(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源を使用したＩＨシステムで石と水を加熱し、石の余熱を利用して一部の電源を停止した状態でも発電用蒸気を発生させる特徴と、ＩＨ対応鍋を２個以上連結した構造の特徴と、トーナメント表に似た連結パイプの回路を有して圧力を高めることを特徴とする蒸気発生方法。
【請求項２】
請求項１にかかるＩＨ対応鍋の中に石を入れる多数の穴の開いたケージを有する特徴と、蒸気連結パイプの下部に石入り枕をＩＨシステムで加熱して蒸気を乾燥させることを特徴とする蒸気発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、複数のＩＨ対応鍋をパイプで連結し、電気を利用してＩＨシステムで石と水を加熱し、石焼の余熱で発生した蒸気を蒸気連結パイプで圧力を高め、発電用蒸気タービン連結口で排出する蒸気発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、原子力発電は多くの発電所が運転停止状態となっている。代替する火力発電も燃料費の高騰により、発電コストが上昇している。地熱発電も設置場所の制約や砒素排出の環境問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−１８９６２３号公報（第１項、図２）
【特許文献２】特開平１０−２８１５６４号公報（第１項、図１）
【特許文献３】特開平１０−３００００３号公報（第１項、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
火力発電は燃料費の高騰による発電コストの上昇と、二酸化炭素排出の問題があり、地熱発電も火山地域に建設場所が限定され、地下から有害物質の砒素が噴出する。そこで、安全で運転コストが低く、火力発電を代替できる効率が高い常時発電するための蒸気発生方法を提供すること。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する本件発明は、当初は外部電源を使用し、５ＫｗｈのＩＨシステム１７を利用して、ＩＨ対応鍋４の下部を加熱できる構造とする。上限５００度の温度設定とする。給水パイプ２からＩＨ対応鍋４に水または湯を引き込む。ＩＨ対応鍋４は効果を発揮させるためには一列に４個以上を水パイプ３と蒸気パイプ５で連結する。１５分間ごと加熱を停止する場合のＩＨ対応鍋４の個数は１＋３の倍数が都合よい。加熱停止時間を短くしたい場合、例えば１２分間ごとにするにはＩＨ対応鍋４の個数は１＋４の倍数とし、３分間ごとに停止時間を繰り下げる方法とする。水位７は高さ８５ｃｍ位とする。ＩＨシステム１７は油圧式テーブルリフト１６に乗せてＩＨ対応鍋４の下部に密着させる。
ＩＨ対応鍋４で鉄電気石１５と水をＩＨシステム１７で加熱し、発生した蒸気は蒸気パイプ５を通じて蒸気連結パイプ１０で圧縮させ、タービン連結口１２で排出する。蒸気連結パイプ１０の細く絞り込む手前で下部に蒸気連結パイプ１０との接する部分を広くするめ砂状の鉄電機石入り枕１１を設置し、ＩＨシステム１７で過熱し、蒸気が乾燥するようにする。
鉄電気石１５の余熱を利用し、ＩＨ対応鍋４の外部電源を順番に標準では１５分間停止しエネルギーの消費を少なくする。ただし、寒冷地においてはＩＨ対応鍋４の温度変化に柔軟に対応した停止時間とする。なお、鉄電気石１５の代用として毒性のないその他の電気石並びに角閃石を使用してもよい。
本件発明は、１万Ｋｗｈ以下の小規模発電の場合は、ＩＨ対応鍋４の個数を一列に４個または７個とし、列数は発電規模により調整する。１０万Ｋｗｈ以上の発電の場合は、ＩＨ対応鍋４の列ごとの個数は１３個以上とし、列数と個数を多く連結して必要な蒸気発生量を確保する。標準は８列でＩＨ対応鍋４は１００個位を目安としている。
以上の方法で発電用蒸気を発生させることで上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００６】
本件発明は、鉄電気石１５と水をＩＨ対応鍋４で、５ＫｗｈのＩＨシステム１７により加熱するジュール熱を利用する方法で、投下エネルギーに対して石焼の余熱を利用し、併せて蒸気の圧縮方法としてＩＨ対応鍋４を連結し蒸気の流れを加速させる工夫を取り入れているので、効率よく大きなエネルギーを取り出せることが特徴といえる。
火力発電のように化石燃料を燃やすと地球温暖化ガスが発生するが、本件発明はその心配はない。燃料調達の必要もないのでコストを低くできる。
原子力発電のような放射能の発生もないので、施設の建設も簡易なものでよいため安く建設できる。場所的な制約がある場合でも必要な高さが３ｍ以内なので、ビルの階層ごとに設置し、配管で蒸気を集めることが出来るため、設計の自由度があり、限られた敷地でも設置できる。
また、薬品を必要としないので安全性に優れ、補給するのは水のみであることから、運転コストは抜群に優れている。設備が簡単なので補修や保守点検作業が容易である。
本件発明の蒸気発生方法を利用して発電する場合、１号機は外部電源を数百Ｋｗｈ使用して発電しても、２号機は１号機が発電した電気を利用し発電するように、次々とＩＨ石焼発電を増加していくと、１号機の外部電源の割合は微々たる割合となる。また、２号機で発電した電気を１号機の外部電源にまわすと実質的に無いに等しい。
また、台風等の自然災害の影響も受けない。都市部でも環境を悪くしないことから設置でき、送電ロスを少なくすることができる。広大な用地を必要としない。
コスト面でも太陽光発電に対し常時発電できることから優れている。脱原子力発電のための次世代の、クリーンな常時発電をするための蒸気発生方法である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本件発明の概略の正面図である。
【図２】本件発明の概略の配置図の一部省略図である。
【図３】本件発明の概略の配列図の一部省略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下，本件発明を実施するための形態について、概略の正面図等を参照して説明する。
【０００９】
ＩＨ対応鍋４は直径が１ｍ２０ｃｍ位で最頂部の高さが１ｍ３０ｃｍ位あり、ＩＨシステム１７に対応する金属製のものとする。保守点検を考えるとステンレス製が良い。ＩＨ対応鍋４は下部から７０ｃｍの高さのところから直径１０ｃｍの水パイプ３で連結し、その上部の高さ１ｍのところに６〜１０ｃｍの蒸気パイプ５で連結する。パイプはステンレスで厚さ５ｍｍ以上とする。ＩＨ対応鍋４は発電能力に応じて１列ごとに４個から１９個位に配置を変更する。列数は発電能力に応じて何列にも増加可能な方法をとる。これは蒸気連結パイプ１０を図２で例示の回路の方法で可能となる。
ＩＨシステム１７は、外部電源を引き込み利用する。ＩＨシステム１７は配電盤で１台ごとに電源スイッチで切り替えが可能な方式をとる。
【００１０】
ＩＨ対応鍋４に直径２ｃｍから１０ｃｍの給水パイプ２で水または温水を引き込む方式とする。ＩＨ対応鍋４の給水パイプ２のフタ部分は圧力がもれない構造であること。給水ストップバルブ１で開閉ができるようにする。水位７は高さ８５ｃｍ位とする。直径１５ｃｍ位の石投入口フタ６を有し、そこから砕いた鉄電気石１５を高さ６０ｃｍ、ステンレス製で２ｃｍ位の多数の穴のあいた高さ６０ｃｍのケージ１９に円柱状になるよう投入する。ＩＨ対応鍋４と電気石１５を入れるケージ１９との距離は１０ｃｍ位でその部分も２０ｃｍ位の高さまで鉄電気石１５を入れる。ＩＨ対応鍋４で蒸気連結パイプ１０に最も近いＩＨ対応鍋４に、水位計８と水温を計測するための温度センサー９を設置する。いずれも蒸気が漏れないようＩＨ対応鍋４のフタ部分は、ねじ込み回転部分を有する構造で温度センサー９が取り出し可能とし、圧力が抜けない構造とする。水位計８と温度センサー９の数値については、運転管理室のモニターで見えるようにする。
【００１１】
ＩＨ対応鍋４の厚さは２ｃｍ以上とし、発電能力に応じて厚くすること。コンクリート１８の上端部の厚さは、３０ｃｍ以上で中に鉄筋を有して耐震用固定ボルト１４でＬ型の厚さ６ｍｍ位の金属板を掛け渡してＩＨ対応鍋４をコンクリート１８に固定する。ＩＨ対応鍋４とコンクリート１８が接する鍋底部分と側面は耐熱タイル１３を貼ることで、コンクリート１８が熱によって破壊することを防ぐ。
ＩＨ対応鍋４の設置している部屋は、温度低下を防ぐため断熱材を壁などに施工して風の吹き抜けを防ぐこと。寒冷地では特に必要とする対策である。
【００１２】
ＩＨシステム１７は油圧式テーブルリフト１６に乗せてＩＨ対応鍋４の底に密着させるようにする。油圧式テーブルリフト１６は電動式で１台ごとにボタン操作で上下に動かすことができる方式とする。
【００１３】
蒸気連結パイプ１０は金属製で厚さ５ｍｍ以上とし、なるべくステンレス製がよく発電能力により厚くする。下部に金属支柱２０を必要な位置に設置すること。蒸気連結パイプ１０は蒸気が合流するごとに太くして、トーナメント表に似た回路でタービン連結口１２では逆に細くしぼりこむ構造とすることで蒸気を圧縮し圧力を高め、タービンの回転力を高くできるようにする。このことは、タービン連結口１２の太さに応じて連結パイプ１０の口径は逆算するとよい。蒸気連結パイプ１０の細く絞り込む手前で下部に蒸気連結パイプ１０との接する部分を広くするめ、幅１ｍ位で高さは蒸気連結パイプ１０の下半分位に、砂状の鉄電機石入り枕１１を設置し、ＩＨシステム１７で過熱して蒸気を乾燥させる。
【００１４】
図３に示すＩＨ対応鍋４の配列図において、運転方法を説明すると、Ａ〜Ｎの各列７個とした場合、初めは全部加熱を開始するが、蒸気が発生し出力が高くなる約３０分後位から列毎にＢから順番に１５分間ＩＨシステム１７での加熱を停止する。ＣはＢが加熱停止した５分後から加熱を停止する。ＤはＢが加熱停止から１０分後から加熱停止をする。ＥはＢと同時に加熱停止をする。ＦはＥが加熱停止した５分後から加熱停止とする。ＧはＥが加熱停止してから１０分後から加熱停止する。ＩはＢが加熱停止した１５分後から加熱停止する。このときＢは加熱を再開する。ＪはＩが加熱停止した５分後から加熱停止する。ＫはＩが加熱停止した１０分後から加熱停止する。なお、１５分間加熱停止後はＡとＨの位置以外のところは加熱を再開することを原則とする。ＬはＩと同じ、ＭはＪと同じ、ＮはＫと同じ動きをする。ただし、ＡとＨについては給水パイプ２から水や湯が流入しているときはＩＨシステム１７を停止しない。給水パイプ２から水や湯が流入していないときを見計らい５分間程度ＩＨシステム１７を停止する。Ａ列Ｈ列のどちらかの列のなかで多くが加熱停止しているときは、別の片方が加熱をしている状態にする。よって、常に列毎にどれかは加熱を休止しているＩＨシステム１７がある。しかし、その間も鉄電気石１５からの余熱が続くので蒸気は発生する。電源の入り切りはコンピューター管理するようにすれば２４時間連続運転が可能になる。
【符号の説明】
【００１５】
１  給水ストップバルブ
２  給水パイプ
３  水パイプ
４  ＩＨ対応鍋
５  蒸気パイプ
６  石投入口フタ
７  水位
８  水位計
９  温度センサー
１０  蒸気連結パイプ
１１  砂状の鉄電気石入り枕
１２  タービン連結口
１３  耐熱タイル
１４  耐震用固定ボルト
１５  鉄電気石
１６  油圧式テーブルリフト
１７  ＩＨシステム
１８  コンクリート
１９  ケージ
２０  金属支柱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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