JP6346060B2 - Power generation system - Google Patents

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Description

本発明は、発電システム、詳しくは、自動車などの車両に搭載される発電システムに関する。   The present invention relates to a power generation system, and more particularly to a power generation system mounted on a vehicle such as an automobile.

従来、自動車エンジンなどの内燃機関や、ボイラー、空調設備などの熱交換器、発電機、モータなどの電動機関、照明などの発光装置などの各種エネルギー利用装置では、例えば、排熱、光などとして、多くの熱エネルギーが放出および損失されている。   Conventionally, in internal combustion engines such as automobile engines, heat exchangers such as boilers and air conditioning equipment, electric engines such as generators and motors, and various energy utilization devices such as light emitting devices such as lighting, for example, as exhaust heat, light, etc. A lot of thermal energy is released and lost.

近年、省エネルギー化の観点から、放出される熱エネルギーを回収し、エネルギー源として再利用することが要求されている。そのようなシステムとして、具体的には、例えば、温度が経時的に上下する熱源と、その熱源の温度変化に応じて、ピエゾ効果、焦電効果、ゼーベック効果などにより電気分極する第１デバイス（誘電体など）と、第１デバイスから電力を取り出すため、第１デバイスを挟むように対向配置される第２デバイス（電極など）とを備える発電システムが提案されている。また、その発電システムを自動車などに積載すること、さらには、そのような場合に第１デバイス（誘電体など）を自動車の排ガスが供給される排気管内に配置することが、提案されている（例えば、特許文献１参照。）。   In recent years, from the viewpoint of energy saving, it has been required to recover the released thermal energy and reuse it as an energy source. As such a system, specifically, for example, a heat source whose temperature rises and falls over time, and a first device that is electrically polarized by a piezo effect, a pyroelectric effect, a Seebeck effect, or the like according to a temperature change of the heat source ( In order to extract electric power from the first device, a power generation system has been proposed that includes a second device (electrode or the like) disposed so as to sandwich the first device. In addition, it has been proposed to load the power generation system on an automobile or the like, and to arrange a first device (such as a dielectric) in an exhaust pipe to which the exhaust gas of the automobile is supplied in such a case ( For example, see Patent Document 1.)

上記した発電システムでは、得られた電力は、第１デバイスから第２デバイスを介してバッテリーに蓄積され、必要に応じて消費可能とされる。   In the power generation system described above, the obtained electric power is accumulated in the battery from the first device via the second device, and can be consumed as necessary.

特開２０１１−２５０６７５号公報JP 2011-250675 A

上記した発電システムにおいては、より効率的に発電するために、第１デバイスの温度条件に応じて、第１デバイスに電圧を印加することが検討され、具体的には、第１デバイスの昇温中に電圧を印加し、降温中には電圧の印加を停止することが検討される。   In the power generation system described above, in order to generate power more efficiently, it is considered to apply a voltage to the first device according to the temperature condition of the first device. Specifically, the temperature rise of the first device is considered. It is considered that a voltage is applied during and the voltage application is stopped during the temperature drop.

また、このような発電システムとしては、さらに効率よく第１デバイスから電力を取り出すことが要求される。   Further, such a power generation system is required to extract power from the first device more efficiently.

そこで、本発明の目的は、優れた効率で第１デバイスから電力を取り出すことができる発電システムを提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a power generation system that can extract power from the first device with excellent efficiency.

上記目的を達成するため、本発明の発電システムは、温度が経時的に上下する熱源と、前記熱源の温度変化により温度が経時的に上下され、電気分極する第１デバイスと、前記第１デバイスから電力を取り出すための回路を形成する第２デバイスと、前記第１デバイスから取り出された電力が供給される第３デバイスと、前記第１デバイスに電圧を印加するための電圧印加手段と、前記第１デバイスの電圧を検知するための電圧検知手段と、前記回路を開閉するためのスイッチと、前記電圧検知手段の検知に応じて前記スイッチの動作を制御するための制御手段とを備え、前記制御手段は、前記電圧検知手段によって検知される前記第１デバイスの電圧のピークに基づいて、前記スイッチにより前記回路を閉状態とすることを特徴としている。   In order to achieve the above object, a power generation system according to the present invention includes a heat source whose temperature rises and falls over time, a first device whose temperature rises and falls over time due to a temperature change of the heat source, and the first device. A second device that forms a circuit for extracting power from the first device; a third device that is supplied with power extracted from the first device; a voltage applying means for applying a voltage to the first device; Voltage detecting means for detecting the voltage of the first device, a switch for opening and closing the circuit, and a control means for controlling the operation of the switch in response to detection of the voltage detecting means, The control means closes the circuit by the switch based on a voltage peak of the first device detected by the voltage detection means.

また、本発明の発電システムでは、前記第１デバイスの昇温中において、複数回、前記回路が閉状態とされることが好適である。   In the power generation system of the present invention, it is preferable that the circuit is closed a plurality of times during the temperature rise of the first device.

本発明の発電システムでは、制御手段およびスイッチによって、第１デバイスの電圧のピークに基づいて、第１デバイスから電力を取り出すための回路が閉状態とされるため、第１デバイスの電圧が比較的高いタイミングで、電力が取り出される。   In the power generation system of the present invention, the circuit for extracting power from the first device is closed by the control means and the switch based on the voltage peak of the first device, so that the voltage of the first device is relatively low. Electric power is taken out at a high timing.

そのため、本発明の発電システムによれば、電力の取り出し効率の向上を図ることができる。   Therefore, according to the power generation system of the present invention, it is possible to improve the power extraction efficiency.

図１は、本発明の発電システムの一実施形態を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a power generation system of the present invention. 図２は、第１デバイスの電圧変化を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a voltage change of the first device. 図３は、本発明の発電システムが車載された一実施形態を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an embodiment in which the power generation system of the present invention is mounted on a vehicle. 図４は、図３に示す発電システムの要部拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a main part of the power generation system shown in FIG.

図１は、本発明の発電システムの一実施形態を示す概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a power generation system of the present invention.

図１において、発電システム１は、温度が経時的に上下する熱源２と、熱源２の温度変化により温度が経時的に上下され、電気分極する第１デバイス３と、第１デバイス３から電力を取り出すための第２デバイス４と、第１デバイス３の温度を検知する検知手段としての温度センサ８と、第１デバイス３に電圧を印加する電圧印加手段としての電圧印加装置９と、第１デバイス３の電圧を検知するための電圧検知手段としての電圧センサ３５と、電圧印加装置９の作動および停止を制御するとともに、電圧センサ３５の検知に応じてスイッチ２３（後述）の動作を制御するための制御手段としての制御ユニット１０とを備えている。   In FIG. 1, a power generation system 1 includes a heat source 2 whose temperature rises and falls over time, a first device 3 whose temperature rises and falls over time due to a temperature change of the heat source 2, and electric power from the first device 3. A second device 4 for taking out, a temperature sensor 8 as a detecting means for detecting the temperature of the first device 3, a voltage applying device 9 as a voltage applying means for applying a voltage to the first device 3, and a first device In order to control the operation and stop of the voltage sensor 35 as a voltage detecting means for detecting the voltage 3 and the voltage applying device 9 and to control the operation of the switch 23 (described later) in response to the detection of the voltage sensor 35. And a control unit 10 as a control means.

熱源２としては、温度が経時的に上下する熱源であれば、特に制限されないが、例えば、内燃機関、発光装置などの各種エネルギー利用装置が挙げられる。   The heat source 2 is not particularly limited as long as the temperature rises and falls over time, and examples thereof include various energy utilization devices such as an internal combustion engine and a light emitting device.

内燃機関は、例えば、車両などの動力を出力する装置であって、例えば、単気筒型または多気筒型が採用されるとともに、その各気筒において、多サイクル方式（例えば、２サイクル方式、４サイクル方式、６サイクル方式など）が採用される。   An internal combustion engine is a device that outputs power, for example, for a vehicle. For example, a single cylinder type or a multi-cylinder type is adopted, and a multi-cycle type (for example, a 2-cycle type, a 4-cycle type) is used in each cylinder. System, 6-cycle system, etc.) are employed.

このような内燃機関では、各気筒において、ピストンの昇降運動が繰り返されており、これにより、例えば、４サイクル方式では、吸気工程、圧縮工程、爆発工程、排気工程などが順次実施され、燃料が燃焼され、動力が出力されている。   In such an internal combustion engine, pistons are repeatedly moved up and down in each cylinder. For example, in a 4-cycle system, an intake process, a compression process, an explosion process, an exhaust process, and the like are sequentially performed, and fuel is discharged. It is burned and power is output.

このような内燃機関において、排気工程では、高温の排気ガスが、排気ガス管を介して排気され、その排気ガスを熱媒体として熱エネルギーが伝達され、排気ガス管の内部温度が上昇する。   In such an internal combustion engine, in the exhaust process, high-temperature exhaust gas is exhausted through an exhaust gas pipe, heat energy is transmitted using the exhaust gas as a heat medium, and the internal temperature of the exhaust gas pipe rises.

一方、その他の工程（排気工程を除く工程）では、排気ガス管中の排気ガス量が低減されるため、排気ガス管の内部温度は、排気工程に比べて、下降する。   On the other hand, in the other steps (steps excluding the exhaust step), the amount of exhaust gas in the exhaust gas pipe is reduced, so that the internal temperature of the exhaust gas pipe decreases compared to the exhaust process.

このように、内燃機関の温度は、排気工程において上昇し、吸気工程、圧縮工程および爆発工程において下降し、つまり、経時的に上下する。   As described above, the temperature of the internal combustion engine rises in the exhaust process and falls in the intake process, the compression process, and the explosion process, that is, rises and falls over time.

とりわけ、上記の各工程は、ピストンサイクルに応じて、周期的に順次繰り返されるため、内燃機関における各気筒の排気ガス管の内部は、上記の各工程の繰り返しの周期に伴って、周期的に温度変化、より具体的には、高温状態と低温状態とが、周期的に繰り返される。   In particular, since each of the above steps is periodically and sequentially repeated according to the piston cycle, the inside of the exhaust gas pipe of each cylinder in the internal combustion engine is periodically cycled with the repetition cycle of each of the above steps. A temperature change, more specifically, a high temperature state and a low temperature state are periodically repeated.

発光装置は、点灯（発光）時には、例えば、赤外線、可視光などの光を熱媒体として、その熱エネルギーにより温度上昇し、一方、消灯時には温度低下する。そのため、発光装置は、経時的に、点灯（発光）および消灯することにより、その温度が経時的に上下する。   When the light emitting device is turned on (emission light), for example, light such as infrared rays and visible light is used as a heat medium, and the temperature rises due to the heat energy. Therefore, the temperature of the light emitting device increases and decreases over time by turning on (emitting) and turning off over time.

とりわけ、例えば、発光装置が、経時的に照明の点灯および消灯が断続的に繰り返される発光装置（明滅（点滅）式の発光装置）である場合には、その発光装置は、点灯（発光）時における光の熱エネルギーにより、周期的に温度変化、より具体的には、高温状態と低温状態とが、周期的に繰り返される。   In particular, for example, when the light-emitting device is a light-emitting device (blinking (flashing) type light-emitting device) in which lighting is turned on and off intermittently over time, the light-emitting device is turned on (light-emitting). Due to the thermal energy of the light, a temperature change periodically, more specifically, a high temperature state and a low temperature state are periodically repeated.

また、熱源２としては、さらに、例えば、複数の熱源を備え、それら複数の熱源間の切り替えにより、温度変化を生じることもできる。   Moreover, as the heat source 2, for example, a plurality of heat sources can be provided, and a temperature change can be caused by switching between the plurality of heat sources.

より具体的には、例えば、熱源として、低温熱源（冷却材など）と、その低温熱源より温度の高い高温熱源（例えば、加熱材など）との２つの熱源を用意し、経時的に、それら低温熱源および高温熱源を、交互に切り替えて用いる形態が挙げられる。   More specifically, for example, two heat sources, a low-temperature heat source (such as a coolant) and a high-temperature heat source (eg, a heating material) having a higher temperature than the low-temperature heat source, are prepared as the heat source. A mode in which a low-temperature heat source and a high-temperature heat source are alternately switched is used.

これにより、熱源としての温度を、経時的に上下させることができ、とりわけ、低温熱源および高温熱源の切り替えを、周期的に繰り返すことにより、周期的に温度変化させることができる。   Thereby, the temperature as a heat source can be raised or lowered with time, and in particular, the temperature can be periodically changed by periodically switching the low-temperature heat source and the high-temperature heat source.

切り替え可能な複数の熱源を備える熱源２としては、特に制限されないが、例えば、燃焼用低温空気供給系、蓄熱式熱交換器、高温ガス排気系、および、供給／排気切替弁を備えた高温空気燃焼炉（例えば、再公表９６−５４７４号公報に記載される高温気体発生装置）、例えば、高温熱源、低温熱源および水素吸蔵合金を用いた海水交換装置（水素吸蔵合金アクチュエータ式海水交換装置）などが挙げられる。   Although it does not restrict | limit especially as the heat source 2 provided with the several heat source which can be switched, For example, the high temperature air provided with the low temperature air supply system for combustion, the thermal storage heat exchanger, the high temperature gas exhaust system, and the supply / exhaust switching valve Combustion furnace (for example, a high-temperature gas generator described in Republished No. 96-5474), for example, a seawater exchange device (hydrogen storage alloy actuator-type seawater exchange device) using a high-temperature heat source, a low-temperature heat source, and a hydrogen storage alloy Is mentioned.

これら熱源２としては、上記熱源を単独使用または２種類以上併用することができる。   As these heat sources 2, the said heat source can be used individually or in combination with 2 or more types.

熱源２として、好ましくは、経時により周期的に温度変化する熱源が挙げられる。   The heat source 2 is preferably a heat source whose temperature changes periodically with time.

また、熱源２として、好ましくは、内燃機関が挙げられる。   The heat source 2 is preferably an internal combustion engine.

第１デバイス３は、熱源２の温度変化に応じて電気分極するデバイスである。   The first device 3 is a device that is electrically polarized in accordance with a temperature change of the heat source 2.

ここでいう電気分極とは、結晶の歪みにともなう正負イオンの変位により誘電分極し電位差が生じる現象、例えばピエゾ効果、および／または、温度変化により誘電率が変化し電位差が生じる現象、例えば焦電効果などのように、材料に起電力が発生する現象と定義する。   The electric polarization referred to here is a phenomenon in which a potential difference occurs due to dielectric polarization due to displacement of positive and negative ions due to crystal distortion, such as a piezo effect and / or a phenomenon in which a dielectric constant changes due to a temperature change and a potential difference occurs, such as pyroelectricity. It is defined as a phenomenon in which an electromotive force is generated in a material, such as an effect.

このような第１デバイス３として、より具体的には、例えば、ピエゾ効果により電気分極するデバイス、焦電効果により電気分極するデバイスなどが挙げられる。   More specifically, examples of the first device 3 include a device that is electrically polarized by a piezo effect, a device that is electrically polarized by a pyroelectric effect, and the like.

ピエゾ効果は、応力または歪みが加えられたときに、その応力または歪みの大きさに応じて電気分極する効果（現象）である。   The piezo effect is an effect (phenomenon) in which when a stress or strain is applied, it is electrically polarized according to the magnitude of the stress or strain.

このようなピエゾ効果により電気分極する第１デバイス３としては、特に制限されず、公知のピエゾ素子（圧電素子）を用いることができる。   The first device 3 that is electrically polarized by the piezo effect is not particularly limited, and a known piezo element (piezoelectric element) can be used.

第１デバイス３としてピエゾ素子が用いられる場合には、ピエゾ素子は、例えば、その周囲が固定部材により固定され、熱源２に接触するか、または、熱源２の熱を伝達する熱媒体（上記した排気ガス、光など）に接触（曝露）されるように配置される。   When a piezo element is used as the first device 3, the piezo element is, for example, a heat medium whose periphery is fixed by a fixing member and is in contact with the heat source 2 or transmits heat of the heat source 2 (described above). (Exhaust gas, light, etc.).

固定部材としては、特に制限されず、例えば、後述する第２デバイス４（例えば、電極など）を用いることもできる。   The fixing member is not particularly limited, and for example, a second device 4 (for example, an electrode) described later can be used.

そして、このような場合には、ピエゾ素子は、熱源２の経時的な温度変化により、（場合により熱媒体（上記した排気ガス、光など）を介して）加熱または冷却され、これにより、膨張または収縮する。   In such a case, the piezo element is heated or cooled (possibly via a heat medium (exhaust gas, light, etc.) as described above) due to a change in temperature of the heat source 2 with time, thereby expanding. Or shrink.

このとき、ピエゾ素子は、固定部材により体積膨張が抑制されているため、ピエゾ素子は、固定部材に押圧され、ピエゾ効果（圧電効果）、または、キュリー点付近での相変態により、電気分極する。これにより、詳しくは後述するが、第２デバイス４を介して、ピエゾ素子から電力が取り出される。   At this time, since the volume expansion of the piezo element is suppressed by the fixing member, the piezo element is pressed by the fixing member and is electrically polarized by the piezo effect (piezoelectric effect) or phase transformation near the Curie point. . Thereby, as will be described in detail later, power is extracted from the piezo element via the second device 4.

また、このようなピエゾ素子は、通常、加熱状態または冷却状態が維持され、その温度が一定（すなわち、体積一定）になると、電気分極が中和され、その後、冷却または加熱されることにより、再度、電気分極する。   In addition, such a piezo element is normally maintained in a heated state or a cooled state, and when its temperature becomes constant (that is, a constant volume), the electric polarization is neutralized, and then cooled or heated, Again, it is electrically polarized.

そのため、上記したように熱源２が周期的に温度変化し、高温状態と低温状態とが周期的に繰り返される場合などには、ピエゾ素子が周期的に繰り返し加熱および冷却されるため、ピエゾ素子の電気分極およびその中和が、周期的に繰り返される。   Therefore, as described above, when the temperature of the heat source 2 periodically changes and the high temperature state and the low temperature state are periodically repeated, the piezo element is periodically heated and cooled. Electrical polarization and its neutralization are repeated periodically.

その結果、後述する第２デバイス４により、電力が、周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）として取り出される。   As a result, electric power is extracted as a waveform (for example, alternating current, pulsating flow, etc.) that varies periodically by the second device 4 described later.

焦電効果は、例えば、絶縁体（誘電体）などを加熱および冷却する時に、その温度変化に応じて絶縁体が電気分極する効果（現象）であって、第１効果および第２効果を含んでいる。   The pyroelectric effect is, for example, an effect (phenomenon) in which the insulator is electrically polarized in accordance with a change in temperature when the insulator (dielectric) is heated and cooled, and includes the first effect and the second effect. It is out.

第１効果は、絶縁体の加熱時および冷却時において、その温度変化により自発分極し、絶縁体の表面に、電荷を生じる効果とされている。   The first effect is an effect in which, when the insulator is heated and cooled, it spontaneously polarizes due to the temperature change and generates a charge on the surface of the insulator.

また、第２効果は、絶縁体の加熱時および冷却時において、その温度変化により結晶構造に圧力変形が生じ、結晶構造に加えられる応力または歪みにより、圧電分極を生じる効果（ピエゾ効果、圧電効果）とされている。   In addition, the second effect is an effect that pressure deformation occurs in the crystal structure due to temperature changes during heating and cooling of the insulator, and piezoelectric polarization occurs due to stress or strain applied to the crystal structure (piezo effect, piezoelectric effect). ).

このような焦電効果により電気分極するデバイスとしては、特に制限されず、公知の焦電素子を用いることができる。   The device that is electrically polarized by such a pyroelectric effect is not particularly limited, and a known pyroelectric element can be used.

第１デバイス３として焦電素子が用いられる場合には、焦電素子は、熱源２に接触するか、または、熱源２の熱を伝達する熱媒体（上記した排気ガス、光など）に接触（曝露）されるように配置される。   When a pyroelectric element is used as the first device 3, the pyroelectric element is in contact with the heat source 2 or in contact with a heat medium (exhaust gas, light, or the like described above) that transmits the heat of the heat source 2 ( To be exposed).

このような場合において、焦電素子は、熱源２の経時的な温度変化により、（場合により熱媒体（上記した排気ガス、光など）を介して）加熱または冷却され、その焦電効果（第１効果および第２効果を含む）により、電気分極する。これにより、詳しくは後述するが、第２デバイス４を介して、焦電素子から電力が取り出される。   In such a case, the pyroelectric element is heated or cooled (possibly via a heat medium (exhaust gas, light, etc.) described above) due to a change in temperature of the heat source 2 with time, and the pyroelectric effect (first The electric polarization is caused by the first effect and the second effect. Thereby, although mentioned later in detail, electric power is taken out from the pyroelectric element via the second device 4.

また、このような焦電素子は、通常、加熱状態または冷却状態が維持され、その温度が一定になると、電気分極が中和され、その後、冷却または加熱されることにより、再度、電気分極する。   Also, such pyroelectric elements are usually maintained in a heated state or a cooled state, and when the temperature becomes constant, the electric polarization is neutralized, and then cooled or heated again to be electrically polarized again. .

そのため、上記したように熱源２が周期的に温度変化し、高温状態と低温状態とが周期的に繰り返される場合などには、焦電素子が周期的に繰り返し加熱および冷却されるため、焦電素子の電気分極およびその中和が、周期的に繰り返される。   Therefore, when the temperature of the heat source 2 is periodically changed as described above and the high temperature state and the low temperature state are periodically repeated, the pyroelectric element is periodically heated and cooled. The electrical polarization of the element and its neutralization are repeated periodically.

その結果、後述する第２デバイス４により、電力が、周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）として取り出される。   As a result, electric power is extracted as a waveform (for example, alternating current, pulsating flow, etc.) that fluctuates periodically by the second device 4 described later.

これら第１デバイス３は、単独使用または２種類以上併用することができる。   These first devices 3 can be used alone or in combination of two or more.

このような第１デバイス３として、具体的には、上記したように、公知の焦電素子（例えば、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、（ＣａＢｉ）ＴｉＯ３、ＢａＮｄ２Ｔｉ５Ｏ１４、ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）など）、公知のピエゾ素子（例えば、水晶（ＳｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ロッシェル塩（酒石酸カリウム−ナトリウム）（ＫＮａＣ４Ｈ４Ｏ６）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、リチウムテトラボレート（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、電気石（トルマリン）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）など）、Ｃａ３（ＶＯ４）２、Ｃａ３（ＶＯ４）２／Ｎｉ、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＮｂＯ３／Ｎｉ、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＴａＯ３／Ｎｉ、Ｌｉ（Ｎｂ０．４Ｔａ０．６）Ｏ３、Ｌｉ（Ｎｂ０．４Ｔａ０．６）Ｏ３／Ｎｉ、Ｃａ３｛（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ４｝２、Ｃａ３｛（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ４｝２／Ｎｉなどを用いることができる。 Specifically, as described above, the first device 3 is a known pyroelectric element (for example, BaTiO 3 , CaTiO 3 , (CaBi) TiO 3 , BaNd 2 Ti 5 O 14 , BaSm 2 Ti 4. O 12 , lead zirconate titanate (PZT: Pb (Zr, Ti) O 3 ), etc., known piezo elements (eg, quartz (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), Rochelle salt (potassium sodium tartrate) (KNaC 4 H 4 O 6) , lead zirconate titanate (PZT: Pb (Zr, Ti ) O 3), lithium niobate (LiNbO 3), lithium tantalate (LiTaO 3), lithium tetraborate (Li 2 B 4 O 7 ), Langasite (La 3 Ga 5 SiO 14 ), Aluminum Nitride (AlN), Tourmaline, Poly Vinylidene fluoride (PVDF), etc.), Ca 3 (VO 4 ) 2 , Ca 3 (VO 4 ) 2 / Ni, LiNbO 3 , LiNbO 3 / Ni, LiTaO 3 , LiTaO 3 / Ni, Li (Nb 0.4 Ta 0.6 ) O 3 , Li (Nb 0.4 Ta 0.6 ) O 3 / Ni, Ca 3 {(Nb, Ta) O 4 } 2 , Ca 3 {(Nb, Ta) O 4 } 2 / Ni Etc. can be used.

また、第１デバイス３としては、さらに、ＬａＮｂＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＫＮｂＯ３、ＭｇＮｂＯ３、ＣａＮｂＯ３、（Ｋ１／２Ｎａ１／２）ＮｂＯ３、（Ｂｉ１／２Ｋ１／４Ｎａ１／４）ＮｂＯ３、（Ｓｒ１／１００（Ｋ１／２Ｎａ１／２）９９／１００）ＮｂＯ３、（Ｂａ１／１００（Ｋ１／２Ｎａ１／２）９９／１００）ＮｂＯ３、（Ｌｉ１／１０（Ｋ１／２Ｎａ１／２）９／１０）ＮｂＯ３などの誘電体を用いることもできる。 Further, as the first device 3, LaNbO 3 , LiNbO 3 , KNbO 3 , MgNbO 3 , CaNbO 3 , (K 1/2 Na 1/2 ) NbO 3 , (Bi 1/2 K 1/4 Na 1) / 4 ) NbO 3 , (Sr 1/100 (K 1/2 Na 1/2 ) 99/100 ) NbO 3 , (Ba 1/100 (K 1/2 Na 1/2 ) 99/100 ) NbO 3 , A dielectric such as (Li 1/10 (K 1/2 Na 1/2 ) 9/10 ) NbO 3 can also be used.

第１デバイス３のキュリー点は、例えば、−７７℃以上、好ましくは、−１０℃以上であり、例えば、１３００℃以下、好ましくは、９００℃以下である。   The Curie point of the first device 3 is, for example, −77 ° C. or higher, preferably −10 ° C. or higher, for example, 1300 ° C. or lower, preferably 900 ° C. or lower.

また、第１デバイス３（絶縁体（誘電体））の比誘電率は、例えば、１以上、好ましくは、１００以上、より好ましくは、２０００以上である。   The relative dielectric constant of the first device 3 (insulator (dielectric)) is, for example, 1 or more, preferably 100 or more, more preferably 2000 or more.

このような発電システム１では、第１デバイス３（絶縁体（誘電体））の比誘電率が高いほど、エネルギー変換効率が高く、高電圧で電力を取り出すことができるが、第１デバイス３の比誘電率が上記下限未満であれば、エネルギー変換効率が低く、得られる電力の電圧が低くなる場合がある。   In such a power generation system 1, the higher the relative dielectric constant of the first device 3 (insulator (dielectric)), the higher the energy conversion efficiency and the higher voltage can be taken out. If the relative dielectric constant is less than the above lower limit, the energy conversion efficiency is low, and the voltage of the obtained power may be low.

なお、第１デバイス３（絶縁体（誘電体））は、熱源２の温度変化によって電気分極するが、その電気分極は、電子分極、イオン分極および配向分極のいずれでもよい。   The first device 3 (insulator (dielectric)) is electrically polarized by the temperature change of the heat source 2, and the electrical polarization may be any of electronic polarization, ionic polarization, and orientation polarization.

例えば、配向分極によって分極が発現する材料（例えば、液晶材料など）では、その分子構造を変化させることにより、発電効率の向上を図ることができるものと期待されている。   For example, it is expected that a material that exhibits polarization by orientation polarization (for example, a liquid crystal material) can improve power generation efficiency by changing its molecular structure.

図１において、第２デバイス４は、第１デバイス３から電力を取り出すために設けられる。   In FIG. 1, the second device 4 is provided to extract power from the first device 3.

第２デバイス４は、上記の第１デバイス３を挟んで対向配置される１対（２つ）の電極（例えば、銅電極、銀電極など）２２、および、それら電極２２に接続される取出導線２７を備えており、第１デバイス３に電気的に接続されている。   The second device 4 includes a pair (two) of electrodes (for example, a copper electrode, a silver electrode, and the like) 22 that are opposed to each other with the first device 3 interposed therebetween, and an extraction lead wire connected to the electrodes 22 27, and is electrically connected to the first device 3.

より具体的には、第２デバイス４の取出導線２７は、第１デバイス３から電力を取り出すための環状の電気回路を形成しており、この電気回路（環状の取出導線２７）中に、第１デバイス３と、その第１デバイス３を挟んで対向配置される１対（２つ）の電極２２と、その第１デバイス３から取り出された電力が供給される第３デバイスとしてのバッテリー７とが介在されている。   More specifically, the lead-out conductor 27 of the second device 4 forms an annular electric circuit for extracting power from the first device 3, and the electric circuit (annular lead-out conductor 27) includes the first electric circuit 27. 1 device 3, a pair (two) of electrodes 22 arranged opposite to each other across the first device 3, and a battery 7 as a third device to which power extracted from the first device 3 is supplied Is intervened.

また、取出導線２７におけるバッテリー７と電極２２との間、具体的には、第１デバイス３を挟む２点（２つの接続点Ａ）において、後述する印加導線２８の印加専用部分３２（後述）が接続されている。これにより、取出導線２７の一部（電極２２と接続点Ａとで区画される部分）が、印加導線２８（後述）として共用されている。   Moreover, between the battery 7 and the electrode 22 in the extraction lead 27, specifically, at two points (two connection points A) between which the first device 3 is sandwiched, an application-dedicated portion 32 (described later) of the application lead 28 described later. Is connected. Thereby, a part (part divided by the electrode 22 and the connection point A) of the extraction conducting wire 27 is shared as the application conducting wire 28 (described later).

つまり、取出導線２７は、印加導線２８（後述）と共用され、詳しくは後述するように、電圧印加装置９からの電圧を第１デバイス３に印加するために用いられるとともに、第１デバイス３から電力を取り出すために用いられる共用部分２９と、印加導線２８（後述）と共用されない部分、すなわち、電圧印加装置９からの電圧を第１デバイス３に印加するためには用いられず、第１デバイス３から電力を取り出すために用いられる取出専用部分３０とを備えている。   That is, the lead-out lead 27 is used in common with an application lead 28 (described later), and is used to apply a voltage from the voltage application device 9 to the first device 3 as described in detail later. The common part 29 used for taking out the electric power and the part not shared with the application conductor 28 (described later), that is, not used for applying the voltage from the voltage application device 9 to the first device 3, but the first device 3 and a take-out dedicated portion 30 used for taking out power from the power source 3.

共用部分２９は、取出導線２７と印加導線２８（後述）との接続点（２つの接続点Ａ）から、電極２２に至るまでの領域（具体的には、２つの接続点Ａと、それぞれの接続点Ａに近接する側の電極２２との間の領域）であって、その途中部分において、第１デバイス３および１対の電極２２が介在されている。   The shared portion 29 is a region from the connection point (two connection points A) between the extraction lead wire 27 and the application lead wire 28 (described later) to the electrode 22 (specifically, the two connection points A, The first device 3 and the pair of electrodes 22 are interposed in the middle part of the region between the electrode 22 on the side close to the connection point A).

このような共用部分２９は、取出導線２７の一部であるとともに、印加導線２８（後述）の一部でもあり、そのため、第２デバイス４として電力を取り出すために用いられるとともに、電圧印加装置９（後述）として電圧を印加するためにも用いられる。   Such a shared portion 29 is a part of the lead-out lead 27 and also a part of an application lead 28 (described later). Therefore, the common part 29 is used for taking out electric power as the second device 4, and the voltage application device 9. It is also used to apply a voltage (described later).

取出専用部分３０は、取出導線２７において共用部分２９を除く部分であって、バッテリー７が介在されている。   The take-out dedicated portion 30 is a portion excluding the common portion 29 in the take-out lead wire 27, and the battery 7 is interposed therebetween.

また、図示しないが、取出専用部分３０には、必要により、例えば、昇圧器、交流／直流変換器（ＡＣ−ＤＣコンバーター）などを介在させることもできる。   In addition, although not shown in the drawing, for example, a booster or an AC / DC converter (AC-DC converter) can be interposed in the extraction-dedicated portion 30 as necessary.

また、取出専用部分３０には、さらに、第１デバイス３から電力を取り出すための回路（取出導線２７）を開閉するためのスイッチ２３が備えられている。   The take-out dedicated portion 30 is further provided with a switch 23 for opening and closing a circuit for taking out power from the first device 3 (take-out lead 27).

スイッチ２３としては、特に制限されず、公知のスイッチ機構を採用することができる。また、スイッチ２３は、後述する制御ユニット１０に電気的に接続されており（図１破線参照）、その開閉が制御されている。   The switch 23 is not particularly limited, and a known switch mechanism can be employed. The switch 23 is electrically connected to a control unit 10 described later (see the broken line in FIG. 1), and its opening and closing is controlled.

温度センサ８は、第１デバイス３の温度を検知するため、第１デバイス３に近接または接触して設けられる。温度センサ８は、第１デバイス３の温度として、第１デバイス３の表面温度を直接検知するか、または、第１デバイス３の周囲の雰囲気温度を検知し、例えば、赤外放射温度計や、熱電対温度計などの公知の温度センサが用いられる。   The temperature sensor 8 is provided close to or in contact with the first device 3 in order to detect the temperature of the first device 3. The temperature sensor 8 directly detects the surface temperature of the first device 3 as the temperature of the first device 3, or detects the ambient temperature around the first device 3, for example, an infrared radiation thermometer, A known temperature sensor such as a thermocouple thermometer is used.

電圧印加装置９は、第１デバイス３に電圧を印加するため、第１デバイス３に直接または近接して設けられる。   The voltage application device 9 is provided directly or close to the first device 3 in order to apply a voltage to the first device 3.

電圧印加装置９は、上記の第１デバイス３に電圧を印加するための電圧印加電源３１、および、その電圧印加電源３１に接続される印加導線２８を備えている。   The voltage application device 9 includes a voltage application power source 31 for applying a voltage to the first device 3 and an application conductor 28 connected to the voltage application power source 31.

より具体的には、電圧印加装置９の印加導線２８は、上記共用部分２９を取出導線２７と共用して、環状の電気回路を形成しており、この電気回路（環状の印加導線２８）中に、第１デバイス３と、その第１デバイス３を挟んで対向配置される１対（２つ）の電極２２と、電圧印加電源３１とが介在されている。   More specifically, the application conductor 28 of the voltage application device 9 forms an annular electric circuit by sharing the common portion 29 with the extraction conductor 27, and in this electric circuit (annular application conductor 28). In addition, a first device 3, a pair (two) of electrodes 22 arranged to face each other across the first device 3, and a voltage application power source 31 are interposed.

つまり、電圧印加装置９の印加導線２８は、上記取出導線２７と共用される上記共用部分２９と、上記取出導線２７と共用されない印加専用部分３２とを備えている。   That is, the application conducting wire 28 of the voltage application device 9 includes the shared portion 29 shared with the extraction conducting wire 27 and the application dedicated portion 32 not shared with the extraction conducting wire 27.

印加専用部分３２は、印加導線２８において共用部分２９を除く部分であって、その両端部が、それぞれ、取出導線２７の第１デバイス３に対する一方側の途中部分（一方側の接続点Ａ）と、他方側の途中部分（他方側の接続点Ａ）とに、電気的に接続されている。また、印加専用部分３２の途中部分には、電圧印加電源３１が介在されている。   The application dedicated portion 32 is a portion of the application conducting wire 28 excluding the common portion 29, and both end portions thereof are respectively intermediate portions on one side of the extraction conducting wire 27 with respect to the first device 3 (one connection point A). , And electrically connected to the middle part on the other side (connection point A on the other side). Further, a voltage application power source 31 is interposed in the middle of the application-dedicated part 32.

これにより、電圧印加電源３１は、第２デバイス４の電極２２に電気的に接続されており、電極２２が、電圧印加装置９により電圧を印加するための電極として共用されている。   Thereby, the voltage application power source 31 is electrically connected to the electrode 22 of the second device 4, and the electrode 22 is shared as an electrode for applying a voltage by the voltage application device 9.

そのため、この発電システム１では、電圧印加電源３１から電圧を印加し、第２デバイス４の電極２２および取出導線２７を介して、第１デバイス３に電圧を印加することができる。   Therefore, in the power generation system 1, it is possible to apply a voltage from the voltage application power supply 31 and apply a voltage to the first device 3 through the electrode 22 and the extraction lead wire 27 of the second device 4.

電圧センサ３５は、第１デバイス３の電圧を検知するためのセンサであって、第１デバイス３を跨ぐように、共用部分２９に電気的に接続されている。電圧センサ３５としては、特に制限されず、公知のセンサが用いられる。   The voltage sensor 35 is a sensor for detecting the voltage of the first device 3, and is electrically connected to the common part 29 so as to straddle the first device 3. The voltage sensor 35 is not particularly limited, and a known sensor is used.

制御ユニット１０は、発電システム１における電気的な制御を実行するユニット（例えば、ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータで構成されている。   The control unit 10 is a unit (for example, ECU: Electronic Control Unit) that performs electrical control in the power generation system 1, and is configured by a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like.

制御ユニット１０は、温度センサ８および電圧印加装置９に電気的に接続されており、詳しくは後述するが、上記した温度センサ８によって第１デバイス３の昇温が検知されたときに、電圧印加装置９を作動させる（破線参照）。   The control unit 10 is electrically connected to the temperature sensor 8 and the voltage application device 9. As will be described in detail later, when the temperature rise of the first device 3 is detected by the temperature sensor 8, voltage application is performed. The device 9 is activated (see broken line).

また、制御ユニット１０は、電圧センサ３５およびスイッチ２３にも電気的に接続されており、詳しくは後述するように、電圧センサ３５によって検知される第１デバイス３の電圧のピークに基づいて、スイッチ２３を操作可能とし、第１デバイス３から電力が取り出される回路を開閉可能としている（破線参照）。   The control unit 10 is also electrically connected to the voltage sensor 35 and the switch 23. As will be described in detail later, the control unit 10 switches based on the voltage peak of the first device 3 detected by the voltage sensor 35. 23 can be operated, and a circuit from which power is taken out from the first device 3 can be opened and closed (see a broken line).

また、このような発電システム１は、さらに、整流手段としての整流器２１を備えることができる。   Moreover, such a power generation system 1 can further include a rectifier 21 as a rectifier.

すなわち、この発電システム１では、図１に示されるように、第１デバイス３を含む環状の電気回路として、取出導線２７により形成される回路と、印加導線２８により形成される回路とが存在する。そのため、例えば、後述するように電圧印加装置９により電圧を印加しない状態（ＯＦＦ）である場合などには、第１デバイス３から生じた電力が、取出導線２７を介してバッテリー７に供給される一方、印加導線２８を介して電圧印加装置９の電圧印加電源３１にも供給される場合がある。   That is, in this power generation system 1, as shown in FIG. 1, there are a circuit formed by the extraction lead 27 and a circuit formed by the application lead 28 as an annular electric circuit including the first device 3. . Therefore, for example, when the voltage application device 9 does not apply a voltage (OFF) as will be described later, the power generated from the first device 3 is supplied to the battery 7 via the extraction lead 27. On the other hand, the voltage application power supply 31 of the voltage application device 9 may be supplied via the application lead 28.

このような場合には、電圧印加電源３１に破損を生じる場合があるため、好ましくは、電圧印加電源３１を含む電気回路中に整流器２１を設け、第１デバイス３から取り出された電力が電圧印加電源３１に供給されることを規制する。   In such a case, the voltage application power supply 31 may be damaged. Therefore, the rectifier 21 is preferably provided in the electric circuit including the voltage application power supply 31, and the electric power extracted from the first device 3 is applied to the voltage application. The supply to the power supply 31 is restricted.

整流器２１は、環状の電気回路を形成する印加導線２８において、電圧印加電源３１と第１デバイス３との間に介在するように配置される。   The rectifier 21 is arranged so as to be interposed between the voltage application power supply 31 and the first device 3 in the application conductor 28 forming an annular electric circuit.

このような整流器２１としては、例えば、公知のダイオードなどが用いられる。   As such a rectifier 21, for example, a known diode or the like is used.

整流器２１を備えることにより、第１デバイス３から生じた電力が電圧印加装置９の電圧印加電源３１に供給されることを規制することができ、電圧印加電源３１にダメージを生じることを抑制することができる。   By providing the rectifier 21, it is possible to restrict the power generated from the first device 3 from being supplied to the voltage application power source 31 of the voltage application device 9, and to prevent the voltage application power source 31 from being damaged. Can do.

このような発電システム１により発電するには、例えば、まず、熱源２の温度を経時的に上下、好ましくは、周期的に温度変化させ、その熱源２により、第１デバイス３を、加熱および／または冷却する。   In order to generate power with such a power generation system 1, for example, first, the temperature of the heat source 2 is changed over time, preferably periodically, and the first device 3 is heated and / or heated by the heat source 2. Or cool.

そして、このような温度変化に応じて、上記した第１デバイス３を、好ましくは、周期的に電気分極させる。その後、第２デバイス４を介することにより、電力を、第１デバイス３の周期的な電気分極に応じて周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）として、取り出す。   The first device 3 described above is preferably electrically polarized periodically in accordance with such a temperature change. Thereafter, the electric power is taken out as a waveform (for example, alternating current, pulsating current, etc.) that periodically fluctuates according to the periodic electric polarization of the first device 3 through the second device 4.

このような発電システム１において、熱源２の温度は、高温状態における温度が、例えば、２００〜１２００℃、好ましくは、７００〜９００℃であり、低温状態における温度が、上記の高温状態における温度未満、より具体的には、例えば、１００〜８００℃、好ましくは、２００〜５００℃であり、高温状態と低温状態との温度差が、例えば、１０〜６００℃、好ましくは、２０〜５００℃である。   In such a power generation system 1, the temperature of the heat source 2 is, for example, 200 to 1200 ° C., preferably 700 to 900 ° C. in the high temperature state, and the temperature in the low temperature state is lower than the temperature in the high temperature state. More specifically, for example, 100 to 800 ° C., preferably 200 to 500 ° C., and the temperature difference between the high temperature state and the low temperature state is, for example, 10 to 600 ° C., preferably 20 to 500 ° C. is there.

また、それら高温状態と低温状態との繰り返し周期は、例えば、１０〜４００サイクル／秒、好ましくは、３０〜１００サイクル／秒である。   Moreover, the repetition period of these high temperature states and low temperature states is, for example, 10 to 400 cycles / second, preferably 30 to 100 cycles / second.

また、このような発電システム１では、より効率的に発電するため、第１デバイス３の温度状態に応じて、第１デバイス３に電圧を印加する。   In such a power generation system 1, a voltage is applied to the first device 3 in accordance with the temperature state of the first device 3 in order to generate power more efficiently.

具体的には、例えば、以下の方法により、第１デバイス３に電圧を印加することが検討される。   Specifically, for example, it is considered to apply a voltage to the first device 3 by the following method.

すなわち、この発電システム１では、上記した熱源２による加熱および／または冷却とともに、温度センサ８によって、第１デバイス３の温度を連続的に測定し、第１デバイス３が昇温状態であるか、降温状態であるかを検知する。より具体的には、例えば、温度センサ８によって検知される第１デバイス３の温度が、予め設定された所定の値（例えば、０．２℃／ｓなど）以上上昇したときに、昇温状態であると検知され、また、第１デバイス３の温度が、予め設定された所定の値（例えば、０．２℃／ｓなど）以上下降したときに、降温状態であると検知される。   That is, in this power generation system 1, along with the heating and / or cooling by the heat source 2 described above, the temperature of the first device 3 is continuously measured by the temperature sensor 8, and the first device 3 is in a temperature rising state. Detect if the temperature is falling. More specifically, for example, when the temperature of the first device 3 detected by the temperature sensor 8 has increased by a predetermined value (for example, 0.2 ° C./s) or more, the temperature rise state In addition, when the temperature of the first device 3 drops by a predetermined value (for example, 0.2 ° C./s) or the like, it is detected that the temperature is lowered.

そして、この発電システム１では、第１デバイス３が昇温状態であると検知されたときには、制御ユニット１０によって電圧印加装置９を作動させ、第１デバイス３に所定の電圧を印加し、また、第１デバイス３が降温状態であると検知されたときには、制御ユニット１０によって電圧印加装置９を停止させ、第１デバイス３に対する電圧の印加を停止することが検討される。   And in this electric power generation system 1, when it is detected that the 1st device 3 is a temperature rising state, the voltage application apparatus 9 is operated by the control unit 10, a predetermined voltage is applied to the 1st device 3, When it is detected that the first device 3 is in the lowered temperature state, it is considered that the voltage applying device 9 is stopped by the control unit 10 and the application of the voltage to the first device 3 is stopped.

このような場合、電圧を印加する時間は、第１デバイス３が降温状態に至るまでであり、具体的には、昇温状態中である。また、電圧の印加を停止する時間は、第１デバイス３が昇温状態に至るまでであり、具体的には、降温状態中である。   In such a case, the time for applying the voltage is until the first device 3 reaches the temperature-decreasing state, and specifically, the temperature-rising state. Moreover, the time for stopping the application of voltage is until the first device 3 reaches the temperature rising state, and specifically, the temperature is falling.

なお、電圧印加装置９を作動させてから上記電圧が印加される（すなわち、電場の強さが上記の所定値に達する）までの所要時間、および、電圧印加装置９を停止させてから、電場の強さが０ｋＶ／ｍｍに達するまでの所要時間は、実質的に０秒とみなすことができる。   It should be noted that the time required from when the voltage applying device 9 is activated until the voltage is applied (that is, the intensity of the electric field reaches the predetermined value), and after the voltage applying device 9 is stopped, the electric field The time required until the strength reaches 0 kV / mm can be regarded as substantially 0 second.

すなわち、この発電システム１では、上記所定値に満たない電圧が印加されている時間は、実質的に０秒であって、上記所定値の電圧が印加されている状態（ＯＮ）と、電圧が印加されていない状態（ＯＦＦ）とが、制御ユニット１０によって切り替えられる。   That is, in the power generation system 1, the time during which the voltage less than the predetermined value is applied is substantially 0 second, and the voltage is applied when the voltage of the predetermined value is applied (ON). The state where the voltage is not applied (OFF) is switched by the control unit 10.

このように、上記の方法では、第１デバイス３の昇温が検知されたときには、電圧印加装置９が作動され、第１デバイス３に電圧が印加される。一方、第１デバイス３の降温が検知されたときには、電圧印加装置９が停止され、電圧の印加が停止される。   As described above, in the above method, when the temperature rise of the first device 3 is detected, the voltage application device 9 is activated and a voltage is applied to the first device 3. On the other hand, when the temperature drop of the first device 3 is detected, the voltage application device 9 is stopped and the application of the voltage is stopped.

このような発電システム１によれば、電圧印加装置９を作動または停止させる、つまり、ＯＮ／ＯＦＦ操作するという比較的簡易な方法によって、電圧を印加しない場合に比べ、第１デバイス３から効率的にエネルギーを取り出すことができ、発電効率の向上を図ることができる。   According to such a power generation system 1, the first device 3 is more efficient than a case where no voltage is applied by a relatively simple method of operating or stopping the voltage application device 9, that is, an ON / OFF operation. Thus, energy can be extracted and power generation efficiency can be improved.

また、このような発電システム１において、第１デバイス３は、その加熱および／または冷却の方法によっては、昇温および降温されることなく、定温状態（温度変化量が所定値（例えば、０．２℃／ｓ）未満）で一時的に維持される場合がある。そのような場合、電圧は、第１デバイス３の昇温中およびその昇温後の定温状態中に印加され、降温中およびその降温後の定温状態中に、電圧の印加が停止される。なお、後述するように、熱源２として自動車の内燃機関１１が採用される場合などには、第１デバイス３は、実質的に定温状態になることなく、昇温状態および降温状態が繰り返される。   In such a power generation system 1, the first device 3 may be in a constant temperature state (the amount of change in temperature is a predetermined value (for example, 0. Less than 2 ° C./s)). In such a case, the voltage is applied during the temperature increase of the first device 3 and during the constant temperature state after the temperature increase, and the application of the voltage is stopped during the temperature decrease and during the constant temperature state after the temperature decrease. As will be described later, when the internal combustion engine 11 of the automobile is employed as the heat source 2, the first device 3 repeats the temperature rising state and the temperature lowering state without substantially becoming the constant temperature state.

また、発電効率の向上を図る方法としては、上記したように電圧印加装置９を単に作動および停止させるだけでなく、例えば、その印加電圧の大きさを第１デバイス３の温度状態に応じて変化させることも検討される。しかし、このような方法では、印加電圧を徐々に増減させるという煩雑な操作を必要とするため、手間がかかるという不具合がある。   Further, as a method for improving the power generation efficiency, not only the voltage applying device 9 is simply operated and stopped as described above, but also, for example, the magnitude of the applied voltage is changed according to the temperature state of the first device 3. It is also considered to make it. However, such a method requires a cumbersome operation of gradually increasing or decreasing the applied voltage, which is troublesome.

一方、上記の発電システム１では、電圧印加装置９を作動または停止させるという比較的簡易な方法によって、発電効率の向上を図ることができる。   On the other hand, in the power generation system 1 described above, the power generation efficiency can be improved by a relatively simple method of operating or stopping the voltage application device 9.

さらに、上記の第１デバイス３は、そのキュリー点を越える環境下に曝されると損傷を生じ、発電性能が低下する場合や、発電不能となる場合がある。しかし、上記の発電システム１では、第１デバイス３が昇温されるときに電圧が印加されるので、第１デバイス２が、そのキュリー点を越える環境下に曝される場合にも、第１デバイス３が損傷することを抑制することができ、発電システム１の発電性能が低下することや、発電不能となることを抑制することができる。その結果、高温環境下においても、優れた効率で発電することができる。   Furthermore, the first device 3 may be damaged when exposed to an environment exceeding its Curie point, and the power generation performance may be reduced or power generation may not be possible. However, in the power generation system 1 described above, since the voltage is applied when the temperature of the first device 3 is raised, the first device 2 can be used even when exposed to an environment exceeding its Curie point. The device 3 can be prevented from being damaged, and the power generation performance of the power generation system 1 can be prevented from being lowered or the power generation is disabled. As a result, it is possible to generate power with excellent efficiency even in a high temperature environment.

また、この方法では、制御ユニット１０の制御によって、電圧印加装置９とスイッチ２３とを連動させることにより、バッテリー７を保護することができる。   In this method, the battery 7 can be protected by interlocking the voltage applying device 9 and the switch 23 under the control of the control unit 10.

すなわち、この発電システム１において、バッテリー７は、図１に示すように、印加導線２８の印加専用部分３２と、取出導線２７の取出専用部分３０とを介して、電圧印加装置９に電気的に接続されている。そのため、電圧印加装置９が作動され、第１デバイス３に電圧が印加されるときに、その電圧が、印加導線２８の印加専用部分３２と、取出導線２７の取出専用部分３０を介して、バッテリー７に印加される場合がある。このような場合、バッテリー７の故障を惹起する場合がある。   That is, in the power generation system 1, the battery 7 is electrically connected to the voltage application device 9 via the application-dedicated portion 32 of the application conductor 28 and the extraction-dedicated portion 30 of the extraction conductor 27, as shown in FIG. 1. It is connected. Therefore, when the voltage application device 9 is activated and a voltage is applied to the first device 3, the voltage is applied to the battery via the application dedicated portion 32 of the application conductor 28 and the extraction dedicated portion 30 of the extraction conductor 27. 7 may be applied. In such a case, a failure of the battery 7 may be caused.

これに対して、上記の発電システム１において、例えば、第１デバイス３が昇温状態となり、電圧印加装置９により電圧が印加されるタイミングで、制御ユニット１０の制御により、スイッチ２３を作動させ、取出専用部分３０を開状態とする（図１中、太２点鎖線参照）。これにより、取出専用部分３０における電流の通過が阻害される。そのため、電圧印加装置９からの電圧が、取出専用部分３０を介してバッテリー７に印加されることを防止することができる。これにより、バッテリー７の故障を抑制することができる。   On the other hand, in the power generation system 1 described above, for example, the switch 23 is operated by the control of the control unit 10 at the timing when the first device 3 is in the temperature rising state and the voltage is applied by the voltage applying device 9. The extraction-dedicated part 30 is opened (see the thick two-dot chain line in FIG. 1). Thereby, the passage of current in the extraction-only part 30 is inhibited. Therefore, it is possible to prevent the voltage from the voltage application device 9 from being applied to the battery 7 via the extraction-dedicated part 30. Thereby, failure of the battery 7 can be suppressed.

また、例えば、電圧印加装置９による電圧の印加が停止されるタイミングで、制御ユニット１０の制御により、スイッチ２３を作動させ、取出専用部分３０を閉状態とすることができる（図１中、太実線参照）。これにより、取出専用部分３０における電流の通過が許容される。そのため、第１デバイス３により取り出された電圧を、取出専用部分３０を介してバッテリー７に供給し、蓄積することができる。   Further, for example, at the timing when the voltage application by the voltage application device 9 is stopped, the switch 23 is operated by the control of the control unit 10, and the extraction-dedicated part 30 can be closed (in FIG. (See solid line). Thereby, the passage of current in the extraction-only part 30 is allowed. Therefore, the voltage extracted by the first device 3 can be supplied to the battery 7 via the extraction-dedicated part 30 and stored.

このように、発電システム１にスイッチ２３を設け、その開閉を上記のように制御することによって、良好に第１デバイス３から電力を取り出すとともに、電圧印加装置９からの電圧がバッテリー７に印加されることを抑制することができ、バッテリー７の故障を抑制することができる。   In this way, by providing the switch 23 in the power generation system 1 and controlling the opening and closing thereof as described above, it is possible to satisfactorily extract power from the first device 3 and to apply the voltage from the voltage application device 9 to the battery 7. This can suppress the failure of the battery 7.

一方で、このような発電システム１では、第１デバイス３により得られる電力量が、経時により変化する。   On the other hand, in such a power generation system 1, the amount of power obtained by the first device 3 changes with time.

具体的には、上記の方法では、第１デバイス３が加熱され、第１デバイス３に電圧が印加されるときに、第１デバイス３に電圧が生じ、その第１デバイス３に生じた電圧が、第１デバイス３が降温状態になり、第１デバイス３に対する電圧の印加が停止されるときに、バッテリー７に供給される。このような方法において、第１デバイス３に生じる電圧は、経時により変化する（図２参照）。   Specifically, in the above method, when the first device 3 is heated and a voltage is applied to the first device 3, a voltage is generated in the first device 3, and the voltage generated in the first device 3 is The first device 3 is supplied to the battery 7 when the temperature is lowered and the application of voltage to the first device 3 is stopped. In such a method, the voltage generated in the first device 3 changes with time (see FIG. 2).

このような場合、第１デバイス３が降温状態となるタイミング（図２の矢印Ａ）に合わせて、スイッチ２３を動作させ、第１デバイス３から電力を取り出すと、電力の取り出し効率に劣る場合がある。   In such a case, if the switch 23 is operated in accordance with the timing when the first device 3 is in the temperature-decreasing state (arrow A in FIG. 2) and the power is extracted from the first device 3, the power extraction efficiency may be inferior. is there.

そこで、この発電システム１では、電圧センサ３５により第１デバイス３の電圧状態をモニタリングし、検知される第１デバイス３の電圧のピークに基づいて、制御ユニット１０によってスイッチ２３を切り替え、第１デバイス３から電力を取り出すための回路（取出専用部分３０）を閉状態とする。また、これとともに、制御ユニット１０の制御によって、電圧印加装置９を停止させ、第１デバイス３に対する電圧の印加を停止させる。これにより、第１デバイス３から電力を取り出すことができる。   Therefore, in the power generation system 1, the voltage state of the first device 3 is monitored by the voltage sensor 35, and the switch 23 is switched by the control unit 10 based on the detected voltage peak of the first device 3. The circuit for taking out electric power from 3 (extraction-only part 30) is closed. At the same time, under the control of the control unit 10, the voltage application device 9 is stopped and the application of the voltage to the first device 3 is stopped. Thereby, electric power can be taken out from the first device 3.

第１デバイス３から電力を取り出すタイミング（すなわち、第１デバイス３から電力を取り出すための回路を閉状態とするタイミング）は、好ましくは、第１デバイス３の電圧がピークトップに達するタイミング、または、そのピークトップの電圧値が維持されるタイミング（図２の矢印Ｂ）である。   The timing at which power is extracted from the first device 3 (that is, the timing at which the circuit for extracting power from the first device 3 is closed) is preferably the timing at which the voltage of the first device 3 reaches the peak top, or This is the timing at which the peak top voltage value is maintained (arrow B in FIG. 2).

また、例えば、第１デバイス３の電圧がピークトップ未満（図２の矢印Ｃ）であるタイミングや、第１デバイス３の電圧がピークトップを超過するタイミング（図２の矢印Ｄ、矢印Ｅ）で、第１デバイス３から電力を取り出すこともできる。   Also, for example, at the timing when the voltage of the first device 3 is less than the peak top (arrow C in FIG. 2) or at the timing when the voltage of the first device 3 exceeds the peak top (arrow D, arrow E in FIG. 2). The electric power can be taken out from the first device 3.

第１デバイス３から電力を取り出すタイミングとして、より具体的には、電圧センサ３５により検知される第１デバイス３の電圧が、ピークトップの電圧に対して、例えば、５０％以上、好ましくは、９５％以上であり、通常、１００％以下である。   More specifically, the timing at which the electric power is extracted from the first device 3 is, for example, the voltage of the first device 3 detected by the voltage sensor 35 is, for example, 50% or more, preferably 95% of the peak top voltage. % Or more, and usually 100% or less.

また、電圧の印加を停止させた後は、第１デバイス３が降温状態となるまでの間、さらに、降温状態にある間中、取出専用部分３０の閉状態を維持し、また、電圧印加装置９の停止状態を維持する。その後、改めて第１デバイス３が昇温状態となるタイミングで、スイッチ２３を切り替え、取出専用部分３０を開状態とし、電圧印加装置９を作動させ、第１デバイス３に電圧を印加する。   In addition, after the application of the voltage is stopped, the take-out dedicated portion 30 is kept closed until the first device 3 is in the temperature-decreasing state, and further during the temperature-decreasing state. 9 stops. Thereafter, at the timing when the first device 3 is in a temperature rising state again, the switch 23 is switched, the take-out dedicated portion 30 is opened, the voltage applying device 9 is operated, and a voltage is applied to the first device 3.

そして、このような発電システム１では、必要により、取り出された電力を、第２デバイス４に接続される昇圧器（図示せず）において、周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）の状態で昇圧する。昇圧器（図示せず）としては、交流電圧を、例えば、コイル、コンデンサなどを用いた簡易な構成により、優れた効率で昇圧できる昇圧器が、用いられる。   In such a power generation system 1, if necessary, a waveform (for example, alternating current, pulsating current, etc.) that periodically changes the extracted power in a booster (not shown) connected to the second device 4. ) To increase the pressure. As the booster (not shown), a booster capable of boosting AC voltage with excellent efficiency by a simple configuration using, for example, a coil, a capacitor, or the like is used.

次いで、昇圧器（図示せず）において昇圧された電力を、交流／直流変換器（図示せず）において直流電圧に変換した後、バッテリー７に蓄電する。   Next, electric power boosted by a booster (not shown) is converted into a DC voltage by an AC / DC converter (not shown), and then stored in the battery 7.

このような発電システム１によれば、温度が経時的に上下する熱源２を用いるため、変動する電圧（例えば、交流電圧）を取り出すことができ、その結果、一定電圧（直流電圧）として取り出す場合に比べて、簡易な構成により、優れた効率で昇圧して、蓄電することができる。   According to such a power generation system 1, since the heat source 2 whose temperature rises and falls with time is used, a fluctuating voltage (for example, an AC voltage) can be extracted, and as a result, a constant voltage (DC voltage) is extracted. Compared to the above, it is possible to store the electric power by boosting with excellent efficiency by a simple configuration.

とりわけ、このような発電システム１では、制御ユニット１０およびスイッチ２３によって、第１デバイス３の電圧のピークに合わせて、第１デバイス３から電力を取り出すための回路が閉状態とされるため、第１デバイス３の電圧が比較的高いタイミングで、電力が取り出される。   In particular, in such a power generation system 1, the circuit for extracting power from the first device 3 is closed by the control unit 10 and the switch 23 in accordance with the voltage peak of the first device 3. Power is taken out at a timing when the voltage of one device 3 is relatively high.

そのため、上記の発電システム１によれば、電力の取り出し効率の向上を図ることができる。   Therefore, according to said electric power generation system 1, the taking-out efficiency of electric power can be aimed at.

また、上記した説明では、第１デバイス３の昇温中において、第１デバイス３から電力を取り出すための回路を１回のみ閉状態としたが、例えば、第１デバイス３の昇温中において、第１デバイス３から電力を取り出すための回路を、複数回、閉状態とすることができる。つまり、第１デバイス３の昇温中に、複数回、取出専用部分３０を開閉することができる。   In the above description, the circuit for extracting power from the first device 3 is closed only once during the temperature rise of the first device 3, but for example, during the temperature rise of the first device 3, A circuit for extracting power from the first device 3 can be closed a plurality of times. That is, the take-out dedicated portion 30 can be opened and closed a plurality of times during the temperature rise of the first device 3.

すなわち、上記した説明では、第１デバイス３の昇温中において、所定のタイミングでスイッチ２３が切り替えられ、第１デバイス３から電力を取り出すための回路が閉状態とされ、電圧印加装置９が停止される。   That is, in the above description, while the temperature of the first device 3 is rising, the switch 23 is switched at a predetermined timing, the circuit for taking out power from the first device 3 is closed, and the voltage application device 9 is stopped. Is done.

その後、第１デバイス３の昇温中（第１デバイスが降温状態となるまでの間）は、スイッチ２３が切り替えられることなく、取出専用部分３０の閉状態、および、電圧印加装置９の停止状態が維持される。   Thereafter, during the temperature rise of the first device 3 (until the first device is in the temperature lowered state), the switch 23 is not switched, the take-out dedicated portion 30 is closed, and the voltage application device 9 is stopped. Is maintained.

さらに、第１デバイス３が降温状態である間も、取出専用部分３０の閉状態、および、電圧印加装置９の停止状態が維持される。   Further, the closed state of the extraction-dedicated portion 30 and the stopped state of the voltage application device 9 are maintained while the first device 3 is in the temperature-decreasing state.

これに対して、第１デバイス３の昇温中において、一度、第１デバイス３から電力を取り出すための回路が閉状態とされた後、その昇温中に（すなわち、降温状態を挟むことなく）、再度、取出専用部分３０を開状態とし、電圧印加装置９を作動させ、その後、取出専用部分３０を閉状態とすることができる。   On the other hand, after the circuit for extracting power from the first device 3 is once closed during the temperature rise of the first device 3, the temperature rises (that is, without sandwiching the temperature drop state). ), The extraction-dedicated portion 30 can be opened again, the voltage application device 9 can be operated, and then the extraction-dedicated portion 30 can be closed.

より具体的には、第１デバイス３の昇温中において、上記したタイミング（例えば、図２の矢印Ｂ）で、第１デバイス３から電力を取り出すための回路が閉状態とされると、第１デバイス３から電力がバッテリー７に取り出される（閉状態１回目）。   More specifically, when the circuit for extracting power from the first device 3 is closed at the above-described timing (for example, arrow B in FIG. 2) during the temperature rise of the first device 3, Electric power is extracted from the device 3 to the battery 7 (first closed state).

このような電力の取り出しの終了時において、第１デバイス３の昇温状態が継続している場合には、その昇温中に、再度、取出専用部分３０を開状態とし、また、電圧印加装置９を作動させることで、第１デバイス３に電圧を印加し、また、第１デバイス３に電力を生じさせることができる。   When the temperature rising state of the first device 3 is continued at the end of such power extraction, the extraction-dedicated portion 30 is opened again during the temperature rising, and the voltage application device By operating 9, a voltage can be applied to the first device 3 and power can be generated in the first device 3.

なお、取出専用部分３０を開状態とし、また、電圧印加装置９を作動させるタイミングは、例えば、第１デバイス３から電力の取り出しが終了するタイミングであり、具体的には、バッテリー７の電圧状態をモニタリングすることや、例えば、第１デバイス３の電圧状態をモニタリングすることにより、判断することができる。   The timing at which the extraction-dedicated portion 30 is opened and the voltage application device 9 is activated is, for example, the timing at which extraction of power from the first device 3 is completed. Specifically, the voltage state of the battery 7 Can be determined by monitoring the voltage state of the first device 3, for example.

そして、取出専用部分３０が開状態とされ、また、電圧印加装置９が作動されると、上記と同様に、再度、第１デバイス３の電圧状態がモニタリングされ、第１デバイス３の電圧のピークに基づいて、適宜のタイミング（例えば、図２の矢印Ｄ）で、制御ユニット１０によってスイッチ２３が切り替えられる。これにより、第１デバイス３から電力を取り出すための回路が、閉状態とされる（閉状態２回目）。   Then, when the take-out dedicated portion 30 is opened and the voltage application device 9 is operated, the voltage state of the first device 3 is again monitored and the voltage peak of the first device 3 is again detected in the same manner as described above. The switch 23 is switched by the control unit 10 at an appropriate timing (for example, arrow D in FIG. 2). Thereby, the circuit for taking out electric power from the 1st device 3 is made into a closed state (closed state 2nd time).

また、これとともに、制御ユニット１０の制御によって、電圧印加装置９が停止され、第１デバイス３に対する電圧の印加が停止される。   At the same time, the voltage application device 9 is stopped by the control of the control unit 10, and the application of the voltage to the first device 3 is stopped.

なお、第１デバイス３から電力を取り出すタイミング（すなわち、第１デバイス３から電力を取り出すための回路を閉状態とするタイミング）は、好ましくは、第１デバイス３の電圧がピークトップに達するタイミング、または、そのピークトップの電圧値が維持されるタイミングである。   Note that the timing at which power is extracted from the first device 3 (that is, the timing at which the circuit for extracting power from the first device 3 is closed) is preferably the timing at which the voltage of the first device 3 reaches the peak top, Or it is the timing at which the voltage value of the peak top is maintained.

これにより、第１デバイス３から電力を取り出すことができる。   Thereby, electric power can be taken out from the first device 3.

また、上記した２回目の電力の取り出しの終了時において、第１デバイス３の昇温状態が継続している場合には、その昇温中に、上記と同様に、取出専用部分３０を開状態とし、また、電圧印加装置９を作動させることにより、第１デバイス３に電力を生じさせることができる。そして、第１デバイス３の電圧のピークに基づいて、適宜のタイミング（例えば、図２の矢印Ｅ）で、取出専用部分３０を閉状態として、第１デバイス３から電力を取り出すことができる（閉状態３回目）。   In addition, when the temperature rise state of the first device 3 is continued at the end of the second power extraction, the take-out dedicated portion 30 is opened during the temperature rise as described above. In addition, by operating the voltage application device 9, it is possible to generate power in the first device 3. Then, based on the voltage peak of the first device 3, at an appropriate timing (for example, arrow E in FIG. 2), the extraction-dedicated portion 30 can be closed and electric power can be extracted from the first device 3 (closed). State 3rd time).

以上述べたように、第１デバイス３の昇温状態中に、複数回、取出専用部分３０を閉状態とすれば、より効率よく、第１デバイス３から電力を取り出すことができる。   As described above, power can be extracted from the first device 3 more efficiently if the extraction-dedicated portion 30 is closed a plurality of times during the temperature rising state of the first device 3.

なお、１度の昇温中において取出専用部分３０を閉状態とする回数は、特に制限されず、昇温状態の維持時間、第１デバイス３の発電性能などに応じて、適宜設定される。   Note that the number of times that the extraction-dedicated portion 30 is closed in one temperature rise is not particularly limited, and is appropriately set according to the temperature rise state maintenance time, the power generation performance of the first device 3, and the like.

なお、上記した説明では、第３デバイスとしてバッテリー７を採用したが、第３デバイスとしては、第１デバイスから取り出された電力が供給されるデバイスであれば、特に制限されず、例えば、灯火装置など、種々の電気負荷装置を採用することができる。   In the above description, the battery 7 is used as the third device. However, the third device is not particularly limited as long as it is a device to which power extracted from the first device is supplied. Various electric load devices can be employed.

また、詳しくは図示しないが、第１デバイス３から取り出された電力が、第３デバイスの電気容量に対して過度に大きい場合には、例えば、取出専用部分３０に公知の電圧変換器を設け、電圧の大きさを調整することもできる。   In addition, although not shown in detail, when the power extracted from the first device 3 is excessively large with respect to the electric capacity of the third device, for example, a known voltage converter is provided in the extraction-dedicated part 30; The magnitude of the voltage can also be adjusted.

図３は、本発明の発電システムが車載された一実施形態を示す概略構成図、図４は、図３に示す発電システムの要部拡大図である。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an embodiment in which the power generation system of the present invention is mounted on a vehicle, and FIG. 4 is an enlarged view of a main part of the power generation system shown in FIG.

図３において、自動車２５は、内燃機関１１、触媒搭載部１２、エキゾーストパイプ１３、マフラー１４および排出パイプ１５を備えている。   In FIG. 3, the automobile 25 includes an internal combustion engine 11, a catalyst mounting portion 12, an exhaust pipe 13, a muffler 14, and a discharge pipe 15.

内燃機関１１は、エンジン１６、および、エキゾーストマニホールド１７を備えている。   The internal combustion engine 11 includes an engine 16 and an exhaust manifold 17.

エンジン１６は、多気筒（４気筒型）多サイクル（４サイクル）方式のエンジンであって、各気筒に、エキゾーストマニホールド１７の分岐管１８（後述）の上流側端部が接続されている。   The engine 16 is a multi-cylinder (4-cylinder type) multi-cycle (4-cycle) engine, and an upstream end portion of a branch pipe 18 (described later) of the exhaust manifold 17 is connected to each cylinder.

エキゾーストマニホールド１７は、エンジン１６の各気筒から排出される排気ガスを収束するために設けられる排気多岐管であって、エンジン１６の各気筒に接続される複数（４つ）の分岐管１８（これらを区別する必要がある場合には、図３の上側から順に、分岐管１８ａ、分岐管１８ｂ、分岐管１８ｃおよび分岐管１８ｄと称する。）と、それら分岐管１８の下流側において、各分岐管１８を１つに統合する集気管１９とを備えている。   The exhaust manifold 17 is an exhaust manifold provided for converging exhaust gas exhausted from each cylinder of the engine 16, and a plurality of (four) branch pipes 18 (these are connected to each cylinder of the engine 16. 3 are referred to as the branch pipe 18a, the branch pipe 18b, the branch pipe 18c, and the branch pipe 18d in order from the upper side of FIG. 3), and each branch pipe on the downstream side of the branch pipe 18. And an air collecting tube 19 that integrates 18 into one.

また、各分岐管１８は、その流れ方向途中において、箱型空間２０を、それぞれ１つ備えている。箱型空間２０は、分岐管１８に連通するように介装される略直方体状の空間であって、その内側において、複数の第１デバイス３と、第２デバイス４とを備えている（図４参照）。   Each branch pipe 18 includes one box-shaped space 20 in the middle of the flow direction. The box-shaped space 20 is a substantially rectangular parallelepiped space interposed so as to communicate with the branch pipe 18, and includes a plurality of first devices 3 and second devices 4 inside thereof (see FIG. 4).

なお、図３においては、複数の第１デバイス３を簡略化し、１つの箱型空間２０に対して、１つの第１デバイス３を示している。   In FIG. 3, a plurality of first devices 3 are simplified, and one first device 3 is shown for one box-shaped space 20.

このようなエキゾーストマニホールド１７では、分岐管１８の上流側端部が、それぞれ、エンジン１６の各気筒に接続されるとともに、分岐管１８の下流側端部と集気管１９の上流側端部とが接続されている。また、集気管１９の下流側端部は、触媒搭載部１２の上流側端部に接続されている。   In such an exhaust manifold 17, the upstream end of the branch pipe 18 is connected to each cylinder of the engine 16, and the downstream end of the branch pipe 18 and the upstream end of the air collecting pipe 19 are connected to each other. It is connected. Further, the downstream end of the air collecting pipe 19 is connected to the upstream end of the catalyst mounting portion 12.

触媒搭載部１２は、例えば、触媒担体およびその担体上にコーティングされる触媒を備えており、内燃機関１１から排出される排気ガスに含まれる炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）などの有害成分を浄化するために、内燃機関１１（エキゾーストマニホールド１７）の下流側端部に接続されている。 The catalyst mounting unit 12 includes, for example, a catalyst carrier and a catalyst coated on the carrier, and hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (NO x ) contained in exhaust gas discharged from the internal combustion engine 11, In order to purify harmful components such as carbon monoxide (CO), it is connected to the downstream end of the internal combustion engine 11 (exhaust manifold 17).

エキゾーストパイプ１３は、触媒搭載部１２において浄化された排気ガスをマフラー１４に案内するために設けられており、上流側端部が触媒搭載部１２に接続されるとともに、下流側端部がマフラー１４に接続されている。   The exhaust pipe 13 is provided to guide the exhaust gas purified in the catalyst mounting portion 12 to the muffler 14. The upstream end is connected to the catalyst mounting portion 12 and the downstream end is the muffler 14. It is connected to the.

マフラー１４は、エンジン１６（とりわけ、爆発工程）において生じる騒音を、静音化するために設けられており、その上流側端部がエキゾーストパイプ１３の下流側端部に接続されている。また、マフラー１４の下流側端部は、排出パイプ１５の上流側端部に接続されている。   The muffler 14 is provided to silence noise generated in the engine 16 (in particular, an explosion process), and an upstream end portion thereof is connected to a downstream end portion of the exhaust pipe 13. The downstream end of the muffler 14 is connected to the upstream end of the discharge pipe 15.

排出パイプ１５は、エンジン１６から排出され、エキゾーストマニホールド１７、触媒搭載部１２、エキゾーストパイプ１３およびマフラー１４を順次通過し、浄化および静音化された排気ガスを、外気に放出するために設けられており、その上流側端部がマフラー１４の下流側端部に接続されるとともに、その下流側端部が、外気に開放されている。   The exhaust pipe 15 is provided to discharge exhaust gas that has been exhausted from the engine 16 and sequentially passes through the exhaust manifold 17, the catalyst mounting portion 12, the exhaust pipe 13, and the muffler 14, and has been purified and silenced. The upstream end is connected to the downstream end of the muffler 14, and the downstream end is open to the outside air.

そして、この自動車２５は、上記した発電システム１を搭載している。   The automobile 25 is equipped with the power generation system 1 described above.

発電システム１は、上記したように、熱源２、第１デバイス３、第２デバイス４、バッテリー７、温度センサ８、電圧印加装置９、電圧センサ３５、制御ユニット１０および整流器２１を備えている。   As described above, the power generation system 1 includes the heat source 2, the first device 3, the second device 4, the battery 7, the temperature sensor 8, the voltage application device 9, the voltage sensor 35, the control unit 10, and the rectifier 21.

この発電システム１では、熱源２として、内燃機関１１のエンジン１６が用いられており、また、拡大図および図４が参照されるように、各分岐管１８の箱型空間２０内には、第１デバイス３が配置されている。   In this power generation system 1, the engine 16 of the internal combustion engine 11 is used as the heat source 2, and as shown in the enlarged view and FIG. 4, in the box-shaped space 20 of each branch pipe 18, One device 3 is arranged.

第１デバイス３は、シート状に形成されており、箱型空間２０内において、互いに間隔を隔てて複数整列配置されるとともに、図示しない第２デバイス４（および必要により設けられる固定部材（図示せず））により、固定されている。   The first device 3 is formed in a sheet shape, and a plurality of first devices 3 are arranged in the box-shaped space 20 with a space therebetween, and a second device 4 (and a fixing member (not shown) provided as necessary). Z)).

これにより、第１デバイス３の表面および裏面の両面、さらには、周側面は、図示しない第２デバイス４を介して、箱型空間２０内の外気に露出され、排気ガスに接触（曝露）可能とされている。   As a result, both the front and back surfaces of the first device 3 and the peripheral side surface are exposed to the outside air in the box-shaped space 20 via the second device 4 (not shown) and can be exposed (exposed) to the exhaust gas. It is said that.

第２デバイス４は、図３の拡大図に示すように、第１デバイス３を挟んで対向配置される２つの電極２２、および、それら電極２２に接続される取出導線２７を備えている。   As shown in the enlarged view of FIG. 3, the second device 4 includes two electrodes 22 that are disposed to face each other with the first device 3 interposed therebetween, and an extraction lead wire 27 that is connected to the electrodes 22.

各電極２２は、各第１デバイス３の外側において互いに対向し、第１デバイス３を間に介在させるように配置されている。   Each electrode 22 is arranged so as to face each other outside each first device 3 and to interpose the first device 3 therebetween.

取出導線２７は、上記したように、共用部分２９と取出専用部分３０とを備えており、共用部分２９において、印加導線２８と共用されている。また、取出専用部分３０には、第１デバイスから電力を取り出すための回路を開閉するためのスイッチ２３が備えられている。   As described above, the extraction lead wire 27 includes the common portion 29 and the extraction exclusive portion 30, and is shared with the application lead wire 28 in the common portion 29. The take-out dedicated part 30 is provided with a switch 23 for opening and closing a circuit for taking out power from the first device.

また、取出導線２７は、分岐導線であって、図３に示すように、各電極２２を並列的に接続している。また、取出導線２７は、各第１デバイス３と、その第１デバイス３を挟んで対向配置される１対（２つ）の電極２２と、第１デバイス３および第２デバイス４により取り出された電力を蓄電するためのバッテリー７とを含む環状の電気回路を、複数の第１デバイス３のそれぞれに応じて、複数形成している。   Further, the lead-out lead 27 is a branch lead, and as shown in FIG. 3, the electrodes 22 are connected in parallel. In addition, the lead-out lead wires 27 were taken out by the first devices 3, the pair of (two) electrodes 22 disposed opposite to each other with the first device 3 interposed therebetween, and the first device 3 and the second device 4. A plurality of annular electric circuits including a battery 7 for storing electric power is formed in accordance with each of the plurality of first devices 3.

なお、図示しないが、第２デバイス４の取出導線２７と、バッテリー７との間には、例えば、昇圧器、交流／直流変換器（ＡＣ−ＤＣコンバーター）などが介在されていてもよい。   Although not shown, a booster, an AC / DC converter (AC-DC converter), or the like may be interposed between the lead-out lead 27 of the second device 4 and the battery 7.

また、図３では、各箱型空間２０内において、１つの第１デバイス３と、その第１デバイス３を挟んで対向配置される一対の電極２２、および、その電極２２に接続される取出導線２７とを模式的に示している。   Further, in FIG. 3, in each box-shaped space 20, one first device 3, a pair of electrodes 22 arranged to face each other with the first device 3 interposed therebetween, and an extraction lead wire connected to the electrodes 22 27 is schematically shown.

温度センサ８は、図３の拡大図に示すように、各分岐管１８内において、複数の第１デバイス３の上流側（排気ガスの流れ方向）近傍に配置され、それらの温度を検知可能に設けられている。   As shown in the enlarged view of FIG. 3, the temperature sensor 8 is arranged in the vicinity of the upstream side (the exhaust gas flow direction) of the plurality of first devices 3 in each branch pipe 18 so that the temperature thereof can be detected. Is provided.

なお、温度センサ８は、複数の第１デバイス３（図４参照）の温度を検知できるように設けることができれば、その数は特に制限されず、必要により単数または複数設けられる。   The number of the temperature sensors 8 is not particularly limited as long as the temperature sensors 8 can be provided so as to detect the temperatures of the plurality of first devices 3 (see FIG. 4).

電圧印加装置９は、電圧印加電源３１および印加導線２８を備えている。   The voltage application device 9 includes a voltage application power source 31 and an application conductor 28.

印加導線２８は、上記したように、共用部分２９と印加専用部分３２とを備えており、共用部分２９において、取出導線２７と共用されている。   As described above, the application conducting wire 28 includes the shared portion 29 and the application dedicated portion 32, and is shared with the extraction conducting wire 27 in the shared portion 29.

すなわち、印加導線２８は、第２デバイス４の取出導線２７の一部（共用部分２９）を共用するとともに、第２デバイス４の電極２２に電気的に接続されている。また、印加導線２８は、各第１デバイス３と、その第１デバイス３を挟んで対向配置される１対（２つ）の電極２２と、電圧印加電源３１とを含む環状の電気回路を、複数の第１デバイス３のそれぞれに応じて、複数形成している。   That is, the application conducting wire 28 shares a part (common part 29) of the extraction conducting wire 27 of the second device 4 and is electrically connected to the electrode 22 of the second device 4. In addition, the application conductor 28 is an annular electric circuit including each first device 3, a pair (two) of electrodes 22 that are opposed to each other across the first device 3, and a voltage application power source 31. A plurality of first devices 3 are formed according to each of the plurality of first devices 3.

そして、第２デバイス４の電極２２が、電圧印加装置９により電圧を印加するための電極として共用されている。また、第２デバイス４の取出導線２７の一部（共用部分２９）が、電圧印加装置９により電圧を印加するための印加導線２８の一部として共用されている。   The electrode 22 of the second device 4 is shared as an electrode for applying a voltage by the voltage application device 9. Further, a part (common part 29) of the extraction lead wire 27 of the second device 4 is shared as a part of the application lead wire 28 for applying a voltage by the voltage application device 9.

そのため、この発電システム１では、電極２２に電圧印加電源３１から電圧を印加することにより、電極２２間、すなわち、第１デバイス３に電圧を印加することができる。   Therefore, in the power generation system 1, a voltage can be applied between the electrodes 22, that is, the first device 3 by applying a voltage from the voltage application power supply 31 to the electrodes 22.

電圧センサ３５は、複数の第１デバイス３（図４参照）のそれぞれに対応するように複数設けられ、各第１デバイス３を跨ぐように、共用部分２９に電気的に接続されており、第１デバイス３の電圧をモニタリング可能としている。   A plurality of voltage sensors 35 are provided so as to correspond to each of the plurality of first devices 3 (see FIG. 4), and are electrically connected to the shared portion 29 so as to straddle each first device 3, 1 The voltage of the device 3 can be monitored.

制御ユニット１０は、箱型空間２０の外部において、破線で示すように、温度センサ８および電圧印加装置９に電気的に接続されている。   The control unit 10 is electrically connected to the temperature sensor 8 and the voltage applying device 9 as indicated by a broken line outside the box-shaped space 20.

具体的には、制御ユニット１０は、分岐導線などによって、各箱型空間２０に設けられる温度センサ８のそれぞれに並列的に接続されるとともに、電圧印加装置９に接続されている。   Specifically, the control unit 10 is connected in parallel to each of the temperature sensors 8 provided in each box-type space 20 by a branched conducting wire or the like, and is connected to the voltage application device 9.

また、図３において図示しないが、制御ユニット１０は、分岐導線などによって、各電圧センサ３５および各スイッチ２３のそれぞれに並列的に接続されている（図１参照）。   Although not shown in FIG. 3, the control unit 10 is connected in parallel to each voltage sensor 35 and each switch 23 by a branch conductor or the like (see FIG. 1).

整流器２１は、第１デバイス３から生じた電力が電圧印加装置９の電圧印加電源３１に供給されることを規制するため、環状の電気回路を形成する印加導線２８において、電圧印加電源３１と第１デバイス３との間に介在するように配置されている。   The rectifier 21 restricts the electric power generated from the first device 3 from being supplied to the voltage application power supply 31 of the voltage application device 9, so that the voltage application power supply 31 and the first application voltage 28 are connected to each other in the application conductor 28 forming an annular electric circuit. One device 3 is disposed so as to be interposed.

そして、このような自動車２５では、エンジン１６の駆動により、各気筒において、ピストンの昇降運動が繰り返され、吸気工程、圧縮工程、爆発工程および排気工程が順次実施され、その温度が経時的に上下される。   In such an automobile 25, when the engine 16 is driven, the pistons are repeatedly moved up and down in each cylinder, and the intake process, the compression process, the explosion process, and the exhaust process are sequentially performed. Is done.

より具体的には、例えば、分岐管１８ａに接続される気筒、および、分岐管１８ｃに接続される気筒の２つの気筒において、ピストンが連動し、吸気工程、圧縮工程、爆発工程および排気工程が、同位相で実施される。これにより、燃料が燃焼され、動力が出力されるとともに、高温の排気ガスが、分岐管１８ａおよび分岐管１８ｃの内部を排気工程において通過する。   More specifically, for example, in two cylinders, that is, a cylinder connected to the branch pipe 18a and a cylinder connected to the branch pipe 18c, the pistons are interlocked to perform the intake process, the compression process, the explosion process, and the exhaust process. , Implemented in phase. As a result, the fuel is combusted and power is output, and high-temperature exhaust gas passes through the branch pipe 18a and the branch pipe 18c in the exhaust process.

このとき、エンジン１６の熱が、排気ガス（熱媒体）を介して伝達され、分岐管１８ａおよび分岐管１８ｃの内部温度は、排気工程において上昇し、その他の工程（吸気工程、圧縮工程、爆発工程）において下降するので、ピストンサイクルに応じて、経時的に上下し、高温状態と低温状態とが、周期的に繰り返される。   At this time, the heat of the engine 16 is transmitted through the exhaust gas (heat medium), the internal temperatures of the branch pipe 18a and the branch pipe 18c rise in the exhaust process, and other processes (intake process, compression process, explosion) In step (5), it moves up and down with time according to the piston cycle, and the high temperature state and the low temperature state are periodically repeated.

一方、それら２つの気筒とはタイミングを異にして、分岐管１８ｂに接続される気筒、および、分岐管１８ｄに接続される気筒の２つの気筒において、ピストンが連動し、吸気工程、圧縮工程、爆発工程および排気工程が、同位相で実施される。これにより、燃料が燃焼され、動力が出力されるとともに、分岐管１８ａおよび分岐管１８ｃとは異なるタイミングにおいて、高温の排気ガスが、分岐管１８ｂおよび分岐管１８ｄの内部を排気工程において通過する。   On the other hand, in the two cylinders, the cylinder connected to the branch pipe 18b and the cylinder connected to the branch pipe 18d at different timings from the two cylinders, the pistons are interlocked, and the intake process, the compression process, The explosion process and the exhaust process are performed in the same phase. As a result, fuel is combusted and power is output, and at a timing different from that of the branch pipe 18a and the branch pipe 18c, high-temperature exhaust gas passes through the branch pipe 18b and the branch pipe 18d in the exhaust process.

このとき、エンジン１６の熱が、排気ガス（熱媒体）を介して伝達され、分岐管１８ｂおよび分岐管１８ｄの内部温度は、排気工程において上昇し、その他の工程（吸気工程、圧縮工程、爆発工程）において下降するので、ピストンサイクルに応じて、経時的に上下し、高温状態と低温状態とが、周期的に繰り返される。   At this time, the heat of the engine 16 is transmitted through the exhaust gas (heat medium), the internal temperatures of the branch pipe 18b and the branch pipe 18d rise in the exhaust process, and other processes (intake process, compression process, explosion) In step (5), it moves up and down with time according to the piston cycle, and the high temperature state and the low temperature state are periodically repeated.

この周期的な温度変化は、分岐管１８ａおよび分岐管１８ｃの周期的な温度変化とは、周期が同じである一方、位相が異なる。   This periodic temperature change has the same period but a different phase from the periodic temperature changes of the branch pipe 18a and the branch pipe 18c.

そして、この発電システム１では、上記したように、各分岐管１８の内部（箱型空間２０内）に、シート状の第１デバイス３が配置されている。   In the power generation system 1, as described above, the sheet-like first device 3 is disposed inside each branch pipe 18 (in the box-shaped space 20).

そのため、エンジン１６（熱源２）から排出される排気ガスが、分岐管１８内に導入され、箱型空間２０内に充填されると、その箱型空間２０内において、第１デバイス３の表面および裏面の両面（さらには、周側面）が、（第２デバイス４を介して）排気ガス（熱媒体）に接触（曝露）され、加熱および／または冷却される。   Therefore, when the exhaust gas exhausted from the engine 16 (heat source 2) is introduced into the branch pipe 18 and filled into the box-shaped space 20, the surface of the first device 3 and the surface of the first device 3 and Both surfaces of the back surface (and also the peripheral surface) are brought into contact (exposed) with exhaust gas (heat medium) (via the second device 4), and heated and / or cooled.

すなわち、第１デバイス３の表面および裏面の両面が、エンジン１６（熱源２）、および、そのエンジン１６の熱を伝達する熱媒体の経時的な温度変化により、加熱および／または冷却される。   That is, both the front surface and the back surface of the first device 3 are heated and / or cooled by the temperature change over time of the engine 16 (heat source 2) and the heat medium that transfers the heat of the engine 16.

そして、これにより、第１デバイス３を、周期的に高温状態または低温状態にすることができ、第１デバイス３を、その素子（例えば、ピエゾ素子、焦電素子など）に応じた効果（例えば、ピエゾ効果、焦電効果など）により、電気分極させることができる。   And thereby, the 1st device 3 can be periodically made into a high temperature state or a low temperature state, and the effect (for example, piezo element, pyroelectric element, etc.) according to the element (for example, piezo element, pyroelectric element, etc.) , Piezo effect, pyroelectric effect, etc.).

そのため、この発電システム１では、第２デバイス４を介して、各第１デバイス３から電力を周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）として、取り出すことができる。   Therefore, in this power generation system 1, power can be extracted from each first device 3 through the second device 4 as a waveform (for example, alternating current, pulsating current) that periodically varies.

また、この発電システム１では、上記したように、第１デバイス３の温度を温度センサ８によって連続的に検知する。   Further, in the power generation system 1, as described above, the temperature of the first device 3 is continuously detected by the temperature sensor 8.

そして、第１デバイス３の昇温が検知されたときには、電圧印加装置９を作動させ、第１デバイス３に電圧を印加する。   When the temperature rise of the first device 3 is detected, the voltage application device 9 is activated to apply a voltage to the first device 3.

そして、電圧センサ３５により第１デバイス３の電圧状態をモニタリングし、上記したように、電圧センサ３５により検知される第１デバイス３の電圧のピークに基づいて、制御ユニット１０の制御によってスイッチ２３を切り替え、第１デバイス３から電力を取り出すための回路を閉状態とする。また、これとともに、制御ユニット１０の制御によって、電圧印加装置９を停止させ、第１デバイス３に対する電圧の印加を停止させる。これにより、第１デバイス３から電力を取り出すことができる。   Then, the voltage state of the first device 3 is monitored by the voltage sensor 35, and the switch 23 is controlled by the control unit 10 based on the voltage peak of the first device 3 detected by the voltage sensor 35 as described above. The circuit for taking out electric power from the first device 3 is switched to the closed state. At the same time, under the control of the control unit 10, the voltage application device 9 is stopped and the application of the voltage to the first device 3 is stopped. Thereby, electric power can be taken out from the first device 3.

そして、このような発電システム１でも、制御ユニット１０およびスイッチ２３によって、第１デバイス３の電圧のピークに合わせて、第１デバイス３から電力を取り出すための回路が閉状態とされるため、第１デバイス３の電圧が比較的高いタイミングで、電力が取り出される。   In such a power generation system 1, the control unit 10 and the switch 23 close the circuit for extracting power from the first device 3 in accordance with the voltage peak of the first device 3. Power is taken out at a timing when the voltage of one device 3 is relatively high.

そのため、上記の発電システム１によれば、電力の取り出し効率の向上を図ることができる。   Therefore, according to said electric power generation system 1, the taking-out efficiency of electric power can be aimed at.

また、この発電システム１では、分岐管１８ａおよび分岐管１８ｃの温度と、分岐管１８ｂおよび分岐管１８ｄの温度とが、同じ周期、かつ、異なる位相で周期的に変化するため、電力を、周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）として、連続的に取り出すことができる。   Further, in this power generation system 1, since the temperature of the branch pipe 18a and the branch pipe 18c and the temperature of the branch pipe 18b and the branch pipe 18d change periodically with the same period and different phases, Can be continuously extracted as a waveform (for example, alternating current, pulsating flow, etc.) that fluctuates automatically.

そして、排気ガスは、各分岐管１８を通過した後、集気管１９に供給され、集気された後、触媒搭載部１２に供給され、その触媒搭載部１２に備えられる触媒により浄化される。その後、排気ガスは、エキゾーストパイプ１３に供給され、マフラー１４において静音化された後、排出パイプ１５を介して、外気に排出される。   Then, after passing through each branch pipe 18, the exhaust gas is supplied to the air collection pipe 19, collected, then supplied to the catalyst mounting section 12, and purified by the catalyst provided in the catalyst mounting section 12. Thereafter, the exhaust gas is supplied to the exhaust pipe 13, silenced in the muffler 14, and then discharged to the outside air through the discharge pipe 15.

このとき、各分岐管１８内を通過する排気ガスは、集気管１９において集気されるので、集気管１９、触媒搭載部１２、エキゾーストパイプ１３、マフラー１４および排出パイプ１５を順次通過する排気ガスは、その温度が、平滑化されている。   At this time, since the exhaust gas passing through each branch pipe 18 is collected in the air collection pipes 19, the exhaust gas sequentially passes through the air collection pipe 19, the catalyst mounting portion 12, the exhaust pipe 13, the muffler 14, and the exhaust pipe 15. The temperature is smoothed.

そのため、温度が平滑化されたこのような排気ガスを通過させる集気管１９、触媒搭載部１２、エキゾーストパイプ１３、マフラー１４および排出パイプ１５の温度は、通常、経時的に上下することなく、ほぼ一定である。   Therefore, the temperature of the air collection pipe 19, the catalyst mounting portion 12, the exhaust pipe 13, the muffler 14 and the exhaust pipe 15 through which such exhaust gas whose temperature has been smoothed normally does not increase or decrease with time, It is constant.

そのため、集気管１９、触媒搭載部１２、エキゾーストパイプ１３、マフラー１４または排出パイプ１５を熱源２として用い、その周囲または内部に、上記した第１デバイス３を配置する場合には、第１デバイス３から取り出される電力は、その電圧が小さく、また、一定（直流電圧）である。   Therefore, when the air collecting tube 19, the catalyst mounting portion 12, the exhaust pipe 13, the muffler 14 or the exhaust pipe 15 is used as the heat source 2 and the first device 3 is disposed around or inside the first device 3, The electric power taken out from is low in voltage and constant (DC voltage).

そのため、このような方法では、得られる電力を、簡易な構成で効率良く昇圧することができず、蓄電効率に劣るという不具合がある。   Therefore, in such a method, there is a problem that the obtained electric power cannot be boosted efficiently with a simple configuration and the power storage efficiency is poor.

一方、上記したように、分岐管１８の内部空間に第１デバイス３を配置すれば、熱源２の経時的な温度変化により、第１デバイス３を、周期的に高温状態または低温状態にすることができ、第１デバイス３を、そのデバイス（例えば、ピエゾ素子、焦電素子など）に応じた効果（例えば、ピエゾ効果、焦電効果など）により、周期的に電気分極させることができる。   On the other hand, as described above, if the first device 3 is arranged in the internal space of the branch pipe 18, the first device 3 is periodically brought into a high temperature state or a low temperature state due to a temperature change of the heat source 2 over time. The first device 3 can be periodically electrically polarized by an effect (for example, piezo effect, pyroelectric effect, etc.) according to the device (for example, piezo element, pyroelectric element, etc.).

そのため、この発電システム１では、第２デバイス４を介して、各第１デバイス３から電力を周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）として、取り出すことができる。   Therefore, in this power generation system 1, power can be extracted from each first device 3 through the second device 4 as a waveform (for example, alternating current, pulsating current) that periodically varies.

その後、この方法では、必要により、上記により得られた電力を、第２デバイス４に接続される昇圧器（図示せず）において、周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）の状態で昇圧し、次いで、必要により、昇圧された電力を、交流／直流変換器（図示せず）において直流電圧に変換した後、バッテリー７に蓄電する。バッテリー７に蓄電された電力は、自動車２５や、自動車２５に搭載される各種電気部品の動力などとして、適宜、用いることができる。   Thereafter, in this method, if necessary, the electric power obtained as described above is generated in a periodically fluctuating waveform (for example, alternating current, pulsating current, etc.) in a booster (not shown) connected to the second device 4. The voltage is boosted in a state, and then, if necessary, the boosted power is converted into a DC voltage by an AC / DC converter (not shown), and then stored in the battery 7. The electric power stored in the battery 7 can be appropriately used as the power of the automobile 25 or various electric components mounted on the automobile 25.

そして、このような発電システム１によれば、温度が経時的に上下する熱源２を用いるため、変動する電圧（例えば、交流電圧）を取り出すことができ、その結果、一定電圧（直流電圧）として取り出し、ＤＣ−ＤＣコンバーターで変換する場合に比べて、優れた効率で昇圧して、蓄電することができる。   And according to such a power generation system 1, since the heat source 2 whose temperature rises and falls with time is used, a fluctuating voltage (for example, AC voltage) can be taken out, and as a result, as a constant voltage (DC voltage) Compared with the case of taking out and converting by a DC-DC converter, it is possible to store the electric power by boosting with excellent efficiency.

なお、上記した説明では、第３デバイスとしてバッテリー７を採用したが、第３デバイスとしては、第１デバイスから取り出された電力が供給されるデバイスであれば、特に制限されず、例えば、ヘッドライトなど、種々の電気負荷装置を採用することができる。   In the above description, the battery 7 is used as the third device. However, the third device is not particularly limited as long as it is a device to which power extracted from the first device is supplied. Various electric load devices can be employed.

また、詳しくは図示しないが、第１デバイス３から取り出された電力が、第３デバイスの電気容量に対して過度に大きい場合には、例えば、取出専用部分３０に公知の電圧変換器を設け、電圧の大きさを調整することもできる。   In addition, although not shown in detail, when the power extracted from the first device 3 is excessively large with respect to the electric capacity of the third device, for example, a known voltage converter is provided in the extraction-dedicated part 30; The magnitude of the voltage can also be adjusted.

１ 発電システム
２ 熱源
３ 第１デバイス
４ 第２デバイス
７ バッテリー
９ 電圧印加装置
１０ 制御ユニット
２３ スイッチ
３５ 電圧センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power generation system 2 Heat source 3 1st device 4 2nd device 7 Battery 9 Voltage application apparatus 10 Control unit 23 Switch 35 Voltage sensor

Claims (2)

温度が経時的に上下する熱源と、
前記熱源の温度変化により温度が経時的に上下され、電気分極する第１デバイスと、
前記第１デバイスから電力を取り出すための回路を形成する第２デバイスと、
前記第１デバイスから取り出された電力が供給される第３デバイスと、
前記第１デバイスに電圧を印加するための電圧印加手段と、
前記第１デバイスの電圧を検知するための電圧検知手段と、
前記回路を開閉するためのスイッチと、
前記電圧検知手段の検知に応じて前記スイッチの動作を制御するための制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記電圧検知手段によって検知される前記第１デバイスの電圧のピークに基づいて、前記スイッチにより前記回路を閉状態とする
ことを特徴とする、発電システム。 A heat source whose temperature rises and falls over time;
A first device in which the temperature is increased and decreased over time due to a temperature change of the heat source and is electrically polarized;
A second device forming a circuit for extracting power from the first device;
A third device to which the electric power extracted from the first device is supplied;
Voltage applying means for applying a voltage to the first device;
Voltage detection means for detecting the voltage of the first device;
A switch for opening and closing the circuit;
Control means for controlling the operation of the switch according to the detection of the voltage detection means,
The control means includes
The power generation system according to claim 1, wherein the circuit is closed by the switch based on a voltage peak of the first device detected by the voltage detection means. 前記第１デバイスの昇温中において、複数回、前記回路が閉状態とされることを特徴とする、請求項１に記載の発電システム。   2. The power generation system according to claim 1, wherein the circuit is closed a plurality of times during temperature rise of the first device.
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