JP7163971B2 - 可搬型電源 - Google Patents
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Description
本発明は、可搬型電源に関する。
キャンプ場や発展途上国などの電気インフラが未整備な場所や、災害時もしくは軍事シーンなどのケースでは、携帯可能な可搬型電源に強いニーズが生じる。蒸気タービン等に基づく可搬型発電機は以前から知られているが、発電時に大きな音がする点や、小型化が難しい点などが、特に軍事用途などでは大きな課題だった。
これを代替する技術としては、熱電変換素子の利用が挙げられる。特許文献１では、ゼーベック効果に基づく熱電発電機能を備えた調理器具（鍋）が開示されている。（同文献の図１）。調理器具本体の底部に、熱電変換モジュールを取り付けている。加熱される底面側の高温部（～５００℃）と、沸騰水等が入った容器内部側の低温部（～１００℃）との間の大きな温度差を利用して、３０Ｗ程度の発電が実証されている。熱電変換モジュールとしては、例えば同文献図３のように、基板上にｐ型熱電変換素子とｎ型熱電変換素子を直列に接続したものである。
また特許文献２はガスバーナーの排熱を利用したシステムキッチンの発電装置である。ゼーベック効果で発電する熱電発電モジュールの高温側をガスの炎に直接または間接的に接触するように配置し、低温側に水冷配管を備えている。熱電発電モジュールはｐ型半導体とｎ型半導体を低温側金属電極、高温側金属電極を介して接続したものを用いている。
また特許文献３は携帯用熱発電機の冷却構造であり、発電ユニットが熱入力部と放熱部に挟まれたものである。熱入力部ではブタン等の燃料を燃焼させて発電ユニットを加熱する。発電ユニットを構成する熱電素子は、Ｂｉ－Ｔｅ、Ｆｅ－Ｓｉ２、Ｐｂ－Ｓｎ－Ｔｅ系のｐ型熱電素子とｎ型熱電素子で構成されている。このような熱電素子を多数備え、熱入力部からの熱で発電を行う。放熱部には冷却液の流路と冷却液が気化した気体の流路があり、冷却液の流路を流れる冷却液が発電ユニットから伝わる熱を受けて気化し、その気化熱によって発電ユニットの低温側が冷却される。気体は気体の流路を通って外部に放出される。このようにして機器を小型化、薄型化、軽量化できるとしている。
また特許文献４は可搬式発電装置である。熱電発電モジュールの高温側に渦流燃焼器を設け、低温側に冷却部を設け、発電を制御する制御部、電池部を設けている。さらに、渦流燃焼器に燃料ガスを供給する燃料供給部、渦流燃焼器に燃焼用の空気を供給する燃焼用空気供給部を備えている。電池部は熱電発電モジュールが発電を開始するまでの間に燃焼用空気供給部や点火装置に電力を供給する。熱電発電モジュールはゼーベック素子を用いており、ｎ型とｐ型の半導体を貼り合わせて形成している。このようにして小型で発電効率に優れた可搬式発電装置を提供できるとしている。
特許文献１～４の熱電変換素子はいずれも素子構造を形成する必要があり、高コストである。さらに、特許文献１は調理器具を加熱するコンロ等熱源が別途必要である。特許文献２～４の発電装置は加熱容器を取り付けようとすると、発電装置とは別途取り付ける必要がある。
本発明の目的は、以上述べた問題点を解決し、発電する加熱容器の構造が簡単で、しかも加熱容器と燃焼装置の両方を備えた可搬型電源を提供することである。
本発明は、燃焼装置と、加熱対象を保持する加熱容器を備え、前記加熱容器は、前記燃焼装置によって直接加熱される箇所の少なくとも一部に、自発磁化を持ち、加熱により異常ネルンスト効果を発現して起電力が発生する磁性金属板を備え、電力を取り出すための電極を設けたことを特徴とする可搬型電源である。
本発明によれば、加熱容器を構成する金属を一部磁性金属板にするだけで良いので加熱容器の構造が極めて簡単で低コストにでき、しかも加熱容器と燃焼装置の両方を備えていて別途取り付ける必要がない。
（第１の実施形態）
図１～図３を用いて本発明の第１の実施形態を説明する。
図１～図３を用いて本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は第１の実施形態の可搬型電源１０の概略断面図である。可搬型電源１０の外側は遮音ケース１５であり、内部は大きく分けて火をおこすための燃焼装置２０と、水を保持して温度差発電するための水溜め容器３０、断熱支持体４０に分かれる。水溜め容器３０が加熱容器に対応する。
燃焼装置２０は、燃料タンク、燃料タンクからの燃料を出すノズル、ノズル近傍にある着火部を備えている。着火方式は、たばこを点ける時に使うライター等に使われるフリント式である。
燃焼装置２０はヤスリ２１、フリント（発火石）２２、ガスタンク２４、ガスノズル２３を備えている。ヤスリ２１の位置に当たる遮音ケース１５が開口しており、ユーザが外からヤスリ２１を回転させることができる。ヤスリを回転させると、ヤスリ２１とフリント２２とが擦れ合うことによって火花が出る。フリントから発生した火花がガス＋空気と接触して着火し、炎が立って水溜め容器３０を底から加熱する。なお、フリント２２はヤスリ２１と擦れあうことで減っていくので、下方から押上げ機構２５で上方に押上げて、フリント２２とヤスリ２１が適切な圧力で接触するように設定する。押上げ機構２５は弱いバネまたはネジで構成する。
また断熱支持体４０は水溜め容器３０が乗る直径の円筒形状の断熱体で構成され、燃焼装置２０の上に乗せ、燃焼装置に固定する。ぐらつかない場所であれば固定しなくても良い。断熱支持体４０は炎が水溜め容器３０の底部に当たるように高さを調整されている。また断熱支持体４０は熱伝導性が低いセラミック等を用いるとよい。なお空気が十分供給されるように、遮音ケース１５と断熱支持体４０に小さな穴を開けておく。
次に水溜め容器３０を説明する。上方から見ると水溜め容器３０は円形であり、上方が開いており、底部に向かって径が小さくなる丸鍋の形状である。図２は水溜め容器３０を容器の深さ方向に切った断面図である。水溜め容器３０は、基体部３１、磁性金属板３２、電極３３ａ、３３ｂ、配線３７ａ、３７ｂを備える。基体部３１は丸鍋の形状のアルミ製であり、磁性金属板３２は基体部３１の底板に接合し、面内方向の自発磁化Ｍを持ち、本実施形態では磁性ステンレスなどの磁性合金を用いる。電極３３ａ、３３ｂは、加熱することで磁性金属板３２が生起する電力を外に取り出すために基体部３１の上部の縁に設けている。配線３７ａ、３７ｂは電極を後述する外部回路１８に接続する。配線３７ａ，ｂは水溜め容器３０に浸らず、また出し入れする際の邪魔にならないように、適度に硬い材料を用い、水溜め容器３０の端部の上方または外側を回るように位置させるとよい。
また図３に断面を示すように、電極３３ａ、３３ｂにメス型のソケット３３０を設け配線３７ａ，３７ｂの端部をオス型のソケット３７として両者を接続する。また図示しないが、基体部３１の上部に、遮音ケース１５から出し入れする時などに使う取っ手を２つ付ける。
遮音ケース１５はほぼ円筒形の収納器具であり、加熱して湯が沸いたら容器を取り出せるように、上部遮音ケース１５ａと下部遮音ケース１５ｂに分かれている。また上部遮音ケース１５ａには配線３７ａ，３７ｂの取り出し口１６を設ける。それとは別に給水口１７を上部遮音ケース１５ａの水溜め容器３０の上に来る位置に開孔する。給水口１７は上方から見て上部遮音ケース１５ａの中央に配置する。水溜め容器に入っている水の量を確認するために、上部遮音ケース１５ａを透明なガラス製にするか、または上部または下部遮音ケースの側面に透明な窓を設ける。
上部遮音ケース１５ａの取り出し口１６の近くに配線３７ａ，３７ｂを接続する外部回路１８を設ける。外部回路１８はＤＣ－ＤＣコンバータ等である。外部回路１８には、水溜め容器３０が加熱されて湯が沸くのと並行して生起した電圧を外部に取り出すための出力コネクタ１９を接続する。
水溜め容器３０に水、他の液体、調理したい具材、それらの混合物等を入れ、容器底部を燃焼装置２０の火で加熱すると、磁性ステンレスの底面側と容器内部側の間に温度勾配∇Ｔが生じる。この温度勾配∇Ｔによって磁性ステンレス内で異常ネルンスト効果が発現し、それによって、磁性ステンレスの面内方向に起電力が生じ、これを両端の電極から取り出すことで、熱電発電が可能となる。異常ネルンスト効果とは、ある方向に磁化（Ｍ）した強磁性体に、温度勾配∇Ｔが加わった時、Ｍと∇Ｔの双方と直交する方向（外積方向）に起電力Ｅが生じる現象である。なお磁性ステンレスは導電体であるため、温度差が小さいと出力電圧をあまり大きくできない。そのため外部回路１８内のＤＣ－ＤＣコンバータで昇圧すると使いやすい。電圧が十分取れる場合は昇圧不要である。
本実施形態の可搬型電源は、加熱容器を構成する金属を一部磁性金属板にするだけで良いので加熱容器の構造が極めて簡単で低コストにでき、しかも加熱容器と燃焼装置の両方を備えていて別途取り付ける必要がない。
特許文献１～４の熱電変換素子はいずれも素子構造を形成する必要があり、高コストである。例えば特許文献１ではｐ型熱電変換素子とｎ型熱電変換素子を電極で接合した熱電変換モジュールを作製する必要があり、調理容器としては破格の高コストになってしまう。また、特許文献１～４のような、熱電変換素子を並列に並べたゼーベック素子は、並べた方向の熱伝導性が低い。そのため、調理容器のように加熱が不均一になりがちなものでは、局所的な熱膨張によって壊れたり変形したりしやすく、また通常の鍋に比べて均一に焼けない、時間が掛かる等調理性能が劣る。しかし本実施形態では、調理容器を構成する金属を一部磁性金属板にするだけで良いので構造が極めて簡単であり、低コストにできる。また特許文献１～４のように熱電変換素子を並べた方向の熱伝導率が低くなることはなく、均一に加熱できる。
本実施形態の可搬型電源では、野外や停電で電源が取れない場合でも、湯沸しや調理等で加熱するついでに発電することができる。また水溜め容器と燃焼装置を遮音ケースに収納できるので、発電時に大きな音がせずまた小型化でき、軍事用途などに適している。
なお効果的に温度差発電を行うために、水溜め容器には常時水を溜めておくとよい。水がある状態であれば、水溜め容器の内部（磁性金属底板の上部）は１００℃以下となることから、水溜め容器の下側の直接加熱される箇所（磁性金属底板の下部、～５００℃）との間に大きな温度差を生成することができる。なお、水は徐々に蒸発することから、発電中は適時給水口から水を追加するとよい。
また本実施形態では磁性金属板３２として鉄系合金であるステンレス材料を用いた。一般にステンレスは金属組織上の分類では大きく５系統（オーステナイト系、フェライトオーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系、析出硬化系）に分けられている。このうち、オーステナイト系以外は強磁性とされており、本実施形態の磁性金属板として用いることができる。
なお図２の例では磁性金属板３２をアルミの基体部３１の底板に接合している。基体部３１はアルミ以外に鉄、非磁性合金、銅等で作製してもよい。また基体部３１の底部自体を磁性金属板３２にしてもよい。更に基体部３１の側面も磁性金属板で作製してもよい。つまり基体部３１の直接加熱される箇所以外の箇所も磁性金属板で構成して、全体を磁性金属板で作製してもよい。側面では発電させてもよいし、させなくてもよい。
また本実施形態では鍋を例として説明したが、フライパン、ホットプレート、薬缶、釜等他の調理器具にも適用できる。また本実施形態の可搬型電源は丸型であるが角型でも良い。
（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態の可搬型電源に用いる燃焼装置を説明する図である。断熱支持体と水溜め容器は省略している。第１の実施形態では燃料にガスを用いたが、本実施形態ではオイルを用いる。オイルを使う場合はノズルではなく、オイルを揮発させるための芯であるウィック２２３をオイルに浸しておく。ヤスリ２１の位置に当たる遮音ケース１５が開口しており、ユーザが外からヤスリ２１を回転させることができる。ヤスリを回転させると、ヤスリ２１とフリント２２とが擦れ合うことによって火花が出る。フリントから発生した火花がウィック２２３から揮発したオイルガス＋空気と接触して着火し、炎が立って水溜め容器３０を底から加熱する。
図４は本発明の第２の実施形態の可搬型電源に用いる燃焼装置を説明する図である。断熱支持体と水溜め容器は省略している。第１の実施形態では燃料にガスを用いたが、本実施形態ではオイルを用いる。オイルを使う場合はノズルではなく、オイルを揮発させるための芯であるウィック２２３をオイルに浸しておく。ヤスリ２１の位置に当たる遮音ケース１５が開口しており、ユーザが外からヤスリ２１を回転させることができる。ヤスリを回転させると、ヤスリ２１とフリント２２とが擦れ合うことによって火花が出る。フリントから発生した火花がウィック２２３から揮発したオイルガス＋空気と接触して着火し、炎が立って水溜め容器３０を底から加熱する。
（第３の実施形態）
第１，２の実施形態の燃焼装置の着火方式はフリント式ライターと同様の原理であるが、圧電素子を用いた電子式であっても良い。図５Ａ、図５Ｂは本実施形態の電子式着火方式を説明する図である。第１の支持部６０１に座金６０２を設け、その上に圧電素子６０３を設け、その上方に上下に動く着火操作部６０４を配置する。圧電素子６０３は２つに分かれており、間に電極板６０５が挟まれている。着火操作部６０４にはユーザの操作で圧電素子６０３を強く叩くハンマー６０６を設ける。
第１，２の実施形態の燃焼装置の着火方式はフリント式ライターと同様の原理であるが、圧電素子を用いた電子式であっても良い。図５Ａ、図５Ｂは本実施形態の電子式着火方式を説明する図である。第１の支持部６０１に座金６０２を設け、その上に圧電素子６０３を設け、その上方に上下に動く着火操作部６０４を配置する。圧電素子６０３は２つに分かれており、間に電極板６０５が挟まれている。着火操作部６０４にはユーザの操作で圧電素子６０３を強く叩くハンマー６０６を設ける。
図５Ａのようにユーザが着火操作部６０４（レバー）を下に押し下げる（図中の下向き矢印）と、ハンマー６０６が圧電素子６０３にぶつかり、圧電素子６０３は電気エネルギー（電圧）を発生させる。その電圧が電極板６０５に伝わる。着火操作部６０４はユーザが触れることができるように、ケース（不図示）に穴を開けて外に露出させておく。
電極板６０５に伝わった電圧は放電電極６０７へ伝わり、座金６０２に伝わった電圧はガステコ６０８から火口ノズル６０９へ伝わる。その結果放電電極６０７から、アースの役割を果たす火口ノズル６０９の方向へ放電が生じる。火口ノズル６０９から出たガスと周囲の空気が混ざり、放電によって発生した火花と接触して着火する。あとは第１、第２の実施形態と同じである。
なおハンマー６０６はガステコ６０８と支点６１０を介して接続している。そのためユーザが着火操作部６０４を押し下げると、ガステコ６０８がハンマー６０６の動きとは反対方向の上方に動いて火口ノズル６０９を押し上げる。着火する時だけ加工ノズルと放電電極を近付けている。
（第４の実施形態）
図６は本発明の第４の実施形態の可搬型電源に用いる調理容器を説明する断面図である。本実施形態は基体部３１の底面上に絶縁層４３を形成している。絶縁層４３は例えば酸化アルミ（アルミナ）膜であり、基体部３１の底部の非磁性金属板（アルミ）を陽極酸化処理して形成する。この絶縁層４３上に磁性ステンレス等の磁性金属板３２を貼り合わせる。磁性金属板３２と電極３３ａ，３３ｂの間の導通を確実にするために、基体部３１の側面と磁性金属板３２を接続する導電部３８ａ、３８ｂを設ける。導電部３８ａ、３８ｂは磁性金属板と同材料でもよいし、アルミ、非磁性ＳＵＳ３０４等別材料でもよい。
図６は本発明の第４の実施形態の可搬型電源に用いる調理容器を説明する断面図である。本実施形態は基体部３１の底面上に絶縁層４３を形成している。絶縁層４３は例えば酸化アルミ（アルミナ）膜であり、基体部３１の底部の非磁性金属板（アルミ）を陽極酸化処理して形成する。この絶縁層４３上に磁性ステンレス等の磁性金属板３２を貼り合わせる。磁性金属板３２と電極３３ａ，３３ｂの間の導通を確実にするために、基体部３１の側面と磁性金属板３２を接続する導電部３８ａ、３８ｂを設ける。導電部３８ａ、３８ｂは磁性金属板と同材料でもよいし、アルミ、非磁性ＳＵＳ３０４等別材料でもよい。
基体部３１の底面と磁性金属板３２の間に絶縁層４３があると電気的設計がしやすい。つまり得られた起電力によって生じる電流がほぼ磁性金属板３２内だけを流れ、基体部３１には流れにくいので発電した電力のロスが少ない。なお磁性金属が基体部３１の側面にも形成されている場合は側面でも絶縁層４３を磁性金属と基体部の間に形成する。
（第５の実施形態）
図７は本発明の第５の実施形態の可搬型電源に用いる調理容器を説明する断面図である。熱電変換を効果的に行うためには、水溜め容器の高温側（底部）の温度が面内である程度均一となることが望ましい。火に直接当たっている箇所は、直接当たっていない箇所より高温になる。すると、磁性金属板３２の上下間に生じる温度差の場所依存性によって、磁性金属板３２内での起電力の生成が空間的に不均一となり、高温度差部で生成された電流が低温度差部へと逃げ、その分だけ電流を外に取り出せなくなる。調理容器全体がアルミやアルミ合金のような、熱伝導率が高いものであれば良いが、磁性金属はアルミ合金等と比べて熱伝導率が低い。
図７は本発明の第５の実施形態の可搬型電源に用いる調理容器を説明する断面図である。熱電変換を効果的に行うためには、水溜め容器の高温側（底部）の温度が面内である程度均一となることが望ましい。火に直接当たっている箇所は、直接当たっていない箇所より高温になる。すると、磁性金属板３２の上下間に生じる温度差の場所依存性によって、磁性金属板３２内での起電力の生成が空間的に不均一となり、高温度差部で生成された電流が低温度差部へと逃げ、その分だけ電流を外に取り出せなくなる。調理容器全体がアルミやアルミ合金のような、熱伝導率が高いものであれば良いが、磁性金属はアルミ合金等と比べて熱伝導率が低い。
そこで、本実施形態の可搬型電源では、図７に示すように、基体部３１の最下層として、アルミ合金等からなる高熱伝導層を設ける。また基体部３１の底部を磁性ステンレスなどの磁性金属板３９とする。高熱伝導層３６を設けることにより、底部の横方向の熱伝導が促進され、高温側の温度均一性が高まる。なお、電気的設計上、磁性金属板３９と高熱伝導層３６との間には酸化皮膜等の薄い絶縁層３５（電気を通さない層）があることが望ましい。
（第６の実施形態）
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃは、本発明の第６の実施形態の調理容器５０の裏面（磁性金属のある側）を描いている。第１～第３の実施形態の磁性金属板は１枚の板であるが、本実施形態ではパターン化している。図８Ａでは磁性金属板を短冊状に細長く５つに分割して、間に隙間を設けている。短冊状の磁性金属板５２の両端は、第３の実施形態と同様に導電板５８ａ、５８ｂを形成する。分割した磁性金属板５２の自発磁化Ｍは全て面内でしかも同じ方向を向いている。
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃは、本発明の第６の実施形態の調理容器５０の裏面（磁性金属のある側）を描いている。第１～第３の実施形態の磁性金属板は１枚の板であるが、本実施形態ではパターン化している。図８Ａでは磁性金属板を短冊状に細長く５つに分割して、間に隙間を設けている。短冊状の磁性金属板５２の両端は、第３の実施形態と同様に導電板５８ａ、５８ｂを形成する。分割した磁性金属板５２の自発磁化Ｍは全て面内でしかも同じ方向を向いている。
なお、面内の温度分布を均一にするために短冊の幅は適度に狭くするとよい。例えば第１～第３の実施形態の磁性金属板３２を一方向に４，５分割する程度に狭くする。
図８Ｂでは磁性金属板３２を蛇行した形状（ミアンダ形状）にしている。磁性金属板５３ａ、５３ｂの磁化方向Ｍ，Ｍ’は、磁性金属板５３ａ、５３ｂの面内で線幅の方向である。また、磁性金属板５３ａの自発磁化の方向Ｍと、それと逆向きの磁性金属板５３ｂの自発磁化の方向Ｍ’は逆向きにして、得られた起電力Ｅ，Ｅ’が足し合わされるようにする。磁性金属板５３ａ、５３ｂを接続する導体の板５３ｃは非磁性金属とするか、長さを短くすれば任意の磁化方向の磁性金属板でもよい。
図８Ｂでは板５３ｃの自発磁化の方向Ｍ’’をＭ，Ｍ’と同じ面内でかつＭ，Ｍ’と垂直方向にしている。なお磁性金属板５３ａ、５３ｂと板５３ｃは境界線５４で区切ってある。境界線５４は図８Ｂでは５３ｃが短くなるように設定しているが、図８Ｃのように５３ｃを長くするように区切っても良い。また図示しないが、５３ａと５３ｃの境界では５３ｃが短くなるようにし、５３ｂと５３ｃの境界では５３ｂが長くなるようにしてもよい。
本実施形態では前もって磁化させておいた磁性金属板５３ａ、５３ｂを基体部５１の底面に接合する。以上述べたように磁性金属板を曲がりくねった形状にすると、平面全体が磁性金属板である場合に比べて長さを稼ぐことができ、得られる起電力を大きくすることができる。
また磁性金属板５３ａだけ磁化し、磁性金属板５３ｂは磁性でなく非磁性にしてもよい。
これにより、基体部５１の底部の面内で、高温側から低温側への熱伝導が促進され、温度均一性が高まる。
なお本実施形態でも第３の実施形態と同じく高熱伝導層を設けて調理容器の高温側（底部）の温度を面内で均一にすることも可能である。
（第７の実施形態）
図９は本発明の第７の実施形態の可搬型電源に用いる調理容器６０を説明する断面図である。本実施形態の磁性金属板は薄い磁性合金板を積層したものである。調理容器６０は板厚方向の真ん中に１１４５アルミ１０２、３００４アルミ１０１、１１４５アルミ１０３の積層構造がある。この積層構造の外側に、３０４ステンレス１０４、特殊ステンレス１０５（例えばケイ素を数％添加したステンレス）、３０４ステンレス１０６の積層構造がある。アルミの積層構造の内側には同じく３０４ステンレス１０４’、特殊ステンレス１０５’、３０４ステンレス１０６’の積層構造がある。この外側と内側のステンレス積層構造でアルミの積層構造を挟み、圧延することで全体を一枚の板状に加工している。外側のステンレスの積層構造の底面は面内方向に自発磁化Ｍを持つ。内側のステンレスの積層構造の底面も面内方向に自発磁化Ｍを持たせてもよい。
図９は本発明の第７の実施形態の可搬型電源に用いる調理容器６０を説明する断面図である。本実施形態の磁性金属板は薄い磁性合金板を積層したものである。調理容器６０は板厚方向の真ん中に１１４５アルミ１０２、３００４アルミ１０１、１１４５アルミ１０３の積層構造がある。この積層構造の外側に、３０４ステンレス１０４、特殊ステンレス１０５（例えばケイ素を数％添加したステンレス）、３０４ステンレス１０６の積層構造がある。アルミの積層構造の内側には同じく３０４ステンレス１０４’、特殊ステンレス１０５’、３０４ステンレス１０６’の積層構造がある。この外側と内側のステンレス積層構造でアルミの積層構造を挟み、圧延することで全体を一枚の板状に加工している。外側のステンレスの積層構造の底面は面内方向に自発磁化Ｍを持つ。内側のステンレスの積層構造の底面も面内方向に自発磁化Ｍを持たせてもよい。
薄い磁性合金を積層した界面では異常ネルンスト効果による熱電変換が起きやすく、大きな起電力を得ることができる。さらに、積層した構造では、形状磁気異方性によって安定に自発磁化を保持できる。強磁性体は、その形状や結晶構造・原子配列に起因して、磁化されやすい方向（磁化容易方向）を持ち、これを磁気異方性と呼ぶ。磁性金属板は板の面内方向に磁化されやすいが、薄板を積層すると、より面内方向に磁化されやすく、面内方向の磁化を安定に保持できる。
（第８の実施形態）
図１０は本発明の第８の実施形態の可搬型電源を説明する概略断面図である。本実施形態の可搬型電源８０は、燃焼装置８１と、加熱対象を保持し発電機能を備えた加熱容器８２を備えている。加熱容器８２は、燃焼装置８１によって直接加熱される箇所の少なくとも一部に磁性金属板８３を備えている。磁性金属板８３は自発磁化Ｍを持ち、加熱により異常ネルンスト効果を発現して起電力が発生する。また磁性金属板８３は生成した電力を取り出すための電極８４を設けている。
図１０は本発明の第８の実施形態の可搬型電源を説明する概略断面図である。本実施形態の可搬型電源８０は、燃焼装置８１と、加熱対象を保持し発電機能を備えた加熱容器８２を備えている。加熱容器８２は、燃焼装置８１によって直接加熱される箇所の少なくとも一部に磁性金属板８３を備えている。磁性金属板８３は自発磁化Ｍを持ち、加熱により異常ネルンスト効果を発現して起電力が発生する。また磁性金属板８３は生成した電力を取り出すための電極８４を設けている。
本実施形態の可搬型電源では、加熱容器の構造が極めて簡単で低コストにでき、しかも加熱容器と燃焼装置の両方を備えていて別途取り付ける必要がない。
（他の実施形態）
上述の実施形態では燃焼装置はフリント式、電子式について述べたが、内燃式でもよいし、ＩＨ （Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）ヒーターを用いても良い。
以上、本発明を、上述した各実施形態およびその変形例によって例示的に説明した。しかしながら、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態およびその変形例に記載した範囲に限定されない。当業者には、係る実施形態に対して多様な変更又は改良を加えることが可能であることは明らかである。そのような場合、係る変更又は改良を加えた新たな実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれ得る。そしてこのことは、特許請求の範囲に記載した事項から明らかである。
この出願は、２０１８年１２月４日に出願された日本出願特願２０１８－２２７０２４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
上述の実施形態では燃焼装置はフリント式、電子式について述べたが、内燃式でもよいし、ＩＨ （Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）ヒーターを用いても良い。
以上、本発明を、上述した各実施形態およびその変形例によって例示的に説明した。しかしながら、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態およびその変形例に記載した範囲に限定されない。当業者には、係る実施形態に対して多様な変更又は改良を加えることが可能であることは明らかである。そのような場合、係る変更又は改良を加えた新たな実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれ得る。そしてこのことは、特許請求の範囲に記載した事項から明らかである。
この出願は、２０１８年１２月４日に出願された日本出願特願２０１８－２２７０２４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
燃焼装置と、加熱対象を保持する加熱容器を備え、前記加熱容器は、前記燃焼装置によって直接加熱される箇所の少なくとも一部に、自発磁化を持ち、加熱により異常ネルンスト効果を発現して起電力が発生する磁性金属板を備え、電力を取り出すための電極を設けたことを特徴とする可搬型電源。
（付記２）
前記燃焼装置上に断熱支持体を備え、前記断熱支持体上に前記加熱容器を備えた付記１に記載の可搬型電源。
（付記３）
前記燃焼装置と前記加熱容器は遮音ケースに収納されている付記１または２に記載の可搬型電源。
（付記４）
前記燃焼装置は、燃料タンク、前記燃料タンクからの燃料を出すノズル、前記ノズル近傍にある着火部を備えている付記１から３のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記５）
前記磁性金属板は面内方向に自発磁化を有する付記１から４のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記６）
前記直接加熱される箇所は非磁性金属板に絶縁層を介して前記磁性金属板が形成されている付記１から５のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記７）
前記磁性金属板上に前記磁性金属板より高熱伝導の金属板を設けた付記１から６のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記８）
前記磁性金属板は短冊状であるかまたは蛇行した形状である付記１から７のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記９）
前記磁性金属板は磁性金属の薄板が積層されている付記１から８のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記１０）
前記磁性金属板は磁性合金である付記１から９のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記１１）
前記加熱容器の前記燃焼装置によって直接加熱されない箇所にも前記磁性金属板を備える付記１から１０のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記１２）
前記磁性金属板は磁性ステンレス板である付記１から１１のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記１）
燃焼装置と、加熱対象を保持する加熱容器を備え、前記加熱容器は、前記燃焼装置によって直接加熱される箇所の少なくとも一部に、自発磁化を持ち、加熱により異常ネルンスト効果を発現して起電力が発生する磁性金属板を備え、電力を取り出すための電極を設けたことを特徴とする可搬型電源。
（付記２）
前記燃焼装置上に断熱支持体を備え、前記断熱支持体上に前記加熱容器を備えた付記１に記載の可搬型電源。
（付記３）
前記燃焼装置と前記加熱容器は遮音ケースに収納されている付記１または２に記載の可搬型電源。
（付記４）
前記燃焼装置は、燃料タンク、前記燃料タンクからの燃料を出すノズル、前記ノズル近傍にある着火部を備えている付記１から３のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記５）
前記磁性金属板は面内方向に自発磁化を有する付記１から４のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記６）
前記直接加熱される箇所は非磁性金属板に絶縁層を介して前記磁性金属板が形成されている付記１から５のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記７）
前記磁性金属板上に前記磁性金属板より高熱伝導の金属板を設けた付記１から６のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記８）
前記磁性金属板は短冊状であるかまたは蛇行した形状である付記１から７のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記９）
前記磁性金属板は磁性金属の薄板が積層されている付記１から８のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記１０）
前記磁性金属板は磁性合金である付記１から９のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記１１）
前記加熱容器の前記燃焼装置によって直接加熱されない箇所にも前記磁性金属板を備える付記１から１０のいずれか一項に記載の可搬型電源。
（付記１２）
前記磁性金属板は磁性ステンレス板である付記１から１１のいずれか一項に記載の可搬型電源。
１０、８０ 可搬型電源
１５ 遮音ケース
１６ 取り出し口
１７ 給水口
１８ 外部回路
１９ 出力コネクタ
２０、８１ 燃焼装置
２１ ヤスリ
２２ フリント
２３ ガスノズル
２４ ガスタンク
２５ 押上げ機構
３０ 水溜め容器
３１、５１ 基体部
３２、３９、５２、５３ａ、５３ｂ 磁性金属板
３２ａ、３２ｂ 電極
３７ａ、３７ｂ 配線
３８ａ、３８ｂ 導電部
４０ 断熱支持体
３５、４３ 絶縁層
５０、６０ 調理容器
５３ｃ 板
８２ 加熱容器
６０１ 第１の支持部
６０２ 座金
６０３ 圧電素子
６０４ 着火操作部
６０５ 電極板
６０６ ハンマー
６０７ 放電電極
６０８ ガステコ
６０９ 火口ノズル
６１０ 支点
１０２、１０３ １１４５アルミ
１０１ ３００４アルミ
１０４，１０４’、１０６、１０６’ ３０４ステンレス
１０５、１０５’ 特殊ステンレス
１５ 遮音ケース
１６ 取り出し口
１７ 給水口
１８ 外部回路
１９ 出力コネクタ
２０、８１ 燃焼装置
２１ ヤスリ
２２ フリント
２３ ガスノズル
２４ ガスタンク
２５ 押上げ機構
３０ 水溜め容器
３１、５１ 基体部
３２、３９、５２、５３ａ、５３ｂ 磁性金属板
３２ａ、３２ｂ 電極
３７ａ、３７ｂ 配線
３８ａ、３８ｂ 導電部
４０ 断熱支持体
３５、４３ 絶縁層
５０、６０ 調理容器
５３ｃ 板
８２ 加熱容器
６０１ 第１の支持部
６０２ 座金
６０３ 圧電素子
６０４ 着火操作部
６０５ 電極板
６０６ ハンマー
６０７ 放電電極
６０８ ガステコ
６０９ 火口ノズル
６１０ 支点
１０２、１０３ １１４５アルミ
１０１ ３００４アルミ
１０４，１０４’、１０６、１０６’ ３０４ステンレス
１０５、１０５’ 特殊ステンレス
Claims (10)
- 燃焼装置と、加熱対象を保持する加熱容器を備え、前記加熱容器は、前記燃焼装置によって直接加熱される箇所の少なくとも一部に、自発磁化を持ち、加熱により異常ネルンスト効果を発現して起電力が発生する磁性金属板を備え、電力を取り出すための電極を設けたことを特徴とする可搬型電源。
- 前記燃焼装置上に断熱支持体を備え、前記断熱支持体上に前記加熱容器を備えた請求項１に記載の可搬型電源。
- 前記燃焼装置と前記加熱容器は遮音ケースに収納されている請求項１または２に記載の可搬型電源。
- 前記燃焼装置は、燃料タンク、前記燃料タンクからの燃料を出すノズル、前記ノズル近傍にある着火部を備えている請求項１から３のいずれか一項に記載の可搬型電源。
- 前記磁性金属板は面内方向に自発磁化を有する請求項１から４のいずれか一項に記載の可搬型電源。
- 前記加熱容器は非磁性金属板で構成され、前記非磁性金属板の少なくとも前記直接加熱される箇所に、絶縁層を介して前記磁性金属板が形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の可搬型電源。
- 前記磁性金属板の前記直接加熱される箇所に、前記磁性金属板より高熱伝導の金属板を設けた請求項１から６のいずれか一項に記載の可搬型電源。
- 前記磁性金属板は短冊状であるかまたは蛇行した形状である請求項１から７のいずれか一項に記載の可搬型電源。
- 前記磁性金属板は磁性金属の薄板が積層されている請求項１から８のいずれか一項に記載の可搬型電源。
- 前記磁性金属板は磁性合金である請求項１から９のいずれか一項に記載の可搬型電源。
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- 2019-11-14 WO PCT/JP2019/044760 patent/WO2020116122A1/ja active Application Filing
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