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公開番号2024048312
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-08
出願番号2022165858
出願日2022-09-27
発明の名称発電機システム
出願人株式会社MCラボ
代理人
主分類F01K 9/00 20060101AFI20240401BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】火力発電所や原子力発電所は復水器の冷却に多量の水を必要とするため、都市から遠く離れた海や大きな湖近くに建設されているが、復水器から電力を生成し、復水器の冷却に水を使用せず、復水器を大幅に小規模化し、都市部での発電所の建設を可能にする。結果として、本システム発電で、高効率な電力生産性を実現し、システムを動かすために費やしたエネルギーと同等の使用可能エネルギーの供給を可能にする。
【解決手段】復水器冷却手段として冷却管部分と加熱部分からなる密閉閉鎖回路に冷媒を循環させ、復水器から電力生成を実現するヒートポンプ方式を採用する。低圧部の冷却管部分は電力生成および冷却用とし、高圧部の加熱部分は給熱(湯)用として都市住民に、または現場熱源用として化学工場に供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
本システムは、復水器の冷却と復水器からの熱量を利用した発電にかかわる冷却管部分および循環に伴って大量に発生する熱量の（一部はボイラー加熱に必要な熱量とするが、）大部分は市水や熱源を多く利用する工場へ熱量供給できる熱供給管システムを敷設した加熱部分からなるヒートポンプ回路、すなわち耐圧密閉回路に冷媒が、ほぼ気液（共存）平衡関係が維持された状態の作動媒体として流動し、発電機を管内に備えた冷却管部分、次に圧縮機に直結した加熱管（外部への熱供給管）を備えた液貯蔵容器よりなる加熱部分さらに流量調節ポンプへと循環するヒートポンプ回路を形成し、冷却管部分による発電と復水器の冷却および加熱部分による外部環境への熱供給を実現する発電機システム。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
請求項１に記載の冷却管部分は、復水器内にあり、その流入口は液体状態で、復水器からの熱量の移動（流入）に伴って液相は蒸発し、徐々に気液系混相流となることで復水器内水蒸気の凝縮を行うが、復水器内からの冷却管出口付近では気相のみの流体として流れるが、さらに冷却管内に風力発電機またはタービンを備え作動媒体の気液系混相流体の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して電力を生成することを特徴とする発電機システム。
【請求項３】
請求項１に記載の加熱部分は、その流入容器口は圧縮機による比較的高圧高温下の気相であるが、外部環境への熱量供給のため熱交換器が敷設されており、外部環境に熱量を供給することで液化していき、最終段階では液相のみの流体として流れる、外部環境への熱量は給湯あるいは工場現場の熱源として使用されることを特徴とする発電機システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力生成システムに関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、熱エネルギーを電気エネルギーとして取り出す代表的な発電方式として、高温高圧の水蒸気を作り、その蒸気でタービンを回し発電する火力発電や原子力発電などがあるが、熱エネルギーの電気エネルギーへの変換効率はほぼ上限に至っており、通常の火力発電や原子力発電では熱エネルギーの３０パーセントから４０パーセント程度の効率である。
【０００３】
これらの電気システムの重要な部分である復水器はその冷却のために多量の冷却水を必要とし、そのためにこれらの施設は海岸や大きな湖の近辺に位置している。
【０００４】
したがって、地震に起因する津波による被害に備えなければならないという事で発電所建設への大きな障害になっている。
【０００５】
また、一般に発電所は都市部からかなり遠距離にあり、発電所からの熱エネルギーの直接利用に問題を残している。
【０００６】
本発明は、復水路の冷却法にヒートポンプ方式を取り入れることで、外部からの冷却水の導入を無くし、さらに装置の大幅な小型化を可能にしたもので、発電機システムを都市部や市街地の地下に設置可能にする。また、ヒートポンプ方式冷却管内に風力発電機を設置することで、復水器からの熱を電気エネルギーとして取り出すことで、発電能力の向上を可能にする。
【０００７】
結果として、復水器の冷却に水を使用せず、復水器を大幅に小規模化し、都市部での発電所の建設を可能にする。また、本システム発電で、高効率な電力生産性を実現し、システムを動かすために費やしたエネルギーと同等の使用可能エネルギーの供給を可能にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１９－８２２７０号公報
特開２０２０－１２２６２８号公報
特開平４－０９０４９６号公報
特願４－１８０６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発電機システムの向上のためには復水器機能の改善は極めて重要である。復水器の冷却は、従来から海や河川などより得た常温の水（冷却水）を使用するものであった。したがって、特許文献１および特許文献２にみられるように冷却機能向上に向けた復水器装置改善や運転方法改善にむけられている。
【００１０】
復水器における水蒸気の凝縮に必要な熱量は水蒸気１ｋｇ当たり２，３３０ｋＪであるが、冷却水は２０℃で流入し３０℃で流出するとしても、１ｋｇ当たり４２ｋＪしか冷却能力を持っていない。これが復水器冷却のためには大量の冷却水が必要な理由である。
（【００１１】以降は省略されています）

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