JPH02197274A - 熱電変換装置 - Google Patents
熱電変換装置Info
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- JPH02197274A JPH02197274A JP1461789A JP1461789A JPH02197274A JP H02197274 A JPH02197274 A JP H02197274A JP 1461789 A JP1461789 A JP 1461789A JP 1461789 A JP1461789 A JP 1461789A JP H02197274 A JPH02197274 A JP H02197274A
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- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
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Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は熱電変換装置に関し、アルカリ金属熱電変換（
Ａｌｋａｒｉ Ｍ＠ｔａｌ Ｔｈ＠ｒｍｏ−Ｅｌｅｃｔ
ｒｉｃＣｏｎｖｓｒｔａｒ以下ＡＭＴＥＣという）を用
いた装置に関する。
Ａｌｋａｒｉ Ｍ＠ｔａｌ Ｔｈ＠ｒｍｏ−Ｅｌｅｃｔ
ｒｉｃＣｏｎｖｓｒｔａｒ以下ＡＭＴＥＣという）を用
いた装置に関する。
熱エネルギーを電気エネルギーに直接変換する装置とし
ては、アルカリ金属イオン伝導体であるβアルミナを固
体電解質に用いた熱電変換装置が知られている。第３図
は、との熱電変換装置の一例を示すものである。第３図
において１は電磁ポンダであ）液体のナトリウム（液体
Ｎａ） ２をナト’）’）ム檜１１へ送シ込む。このナ
トリウムｔａｌｌには固体電解質（βアルミナ）４が配
置されておシ、このβアルミナ４の外表面にはモリブデ
ン溶射薄膜等で形成された多孔質電極５が設けられてい
る。
ては、アルカリ金属イオン伝導体であるβアルミナを固
体電解質に用いた熱電変換装置が知られている。第３図
は、との熱電変換装置の一例を示すものである。第３図
において１は電磁ポンダであ）液体のナトリウム（液体
Ｎａ） ２をナト’）’）ム檜１１へ送シ込む。このナ
トリウムｔａｌｌには固体電解質（βアルミナ）４が配
置されておシ、このβアルミナ４の外表面にはモリブデ
ン溶射薄膜等で形成された多孔質電極５が設けられてい
る。
前記ナトリウム檜１１とβアルミナ４を熱源３で覆い、
加熱気化したナトリウム蒸気７は凝縮器６に送らｎ、冷
却管９を通る冷媒８によって再び凝縮液化する。
加熱気化したナトリウム蒸気７は凝縮器６に送らｎ、冷
却管９を通る冷媒８によって再び凝縮液化する。
前記ナトリウム檜１ノとａｍ器６は輸送管１０によって
連結されておシ、管内の液体Ｎａ ２は電磁ポンプ１で
移動する。
連結されておシ、管内の液体Ｎａ ２は電磁ポンプ１で
移動する。
こうした構造の熱電変換装置において、熱源３によシ加
熱さｎた液体Ｎａ ２は高温の液体Ｎａ ２の飽和蒸気
圧と凝縮器６の冷却面の飽和蒸気圧の差によシ、前記β
アルミナ４内をナトリウムイオツ（Ｎａイオン）が図中
矢印で示す如く流れる。この際、Ｎａイオンは多孔性電
極５で電子を受取ってＮａ分子となシ、真空中を凝縮器
６の内壁面まで移動して凝雫する。凝縮液は電磁ボン２
′１にょシ循壌する。なお、こうしたサイクルにおいて
、前記多孔性電極５はグラス極、ナトリウム槽１ノのＮ
ａ液はマイナス極となる。
熱さｎた液体Ｎａ ２は高温の液体Ｎａ ２の飽和蒸気
圧と凝縮器６の冷却面の飽和蒸気圧の差によシ、前記β
アルミナ４内をナトリウムイオツ（Ｎａイオン）が図中
矢印で示す如く流れる。この際、Ｎａイオンは多孔性電
極５で電子を受取ってＮａ分子となシ、真空中を凝縮器
６の内壁面まで移動して凝雫する。凝縮液は電磁ボン２
′１にょシ循壌する。なお、こうしたサイクルにおいて
、前記多孔性電極５はグラス極、ナトリウム槽１ノのＮ
ａ液はマイナス極となる。
従来の熱電変換装置によｎば、多孔質電極５の表裏でＮ
ａ温度に差をつけることにょシ蒸気圧に差をつけ、Ｎａ
イオンの流動を行なわせている。つまり、高温の多孔質
電極５の面と低温の凝縮器６の壁面が対面しているため
に、熱放射にょる熱損失がかな夛大きくなる。従って、
熱エネルギーを電気に変換する効率が悪くなる。また島
ａ縮熱の利用が十分に行なわｎていず、もともと熱効率
が高いとは言えなかった。
ａ温度に差をつけることにょシ蒸気圧に差をつけ、Ｎａ
イオンの流動を行なわせている。つまり、高温の多孔質
電極５の面と低温の凝縮器６の壁面が対面しているため
に、熱放射にょる熱損失がかな夛大きくなる。従って、
熱エネルギーを電気に変換する効率が悪くなる。また島
ａ縮熱の利用が十分に行なわｎていず、もともと熱効率
が高いとは言えなかった。
本発明に係る熱電変換装置は、液体のアルカリ金属を通
過させる固体電解質と、前記固体電解質の外表面に形成
された多孔質電極と、前記アルカリ金属を加熱する熱源
と、ガス化したアルカリ金属をアルカリ金属凝縮器から
冷却＃縮して循環させる冷却循環装置とを具備する熱電
変換装置において、アルカリ金属凝縮器の冷媒を水とし
、凝縮熱を吸収した水蒸気で駆動する蒸気タービンを具
備することを特徴とする。
過させる固体電解質と、前記固体電解質の外表面に形成
された多孔質電極と、前記アルカリ金属を加熱する熱源
と、ガス化したアルカリ金属をアルカリ金属凝縮器から
冷却＃縮して循環させる冷却循環装置とを具備する熱電
変換装置において、アルカリ金属凝縮器の冷媒を水とし
、凝縮熱を吸収した水蒸気で駆動する蒸気タービンを具
備することを特徴とする。
加熱気化したＮａ蒸気をＮａ凝縮器で液化するがこの場
合の冷媒と水を使用し、凝縮熱を吸収して約４００℃ま
で温度上昇させ、更に過熱蒸気として蒸気タービンに入
れ発電機を廻すことによって従来は利用さｎていなかっ
た凝縮熱で発電する。
合の冷媒と水を使用し、凝縮熱を吸収して約４００℃ま
で温度上昇させ、更に過熱蒸気として蒸気タービンに入
れ発電機を廻すことによって従来は利用さｎていなかっ
た凝縮熱で発電する。
本発明の実施例を第１図〜第２図に示す。
第１図は本発明になる熱電変換サイクルの実施例を示す
。
。
第３図と同一付番の構成部材は同一、作用を行なうもの
であシ、ここでの・説明は省略する。但し・熱源３は燃
料を燃焼する方式で熱を発生し、燃焼ガス１４を通すダ
クト１３には、Ｎａを加熱するための加熱部１２や水の
予熱部２１と過熱部２２等熱交換器が装備さｎている。
であシ、ここでの・説明は省略する。但し・熱源３は燃
料を燃焼する方式で熱を発生し、燃焼ガス１４を通すダ
クト１３には、Ｎａを加熱するための加熱部１２や水の
予熱部２１と過熱部２２等熱交換器が装備さｎている。
蒸気タービン１７から排出された水蒸気を凝縮する復水
器Ｉ９から出た水は水ポンプ２０′からダクト１３内の
予熱部２１へ送らｎｌ、、昇温した・水（冷媒）８は冷
却管９を経てＮａ凝縮器６内の熱交換器１６へ送シ、ダ
クト１３内の過熱部２２′・を′独白して過熱蒸気管２
３から蒸気タービン１７へ入れて発電機１８を廻す。
器Ｉ９から出た水は水ポンプ２０′からダクト１３内の
予熱部２１へ送らｎｌ、、昇温した・水（冷媒）８は冷
却管９を経てＮａ凝縮器６内の熱交換器１６へ送シ、ダ
クト１３内の過熱部２２′・を′独白して過熱蒸気管２
３から蒸気タービン１７へ入れて発電機１８を廻す。
第２図は水、Ｎａ、燃焼ガスの温度状態を示す。
水に対してｔｉ第１・□図の予熱部２′１、Ｎａ ＃縮
部の熱交換器１６、過熱部２２の温度が第２図のＡ、Ｂ
。
部の熱交換器１６、過熱部２２の温度が第２図のＡ、Ｂ
。
Ｃが対応し、Ｎａに対しては第１図のＮａ凝縮部、加熱
部１２、高温Ｎａ槽の温度が第２図のり、Ｅ、Ｆと対応
する。またダクト１３の燃焼ガス１４はＦＫ対応する。
部１２、高温Ｎａ槽の温度が第２図のり、Ｅ、Ｆと対応
する。またダクト１３の燃焼ガス１４はＦＫ対応する。
熱ガス（第１図１４）は第２図Ｇの温度降下をし、ＡＭ
ＴＥＣサイクル加熱部（第１図１２）の加熱を行ない、
ナトリウムは第２図で示すＥ、Ｆのエネルギーを受けと
る。発電部（第１図１１．４゜５．７）で発電後、凝縮
器（第１図６）で凝縮（第２図Ｄ）し、その熱は水蒸気
サイクルに伝える。（従来例では第３図６．８．９で示
すようＫ、その熱は利用されていない。） 第１図の実施例では、循環ナトリウム流量は３４、５
ｋ’ｓであり、作動圧力は、第２図Ｅ、Ｆで０、２ ｂ
ａｒ 、 Ｄでｌ、 ５ Ｔｏｒｒである。水蒸気サイ
クルは主蒸気条件２４７ ｂａｒ、５６６・℃（第２図
Ａ。
ＴＥＣサイクル加熱部（第１図１２）の加熱を行ない、
ナトリウムは第２図で示すＥ、Ｆのエネルギーを受けと
る。発電部（第１図１１．４゜５．７）で発電後、凝縮
器（第１図６）で凝縮（第２図Ｄ）し、その熱は水蒸気
サイクルに伝える。（従来例では第３図６．８．９で示
すようＫ、その熱は利用されていない。） 第１図の実施例では、循環ナトリウム流量は３４、５
ｋ’ｓであり、作動圧力は、第２図Ｅ、Ｆで０、２ ｂ
ａｒ 、 Ｄでｌ、 ５ Ｔｏｒｒである。水蒸気サイ
クルは主蒸気条件２４７ ｂａｒ、５６６・℃（第２図
Ａ。
Ｂ、Ｃ，ｌであシ、水蒸気タービンに入る。また水の循
環量は１３４ ｋｇ／ｓである。発電量はそれぞれＡＭ
ＴＥＣ１００ＭＷ 、水蒸気サイクル２１２磨である。
環量は１３４ ｋｇ／ｓである。発電量はそれぞれＡＭ
ＴＥＣ１００ＭＷ 、水蒸気サイクル２１２磨である。
従来例と異なるのは、ナトリウムの凝縮熱を利用する点
であるが、本実施例ではその凝縮熱１４７鼎を水蒸気サ
イクルに有効に利用できることである。
であるが、本実施例ではその凝縮熱１４７鼎を水蒸気サ
イクルに有効に利用できることである。
本発明は前述のように構成されているので、以下に記載
するような効果を奏する。
するような効果を奏する。
（１）従来のアルカリ金属熱電変換のみのサイクルでは
、熱効率が約２０％と低いがナトリウムの凝縮熱を水蒸
気サイクルの加熱に利用し、水を４００℃まで加熱する
ことによシ、熱効率を約５０％に向上させることができ
る。
、熱効率が約２０％と低いがナトリウムの凝縮熱を水蒸
気サイクルの加熱に利用し、水を４００℃まで加熱する
ことによシ、熱効率を約５０％に向上させることができ
る。
第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は本発明の実
施例についての温度と交換熱量の関係を示す図、第３図
は従来の装置を示す図である。 １・・・電磁ポンプ、２・・・液体ナトリウム、３・・
・熱源、４・・・固体電解質、５・・・多孔質膜、６・
・・凝縮器、７・・・ナトリウム蒸気、８・・・冷媒、
９・・・冷却管、１０・・・輸送管、１１・・・ナトリ
ウム槽、１２・・・加熱部、１３・・・ダクト、１４・
・・燃焼ガス、１６・・・熱交換器、１７・・・蒸気タ
ービン、１８・・・発電機、１９・・・復水器、２０・
・・水ポンプ、２ノ・・・予熱部、２２・・・加熱部、
２３・・・加熱蒸気管。
施例についての温度と交換熱量の関係を示す図、第３図
は従来の装置を示す図である。 １・・・電磁ポンプ、２・・・液体ナトリウム、３・・
・熱源、４・・・固体電解質、５・・・多孔質膜、６・
・・凝縮器、７・・・ナトリウム蒸気、８・・・冷媒、
９・・・冷却管、１０・・・輸送管、１１・・・ナトリ
ウム槽、１２・・・加熱部、１３・・・ダクト、１４・
・・燃焼ガス、１６・・・熱交換器、１７・・・蒸気タ
ービン、１８・・・発電機、１９・・・復水器、２０・
・・水ポンプ、２ノ・・・予熱部、２２・・・加熱部、
２３・・・加熱蒸気管。
Claims (1)
- 液体のアルカリ金属を通過させる固体電解質と、前記固
体電解質の外表面に形成された多孔質電極と、前記アル
カリ金属を加熱する熱源と、ガス化したアルカリ金属を
アルカリ金属凝縮器から冷却凝縮して循環させる冷却循
環装置とを具備する熱電変換装置において、アルカリ金
属凝縮器の冷媒を水とし、凝縮熱を吸収した水蒸気で駆
動する蒸気タービンを具備することを特徴とする熱電変
換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1461789A JPH02197274A (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 熱電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1461789A JPH02197274A (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 熱電変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02197274A true JPH02197274A (ja) | 1990-08-03 |
Family
ID=11866162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1461789A Pending JPH02197274A (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 熱電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02197274A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62177165A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-08-04 | フオ−ド モ−タ− カンパニ− | 熱電発電装置用の電極複合体及びその製造方法 |
| JPS63302109A (ja) * | 1987-06-02 | 1988-12-09 | Mazda Motor Corp | エンジンの冷却装置 |
-
1989
- 1989-01-24 JP JP1461789A patent/JPH02197274A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62177165A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-08-04 | フオ−ド モ−タ− カンパニ− | 熱電発電装置用の電極複合体及びその製造方法 |
| JPS63302109A (ja) * | 1987-06-02 | 1988-12-09 | Mazda Motor Corp | エンジンの冷却装置 |
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