(57)【要約】      （修正有）【課題】乗車してすぐに走行可能であり、走行距離が長く、簡単な構成でエネルギー効率が高い、車両を提供する。【解決手段】熱を発生する燃焼装置１と、燃焼装置が発生した熱で発電する熱光起電力発電装置２と、熱光起電力発電装置が発電した電力を蓄電する二次電池３と、熱光起電力発電装置と二次電池とに接続するインバーター４と、インバーターを介して熱光起電力発電装置または二次電池から供給される電力で駆動するモーター５と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱を発生する燃焼装置と、
前記燃焼装置が発生した熱で発電する熱光起電力発電装置と、
前記熱光起電力発電装置が発電した電力を蓄電する二次電池と、
前記熱光起電力発電装置と前記二次電池とに接続するインバーターと、
前記インバーターを介して前記熱光起電力発電装置または前記二次電池から供給される電力で駆動するモーターと、を有する車両。
【請求項２】
前記モーターが必要とする電力と、前記熱光起電力発電装置の発電する電力と、前記二次電池の残電力とから、
前記熱光起電力発電装置から前記二次電池へ蓄電する電力と、前記熱光起電力発電装置から前記インバーターへ供給する電力と、前記二次電池から前記インバーターへ供給する電力と、を決定する、請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記熱光起電力発電装置は、赤外線放射エミッターと光電変換セルを有する、請求項１または２記載の車両。
【請求項４】
前記赤外線放射エミッターは、フォトニック結晶を有する、請求項３記載の車両。
【請求項５】
前記赤外線放射エミッターと前記光電変換セルの間に光学フィルターを有する、請求項３または４記載の車両。
【請求項６】
前記熱光起電力発電装置は、熱交換器を有する、請求項１から５の内の１項記載の車両。
【請求項７】
前記燃焼装置は、化石燃料、バイオ燃料の少なくとも一つを燃料とする、請求項１から６の内の１項記載の車両。
【請求項８】
前記燃焼装置は、ガソリン、軽油、ＬＰガスの少なくとも一つを燃料とする、請求項１から６の内の１項記載の車両。
【請求項９】
前記燃焼装置は、バイオマスエタノール、バイオディーゼルの少なくとも一つを燃料とする、請求項１から６の内の１項記載の車両。
【請求項１０】
前記燃焼装置は、燃料噴射機構を有する、請求項１から９の内の１項記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱を利用する熱光起電力発電による電力を動力源とする車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーおよび二酸化炭素削減の観点から、電気モーターを動力とする電気自動車や、燃焼エンジンと電気モーターの二つの動力を有するハイブリッド自動車の注目が高まっている。ガソリンを燃料とした熱機関を用いたエンジンを動力とした自動車では、エネルギー効率が約１５％と小さい問題があった。それに対し、電気自動車ではエネルギー効率が２８〜２９％であり、省エネルギーを実現することができる。ハイブリッド車の場合もエネルギー効率として２５％程度を得られる。
【０００３】
しかしながら、電気自動車は電池の体積および重量の問題から、限られた電気容量しか蓄電できないために、走行距離が短いという問題がある。現在、市販されている電気自動車の走行可能距離は概ね１００〜２００ｋｍ程度である。夜間のライトやエアコンを使用すると、さらに走行距離が短くなる問題がある。また、大容量の電池が必要となるため高コストである問題がある。さらに、充電時間が最低でも３０分程度必要になる問題がある。
【０００４】
ハイブリッド車は、ガソリンによるエンジン動力と電池によるモーター動力を有するため走行距離の問題はないが、図８に示す構成のように、その構造が複雑となる問題がある。構造が複雑であるためコストも大きくなってしまう。また、大容量の電池を搭載するために重量が大きい問題がある。また、プラグインハイブリッド車においては、通常のハイブリッド車よりも電池の容量が大きくエネルギー効率はより電気自動車に近くなるが、ハイブリッド車と同様に構造が複雑になる問題と、電気自動車と同様に充電時間が長いという問題がある。
【０００５】
一方、熱光起電力発電は、熱放射を光電変換セルで電気に変換する技術である。放射スペクトルを制御することにより高効率発電が期待できると共に、種々の熱源を利用可能で、重量当たりのエネルギー密度が大きい発電技術として注目されている。特許文献１には、燃料を燃焼させるバーナー装置２０（オリフィス２１を有す）と、耐熱性の多孔性または有孔材料を含む基板を有する輻射バーナースクリーン２２と、光電変換セル１６（電力線２３から電力を取り出す）とからなる熱光起電力発電装置１５が開示されている。
【０００６】
図９に、その熱光起電力発電装置１５の構成図を示す。輻射バーナースクリーン２２に希土類元素を含む化合物を被覆して赤外線エミッターとしている。また、特許文献１には、図１０に示す、熱光起電力発電装置１５を電源とするモーター１７により車輪１８を駆動する車両１９が報告されている。
【０００７】
しかしながら、この希土類元素の発光を用いた熱光起電力発電装置１５では、効率が小さいという問題と共に、輻射バーナースクリーン２２が十分に熱せられるまでは、発生できる電力がわずかであるという問題があった。そのため、例えば、自動車を走行させるまでには、起動後に長い時間がかかるという問題があった。特許文献２には、燃焼ガスタービンで動力を得ると共に、燃焼器からタービンに至る燃焼ガス通路内に熱光起電力発電装置を設置した構造が開示されている。しかしながら、この構造を利用した車両の場合、動力がタービンであることから、エネルギー効率を高くすることはできなかった。
【０００８】
熱光起電力を携帯電源とする例は、非特許文献１に開示されている。また、熱光起電力発電装置の効率を計算した例は、非特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２００２−５３７５３７号公報
【特許文献２】特開２００１−８２１６６号広報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ３７ｔｈ  ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔｉｃ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ｐｐ．２０５０−２０５５，２０１１．
【非特許文献２】Ｓｅｍｉｃｏｎｄ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．１８（２００３）Ｓ１５１−Ｓ１５７．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上説明したように、特許文献１の熱光起電力発電装置を動力源とした車両では、駆動させるまでに時間がかかるという問題があった。また、既存の電気自動車は走行可能距離が短いという問題があり、エアコン等を使用するとさらに走行距離が短くなってしまうという問題があった。また、電気自動車では充電時間が長いという問題があった。また、ハイブリッド車では構造が複雑で高コストになる問題があった。
【００１２】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、乗車してすぐに走行可能であり、走行距離が長く、簡単な構成でエネルギー効率が高い、車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の車両は、熱を発生する燃焼装置と、前記燃焼装置が発生した熱で発電する熱光起電力発電装置と、前記熱光起電力発電装置が発電した電力を蓄電する二次電池と、前記熱光起電力発電装置と前記二次電池とに接続するインバーターと、前記インバーターを介して前記熱光起電力発電装置または前記二次電池から供給される電力で駆動するモーターと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の熱光起電力を動力源とする車両によれば、乗車してすぐに走行可能であり、走行距離が長く、簡単な構成でエネルギー効率が高い、車両を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態の熱光起電力発電装置を有する車両の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の車両の電力制御を説明するフロー図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の熱光起電力発電装置を説明する構成図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の熱光起電力発電装置を説明する構成図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の熱光起電力発電装置を説明する構成図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に使用する燃焼装置の構成図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の熱光起電力発電装置を有する車両の構成図である。
【図８】既存のハイブリッド車両の構成図である。
【図９】特許文献１の熱光起電力発電装置を説明する構成図である。
【図１０】特許文献１の熱光起電力発電装置を有する車両の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態の熱光起電力発電装置を有する車両の構成を示す。本実施形態の車両１００は、熱源としての燃焼装置１、燃焼装置１が発生した熱を利用する熱光起電力発電装置２、熱光起電力発電装置２が発電した電力を蓄電する二次電池３、熱光起電力発電装置２と二次電池３とに接続されたインバーター４、インバーター４を介して熱光起電力発電装置２または二次電池３からの電力を動力源とするモーター５、制御部７、車輪２５を有する。
【００１７】
制御部７は、燃料装置１の出力の制御、熱光起電力発電装置２が発電した電力や二次電池３が蓄電している電力の制御、を行うことができる。すなわち、モーター５が必要とする電力と、熱光起電力発電装置２の発電する電力と、二次電池３の蓄電している電力とに基づいて、熱光起電力発電装置２から二次電池３へ蓄電する電力Ａと、熱光起電力発電装置２からインバーター４へ供給する電力Ｂと、二次電池３からインバーター４へ供給する電力Ｃとを、制御することができる。制御部７としては、車両１００に内蔵するプロセッサーなどの計算資源を用いることができる。
【００１８】
燃焼装置１は、燃料および空気を混合して燃焼し、熱を発生するためのものであり、その機構や構造は限定されない。燃料も限定されるものではないが、液体燃料やガスが好適に用いられる。また、空気に換えて、酸素等を供給できる構造としてもよい。
【００１９】
燃焼装置１で発生した熱は、熱光起電力発電装置２の内部で、熱から赤外線放射光に変換された後、その赤外線が光電変換セル（後述）で電気に変換される。熱光起電力発電装置２の構造も限定されないが、高効率に熱を電力に変換するために、赤外線放射光のスペクトル制御が行われる。即ち、赤外線のスペクトルを光電変換セルのバンドギャップに対応したスペクトルに変換して、それ以外の波長成分のエネルギーは熱として再利用する。
【００２０】
熱光起電力発電装置２で発生した電力は、インバーター４と二次電池３とに送られる。モーター５は交流を入力とするものが使用され、インバーター４を介して熱光起電力発電装置２から電力が供給される。また、二次電池３からもインバーター４を介してモーター５に電力が供給される。
【００２１】
燃焼装置１で発生した熱は熱光起電力発電装置２に伝えられるが、特に車両の始動時には、熱光起電力発電装置２での発電に十分な熱が伝わるまでには時間が必要である。よって、その間は十分な起電力が得られないため、走行ができないという問題があった。しかしながら、本実施形態の車両の始動時には、前もって充電されている二次電池３からの電力を供給できるため、この時間の問題を解消することができる。
【００２２】
図２に車両始動時および走行時の電力制御のフローを示す。図２のフローを開始する車両始動時には、まず、熱を発生させるための燃焼装置１および熱光起電力発電装置２を始動する（Ｓ２０１）。
【００２３】
熱光起電力発電装置２のエミッター（後述）が十分に冷却されている場合、燃焼装置１で発生する熱がエミッターを熱し十分な発電が行われるまでには時間がかかる。そこで、車両を動かすためのアクセル踏込量に対応した必要電力（Ｓ）を計算し（Ｓ２０２）、熱光起電力発電装置２で発電する熱光起電力（Ｘ）をセンサーで測定し、熱光起電力（Ｘ）が必要電力（Ｓ）以上かどうかを判断する（Ｓ２０３）。
【００２４】
熱光起電力（Ｘ）が必要電力（Ｓ）よりも小さい場合（Ｓ２０３のＮＯ）、二次電池３の残電力量をセンサーで測定し、二次電池３が１００％に充電されているか否かを確認する（Ｓ２０４）。
【００２５】
二次電池３が１００％に充電されていない場合（Ｓ２０４のＮＯ）、熱光起電力発電装置２から二次電池３へ電力供給（Ｂ）して二次電池３の充電を行なうとともに、二次電池３からインバーター４へ電力供給（Ｃ）しモーター５へ電力供給する（Ｓ２０５）。この二次電池３からのインバーター４への電力供給（Ｃ）により、起動時の熱光起電力発電装置２のエミッター加熱中の熱光起電力不足を補うことができる。よって、二次電池３は、熱光起電力発電装置２の熱光起電力（Ｘ）が必要電力（Ｓ）を満たすようになるまでの電力を提供できる容量を有し、かつ予め充電されている。ステップＳ２０５の後はステップＳ２０２に戻る。
【００２６】
また、二次電池３が１００％に充電されている場合（Ｓ２０４のＹＥＳ）、熱起電力発電装置２から二次電池３への電力供給（Ｂ）を停止し、熱起電力発電装置２で発電した電力をインバーター４へ電力供給（Ａ）し、二次電池３からもインバーター４へ電力供給（Ｃ）する（Ｓ２０６）。この時、二次電池３からインバーター４への電力供給（Ｃ）の量は、必要電力（Ｓ）から熱起電力発電装置２からインバーター４への電力供給（Ａ）の量の差（Ｓ−Ａ）に制御される。ステップＳ２０６の後はステップＳ２０２に戻る。
【００２７】
一方、熱光起電力装置２が十分に暖気されているなどの場合により、熱光起電力（Ｘ）が必要電力（Ｓ）以上の場合（Ｓ２０３のＹＥＳ）、二次電池３の残電力量をセンサーで測定し、二次電池３が１００％に充電されているか否かを確認する（Ｓ２０７）。二次電池３が１００％に充電されている場合（Ｓ２０７のＹＥＳ）、熱起電力発電装置２から二次電池３への電力供給（Ｂ）を停止する（Ｓ２０８）。
【００２８】
また、二次電池３が１００％に充電されていない場合（Ｓ２０７のＮＯ）、熱起電力発電装置２から二次電池３へ電力供給（Ｂ）する（Ｓ２０９）。この時、熱起電力発電装置２から二次電池３への電力供給（Ｂ）の量は、後述するステップＳ２１０での熱起電力発電装置２からインバーター４への電力供給（Ａ）の量、すなわち必要電力（Ｓ）を、熱光起電力（Ｘ）から減じた量に制御する。熱光起電力（Ｘ）と必要電力（Ｓ）とは予め分かっているので、ステップＳ２０９での電力供給（Ｂ）の量を決めることができる。
【００２９】
ステップＳ２０８あるいはステップＳ２０９を経て、いずれの場合にも、二次電池３からインバーター４への電力供給（Ｃ）を停止し、かつ、熱起電力発電装置２からインバーター４への電力供給（Ａ）を行う（Ｓ２１０）。このとき、ステップＳ２０８で二次電池３への電力供給（Ｂ）を停止している場合で、熱光起電力（Ｘ）が必要電力（Ｓ）よりも大きく余分な電力が生じている場合は、余分な電力を照明やエアコンなどの他の方法で消費することができる。
【００３０】
なお、ステップＳ２１０は、ステップＳ２０３のＹＥＳの後、かつステップＳ２０７の前に行うこともできる。
【００３１】
次に、熱起電力発電装置２の発電量を制御するために燃焼装置１の出力を制御するか否かを確認する（Ｓ２１１）。車両が走行している場合、あるいは、アイドリング状態にある場合、燃焼装置１の出力制御は行われる（Ｓ２１１のＹＥＳ）。車両を停止した場合、燃焼装置１の出力制御は行われない（Ｓ２１１のＮＯ）。燃焼装置１の出力制御を行わない場合（Ｓ２１１のＮＯ）、本フローは終了する。
【００３２】
燃焼装置１の出力制御を行う場合（Ｓ２１１のＹＥＳ）、二次電池３が１００％に充電されていた場合（Ｓ２０７のＹＥＳ）には、熱光起電力発電装置２の熱光起電力（Ｘ）が必要電力（Ｓ）と等しくなるように燃焼装置１の出力を制御する。一方、二次電池３が１００％に充電されていなかった場合（Ｓ２０７のＮＯ）には、熱起電力発電装置２の熱光起電力（Ｘ）が、二次電池３への電力供給（Ｂ）の量と熱起電力発電装置２からインバーター４への電力供給（Ａ）の量との和に等しくなるように、燃焼装置１の出力を制御する（Ｓ２１２）。このときの二次電池３への電力供給（Ｂ）は二次電池３の特性に応じて任意に決めることができる。また、このときの電力供給（Ａ）の量は必要電力（Ｓ）と等しい。ステップＳ２１２の後はステップＳ２０２に戻る。
【００３３】
熱起電力発電装置を車両に適用する場合、始動前には、通常、熱光起電力発電装置のエミッターが冷えているために、燃焼装置を始動してから１０分程度の時間を要しないと十分な電力を発電できずに車両を走行させることができない。この問題が本実施形態により解決され、燃焼装置と熱起電力発電装置の始動と同時に車両を走行させることが可能となる。
【００３４】
二次電池とエンジンを併用したハイブリッド自動車はすでに存在しているが、図８に示すようにその構造が複雑となる。一方、本実施形態の車両では、動力がモーターだけで済むために車両としての構造が単純になる利点がある。また、二次電池の容量は熱光起電力発電装置が十分な電力を発生するようになるまでの時間を賄う容量でよく、例えば上記のように１０分間程度以上の出力が可能な容量であれば十分である。
【００３５】
以上より、本実施形態により、車両の構成としてエンジンが不要となり、モーターだけの動力で既存の電気自動車と比較して走行距離が長い車両の提供が可能となる。走行距離については後述する。また、車両に搭載する二次電池の容量を小さくできるため、コスト低減とともに車両の軽量化を実現できる。
【００３６】
図３は、本実施形態の車両に使用される熱光起電力発電装置２の構成を示す。燃焼装置１で発生した熱をエミッター８で赤外線放射に変換し、光電変換セル９で電力に変換する構成である。エミッター８の材質やサイズは制限されるものではないが、熱劣化を考慮した高融点の材料が好適である。また、エミッター８に、例えばタングステンやタンタル等の高融点金属を選択した場合、エミッター８の表面に酸化防止を目的とした酸化物、例えば酸化マグネシウム等を形成することは有効である。
【００３７】
光電変換セル９としては、ＧａＳｂ、ＧａＩｎＡｓＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、Ｇｅ等の材料を用いた近赤外に感度を有する単接合素子が好適である。また、Ｍｇ２ＳｉやＭｎＳｉ１．７等の環境負荷の小さいシリサイド材料を用いた単接合素子を使用してもよい。
【００３８】
赤外線のスペクトルを光電変換セル９の発電に適した波長とすることが、発電の高効率化に好適である。図４は、エミッター８の表面にフォトニック結晶１０を設けた熱光起電力発電装置２の構成を示す。フォトニック結晶１０により赤外線スペクトルの波長を制御することと、赤外線を放射する方向を制御することとができる。
【００３９】
エミッター８の材質やサイズおよびフォトニック結晶１０の材質、サイズ、構造は特に制限されるものではない。エミッター８に金属材料を選択した場合、エミッター８の表面に規則的なピッチで円柱状や直方体状の穴を２次元的に配置することにより、エミッター表面にフォトニック結晶の構造を形成することが好適である。この場合もエミッター８の表面に酸化マグネシウム等の透明酸化物被膜を形成することは有効である。
【００４０】
図５は、エミッター８が放射する赤外線のスペクトルの波長を制御するのではなく、光電変換セル９に入射する赤外線のスペクトルを光学フィルター１１により制御することによって、熱光起電力発電に適した波長を光電変換セルに入射させる熱光起電力装置２の構成を示す。光学フィルター１１の種類については限定されるものではないが、ブラッグフィルターやルゲートフィルタが好適に用いられ、例えばＳｉ／ＳｉＯ２の交互多層積層膜やＳｉＯＮの組成を連続的に変化させたＳｉＯＮ／ＳｉＯ２の交互多層積層膜が用いられる。
【００４１】
図示してはいないが、エミッター８へのフォトニック結晶１０の付与と、光電変換セル９の手前への光学フィルター１１の挿入を組み合わせる構造とすることで、最も効率の高い熱光起電力発電が期待できる。本実施形態の熱光起電力発電装置２により、既存の希土類の発光を利用したエミッターを用いた熱光起電力装置よりも高効率な発電が実現し、高いエネルギー効率の車両を提供することが可能となる。
【００４２】
表１は、本実施形態の車両１００の効率の計算結果と、既存のエンジン車および電気自動車の効率との比較を示す。本実施形態の車両１００に用いられる燃焼装置の燃焼効率は、携帯型の熱光起電力発電器に関する非特許文献１に開示された７０％とした。また、インバーターの効率を含む電動機効率は一般的な数値の範囲内である８６％として計算した。
【００４３】
その結果、熱光起電力発電装置の発電効率が２５％であれば、エンジン車と同等の１５％程度の効率（全効率＝燃焼効率×発電効率×電動機効率）が得られ、熱光起電力発電装置の発電効率が４６％であれば、電気自動車と同等の２８％程度の効率が得られることが分かる。エンジン車以上の効率が得られれば、エンジン車と同じ燃料、例えばガソリン、軽油、ＬＰガスを用いた本実施形態の車両１００は、省エネを実現することになる。また、発電効率が４６％以上となれば、電気自動車以上の効率を有することとなる。
【００４４】
本実施形態の熱起電力発電装置のエミッターへのフォトニック結晶と光学フィルターの挿入により、発電効率を５０％以上にすることができる。熱光起電力の発電効率は以下の式で与えることができる。
（発電効率）＝（スペクトル効率）×（熱光起電力素子配置率）×（熱光起電力素子効率）
ここで、例えば、スペクトル効率７６％、配置率９２％、素子効率８０％で、発電効率５０％以上となる。
【００４５】
仮にエンジン車の走行可能距離を４００ｋｍとし、電気自動車の走行可能距離を２００ｋｍとする。表１の各効率は、表１中に記載された数値に限定されるわけではないが、仮に全効率が電気自動車と同等の２８％の場合（例２）で、エンジン車と同じ燃料タンクを備えたとすると、走行可能距離は４００×０．２８／０．１５＝７４７ｋｍとなり、電気自動車の約３．７倍の距離の走行が可能である。仮定した各効率の数値は絶対的な値ではないが、本実施形態の車両が電気自動車に対して、走行距離に関して優位性があることは明らかである。
【００４６】
【表１】
2014171301.tif 000003
【００４７】
本実施形態に使用する燃焼装置１の燃焼器１４の燃料は限定されるものではないが、補給のためのインフラ整備が整っているガソリン、軽油、ＬＰガスを使用することは、車両として使用する際に利便性が高い。電気自動車の場合は、最低でも数十分は充電時間が必要であり、インフラも現状では十分に整備されていない。本実施形態の車両１００に上記燃料を使用する場合は、ガソリンスタンド等の整備済みのインフラにおいて数分程度で燃料補給が可能である。走行距離も上述したように電気自動車よりも大幅に大きくすることが可能となる。また、今後普及が予想されるバイオマスエタノールやバイオディーゼルを燃料としてもよい。本実施形態の車両１００において、燃料としてガソリン等の液体燃料を使用する場合は、燃焼装置に燃料噴射機構を付加することは燃焼効率を高めるために有効である。
【００４８】
図６は、本実施形態に使用する燃焼装置１の構成を示す。燃焼装置１は燃料タンク１２、燃料噴射装置１３、燃焼器１４を有する。燃料噴射装置１３は、空気と燃料との混合割合を理論空燃比に制御し、霧状燃料にして燃焼器１４に供給することで、燃焼効率を高めることができる。さらに、燃料噴射装置１３の空気吸入流路の抵抗の低減により、燃焼のレスポンス性能や出力を高めることができる。
【００４９】
本実施形態によれば、乗車してすぐに走行可能であり、走行距離が長く、簡単な構成でエネルギー効率が高い、車両を提供することが可能である。
（第２の実施形態）
図７に、本発明の第２の実施形態の熱光起電力発電装置を有する車両を示す。本実施形態の車両２００は、熱源としての燃焼装置１、燃焼装置１が発生した熱を利用する熱光起電力発電装置２、熱光起電力発電装置２が発生した電力を蓄電する二次電池３、熱光起電力発電装置２と二次電池３とに接続されたインバーター４、インバーター４を介して熱光起電力発電装置２または二次電池３からの電力を動力源とするモーター５、熱交換器６、制御部７、車輪２５を有する。制御部７は、燃料装置１の出力の制御や、熱光起電力発電装置２が発電した電力や二次電池３が蓄電している電力の制御を、行うことができる。
【００５０】
本実施形態の車両２００は、熱交換器６を有する以外は、第１の実施形態の車両１００と同様である。また、本実施形態の動作は、図２に示す、第１の実施形態の車両１００の始動時および走行時の、電力や燃焼の制御の動作と同様である。
【００５１】
熱光起電力発電装置２内では、有効な波長の赤外線に変換できなかった熱が存在する。光電変換セル９（図３等参照）は、温度上昇により特性劣化を生じるため、前記熱を排熱することが有効である。そこで、熱交換器６を設置することにより、光電変換セル９を冷却すると共に、燃焼装置１に熱を送ることにより熱光起電力発電３の効率を高めることができる。また、排熱を車両のヒーター等に活用することにより、ヒーター用の電力が不要となり、車両全体としてのエネルギー効率を高めることが可能となる。熱交換器６の構造や熱移動のための媒体としては、特に限定されることはない。
【００５２】
本実施形態によれば、乗車してすぐに走行可能であり、走行距離が長く、簡単な構成でエネルギー効率が高い、車両を提供することが可能である。また、熱交換器を備えたことで、エネルギー効率の向上が可能であると共に、エアコンなどへの熱利用が可能となり、省エネルギー化が可能となる。
【００５３】
本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５４】
１    燃焼装置
２    熱光起電力発電装置
３    二次電池
４    インバーター
５    モーター
６    熱交換器
７    制御部
８    エミッター
９    光電変換セル
１０    フォトニック結晶
１１    光学フィルター
１２    燃料タンク
１３    燃料噴射装置
１４    燃焼器
１５    熱光起電力発電装置
１６    光電変換セル
１７    モーター
１８    車輪
１９    車両
２０    バーナー装置
２１    オリフィス
２２    輻射バーナースクリーン
２３    電力線
２５    車輪
１００、２００    車両
【図１】
2014171301.tif 000004
【図２】
2014171301.tif 000005
【図３】
2014171301.tif 000006
【図４】
2014171301.tif 000007
【図５】
2014171301.tif 000008
【図６】
2014171301.tif 000009
【図７】
2014171301.tif 000010
【図８】
2014171301.tif 000011
【図９】
2014171301.tif 000012
【図１０】
2014171301.tif 000013