(57)【要約】      （修正有）【課題】籾殻から抽出された植物性ブラックシリカを用いた発熱源、発熱装置、ボイラー及びタービン発電機を提供する。【解決手段】ボイラー１００は、植物性ブラックシリカ１０とマグネトロン２０とで構成される発熱源、導波管２１及び植物性ブラックシリカ１０を収納する圧力容器３０を有する。圧力容器３０は、第１の開口と第２の開口を有し、低温水が、第１の開口から中空に供給される。マグネトロン２０から導波管２１により導かれたたマイクロ波は、植物性ブラックシリカ１０に照射される。植物性ブラックシリカ１０は、高温で発熱し、この発熱に応じて中空の低温水が温水となり、そして高温水となって第２の開口から排出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１２００℃を超える高温で燃焼された籾殻から抽出された植物性ブラックシリカを用いた発熱源であって、
前記植物性ブラックシリカと、
マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置と、
を有し、
前記植物性ブラックシリカは、マイクロ波発生装置からのマイクロ波が照射されることにより、高温で発熱することを特徴とする発熱源。
【請求項２】
前記高温は、１０００℃以上であることを特徴とする請求項１に記載の発熱源。
【請求項３】
発熱源を有する発熱装置であって、
前記発熱源は、請求項１または請求項２に記載の発熱源であることを特徴とする発熱装置。
【請求項４】
前記発熱源のマイクロ波発生装置から照射されるマイクロ波の伝送路である導波管と、
前記発熱源の植物性ブラックシリカが収納されている容器と、
を有し、
前記マイクロ波発生装置、前記導波管及び前記容器は一体的に形成され、前記マイクロ波発生装置で発生された前記マイクロ波が、前記導波管を介して前記容器に収納されている前記植物性ブラックシリカに照射されるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の発熱装置。
【請求項５】
発熱装置を有するボイラーであって、
前記発熱装置は、請求項３または請求項４に記載の発熱装置であることを特徴とするボイラー。
【請求項６】
前記発熱装置の植物性ブラックシリカを収納する容器は、第１の開口と第２の開口を有する中空の圧力容器であり、
前記圧力容器は、前記第１の開口から前記中空に供給された低温水が、前記マイクロ波の照射による前記植物性ブラックシリカの発熱に応じて高温水または蒸気になり、前記高温水または前記蒸気が、前記第２の開口から排出されるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のボイラー。
【請求項７】
前記植物性ブラックシリカを略１２００℃以上で燃焼させることで生成される植物性ホワイトシリカを用いて形成された断熱部材が、前記圧力容器の外側を覆うように取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載のボイラー。
【請求項８】
前記植物性ホワイトシリカを部材として耐熱接合剤を用いて形成された耐熱接合部材であって、前記耐熱接合部材は、前記マイクロ波が、通過する前記導波管と前記圧力容器との間に配置され、前記マイクロ波が透過することを特徴とする請求項７に記載のボイラー。
【請求項９】
前記発熱装置は、複数であることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれかに記載のボイラー。
【請求項１０】
ボイラーを有するタービン発電機であって、
前記ボイラーは、請求項５から請求項９のいずれかに記載のボイラーであることを特徴とするタービン発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱源、ボイラー及びタービン発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボイラー、タービン発電機などの発熱源及び発熱装置は、灯油などの化石燃料またはニクロム線などの電気抵抗体が用いられており、また高速に渦動流動する粘性流体を用いたものも開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７８５４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、発熱源、発熱装置、ボイラー、タービン発電機などにおいては、灯油などの化石燃料、ニクロム線などの電気抵抗体などを用いたものより簡易で効率のよいものが求められていた。
【０００５】
本発明は、こうした点に鑑みてなされたものであり、籾殻から抽出された植物性ブラックシリカを用いた発熱源、発熱装置、ボイラー及びタービン発電機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る発熱源は、１２００℃を超える高温で燃焼された籾殻から抽出された植物性ブラックシリカを用いた発熱源であって、前記植物性ブラックシリカと、マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置と、を有し、前記植物性ブラックシリカは、マイクロ波発生装置からのマイクロ波が照射されることにより、高温で発熱することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る発熱源の態様について、前記高温は、１０００℃以上であることを特徴とすることが好ましい。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る発熱装置は、発熱源を有する発熱装置であって、前記発熱源は、上記の発熱源であることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る発熱装置の態様について、前記発熱源のマイクロ波発生装置から照射されるマイクロ波の伝送路である導波管と、前記発熱源の植物性ブラックシリカが収納されている容器と、を有し、前記マイクロ波発生装置、前記導波管及び前記容器は一体的に形成され、前記マイクロ波発生装置で発生された前記マイクロ波が、前記導波管を介して前記容器に収納されている前記植物性ブラックシリカに照射されるように構成されていることが好ましい。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係るボイラーは、発熱装置を有するボイラーであって、前記発熱装置は、上記の発熱装置であることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るボイラーの態様について、前記発熱装置の植物性ブラックシリカを収納する容器は、第１の開口と第２の開口を有する中空の圧力容器であり、前記圧力容器は、前記第１の開口から前記中空に供給された低温水が、前記マイクロ波の照射による前記植物性ブラックシリカの発熱に応じて高温水または蒸気になり、前記高温水または前記蒸気が、前記第２の開口から排出されるように構成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明に係るボイラーの態様について、前記植物性ブラックシリカを略１２００℃以上で燃焼させることで生成される植物性ホワイトシリカを用いて形成された断熱部材が、前記圧力容器の外側を覆うように取り付けられていることが好ましく、また、前記植物性ホワイトシリカを部材として耐熱接合剤を用いて形成された耐熱接合部材であって、前記耐熱接合部材は、前記マイクロ波が、通過する前記導波管と前記圧力容器との間に配置され、前記マイクロ波が透過することが好ましい。
【００１３】
本発明に係るボイラーの態様について、前記発熱装置は、複数であることを特徴とすることが好ましい。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明に係るタービン発電機は、ボイラーを有するタービン発電機であって、前記ボイラーは、上記のボイラーであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、籾殻から抽出された植物性ブラックシリカを用いた発熱源、発熱装置、ボイラー及びタービン発電機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態のボイラーの一例を説明する模式図である。
【図２】実施形態のタービン発電機の一例を説明する模式図である。
【図３】実施形態の他のボイラーの一例を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施形態を、図１から図３を用いて説明する。
【００１８】
まず、本発明に用いる１２００℃を超える高温で燃焼された籾殻から抽出された植物性ブラックシリカについて説明する。一般的に、籾殻を燃焼させることでシリカを製造することができるが、例えば燃焼温度が略７００℃であれば炭素との混合体となってしまうことにより、抽出されたシリカの純度が低いものとなり、シリカとしての品質が悪く利用価値がないという問題があった。
【００１９】
そこで、籾殻を１２００℃以上の高温で燃焼させると、籾殻が完全燃焼し、籾殻に含まれる植物性ブラックシリカがアモルファス形状または多結晶となり、この結果、植物性ブラックシリカを連続的に生成することができ、高品質な植物性ブラックシリカを大量に効率的に製造することが可能になっていた。
【００２０】
そして、このような方法で籾殻の燃焼状態及び燃焼温度を安定化させ、高品質な植物性ブラックシリカを大量に効率的に製造することも可能になっている。本実施形態では、籾殻を１２００℃以上の高温で燃焼させることで製造された植物性ブラックシリカを用いているが、これは一例であり、適宜最適な高温で籾を燃焼させて植物性ブラックシリカを製造すればよい。また、この例では、植物性ブラックシリカを製造する原料として籾殻を用いているが、これは一例であり、籾殻以外の最適な原料を適宜用いて発熱源としての植物性ブラックシリカを製造してもよい。
【００２１】
このように本発明は、籾殻を１２００℃以上の高温で燃焼させることで製造された植物性ブラックシリカに着目し、発熱源として使用することを着想し、具体化したものである。
【００２２】
すなわち、本発明は、上記の籾殻から抽出された植物性ブラックシリカに対して、マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置を用いて、このマイクロ波を照射することでこの植物性ブラックシリカが、高温で発熱することに着目し、発熱源として着想し、具体化したものである。
【００２３】
この発明の顕著な効果として、籾殻から抽出された植物性ブラックシリカを発熱体として、この発熱体にマイクロ波を照射することで、例えば、１０００℃以上の高温での発熱が可能となる。なお、マイクロ波発生装置は、マグネトロンを用いてもよく、この場合の周波数は、例えば、２４５０ＭＨｚである。また、ここでいうマイクロ波は、３００ＭＨｚから３ＧＨｚの範囲の周波数の電波であり、本発明は、この周波数の範囲の電波を用いることを基本としているが、これに限定されず、例えばこの周波の範囲以外の電波であっても、植物性ブラックシリカに照射して発熱するものであれば適宜採用してもよい。なお、一例として説明すると、植物性ブラックシリカにマグネトロンからのマイクロ波を略１０秒間照射することで、この植物性ブラックシリカの温度が略１０００℃となり、また略１分間照射することで、この植物性ブラックシリカの温度が略１３００℃になることもある。また、マイクロ波発生装置の実施形態の一例としてのマグネトロンについては、既存のものを使用すればよいので、ここでは、マグネトロンの構成についての詳細な説明を省略する。
【００２４】
以下、本発明の発熱源、発熱装置、ボイラー及びタービン発電機の実施形態について説明する。
【００２５】
籾殻を１２００℃以上の高温で燃焼させることで製造された植物性ブラックシリカ１０とマイクロ波発生装置の一例であるマグネトロン２０は、マグネトロン２０のアンテナから照射されるマイクロ波により植物性ブラックシリカ１０が高温で発熱することにより、発熱源として構成される。このような発熱源は、簡易でより効率的な発熱源として、例えば、ボイラーなどに用いられることで顕著な効果を発揮することができる。
【００２６】
図１に示すとおり、植物性ブラックシリカ１０とマグネトロン２０とで構成される発熱源は、マグネトロン２０からのマイクロ波を植物性ブラックシリカ１０へ導く導波管２１と、植物性ブラックシリカ１０が収納されている容器を含み発熱装置として機能する。容器は、この例において、後述するボイラーに用いる中空３３を有する圧力容器３０とすることができる。このような発熱装置の構成は一例であり、最適な部材と組み合わせてよく、また、容器は、高温に耐えうる既存の材料を適宜使用するとよい。
【００２７】
この例においては、マグネトロン２０、導波管２１及び圧力容器３０は、一体的に形成されており、マグネトロン２０で発生されたマイクロ波が、導波管２１を介して圧力容器３０に収納されている植物性ブラックシリカ１０に照射されるように構成されている。
【００２８】
マイクロ波発生装置の一例であるマグネトロン２０は、商用の電源を用いて電力が供給される構成であるが、バッテリーを用いて電力が供給されてもよい。この場合、後述するタービン発電機からの電力を用いてバッテリーを充電する構成であってもよい。また、発熱源としてのマグネトロン２０の電力量と植物性ブラックシリカ１０の発熱量は、適宜最適なものが採用できるように設計するとよい。
【００２９】
本発明の発熱源を用いた発熱装置について説明したが、この発熱装置の使用の一例としてのボイラー１００について説明する。この発熱装置を有するボイラー１００は、図１に示すように、植物性ブラックシリカ１０を収納する容器としての中空３３を有する圧力容器３０を備えている。
【００３０】
この圧力容器３０は、第１の開口３１と第２の開口３２を有し、この第１の開口３１から圧力容器３０の中空３３に供給された低温水は、マグネトロン２０から照射されたマイクロ波による植物性ブラックシリカ１０の発熱に応じて温水となり、この温水は、さらに温度が上昇し高温水となり第２の開口３２から排出されるように構成されている。
【００３１】
すなわち、第２の開口３２から排出された高温水は、これを循環させることで、熱交換器しての機能を有することになる。また、図２に示すとおり、熱交換器しての機能を有するボイラー１００は、第２の開口３２から排出される高温水が、蒸気となることによりタービンとしての機能を有するタービン発電機として構成されてもよい。また、発熱した植物性ブラックシリカ１０は、熱膨張しない傾向であるが、圧力容器３０に安全弁などを設けた構成であってもよい。
【００３２】
図１から図３に示すとおり、圧力容器３０の外側を覆うように断熱材４０を取り付けてもよい。断熱材として種々のものがあり、適宜最適なものを選択して用いてもよいが、ここでは、一例として、植物性ホワイトシリカを用いた断熱材を使用している。
【００３３】
また、マイクロ波が通過する導波管２１と圧力容器３０との間に耐熱接合部材５０を配置してもよく、この耐熱接合部材５０は、例えば、上記の植物性ホワイトシリカを部材として耐熱接合剤を用いて形成されたものである。この耐熱接合部材５０は、マイクロ波が通過する導波管２１と圧力容器３０との間に配置され、マグネトロン２０からのマイクロ波を透過するという機能を有している。このような耐熱接合部材５０を有することで、圧力容器３０の内部の植物性ブラックシリカ１０が、発熱した場合においても、この熱を遮断し、保持し、またマグネトロン２０への影響を軽減することができる。なお、耐熱接合剤として、例えば、１４００℃の高温に耐えることができる無機系の接着剤を用いてもよい。
【００３４】
上記の植物性ホワイトシリカは、例えば、植物性ブラックシリカを略１２００℃以上で燃焼させることで生成されるものである。この植物性ホワイトシリカは、優れた断熱性を有しており、本発明の断熱材として用いられているが、他の用途における断熱材として用いられることも期待されている。例えば、この植物性ホワイトシリカを含有したテープを生成し、このテープを水道の配管などに巻きつけることで優れた断熱効果を発揮することができる。また、この植物性ホワイトシリカは、上記のとおりマイクロ波を透過する機能を有しており、つまり電磁波を透過するということであり、これら断熱性と透過性を合わせた機能の応用が期待されるものである。
【００３５】
上記のボイラー１００は、１つの発熱装置を用いた構成であるが、これに限定されず、図３に示すように複数の発熱装置を有するボイラー１００Ａであってもよく、この例では発熱装置の数は５つであるが、発熱装置の数は必要な発熱量に応じて適宜設計することができる。
【００３６】
上記のとおり本発明は、発熱源を用いた発熱装置、この発熱装置を用いたボイラー及びこのボイラーを用いたタービン発電機であるが、これに限定されず、例えばこの発熱源を用いた暖房器具、調理器具などの発熱源として用いることも可能である。
【００３７】
以上、本発明の有する特徴及び優れた点を上記実施形態に記載したが、本発明は、本願の特許請求の範囲で使用されている言葉を広く一般的な意味に拡張して実施することができる。また、本発明の発熱源、発熱装置、ボイラー及びタービン発電機は、大きさ、形状、素材の種類、厚さ、重さなどについては多様な実施形態が可能であり、それらについて本実施形態と異なる形態による実施は、本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３８】
１０    植物性ブラックシリカ
２０    マグネトロン
２１    導波管
３０    圧力容器
３１    第１の開口
３２    第２の開口
３３    中空
４０    断熱材
５０    耐熱接合部材
１００  ボイラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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