JPH02303381A - コージェネレーション装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、熱電素子と排熱とを利用して発電を行うコ
ージェネレーシ曹ン装置に関するものである。 〔従来の技術〕 第５図は、例えば応用物理学会第１２回熱電変換研究会
（１９８６年１２月２２日於科学技術館）の資料に示さ
れた熱電発電をコージエネレーシ璽ンに採用した従来の
コージェネレーション装置の一例を示す構成図であり、
図において、１は熱電発電部、２はＮ型半導体とＰ型半
導体とを一組として構成される熱電モジュール、３はこ
の熱電モジュール２の冷却面２ａに接合している偏平冷
却管で、この偏平冷却管３中には冷却効果を向上させる
ためのフィン４が設けられ、偏平冷却管３中を冷却媒体
である冷却水が流れて、熱電モジュール２の一方側であ
る冷却面２ａを冷却している。 ５は熱電発電部１の下部に設けられた蒸発部６からの水
蒸気が流通する熱通路となる水蒸気通路で、熱電モジュ
ール２の加熱面２ｂＫ接合している。 ７は熱電素子以外に無駄な熱を鋺さないための断熱材で
、偏平冷却管３と水蒸気通路５との間を断熱している。 ８は熱電モジュール２０表面で凝縮・液化し蒸発部６へ
流れていく凝縮水である。 そして、上記熱電モジュール２、フィン４を有する偏平
冷却管３、水蒸気通路５および断熱材７によって熱電発
電部１を構成し、ケーブル９を介して熱電発電部１より
電力を取り出している。１０は排ガスの通る排ガス管で
、この排ガス管１０の外部に熱水貯溜部１１が形成され
て蒸発部６が構成されている。１２は蒸発部６の一方に
接続された煙突、１３は蒸発部６の他方に接続された例
えばガスエンジンなどのエンジンで、このエンジン１３
は軸１４を、介して発電機１５とカップリングしており
、ケーブル１６を通して電力を取り出す。 なお、エンジン１３には燃料供給系１７と、冷却水系１
８とが接続されている。　　 次に動作について説明する。・燃料供給系１７から燃料
を供給され、運転中にあるエンジン１３は、その出力を
軸１４を通して発電機１５に伝え発電するとともに、燃
焼後の排ガスを放出する。この排ガスは、熱電発電装置
の蒸発部６に設けられた排ガス管１０を通って煙突１２
から放出される。 このとき、排ガス管１０の外周部に存在している熱水が
加熱されて水蒸気を発生し、この水蒸気が熱電発電部１
の水蒸気通路５に導びかれ、熱電モジュール２の加熱面
に接触する。このため、水蒸気は熱電モジュール２上で
凝縮し、凝縮水８となって再び排ガス管１０の外周部に
戻る。熱電モジュール２は加熱面が水蒸気により加熱さ
れるが、冷却面は偏平冷却管３内を流れる冷却水により
冷却されるため、この温度差により直列接続された複数
の熱電モジュール２０両端に電圧が生じる。 これら熱電モジュール２を複数個直列に電気的に接続す
ることにより電力を取り出すことができる。 〔発明が解決しようとする課題〕 従来ノコージエネレーシ冒ン装置は以上のように構成さ
れ、エンジンよりの排ガスを蒸発部により熱交換して水
蒸気な熱電発電部に導いて熱電モジシールの加熱面を間
接的に加熱しているので、熱電モジュールの加熱面であ
る高温側温度が低くなってしまうという問題点があった
。 この発明は、上記のような問題点を解消するためＫなさ
れたもので、熱電モジュールの加熱面をより高い温度で
加熱するようにして、大きい電気出力を得ることのでき
るコージエネレーシ璽ン装置を得ることを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 コノ発明ニ係るフージエネレーシ嘗ン装装置は熱電モジ
ュールを直接排ガス中に設置し、加熱面を排ガスで加熱
するようＫしたものである。 〔作　用〕 この発明におけるコージエネレーシ１ノ装置は、熱電モ
ジュールを排ガス中に設置したことにより、装置構成が
簡単になるとともに、熱電モジュールの高温部と、冷却
面である低温度との温度差を太き（して大きな電力を得
るようにする。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図につい【説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す構成図で、第１図におい
て第５図と同一または均等な構成部分には同一符号を付
して重複説明を省略する。第１図において、２０は熱電
発電部で、この熱電発電部２Ｇは内部に冷却水の流れる
偏平冷却管３およびこの偏平冷却管３の外壁面３ａに接
合してＮ型半導体とＰ型半導体とから構成される熱電モ
ジ、−ル２が設置され、この熱電モジニール２の外周に
熱通路５が形成されている。また、熱電発電部２０は一
方がエンジン１３の排ガス放出部１３ａに、他方が煙突
１２に接続されている。第２図は、偏平冷却管３の壁面
３ａ上におかれた熱電モジシール２の詳細を示す斜視図
であり、偏平冷却管３の壁面３ａのうち熱電モジュール
２と接触していない部分は、排ガスと冷却水との間で熱
交換を行わないように断熱材７で断熱されているが、第
２図は断熱材を取り除いて示している。 次に動作について説明する。燃料供給系１７かも燃料を
供給され運転中にあるエンジン１３は、その出力を軸１
４を通して発電機１５に伝え発電するとともに、燃焼後
の排ガスを放出する。この排ガスは、熱電発電部２０に
導かれ、ここで偏平冷却管３の外壁面３ａ上に取り付け
られた熱電モジュール２の加熱面２ｂを加熱し高温とし
たあと煙突１２から放出される。また、偏平冷却管３内
には冷却水が流れており、この冷却水により熱電モジュ
ール２の冷却面２ａ（偏平冷却管３の外壁面３ａ側）が
冷却され、熱電モジュール２０両面の温度差に応じて電
流が発生する。したがって、熱電モジュール２を電気的
に複数個直列接続することにより電力を取り出すことが
できる。 なお、上記実施例では冷却管忙偏平冷却管を用いたが、
これに限定されることなく、第３図に示すご、とく円筒
状冷却管２１を用いて、周囲に熱電モジー−ルを巻き付
けてもよい。また、第４図に示すように、管内側に排ガ
スを流し、外側に冷却媒体を流しても上記実施例と同様
の効果を奏する。 〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば熱電モジュールの加熱
面を直接排ガスで加熱すると共に、熱電モジュールの冷
却面を直接冷却媒体で冷却するように構成したので、装
置が簡単になるとともＫ。 熱電モジー−ルの加熱面と冷却面との温度差を太き（と
ることができ、よって大きい電気出力が得られる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例によるコージェネレーシ
璽ン装置を示す構成図、第２図は第１図に示す熱電モジ
島−ルを拡大して示す斜視図、第３図はこの発明の他の
実施例を示す熱電モジュールの斜視図、第４図はこの発
明に係るコージェネレーシ璽ン装置の他の実施例を示す
構成図、第５図は従来のコージェネレーシ目ン装置を示
す構成図である。 １は熱電発電部、２は熱電モジュール、２ａは冷却面、
２ｂは加熱面、３は冷却管、５は熱通路、１３はエンジ
ン、である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人　　三菱電機株式会社 代理人　弁理士　　　１）澤　博　昭 （外２名） １７：；’ｉ４イ六（（１系 第２図 第３図 ２１、巴箭珠冷坪管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　燃料の燃焼により駆動するエンジンと、このエンジン
   からの熱媒体を一方に接触させると共に、冷却媒体を他
   方に接触させ、熱電素子に作用する温度差により電力を
   発生する熱電モジュールを有する熱電発電部とを備えた
   コージェネレーション装置において、上記熱電発電部は
   上記エンジンからの排ガスが直接導出される熱通路を上
   記熱モジュールの加熱面に接触させ、かつ上記冷却媒体
   が通過する冷却管を上記熱電モジュールの冷却面に接触
   させて形成されていることを特徴とするコージェネレー
   ション装置。