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熱電変換システム

国内特許コード P110002701
整理番号 13335
掲載日 2011年5月31日
出願番号 特願2009-178670
公開番号 特開2011-033429
登録番号 特許第5093520号
出願日 平成21年7月31日(2009.7.31)
公開日 平成23年2月17日(2011.2.17)
登録日 平成24年9月28日(2012.9.28)
発明者
  • 近澤 佳隆
出願人
  • 独立行政法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 熱電変換システム
発明の概要

【課題】一般的な用途に利用できるように、熱源における熱輸送の問題を解決し、電源の大出力化及びコンパクト化の両立を図る。
【解決手段】ストロンチウム熱源32を被覆管30で覆った熱源ピン20が銅製の熱媒体22中に埋め込まれている熱源部10と、熱電変換部(アルカリ金属熱電変換部12)とを具備し、前記熱源部は、熱源ピンが垂直方向となる状態で前記熱電変換部の加熱側に接触するように配置されている熱電変換システムである。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


電源は、通常、自然エネルギー(水力、風力、太陽光など)あるいは燃料(化石燃料、核燃料)を必要とする。自然エネルギーを利用する場合は、エネルギー供給が外部の自然環境に依存するために不安定であり、特定の環境を整備(ダム建設等)あるいは選択(風量、日照時間等)する必要がある。そのため、たとえば離島用などの電源では、自然エネルギーを利用することが困難な場合も多い。他方、燃料を利用する場合は、定期的な燃料補給が必要となり、燃料補給のコストも大きい。特に、船舶用あるいは離島用などのためには、安定で長期間燃料補給を必要としない電源が望まれる。



ところで、ストロンチウム90等の放射性同位体と熱電発電を組み合わせた電源は、従来公知である(例えば非特許文献1参照)。しかし、この技術では、ストロンチウム化合物の熱伝導率が低いために、熱源部の寸法に限界があり数kW以下の小規模電源の設計となっており、特殊な用途に限られている。その他、ストロンチウムを含む焼結固化体によるRI電池が提案されているが(特許文献1)、焼結固化体の場合は発熱密度および熱伝導率ともに低く、熱電変換システムの出力密度の低下が想定され、船舶等に設置するコンパクトな電源には不向きである。

産業上の利用分野


本発明は、ストロンチウムを熱源とし、その熱源部と熱電変換部とを組み合わせた熱電変換システムに関するものである。この技術は、高レベル廃棄物の発熱源として問題になっているストロンチウム90を有効利用でき、たとえば船舶用あるいは離島用などの電源として有用である。

特許請求の範囲 【請求項1】
ストロンチウム熱源を被覆管で覆った熱源ピンが銅製の熱媒体中に埋め込まれている熱源部と、熱電変換部とを具備し、前記熱源部は、熱源ピンが垂直方向となる状態で前記熱電変換部の加熱側に接触するように配置されていることを特徴とする熱電変換システム。

【請求項2】
ストロンチウム熱源を被覆管で覆った熱源ピンが銅製の熱媒体中に埋め込まれている熱源部と、アルカリ金属熱電変換部とを具備し、前記熱源部は、熱源ピンが垂直方向となる状態で前記アルカリ金属熱電変換部の加熱側に接触するように配置されていることを特徴とする熱電変換システム。

【請求項3】
熱源ピンは、ハステロイ被覆管内にフッ化ストロンチウム熱源を充填し、上部端栓と下部端栓とで塞いだ構造であり、複数本の前記熱源ピンが、銅製の熱媒体中に並列配置されるように埋め込まれて熱源部が形成されている請求項1又は2記載の熱電変換システム。

【請求項4】
請求項1乃至3のいずれかに記載の熱電変換システムを交換可能なモジュールとして、そのモジュールを多数、縦横2次元的に並置し集合体とした熱電発電装置。
産業区分
  • 原子力
  • 発電、電動
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2009178670thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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