JPH06284757A - 同軸円筒型熱電子発電器 - Google Patents
同軸円筒型熱電子発電器Info
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- JPH06284757A JPH06284757A JP6671093A JP6671093A JPH06284757A JP H06284757 A JPH06284757 A JP H06284757A JP 6671093 A JP6671093 A JP 6671093A JP 6671093 A JP6671093 A JP 6671093A JP H06284757 A JPH06284757 A JP H06284757A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 直列接続構造を簡素化し、接続回路のジュー
ル損失を減少する。 【構成】 深海用耐圧殻に内蔵され、ラジオアイソトー
プの崩壊熱を熱源とし電子を放出するエミッタ１と、放
出された電子を補集するコレクタ２とを金属セシウム蒸
気が存在する電極間空間４を介して同軸円筒状に配設す
るとともに、エミッタ１の一端と他端とに環状エミッタ
リード８の内周及びコレクタ２の一端と他端とに環状コ
レクタリードの内周をそれぞれ接合し、隣合うそれぞれ
の環状エミッタリード８とそれぞれの環状コレクタリー
ド９の同心円上の外周を環状セラミック絶縁体１５を介
して互いに接合した。 【効果】 芯出しが容易で組立てが簡単になり、環状エ
ミッタリードと環状コレクタリードの電路面積が大きい
のでジュール損失が小さくなる。
ル損失を減少する。 【構成】 深海用耐圧殻に内蔵され、ラジオアイソトー
プの崩壊熱を熱源とし電子を放出するエミッタ１と、放
出された電子を補集するコレクタ２とを金属セシウム蒸
気が存在する電極間空間４を介して同軸円筒状に配設す
るとともに、エミッタ１の一端と他端とに環状エミッタ
リード８の内周及びコレクタ２の一端と他端とに環状コ
レクタリードの内周をそれぞれ接合し、隣合うそれぞれ
の環状エミッタリード８とそれぞれの環状コレクタリー
ド９の同心円上の外周を環状セラミック絶縁体１５を介
して互いに接合した。 【効果】 芯出しが容易で組立てが簡単になり、環状エ
ミッタリードと環状コレクタリードの電路面積が大きい
のでジュール損失が小さくなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、潜水調査船や海洋開発
機器等の深海用耐圧殻に内蔵され、動力源として期待さ
れているラジオアイソトープを熱源とする熱電子発電器
に係り、特に直列接続構造を簡素化するのに好適な同軸
円筒型熱電子発電器に関する。
機器等の深海用耐圧殻に内蔵され、動力源として期待さ
れているラジオアイソトープを熱源とする熱電子発電器
に係り、特に直列接続構造を簡素化するのに好適な同軸
円筒型熱電子発電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱電子発電は、高温に加熱された物体か
ら放出される電子の持つエネルギーを電力として取り出
す直接発電技術である。従来の同軸円筒型熱電子発電器
においては、図５に示すように、深海用耐圧殻に同心円
上に内蔵され、熱源により高温（１２００〜１６００℃
程度）に加熱されて電子を放出する電極である円筒型の
エミッタ１と、放出された電子を捕集する電極であって
コレクタ冷却ヒートパイプ７で冷却される円筒型のコレ
クタ２（温度はエミッタ温度の１／２程度）と、エミッ
タ１とコレクタ２との間の金属セシウム蒸気が存在する
電極間空間４と、エミッタ１とコレクタ２とを電気絶縁
するとともに電極間空間４の真空封着部を形成するセラ
ミックシール３とにより構成されている。セシウム充填
リザーバ６よりセシウムリザーバ５を経由して金属セシ
ウム蒸気が電極間空間４に充填され、エミッタ１とコレ
クタ２とにエミッタリード８及びコレクタリード９の内
周がそれぞれ接続されている。
ら放出される電子の持つエネルギーを電力として取り出
す直接発電技術である。従来の同軸円筒型熱電子発電器
においては、図５に示すように、深海用耐圧殻に同心円
上に内蔵され、熱源により高温（１２００〜１６００℃
程度）に加熱されて電子を放出する電極である円筒型の
エミッタ１と、放出された電子を捕集する電極であって
コレクタ冷却ヒートパイプ７で冷却される円筒型のコレ
クタ２（温度はエミッタ温度の１／２程度）と、エミッ
タ１とコレクタ２との間の金属セシウム蒸気が存在する
電極間空間４と、エミッタ１とコレクタ２とを電気絶縁
するとともに電極間空間４の真空封着部を形成するセラ
ミックシール３とにより構成されている。セシウム充填
リザーバ６よりセシウムリザーバ５を経由して金属セシ
ウム蒸気が電極間空間４に充填され、エミッタ１とコレ
クタ２とにエミッタリード８及びコレクタリード９の内
周がそれぞれ接続されている。
【０００３】熱電子発電器の構造は大別すると、エミッ
タとコレクタとが平行平板として設けられる平行平板型
と、前記エミッタとコレクタとが同心円上に配置される
同軸円筒型とがある。この図５に示す従来技術は以下に
示す刊行物に記載されている。 コンフェレンス レコ
ード オブ １９７０ サーミオニィック コンバーシ
ョン スペシャリスト コンフェレンス １０月，２６
〜２９頁，１９７０，マイアミ ビーチ，フロリダ．
題名“ラジオアイソトープ サーミオニィックジェネレ
ータ”著者名 ピータ ラウクラブ （Ｃｏｎｆｅｒｅ
ｎｃｅ Ｒｅ−ｃｏｒｄ ｏｆ １９７０ Ｔｈｅｒｍ
ｉｏｎｉｃ ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＳｐｅｃｉａｌｉｓ
ｔ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ０ｃｔ.，２６〜２９，１
９７０，Ｍｉａｍｉ Ｂｅａｃｈ，Ｆｉｏｒｉｄａ．
“ＲＡＤＩＯＩＳＯＴＯＰＥＴＨＥＲＭＩＯＮＩＣ Ｇ
ＥＮＥＲＡＴＯＲ （ＲＴＩＧ）”Ｐｅｔｅｒ Ｒｏｕ
ｋｌｏｖｅ）。
タとコレクタとが平行平板として設けられる平行平板型
と、前記エミッタとコレクタとが同心円上に配置される
同軸円筒型とがある。この図５に示す従来技術は以下に
示す刊行物に記載されている。 コンフェレンス レコ
ード オブ １９７０ サーミオニィック コンバーシ
ョン スペシャリスト コンフェレンス １０月，２６
〜２９頁，１９７０，マイアミ ビーチ，フロリダ．
題名“ラジオアイソトープ サーミオニィックジェネレ
ータ”著者名 ピータ ラウクラブ （Ｃｏｎｆｅｒｅ
ｎｃｅ Ｒｅ−ｃｏｒｄ ｏｆ １９７０ Ｔｈｅｒｍ
ｉｏｎｉｃ ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＳｐｅｃｉａｌｉｓ
ｔ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ０ｃｔ.，２６〜２９，１
９７０，Ｍｉａｍｉ Ｂｅａｃｈ，Ｆｉｏｒｉｄａ．
“ＲＡＤＩＯＩＳＯＴＯＰＥＴＨＥＲＭＩＯＮＩＣ Ｇ
ＥＮＥＲＡＴＯＲ （ＲＴＩＧ）”Ｐｅｔｅｒ Ｒｏｕ
ｋｌｏｖｅ）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の同軸円筒型熱電
子発電器にあっては、 エミッタとコレクタとを支持するとともに電極間空間
を真空封着するセラミックシールの構成が非常に複雑
で、実用的な熱電子発電器の製作において、特にセラミ
ックシールの製作と接合組立て及び電極間空間の設定が
困難であるという問題点があった。 セラミックシール径がエミッタ径及びコレクタ径より
も相当大きいため、熱電子発電器の製作において、耐圧
殻が大きく重くなるという問題点があった。 低電圧大電流の熱電子発電器の出力導出において、特
に複数の熱電子発電機を直列接続する場合には、エミッ
タリードとコレクタリードの接続回路のジュール損失が
大きいという問題点があった。 また、熱電子発電器を積層して直列接続する場合に
は、隣接するセラミックシールとエミッタリードを絶縁
しなければならないという問題点があった。 本発明の目的は、直列接続構造を簡素化し、接続回路の
ジュール損失を減少することのできる同軸円筒型熱電子
発電器を提供することにある。
子発電器にあっては、 エミッタとコレクタとを支持するとともに電極間空間
を真空封着するセラミックシールの構成が非常に複雑
で、実用的な熱電子発電器の製作において、特にセラミ
ックシールの製作と接合組立て及び電極間空間の設定が
困難であるという問題点があった。 セラミックシール径がエミッタ径及びコレクタ径より
も相当大きいため、熱電子発電器の製作において、耐圧
殻が大きく重くなるという問題点があった。 低電圧大電流の熱電子発電器の出力導出において、特
に複数の熱電子発電機を直列接続する場合には、エミッ
タリードとコレクタリードの接続回路のジュール損失が
大きいという問題点があった。 また、熱電子発電器を積層して直列接続する場合に
は、隣接するセラミックシールとエミッタリードを絶縁
しなければならないという問題点があった。 本発明の目的は、直列接続構造を簡素化し、接続回路の
ジュール損失を減少することのできる同軸円筒型熱電子
発電器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る同軸円筒型熱電子発電器は、深海用耐
圧殻に内蔵され、ラジオアイソトープの崩壊熱を熱源と
し電子を放出するエミッタと、放出された電子を補集す
るコレクタとを金属セシウム蒸気が存在する電極間空間
を介して接合してなる同軸円筒型熱電子発電器におい
て、エミッタとコレクタとを電極間空間を介して同軸円
筒状に配設するとともに、エミッタとコレクタの一端と
他端とに環状エミッタリード及び環状コレクタリードの
内周をそれぞれ接合し、隣合うそれぞれの環状エミッタ
リードとそれぞれの環状コレクタリードの同心円上の外
周を環状セラミック絶縁体を介して互いに接合した構成
とする。
め、本発明に係る同軸円筒型熱電子発電器は、深海用耐
圧殻に内蔵され、ラジオアイソトープの崩壊熱を熱源と
し電子を放出するエミッタと、放出された電子を補集す
るコレクタとを金属セシウム蒸気が存在する電極間空間
を介して接合してなる同軸円筒型熱電子発電器におい
て、エミッタとコレクタとを電極間空間を介して同軸円
筒状に配設するとともに、エミッタとコレクタの一端と
他端とに環状エミッタリード及び環状コレクタリードの
内周をそれぞれ接合し、隣合うそれぞれの環状エミッタ
リードとそれぞれの環状コレクタリードの同心円上の外
周を環状セラミック絶縁体を介して互いに接合した構成
とする。
【０００６】そして深海用耐圧殻に内蔵され、ラジオア
イソトープの崩壊熱を熱源とし電子を放出するエミッタ
と、放出された電子を補集するコレクタとを金属セシウ
ム蒸気が存在する電極間空間を介して接合してなる同軸
円筒型熱電子発電器において、複数のエミッタと複数の
コレクタのそれぞれを軸方向に電極間空間を介し同軸円
筒状に配設するとともに、それぞれのエミッタとそれぞ
れのコレクタの一端と他端とに環状エミッタリード及び
環状コレクタリードの内周をそれぞれ接合し、隣合うそ
れぞれの環状エミッタリードとそれぞれの環状コレクタ
リードの同心円上の外周を環状セラミック絶縁体を介し
て互いに接合して少なくとも第１の発電器、第２発電器
及び第３の発電器を形成し、第１の発電器の環状コレク
タリードと第２発電器の環状エミッタリードとを接続
し、かつ第２の発電器の環状コレクタリードと第３発電
器の環状エミッタリードとを接続してそれぞれの発電器
を直列接続した構成でもよい。
イソトープの崩壊熱を熱源とし電子を放出するエミッタ
と、放出された電子を補集するコレクタとを金属セシウ
ム蒸気が存在する電極間空間を介して接合してなる同軸
円筒型熱電子発電器において、複数のエミッタと複数の
コレクタのそれぞれを軸方向に電極間空間を介し同軸円
筒状に配設するとともに、それぞれのエミッタとそれぞ
れのコレクタの一端と他端とに環状エミッタリード及び
環状コレクタリードの内周をそれぞれ接合し、隣合うそ
れぞれの環状エミッタリードとそれぞれの環状コレクタ
リードの同心円上の外周を環状セラミック絶縁体を介し
て互いに接合して少なくとも第１の発電器、第２発電器
及び第３の発電器を形成し、第１の発電器の環状コレク
タリードと第２発電器の環状エミッタリードとを接続
し、かつ第２の発電器の環状コレクタリードと第３発電
器の環状エミッタリードとを接続してそれぞれの発電器
を直列接続した構成でもよい。
【０００７】また深海用耐圧殻に内蔵され、ラジオアイ
ソトープの崩壊熱を熱源とし電子を放出するエミッタ
と、放出された電子を補集するコレクタとを金属セシウ
ム蒸気が存在する電極間空間を介して接合してなる同軸
円筒型熱電子発電器において、複数のエミッタのそれぞ
れを軸方向に配列するとともに電極間空間を介して同軸
円筒状に複数のコレクタのそれぞれを配列し、それぞれ
のエミッタの一端に環状エミッタリードの内周を接合し
かつそれぞれのコレクタの一端と他端とにそれぞれの環
状コレクタリードの内周を接合し、それぞれのコレクタ
の他端の環状コレクタリードと隣合う環状エミッタリー
ドの外周を中間材を介して接合し、環状エミッタリード
と隣合う環状コレクタリーとを中間材と同心円上で環状
セラミック絶縁体を介して接合し、それぞれの発電器を
直列接続した構成でもよい。
ソトープの崩壊熱を熱源とし電子を放出するエミッタ
と、放出された電子を補集するコレクタとを金属セシウ
ム蒸気が存在する電極間空間を介して接合してなる同軸
円筒型熱電子発電器において、複数のエミッタのそれぞ
れを軸方向に配列するとともに電極間空間を介して同軸
円筒状に複数のコレクタのそれぞれを配列し、それぞれ
のエミッタの一端に環状エミッタリードの内周を接合し
かつそれぞれのコレクタの一端と他端とにそれぞれの環
状コレクタリードの内周を接合し、それぞれのコレクタ
の他端の環状コレクタリードと隣合う環状エミッタリー
ドの外周を中間材を介して接合し、環状エミッタリード
と隣合う環状コレクタリーとを中間材と同心円上で環状
セラミック絶縁体を介して接合し、それぞれの発電器を
直列接続した構成でもよい。
【０００８】
【作用】本発明の第１の実施例によれば、環状エミッタ
リードと環状コレクタリードとで挟んだ環状セラミック
絶縁体を同心円上に配置してろう付接合して形成したセ
ラミックシールは、エミッタリードとコレクタリードの
内周側の穴がエミッタの径とコレクタの径とに合致して
同心円上に設定されるため、これに接合するエミッタと
コレクタとの芯出しが容易となる。そしてセラミックシ
ールはエミッタリード、コレクタリード及び環状セラミ
ック絶縁体の３要素よりなり小型で簡素化さる。
リードと環状コレクタリードとで挟んだ環状セラミック
絶縁体を同心円上に配置してろう付接合して形成したセ
ラミックシールは、エミッタリードとコレクタリードの
内周側の穴がエミッタの径とコレクタの径とに合致して
同心円上に設定されるため、これに接合するエミッタと
コレクタとの芯出しが容易となる。そしてセラミックシ
ールはエミッタリード、コレクタリード及び環状セラミ
ック絶縁体の３要素よりなり小型で簡素化さる。
【０００９】本発明の第２の実施例によれば、複数個の
発電器を軸方向に配列し、第１の発電器のコレクタリー
ドを第２の発電器のエミッタリードに接続することによ
り各発電器の直列接続ができるため、従来技術のような
別置のリード線が不要となる。また環状エミッタリード
と環状コレクタリードとはリード線よりも大きな電路が
容易に得られる。
発電器を軸方向に配列し、第１の発電器のコレクタリー
ドを第２の発電器のエミッタリードに接続することによ
り各発電器の直列接続ができるため、従来技術のような
別置のリード線が不要となる。また環状エミッタリード
と環状コレクタリードとはリード線よりも大きな電路が
容易に得られる。
【００１０】本発明の第３の実施例によれば、エミッタ
とコレクタとの一端にセラミックシールを接合し、他端
にはコレクタのみに環状コレクタリードを接合し、第１
の発電器の環状コレクタリードを第２の発電器の環状エ
ミッタリードに接続し発電器の直列接続を行うが、ここ
で環状コレクタリードと環状エミッタリードとは中間材
を挟んで溶接接合されるため、隣合う発電器でエミッタ
とコレクタとが支持されるとともに真空封着部が形成さ
れ、発電器及び直列接続部がより簡素化される。
とコレクタとの一端にセラミックシールを接合し、他端
にはコレクタのみに環状コレクタリードを接合し、第１
の発電器の環状コレクタリードを第２の発電器の環状エ
ミッタリードに接続し発電器の直列接続を行うが、ここ
で環状コレクタリードと環状エミッタリードとは中間材
を挟んで溶接接合されるため、隣合う発電器でエミッタ
とコレクタとが支持されるとともに真空封着部が形成さ
れ、発電器及び直列接続部がより簡素化される。
【００１１】
【実施例】本発明の第１の実施例を図１を参照しながら
説明する。図１に示すように、深海用耐圧殻に内蔵さ
れ、ラジオアイソトープの崩壊熱を熱源とし電子を放出
するエミッタ１と、放出された電子を補集するコレクタ
２とを金属セシウム蒸気が存在する電極間空間４を介し
て接合してなる同軸円筒型熱電子発電器であって、エミ
ッタ１とコレクタ２とを電極間空間４を介して同軸円筒
状に配設するとともに、エミッタ１の一端と他端とに環
状エミッタリード８の内周及びコレクタ２の一端と他端
とに環状コレクタリード９の内周をそれぞれ接合し、隣
合うそれぞれの環状エミッタリード８とそれぞれの環状
コレクタリード９と同心円上の環状セラミック絶縁体１
５を介して互いに接合した構成とする。したがってセラ
ミックシール３は、環状エミッタリード８と環状コレク
タリード９とセラミックス絶縁体１５とを同心円上に配
置した一体構造になっており、電極間空間４にセシウム
リザーバ５が接続されている。
説明する。図１に示すように、深海用耐圧殻に内蔵さ
れ、ラジオアイソトープの崩壊熱を熱源とし電子を放出
するエミッタ１と、放出された電子を補集するコレクタ
２とを金属セシウム蒸気が存在する電極間空間４を介し
て接合してなる同軸円筒型熱電子発電器であって、エミ
ッタ１とコレクタ２とを電極間空間４を介して同軸円筒
状に配設するとともに、エミッタ１の一端と他端とに環
状エミッタリード８の内周及びコレクタ２の一端と他端
とに環状コレクタリード９の内周をそれぞれ接合し、隣
合うそれぞれの環状エミッタリード８とそれぞれの環状
コレクタリード９と同心円上の環状セラミック絶縁体１
５を介して互いに接合した構成とする。したがってセラ
ミックシール３は、環状エミッタリード８と環状コレク
タリード９とセラミックス絶縁体１５とを同心円上に配
置した一体構造になっており、電極間空間４にセシウム
リザーバ５が接続されている。
【００１２】次に本発明の第２の実施例を図２を参照し
ながら説明する。第１の実施例と相違するところは、複
数のエミッタ１と複数のコレクタ２のそれぞれを軸方向
に所定間隔Ｌで電極間空間４を介し同軸円筒状に配設す
るとともに、それぞれのエミッタ１の一端と他端とに環
状エミッタリード１０の内周及びそれぞれのコレクタ２
の一端と他端とに環状コレクタリード１１の内周をそれ
ぞれ接合し、隣合うそれぞれの環状エミッタリード１０
とそれぞれの環状コレクタリード１１と同心円上の環状
セラミック絶縁体１５を介して互いに接合して少なくと
も第１の発電器Ａ、第２発電器Ｂ及び第３の発電器Ｃを
形成し、第１の発電器Ａの環状エミッタリード１０と第
２発電器Ｂの環状コレクタリード１１とをリード１２に
より接続し、かつ第２の発電器Ｂの環状エミッタリード
１０と第３発電器Ｃの環状コレクタリード１１とをリー
ド１２により接続してそれぞれの単一発電器を直列接続
した構成である。このように順次接続することにより、
全ての発電器を直列接続することができる。
ながら説明する。第１の実施例と相違するところは、複
数のエミッタ１と複数のコレクタ２のそれぞれを軸方向
に所定間隔Ｌで電極間空間４を介し同軸円筒状に配設す
るとともに、それぞれのエミッタ１の一端と他端とに環
状エミッタリード１０の内周及びそれぞれのコレクタ２
の一端と他端とに環状コレクタリード１１の内周をそれ
ぞれ接合し、隣合うそれぞれの環状エミッタリード１０
とそれぞれの環状コレクタリード１１と同心円上の環状
セラミック絶縁体１５を介して互いに接合して少なくと
も第１の発電器Ａ、第２発電器Ｂ及び第３の発電器Ｃを
形成し、第１の発電器Ａの環状エミッタリード１０と第
２発電器Ｂの環状コレクタリード１１とをリード１２に
より接続し、かつ第２の発電器Ｂの環状エミッタリード
１０と第３発電器Ｃの環状コレクタリード１１とをリー
ド１２により接続してそれぞれの単一発電器を直列接続
した構成である。このように順次接続することにより、
全ての発電器を直列接続することができる。
【００１３】さらに本発明の第３の実施例を図３及び図
４を参照しながら説明する。第３の実施例の第１及び第
２の実施例と相違するところは、複数のエミッタ１のそ
れぞれを軸方向に配列するとともに電極間空間４を介し
て同軸円筒状に複数のコレクタ２のそれぞれを配列し、
それぞれのエミッタ１の一端に環状エミッタリード８の
内周を接合しかつそれぞれのコレクタ２の一端と他端と
にそれぞれの環状コレクタリード９の内周を接合し、そ
れぞれのコレクタ２の他端の環状コレクタリード９と隣
合う環状エミッタリード８との間の外周に中間材１３を
介在させ、環状エミッタリード８と隣合う環状コレクタ
リード９と中間材１３と同心円上の環状セラミック絶縁
体１５を介して接合し、それぞれの発電器を直列接続し
た構成である。すなわち第１の実施例に示すセラミック
シール３をエミッタ１とコレクタ２の一端のみに接合
し、第１の発電器Ｄの他の一端のコレクタリード９を隣
り合う第２の発電器Ｅのエミッタリード８に中間材１３
を挟んで溶接接合してエミッタ１とコレクタ２とを支持
するとともに真空封着部１４を形成する。端部の発電器
の環状エミッタリード８及び環状コレクタリード９にリ
ード１２が接続され、電極間空間４にセシウムリザーバ
ー５が接続されている。
４を参照しながら説明する。第３の実施例の第１及び第
２の実施例と相違するところは、複数のエミッタ１のそ
れぞれを軸方向に配列するとともに電極間空間４を介し
て同軸円筒状に複数のコレクタ２のそれぞれを配列し、
それぞれのエミッタ１の一端に環状エミッタリード８の
内周を接合しかつそれぞれのコレクタ２の一端と他端と
にそれぞれの環状コレクタリード９の内周を接合し、そ
れぞれのコレクタ２の他端の環状コレクタリード９と隣
合う環状エミッタリード８との間の外周に中間材１３を
介在させ、環状エミッタリード８と隣合う環状コレクタ
リード９と中間材１３と同心円上の環状セラミック絶縁
体１５を介して接合し、それぞれの発電器を直列接続し
た構成である。すなわち第１の実施例に示すセラミック
シール３をエミッタ１とコレクタ２の一端のみに接合
し、第１の発電器Ｄの他の一端のコレクタリード９を隣
り合う第２の発電器Ｅのエミッタリード８に中間材１３
を挟んで溶接接合してエミッタ１とコレクタ２とを支持
するとともに真空封着部１４を形成する。端部の発電器
の環状エミッタリード８及び環状コレクタリード９にリ
ード１２が接続され、電極間空間４にセシウムリザーバ
ー５が接続されている。
【００１４】本発明の第１の実施例によれば、環状エミ
ッタリードと環状コレクタリードとで挟んだ環状セラミ
ック絶縁体を同心円上に配置してろう付接合して形成し
たセラミックシールは、エミッタリードとコレクタリー
ドの内周側の穴がエミッタの径とコレクタの径とに合致
して同心円上に設定されるため、これに接合するエミッ
タとコレクタとの芯出しが容易となって組立てが簡単と
なる。そしてセラミックシールはエミッタリード、コレ
クタリード及び環状セラミック絶縁体の３要素よりな
り、小型で簡素化された構造となる。
ッタリードと環状コレクタリードとで挟んだ環状セラミ
ック絶縁体を同心円上に配置してろう付接合して形成し
たセラミックシールは、エミッタリードとコレクタリー
ドの内周側の穴がエミッタの径とコレクタの径とに合致
して同心円上に設定されるため、これに接合するエミッ
タとコレクタとの芯出しが容易となって組立てが簡単と
なる。そしてセラミックシールはエミッタリード、コレ
クタリード及び環状セラミック絶縁体の３要素よりな
り、小型で簡素化された構造となる。
【００１５】本発明の第２の実施例によれば、複数個の
発電器を軸方向に配列し、第１の発電器のコレクタリー
ドを第２の発電器のエミッタリードに接続することによ
り各発電器の直列接続ができるため、従来技術のような
別置のリード線が不要となる。また環状エミッタリード
と環状コレクタリードとはリード線よりも大きな電路が
容易に得られるため電路のジュール損失が小さくなる。
発電器を軸方向に配列し、第１の発電器のコレクタリー
ドを第２の発電器のエミッタリードに接続することによ
り各発電器の直列接続ができるため、従来技術のような
別置のリード線が不要となる。また環状エミッタリード
と環状コレクタリードとはリード線よりも大きな電路が
容易に得られるため電路のジュール損失が小さくなる。
【００１６】本発明の第３の実施例によれば、エミッタ
とコレクタとの一端にセラミックシールを接合し、他端
にはコレクタのみに環状コレクタリードを接合し、第１
の発電器の環状コレクタリードを第２の発電器の環状エ
ミッタリードに接続し発電器の直列接続を行うが、ここ
で環状コレクタリードと環状エミッタリードとは中間材
を挟んで溶接接合されるため、隣合う発電器でエミッタ
とコレクタとを支持するとともに、真空封着部を形成す
ることができる。したがって、セラミックシールは１発
電器当たり１個（第１の実施例の場合は１発電器当たり
２個）となり、発電器及び直列接続部はより簡素化され
た構成とすることが可能となり、電路のジュール損失が
大幅に減少される。
とコレクタとの一端にセラミックシールを接合し、他端
にはコレクタのみに環状コレクタリードを接合し、第１
の発電器の環状コレクタリードを第２の発電器の環状エ
ミッタリードに接続し発電器の直列接続を行うが、ここ
で環状コレクタリードと環状エミッタリードとは中間材
を挟んで溶接接合されるため、隣合う発電器でエミッタ
とコレクタとを支持するとともに、真空封着部を形成す
ることができる。したがって、セラミックシールは１発
電器当たり１個（第１の実施例の場合は１発電器当たり
２個）となり、発電器及び直列接続部はより簡素化され
た構成とすることが可能となり、電路のジュール損失が
大幅に減少される。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、環状エミッタリード、
環状コレクタリード及び環状セラミック絶縁体を、同心
円上に配置してろう付接合して形成したセラミックシー
ルは一体構造で芯出しすることができるため、これに接
合するエミッタとコレクタとは芯出しが容易となり簡単
に組立てることができる。またセラミックシールの構造
が簡易で、環状エミッタリードと環状コレクタリードと
は、電路面積が大きいのでジュール損失が小さくなる。
さらに直列接続部が真空封着部としても機能できるた
め、セラミックシールは１発電器当たり１個となって簡
素化された直列接続部の構造が可能となり、接続部電路
のジュール損失を大幅に減少できる。
環状コレクタリード及び環状セラミック絶縁体を、同心
円上に配置してろう付接合して形成したセラミックシー
ルは一体構造で芯出しすることができるため、これに接
合するエミッタとコレクタとは芯出しが容易となり簡単
に組立てることができる。またセラミックシールの構造
が簡易で、環状エミッタリードと環状コレクタリードと
は、電路面積が大きいのでジュール損失が小さくなる。
さらに直列接続部が真空封着部としても機能できるた
め、セラミックシールは１発電器当たり１個となって簡
素化された直列接続部の構造が可能となり、接続部電路
のジュール損失を大幅に減少できる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す断面図である。
【図４】第３図の要部を示す拡大断面図である。
【図５】従来の技術を示す断面図である。
１ エミッタ ２ コレクタ ３ セラミックシール ４ 電極間空間 ５ セシウムリザーバ ６ セシウム充填リザーバ ７ コレクタン冷却ヒートパイプ ８ 環状エミッタリード ９ 環状コレクタリード １０ 環状エミッタリード １１ 環状コレクタリード １２ リード １３ 中間材 １４ 真空封着部 １５ 環状セラミック絶縁体
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年４月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 同軸円筒型熱電子発電器
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、潜水調査船や海洋開発
機器等の深海用耐圧殻に内蔵され、動力源として期待さ
れているラジオアイソトープを熱源とする熱電子発電器
に係り、特に直列接続構造を簡素化するのに好適な同軸
円筒型熱電子発電器に関する。
機器等の深海用耐圧殻に内蔵され、動力源として期待さ
れているラジオアイソトープを熱源とする熱電子発電器
に係り、特に直列接続構造を簡素化するのに好適な同軸
円筒型熱電子発電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱電子発電は、高温に加熱された物体か
ら放出される電子の持つエネルギーを電力として取り出
す直接発電技術である。従来の同軸円筒型熱電子発電器
においては、図５に示すように、深海用耐圧殻に同心円
上に内蔵され、熱源により高温（１２００〜１６００℃
程度）に加熱されて電子を放出する電極である円筒型の
エミッタ１と、放出された電子を捕集する電極であって
コレクタ冷却ヒートパイプ７で冷却される円筒型のコレ
クタ２（温度はエミッタ温度の１／２程度）と、エミッ
タ１とコレクタ２との間の金属セシウム蒸気が存在する
電極間空間４と、エミッタ１とコレクタ２とを電気絶縁
するとともに電極間空間４の真空封着部を形成するセラ
ミックシール３とにより構成されている。セシウム充填
リザーバ６よりセシウムリザーバ５を経由して金属セシ
ウム蒸気が電極間空間４に充填され、エミッタ１とコレ
クタ２とにエミッタリード８及びコレクタリード９の内
周がそれぞれ接続されている。
ら放出される電子の持つエネルギーを電力として取り出
す直接発電技術である。従来の同軸円筒型熱電子発電器
においては、図５に示すように、深海用耐圧殻に同心円
上に内蔵され、熱源により高温（１２００〜１６００℃
程度）に加熱されて電子を放出する電極である円筒型の
エミッタ１と、放出された電子を捕集する電極であって
コレクタ冷却ヒートパイプ７で冷却される円筒型のコレ
クタ２（温度はエミッタ温度の１／２程度）と、エミッ
タ１とコレクタ２との間の金属セシウム蒸気が存在する
電極間空間４と、エミッタ１とコレクタ２とを電気絶縁
するとともに電極間空間４の真空封着部を形成するセラ
ミックシール３とにより構成されている。セシウム充填
リザーバ６よりセシウムリザーバ５を経由して金属セシ
ウム蒸気が電極間空間４に充填され、エミッタ１とコレ
クタ２とにエミッタリード８及びコレクタリード９の内
周がそれぞれ接続されている。
【０００３】熱電子発電器の構造は大別すると、エミッ
タとコレクタとが平行平板として設けられる平行平板型
と、前記エミッタとコレクタとが同心円上に配置される
同軸円筒型とがある。この図５に示す従来技術は以下に
示す刊行物に記載されている。 コンフェレンス レコ
ード オブ １９７０ サーミオニィック コンバーシ
ョン スペシャリスト コンフェレンス １０月，２６
〜２９頁，１９７０，マイアミ ビーチ，フロリダ．
題名“ラジオアイソトープ サーミオニィックジェネレ
ータ”著者名 ピータ ラウクラブ （Ｃｏｎｆｅｒｅ
ｎｃｅ Ｒｅ−ｃｏｒｄ ｏｆ １９７０ Ｔｈｅｒｍ
ｉｏｎｉｃ ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＳｐｅｃｉａｌｉｓ
ｔ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ０ｃｔ.，２６〜２９，１
９７０，Ｍｉａｍｉ Ｂｅａｃｈ，Ｆｉｏｒｉｄａ．
“ＲＡＤＩＯＩＳＯＴＯＰＥＴＨＥＲＭＩＯＮＩＣ Ｇ
ＥＮＥＲＡＴＯＲ （ＲＴＩＧ）”Ｐｅｔｅｒ Ｒｏｕ
ｋｌｏｖｅ）。
タとコレクタとが平行平板として設けられる平行平板型
と、前記エミッタとコレクタとが同心円上に配置される
同軸円筒型とがある。この図５に示す従来技術は以下に
示す刊行物に記載されている。 コンフェレンス レコ
ード オブ １９７０ サーミオニィック コンバーシ
ョン スペシャリスト コンフェレンス １０月，２６
〜２９頁，１９７０，マイアミ ビーチ，フロリダ．
題名“ラジオアイソトープ サーミオニィックジェネレ
ータ”著者名 ピータ ラウクラブ （Ｃｏｎｆｅｒｅ
ｎｃｅ Ｒｅ−ｃｏｒｄ ｏｆ １９７０ Ｔｈｅｒｍ
ｉｏｎｉｃ ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＳｐｅｃｉａｌｉｓ
ｔ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ０ｃｔ.，２６〜２９，１
９７０，Ｍｉａｍｉ Ｂｅａｃｈ，Ｆｉｏｒｉｄａ．
“ＲＡＤＩＯＩＳＯＴＯＰＥＴＨＥＲＭＩＯＮＩＣ Ｇ
ＥＮＥＲＡＴＯＲ （ＲＴＩＧ）”Ｐｅｔｅｒ Ｒｏｕ
ｋｌｏｖｅ）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の同軸円筒型熱電
子発電器にあっては、 エミッタとコレクタとを支持するとともに電極間空間
を真空封着するセラミックシールの構成が非常に複雑
で、実用的な熱電子発電器の製作において、特にセラミ
ックシールの製作と接合組立て及び電極間空間の設定が
困難であるという問題点があった。 セラミックシール径がエミッタ径及びコレクタ径より
も相当大きいため、熱電子発電器の製作において、耐圧
殻が大きく重くなるという問題点があった。 低電圧大電流の熱電子発電器の出力導出において、特
に複数の熱電子発電機を直列接続する場合には、エミッ
タリードとコレクタリードの接続回路のジュール損失が
大きいという問題点があった。 また、熱電子発電器を積層して直列接続する場合に
は、隣接するセラミックシールとエミッタリードを絶縁
しなければならないという問題点があった。 本発明の目的は、直列接続構造を簡素化し、接続回路の
ジュール損失を減少することのできる同軸円筒型熱電子
発電器を提供することにある。
子発電器にあっては、 エミッタとコレクタとを支持するとともに電極間空間
を真空封着するセラミックシールの構成が非常に複雑
で、実用的な熱電子発電器の製作において、特にセラミ
ックシールの製作と接合組立て及び電極間空間の設定が
困難であるという問題点があった。 セラミックシール径がエミッタ径及びコレクタ径より
も相当大きいため、熱電子発電器の製作において、耐圧
殻が大きく重くなるという問題点があった。 低電圧大電流の熱電子発電器の出力導出において、特
に複数の熱電子発電機を直列接続する場合には、エミッ
タリードとコレクタリードの接続回路のジュール損失が
大きいという問題点があった。 また、熱電子発電器を積層して直列接続する場合に
は、隣接するセラミックシールとエミッタリードを絶縁
しなければならないという問題点があった。 本発明の目的は、直列接続構造を簡素化し、接続回路の
ジュール損失を減少することのできる同軸円筒型熱電子
発電器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る同軸円筒型熱電子発電器は、深海用耐
圧殻に内蔵され、ラジオアイソトープの崩壊熱を熱源と
し電子を放出するエミッタと、放出された電子を捕集す
るコレクタとを金属セシウム蒸気が存在する電極間空間
を介して接合してなる同軸円筒型熱電子発電器におい
て、エミッタとコレクタとを電極間空間を介して同軸円
筒状に配設するとともに、エミッタとコレクタの一端と
他端とに環状エミッタリード及び環状コレクタリードの
内周をそれぞれ接合し、隣合うそれぞれの環状エミッタ
リードとそれぞれの環状コレクタリードの同心円上の外
周を環状セラミック絶縁体を介して互いに接合した構成
とする。
め、本発明に係る同軸円筒型熱電子発電器は、深海用耐
圧殻に内蔵され、ラジオアイソトープの崩壊熱を熱源と
し電子を放出するエミッタと、放出された電子を捕集す
るコレクタとを金属セシウム蒸気が存在する電極間空間
を介して接合してなる同軸円筒型熱電子発電器におい
て、エミッタとコレクタとを電極間空間を介して同軸円
筒状に配設するとともに、エミッタとコレクタの一端と
他端とに環状エミッタリード及び環状コレクタリードの
内周をそれぞれ接合し、隣合うそれぞれの環状エミッタ
リードとそれぞれの環状コレクタリードの同心円上の外
周を環状セラミック絶縁体を介して互いに接合した構成
とする。
【０００６】そして深海用耐圧殻に内蔵され、ラジオア
イソトープの崩壊熱を熱源とし電子を放出するエミッタ
と、放出された電子を捕集するコレクタとを金属セシウ
ム蒸気が存在する電極間空間を介して接合してなる同軸
円筒型熱電子発電器において、複数のエミッタと複数の
コレクタのそれぞれを軸方向に電極間空間を介し同軸円
筒状に配設するとともに、それぞれのエミッタとそれぞ
れのコレクタの一端と他端とに環状エミッタリード及び
環状コレクタリードの内周をそれぞれ接合し、隣合うそ
れぞれの環状エミッタリードとそれぞれの環状コレクタ
リードの同心円上の外周を環状セラミック絶縁体を介し
て互いに接合して少なくとも第１の発電器、第２発電器
及び第３の発電器を形成し、第１の発電器の環状コレク
タリードと第２発電器の環状エミッタリードとを接続
し、かつ第２の発電器の環状コレクタリードと第３発電
器の環状エミッタリードとを接続してそれぞれの発電器
を直列接続した構成でもよい。
イソトープの崩壊熱を熱源とし電子を放出するエミッタ
と、放出された電子を捕集するコレクタとを金属セシウ
ム蒸気が存在する電極間空間を介して接合してなる同軸
円筒型熱電子発電器において、複数のエミッタと複数の
コレクタのそれぞれを軸方向に電極間空間を介し同軸円
筒状に配設するとともに、それぞれのエミッタとそれぞ
れのコレクタの一端と他端とに環状エミッタリード及び
環状コレクタリードの内周をそれぞれ接合し、隣合うそ
れぞれの環状エミッタリードとそれぞれの環状コレクタ
リードの同心円上の外周を環状セラミック絶縁体を介し
て互いに接合して少なくとも第１の発電器、第２発電器
及び第３の発電器を形成し、第１の発電器の環状コレク
タリードと第２発電器の環状エミッタリードとを接続
し、かつ第２の発電器の環状コレクタリードと第３発電
器の環状エミッタリードとを接続してそれぞれの発電器
を直列接続した構成でもよい。
【０００７】また深海用耐圧殻に内蔵され、ラジオアイ
ソトープの崩壊熱を熱源とし電子を放出するエミッタ
と、放出された電子を捕集するコレクタとを金属セシウ
ム蒸気が存在する電極間空間を介して接合してなる同軸
円筒型熱電子発電器において、複数のエミッタのそれぞ
れを軸方向に配列するとともに電極間空間を介して同軸
円筒状に複数のコレクタのそれぞれを配列し、それぞれ
のエミッタの一端に環状エミッタリードの内周を接合し
かつそれぞれのコレクタの一端と他端とにそれぞれの環
状コレクタリードの内周を接合し、それぞれのコレクタ
の他端の環状コレクタリードと隣合う環状エミッタリー
ドの外周を中間材を介して接合し、環状エミッタリード
と隣合う環状コレクタリーとを中間材と同心円上で環状
セラミック絶縁体を介して接合し、それぞれの発電器を
直列接続した構成でもよい。
ソトープの崩壊熱を熱源とし電子を放出するエミッタ
と、放出された電子を捕集するコレクタとを金属セシウ
ム蒸気が存在する電極間空間を介して接合してなる同軸
円筒型熱電子発電器において、複数のエミッタのそれぞ
れを軸方向に配列するとともに電極間空間を介して同軸
円筒状に複数のコレクタのそれぞれを配列し、それぞれ
のエミッタの一端に環状エミッタリードの内周を接合し
かつそれぞれのコレクタの一端と他端とにそれぞれの環
状コレクタリードの内周を接合し、それぞれのコレクタ
の他端の環状コレクタリードと隣合う環状エミッタリー
ドの外周を中間材を介して接合し、環状エミッタリード
と隣合う環状コレクタリーとを中間材と同心円上で環状
セラミック絶縁体を介して接合し、それぞれの発電器を
直列接続した構成でもよい。
【０００８】
【作用】本発明の第１の実施例によれば、環状エミッタ
リードと環状コレクタリードとで挟んだ環状セラミック
絶縁体を同心円上に配置してろう付接合して形成したセ
ラミックシールは、エミッタリードとコレクタリードの
内周側の穴がエミッタの径とコレクタの径とに合致して
同心円上に設定されるため、これに接合するエミッタと
コレクタとの芯出しが容易となる。そしてセラミックシ
ールはエミッタリード、コレクタリード及び環状セラミ
ック絶縁体の３要素よりなり小型で簡素化される。
リードと環状コレクタリードとで挟んだ環状セラミック
絶縁体を同心円上に配置してろう付接合して形成したセ
ラミックシールは、エミッタリードとコレクタリードの
内周側の穴がエミッタの径とコレクタの径とに合致して
同心円上に設定されるため、これに接合するエミッタと
コレクタとの芯出しが容易となる。そしてセラミックシ
ールはエミッタリード、コレクタリード及び環状セラミ
ック絶縁体の３要素よりなり小型で簡素化される。
【０００９】本発明の第２の実施例によれば、複数個の
発電器を軸方向に配列し、第１の発電器のコレクタリー
ドを第２の発電器のエミッタリードに接続することによ
り各発電器の直列接続ができるため、従来技術のような
別置のリード線が不要となる。また環状エミッタリード
と環状コレクタリードとはリード線よりも大きな電路が
容易に得られる。
発電器を軸方向に配列し、第１の発電器のコレクタリー
ドを第２の発電器のエミッタリードに接続することによ
り各発電器の直列接続ができるため、従来技術のような
別置のリード線が不要となる。また環状エミッタリード
と環状コレクタリードとはリード線よりも大きな電路が
容易に得られる。
【００１０】本発明の第３の実施例によれば、エミッタ
とコレクタとの一端にセラミックシールを接合し、他端
にはコレクタのみに環状コレクタリードを接合し、第１
の発電器の環状コレクタリードを第２の発電器の環状エ
ミッタリードに接続し発電器の直列接続を行うが、ここ
で環状コレクタリードと環状エミッタリードとは中間材
を挟んで溶接接合されるため、隣合う発電器でエミッタ
とコレクタとが支持されるとともに真空封着部が形成さ
れ、発電器及び直列接続部がより簡素化される。
とコレクタとの一端にセラミックシールを接合し、他端
にはコレクタのみに環状コレクタリードを接合し、第１
の発電器の環状コレクタリードを第２の発電器の環状エ
ミッタリードに接続し発電器の直列接続を行うが、ここ
で環状コレクタリードと環状エミッタリードとは中間材
を挟んで溶接接合されるため、隣合う発電器でエミッタ
とコレクタとが支持されるとともに真空封着部が形成さ
れ、発電器及び直列接続部がより簡素化される。
【００１１】
【実施例】本発明の第１の実施例を図１を参照しながら
説明する。図１に示すように、深海用耐圧殻に内蔵さ
れ、ラジオアイソトープの崩壊熱を熱源とし電子を放出
するエミッタ１と、放出された電子を捕集するコレクタ
２とを金属セシウム蒸気が存在する電極間空間４を介し
て接合してなる同軸円筒型熱電子発電器であって、エミ
ッタ１とコレクタ２とを電極間空間４を介して同軸円筒
状に配設するとともに、エミッタ１の一端と他端とに環
状エミッタリード８の内周及びコレクタ２の一端と他端
とに環状コレクタリード９の内周をそれぞれ接合し、隣
合うそれぞれの環状エミッタリード８とそれぞれの環状
コレクタリード９と同心円上の環状セラミック絶縁体１
５を介して互いに接合した構成とする。したがってセラ
ミックシール３は、環状エミッタリード８と環状コレク
タリード９とセラミックス絶縁体１５とを同心円上に配
置した一体構造になっており、電極間空間４にセシウム
リザーバ５が接続されている。
説明する。図１に示すように、深海用耐圧殻に内蔵さ
れ、ラジオアイソトープの崩壊熱を熱源とし電子を放出
するエミッタ１と、放出された電子を捕集するコレクタ
２とを金属セシウム蒸気が存在する電極間空間４を介し
て接合してなる同軸円筒型熱電子発電器であって、エミ
ッタ１とコレクタ２とを電極間空間４を介して同軸円筒
状に配設するとともに、エミッタ１の一端と他端とに環
状エミッタリード８の内周及びコレクタ２の一端と他端
とに環状コレクタリード９の内周をそれぞれ接合し、隣
合うそれぞれの環状エミッタリード８とそれぞれの環状
コレクタリード９と同心円上の環状セラミック絶縁体１
５を介して互いに接合した構成とする。したがってセラ
ミックシール３は、環状エミッタリード８と環状コレク
タリード９とセラミックス絶縁体１５とを同心円上に配
置した一体構造になっており、電極間空間４にセシウム
リザーバ５が接続されている。
【００１２】次に本発明の第２の実施例を図２を参照し
ながら説明する。第１の実施例と相違するところは、複
数のエミッタ１と複数のコレクタ２のそれぞれを軸方向
に所定間隔Ｌで電極間空間４を介し同軸円筒状に配設す
るとともに、それぞれのエミッタ１の一端と他端とに環
状エミッタリード１０の内周及びそれぞれのコレクタ２
の一端と他端とに環状コレクタリード１１の内周をそれ
ぞれ接合し、隣合うそれぞれの環状エミッタリード１０
とそれぞれの環状コレクタリード１１と同心円上の環状
セラミック絶縁体１５を介して互いに接合して少なくと
も第１の発電器Ａ、第２発電器Ｂ及び第３の発電器Ｃを
形成し、第１の発電器Ａの環状エミッタリード１０と第
２発電器Ｂの環状コレクタリード１１とをリード１２に
より接続し、かつ第２の発電器Ｂの環状エミッタリード
１０と第３発電器Ｃの環状コレクタリード１１とをリー
ド１２により接続してそれぞれの単一発電器を直列接続
した構成である。このように順次接続することにより、
全ての発電器を直列接続することができる。
ながら説明する。第１の実施例と相違するところは、複
数のエミッタ１と複数のコレクタ２のそれぞれを軸方向
に所定間隔Ｌで電極間空間４を介し同軸円筒状に配設す
るとともに、それぞれのエミッタ１の一端と他端とに環
状エミッタリード１０の内周及びそれぞれのコレクタ２
の一端と他端とに環状コレクタリード１１の内周をそれ
ぞれ接合し、隣合うそれぞれの環状エミッタリード１０
とそれぞれの環状コレクタリード１１と同心円上の環状
セラミック絶縁体１５を介して互いに接合して少なくと
も第１の発電器Ａ、第２発電器Ｂ及び第３の発電器Ｃを
形成し、第１の発電器Ａの環状エミッタリード１０と第
２発電器Ｂの環状コレクタリード１１とをリード１２に
より接続し、かつ第２の発電器Ｂの環状エミッタリード
１０と第３発電器Ｃの環状コレクタリード１１とをリー
ド１２により接続してそれぞれの単一発電器を直列接続
した構成である。このように順次接続することにより、
全ての発電器を直列接続することができる。
【００１３】さらに本発明の第３の実施例を図３及び図
４を参照しながら説明する。第３の実施例の第１及び第
２の実施例と相違するところは、複数のエミッタ１のそ
れぞれを軸方向に配列するとともに電極間空間４を介し
て同軸円筒状に複数のコレクタ２のそれぞれを配列し、
それぞれのエミッタ１の一端に環状エミッタリード８の
内周を接合しかつそれぞれのコレクタ２の一端と他端と
にそれぞれの環状コレクタリード９の内周を接合し、そ
れぞれのコレクタ２の他端の環状コレクタリード９と隣
合う環状エミッタリード８との間の外周に中間材１３を
介在させ、環状エミッタリード８と隣合う環状コレクタ
リード９と中間材１３と同心円上の環状セラミック絶縁
体１５を介して接合し、それぞれの発電器を直列接続し
た構成である。すなわち第１の実施例に示すセラミック
シール３をエミッタ１とコレクタ２の一端のみに接合
し、第１の発電器Ｄの他の一端のコレクタリード９を隣
り合う第２の発電器Ｅのエミッタリード８に中間材１３
を挟んで溶接接合してエミッタ１とコレクタ２とを支持
するとともに真空封着部１４を形成する。端部の発電器
の環状エミッタリード８及び環状コレクタリード９にリ
ード１２が接続され、電極間空間４にセシウムリザーバ
ー５が接続されている。
４を参照しながら説明する。第３の実施例の第１及び第
２の実施例と相違するところは、複数のエミッタ１のそ
れぞれを軸方向に配列するとともに電極間空間４を介し
て同軸円筒状に複数のコレクタ２のそれぞれを配列し、
それぞれのエミッタ１の一端に環状エミッタリード８の
内周を接合しかつそれぞれのコレクタ２の一端と他端と
にそれぞれの環状コレクタリード９の内周を接合し、そ
れぞれのコレクタ２の他端の環状コレクタリード９と隣
合う環状エミッタリード８との間の外周に中間材１３を
介在させ、環状エミッタリード８と隣合う環状コレクタ
リード９と中間材１３と同心円上の環状セラミック絶縁
体１５を介して接合し、それぞれの発電器を直列接続し
た構成である。すなわち第１の実施例に示すセラミック
シール３をエミッタ１とコレクタ２の一端のみに接合
し、第１の発電器Ｄの他の一端のコレクタリード９を隣
り合う第２の発電器Ｅのエミッタリード８に中間材１３
を挟んで溶接接合してエミッタ１とコレクタ２とを支持
するとともに真空封着部１４を形成する。端部の発電器
の環状エミッタリード８及び環状コレクタリード９にリ
ード１２が接続され、電極間空間４にセシウムリザーバ
ー５が接続されている。
【００１４】本発明の第１の実施例によれば、環状エミ
ッタリードと環状コレクタリードとで挟んだ環状セラミ
ック絶縁体を同心円上に配置してろう付接合して形成し
たセラミックシールは、エミッタリードとコレクタリー
ドの内周側の穴がエミッタの径とコレクタの径とに合致
して同心円上に設定されるため、これに接合するエミッ
タとコレクタとの芯出しが容易となって組立てが簡単と
なる。そしてセラミックシールはエミッタリード、コレ
クタリード及び環状セラミック絶縁体の３要素よりな
り、小型で簡素化された構造となる。
ッタリードと環状コレクタリードとで挟んだ環状セラミ
ック絶縁体を同心円上に配置してろう付接合して形成し
たセラミックシールは、エミッタリードとコレクタリー
ドの内周側の穴がエミッタの径とコレクタの径とに合致
して同心円上に設定されるため、これに接合するエミッ
タとコレクタとの芯出しが容易となって組立てが簡単と
なる。そしてセラミックシールはエミッタリード、コレ
クタリード及び環状セラミック絶縁体の３要素よりな
り、小型で簡素化された構造となる。
【００１５】本発明の第２の実施例によれば、複数個の
発電器を軸方向に配列し、第１の発電器のコレクタリー
ドを第２の発電器のエミッタリードに接続することによ
り各発電器の直列接続ができるため、従来技術のような
別置のリード線が不要となる。また環状エミッタリード
と環状コレクタリードとはリード線よりも大きな電路が
容易に得られるため電路のジュール損失が小さくなる。
発電器を軸方向に配列し、第１の発電器のコレクタリー
ドを第２の発電器のエミッタリードに接続することによ
り各発電器の直列接続ができるため、従来技術のような
別置のリード線が不要となる。また環状エミッタリード
と環状コレクタリードとはリード線よりも大きな電路が
容易に得られるため電路のジュール損失が小さくなる。
【００１６】本発明の第３の実施例によれば、エミッタ
とコレクタとの一端にセラミックシールを接合し、他端
にはコレクタのみに環状コレクタリードを接合し、第１
の発電器の環状コレクタリードを第２の発電器の環状エ
ミッタリードに接続し発電器の直列接続を行うが、ここ
で環状コレクタリードと環状エミッタリードとは中間材
を挟んで溶接接合されるため、隣合う発電器でエミッタ
とコレクタとを支持するとともに、真空封着部を形成す
ることができる。したがって、セラミックシールは１発
電器当たり１個（第１の実施例の場合は１発電器当たり
２個）となり、発電器及び直列接続部はより簡素化され
た構成とすることが可能となり、電路のジュール損失が
大幅に減少される。
とコレクタとの一端にセラミックシールを接合し、他端
にはコレクタのみに環状コレクタリードを接合し、第１
の発電器の環状コレクタリードを第２の発電器の環状エ
ミッタリードに接続し発電器の直列接続を行うが、ここ
で環状コレクタリードと環状エミッタリードとは中間材
を挟んで溶接接合されるため、隣合う発電器でエミッタ
とコレクタとを支持するとともに、真空封着部を形成す
ることができる。したがって、セラミックシールは１発
電器当たり１個（第１の実施例の場合は１発電器当たり
２個）となり、発電器及び直列接続部はより簡素化され
た構成とすることが可能となり、電路のジュール損失が
大幅に減少される。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、環状エミッタリード、
環状コレクタリード及び環状セラミック絶縁体を、同心
円上に配置してろう付接合して形成したセラミックシー
ルは一体構造で芯出しすることができるため、これに接
合するエミッタとコレクタとは芯出しが容易となり簡単
に組立てることができる。またセラミックシールの構造
が簡易で、環状エミッタリードと環状コレクタリードと
は、電路面積が大きいのでジュール損失が小さくなる。
さらに直列接続部が真空封着部としても機能できるた
め、セラミックシールは１発電器当たり１個となって簡
素化された直列接続部の構造が可能となり、接続部電路
のジュール損失を大幅に減少できる。
環状コレクタリード及び環状セラミック絶縁体を、同心
円上に配置してろう付接合して形成したセラミックシー
ルは一体構造で芯出しすることができるため、これに接
合するエミッタとコレクタとは芯出しが容易となり簡単
に組立てることができる。またセラミックシールの構造
が簡易で、環状エミッタリードと環状コレクタリードと
は、電路面積が大きいのでジュール損失が小さくなる。
さらに直列接続部が真空封着部としても機能できるた
め、セラミックシールは１発電器当たり１個となって簡
素化された直列接続部の構造が可能となり、接続部電路
のジュール損失を大幅に減少できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す断面図である。
【図４】第３図の要部を示す拡大断面図である。
【図５】従来の技術を示す断面図である。
【符号の説明】 １ エミッタ ２ コレクタ ３ セラミックシール ４ 電極間空間 ５ セシウムリザーバ ６ セシウム充填リザーバ ７ コレクタン冷却ヒートパイプ ８ 環状エミッタリード ９ 環状コレクタリード １０ 環状エミッタリード １１ 環状コレクタリード １２ リード １３ 中間材 １４ 真空封着部 １５ 環状セラミック絶縁体
Claims (3)
- 【請求項１】 深海用耐圧殻に内蔵され、ラジオアイソ
トープの崩壊熱を熱源とし電子を放出するエミッタと、
該放出された電子を補集するコレクタとを金属セシウム
蒸気が存在する電極間空間を介して接合してなる同軸円
筒型熱電子発電器において、前記エミッタと前記コレク
タとを前記電極間空間を介して同軸円筒状に配設すると
ともに、前記エミッタと前記コレクタの一端と他端とに
環状エミッタリード及び環状コレクタリードの内周をそ
れぞれ接合し、隣合うそれぞれの環状エミッタリードと
それぞれの環状コレクタリードの同心円上の外周を環状
セラミック絶縁体を介して互いに接合したことを特徴と
する同軸円筒型熱電子発電器。 - 【請求項２】 深海用耐圧殻に内蔵され、ラジオアイソ
トープの崩壊熱を熱源とし電子を放出するエミッタと、
該放出された電子を補集するコレクタとを金属セシウム
蒸気が存在する電極間空間を介して接合してなる同軸円
筒型熱電子発電器において、複数のエミッタと複数のコ
レクタのそれぞれを軸方向に前記電極間空間を介し同軸
円筒状に配設するとともに、それぞれのエミッタとそれ
ぞれのコレクタの一端と他端とに環状エミッタリード及
び環状コレクタリードの内周をそれぞれ接合し、隣合う
それぞれの環状エミッタリードとそれぞれの環状コレク
タリードの同心円上の外周を環状セラミック絶縁体を介
して互いに接合して少なくとも第１の発電器、第２発電
器及び第３の発電器を形成し、前記第１の発電器の環状
コレクタリードと前記第２発電器の環状エミッタリード
とを接続し、かつ前記第２の発電器の環状コレクタリー
ドと前記第３発電器の環状エミッタリードとを接続して
それぞれの発電器を直列接続したことを特徴とする同軸
円筒型熱電子発電器。 - 【請求項３】 深海用耐圧殻に内蔵され、ラジオアイソ
トープの崩壊熱を熱源とし電子を放出するエミッタと、
該放出された電子を補集するコレクタとを金属セシウム
蒸気が存在する電極間空間を介して接合してなる同軸円
筒型熱電子発電器において、複数のエミッタのそれぞれ
を軸方向に配列するとともに前記電極間空間を介して同
軸円筒状に複数のコレクタのそれぞれを配列し、それぞ
れのエミッタの一端に環状エミッタリードの内周を接合
しかつそれぞれのコレクタの一端と他端とにそれぞれの
環状コレクタリードの内周を接合し、それぞれのコレク
タの他端の環状コレクタリードと隣合う環状エミッタリ
ードの外周を中間材を介して接合し、該環状エミッタリ
ードと隣合う環状コレクタリードとを前記中間材と同心
円上で環状セラミック絶縁体を介して接合し、それぞれ
の発電器を直列接続したことを特徴とする同軸円筒型熱
電子発電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5066710A JP2782031B2 (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 同軸円筒型熱電子発電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5066710A JP2782031B2 (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 同軸円筒型熱電子発電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06284757A true JPH06284757A (ja) | 1994-10-07 |
| JP2782031B2 JP2782031B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=13323757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5066710A Expired - Lifetime JP2782031B2 (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 同軸円筒型熱電子発電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2782031B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007005589A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Daikin Ind Ltd | 熱電子発電装置 |
-
1993
- 1993-03-25 JP JP5066710A patent/JP2782031B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007005589A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Daikin Ind Ltd | 熱電子発電装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2782031B2 (ja) | 1998-07-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980324 |