热电发电装置及热电发电方法_3

文档序号:9383350阅读:来源:国知局
或热电元件的配置密度在输出高的高温部比输出低的低温部更密集。上述配置也针对温度几乎不发生改变的连续生产线。这是由于通过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,并反映到上述配置密度,与简单地以恒定间隔配置热电发电模块或热电元件的情况相比,热电发电单元的发电效率进一步提高。
[0082]如图9A至图9C所示,如果在钢材2的正上部,即输出高的高温部,密集地配置热电发电单元I中的热电发电模块5,或者配置密集地配置热电元件的热电发电模块5a,在钢材2的端部,即输出低的低温部,稀疏地配置宽度方向的热电发电单元I中的热电发电模块5,或者配置稀疏地配置热电元件的热电发电模块5b,则能够形成使各个热电发电单元I的发电效率有效地提高的热电发电装置。
[0083]例如,如果在热电发电单元的中央部分,使热电模块5的配置为70_间隔,在端缘部分为78_间隔,则能够高效地进行热电发电。并且,如前述图8所示,以热电发电单元中的热电发电模块间隔为参数,可以研究最合适的热电发电模块间隔并进行设定。
[0084]而且,改变热电发电模块或热电元件的配置密度的实施方式可以使单元中的热电模块或热电元件的配置稀疏或密集,也可以稀疏或密集地设置单元自身。
[0085]并且,改变上述热电发电模块或热电元件的配置密度的实施方式特别适合在钢材的上方不存在设备的设置自由度而在横向具有自由度的情况。此外,如果该实施方式增加对热电发电单元与钢材的距离进行控制的构件,则能够形成如下热电发电装置,即使在实际作业中的热源存在温度变动等的情况下,也能够对热电发电单元与钢材的距离适当地进行控制,更高效地进行发电。
[0086]本发明中的根据热电发电单元的输出是指,与钢材的温度对应地改变位置,或者改变热电发电模块或热电元件的配置密度,但也包括如下应对,在将热电发电单元设置在初始位置时等存在单元间的输出差的情况下,移动输出小的单元使输出变大,具体地说,接近钢材设置。并且,根据温度是指,不只是仅以钢材的温度为基准,也可以将钢材的温度分布和几何因素作为基准。
[0087]如图10(a)和图10(b)所示,本发明中的热电发电装置还可以具备聚集热的热反射材料。图中,附图标记27是热反射材料,附图标记I是热电发电单元。通过使用上述热反射材料27,相对于各个热电发电单元的聚热效率得以提高,进而能够进行高效的热电发电。
[0088]此外,从聚热效率这一点考虑,优选热反射材料如图10(a)所示地设置在钢材2的两侧(图中,钢材的行进方向是从附图里侧朝向近前侧)。
[0089]例如,如图10(a)所示,通过均衡地将热聚集到热电发电单元1,即使使用热电发电单元为通常的平面设置的热电发电装置,也能够使各个热电发电单元的发电效率进一步提高。另外,如图10(b)所示,能够向热电发电单元I照射聚集在任意部位的热能。该实施方式的优点在于,即使在热电发电单元的设置面积受限、不能获得期望的面积的热电发电单元、或热电发电单元无法上下移动的情况下等,通过适当移动热反射材料27,也能够进行高效的热电发电。即,对热反射材料27设置驱动部并利用外部信号改变角度,能够改变上述聚热部位。
[0090]并且,对于热反射材料27的设置场所,考虑如上述图10(a)和图10(b)所示地设置在钢材2的两侧,但也可以根据热电发电单元的设置位置,设置在钢材的下部或上部。
[0091]本发明的热反射材料的形状可以是平面、曲面或具有V形或U形截面的形状。此夕卜,热反射材料具有平面?凹面为宜,但由于焦点处的像差根据对凹面的热反射材料的入射角而变化,因此相对于规定的入射角,为使像差最少,优选以具有最合适的热反射材料形状(曲率)的方式配置一个热反射材料或多个热反射材料面组。
[0092]在本发明中,上述热反射材料可以兼作保温板。当然,也可以在热反射材料的外侦U,以覆盖热反射材料的方式进一步设置保温板。
[0093]并且,在上述图10中,没有记载另外设置的情况下的保温板,但可以采用覆盖反射件整体的形式、或在热电发电单元和反射材的设置场所形成开口部的形式的保温板。
[0094]此外,使用热反射材料的实施方式能够将热聚集到热电发电单元的任意部位,因此如下所述,具有热电发电装置的设置自由度进一步提高的优点。
[0095]作为本发明中的热反射材料,只要能够反射热能(红外线)就没有特别的限制,可以考虑设置场所、物品采购的难易等,适当选择经过镜面加工的铁等金属或对耐热瓦等实施镀锡的材料等。
[0096]即,本发明中的根据钢材的温度、热电发电单元的温度及输出中的至少一项设置的热电发电单元不仅是距离被设定的单元,也包括能够利用如上所述的热反射材料改变距离或角度的单元。
[0097]在本发明中,在钢材的侧面或下表面设置热电发电单元的情况下,由于来自钢材的热的对流影响,优选以满足ds ( du的关系地进行设置,其中热电发电装置与钢材的侧面或下表面的距离:ds,热电发电装置与钢材的上表面的距离:du。此外,在本发明中,在同一装置内,也可以适当改变钢材(热源)与热电发电单元的距离。
[0098]在未全面地设置热电发电单元的情况下,为使热源的热向不放出到外部而设置板(保温板),能够进行高效的热电发电。保温板的材质是铁或因科镍合金等金属(合金)、陶瓷等,一般作为高温物的保温板的材料而被使用,只要能够耐受设置场所的温度,就没有特别的限制,但优选使板的辐射率小,从而减少来自热源的辐射热被板的吸收,使辐射热朝向热电发电单元传导。
[0099]本发明可以具备进行与热电发电单元一体移动的移动构件。
[0100]通过使用该移动构件,能够控制热电发电单元与板坯等的距离。优选使用动力缸进行距离控制。
[0101]作为上述移动构件,可以例举出能够使热电发电单元一体地上下升降移动的结构。并且,使用能够向前后左右移动的结构,也没有问题。
[0102]并且,在本发明中,可以选择具有多个热电发电单元的热电发电装置,在这样地具有多个热电发电单元的情况下,可以在至少一个热电发电单元中具有移动构件。
[0103]此外,上述移动构件可以采用对钢材的温度、热电发电单元的温度和输出中的至少一项进行监视而根据求出的温度和/或输出,控制该热电发电单元与钢材的距离的距离控制构件。
[0104]另外,在作业开始或结束时等非稳定状态下,为了防止了钢材的高度变动等引起的装置的破损,可以使用上述移动构件,使热电发电单元从发电区域移动到退避位置,并再次移动至发电区域。
[0105]上述各个实施方式分别可以任意地组合。例如,在仅通过距离的调整获得最合适的热电发电效率的情况下,在热电发电单元成为极大的曲率的椭圆弧状的设置时等,对使用热反射材料的实施方式等进行组合,能够缓和该曲率。
[0106]当然,本发明也可以同时具备全部的实施方式。
[0107]根据本发明的热电发电方法将钢材辐射的热能转换为电能。因此,例如,在图5和图6所示的制造生产线中,以图1至图3、图7、图9及图10所示的形态的热电发电装置即其热电发电单元根据热电发电单元的温度和/或输出进行设置作为必要条件,可以成为以下结构:根据钢材的温度进行设置;根据热电发电单元的温度和/或输出,与输出高的高温部靠近输出低的低温部设置;根据钢材的温度、热电发电单元的温度和输出中的至少一项,与输出低的低温部相比在输出高的高温部更密集地配置热电发电单元中的热电发电模块或热电元件;具备热反射材料;具有能够与热电发电单元一体移动的移动构件。另外,上述移动构件可以采用对钢材的温度、热电发电单元的温度和输出中的至少一项进行监视而根据求出的温度和/或输出,控制该热电发电单元与钢材的距离的距离控制构件。
[0108]此外,在实施根据本发明的热电发电方法时,也可以结合使用上述多个实施方式的热电发电装置。
[0109]实施例
[0110]为了确认根据本发明的热电发电装置的效果,使用在板坯上方具有约Im2的面积的热
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