(57)【要約】【課題】配管を流れる流体を計測する流体計測装置に電源を供給するための電源ケーブルが不要な火力発電プラントを提供する。【解決手段】内部を流体が流れる配管７と、配管７の内部に設けられた回転部材９と、配管７の外部に設けられ、回転部材９と直接接続した発電機１０と、発電機１０に接続され、発電機１０から電力が供給されて、流体の圧力、温度、及び流量のうち少なくとも１つを計測する計測装置１２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を流体が流れる配管と、
前記配管の内部に設けられた回転部材と、
前記配管の外部に設けられ、前記回転部材と直接接続した発電機と、
前記発電機に接続され、前記発電機から電力が供給されて、前記流体の圧力、温度、及び流量のうち少なくとも１つを計測する計測装置と、
を備えることを特徴とする火力発電プラント。
【請求項２】
前記回転部材と前記発電機とは、回転軸で互いに接続され、
前記回転軸は、前記回転部材が回転すると回転し、
前記発電機は、前記回転軸が回転すると発電する、
請求項１に記載の火力発電プラント。
【請求項３】
前記回転部材は、ダリウス式とサボニウス式とを組み合わせた水車又は風車である、
請求項１に記載の火力発電プラント。
【請求項４】
前記配管の外部に設けられ、前記発電機及び前記計測装置と直接接続したバッテリーをさらに備え、
前記バッテリーは、前記発電機から電力が供給され、
前記計測装置は、前記バッテリーから電力が供給される、
請求項１に記載の火力発電プラント。
【請求項５】
前記回転軸は、前記配管を貫通して前記回転部材と前記発電機とを接続し、
前記配管の前記回転軸の貫通部には、メカニカルシールが設けられている、
請求項２に記載の火力発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電プラントに関し、より詳細には、配管の内部を流れる流体を計測する計測装置を備える火力発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
配管内を流れる流体のエネルギーを無駄にすることなく電気エネルギーに変える試みが以前からなされている。例えば、特許文献１には、水道管に接続したノズルの内部に渦巻状羽根が取付けられ、ノズルを流れる水道水の圧力を利用する発電機が記載されている。特許文献２には、水の流れる配管内に水流で発電する発電機を組み込んだ配管継手が記載されている。特許文献３には、配管内を流れる流体の運動エネルギーを回転運動に変換する翼車によって駆動される発電機を備える流体計測装置と、配管内を流れる流体の圧力エネルギーによって変位運動する駆動体の変位運動を回転運動に変換するクランク機構で駆動される発電機を備える流体計測装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−０３７０３６号公報
【特許文献２】特開２００２−２６６７４２号公報
【特許文献３】特開８−１２２１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、火力発電プラントにおける配管には圧力計測装置、温度計測装置、及び流量計測装置等の流体を計測する装置（以下、「流体計測装置」と呼ぶ）が設けられており、流体計測装置により配管の内部を流れる流体の圧力、温度、及び流量等が計測される。従来、流体計測装置は、電源ケーブルが接続され、外部電源装置から電源ケーブルを通して電源が供給されて動作する。このため、従来の火力発電プラントでは、流体計測装置の動作用に電源ケーブルを敷設しなければならず、電源ケーブルを敷設するスペースの確保、電源ケーブルの購入、及び電源ケーブルの敷設工事等が必要であり、流体計測装置の設置に時間とコストがかかるという課題がある。また、高所と狭隘部には電源ケーブルの敷設が容易でないため、電源ケーブルの敷設を考慮すると、従来の火力発電プラントでは流体計測装置の配置に空間的な制約が生じるという課題もある。
【０００５】
本発明の目的は、配管を流れる流体を計測する流体計測装置に電源を供給するための電源ケーブルが不要な火力発電プラントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による火力発電プラントは、内部を流体が流れる配管と、前記配管の内部に設けられた回転部材と、前記配管の外部に設けられ、前記回転部材と直接接続した発電機と、前記発電機に接続され、前記発電機から電力が供給されて、前記流体の圧力、温度、及び流量のうち少なくとも１つを計測する計測装置とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、配管を流れる流体を計測する流体計測装置に電源を供給するための電源ケーブルが不要な火力発電プラントを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例による火力発電プラントの概略構成を示した模式図。
【図２】配管に設けられた水車と発電機を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明による火力発電プラントは、内部を流体が流れる配管と、配管を流れる流体を計測する流体計測装置（流体の圧力、温度、及び流量のうち少なくとも１つを計測する装置）と、配管の内部に設けられた回転部材と、回転部材に接続された発電機を備える。回転部材と発電機は、配管の内部を流れる流体の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。流体計測装置は、電源ケーブルを使用することなく発電機に接続され、発電機から動作用の電源が供給される。
【００１０】
本発明による火力発電プラントは、配管に設けられた流体計測装置に電源を供給する電源ケーブルを敷設する必要がなく、電源ケーブルの敷設スペース、電源ケーブルの購入、及び電源ケーブルの敷設工事が不要なので、流体計測装置の設置にかかる時間とコストを低減することができる。また、本発明による火力発電プラントは、電源ケーブルの敷設を考慮せずに流体計測装置を配置できるので、電源ケーブルの敷設が容易でない高所と狭隘部にも流体計測装置を設置することができ、このような場所に設置された流体計測装置にも容易に電源を供給できる。
【００１１】
以下に、本発明の実施例による火力発電プラントについて、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施例による火力発電プラントの概略構成を示した模式図である。図１には、一例として汽力発電プラントを示している。
【００１３】
汽力発電プラントは、ボイラ１、タービン２、発電機３、及び復水器４を備える。ボイラ１は、水を熱して気化させ、蒸気を発生させる。ボイラ１で発生した蒸気は、配管６を通ってタービン２に達する。タービン２は、蒸気によって回転する。発電機３は、タービン２と同軸に連結され、タービン２の回転力が伝播されて発電する。復水器４は、タービン２を通った蒸気を水に凝縮する。復水器４で凝縮された水は、配管７からポンプ５、配管８を経由して、再びボイラ１に戻り、循環する。
【００１４】
配管６は、ボイラ１とタービン２を接続し、配管７は、復水器４とポンプ５を接続し、配管８は、ポンプ５とボイラ１を接続する。配管６は、内部を蒸気が流れる気体配管であり、配管７、８は、内部を水が流れる水系配管である。
【００１５】
配管７の内部には、回転部材として水車９が設けられ、配管７の外部には、発電機１０、バッテリー１１、及び流体計測装置１２が設けられる。水車９には、発電機１０が直接接続される。発電機１０には、バッテリー１１が直接接続される。バッテリー１１には、流体計測装置１２が直接接続される。水車９、発電機１０、バッテリー１１、及び流体計測装置１２の接続には電源ケーブルを用いず、水車９は発電機１０と、発電機１０はバッテリー１１と、バッテリー１１は流体計測装置１２と、それぞれ互いに直結される。これらの装置の直結方法（装置間の電気の授受方法）は、任意である。
【００１６】
流体計測装置１２は、配管７の内部を流れる流体を計測する装置であり、例えば、圧力計測装置、温度計測装置、又は流量計測装置である。圧力計測装置は流体の圧力を計測し、温度計測装置は流体の温度を計測し、流量計測装置は流体の流量を計測する。流体計測装置１２は、流体の圧力、温度、及び流量のうちいずれか１つを計測する装置でもよいが、これらのうち少なくとも１つを計測する装置でもよい。
【００１７】
水車９は、配管７の内部を流れる水の運動エネルギーによって回転する。発電機１０は、水車９の回転による運動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電し、発電した電力をバッテリー１１へ供給する。バッテリー１１は、発電機１０から供給された電力を蓄え、直結する流体計測装置１２に蓄えた電力を供給する。流体計測装置１２は、バッテリー１１から供給された電力で動作し、配管７の内部を流れる水の圧力、温度、及び流量のうち少なくとも１つを計測する。バッテリー１１を設けることにより、発電機１０が発電した電力を流体計測装置１２に安定して供給することができる。
【００１８】
このようにして、流体計測装置１２は、動作用電源を水車９の運動エネルギーから得ることができる。流体計測装置１２に動作用電源を供給するのに外部電源装置（流体計測装置１２から離れた場所に設置された電源装置）を使わないため、流体計測装置１２は、外部電源装置と接続するための電源ケーブルが不要である。従って、本発明による火力発電プラントでは、電源ケーブルの敷設が不要であり、電源ケーブルの敷設スペース、電源ケーブルの購入、及び電源ケーブルの敷設工事も全て不要である。また、本発明による火力発電プラントでは、電源ケーブルが不要であるため、電源ケーブルの敷設が容易でない高所と狭隘部にも流体計測装置１２を設置することができ、従来の火力発電プラントでは電源の供給が容易でなかったこのような場所に設置された流体計測装置１２にも、容易に電源を供給できる。
【００１９】
図２は、配管７に設けられた水車９と発電機１０を示す図である。図２では、バッテリー１１と流体計測装置１２を省略している。本実施例では、水車９は、ダリウス式の水車とサボニウス式の水車とを組み合わせたダリウス・サボニウス式の水車である。水車９と発電機１０は、回転軸２３で互いに接続されている。回転軸２３は、配管７を貫通して水車９と発電機１０とを直接接続する。配管７の回転軸２３の貫通部には、メカニカルシール２４が設けられており、この貫通部から配管７の外部へ水が漏洩するのを防止する。
【００２０】
ダリウス・サボニウス式の水車には、次のような利点がある。１つは、低速（小さい運動エネルギー）で回転することができる点である。もう１つは、流体の流れに対して垂直に回転軸を設置できるため、装置を簡素化できる点である。流体の流れに対して平行に回転軸を設置するタイプの水車では、配管７の内部に発電機を設置する必要があり、発電機のシール性や発電機とバッテリーとの接続方法等、検討事項が増えることが懸念される。
【００２１】
水車９が配管７の内部の水流によって回転すると、回転軸２３が回転する。回転軸２３が回転すると、水車９の回転力が発電機１０に伝播する。発電機１０は、回転軸２３によって伝播した水車９の回転力により発電する。
【００２２】
図１を用いて説明したように、発電機１０は、発電した電力を直結するバッテリー１１へ供給し、バッテリー１１は、直結する流体計測装置１２に電力を供給する。流体計測装置１２は、バッテリー１１から供給された電力で動作する。このようにして、流体計測装置１２は、電源ケーブルを使用せずに接続された発電機１０から、動作用の電源が供給される。
【００２３】
本実施例では、回転部材（水車９）が設けられた配管７として水系配管を例に挙げた。本発明は、回転部材が設けられた配管が水系配管の場合だけでなく、蒸気又は空気が流れる気体配管の場合にも適用可能である。この場合には、配管の内部に設けられた回転部材として、水車９の代わりに風車を用いる。なお、本実施例では、水車９としてダリウス・サボニウス式の水車を例に挙げたが、回転部材として用いる水車と風車は、ダリウス・サボニウス式に限らず、他の形式のものを用いてもよい。
【００２４】
また、本実施例では火力発電プラントとして汽力発電プラントを例に挙げたが、本発明は、ガスタービン発電とコンバインドサイクル発電にも適用できる。さらに、本発明は、原子力発電等にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１…ボイラ、２…タービン、３…発電機、４…復水器、５…ポンプ、６、７、８…配管、９…水車、１０…発電機、１１…バッテリー、１２…流体計測装置、２３…回転軸、２４…メカニカルシール。
【図１】
2016226136.tif 000003
【図２】
2016226136.tif 000004