JPH0619343Y2 - 熱電変換装置 - Google Patents
熱電変換装置Info
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- JPH0619343Y2 JPH0619343Y2 JP12364688U JP12364688U JPH0619343Y2 JP H0619343 Y2 JPH0619343 Y2 JP H0619343Y2 JP 12364688 U JP12364688 U JP 12364688U JP 12364688 U JP12364688 U JP 12364688U JP H0619343 Y2 JPH0619343 Y2 JP H0619343Y2
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Links
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Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は熱電変換装置に関し、特に固体電解質の外表面
に形成された電極膜に改良を施したものであり、宇宙機
器用発電機や地上用小形発電装置に用いられる熱電変換
装置に係わる。
に形成された電極膜に改良を施したものであり、宇宙機
器用発電機や地上用小形発電装置に用いられる熱電変換
装置に係わる。
［従来の技術］ 周知の如く、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、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５図は、この熱電変換装置の一例を示すものであ
る。
する装置として、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５図は、この熱電変換装置の一例を示すものであ
る。
図中の１は冷却容器であり、この冷却容器１の内部は固
体電解質２により液溜３と蒸気溜４とに仕切られてい
る。前記液溜３にはナトリウム（Ｎａ）の液（液体Ｎａ
５が存在し、前記蒸気溜４には蒸気Ｎａ６が存在し、約
500℃以上の高温雰囲気に保たれる。前記固体電解質１
は例えばＮａ２Ｏ・５Ａｌ２Ｏ３からなり、その外表面
には例えばスパッタリング法により厚さ約１〜３μｍの
高純度Ｍｏからなる電極膜７が被覆されている。この電
極膜７には、負荷８を含む電流回路９が形成されてい
る。
体電解質２により液溜３と蒸気溜４とに仕切られてい
る。前記液溜３にはナトリウム（Ｎａ）の液（液体Ｎａ
５が存在し、前記蒸気溜４には蒸気Ｎａ６が存在し、約
500℃以上の高温雰囲気に保たれる。前記固体電解質１
は例えばＮａ２Ｏ・５Ａｌ２Ｏ３からなり、その外表面
には例えばスパッタリング法により厚さ約１〜３μｍの
高純度Ｍｏからなる電極膜７が被覆されている。この電
極膜７には、負荷８を含む電流回路９が形成されてい
る。
こうした構造の熱電変換装置における発電システムは、
次に述べる通りである。即ち、液溜３内の液体Ｎａ５の
うち陽イオンＮａ＋は固体電解質２内を移動して電極膜
７に至り、回路９から移動してくる電子と結合して中性
化してかつ蒸発し、冷却容器１の壁１ａに至って凝縮す
る。その結果、回路９内に電子の移動、即ち電流が発生
して発電を行うことができる。
次に述べる通りである。即ち、液溜３内の液体Ｎａ５の
うち陽イオンＮａ＋は固体電解質２内を移動して電極膜
７に至り、回路９から移動してくる電子と結合して中性
化してかつ蒸発し、冷却容器１の壁１ａに至って凝縮す
る。その結果、回路９内に電子の移動、即ち電流が発生
して発電を行うことができる。
［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の熱電変換装置においては、電極膜
７が厚すぎたりあるいは緻密すぎると液体Ｎａ５の通過
及び蒸発のための流動抵抗が増して性能が低下する。逆
に、電極膜７が薄っかたりあるいは粗になりすぎると電
気抵抗が増して電極としての集電機能が低下する。しか
るに、性能と集電機能の両者は切り離すことができず、
両者を同時に満足する電極膜が求めるらている。
７が厚すぎたりあるいは緻密すぎると液体Ｎａ５の通過
及び蒸発のための流動抵抗が増して性能が低下する。逆
に、電極膜７が薄っかたりあるいは粗になりすぎると電
気抵抗が増して電極としての集電機能が低下する。しか
るに、性能と集電機能の両者は切り離すことができず、
両者を同時に満足する電極膜が求めるらている。
本考案は上記事情を考慮してなされたもので、電極膜を
アルカリ金属蒸気を容易に通過させる薄膜部と電流を電
気抵抗の少ない状態で通過させる厚膜部から構成するこ
とで、アルカリ金属蒸気の通過量を向上するとともに集
電機能が十分果せ、もって発電量を向上し得る熱電変換
装置を提供することを目的とする。
アルカリ金属蒸気を容易に通過させる薄膜部と電流を電
気抵抗の少ない状態で通過させる厚膜部から構成するこ
とで、アルカリ金属蒸気の通過量を向上するとともに集
電機能が十分果せ、もって発電量を向上し得る熱電変換
装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本考案は、液体のアルカリ金属とアルカリ蒸気とを外表
面に電極膜を形成し固体電解質で仕切って熱電変換を行
う装置において、前記電極膜がアルカリ金属蒸気を通過
させる薄膜部と、集電用の厚膜部とから構成されている
ことを特徴とする熱電変換装置である。
面に電極膜を形成し固体電解質で仕切って熱電変換を行
う装置において、前記電極膜がアルカリ金属蒸気を通過
させる薄膜部と、集電用の厚膜部とから構成されている
ことを特徴とする熱電変換装置である。
本考案において、電極膜の一部を構成する薄膜部はアル
カリ蒸気例えばＮａ蒸気を容易に通過し、電極膜の残り
を構成する厚膜部は集電用で電流が電気抵抗が少ない状
態にて通過するようになっている。
カリ蒸気例えばＮａ蒸気を容易に通過し、電極膜の残り
を構成する厚膜部は集電用で電流が電気抵抗が少ない状
態にて通過するようになっている。
［作用］ 本考案によれば、電極膜の薄膜部ではアルカリ金属蒸気
を容易に通過させるためアルカリ金属通過量が増え、か
つ電極膜の厚膜部では電流が電気抵抗の少ない状態で通
過するため集電機能が十分果せ、もって発電量を大幅に
向上できる。
を容易に通過させるためアルカリ金属通過量が増え、か
つ電極膜の厚膜部では電流が電気抵抗の少ない状態で通
過するため集電機能が十分果せ、もって発電量を大幅に
向上できる。
以下、本考案の実施例について製造方法を併記しながら
説明する。但し、従来（第５図）と同一部材は同符号を
付して説明を省略する。
説明する。但し、従来（第５図）と同一部材は同符号を
付して説明を省略する。
［実施例１］ 第１図〜第３図を参照する。
まず、固体電解質２の外表面に治具21を密着させ、この
状態でスパッタリング法により厚い金属膜（Ｍｏ膜）22
を蒸着した（第１図（Ａ）図示）。ここで、前記治具21
は、第２図に示すように固体電解質２の外表面に密着す
る押し板部21aと、これを一括して保持する支持部21bと
か構成されている。次に、前記治具21を外し、治具21上
のＭｏ膜22を選択的に除去した（第１図（Ｂ）及び第３
図図示）。なお、第３図は第１図（Ｂ）の斜視図であ
る。次いで、再度スパッタリング法により厚いＭｏ膜22
を含む固体電解質外表面に、薄くかつ粗いＭｏ膜24を形
成した（第１図（Ｃ）図示）。なお、上記実施例におい
ては、最初に治具21なしで薄いＭｏ膜を形成し、その後
治具２を用いて厚いＭｏ膜を形成してもよい。
状態でスパッタリング法により厚い金属膜（Ｍｏ膜）22
を蒸着した（第１図（Ａ）図示）。ここで、前記治具21
は、第２図に示すように固体電解質２の外表面に密着す
る押し板部21aと、これを一括して保持する支持部21bと
か構成されている。次に、前記治具21を外し、治具21上
のＭｏ膜22を選択的に除去した（第１図（Ｂ）及び第３
図図示）。なお、第３図は第１図（Ｂ）の斜視図であ
る。次いで、再度スパッタリング法により厚いＭｏ膜22
を含む固体電解質外表面に、薄くかつ粗いＭｏ膜24を形
成した（第１図（Ｃ）図示）。なお、上記実施例におい
ては、最初に治具21なしで薄いＭｏ膜を形成し、その後
治具２を用いて厚いＭｏ膜を形成してもよい。
しかして、上記の如く形成される熱電変換装置は、第１
図（Ｃ）に示す如く、固体電解質２の外表面に、厚いＭ
ｏ膜22と薄く粗なＭｏ膜24からなる厚膜部、及び薄膜部
としての薄く粗なＭｏ膜24とから構成された電極膜を設
けた構造となっているため、薄膜部（Ｍｏ膜24）ではＮ
ａ蒸気を容易に通過させることができ、かつ厚膜部では
集電用で電流が電気抵抗が少ない状態にて通過するため
集電機能を十分果たすことができ、もって発電量を大幅
に向上できる。
図（Ｃ）に示す如く、固体電解質２の外表面に、厚いＭ
ｏ膜22と薄く粗なＭｏ膜24からなる厚膜部、及び薄膜部
としての薄く粗なＭｏ膜24とから構成された電極膜を設
けた構造となっているため、薄膜部（Ｍｏ膜24）ではＮ
ａ蒸気を容易に通過させることができ、かつ厚膜部では
集電用で電流が電気抵抗が少ない状態にて通過するため
集電機能を十分果たすことができ、もって発電量を大幅
に向上できる。
［実施例２］ 第４図（Ａ），（Ｂ）を参照する。
まず、薄膜部形成予定箇所に前述した治具を密着してお
いた状態で、治具の存在しない固体電解質２の外表面に
高硬度材（例えば人工ダイヤモンド材）の微粉を乗せた
後に、超音波発生装置により超音波震動を加えて微細な
研削条溝（図示せず）を形成する（予備処理）。なお、
この予備処理は、小形ノズルから微粉混入のガス噴流を
吹きつけることにより行なってもよい。次に、上記治具
を外し、スパッタリング法によりＭｏ蒸気を固体電解質
２の外表面に蒸着する。その結果、蒸気通過部には薄膜
部としての薄く（厚み１〜３μｍ）粗なＭｏ膜31が形成
され、集電部には前述した条溝の存在のために比較的初
期蒸着が生じ易く厚膜部としての厚いＭｏ膜32が形成さ
れた（第４図（Ａ）、（Ｂ）図示）。ここで、第４図
（Ｂ）は同図（Ａ）の平面図である。
いた状態で、治具の存在しない固体電解質２の外表面に
高硬度材（例えば人工ダイヤモンド材）の微粉を乗せた
後に、超音波発生装置により超音波震動を加えて微細な
研削条溝（図示せず）を形成する（予備処理）。なお、
この予備処理は、小形ノズルから微粉混入のガス噴流を
吹きつけることにより行なってもよい。次に、上記治具
を外し、スパッタリング法によりＭｏ蒸気を固体電解質
２の外表面に蒸着する。その結果、蒸気通過部には薄膜
部としての薄く（厚み１〜３μｍ）粗なＭｏ膜31が形成
され、集電部には前述した条溝の存在のために比較的初
期蒸着が生じ易く厚膜部としての厚いＭｏ膜32が形成さ
れた（第４図（Ａ）、（Ｂ）図示）。ここで、第４図
（Ｂ）は同図（Ａ）の平面図である。
［考案の効果］ 以上詳述した如く本考案によれば、電極膜をアルカリ金
属蒸気を容易に通過させる薄膜部と電流を電気抵抗の少
ない状態で通過させる厚膜部から構成することで、アル
カリ金属蒸気の通過量を増やすとともに集電機能を十分
果し、もって発電量を向上し得る熱電変換装置を提供で
きる。
属蒸気を容易に通過させる薄膜部と電流を電気抵抗の少
ない状態で通過させる厚膜部から構成することで、アル
カリ金属蒸気の通過量を増やすとともに集電機能を十分
果し、もって発電量を向上し得る熱電変換装置を提供で
きる。
第１図（Ａ）〜（Ｃ）は本考案の実施例１に係る電極膜
の製造方法を工程順に示す断面図、第２図はこの電極膜
の製造に用いられる治具の説明図、第３図は第１図
（Ｂ）の斜視図、第４図（Ａ）は実施例２に係る固体電
解質及び電極膜の断面図、第４図（Ｂ）は同図（Ａ）の
平面図、第５図は従来の熱電変換装置の説明図である。 １……冷却容器、２……固体電解質、３……液溜、４…
…蒸気溜、５……液体Ｎａ、６……蒸気Ｎａ、21……治
具、22,24,31,32……Ｍｏ膜。
の製造方法を工程順に示す断面図、第２図はこの電極膜
の製造に用いられる治具の説明図、第３図は第１図
（Ｂ）の斜視図、第４図（Ａ）は実施例２に係る固体電
解質及び電極膜の断面図、第４図（Ｂ）は同図（Ａ）の
平面図、第５図は従来の熱電変換装置の説明図である。 １……冷却容器、２……固体電解質、３……液溜、４…
…蒸気溜、５……液体Ｎａ、６……蒸気Ｎａ、21……治
具、22,24,31,32……Ｍｏ膜。
フロントページの続き (72)考案者 植屋 勝己 兵庫県神戸市兵庫区和田宮通７丁目１番14 号 西菱エンジニアリング株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】液体のアルカリ金属とアルカリ金属蒸気と
を外表面に電極膜を形成した固体電解質で仕切って熱電
変換を行う装置において、前記電極膜がアルカリ金属蒸
気を通過させる薄膜部と、集電用の厚膜部とから構成さ
れてい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 |
|---|---|---|---|
| JP12364688U JPH0619343Y2 (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 熱電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12364688U JPH0619343Y2 (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 熱電変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0244893U JPH0244893U (ja) | 1990-03-28 |
| JPH0619343Y2 true JPH0619343Y2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=31372685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12364688U Expired - Lifetime JPH0619343Y2 (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 熱電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0619343Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-09-21 JP JP12364688U patent/JPH0619343Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0244893U (ja) | 1990-03-28 |
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