JPH0497576A - 補助電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は内燃機関の排気熱と冷却水を有効に利用した補
助電源装置に関するものである。

Ｂ４発明の概要 本発明は、熱電素子を多数組合せた熱電発電器により電
力を得る補助電源装置において、前記熱電発電器の一方
の加熱源として内燃機関の排気熱を利用し、他方の冷却
源として内燃機関の冷却水を利用すると共に、熱雷発電
器を充電回路と直交変換回路と組合せることにより、高
効率の補助電源装置を得る。

Ｃ６従来の技術 自動車用エンジンの排気と吸気を利用して熱電素子を加
熱、冷却している熱電発電器としては、種々のものが提
案されている。

これらの熱電発電器では、熱電素子で発生した直流電力
をそのまま自動車用のバッテリに充電する電源、回転部
の無騒音の発電器、無保守のメリットから無人基地に燃
料貯蔵して燃焼装置付の熱発電装置として実用化されて
いる。

Ｄ１発明が解決しようとする課題 熱電素子は高価にして小出力しか取れない欠点があり、
熱電発電装置として単独の電源とするには、特定の用途
にのみ有効である。

また、現存では燃料に燃焼熱を高温部に導入しており、
単体の発電を主目的とする場合が主で、一般の電源とし
ては採算が合わない。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、熱電発電器の加熱源と冷却源として
内燃機関の排気系と冷却水系を利用すると共に、熱電発
電器を充電手段と直交変換回路手段とに組合せることに
より高性能にして応用範囲の広い補助電源装置を提供す
ることである。

Ｅ１課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、内燃機関の排気
系と冷却水系とにより加熱、冷却して発電を行う熱電発
電器と、この熱電発電器の発電電力を貯蔵する電力貯蔵
手段と、前記熱電発電器の発電電力を交流電力に変換す
る直交変換回路手段によって補助電源装置を構成する。

Ｆ１作用 熱電発電器の高温接合部は内燃機関の排気系によって加
熱され、低温接合部は冷却水系によって冷却される。し
たがって高温接合部と低温接合部の温度差が大きくなり
、熱電発電器の直流出力電圧が高くなる。熱電発電器の
直流出力は電力用貯蔵電池に充電されると共に直交変換
回路により交流電力に変換される。

Ｇ　実施例 以下に本発明の実施例を第１図〜第３図を参照しながら
説明する。

第１図は本発明の実施例による補助電源装置を示すもの
で、１０は自動車等の内燃機関、２０は熱電発電器で、
この熱電発電器２０は、内燃機関１０の排気系１１によ
って加熱されると共に、冷却水系１２によって冷却され
る。３０は直交変換回路で例えばインバータ、４０は熱
電発電器２０の直流出力電力を貯蔵する電力貯蔵用電池
で、これらの熱電発電器２０、直交変換回路であるイン
バータ３０および電力貯蔵用電池４０によって補助電源
装置が構成される。

以下、第２図〜第３図により熱電発電器２０の構造を説
明する。

第２図は熱電発電器２０の一例を示し、この熱電発電器
２０においては、Ｐ型熱発電素子２１ａ２１ｂ、２１ｃ
が積層され、Ｎ型熱発電素子２２ａ、２２ｂ、２２ｃが
積層されていると共に、Ｐ型熱発電素子２１ａの端部と
Ｎ型熱発電素子２２ａの端部には高温接合電極２３が接
合され、Ｐ型熱電素子２１ｃの端部には低温接合電極２
４が接合されていると共に、Ｎ型熱電素子２２ｃの端部
には同じく低温接合電極２５が接合されている。

また、第３図は熱電発電器２０の他の例を示し、この熱
電発電器は、Ｐ型熱電素子２１とＮ型熱電素子２２を交
互に配置し、これらの熱雷素子を電極２６により直列に
接続してなる熱電素子ユニット２７Ａ〜２７Ｃを備えて
いる。これらの熱電素子ユニット２７Ａ〜２７Ｃは絶縁
体２８を介して積層されており、熱電素子ユニット２７
Ａには絶縁体２８を介して高温集熱ブロック２９ａが接
合され、熱電素子ユニット２７Ｃには絶縁体２８を介し
て低温放熱板２９ｂが接合されている。

第１図に示す補助電源装置によれば、熱電発電器２０は
、内燃機関１０の排気系１１によって加熱されると共に
、冷却水系１２によって冷却され、熱電発電器２０から
高効率の直流出力が得られる。

この直流出力はインバータ回路３０によって交流電力に
変換される。インバータ回路３０の交流出力は主電源系
統の電力に加えて交流負荷５０に供給される。またイン
バータ回路３０の動作が停止している場合は、熱電発電
器２０の直流出力は電力貯蔵用電池４０に充電される。

本実施例の補助電源装置によれば、熱電発電器２０の高
温部と低温部の温度差を容易に得るために、高温を現在
槽ててしまっている排気熱を有効に利用し、低温も内燃
機関の冷却水の一部を利用して温度差を確保している。

また、熱電発電器２０によって得た直流電力を電力貯蔵
し、必要に応じて主電源の補助電源として用いるから、
主電源電力が若干増加し、負荷の漸時変動か多い場合の
主機の容量を増加することなく電力を補うことができる
。さらに、負荷の急変時の電源変動時に、電源の安定化
が図れると共に、主電源電力とこの熱発電による補助電
源とで電源の供給効率が向上する。

Ｈ０発明の効果 本発明は以上の如くであって、熱電発電器の一方の加熱
源として内燃機関の排気系を利用し、他方の冷却源とし
て冷却水系を利用したから、温度差を有効に得ることが
でき、しかも熱電発電器の出力電力を貯蔵すると共に直
交変換回路によって交流電力に変換するものであるので
、高性能にして応用〔囲の広い補助電源装置が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による補助電源装置のブロック
図、第２図は第１図の装置で用いる熱電発電器の一例を
示す正面図、第３図は第１図の装置で用いる熱電発電器
の他の例を示す正面図である。 １０・・・内燃機関、１１・・・排気系、］２・・・冷
却水系、２０・・・熱電発電器、３０・−・インバータ
、４０・・・電力貯蔵用電池、５０・・・交流負荷。 第２図 第３図 外１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の排気系と冷却水系とにより加熱、冷却
   して発電を行う熱電発電器と、この熱電発電器の発電電
   力を貯蔵する電力貯蔵手段と、前記熱電発電器の発電電
   力を交流電力に変換する直交変換回路手段とによって構
   成したことを特徴とする補助電源装置。