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技術 複合発電設備

出願人 三菱電機株式会社
発明者 工藤達也三輪義幸
出願日 2003年12月16日 (18年0ヶ月経過) 出願番号 2003-417679
公開日 2005年7月7日 (16年5ヶ月経過) 公開番号 2005-180194
状態 未査定
技術分野 特殊なサイクルを用いた機関設備 特殊原動機 熱ガス機関
主要キーワード 液化フロン 温度差発電装置 火力発電装置 深層海水 表層海水 作動液体 コジェネレーション装置 太陽熱発電装置
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この項目の情報は公開日時点(2005年7月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

温度差発電装置に他の方式の併設発電装置を併設して、設備費を低減できるとともに温度差発電装置と併設発電装置との総合効率の高い複合発電設備を得る。

解決手段

タービン1、凝縮器5、ポンプ8、蒸発器7、気液分離器6にて低沸点作動媒体(例えば、フロン)の回路が形成されている。凝縮器5には深層海水3がポンプ4にて供給される。また、併設発電装置として常用内燃力発電装置10が併設されている。内燃力発電装置10は、エンジン12にて駆動される発電機13、冷却水槽15からエンジン12へエンジン冷却水を供給する冷却水ポンプ16を備え、エンジン12を出たエンジン冷却水は蒸発器7に送られ、作動媒体を加熱しタービン1を駆動する。エンジン冷却水の熱を利用して作動媒体を蒸発させるので、海水腐食性の高い加熱媒体を使用する必要が無く、設備費を低減でき、総合効率も高くできる。

概要

背景

従来の温度差発電装置として、フロンアンモニアなどの低沸点作動媒体を暖かい表層海水にて加熱して蒸発させ、冷たい深層海水にて冷却して凝縮させる海洋温度差発電装置がある。さらに、表層海水の代わりに、温泉水や、産業廃水処理場産業廃棄物焼却場の燃焼排ガス洗浄処理装置に使用した洗煙排水を使用して作動媒体を蒸発させる複合発電設備がある(例えば、特許文献1参照)。

特開平9−32513号公報(段落番号0008及び図1)

概要

温度差発電装置に他の方式の併設発電装置を併設して、設備費を低減できるとともに温度差発電装置と併設発電装置との総合効率の高い複合発電設備を得る。タービン1、凝縮器5、ポンプ8、蒸発器7、気液分離器6にて低沸点の作動媒体(例えば、フロン)の回路が形成されている。凝縮器5には深層海水3がポンプ4にて供給される。また、併設発電装置として常用内燃力発電装置10が併設されている。内燃力発電装置10は、エンジン12にて駆動される発電機13、冷却水槽15からエンジン12へエンジン冷却水を供給する冷却水ポンプ16を備え、エンジン12を出たエンジン冷却水は蒸発器7に送られ、作動媒体を加熱しタービン1を駆動する。エンジン冷却水の熱を利用して作動媒体を蒸発させるので、海水腐食性の高い加熱媒体を使用する必要が無く、設備費を低減でき、総合効率も高くできる。

目的

この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、温度差発電装置の設置場所に他の方式の発電装置を併設して、設備費を低減できるとともに温度差発電装置と内燃力発電装置との総合効率の高い複合発電設備を得ることを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

作動媒体加熱媒体により加熱して気化する蒸発器と気化した上記作動媒体により駆動されるタービンと上記タービンに連結され駆動される温度差発電用発電機と上記タービンを通過した上記作動媒体を上記加熱媒体よりも低い温度の冷却媒体により冷却して液化する凝縮器とを有する温度差発電装置、及びこの温度差発電装置と併設された併設発電装置を備え、上記加熱媒体は上記併設発電装置から排出される排熱を含む加熱流体である複合発電設備

請求項2

上記併設発電装置は上記温度差発電用発電機とは別の発電機を駆動して発電する内燃力発電装置であり、上記加熱流体は上記内燃機関を冷却する冷却水であることを特徴とする請求項1に記載の複合発電設備。

請求項3

上記併設発電装置は上記温度差発電用発電機とは別の発電機を駆動して発電する内燃力発電装置であり、上記加熱流体は上記内燃機関から排出される排ガスであることを特徴とする請求項1に記載の複合発電設備。

請求項4

上記併設発電装置は熱電併給装置であり、上記加熱流体は上記熱電併給装置から排出され他の設備に熱を供給した後の排ガスであることを特徴とする請求項1に記載の複合発電設備。

請求項5

上記併設発電装置は太陽熱発電装置であり、上記加熱流体は上記太陽熱発電装置から排出されるものであることを特徴とする請求項1に記載の複合発電設備。

請求項6

上記併設発電装置は火力発電装置であり、上記加熱流体は上記火力発電装置から排出される温排水又は排ガスであることを特徴とする請求項1に記載の複合発電設備。

請求項7

上記併設発電装置は火力発電装置であり、上記加熱流体は上記火力発電装置の発電機を駆動するタービンから排出される蒸気であることを特徴とする請求項1に記載の複合発電設備。

技術分野

0001

本発明は、温度差発電装置とこの温度差発電装置に併設された併設発電装置とを備えた複合発電設備に関する。

背景技術

0002

従来の温度差発電装置として、フロンアンモニアなどの低沸点作動媒体を暖かい表層海水にて加熱して蒸発させ、冷たい深層海水にて冷却して凝縮させる海洋温度差発電装置がある。さらに、表層海水の代わりに、温泉水や、産業廃水処理場産業廃棄物焼却場の燃焼排ガス洗浄処理装置に使用した洗煙排水を使用して作動媒体を蒸発させる複合発電設備がある(例えば、特許文献1参照)。

0003

特開平9−32513号公報(段落番号0008及び図1

発明が解決しようとする課題

0004

従来の複合発電設備は以上のように構成され、作動媒体を蒸発させるための加熱用温水としての表層海水または温泉水は塩分や硫黄分が含まれることにより、又別の蒸発用熱源としての洗煙排水には溶解有害物質等の含有物が含まれることにより、これらを直接あるいは間接に作動媒体の蒸発に用いる場合は長期に安定した稼動を確保することが困難である。この対策として、塩分や硫黄分あるいは溶解有害物質に耐える蒸発器とするか、別の溶解有害物質除去設備にて有害物質を除去してから蒸発器へ供給する必要がある。

0005

このため、大掛かりな耐食仕様の蒸発器、導水管ポンプ設備等が必要となる。あるいは、別の溶解有害物質除去設備を設ける必要が生じる。また、作動媒体を凝縮させるために深層海水を用いる場合、温度差発電装置の設置場所は、比較的都市部から遠距離交通の便が良くなくても支障はないが、当該設置場所に例えば産業廃棄物焼却場を併設して加熱用温水として洗煙排水を利用する場合、当該産業廃棄物焼却場への産業廃棄物搬入のために車両通行道路整備が必要であり、建設費が多大となるという問題点がある。

0006

この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、温度差発電装置の設置場所に他の方式の発電装置を併設して、設備費を低減できるとともに温度差発電装置と内燃力発電装置との総合効率の高い複合発電設備を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

この発明に係る複合発電設備においては、作動媒体を加熱媒体により加熱して気化する蒸発器と気化した作動媒体により駆動されるタービンとタービンに連結され駆動される温度差発電用発電機とタービンを通過した作動媒体を加熱媒体よりも低い温度の冷却媒体により冷却して液化する凝縮器とを有する温度差発電装置、及びこの温度差発電装置と併設された併設発電装置を備え、上記加熱媒体は併設発電装置から排出される排熱を含む加熱流体であることを特徴とする。

発明の効果

0008

この発明に係る複合発電設備においては、作動媒体を加熱媒体により加熱して気化する蒸発器と気化した作動媒体により駆動されるタービンとタービンに連結され駆動される温度差発電用発電機とタービンを通過した作動媒体を加熱媒体よりも低い温度の冷却媒体により冷却して液化する凝縮器とを有する温度差発電装置、及びこの温度差発電装置と併設された併設発電装置を備え、上記加熱媒体は併設発電装置から排出される排熱を含む加熱流体であることを特徴とするので、作動媒体を加熱して気化するために腐食性の強い加熱媒体を使用することを要せずまた併設発電設備の排熱を有効利用して、設備費を低減できるとともに温度差発電装置と併設発電装置との総合効率の高い複合発電設備を得ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0009

実施の形態1.
図1は、この発明を実施するための実施の形態1における複合発電設備の構成を示す構成図である。図1において、温度差発電装置におけるタービン1、凝縮器5、ポンプ8、蒸発器7、気液分離器6にて低沸点の例えばフロンを作動媒体とする作動媒体回路が形成されている。タービン1には発電機2が連結されている。凝縮器5には深層海水3がポンプ4にて供給される。また、常用の内燃力発電装置10が併設されている。内燃力発電装置10は、エンジン12に連結され駆動される発電機13、冷却水槽15からエンジン12へエンジン冷却水を供給する冷却水ポンプ16を備え、エンジン12を出た加熱流体としてのエンジン冷却水は蒸発器7に送られ、蒸発器7を出たエンジン冷却水は再び冷却水槽15へ戻される。

0010

次に動作について説明する。気化フロンをタービン1に供給して発電機2を駆動した後、この気化フロンを凝縮器5へ送る。また、温度の低い深層海水3をポンプ4により汲み上げ、凝縮器5に送り、凝縮器5において気化フロンは冷たい深層海水3により凝縮され液化フロンとなる。この液化フロンはポンプ8により蒸発器7へ送られる。また、エンジン12を冷却して温度上昇したエンジン冷却水も蒸発器7へ送られる。この蒸発器7において温度の高いエンジン冷却水により、液化フロンが温められ蒸発して、気化フロンとなり気液分離器6を経由してタービン1に送られ、タービン1に作用して発電機2を駆動する熱サイクルを構成している。

0011

以上のように、この実施の形態によれば、温度差発電装置の低沸点の作動媒体としてのフロンの蒸発用熱源として、従来の表層海水や温泉水や洗煙排水の代わりに、温度差発電装置に併設された内燃力発電装置10のエンジン12を冷却して温度上昇したエンジン冷却水を使用して、作動媒体を加熱して気化するために腐食性の強い加熱媒体を使用することを要せずまた併設発電装置の排熱を有効利用して、建設費を安価にできるとともに、総合効率の高い温度差発電装置と内燃力発電装置との複合発電設備を得ることができる。

0012

実施の形態2.
図2は、この発明の他の実施の形態を示す複合発電設備の構成図である。上記実施の形態1では、作動媒体(フロン)の蒸発用熱源として、常用の内燃力発電装置の温度上昇したエンジン冷却水11を蒸発器7に供給して作動液体を蒸発させるものについて述べた。これに対し、この実施の形態においては図2に示すようにエンジン12の排気ガスを加熱流体とし蒸発器27に供給して作動媒体を蒸発させるようにしたものである。その他の構成については、図1に示した実施の形態1と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。この実施の形態によれば、エンジン12の排気ガスの排熱量の方がエンジン冷却水の排熱量より大きいので、実施の形態1より更にエンジンの排熱利用度を向上させた複合発電設備を得ることができる。

0013

実施の形態3.
図3は、さらにこの発明の他の実施の形態を示す複合発電設備の構成図である。図3において、エンジン12の排ガスを利用するコジェネレーション装置熱電併給装置)の熱回収装置30を経由した後の排ガスを加熱流体として蒸発器37に供給して作動媒体を蒸発させる。なお、エンジンの代わりにガス燃焼させてこの燃焼ガスにてガスタービンを駆動して発電する熱電併給装置における排ガスを利用するものであっても同様の効果を奏する。この実施の形態によれば、コジェネレーション装置の残排熱も活用し、排熱利用度をさらに向上させた複合発電設備を得ることができる。

0014

実施の形態4.
図4は、さらにこの発明の他の実施の形態を示す複合発電設備の構成図である。図4において、加熱流体としての太陽熱発電装置40の温排水を蒸発器47に供給して作動媒体を蒸発させる。この実施の形態によれば、太陽熱発電装置の温排水の熱を有効利用して、建設費を安価にできるとともに、総合効率の高い太陽熱発電装置と内燃力発電装置との複合発電設備を得ることができる。

0015

実施の形態5.
図5は、さらにこの発明の他の実施の形態を示す複合発電設備の構成図である。図5において、加熱流体としての火力発電装置ボイラ50の排ガスを蒸発器57に供給して作動媒体を蒸発させる。なお、ボイラ50の温排水を蒸発器57に加熱流体として供給するようにしてもよい。この実施の形態によれば、火力発電装置のボイラ50の排ガスや温排水などの排熱を有効利用して、建設費を安価にできるとともに、総合効率の高い火力発電装置と内燃力発電装置との複合発電設備を得ることができる。

0016

実施の形態6.
図6は、さらにこの発明の他の実施の形態を示す複合発電設備の構成図である。図6において、火力発電装置のタービン60を駆動した後の蒸気を加熱流体として蒸発器67に供給して作動媒体を蒸発させる。この実施の形態によれば、タービン60を出た蒸気の熱を有効利用して、建設費を安価にできるとともに、総合効率の高い火力発電装置と内燃力発電装置との複合発電設備を得ることができる。

0017

以上のように、この発明に係る複合発電設備においては、作動媒体を加熱媒体により加熱して気化する蒸発器と気化した作動媒体により駆動されるタービンとタービンに連結され駆動される温度差発電用発電機とタービンを通過した作動媒体を加熱媒体よりも低い温度の冷却媒体により冷却して液化する凝縮器とを有する温度差発電装置、及びこの温度差発電装置と併設された併設発電装置を備え、上記加熱媒体は併設発電装置から排出される排熱を含む加熱流体であることを特徴とする。従って、作動媒体を冷却して液化するために腐食性の強い冷却媒体を使用することを要せずまた併設発電装置の排熱を有効利用して、設備費を低減できるとともに温度差発電装置と併設発電装置との総合効率の高い複合発電設備を得ることができる。

0018

そして、併設発電装置は温度差発電用発電機とは別の発電機を駆動して発電する内燃力発電装置であり、加熱流体は内燃機関を冷却する冷却水であることを特徴とするので、設備費を低減できるとともに温度差発電装置と内燃力発電装置との総合効率の高い複合発電設備を得ることができる。

0019

さらに、併設発電装置は温度差発電用発電機とは別の発電機を駆動して発電する内燃力発電装置であり、加熱流体は内燃機関から排出される排ガスであることを特徴とするので、設備費を低減できるとともに温度差発電装置と内燃力発電装置との総合効率の高い複合発電設備を得ることができる。

0020

また、併設発電装置は熱電併給装置であり、加熱流体は熱電併給装置から排出され他の設備に熱を供給した後の排ガスであることを特徴とするので、設備費を低減できるとともに温度差発電装置と熱電併給装置との総合効率の高い複合発電設備を得ることができる。

0021

そして、併設発電装置は太陽熱発電装置であり、加熱流体は太陽熱発電装置から排出されるものであることを特徴とするので、設備費を低減できるとともに温度差発電装置と太陽熱発電装置との総合効率の高い複合発電設備を得ることができる。

0022

さらに、併設発電装置は火力発電装置であり、加熱流体は火力発電装置から排出される温排水又は排ガスであることを特徴とするので、設備費を低減できるとともに温度差発電装置と火力発電装置との総合効率の高い複合発電設備を得ることができる。

0023

また、併設発電装置は火力発電装置であり、加熱流体は火力発電装置の発電機を駆動するタービンから排出される蒸気であることを特徴とするので、設備費を低減できるとともに温度差発電装置と火力発電装置との総合効率の高い複合発電設備を得ることができる。

図面の簡単な説明

0024

この発明の実施の形態1である複合発電設備の構成を示す構成図である。
この発明の実施の形態2である複合発電設備の構成を示す構成図である。
この発明の実施の形態3である複合発電設備の構成を示す構成図である。
この発明の実施の形態4である複合発電設備の構成を示す構成図である。
この発明の実施の形態5である複合発電設備の構成を示す構成図である。
この発明の実施の形態6である複合発電設備の構成を示す構成図である。

符号の説明

0025

1タービン、2発電機、3深層海水、5凝縮器、6気液分離器、
7蒸発器、10内燃力発電装置、12エンジン、
27,37,47,57 蒸発器、30排熱回収装置、40太陽熱発電装置、
50ボイラ、60 タービン。

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