JPH06163089A - Alkali metal thermoelectric generating device - Google Patents

Alkali metal thermoelectric generating device

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Publication number
JPH06163089A
JPH06163089A JP31491392A JP31491392A JPH06163089A JP H06163089 A JPH06163089 A JP H06163089A JP 31491392 A JP31491392 A JP 31491392A JP 31491392 A JP31491392 A JP 31491392A JP H06163089 A JPH06163089 A JP H06163089A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alkali metal
heating
container
solid electrolyte
electrochemical pump
Prior art date
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Pending
Application number
JP31491392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Hiranuma
平沼  健
Moriaki Tsukamoto
守昭 塚本
Hisamichi Inoue
久道 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP31491392A priority Critical patent/JPH06163089A/en
Publication of JPH06163089A publication Critical patent/JPH06163089A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To efficiently circulate an alkali metal with a simple apparatus structure by circulating the alkali metal moved into a condenser to a heating vessel by an electrochemical pump consisting of a solid electrolyte driven by a generated power. CONSTITUTION:In a generator, Na<+> ion of sodium 5 in a heating vessel 3 is passed through a solid electrolyte 1 by the vapor pressure difference with a condenser vessel 43, whereby electrons are passed through positive and load leads 8, 71 to start generation. An electrochemical pump 21 consisting of solid electrolyte passes Na<+> ion by power application to rebond it with the electrons in a basin part 22, and sodium 6 is circulated through a return pipe 10. Since the pipe 100 connects the lower part side surface of the vessel 3 to the side surface of the base part 22, the pump 21 is put in a part of an electric circuit for mutually connecting the sodium 5, 6, and driven by the generated power. Thus, a power source and a control device can be omitted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ金属の熱エネ
ルギーを電気エネルギーに変換して発電を行なうアルカ
リ金属熱電発電装置に係り、特にアルカリ金属を凝縮容
器側から加熱容器側に効率良く循環することができるア
ルカリ金属熱電発電装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alkali metal thermoelectric generator for converting thermal energy of an alkali metal into electric energy to generate electric power, and particularly to efficiently circulate the alkali metal from the condensation container side to the heating container side. The present invention relates to an alkali metal thermoelectric generator that can be used.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にアルカリ金属熱電発電装置(Alka
li Metal thermo Electrical Convertor 以下、AMT
ECと呼ぶ)は、アルカリ金属とアルカリ金属に対して
導電性をもつ固体電解質を組み合わせた直接熱電変換装
置であり、高温のアルカリ金属と低温のアルカリ金属の
蒸気圧差を駆動力として固体電解質内をアルカリ金属イ
オンが移動することで発電し、20〜35%の高い熱電
変換効率が得られるものである。このAMTECは、図
10にその基本構成を示す如く、ヒーター(図示せず)
等によってアルカリ金属であるナトリウム5を加熱した
状態で収納する加熱容器3と、該加熱容器3に後述する
固体電解質1及び多孔性電極2を介して取り付けられ、
低温のナトリウム6を収納する凝縮容器4と、該凝縮容
器4内のナトリウム6をもどり管10を介して加熱容器
3に循環する電磁ポンプ11によって構成されている。
このAMTECは、加熱容器3中においてナトリウム6
は固体電解質1表面でNa+イオンと電子に解離し、蒸
気圧力差によりNa+イオンが固体電解質1内を通過す
ると共に前記電子が正及び負極リード8及び7を結ぶ外
部回路を通過することを利用して発電を行ない、且つ凝
縮容器4内で電子と再結合したナトリウム6を電磁ポン
プ11によってもどり管10を介して加熱容器3に循環
することにより連続的に発電を行なうものである。また
前記固体電極1としてはβ''-アルミナ(β''-Al2O3
が使用され、凝縮容器4は自然冷却または強制冷却器な
どにより冷却されるのが一般的である。
2. Description of the Related Art Generally, an alkali metal thermoelectric generator (Alka
li Metal thermo Electrical Convertor and below, AMT
EC) is a direct thermoelectric conversion device that combines an alkali metal and a solid electrolyte having conductivity with respect to the alkali metal. The direct thermoelectric conversion device uses the vapor pressure difference between the high-temperature alkali metal and the low-temperature alkali metal as a driving force. Electricity is generated by the movement of the alkali metal ions, and a high thermoelectric conversion efficiency of 20 to 35% is obtained. This AMTEC has a heater (not shown) as shown in the basic structure of FIG.
A heating container 3 for containing sodium 5 which is an alkali metal in a heated state, and attached to the heating container 3 via a solid electrolyte 1 and a porous electrode 2 described later,
It is composed of a condensing container 4 that stores low-temperature sodium 6 and an electromagnetic pump 11 that circulates the sodium 6 in the condensing container 4 to the heating container 3 via a return pipe 10.
This AMTEC contains sodium 6 in the heating container 3.
That dissociates into Na + ions and electrons in the solid electrolyte 1 surface, passes through an external circuit the electrons connecting positive and negative electrode lead 8 and 7 together with the Na + ions by vapor pressure difference through the solid electrolyte 1 Electric power is generated by utilizing this, and sodium 6 recombined with electrons in the condensing container 4 is circulated to the heating container 3 via the return pipe 10 by the electromagnetic pump 11 to continuously generate electric power. Further, as the solid electrode 1, β ″ -alumina (β ″ -Al 2 O 3 )
In general, the condensing container 4 is cooled by natural cooling or a forced cooling device.

【0003】尚、前述のAMTECの発電原理及びその
基本構成は、例えば特公昭47−6660号公報に開示
され、前記アルカリ金属を循環させる機構を持つアルカ
リ金属熱電発電装置が記載された文献としては、例えば
特開平2−197274号公報、特開平3−25327
7号公報、特開平2−262877号公報等が挙げられ
る。
The above-mentioned power generation principle of AMTEC and its basic configuration are disclosed, for example, in Japanese Patent Publication No. 47-6660, and as a document describing an alkali metal thermoelectric generator having a mechanism for circulating the alkali metal. For example, JP-A-2-197274 and JP-A-3-25327.
7 and JP-A-2-262877.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術によるA
MTECは、実用レベルの電圧を得るためには複数の装
置を電気的に直列に結合する必要があり、AMTECと
同数の電磁ポンプが必要になり、多数の電磁ポンプ用電
源装置及び電源運転制御装置を設けなければならず、装
置が大型及び複雑化すると言う不具合があった。尚、1
台の電磁ポンプで複数の発電装置でアルカリ金属を循環
することも考えられるが、この場合は発電装置が電気的
に並列接続状態になるので好ましくない。また、前記従
来のAMTECは、電子と再結合したアルカリ金属を凝
縮容器の底面に重力によって溜めた状態で電磁ポンプに
よって回収することを前提としているために、重力の少
ない例えば宇宙空間においてはアルカリ金属の循環が困
難であると言う不具合も招いていた。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
The MTEC requires a plurality of devices to be electrically connected in series in order to obtain a practical level voltage, which requires the same number of electromagnetic pumps as the AMTEC, and therefore a large number of electromagnetic pump power supply devices and power supply operation control devices. However, there is a problem that the device becomes large and complicated. 1
It is possible to circulate the alkali metal in a plurality of power generators with a single electromagnetic pump, but this is not preferable because the power generators are electrically connected in parallel. Further, the conventional AMTEC is premised on that the alkali metal recombined with electrons is collected by the electromagnetic pump in the state of being accumulated on the bottom surface of the condensing container by gravity. It also caused a problem that the circulation of the was difficult.

【0005】本発明の目的は、前記従来技術の不具合を
除去することであり、簡単な機器構成で効率良くアルカ
リ金属を循環することができるアルカリ金属熱電発電装
置を提供することである。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems of the prior art, and to provide an alkali metal thermoelectric generator capable of efficiently circulating alkali metal with a simple equipment configuration.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、加熱容器内のアルカリ金属が固体電解質を通
過して凝縮容器内に移動することにより発電を行なうア
ルカリ金属熱電発電装置において、前記凝縮容器内に移
動したアルカリ金属を、電力印加によりアルカリ金属を
移動させる固体電解質から成る電気化学ポンプを用いて
前記加熱容器に循環することを第1の特徴する。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an alkali metal thermoelectric generator for generating power by moving an alkali metal in a heating container through a solid electrolyte into a condensation container, The first feature is that the alkali metal that has moved into the condensing container is circulated to the heating container by using an electrochemical pump made of a solid electrolyte that moves the alkali metal by applying electric power.

【0007】また本発明は、加熱容器内のアルカリ金属
が固体電解質を通過して凝縮容器内に移動することによ
り発電を行なうアルカリ金属熱電発電装置において、前
記凝縮容器が、アルカリ金属を電力印加により通過させ
る固体電解質から成る電気化学ポンプと、該電気化学ポ
ンプを通過したアルカリ金属を前記加熱容器に導くもど
り管とを設け、前記凝縮容器に移動したアルカリ金属を
電気化学ポンプがもどり管を介して加熱容器に循環する
ことを第2の特徴とする。
Further, the present invention provides an alkali metal thermoelectric generator for generating electric power by moving an alkali metal in a heating vessel through a solid electrolyte and moving into a condensation vessel, wherein the condensation vessel is operated by applying electric power to the alkali metal. An electrochemical pump consisting of a solid electrolyte to be passed through and a return pipe for guiding the alkali metal passing through the electrochemical pump to the heating container are provided, and the alkali metal moved to the condensation container is passed through the return pipe by the electrochemical pump. The second feature is to circulate in the heating container.

【0008】更に本発明は、アルカリ金属熱電発電装置
において、前記凝縮容器が、アルカリ金属を電力印加に
より通過させる固体電解質から成る電気化学ポンプと、
前記アルカリ金属を内部の微細な隙間に補足して該電気
化学ポンプに導くウイックと、該電気化学ポンプを通過
したアルカリ金属を前記加熱容器に導くもどり管とを設
け、前記凝縮容器に移動してアイックが補足したアルカ
リ金属を電気化学ポンプがもどり管を介して加熱容器に
循環することを第3の特徴とし、前記第1乃至第3の特
徴によるアルカリ金属熱電発電装置において、前記電気
化学ポンプに印加される電力が前記発電を行なう固体電
解質から供給されることを第4の特徴とし、同様に第1
乃至第3の特徴によるアルカリ金属熱電発電装置におい
て、前記電気化学ポンプに印加される電力が前記発電を
行なう固体電解質から供給されると共に、電気化学ポン
プを構成する固体電解質の表面が波形状又は凸凹形状で
あることを第5の特徴とする。
Further, the present invention is, in an alkali metal thermoelectric generator, wherein the condensing vessel is an electrochemical pump made of a solid electrolyte which allows the alkali metal to pass by applying electric power,
A wick that guides the alkali metal to the electrochemical pump by trapping the alkali metal in the minute gaps and a return pipe that guides the alkali metal that has passed through the electrochemical pump to the heating container are provided and moved to the condensing container. The third feature is that the electrochemical pump circulates the alkali metal supplemented by Aic to the heating container through the return pipe. In the alkali metal thermoelectric generator according to the first to third features, The fourth characteristic is that the applied electric power is supplied from the solid electrolyte that generates the electric power, and the first characteristic is the same.
In the alkali metal thermoelectric generator according to the third feature, the electric power applied to the electrochemical pump is supplied from the solid electrolyte that performs the power generation, and the surface of the solid electrolyte that constitutes the electrochemical pump is corrugated or uneven. The fifth feature is that it is a shape.

【0009】更に本発明によるアルカリ金属熱電発電装
置は、中空部を持つ袋管状の固定電解質の周囲にアルカ
リ金属を加熱する加熱空間を形成する袋管状の加熱容器
と、中空部を持つ袋管状の固定電解質から成る電気化学
ポンプの周囲にアルカリ金属を凝縮する凝縮空間を形成
する袋筒状の凝縮容器と、これら加熱容器及び凝縮容器
の中空部を連結し且つ凝縮空間と加熱空間を連結するも
どり管を持つ固定部とを設け、加熱容器の加熱空間に収
容したアルカリ金属が加熱により固体電解質を通過して
内部の中空部に移動することによって発電し、この発電
電力によって前記電気化学ポンプを駆動してアルカリ金
属を中空部から凝縮空間に移動させ、この移動したアル
カリ金属を固定手段のもどり管を介して加熱容器に循環
する様に構成したことを第6の特徴とする。
Further, the alkali metal thermoelectric generator according to the present invention comprises a bag-shaped tubular heating container for forming a heating space for heating an alkali metal around a bag-shaped fixed electrolyte having a hollow portion, and a bag-shaped tubular container having a hollow portion. A bag-shaped condensing container forming a condensing space for condensing an alkali metal around an electrochemical pump made of a fixed electrolyte, the heating container and the hollow part of the condensing container are connected, and the condensing space and the heating space are connected to each other. With a fixed part having a tube, the alkali metal contained in the heating space of the heating container passes through the solid electrolyte by heating and moves to the hollow part inside to generate power, and the generated power drives the electrochemical pump. Then, the alkali metal is moved from the hollow portion to the condensation space, and the moved alkali metal is circulated to the heating container through the return pipe of the fixing means. And sixth aspect of the door.

【0010】更に本発明によるアルカリ金属熱電発電装
置は、加熱される円筒状の加熱板と、該加熱板外周にア
ルカリ金属を加熱する加熱空間を形成する円筒状の固体
電解質と、該固体電解質の外周に円筒状中空部を形成す
る固定電解質から成る電気化学ポンプと、該電気化学ポ
ンプの外周にアルカリ金属を凝縮する円筒状凝縮空間を
形成し且つ冷却される冷却板と、前記凝縮空間と加熱空
間を連結するもどり管とを、円筒状の加熱板,固定電解
質,電気化学ポンプ,冷却板の順で内面から同心円状に
配置し、前記加熱空間に収容したアルカリ金属が加熱に
より固体電解質を通過して円筒状中空部に移動すること
によって発電し、この発電電力によって前記電気化学ポ
ンプを駆動して円筒状中空部からアルカリ金属を凝縮空
間に移動させ、この移動してアルカリ金属をもどり管を
介して加熱容器に循環する様に構成したことを第7の特
徴とし、該6及び7の発電機において、前記中空部にア
ルカリ金属を内部の微細な隙間に補足して該電気化学ポ
ンプに導くウイックを備えることを第8の特徴とする。
The alkali metal thermoelectric generator according to the present invention further comprises a cylindrical heating plate to be heated, a cylindrical solid electrolyte forming a heating space for heating the alkali metal around the heating plate, and a solid electrolyte of the solid electrolyte. An electrochemical pump composed of a fixed electrolyte forming a cylindrical hollow portion on the outer periphery, a cooling plate for forming and cooling a cylindrical condensing space for condensing an alkali metal on the outer periphery of the electrochemical pump, the condensing space and heating A return pipe that connects the spaces is arranged concentrically from the inner surface in the order of a cylindrical heating plate, a fixed electrolyte, an electrochemical pump, and a cooling plate, and the alkali metal contained in the heating space passes through the solid electrolyte by heating. Then, the electric power is generated by moving to the cylindrical hollow portion, and the generated electric power drives the electrochemical pump to move the alkali metal from the cylindrical hollow portion to the condensation space. A seventh characteristic is that the alkali metal is moved and circulated to a heating container through a return pipe, and in the generators of 6 and 7, the alkali metal is provided in a fine gap inside the hollow portion. An eighth feature is that a wick that complementarily leads to the electrochemical pump is provided.

【0011】[0011]

【作用】前記第1の特徴によるアルカリ金属熱電発電装
置は、発電を行なったアルカリ金属を固体電解質から成
る電気化学ポンプによって加熱容器に循環させることに
より、多数の電源装置及び制御装置を必要とする電磁ポ
ンプを用いることなく簡単な機器構成で効率良くアルカ
リ金属を循環することができる。前記第2の特徴による
発電装置は、もどり管によって前記アルカリ金属の循環
を行なうことができ、前記第3の特徴によるアルカリ金
属熱電発電装置は、発電を行なったアルカリ金属を内部
に微細な隙間を持つウイックにより補足してから電気化
学ポンプにより循環を行なうため、例えば無重力の宇宙
空間においても連続的に使用することができる。また第
4の特徴によるアルカリ金属熱電発電装置は、前記電気
化学ポンプの駆動電力を固体電解質により発電した電力
によって発電することにより、外部電源及びその制御装
置なしに簡単な機器構成で効率良くアルカリ金属を循環
することができ、第5の特徴による発電装置は、電気化
学ポンプを構成する固体電解質の表面を波型又は凸凹形
状にすることによって、単位投影面における電解質表面
積を増大して内部抵抗を減少させ、ポンプ駆動電力を低
減して発電出力を向上することができる。
The alkali metal thermoelectric generator according to the first feature requires a large number of power supply devices and control devices by circulating the generated alkali metal in the heating container by an electrochemical pump made of a solid electrolyte. It is possible to efficiently circulate alkali metal with a simple device configuration without using an electromagnetic pump. The power generator according to the second feature can circulate the alkali metal by a return pipe, and the alkali metal thermoelectric power generator according to the third feature has a fine gap inside the alkali metal that has generated power. Since it is circulated by an electrochemical pump after being supplemented by its own wick, it can be continuously used, for example, in weightless outer space. Further, the alkali metal thermoelectric generator according to the fourth feature efficiently generates the driving power of the electrochemical pump by the electric power generated by the solid electrolyte, so that the alkali metal thermoelectric generator can be efficiently and simply configured without an external power source and its control device. In the power generator according to the fifth feature, the surface of the solid electrolyte forming the electrochemical pump is corrugated or uneven, thereby increasing the electrolyte surface area on the unit projection plane and increasing the internal resistance. It is possible to reduce the pump driving power and improve the power generation output.

【0012】更に第6の特徴によるアルカリ金属熱電発
電装置は、夫々中空部を持ち且つ発電又は電力駆動され
る袋管状の固体電解質を持つ加熱容器及び凝縮容器を、
もどり管が開口された固定手段を介して連結して構成
し、加熱容器内のアルカリ金属を発電用の固体電解質が
蒸気圧差により発電を行なうと共に、前記発電用固体電
解質を通過したアルカリ金属を電力駆動される固体電解
質から成る電気化学ポンプによって凝縮容器内に戻して
から固定手段のもとり管を介して加熱容器に循環させる
様に構成したことによって、例えば加熱部を太陽光を集
光する位置に配置し且つ凝縮部をラジエター等により冷
却することにより例えば無重力空間においても連続的な
発電を行なうことができる。
Further, the alkali metal thermoelectric power generator according to the sixth feature comprises a heating container and a condensing container each having a hollow portion and a bag-shaped solid electrolyte which is driven to generate or power.
The return pipe is connected via a fixing means having an opening, and the solid electrolyte for power generation generates the alkali metal in the heating container by the vapor pressure difference, and the alkali metal that has passed through the solid electrolyte for power generation is converted into electric power. It is configured such that it is returned to the inside of the condensing container by an electrochemical pump composed of a driven solid electrolyte and then circulated to the heating container through the collecting pipe of the fixing means. By arranging and cooling the condenser by a radiator or the like, continuous power generation can be performed, for example, even in a weightless space.

【0013】更に第7の特徴によるアルカリ金属熱電発
電装置は、円筒状の加熱板,発電又は電力駆動される円
筒状固体電解質,円筒状冷却板を同心円筒状に配置して
構成し、内面の加熱面及び発電用固体電解質間の加熱空
間のアルカリ金属を発電用の固体電解質が蒸気圧差によ
り発電を行なうと共に、前記発電用固体電解質を通過し
たアルカリ金属を電力駆動される固体電解質から成る電
気化学ポンプによって凝縮容器内に戻してから固定手段
のもとり管を介して加熱容器に循環させる様に構成した
ことによって、例えば配管の排熱をヒートパイプで筒内
面の加熱板に熱輸送して発電する発電システムに適用す
ることができる。また第8の特徴による金属熱電発電装
置は、前記第6及び7の発電装置において、前記中空部
にアルカリ金属を内部の微細な隙間に補足して該電気化
学ポンプに導くウイックを備えることにより、無重力空
間においても連続的に発電することができる。
Further, the alkali metal thermoelectric generator according to the seventh feature is constructed by arranging a cylindrical heating plate, a cylindrical solid electrolyte for power generation or electric power drive, and a cylindrical cooling plate in a concentric cylindrical shape. An electrochemistry comprising a solid electrolyte for power generation of an alkali metal in a heating space between a heating surface and a solid electrolyte for power generation by means of a vapor pressure difference between the solid electrolyte for power generation and an electric power drive of the alkali metal passing through the solid electrolyte for power generation. The pump is returned to the inside of the condensing container and is then circulated to the heating container through the collecting pipe of the fixing means. For example, exhaust heat of the pipe is transferred to the heating plate on the inner surface of the cylinder by the heat pipe to generate electricity. It can be applied to a power generation system. Further, the metal thermoelectric power generator according to the eighth feature is the power generator according to the sixth and seventh aspects, wherein the hollow portion is provided with a wick that captures an alkali metal into a minute gap inside and guides it to the electrochemical pump. Power can be continuously generated even in a zero-gravity space.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明によるアルカリ金属熱電発電装
置(Alkali Metal thermo Electrical Convertor 以
下、AMTECと呼ぶ)の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。 [第1実施例の説明]図1は、本発明の第1の実施例によ
るAMTECの構成を示す図である。本実施例によるA
MTECは、ヒーター(図示せず)等によってアルカリ
金属であるナトリウム5を加熱した状態で収納する加熱
容器3と、アルカリ金属である低温のナトリウム6を収
納する凝縮容器41と、該凝縮容器41の底面に溜まっ
たナトリウム6をもどり管10を介して加熱容器3に循
環する本実施例の特徴である電気化学ポンプ21と、該
電気化学ポンプ21に駆動電力を供給する電源23と、
前記凝縮容器41及び加熱容器3間に配置される固体電
解質1及び多孔性電極2と、加熱容器3内のナトリウム
5と導通する正極リード8と、凝縮容器41内のナトリ
ウム6と導通する負極リード7とによって構成される。
前記固体電解質1の材質にはβ''−アルミナ焼結体を使
用し、多孔性電極2の材質にはモリブデン,チタン,タ
ングステン等の合金又は金属薄膜を使用し、加熱容器3
及び凝縮容器41の材質としては対ナトリウム腐食性を
考慮してステンレススチールやハステロイ等が使用され
ている。また加熱容器3内は運転中に900〜1300
K(ナトリウム蒸気圧は5000〜300000Pa)
に加熱され、凝縮容器41内は400〜800K(ナト
リウム蒸気圧は0.0002〜300Pa)に自然又は
強制的に冷却されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an alkali metal thermoelectric generator (hereinafter referred to as AMTEC) according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. [Description of First Embodiment] FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an AMTEC according to a first embodiment of the present invention. A according to this embodiment
The MTEC includes a heating container 3 that stores sodium 5 which is an alkali metal in a heated state by a heater (not shown), a condensing container 41 that stores low temperature sodium 6 that is an alkali metal, and a condensing container 41. An electrochemical pump 21 which is a feature of the present embodiment for circulating the sodium 6 accumulated on the bottom surface through the return pipe 10 to the heating container 3, and a power source 23 for supplying driving power to the electrochemical pump 21.
The solid electrolyte 1 and the porous electrode 2 arranged between the condensing container 41 and the heating container 3, the positive electrode lead 8 that conducts with the sodium 5 in the heating container 3, and the negative electrode lead that conducts with the sodium 6 in the condensing container 41. 7 and.
The solid electrolyte 1 is made of β ″ -alumina sintered body, and the porous electrode 2 is made of molybdenum, titanium, tungsten, or another alloy or metal thin film.
As the material of the condensing container 41, stainless steel, Hastelloy, or the like is used in consideration of sodium corrosion resistance. The inside of the heating container 3 is 900 to 1300 during operation.
K (sodium vapor pressure is 5000-300000 Pa)
The condensing container 41 is naturally or forcibly cooled to 400 to 800 K (sodium vapor pressure is 0.0002 to 300 Pa).

【0015】特に前記電気化学ポンプ21は、前記冷却
容器41の底面の一部を構成する様に小面積の固体電解
質を配置したものであって、前記固体電解質1とは逆に
固体電解質に電源23からの電力を通電することによっ
て前記容器41の低部に溜まったナトリウム6のNa+
イオンを通過させる駆動力を発生するものである。従っ
て、この電気化学ポンプ21は通電により容器41の低
部に溜まったナトリウム6のNa+イオンを通過させ、
溜め部22内において電子と再結合したナトリウム6を
もどり管10を介して加熱容器3に循環するものであ
る。
In particular, the electrochemical pump 21 has a solid electrolyte of a small area arranged so as to constitute a part of the bottom surface of the cooling container 41, and the solid electrolyte has a power source opposite to the solid electrolyte 1. Na + of sodium 6 accumulated in the lower portion of the container 41 by supplying electric power from 23
A driving force that allows ions to pass is generated. Therefore, this electrochemical pump 21 allows Na + ions of sodium 6 accumulated in the lower part of the container 41 to pass therethrough by energization,
The sodium 6 recombined with the electrons in the reservoir 22 is circulated to the heating container 3 via the return pipe 10.

【0016】この様に構成したAMTECは、加熱容器
3中を900〜1300K(ナトリウム蒸気圧は500
0〜300000Pa)に加熱し、凝縮容器41内を4
00〜800K(ナトリウム蒸気圧は0.0002〜3
00Pa)に冷却すると共に、電源23の電力を電気化
学ポンプ21に印加することによって起動され、固体電
解質1表面で加熱容器3内のナトリウム6はNa+イオ
ンと電子に解離し、蒸気圧力差によりNa+イオンが固
体電解質1内を通過することによって正及び負極リード
8及び7を電子が通過して発電が開始されると共に、特
に本実施例においては固体電解質から成る電気化学ポン
プ21が電力印加によってナトリウム6のNa+イオン
を通過させて溜め部22の内部で電子と再結合し、この
ナトリウム6をもどり管10を介して循環を行なう様に
動作するものである。この様に本実施例によるAMTE
Cは、凝縮容器と循環用ポンプを一体的に構成している
ため、装置構成を簡略化することができる。
In the AMTEC thus constructed, the inside of the heating container 3 is 900 to 1300K (sodium vapor pressure is 500).
0 to 300000 Pa), and the inside of the condensing container 41 is set to 4
00-800K (sodium vapor pressure 0.0002-3
It is started by applying the electric power of the power supply 23 to the electrochemical pump 21 while cooling to 00 Pa), and the sodium 6 in the heating container 3 is dissociated into Na + ions and electrons on the surface of the solid electrolyte 1 due to the vapor pressure difference. As Na + ions pass through the solid electrolyte 1, electrons pass through the positive and negative electrode leads 8 and 7 to start power generation, and in particular, in this embodiment, the electrochemical pump 21 made of a solid electrolyte applies power. electrons and recombine inside the reservoir 22 is passed through the Na + ions of sodium 6 by, and operates so as to perform circulation through the return tube 10 the sodium 6. Thus, the AMTE according to the present embodiment
In C, since the condensing container and the circulation pump are integrally configured, the device configuration can be simplified.

【0017】[第2実施例の説明]図2は、本発明の第2
の実施例によるAMTECの構成を示す図である。本実
施例によるAMTECは、前記実施例と同様にナトリウ
ム5を加熱した状態で収納する加熱容器3と、該加熱容
器3から供給されるナトリウム6を収納し且つ後述する
電気化学ポンプ21及び溜め部22が設けられた凝縮容
器42と、前記凝縮容器42及び加熱容器3間に配置さ
れる固体電解質1及び多孔性電極2と、加熱容器3内の
ナトリウム5と溜め部22内のナトリウム6とを電気的
に接続するリード24と、前記多孔性電極2から延びる
正極リード8と、該凝縮容器42に溜められたナトリウ
ム6と接続する負極リード70と、該溜め部22の底面
からナトリウム6を加熱容器3の上部に導くもどり管1
0とによって構成されている。尚、前記固体電解質1/
多孔性電極2/加熱容器3及び凝縮容器4等の材質及び
容器温度等は前述の第1の実施例と同様である。
[Description of Second Embodiment] FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the structure of AMTEC by the Example of this. The AMTEC according to the present embodiment is similar to the above-described embodiment in that the heating container 3 stores the sodium 5 in a heated state, the sodium 6 supplied from the heating container 3, and the electrochemical pump 21 and the reservoir part described later. The condensing container 42 provided with 22, the solid electrolyte 1 and the porous electrode 2 arranged between the condensing container 42 and the heating container 3, the sodium 5 in the heating container 3 and the sodium 6 in the reservoir portion 22. The lead 24 electrically connected, the positive electrode lead 8 extending from the porous electrode 2, the negative electrode lead 70 connected to the sodium 6 accumulated in the condensing container 42, and the sodium 6 heated from the bottom surface of the reservoir 22. Return pipe 1 leading to the top of the container 3
It is composed of 0 and. The solid electrolyte 1 /
The materials of the porous electrode 2 / heating container 3, the condensing container 4 and the like, the container temperature and the like are the same as those in the first embodiment.

【0018】本実施例によるAMTECの特徴は、電気
化学ポンプ21の電力をAMTECの発電電力から得る
ようにしたことである。即ち本実施例によるAMTEC
は、加熱容器3内のナトリウム5と溜め部22内のナト
リウム6とを前記リード24によって電気的に接続する
ことにより、正極リード8から多孔性電極2→固体電解
質1→加熱容器3内のナトリウム5→リード24→溜め
部22のナトリウム6→電気化学ポンプ21→凝縮容器
42内のナトリウム6→負極リード70とを結ぶ電気回
路を構成して前記電気化学ポンプ21に発電電力を印加
する様に構成されている。
The characteristic of the AMTEC according to this embodiment is that the electric power of the electrochemical pump 21 is obtained from the electric power generated by the AMTEC. That is, the AMTEC according to this embodiment
Is electrically connected to the sodium 5 in the heating container 3 and the sodium 6 in the reservoir 22 by the lead 24, so that the positive electrode lead 8 leads to the porous electrode 2 → the solid electrolyte 1 → the sodium in the heating container 3. 5 → Lead 24 → Sodium 6 in the reservoir 22 → Electrochemical pump 21 → Sodium 6 in the condensing container 42 → Negative electrode 70 is connected to form an electric circuit to apply generated power to the electrochemical pump 21. It is configured.

【0019】この様に構成したAMTECは、加熱容器
3内のナトリウムのNa+イオンが蒸気圧差によって固
体電解質1を通過することによる発電電力の閉回路中に
電気化学ポンプ21を介在させることによって、発電電
力を電気化学ポンプ21の駆動電力として使用すること
ができ、従来別設していた電源を省略することができ
る。また、固体電解質1による発電電力及び電気化学ポ
ンプ21の固体電解質の消費電力は、個々の固体電解質
を通過するNa+イオンのモルで定義される物質量(分
子数)と比例するため等しくなり、制御する必要がなく
電源運転制御も省略することができる。
In the AMTEC constructed as described above, the Na + ion of sodium in the heating container 3 passes through the solid electrolyte 1 due to the vapor pressure difference, and the electrochemical pump 21 is interposed in the closed circuit of the generated power. The generated electric power can be used as the driving electric power for the electrochemical pump 21, and the separately provided power source can be omitted. Further, the power generated by the solid electrolyte 1 and the power consumed by the solid electrolyte of the electrochemical pump 21 are equal to each other because they are proportional to the amount of substances (number of molecules) defined by the moles of Na + ions passing through each solid electrolyte, It is not necessary to control and power supply operation control can be omitted.

【0020】[第3実施例の説明]図3は、本発明の第3
の実施例によるAMTECの構成を示す図である。本装
置は、前記実施例と同様にナトリウム5を収納する加熱
容器3と、該加熱容器3から供給されるナトリウム6を
収納し且つ電気化学ポンプ21及び溜め部22が設けら
れた凝縮容器43と、前記加熱容器3の低部側面から溜
め部22側面とを連結して各々のナトリウム5及び6を
通電するもどり管100と、前記加熱容器3及び凝縮容
器43間に配置される固体電解質1及び多孔性電極2
と、前記多孔性電極2と接続する正極リード8と、凝縮
容器43内のナトリウム5と接続する負極リード71と
によって構成され、前記固体電解質1その他の材質及び
容器温度等は前述の実施例と同様に設定されている。
Description of Third Embodiment FIG. 3 shows the third embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the structure of AMTEC by the Example of this. This apparatus comprises a heating container 3 for containing sodium 5 and a condensing container 43 for containing sodium 6 supplied from the heating container 3 and having an electrochemical pump 21 and a reservoir 22 as in the above-described embodiment. A return pipe 100 that connects the lower side surface of the heating container 3 to the side surface of the reservoir portion 22 to energize the sodium 5 and 6 and the solid electrolyte 1 disposed between the heating container 3 and the condensation container 43. Porous electrode 2
And a positive electrode lead 8 connected to the porous electrode 2 and a negative electrode lead 71 connected to the sodium 5 in the condensing container 43. The solid electrolyte 1 and other materials, container temperature, etc. are the same as those in the above-described embodiment. It is set similarly.

【0021】本実施例によるAMTECの特徴は、加熱
容器3及び溜め部22を連結するもどり管100内のナ
トリウム5及び6を電気回路の一部に兼用したことであ
る。即ち本実施例によるAMTECは、もどり管100
が加熱容器3の低部側面と溜め部22の側面を連結して
いることにより、これら内部のナトリウム5及び6とが
導通して、正極リード8から多孔性電極2→固体電解質
1→加熱容器3内のナトリウム5→もどり管100内の
ナトリウム→溜め部22のナトリウム6→電気化学ポン
プ21→凝縮容器42内のナトリウム6→負極リード7
1とを結ぶ電気回路を構成して前記電気化学ポンプ21
に発電電力を印加する様に構成されている。
A characteristic of the AMTEC according to this embodiment is that the sodium 5 and 6 in the return pipe 100 connecting the heating container 3 and the reservoir 22 are also used as a part of the electric circuit. That is, the AMTEC according to the present embodiment is a return pipe 100.
Connects the lower side surface of the heating container 3 and the side surface of the reservoir part 22, so that the sodium 5 and 6 inside these are conducted, and the positive electrode lead 8 to the porous electrode 2 → solid electrolyte 1 → heating container Sodium in 3 → sodium in the return pipe 100 → sodium in the reservoir 22 → electrochemical pump 21 → sodium in the condensation vessel 42 → negative lead 7
The electrochemical pump 21 which constitutes an electric circuit connecting
It is configured to apply generated power to.

【0022】この様に構成したAMTECは、加熱容器
3内のナトリウムのNa+イオンが蒸気圧差によって固
体電解質1を通過することによる発電電力の閉回路中に
電気化学ポンプ21を介在させると共に、各容器内のナ
トリウムが電気回路の一部を構成することによって、発
電電力を電気化学ポンプ21の駆動電力として使用する
ことができ、且つ前記実施例におけるリードを省略して
より簡素に構成することができる。
In the AMTEC thus constructed, the Na + ion of sodium in the heating container 3 passes through the solid electrolyte 1 due to the vapor pressure difference, and the electrochemical pump 21 is interposed in the closed circuit of the generated electric power. Since the sodium in the container constitutes a part of the electric circuit, the generated electric power can be used as the driving electric power of the electrochemical pump 21, and the lead in the above-mentioned embodiment can be omitted to simplify the construction. it can.

【0023】[第4実施例の説明]図4は、本発明の第4
の実施例によるAMTECの構成を示す図である。本実
施例によるAMTECは、前記第3の実施例と同様に加
熱容器3及び溜め部22を連結するもどり管100内の
ナトリウム5及び6が電気回路の一部に兼用していると
共に、電気化学ポンプ210を構成する固体電解質が断
面波型に成形していることを特徴とし、他の機構部分は
前記第3の実施例と同一に構成している。本実施例によ
るAMTECは、前記電気化学ポンプ210を構成する
固体電解質を断面波型に構成したことによって、電気化
学ポンプ210の表面積を増大して固体電解質の単位投
影面積における表面積を大きくし、ポンプ内における内
部抵抗を低減したものである。これによって本装置は、
ポンプ駆動電力を低減して発電出力を向上することがで
きる。尚、前記電気化学ポンプ210を構成する固体電
解質は断面が凸凹形状に形成しても同様の効果を得るこ
とができる。
[Description of Fourth Embodiment] FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the structure of AMTEC by the Example of this. In the AMTEC according to this embodiment, as in the third embodiment, the sodium 5 and 6 in the return pipe 100 connecting the heating container 3 and the reservoir 22 also serve as a part of the electric circuit, and the electrochemical The solid electrolyte forming the pump 210 is characterized in that it is formed in a corrugated cross section, and the other mechanical parts are constructed in the same manner as in the third embodiment. In the AMTEC according to the present embodiment, the solid electrolyte forming the electrochemical pump 210 is formed into a cross-sectional wave type, so that the surface area of the electrochemical pump 210 is increased to increase the surface area of the solid electrolyte in a unit projected area. The internal resistance is reduced. This allows the device to
It is possible to reduce pump driving power and improve power generation output. The same effect can be obtained even if the solid electrolyte forming the electrochemical pump 210 is formed to have an uneven cross section.

【0024】以上述べた各実施例によるAMTECは、
凝縮容器内の低部に重力により溜まったナトリウムを加
熱容器に循環するものであるが、本発明によるAMTE
Cはこれに限られるものではなく、例えば無重力空間に
おいても連続的な発電を行なうことも可能である。以
下、この実施例を説明する。
The AMTEC according to each of the embodiments described above is
The sodium accumulated in the lower part of the condensing container due to gravity is circulated to the heating container.
C is not limited to this, for example, it is also possible to continuously generate power even in a weightless space. Hereinafter, this embodiment will be described.

【0025】[第5実施例の説明]図5は、本発明の第5
の実施例によるAMTECの構成を示す図である。本実
施例装置は、前記実施例と同様にナトリウム5を収納す
ると共に内面に微細な隙間を持つウイック26が設けら
れた加熱容器3と、該加熱容器3に固定された固体電解
質1及び多孔性電極2と、該固体電解質1及び多孔性電
極2部分以外の内面に微細な隙間を持つウイック25が
設けられた凝縮容器45と、該凝縮容器45のウイック
25の一部に接して溜め部220に連結する電気化学ポ
ンプ211と、この溜め部220内部と前記加熱容器3
のウイック26を機械的及び電気的に連結するもどり管
101と、前記多孔性電極2と接続する正極リード8
と、凝縮容器45内のウイック25と電気的に接続する
負極リード71とによって構成される。前記ウイック2
5及び26は内部に微細な隙間が多数設けられた金網,
発泡金属や金属フェルトによって構成され、液体を内部
の隙間に毛管力により補足するものである。また図5中
には図示していないが、各ウイック25及び26中には
前記実施例同様にナトリウムを含有しているものであ
る。
[Description of Fifth Embodiment] FIG. 5 shows the fifth embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the structure of AMTEC by the Example of this. The apparatus of this embodiment is similar to the above-described embodiment in that it contains sodium 5 and a heating container 3 provided with a wick 26 having a fine gap on the inner surface thereof, a solid electrolyte 1 fixed to the heating container 3 and a porosity. The electrode 2, the condensing container 45 in which a wick 25 having a fine gap is provided on the inner surface other than the solid electrolyte 1 and the porous electrode 2 portion, and a reservoir 220 which contacts a part of the wick 25 of the condensing container 45 Electrochemical pump 211 connected to the inside of the reservoir 220 and the heating container 3
Return tube 101 for mechanically and electrically connecting the wick 26 of the above, and the positive electrode lead 8 for connecting with the porous electrode 2.
And a negative electrode lead 71 electrically connected to the wick 25 in the condensing container 45. The wick 2
5 and 26 are wire nets with many fine gaps inside,
It is made of foam metal or metal felt and captures the liquid in the internal gap by capillary force. Although not shown in FIG. 5, each of the wicks 25 and 26 contains sodium as in the above embodiment.

【0026】この様に本実施例における凝縮容器45内
のウイック25に含有されるナトリウムと加熱容器3内
のウイック26に含有されるナトリウムとは電気的に導
通する様に構成されている。即ち本実施例における電気
回路は、正極リード8から多孔性電極2→固体電解質1
→ウイック26及びウイック26内のナトリウム→もど
り管101内のナトリウム→溜め部220のナトリウム
6→電気化学ポンプ211→ウイック25内のナトリウ
ム及びウイック25→負極リード71とを結ぶ回路を構
成している。
In this way, the sodium contained in the wick 25 in the condensing container 45 and the sodium contained in the wick 26 in the heating container 3 in this embodiment are electrically connected. That is, the electric circuit in the present embodiment is composed of the positive electrode lead 8 to the porous electrode 2 → the solid electrolyte 1
→ Wick 26 and sodium in wick 26 → Sodium in return tube 101 → Sodium 6 in reservoir 220 → Electrochemical pump 211 → Sodium in wick 25 and wick 25 → A circuit connecting negative electrode lead 71 .

【0027】この様に構成されたAMTECは、加熱容
器3及び凝縮容器45内の液体状のナトリウムをウイッ
ク25及び26で補足しつつ、固体電解質1及び多孔性
電極2をナトリウムのNa+イオンが蒸気圧差によって
通過して発電すると共に、その発電回路中に電気化学ポ
ンプ211を介在させることによって、発電電力を電気
化学ポンプ211の駆動電力として使用することができ
る。特に本実施例によるAMTECは、液体状のナトリ
ウムをウイック25及び26が毛管力により補足して発
電及び循環を行なうため、例えば宇宙空間等の無重力状
態においても浮遊したナトリウムを該ウイック25及び
26がが補足及び循環して連続的な発電を行なうことが
できる。尚、通常の重力場においてもナトリウムを補足
できることは言うまでもない。
The AMTEC thus constructed supplements the liquid sodium in the heating container 3 and the condensing container 45 with the wicks 25 and 26, while the solid electrolyte 1 and the porous electrode 2 are exposed to sodium Na + ions. The generated electric power can be used as driving power for the electrochemical pump 211 by passing through the vapor pressure difference to generate electric power and interposing the electrochemical pump 211 in the power generation circuit. In particular, in the AMTEC according to this embodiment, the wicks 25 and 26 capture the liquid sodium by the capillary force to generate and circulate the liquid sodium, so that the wicks 25 and 26 can remove the suspended sodium even in a weightless state such as outer space. Can supplement and circulate to generate continuous electricity. Needless to say, sodium can be supplemented even in a normal gravity field.

【0028】[第6実施例の説明]図6は、前記実施例に
よる無重力空間でも発電可能なAMTECを更に改良し
た本発明の第6の実施例の構成を示す図である。本実施
例と前記実施例によるAMTECとの相違点は、前記実
施例では電気化学ポンプ211及び溜め部220を凝縮
容器45の外部に配置しているのに対し、本実施例では
凝縮容器46内部に電気化学ポンプ212を含むウイッ
ク250を突出させ、且つ電気化学ポンプ212内にナ
トリウム6を内在可能な空間を設けて溜め部を兼用して
いる点である。また本実施例によるAMTECは前記実
施例同様に負極リード72からウィック250→電気化
学ポンプ212→ナトリウム6→もどり管102内ナト
リウム→加熱容器3内ウイック26及びナトリウム→固
体電解質1→多孔性電極2→正極リード8を接続する電
気回路を構成し、発電及び電気化学ポンプ駆動が行なわ
れる。
[Explanation of Sixth Embodiment] FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a sixth embodiment of the present invention in which the AMTEC capable of generating power even in the weightless space according to the above-mentioned embodiment is further improved. The difference between this embodiment and the AMTEC according to the above embodiment is that the electrochemical pump 211 and the reservoir 220 are arranged outside the condensing container 45 in the above embodiment, whereas the inside of the condensing container 46 is present in this embodiment. That is, the wick 250 including the electrochemical pump 212 is projected, and a space in which the sodium 6 can be contained is provided in the electrochemical pump 212 to also serve as a reservoir. Further, the AMTEC according to the present embodiment is similar to the above-described embodiment in that from the negative electrode lead 72 to the wick 250 → electrochemical pump 212 → sodium 6 → sodium in the return tube 102 → wick 26 and sodium in the heating container 3 → solid electrolyte 1 → porous electrode 2 → An electric circuit for connecting the positive electrode lead 8 is configured to generate electric power and drive an electrochemical pump.

【0029】この様に構成したAMTECは、凝縮容器
46内にナトリウムを補足するウイック250を突出さ
せて表面積を増大したことによって電気化学ポンプ21
2の内部抵抗を低減して必要とするポンプ駆動電力を更
に低減することができる。尚、本実施例における突出し
たウイック及び電気化学ポンプの形状はナトリムの循環
補足効率を考慮して任意の形状にしても良いことは言う
までもない。以上述べた各実施例によるAMTECは、
ヒータを用いてナトリウムを加熱する例を示したが本発
明はこれに限られることなく、例えば排熱や宇宙空間に
おける太陽光熱を熱源としてナトリウムを加熱するAM
TECにも適用することができる。次にこの様な他の熱
源を使用するAMTECの実施例について説明する。
In the AMTEC thus constructed, the wick 250 for supplementing sodium is projected into the condensing container 46 to increase the surface area, whereby the electrochemical pump 21
The internal resistance of 2 can be reduced to further reduce the required pump drive power. Needless to say, the shapes of the protruding wick and the electrochemical pump in this embodiment may be arbitrary shapes in consideration of the efficiency of supplementing the circulation of the natrim. The AMTEC according to each embodiment described above is
Although an example of heating sodium using a heater has been shown, the present invention is not limited to this, and for example, AM that heats sodium using exhaust heat or solar heat in outer space as a heat source.
It can also be applied to TEC. Next, an example of the AMTEC using such another heat source will be described.

【0030】[第7実施例の説明]図7は、袋管状固体電
解質を用いて例えば加熱部を太陽光により加熱して発電
を行なうAMTECの一実施例を示す図である。本実施
例によるAMTECは、概略外形が細長形状であり、内
部に袋管状の複数層を形成し、図面上方外周部分がナト
リウムを加熱する加熱部,図面下方の外周部がナトリム
を凝縮する凝縮部を形成し、内部の中空部分が固体電解
質を通過したナトリムを凝縮部に案内する中空部を形成
している。まず前記加熱部は、上端が閉じられ且つ内部
が袋管状の加熱容器31と、該容器31内に循環された
ナトリウムを補足するウイック26と、該ウイック26
内のナトリウムのNa+イオンを蒸気圧差により通過さ
せて発電する袋管状固体電解質11及び多孔性電極2
と、該多孔性電極2からのNa+イオンと電子とが再結
合したナトリウムが放出される中空部とを備える。この
加熱容器31内面と固体電解質11外面の間はアルカリ
金属を収納して加熱する加熱空間を形成している。
[Explanation of Seventh Embodiment] FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of AMTEC in which a bag-shaped solid electrolyte is used to heat the heating section with sunlight to generate electric power. The AMTEC according to this embodiment has a slender outer shape, and has a plurality of bag-like tubular layers formed therein. The outer peripheral portion above the drawing is a heating portion for heating sodium, and the outer peripheral portion below the drawing is a condensing portion for condensing sodium. The inner hollow portion forms a hollow portion that guides the sodium lime that has passed through the solid electrolyte to the condensation portion. First, in the heating unit, a heating container 31 having a closed upper end and a tubular shape inside, a wick 26 for supplementing sodium circulated in the container 31, and the wick 26 are provided.
A bag-shaped solid electrolyte 11 and a porous electrode 2 for generating Na + ions of sodium in the inside by passing vapor pressure difference to generate electricity
And a hollow portion from which sodium obtained by recombining Na + ions and electrons from the porous electrode 2 is released. A heating space for accommodating and heating an alkali metal is formed between the inner surface of the heating container 31 and the outer surface of the solid electrolyte 11.

【0031】また凝縮部は、下端が閉じられた筒状の凝
縮容器47と、前記加熱部の中空部と連結する中空部
(内部空間)からNa+イオンと電子とが結合したナト
リウムを補足するウイック25と、該ウイック25で補
足したナトリウムを吸引する電気化学ポンプ213と、
この通過したナトリウムのNa+イオンを電子と再結合
して凝縮する凝縮空間とを備える。この凝縮部は、前記
凝縮容器47内面と電気化学ポンプ213外周との間に
アルカリ金属を凝縮する凝縮空間を構成している。
The condensing part supplements sodium in which Na + ions and electrons are combined from a cylindrical condensing container 47 having a closed lower end and a hollow part (internal space) connected to the hollow part of the heating part. A wick 25, and an electrochemical pump 213 for sucking sodium captured by the wick 25,
A condensing space for recombining the passed Na + ions of sodium with electrons and condensing. This condensing section constitutes a condensing space for condensing the alkali metal between the inner surface of the condensing container 47 and the outer circumference of the electrochemical pump 213.

【0032】これら加熱部及び凝縮部は一端に前記ウイ
ック26に連結するもどり管102を内設する固定手段
によって連結されており、前記加熱部のウイック26が
正極リード81に連結され、且つ凝縮部のウイック25
が負極リード73に接続されている。
The heating part and the condensing part are connected at one end by a fixing means having a return pipe 102 which is connected to the wick 26. The wick 26 of the heating part is connected to the positive electrode lead 81, and the condensing part is also connected. Wick 25
Is connected to the negative electrode lead 73.

【0033】この様に構成されたAMTECは、例えば
加熱部を加熱し且つ凝縮部を冷却することによって加熱
容器34のウイック26内のナトリウムがNa+イオン
と電子に熱解離し、Na+イオンが蒸気圧差によって袋
管状固体電解質11を通過することにより正及び負リー
ド81及び73に電位差を生じて発電が開始される。ま
た多孔性電極12から排出されたNa+イオンと電子と
が再結合したナトリウムは、矢印Aの様に内部空間に放
出されてから矢印BCの如く凝縮部のウイック25に補
足され、袋管状電気化学ポンプ213によって凝縮空間
に回収され、この液体状に戻されたナトリウムが固定手
段34のもどり管102を介して再び加熱容器31内部
に循環され、発電及び循環が連続的に行なわれる。本実
施例にるAMTECは、例えば加熱部を太陽光を集光す
る位置に配置し且つ凝縮部をラジエター等により冷却す
ることによって連続的な発電を行なうことができる。
In the AMTEC thus constructed, for example, by heating the heating part and cooling the condensing part, sodium in the wick 26 of the heating container 34 is thermally dissociated into Na + ions and electrons, and Na + ions are generated. By passing through the tubular solid electrolyte 11 due to the difference in vapor pressure, a potential difference is generated in the positive and negative leads 81 and 73, and power generation is started. In addition, Na + ions and electrons recombined from the porous electrode 12 are recombined with each other and are released into the internal space as indicated by an arrow A, and then captured by the wick 25 in the condensing portion as indicated by an arrow BC. The sodium recovered by the chemical pump 213 in the condensing space and returned to the liquid state is circulated again inside the heating container 31 via the return pipe 102 of the fixing means 34, and power generation and circulation are continuously performed. In the AMTEC according to the present embodiment, for example, a heating unit is arranged at a position for concentrating sunlight, and a condenser unit is cooled by a radiator or the like, so that continuous power generation can be performed.

【0034】[第8実施例の説明]図8は、前記実施例同
様に例えば排熱をヒートパイプによって導きナトリウム
を加熱するAMTECの実施例を示す図である。本実施
例によるAMTECは、概略外形が短筒形状であり、筒
内部面が加熱部,筒外部周面が冷却部を形成し、筒内部
に内周から固体電解質及び多孔性電極,ナトリウムの凝
縮空間,電気化学ポンプ及びナトリウム溜め部が同心円
状に配置されている。詳述すると本AMTECは、内周
面に熱が加えられる円筒状の加熱板33と、該加熱板3
3外周との間隔に加熱空間を形成し且つ循環されるナト
リウム5のNa+イオンを蒸気圧差により通過して発電
を行なう固体電解質1及び多孔性電極2と、該固体電解
質1から放出されるNa+イオンを電子と再結合したナ
トリウムが通過する円筒状中空部と、該ナトリウムを内
部の微細な隙間に補足する円筒状のウイック25と、該
ウイック25にて補足したナトリウムのNa+イオンを
通過させる駆動力を発生する固体電解質から成る電気化
学ポンプ214と、該ポンプ214により回収したナト
リウム6を収納する円筒状凝縮空間を形成し且つ外周が
冷却される冷却板34と、前記凝縮空間内のナトリウム
6を前記加熱空間に循環させるもどり管103と、前記
円筒状凝縮空間内において加熱空間から凝縮空間に放射
されるふく射熱を低減させるための熱遮蔽板35と、前
記固体電解質1に接続された正極リード8と、電気化学
ポンプ214に接続された負極リード7とを備えてい
る。
[Explanation of Eighth Embodiment] FIG. 8 is a view showing an embodiment of AMTEC in which, for example, exhaust heat is introduced by a heat pipe to heat sodium as in the above-mentioned embodiments. The AMTEC according to the present embodiment has a generally outer shape of a short cylinder, the inner surface of the cylinder forms a heating part, and the outer peripheral surface of the cylinder forms a cooling part. The space, the electrochemical pump and the sodium reservoir are concentrically arranged. More specifically, the present AMTEC has a cylindrical heating plate 33 to which heat is applied to the inner peripheral surface, and the heating plate 3
3 Na + ions of sodium is formed and circulates heated space interval between the outer periphery 5 and the solid electrolyte 1 and a porous electrode 2 for generating electric power through the vapor pressure difference, Na released from the solid electrolyte 1 Cylindrical hollow part through which sodium that recombines + ion with electron passes, cylindrical wick 25 that traps the sodium inside the minute gap, and Na + ion of sodium trapped by the wick 25 passes An electrochemical pump 214 made of a solid electrolyte that generates a driving force for driving the cooling plate 34, a cooling plate 34 that forms a cylindrical condensing space for storing the sodium 6 recovered by the pump 214 and has an outer periphery cooled, and a condensing space in the condensing space. The return pipe 103 that circulates the sodium 6 in the heating space, and the radiation heat radiated from the heating space to the condensation space in the cylindrical condensation space are reduced. A heat shielding plate 35 for causing the solid electrolyte cathode lead 8 connected to 1, and a negative electrode lead 7 connected to the electrochemical pump 214.

【0035】この様に構成したAMTECは、例えば配
管の排熱をヒートパイプで加熱板33に熱輸送すると、
加熱板33内部のナトリウムが熱解離してNa+イオン
が蒸気圧差により固体電解質1及び多孔性電極2を通過
して円筒状凝縮空間に排出することにより発電が行なわ
れる。また、この該円筒状凝縮空間の内のウイック25
によって補足されたナトリウムは矢印の如く電気化学ポ
ンプ214によって凝縮空間に移動され、もどり管10
3を介して前記固体電解質1に循環される。
In the AMTEC thus constructed, for example, when waste heat of the pipe is transferred to the heating plate 33 by a heat pipe,
The sodium inside the heating plate 33 is thermally dissociated, and Na + ions pass through the solid electrolyte 1 and the porous electrode 2 due to the vapor pressure difference and are discharged into the cylindrical condensing space to generate power. In addition, the wick 25 in the cylindrical condensing space
The sodium captured by the return pipe 10 is moved to the condensation space by the electrochemical pump 214 as indicated by the arrow.
It is circulated to the solid electrolyte 1 through 3.

【0036】この様に本実施例によるAMTECは、加
熱部及び凝縮部を同心円状に配置し、且つ凝縮部のナト
リウムを電気化学ポンプ及びもどり管により循環させた
ことにより、円筒半径方向に温度差を設定することによ
り、例えば配管の排熱をヒートパイプで熱輸送して発電
する発電システムに適用することができる。
As described above, in the AMTEC according to the present embodiment, the heating part and the condensing part are concentrically arranged, and sodium in the condensing part is circulated by the electrochemical pump and the return pipe. By setting, it is possible to apply to, for example, a power generation system in which exhaust heat of a pipe is thermally transported by a heat pipe to generate power.

【0037】以上述べたAMTECは、発電を主目的と
したものであるが本発明によるAMTECはアルカリ金
属のポンプ装置、例えばナトリウムを移送するポンプ装
置にも適用することができ、以下この実施例を説明す
る。 [第9実施例の説明]図9に示す装置は、本発明による発
電装置で得られる電力のすべてを電気化学ポンプの駆動
電力としたもので、温度差を駆動源とするポンプ装置で
ある。本装置は、上方に供給されたナトリウム5を加熱
する加熱管43と、該加熱管43の底面に配置される固
体電解質1及び多孔性電極2と、該固体電解質1を通過
したNa+イオンが電子と再結合したナトリウムを補足
するウイック25と、該ウイック25が補足したナトリ
ウムを通過させる電気化学ポンプ215と、これらウイ
ック25,電気化学ポンプ215を収納して電気化学ポ
ンプ215から排出されたナトリウム6を送出する冷却
管44と、前記加熱管43内のナトリウム5と冷却管4
4内のナトリウム6とを導通するリード241と、多孔
性電極2とウイック25を導通するリード240とを備
え、加熱されたナトリウム5のNa+イオンが蒸気圧差
により固体電解質1を通過する際に発生する電力を電気
化学ポンプ215の駆動電源とする様に構成されてい
る。即ち、固体電解質1→多孔性電極2→リード240
→ウイック25→電気化学ポンプ215→ナトリウム6
→リード240→ナトリウム5と接続する電気回路を構
成することによって、加熱されたナトリウム5のNa+
イオンが蒸気圧差により固体電解質1を通過した電力を
電気化学ポンプ215の駆動電源として使用し、ナトリ
ウムを移送するポンプを構成している。尚、本ポンプ駆
動の起動停止は、前記リード241のオン/オフスイッ
チ及び又は加熱管43の加熱冷却によって制御すること
ができる。
The AMTEC described above is mainly intended for power generation, but the AMTEC according to the present invention can also be applied to a pump device for an alkali metal, for example, a pump device for transferring sodium. explain. [Explanation of Ninth Embodiment] The apparatus shown in FIG. 9 is a pump apparatus in which all of the electric power obtained by the power generator according to the present invention is used as the driving power for the electrochemical pump, and the temperature difference is used as the driving source. The present apparatus comprises a heating tube 43 for heating the sodium 5 supplied upward, a solid electrolyte 1 and a porous electrode 2 arranged on the bottom surface of the heating tube 43, and Na + ions which have passed through the solid electrolyte 1. A wick 25 for supplementing sodium recombined with electrons, an electrochemical pump 215 for passing sodium supplemented by the wick 25, and a sodium discharged from the electrochemical pump 215 accommodating the wick 25 and the electrochemical pump 215. 6, a cooling pipe 44 for delivering 6 and sodium 5 and a cooling pipe 4 in the heating pipe 43.
A lead 241 for conducting sodium 6 in 4 and a lead 240 for conducting the porous electrode 2 and the wick 25. When Na + ions of the heated sodium 5 pass through the solid electrolyte 1 due to the vapor pressure difference. The generated power is used as a driving power source for the electrochemical pump 215. That is, solid electrolyte 1 → porous electrode 2 → lead 240
→ wick 25 → electrochemical pump 215 → sodium 6
→ Lead 240 → Na + of heated sodium 5 by forming an electric circuit to connect with sodium 5
The electric power that the ions have passed through the solid electrolyte 1 due to the difference in vapor pressure is used as a driving power source for the electrochemical pump 215 to form a pump for transferring sodium. The start / stop of the main pump drive can be controlled by the on / off switch of the lead 241 and / or the heating / cooling of the heating tube 43.

【0038】この様に構成された装置は、ナトリウム5
が供給される加熱管43を加熱することによって該ナト
リウム5のNa+イオンが蒸気圧差により固体展開質1
及び多孔性電極2を通過させ、且つこのときの発電力を
電気化学ポンプ215の駆動源とすることによってナト
リウムを移送することができる。また本装置は、この移
送と同時にナトリウムを熱解離及び再合成することによ
ってナトリウムの精製も同時に行なうことができ、結果
的に精製装置として使用することもできる。
The apparatus constructed in this way is equipped with sodium 5
By heating the heating pipe 43 to which Na is supplied, the Na + ions of the sodium 5 are solidified by the vapor pressure difference.
Further, sodium can be transferred by passing through the porous electrode 2 and using the generated power at this time as the driving source of the electrochemical pump 215. Further, the present apparatus can simultaneously purify sodium by thermally dissociating and resynthesizing sodium at the same time as this transfer, and as a result, it can be used as a purifying apparatus.

【0039】この様に前記各実施例によるAMTEC
は、発電に用いられたナトリウムを固定電解質から成る
電気化学ポンプにより循環することによって、特別な電
磁ポンプ,電磁ポンプ用電源装置及び電源運転制御装置
を設けることなく、簡素な構成で効率良く駆動すること
ができる。またウイックを設けたAMTECにあって
は、ウイックが内部の微細隙間にナトリウムを毛細力に
よって補足するため、重力に影響されることなく、例え
ば宇宙空間においても連続して駆動することができる。
またAMTECの形状を種々工夫することによって、特
別な加熱手段を設けることなく、例えば排熱や太陽光熱
源を利用した発電も行なうみとができる。またアルカリ
金属、例えばナトリウムの移送及び精製を行なう装置に
も適用することができる。
Thus, the AMTEC according to each of the above-mentioned embodiments
Circulates sodium used for power generation by an electrochemical pump composed of a fixed electrolyte, so that it can be efficiently driven with a simple structure without providing a special electromagnetic pump, a power supply device for an electromagnetic pump, and a power supply operation control device. be able to. Further, in the AMTEC provided with the wick, since the wick captures sodium in the internal fine gaps by the capillary force, it can be continuously driven even in outer space without being affected by gravity.
Further, by devising various shapes of the AMTEC, it is possible to generate electricity using, for example, exhaust heat or a solar heat source without providing a special heating means. It can also be applied to an apparatus for transferring and purifying an alkali metal such as sodium.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明した様に本発明の第1の特徴に
よるアルカリ金属熱電発電装置は、発電を行なったアル
カリ金属を固体電解質から成る電気化学ポンプによって
加熱容器に循環させることにより、多数の電源装置及び
制御装置を必要とする電磁ポンプを用いることなく簡単
な機器構成で効率良くアルカリ金属を循環することがで
きる。また第2の特徴による発電装置は、もどり管によ
って前記アルカリ金属の循環を行なうことができ、第3
の特徴による金属熱電発電装置は、発電を行なったアル
カリ金属を内部に微細な隙間を持つウイックにより補足
してから電気化学ポンプにより循環を行なうため、例え
ば無重力の宇宙空間においても連続的に使用することが
できる。
As described above, in the alkali metal thermoelectric generator according to the first feature of the present invention, a large number of alkali metal thermoelectric generators are circulated to the heating container by an electrochemical pump made of a solid electrolyte. It is possible to efficiently circulate an alkali metal with a simple device configuration without using an electromagnetic pump that requires a power supply device and a control device. In the power generator according to the second feature, the alkali metal can be circulated by the return pipe.
The metal thermoelectric power generator with the feature of (1) is used continuously even in the weightless space, for example, because the alkali metal that has generated power is supplemented by the wick having minute gaps inside and then circulated by the electrochemical pump. be able to.

【0041】また第4の特徴によるアルカリ金属熱電発
電装置は、電気化学ポンプの駆動電力を固体電解質によ
り発電した電力によって発電することにより、外部電源
及びその制御装置なしに簡単な機器構成で効率良くアル
カリ金属を循環することができ、記第5の特徴による発
電装置は、電気化学ポンプを構成する固体電解質の表面
を波型又は凸凹形状にすることによって、ポンプ駆動電
力を低減して発電出力を向上することができる。
Further, the alkali metal thermoelectric generator according to the fourth feature efficiently generates electric power for driving the electrochemical pump by the electric power generated by the solid electrolyte, and has a simple structure and is efficient without an external power source and its control device. The alkali metal can be circulated, and the power generation device according to the fifth feature reduces the pump driving power to generate power output by making the surface of the solid electrolyte forming the electrochemical pump into a corrugated or uneven shape. Can be improved.

【0042】更に本発明の第6の特徴によるアルカリ金
属熱電発電装置は、夫々中空部を持ち且つ発電又は電力
駆動される袋管状の固体電解質を持つ加熱容器及び凝縮
容器を、もどり管が開口された固定手段を介して連結し
て構成し、加熱容器内のアルカリ金属が発電用の固体電
解質を通過させることにより発電を行なうと共に、前記
発電用固体電解質を通過したアルカリ金属を電気化学ポ
ンプによって凝縮容器内に戻してから固定手段のもどり
管を介して加熱容器に循環させる様に構成したことによ
って、加熱部を例えば太陽光を集光する位置に配置する
ことによって簡素な構成で効率良く連続的な発電を行な
うことができる。
Further, in the alkali metal thermoelectric generator according to the sixth aspect of the present invention, a heating container and a condensing container each having a hollow portion and having a tubular solid electrolyte for power generation or electric power drive, and a return pipe are opened. Connected by a fixing means to generate electricity by allowing the alkali metal in the heating container to pass through the solid electrolyte for power generation, and condensing the alkali metal that has passed through the solid electrolyte for power generation by an electrochemical pump. Since it is configured to circulate in the heating container through the return pipe of the fixing means after returning to the inside of the container, by arranging the heating part at a position where sunlight is collected, for example, it is possible to efficiently and continuously operate with a simple structure. It can generate various power.

【0043】更に第7の特徴によるアルカリ金属熱電発
電装置は、加熱板,固体電解質及び冷却板を同心円筒状
に配置し、アルカリ金属が円筒内周から外周へ発電用固
体電解質を通過することにより発電し、且つ該アルカリ
金属を電力駆動される固体電解質から成る電気化学ポン
プによって凝縮容器内に戻してから固定手段のもどり管
を介して加熱容器に循環させる様に構成したことによっ
て、例えば配管の排熱をヒートパイプで筒内面の加熱板
に熱輸送して発電する発電システムに適用することがで
きる。また第8の特徴による金属熱電発電装置は、アル
カリ金属を内部の微細間隔に補足するウィックを設けた
ことによって特に無重力空間においても連続的な発電を
行なうことができる。
Further, in the alkali metal thermoelectric generator according to the seventh feature, the heating plate, the solid electrolyte and the cooling plate are concentrically arranged so that the alkali metal passes through the solid electrolyte for power generation from the inner circumference to the outer circumference of the cylinder. By generating electricity and returning the alkali metal to the inside of the condensing container by an electrochemical pump composed of a solid electrolyte driven by electric power, and then circulating the alkali metal to the heating container through the return pipe of the fixing means, for example, the piping It can be applied to a power generation system in which waste heat is transferred to a heating plate on the inner surface of a cylinder by a heat pipe to generate power. Further, the metal thermoelectric generator according to the eighth feature can continuously generate power even in a zero-gravity space by providing the wick for supplementing the internal fine interval with the alkali metal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例によるアルカリ金属熱電
発電装置の基本構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an alkali metal thermoelectric generator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第2の実施例による発電装置の発電電力を循環
駆動源とする構成を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration in which electric power generated by a power generator according to a second embodiment is used as a circulating drive source.

【図3】第3の実施例による発電装置の電気回路を簡素
に構成した例を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an example in which an electric circuit of a power generator according to a third embodiment is simply configured.

【図4】第4の実施例による発電装置の電気化学ポンプ
の表面積を増大した例を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an example in which the surface area of an electrochemical pump of a power generator according to a fourth embodiment is increased.

【図5】第5の実施例による金属熱電発電装置のウイッ
クを使用した構成を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration using a wick of a metal thermoelectric generator according to a fifth embodiment.

【図6】第6の実施例による発電装置のウイックを増大
させた構成を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration in which a wick of a power generation device according to a sixth embodiment is increased.

【図7】第7の実施例による袋管状のアルカリ金属熱電
発電装置を示す図。
FIG. 7 is a view showing a bag-shaped alkali metal thermoelectric generator according to a seventh embodiment.

【図8】第8の実施例による円筒状のアルカリ金属熱電
発電装置を示す図。
FIG. 8 is a view showing a cylindrical alkali metal thermoelectric generator according to an eighth embodiment.

【図9】アルカリ金属の移送及び精製を行なうことがで
きるアルカリ金属熱電発電装置を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an alkali metal thermoelectric generator capable of transferring and refining alkali metal.

【図10】従来技術によるアルカリ金属熱電発電装置を
示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a conventional alkali metal thermoelectric generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…固体電解質、2…多孔性電極、3…加熱容器、4…
凝縮容器、5…高温のナトリウム、6…低温のナトリウ
ム、7…負極の電流リード、8…正極の電流リード、1
0…もどり管、11…電磁ポンプ、21…電気化学ポン
プに用いる固体電解質、22…Na溜め、23…電源、
24…電流リード、25…ウイック、26…ウイック、
31…固定手段、33…加熱板、34…冷却板、35…
熱遮蔽板、43…加熱管、44…冷却管。
1 ... Solid electrolyte, 2 ... Porous electrode, 3 ... Heating container, 4 ...
Condensing container, 5 ... hot sodium, 6 ... cold sodium, 7 ... negative electrode current lead, 8 ... positive electrode current lead, 1
0 ... Return pipe, 11 ... Electromagnetic pump, 21 ... Solid electrolyte used for electrochemical pump, 22 ... Na reservoir, 23 ... Power supply,
24 ... current lead, 25 ... wick, 26 ... wick,
31 ... Fixing means, 33 ... Heating plate, 34 ... Cooling plate, 35 ...
Heat shield plate, 43 ... Heating pipe, 44 ... Cooling pipe.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルカリ金属を加熱する加熱容器及び該
加熱容器に固体電解質を介在して取り付けられた凝縮容
器を含み、前記加熱容器内のアルカリ金属が固体電解質
を通過して凝縮容器内に移動することにより発電を行な
うアルカリ金属熱電発電装置において、前記凝縮容器内
に移動したアルカリ金属を、電力印加によりアルカリ金
属を移動させる固体電解質から成る電気化学ポンプを用
いて前記加熱容器に循環することを特徴するアルカリ金
属熱電発電装置。
1. A heating container for heating an alkali metal and a condensation container attached to the heating container with a solid electrolyte interposed therebetween, wherein the alkali metal in the heating container passes through the solid electrolyte and moves into the condensation container. In the alkali metal thermoelectric power generator for generating power by doing so, it is possible to circulate the alkali metal that has moved into the condensation container to the heating container by using an electrochemical pump made of a solid electrolyte that moves the alkali metal by applying electric power. Characteristic alkali metal thermoelectric generator.
【請求項2】 アルカリ金属を加熱する加熱容器及び該
加熱容器に固体電解質を介在して取り付けられた凝縮容
器を含み、前記加熱容器内のアルカリ金属が固体電解質
を通過して凝縮容器内に移動することにより発電を行な
うアルカリ金属熱電発電装置において、前記凝縮容器
が、アルカリ金属を電力印加により通過させる固体電解
質から成る電気化学ポンプと、該電気化学ポンプを通過
したアルカリ金属を前記加熱容器に導くもどり管とを備
え、前記凝縮容器に移動したアルカリ金属を電気化学ポ
ンプがもどり管を介して加熱容器に循環することを特徴
とするアルカリ金属熱電発電装置。
2. A heating container for heating an alkali metal and a condensation container attached to the heating container with a solid electrolyte interposed therebetween, wherein the alkali metal in the heating container passes through the solid electrolyte and moves into the condensation container. In the alkali metal thermoelectric power generation device for generating electric power by performing the above, the condensing container guides an electrochemical pump made of a solid electrolyte that allows the alkali metal to pass by applying electric power, and the alkali metal passing through the electrochemical pump to the heating container. An alkali metal thermoelectric generator comprising: a return pipe, wherein an electrochemical pump circulates the alkali metal moved to the condensation container to the heating container through the return pipe.
【請求項3】 アルカリ金属を加熱する加熱容器及び
該加熱容器に固体電解質を介在して取り付けられた凝縮
容器を含み、前記加熱容器内のアルカリ金属が固体電解
質を通過して凝縮容器内に移動することにより発電を行
なうアルカリ金属熱電発電装置において、前記凝縮容器
が、アルカリ金属を電力印加により通過させる固体電解
質から成る電気化学ポンプと、前記アルカリ金属を内部
の微細な隙間に補足して該電気化学ポンプに導くウイッ
クと、該電気化学ポンプを通過したアルカリ金属を前記
加熱容器に導くもどり管とを備え、前記凝縮容器に移動
してウイックが補足したアルカリ金属を電気化学ポンプ
がもどり管を介して加熱容器に循環することを特徴とす
るアルカリ金属熱電発電装置。
3. A heating container for heating an alkali metal and a condensation container attached to the heating container with a solid electrolyte interposed therebetween, wherein the alkali metal in the heating container passes through the solid electrolyte and moves into the condensation container. In the alkali metal thermoelectric power generator for generating electric power by performing the electric power generation, the condensing container is an electrochemical pump made of a solid electrolyte that allows the alkali metal to pass by applying electric power, and the alkali metal is supplemented to the internal fine gaps to generate electricity. A wick that leads to a chemical pump and a return pipe that guides the alkali metal that has passed through the electrochemical pump to the heating container are provided, and the electrochemical pump moves the alkali metal that moves to the condensation container and is captured by the wick through the return pipe. An alkali metal thermoelectric generator characterized in that it is circulated in a heating container.
【請求項4】 前記電気化学ポンプに印加される電力が
前記発電を行なう固体電解質から供給されることを特徴
とする請求項1乃至3記載のアルカリ金属熱電発電装
置。
4. The alkali metal thermoelectric generator according to claim 1, wherein the electric power applied to the electrochemical pump is supplied from the solid electrolyte that generates the electric power.
【請求項5】 前記電気化学ポンプに印加される電力が
前記発電を行なう固体電解質から供給されると共に、電
気化学ポンプを構成する固体電解質の表面が波形状又は
凸凹形状であることを特徴とする請求項1乃至3記載の
アルカリ金属熱電発電装置。
5. The electric power applied to the electrochemical pump is supplied from the solid electrolyte that performs the power generation, and the surface of the solid electrolyte that constitutes the electrochemical pump is corrugated or uneven. The alkali metal thermoelectric generator according to claim 1.
【請求項6】 中空部を持つ袋管状の固定電解質の周囲
にアルカリ金属を加熱する加熱空間を形成する袋管状の
加熱容器と、中空部を持つ袋管状の固定電解質から成る
電気化学ポンプの周囲にアルカリ金属を凝縮する凝縮空
間を形成する袋筒状の凝縮容器と、これら加熱容器及び
凝縮容器の中空部を連結し且つ凝縮空間と加熱空間を連
結するもどり管を持つ固定部とを備えるアルカリ金属熱
電発電装置であって、加熱容器の加熱空間に収容したア
ルカリ金属が加熱により固体電解質を通過して内部の中
空部に移動することによって発電し、この発電電力によ
って前記電気化学ポンプを駆動してアルカリ金属を中空
部から凝縮空間に移動させ、この移動したアルカリ金属
を固定手段のもどり管を介して加熱容器に循環する様に
構成したことを特徴とするアルカリ金属熱電発電装置。
6. A bag-shaped tubular heating electrolyte for heating an alkali metal around a bag-shaped fixed electrolyte having a hollow portion, and an electrochemical pump comprising a bag-shaped fixed electrolyte having a hollow portion. An alkali having a bag-shaped cylindrical condensing container forming a condensing space for condensing an alkali metal, and a fixing part connecting the heating container and the hollow part of the condensing container and having a return pipe connecting the condensing space and the heating space. In the metal thermoelectric generator, the alkali metal housed in the heating space of the heating container passes through the solid electrolyte by heating and moves to the internal hollow portion to generate electric power, and the generated electric power drives the electrochemical pump. The alkali metal is moved from the hollow part to the condensing space, and the moved alkali metal is circulated to the heating container through the return pipe of the fixing means. Alkali metal thermoelectric generator.
【請求項7】 加熱される円筒状の加熱板と、該加熱板
外周にアルカリ金属を加熱する加熱空間を形成する円筒
状の固体電解質と、該固体電解質の外周に円筒状中空部
を形成する固定電解質から成る電気化学ポンプと、該電
気化学ポンプの外周にアルカリ金属を凝縮する円筒状凝
縮空間を形成し且つ冷却される冷却板と、前記凝縮空間
と加熱空間を連結するもどり管とを備え、前記円筒状の
加熱板,固定電解質,電気化学ポンプ,冷却板とを同心
円状に内面から順に配置したアルカリ金属熱電発電装置
であって、前記加熱空間に収容したアルカリ金属が加熱
により固体電解質を通過して円筒状中空部に移動するこ
とによって発電し、この発電電力によって前記電気化学
ポンプを駆動して円筒状中空部からアルカリ金属を凝縮
空間に移動させ、この移動してアルカリ金属をもどり管
を介して加熱容器に循環する様に構成したことを特徴と
するアルカリ金属熱電発電装置。
7. A cylindrical heating plate to be heated, a cylindrical solid electrolyte forming a heating space for heating an alkali metal on the outer periphery of the heating plate, and a cylindrical hollow portion on the outer periphery of the solid electrolyte. An electrochemical pump including a fixed electrolyte, a cooling plate that forms a cylindrical condensing space for condensing an alkali metal around the outer periphery of the electrochemical pump and is cooled, and a return pipe that connects the condensing space and the heating space In the alkali metal thermoelectric generator in which the cylindrical heating plate, the fixed electrolyte, the electrochemical pump, and the cooling plate are concentrically arranged in order from the inner surface, the alkali metal housed in the heating space heats the solid electrolyte. Electricity is generated by passing through and moving to the cylindrical hollow portion, and the generated electric power drives the electrochemical pump to move the alkali metal from the cylindrical hollow portion to the condensation space. The alkali metal thermoelectric power generator is characterized in that the alkali metal is moved and circulated to the heating container through a return pipe.
【請求項8】 前記中空部にアルカリ金属を内部の微細
な隙間に補足して該電気化学ポンプに導くウイックを備
えることを特徴とする請求項6又は7記載のアルカリ金
属熱電発電装置。
8. The alkali metal thermoelectric generator according to claim 6, wherein the hollow portion is provided with a wick that captures an alkali metal into a fine gap inside and guides it to the electrochemical pump.
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