JP2019092325A - Power generator - Google Patents

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JP2019092325A
JP2019092325A JP2017220413A JP2017220413A JP2019092325A JP 2019092325 A JP2019092325 A JP 2019092325A JP 2017220413 A JP2017220413 A JP 2017220413A JP 2017220413 A JP2017220413 A JP 2017220413A JP 2019092325 A JP2019092325 A JP 2019092325A
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准 田所
Jun Tadokoro
准 田所
大輔 菊地
Daisuke Kikuchi
大輔 菊地
味村 裕
Yutaka Mimura
裕 味村
坂野 操
Misao Sakano
操 坂野
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

To provide a power generator having a simple configuration.SOLUTION: A high temperature side end portion 9c is directed upward in a vertical direction. Low temperature side end portions 9d, 9e are directed downward in the vertical direction. A thermoelectric conversion element 9 is disposed vertically above a liquid surface of a liquid fuel 6 away from the liquid surface so that the low-temperature side end portions 9d, 9e are in contact with a core 8. Then, the low-temperature side end portions 9d, 9e are cooled by the liquid fuel 6 induced by the core 8.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、発電装置に関する。   The present invention relates to a power generator.

従来、芯を熱電変換素子で挟み、熱電変換素子の高温側端部を上方に向け、低温側端部を下方に向けて、熱電変換素子の下側を液体燃料の容器に入れ、液体燃料に低温側端部を浸漬させた発電装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に記載の発電装置では、芯で誘導された液体燃料の燃焼で高温側端部を加熱し、容器内の液体燃料で低温側端部を冷却し、高温側端部と低温側端部との温度差により発電可能としている。
しかし、特許文献1に記載の発電装置では、使用されるうちに、容器内の液体燃料の液面が低下し、浸漬されていた低温側端部が液体燃料から出てしまう可能性がある。それゆえ、液体燃料の液面の高さの検出等が必要となり、構成が複雑化する可能性がある。
Conventionally, the core is sandwiched between the thermoelectric conversion elements, the high temperature side end of the thermoelectric conversion element is directed upward, the low temperature end is directed downward, and the lower side of the thermoelectric conversion element is placed in a liquid fuel container. A power generation apparatus in which the low temperature side end is immersed has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In the power generation apparatus described in Patent Document 1, the high temperature side end is heated by the combustion of the liquid fuel induced by the core, the low temperature side end is cooled by the liquid fuel in the container, and the high temperature side end and the low temperature side end It is possible to generate electricity by the temperature difference with the department.
However, in the power generation device described in Patent Document 1, while being used, the liquid level of the liquid fuel in the container may be lowered, and the low temperature end which has been immersed may come out of the liquid fuel. Therefore, it is necessary to detect the level of the liquid level of the liquid fuel, etc., and the configuration may be complicated.

特開平9−69652号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-69652

本発明は、上記のような課題に着目したもので、構成が簡易な発電装置を提供することを目的とする。   This invention pays attention to the above subjects, and it aims at providing a power generator with a simple structure.

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、(a)液体燃料を収容している容器と、(b)液体燃料を毛細管現象により液体燃料の液面の上方に誘導する芯と、(c)高温側端部が鉛直方向上方を向き、低温側端部が鉛直方向下方を向き、液面の鉛直方向上方に液面から離れて配置され低温側端部が芯と接している熱電変換素子とを備え、(d)芯で誘導された液体燃料により低温側端部を冷却するように構成されている発電装置であることを要旨とする。   In order to solve the above problems, one aspect of the present invention includes (a) a container containing liquid fuel, and (b) a core for guiding liquid fuel above the liquid level of the liquid fuel by capillary action, (C) A thermoelectric element in which the high temperature side end points vertically upward, the low temperature side end vertically downward, and the temperature low side end is disposed vertically away from the liquid surface and in contact with the core. The gist of the present invention is a power generation device including a conversion element and configured to cool the low temperature side end portion by the liquid fuel induced by the (d) core.

本発明によれば、芯で誘導された液体燃料により低温側端部が冷却されるため、例えば、低温側端部を容器内の液体燃料に浸漬させて冷却する方法と異なり、液体燃料の液面の高さの検出等が必要なく、構成が簡易な発電装置を提供することができる。   According to the present invention, since the low temperature side end is cooled by the liquid fuel induced by the core, for example, unlike the method of immersing the low temperature side end in the liquid fuel in the container for cooling, the liquid fuel liquid It is possible to provide a power generation device having a simple configuration without the need for detection of the height of the surface and the like.

本発明の実施形態に係る発電装置の概略構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the electric power generating apparatus which concerns on embodiment of this invention. 熱電変換素子を拡大して示す拡大図である。It is an enlarged view which expands and shows a thermoelectric conversion element. 変形例に係る熱電変換素子を示す拡大図である。It is an enlarged view showing a thermoelectric conversion element concerning a modification. 変形例に係る熱電変換素子を示す拡大図である。It is an enlarged view showing a thermoelectric conversion element concerning a modification. 変形例に係る発電装置の概略構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the electric power generating apparatus which concerns on a modification.

以下、本発明の実施形態に係る発電装置について、図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための方法や装置を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
Hereinafter, a power generation device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The embodiments described below exemplify methods and apparatuses for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention relates to the shape, structure, arrangement and the like of components. It does not specify the following. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope defined by the claims described in the claims.

本発明の実施形態に係る発電装置1は、図1に示すように、液体燃料6を収容している容器5と、液体燃料6を毛細管現象により液体燃料6の液面の上方に誘導する芯8と、高温側端部9cが鉛直方向上方を向き、低温側端部9d、9eが鉛直方向下方を向き、液体燃料6の液面の鉛直方向上方に液面から離れて配置され低温側端部9d、9eが芯8と接している熱電変換素子9とを備えている。そして、芯8で誘導された液体燃料6により低温側端部9d、9eを冷却するように構成されている。   As shown in FIG. 1, the power generation device 1 according to the embodiment of the present invention includes a container 5 containing a liquid fuel 6 and a core for guiding the liquid fuel 6 above the liquid surface of the liquid fuel 6 by capillary action. 8 and the high temperature side end 9c turn upward in the vertical direction, the low temperature side ends 9d and 9e turn downward in the vertical direction, and are arranged vertically above the liquid surface of the liquid fuel 6 away from the liquid surface The portions 9 d and 9 e are provided with the thermoelectric conversion element 9 in contact with the core 8. The low temperature side end portions 9 d and 9 e are cooled by the liquid fuel 6 induced by the core 8.

また、芯8は、熱電変換素子9と低温側端部9d、9eの端面でのみ接することが好ましい。または、芯8は、図3に示すように、低温側端部9d、9eの端面及び側面を外側から覆っている部分8aを有するようにしても好ましい。
さらに、熱電変換素子9は、p型熱電変換材料からなるp型熱電変換材料部9aと、p型熱電変換材料部9aに対向して配置されたn型熱電変換材料からなるn型熱電変換材料部9bとを有するようにし、p型熱電変換材料部9a及びn型熱電変換材料部9bの一端側同士が接合され、p型熱電変換材料部9a及びn型熱電変換材料部9bの他端側同士が離間していることがより好ましい。特に、p型熱電変換材料及びn型熱電変換材料の少なくとも一方は、クラスレート化合物であることがより好ましい。
The core 8 is preferably in contact with the thermoelectric conversion element 9 only at the end faces of the low temperature side end portions 9 d and 9 e. Alternatively, as shown in FIG. 3, it is preferable that the core 8 have a portion 8 a that covers the end surfaces and the side surfaces of the low temperature side end portions 9 d and 9 e from the outside.
Furthermore, the thermoelectric conversion element 9 is an n-type thermoelectric conversion material composed of a p-type thermoelectric conversion material portion 9a made of a p-type thermoelectric conversion material, and an n-type thermoelectric conversion material disposed opposite to the p-type thermoelectric conversion material portion 9a. End portions of the p-type thermoelectric conversion material portion 9a and the n-type thermoelectric conversion material portion 9b are joined together, and the other end sides of the p-type thermoelectric conversion material portion 9a and the n-type thermoelectric conversion material portion 9b More preferably, they are separated from each other. In particular, at least one of the p-type thermoelectric conversion material and the n-type thermoelectric conversion material is more preferably a clathrate compound.

また、本発明の実施形態に係る発電装置1は、低温側端部9d、9eに接続されているリード線10a、10bを備えるようにし、リード線10a、10bは、容器5内の液体燃料6に浸漬されていることが好ましい。特に、リード線10a、10bは、芯8の内部に配置されていることがより好ましい。
また、電力を消費する電力消費部4を備える場合、電力消費部4は、容器5内に配置され、リード線10a、10bに接続されていることが好ましい。
Further, the power generation device 1 according to the embodiment of the present invention includes the lead wires 10a and 10b connected to the low temperature side end portions 9d and 9e, and the lead wires 10a and 10b are liquid fuel 6 in the container 5. It is preferable to be immersed in In particular, the lead wires 10 a and 10 b are more preferably disposed inside the core 8.
Moreover, when the power consumption part 4 which consumes electric power is provided, it is preferable that the power consumption part 4 is arrange | positioned in the container 5, and is connected to lead wire 10a, 10b.

次に、本発明の実施形態に係る発電装置1について、より詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る発電装置1は、図1に示すように、液体燃料6を燃焼させて熱を発生する熱発生部2と、熱発生部2で発生した熱により発電する発電部3と、発電部3で発電した電力を消費する電力消費部4とを備えている。本発明の実施形態に係る発電装置1では、熱発生部2として、液体燃料6を燃焼させる燃料ランプを用いている。
熱発生部2は、上端が開口され、下端が閉塞された円筒状の容器5を備えている。容器5としては、例えば、透明なガラス製の瓶を用いることができる。また、容器5の内部には、液体燃料6が収容されている。液体燃料6としては、例えば、エタノール、メタノール、エタノールとメタノールとの混合アルコール等、透明な燃料を用いることができる。
Next, the power generation device 1 according to the embodiment of the present invention will be described in more detail.
As shown in FIG. 1, the power generation device 1 according to the embodiment of the present invention includes a heat generation unit 2 that burns liquid fuel 6 to generate heat, and a power generation unit 3 that generates electric power by the heat generated by the heat generation unit 2. And a power consumption unit 4 that consumes the power generated by the power generation unit 3. In the power generation device 1 according to the embodiment of the present invention, a fuel lamp that burns the liquid fuel 6 is used as the heat generation unit 2.
The heat generating unit 2 includes a cylindrical container 5 whose upper end is opened and whose lower end is closed. For example, a transparent glass bottle can be used as the container 5. In addition, the liquid fuel 6 is accommodated inside the container 5. As the liquid fuel 6, for example, transparent fuel such as ethanol, methanol, mixed alcohol of ethanol and methanol, etc. can be used.

また、容器5の上部には、容器5の開口部を覆う円板状の蓋7が配置されている。蓋7の中央部には、穴7aが設けられ、ロープ状の芯8が挿通されている。芯8の下端側は、液体燃料6に浸漬されている。芯8の下端側が容器5の燃料が残存する位置、例えば容器5の底部に接していることが好ましい。芯8の上端側は、穴7aで支持され、蓋7の上面側に突出している。そして、芯8は、毛細管現象によって容器5内から液体燃料6を吸い上げ、吸い上げた液体燃料6を芯8の上端に誘導する。芯8としては、例えば、グラスファイバー等の繊維を撚り合わせた燃焼芯を用いることができる。それゆえ、芯8の上端に着火されると、液体燃料6が燃焼され、芯8の上端に火炎aが形成される。   Further, a disk-shaped lid 7 covering the opening of the container 5 is disposed above the container 5. A hole 7 a is provided at the center of the lid 7, and a rope-like core 8 is inserted. The lower end side of the core 8 is immersed in the liquid fuel 6. It is preferable that the lower end side of the core 8 be in contact with the position where the fuel of the container 5 remains, for example, the bottom of the container 5. The upper end side of the core 8 is supported by the hole 7 a and protrudes to the upper surface side of the lid 7. Then, the core 8 sucks up the liquid fuel 6 from within the container 5 by capillary action, and guides the sucked up liquid fuel 6 to the upper end of the core 8. As the core 8, for example, a combustion core in which fibers such as glass fibers are twisted can be used. Therefore, when the upper end of the core 8 is ignited, the liquid fuel 6 is burned and a flame a is formed at the upper end of the core 8.

発電部3は、図2に示すように、p型熱電変換材料部9aと、p型熱電変換材料部9aに対向して配置されたn型熱電変換材料部9bとが電気的に接続されてなる熱電変換素子9を備えている。熱電変換素子9では、p型熱電変換材料部9a及びn型熱電変換材料部9bの一端側同士が接合され、p型熱電変換材料部9a及びn型熱電変換材料部9bの他端側同士が離間している。p型熱電変換材料部9a及びn型熱電変換材料部9bの接合方法としては、例えば、電極をなくして、p型熱電変換材料部9aとn型熱電変換材料部9bをそのまま接合するなどの直接接合、電極、配線を介して接続するなどの間接接合を用いることができる。特に、耐久性を考慮すると直接接合がより好ましい。p型熱電変換材料部9aを形成する材料としては、例えば、p型熱電変換材料を用いることができる。n型熱電変換材料部9bを形成する材料としては、n型熱電変換材料を用いることができる。p型熱電変換材料及びn型熱電変換材料としては、例えば、クラスレート化合物を採用できる。クラスレート化合物を採用する場合、p型熱電変換材料及びn型熱電変換材料の少なくとも一方がクラスレート化合物であればよい。クラスレート化合物としては、特に、Siクラスレート化合物が好ましい。   In the power generation unit 3, as shown in FIG. 2, the p-type thermoelectric conversion material portion 9a and the n-type thermoelectric conversion material portion 9b disposed to face the p-type thermoelectric conversion material portion 9a are electrically connected. The thermoelectric conversion element 9 is provided. In the thermoelectric conversion element 9, one end sides of the p-type thermoelectric conversion material portion 9a and the n-type thermoelectric conversion material portion 9b are joined, and the other ends of the p-type thermoelectric conversion material portion 9a and the n-type thermoelectric conversion material portion 9b are It is separated. As a method of bonding the p-type thermoelectric conversion material portion 9a and the n-type thermoelectric conversion material portion 9b, for example, direct removal of the electrode and direct bonding of the p-type thermoelectric conversion material portion 9a and the n-type thermoelectric conversion material portion 9b as it is Indirect bonding can be used such as bonding, connection via electrodes, or wiring. In particular, direct bonding is more preferable in consideration of durability. As a material which forms the p-type thermoelectric conversion material part 9a, a p-type thermoelectric conversion material can be used, for example. An n-type thermoelectric conversion material can be used as a material for forming the n-type thermoelectric conversion material portion 9 b. As the p-type thermoelectric conversion material and the n-type thermoelectric conversion material, for example, a clathrate compound can be adopted. When a clathrate compound is employed, at least one of the p-type thermoelectric conversion material and the n-type thermoelectric conversion material may be a clathrate compound. In particular, a Si clathrate compound is preferable as the clathrate compound.

また、熱電変換素子9では、p型熱電変換材料部9a及びn型熱電変換材料部9bが接続されている端部が「高温側端部9c」を形成している。また、高温側端部9cと反対側のp型熱電変換材料部9a及びn型熱電変換材料部9bの端部それぞれが「低温側端部9d、9e」を形成している。そして、熱電変換素子9は、高温側端部9cが鉛直方向上方を向き、低温側端部9d、9eが鉛直方向下方を向き、低温側端部9d、9eの端面が芯8の上端に接して、芯8の上端に配置されている。すなわち、熱電変換素子9は、液体燃料6の液面の鉛直方向上方に液面から離れて配置され、低温側端部9d、9eの端面のみが芯8と接する構成となっている。熱電変換素子9は、後述するようにリード線10a、10bに低温側端部9d、9eが接続されることにより芯8の上端に固定されている。
それゆえ、低温側端部9d、9eの端面に芯8が誘導した液体燃料6が接し、接する液体燃料6により低温側端部9d、9eが冷却され、また、芯8の上端に形成された火炎aにより高温側端部9cが加熱される。これにより、高温側端部9cと低温側端部9d、9eとに温度差が作り出され、これらの温度差により熱電変換素子9で電力が発生される。
Further, in the thermoelectric conversion element 9, an end portion to which the p-type thermoelectric conversion material portion 9a and the n-type thermoelectric conversion material portion 9b are connected forms a "high temperature side end portion 9c". Further, the end portions of the p-type thermoelectric conversion material portion 9a and the n-type thermoelectric conversion material portion 9b opposite to the high temperature side end portion 9c form "low temperature side end portions 9d and 9e". The high temperature end 9c of the thermoelectric conversion element 9 is directed vertically upward, the low temperature ends 9d, 9e are directed vertically downward, and the end faces of the low temperature ends 9d, 9e are in contact with the upper end of the core 8. Is disposed at the upper end of the core 8. That is, the thermoelectric conversion element 9 is disposed vertically above the liquid surface of the liquid fuel 6 away from the liquid surface, and only the end surfaces of the low temperature side end portions 9 d and 9 e are in contact with the core 8. The thermoelectric conversion element 9 is fixed to the upper end of the core 8 by connecting the low temperature side end portions 9d and 9e to the lead wires 10a and 10b as described later.
Therefore, the liquid fuel 6 derived by the core 8 is in contact with the end surfaces of the low temperature end portions 9 d and 9 e, and the low temperature end portions 9 d and 9 e are cooled by the liquid fuel 6 in contact. The high temperature side end 9c is heated by the flame a. As a result, a temperature difference is created between the high temperature end 9c and the low temperature ends 9d and 9e, and electric power is generated in the thermoelectric conversion element 9 due to the temperature difference.

熱電変換素子9の低温側端部9d、9eのそれぞれには、リード線10a、10bが電気的に接続されている。リード線10a、10bとしては、例えば、エナメル線等、皮膜内での熱伝導性に加え、被膜内と被膜外との熱伝導性も高い配線が好ましい。リード線10a、10bは、図1に示すように、芯8の内部に配置され、容器5内の液体燃料6に浸漬されている。図1では、リード線10a、10bは、芯8の長手方向に沿って配置されている。すなわち、芯8の全長にわたりリード線10a、10bが配置されている。
それゆえ、リード線10a、10bを通じて、低温側端部9d、9eのそれぞれと、容器5内の液体燃料6との間で熱伝導が行われ、低温側端部9d、9eが冷却される。
Lead wires 10a and 10b are electrically connected to the low temperature side end portions 9d and 9e of the thermoelectric conversion element 9, respectively. As the lead wires 10a and 10b, for example, a wire such as an enameled wire or the like having high thermal conductivity between the inside and the outside of the film is preferable in addition to the thermal conductivity in the film. As shown in FIG. 1, the lead wires 10 a and 10 b are disposed inside the core 8 and immersed in the liquid fuel 6 in the container 5. In FIG. 1, the lead wires 10 a and 10 b are disposed along the longitudinal direction of the core 8. That is, the lead wires 10 a and 10 b are disposed over the entire length of the core 8.
Therefore, heat is conducted between the low temperature end portions 9d and 9e and the liquid fuel 6 in the container 5 through the lead wires 10a and 10b, and the low temperature end portions 9d and 9e are cooled.

電力消費部4は、リード線10a、10bに電気的に接続され、熱電変換素子9で発生した電力で動作する電子回路11と、電子回路11の動作にともない光や音等を出力する出力部品12とを備えている。電子回路11としては、例えば、熱電変換素子9が発生した電力を昇圧する昇圧回路を用いることができる。また、出力部品12としては、例えば、昇圧回路の出力で発光するLEDを用いることができる。そして、電力消費部4は、容器5内に配置され、液体燃料6に浸漬されている。なお、リード線10a、10bと電力消費部4との接続部、及び電力消費部4の各部11、12には、液体燃料6への浸漬によってショートすることがないように、液体燃料6の浸入を防ぐ加工が施されている。
それゆえ、熱電変換素子9から電力が発生されると、発生した電力で電子回路11や出力部品12が動作し、光や音等が出力される。その際例えば、容器5として、透明なガラス製の瓶を用い、液体燃料6として、透明な燃料を用い、出力部品12として、LEDを用いることで、LEDの光(出力)を容器5の外側から目視可能とすることができる。
The power consumption unit 4 is electrically connected to the lead wires 10a and 10b, and an electronic component 11 operating with the electric power generated by the thermoelectric conversion element 9 and an output component for outputting light, sound and the like along with the operation of the electronic circuit 11. It has 12 and. As the electronic circuit 11, for example, a booster circuit that boosts the power generated by the thermoelectric conversion element 9 can be used. Moreover, as the output component 12, for example, an LED that emits light at the output of the booster circuit can be used. The power consumption unit 4 is disposed in the container 5 and immersed in the liquid fuel 6. In addition, in the connection part of lead wire 10a, 10b and the power consumption part 4, and each part 11 and 12 of the power consumption part 4, permeation of the liquid fuel 6 so that it may not short-circuit by immersion in the liquid fuel 6. Is processed to prevent.
Therefore, when power is generated from the thermoelectric conversion element 9, the electronic circuit 11 and the output component 12 operate with the generated power, and light, sound, and the like are output. At that time, for example, a transparent glass bottle is used as the container 5, a transparent fuel is used as the liquid fuel 6, and an LED is used as the output component 12, so that the light (output) of the LED is outside the container 5. It can be made visible.

以上のように、本発明の実施形態に係る発電装置1では、高温側端部9cが鉛直方向上方を向き、低温側端部9d、9eが鉛直方向下方を向き、液体燃料6の液面の鉛直方向上方に液面から離れて熱電変換素子9が配置され低温側端部9d、9eが芯8と接するようにした。そして、芯8で誘導された液体燃料6により低温側端部9d、9eを冷却するように構成した。それゆえ、高温側端部9cと低温側端部9d、9eとに温度差を作り出すことができ、これらの温度差により熱電変換素子9で電力を発生できる。また、例えば、低温側端部9d、9eを容器5内の液体燃料6に浸漬させて冷却する方法と異なり、液体燃料6の液面の高さの検出等が必要ないため、構成が簡易な発電装置1を提供でき、液体燃料6の量による冷却効率の大幅な変動も回避することができる。   As described above, in the power generation device 1 according to the embodiment of the present invention, the high temperature side end 9c is directed upward in the vertical direction, the low temperature side ends 9d and 9e are directed downward in the vertical direction, and the liquid level of the liquid fuel 6 is The thermoelectric conversion element 9 is disposed vertically upward from the liquid surface so that the low temperature side end portions 9 d and 9 e are in contact with the core 8. Then, the low temperature side end portions 9 d and 9 e are cooled by the liquid fuel 6 induced by the core 8. Therefore, a temperature difference can be created between the high temperature end 9c and the low temperature ends 9d and 9e, and power can be generated in the thermoelectric conversion element 9 due to the temperature difference. Further, for example, unlike the method of immersing the low temperature side end portions 9 d and 9 e in the liquid fuel 6 in the container 5 for cooling, there is no need to detect the height of the liquid level of the liquid fuel 6 and the like. The power generation device 1 can be provided, and significant fluctuations in the cooling efficiency due to the amount of liquid fuel 6 can also be avoided.

また、例えば、特開平9−69652号公報に記載の従来の発電装置、つまり、芯を熱電変換素子で挟み、液体燃料に低温側端部を浸漬させた発電装置では、低温側端部にある程度の長さ(例えば5[cm])が必要となるため、熱電変換素子の小型化が困難である。
これに対し、本発明の実施形態に係る発電装置1では、低温側端部9d、9eが芯8と接し、芯8で誘導された液体燃料6により低温側端部9d、9eを冷却するため、低温側端部9d、9eを短くして(例えば5[mm])、熱電変換素子9を小型化可能である。
また、本発明の実施形態に係る発電装置1では、芯8は、熱電変換素子9と低温側端部9d、9eの端面でのみ接するようにした。そのため、芯8で誘導した液体燃料6により高温側端部9cまで冷却されることを防止でき、高温側端部9cと低温側端部9d、9eとの温度差を増大させて、熱電変換素子9でより大きな電力を発生することができる。
Also, for example, in the conventional power generation device described in JP-A-9-69652, that is, a power generation device in which the low temperature side end is immersed in the liquid fuel with the core sandwiched between the thermoelectric conversion elements The length of the thermoelectric conversion element (for example, 5 [cm]) is required, which makes it difficult to miniaturize the thermoelectric conversion element.
On the other hand, in the power generation device 1 according to the embodiment of the present invention, the low temperature end portions 9d and 9e are in contact with the core 8, and the low temperature end portions 9d and 9e are cooled by the liquid fuel 6 induced by the core 8. The thermoelectric conversion element 9 can be miniaturized by shortening the low temperature side end portions 9 d and 9 e (for example, 5 [mm]).
Further, in the power generation device 1 according to the embodiment of the present invention, the core 8 is in contact with the thermoelectric conversion element 9 only at the end faces of the low temperature side end portions 9d and 9e. Therefore, it is possible to prevent the liquid fuel 6 induced by the core 8 from being cooled down to the high temperature side end 9c, and increase the temperature difference between the high temperature side end 9c and the low temperature side ends 9d and 9e. 9 can generate more power.

さらに、本発明の実施形態に係る発電装置1では、低温側端部9d、9eにリード線10a、10bを接続し、接続したリード線10a、10bが容器5内の液体燃料6に浸漬するようにした。そのため、リード線10a、10bを通じて、低温側端部9d、9eから容器5内の液体燃料6へ熱伝導を行い低温側端部9d、9eを冷却することができる。
また、本発明の実施形態に係る発電装置1では、リード線10a、10bは、芯8の内部に配置されている。それゆえ、リード線10a、10bを隠すことができるため、省スペースを実現することができ、発電装置1のデザイン性を向上することができる。
Furthermore, in the power generation device 1 according to the embodiment of the present invention, the lead wires 10a and 10b are connected to the low temperature side end portions 9d and 9e, and the connected lead wires 10a and 10b are immersed in the liquid fuel 6 in the container 5. I made it. Therefore, heat can be conducted from the low temperature end portions 9d and 9e to the liquid fuel 6 in the container 5 through the lead wires 10a and 10b to cool the low temperature end portions 9d and 9e.
Further, in the power generation device 1 according to the embodiment of the present invention, the lead wires 10 a and 10 b are disposed inside the core 8. Therefore, since the lead wires 10a and 10b can be hidden, space saving can be realized, and the design of the power generation device 1 can be improved.

さらに、本発明の実施形態に係る発電装置1では、電力を消費する電力消費部4を容器5内に配置し、リード線10a、10bを接続するようにした。それゆえ、リード線10a、10bを容器5内にすべて収めることができ、装置を小型化でき、配線を短くすることができる。
また、本発明の実施形態に係る発電装置1では、熱電変換素子9は、p型熱電変換材料部9a及びn型熱電変換材料部9bの一端側同士が接合され、他端側同士が離間している。それゆえ、p型熱電変換材料部9a及びn型熱電変換材料部9bの接合方法として、直接接合を用いた場合、p型熱電変換材料部9a及びn型熱電変換材料部9bを電極を介して接合する方法(間接接合)と異なり、p型熱電変換材料部9aと電極との間、及びn型熱電変換材料部9bと電極との間の接合界面に化合物層が形成されない場合や、線膨張係数の近い材料を使用できる、などの理由から熱耐久性が向上する。そのため、例えば、直火にかけた後、水に漬ける等、熱電変換素子9に高い負荷のかかる使い方がされても、熱電変換素子9に割れやクラックが発生し難く、耐久性を向上させることができる。
Furthermore, in the power generation device 1 according to the embodiment of the present invention, the power consumption unit 4 that consumes power is disposed in the container 5, and the lead wires 10a and 10b are connected. Therefore, all the lead wires 10a and 10b can be accommodated in the container 5, the device can be miniaturized, and the wiring can be shortened.
Further, in the power generation device 1 according to the embodiment of the present invention, in the thermoelectric conversion element 9, one end sides of the p-type thermoelectric conversion material portion 9a and the n-type thermoelectric conversion material portion 9b are joined, and the other ends are separated ing. Therefore, when direct bonding is used as a method of joining the p-type thermoelectric conversion material portion 9a and the n-type thermoelectric conversion material portion 9b, the p-type thermoelectric conversion material portion 9a and the n-type thermoelectric conversion material portion 9b are interposed through the electrodes. Unlike the bonding method (indirect bonding), no compound layer is formed at the bonding interface between the p-type thermoelectric conversion material portion 9a and the electrode and between the n-type thermoelectric conversion material portion 9b and the electrode, or linear expansion Thermal durability improves because materials with similar coefficients can be used. Therefore, for example, even if the thermoelectric conversion element 9 is subjected to a high load such as being dipped in water after being exposed to direct heat, cracking or cracks are unlikely to occur in the thermoelectric conversion element 9, and the durability can be improved. it can.

さらに、p型熱電変換材料部9aとn型熱電変換材料部9bとの接合界面における抵抗値がほぼゼロとなるため、発電量を増大することができ、発電効率を増大することができる。また、部品数が少なくて済むため、組み立てコストを低減することができる。
また、本発明の実施形態に係る発電装置1では、p型熱電変換材料及びn型熱電変換材料の少なくとも一方に、Siクラスレート化合物を用いることで、耐久性を向上させることができる。
Furthermore, since the resistance value at the junction interface between the p-type thermoelectric conversion material portion 9a and the n-type thermoelectric conversion material portion 9b is substantially zero, the amount of power generation can be increased, and the power generation efficiency can be increased. In addition, since the number of parts can be reduced, assembly cost can be reduced.
Moreover, in the electric power generating apparatus 1 which concerns on embodiment of this invention, durability can be improved by using Si clathrate compound for at least one of p-type thermoelectric conversion material and n-type thermoelectric conversion material.

(変形例)
(1)なお、本発明の実施形態に係る発電装置1では、芯8が、熱電変換素子9と低温側端部9d、9eでのみ接している例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、図3に示すように、芯8が、熱電変換素子9の低温側端部9d、9eの端面及び側面を外側から覆っている部分8aを有する構成としてもよい。図3では、部分8aとして芯8の上端を用い、芯8の上端の繊維の撚りが解かれ、撚りが解かれた繊維の中央に熱電変換素子9の低温側端部9d、9eが埋め込まれ、さらに、撚りが解かれた繊維により低温側端部9d、9eの周囲が囲まれている。芯8が熱電変換素子9の低温側端部9d、9eを外側から覆っている構成とした場合、低温側端部9d、9eをより適切に冷却することができ、また、熱電変換素子9を衝撃からより確実に保護することができる。
(Modification)
(1) In the power generation device 1 according to the embodiment of the present invention, the core 8 is in contact with the thermoelectric conversion element 9 only at the low temperature side end portions 9d and 9e. It can also be done. For example, as shown in FIG. 3, the core 8 may be configured to have a portion 8a covering the end face and the side face of the low temperature side end portions 9d and 9e of the thermoelectric conversion element 9 from the outside. In FIG. 3, the upper end of the core 8 is used as the portion 8a, and the fibers at the upper end of the core 8 are untwisted, and the low temperature end portions 9d and 9e of the thermoelectric conversion element 9 are embedded in the center of the untwisted fibers. Furthermore, the untwisted fibers surround the low temperature side end portions 9d and 9e. When the core 8 is configured to cover the low temperature side ends 9 d and 9 e of the thermoelectric conversion element 9 from the outside, the low temperature side ends 9 d and 9 e can be cooled more appropriately, and the thermoelectric conversion element 9 is It can protect more reliably from shocks.

(2)また、例えば、図4に示すように、芯8が、熱電変換素子9の低温側端部9d、9eと高温側端部9cとの両方に接する構成としてもよい。図4では、芯8の上端と熱電変換素子9の上端との高さが揃えられ、芯8の側面(図4の芯8の背面)に熱電変換素子9の側面(図4の熱電変換素子9の前面)が接するように、熱電変換素子9が配置されている。芯8が熱電変換素子9の低温側端部9d、9eと高温側端部9cとの両方に接する構成とした場合、高温側端部9cは、芯8で誘導された液体燃料6により冷却されるが、液体燃料6の燃焼によって加熱も行われるため、高温側端部9cと低温側端部9d、9eとに温度差を発生でき、その温度差により熱電変換素子9で電力を発生することができる。 (2) For example, as shown in FIG. 4, the core 8 may be in contact with both the low temperature side end portions 9 d and 9 e of the thermoelectric conversion element 9 and the high temperature side end portion 9 c. 4, the heights of the upper end of the core 8 and the upper end of the thermoelectric conversion element 9 are equalized, and the side surface of the thermoelectric conversion element 9 (the thermoelectric conversion element of FIG. 4) is on the side surface of the core 8 (the back surface of the core 8 of FIG. 4). The thermoelectric conversion element 9 is disposed such that the front surface 9 of the solar cell 9 is in contact. When the core 8 is in contact with both the low temperature side ends 9 d and 9 e and the high temperature side end 9 c of the thermoelectric conversion element 9, the high temperature side end 9 c is cooled by the liquid fuel 6 induced by the core 8. However, since heating is also performed by the combustion of the liquid fuel 6, a temperature difference can be generated between the high temperature side end 9c and the low temperature side ends 9d and 9e, and electric power is generated by the thermoelectric conversion element 9 due to the temperature difference. Can.

(3)さらに、本発明の実施形態に係る発電装置1では、電力消費部4を容器5内に配置する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、図5に示すように、電力消費部4を容器5外に配置する構成としてもよい。図5では、リード線10a、10bが容器5外に延びて、電力消費部4に電気的に接続されている。電力消費部4を容器5外に配置する構成とした場合、容器5よりも大きな回路等を電力消費部4として使用できる。 (3) Furthermore, in the electric power generating apparatus 1 which concerns on embodiment of this invention, although the example which arrange | positions the electric power consumption part 4 in the container 5 was shown, another structure is also employable. For example, as shown in FIG. 5, the power consumption unit 4 may be disposed outside the container 5. In FIG. 5, the lead wires 10 a and 10 b extend outside the container 5 and are electrically connected to the power consumption unit 4. When the power consumption unit 4 is disposed outside the container 5, a circuit or the like larger than the container 5 can be used as the power consumption unit 4.

1…発電装置、2…熱発生部、3…発電部、4…電力消費部、5…容器、6…液体燃料、7…蓋、7a…穴、8…芯、8a…芯の部分、9…熱電変換素子、9a…p型熱電変換材料部、9b…n型熱電変換材料部、9c…高温側端部、9d、9e…低温側端部、10a、10b…リード線、11…電子回路、12…出力部品、a…火炎   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power generation device, 2 ... Heat generation part, 3 ... Power generation part, 4 ... Power consumption part, 5 ... Container, 6 ... Liquid fuel, 7 ... Lid, 7a ... Hole, 8 ... Core, 8a ... Core part, 9 ... Thermoelectric conversion element, 9a ... p type thermoelectric conversion material section, 9b ... n type thermoelectric conversion material section, 9c ... high temperature side end, 9d, 9e ... low temperature side end, 10a, 10b ... lead wire, 11 ... electronic circuit , 12 ... output parts, a ... flame

Claims (8)

液体燃料を収容している容器と、
前記液体燃料を毛細管現象により前記液体燃料の液面の上方に誘導する芯と、
高温側端部が鉛直方向上方を向き、低温側端部が鉛直方向下方を向き、前記液面の鉛直方向上方に前記液面から離れて配置され前記低温側端部が前記芯と接している熱電変換素子とを備え、
前記芯で誘導された前記液体燃料により前記低温側端部を冷却するように構成されている発電装置。
A container containing liquid fuel,
A core for guiding the liquid fuel above the liquid level of the liquid fuel by capillary action;
The high temperature side end points vertically upward, the low temperature side end vertically downward, and is disposed above the liquid surface vertically away from the liquid surface, and the low temperature end is in contact with the core Equipped with a thermoelectric conversion element,
A power generator configured to cool the low temperature side end portion by the liquid fuel induced by the core.
前記芯は、前記熱電変換素子と前記低温側端部の端面でのみ接している請求項1に記載の発電装置。   The power generation device according to claim 1, wherein the core is in contact with the thermoelectric conversion element only at an end face of the low temperature side end. 前記芯は、前記低温側端部の端面及び側面を外側から覆っている部分を有する請求項1に記載の発電装置。   The power generation apparatus according to claim 1, wherein the core has a portion covering the end surface and the side surface of the low temperature side end portion from the outside. 前記低温側端部に接続されているリード線を備え、
前記リード線は、前記容器内の前記液体燃料に浸漬されている請求項1から3のいずれか1項に記載の発電装置。
A lead wire connected to the low temperature end;
The power generation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the lead wire is immersed in the liquid fuel in the container.
前記リード線は、前記芯の内部に配置されている請求項4に記載の発電装置。   The power generation device according to claim 4, wherein the lead wire is disposed inside the core. 電力を消費する電力消費部を備え、
前記電力消費部は、前記容器内に配置され、前記リード線に接続されている請求項4または5に記載の発電装置。
It has a power consumption unit that consumes power.
The power generation device according to claim 4, wherein the power consumption unit is disposed in the container and connected to the lead wire.
前記熱電変換素子は、p型熱電変換材料からなるp型熱電変換材料部と、前記p型熱電変換材料部に対向して配置されたn型熱電変換材料からなるn型熱電変換材料部とを有し、前記p型熱電変換材料部及び前記n型熱電変換材料部の一端側同士が接合され、前記p型熱電変換材料部及び前記n型熱電変換材料部の他端側同士が離間している請求項1から6のいずれか1項に記載の発電装置。   The thermoelectric conversion element includes a p-type thermoelectric conversion material portion made of a p-type thermoelectric conversion material, and an n-type thermoelectric conversion material portion made of an n-type thermoelectric conversion material disposed to face the p-type thermoelectric conversion material portion End portions of the p-type thermoelectric conversion material portion and the n-type thermoelectric conversion material portion are joined, and the other end sides of the p-type thermoelectric conversion material portion and the n-type thermoelectric conversion material portion are separated The power generation device according to any one of claims 1 to 6. 前記p型熱電変換材料及び前記n型熱電変換材料の少なくとも一方は、クラスレート化合物である請求項7に記載の発電装置。   The power generator according to claim 7, wherein at least one of the p-type thermoelectric conversion material and the n-type thermoelectric conversion material is a clathrate compound.
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