热电发电装置及热电发电方法_2

文档序号:9383350阅读:来源:国知局
或放热构件的冷却板自身是绝缘材料,或在表面覆盖有绝缘材料的情况下,可以作为绝缘材料的替代品。本发明一实施方式的热电发电单元I包括热电发电模块、在其外侧设置的受热构件7和放热构件8。
[0057]在本发明中,在受热构件与热电发电模块之间、放热构件与热电发电模块之间、而且在绝缘材料与保护板之间等,为了降低部件彼此之间的接触热阻,实现热电发电效率的进一步的提高,可以设置所述热传导片。该热传导片具有规定的导热系数,并且只要是能够在热电发电模块的使用环境下使用的热传导片,就没有特别的限制,能够举例示出石墨片等。
[0058]此外,根据本发明的热电发电模块的尺寸优选为1X10 V以下。这是由于通过使模块的尺寸为上述程度能够抑制热电发电模块的变形。更优选的是2.5X 10 3Hi2以下。
[0059]并且,热电发电单元的尺寸优选为Im2以下。这是由于通过使热电发电单元的尺寸为Im2以下能够抑制热电发电模块的彼此之间、热电发电单元自身的变形。更优选的是2.5X10 1Hi2以下。
[0060]在本发明中,具有与钢材对置并根据热电发电单元的输出而设置的热电发电单
J L ο
[0061]通过根据各自的钢材的温度将所述热电发电单元设置在,如图5所示,连续铸造装置的板坯切断装置14的上游侧、板坯切断装置的下表面和板坯切断装置输出侧中的任一个位置(图中A),或如图6所示,从锻焊管线的加热炉直到成型锻焊机的钢板输送路、管材输送路(图中B至C),能够与实际作业中的热源的温度变动等对应地,进行高效的发电。需要说明的是,图5中,附图标记9是浇包,附图标记10是中间包,附图标记11是铸模,附图标记12是板坯冷却装置,附图标记13是矫直辊等辊组,附图标记14是板坯切断装置,附图标记15是温度计,附图标记16是热电发电装置,附图标记17是引锭杆工作台。并且,图6中,附图标记18是钢板,附图标记19是管材,附图标记20是加热炉,附图标记21是成型锻焊机,附图标记22是退热器,附图标记23是旋转热锯,附图标记24是冷床,附图标记25是定径机,附图标记26是矫直机。
[0062]并且,从不增加设备的构造物这一点考虑,优选将热电发电单元安装在用于回收调整用板坯的所谓的引锭杆工作台17下表面。
[0063]这里,钢材的温度根据尺寸、品种,在某种程度上相同,因此可以针对每个尺寸和品种,预先设定热电发电单元的设置场所。并且,不仅可以根据每个热电发电单元的实际输出功率,也可以根据从钢材的温度等预测的输出功率预测值,按照尺寸、品种预先设定热电发电单元的设置位置。此外,也可以在引进设备时,预先决定热电发电单元与作为热源的钢材的距离、热电发电单元中的热电发电模块的配置。
[0064]此外,本发明中的热电发电装置(热电发电单元)的设置不限于钢材的上方也可以设置在下方或侧面,设置部位也不限于一个部位,也可以是多个部位。
[0065]在本发明中,如图5所示,可以在热电发电装置16的上游侧设置温度计15,并根据该温度计的测定值,控制热电发电单元与钢材的距离。通过具有上述功能,即使在例如产品批次的切换等、钢材存在温度变动等的情况下,也能够与其温度变动等适当对应地进行热电发电,因此热电发电的效率进一步提高。
[0066]此外,优选所述温度计是辐射温度计等非接触式,但在生产线断续地停止的情况下,也可以在每次停止时,使热电偶接触来进行测量。作为测定的频率,优选将温度计设置在生产线上并自动地定期进行测定,但在制造条件发生改变的情况下,作业者可以手动测定。
[0067]而且,如果预先求出钢材的温度与热电发电效率最佳的距离之间的关系,则根据上述温度计的测定值,能够与其温度变动对应地适当控制热电发电单元与钢材的距离。
[0068]在本发明中,根据由热电发电单元与钢材的温度差引起的热电发电单元的输出进行设置。即,调整热电发电单元与作为热源的钢材的距离以使发电输出变大。此时,可以使用实测输出,也可以使用根据钢材或热电发电单元的温度等预测的输出值。
[0069]在以与钢材对置的方式设置热电发电单元的情况下,对热源与热电发电单元的距离没有特别的限定,优选为10?100mm左右的范围。
[0070]例如,在连续铸造机中的热板坯的温度为950°C的情况下,将以70mm间隔设置50mm见方的热电发电模块的热电发电单元与热板坯的距离控制为340mm,或者在热板坯的温度为900°C的情况下,将上述距离控制为160mm,则能够进行高效的热电发电。
[0071]另一方面,在锻焊管设备中的管材的温度为1150°C的情况下,将以80mm间隔设置50mm见方的热电发电模块的热电发电单元与管材等的距离控制为150mm,或者在管材的温度为1000°C的情况下,将上述距离控制为60mm,则能够进行最高效的热电发电。
[0072]如图7(a)和(b)所示,将作为距离调整构件的能够沿上下方向和横向独立的两个方向移动的距离调整机构和温度传感器安装于热电发电单元,对从钢材或管材受热的热电发电单元是否进入最佳温度范围(250?280°C)进行监视,在脱离该范围的情况下,可以使用能够沿上下方向和横向独立的两个方向移动的距离调整机构,手动或自动地调整钢材与热电发电单元的距离。即,在本发明中,热电发电单元可以根据钢材的温度/形状、环境(与热电发电单元相对的位置、适合温度测定的位置以及各自的附近)的温度进行设置。
[0073]在图8中,以热电发电单元中的热电发电模块间隔和钢材的温度为参数,表示从钢材到热电发电单元的距离与将额定输出时的发电输出比设为I时的发电输出比之间的关系进行调查的结果。在本发明中,通过求出这样的关系,调整热电发电单元与作为热源的钢材的距离、热电发电单元中的热电发电模块的配置,以使热电发电单元的输出变大。此时,可以使用实测输出,也可以使用根据钢材的温度等预测的输出值。
[0074]如上所述,优选将热电发电单元的输出设定为额定输出,但为了不使热电元件损坏,需要考虑热电发电单元的耐热温度上限地进行设定。在考虑耐热温度上限的情况下,可以适当降低发电输出比的目标,优选降低到0.7左右。
[0075]在本发明中,优选根据热电发电单兀的输出,靠近比输出尚的尚温部输出低的低温部设置热电发电单元。上述设置特别是针对温度几乎不发生变化的连续生产线。这是由于可以预先测定钢材的宽度方向(与钢材的行进方向成直角的方向)的温度分布,并反映到上述距离,与简单地平坦设置热电发电单元的情况相比,能够进一步提高热电发电单元的发电效率。
[0076]而且,如果预先求出热电发电单元的输出与热电发电的效率最高的热电发电单元一钢材间的距离之间的关系,在钢材的中央部即输出高的高温部,较远地设置热电发电单元,在钢材的端部,即输出低的低温部,较近地设置宽度方向的热电发电单元,则各个热电发电单元能够进行效率高的热电发电。
[0077]例如,在图1的中央部分,将单元I与钢材2的距离控制为340mm,在钢材2的端缘部分,将与单元I的距离控制为160mm,能够高效地进行热电发电。
[0078]这里,宽度方向的温度分布多为在钢材的板厚?板厚的两倍左右的位置处急剧降低的情况,因此特别是对于钢材端部即相当于钢材的板厚?板厚的两倍左右的部分,优选如上所述地控制热电发电单元一钢材间的距离。
[0079]通常,钢材的端部的温度低,如图1所示的实施方式能够将热电发电单元的设置部位的形状形成为将椭圆切成一半的形状,因此具有包入热源的效果,从而热流的运动变化,因此具有保温效果优异的优点,其结果是,能够形成热能的回收效果优异的热电发电装置。
[0080]相对于该实施方式,如果增加对热电发电单元与钢材的距离进行控制的构件,则形成能够如下热电发电装置,即使在实际作业中的热源存在温度变动等的情况下,对热电发电单元与钢材的距离进行适当控制,也能够更高效地进行发电。
[0081]另外,本发明的热电发电装置根据热电发电单元的输出,能够使热电发电单元中的热电发电模块
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