JPH0618093A - Instrument utilizing thermal power generation - Google Patents

Instrument utilizing thermal power generation

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JPH0618093A
JPH0618093A JP19923092A JP19923092A JPH0618093A JP H0618093 A JPH0618093 A JP H0618093A JP 19923092 A JP19923092 A JP 19923092A JP 19923092 A JP19923092 A JP 19923092A JP H0618093 A JPH0618093 A JP H0618093A
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thermal power
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thermoelectric
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Abstract

PURPOSE:To contrive stabilized power generation and elongation of life of thermal power generating element by correcting the position of the thermal power generating element in accordance with the power of a heat source to provide the thermal power generating element with optimal heating, in the instrument utilizing thermal power generation employing thermal power generating element. CONSTITUTION:In an instrument in which a thermal power generating element 1 is heated by the heat of the flame of a burner and a thermal electromotive force, obtained by the heating, is utilized, the position of the thermal power generating element 1 from the flame port of the burner is corrected by a thermal actuator main body 4 in accordance with the temperature of the heat sensible unit 3 of the thermal actuator, which receives heat same as the thermal power generating element 1, whereby the change of temperature of the thermal power generating element 1 is mitigated and the temperature of the thermal power generating element 1 can be kept in the optimum temperature range.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、加熱された熱発電素
子が発生する熱起電力を利用する機器に関し、さらに詳
しくは、熱源であるバーナ火炎の火力に応じて熱発電素
子の位置をバーナ火炎口より離間または接近制御するこ
とで火炎の長さに応じて熱発電素子を適正に加熱し、安
定した電力を発生させる熱起電力利用機器に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device that utilizes thermoelectromotive force generated by a heated thermoelectric generator, and more specifically, the position of the thermoelectric generator is adjusted according to the thermal power of a burner flame that is a heat source. The present invention relates to a thermoelectromotive force utilizing device that appropriately heats a thermoelectric generation element according to the length of a flame by controlling separation from or approaching from a flame mouth to generate stable electric power.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ファンヒーター等の暖房機器で
は、熱源であるバーナ火炎の熱エネルギーの一部を熱発
電素子により電力に変換し、かかる電力を機械部分等の
駆動に用いることが行われている。このような機器で
は、機械部分等の駆動のため、電力が安定に供給される
必要がある。一方、一般に熱発電素子は過高温に弱く、
過高温状態が続くと劣化して必要な熱起電力を発生でき
なくなることがある。したがって、熱発電素子は機器の
運転中、必要な熱起電力を発生するのに充分高い温度で
あって、かつ、素子の劣化が起こるほどには高くない温
度に維持されなければならない。
2. Description of the Related Art Conventionally, in heating equipment such as a fan heater, a part of thermal energy of a burner flame, which is a heat source, is converted into electric power by a thermoelectric generator, and the electric power is used to drive mechanical parts. ing. In such a device, it is necessary to stably supply electric power for driving mechanical parts and the like. On the other hand, thermoelectric generators are generally vulnerable to excessive temperature,
If the overheated state continues, the temperature may deteriorate and the necessary thermoelectromotive force may not be generated. Therefore, the thermoelectric generator must be maintained at a temperature high enough to generate the necessary thermoelectromotive force during the operation of the equipment, but not so high that deterioration of the device occurs.

【0003】しかしながら暖房機器の場合、気温等の条
件により、熱出力を調整する必要があるため、熱源であ
るバーナ火炎の火力は運転状態によって変動する。この
火力変動幅はかなり大きいので、上記のように熱発電素
子をある温度範囲に維持するための熱源としては理想的
でない。そこで、このような火炎により熱発電素子に安
定した加熱を与えるためには、なんらかの補正機構が必
要になる。その手段として、次に列挙する3通りの手段
が従来知られている。 手段1:火力調整機構に連動する熱発電素子位置変化機
構を設ける。 手段2:火力調整機構とは独立の熱発電素子専用火炎を
設ける。 手段3:熱発電素子の起電力に応じて電気的制御により
熱発電素子の位置を制御する。
However, in the case of a heating device, since it is necessary to adjust the heat output depending on the conditions such as the temperature, the heating power of the burner flame, which is the heat source, varies depending on the operating state. Since this fluctuation range of thermal power is quite large, it is not ideal as a heat source for maintaining the thermoelectric generator in a certain temperature range as described above. Therefore, some kind of correction mechanism is required in order to give stable heating to the thermoelectric generator by such a flame. As the means, the following three methods are conventionally known. Means 1: A thermoelectric element position changing mechanism interlocking with the thermal power adjusting mechanism is provided. Means 2: A flame dedicated to the thermoelectric generator, which is independent of the thermal power adjustment mechanism, is provided. Means 3: The position of the thermoelectric generator is controlled by electrical control according to the electromotive force of the thermoelectric generator.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た手段はいずれも問題点を持っている。これら問題点に
ついて説明する。まず手段1には、火力調整機構と熱発
電素子位置変化機構との間に機械的連動構造が必要にな
るので構造が複雑になる上、火力が熱発電素子の位置と
直接対応するものでないので、熱発電素子の起電力が必
ずしも正確には得られない、という問題がある。
However, each of the above-mentioned means has a problem. These problems will be described. First, the means 1 requires a mechanical interlocking structure between the thermal power adjustment mechanism and the thermoelectric element position changing mechanism, which complicates the structure and the thermal power does not directly correspond to the position of the thermoelectric element. However, there is a problem that the electromotive force of the thermoelectric generator cannot always be obtained accurately.

【0005】つぎに手段2の場合、暖房用熱源としての
火炎(以下、主火炎という)の火力調整機構とは独立に
熱発電素子専用火炎(以下、副火炎という)を設けて
も、それらは、構成上同一の供給源から燃料の供給を受
けることが多いので、特にガス燃料の場合、主火炎の出
力変更に伴いその燃料消費率が変わると、副火炎への供
給圧力も影響を受けざるを得ない、という問題があり、
これをクリアするためには非常に複雑な構造が必要にな
る。また別の問題として、暖房機器をコンパクトにまと
める必要上主火炎と副火炎とを遠ざけて設置することが
できにくいため、主火炎の熱出力による影響で副火炎の
温度分布が変化し、それによって熱起電力の発生が不安
定になることが挙げられる。
Next, in the case of the means 2, even if a flame dedicated to the thermoelectric generator (hereinafter referred to as "sub flame") is provided independently of the flame power adjusting mechanism for the flame (hereinafter referred to as "main flame") as a heating heat source Since the fuel is often supplied from the same source due to the configuration, especially in the case of gas fuel, if the fuel consumption rate changes with the output change of the main flame, the supply pressure to the secondary flame will also be affected. There is a problem of not getting
A very complicated structure is required to clear this. Another problem is that it is difficult to install the main flame and the secondary flames apart from each other due to the need to compact the heating equipment, so the temperature distribution of the secondary flame changes due to the effect of the heat output of the main flame, which The generation of thermoelectromotive force becomes unstable.

【0006】そして手段3の問題点としては、制御回路
および機構が複雑であること、さらに、熱発電素子で発
生した電力の一部が制御のために使用されてしまい、本
来の目的である熱起電力の有効利用が充分に図れないこ
と、が挙げられる。
The problem with the means 3 is that the control circuit and mechanism are complicated, and that part of the electric power generated by the thermoelectric generator is used for control, which is the original purpose. It is mentioned that effective use of electromotive force cannot be achieved sufficiently.

【0007】この発明は、上述した問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的は、熱発電素子と同
等の加熱を受けるようにした熱アクチュエータにより、
熱発電素子の位置を制御し、熱発電素子にバーナの火炎
熱量に対応した適正加熱を与え、安定した電力発生と熱
発電素子の長寿命化を実現した熱発電利用機器を提供す
ることにある。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a thermal actuator adapted to receive heating equivalent to that of a thermoelectric generator.
It is to provide a thermoelectric power generation utilizing device that controls the position of the thermoelectric power generation element and gives the thermoelectric power generation element proper heating corresponding to the heat quantity of the flame of the burner to realize stable power generation and long life of the thermoelectric power generation element. .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項1に記載した熱発電利用機器は、加熱
されることにより起電力を発生する熱発電手段と、前記
熱発電手段をバーナ火炎により加熱する加熱手段とを備
え、前記加熱手段により加熱された前記熱発電手段によ
り得られる電力を利用する機器であって、前記熱発電手
段と連繋して設けられ、該熱発電手段と同等の加熱を受
ける熱アクチュエータと、該熱アクチュエータの加熱変
化に関連して前記熱発電手段の、バーナ火炎口からの位
置を可変制御する位置制御手段とを備えたことを要旨と
する。
In order to achieve this object, a thermoelectric generator utilizing apparatus according to claim 1 of the present invention is a thermoelectric generator that generates electromotive force when heated, and the thermoelectric generator. Is a device for utilizing electric power obtained by the thermoelectric generator heated by the heating unit, the device being provided in tandem with the thermoelectric generator, The gist of the present invention is to include a thermal actuator that receives heating equivalent to that of (1) and position control means that variably controls the position of the thermoelectric generation means from the burner flame port in relation to the heating change of the thermal actuator.

【0009】また本発明の請求項2に記載した熱発電利
用機器は、上記の機器であって、前記熱発電手段と前記
熱アクチュエータとを一体に設けると共に、該熱アクチ
ュエータがバーナ火炎口の基準位置から火炎長方向に熱
移動可能に配設され、該熱アクチュエータの移動量に対
応して前記熱発電手段が前記バーナ火炎口より離間また
は接近可能に配設された構成とすることを要旨とする。
A thermoelectric power generation utilizing apparatus according to a second aspect of the present invention is the apparatus described above, wherein the thermoelectric generating means and the thermal actuator are integrally provided, and the thermal actuator is a burner flame outlet reference. It is arranged such that heat can be moved from the position in the flame length direction, and the thermoelectric generator is arranged so as to be separated from or approachable from the burner flame port according to the amount of movement of the thermal actuator. To do.

【0010】[0010]

【作用】上記の構成を有する本発明の請求項1に記載し
た熱発電利用機器によれば、加熱手段により熱発電手段
と熱アクチュエータとが同等に加熱されるので、熱アク
チュエータは熱発電手段と実質的に等しい温度となり、
その熱アクチュエータの熱移動に関連して位置制御手段
が熱発電手段のバーナ火炎口からの位置を制御する。そ
の結果、熱発電手段は常に適正加熱状態に保たれるの
で、安定した熱起電力が発生し、かつ、過熱により熱発
電手段が劣化することもない。
According to the thermoelectric power generation equipment having the above-mentioned structure according to the first aspect of the present invention, since the thermoelectric power generation means and the thermal actuator are heated equally by the heating means, the thermoactuator is the thermoelectric power generation means. Have substantially equal temperatures,
The position control means controls the position of the thermoelectric generation means from the burner flame opening in relation to the heat transfer of the thermal actuator. As a result, the thermoelectric generator is always kept in an appropriate heating state, so that stable thermoelectromotive force is generated and the thermoelectric generator is not deteriorated due to overheating.

【0011】また請求項2に記載した熱発電利用機器に
よれば、上記の作用に加え、熱発電手段と一体に設けら
れた熱アクチュエータも位置制御手段により移動される
ので、熱アクチュエータの温度は熱発電手段の温度にさ
らに近いものとなり、熱発電手段の加熱状態はさらに適
正となる。したがって、熱起電力発生の安定性および熱
発電手段の寿命がさらに向上する。
Further, according to the thermoelectric generator utilizing apparatus of the present invention, in addition to the above-mentioned operation, the thermal actuator provided integrally with the thermoelectric generator is also moved by the position control unit, so that the temperature of the thermal actuator can be controlled. The temperature of the thermoelectric generator becomes closer to that of the thermoelectric generator, and the heating state of the thermoelectric generator becomes more appropriate. Therefore, the stability of thermoelectromotive force generation and the life of the thermoelectric generator are further improved.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の熱発電利用装置を暖房器具の
一部として具体化した一実施例について図面を参照して
説明する。図1は、熱発電素子、およびそれと一体に設
けられた熱アクチュエータ、加熱バーナよりなる熱発電
利用装置の斜視図である。そして図2はその上面図であ
り、図3はその側面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the thermoelectric power generation utilizing device of the present invention is embodied as a part of a heating appliance will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a thermoelectric generator using a thermoelectric generator, a thermal actuator integrally provided with the thermoelectric generator, and a heating burner. 2 is a top view thereof, and FIG. 3 is a side view thereof.

【0013】熱発電素子1がホルダー2に支持されてお
り、ホルダー2は、熱発電素子1が熱アクチュエータ感
熱部3に近接して並立するように、熱アクチュエータ本
体4に固定されて設置されている。熱アクチュエータ本
体4は伸縮部5を介して支持部6に設置されている。
The thermoelectric generator 1 is supported by a holder 2, and the holder 2 is fixedly installed on the thermoactuator main body 4 so that the thermoelectric generator 1 is juxtaposed close to the thermoactuator heat-sensitive portion 3. There is. The thermal actuator body 4 is installed on the support portion 6 via the expansion / contraction portion 5.

【0014】熱アクチュエータ本体4の内部にはバイメ
タル(図示は省略)が設置されている。該バイメタル上
端は熱アクチュエータ感熱部3と接続されており、熱ア
クチュエータ感熱部3の感じる温度が伝えられ、その温
度により曲率変化を起こす。そして、該バイメタル下端
は伸縮部5の軸芯と接続されているので、該バイメタル
の曲率変化は伸縮部5の伸縮機能として働き、図2およ
び図3の矢印Dの距離を変化させる。
A bimetal (not shown) is installed inside the thermal actuator body 4. The upper end of the bimetal is connected to the thermoactuator heat-sensitive part 3, and the temperature sensed by the heat-actuator heat-sensitive part 3 is transmitted, and the temperature causes a change in curvature. Since the lower end of the bimetal is connected to the axis of the expandable portion 5, the change in the curvature of the bimetal acts as the expandable function of the expandable portion 5 and changes the distance indicated by the arrow D in FIGS. 2 and 3.

【0015】そしてここでは、熱アクチュエータ感熱部
3がより高い温度を感じると伸縮部5が縮み、熱アクチ
ュエータ感熱部3がより低い温度を感じると伸縮部5が
伸びるような向きに、バイメタル下端と伸縮部5の軸芯
とは接続されている。
Here, when the thermal actuator heat-sensitive part 3 feels a higher temperature, the expansion / contraction part 5 contracts, and when the thermal actuator heat-sensitive part 3 feels a lower temperature, the expansion / contraction part 5 extends in such a direction that the bimetal bottom end is extended. It is connected to the axis of the expansion / contraction part 5.

【0016】したがって伸縮部5は、熱アクチュエータ
感熱部3の温度に応じて伸縮するので、熱アクチュエー
タ本体4は、熱アクチュエータ感熱部3、ホルダー2お
よび熱発電素子1を一体に伴いながら、図1に矢印で示
す伸縮方向に移動する。
Therefore, since the expansion / contraction part 5 expands / contracts according to the temperature of the thermoactuator thermosensitive part 3, the thermoactuator main body 4 includes the thermoactuator thermosensitive part 3, the holder 2 and the thermoelectric generator 1 as one body. Move in the direction of expansion and contraction indicated by the arrow.

【0017】そして支持部6の上方にバーナ7が設けら
れており、バーナ7の火炎9(図2においては図示省
略)は、暖房用の熱源であると同時に、熱発電素子1を
加熱する。加熱された熱発電素子1が発生する電力は、
コード10を経由して取り出される。取り出された電力
は、送風ファン等機械部分(図示は省略)を駆動するの
に用いられる。
A burner 7 is provided above the supporting portion 6, and a flame 9 (not shown in FIG. 2) of the burner 7 is a heat source for heating and simultaneously heats the thermoelectric generator 1. The electric power generated by the heated thermoelectric generator 1 is
Retrieved via code 10. The extracted electric power is used to drive a mechanical part (not shown) such as a blower fan.

【0018】そして、熱発電素子1に近接して熱アクチ
ュエータ感熱部3が設けられており、熱発電素子1と熱
アクチュエータ感熱部3との位置関係は、図2に示すよ
うに、バーナ火炎口8からの距離が等しくなるようにな
っているので、火炎9は、熱アクチュエータ感熱部3に
も熱発電素子1と同等の加熱を与える。
A thermoactuator heat-sensitive section 3 is provided in the vicinity of the thermoelectric generator 1, and the positional relationship between the thermoelectric generator 1 and the thermoactuator heat-sensitive section 3 is as shown in FIG. Since the distances from 8 are the same, the flame 9 also applies the same heating as the thermoelectric generator 1 to the thermal actuator heat sensitive section 3.

【0019】したがって、運転中熱アクチュエータ感熱
部3の温度は、熱発電素子1の温度とほとんど等しくな
るので、熱アクチュエータ感熱部3は熱発電素子1の温
度モニターとして働き、結局伸縮部5は熱発電素子1の
温度に応じて伸縮するとみなすことができる。
Therefore, the temperature of the thermal actuator heat-sensitive portion 3 during operation becomes almost equal to the temperature of the thermoelectric generator element 1, so that the thermal actuator heat-sensitive portion 3 functions as a temperature monitor of the thermoelectric generator element 1, and the expansion / contraction portion 5 eventually becomes hot. It can be considered that the power generation element 1 expands and contracts according to the temperature.

【0020】ここで、一般に火炎の温度分布は、火炎外
周部にそのピーク温度域があり、火炎中心部の温度はさ
ほど高くないので、図4(a)に示すグラフのような分
布を示す。熱発電素子1の起電力特性から、必要な起電
力が安定に得られる最低の温度がT1 であり、一方素子
を劣化させないという観点から許容される最高の温度が
T2 であるとすれば、熱発電素子1のとるべき温度範囲
(以下、適正温度範囲という)は、図4(a)にAで示
す範囲であることになる。
In general, the temperature distribution of the flame has a peak temperature region in the outer peripheral portion of the flame and the temperature of the central portion of the flame is not so high. Therefore, the distribution shown in the graph of FIG. 4 (a) is shown. From the electromotive force characteristics of the thermoelectric generator 1, if the minimum temperature at which the required electromotive force is stably obtained is T1, and the maximum temperature allowed from the viewpoint of not degrading the element is T2, The temperature range to be taken by the power generation element 1 (hereinafter referred to as an appropriate temperature range) is the range indicated by A in FIG.

【0021】したがって、熱発電素子1のバーナ火炎口
8からの距離は図4(a)の範囲Bまたは範囲C内でな
ければならない。さらに、熱発電素子1の位置範囲とし
て図4(a)の範囲Bを採れば、範囲Cを採った場合に
比べて、暖房機器全体をコンパクトにまとめられるの
で、範囲B内に熱発電素子1が位置するような構成を採
るのが普通である。
Therefore, the distance from the burner flame outlet 8 of the thermoelectric generator 1 must be within the range B or the range C of FIG. 4 (a). Further, if the range B of FIG. 4A is adopted as the position range of the thermoelectric generator 1, the entire heating device can be compactly assembled as compared with the case where the range C is adopted. It is usual to adopt a configuration in which is located.

【0022】そこで、図4(a)の範囲B内に熱発電素
子1が位置するような構成とした場合の、伸縮部5の作
用について説明する。まず、暖房機器が通常の中間火力
での運転状態になると、バーナ7の火炎9が暖房用熱源
として空気を加熱すると共に、熱発電素子1と熱アクチ
ュエータ感熱部3とを同等に加熱する。そして、熱発電
素子1の温度が、必要な起電力が安定に得られる最低の
温度、すなわち図4(a)の温度T1 に達していれば、
熱発電素子1は電力を安定に発生し、かかる電力はコー
ド10を経由して暖房機器の機械部分(送風機等、図示
は省略)に安定に供給され、暖房機器の作動状態は安定
する。
Therefore, the operation of the expansion / contraction portion 5 in the case where the thermoelectric generator 1 is positioned within the range B of FIG. 4A will be described. First, when the heating device is in an operating state with a normal intermediate thermal power, the flame 9 of the burner 7 heats air as a heat source for heating, and at the same time, heats the thermoelectric generator element 1 and the thermal actuator heat sensitive part 3. If the temperature of the thermoelectric generator 1 reaches the lowest temperature at which the required electromotive force is stably obtained, that is, the temperature T1 in FIG. 4A,
The thermoelectric generator 1 stably generates electric power, and the electric power is stably supplied to the mechanical portion of the heating device (blower, etc., not shown) via the cord 10, and the operating state of the heating device is stable.

【0023】そして、熱発電素子1の温度が、素子の早
期劣化が起こらない最高の温度、すなわち図4(a)の
温度T2 以下であれば、素子寿命が短くなることはな
い。このとき熱発電素子1(および熱アクチュエータ感
熱部3)のバーナ火炎口8からの距離は、図4(a)の
範囲B内の位置P1 にある。そして、このときの熱発電
素子1の温度を温度TP とする。
If the temperature of the thermoelectric generator 1 is the maximum temperature at which the element does not deteriorate early, that is, the temperature T2 in FIG. 4A, the life of the element is not shortened. At this time, the distance of the thermoelectric generator 1 (and the thermal actuator heat-sensitive portion 3) from the burner flame port 8 is at the position P1 within the range B in FIG. 4 (a). Then, the temperature of the thermoelectric generator 1 at this time is referred to as temperature TP.

【0024】ここで、暖房機器の運転状態をより強力な
暖房に切り換えると、バーナ7の火炎9が大きくなり、
火炎9内の温度分布は図4(b)のように変わる。図4
(b)における位置P1 での熱発電素子1の温度は温度
TP より低い温度TB であり、温度TB は適正温度範囲
の下限温度T1 より低いので、このままでは電力の安定
発生ができない。
When the operating state of the heating device is switched to more powerful heating, the flame 9 of the burner 7 becomes larger,
The temperature distribution in the flame 9 changes as shown in FIG. Figure 4
The temperature of the thermoelectric generator 1 at the position P1 in (b) is a temperature TB that is lower than the temperature TP, and the temperature TB is lower than the lower limit temperature T1 of the appropriate temperature range.

【0025】しかしこのとき、熱アクチュエータ感熱部
3の温度も図4(a)の場合より低くなるので、前記バ
イメタルの曲率変化が起こって伸縮部5が伸び、熱発電
素子1(および熱アクチュエータ感熱部3)のバーナ火
炎口8からの距離は、図4(b)の位置P2 に移る。位
置P2 では、熱発電素子1の温度は温度T1 より高い温
度TL であり、熱発電素子1は安定に電力を発生する。
At this time, however, the temperature of the thermal actuator heat-sensitive portion 3 becomes lower than that in the case of FIG. 4A, the curvature of the bimetal changes and the expansion / contraction portion 5 expands, and the thermoelectric generator 1 (and the thermal actuator heat-sensitive portion). The distance from the burner flame mouth 8 of part 3) moves to the position P2 in FIG. 4 (b). At the position P2, the temperature of the thermoelectric generator 1 is a temperature TL higher than the temperature T1, and the thermoelectric generator 1 stably generates electric power.

【0026】一方、暖房機器の運転状態をより弱い暖房
に切り換えると、バーナ7の火炎9が小さくなり、火炎
9内の温度分布は図4(c)のように変わる。図4
(c)における位置P1 での熱発電素子1の温度は温度
TP より高い温度TT であり、温度TT は適正温度範囲
の上限温度T2 より高いので、このままでは熱発電素子
1が急速に劣化してしまう。
On the other hand, when the operating state of the heating device is switched to weaker heating, the flame 9 of the burner 7 becomes smaller, and the temperature distribution in the flame 9 changes as shown in FIG. 4 (c). Figure 4
The temperature of the thermoelectric generator 1 at the position P1 in (c) is a temperature TT higher than the temperature TP, and the temperature TT is higher than the upper limit temperature T2 of the appropriate temperature range. Therefore, the thermoelectric generator 1 deteriorates rapidly as it is. I will end up.

【0027】しかしこのとき、熱アクチュエータ感熱部
3の温度も図4(a)の場合より高くなるので、前記バ
イメタルの曲率変化が起こって伸縮部5が縮み、熱発電
素子1(および熱アクチュエータ感熱部3)のバーナ火
炎口8からの距離は、図4(c)の位置P3 に移る。位
置P3 では、熱発電素子1の温度は温度T2 より低い温
度TH であり、熱発電素子1の早期劣化は起こらない。
At this time, however, the temperature of the thermal actuator heat-sensitive portion 3 also becomes higher than that in the case of FIG. 4A, so that the change in the curvature of the bimetal occurs and the expansion / contraction portion 5 contracts, and the thermoelectric generator 1 (and the thermal actuator heat-sensitive portion 3 The distance from the burner flame mouth 8 of part 3) moves to position P3 in FIG. 4 (c). At the position P3, the temperature of the thermoelectric generator 1 is a temperature TH lower than the temperature T2, so that the thermoelectric generator 1 does not deteriorate early.

【0028】以上のことから、伸縮部5の伸縮が、熱発
電素子1の温度変化に対する緩衝作用として働き、運転
状態の切換により火炎9の大きさが変化しても、熱発電
素子1の温度変化は最小限に抑えられることがわかる。
したがって運転状態によらず、熱発電素子1の温度が適
正温度範囲から外れるのを防止するので、発生される熱
起電力も安定しており、暖房機器の作動も安定する。
From the above, the expansion / contraction of the expansion / contraction portion 5 acts as a buffering effect against the temperature change of the thermoelectric generator 1, and even if the size of the flame 9 changes due to the switching of the operating state, the temperature of the thermoelectric generator 1 changes. It can be seen that the change is minimized.
Therefore, since the temperature of the thermoelectric generator 1 is prevented from deviating from the proper temperature range regardless of the operating state, the generated thermoelectromotive force is stable and the operation of the heating device is also stable.

【0029】そして、熱発電素子1が過高温により劣化
することも最小限に抑えられる。また、そのために別段
複雑な構造を必要とすることはない。さらに、熱発電素
子1で発生した電力の一部が、電気的制御等本来目的と
する以外の目的に使用されることもない。
Further, deterioration of the thermoelectric generator 1 due to excessive temperature can be suppressed to a minimum. Moreover, there is no need for a complicated structure. Furthermore, part of the electric power generated by the thermoelectric generator 1 is not used for purposes other than the original purpose such as electrical control.

【0030】また、図4(a)の範囲C内に熱発電素子
1が位置するような構成とした場合は、バイメタルの接
続方向を逆にし、熱アクチュエータ感熱部3がより高い
温度を感じると伸縮部5が伸び、熱アクチュエータ感熱
部3がより低い温度を感じると伸縮部5が縮むような向
きの接続とすることにより、同様な効果をあげることが
できる。
When the thermoelectric generator 1 is located within the range C in FIG. 4A, the bimetal connection direction is reversed and the thermal actuator heat-sensitive section 3 feels a higher temperature. The same effect can be obtained by connecting so that the expansion / contraction part 5 expands and the expansion / contraction part 5 contracts when the thermal actuator heat-sensitive part 3 feels a lower temperature.

【0031】さらに、本発明のもう一つの実施例とし
て、熱アクチュエータ本体4が伸縮部5のある位置に固
定され(この場合伸縮部5は伸縮しない)、したがって
熱アクチュエータ感熱部3と火炎口8との距離が一定で
あり、そして、熱発電素子1が熱アクチュエータ本体4
でなく、前記バイメタル下端に固定されている構成の熱
発電利用装置について述べる。
Further, as another embodiment of the present invention, the thermal actuator body 4 is fixed at a position where the expansion / contraction part 5 is present (in this case, the expansion / contraction part 5 is not expanded / contracted), so that the thermal actuator heat sensitive part 3 and the flame outlet 8 are provided. Is constant, and the thermoelectric generator 1 is connected to the thermal actuator body 4
Instead, a thermoelectric power generation utilizing device having a structure fixed to the lower end of the bimetal will be described.

【0032】この構成では、熱アクチュエータ感熱部3
の位置は固定であり、熱発電素子1と一体になって移動
しないが、実際の暖房機器では、図4中の熱発電素子1
の位置移動がされる範囲P3 〜P1 〜P2 は、変位幅と
しては大きくないので、熱アクチュエータ感熱部3の固
定位置を、熱発電素子1の位置変位範囲の中央に置くこ
とにより、前述の例による熱発電装置の効果に近い効果
をあげることが可能である。
In this configuration, the thermal actuator thermal sensing section 3
Is fixed and does not move integrally with the thermoelectric generator 1, but in an actual heating device, the thermoelectric generator 1 shown in FIG.
Since the range P3 to P1 to P2 in which the position is moved is not large as the displacement width, the fixed position of the thermal actuator heat-sensitive part 3 is set at the center of the position displacement range of the thermoelectric generator 1 so that It is possible to bring about an effect close to that of the thermoelectric generator according to.

【0033】そしてこの構成の装置でも、前述の例によ
る熱発電利用装置と同様、熱発電素子1の位置として、
図4(a)の範囲Bを採る構成または範囲Cを採る構成
の両方が可能である。
Also in the apparatus of this structure, as in the apparatus for utilizing thermoelectric power generation according to the above-mentioned example, the position of the thermoelectric power generating element 1 is
Both the configuration that takes the range B and the configuration that takes the range C in FIG. 4A are possible.

【0034】以上詳細に説明したとおり、本実施例の熱
発電利用装置では、熱発電素子1と同等の加熱を受ける
熱アクチュエータ感熱部3の感じる温度に応じて、熱ア
クチュエータ本体4内に設置されたバイメタルが、熱発
電素子1の位置を補正しその温度を適正温度範囲内に保
つので、複雑な構造や無駄な電力消費がなく、かつ、熱
発電素子1が早期劣化することもなく、安定して電力を
発生し、機械部分を駆動することができる。
As described in detail above, in the thermoelectric power generation utilizing device of this embodiment, the thermoelectric power generating device 1 is installed in the thermal actuator body 4 according to the temperature sensed by the thermal actuator heat-sensitive part 3 which is subjected to the same heating. Since the bimetal corrects the position of the thermoelectric generator 1 and keeps its temperature within the proper temperature range, there is no complicated structure or unnecessary power consumption, and the thermoelectric generator 1 does not deteriorate early and is stable. Can generate electric power to drive mechanical parts.

【0035】なお、前記実施例は本発明を限定するもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変
形、改良が可能であることはもちろんである。例えば、
本実施例では熱アクチュエータとしてバイメタルを使用
したが、バイメタルのかわりに液膨張を利用した熱アク
チュエータを使用してもよい。
The above embodiment is not intended to limit the present invention, and it goes without saying that various modifications and improvements can be made without departing from the gist of the present invention. For example,
Although the bimetal is used as the thermal actuator in the present embodiment, a thermal actuator utilizing liquid expansion may be used instead of the bimetal.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明の熱発電利用装置は、バーナ火炎の熱により熱発電素
子を加熱し、熱起電力を得るに際して、運転状態を変更
しても、熱発電素子の温度と関連を持つ熱アクチュエー
タが熱発電素子のバーナ火炎口からの位置を補正し、熱
発電素子の温度を適正温度範囲内に保つ。この結果、複
雑な構造や電気的制御のための電力消費を必要としない
で、熱起電力を安定に発生し、かつ、熱発電素子の早期
劣化が起こらない。したがって本発明の熱発電利用装置
は、エネルギーの有効利用上有益であり、ファンヒータ
や赤外線ストーブに適用すれば、その奏する効果は大き
い。
As is apparent from the above description, the thermoelectric power generation utilizing apparatus of the present invention heats the thermoelectric power generating element by the heat of the burner flame to obtain a thermoelectromotive force, even if the operating state is changed, A thermal actuator, which is related to the temperature of the thermoelectric generator, corrects the position of the thermoelectric generator from the burner flame mouth, and keeps the temperature of the thermoelectric generator within an appropriate temperature range. As a result, a complicated structure and power consumption for electrical control are not required, thermoelectromotive force is stably generated, and early deterioration of the thermoelectric generator does not occur. Therefore, the thermoelectric power generation utilizing device of the present invention is useful for effective use of energy, and when applied to a fan heater or an infrared stove, the effect exerted is great.

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

【図1】本発明の実施例に係る熱発電利用装置の斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view of a thermoelectric power generation utilizing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の熱発電利用装置の上面図である。FIG. 2 is a top view of the thermoelectric power generation utilizing device of the present invention.

【図3】本発明の熱発電利用装置の側面図である。FIG. 3 is a side view of the thermoelectric power generation utilizing device of the present invention.

【図4】本発明に係る熱発電利用装置における、バーナ
火炎内の温度分布を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a temperature distribution in a burner flame in the thermoelectric power generation utilizing device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 熱発電素子 3 熱アクチュエータ感熱部 4 熱アクチュエータ本体 5 伸縮部 7 バーナ 8 バーナ火炎口 9 火炎 P1 基準位置 1 Thermoelectric Generator 3 Thermal Actuator Heat Sensitive Part 4 Thermal Actuator Main Body 5 Expansion / Contraction Part 7 Burner 8 Burner Flame Mouth 9 Flame P1 Reference Position

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加熱されることにより起電力を発生する
熱発電手段と、前記熱発電手段をバーナ火炎により加熱
する加熱手段とを備え、前記加熱手段により加熱された
前記熱発電手段により得られる電力を利用する機器にお
いて、 前記熱発電手段と連繋して設けられ、該熱発電手段と同
等の加熱を受ける熱アクチュエータと、 前記熱アクチュエータの加熱変化に関連して前記熱発電
手段の、バーナ火炎口からの位置を可変制御する位置制
御手段とを備えることを特徴とする、熱発電利用機器。
1. A thermoelectric generator that generates an electromotive force when heated, and a heating unit that heats the thermoelectric generator with a burner flame, and is obtained by the thermoelectric generator that is heated by the heating unit. In a device that uses electric power, a thermal actuator that is provided so as to be linked to the thermoelectric generator and receives heat equivalent to that of the thermoelectric generator, and a burner flame of the thermoelectric generator in association with a heating change of the thermal actuator. A device for thermoelectric power generation, comprising: a position control means for variably controlling the position from the mouth.
【請求項2】 前記熱発電手段と前記熱アクチュエータ
とを一体に設けると共に、該熱アクチュエータがバーナ
火炎口の基準位置から火炎長方向に熱移動可能に配設さ
れ、該熱アクチュエータの移動量に対応して前記熱発電
手段が前記バーナ火炎口より離間または接近可能に配設
されていることを特徴とする請求項1に記載の熱発電利
用機器。
2. The thermoelectric generator and the thermal actuator are integrally provided, and the thermal actuator is arranged so as to be capable of heat transfer in a flame length direction from a reference position of a burner flame opening, and the thermal actuator can be moved by a moving amount. Correspondingly, the said thermoelectric generator is arrange | positioned so that it can separate or approach from the said burner flame port, The thermoelectric generator use apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000035825A (en) * 1998-07-17 2000-02-02 Honda Motor Co Ltd Power generator for vehicle
JP2013048229A (en) * 2011-07-27 2013-03-07 Jfe Steel Corp Thermoelectric generator and thermoelectric power generation method
JP2016165217A (en) * 2016-02-29 2016-09-08 Jfeスチール株式会社 Thermoelectric generation apparatus

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