JPH05191989A - アルカリ金属熱電発電装置 - Google Patents
アルカリ金属熱電発電装置Info
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- JPH05191989A JPH05191989A JP473992A JP473992A JPH05191989A JP H05191989 A JPH05191989 A JP H05191989A JP 473992 A JP473992 A JP 473992A JP 473992 A JP473992 A JP 473992A JP H05191989 A JPH05191989 A JP H05191989A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミックセル間の電気的絶縁が保たれ、熱
輸送効率が高く、アルカリ金属の使用量が少なく、液体
アルカリ金属の液面制御が不要な装置を実現する。 【構成】 容器１２内のアルカリ金属蒸気を冷却する低
圧側凝縮器７を設け、容器１２の底部と蒸気分配管３の
間に蒸発器９を接続して、セラミックセル４にはアルカ
リ金属蒸気を供給し、セラミックセル４の内壁でアルカ
リ金属蒸気を液体アルカリ金属１３として付着させるこ
とによって、セラミックセル４内には金属蒸気が供給さ
れるためセラミックセル４間の電気的絶縁を保つことが
でき、アルカリ金属の使用量が少なく、液面制御が不要
となり、セラミックセル４内壁で金属蒸気が液体金属と
なるため潜熱を利用することができ、熱輸送効率の高い
装置を実現する。
輸送効率が高く、アルカリ金属の使用量が少なく、液体
アルカリ金属の液面制御が不要な装置を実現する。 【構成】 容器１２内のアルカリ金属蒸気を冷却する低
圧側凝縮器７を設け、容器１２の底部と蒸気分配管３の
間に蒸発器９を接続して、セラミックセル４にはアルカ
リ金属蒸気を供給し、セラミックセル４の内壁でアルカ
リ金属蒸気を液体アルカリ金属１３として付着させるこ
とによって、セラミックセル４内には金属蒸気が供給さ
れるためセラミックセル４間の電気的絶縁を保つことが
でき、アルカリ金属の使用量が少なく、液面制御が不要
となり、セラミックセル４内壁で金属蒸気が液体金属と
なるため潜熱を利用することができ、熱輸送効率の高い
装置を実現する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ金属蒸気供給
型のアルカリ金属熱電発電装置に関する。
型のアルカリ金属熱電発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ金属熱電発電装置の原理につい
て、図３により説明する。図３において、４は容器０６
内に設けられたβ''−アルミナ管よりなるセラミックセ
ルであり、同セラミックセル４内には液体ナトリウム
（以下液体Ｎａとする）１３が入れてあり、更に、この
液体Ｎａ１３を加熱するためのヒータ０１が配設され、
側壁には電極５が設けられている。
て、図３により説明する。図３において、４は容器０６
内に設けられたβ''−アルミナ管よりなるセラミックセ
ルであり、同セラミックセル４内には液体ナトリウム
（以下液体Ｎａとする）１３が入れてあり、更に、この
液体Ｎａ１３を加熱するためのヒータ０１が配設され、
側壁には電極５が設けられている。
【０００３】上記において、セラミックセル４内の液体
Ｎａ１３をヒータ０１により加熱すると、セラミックセ
ル４が高温（例えば８００℃）になるに従いＮａイオン
が生成されセラミックセル４を透過し、セラミックセル
４外へ排出される。このセラミックセル４外へ排出され
たＮａイオンはＮａ蒸気となり、このＮａ蒸気は容器０
６の内壁で凝縮され、液体Ｎａ１３となって容器０６の
底部に貯留される。
Ｎａ１３をヒータ０１により加熱すると、セラミックセ
ル４が高温（例えば８００℃）になるに従いＮａイオン
が生成されセラミックセル４を透過し、セラミックセル
４外へ排出される。このセラミックセル４外へ排出され
たＮａイオンはＮａ蒸気となり、このＮａ蒸気は容器０
６の内壁で凝縮され、液体Ｎａ１３となって容器０６の
底部に貯留される。
【０００４】上記Ｎａイオンは、セラミックセル４外に
おいてＮａ蒸気に変化する際には、電極５を介して端子
０７，０８の間に起電力を発生させるが、アルカリ金属
熱電発電装置とはこの起電力を利用するものである。
おいてＮａ蒸気に変化する際には、電極５を介して端子
０７，０８の間に起電力を発生させるが、アルカリ金属
熱電発電装置とはこの起電力を利用するものである。
【０００５】上記原理を利用した従来のアルカリ金属熱
電発電装置について、図４により以下に説明する。図４
に示す従来の装置は、１個のセラミックセル４による出
力電圧が０．５Ｖ程度であるため、複数のセラミックセ
ル４を直列に接続し、また、熱を外部より取り込むため
の熱交換器２０を容器０６外に設け、発電を継続して行
わせるために容器０６の底部に溜った溶体Ｎａを上記熱
交換器２０を介してセラミックセル４内に供給し循環さ
せるための配管１５、ヘッダ０２、供給管０３、ポンプ
８よりなる配管系統を備えたものであった。
電発電装置について、図４により以下に説明する。図４
に示す従来の装置は、１個のセラミックセル４による出
力電圧が０．５Ｖ程度であるため、複数のセラミックセ
ル４を直列に接続し、また、熱を外部より取り込むため
の熱交換器２０を容器０６外に設け、発電を継続して行
わせるために容器０６の底部に溜った溶体Ｎａを上記熱
交換器２０を介してセラミックセル４内に供給し循環さ
せるための配管１５、ヘッダ０２、供給管０３、ポンプ
８よりなる配管系統を備えたものであった。
【０００６】上記において、熱交換器２０により加熱さ
れた液体Ｎａは８００℃程度であり、セラミックセル４
内で熱電変換が行われるため、容器０６の底部に貯留さ
れる液体Ｎａ１３は２００℃程度である。
れた液体Ｎａは８００℃程度であり、セラミックセル４
内で熱電変換が行われるため、容器０６の底部に貯留さ
れる液体Ｎａ１３は２００℃程度である。
【０００７】また、それぞれのセラミックセル４に設け
られた電極５は直列に接続されているため、負極１０と
正極１１の間には、それぞれのセラミックセル４が発生
する起電力を加算した起電力が発生する。
られた電極５は直列に接続されているため、負極１０と
正極１１の間には、それぞれのセラミックセル４が発生
する起電力を加算した起電力が発生する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置において
は、下記の課題があった。
は、下記の課題があった。
【０００９】（１）Ｎａを液体で供給しているため、セ
ラミックセル内の液体Ｎａの液面が供給管に接触した場
合は供給管を介して、また、液体Ｎａが供給管よりセル
内に連続して供給される場合は液体Ｎａを介してセル間
が短絡されるため、セル間の電気絶縁を保つのが困難で
ある。
ラミックセル内の液体Ｎａの液面が供給管に接触した場
合は供給管を介して、また、液体Ｎａが供給管よりセル
内に連続して供給される場合は液体Ｎａを介してセル間
が短絡されるため、セル間の電気絶縁を保つのが困難で
ある。
【００１０】（２）熱輸送は液体Ｎａの顕熱のみにより
行われるため効率が悪く、大容量のポンプを必要とする
うえ、セル内のＮａ温度を高温に保つためには、発電に
よって低温になったＮａを排出する必要がある。
行われるため効率が悪く、大容量のポンプを必要とする
うえ、セル内のＮａ温度を高温に保つためには、発電に
よって低温になったＮａを排出する必要がある。
【００１１】（３）セラミックセル内等に反応に寄与し
ないＮａを封入しておく必要があるため、大量の液体Ｎ
ａを必要とする。
ないＮａを封入しておく必要があるため、大量の液体Ｎ
ａを必要とする。
【００１２】（４）セラミックセル内の液体Ｎａの液面
を制御する必要がある。
を制御する必要がある。
【００１３】本発明は上記の課題を解決しようとするも
のである。
のである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明のアルカリ金属熱
電発電装置は、容器内に設けられそれぞれ蒸気分配管が
挿入され液体アルカリ金属を内部から外部へ透過する複
数本のセラミックセル、および同それぞれのセラミック
セルの側壁に設けられそれぞれが直列に接続された電極
を備えたアルカリ金属熱電発電装置において、上記容器
内に設けられた低圧側凝縮器、および液体金属輸送管を
介して上記容器の底部に接続され金属蒸気供給配管を介
して上記蒸気分配管に接続された蒸発器を備えたことを
特徴としている。
電発電装置は、容器内に設けられそれぞれ蒸気分配管が
挿入され液体アルカリ金属を内部から外部へ透過する複
数本のセラミックセル、および同それぞれのセラミック
セルの側壁に設けられそれぞれが直列に接続された電極
を備えたアルカリ金属熱電発電装置において、上記容器
内に設けられた低圧側凝縮器、および液体金属輸送管を
介して上記容器の底部に接続され金属蒸気供給配管を介
して上記蒸気分配管に接続された蒸発器を備えたことを
特徴としている。
【００１５】
【作用】上記において、蒸発器が生成し、金属蒸気供給
配管と蒸気分配管を介してそれぞれのセラミックセルに
供給されたアルカリ金属蒸気は、液体アルカリ金属とな
ってセラミックセルの内側に付着する。
配管と蒸気分配管を介してそれぞれのセラミックセルに
供給されたアルカリ金属蒸気は、液体アルカリ金属とな
ってセラミックセルの内側に付着する。
【００１６】上記液体アルカリ金属からはアルカリ金属
イオンがセラミックセルの内部より外部へ透過し、それ
ぞれのセラミックセルの電極間に起電力を発生させ、ア
ルカリ金属蒸気となる。
イオンがセラミックセルの内部より外部へ透過し、それ
ぞれのセラミックセルの電極間に起電力を発生させ、ア
ルカリ金属蒸気となる。
【００１７】このアルカリ金属蒸気は低圧側凝縮器によ
り冷却されて液体アルカリ金属となり、容器の底部に貯
留された後、蒸発器に送られ加熱されて、再びアルカリ
金属蒸気となる。
り冷却されて液体アルカリ金属となり、容器の底部に貯
留された後、蒸発器に送られ加熱されて、再びアルカリ
金属蒸気となる。
【００１８】本発明においては、セラミックセル内にア
ルカリ金属蒸気が供給されるため、セラミックセル間が
短絡されることがなく電気的絶縁が保たれる。また、蒸
発器より送られたアルカリ金属蒸気はセラミックセル内
で液体アルカリ金属となるため、その潜熱も利用され熱
輸送効率が高い。更に、セラミックセル内の液体アルカ
リ金属はセラミックセルの内壁に付着するのみのため、
液面制御が不要となり、装置が簡素化される。
ルカリ金属蒸気が供給されるため、セラミックセル間が
短絡されることがなく電気的絶縁が保たれる。また、蒸
発器より送られたアルカリ金属蒸気はセラミックセル内
で液体アルカリ金属となるため、その潜熱も利用され熱
輸送効率が高い。更に、セラミックセル内の液体アルカ
リ金属はセラミックセルの内壁に付着するのみのため、
液面制御が不要となり、装置が簡素化される。
【００１９】上記により、セラミックセル間の電気的絶
縁を保つことができ、熱輸送効率が高く、アルカリ金属
の使用量が少なく、液体アルカリ金属の液面制御が不要
で簡素な装置を実現する。
縁を保つことができ、熱輸送効率が高く、アルカリ金属
の使用量が少なく、液体アルカリ金属の液面制御が不要
で簡素な装置を実現する。
【００２０】
【実施例】本発明の第１実施例を図１に示す。図１に示
す本実施例は、容器１２内に設けられヘッダ２に接続さ
れた複数本の蒸気分配管３がそれぞれ挿入された複数個
のセラミックセル４、および同それぞれのセラミックセ
ル４の側壁に設けられブスバー６を介して直列に接続さ
れ両端にそれぞれ負極１０と正極１１が設けられた電極
を備えたアルカリ金属熱電発電装置において、上記容器
１２内下部に設けられた低圧側凝縮器７、上記容器１２
の底部に一端が接続された液体金属輸送管１ａに設けら
れたポンプ８、および上記液体金属輸送管１ａの他端に
接続され金属蒸気供給配管１を介して上記ヘッダ２に接
続された蒸発器９を備えている。
す本実施例は、容器１２内に設けられヘッダ２に接続さ
れた複数本の蒸気分配管３がそれぞれ挿入された複数個
のセラミックセル４、および同それぞれのセラミックセ
ル４の側壁に設けられブスバー６を介して直列に接続さ
れ両端にそれぞれ負極１０と正極１１が設けられた電極
を備えたアルカリ金属熱電発電装置において、上記容器
１２内下部に設けられた低圧側凝縮器７、上記容器１２
の底部に一端が接続された液体金属輸送管１ａに設けら
れたポンプ８、および上記液体金属輸送管１ａの他端に
接続され金属蒸気供給配管１を介して上記ヘッダ２に接
続された蒸発器９を備えている。
【００２１】上記において、蒸発器９はＮａ蒸気を生成
し、金属蒸気供給配管１、ヘッダ２及び蒸気分配管３を
介してそれぞれのセラミックセル４に供給する。
し、金属蒸気供給配管１、ヘッダ２及び蒸気分配管３を
介してそれぞれのセラミックセル４に供給する。
【００２２】上記セラミックセル４内に供給されたＮａ
蒸気は、図１（ｂ）に示すように同セラミックセル４が
外部から低圧側凝縮器７により冷却されているため、液
体Ｎａとなってセラミックセル４の内側に付着する。
蒸気は、図１（ｂ）に示すように同セラミックセル４が
外部から低圧側凝縮器７により冷却されているため、液
体Ｎａとなってセラミックセル４の内側に付着する。
【００２３】上記液体ＮａからはＮａイオンがセラミッ
クセル４の内部より外部へ透過し、セラミックセル４を
透過したＮａイオンはそれぞれのセラミックセル４に設
けられた電極５間に起電力を発生させ、Ｎａ蒸気とな
り、このＮａ蒸気は低圧側凝縮器７により冷却されて液
体Ｎａとなり、容器１２の底部に貯留される。
クセル４の内部より外部へ透過し、セラミックセル４を
透過したＮａイオンはそれぞれのセラミックセル４に設
けられた電極５間に起電力を発生させ、Ｎａ蒸気とな
り、このＮａ蒸気は低圧側凝縮器７により冷却されて液
体Ｎａとなり、容器１２の底部に貯留される。
【００２４】上記容器１２の底部に貯留された液体Ｎａ
はポンプ８により蒸発器９に送られ加熱されて、再びＮ
ａ蒸気となる。また、上記それぞれの電極５間に発生し
た起電力は、それぞれの電極５が直列に接続されている
ために加算され、合計された起電力が負極１０と正極１
１の間に生じる。
はポンプ８により蒸発器９に送られ加熱されて、再びＮ
ａ蒸気となる。また、上記それぞれの電極５間に発生し
た起電力は、それぞれの電極５が直列に接続されている
ために加算され、合計された起電力が負極１０と正極１
１の間に生じる。
【００２５】本実施例においては、セラミックセル４内
にはＮａ蒸気が供給されるため、液体Ｎａによってセラ
ミックセル４間が短絡されることがなく、電気的絶縁が
保たれる。また、蒸発器９より送られたＮａ蒸気はセラ
ミックセル４内で液体Ｎａとなるため、その潜熱も利用
され、熱輸送効率も高い。更に、セラミックセル４内の
液体Ｎａはセラミックセル４の内壁に付着した分のみの
ため、使用するＮａ金属量が少なくてよく、液体Ｎａの
液面を制御するための装置も不要となり、装置が簡素化
される。
にはＮａ蒸気が供給されるため、液体Ｎａによってセラ
ミックセル４間が短絡されることがなく、電気的絶縁が
保たれる。また、蒸発器９より送られたＮａ蒸気はセラ
ミックセル４内で液体Ｎａとなるため、その潜熱も利用
され、熱輸送効率も高い。更に、セラミックセル４内の
液体Ｎａはセラミックセル４の内壁に付着した分のみの
ため、使用するＮａ金属量が少なくてよく、液体Ｎａの
液面を制御するための装置も不要となり、装置が簡素化
される。
【００２６】上記により、セラミックセル間の電気的絶
縁を保つことができ、熱輸送効率が高く、Ｎａ金属の使
用量が少なく、液体Ｎａの液面制御が不要で簡素な装置
を実現した。
縁を保つことができ、熱輸送効率が高く、Ｎａ金属の使
用量が少なく、液体Ｎａの液面制御が不要で簡素な装置
を実現した。
【００２７】なお、本実施例はＮａ金属の場合である
が、他のアルカリ金属についても適用可能である。
が、他のアルカリ金属についても適用可能である。
【００２８】本発明の第２実施例を図２に示す。図２に
示す本実施例は、第１実施例におけるそれぞれのセラミ
ックセル４の底部に排気管２１を接続したものであり、
セラミックセル４内に過剰の液体Ｎａが滞留するおそれ
がある場合には、排気管２１より過剰なＮａ蒸気を排出
させ、このような状態の場合にもセラミックセル４間の
短絡を防止することができるものとしている。
示す本実施例は、第１実施例におけるそれぞれのセラミ
ックセル４の底部に排気管２１を接続したものであり、
セラミックセル４内に過剰の液体Ｎａが滞留するおそれ
がある場合には、排気管２１より過剰なＮａ蒸気を排出
させ、このような状態の場合にもセラミックセル４間の
短絡を防止することができるものとしている。
【００２９】
【発明の効果】本発明のアルカリ金属熱電発電装置は、
容器内のアルカリ金属蒸気を冷却する低圧側凝縮器を設
け、容器の底部と蒸気分配管の間に蒸発器を接続して、
セラミックセル内にはアルカリ金属蒸気を供給し、セラ
ミックセルの内壁でアルカリ金属蒸気を液体アルカリ金
属として付着させることによって、セラミックセル内に
は金属蒸気が供給されるためセラミックセル間の電気的
絶縁を保つことができ、アルカリ金属の使用量が少な
く、液面制御が不要となり、セラミックセル内壁で金属
蒸気が液体金属となるため潜熱を利用することができ、
熱輸送効率の高い装置を実現する。
容器内のアルカリ金属蒸気を冷却する低圧側凝縮器を設
け、容器の底部と蒸気分配管の間に蒸発器を接続して、
セラミックセル内にはアルカリ金属蒸気を供給し、セラ
ミックセルの内壁でアルカリ金属蒸気を液体アルカリ金
属として付着させることによって、セラミックセル内に
は金属蒸気が供給されるためセラミックセル間の電気的
絶縁を保つことができ、アルカリ金属の使用量が少な
く、液面制御が不要となり、セラミックセル内壁で金属
蒸気が液体金属となるため潜熱を利用することができ、
熱輸送効率の高い装置を実現する。
【図１】本発明の第１実施例の説明図で、（ａ）は装置
構成の説明図、（ｂ）はセラミックセル内壁への液体Ｎ
ａ付着の説明図である。
構成の説明図、（ｂ）はセラミックセル内壁への液体Ｎ
ａ付着の説明図である。
【図２】本発明の第２実施例の説明図である。
【図３】アルカリ金属熱電発電装置の原理の説明図であ
る。
る。
【図４】従来の装置の説明図である。
１ 金属蒸気供給配管 ２ ヘッダ ３ 蒸気分配管 ４ セラミックセル ５ 電極 ６ ブスバー ７ 低圧側凝縮器 ８ ポンプ ９ 蒸発器 １０ 負極 １１ 正極 １２ 容器 １３ 液体Ｎａ ２１ 排気管
Claims (1)
- 【請求項１】 容器内に設けられそれぞれ蒸気分配管が
挿入され液体アルカリ金属を内部から外部へ透過する複
数本のセラミックセル、および同それぞれのセラミック
セルの側壁に設けられそれぞれが直列に接続された電極
を備えたアルカリ金属熱電発電装置において、上記容器
内に設けられた低圧側凝縮器、および液体金属輸送管を
介して上記容器の底部に接続され金属蒸気供給配管を介
して上記蒸気分配管に接続された蒸発器を備えたことを
特徴とするアルカリ金属熱電発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP473992A JPH05191989A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | アルカリ金属熱電発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP473992A JPH05191989A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | アルカリ金属熱電発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05191989A true JPH05191989A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=11592286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP473992A Pending JPH05191989A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | アルカリ金属熱電発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05191989A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100690450B1 (ko) * | 2003-10-23 | 2007-03-09 | 주재헌 | 열전발전기를 이용한 폐열회수장치 |
| CN112865606A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-05-28 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 一种碱金属反应堆电源 |
-
1992
- 1992-01-14 JP JP473992A patent/JPH05191989A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100690450B1 (ko) * | 2003-10-23 | 2007-03-09 | 주재헌 | 열전발전기를 이용한 폐열회수장치 |
| CN112865606A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-05-28 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 一种碱金属反应堆电源 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010321 |