JP2016504556A - 燃焼・熱交換・放射装置 - Google Patents
燃焼・熱交換・放射装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016504556A JP2016504556A JP2015546017A JP2015546017A JP2016504556A JP 2016504556 A JP2016504556 A JP 2016504556A JP 2015546017 A JP2015546017 A JP 2015546017A JP 2015546017 A JP2015546017 A JP 2015546017A JP 2016504556 A JP2016504556 A JP 2016504556A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- layer
- combustion
- radiation
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 147
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 127
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 17
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 11
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 11
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 6
- UZLYXNNZYFBAQO-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);ytterbium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Yb+3].[Yb+3] UZLYXNNZYFBAQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940075624 ytterbium oxide Drugs 0.000 claims description 6
- 229910003454 ytterbium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 claims description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C13/00—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/66—Preheating the combustion air or gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D91/00—Burners specially adapted for specific applications, not otherwise provided for
- F23D91/02—Burners specially adapted for specific applications, not otherwise provided for for use in particular heating operations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
- F23K5/02—Liquid fuel
- F23K5/14—Details thereof
- F23K5/20—Preheating devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
- F24C3/00—Stoves or ranges for gaseous fuels
- F24C3/04—Stoves or ranges for gaseous fuels with heat produced wholly or partly by a radiant body, e.g. by a perforated plate
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
- F23C2900/03001—Miniaturized combustion devices using fluid fuels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2212/00—Burner material specifications
- F23D2212/005—Radiant gas burners made of specific materials, e.g. rare earths
-
- 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
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- 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
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
‐ 高温に加熱されるときに主に近赤外放射を行うように構成された選択的エミッタを含む放熱放射部と、
‐ 前記放熱放射部に隣接配置され、熱エネルギー・キャリアと前記放熱放射部との間の熱伝達を最大にするために表面固有燃料燃焼(surface specific fuel combustion)を提供し、好ましくは触媒コーティングを含む変換部と、
‐ 前記装置に進入する前記熱エネルギー・キャリア(燃料)を予熱するように排気出口部から入口部へ前記熱エネルギー・キャリアに過剰な熱を伝達するように構成された熱回収部を含んでいる。
‐ 前記燃焼・熱交換・放射装置から背けられた外表面と、内表面とを有する放射層を設けるステップと、
‐ 表面固有燃料燃焼を行うために前記放射層の前記内表面を触媒コーティングによって少なくとも部分的にコーティングするステップと、
‐ 前記内表面を介して高温に加熱されるときに前記外表面の方向に主に近赤外放射を行うように構成された選択的エミッタを前記放射層に設けるステップと、
‐ 予熱層を設けるステップと、
‐ 前記放射層の前記内表面に隣接する燃焼室を画定するように前記放射層を前記予熱層と接合するステップと、
‐ 熱放散面と熱吸収面とを備える熱伝導層を設けるステップと、
‐ 間に予熱室を画定し、前記予熱室を前記熱放散面に熱的に接続するように前記予熱層と前記熱伝導層を接合するステップと、
‐ 前記予熱室を前記燃焼室と接続する第1の流通路を設けるステップと、
‐ 熱伝導抑制層を設けるステップと、
‐ 前記熱吸収層に隣接した熱回収室を画定するように前記熱伝導抑制層を前記熱伝導層と接合するステップと、
‐ 前記燃焼室と前記熱回収室を接続する第2の流通路を設けるステップとを含み、
‐ 前記熱回収室および前記予熱室は、前記熱吸収面によって吸収された熱が前記予熱室内の熱エネルギー・キャリア(燃料)を予熱するように前記熱放散面によって放散されるように配置および構成される燃焼・熱交換・放射装置を作製する方法。
‐ 熱光起電装置は、電気エネルギーを生成するために使用される選択的エミッタの放射方向に燃焼・熱交換・放射装置と隣接配置された光起電セルを含んでいる。
‐ 放射ヒータ(radiating heater)では、本発明の燃焼・熱交換・放射装置の選択的エミッタの近赤外放射が、放射される面に熱を効率的に伝達するために使用される。このような放射ヒータは、全容積を加熱するのが不可能/非効率的な製造所等の容積の大きな領域において特に有利である。しかしながら、本発明の燃焼・熱交換・放射装置のエミッタの直接的放射は、近赤外放射をターゲット表面(例えば、人間の肌)に直接伝達する。
‐ 純水源では、凝縮器ユニットが排気内の蒸気を凝縮して液体を回収するように構成されている。例えば燃料がメタノールの場合、凝縮器ユニットはメタノールの燃焼から生じる水蒸気を凝縮するように配置される。
‐ 光源では、本発明の燃焼・熱交換・放射装置のエミッタが可視波長の放射を提供(も提供)するように構成される。
燃焼・熱交換・放射装置10は、燃焼からの熱を主に近赤外放射に変換するように構成された放熱放射部Aを含んでいる。
‐ 高温に曝されるときに選択的エミッタ1.3によって行われる放射の第1の最適なスペクトル帯のバンドパスフィルタとして構成され、
‐ 選択的エミッタ1.3によって行われる放射の更なる非最適なスペクトル帯の反射器として構成され、前記第2の非最適スペクトル帯放射が選択的エミッタ1.3や変換部1.2に向かって方向転換された放射として再利用されるようになっている。
燃焼・熱交換・放射装置10は、放熱放射部Aに隣接配置された変換部Bを更に含んでいる。変換部Bは、選択的エミッタ1.3を高温に加熱するために熱エネルギー・キャリア(燃料)と放熱放射部Aとの間の熱伝達を最大にする表面固有燃料燃焼を行うために、例えば触媒コーティングを含んでいる。変換部Bは、十分な安定性をもたらす材料を含むか、耐高熱材料製、好ましくは表面固有燃料燃焼過程を支持する材料によってコーティングされたセラミック材料製の基板を含んでいる。熱エネルギー・キャリア(燃料)は、放熱放射部Aに接続された入口部Eから燃焼・熱交換・放射装置10に進入する。
燃焼・熱交換・放射装置10の第3の主な機能は、入口部Eから装置10に進入する熱エネルギー・キャリア(燃料)を予め加熱し、入口部Eに排気出口部Gからの熱エネルギー・キャリア(変換部Bから出た後)の過剰な熱を伝達するように構成された熱回収部Fによって提供される。このようにして、熱損失が最小になるので、燃焼・熱交換・放射装置10の効率が大きく改善され、燃料が変換部Bに進入する前に入口部Eにおいて予め加熱されるので、燃焼室9での表面固有燃焼が向上する。
装置10の外への熱損失を最小にするために、熱伝導抑制部Cが装置10の排気出口部Gに隣接して設けられる。排気出口Gに隣接する熱伝導抑制部Cにより、より高い割合の熱エネルギー・キャリアの過剰な熱を、入口部Eにて摂取された燃料を予め加熱するために効率的に使用することができる。
‐ 燃焼・熱交換・放射装置10から背けられた外表面1.1と、内表面1.2とを有する放射層1を設けるステップと、
‐ 表面固有燃料燃焼を行うために放射層1の前記内表面1.2を触媒コーティングによって少なくとも部分的にコーティングするステップと、
‐ 前記内表面1.2を介して高温に加熱されるときに前記外表面1.1の方向に主に近赤外放射を行うように構成された選択的エミッタ1.3を前記放射層1に設けるステップと、
‐ 予熱層4を設けるステップと、
‐ 放射層1の内表面1.2に隣接する燃焼室9を画定するように前記放射層1を予熱層4と接合するステップと、
‐ 熱放散面5.1と熱吸収面5.2を熱伝導層5に設けるステップと、
‐ 間に予熱室15を画定し、前記予熱室15を前記熱放散面5.1に熱的に接続するように予熱層4と熱伝導層5を接合するステップと、
‐ 予熱室15を燃焼室9と接続する第1の流通路13.1を設けるステップと、
‐ 熱伝導抑制層7を設けるステップと、
‐ 前記熱吸収面5.2に隣接した熱回収室11を画定するように前記熱伝導抑制層7を熱伝導層5と接合するステップと、
‐ 燃焼室9と熱回収室11を接続する第2の流通路13.2を設けるステップを含んでいる。
‐ 前記燃焼室9を少なくとも部分的に画定するように構成および配置された燃焼層2を放射層1と熱伝導層5との間に設けるステップと、
‐ 前記放射層1と熱伝導層5との間の更なる熱伝導抑制層3であって、前記予熱室15を燃焼室9から分離し、前記第2の流通路13.2を少なくとも部分的に画定し、前記第1の流通路13.1を少なくとも部分的に画定するように配置および構成された更なる熱伝導抑制層3を設けるステップと、
‐ 熱回収室11を少なくとも部分的に画定するように配置および構成された出力層6を熱伝導層5と熱伝導抑制層7との間に設けるステップとを更に含んでいる。
A 放熱放射部
B (熱エネルギーから熱)変換部
C 熱伝導抑制部
D 熱伝導部
E (熱エネルギー・キャリア)入口部
F 熱回収部
G 排気出口部
1 放射層
1.1 外表面
1.2 内表面
1.3 選択的エミッタ
2 燃焼層
3 更なる熱伝導抑制層
4 予熱層
5 熱伝導層
5.1 熱放散面
5.2 熱吸収面
6 出力層
7 熱伝導抑制層
7.1 熱反射面
9 燃焼室
11 熱回収室
13 流通路
13.2 第2の流通路
13.1 第1の流通路
15 予熱層
25 入口開口
27 出口開口
Claims (20)
- 化学エネルギーを電磁放射に変換する燃焼・熱交換・放射装置(10)であって、
‐ 高温に加熱されるときに主に近赤外放射を行うように構成された選択的エミッタ(1.3)を含む放熱放射部(A)と、
‐ 前記放熱放射部(A)に隣接配置され、熱エネルギー・キャリア(燃料)と前記放熱放射部(A)との間の熱伝達を最大にするために表面固有燃料燃焼を行うために好ましくは触媒コーティングを含む変換部(B)と、
‐ 前記装置(10)に進入する前記熱エネルギー・キャリア(燃料)を予熱するように排気出口部(G)から入口部(E)へ前記熱エネルギー・キャリアに過剰な熱を伝達するように構成された熱回収部(F)を含む燃焼・熱交換・放射装置(10)。 - 前記選択的エミッタ(1.3)は、レアアース含有層等の選択的放射材料、好ましくは酸化イッテルビウムYb2O3または白金放射層を含むことを特徴とする請求項1に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)。
- 前記選択的エミッタ(1.3)は、耐熱金属またはセラミックを含むフォトニック結晶等の選択的放射ナノ構造層を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)。
- 前記選択的エミッタ(1.3)は、選択的エミッタ材料でできた、好ましくは酸化イッテルビウムYb2O3でできたフォトニック結晶を含むことを特徴とする請求項2または3に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)。
- 前記放熱放射部(A)は、高温に曝されるときに前記選択的エミッタ(1.3)によって行われる前記放射の第1の最適なスペクトル帯のバンドパスフィルタとして構成されたスペクトル整形器であって、
前記選択的エミッタ(1.3)によって行われる前記放射の非最適なスペクトル帯の反射器として構成され、
前記非最適なスペクトル帯の放射が、前記選択的エミッタ(1.3)や前記変換部(1.2)に向かって方向転換される放射として再利用されるようにした前記スペクトル整形器を含むことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)。 - 熱伝導抑制部(C)が、
‐ 前記入口部(E)と前記変換部(B)との間、および/または
‐ 前記装置(10)の外への熱損失を最小にするように配置された前記排気出口部(G)に隣接するように設けられたことを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)。 - 排気出口部(G)から前記入口部(E)へ前記熱エネルギー・キャリアの過剰な熱を伝導するために、前記排気出口部(G)と前記入口部(E)との間に熱伝導部(D)が設けられることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)。
- 前記放熱放射部(A)内において、前記放熱放射部(A)を少なくとも部分的に画定する前記装置(10)から背けられた外表面(1.1)と、前記変換部(B)を少なくとも部分的に画定する内表面(1.2)とを有する放射層(1)と、
前記入口部(E)に面して配置された熱放散面(5.1)と、前記排気出口部(G)に面して配置された熱吸収面(5.2)を有し、前記熱回収部(F)を少なくとも部分的に画定する熱伝導層(5)と、
前記装置(10)の外への熱損失を最小にするために配置された前記排気出口部(G)に隣接する熱伝導抑制層(6)と、を備え、
前記変換部(B)内において、前記放射層(1)の前記内表面(1.2)に隣接して燃焼室(9)が画定され、
前記熱回収部(F)の前記入口部(E)内に予熱室(15)が画定され、前記予熱室(15)が前記熱放散面(5.1)に熱的に接続され、
前記予熱室(15)と前記燃焼室(9)を接続するために第1の流通路(13.1)が設けられ、
前記熱回収部(F)の前記排気出口部(G)内において、前記熱吸収面(5.2)と前記熱伝導抑制層(6)との間に熱回収室(11)が画定され、
前記燃焼室(9)を前記熱回収室(11)と接続するために第2の流通路(13.2)が設けられ、
前記熱吸収面(5.2)によって吸収された熱が前記予熱室(15)内で熱エネルギー・キャリア(燃料)を予熱するよう前記熱放散面(5.1)によって放散されるように、前記熱回収室(11)と前記予熱室(15)が配置および構成されたことを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)。 - 前記放射層(1)および前記選択的エミッタ(1.3)は、高温に加熱されるときに全外表面(1.1))上に基本的に一定の放射を行うように前記燃焼室(9)に対して構成および配置されることを特徴とする請求項8に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)。
- ‐ 前記燃焼室(9)を少なくとも部分的に画定するための前記放射層(1)と前記熱伝導層(5)との間の燃焼層(2)、
‐ 前記放射層(1)と前記熱伝導層(5)の間の更なる熱伝導抑制層(3)であって、前記予熱室(15)を前記燃焼室(9)から背けられ、前記第2の流通路(13.2)と第1の流通路(13.1)を夫々少なくとも部分的に画定する更なる熱伝導抑制層(3)および/または、
前記予熱室(15)と前記第2の流通路(13.2)を少なくとも部分的に画定するための前記放射層(1)と前記熱伝導層(5)との間の予熱層(4)および/または、
前記熱回収室(11)を少なくとも部分的に画定する前記熱伝導層(5)と前記熱伝導抑制層(7)との間の出力層(6)とを更に備えることを特徴とする請求項8または9に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)。 - ‐ 前記予熱室(15)と、
‐ 前記第2の流通路(13.2)と、
‐ 前記燃焼室(9)と、
‐ 前記第1の流通路(13.1)と、
‐ 前記熱回収室(11)とは、前記装置(10)内に基本的に一定の断面の蛇行流路を形成することを特徴とする請求項8〜10の何れか一項に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)。 - 前記放熱放射部(A)の前記外表面(1.1)を除いて、前記熱交換・放射装置(10)は、熱損失を低減するための断熱層を備えることを特徴とする請求項8〜11の何れか一項に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)。
- ‐ 請求項1〜12の何れか一項に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)と、
‐ その選択的エミッタ(1.3)の放射方向に前記燃焼・熱交換・放射装置(10)に隣接配置された光起電セルを含む熱光起電装置。 - 燃焼・熱交換・放射装置(10)を作製する方法であって、
前記燃焼・熱交換・放射装置(10)から背けられた外表面(1.1)と、内表面(1.2)とを有する放射層(1)を設けるステップと、
表面固有燃料燃焼を行うために前記放射層(1)の前記内表面(1.2)を触媒コーティングによって少なくとも部分的にコーティングするステップと、
前記内表面(1.2)を介して高温に加熱されるときに前記外表面(1.1)の方向に主に近赤外放射を行うように構成された選択的エミッタ(1.3)を前記放射層(1)に設けるステップと、
予熱層(4)を設けるステップと、
前記放射層(1)の前記内表面(1.2)に隣接する燃焼室(9)を画定するように前記放射層(1)を前記予熱層(4)と接合するステップと、
熱放散面(5.1)と熱吸収面(5.2)を熱伝導層(5)に設けるステップと、
間に予熱室(15)を画定し、前記予熱室(15)を前記熱放散面(5.1)に熱的に接続するように前記予熱層(4)と前記熱伝導層(5)を接合するステップと、
前記予熱室(15)を前記燃焼室(9)と接続する第1の流通路(13.1)を設けるステップと、
熱伝導抑制層(7)を設けるステップと、
前記熱吸収層(5.2)に隣接した熱回収室(11)を画定するように前記熱伝導抑制層(7)を前記熱伝導層(5)と接合するステップと、
前記燃焼室(9)と前記熱回収室(11)を接続する第2の流通路(13.2)を設けるステップとを含み、
前記熱回収室(11)および前記予熱室(15)は、前記熱吸収面(5.2)によって吸収された熱が前記予熱室(15)内の熱エネルギー・キャリア(燃料)を予熱するように前記熱放散面(5.1)によって放散されるように配置および構成される燃焼・熱交換・放射装置(10)を作製する方法。 - 前記選択的エミッタ(1.3)は、レアアース含有層等の選択的放射材料、好ましくは酸化イッテルビウムYb2O3または白金放射層を含むように設けられることを特徴とする請求項14に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)を作製する方法。
- 耐熱金属またはセラミックを含むフォトニック結晶等の選択的放射ナノ構造層が前記選択的エミッタ(1.3)として設けられることを特徴とする請求項14に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)を作製する方法。
- 酸化イッテルビウムYb2O3のフォトニック結晶が前記選択的エミッタ(1.3)として設けられることを特徴とする請求項14に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)を作製する方法。
- 前記放射層(1)および前記選択的エミッタ(1.3)は、高温に加熱されるときに全外表面(1.1)上に基本的に一定の放射を行うように前記燃焼室(9)に対して構成および配置されることを特徴とする請求項14〜17の何れか一項に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)を作製する方法。
- ‐ 前記燃焼室(9)を少なくとも部分的に画定するように構成および配置された燃焼層(2)を、前記放射層(1)と前記熱伝導層(5)との間に設けるステップと、
‐ 前記放射層(1)と前記熱伝導層(5)との間の更なる熱伝導抑制層(3)であって、前記予熱室(15)を前記燃焼室(9)から背けられ、前記第2の流通路(13.2)を少なくとも部分的に画定し、且つ前記第1の流通路(13.1)を少なくとも部分的に画定するように配置および構成された更なる熱伝導抑制層(3)を設けるステップおよび/または、
‐ 前記熱回収室(11)を少なくとも部分的に画定するように配置および構成された出力層(6)を、前記熱伝導層(5)と前記熱伝導抑制層(7)との間に設けるステップ、のうちの1つ以上のステップを更に含むことを特徴とする請求項14〜18の何れか一項に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)を作製する方法。 - ‐ 前記予熱室(15)と、
‐ 前記第2の流通路(13.2)と、
‐ 前記燃焼室(9)と、
‐ 前記第1の流通路(13.1)と、
‐ 前記熱回収室(11)とは、基本的に一定の断面の蛇行流路を形成するように互いに対して構成および配置されることを特徴とする請求項14〜19の何れか一項に記載の燃焼・熱交換・放射装置(10)を作製する方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP12195732 | 2012-12-05 | ||
EP12195732.8 | 2012-12-05 | ||
PCT/EP2013/075717 WO2014086945A1 (en) | 2012-12-05 | 2013-12-05 | Combustion, heat-exchange and emitter device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016504556A true JP2016504556A (ja) | 2016-02-12 |
Family
ID=47623809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015546017A Pending JP2016504556A (ja) | 2012-12-05 | 2013-12-05 | 燃焼・熱交換・放射装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150318815A1 (ja) |
EP (1) | EP2929566A1 (ja) |
JP (1) | JP2016504556A (ja) |
CN (1) | CN104937723B (ja) |
WO (1) | WO2014086945A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3106748A1 (en) * | 2015-06-19 | 2016-12-21 | Triangle Resource Holding (Switzerland) AG | Energy conversion and transparent transfer media |
CN106229372B (zh) * | 2016-09-21 | 2017-11-03 | 绍兴文理学院 | 一种氧化镱光子晶体选择性辐射器 |
WO2018185754A1 (en) * | 2017-04-02 | 2018-10-11 | Technion Research And Development Foundation Ltd. | Non-thermal candoluminescence for generating electricity |
WO2024108039A1 (en) * | 2022-11-16 | 2024-05-23 | LightCell Inc. | Apparatus and methods for efficient conversion of heat to electricity via emission of characteristic radiation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003046106A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Toyota Motor Corp | 熱光発電装置 |
US20050109386A1 (en) * | 2003-11-10 | 2005-05-26 | Practical Technology, Inc. | System and method for enhanced thermophotovoltaic generation |
US20110284059A1 (en) * | 2010-05-21 | 2011-11-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Thermophotovoltaic energy generation |
US20130291931A1 (en) * | 2008-07-23 | 2013-11-07 | Green Light Industries, Inc. | Catalytic smog reduction |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5593509A (en) * | 1995-03-17 | 1997-01-14 | Lockheed Idaho Technologies Company | Portable thermo-photovoltaic power source |
US6193501B1 (en) * | 1999-07-06 | 2001-02-27 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Microcombustor having submillimeter critical dimensions |
IT1314330B1 (it) * | 1999-12-28 | 2002-12-09 | Abb Research Ltd | Sistema di generazione integrata di energia elettrica,calore e freddoe procedimento relativo |
JP4495419B2 (ja) * | 2002-11-11 | 2010-07-07 | パナソニック電工株式会社 | 燃焼装置および熱電発電装置 |
US7557293B2 (en) * | 2003-12-03 | 2009-07-07 | National University Of Singapore | Thermophotovoltaic power supply |
CN1322598C (zh) * | 2005-01-07 | 2007-06-20 | 清华大学 | 一种逆流换热式燃烧器 |
TW201233887A (en) * | 2010-10-08 | 2012-08-16 | Pinnacle Engines Inc | Integrated muffler and emissions control for engine exhaust |
-
2013
- 2013-12-05 WO PCT/EP2013/075717 patent/WO2014086945A1/en active Application Filing
- 2013-12-05 EP EP13802035.9A patent/EP2929566A1/en not_active Withdrawn
- 2013-12-05 US US14/648,926 patent/US20150318815A1/en not_active Abandoned
- 2013-12-05 CN CN201380063480.XA patent/CN104937723B/zh active Active
- 2013-12-05 JP JP2015546017A patent/JP2016504556A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003046106A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Toyota Motor Corp | 熱光発電装置 |
US20050109386A1 (en) * | 2003-11-10 | 2005-05-26 | Practical Technology, Inc. | System and method for enhanced thermophotovoltaic generation |
US20130291931A1 (en) * | 2008-07-23 | 2013-11-07 | Green Light Industries, Inc. | Catalytic smog reduction |
US20110284059A1 (en) * | 2010-05-21 | 2011-11-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Thermophotovoltaic energy generation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150318815A1 (en) | 2015-11-05 |
WO2014086945A1 (en) | 2014-06-12 |
EP2929566A1 (en) | 2015-10-14 |
CN104937723A (zh) | 2015-09-23 |
CN104937723B (zh) | 2017-11-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10591650B2 (en) | Thin-film integrated spectrally-selective plasmonic absorber/emitter for solar thermophotovoltaic applications | |
CN104603540B (zh) | 用于热光伏器件的多层结构以及包括其的热光伏器件 | |
JP6180429B2 (ja) | 電磁放射を電気的エネルギーに変換するためのシステム及び方法 | |
JP2016504556A (ja) | 燃焼・熱交換・放射装置 | |
US10002982B2 (en) | Emitter for a thermo-photovoltaic system and thermo-photovoltaic system comprising at least one such emitter | |
US6065418A (en) | Sequence of selective emitters matched to a sequence of photovoltaic collectors | |
CN103997281B (zh) | 一种二次发电的热光伏热电联产装置 | |
CN104641178B (zh) | 用于热光伏器件的能量转换和传递布置以及包括其的热光伏器件 | |
KR101029572B1 (ko) | 세라믹 섬유 다공체 내 연소를 이용한 열광전 발전장치 | |
JP4710161B2 (ja) | 熱光発電装置 | |
EP3347647B1 (en) | Thermophotovoltaic system and energy conversion and transparent transfer media | |
JP2008057823A (ja) | 太陽熱集熱器およびそれを用いた太陽熱利用装置 | |
EP1570529B1 (en) | A micro-combustor system for the production of electrical energy | |
RU2359396C1 (ru) | Устройство получения электрической энергии | |
CN104639036A (zh) | 中低倍聚光光伏组件 | |
CN104218876B (zh) | 使用光热分离器的发电机构 | |
JP2005011937A (ja) | 熱光発電装置 | |
CN114856765B (zh) | 一种废气重整装置 | |
WO2014130896A2 (en) | Structures, system and method for converting electromagnetic radiation to electrical energy | |
JP2005304250A (ja) | 熱光発電装置 | |
CN102208472A (zh) | 高聚光倍数太阳能电池的散热器及制造方法 | |
UA84218C2 (ru) | Секционный термоэлектрический генератор на органическом топливе |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161125 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170915 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171024 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20180117 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20180326 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180619 |