperature heat source and the high-temperature heat source.
切り替え可能な複数の熱源を備える熱源2としては、特に制限されないが、例えば、燃焼用低温空気供給系、蓄熱式熱交換器、高温ガス排気系、および、供給/排気切替弁を備えた高温空気燃焼炉(例えば、再公表96−5474号公報に記載される高温気体発生装置)、例えば、高温熱源、低温熱源および水素吸蔵合金を用いた海水交換装置(水素吸蔵合金アクチュエータ式海水交換装置)などが挙げられる。
Although it does not restrict | limit especially as the
これら熱源2としては、上記熱源を単独使用または2種類以上併用することができる。
As these
熱源2として、好ましくは、経時により周期的に温度変化する熱源が挙げられる。
The
また、熱源2として、好ましくは、内燃機関が挙げられる。
The
第1デバイス3は、熱源2の温度変化に応じて電気分極するデバイスである。
The
ここでいう電気分極とは、結晶の歪みにともなう正負イオンの変位により誘電分極し電位差が生じる現象、例えばピエゾ効果、および/または、温度変化により誘電率が変化し電位差が生じる現象、例えば焦電効果などのように、材料に起電力が発生する現象と定義する。 The electric polarization referred to here is a phenomenon in which a potential difference occurs due to dielectric polarization due to displacement of positive and negative ions due to crystal distortion, such as a piezo effect and / or a phenomenon in which a dielectric constant changes due to a temperature change and a potential difference occurs, such as pyroelectricity. It is defined as a phenomenon in which an electromotive force is generated in a material, such as an effect.
このような第1デバイス3として、より具体的には、例えば、ピエゾ効果により電気分極するデバイス、焦電効果により電気分極するデバイスなどが挙げられる。
More specifically, examples of the
ピエゾ効果は、応力または歪みが加えられたときに、その応力または歪みの大きさに応じて電気分極する効果(現象)である。 The piezo effect is an effect (phenomenon) in which when a stress or strain is applied, it is electrically polarized according to the magnitude of the stress or strain.
このようなピエゾ効果により電気分極する第1デバイス3としては、特に制限されず、公知のピエゾ素子(圧電素子)を用いることができる。
The
第1デバイス3としてピエゾ素子が用いられる場合には、ピエゾ素子は、例えば、その周囲が固定部材により固定され、体積膨張が抑制された状態において、熱源2の熱を授受し、加熱および/または冷却されるように、配置される。
When a piezo element is used as the
固定部材としては、特に制限されず、例えば、後述する第2デバイス4(例えば、電極など)を用いることもできる。 The fixing member is not particularly limited, and for example, a second device 4 (for example, an electrode) described later can be used.
そして、このような場合には、ピエゾ素子は、熱源2の経時的な温度変化により、(場合により熱媒体(上記した排気ガス、光など)を介して)加熱または冷却され、これにより、膨張または収縮する。
In such a case, the piezo element is heated or cooled (possibly via a heat medium (exhaust gas, light, etc.) as described above) due to a change in temperature of the
このとき、ピエゾ素子は、固定部材により体積膨張が抑制されているため、ピエゾ素子は、固定部材に押圧され、ピエゾ効果(圧電効果)、または、キュリー点付近での相変態により、電気分極する。これにより、詳しくは後述するが、第2デバイス4を介して、ピエゾ素子から電力が取り出される。
At this time, since the volume expansion of the piezo element is suppressed by the fixing member, the piezo element is pressed by the fixing member and is electrically polarized by the piezo effect (piezoelectric effect) or phase transformation near the Curie point. . Thereby, as will be described in detail later, power is extracted from the piezo element via the
また、このようなピエゾ素子は、通常、加熱状態または冷却状態が維持され、その温度が一定(すなわち、体積一定)になると、電気分極が中和され、その後、冷却または加熱されることにより、再度、電気分極する。 In addition, such a piezo element is normally maintained in a heated state or a cooled state, and when its temperature becomes constant (that is, a constant volume), the electric polarization is neutralized, and then cooled or heated, Again, it is electrically polarized.
そのため、上記したように熱源2が周期的に温度変化し、高温状態と低温状態とが周期的に繰り返される場合などには、ピエゾ素子が周期的に繰り返し加熱および冷却されるため、ピエゾ素子の電気分極およびその中和が、周期的に繰り返される。
Therefore, as described above, when the temperature of the
その結果、後述する第2デバイス4により、電力が、周期的に変動する波形(例えば、交流、脈流など)として取り出される。
As a result, electric power is extracted as a waveform (for example, alternating current, pulsating flow, etc.) that fluctuates periodically by the
焦電効果は、例えば、絶縁体(誘電体)などを加熱および冷却する時に、その温度変化に応じて絶縁体が電気分極する効果(現象)であって、第1効果および第2効果を含んでいる。 The pyroelectric effect is, for example, an effect (phenomenon) in which the insulator is electrically polarized in accordance with a change in temperature when the insulator (dielectric) is heated and cooled, and includes the first effect and the second effect. It is out.
第1効果は、絶縁体の加熱時および冷却時において、その温度変化により自発分極し、絶縁体の表面に、電荷を生じる効果とされている。 The first effect is an effect in which, when the insulator is heated and cooled, it spontaneously polarizes due to the temperature change and generates a charge on the surface of the insulator.
また、第2効果は、絶縁体の加熱時および冷却時において、その温度変化により結晶構造に圧力変形が生じ、結晶構造に加えられる応力または歪みにより、圧電分極を生じる効果(ピエゾ効果、圧電効果)とされている。 In addition, the second effect is an effect that pressure deformation occurs in the crystal structure due to temperature changes during heating and cooling of the insulator, and piezoelectric polarization occurs due to stress or strain applied to the crystal structure (piezo effect, piezoelectric effect). ).
このような焦電効果により電気分極するデバイスとしては、特に制限されず、公知の焦電素子を用いることができる。 The device that is electrically polarized by such a pyroelectric effect is not particularly limited, and a known pyroelectric element can be used.
第1デバイス3として焦電素子が用いられる場合には、焦電素子は、熱源2の熱を授受し、加熱および/または冷却されるように、配置される。
When a pyroelectric element is used as the
このような場合において、焦電素子は、熱源2の経時的な温度変化により、(場合により熱媒体(上記した排気ガス、光など)を介して)加熱または冷却され、その焦電効果(第1効果および第2効果を含む)により、電気分極する。これにより、詳しくは後述するが、第2デバイス4を介して、焦電素子から電力が取り出される。
In such a case, the pyroelectric element is heated or cooled (possibly via a heat medium (exhaust gas, light, etc.) described above) due to a change in temperature of the
また、このような焦電素子は、通常、加熱状態または冷却状態が維持され、その温度が一定になると、電気分極が中和され、その後、冷却または加熱されることにより、再度、電気分極する。 Also, such pyroelectric elements are usually maintained in a heated state or a cooled state, and when the temperature becomes constant, the electric polarization is neutralized, and then cooled or heated again to be electrically polarized again. .
そのため、上記したように熱源2が周期的に温度変化し、高温状態と低温状態とが周期的に繰り返される場合などには、焦電素子が周期的に繰り返し加熱および冷却されるため、焦電素子の電気分極およびその中和が、周期的に繰り返される。
Therefore, when the temperature of the
その結果、後述する第2デバイス4により、電力が、周期的に変動する波形(例えば、交流、脈流など)として取り出される。
As a result, electric power is extracted as a waveform (for example, alternating current, pulsating flow, etc.) that fluctuates periodically by the
これら第1デバイス3は、単独使用または2種類以上併用することができる。
These
このような第1デバイス3として、具体的には、上記したように、公知の焦電素子(例えば、BaTiO3、CaTiO3、(CaBi)TiO3、BaNd2Ti5O14、BaSm2Ti4O12、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT:Pb(Zr,Ti)O3)など)、公知のピエゾ素子(例えば、水晶(SiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、ロッシェル塩(酒石酸カリウム−ナトリウム)(KNaC4H4O6)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT:Pb(Zr,Ti)O3)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、リチウムテトラボレート(Li2B4O7)、ランガサイト(La3Ga5SiO14)、窒化アルミニウム(AlN)、電気石(トルマリン)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)など)、Ca3(VO4)2、Ca3(VO4)2/Ni、LiNbO3、LiNbO3/Ni、LiTaO3、LiTaO3/Ni、Li(Nb0.4Ta0.6)O3、Li(Nb0.4Ta0.6)O3/Ni、Ca3{(Nb,Ta)O4}2、Ca3{(Nb,Ta)O4}2/Niなどを用いることができる。
Specifically, as described above, the
また、第1デバイス3としては、さらに、LaNbO3、LiNbO3、KNbO3、MgNbO3、CaNbO3、(K1/2Na1/2)NbO3、(Bi1/2K1/4Na1/4)NbO3、(Sr1/100(K1/2Na1/2)99/100)NbO3、(Ba1/100(K1/2Na1/2)99/100)NbO3、(Li1/10(K1/2Na1/2)9/10)NbO3などの誘電体を用いることもできる。
Further, as the
第1デバイス3のキュリー点は、例えば、−77℃以上、好ましくは、−10℃以上であり、例えば、1300℃以下、好ましくは、900℃以下である。
The Curie point of the
また、第1デバイス3(絶縁体(誘電体))の比誘電率は、例えば、1以上、好ましくは、100以上、より好ましくは、2000以上である。 The relative dielectric constant of the first device 3 (insulator (dielectric)) is, for example, 1 or more, preferably 100 or more, more preferably 2000 or more.
このような発電システム1では、第1デバイス3(絶縁体(誘電体))の比誘電率が高いほど、エネルギー変換効率が高く、高電圧で電力を取り出すことができるが、第1デバイス3の比誘電率が上記下限未満であれば、エネルギー変換効率が低く、得られる電力の電圧が低くなる場合がある。 In such a power generation system 1, the higher the relative dielectric constant of the first device 3 (insulator (dielectric)), the higher the energy conversion efficiency and the higher voltage can be taken out. If the relative dielectric constant is less than the above lower limit, the energy conversion efficiency is low, and the voltage of the obtained power may be low.
なお、第1デバイス3(絶縁体(誘電体))は、熱源2の温度変化によって電気分極するが、その電気分極は、電子分極、イオン分極および配向分極のいずれでもよい。
The first device 3 (insulator (dielectric)) is electrically polarized by the temperature change of the
例えば、配向分極によって分極が発現する材料(例えば、液晶材料など)では、その分子構造を変化させることにより、発電効率の向上を図ることができるものと期待されている。 For example, it is expected that a material that exhibits polarization by orientation polarization (for example, a liquid crystal material) can improve power generation efficiency by changing its molecular structure.
このような第1デバイス3は、必要により第2デバイス4(後述)を介して、熱源2に接触するか、または、熱源2の熱を伝達する熱媒体(上記した排気ガス、光など)に接触(曝露)されるように配置される。
Such a
図1において、第2デバイス4は、第1デバイス3から電力を取り出すために設けられる。
In FIG. 1, the
このような第2デバイス4は、電極(例えば、銅電極、銀電極など)9、および、電極に接続される導線21(後述)を備えており、第1デバイス3に接触するように配置されている。
Such a
具体的には、このような発電システム1では、図2に示すように、複数の第1デバイス3と、複数の第2デバイス4の電極9とによって、発電ユニット8が形成されている。なお、図2では、第2デバイス4の導線21(後述)は省略して示している。
Specifically, in such a power generation system 1, as shown in FIG. 2, a
第1デバイス3は、筒状、好ましくは、円筒状に形成されており、複数設けられている。
The
なお、第1デバイス3の内径、外径および軸線方向長さは、目的および用途に応じて、適宜設定される。
Note that the inner diameter, outer diameter, and axial length of the
電極9は、筒状、好ましくは、円筒状に形成されており、複数設けられている。
The
電極9の内径は、第1デバイス3の内径よりも僅かに小さいか、または、第1デバイス3の内径と略同一となるように、適宜設定される。
The inner diameter of the
また、電極9の外径は、第1デバイス3の外径よりも僅かに大きくなるように、適宜設定される。
In addition, the outer diameter of the
また、電極9の軸線方向長さは、目的および用途に応じて、適宜設定される。
Moreover, the axial direction length of the
そして、この発電システム1では、円筒状の第1デバイス3と、円筒状の電極9とが、その軸線を共有して1列を成し、軸線方向に沿って互いに接触するように、交互に配置されている。これにより、複数の第1デバイス3と、複数の電極9とから、円筒状の発電ユニット8が形成されている。なお、軸線方向両端部には、好ましくは、電極9が配置されている。
And in this electric power generation system 1, the
得られる発電ユニット8の軸線方向長さは、特に制限されず、第1デバイス3および電極9の軸線方向長さにより、決定される。
The axial length of the
また、発電ユニット8には、必要に応じて、カバー材22が設けられている。
The
カバー材22は、例えば、公知の誘電体からなり、筒状、好ましくは、円筒状に形成されている。カバー材22は、発電ユニット8の径方向内面と接触するように、発電ユニット8の径方向内側、すなわち、発電ユニット8の筒内に配置されている。これにより、発電ユニット8の径方向内面が、カバー材22によって被覆されている。なお、カバー材22のサイズは、目的および用途に応じて、適宜設定される。
The
また、図示しないが、必要に応じて、第1デバイス3および電極9の径方向外面や、さらには、発電ユニット8の軸線方向両端縁にも、カバー材(図示せず)を設けることができる。
Moreover, although not shown in figure, a cover material (not shown) can be provided also in the radial direction outer surface of the
そして、このような発電ユニット8において、好ましくは、各第1デバイス3が、各電極9および第2デバイス4の導線などを介して、直列的または並列的に、電気接続されている。
In such a
例えば、各第1デバイス3が直列的に電気接続される場合には、例えば、図3に示すように、各第1デバイス3および各電極9に、それらを軸線方向に貫通するビアホールが複数(2つ)形成され、各ビアホール内に、第2デバイス4の導線21が通される。
For example, when each
また、各第1デバイス3が並列的に電気接続される場合には、例えば、図4に示すように、各電極9に導線21が接続され、それらが束ねられる。
Moreover, when each
このような発電ユニット8は、特に制限されないが、例えば、円筒状の第1デバイス3、および、円筒状の電極9が上記したように配置されることにより、製造される。
Such a
そして、得られた発電ユニット8(第1デバイス3および第2デバイス4)は、図1に示すように、昇圧器5、交流/直流変換器(AC−DCコンバーター)6およびバッテリー7に、順次、電気的に接続される。
The obtained power generation unit 8 (
このような発電システム1により、発電するには、例えば、まず、熱源2の温度を経時的に上下、好ましくは、周期的に温度変化させ、その熱源2により、第1デバイス3を、加熱および/または冷却する。そして、このような温度変化に応じて、上記した第1デバイス3を、好ましくは、周期的に電気分極させる。
In order to generate power with such a power generation system 1, for example, first, the temperature of the
その後、第2デバイス4を介することにより、電力を、第1デバイス3の周期的な電気分極に応じて周期的に変動する波形(例えば、交流、脈流など)として、取り出す。
Thereafter, the electric power is taken out as a waveform (for example, alternating current, pulsating current, etc.) that periodically fluctuates according to the periodic electric polarization of the
このような発電システム1において、熱源2の温度は、高温状態における温度が、例えば、200〜1200℃、好ましくは、700〜900℃であり、低温状態における温度が、上記の高温状態における温度未満、より具体的には、例えば、100〜800℃、好ましくは、200〜500℃であり、高温状態と低温状態との温度差が、例えば、10〜600℃、好ましくは、20〜500℃である。
In such a power generation system 1, the temperature of the
また、それら高温状態と低温状態との繰り返し周期は、例えば、10〜400サイクル/秒、好ましくは、30〜100サイクル/秒である。 Moreover, the repetition period of these high temperature states and low temperature states is, for example, 10 to 400 cycles / second, preferably 30 to 100 cycles / second.
そして、このようにして発電システム1により取り出された電力を、第2デバイス4に接続される昇圧器5において、周期的に変動する波形(例えば、交流、脈流など)の状態で昇圧する。昇圧器5としては、交流電圧を、例えば、コイル、コンデンサなどを用いた簡易な構成により、優れた効率で昇圧できる昇圧器が、用いられる。
Then, the electric power extracted by the power generation system 1 in this manner is boosted in a state of a waveform (for example, alternating current, pulsating current) that periodically varies in the booster 5 connected to the
次いで、昇圧器5において昇圧された電力を、交流/直流変換器6において直流電圧に変換した後、バッテリー7に蓄電する。
Next, the electric power boosted by the booster 5 is converted into a DC voltage by the AC / DC converter 6 and then stored in the
このような発電システム1によれば、温度が経時的に上下する熱源2を用いるため、変動する電圧(例えば、交流電圧)を取り出すことができ、その結果、一定電圧(直流電圧)として取り出す場合に比べて、簡易な構成により、優れた効率で昇圧して、蓄電することができる。
According to such a power generation system 1, since the
また、熱源2が、周期的に温度変化する熱源であれば、電力を、周期的に変動する波形として取り出すことができ、その結果、簡易な構成により、より優れた効率で昇圧して、蓄電することができる。
In addition, if the
さらに、このような発電システム1では、第1デバイス3が筒状、とりわけ、円筒状であるため、第1デバイス3が平板状に形成されている場合に比べて、応力を分散させることができ、破損を抑制することができる。
Furthermore, in such a power generation system 1, since the
また、このような発電システム1では、第1デバイス3と電極9とが、第1デバイス3の軸線方向に沿って交互に配置されているため、各第1デバイス3を直列的および/または並列的に電気接続することができ、より効率的に発電することができる。
In such a power generation system 1, since the
また、このような発電システム1では、第1デバイス3が筒状、とりわけ、円筒状であるため、第1デバイス3が平板状に形成されている場合に比べて、配線を単純化およびコンパクト化することができるため、省スペース化を図ることができる。
Moreover, in such a power generation system 1, since the
すなわち、第1デバイス3が平板状に形成されている場合には、各第1デバイス3それぞれに、電極9を介して導線21を接続する必要がある。一方、第1デバイス3が筒状に形成される発電システム1では、上記したように、すべての第1デバイス3および電極9を貫通するように導線21を設けることができる。そのため、配線を単純化およびコンパクト化することができ、省スペース化を図ることができる。
That is, when the
また、このような発電システム1では、発電ユニット8の径方向内面に、カバー材22が備えられているため、第1デバイス3および電極9を保護することができる。
Moreover, in such a power generation system 1, since the
すなわち、例えば、熱源2として内燃機関が用いられる場合には、発電ユニット8の筒内に排気ガスが導入され、その排気ガスを熱媒体として、熱源2の熱エネルギーが、第1デバイス3に伝達される。
That is, for example, when an internal combustion engine is used as the
しかし、このように、熱源2として内燃機関が用いられる場合には、熱媒体として用いられる排気ガスが、腐食性ガスである場合や、例えば、水滴や粒子状物質(カーボン含有粒子)などの導電性物質を含むガスである場合がある。
However, when an internal combustion engine is used as the
そのため、排気ガスが、第1デバイス3や電極9に接触すると、電極9間に短絡を生じる場合や、第1デバイス3や電極9に損傷を生じる場合がある。
For this reason, when the exhaust gas contacts the
一方、上記の発電システム1では、第1デバイス3や電極9が、カバー材22により被覆されているため、第1デバイス3および電極9が、排気ガスに接触することを防止することができる。その結果、電極9間の短絡を抑制し、また、第1デバイス3および電極9を保護することができる。
On the other hand, in the power generation system 1 described above, since the
上記した説明では、第1デバイス3と電極9とが、第1デバイス3の軸線方向に沿って交互に配置されているが、図5〜図8に示すように、例えば、第1デバイスと電極9とが、第1デバイス3の径方向に沿って交互に配置されていてもよい。
In the above description, the
より具体的には、図5および図6が参照されるように、この発電ユニット8は、複数の第1デバイス3と、複数の電極9とを備えている。なお、図5および図6では、第2デバイス4の導線21(後述)は省略して示している。
More specifically, as illustrated in FIGS. 5 and 6, the
この発電ユニット8において、複数の第1デバイス3は、径方向長さが互いに異なり、軸線方向長さが互いに略同一となるように形成されている。そのため、各第1デバイス3の内径および外径は互いに異なる。なお、第1デバイス3の内径、外径、厚みおよび軸線方向長さは、目的および用途に応じて、適宜設定される。
In the
また、複数の電極9は、径方向長さが互いに異なり、軸線方向長さが互いに略同一となるように形成されている。そのため、各電極9の内径および外径は互いに異なる。なお、電極9の内径、外径、厚みおよび軸線方向長さは、目的および用途に応じて、適宜設定される。また、各電極9の軸線方向長さは、第1デバイス3の軸線方向長さよりも僅かに長くなるよう、適宜設定される。
The plurality of
そして、この発電システム1では、円筒状の第1デバイス3と、円筒状の電極9とが、その軸線を共有するように断面視略同心円状に配置され、また、径方向にそって互いに接触するように、交互に積層配置されている。これにより、複数の第1デバイス3と、複数の電極9とから、円筒状の発電ユニット8が形成されている。なお、径方向両端部には、好ましくは、電極9が配置されている。
In the power generation system 1, the cylindrical
得られる発電ユニット8の軸線方向長さは、特に制限されず、第1デバイス3および電極9の軸線方向長さにより、決定される。
The axial length of the
また、発電ユニット8には、必要に応じて、カバー材22が設けられている。
The
カバー材22は、例えば、公知の誘電体からなり、発電ユニット8の径方向外面および径方向内面を被覆するとともに、第1デバイス3の軸線方向両端面を被覆している。また、必要により、電極9の軸線方向両端部が、カバー材22から突出し、外部に露出されていてもよい。外部に露出される電極9の数や位置は、後述する電気接続の方法などに応じて、適宜設計される。なお、図5では、すべての電極9の軸線方向両端部が、カバー材22から突出し、外部に露出される形態を示している。
The
また、カバー材22の厚みは、目的および用途に応じて、適宜設定される。
Moreover, the thickness of the
そして、このような発電ユニット8において、好ましくは、各第1デバイス3が、各電極9および第2デバイス4の導線などを介して、直列的または並列的に、電気接続されている。
In such a
例えば、各第1デバイス3が直列的に電気接続される場合には、例えば、図7に示すように、径方向最外の電極9の軸線方向一方側端部と、径方向最内の電極9の軸線方向一方側端部とが、カバー材22から突出し、外部に露出される。そして、カバー材22から露出される各電極9の軸線方向一方側端縁に、第2デバイス4の導線21が接続され、それらが束ねられる。また、詳しくは後述するが、各電極9の軸線方向両端部を露出させ、その軸線方向両端縁に、第2デバイス4としてのメッシュ電極23(後述)を接続することにより、各第1デバイス3を電気接続することもできる。
For example, when the
また、例えば、図8に示すように、径方向最外の電極9を被覆するカバー層22と、径方向最内の電極9を被覆するカバー層22とに、貫通孔が形成され、その貫通孔内に第2デバイス4の導線21が通され、電極9に接続されることでも、各第1デバイス3が直列的に電気接続される。また、このような場合、全ての電極9の軸線方向両端部を、カバー層22に被覆させることができる。
Further, for example, as shown in FIG. 8, through holes are formed in the
また、各第1デバイス3が並列的に電気接続される場合には、例えば、図9に示すように、径方向最内の電極9を1番目として、奇数番目の電極9の軸線方向一方側端部が、カバー材22から突出し、外部に露出される。そして、それら奇数番目の電極9の軸線方向一方側端縁に、第2デバイス4の導線21が接続され、それらが束ねられる。また、偶数番目の電極9の軸線方向他方側端部が、カバー材22から突出し、外部に露出される。そして、それら偶数番目の電極9の軸線方向他方側端縁に、第2デバイス4の導線21が接続され、それらが束ねられる。また、詳しくは後述するが、各電極9の軸線方向両端縁に、第2デバイス4としてのメッシュ電極23(後述)を接続することにより、各第1デバイス3を電気接続することもできる。
Further, when the
また、例えば、図10に示すように、各第1デバイス3および各電極9に、それらを径方向に貫通するビアホールが複数(2つ)形成され、各ビアホール内に、奇数番目の電極9のみに接触する導線21と、偶数番目の電極9のみに接触する導線21とが通されることでも、各第1デバイス3が並列的に電気接続される。
Further, for example, as shown in FIG. 10, each
なお、このような場合、奇数番目の電極9に接触する導線21が、偶数番目の電極9に接触することを防止するための空隙25を、各電極9に形成することができる。また、このような場合、全ての電極9の軸線方向両端部を、カバー層22に被覆させることができる。
In such a case, a
このような発電ユニット8は、特に制限されないが、例えば、半円筒状の第1デバイス3および電極9の積層体を2つ用意し、それらを円筒状となるように繋ぎ合わせることにより、製造される。すなわち、まず、半円筒状の複数の第1デバイス3、および、半円筒状の複数の電極9によって、半円筒状の積層体が形成され、その後、得られた積層体が上記した形状となるように組み合わされることにより、発電ユニット8が製造される。また、発電ユニット8は、例えば、円筒状の電極9の径方向外面に、順次、円筒状の第1デバイス3、および、円筒状の電極9が積層されることによっても、製造される。
Such a
そして、得られた発電ユニット8(第1デバイス3および第2デバイス4)は、図1に示すように、昇圧器5、交流/直流変換器(AC−DCコンバーター)6およびバッテリー7に、順次、電気的に接続される。
The obtained power generation unit 8 (
そして、このような第1デバイス3および第2デバイス4を備える発電システム1により発電する場合には、上記と同様に、まず、熱源2により、第1デバイス3を加熱および/または冷却し、好ましくは、周期的に電気分極させた後、第2デバイス4を介することにより、電力を周期的に変動する波形として取り出す。その後、取り出された電力を、第2デバイス4に接続される昇圧器5において、周期的に変動する波形の状態で昇圧し、交流/直流変換器6において直流電圧に変換した後、バッテリー7に蓄電する。
And when generating electric power with such an electric power generation system 1 provided with the
このような発電システム1でも、上記と同様に、発電効率の向上を図ることができるので、より高い出力を得ることができ、また、省スペース化を図ることができる。 In such a power generation system 1 as well, the power generation efficiency can be improved as described above, so that a higher output can be obtained and space saving can be achieved.
さらに、このような発電システム1でも、第1デバイス3が筒状、とりわけ、円筒状であるため、第1デバイス3が平板状に形成されている場合に比べて、応力を分散させることができ、破損を抑制することができる。
Further, even in such a power generation system 1, since the
さらに、このような発電システム1では、例えば、外径および内径の異なる発電ユニット8を、径方向に沿って多重に配置することができるため、第1デバイス3が平板状に形成されている場合に比べて、単位体積あたりの第1デバイス3の量を増加させ、また、第1デバイス3の加熱および冷却効率の向上を図ることができるため、発電効率の向上を図ることができる。
Further, in such a power generation system 1, for example, the
また、このような発電システム1でも、第1デバイス3と電極9とが、第1デバイス3の軸線方向に沿って交互に配置されているため、各第1デバイス3を直列的および/または並列的に電気接続することができ、より効率的に発電することができる。
Also in such a power generation system 1, since the
また、このような発電システム1でも、第1デバイス3が筒状、とりわけ、円筒状であるため、第1デバイス3が平板状に形成されている場合に比べて、配線を単純化およびコンパクト化することができるため、省スペース化を図ることができる。
In such a power generation system 1 as well, since the
すなわち、第1デバイス3が平板状に形成されている場合には、各第1デバイス3それぞれに、電極9を介して導線21を接続する必要がある。一方、第1デバイス3が筒状に形成される発電システム1では、上記したように、すべての第1デバイス3および電極9を貫通するように導線21を設けることができる。また、詳しくは後述するが、すべての電極9に、メッシュ電極23(後述)を同時に接続することもできる。そのため、配線を単純化およびコンパクト化することができ、省スペース化を図ることができる。
That is, when the
また、このような発電システム1でも、カバー材22が備えられているため、第1デバイス3および電極9を保護することができる。
Further, even in such a power generation system 1, since the
そして、このような発電システム1は、図11に示されるように、好ましくは、車載されて用いられる。 And such an electric power generation system 1 is preferably mounted and used as shown in FIG.
図11において、自動車10は、内燃機関11、触媒搭載部12、エキゾーストパイプ13、マフラー14および排出パイプ15を備えている。
In FIG. 11, the
内燃機関11は、エンジン16、および、エキゾーストマニホールド17を備えている。
The
エンジン16は、多気筒(4気筒型)多サイクル(4サイクル)方式のエンジンであって、各気筒に、エキゾーストマニホールド17の分岐管18(後述)の上流側端部が接続されている。
The
エキゾーストマニホールド17は、エンジン16の各気筒から排出される排気ガスを収束するために設けられる排気多岐管であって、エンジン16の各気筒に接続される複数(4つ)の分岐管18(これらを区別する必要がある場合には、図11の上側から順に、分岐管18a、分岐管18b、分岐管18cおよび分岐管18dと称する。)と、それら分岐管18の下流側において、各分岐管18を1つに統合する集気管19とを備えている。
The exhaust manifold 17 is an exhaust manifold provided for converging exhaust gas exhausted from each cylinder of the
また、各分岐管18は、その流れ方向途中において、箱型空間20を、それぞれ1つ備えている。箱型空間20は、分岐管18に連通するように介装される略直方体状の空間であって、その内側において、上記した第1デバイス3および第2デバイス4を備えている。
Each
このようなエキゾーストマニホールド17では、分岐部18の上流側端部が、それぞれ、エンジン16の各気筒に接続されるとともに、分岐管18の下流側端部と集気管19の上流側端部とが接続されている。また、集気管19の下流側端部は、触媒搭載部12の上流側端部に接続されている。
In such an exhaust manifold 17, the upstream end portion of the
触媒搭載部12は、例えば、触媒担体およびその担体上にコーティングされる触媒を備えており、内燃機関11から排出される排気ガスに含まれる炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)、一酸化炭素(CO)などの有害成分を浄化するために、内燃機関11(エキゾーストマニホールド17)の下流側端部に接続されている。
The
エキゾーストパイプ13は、触媒搭載部12において浄化された排気ガスをマフラー14に案内するために設けられており、上流側端部が触媒搭載部12に接続されるとともに、下流側端部がマフラー14に接続されている。
The
マフラー14は、エンジン16(とりわけ、爆発工程)において生じる騒音を、静音化すために設けられており、その上流側端部がエキゾーストパイプ13の下流側端部に接続されている。また、マフラー14の下流側端部は、排出パイプ15の上流側端部に接続されている。
The
排出パイプ15は、エンジン16から排出され、エキゾーストマニホールド17、触媒搭載部12、エキゾーストパイプ13およびマフラー14を順次通過し、浄化および静音化された排気ガスを、外気に放出するために設けられており、その上流側端部がマフラー14の下流側端部に接続されるとともに、その下流側端部が、外気に開放されている。
The
そして、この自動車10は、発電システム1を搭載している。
The
発電システム1は、上記したように、熱源2、第1デバイス3および第2デバイス4を備えている。
As described above, the power generation system 1 includes the
すなわち、この発電システム1では、熱源2として、内燃機関11のエンジン16が用いられており、また、分岐管18の箱型空間20内には、第1デバイス3および第2デバイス4が配置されている。
That is, in the power generation system 1, the
より具体的には、図11において部分拡大図として示すように、箱型空間20内において、上記した発電ユニット8(図5参照)が複数備えられている。なお、図11の部分拡大図においては、1つの発電ユニット8を取り出して示し、その他の発電ユニット8は省略されている。
More specifically, as shown as a partially enlarged view in FIG. 11, a plurality of the above-described power generation units 8 (see FIG. 5) are provided in the box-shaped
複数の発電ユニット8は、図12に示すように、その軸線方向が排気ガスの流れ方向に沿うように配置されており、図示しない固定部材によって固定されている。
As shown in FIG. 12, the plurality of
また、発電ユニット8の軸線方向両端部には、例えば、第2デバイス4として、金属メッシュなどからなるメッシュ電極23が、電極9と接触するように配置されている。また、詳しくは図示しないが、電極9とメッシュ電極23とは、例えば、溶接、導電性接着剤などの公知の方法によって、固定されている。また、メッシュ電極23は、第2デバイス4の導線(図示せず)などに接続されている。
Further, at both ends in the axial direction of the
そして、図11に示すように、発電ユニット8は、図示しない導線(第2デバイス4)を介して、昇圧器5、交流/直流変換器6およびバッテリー7に、順次、電気的に接続されている。
As shown in FIG. 11, the
そして、このような自動車10では、エンジン16の駆動により、各気筒において、ピストンの昇降運動が繰り返され、吸気工程、圧縮工程、爆発工程および排気工程が順次実施され、その温度が経時的に上下される。
In such an
より具体的には、例えば、分岐管18aに接続される気筒、および、分岐管18cに接続される気筒の2つの気筒において、ピストンが連動し、吸気工程、圧縮工程、爆発工程および排気工程が、同位相で実施される。これにより、燃料が燃焼され、動力が出力されるとともに、高温の排気ガスが、分岐管18aおよび分岐管18cの内部を排気工程において通過する。
More specifically, for example, in two cylinders, that is, a cylinder connected to the
このとき、エンジン16の熱が、排気ガス(熱媒体)を介して伝達され、分岐管18aおよび分岐管18cの内部温度は、排気工程において上昇し、その他の工程(吸気工程、圧縮工程、爆発工程)において下降するので、ピストンサイクルに応じて、経時的に上下し、高温状態と低温状態とが、周期的に繰り返される。
At this time, the heat of the
一方、それら2つの気筒とはタイミングを異にして、分岐管18bに接続される気筒、および、分岐管18dに接続される気筒の2つの気筒において、ピストンが連動し、吸気工程、圧縮工程、爆発工程および排気工程が、同位相で実施される。これにより、燃料が燃焼され、動力が出力されるとともに、分岐管18aおよび分岐管18cとは異なるタイミングにおいて、高温の排気ガスが、分岐管18bおよび分岐管18dの内部を排気工程において通過する。
On the other hand, in the two cylinders, the cylinder connected to the
このとき、エンジン16の熱が、排気ガス(熱媒体)を介して伝達され、分岐管18bおよび分岐管18dの内部温度は、排気工程において上昇し、その他の工程(吸気工程、圧縮工程、爆発工程)において下降するので、ピストンサイクルに応じて、経時的に上下し、高温状態と低温状態とが、周期的に繰り返される。
At this time, the heat of the
この周期的な温度変化は、分岐管18aおよび分岐管18cの周期的な温度変化とは、周期が同じである一方、位相が異なる。
This periodic temperature change has the same period but a different phase from the periodic temperature changes of the
そして、この発電システム1では、上記したように、各分岐管18の内部(箱型空間20内)に、発電ユニット8が配置されている。
And in this electric power generation system 1, as above-mentioned, the electric
そのため、エンジン16(熱源2)から排出される排気ガスが、分岐管18内に導入され、箱型空間20内に充填されると、その箱型空間20内において、発電ユニット8に用いられる第1デバイス3および第2デバイス4が、排気ガス(熱媒体)に接触(曝露)され、加熱および/または冷却される。
Therefore, when the exhaust gas discharged from the engine 16 (heat source 2) is introduced into the
つまり、第1デバイス3が、エンジン16(熱源2)、および、そのエンジン16の熱を伝達する熱媒体の経時的な温度変化により、加熱および/または冷却される。
That is, the
そして、これにより、第1デバイス3を、周期的に高温状態または低温状態にすることができ、第1デバイス3を、その素子(例えば、ピエゾ素子、焦電素子など)に応じた効果(例えば、ピエゾ効果、焦電効果など)により、電気分極させることができる。
And thereby, the
そのため、この発電システム1では、第2デバイス4を介して、各第1デバイス3から電力を周期的に変動する波形(例えば、交流、脈流など)として、取り出すことができる。
Therefore, in this power generation system 1, power can be extracted from each
また、この発電システム1では、分岐管18aおよび分岐管18cの温度と、分岐管18bおよび分岐管18dの温度とが、同じ周期、かつ、異なる位相で周期的に変化するため、電力を、周期的に変動する波形(例えば、交流、脈流など)として、連続的に取り出すことができる。
Further, in this power generation system 1, since the temperature of the
そして、排気ガスは、各分岐管18を通過した後、集気管19に供給され、集気された後、触媒搭載部12に供給され、その触媒搭載部12に備えられる触媒により浄化される。その後、排気ガスは、エキゾーストパイプ13に供給され、マフラー14において静音化された後、排出パイプ15を介して、外気に排出される。
Then, after passing through each
このとき、各分岐管18内を通過する排気ガスは、集気管19において集気されるので、集気管19、触媒搭載部12、エキゾーストパイプ13、マフラー14および排出パイプ15を順次通過する排気ガスは、その温度が、平滑化されている。
At this time, since the exhaust gas passing through each
そのため、温度が平滑化されたこのような排気ガスを通過させる集気管19、触媒搭載部12、エキゾーストパイプ13、マフラー14および排出パイプ15の温度は、通常、経時的に上下することなく、ほぼ一定である。
Therefore, the temperature of the
そのため、集気管19、触媒搭載部12、エキゾーストパイプ13、マフラー14または排出パイプ15を熱源2として用い、その周囲または内部に、第1デバイス3を配置する場合には、第1デバイス3から取り出される電力は、その電圧が小さく、また、一定(直流電圧)である。
Therefore, when the
そのため、このような方法では、得られる電力を、簡易な構成で効率良く昇圧することができず、蓄電効率に劣るという不具合がある。 Therefore, in such a method, there is a problem that the obtained power cannot be boosted efficiently with a simple configuration, and the storage efficiency is poor.
一方、上記したように、分岐管18の内部空間に上記した第1デバイス3を配置すれば、熱源2の経時的な温度変化により、第1デバイス3を、周期的に高温状態または低温状態にすることができ、第1デバイス3を、そのデバイス(例えば、ピエゾ素子、焦電素子など)に応じた効果(例えば、ピエゾ効果、焦電効果など)により、周期的に電気分極させることができる。
On the other hand, as described above, if the
そのため、この発電システム1では、第2デバイス4を介して、各第1デバイス3から電力を周期的に変動する波形(例えば、交流、脈流など)として、取り出すことができる。
Therefore, in this power generation system 1, power can be extracted from each
その後、この方法では、例えば、図11において点線で示すように、上記により得られた電力を、第2デバイス4に接続される昇圧器5において、周期的に変動する波形(例えば、交流、脈流など)の状態で昇圧し、次いで、昇圧された電力を、交流/直流変換器6において直流電圧に変換した後、バッテリー7に蓄電する。バッテリー7に蓄電された電力は、自動車10や、自動車10に搭載される各種電気部品の動力などとして、適宜、用いることができる。
Thereafter, in this method, for example, as indicated by a dotted line in FIG. 11, the electric power obtained as described above is periodically changed in the booster 5 connected to the second device 4 (for example, alternating current, pulse, etc.). And then the boosted power is converted into a DC voltage by the AC / DC converter 6 and then stored in the
そして、このような発電システム1によれば、温度が経時的に上下する熱源2を用いるため、変動する電圧(例えば、交流電圧)を取り出すことができ、その結果、一定電圧(直流電圧)として取り出し、DC−DCコンバーターで変換する場合に比べて、優れた効率で昇圧して、蓄電することができる。
And according to such a power generation system 1, since the
さらに、このような発電システム1でも、第1デバイス3が筒状、とりわけ、円筒状であるため、第1デバイス3が平板状に形成されている場合に比べて、応力を分散させることができ、破損を抑制することができる。
Further, even in such a power generation system 1, since the
さらに、このような発電システム1では、例えば、外径および内径の異なる発電ユニット8を、径方向に沿って多重に配置することができるため、第1デバイス3が平板状に形成されている場合に比べて、単位体積あたりの第1デバイス3の量を増加させ、また、第1デバイス3の加熱および冷却効率の向上を図ることができるため、発電効率の向上を図ることができる。
Further, in such a power generation system 1, for example, the
また、このような発電システム1でも、第1デバイス3と電極9とが、第1デバイス3の軸線方向に沿って交互に配置されているため、各第1デバイス3を直列的および/または並列的に電気接続することができ、より効率的に発電することができる。
Also in such a power generation system 1, since the
また、このような発電システム1でも、第1デバイス3が筒状、とりわけ、円筒状であるため、第1デバイス3が平板状に形成されている場合に比べて、配線を単純化およびコンパクト化することができるため、省スペース化を図ることができる。
In such a power generation system 1 as well, since the
すなわち、第1デバイス3が平板状に形成されている場合には、各第1デバイス3それぞれに、電極9を介して導線21を接続する必要がある。一方、第1デバイス3が筒状に形成される発電システム1では、上記したように、すべての電極9に、メッシュ電極23を同時に接続することができる。そのため、配線を単純化およびコンパクト化することができ、省スペース化を図ることができる。
That is, when the
また、このような発電システム1でも、カバー材22が備えられているため、第1デバイス3および電極9を保護することができる。
Further, even in such a power generation system 1, since the
なお、上記した説明では、第1デバイス3を円筒状として説明したが、第1デバイス3の形状は、筒状であれば特に限定されず、例えば、四角筒状、六角筒状など、目的および用途に応じて、適宜設計される。
In the above description, the
1 発電システム
2 熱源
3 第1デバイス
4 第2デバイス
5 昇圧器
6 交流/直流変換器
7 バッテリー
8 発電ユニット
9 電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記熱源の温度変化により温度が経時的に上下され、電気分極する第1デバイスと、
前記第1デバイスから電力を取り出すための第2デバイスと
を備え、
前記第1デバイスが、筒状であることを特徴とする、発電システム。 A heat source whose temperature rises and falls over time;
A first device in which the temperature is increased and decreased over time due to a temperature change of the heat source and is electrically polarized;
A second device for extracting power from the first device;
The power generation system, wherein the first device is cylindrical.
前記第1デバイスと前記電極とが、前記第1デバイスの軸線方向に沿って交互に配置されている
ことを特徴とする、請求項2に記載の発電システム。 The second device comprises a cylindrical electrode;
The power generation system according to claim 2, wherein the first devices and the electrodes are alternately arranged along an axial direction of the first devices.
前記第1デバイスと前記電極とが、前記第1デバイスの径方向に沿って交互に配置されている
ことを特徴とする、請求項2に記載の発電システム。 The second device comprises a cylindrical electrode;
The power generation system according to claim 2, wherein the first device and the electrode are alternately arranged along a radial direction of the first device.
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Cited By (1)
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JP2019148244A (en) * | 2018-02-28 | 2019-09-05 | ダイハツ工業株式会社 | On-vehicle power generation system |
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2013
- 2013-09-30 JP JP2013205100A patent/JP2015070747A/en active Pending
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