JPH11125145A - Power generation method and power generation device - Google Patents
Power generation method and power generation deviceInfo
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- JPH11125145A JPH11125145A JP9288600A JP28860097A JPH11125145A JP H11125145 A JPH11125145 A JP H11125145A JP 9288600 A JP9288600 A JP 9288600A JP 28860097 A JP28860097 A JP 28860097A JP H11125145 A JPH11125145 A JP H11125145A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用エンジン
の廃熱等を利用した発電方法および発電装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power generation method and a power generation apparatus utilizing waste heat of an automobile engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】環境保全と原油等のエネルギ資源の枯渇
回避を図るために省エネルギ技術を確立し、さらにその
可能性の極限を追求することは、全ての技術分野におけ
る重要課題の1つであり、そのための間断のない努力が
求められている。2. Description of the Related Art It is one of the most important issues in all technical fields to establish an energy saving technology and to pursue the limit of its potential in order to protect the environment and avoid depletion of energy resources such as crude oil. There is a need for continuous efforts to do so.
【0003】発電技術の分野でみると、発電効率を高め
て原油等のエネルギ資源の消費量を削減するために、ハ
ードおよびソフトの両面で種々の技術の実用化が図られ
ている。In the field of power generation technology, various technologies have been put to practical use in both hardware and software in order to increase power generation efficiency and reduce consumption of energy resources such as crude oil.
【0004】また、発電に要する原油等のエネルギ資源
の全部または一部に代替して廃熱、例えば、都市部にお
いて大量に発生するゴミを焼却する際の廃熱を利用する
技術等が用いられている。In addition, a technology that uses waste heat instead of all or a part of energy resources such as crude oil required for power generation, for example, waste heat when incinerating a large amount of garbage in an urban area is used. ing.
【0005】一方、昼夜間の消費電力量変動に対応して
余剰電力を備蓄する技術の観点からは、揚水発電技術や
大容量蓄電装置等が開発されている。On the other hand, pumping power generation technology, large-capacity power storage devices, and the like have been developed from the viewpoint of technology for storing surplus power in response to fluctuations in power consumption during the day and night.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような課
題を考慮してなされたものであり、静電蓄電装置として
のコンデンサを用いた、省エネルギに寄与する新規でか
つ簡易な発電方法および発電装置を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and a new and simple power generation method which contributes to energy saving using a capacitor as an electrostatic storage device. An object is to provide a power generator.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明においては、直流電源(電圧源)によりコ
ンデンサに電荷を蓄積し、電荷が蓄積された前記コンデ
ンサの静電容量を外部エネルギ源により減少させること
によって前記外部エネルギ源のエネルギを電気エネルギ
に変換して蓄積(蓄電)する。これにより、外部エネル
ギ源のエネルギである機械エネルギや熱エネルギ等を電
気エネルギに有効に変換して蓄電することができる。な
お、前記外部エネルギ源のエネルギとは、電気エネルギ
以外の機械エネルギや熱エネルギ等をいう。In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, a charge is stored in a capacitor by a DC power supply (voltage source), and the capacitance of the capacitor in which the charge has been stored is externally stored. The energy of the external energy source is converted into electric energy and stored (electric power storage) by reducing the energy by the energy source. As a result, mechanical energy, heat energy, and the like, which are the energy of the external energy source, can be effectively converted into electric energy and stored. Note that the energy of the external energy source refers to mechanical energy other than electric energy, heat energy, and the like.
【0008】本発明に係る発電方法および発電装置にお
ける発電作用は、前記コンデンサのエネルギ蓄積量(W
で示す。)の定義式であるW=(1/2)×Q×V(Q
は電荷を示し、Vはコンデンサの端子間電位を示す。)
により説明できる。The power generation operation of the power generation method and the power generation device according to the present invention is based on the energy storage amount (W
Indicated by ) Is defined as W = (1 /) × Q × V (Q
Represents electric charge, and V represents a potential between terminals of the capacitor. )
Can be explained.
【0009】即ち、先ず前記直流電源により、初期のエ
ネルギ蓄積量W1 が、W1 =(1/2)×Q1 ×V1 で
ある電気エネルギを前記コンデンサに蓄積する。That is, the DC power supply first stores electrical energy in the capacitor in which the initial energy storage amount W 1 is W 1 = (1 /) × Q 1 × V 1 .
【0010】次いで、前記外部エネルギ源のエネルギと
して熱エネルギ等を供給して、例えば電荷の蓄積された
可変コンデンサ(いわゆる、バリコン)等の有効電極面
積を強制的に大きくする等の方法を用いて静電容量Cを
C1 からC2 に減少させることにより、前記コンデンサ
の電荷Q1 が一定のままで電位V1 が外部エネルギ源か
ら与えられたエネルギ量に応じた電位V2 に上昇する
(V2 =Q1 /C2 )。この結果、前記コンデンサの電
位変化後のエネルギ蓄積量W2 は、W2 =(1/2)×
Q1 ×V2 となり、電位の上昇分に対応するエネルギ蓄
積量W2 −W1 =(1/2)×Q1 ×(V2 −V1 )だ
け初期のエネルギ蓄積量W1 よりも増加する。Next, heat energy or the like is supplied as the energy of the external energy source to forcibly increase the effective electrode area of, for example, a variable capacitor (a so-called variable capacitor) in which electric charges are accumulated. By reducing the capacitance C from C 1 to C 2 , the potential V 1 rises to a potential V 2 according to the amount of energy given from an external energy source while the charge Q 1 of the capacitor remains constant ( V 2 = Q 1 / C 2 ). As a result, the energy storage amount W 2 after the potential change of the capacitor is W 2 = (1 /) ×
Q 1 × V 2 , which is larger than the initial energy storage amount W 1 by the energy storage amount W 2 −W 1 = (1 /) × Q 1 × (V 2 −V 1 ) corresponding to the potential rise. I do.
【0011】また、本発明において、前記発電方法によ
りエネルギが蓄積された前記コンデンサを放電し、さら
に、好適には、放電後の前記コンデンサに再度直流電源
により電荷を蓄積するという、エネルギの蓄積および放
電のサイクルを繰り返すことで、電気エネルギに変換さ
れた外部エネルギ源のエネルギを適当な負荷に接続して
電力として利用することができる。[0011] In the present invention, the capacitor in which energy is stored by the power generation method is discharged, and more preferably, charge is stored in the capacitor after discharging by a DC power supply again. By repeating the discharge cycle, the energy of the external energy source converted into electric energy can be connected to an appropriate load and used as electric power.
【0012】また、本発明において、前記外部エネルギ
源により電荷を蓄積された前記コンデンサの静電容量を
減少させることで前記外部エネルギ源のエネルギを電気
エネルギに変換して前記コンデンサに蓄積する方法とし
ては、前記外部エネルギ源により前記コンデンサの電極
間距離を長くする方法、前記電極間に密閉される誘電体
の誘電率を低くする方法および前記電極面積(有効対向
電極面積)を小さくする方法のうち、少なくとも1つ以
上の方法を組み合わせて用いることにより、本発明の効
果を好適に発揮することができる。In the present invention, a method for converting the energy of the external energy source into electric energy and storing the electric energy in the capacitor by reducing the capacitance of the capacitor in which the electric charge is stored by the external energy source is provided. Are a method of increasing the distance between the electrodes of the capacitor by the external energy source, a method of reducing the dielectric constant of a dielectric sealed between the electrodes, and a method of reducing the electrode area (effective counter electrode area). By using at least one method in combination, the effects of the present invention can be suitably exerted.
【0013】前記コンデンサの静電容量を減少させる各
方法の作用については、コンデンサの静電容量Cについ
ての定義式である、C=(ε×S)/d(εは誘電体の
比誘電率、Sは電極面積、dは電極間距離をそれぞれ示
す。)により説明できる。即ち、前記した定義式におい
て、外部エネルギ源のエネルギにより、電極間距離dを
長くする手段、電極間に密閉される誘電体の比誘電率ε
を低くする手段および電極面積Sを小さくする手段のい
ずれかを用いることによって静電容量Cを減少させるこ
とができる。The action of each method for reducing the capacitance of the capacitor is defined by the definition of the capacitance C of the capacitor, C = (ε × S) / d (where ε is the relative permittivity of the dielectric) , S represent the electrode area, and d represents the distance between the electrodes.) That is, in the above-described definition formula, the means for increasing the distance d between the electrodes by the energy of the external energy source, the relative permittivity ε of the dielectric sealed between the electrodes,
The capacitance C can be reduced by using any of the means for reducing the electrode area S and the means for reducing the electrode area S.
【0014】この場合、機械エネルギを作用させてコン
デンサの電極間距離dを長くする方法においては、電極
間距離dを変更するための伸縮自在な支持体を有するコ
ンデンサや、電極間距離dを調整できるようにした可変
コンデンサを好適に用いることができる。また、同じく
機械エネルギを作用させて電極面積Sを小さくする方法
においては、電極面積Sを調整することの可能な通常の
可変コンデンサを好適に用いることができる。さらに、
熱エネルギを、一旦、機械エネルギに変換した後これを
コンデンサに作用させる方法においては、ディスプレー
サ型スターリングエンジンを用いて等温膨張過程におけ
る外部に対する仕事により前記伸縮自在な支持体を伸張
し、可変コンデンサの電極間距離dを長くする、または
電極面積Sを小さくする手段を好適に用いることができ
る。In this case, in the method of increasing the distance d between the electrodes of the capacitor by applying mechanical energy, a capacitor having an extendable support for changing the distance d between the electrodes, or adjusting the distance d between the electrodes is used. The variable capacitor that can be used can be suitably used. In the method of reducing the electrode area S by applying mechanical energy, a normal variable capacitor capable of adjusting the electrode area S can be suitably used. further,
In a method of converting heat energy into mechanical energy once and then applying the energy to a capacitor, the expandable and contractible support is extended by work to the outside in an isothermal expansion process using a displacer-type Stirling engine, and a variable capacitor is formed. Means for increasing the distance d between the electrodes or reducing the electrode area S can be suitably used.
【0015】また、本発明における前記外部エネルギ源
により前記コンデンサの静電容量Cを減少させる方法に
おいては、前記コンデンサの電極間に密閉される前記誘
電体として液体を用い、前記外部エネルギ源の熱エネル
ギにより前記液体を加熱してその全量または一部を気体
とする方法を好適に用いることができる。このとき前記
液体が前記気体に相変化する割合は、加熱量により決定
される。In the method of reducing the capacitance C of the capacitor by the external energy source according to the present invention, a liquid is used as the dielectric sealed between the electrodes of the capacitor, and the heat of the external energy source is reduced. A method in which the liquid is heated by energy to convert all or a part of the liquid into a gas can be suitably used. At this time, the rate at which the liquid changes phase to the gas is determined by the amount of heating.
【0016】発電と放電のサイクルを繰り返したい場合
には、前記コンデンサを放電して電気エネルギを消費
し、前記気体を冷却して前記液体とした後、前記コンデ
ンサに前記直流電源により電荷Qを再度蓄積する。When it is desired to repeat the cycle of power generation and discharge, the capacitor is discharged to consume electric energy, the gas is cooled to the liquid, and then the charge Q is again supplied to the capacitor by the DC power supply. accumulate.
【0017】誘電体材料の相変化を利用することによ
り、誘電体の比誘電率εを著しく低下させることができ
るとともに、電極間距離dを長くすることができ、本発
明の効果をより好適に発揮することができる。By utilizing the phase change of the dielectric material, the relative permittivity ε of the dielectric can be remarkably reduced, and the distance d between the electrodes can be increased. Can be demonstrated.
【0018】誘電体として液体を用いこれを加熱して気
体とする上記手段の作用は、以下の通りである。The operation of the above-described means in which a liquid is used as a dielectric and heated to generate a gas is as follows.
【0019】前記のように静電容量C2 を小さくする手
段としては、電極間距離dを長くする方法、有効電極面
積Sを小さくする方法および誘電体の比誘電率εを低く
する方法がある。しかし、電極間距離dを長くする方法
または有効電極面積Sを小さくする方法を用いる場合
は、静電蓄電装置としてのコンデンサの寸法の大きなも
のを用意する必要がある。これに対して、誘電体の比誘
電率εを低くする方法を用いる場合は、前記コンデンサ
の寸法は無関係であり、コンパクトな静電蓄電装置とす
ることができる。As means for reducing the capacitance C 2 as described above, there are a method of increasing the distance d between the electrodes, a method of decreasing the effective electrode area S, and a method of decreasing the relative permittivity ε of the dielectric. . However, when a method of increasing the distance d between electrodes or a method of reducing the effective electrode area S is used, it is necessary to prepare a capacitor having a large size as an electrostatic storage device. On the other hand, when the method of reducing the dielectric constant ε of the dielectric is used, the size of the capacitor is irrelevant, and a compact electrostatic power storage device can be obtained.
【0020】かかる観点から、誘電体として液体を用
い、気化、凝縮サイクルを採用すると、直流電源により
エネルギを蓄積する時点での液体の比誘電率εは、水を
用いる場合は79(25℃)、エチルアルコールを用い
る場合は24(25℃)であるが、外部エネルギ源の熱
エネルギにより加熱されて液体が相変化した気体につい
ては、水とエチルアルコールはともにほぼ1に近いもの
となる。このため、誘電体の比誘電率εが1/79ある
いは1/24に大幅に低下することにより、初期のエネ
ルギを蓄積する段階のコンデンサの静電容量C1 に対し
て電位変化後のコンデンサの静電容量C2 が比誘電率ε
と同様に1/79あるいは1/24のように大幅に小さ
くなることから、水やエチルアルコール等の物質は本発
明に適用する上で非常に好適な誘電体材料であるといえ
る。なお、この場合、前記静電蓄電装置は前記電極間距
離dが変化しないように固定された構造のものを前提と
しているが、実用上は、前記電極間距離dを変更可能な
支持体として伸縮自在な可撓性材料を用い、液体の相変
化に伴う体積膨張によって電極間距離dを長くする方法
を併用すると、より好適である。From this viewpoint, when a liquid is used as a dielectric and a vaporization / condensation cycle is employed, the relative dielectric constant ε of the liquid at the time when energy is stored by a DC power supply is 79 (25 ° C.) when water is used. In the case of using ethyl alcohol, the temperature is 24 (25 ° C.). However, for a gas which is heated by the heat energy of the external energy source and the liquid undergoes a phase change, both water and ethyl alcohol are almost equal to 1. Thus, by the relative dielectric constant of the dielectric ε decreases significantly to 1/79 or 1/24, of the product after the potential change to the static capacitance C 1 of the stage capacitor that accumulates initial energy Capacitance C 2 is relative permittivity ε
Since it is much smaller, such as 1/79 or 1/24, the substance such as water or ethyl alcohol can be said to be a very suitable dielectric material when applied to the present invention. In this case, it is assumed that the electrostatic power storage device has a structure fixed so that the distance d between the electrodes does not change. However, in practical use, the electrostatic storage device expands and contracts as a support capable of changing the distance d between the electrodes. It is more preferable to use a flexible material in combination with a method of increasing the inter-electrode distance d by volume expansion accompanying a phase change of the liquid.
【0021】上述したコンデンサの静電容量を大きく変
化させる観点からは、誘電体材料として液体時の比誘電
率の高いものを用いることが望ましいが、一方、利用度
の低い低温廃熱を有効利用する観点からは、液体の沸点
が極力低いもの、好ましくは約200℃以下のものであ
ることが望ましい。From the viewpoint of greatly changing the capacitance of the above-mentioned capacitor, it is desirable to use a dielectric material having a high relative dielectric constant in a liquid state. In view of this, it is desirable that the boiling point of the liquid be as low as possible, preferably about 200 ° C. or less.
【0022】また、本発明においては、使用する外部エ
ネルギ源として低温廃熱を用いることができ、この場
合、好適には、低温廃熱を前記したディスプレーサ型ス
ターリングエンジンの等温加熱工程に利用して機械エネ
ルギに変換した後コンデンサに蓄電することができる。
またさらに、低温廃熱として自動車用エンジンの廃熱を
用い、発生する電気エネルギを自動車用バッテリに充電
する方法を好適に用いることができる。ここで、本発明
における低温廃熱としては、廃熱回収技術上、有効利用
が比較的困難な80〜600℃程度の熱源を有効に活用
することができる。In the present invention, low-temperature waste heat can be used as an external energy source to be used. In this case, preferably, the low-temperature waste heat is used in the above-mentioned isothermal heating step of the displacer type Stirling engine. After being converted into mechanical energy, it can be stored in a capacitor.
Further, a method of using the waste heat of an automobile engine as low-temperature waste heat and charging the generated electric energy to a vehicle battery can be preferably used. Here, as the low-temperature waste heat in the present invention, a heat source of about 80 to 600 ° C., which is relatively difficult to effectively use in terms of waste heat recovery technology, can be effectively used.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る発電方法およ
び発電装置の好適な実施の形態を図1〜図8を参照しな
がら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a power generation method and a power generation device according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0024】最初に、図1の工程図および図4の表図を
参照して、本発明の第1の実施の形態に係る発電方法に
ついて説明する。First, a power generation method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the process chart of FIG. 1 and the table of FIG.
【0025】図1および図4において、まず、電位V1
の直流電源(電圧源)と初期静電容量C1のコンデンサ
との接続回路をオン状態にする(ステップS10:図4
のA、図4のB)。In FIGS. 1 and 4, first, the potential V 1
The connection circuit between the DC power supply (voltage source) and the capacitor having the initial capacitance C1 is turned on (step S10: FIG. 4).
A, FIG. 4B).
【0026】このオン状態において、直流電源によりコ
ンデンサが充電される。換言すれば、直流電源の電気エ
ネルギが、初期のエネルギ蓄積量W1 {W1 =(1/
2)×Q1 ×V1 =(1/2)×C1 ×V1 ×V1 }と
してコンデンサに蓄電される(ステップS12)。In this ON state, the capacitor is charged by the DC power supply. In other words, the electric energy of the DC power supply is equal to the initial energy storage amount W 1 {W 1 = (1 /
2) It is stored in the capacitor as × Q 1 × V 1 = (1 /) × C 1 × V 1 × V 1 } (step S12).
【0027】次に、直流電源とコンデンサとの接続回路
をオフ状態にする(ステップS14:図4のC)。この
場合、静電容量C1 のコンデンサには、初期のエネルギ
蓄積量W1 がそのまま残留する。Next, the connection circuit between the DC power supply and the capacitor is turned off (step S14: C in FIG. 4). In this case, the capacitor of the capacitance C 1, the initial energy storage amount W 1 remains as it is.
【0028】次いで、外部エネルギ源接続・解除手段に
より、詳細を後述する外部エネルギ源と静電容量C1 の
コンデンサとを接続する(ステップS16:図4の
D)。[0028] Then, the external energy source connected-releasing means, for connecting the capacitor of the external energy source and the capacitance C 1, which will be described in detail later (step S16: D in FIG. 4).
【0029】そして、外部エネルギ源からのエネルギの
供給によりコンデンサの静電容量を減少させ(C1 →C
2 )、コンデンサの端子間の電位を上昇させる(V1 →
V2)。これにより、静電容量がC1 からC2 に変化し
たコンデンサに外部エネルギ源からのエネルギが電気エ
ネルギとして蓄電される(ステップS18:図4の
D)。このときコンデンサに蓄電される電位変化後のエ
ネルギ量をW2 とすると、W2 =(1/2)×Q1 ×V
2 となり、エネルギの増加量はW2 −W1 =(1/2)
×Q1 ×(V2 −V1 )となる。なお、コンデンサの静
電容量を減少させる方法としては、静電容量CがC=ε
×S/dで表されることを考慮して、比誘電率εを小さ
くする、電極間の対向面積Sを小さくする、および(ま
たは)電極間距離dを大きくすればよい。Then, the capacitance of the capacitor is reduced by supplying energy from an external energy source (C 1 → C
2 ) Increase the potential between the terminals of the capacitor (V 1 →
V 2 ). Accordingly, capacitance energy from an external energy source to the capacitor changes from C 1 to C 2 is charged as electrical energy (step S18: D in FIG. 4). At this time, if the amount of energy stored in the capacitor after the potential change is W 2 , W 2 = (1 /) × Q 1 × V
2 and the energy increase is W 2 −W 1 = (()
× Q 1 × (V 2 −V 1 ). As a method of reducing the capacitance of the capacitor, the capacitance C is expressed as C = ε.
In consideration of the expression of × S / d, the relative permittivity ε may be reduced, the facing area S between the electrodes may be reduced, and / or the distance d between the electrodes may be increased.
【0030】この状態において、外部エネルギ源接続・
解除手段により外部エネルギ源とコンデンサとの接続を
解除する(ステップS20:図4のE)。In this state, the connection of the external energy source
The connection between the external energy source and the capacitor is released by the release means (step S20: E in FIG. 4).
【0031】次に、本発明の第2の実施の形態に係る発
電方法について、図2の工程図および図4の表図を参照
して説明する。Next, a power generation method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the process chart of FIG. 2 and the table of FIG.
【0032】図2に示す本発明の第2の実施の形態に係
る発電方法のうち、ステップS110〜ステップS12
0は、図1に示した本発明の第1の実施の形態のステッ
プS10〜ステップS20と同様である。In the power generation method according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2, steps S110 to S12 are performed.
0 is the same as step S10 to step S20 of the first embodiment of the present invention shown in FIG.
【0033】そして、ステップS120の処理後に静電
容量がC2 になってエネルギが蓄積されているコンデン
サと、負荷との接続回路をオン状態にする(ステップS
122:図4のF)。[0033] Then, a capacitor energy is accumulated capacitance after the processing of step S120 is turned C 2, to turn on the connection circuit and the load (step S
122: F in FIG.
【0034】これにより、コンデンサから負荷に電気エ
ネルギが供給される(ステップS124:図4のF)。Thus, electric energy is supplied from the capacitor to the load (step S124: F in FIG. 4).
【0035】次いで、本発明の第3の実施の形態に係る
発電方法について、図3の工程図および図4の表図を参
照して説明する。Next, a power generation method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the process chart of FIG. 3 and the table of FIG.
【0036】図3に示す本発明の第3の実施の形態に係
る発電方法のうち、ステップS210〜ステップS22
4は、図2に示した本発明の第2の実施の形態のステッ
プS110〜ステップS124と同様である。In the power generation method according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 3, steps S210 to S22 are performed.
Step 4 is the same as step S110 to step S124 of the second embodiment of the present invention shown in FIG.
【0037】すなわち、本発明の第3の実施の形態に係
る連続的な発電方法では、図2に示す本発明の第2の実
施の形態のステップS110〜ステップS124の各々
に対応する手順を経て、さらに、コンデンサと負荷との
接続回路をオフ状態にした後(ステップS226:図4
のG)、最初の工程に戻る(ステップS210:図4の
A)。このようにして、基本的には、コンデンサへの充
電、充電したコンデンサに対する外部エネルギの付与、
コンデンサの放電の一連の工程を繰り返すことにより連
続的な発電が行われる。That is, in the continuous power generation method according to the third embodiment of the present invention, a procedure corresponding to each of steps S110 to S124 of the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 is performed. Then, after the connection circuit between the capacitor and the load is turned off (step S226: FIG.
G), and returns to the first step (step S210: A in FIG. 4). In this way, basically, charging the capacitor, applying external energy to the charged capacitor,
By repeating a series of steps of discharging the capacitor, continuous power generation is performed.
【0038】次に、図5に示す装置概念図により、本発
明の第3の実施の形態に係る連続的な発電方法との関係
において好適な装置例としての第1の実施例について説
明する。Next, a first example as an example of a preferred apparatus in relation to the continuous power generation method according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to the conceptual view of the apparatus shown in FIG.
【0039】図5例の発電装置は、静電容量の変更可能
な構造を有する静電蓄電装置としてのコンデンサ2を有
し、コンデンサ2には、直流電源供給手段4と、外部エ
ネルギ源供給手段6と、負荷手段8と、冷却エネルギ源
供給手段10とがそれぞれ接続される。The power generating apparatus shown in FIG. 5 has a capacitor 2 as an electrostatic power storage device having a structure capable of changing the capacitance. The capacitor 2 includes a DC power supply means 4 and an external energy source supply means. 6, the load means 8, and the cooling energy source supply means 10 are connected respectively.
【0040】コンデンサ2は、電極端子を含む一対の電
極12a、12bと、この電極12a、12b間に密閉
された誘電体である水14と、水14の体積または圧力
変化に応じて伸縮自在に電極12a、12b間の距離を
可変させる支持体である絶縁物のベローズ16とで構成
される。The capacitor 2 includes a pair of electrodes 12a and 12b including electrode terminals, water 14 which is a dielectric sealed between the electrodes 12a and 12b, and expands and contracts according to the volume or pressure change of the water 14. It is composed of a bellows 16 made of an insulator, which is a support for changing the distance between the electrodes 12a and 12b.
【0041】直流電源供給手段4は、直流電源18とス
イッチ20とで構成される。The DC power supply means 4 comprises a DC power supply 18 and a switch 20.
【0042】外部エネルギ源供給手段6は、外部エネル
ギ源としての自動車用エンジンの廃熱22と、この廃熱
22とコンデンサ2の誘電体である水14との間で熱交
換を行う外部エネルギ源接続・解除手段としてのヒート
パイプ24と、ヒートパイプ24と廃熱22との間に設
けられたバルブ25とを有する。The external energy source supply means 6 is an external energy source for exchanging heat between the waste heat 22 of the automobile engine as an external energy source and the water 14 which is a dielectric of the condenser 2. It has a heat pipe 24 as connection / disconnection means, and a valve 25 provided between the heat pipe 24 and the waste heat 22.
【0043】負荷手段8は、負荷とされる自動車用バッ
テリ26と、スイッチ28と、抵抗器30とから構成さ
れる。この場合、抵抗器30は、自動車用バッテリ26
に対する充電電流を制限するために挿入されている。The load means 8 includes a vehicle battery 26 to be loaded, a switch 28, and a resistor 30. In this case, the resistor 30 is connected to the vehicle battery 26.
To limit the charging current for
【0044】冷却エネルギ源供給手段10は、冷却エネ
ルギ源としての冷却水32と、この冷却水32とコンデ
ンサの誘電体である水(加熱された水または水蒸気)1
4との間で熱交換を行う冷却源接続・解除手段としての
ヒートパイプ34と、ヒートパイプ34と冷却水32と
の間に設けられたバルブ36とを有する。The cooling energy source supply means 10 includes a cooling water 32 serving as a cooling energy source, and water (heated water or steam) 1 serving as the cooling water 32 and a dielectric of a condenser.
A heat pipe as a cooling source connecting / disconnecting means for exchanging heat with the cooling pipe; and a valve provided between the heat pipe and the cooling water.
【0045】次に、図5例の装置の作用について説明す
る。Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 5 will be described.
【0046】先ず、バルブ25とバルブ36とが閉じた
状態において、スイッチ20をオン状態にして直流電源
18とコンデンサ2とを接続する。これにより、コンデ
ンサ2の電極12a、12bの対向面積、電極12a、
12b間の距離および誘電体である水14の比誘電率に
よって決定される静電容量と直流電源18の電位とから
定められる電気エネルギがコンデンサ2に蓄積される
(図4のB)。First, with the valves 25 and 36 closed, the switch 20 is turned on to connect the DC power supply 18 and the capacitor 2. As a result, the opposing areas of the electrodes 12a and 12b of the capacitor 2, the electrodes 12a and
Electric energy determined by the capacitance determined by the distance between the electrodes 12b and the relative permittivity of the water 14, which is a dielectric, and the potential of the DC power supply 18 are stored in the capacitor 2 (B in FIG. 4).
【0047】次いで、スイッチ20をオフ状態にして直
流電源18とコンデンサ2との接続を解除した後、バル
ブ25を開き、ヒートパイプ24を介して外部エネルギ
源のエネルギである自動車用エンジンの廃熱22をコン
デンサ2の誘電体である水14に導入して加熱する。こ
れにより、誘電体である水14は徐々に蒸発し受熱量に
応じて水蒸気に相変化する(液相→気相)。誘電体であ
る水14の相変化による体積膨張によりコンデンサ2の
支持体である絶縁物のベローズ16が伸張し電極12
a、12b間の距離が大きくなるとともに誘電体である
水14および水蒸気の比誘電率が低下することにより、
外部エネルギ源である自動車用エンジンの廃熱22が電
気エネルギに変換されてコンデンサ2に蓄積される(図
4のD)。この場合、電極12a、12b間の距離の増
加と誘電体である水14の比誘電率の低下によりコンデ
ンサ2の静電容量が減少し、コンデンサ2の端子(電極
12a、12b)間の電位が上昇する。Next, after the switch 20 is turned off to disconnect the DC power supply 18 from the capacitor 2, the valve 25 is opened, and the waste heat of the automobile engine, which is the energy of the external energy source, is opened via the heat pipe 24. 22 is introduced into water 14 which is a dielectric of the capacitor 2 and heated. As a result, the water 14, which is a dielectric, gradually evaporates and changes into a phase of water vapor according to the amount of heat received (liquid phase → gas phase). Due to the volume expansion due to the phase change of the water 14 which is a dielectric, the bellows 16 of the insulator which is the support of the capacitor 2 is expanded,
As the distance between a and 12b increases and the relative permittivity of water 14 and water vapor, which are dielectric materials, decreases,
Waste heat 22 of the vehicle engine, which is an external energy source, is converted into electric energy and stored in the capacitor 2 (D in FIG. 4). In this case, the capacitance of the capacitor 2 decreases due to an increase in the distance between the electrodes 12a and 12b and a decrease in the relative permittivity of the water 14 as a dielectric, and the potential between the terminals (electrodes 12a and 12b) of the capacitor 2 decreases. Rise.
【0048】外部エネルギが蓄えられた状態においてバ
ルブ25を閉じ、外部エネルギ源のエネルギである自動
車用エンジンの廃熱22とコンデンサ2との接続を解除
する。When the external energy is stored, the valve 25 is closed, and the connection between the condenser 2 and the waste heat 22 of the automobile engine, which is the energy of the external energy source, is released.
【0049】この後、スイッチ28をオン状態とし、コ
ンデンサ2と負荷である自動車用バッテリ26とを接続
して、コンデンサ2に蓄積されているエネルギである電
荷を放電することにより自動車用バッテリ26を充電す
る。コンデンサ2に蓄えられていた電荷の全量または一
部の電荷を放電した後、スイッチ28をオフ状態にす
る。これにより、負荷である自動車用バッテリ26とコ
ンデンサ2との接続が解除される。Thereafter, the switch 28 is turned on, the capacitor 2 is connected to the vehicle battery 26 as a load, and the electric charge, which is energy stored in the capacitor 2, is discharged. Charge. After discharging all or part of the electric charge stored in the capacitor 2, the switch 28 is turned off. Thus, the connection between the vehicle battery 26 as a load and the capacitor 2 is released.
【0050】次いで、バルブ36を開き、誘電体である
水蒸気をヒートパイプ34を介して冷却エネルギ源であ
る冷却水32により冷却して水14に戻す(気相→液
相)。これによりベローズ16が収縮して元にもどる。
この後、バルブ36を閉じることで、冷却エネルギ源で
ある冷却水32とコンデンサ2との接続を解除して初期
の状態に戻す。Next, the valve 36 is opened, and the water vapor as the dielectric is cooled by the cooling water 32 as the cooling energy source through the heat pipe 34 and returned to the water 14 (gas phase → liquid phase). As a result, the bellows 16 contracts and returns.
Thereafter, by closing the valve 36, the connection between the cooling water 32, which is a cooling energy source, and the condenser 2 is released to return to the initial state.
【0051】そして、再び、スイッチ20をオン状態と
して直流電源18とコンデンサ2とを接続し、前記した
一連の手順を繰り返すことにより、連続的に発電を行う
ことができる。Then, the switch 20 is turned on again, the DC power supply 18 and the capacitor 2 are connected, and the above-described series of procedures are repeated to continuously generate electric power.
【0052】なお、図5例に示す第1の実施例におい
て、外部エネルギ源のエネルギである自動車用エンジン
の廃熱22に代えて、ラジエタやブレーキパッドの放散
熱を用いてもよく、これらの放散熱から変換された電気
エネルギは自動車用バッテリの補助充電電源として好適
である。In the first embodiment shown in FIG. 5, the radiator and the heat dissipated from the brake pads may be used instead of the waste heat 22 of the automobile engine which is the energy of the external energy source. The electric energy converted from the heat dissipated is suitable as an auxiliary charging power source for a vehicle battery.
【0053】次に、図6に示す発電装置の他の概念図を
参照して、外部エネルギ源によりコンデンサの静電容量
を減少させるために電極面積(有効対向電極面積)を減
少させる手段を用いる第2の実施例を説明する。Next, with reference to another conceptual diagram of the power generator shown in FIG. 6, means for reducing the electrode area (effective counter electrode area) is used to reduce the capacitance of the capacitor by an external energy source. A second embodiment will be described.
【0054】図6例の発電装置において、直流電源供給
手段4と負荷手段8とは、第1の実施例の各手段に示し
たものと対応するものである。In the power generator of FIG. 6, the DC power supply means 4 and the load means 8 correspond to those shown in the respective means of the first embodiment.
【0055】コンデンサ38は、誘電体を空気とした可
変コンデンサ(いわゆる、バリコン)であり、それぞ
れ、複数の固定電極42aと可動電極42b、およびこ
の可動電極42bと連結されるロッド44を有する。The capacitor 38 is a variable capacitor (a so-called variable capacitor) using air as a dielectric, and has a plurality of fixed electrodes 42a and movable electrodes 42b, and rods 44 connected to the movable electrodes 42b.
【0056】コンデンサ38には有効対向電極面積初期
値設定手段であるロッド回転手段46が付設される。The capacitor 38 is provided with a rod rotating means 46 as effective counter electrode area initial value setting means.
【0057】外部エネルギ源供給手段40は、外部エネ
ルギ源接続・解除手段である駆動力伝達機構48とこの
駆動力伝達機構48を介してコンデンサ38に接続され
る外部エネルギ源とから構成される。外部エネルギ源
は、一次エネルギとしての廃熱22を機械エネルギに変
換する機構を有するディスプレーサ型スターリングエン
ジン50である。なお、ディスプレーサ型スターリング
エンジン50の装置の詳細については後述する。The external energy source supply means 40 comprises a driving force transmitting mechanism 48 as an external energy source connecting / disconnecting means, and an external energy source connected to the capacitor 38 via the driving force transmitting mechanism 48. The external energy source is a displacer type Stirling engine 50 having a mechanism for converting waste heat 22 as primary energy into mechanical energy. The details of the device of the displacer type Stirling engine 50 will be described later.
【0058】次に、図6例の発電装置の作用について説
明する。Next, the operation of the power generator of FIG. 6 will be described.
【0059】先ず、コンデンサ38のロッド44をロッ
ド回転手段46により回転させることで、ロッド44と
一体的に連結されている可動電極42bを回転させ、有
効対向電極面積初期値を設定することによりコンデンサ
38の初期静電容量を決定する(C=C1 :図4の
A)。First, the rod 44 of the capacitor 38 is rotated by the rod rotating means 46, thereby rotating the movable electrode 42b integrally connected to the rod 44, and setting the initial value of the effective counter electrode area. An initial capacitance of 38 is determined (C = C 1 : A in FIG. 4).
【0060】次いで、ロッド回転手段46とコンデンサ
38との接続を解除した後、スイッチ20をオン状態に
して直流電源18とコンデンサ38とを接続する。これ
により、設定された初期静電容量と直流電源18の電位
とに相応した所定の電荷を有する電気エネルギがコンデ
ンサ38に蓄積される(図4のB)。Next, after the connection between the rod rotating means 46 and the capacitor 38 is released, the switch 20 is turned on and the DC power supply 18 and the capacitor 38 are connected. As a result, electric energy having a predetermined charge corresponding to the set initial capacitance and the potential of the DC power supply 18 is stored in the capacitor 38 (B in FIG. 4).
【0061】電気エネルギが蓄積された状態において、
スイッチ20をオフ状態にして直流電源18とコンデン
サ38との接続を解除する(図4のC)。この後、外部
エネルギ源であるディスプレーサ型スターリングエンジ
ン50を付勢し、外部エネルギ源接続・解除手段である
駆動力伝達機構48を介してロッド44(可動電極42
b)を有効対向電極面積初期値設定のときとは逆方向に
回転させて有効対向電極面積を小さくすることにより、
外部エネルギ源であるディスプレーサ型スターリングエ
ンジン50の機械エネルギが電気エネルギに変換されて
コンデンサ38に蓄積される。これによりコンデンサ3
8の静電容量が減少し(C1 →C2 )、電位が上昇する
(V1 →V2 :図4のD)。In a state where electric energy is stored,
The switch 20 is turned off to disconnect the DC power supply 18 from the capacitor 38 (C in FIG. 4). Thereafter, the displacer type Stirling engine 50 as an external energy source is energized, and the rod 44 (movable electrode 42) is driven through a driving force transmission mechanism 48 as an external energy source connection / disconnection means.
By rotating b) in the opposite direction to that for setting the effective counter electrode area initial value to reduce the effective counter electrode area,
The mechanical energy of the displacer type Stirling engine 50, which is an external energy source, is converted into electric energy and stored in the capacitor 38. This allows the capacitor 3
The capacitance of No. 8 decreases (C 1 → C 2 ) and the potential increases (V 1 → V 2 : D in FIG. 4).
【0062】外部エネルギ源接続・解除手段である駆動
力伝達機構48とコンデンサ38との接続を解除した
後、スイッチ28をオン状態にしてコンデンサ38と負
荷である自動車用バッテリ26とを接続して、自動車用
バッテリ26を充電する。After the connection between the driving force transmitting mechanism 48 as external energy source connection / release means and the capacitor 38 is released, the switch 28 is turned on to connect the capacitor 38 and the vehicle battery 26 as a load. The vehicle battery 26 is charged.
【0063】コンデンサ38に蓄積された電荷の全量ま
たは一部を放電させて(図4のF)、スイッチ28をオ
フ状態とした後(図4のG)、再度、ロッド回転手段4
6を用いてロッド44を介して可動電極42bを回転し
て有効対向電極面積初期値を設定する工程に戻る(図4
のA)。すなわち、コンデンサ38の静電容量をC2か
らC1 に戻す。このような一連の手順を繰り返すことに
より、連続的に発電を行うことができる。After discharging all or a part of the electric charge stored in the capacitor 38 (F in FIG. 4) and turning off the switch 28 (G in FIG. 4), the rod rotating means 4 is again turned on.
6, the process returns to the step of rotating the movable electrode 42b via the rod 44 to set the effective counter electrode area initial value (FIG. 4).
A). That is, return the capacitance of the capacitor 38 from the C 2 to C 1. By repeating such a series of procedures, power can be continuously generated.
【0064】図7に、外部エネルギ源の廃熱22を機械
エネルギに変換する手段として図6の第2の実施例にお
いて用いたディスプレーサ型スターリングエンジン50
の構成を概念的に示し、以下、その機器構成および作動
原理を説明する。FIG. 7 shows a displacer type Stirling engine 50 used in the second embodiment of FIG. 6 as means for converting the waste heat 22 of the external energy source into mechanical energy.
Is conceptually shown, and the device configuration and operation principle will be described below.
【0065】まず、機器構成について説明する。ディス
プレーサ型スターリングエンジン50は、ディスプレー
サピストン52が挿通されたディスプレーサシリンダ5
4と、パワーピストン56が挿通されたパワーシリンダ
58を有しており、ディスプレーサシリンダ54とパワ
ーシリンダ58とは各室の内部空間部が連通している。
ディスプレーサピストン52とパワーピストン56とは
一定の位相差θ°、好ましくは90°の位相差を付けて
クランクシャフト60に連結されている。また、ディス
プレーサシリンダ54と一体的にヒータ62、クーラー
(冷却器)64、再生熱交換器66で構成される外部熱
源が設けられ、前記外部熱源を介してディスプレーサシ
リンダ54の上下の室の内部空間部が連通される。ヒー
タ62は自動車用エンジンの廃熱22等を加熱源とし、
クーラー(冷却器)64は冷却用フィン等の空冷機構で
構成される。First, the device configuration will be described. The displacer type Stirling engine 50 includes a displacer cylinder 5 in which a displacer piston 52 is inserted.
4 and a power cylinder 58 in which a power piston 56 is inserted. The displacer cylinder 54 and the power cylinder 58 communicate with the internal space of each chamber.
The displacer piston 52 and the power piston 56 are connected to the crankshaft 60 with a constant phase difference θ °, preferably 90 °. Further, an external heat source composed of a heater 62, a cooler (cooler) 64, and a regenerative heat exchanger 66 is provided integrally with the displacer cylinder 54, and the internal space of the upper and lower chambers of the displacer cylinder 54 via the external heat source. Parts are communicated. The heater 62 uses the waste heat 22 of the automobile engine as a heating source,
The cooler (cooler) 64 is configured by an air cooling mechanism such as a cooling fin.
【0066】次に、作動原理について説明する。図7
中、ディスプレーサピストン52が下向きに移動するこ
とで、ディスプレーサシリンダ54の室68aの作動ガ
スが蓄熱されている再生熱交換器66およびヒータ62
を通過して高温となりディスプレーサシリンダ54の室
68bへ流れ込む。この場合、ディスプレーサシリンダ
54とパワーシリンダ58との全体の内部空間容積が一
定の下で室68bの高温ガスの容積比率が高くなること
により作動ガスの圧力が高まる(等容加熱過程)。Next, the operation principle will be described. FIG.
When the displacer piston 52 moves downward, the regenerative heat exchanger 66 and the heater 62 in which the working gas in the chamber 68a of the displacer cylinder 54 is stored.
And flows into the chamber 68b of the displacer cylinder 54 at a high temperature. In this case, the pressure of the working gas is increased by increasing the volume ratio of the high-temperature gas in the chamber 68b while the overall internal space volume of the displacer cylinder 54 and the power cylinder 58 is constant (equal volume heating process).
【0067】高まったエンジン内圧力によりパワーピス
トン56が、図7中、下向きに移動しクランクシャフト
60を回転して回転動力を外部に伝達する(等温膨張過
程)。The power piston 56 moves downward in FIG. 7 due to the increased engine pressure and rotates the crankshaft 60 to transmit the rotational power to the outside (isothermal expansion process).
【0068】次いで、ディスプレーサピストン52が、
図7中、上向きに移動することで、ディスプレーサシリ
ンダ54の室68bの作動ガスが、放熱された再生熱交
換器66およびクーラー(冷却器)64を通過して低温
となってディスプレーサシリンダ54内の室68aへ流
れ込み、作動ガスの圧力が低下する(等容冷却過程)。Next, the displacer piston 52
In FIG. 7, by moving upward, the working gas in the chamber 68 b of the displacer cylinder 54 passes through the regenerated heat exchanger 66 and the cooler (cooler) 64 radiated and becomes low temperature, and It flows into the chamber 68a, and the pressure of the working gas decreases (equal volume cooling process).
【0069】次いで、パワーピストン56が、図7中、
上向きに移動して作動ガスに圧縮仕事を行う(等温圧縮
過程)。Next, the power piston 56 is
It moves upward to perform compression work on the working gas (isothermal compression process).
【0070】ここで、ディスプレーサシリンダ54の各
々の室68a、68bは各熱サイクル過程移行後、直ち
に同圧となるため、ディスプレーサピストン52は、外
部に対する駆動動力源とはならない。Here, since each chamber 68a, 68b of the displacer cylinder 54 has the same pressure immediately after shifting to each heat cycle process, the displacer piston 52 does not become a driving power source for the outside.
【0071】このようにして、図6に示す第2の実施例
においては、クランクシャフト60の回転により得られ
た回転動力を外部エネルギ源接続・解除手段である駆動
力伝達機構48を介してロッド44に伝達し、ロッド4
4を回転させてコンデンサ38の可動電極42bを有効
対向電極面積が小さくなる方向に回転させることによ
り、外部エネルギ源の廃熱22を機械エネルギに変換す
るディスプレーサ型スターリングエンジン50で発生し
た機械エネルギが電気エネルギに変換されてコンデンサ
38に蓄積される。As described above, in the second embodiment shown in FIG. 6, the rotational power obtained by the rotation of the crankshaft 60 is transferred to the rod via the driving force transmitting mechanism 48 as the external energy source connecting / disconnecting means. To the rod 4
4 by rotating the movable electrode 42b of the capacitor 38 in the direction in which the effective counter electrode area is reduced, the mechanical energy generated by the displacer type Stirling engine 50 that converts the waste heat 22 of the external energy source into mechanical energy is reduced. The energy is converted into electric energy and stored in the capacitor 38.
【0072】次に、図8を参照して、外部エネルギ源と
して一次エネルギの廃熱を機械エネルギに変換する前記
ディスプレーサ型スターリングエンジン50を用い、コ
ンデンサの電極間距離を長くする第3の実施例について
説明する。Next, referring to FIG. 8, a third embodiment in which the displacer-type Stirling engine 50 for converting waste heat of primary energy into mechanical energy as an external energy source is used, and the distance between the electrodes of the capacitor is increased. Will be described.
【0073】図8例に示す発電装置において、直流電源
接続手段4および負荷手段8は図6の第2の実施例の各
手段と対応するものである。第3の実施例と第2の実施
例との相違点は、この第3の実施例においては、コンデ
ンサ68の可動電極70bがロッド72の軸方向への移
動に伴って移動し、固定電極70aと可動電極70bと
の電極間距離を調整できる電極間距離初期値設定手段で
あるロッド移動手段74を有している点、およびこれに
対応して外部エネルギ源供給手段76を構成する外部エ
ネルギ源接続・解除手段である駆動力伝達機構78もロ
ッド72を軸方向に移動させる機構を有する点である。In the power generator shown in FIG. 8, the DC power supply connection means 4 and the load means 8 correspond to the respective means of the second embodiment shown in FIG. The difference between the third embodiment and the second embodiment is that in the third embodiment, the movable electrode 70b of the capacitor 68 moves with the axial movement of the rod 72, and the fixed electrode 70a Having a rod moving means 74 as an inter-electrode distance initial value setting means capable of adjusting the inter-electrode distance between the movable electrode 70b and the external energy source constituting the external energy source supplying means 76 corresponding thereto The driving force transmission mechanism 78 as the connection / disconnection means also has a mechanism for moving the rod 72 in the axial direction.
【0074】図8例の発電装置において、先ず、電極間
距離初期値設定手段であるロッド移動手段74を用いて
コンデンサ68のロッド72を介して可動電極70bを
ロッド72の軸方向に移動させて電極間距離初期値を設
定することにより、初期静電容量を決定する(図4の
B)。In the power generator shown in FIG. 8, first, the movable electrode 70b is moved in the axial direction of the rod 72 via the rod 72 of the capacitor 68 by using the rod moving means 74 which is the initial value of the inter-electrode distance. The initial capacitance is determined by setting the initial value of the distance between the electrodes (B in FIG. 4).
【0075】次に、電極間距離初期値設定手段であるロ
ッド移動手段74とコンデンサ68との接続を解除した
後、スイッチ20をオン状態にして直流電源18とコン
デンサ68とを接続して、所定の電荷をコンデンサ68
に蓄積する(図4のB)。Next, after the connection between the rod moving means 74, which is an inter-electrode distance initial value setting means, and the capacitor 68 is released, the switch 20 is turned on, and the DC power supply 18 and the capacitor 68 are connected. Charge of the capacitor 68
(B in FIG. 4).
【0076】電荷が蓄積された状態において、スイッチ
20をオフ状態にして直流電源18とコンデンサ68と
の接続を解除する(図4のC)。その後、外部エネルギ
源であるディスプレーサ型スターリングエンジン50を
付勢して外部エネルギ源接続・解除手段である駆動力伝
達機構78を介してコンデンサ68の可動電極70bを
初期値設定のときとは逆方向に移動させて電極間距離を
長くすることにより、外部エネルギ源であるディスプレ
ーサ型スターリングエンジン50の機械エネルギが電気
エネルギに変換されてコンデンサ68に蓄積される(図
4のD)。When the charge is accumulated, the switch 20 is turned off to disconnect the DC power supply 18 from the capacitor 68 (C in FIG. 4). Thereafter, the displacer type Stirling engine 50 as the external energy source is energized to move the movable electrode 70b of the capacitor 68 via the driving force transmission mechanism 78 as the external energy source connecting / disconnecting means in a direction opposite to the initial setting. The mechanical energy of the displacer-type Stirling engine 50, which is an external energy source, is converted into electric energy and accumulated in the capacitor 68 (D in FIG. 4).
【0077】この後、外部エネルギ源であるディスプレ
ーサ型スターリングエンジン50とコンデンサ68との
接続を解除し(図4のE)、負荷手段8のスイッチ28
をオン状態にしてコンデンサ68と負荷である自動車用
バッテリ26とを接続して、自動車用バッテリ26を充
電する(図4のF)。Thereafter, the connection between the displacer type Stirling engine 50, which is an external energy source, and the capacitor 68 is released (E in FIG. 4), and the switch 28 of the load means 8 is turned off.
Is turned on, the capacitor 68 is connected to the vehicle battery 26 as a load, and the vehicle battery 26 is charged (F in FIG. 4).
【0078】コンデンサ68の電荷の全量または一部を
放電し、スイッチ28をオフ状態とした後(図4の
G)、再度、電極間距離初期値設定手段であるロッド移
動手段74を用いてロッド72を介して可動電極70b
を移動して電極間距離初期値を設定する工程に戻る(図
4のA)。After discharging all or a part of the electric charge of the capacitor 68 and turning off the switch 28 (G in FIG. 4), the rod moving means 74 is again used as a rod moving means 74 for setting an initial value of the distance between electrodes. The movable electrode 70b through 72
To return to the step of setting the initial value of the inter-electrode distance (A in FIG. 4).
【0079】前記した一連の手順を繰り返すことによ
り、連続的に発電を行うことができる。By repeating the above-described series of procedures, power can be continuously generated.
【0080】[0080]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
直流電源を用いてコンデンサに電荷を蓄積し、電荷が蓄
積された前記コンデンサの静電容量を外部エネルギ源を
用いて減少させることにより、前記外部エネルギ源のエ
ネルギを電気エネルギに変換して蓄電(蓄積)するよう
にしている。As described above, according to the present invention,
By accumulating electric charge in a capacitor using a DC power supply and reducing the capacitance of the capacitor in which the electric charge has been accumulated using an external energy source, the energy of the external energy source is converted into electric energy and stored. Accumulation).
【0081】このため、外部エネルギ源である熱エネル
ギや機械エネルギ等のエネルギを電気エネルギに有効に
変換して蓄電することができるという効果が達成され
る。Therefore, an effect is achieved that energy such as heat energy or mechanical energy, which is an external energy source, can be effectively converted into electric energy and stored.
【0082】また、蓄電された電気エネルギを放電し、
再度蓄電することにより、外部エネルギ源を利用して連
続的に発電することができ、いわゆる省エネルギに貢献
することができる。Further, the stored electric energy is discharged,
By storing the power again, it is possible to continuously generate power using an external energy source, which can contribute to so-called energy saving.
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る発電方法の工
程図である。FIG. 1 is a process chart of a power generation method according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施の形態に係る発電方法の工
程図である。FIG. 2 is a process chart of a power generation method according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施の形態に係る発電方法の工
程図である。FIG. 3 is a process diagram of a power generation method according to a third embodiment of the present invention.
【図4】図1〜図3の工程図の各ステップに対応する回
路(装置の構成)およびコンデンサのエネルギ蓄積量を
示す表図である。FIG. 4 is a table showing a circuit (configuration of an apparatus) corresponding to each step in the process charts of FIGS. 1 to 3 and an energy storage amount of a capacitor.
【図5】本発明の第3の実施の形態に係る発電方法を実
施するための第1の実施例の装置の概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram of an apparatus of a first example for implementing a power generation method according to a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第3の実施の形態に係る発電方法を実
施するための第2の実施例の装置の概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of an apparatus according to a second embodiment for performing the power generation method according to the third embodiment of the present invention.
【図7】図6に示す第2の実施例で用いられるディスプ
レーサ型スターリングエンジンの概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram of a displacer-type Stirling engine used in the second embodiment shown in FIG.
【図8】本発明の第3の実施の形態に係る発電方法を実
施するための第3の実施例の装置の概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram of an apparatus according to a third embodiment for performing the power generation method according to the third embodiment of the present invention.
2、38、68…コンデンサ 4…直流電源供給手
段 6、40、76…外部エネルギ源供給手段 8…負荷手段 10…冷却エネルギ
源供給手段 12a、12b、42a、42b、70a、70b…電
極 14…水 16…ベローズ 18…直流電源 24、34…ヒート
パイプ 26…自動車用バッテリ 44、72…ロッド 46…ロッド回転手段 48、78…駆動力
伝達機構 50…ディスプレーサ型スターリングエンジン 52…ディスプレーサピストン 54…ディスプレー
サシリンダ 56…パワーピストン 58…パワーシリン
ダ 60…クランクシャフト 62…ヒータ 64…クーラー(冷却器) 66…再生熱交換器 74…ロッド移動手段2, 38, 68 ... condenser 4 ... DC power supply means 6, 40, 76 ... external energy source supply means 8 ... load means 10 ... cooling energy source supply means 12a, 12b, 42a, 42b, 70a, 70b ... electrode 14 ... Water 16 Bellows 18 DC power supply 24, 34 Heat pipe 26 Automotive battery 44, 72 Rod 46 Rotating means 48, 78 Driving force transmitting mechanism 50 Displacer type Stirling engine 52 Displacer piston 54 Displacer Cylinder 56 ... Power piston 58 ... Power cylinder 60 ... Crank shaft 62 ... Heater 64 ... Cooler (cooler) 66 ... Regenerative heat exchanger 74 ... Rod moving means
Claims (7)
る工程と、 電荷が蓄積された前記コンデンサの静電容量を外部エネ
ルギ源により減少させることで前記外部エネルギ源のエ
ネルギを電気エネルギに変換して前記コンデンサに蓄積
する工程と、 を有することを特徴とする発電方法。1. A step of storing electric charge in a capacitor by a DC power supply, and converting the energy of the external energy source into electric energy by reducing the capacitance of the capacitor in which the electric charge is stored by an external energy source. And c. Accumulating the electric power in the capacitor.
ンデンサの静電容量を減少させることで前記外部エネル
ギ源のエネルギを電気エネルギに変換して前記コンデン
サに蓄積する工程は、前記外部エネルギ源により前記コ
ンデンサの電極間距離を長くする工程、前記電極間に密
閉される誘電体の誘電率を低くする工程および前記電極
面積を小さくする工程のうち、少なくとも1つ以上の工
程の組み合わせからなることを特徴とする発電方法。2. The power generation method according to claim 1, wherein the step of converting the energy of the external energy source into electrical energy by reducing the capacitance of the capacitor and storing the energy in the capacitor is performed by the external energy source. A combination of at least one of a step of increasing a distance between electrodes of the capacitor, a step of decreasing a dielectric constant of a dielectric sealed between the electrodes, and a step of decreasing the electrode area. A power generation method characterized by the above-mentioned.
ンデンサの静電容量を減少させることで前記外部エネル
ギ源のエネルギを電気エネルギに変換して前記コンデン
サに蓄積する工程は、前記コンデンサの電極間に密閉さ
れる誘電体として液体を用いるとともに前記外部エネル
ギ源のエネルギとして熱エネルギを用い、前記熱エネル
ギにより前記液体を加熱して一部または全部を気体とす
る工程であることを特徴とする発電方法。3. The method according to claim 1, wherein the step of converting the energy of the external energy source into electrical energy by reducing the capacitance of the capacitor and storing the energy in the capacitor comprises: A step of using a liquid as a dielectric sealed between the two, using thermal energy as energy of the external energy source, and heating the liquid with the thermal energy to partially or entirely convert the liquid into a gas. Power generation method.
方法において、さらに、エネルギが蓄積された前記コン
デンサを放電する工程を有することを特徴とする発電方
法。4. The power generation method according to claim 1, further comprising the step of discharging said capacitor in which energy has been stored.
部エネルギ源と、 を有し、 前記外部エネルギ源により電荷が蓄積された前記コンデ
ンサの静電容量を減少させることで前記外部エネルギ源
のエネルギを電気エネルギに変換して前記コンデンサに
蓄積することを特徴とする発電装置。5. A capacitor, comprising: a DC power supply for storing charge in the capacitor; and an external energy source for providing energy to the capacitor in which the charge is stored, wherein the external energy source stores the charge. A power generator, wherein the energy of the external energy source is converted into electric energy by reducing the capacitance of the capacitor and stored in the capacitor.
に、エネルギが蓄積された前記コンデンサを放電する手
段を有することを特徴とする発電装置。6. The power generator according to claim 5, further comprising means for discharging said capacitor in which energy has been stored.
記コンデンサを放電して発生した電気エネルギを前記自
動車用バッテリに充電することを特徴とする発電装置。7. The power generator according to claim 6, wherein the external energy source is waste heat of an automobile engine, and the electric energy generated by discharging the capacitor is charged in the automobile battery. Power generator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9288600A JPH11125145A (en) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | Power generation method and power generation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9288600A JPH11125145A (en) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | Power generation method and power generation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11125145A true JPH11125145A (en) | 1999-05-11 |
Family
ID=17732345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9288600A Pending JPH11125145A (en) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | Power generation method and power generation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11125145A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010534052A (en) * | 2007-07-17 | 2010-10-28 | マーミルス エルエルシー | Capacitive current generator |
JP2013507894A (en) * | 2009-10-08 | 2013-03-04 | ヴィーティーアイ テクノロジーズ オーワイ | Method and apparatus for energy harvesting |
JP2013085437A (en) * | 2011-09-27 | 2013-05-09 | Daioh Shinyo Co Ltd | Static electricity generation method and device for the same |
JP2013132104A (en) * | 2011-12-20 | 2013-07-04 | Daioh Shinyo Co Ltd | Static electricity power generation method and apparatus for the same |
-
1997
- 1997-10-21 JP JP9288600A patent/JPH11125145A/en active Pending
Cited By (4)
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