(57)【要約】【課題】  気化熱暖房装置を利用し、効率的な発電を可能とする発電システムを提供することである。【解決手段】  気化熱煖房装置（１２）を利用した発電システム（１０）であって、気化熱煖房装置によって生成された蒸気の全部又は一部を蒸気タービン（３０）に供給し、蒸気タービンの羽根車（３０ｂ）を回転させることによって発電するように構成されていることを特徴とする。気化熱煖房装置は、燃焼ユニット（１４）と、燃焼ユニットの上方に配置され、内部に螺旋状の管構造体（１８ａ）が配置された本体（１８）と、本体の上方に配置され、管構造体と連通した気化タンク（２２）とを有し、管構造体に供給された水を燃焼ユニットにおける燃焼によって加熱して気化させ、生成された気化物を気化タンクに貯留するように構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気化熱煖房装置を利用した発電システムであって、
前記気化熱煖房装置によって生成された蒸気の全部又は一部を蒸気タービンに供給し、蒸気タービンの羽根車を回転させることによって発電するように構成されていることを特徴とする発電システム。
【請求項２】
前記気化熱煖房装置が、燃焼ユニットと、前記燃焼ユニットの上方に配置され、内部に螺旋状の管構造体が配置された本体と、前記本体の上方に配置され、前記管構造体と連通した気化タンクとを有し、
前記管構造体に供給された水を燃焼ユニットにおける燃焼によって加熱して気化させ、生成された気化物を前記気化タンクに貯留するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載された発電システム。
【請求項３】
前記燃焼ユニットが、円筒形の燃焼筒を有しており、前記燃焼筒に、その側壁の厚さ方向において平面視で傾斜して形成された多数の空気噴出孔が設けられ、送風機から空気噴出孔を介して前記燃焼筒内に空気が旋回流として供給されるようになっており、前記燃焼筒の底部に設けられた油吐出口から廃油が供給されるようになっていることを特徴とする請求項２に記載された発電システム。
【請求項４】
補助電動機を備え、前記羽根車を回転させるための蒸気量が不足している場合に、前記発電によって得られた電力を用いて前記補助電動機が駆動され、前記羽根車を回転させるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、発電システムに関する。より詳細には、本発明は、気化熱煖房装置を利用した発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者は、気化熱を利用した暖房システムに関する発明（特許文献１参照）および廃油を燃料とした廃油燃焼装置に関する発明（特許文献２参照）を提案している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４９３３５号公報
【特許文献２】特開２０００−０５５３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記特許文献１及び２に記載された発明を活用して、効率的な発電を可能とする発電システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願請求項１に記載の気化熱煖房装置を利用した発電システムは、前記気化熱煖房装置によって生成された蒸気の全部又は一部を蒸気タービンに供給し、蒸気タービンの羽根車を回転させることによって発電するように構成されていることを特徴とするものである。
【０００６】
本願請求項２に記載の気化熱煖房装置を利用した発電システムは、前記請求項１の発電システムにおいて、前記気化熱煖房装置が、燃焼ユニットと、前記燃焼ユニットの上方に配置され、内部に螺旋状の管構造体が配置された本体と、前記本体の上方に配置され、前記管構造体と連通した気化タンクとを有し、前記管構造体に供給された水を燃焼ユニットにおける燃焼によって加熱して気化させ、生成された気化物を前記気化タンクに貯留するように構成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本願請求項３に記載の気化熱煖房装置を利用した発電システムは、前記請求項２の発電システムにおいて、前記燃焼ユニットが、円筒形の燃焼筒を有しており、前記燃焼筒に、その側壁の厚さ方向において平面視で傾斜して形成された多数の空気噴出孔が設けられ、送風機から空気噴出孔を介して前記燃焼筒内に空気が旋回流として供給されるようになっており、前記燃焼筒の底部に設けられた油吐出口から廃油が供給されるようになっていることを特徴とするものである。
【０００８】
本願請求項４に記載の気化熱煖房装置を利用した発電システムは、前記請求項１から請求項３までのいずれか１項の発電システムにおいて、補助電動機を備え、前記羽根車を回転させるための蒸気量が不足している場合に、前記発電によって得られた電力を用いて前記補助電動機が駆動され、前記羽根車を回転させるように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の発電システムによれば、気化熱暖房装置によって生成された蒸気を、発電用又は暖房用として適宜配分して作動させることができるので、季節及び使用目的に応じて、最適な使用態様を選定することが可能になる。また、気化熱暖房装置では、廃油を燃料としているので、廃棄物の有効利用を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る発電システムについて詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る発電システムを模式的に示した全体概略図である。図１において全体として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施の形態に係る発電システムは、気化熱暖房装置１２を備えている。
【００１１】
気化熱暖房装置１２は、本発明者の出願に係る気化熱暖房システム（特開２００５−２４９３３５号公報）と実質的に同一の構成のものである。気化熱暖房装置１２は、燃焼ユニット１４と、本体１８と、気化タンク２２とに大別される。
【００１２】
燃焼ユニット１４は、本発明者の出願に係る廃油燃焼装置（特開２０００−５５３３７号公報）に記載されているものを利用するのがよい。すなわち、燃焼ユニット１４は、円筒形の燃焼筒１４ａを有しており、燃焼筒１４ａには、燃焼筒１４ａの側壁の厚さ方向において平面視で傾斜して形成された多数の空気噴出孔（図示せず）が設けられ、送風機１４ｂから空気噴出孔を介して燃焼筒１４ａ内に空気が旋回流として供給されるようになっている。燃焼筒１４ａの底部に油吐出口１４ｃが設けられており、油吐出口１４ｃには、給油管１４ｄを介して廃油タンク１６から廃油が供給されるようになっている。なお、燃焼筒１４の底部に、点火装置（図示せず）が配置されている。
【００１３】
燃焼ユニット１４の上方には、円筒形の本体１８が配置され、本体１８内に、螺旋状の管構造体１８ａが収容されている。管構造体１８ａには、外部の給水タンク２０より水が供給されるようになっている。管構造体１８ａは、本体１８の上方に配置された、ほぼ球形の気化タンク２２に連通している。
【００１４】
発電システム１０は又、管路２６を介して、気化タンク２２と連通した蒸気ヘッダ２４を備えている。管路２６には、減圧調整弁２６ａおよび混合弁２６ｂが配置されており、給水タンク２０から延びた管路２８が混合弁２６ｂに連結されている。
【００１５】
発電システム１０は又、管路３２を介して、蒸気ヘッダ２４と連通した蒸気タービン３０を備えており、蒸気タービン３０内には、回転軸３０ａを中心として回転するようになった羽根車３０ｂが配置されている。蒸気タービン３０に隣接して、減速機３４が配置されており、回転軸３０ａの回転が、クラッチ手段３４ａを介して、減速機３４に伝達されるように構成されている。
【００１６】
減速機３４には、回転計測計３４ｂが内蔵されており、回転計測計３４ｂによって計測される回転数に基づき、電動弁３２ａ及び電動弁４０ａの開度を調整し、蒸気タービン３０／暖房設備等への供給蒸気量を制御することができるように構成されている。
【００１７】
発電システム１０は又、発電ユニット３６を備えている。発電ユニット３６は例えば、減速機３４に連結された発電機３６ａと、発電機３６ａによって発生した電気エネルギーが蓄積される蓄電池３６ｂとを有している。なお、図１において参照符号３６ｃは、発電機３６ａによって発生した電気エネルギーの消費の一形態を模式的に示したものである。
【００１８】
好ましくは、発電システム１０は、供給蒸気量が不足している場合であっても、羽根車３０ａの所定の回転を保持することができるように、補助電動機３８を備えている。補助電動機３８の動力源としては、発電機３６ａによって発生した電気エネルギーが用いられる。
【００１９】
なお、図１において参照符号１８ｂ、４０、４０ａ、４２は、排気ガスを排出するための排気筒、蒸気ヘッダ２４から暖房設備等に蒸気を供給するための管路、管路４０に設けられた電動弁、ドレン用管路をそれぞれ示している。
【００２０】
以上のように構成された発電システム１０の作動について説明する。まず、気化熱煖房装置１２を作動させて、蒸気ヘッダ２４に蒸気を供給する。すなわち、給油管１４ｄを介して燃焼筒１４ａに廃油を供給し、これに点火して燃焼させるとともに、送風機１４ｂによって燃焼筒１４ａ内に燃焼用空気を供給して旋回流を形成させる。これにより、燃焼用空気と廃油燃料の気化ガスが混合して効率的に燃焼する。一方、給水タンク２０から管構造体１８ａに供給された水は、燃焼筒１４ａから本体１８内を上昇する高温の気化ガスによって加熱され気化されて、気化タンク２２に貯留される。気化タンク２２に貯留された気化物は、管路２６を経て蒸気ヘッダ２４に到達する前に、混合弁２６ｂにおいて水を添
加され、蒸気化される。このようにして得られた蒸気は、蒸気ヘッダ２４に貯留される。
【００２１】
蒸気ヘッダ２４に貯留された蒸気は、電動弁３２ａ、４０ａをそれぞれ調整することにより、発電用として蒸気タービン３０に、或いは熱源用として暖房設備等に、適宜供給される。貯留された蒸気の配分比率については、季節と使用目的によって自由に変えることができる。
【００２２】
蒸気タービン３０に蒸気が供給されると、蒸気タービン３０のノズル（図示せず）から羽根車３０ｂに蒸気が噴射されて羽根車３０ｂが回転し、これに伴い回転軸３０ａが回転する。回転軸３０ａの回転は、クラッチ手段３４ａを介して減速機３４に伝えられ、回転計測計３４ｂを回転させながら、発電機３６ａに伝達される。このようにして得られた電力は、蓄電池３６ｂに蓄積された後、所望の用途に供される。
【００２３】
なお、回転計測計３４ｂによって計測される回転数に基づき、電動弁３２ａ及び電動弁４０ａの開度を調整し、これにより蒸気タービン３０への供給蒸気量を制御することができる。
【００２４】
本発明の発電システムの有効性を検証するために実施された実験について説明する。圧力５ｋｇ／ｃｍ2 で蒸気を蒸気タービンに供給したところ、発電機の回転数１５０ｒｐｍにおける電力量は、０．６１Ｗ、電圧１２．９Ｖ（三相交流）、電流値０．０４７３Ａの発電結果が得られた。
なお、この実験においては、電動機として、オリエンタルモータ製のモータ（ＡＣ１００Ｖ，１５Ｗ，３ＩＫ１５ＧＮ−ＡＷ２Ｊ，ギアヘッド：３ＧＮ７．５Ｋ）、コンバータとして、ＤＣ１２Ｖ−ＡＣ−１００Ｖ、蓄電池として、パナソニックＡＣＴ６０Ｂ１９（１２Ｖ）を使用した。
【００２５】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の好ましい実施の形態に係る発電システムを模式的に示した全体概略図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  発電システム
１２  気化熱暖房装置
１４  燃焼ユニット
１４ａ  燃焼筒
１４ｂ  送風機
１４ｃ  油吐出口
１４ｄ  給油管
１６  廃油タンク
１８  本体
１８ａ  管構造体
２０  給水タンク
２２  気化タンク
２４  蒸気ヘッダ
２６  管路（蒸気用）
２６ａ  減圧調整弁
２６ｂ  混合弁
２８  管路（気化物への添加水用）
３０  蒸気タービン
３０ａ  回転軸
３０ｂ  羽根車
３２  管路（蒸気タービンへの蒸気供給用）
３２ａ  電動弁
３４  減速機
３４ａ  クラッチ手段
３６  発電ユニット
３６ａ  発電機
３６ｂ  蓄電池
３８  補助発電機
４０  管路（暖房設備等への蒸気供給用）
４０ａ  電動弁
４２  管路（ドレン用）
【図１】
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