(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の発電設備は、復水器の中で海水により冷却して液体の水に変換する過程が必要であった。最近、津波への関心が高く海岸付近での発電設備の新設には慎重である。また、冷熱源確保の観点からも津波の心配や結氷の心配がある海水冷却にも慎重である。海水利用ができない内陸部では不向きな発電設備である。海水冷却を必要としない発電設備を提供する。【解決手段】PWR１を熱源として復水器無しで空気タービン４を空気により回転させ発電する加圧水型原子力発電設備。アスファルト燃焼炉でアスファルトを燃焼させて熱源として復水器無しで空気タービン４を空気により回転させ発電する火力発電設備。【選択図】図２
2016014643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
PWR(1)を熱源とする加圧水型原子力発電設備において、
蒸気発生器（３）の代わりに熱交換空気タンク（１０３）を敷設し、蒸気タービンの代わりに空気で作動する空気タービン（４）を敷設し、復水器（６）は削除し、外気圧縮機（１０６）を敷設し、熱回収排気筒（１０７）を敷設し、熱遮蔽外套（１０９）を敷設してなり、
バケツ状の熱遮蔽外套（１０９）で覆われた熱交換空気タンク（１０３）は底部に密度が大きく流動性の高い物質である重質熱媒体（３０１）が上部に密度が小さく流動性の高い物質である軽質熱媒体（３０２）が装荷されたタンクであって、
熱回収排気筒（１０７）は空気タービン（４）出口からの排気を後記の低温圧縮空気管（１０８）に吹き付けてから外気中に排出するための筒であって、
PWR(1)で作成された高温高圧の軽水が貫流する数本の太管である高温配管（１３）下流側は熱交換空気タンク（１０３）を貫通する多数本の細管であるタンク高温軽水管（１２３）の上流側に接続されており、当該タンク高温軽水管（１２３）下流側は数本の太管である低温配管（１４）の上流側に接続されており、当該低温配管（１４）下流側は圧力容器（１０）に接続されており、当該低温配管（１４）の途中には1次給水ポンプ（１６）が敷設されており、
外気圧縮機（１０６）は電動モータ駆動の外気を吸引し圧縮する設備であって、当該外気圧縮機（１０６）には低温高圧の空気が貫流する数本の太管である低温圧縮空気管（１０８）が接続されており、
当該低温圧縮空気管（１０８）は熱回収排気筒（１０７）内を通ってから熱交換空気タンク（１０３）と熱遮蔽外套（１０９）との間の隙間を通った後、熱交換空気タンク（１０３）を貫通する多数本の細管であるタンク高温空気管（１１３）の上流側に接続されており、
当該タンク高温空気管（１１３）の下流側は数本の太管である高温空気管（１３１）上流側に接続されており、当該高温空気管（１３１）の下流側は空気タービン（４）に接続されており、
空気タービン（４）出口側には熱回収排気筒（１０７）が接続されていて、
外気圧縮機（１０６）で吸引された外気は高圧の空気となって低温圧縮空気管（１０８）の中に導入され、低温圧縮空気管（１０８）を貫流する高圧の空気は熱回収排気筒（１０７）内の排気から熱を回収し、熱交換空気タンク（１０３）と熱遮蔽外套（１０９）との間の隙間で熱交換空気タンク（１０３）からの漏洩熱を回収しタンク高温空気管（１１３）内に導入され、
当該タンク高温空気管（１１３）内に導入された空気は、熱交換空気タンク（１０３）内で前記熱媒体を介して高温のタンク高温軽水管（１２３）から熱を受け取り高圧高温空気となって高温空気管（１３１）を貫流した後、空気タービン（４）に導入され、当該高圧高温空気は空気タービン（４）を回転させることにより発電機（５）を回転させ、空気タービン（４）で仕事を終えた空気は低圧排気となって前記の熱回収排気筒（１０７）から外気中に排出され、
タンク高温軽水管（１２３）を貫流する高温高圧の軽水は、熱交換空気タンク（１０３）中の前記熱媒体を介してタンク高温空気管（１１３）を貫流する空気で冷却されて低温の軽水となり、
当該低温の軽水は、タンク高温軽水管（１２３）下流側に接続されている低温配管（１４）を通って1次給水ポンプ（１６）で昇圧されて圧力容器（１０）の中に戻り、当該低温の軽水は核燃料（１１）から受熱して高温高圧の軽水になることを特徴とする、
PWR（１）を熱源として復水器（６）無しで空気タービン（４）を空気により回転させ発電する加圧水型原子力発電設備。
【請求項２】
請求項１における熱源であるPWR（１）をアスファルト燃焼炉（２０１）とし、
アスファルト燃焼炉（２０１）は、燃焼容器（２１０）と、多数本のアスファルト棒（２１１）と、多数個のガソリンバーナ及び、多数本の炉内伝熱管（２３０）からなり、
燃焼容器（２１０）は耐火材からなる密閉円筒形の容器であって、当該燃焼容器（２１０）の上端には燃焼ガスを外気中に排出する排煙塔（２１３）が敷設されていて、当該燃焼容器（２１０）の側壁にはベルマウス（２２５）付の拡散胴（２２２）が敷設されていて、空気が貫流する多数本の細管からなる炉内伝熱管（２３０）が内蔵されており、更に当該燃焼容器（２１０）上部を貫通する操作棒（２１２）で支持されたアスファルト棒（２１１）が内蔵されており、
アスファルト棒（２１１）は、無数の穴が開いた耐熱材の円筒の中に石油原油に含まれる重質の炭化水素であるアスファルトを装荷した長い円柱形の棒であり、
炉内伝熱管（２３０）の上流側には低温高圧空気管（２１７）の下流側が接続されており、前記低温高圧空気管（２１７）の上流側は昇圧ポンプ（２１６）の出口であって、前記昇圧ポンプ（２１６）の入口には手段1に述べた低温圧縮空気管（１０８）が接続されており、当該低温圧縮空気管（１０８）上流側は外気圧縮機（１０６）に接続されており、
炉内伝熱管（２３０）の下流側には請求項1に述べた高温空気管（１３１）の上流側が接続され、当該高温空気管（１３１）の下流側には請求項1に述べた空気タービン（４）が接続されており、
外気圧縮機（１０６）で吸引された外気は高圧の空気となって低温圧縮空気管（１０８）の中に導入され、前記高圧の空気は熱回収排気筒（１０７）内の排気から熱を回収し、熱を回収した高圧の空気は前記昇圧ポンプ（２１６）の入口に導入され昇圧されて低温高圧空気管（２１７）に導入され、続いて炉内伝熱管（２３０）に導入され、昇圧された空気は炉内伝熱管（２３０）を貫流する間にアスファルト棒（２１１）の燃焼熱で高圧高温空気となって高温空気管（１３１）に導入された後空気タービン（４）に至り、
当該高圧高温空気は空気タービン（４）を回転させることにより発電機（５）を回転させ、空気タービン（４）で仕事を終えた空気は低圧排気となって前記の熱回収排気筒（１０７）から外気中に排出され、
ガソリンバーナは、前記ベルマウス（２２５）内に伸びたノズル（２２３）及び、ガソリンタンク（２２１）に内封されたガソリンを吸引し前記ノズル（２２３）からガソリンを放出させるためのガソリンポンプ（２２４）からなり、
ノズル（２２３）からベルマウス（２２５）内に放出された高速のガソリンは、ベルマウス（２２５）とノズル（２２３）の隙間から外気を吸引し、前記拡散胴（２２２）内でガソリンと外気が混合し高圧混合気となり、当該高圧混合気を点火器で点火して高速炎を生成させ、当該炎でアスファルト棒（２１１）のアスファルトを燃焼させることを特徴とし、
アスファルト燃焼炉（２０１）を熱源として復水器（６）無しで高温高圧空気により空気タービン（４）を回転させ発電機（５）で発電することを特徴とするアスファルト発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非再生可能エネルギー発電にかかわる。
【背景技術】
【０００２】
発電には、エネルギー源として再生可能エネルギーと非再生可能エネルギーがある。再生可能エネルギーは将来性がないのでここでは言及しない。非再生可能エネルギーには原子力と化石燃料とがある。
原子力発電（非特許文献1,2,3）とは、原子炉から熱エネルギーを取り出して発電する方式である。原子炉とは、制御された核分裂連鎖反応を持続することができるように、燃焼させて熱を発生させる核燃料を主体にして種々の機器を配置した装置である。
図１は現行原子力発電の主流の1つである加圧水型原子炉（PWR）を熱源とした原子力発電設備の概観図である。PWR（１）を熱源とした原子力発電設備は、PWR（１）と、加圧器（１５）と、1次給水ポンプ（１６）と、蒸気発生器（３）と、蒸気タービンと、発電機（５）と、復水器（６）及び前記各機器を接続する水が貫流する管からなる。
PWR（１）は、減速材と冷却材として軽水を用い高圧にして水が沸騰するのを防いでいる。
PWR(1)は、高温高圧の軽水で満たされた圧力容器（１０）の中に、発熱源である核燃料（１１）と、核燃料（１１）の燃焼反応を調節する制御棒（１２）を内蔵する。当該高温高圧の軽水は数本の太管である高温配管（１３）内に導かれる。高温高圧の軽水が貫流する高温配管（１３）は蒸気発生器（３）を貫通する。なお、高温配管（１３）は蒸気発生器（３）中に入ってからは多数本の細管になっている。
高温高圧の軽水は蒸気発生器（３）で冷却されて低温高圧の軽水となり1次給水ポンプ（１６）に至る。なお、多数本の細管は蒸気発生器（３）を出る時には数本の太管で構成される低温配管（１４）に接続される。低温の軽水は1次給水ポンプ（１６）で昇圧されて低温配管（１４）内を通って圧力容器（１０）の中に戻る。当該低温の軽水は核燃料（１１）から受熱して高温高圧の軽水になる。
高温配管（１３）は加圧器（１５）と接続されていて、圧力容器（１０）内の圧力を調節する。
蒸気発生器（３）は、高温高圧の2次水と2次飽和水蒸気で満たされたタンクであって、前記高温配管（１３）が貫通している。蒸気発生器（３）内に入ってきた2次水は高温配管（１３）で温められて2次飽和蒸気となり、蒸気管（３１）内に導かれる。蒸気管（３１）は蒸気タービンに接続されている。蒸気タービンに導入された2次飽和蒸気は蒸気タービンに接続されている発電機（５）を回転させる。仕事を終えた2次飽和蒸気は湿り度が高い2次湿り蒸気となって復水器（６）に排出される。
復水器（６）は海水又は淡水で冷却され、2次湿り蒸気を液体の2次水にする。液体の2次水は2次給水ポンプ（７）に導かれ昇圧されて2次給水管（３２）内に導かれる。低温の2次水が貫流する2次給水管（３２）は蒸気発生器（３）下部の液体水部分に接続されている。2次給水管（３２）を貫流した低温の2次水は蒸気発生器（３）に入ると、高温高圧の軽水が貫流する蒸気発生器（３）中の高温配管（１３）部で温められて2次飽和蒸気になる。
PWR（１）を環流する水を軽水と呼び、蒸気タービンを環流する水を2次水と呼ぶ。軽水は通常の水と成分的には同じであるが含有不純物量・成分に条件が規定されている。2次水も通常の水と成分的には同じであるが含有不純物量・成分に条件が規定されている。水蒸気発生器（３）で軽水と2次水が熱交換する。
現行PWR(1)は、340℃、150気圧程度の未飽和水を作成し、蒸気発生器（３）で286℃、70気圧程度の飽和蒸気を発生する。熱効率は286℃、70気圧程度の飽和蒸気でほぼきまる。
現行原子力発電にはもう一つ沸騰水型原子炉（BWR）がある。PWR(1)とほぼ同様であるが蒸気発生器（３）がない。過去には蒸気発生器（３）を擁したものがあった。
その他原子力発電（商用ではない）にはガス冷却炉（GCR）を熱源とした発電設備もある。PWR(1)での軽水の代わりに気体（ヘリウム、炭酸ガス）を利用する。
【０００３】
化石燃料を熱源とした発電は、PWR（１）の核燃料の代わりに、原油や軽油や石炭を燃焼させて熱源としている。
【非特許文献１】：昭和51年、電力新報社、通産省資源エネルギー庁「原子力発電便覧」。
【非特許文献２】：平成21年、オーム社、神田他「原子力教科書  原子力プラント工学」。
【非特許文献３】：昭和50年、コロナ社、都甲「原子動力」。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の発電設備の多くは、高温高圧の水蒸気を蒸気タービンに導入し、蒸気タービンで仕事を終えて低温低圧水蒸気となった湿り水蒸気の排気を復水器（６）の中で海水により冷却して液体の水に変換する過程で蒸気タービンを回転させ、その回転を発電機（５）に伝えて発電していた。復水器（６）の中を真空に近づけることにより湿り水蒸気の排気の吸引力を高めていた。
最近、津波への関心が高く海岸付近での発電設備の新設には困難が伴うものと考えられる。また、冷熱源確保の観点からも津波の心配や結氷の心配がある海水冷却に頼らない発電設備も重要になってきた。
復水器（６）を使う発電設備は、海水利用ができない内陸部では不向きな発電設備である。
一方、運転実績の豊富なPWRは捨て難い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
手段１を以下に記載する。
PWR(1)を熱源とする加圧水型原子力発電設備において、
蒸気発生器（３）の代わりに熱交換空気タンク（１０３）を敷設し、蒸気タービンの代わりに空気で作動する空気タービン（４）（非特許文献4）を敷設し、復水器（６）は削除し、外気圧縮機（１０６）を敷設し、熱回収排気筒（１０７）を敷設し、熱遮蔽外套（１０９）を敷設してなる。
【０００６】
熱を遮蔽する材料（ステンレス、ポリイミド、炭素繊維強化炭素複合材）でバケツ状に作られた熱遮蔽外套（１０９）で覆われた熱交換空気タンク（１０３）は底部に密度が大きく流動性の高い物質である重質熱媒体（３０１）が上部に密度が小さく流動性の高い物質である軽質熱媒体（３０２）が装荷されたタンクである。重質熱媒体（３０１）は錫やビスマスやセレンのような低融点金属または自動車エンジン周りの潤滑油がよい。軽質熱媒体（３０２）は炭酸ガスまたはヘリウムガスがよい。ナトリムは火災が心配である。鉛は人体に有害な重金属であるから重質熱媒体（３０１）に向かない。なお、重質熱媒体（３０１）として低融点金属、軽質熱媒体（３０２）として潤滑油といった組み合わせも有望である（当該タンク内圧力は高くならないため耐圧性への配慮を少なくできる）。
最も有望なのは、熱交換空気タンク（１０３）内を潤滑油で半分程満たし、その中に熱伝導度が大きい鉄や銅の細粒を投入すれば、底部に密度が大きい鉄や銅の細粒が存在し、上部に密度が小さい潤滑油が存在することになる。
更には、熱交換空気タンク（１０３）内を潤滑油で半分程満たし、底部に高熱伝導率の銅球粒の厚層、その上に低熱伝導率のアルミナ球粒や酸化銅球粒の薄層、上部に高熱伝導率のアルミニウム球粒の厚層とすれば垂直方向の熱伝導は低熱伝導率の薄層により抑制される。水平方向の熱伝導は高熱伝導率の厚層によって、タンク高温軽水管（１２３）の熱がタンク高温空気管（１１３）に効率よく伝わる。
熱回収排気筒（１０７）は空気タービン（４）出口からの排気（外気よりも温度も圧力も高い）を後記の低温圧縮空気管（１０８）に吹き付けてから外気中に排出するための筒である。
【非特許文献４】：昭和52年、同文書院、西原訳「原子力エネルギー変換」。
【０００７】
PWR(1)で作成された高温高圧の軽水が貫流する数本の太管である高温配管（１３）下流側は熱交換空気タンク（１０３）を貫通する多数本の細管であるタンク高温軽水管（１２３）の上流側に接続されており、当該タンク高温軽水管（１２３）下流側は数本の太管である低温配管（１４）の上流側に接続されており、当該低温配管（１４）下流側は圧力容器（１０）に接続されており、当該低温配管（１４）の途中には1次給水ポンプ（１６）が敷設されている。
【０００８】
外気圧縮機（１０６）は電動モータ駆動の外気を吸引し圧縮する設備であって、当該外気圧縮機（１０６）には低温高圧の空気が貫流する数本の太管である低温圧縮空気管（１０８）が接続されている。外気圧縮機（１０６）は電動モータで回転する。電動モータの電源は、外部電源であってもよいし、発電機（５）からでもよい。外気圧縮機（１０６）は空気タービン（４）から1部抽気して回転させてもよい。
当該低温圧縮空気管（１０８）は熱回収排気筒（１０７）内を通ってから熱交換空気タンク（１０３）と熱遮蔽外套（１０９）との間の隙間を通った後、熱交換空気タンク（１０３）を貫通する多数本の細管であるタンク高温空気管（１１３）の上流側に接続されている。
当該タンク高温空気管（１１３）の下流側は数本の太管である高温空気管（１３１）上流側に接続されており、当該高温空気管（１３１）の下流側は空気タービン（４）に接続されている。
空気タービン（４）出口側には熱回収排気筒（１０７）が接続されている。
外気圧縮機（１０６）で吸引された外気は高圧の空気となって低温圧縮空気管（１０８）の中に導入され、低温圧縮空気管（１０８）を貫流する高圧の空気は熱回収排気筒（１０７）内の排気から熱を回収し、熱交換空気タンク（１０３）と熱遮蔽外套（１０９）との間の隙間で熱交換空気タンク（１０３）からの漏洩熱を回収しタンク高温空気管（１１３）内に導入される。
【０００９】
当該タンク高温空気管（１１３）内に導入された空気は、熱交換空気タンク（１０３）内で前記熱媒体を介して高温のタンク高温軽水管（１２３）から熱を受け取り高圧高温空気となって高温空気管（１３１）を貫流した後、空気タービン（４）に導入され、当該高圧高温空気は空気タービン（４）を回転させることにより発電機（５）を回転させ、空気タービン（４）で仕事を終えた空気は低圧排気となって前記の熱回収排気筒（１０７）から外気中に排出される。
タンク高温軽水管（１２３）を貫流する高温高圧の軽水は、熱交換空気タンク（１０３）中の前記熱媒体を介してタンク高温空気管（１１３）を貫流する空気で冷却されて低温の軽水となる。
【００１０】
当該低温の軽水は、タンク高温軽水管（１２３）下流側に接続されている低温配管（１４）を通って1次給水ポンプ（１６）で昇圧されて圧力容器（１０）の中に戻り、当該低温の軽水は核燃料（１１）から受熱して高温高圧の軽水になることを特徴とする、
PWR（１）を熱源として復水器（６）無しで空気タービン（４）を空気により回転させ発電する加圧水型原子力発電設備である。
熱交換空気タンク（１０３）の中の底部に重質熱媒体（３０１）が上部に軽質熱媒体（３０２）を装荷したことにより底部と上部での熱対流が減じられるため、熱交換空気タンク（１０３）の上部は高温であるから、高温空気管（１３１）内に導入される空気温度は高温になる。PWR(1)で作成された高温高圧の軽水温度に近くなる。
【００１１】
低温圧縮空気管（１０８）の途中に昇圧ポンプを敷設してもよい。高温空気管（１３１）の途中に昇圧ポンプを敷設してもよい。
空気タービン（４）からの排気で小型空気タービンを回転させ、当該回転力を外気圧縮機（１０６）の回転軸にベルトまたは歯車で伝達して、外気圧縮機（１０６）を作動してもよい。
PWR（１）を環流する水を軽水と呼び、空気タービン（４）を貫流する空気を空気と呼ぶ。
熱交換空気タンク（１０３）で軽水と空気が熱交換する。
低温圧縮空気管（１０８）は熱回収排気筒（１０７）の中で引回しされると熱回収割合が高くなる。低温圧縮空気管（１０８）にフィンを付設すれば更に割合が高くなる。
現行PWR(1)は、340℃、150気圧程度の未飽和水を作成し、蒸気発生器（３）で286℃、70気圧程度の飽和蒸気を発生するが、現行火力発電ボイラ並の538℃、250気圧の超臨界圧にし、熱交換空気タンク（１０３）で400℃、50気圧程度の高温空気を発生させれば熱効率はかなり向上する。
【００１２】
熱源として沸騰水型原子炉（BWR）も利用できる。PWR(1)とほぼ同様であるが蒸気発生器（３）や加圧器（１５）がない。発生する蒸気は70気圧で286℃の飽和蒸気である。今後改良して200気圧、600℃の過熱蒸気が利用できるようになれば効率が向上する。
ガス冷却炉（GCR）を発電設備もある。PWR(1)での軽水の代わりに気体（ヘリウム、炭酸ガス）を利用する。日本では東海１号炉がある。
【００１３】
手段２を以下に記載する。
手段１において熱源はPWR（１）であったが、熱源をアスファルト燃焼炉（２０１）とする。
アスファルト燃焼炉（２０１）は、燃焼容器（２１０）と、多数本のアスファルト棒（２１１）と、多数個のガソリンバーナ及び、多数本の炉内伝熱管（２３０）からなる。
【００１４】
燃焼容器（２１０）は耐火材（ステンレス、耐熱煉瓦）からなる密閉円筒形の容器であって、当該燃焼容器（２１０）の上端には燃焼ガスを外気中に排出する排煙塔（２１３）が敷設されていて、当該燃焼容器（２１０）の側壁にはベルマウス（２２５）付の拡散胴（２２２）が敷設されていて、空気が貫流する多数本の細管からなる炉内伝熱管（２３０）が内蔵されており、更に当該燃焼容器（２１０）上部を貫通する操作棒（２１２）で支持されたアスファルト棒（２１１）が内蔵されている。
アスファルト棒（２１１）は、無数の穴が開いた耐熱材（セラミックス、ステンレス、炭素繊維強化炭素複合材）の円筒の中に石油原油に含まれる重質の炭化水素であるアスファルトを装荷した長い円柱形の棒である。なお、耐熱材の円筒の底面に穴を開ければシャワーのように放出される。
【００１５】
炉内伝熱管（２３０）の上流側には低温高圧空気管（２１７）の下流側が接続されており、前記低温高圧空気管（２１７）の上流側は昇圧ポンプ（２１６）の出口であって、前記昇圧ポンプ（２１６）の入口には手段1に述べた低温圧縮空気管（１０８）が接続されており、当該低温圧縮空気管（１０８）上流側は外気圧縮機（１０６）に接続されている。
【００１６】
炉内伝熱管（２３０）の下流側には請求項1に述べた高温空気管（１３１）の上流側が接続され、当該高温空気管（１３１）の下流側には請求項1に述べた空気タービン（４）が接続されている。
高温空気管（１３１）の途中に昇圧ポンプを敷設してもよい。
【００１７】
外気圧縮機（１０６）で吸引された外気は高圧の空気となって低温圧縮空気管（１０８）の中に導入され、前記高圧の空気は熱回収排気筒（１０７）内の排気から熱を回収し、熱を回収した高圧の空気は前記昇圧ポンプ（２１６）の入口に導入され昇圧されて低温高圧空気管（２１７）に導入され続いて炉内伝熱管（２３０）に導入され、昇圧された空気は炉内伝熱管（２３０）を貫流する間にアスファルト棒（２１１）の燃焼熱で高圧高温空気となって高温空気管（１３１）に導入された後空気タービン（４）に至る。
外気圧縮機（１０６）を電動モータで回転させる場合、モータの電源は排煙塔（２１３）からの排気で小型タービンを回転させて発電した電気でもよい。排熱利用ができる。
低温圧縮空気管（１０８）は排煙塔（２１３）や燃焼容器（２１０）外延を引き回されれば排熱の回収ができる。
【００１８】
当該高圧高温空気は空気タービン（４）を回転させることにより発電機（５）を回転させ、空気タービン（４）で仕事を終えた空気は低圧排気となって前記の熱回収排気筒（１０７）から外気中に排出される。
【００１９】
ガソリンバーナは、前記ベルマウス（２２５）内に伸びたノズル（２２３）及び、ガソリンタンク（２２１）に内封されたガソリンを吸引し前記ノズル（２２３）からガソリンを放出させるためのガソリンポンプ（２２４）からなる。
ノズル（２２３）からベルマウス（２２５）内に放出された高速のガソリンは、ベルマウス（２２５）とノズル（２２３）の隙間から外気を吸引し、前記拡散胴（２２２）内でガソリンと外気が混合し高圧混合気となり、当該高圧混合気を点火器で点火して高速炎を生成させ、当該炎でアスファルト棒（２１１）のアスファルトを溶融させ無数の穴から噴出させて、液滴状になったアスファルトを燃焼させることを特徴とし、
本発明は、アスファルト燃焼炉（２０１）を熱源として復水器（６）無しで高温高圧空気により空気タービン（４）を回転させ発電機（５）で発電することを特徴とするアスファルト発電設備である。
アスファルト棒（２１１）のアスファルトが溶けて滴となり落下する間に燃焼する。
アスファルト棒（２１１）は、アスファルトの中実棒であってもよいし、耐火酸化物（アルミナのような焼結酸化物）や耐火金属（ステンレスやジェットエンジン金属部材）の芯棒の周りにドーナツ状のアスファルトを固定してもよい。
操作棒（２１２）を除去し、燃焼容器（２１０）の操作棒（２１２）のあった貫通箇所からアスファルト舗装道路補修時に出た瓦礫アスファルトを燃焼容器（２１０）の中に投入して、ガソリンバーナを吹き付けてもよい。
アスファルト棒（２１１）を逆さにして蝋燭のように燃焼させてもよい。その際、ガソリンバーナで溶けたアスファルト池の中に芯（綿糸、ガラス繊維、石綿繊維）を立てればよい。
拡散胴（２２２）内でガソリンと外気が混合し高圧混合気となるのは、沸騰水型原子炉に使用されているジェットポンプ（非特許文献４）と同じ原理である。
【００２０】
燃焼容器（２１０）の底部にはアスファルト棒（２１１）のアスファルトを燃焼させるために多数の外気取入口が開いている。燃焼灰は当該外気取入口から取り出すこともできる。
アスファルト棒（２１１）は、タールサンド産地であればタールサンドもしくはタールサンドから可燃性気体や油成分を除いた滓であってもよい。その時、ガソリンタンク（２２１）にはタールサンドからの油または可燃性気体を使用する。タールサンド燃焼後に残る滓は、道路の砂利代わりに使える。排気の熱はタールサンドの流動性を高めるために使える。
なお、原油取扱いが容易な国にあっては、ガソリンを使用するガソリンバーナにおいては、ガソリンの代わりに原油や軽油や天然ガスでもよい。更には、原油や軽油や天然ガスを燃料とした火力ボイラを使って、外気を作動流体とする空気タービン（４）を使った、復水器（６）無しの火力発電設備にもなる。
【００２１】
従来の火力発電では、原油または重油を燃焼させていた。原油は、低温で固体化し易い重質アスファルトを揮発性の高いガソリン成分の中に懸濁しているとも言える。日本のように原油を海外から輸入する場合、油送船の座礁が問題になる。座礁で漏洩した原油の内、ガソリン成分は揮発するから問題は生じ難いが、アスファルト成分は固化して沿岸を汚染する。国際問題になる。汚染除去に莫大な賠償費用が請求される恐れがある。
本発明では、揮発し易いガソリンと固化したアスファルトを輸入すればよいから、海洋汚染の心配が少ない。なお、ガソリンは軽油に比べて揮発温度は低く揮発し易いが、着火温度は軽油に比べて高い。したがって、換気を十分に行えばガソリンは軽油に比べて火災や延焼の恐れが低い。
【発明の効果】
【００２２】
従来の復水器のある原子力発電設備は、水の冷却に海水を主に利用していた。しかるに、本発明では水を使用せずに外気を使用した。海水で冷却はしないので内陸部での建設が可能となった。
本発明の復水器のない原子力発電設備は、海水温度程ではないが比較的低温の外気を常に利用できるため冷熱源確保の観点から安全性が高い。
従来の復水器のある原子力発電設備の熱効率は高い。一方、本発明の復水器のない原子力発電設備の熱効率は低いが、復水器は削除されたため建設コストが低減される。熱回収排気筒（１０７）により熱回収が実施されるため熱効率は若干向上するため、発電コストは大幅に上がるものではない。
本発明では、ガソリンを補助燃料として原油や軽油を含まない化石燃料（アスファルト、石炭、ガソリン、メタノール、エタノール）の燃焼を熱源とし、外気を作動流体として復水器のない火力発電設備により、重質油による海洋汚染の恐れが軽減できた。
外気を使用するという観点からはジェットエンジン利用火力発電設備に近い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
内陸部でも発電できる発電設備が提供できた。
【実施例１】
【００２４】
図２は、本発明の、PWR（１）を熱源とした復水器（６）無しで空気利用の原子力発電設備の概観図である。
熱を遮蔽する材料でバケツ状に作られた熱遮蔽外套（１０９）で覆われた熱交換空気タンク（１０３）は底部に重質熱媒体（３０１）が上部に軽質熱媒体（３０２）が装荷されたタンクである。当該図２の下部に、熱交換空気タンク（１０３）の詳細を示した。高熱伝導率の銅細粒の重質熱媒体（３０１）が厚層を形成し、途中に上下の熱伝導を遮断する低熱伝導率で銅よりも軽い酸化銅の細粒で薄層を形成している。薄層の上の厚層は薄層より低密度のアルミニウム厚層がよい。高熱伝導率の潤滑油の軽質熱媒体（３０２）が装荷されている。前記熱媒体があることによりタンク高温軽水管（１２３）の熱がタンク高温空気管（１１３）へ効率よく伝わる。高温空気管（１３１）の空気温度は高温配管（１３）の軽水温度とほぼ同じになる。
なお、熱媒体が固体であれば、熱交換空気タンク（１０３）内からタンク高温空気管（１１３）を削除して、空気を直接放出してもよい。
熱回収排気筒（１０７）は空気タービン（４）出口からの排気を後記の低温圧縮空気管（１０８）に吹き付けてから外気中に排出するための筒である。
PWR(1)で作成された高温高圧の軽水が貫流する数本の太管である高温配管（１３）下流側は熱交換空気タンク（１０３）を貫通する多数本の細管であるタンク高温軽水管（１２３）の上流側に接続されており、当該タンク高温軽水管（１２３）下流側は数本の太管である低温配管（１４）の上流側に接続されており、当該低温配管（１４）下流側は圧力容器（１０）に接続されており、当該低温配管（１４）の途中には1次給水ポンプ（１６）が敷設されている。
外気圧縮機（１０６）には低温高圧の空気が貫流する数本の太管である低温圧縮空気管（１０８）が接続されている。外気圧縮機（１０６）は電動モータで回転する。電動モータの電源は、外部電源であってもよいし、発電機（５）からでもよい。外気圧縮機（１０６）は空気タービン（４）から1部抽気して回転させてもよい。
当該低温圧縮空気管（１０８）は熱回収排気筒（１０７）内を通ってから熱交換空気タンク（１０３）と熱遮蔽外套（１０９）との間の隙間を通った後、熱交換空気タンク（１０３）を貫通する多数本の細管であるタンク高温空気管（１１３）の上流側に接続されている。
当該タンク高温空気管（１１３）の下流側は数本の太管である高温空気管（１３１）上流側に接続されており、当該高温空気管（１３１）の下流側は空気タービン（４）に接続されている。
空気タービン（４）出口側には熱回収排気筒（１０７）が接続されている。
外気圧縮機（１０６）で吸引された外気は高圧の空気となって低温圧縮空気管（１０８）の中に導入され、低温圧縮空気管（１０８）を貫流する高圧の空気は熱回収排気筒（１０７）内の排気から熱を回収し、熱交換空気タンク（１０３）と熱遮蔽外套（１０９）との間の隙間で熱交換空気タンク（１０３）からの漏洩熱を回収しタンク高温空気管（１１３）内に導入される。
当該タンク高温空気管（１１３）内に導入された空気は、熱交換空気タンク（１０３）内で熱媒体を介して高温のタンク高温軽水管（１２３）から熱を受け取り高圧高温空気となって高温空気管（１３１）を貫流した後、空気タービン（４）に導入され、当該高圧高温空気は空気タービン（４）を回転させることにより発電機（５）を回転させ、空気タービン（４）で仕事を終えた空気は低圧排気となって前記の熱回収排気筒（１０７）から外気中に排出される。
タンク高温軽水管（１２３）を貫流する高温高圧の軽水は、熱交換空気タンク（１０３）中の熱媒体を介してタンク高温空気管（１１３）を貫流する空気で冷却されて低温の軽水となる。
当該低温の軽水は、タンク高温軽水管（１２３）下流側に接続されている低温配管（１４）を通って1次給水ポンプ（１６）で昇圧されて圧力容器（１０）の中に戻り、当該低温の軽水は核燃料（１１）から受熱して高温高圧の軽水になる。
【実施例２】
【００２５】
実施例１を基本とする。実施例２を以下に記載する。
実施例１において熱源はPWR（１）であったが、本例では熱源をアスファルト燃焼炉（２０１）とする。
図３は、本発明のアスファルトを熱源とした復水器（６）無しで空気利用のアスファルト発電設備の概観図である。符号の大半は図２と同じである。
燃焼容器（２１０）は耐火材からなる密閉円筒形の容器であって、当該燃焼容器（２１０）の上端には燃焼ガスを外気中に排出する排煙塔（２１３）が敷設されていて、当該燃焼容器（２１０）の側壁にはベルマウス（２２５）付の拡散胴（２２２）が敷設されていて、空気が貫流する多数本の細管からなる炉内伝熱管（２３０）が内蔵されており、更に当該燃焼容器（２１０）上部を貫通する操作棒（２１２）で支持されたアスファルト棒（２１１）が内蔵されている。
アスファルト棒（２１１）は、無数の穴が開いた耐熱材の円筒の中に石油原油に含まれる重質の炭化水素であるアスファルトを装荷した長い円柱形の棒である。ガソリンバーナによる熱でアスファルトが溶融する。溶融したアスファルトは、耐熱材の円筒に開いている穴から溶融したアスファルトが出る。アスファルトは滴となって落下する。ガソリンバーナからの炎や既に発火したアスファルトにより燃焼する。
アスファルト棒（２１１）は、アスファルトの中実棒であってもよい。
炉内伝熱管（２３０）の上流側には低温高圧空気管（２１７）の下流側が接続されており、前記低温高圧空気管（２１７）の上流側は昇圧ポンプ（２１６）の出口であって、前記昇圧ポンプ（２１６）の入口には手段1に述べた低温圧縮空気管（１０８）が接続されており、当該低温圧縮空気管（１０８）上流側は外気圧縮機（１０６）に接続されている。
炉内伝熱管（２３０）の下流側には請求項1に述べた高温空気管（１３１）の上流側が接続され、当該高温空気管（１３１）の下流側には請求項1に述べた空気タービン（４）が接続されている。
外気圧縮機（１０６）で吸引された外気は高圧の空気となって低温圧縮空気管（１０８）の中に導入され、前記高圧の空気は熱回収排気筒（１０７）内の排気から熱を回収し、熱を回収した高圧の空気は前記昇圧ポンプ（２１６）の入口に導入され昇圧されて低温高圧空気管（２１７）に導入され、続いて炉内伝熱管（２３０）に導入され、昇圧された空気は炉内伝熱管（２３０）を貫流する間にアスファルト棒（２１１）の燃焼熱で高圧高温空気となって高温空気管（１３１）に導入された後、空気タービン（４）に至る。
低温圧縮空気管（１０８）は排煙塔（２１３）周辺や燃焼容器（２１０）周辺を引き回されれば排熱の回収ができる。
当該高圧高温空気は空気タービン（４）を回転させることにより発電機（５）を回転させ、空気タービン（４）で仕事を終えた空気は低圧排気となって前記の熱回収排気筒（１０７）から外気中に排出される。
ガソリンバーナは、前記ベルマウス（２２５）内に伸びたノズル（２２３）及び、ガソリンタンク（２２１）に内封されたガソリンを吸引し前記ノズル（２２３）からガソリンを放出させるためのガソリンポンプ（２２４）からなる。
ノズル（２２３）からベルマウス（２２５）内に放出された高速のガソリンは、ベルマウス（２２５）とノズル（２２３）の隙間から外気を吸引し、前記拡散胴（２２２）内でガソリンと外気が混合し高圧混合気となり、当該高圧混合気を点火器で点火して高速炎を生成させ、当該炎でアスファルト棒（２１１）のアスファルトを燃焼させることを特徴とし、
アスファルト燃焼炉（２０１）を熱源として復水器（６）無しで高温高圧空気により空気タービン（４）を回転させ発電機（５）で発電する。
燃焼容器（２１０）の底部にはアスファルト棒（２１１）のアスファルトを燃焼させるために多数の外気取入口が開いている。燃焼灰は当該外気取入口から取り出すこともできる。
低温圧縮空気管（１０８）、高温空気管（１３１）、低温高圧空気管（２１７）は数本の太い管からなる。
（産業上の利用可能性）
【００２６】
原油や軽油は、輸送中や海底掘削時に事故に遭うととてつもない保障金額が突きつけられる。武力もなく日本だけは戦争してはいけないという訳の分からないこと言う人やこれを応援するマスコミがいると泣く泣く支払わざるを得なくなる。特に、電力自由化で新規参入する安易に石油を輸入する小規模電力会社は簡単に自己破産してしまうが、あまり被害を受けていない外国の人・会社までもが日本国政府に請求書を回してくる。日本の大臣や役人は自分の金ではない税金をいとも無造作に支払ってしまう。そうなると、日本の老人・弱者・農民にいくはずの補助金を減額せざるをえなくなる。
シェールガスにしても地盤沈下や環境汚染の心配があるから、直接の加害者ではなくても投資、製造装置納入すれば日本に難癖を持ち込んで1部なりとも金を持っていく。
政府は、で新規参入する小規模電力会社の燃料調達に十分な監視が必要である。特に、海上輸送に問題ある軽油販売の税金は低すぎる。今後の財源になりえる。不当に安い軽油税金が是正されれば、エコジーゼル自動車から、炭素分が少ない低燃費ガソリン自動車への流行が出てこよう。外国製エコジーゼル自動車を軽油（税金投入で安くしてる）で走らせるのは問題である。
原油または軽油を輸入してのジェットエンジン用軽油は、安全に輸入したガソリンとアスファルトから合成できる可能性がある。
熱源としての原子力や石炭やアスファルトは、海洋汚染の心配が少ない。海上輸送に問題ないガソリンとアスファルトを輸入して、日本国内でガソリンとアスファルトを混ぜて合成軽油とすれば危険が少ない。ドイツでは環境に優しいとしてディーゼル車が主流だから、ドイツではガソリンは過剰気味と思われるから日本に輸入しやすい。ガソリンは軽油に比べて揮発しやすいが着火温度は高いから安全性が高い。ガソリンは入手し易い。第2次大戦中の戦車燃料はガソリンが多かったのは、入手し易さにあった。
漁船燃料を低温地域でも起動しやすいガソリンにすれば港の汚染が軽減できる。
日本の石油依存度が下がれば、石油値段が下がり石油値段に連動する天然ガスの値段が下がる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、従来の、PWR（１）を熱源とした復水器（６）有で水利用の原子力発電設備の概観図である。
【図２】図２は、本発明の、PWR（１）を熱源とした復水器（６）無しで空気利用の原子力発電設備の概観図である。
【図３】図３は、本発明の、アスファルトを熱源とした復水器（６）無しで空気利用のアスファルト発電設備の概観図である。
【符号の説明】
【００２８】
１は加圧水型原子炉。
３は蒸気発生器。
４は空気タービン。
５は発電機。
６は復水器。
７は2次給水ポンプ。
１０は圧力容器。
１１は核燃料。
１２は制御棒。
１３は高温配管。
１４は低温配管。
１５は加圧器。
１６は１次給水ポンプ。
３１は蒸気管。
３２は2次給水管。
１０３は熱交換空気タンク。
１０６は外気圧縮機。
１０７は熱回収排気筒。
１０８は低温圧縮空気管。
１０９は熱遮蔽外套。
１１３はタンク高温空気管。
１２３はタンク高温軽水管。
１３１は高温空気管。
２０１はアスファルト燃焼炉。
２１０は燃焼容器。
２１１はアスファルト棒。
２１２は操作棒。
２１３は排煙塔。
２１６は昇圧ポンプ。
２１７は低温高圧空気管。
２２１はガソリンタンク。
２２２は拡散胴。
２２３はノズル。
２２４はガソリンポンプ。
２２５はベルマウス。
２３０は炉内伝熱管。
３０１は重質熱媒体。
３０２は軽質熱媒体。
【図１】
2016014643.tif 000003
【図２】
2016014643.tif 000004
【図３】
2016014643.tif 000005