JPH06129680A - 換気扇 - Google Patents
換気扇Info
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- JPH06129680A JPH06129680A JP30442292A JP30442292A JPH06129680A JP H06129680 A JPH06129680 A JP H06129680A JP 30442292 A JP30442292 A JP 30442292A JP 30442292 A JP30442292 A JP 30442292A JP H06129680 A JPH06129680 A JP H06129680A
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- JP
- Japan
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- thermoelectric element
- heat
- ventilation fan
- heat source
- combustion
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃焼時の排熱を利用して換気扇を自動運転す
る。 【構成】 ガステーブル1のバーナー2等の熱源の近傍
に配設された熱電素子6を、バーナー燃焼排熱により加
熱し、熱電素子の端子間に生じた熱起電力を電源とし、
燃焼時に駆動運転する。また、熱電素子7の熱起電力の
一部を二次電池14に蓄電し、二次電池14を電源と
し、バーナー2の燃焼停止時あるいは電気容量が不足し
た場合にも換気扇を駆動運転できるようにした。
る。 【構成】 ガステーブル1のバーナー2等の熱源の近傍
に配設された熱電素子6を、バーナー燃焼排熱により加
熱し、熱電素子の端子間に生じた熱起電力を電源とし、
燃焼時に駆動運転する。また、熱電素子7の熱起電力の
一部を二次電池14に蓄電し、二次電池14を電源と
し、バーナー2の燃焼停止時あるいは電気容量が不足し
た場合にも換気扇を駆動運転できるようにした。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は換気扇に係り、特にガス
テーブル等の熱器具を使用した際の燃焼排熱を熱電変換
し、その起電力を利用して動作させるようにした換気扇
に関する。
テーブル等の熱器具を使用した際の燃焼排熱を熱電変換
し、その起電力を利用して動作させるようにした換気扇
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、一般家庭の台所等では、換気扇は
ガステーブルの上方位置の壁面に設けられた枠体部分に
設置されている。このため調理などで部屋の換気を行い
たい場合、調理等をする人は換気扇に付いているスイッ
チ用の引きヒモを引いたりして換気扇を始動させてい
る。今のところ、この引きヒモ構造の作動スイッチがほ
とんどの換気扇で採用されている。しかし、この種の作
動スイッチでは、引きヒモがガステーブル等の火気のす
ぐ上方に垂れていて、鍋等から上がる湯気や煙越しにヒ
モの操作を行わなければならない上、料理の油等により
ヒモが汚れて不衛生感がある。また、背の低い人や子供
ではヒモに手が届かず、スイッチ操作ができないという
場合もある。
ガステーブルの上方位置の壁面に設けられた枠体部分に
設置されている。このため調理などで部屋の換気を行い
たい場合、調理等をする人は換気扇に付いているスイッ
チ用の引きヒモを引いたりして換気扇を始動させてい
る。今のところ、この引きヒモ構造の作動スイッチがほ
とんどの換気扇で採用されている。しかし、この種の作
動スイッチでは、引きヒモがガステーブル等の火気のす
ぐ上方に垂れていて、鍋等から上がる湯気や煙越しにヒ
モの操作を行わなければならない上、料理の油等により
ヒモが汚れて不衛生感がある。また、背の低い人や子供
ではヒモに手が届かず、スイッチ操作ができないという
場合もある。
【0003】このような問題を解消するために最近で
は、リモートコントロールスイッチ(リモコン)により
換気扇運転操作を行うようにしたものも開発されてい
る。このような換気扇によれば、上述の問題点は解消で
きる。
は、リモートコントロールスイッチ(リモコン)により
換気扇運転操作を行うようにしたものも開発されてい
る。このような換気扇によれば、上述の問題点は解消で
きる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな場合でもリモコンが見あたらない等の理由で、換気
扇を運転させずにガステーブル等を使用するというケー
スが引きヒモ式の場合より多く発生することが予想され
る。本来、室内でガス火等の開放性熱器具を使用する場
合には換気を十分に、むしろ火気を使う場合には強制的
に換気を行うことが好ましい。すなわち、ガステーブル
等を使った場合には火気を検知して自動的に換気扇が運
転させるようにすることが好ましい。このような場合、
バーナー近傍に温度センサを装着し、火気を検知した場
合に自動的に換気扇を運転させるのも一案である。
うな場合でもリモコンが見あたらない等の理由で、換気
扇を運転させずにガステーブル等を使用するというケー
スが引きヒモ式の場合より多く発生することが予想され
る。本来、室内でガス火等の開放性熱器具を使用する場
合には換気を十分に、むしろ火気を使う場合には強制的
に換気を行うことが好ましい。すなわち、ガステーブル
等を使った場合には火気を検知して自動的に換気扇が運
転させるようにすることが好ましい。このような場合、
バーナー近傍に温度センサを装着し、火気を検知した場
合に自動的に換気扇を運転させるのも一案である。
【0005】ところで、この種の換気扇はAC100V
で30W程度の消費電力で運転するように設計されてお
り、通常換気扇の近くにAC電源用のコンセントが設け
られ、そこから電源をとり、使用するようになってい
る。一方、一般のガステーブルでは高火力のものではガ
ス消費熱量がバーナー当たり4000Kcal/h程度
に設定されているが、実際にはその熱量の多くはバーナ
ー部分で燃焼した際に、そのまま大気中に放熱されてし
まっているのが現状である。この排熱を有効利用するこ
とが好ましい。
で30W程度の消費電力で運転するように設計されてお
り、通常換気扇の近くにAC電源用のコンセントが設け
られ、そこから電源をとり、使用するようになってい
る。一方、一般のガステーブルでは高火力のものではガ
ス消費熱量がバーナー当たり4000Kcal/h程度
に設定されているが、実際にはその熱量の多くはバーナ
ー部分で燃焼した際に、そのまま大気中に放熱されてし
まっているのが現状である。この排熱を有効利用するこ
とが好ましい。
【0006】この排熱を有効利用する方策としては、そ
の熱エネルギーをそのまま回収して鍋等の再加熱を行う
方法と、熱電変換等により熱起電力を生じさせ、その発
生電力を利用する方法とが考えられる。この場合、上述
のように換気扇を自動運転させることを考えると、AC
電源に代わる電源として熱起電力を利用して換気扇を運
転させることが好ましい。
の熱エネルギーをそのまま回収して鍋等の再加熱を行う
方法と、熱電変換等により熱起電力を生じさせ、その発
生電力を利用する方法とが考えられる。この場合、上述
のように換気扇を自動運転させることを考えると、AC
電源に代わる電源として熱起電力を利用して換気扇を運
転させることが好ましい。
【0007】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、ガステーブル等の熱源の排
熱を利用して熱電発電を行い、生じた起電力により自動
運転可能な換気扇を提供することにある。
術が有する問題点を解消し、ガステーブル等の熱源の排
熱を利用して熱電発電を行い、生じた起電力により自動
運転可能な換気扇を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明は、熱源の近傍に配設された熱電素子
を、前記熱源の燃焼排熱により加熱し、前記熱電素子の
端子間に生じた熱起電力を電源とし、前記熱源の燃焼時
に駆動運転することを特徴とするものである。
に、第1の発明は、熱源の近傍に配設された熱電素子
を、前記熱源の燃焼排熱により加熱し、前記熱電素子の
端子間に生じた熱起電力を電源とし、前記熱源の燃焼時
に駆動運転することを特徴とするものである。
【0009】また、第2の発明は、熱源の近傍に配設さ
れた熱電素子を、前記熱源の燃焼排熱により加熱し、前
記熱電素子の端子間に生じた熱起電力を電源とし、前記
熱源の燃焼時に駆動運転するとともに、前記熱起電力の
一部が二次電池に蓄電され、該二次電池を電源とし、前
記熱源の燃焼停止時あるいは熱源容量不足時にも駆動運
転可能なことを特徴とするものである。
れた熱電素子を、前記熱源の燃焼排熱により加熱し、前
記熱電素子の端子間に生じた熱起電力を電源とし、前記
熱源の燃焼時に駆動運転するとともに、前記熱起電力の
一部が二次電池に蓄電され、該二次電池を電源とし、前
記熱源の燃焼停止時あるいは熱源容量不足時にも駆動運
転可能なことを特徴とするものである。
【0010】前記発明において、前記熱電素子は前記熱
源の周囲に所定間隔で配設させることが好ましい。この
とき、前記熱電素子を鉄−シリサイド系半導体から構成
させることが好ましい。また、前記熱電素子を前記熱源
の近傍に配置されたヒートパイプを介して燃焼排熱が熱
伝導されるように前記ヒートパイプに取着することが好
ましい。さらに、前記二次電池は太陽電池によっても充
電されるようにすることが好ましい。
源の周囲に所定間隔で配設させることが好ましい。この
とき、前記熱電素子を鉄−シリサイド系半導体から構成
させることが好ましい。また、前記熱電素子を前記熱源
の近傍に配置されたヒートパイプを介して燃焼排熱が熱
伝導されるように前記ヒートパイプに取着することが好
ましい。さらに、前記二次電池は太陽電池によっても充
電されるようにすることが好ましい。
【0011】
【作用】第1の発明によれば、熱源の近傍に配設された
熱電素子を、前記熱源の燃焼排熱により加熱し、前記熱
電素子の端子間に生じた熱起電力を電源とし、前記熱源
の燃焼時に駆動運転するようにしたので、熱源である熱
器具等を燃焼運転する場合に発生する排熱により熱源の
周囲に配置された熱電素子の一端を加熱し、低温側端子
側との間に温度差を生じさせ、このときの熱電素子のゼ
ーベック効果で熱電発電し、この発生起電力により換気
扇を熱源燃焼時に自動的に運転させることができる。
熱電素子を、前記熱源の燃焼排熱により加熱し、前記熱
電素子の端子間に生じた熱起電力を電源とし、前記熱源
の燃焼時に駆動運転するようにしたので、熱源である熱
器具等を燃焼運転する場合に発生する排熱により熱源の
周囲に配置された熱電素子の一端を加熱し、低温側端子
側との間に温度差を生じさせ、このときの熱電素子のゼ
ーベック効果で熱電発電し、この発生起電力により換気
扇を熱源燃焼時に自動的に運転させることができる。
【0012】また、第2の発明によれば、熱源の近傍に
配設された熱電素子を、前記熱源の燃焼排熱により加熱
し、前記熱電素子の端子間に生じた熱起電力を電源と
し、前記熱源の燃焼時に駆動運転するとともに、前記熱
起電力の一部が二次電池に蓄電され、該二次電池を電源
とし、前記熱源の燃焼停止時あるいは熱源容量不足時に
も駆動運転できるようにしたので、熱源燃焼時には直
接、熱電発電により運転を自動的に行えるとともに、熱
源が燃焼していないときや熱電発電による電気容量が小
さい場合にも、換気扇に設けられたスイッチを作動する
ことによりいつでも換気扇を運転することができる。
配設された熱電素子を、前記熱源の燃焼排熱により加熱
し、前記熱電素子の端子間に生じた熱起電力を電源と
し、前記熱源の燃焼時に駆動運転するとともに、前記熱
起電力の一部が二次電池に蓄電され、該二次電池を電源
とし、前記熱源の燃焼停止時あるいは熱源容量不足時に
も駆動運転できるようにしたので、熱源燃焼時には直
接、熱電発電により運転を自動的に行えるとともに、熱
源が燃焼していないときや熱電発電による電気容量が小
さい場合にも、換気扇に設けられたスイッチを作動する
ことによりいつでも換気扇を運転することができる。
【0013】また、前記熱電素子を前記熱源の周囲に所
定間隔で配設することによりバーナー等の熱源の排熱を
効率よく利用することができる。
定間隔で配設することによりバーナー等の熱源の排熱を
効率よく利用することができる。
【0014】このとき、前記熱電素子を鉄−シリサイド
系半導体から構成させたので、特性の向上により発電部
品を小型化できるとともに、高い熱電効率を実現でき
る。
系半導体から構成させたので、特性の向上により発電部
品を小型化できるとともに、高い熱電効率を実現でき
る。
【0015】また、前記熱電素子を前記熱源の近傍に配
置されたヒートパイプを介して燃焼排熱が熱伝導される
ように前記ヒートパイプに取着することで、熱電素子を
熱源から離れた位置に置くことができ、バーナー位置で
の高温をそのまま保持して熱電素子の高温側に熱伝導さ
せることができる。
置されたヒートパイプを介して燃焼排熱が熱伝導される
ように前記ヒートパイプに取着することで、熱電素子を
熱源から離れた位置に置くことができ、バーナー位置で
の高温をそのまま保持して熱電素子の高温側に熱伝導さ
せることができる。
【0016】さらに、前記二次電池は太陽電池によって
も充電されるので、所定のバッテリー電圧を十分確保す
ることができる。
も充電されるので、所定のバッテリー電圧を十分確保す
ることができる。
【0017】
【実施例】以下、第1の発明及び第2の発明による換気
扇の一実施例を添付図面を参照して説明する。 (第1実施例)第1実施例は、第2の発明を表現するの
に好適な実施例といえるが、第1の発明の構成を包含し
た形をとっているので、この実施例をもとに、その構成
について図1を参照して説明する。
扇の一実施例を添付図面を参照して説明する。 (第1実施例)第1実施例は、第2の発明を表現するの
に好適な実施例といえるが、第1の発明の構成を包含し
た形をとっているので、この実施例をもとに、その構成
について図1を参照して説明する。
【0018】図1は、熱源であるバーナーの近傍に配置
された熱電素子と換気扇本体との接続を概略的に示した
機器構成図である。同図において、符号1はガステーブ
ルを示している。このガステーブル1は通常の家庭用に
使用されている公知のものである。この種のガステーブ
ルでは通常、バーナー2を囲むように支持台3が着脱自
在に載置されており、この支持台3上に鍋等4を置き、
加熱等を行うようになっている。この支持台3は本実施
例では図2に示したようにほぼ等角度間隔で配置された
6本の脚部3aから構成されており、この脚部3aの近
傍にはセラミックス製の台座5に支持された熱電素子
6、7が取り付けられている。この熱電素子6、7は一
端6a、7aがバーナー2の燃焼部2aの上方に位置
し、バーナーが燃焼する際に、その炎が直接接触しない
程度の位置に高さ調整されている。
された熱電素子と換気扇本体との接続を概略的に示した
機器構成図である。同図において、符号1はガステーブ
ルを示している。このガステーブル1は通常の家庭用に
使用されている公知のものである。この種のガステーブ
ルでは通常、バーナー2を囲むように支持台3が着脱自
在に載置されており、この支持台3上に鍋等4を置き、
加熱等を行うようになっている。この支持台3は本実施
例では図2に示したようにほぼ等角度間隔で配置された
6本の脚部3aから構成されており、この脚部3aの近
傍にはセラミックス製の台座5に支持された熱電素子
6、7が取り付けられている。この熱電素子6、7は一
端6a、7aがバーナー2の燃焼部2aの上方に位置
し、バーナーが燃焼する際に、その炎が直接接触しない
程度の位置に高さ調整されている。
【0019】一方、他端にはアルミニウム製の薄板状の
放熱フィン8が列設されており、熱電素子6、7はその
両側の端子において、所定の温度差(Δt)が確保され
るようになっている。このときバーナー2の周囲には図
2(a)に示したように2本の脚部3aの両脇に2個ず
つ熱電素子6、7が配置されており、隣接する2個の熱
電素子6、6(7、7)がアルミベース6c(7c)で
直列接続され、さらにリード線9がアルミベース部分か
ら延出している。一方の熱電素子6からのリード線9は
図1に示したように電圧調整回路10を経て換気扇本体
11の図示しない直流モータに接続され、他方のリード
線12は回路切替器13を経由して換気扇本体11の側
部に取り付けられたバッテリー14の電極に接続されて
いる。
放熱フィン8が列設されており、熱電素子6、7はその
両側の端子において、所定の温度差(Δt)が確保され
るようになっている。このときバーナー2の周囲には図
2(a)に示したように2本の脚部3aの両脇に2個ず
つ熱電素子6、7が配置されており、隣接する2個の熱
電素子6、6(7、7)がアルミベース6c(7c)で
直列接続され、さらにリード線9がアルミベース部分か
ら延出している。一方の熱電素子6からのリード線9は
図1に示したように電圧調整回路10を経て換気扇本体
11の図示しない直流モータに接続され、他方のリード
線12は回路切替器13を経由して換気扇本体11の側
部に取り付けられたバッテリー14の電極に接続されて
いる。
【0020】電圧調整回路10は熱電素子6を加熱した
ことにより発生した熱起電力(DC電源)が換気扇モー
タの定格容量より大きい場合に、供給電圧を所定電圧に
分圧するとともに、バッテリー14に余剰電圧を供給す
る役割を有する。また、回路切替器13は上述の余剰電
圧分の起電力をバッテリー14に蓄える充電回路を構成
する一方、バーナーの火力が弱く、端子間に十分な温度
差が確保できず、熱電素子の発電起電力が不足するよう
な場合に、充電用熱電素子7の起電力を追加的に直接電
源として使用するように回路C1を切り換える。
ことにより発生した熱起電力(DC電源)が換気扇モー
タの定格容量より大きい場合に、供給電圧を所定電圧に
分圧するとともに、バッテリー14に余剰電圧を供給す
る役割を有する。また、回路切替器13は上述の余剰電
圧分の起電力をバッテリー14に蓄える充電回路を構成
する一方、バーナーの火力が弱く、端子間に十分な温度
差が確保できず、熱電素子の発電起電力が不足するよう
な場合に、充電用熱電素子7の起電力を追加的に直接電
源として使用するように回路C1を切り換える。
【0021】ここで、本実施例で使用されている熱電素
子の材質について説明するとともに、本発明に使用可能
な熱電素子について簡単に説明する。本実施例では図2
(a)及び図3(a)に示したような形状の熱電素子が
使用され、図示しないセラミックス台座により支持台3
の脚部3a近くに固定されている。
子の材質について説明するとともに、本発明に使用可能
な熱電素子について簡単に説明する。本実施例では図2
(a)及び図3(a)に示したような形状の熱電素子が
使用され、図示しないセラミックス台座により支持台3
の脚部3a近くに固定されている。
【0022】この熱電素子6は鉄ケイ化物にドーパント
金属を複合化して形成したp型半導体20とn型半導体
21とを先端で接合した細長い略U字形をなす単体素子
でアルミベース6cを介して端部からリード線9を延出
させた構造になっている。熱電素子の高温端6aを加熱
した際の低温側端子6bとの温度差(Δt)において、
ゼーベック効果によりp型半導体20の低温側端子6b
を+端、n型半導体21の低温側端子6bを−端とした
電圧が発生し、本実施例のようにDCモータ等の負荷抵
抗を接続することで所定の起電力を取り出すことができ
る。
金属を複合化して形成したp型半導体20とn型半導体
21とを先端で接合した細長い略U字形をなす単体素子
でアルミベース6cを介して端部からリード線9を延出
させた構造になっている。熱電素子の高温端6aを加熱
した際の低温側端子6bとの温度差(Δt)において、
ゼーベック効果によりp型半導体20の低温側端子6b
を+端、n型半導体21の低温側端子6bを−端とした
電圧が発生し、本実施例のようにDCモータ等の負荷抵
抗を接続することで所定の起電力を取り出すことができ
る。
【0023】また、本実施例では上述のように鉄−シリ
サイド系(FeSi2)半導体が使用されているが、こ
の半導体での熱発電能力としては高温端温度1033
K、低温側温度523Kの時に熱電素子内部抵抗の変化
に応じて最大電力60mWを見込むことができる。本実
施例以外の熱電半導体としては、やや低温に設定する場
合にII−V族化合物のZnSbが450℃(723K)
程度以下において、高い熱電能を示すp型半導体として
好適である。また、IV-VI族化合物のPbTeの添加不
純物を変化させ、幅広い熱特性を得ることも可能であ
る。V-VI族化合物として、ビスマステルル系化合物Bi
2Te3、他にSb2Te3、Bi2Se3、Bi2Te3とS
b2Te3の固溶体、Bi2Se3とBi2Te3の固溶体等
を挙げることができる。
サイド系(FeSi2)半導体が使用されているが、こ
の半導体での熱発電能力としては高温端温度1033
K、低温側温度523Kの時に熱電素子内部抵抗の変化
に応じて最大電力60mWを見込むことができる。本実
施例以外の熱電半導体としては、やや低温に設定する場
合にII−V族化合物のZnSbが450℃(723K)
程度以下において、高い熱電能を示すp型半導体として
好適である。また、IV-VI族化合物のPbTeの添加不
純物を変化させ、幅広い熱特性を得ることも可能であ
る。V-VI族化合物として、ビスマステルル系化合物Bi
2Te3、他にSb2Te3、Bi2Se3、Bi2Te3とS
b2Te3の固溶体、Bi2Se3とBi2Te3の固溶体等
を挙げることができる。
【0024】図2(b)及び図3(b)は上述のBi2
Te3を使用してπ型素子30を構成し、複数の素子を
バーナー2に沿ってほぼ円弧状になるように円周方向に
直列に連結して高温側を接合板31で支持し、低温側で
隣接したp型素子とn型素子の端子接続32を行うよう
にした熱電モジュール33を示したものである。
Te3を使用してπ型素子30を構成し、複数の素子を
バーナー2に沿ってほぼ円弧状になるように円周方向に
直列に連結して高温側を接合板31で支持し、低温側で
隣接したp型素子とn型素子の端子接続32を行うよう
にした熱電モジュール33を示したものである。
【0025】この熱電モジュール33は必要な熱起電力
によりその数、大きさを自由に設定でき、本実施例では
2個の熱電モジュール33A、33Bを連結してバーナ
ー燃焼時の駆動用電源34とし、1個の熱電モジュール
33Cでバッテリー14を充電するようになっている。
このとき低温側の放熱効率を高めるために外方に向け、
放熱フィンを配設することも好ましい。このように使用
する熱電素子の熱電能、熱電素子を配置する熱源の形状
に応じてπ型素子、U型素子等を任意に設定し、そのモ
ジュールも設計することが好ましい。
によりその数、大きさを自由に設定でき、本実施例では
2個の熱電モジュール33A、33Bを連結してバーナ
ー燃焼時の駆動用電源34とし、1個の熱電モジュール
33Cでバッテリー14を充電するようになっている。
このとき低温側の放熱効率を高めるために外方に向け、
放熱フィンを配設することも好ましい。このように使用
する熱電素子の熱電能、熱電素子を配置する熱源の形状
に応じてπ型素子、U型素子等を任意に設定し、そのモ
ジュールも設計することが好ましい。
【0026】また、高効率の熱電発電を行うためにセグ
メント構造、カスケード構造をとるようにしても良い。
セグメント構造は、素子の温度勾配に沿う各温度領域に
おいて、性能指数の大きな異種の熱電素子を直列に接続
することで実現でき、カスケード構造は温度特性の異な
る異種材料のモジュールを積層することにより高出力を
得ることができる。
メント構造、カスケード構造をとるようにしても良い。
セグメント構造は、素子の温度勾配に沿う各温度領域に
おいて、性能指数の大きな異種の熱電素子を直列に接続
することで実現でき、カスケード構造は温度特性の異な
る異種材料のモジュールを積層することにより高出力を
得ることができる。
【0027】次に、図1に示した熱源から得られる排熱
の熱エネルギーの大きさにより電圧調整回路と回路切替
器とを制御して換気扇の運転を行う操作方法について、
図4及び図5を参照して説明する。図4はガステーブル
のバーナーを強火燃焼させた状態を示した機器構成図で
ある。このときバーナー燃焼により熱電素子6が加熱さ
れると、換気扇モータの定格容量より大きい熱起電力
(DC電源)が発生する。電圧調整回路10では余剰電
力分をカットオフし、換気扇モータ駆動のための所定電
圧に分圧するとともに、分岐回路を介して換気扇本体1
1に取り付けられたバッテリー14に余剰電圧を供給す
る。このときバッテリー14には熱電素子7で得られた
起電力も直接供給されるようになっており、回路切替器
13で充電用回路C2が1本にまとめられ、バッテリー
14に接続される。
の熱エネルギーの大きさにより電圧調整回路と回路切替
器とを制御して換気扇の運転を行う操作方法について、
図4及び図5を参照して説明する。図4はガステーブル
のバーナーを強火燃焼させた状態を示した機器構成図で
ある。このときバーナー燃焼により熱電素子6が加熱さ
れると、換気扇モータの定格容量より大きい熱起電力
(DC電源)が発生する。電圧調整回路10では余剰電
力分をカットオフし、換気扇モータ駆動のための所定電
圧に分圧するとともに、分岐回路を介して換気扇本体1
1に取り付けられたバッテリー14に余剰電圧を供給す
る。このときバッテリー14には熱電素子7で得られた
起電力も直接供給されるようになっており、回路切替器
13で充電用回路C2が1本にまとめられ、バッテリー
14に接続される。
【0028】一方、図5はガステーブルのバーナーを弱
火燃焼させた状態を示した機器構成図である。この場
合、熱電素子6の起電力のみでは換気扇モータを所定回
転数で運転させることができない。そこで、熱電素子7
の発生起電力を回路切替器13を経由して駆動側に供給
させるようになっている。また必要に応じてバッテリー
を併用してモータ駆動することも可能である。
火燃焼させた状態を示した機器構成図である。この場
合、熱電素子6の起電力のみでは換気扇モータを所定回
転数で運転させることができない。そこで、熱電素子7
の発生起電力を回路切替器13を経由して駆動側に供給
させるようになっている。また必要に応じてバッテリー
を併用してモータ駆動することも可能である。
【0029】次に、上述の実施例に対してヒートパイプ
を使用して熱電素子を取り付けるようにした変形例につ
いて図6及び図7を参照して説明する。熱電素子は、上
述のように高温側と低温側との温度差(Δt)が十分と
れることがもっとも重要であるため、低温部端子は高く
とも250℃(523K)程度に抑える必要がある。
を使用して熱電素子を取り付けるようにした変形例につ
いて図6及び図7を参照して説明する。熱電素子は、上
述のように高温側と低温側との温度差(Δt)が十分と
れることがもっとも重要であるため、低温部端子は高く
とも250℃(523K)程度に抑える必要がある。
【0030】そこで、熱電素子40、41をバーナーか
らある程度離した位置に設置し、かつ高温側において十
分な熱エネルギーが得られるようにヒートパイプ42を
取り付け、このヒートパイプ42の吸熱側をバーナー近
傍に配置し、放熱側に熱電素子40、41を固定して熱
電素子全体が高温下に位置しない構造とした。なお、図
6において、上述の電圧調整回路と回路切替器とは図示
していないが、同様に回路内に設けることができる。
らある程度離した位置に設置し、かつ高温側において十
分な熱エネルギーが得られるようにヒートパイプ42を
取り付け、このヒートパイプ42の吸熱側をバーナー近
傍に配置し、放熱側に熱電素子40、41を固定して熱
電素子全体が高温下に位置しない構造とした。なお、図
6において、上述の電圧調整回路と回路切替器とは図示
していないが、同様に回路内に設けることができる。
【0031】ヒートパイプ42の構造の詳細を図7に示
した。同図において、支持台3の脚部3aに沿うように
ヒートパイプ円筒部42aが取り付けられ、このヒート
パイプ42は脚部外側において偏平な板状42bに加工
され、外面に複数個のU字形熱電素子40(41)を取
り付けられるようになっている。パイプには銅管が用い
られ、パイプ内部には図示しない銅製ウィックが挿入さ
れ、作動流体としては500〜800℃において良好な
相変化を呈するセシウム、カリウム、ナトリウム、リチ
ウム等のうち、好適な流体を所定の封入方法により封入
すれば良い。
した。同図において、支持台3の脚部3aに沿うように
ヒートパイプ円筒部42aが取り付けられ、このヒート
パイプ42は脚部外側において偏平な板状42bに加工
され、外面に複数個のU字形熱電素子40(41)を取
り付けられるようになっている。パイプには銅管が用い
られ、パイプ内部には図示しない銅製ウィックが挿入さ
れ、作動流体としては500〜800℃において良好な
相変化を呈するセシウム、カリウム、ナトリウム、リチ
ウム等のうち、好適な流体を所定の封入方法により封入
すれば良い。
【0032】また、パイプ材質も銅の他、SUS、アル
ミニウム、チタン、タンタル等を選択することができ、
ウィック材料としても銅金網の他、銅フェルト、ニッケ
ルフェルト、銅焼結体、ニッケル焼結体等を適宜採用す
ることができる。
ミニウム、チタン、タンタル等を選択することができ、
ウィック材料としても銅金網の他、銅フェルト、ニッケ
ルフェルト、銅焼結体、ニッケル焼結体等を適宜採用す
ることができる。
【0033】なお、本実施例では熱電素子として鉄−シ
リサイド系(FeSi2)半導体を採用しているが、上
述の各種材料の素子材料を用いることができる。また、
放熱効果を大きくするためにアルミニウム製放熱フィン
を熱電素子の低温側に取着している。このようにヒート
パイプを用いれば、高い効率でバーナー燃焼部の熱エネ
ルギーを外側位置にある熱電素子まで伝えることができ
る。
リサイド系(FeSi2)半導体を採用しているが、上
述の各種材料の素子材料を用いることができる。また、
放熱効果を大きくするためにアルミニウム製放熱フィン
を熱電素子の低温側に取着している。このようにヒート
パイプを用いれば、高い効率でバーナー燃焼部の熱エネ
ルギーを外側位置にある熱電素子まで伝えることができ
る。
【0034】また、ヒートパイプでなく、中空銅管を熱
伝導体として使用して同様の構成をとり、熱電素子に燃
焼部の熱エネルギーを伝えるようにしても良い。この場
合は、ヒートパイプに比べ、熱電素子での発生温度差が
小さくなるが、コスト的に低く抑えられるというメリッ
トがある。
伝導体として使用して同様の構成をとり、熱電素子に燃
焼部の熱エネルギーを伝えるようにしても良い。この場
合は、ヒートパイプに比べ、熱電素子での発生温度差が
小さくなるが、コスト的に低く抑えられるというメリッ
トがある。
【0035】次に、上述の他の実施例として換気扇に取
り付けられたバッテリーを二次電池として太陽電池によ
りバッテリー充電を行うようにした換気扇の構成を図8
を参照して説明する。同図において、符号50は屋根R
上に設置された太陽電池発電モジュールを示しており、
本実施例では結晶系Si太陽電池が用いられ、2枚のガ
ラス板51の間に太陽電池52を配設し、透明樹脂53
により封入したモジュールとして使用しているが、使用
する太陽電池の種類としては他に、アルファモス系Si
電池やGaAs等のIII−V族化合物半導体からなる太陽
電池を選択することも当然可能である。
り付けられたバッテリーを二次電池として太陽電池によ
りバッテリー充電を行うようにした換気扇の構成を図8
を参照して説明する。同図において、符号50は屋根R
上に設置された太陽電池発電モジュールを示しており、
本実施例では結晶系Si太陽電池が用いられ、2枚のガ
ラス板51の間に太陽電池52を配設し、透明樹脂53
により封入したモジュールとして使用しているが、使用
する太陽電池の種類としては他に、アルファモス系Si
電池やGaAs等のIII−V族化合物半導体からなる太陽
電池を選択することも当然可能である。
【0036】また、この発電モジュール50の裏面位置
には非集光型集熱器54が取り付けられており、この集
熱器54内にヒートパイプからなる集熱体55が延設収
容されている。このヒートパイプ55の端部には熱電素
子56が取着され、さらにこの熱電素子56の低温側端
子から太陽電池出力と並列にバッテリーにリード線57
が接続されている。これにより太陽電池52による光電
変換発電とともに、太陽熱を利用した熱電発電を併用す
ることが可能となる。
には非集光型集熱器54が取り付けられており、この集
熱器54内にヒートパイプからなる集熱体55が延設収
容されている。このヒートパイプ55の端部には熱電素
子56が取着され、さらにこの熱電素子56の低温側端
子から太陽電池出力と並列にバッテリーにリード線57
が接続されている。これにより太陽電池52による光電
変換発電とともに、太陽熱を利用した熱電発電を併用す
ることが可能となる。
【0037】なお、換気扇本体に取り付けられたバッテ
リー14と太陽電池52及び熱電素子56との間の回路
上には逆流防止ダイオード58と電圧制御回路59とが
設けられており、二次電池としてのバッテリー14が過
充電により破壊したり、太陽電池52及び熱電素子56
がバッテリー14の電圧より低い場合に電流が太陽電池
等に逆流しないようになっている。
リー14と太陽電池52及び熱電素子56との間の回路
上には逆流防止ダイオード58と電圧制御回路59とが
設けられており、二次電池としてのバッテリー14が過
充電により破壊したり、太陽電池52及び熱電素子56
がバッテリー14の電圧より低い場合に電流が太陽電池
等に逆流しないようになっている。
【0038】また、ガステーブルを使用していない場合
にも換気等を目的として換気扇を運転したいときがあ
る。このような場合には、換気扇に設けられているスイ
ッチSWを操作して充電されたバッテリーによって換気
扇モータを回転させるが、太陽電池や太陽熱による熱電
発電でのバッテリー充電が高い効率で行われる場合に
は、ガステーブルのバーナーの周囲に配置された熱電素
子による熱電発電によらなくても、このバッテリー14
のみで換気扇を運転することも可能である。この場合、
バーナー燃焼時に自動的に換気扇を運転させるためにバ
ーナー近傍に熱電対等の温度センサSを配置することが
好ましい。
にも換気等を目的として換気扇を運転したいときがあ
る。このような場合には、換気扇に設けられているスイ
ッチSWを操作して充電されたバッテリーによって換気
扇モータを回転させるが、太陽電池や太陽熱による熱電
発電でのバッテリー充電が高い効率で行われる場合に
は、ガステーブルのバーナーの周囲に配置された熱電素
子による熱電発電によらなくても、このバッテリー14
のみで換気扇を運転することも可能である。この場合、
バーナー燃焼時に自動的に換気扇を運転させるためにバ
ーナー近傍に熱電対等の温度センサSを配置することが
好ましい。
【0039】なお、以上の説明において、熱源としてガ
ステーブルを例に説明を行ったが、適正な発電容量の熱
電素子モジュールを取り付けることで、風呂釜等、他の
種々の燃焼器具に対しても、本発明による換気扇を自動
運転させることができることは云うまでもない。また、
インバータを内蔵し、ACモータによる駆動運転を行う
ようにしても良い。
ステーブルを例に説明を行ったが、適正な発電容量の熱
電素子モジュールを取り付けることで、風呂釜等、他の
種々の燃焼器具に対しても、本発明による換気扇を自動
運転させることができることは云うまでもない。また、
インバータを内蔵し、ACモータによる駆動運転を行う
ようにしても良い。
【0040】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、熱源の燃焼時にその燃焼排熱を使用して換気
扇を自動運転させることができるので、省エネルギーの
観点から、また換気効率上も優れた換気体制を実現でき
る。また、二次電池を用いた充電によりいつでも運転で
きるようにしたので、運転の利便性を高めることができ
るという効果を奏する。
によれば、熱源の燃焼時にその燃焼排熱を使用して換気
扇を自動運転させることができるので、省エネルギーの
観点から、また換気効率上も優れた換気体制を実現でき
る。また、二次電池を用いた充電によりいつでも運転で
きるようにしたので、運転の利便性を高めることができ
るという効果を奏する。
【図1】本発明による換気扇の一実施例を示した機器構
成図。
成図。
【図2】本発明に使用する熱電素子の一例を示したバー
ナーの平面図。
ナーの平面図。
【図3】本発明に使用する熱電素子の一例を示した部分
拡大図。
拡大図。
【図4】本発明による換気扇の動作の一例(強火燃焼
時)を示した機器構成図。
時)を示した機器構成図。
【図5】本発明による換気扇の動作の一例(弱火燃焼
時)を示した機器構成図。
時)を示した機器構成図。
【図6】本発明による換気扇の変形例を示した機器構成
図。
図。
【図7】図6の換気扇に使用されるヒートパイプの一例
を示した部分拡大図。
を示した部分拡大図。
【図8】本発明による換気扇の他の実施例を示した機器
構成図。
構成図。
1 ガステーブル 2 バーナー 6,7,30,40,41,56 熱電素子 11 換気扇本体 14 バッテリー 42,55 ヒートパイプ 50 太陽電池発電モジュール 52 太陽電池 54 集熱器
Claims (6)
- 【請求項1】熱源の近傍に配設された熱電素子を、前記
熱源の燃焼排熱により加熱し、前記熱電素子の端子間に
生じた熱起電力を電源とし、前記熱源の燃焼時に駆動運
転することを特徴とする換気扇。 - 【請求項2】熱源の近傍に配設された熱電素子を、前記
熱源の燃焼排熱により加熱し、前記熱電素子の端子間に
生じた熱起電力を電源とし、前記熱源の燃焼時に駆動運
転するとともに、前記熱起電力の一部が二次電池に蓄電
され、該二次電池を電源とし、前記熱源の燃焼停止時あ
るいは熱源容量不足時にも駆動運転可能なことを特徴と
する換気扇。 - 【請求項3】前記熱電素子は前記熱源の周囲に所定間隔
で配設されたことを特徴とする請求項1または請求項2
のいずれかに記載の換気扇。 - 【請求項4】前記熱電素子は鉄−シリサイド系半導体か
ら構成されていることを特徴とする請求項1または請求
項2のいずれかに記載の換気扇。 - 【請求項5】前記熱電素子は前記熱源の近傍に配置され
たヒートパイプを介して燃焼排熱が熱伝導されるように
前記ヒートパイプに取着されたことを特徴とする請求項
1または請求項2のいずれかに記載の換気扇。 - 【請求項6】前記二次電池は太陽電池により充電される
ことを特徴とする請求項2記載の換気扇。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30442292A JPH06129680A (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 換気扇 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30442292A JPH06129680A (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 換気扇 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06129680A true JPH06129680A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17932812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30442292A Pending JPH06129680A (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 換気扇 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06129680A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003065045A (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-05 | Toyota Motor Corp | 排気熱回収装置 |
KR20040024196A (ko) * | 2002-09-13 | 2004-03-20 | 현대자동차주식회사 | 차량의 열전소자를 이용한 엔진냉각 장치 |
JP2008249197A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Osaka Gas Co Ltd | ガス機器 |
JP2009272584A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-19 | Aruze Corp | 熱電発電装置 |
JP2016052686A (ja) * | 2010-02-19 | 2016-04-14 | シュトピンク・アクティーエンゲゼルシャフト | 冶金容器上のスライド閉鎖、鋳造チューブチェンジャなどの監視デバイス |
US20160204328A1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-07-14 | Qibiao XIE | Waste heat power generation device and gas appliance using the same |
DE102016115280B3 (de) * | 2016-08-17 | 2017-10-12 | Miele & Cie. Kg | Energiewandeleinrichtung für einen Gasbrenner zum Bereitstellen von elektrischer Energie, Gasbrenner mit zumindest einer Energiewandeleinrichtung und Gasherd mit einem Gasbrenner |
-
1992
- 1992-10-19 JP JP30442292A patent/JPH06129680A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003065045A (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-05 | Toyota Motor Corp | 排気熱回収装置 |
KR20040024196A (ko) * | 2002-09-13 | 2004-03-20 | 현대자동차주식회사 | 차량의 열전소자를 이용한 엔진냉각 장치 |
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US20160204328A1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-07-14 | Qibiao XIE | Waste heat power generation device and gas appliance using the same |
DE102016115280B3 (de) * | 2016-08-17 | 2017-10-12 | Miele & Cie. Kg | Energiewandeleinrichtung für einen Gasbrenner zum Bereitstellen von elektrischer Energie, Gasbrenner mit zumindest einer Energiewandeleinrichtung und Gasherd mit einem Gasbrenner |
US20180053887A1 (en) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | Miele & Cie. Kg | Energy conversion device for providing thermal and electrical energy to a gas burner and a gas burner with an energy conversion device and a gas cooking field |
US10651359B2 (en) | 2016-08-17 | 2020-05-12 | Miele & Cie. Kg | Energy conversion device for providing thermal and electrical energy to a gas burner and a gas burner with an energy conversion device and a gas cooking field |
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