(57)【要約】【課題】タービン出力を大きくすることによって、蒸気タービンの発電効率を向上させること。【解決手段】蒸気供給管１に気液分離器７を介して蒸気タービン２と接続する。蒸気タービン２の出力軸に発電機３を連結する。蒸気タービン２の出口側に蒸気凝縮器４を接続する。蒸気凝縮器４の下方にエゼクタ式真空ポンプ５を配置する。エゼクタ式真空ポンプ５の余剰水排出管１６に熱磁気エンジン１７を接続する。熱磁気エンジン１７に発電機１８を取り付ける。蒸気供給管１から蒸気タービン２へ供給される蒸気によって、蒸気タービン２が回転され発電機３で発電する。この場合、蒸気タービン２の入口と出口の圧力差が大きいために効率良く発電する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービンの入口側へ蒸気源から蒸気を供給する蒸気供給管を接続して、当該蒸気供給管から蒸気タービンに供給される蒸気によって発電するものにおいて、蒸気タービンの出口側へ真空吸引手段を接続して、当該真空吸引手段によって蒸気タービンから真空吸引手段の間を所定の真空状態に維持すると共に、真空吸引手段に温度差と磁力によって回転力を発生する熱磁気エンジンを接続して、当該熱磁気エンジンの回転力で電力を発生する発電機を取り付けたことを特徴とする蒸気による発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種蒸気使用装置へ供給され余った余剰蒸気や、コージェネレーション・システムで発生して余った余剰蒸気等を利用して蒸気タービンで電力を発生させる蒸気による発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平２−６１３０５号公報
これには、蒸気タービンの入口側に排気圧力調整弁を設け、蒸気発生器で発生した蒸気を蒸気タービンで減圧してプロセスに供給すると同時に、蒸気タービンの余剰出力を電力に変換する蒸気タービンを利用した発電装置が開示されている。
【特許文献２】特開平９−２６８９６８号公報
これは、温度差と磁力によって回転力を発生させる熱磁気エンジンであり、感温磁性材料製の円筒状ロータと、この円筒状ロータの外周面の円周方向に磁極を位置させて配設した磁石と、円筒状ロータの一部を加熱冷却する加熱冷却領域とから成るものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の発電装置では、蒸気タービンの発電効率が低い値となってしまう問題があった。これは、タービン出口側をプロセスと連結しているために、タービンの入口から出口の熱落差が小さく、単位蒸気流量当たりの出力が小さなものとなってしまうためである。
【０００４】
このような実情に鑑み、本発明の課題は、タービンでの熱落差を大きく確保して、タービン出力を大きくすることによって、蒸気タービンの発電効率を向上させることのできる蒸気による発電装置を得ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた本発明の手段は、蒸気タービンの入口側へ蒸気源から蒸気を供給する蒸気供給管を接続して、当該蒸気供給管から蒸気タービンに供給される蒸気によって発電するものにおいて、蒸気タービンの出口側へ真空吸引手段を接続して、当該真空吸引手段によって蒸気タービンから真空吸引手段の間を所定の真空状態に維持すると共に、真空吸引手段に温度差と磁力によって回転力を発生する熱磁気エンジンを接続して、当該熱磁気エンジンの回転力で電力を発生する発電機を取り付けたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
真空吸引手段によって蒸気タービンから真空吸引手段の間を所定の真空状態に維持することにより、大きな熱落差が得られ、蒸気の保有する熱エネルギを最大限活用してタービン出力を大きなものとすることができ、蒸気タービンの発電効率を向上させることができる。
【０００７】
真空吸引手段に熱磁気エンジンと発電機を設けたことにより、真空吸引手段から排出される復水の熱を利用して熱磁気エンジンを回転させ、発電機で電力を発生することができる。
【０００８】
【実施例】
図１において、蒸気供給管１にその入口側を接続した蒸気タービン２と、この蒸気タービン２の出力軸と連結した発電機３と、蒸気タービン２の出口側と接続した蒸気凝縮器４と、蒸気凝縮器４の下方に設置した真空吸引手段としてのエゼクタ式真空ポンプ５、及び、エゼクタ式真空ポンプ５と接続した熱磁気エンジン１７とで蒸気による発電装置を構成する。
【０００９】
図示しない蒸気源と接続した蒸気供給管１は、スチームトラップ６を内蔵した気液分離器７を介在して蒸気タービン２と接続する。気液分離器７は、流入してくる流体を旋回させて遠心力によって質量の大きな液体と小さな気体を気液分離する。一方、スチームトラップ６は、流入してくる蒸気と復水の混合流体の内、蒸気は排出することがなく、復水だけを外部へ排出する機能を有する。
【００１０】
気液分離器７では、蒸気中に含まれている蒸気の凝縮した水滴状の復水と蒸気を気液分離して、分離した蒸気を蒸気タービン２側へ流下させ、一方、分離した復水はスチームトラップ６から系外へ排除する。本実施例においては、分離した復水は管路８によってエゼクタ式真空ポンプ５へ吸引されるる
【００１１】
蒸気タービン２の出口側に蒸気凝縮器４を接続する。蒸気凝縮器４は、その内部に冷却水供給管９及び冷却水排出管１０と連通した複数の熱交換チューブを内蔵しており、蒸気タービン２で膨張して保有する熱エネルギを速度エネルギへ変換された蒸気と熱交換して復水とする。
【００１２】
蒸気凝縮器４の下方を、エゼクタ式真空ポンプ５の液体エゼクタ１１と接続する。エゼクタ式真空ポンプ５は、この液体エゼクタ１１とタンク１２と循環ポンプ１３、及び、これらを連通する循環路１４とで構成する。タンク１２の上部には冷却水を補給する冷却水補給管１５を接続する。また、循環路１４の一部を分岐して余剰水排出管１６を取り付ける。
【００１３】
余剰水排出管１６に熱磁気エンジン１７を取り付ける。熱磁気エンジン１７は、排出管１６から流入する復水の高温と、大気中の常温との温度差を利用して回転力を発生させるもので、発生した回転力は発電機１８へ伝達され電気を生じる。熱磁気エンジン１７で熱を奪われた復水は排出管１９から外部へ排出される。
【００１４】
エゼクタ式真空ポンプ５は、タンク１２内の水を循環ポンプ１３で液体エゼクタ１１へ流下させることにより、液体エゼクタ１１で吸引力を生じて、蒸気凝縮器４で凝縮した復水を吸引すると共に、蒸気凝縮器４内ひいては蒸気タービン２内を所定の真空状態に維持するものである。
【００１５】
エゼクタ式真空ポンプ５は、エゼクタ１１内を流下する液体の温度に応じた吸引力を発生する。すなわち、エゼクタ１１内を流下する液温に対する飽和圧力と等しい吸引力を発生するもので、液温を１００℃以下とすることによって、大気圧以下の真空圧力となり、例えば、液温を５０℃とすると発生する真空圧力はおよそ９５ｍｍＨｇとなる。
【００１６】
エゼクタ式真空ポンプ５のタンク１２内へ冷却水補給管１５から冷却水を補給して、タンク１２内の液温を所定値に設定することによって、エゼクタ１１の吸引力を任意に設定することができ、従って、蒸気タービン２での熱落差も任意に設定することができる。
【００１７】
蒸気供給管１には、コージェネレーション・システム等で発生した余剰の蒸気が供給される。そして、蒸気供給管１から気液分離器７を経て混在していた復水を排除された蒸気だけが蒸気タービン２へ供給され、連結した発電機３を回転させて発電する。
【００１８】
蒸気タービン２で膨張して仕事を行った蒸気は、蒸気凝縮器４へ流下して冷却水と熱交換されて凝縮して復水となり、エゼクタ式真空ポンプ５のエゼクタ１１に吸引されタンク１２に至る。タンク１２からエゼクタ式真空ポンプ５を循環し、余剰となった復水と冷却水の混合液体は、余剰水排出管１６から熱磁気エンジン１７へ至り発電機１８を回転させて発電する。
【００１９】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、エゼクタ式真空ポンプによって蒸気タービン内を所定の真空状態に維持することにより、大きな熱落差が得られ、蒸気の保有する熱エネルギを最大限活用してタービン出力を大きなものとすることができ、蒸気タービンの発電効率を向上させることができる。
【００２０】
また本発明によれば、エゼクタ式真空ポンプに熱磁気エンジンと発電機を接続したことにより、エゼクタ式真空ポンプから排出される復水の熱を利用して発電することができ、発電装置全体の発電効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蒸気による発電装置の実施例を示す構成図。
【符号の説明】
１    蒸気供給管
２    蒸気タービン
３    発電機
４    蒸気凝縮器
５  エゼクタ式真空ポンプ
６  スチームトラップ
７  気液分離器
１１  液体エゼクタ
１２  タンク
１３  循環ポンプ
１７  熱磁気エンジン
１８  発電機
【図１】
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