JP2003227315A - ソーラーオーガニックランキンサイクル（ｏｒｃ）システム - Google Patents
ソーラーオーガニックランキンサイクル（ｏｒｃ）システムInfo
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- JP2003227315A JP2003227315A JP2002028983A JP2002028983A JP2003227315A JP 2003227315 A JP2003227315 A JP 2003227315A JP 2002028983 A JP2002028983 A JP 2002028983A JP 2002028983 A JP2002028983 A JP 2002028983A JP 2003227315 A JP2003227315 A JP 2003227315A
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- orc
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の太陽熱発電システムは５００〜１０００
℃といった高温を得ることで効率を上げるものがほとん
どである。また、従来技術では鏡面が風雨等により汚れ
が付きやすく、メンテナンスに時間やコストがかかるう
え、太陽追尾装置を必要とするため大型で高価なものと
なる。 【解決手段】寒冷地での使用や中温集熱領域の効率を大
幅に改善したＣＰＣコレクタ、中温エネルギーを熱の形
で貯蔵することを目的とした潜熱エネルギー貯蔵タン
ク、低ポテンシャル差で動く新しいタービンを新たに開
発し、システムの高効率化を目指してオーガニックラン
キンサイクルへの応用を考えた。
℃といった高温を得ることで効率を上げるものがほとん
どである。また、従来技術では鏡面が風雨等により汚れ
が付きやすく、メンテナンスに時間やコストがかかるう
え、太陽追尾装置を必要とするため大型で高価なものと
なる。 【解決手段】寒冷地での使用や中温集熱領域の効率を大
幅に改善したＣＰＣコレクタ、中温エネルギーを熱の形
で貯蔵することを目的とした潜熱エネルギー貯蔵タン
ク、低ポテンシャル差で動く新しいタービンを新たに開
発し、システムの高効率化を目指してオーガニックラン
キンサイクルへの応用を考えた。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】この発明は、太陽エネルギー
から得られる１００〜３００℃の中温度熱源からも出力
の取り出しが可能な熱機関に関する。
から得られる１００〜３００℃の中温度熱源からも出力
の取り出しが可能な熱機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の太陽熱発電システムは、図８に示
すように太陽光を集光・集熱する方法の違いによって
(a)集中型、(b)分散型、(c)ディッシュ型の３つに分類
されている。図に示すように、従来の太陽熱発電システ
ムは広大な土地から太陽エネルギーを集めることでエネ
ルギー密度を上げ、５００〜１０００℃といった高温を
得ることで効率を上げるものがほとんどである。
すように太陽光を集光・集熱する方法の違いによって
(a)集中型、(b)分散型、(c)ディッシュ型の３つに分類
されている。図に示すように、従来の太陽熱発電システ
ムは広大な土地から太陽エネルギーを集めることでエネ
ルギー密度を上げ、５００〜１０００℃といった高温を
得ることで効率を上げるものがほとんどである。
【０００３】しかしながら、以上の従来技術では鏡面が
外気にさらされているために風雨等により汚れが付きや
すく、反射率低下を防ぐためのメンテナンスに多くの時
間やコストがかかる。さらに、従来の技術では太陽追尾
装置も必要となり、台風などの暴風雨にも耐える強度が
必要であり、大型で頑丈で高価なものとなる。
外気にさらされているために風雨等により汚れが付きや
すく、反射率低下を防ぐためのメンテナンスに多くの時
間やコストがかかる。さらに、従来の技術では太陽追尾
装置も必要となり、台風などの暴風雨にも耐える強度が
必要であり、大型で頑丈で高価なものとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点の第一は、太陽エネルギーなどの再生可能エネルギー
利用の視点から見て１０００℃などの高温を得ることは
ほとんど不可能であるために、１００〜３００℃の中温
度範囲で稼働するソーラーランキンサイクルシステムが
有望となるが、従来の技術では運転は困難なことであ
る。第二は、従来のシステムをスケールダウンして採用
したとしてもターゲットとする出力が小さいために同等
の熱効率は期待できないうえ、複雑な構造をしているた
めにスケールダウンしても大幅なコストダウンは到底期
待できないことである。
点の第一は、太陽エネルギーなどの再生可能エネルギー
利用の視点から見て１０００℃などの高温を得ることは
ほとんど不可能であるために、１００〜３００℃の中温
度範囲で稼働するソーラーランキンサイクルシステムが
有望となるが、従来の技術では運転は困難なことであ
る。第二は、従来のシステムをスケールダウンして採用
したとしてもターゲットとする出力が小さいために同等
の熱効率は期待できないうえ、複雑な構造をしているた
めにスケールダウンしても大幅なコストダウンは到底期
待できないことである。
【０００５】本ソーラーＯＲＣシステムは、太陽エネル
ギーを熱源とし、１００〜３００℃の中温度領域でも運
転が可能な、また価格競争力もある全く新しいソーラー
エネルギー変換システムを提案する点において有用な発
明である。
ギーを熱源とし、１００〜３００℃の中温度領域でも運
転が可能な、また価格競争力もある全く新しいソーラー
エネルギー変換システムを提案する点において有用な発
明である。
【０００６】
【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、空気充填式ＣＰＣ(Compound Parabolic Concentr
ator：複合放物面集光)型ソーラーコレクタをベース
に、さらに寒冷地での使用や中温集熱領域の効率を大幅
に改善したＣＰＣコレクタを新たに開発した。
めに、空気充填式ＣＰＣ(Compound Parabolic Concentr
ator：複合放物面集光)型ソーラーコレクタをベース
に、さらに寒冷地での使用や中温集熱領域の効率を大幅
に改善したＣＰＣコレクタを新たに開発した。
【０００７】また、希薄性・間欠性および低密度エネル
ギーという欠点を持つ太陽エネルギーの高効率利用にあ
たって、中温エネルギー（１００〜３００℃）を熱の形
で貯蔵することを目的として、高融点相変化物質(PCM：
Phase Change Material)の融解潜熱を利用した潜熱エネ
ルギー貯蔵タンクをシステムに取り入れた。
ギーという欠点を持つ太陽エネルギーの高効率利用にあ
たって、中温エネルギー（１００〜３００℃）を熱の形
で貯蔵することを目的として、高融点相変化物質(PCM：
Phase Change Material)の融解潜熱を利用した潜熱エネ
ルギー貯蔵タンクをシステムに取り入れた。
【０００８】さらに、このような低ポテンシャル差で動
く機関の重要なコンセプトとして「単純・重ね合わせ・
繰り返し」を採り入れ、太陽エネルギーなどで得られる
１００〜３００℃の温度で稼働させるために、たとえば
タービンを薄くして、全く同じものを４００〜４０００
段（枚）とし、１段１段で取り出せるパワーは小さくて
も４００倍または４０００倍すると，巨大な力となるこ
とを利用した新しい粘性・衝動複合型タービンを発明し
た。
く機関の重要なコンセプトとして「単純・重ね合わせ・
繰り返し」を採り入れ、太陽エネルギーなどで得られる
１００〜３００℃の温度で稼働させるために、たとえば
タービンを薄くして、全く同じものを４００〜４０００
段（枚）とし、１段１段で取り出せるパワーは小さくて
も４００倍または４０００倍すると，巨大な力となるこ
とを利用した新しい粘性・衝動複合型タービンを発明し
た。
【０００９】加えて、システムの高効率化を目指して、
フロンに代表される種々の作動媒体によるオーガニック
ランキンサイクルへの応用を考えた。
フロンに代表される種々の作動媒体によるオーガニック
ランキンサイクルへの応用を考えた。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の請求項１に基づ
く実施形態としてソーラーＯＲＣシステムの全体構成を
示す図である。
く実施形態としてソーラーＯＲＣシステムの全体構成を
示す図である。
【００１１】ソーラーＯＲＣシステムは、ＣＰＣコレク
タ１と潜熱エネルギー貯蔵タンク２および粘性・衝動複
合型タービン３の三要素からなる。ＣＰＣコレクタ１で
１００〜３００℃の中温水を造り、潜熱エネルギー貯蔵
タンク２に蓄熱し、必要に応じてエバポレータ４で作動
媒体と熱交換を行い、粘性・衝動複合型タービン３およ
び発電機５によって発電を行わせる。作動媒体はコンデ
ンサ６で凝縮したのち、再びエバポレータ４に戻るが、
コンデンサ６で熱交換された高温の冷却水７は給湯や冬
季の暖房に利用することが可能で、ソーラーＯＲＣシス
テムはこのようにコー・ジェネレーション(Co-generati
on；熱電併給)としても使える。
タ１と潜熱エネルギー貯蔵タンク２および粘性・衝動複
合型タービン３の三要素からなる。ＣＰＣコレクタ１で
１００〜３００℃の中温水を造り、潜熱エネルギー貯蔵
タンク２に蓄熱し、必要に応じてエバポレータ４で作動
媒体と熱交換を行い、粘性・衝動複合型タービン３およ
び発電機５によって発電を行わせる。作動媒体はコンデ
ンサ６で凝縮したのち、再びエバポレータ４に戻るが、
コンデンサ６で熱交換された高温の冷却水７は給湯や冬
季の暖房に利用することが可能で、ソーラーＯＲＣシス
テムはこのようにコー・ジェネレーション(Co-generati
on；熱電併給)としても使える。
【００１２】太陽集光・集熱器であるＣＰＣコレクタ
(２次元または３次元)１は、シンプルかつローコスト実
現のために、真空断熱などの特別な技術を用いることな
く１００〜３００℃の中温を得ることができるというコ
ンセプトの下で開発されたコレクタで、複合放物面のリ
フレクタを有し、効率よく太陽からの熱を集めることが
できる。
(２次元または３次元)１は、シンプルかつローコスト実
現のために、真空断熱などの特別な技術を用いることな
く１００〜３００℃の中温を得ることができるというコ
ンセプトの下で開発されたコレクタで、複合放物面のリ
フレクタを有し、効率よく太陽からの熱を集めることが
できる。
【００１３】潜熱エネルギー貯蔵タンク２では、顕熱エ
ネルギー貯蔵に比べて大幅にエネルギー貯蔵空間を圧縮
できる上、一様温度の潜熱が発生する質の良いエネルギ
ー源であるという利点を有する。
ネルギー貯蔵に比べて大幅にエネルギー貯蔵空間を圧縮
できる上、一様温度の潜熱が発生する質の良いエネルギ
ー源であるという利点を有する。
【００１４】粘性・衝動複合型タービン３は、高さ０．
３ｍｍのブレード（衝動要素）をつけた同じ直径の薄い
ディスクを５０〜２００枚重ね合わせてタービンユニッ
トとして、さらにそのユニットのカスケーディング利用
も可能としている。
３ｍｍのブレード（衝動要素）をつけた同じ直径の薄い
ディスクを５０〜２００枚重ね合わせてタービンユニッ
トとして、さらにそのユニットのカスケーディング利用
も可能としている。
【００１５】図２は、本発明の請求項２に基づく一実施
形態として作動媒体にフロンの代表としてＲ１１３を用
いたときの、オーガニックランキンサイクルの圧力−エ
ンタルピ（ｐ−ｈ）線図を示す図である。
形態として作動媒体にフロンの代表としてＲ１１３を用
いたときの、オーガニックランキンサイクルの圧力−エ
ンタルピ（ｐ−ｈ）線図を示す図である。
【００１６】オーガニックランキンサイクルの作動媒体
のサイクルは図に示すような形をしており、Ｒ１１３を
用いて１９０℃の温度差で作動するシステムを構築した
場合、２９％の動力回収が期待できる。なお、この中温
度領域で有効な作動媒体として、他にフルオリノール８
５、トルエン、オクタンなどが他の実施形態として挙げ
られる。
のサイクルは図に示すような形をしており、Ｒ１１３を
用いて１９０℃の温度差で作動するシステムを構築した
場合、２９％の動力回収が期待できる。なお、この中温
度領域で有効な作動媒体として、他にフルオリノール８
５、トルエン、オクタンなどが他の実施形態として挙げ
られる。
【００１７】図３は、本発明の請求項３に基づく一実施
形態として潜熱エネルギー貯蔵タンクの概略を示す図で
ある。
形態として潜熱エネルギー貯蔵タンクの概略を示す図で
ある。
【００１８】潜熱エネルギー貯蔵タンクは、圧力容器で
あるステンレス製タンク本体９と高融点ＰＣＭを封入し
たＰＣＭカプセル８から構成される。ＰＣＭカプセル形
状は、図３では縦置き円筒カプセルとなっているが、他
に横置き円筒カプセル、球カプセル、回転楕円体カプセ
ル、平板型カプセルなども他の実施形態として含む。Ｐ
ＣＭとしては、１００〜３００℃の中温エネルギー貯蔵
を目的とすると、マンニトールをはじめとする多価アル
コール系物質の利用が、エネルギー貯蔵量およびコスト
の点から効果的である。なお、ＰＣＭにマンニトールを
用いた場合、高温水による顕熱エネルギー貯蔵と比較し
て、エネルギー貯蔵量は２倍となることを実験により確
認している。
あるステンレス製タンク本体９と高融点ＰＣＭを封入し
たＰＣＭカプセル８から構成される。ＰＣＭカプセル形
状は、図３では縦置き円筒カプセルとなっているが、他
に横置き円筒カプセル、球カプセル、回転楕円体カプセ
ル、平板型カプセルなども他の実施形態として含む。Ｐ
ＣＭとしては、１００〜３００℃の中温エネルギー貯蔵
を目的とすると、マンニトールをはじめとする多価アル
コール系物質の利用が、エネルギー貯蔵量およびコスト
の点から効果的である。なお、ＰＣＭにマンニトールを
用いた場合、高温水による顕熱エネルギー貯蔵と比較し
て、エネルギー貯蔵量は２倍となることを実験により確
認している。
【００１９】図４は、本発明の請求項４に基づく一実施
形態としてＣＰＣ型ソーラーコレクタ(２次元)の概略を
示す図である。
形態としてＣＰＣ型ソーラーコレクタ(２次元)の概略を
示す図である。
【００２０】構造は作動流体１５を流すための集熱管１
６とアルミニウム製のＣＰＣ形状を持つ反射板１７、お
よびカバー、断熱材、ケーシング１８などからなる。集
熱管１６は銅管表面に選択吸収ペイント（吸収率０．９
２，放射率０．３）が施されている。反射板１７の形状
は放物線とインボリュート曲線で構成され、許容偏角３
２°で、０．９４という高い反射率を有する増反射コー
ティングが施されたアルミニウム板をプレスして製作し
た。カバー（強化ガラス）１９はＣＰＣキャビティ内に
おける自然対流による熱損失を減少させるために、ガラ
スによってＣＰＣキャビティを密閉する構造となってい
る。なお、ガラスについてはクリプトンガス(Krypton g
as)２０封入複層ガラス（透過率０．８６、厚さはガラ
ス３ｍｍ、クリプトンガス層８ｍｍ、の計１４ｍｍ）を
使用した。断熱材には、中温域においても温度依存性の
少ない超微粒子シリカ系断熱材２１(熱伝導率：０．０
２４W/m2K ( at ２００℃) )を採用した。長さ１．６８
ｍのＣＰＣ樋（トラフ）を１３本並べて1つのモデュー
ル（有効面積１．４４ｍ２）を形成し、このモデュール
４枚を４直列に並べて有効面積を５．７５ｍ２とした。
６とアルミニウム製のＣＰＣ形状を持つ反射板１７、お
よびカバー、断熱材、ケーシング１８などからなる。集
熱管１６は銅管表面に選択吸収ペイント（吸収率０．９
２，放射率０．３）が施されている。反射板１７の形状
は放物線とインボリュート曲線で構成され、許容偏角３
２°で、０．９４という高い反射率を有する増反射コー
ティングが施されたアルミニウム板をプレスして製作し
た。カバー（強化ガラス）１９はＣＰＣキャビティ内に
おける自然対流による熱損失を減少させるために、ガラ
スによってＣＰＣキャビティを密閉する構造となってい
る。なお、ガラスについてはクリプトンガス(Krypton g
as)２０封入複層ガラス（透過率０．８６、厚さはガラ
ス３ｍｍ、クリプトンガス層８ｍｍ、の計１４ｍｍ）を
使用した。断熱材には、中温域においても温度依存性の
少ない超微粒子シリカ系断熱材２１(熱伝導率：０．０
２４W/m2K ( at ２００℃) )を採用した。長さ１．６８
ｍのＣＰＣ樋（トラフ）を１３本並べて1つのモデュー
ル（有効面積１．４４ｍ２）を形成し、このモデュール
４枚を４直列に並べて有効面積を５．７５ｍ２とした。
【００２１】なお、さらに集光比を大きくして集熱効率
を向上させたＣＰＣ型ソーラーコレクタとして、３次元
ＣＰＣ型ソーラーコレクタが他の実施形態として挙げら
れる。
を向上させたＣＰＣ型ソーラーコレクタとして、３次元
ＣＰＣ型ソーラーコレクタが他の実施形態として挙げら
れる。
【００２２】図５は、本発明の請求項５に基づく一実施
形態として粘性・衝動複合型タービンの概略を示す図で
ある。
形態として粘性・衝動複合型タービンの概略を示す図で
ある。
【００２３】粘性・衝動複合型タービンは、一般の蒸気
タービンで言うところのローターに相当するディスク２
２、およびノズル２３が基本要素となっている。その他
の要素としては、出力取り出しのための出力軸２４とケ
ーシング２５から構成される単純な構造となっている。
ディスク２２とケーシング２５で１ユニットを形成して
おり、ユニット単位でのカスケーディング(Cascading)
を可能としている。ディスク２２の重ね合わせ枚数は、
５０〜２００枚である。蒸気取入口２６より流入した蒸
気は、ノズル２３から噴射された後、出力軸２４に非常
に狭い間隔で稠密に取り付けられたディスク２２の間を
外周から軸に向かって遠心力に逆らって流れ、蒸気流の
粘性力と付着力によってディスク２２を回転させる。こ
のとき、ディスクに加工が施されている衝動エレメント
に衝突する蒸気噴流の衝動力および反動力によって、さ
らに出力が増大する。そして、ディスク２２の中心部に
ある開口部より蒸気排出口２７を通って排気される。
タービンで言うところのローターに相当するディスク２
２、およびノズル２３が基本要素となっている。その他
の要素としては、出力取り出しのための出力軸２４とケ
ーシング２５から構成される単純な構造となっている。
ディスク２２とケーシング２５で１ユニットを形成して
おり、ユニット単位でのカスケーディング(Cascading)
を可能としている。ディスク２２の重ね合わせ枚数は、
５０〜２００枚である。蒸気取入口２６より流入した蒸
気は、ノズル２３から噴射された後、出力軸２４に非常
に狭い間隔で稠密に取り付けられたディスク２２の間を
外周から軸に向かって遠心力に逆らって流れ、蒸気流の
粘性力と付着力によってディスク２２を回転させる。こ
のとき、ディスクに加工が施されている衝動エレメント
に衝突する蒸気噴流の衝動力および反動力によって、さ
らに出力が増大する。そして、ディスク２２の中心部に
ある開口部より蒸気排出口２７を通って排気される。
【００２４】
【実施例】基本ランキンサイクルの構成要素の膨張部分
の他の実施例として、スクロール型エキスパンダが挙げ
られる。スクロール型エキスパンダにはエアコン用のス
クロールコンプレッサの利用が可能で、単体の試験で高
い機関効率を持つことを確認している。
の他の実施例として、スクロール型エキスパンダが挙げ
られる。スクロール型エキスパンダにはエアコン用のス
クロールコンプレッサの利用が可能で、単体の試験で高
い機関効率を持つことを確認している。
【００２５】図６に本発明のソーラーＯＲＣシステムと
現在実用段階に入りつつある太陽電池の機能を比較した
ものを示した。多機能という面で、太陽電池がそれ自身
で主に発電のみしかできないのに対して、ソーラーＯＲ
Ｃシステムは発電、暖房、給湯など３０以上の用途に使
える。また、エネルギー回収装置やボトミングサイクル
としての利用、燃料電池などとの組み合わせるなど広汎
な応用性を有しており、２１世紀の有望技術の1つであ
る。
現在実用段階に入りつつある太陽電池の機能を比較した
ものを示した。多機能という面で、太陽電池がそれ自身
で主に発電のみしかできないのに対して、ソーラーＯＲ
Ｃシステムは発電、暖房、給湯など３０以上の用途に使
える。また、エネルギー回収装置やボトミングサイクル
としての利用、燃料電池などとの組み合わせるなど広汎
な応用性を有しており、２１世紀の有望技術の1つであ
る。
【００２６】
【発明の効果】以上説明してきた本発明のソーラーＯＲ
Ｃシステムは、太陽エネルギーからふんだんに得られる
１００〜３００℃の中温度領域での運転が可能であり、
次世代のエネルギー変換システムとして有望である。
Ｃシステムは、太陽エネルギーからふんだんに得られる
１００〜３００℃の中温度領域での運転が可能であり、
次世代のエネルギー変換システムとして有望である。
【００２７】図７に、一般住宅における実用的プロトタ
イプソーラーＯＲＣシステムの仕様を示した。プロトタ
イプソーラーＯＲＣシステムを住宅用（ＣＰＣ設置面
積：３０ｍ２，作動媒体：Ｒ１１３）に最適設計する
と、夏の気象条件下で発電能力６．３ｋＷ，日射量基準
の効率１６．２％が期待できる。さらに、家庭用用途別
エネルギー消費の内訳を考えると給湯および暖房は６０
％以上を占めており、本発明のソーラーＯＲＣシステム
のコー・ジェネレーション利用時の総合効率を求めると
６０％以上となる。
イプソーラーＯＲＣシステムの仕様を示した。プロトタ
イプソーラーＯＲＣシステムを住宅用（ＣＰＣ設置面
積：３０ｍ２，作動媒体：Ｒ１１３）に最適設計する
と、夏の気象条件下で発電能力６．３ｋＷ，日射量基準
の効率１６．２％が期待できる。さらに、家庭用用途別
エネルギー消費の内訳を考えると給湯および暖房は６０
％以上を占めており、本発明のソーラーＯＲＣシステム
のコー・ジェネレーション利用時の総合効率を求めると
６０％以上となる。
【００２８】また、化石燃料の代表である灯油を用いて
本システムをリパワリング運転した場合でも、コストに
おいて３倍の効果が期待される。さらに、本システムは
エネルギー源の面においても多様性があることから、化
石燃料が枯渇した場合にも太陽エネルギーをベースに製
造された水素やバイオマスエネルギーを利用でき、リパ
ワリングの面からも将来性がある。
本システムをリパワリング運転した場合でも、コストに
おいて３倍の効果が期待される。さらに、本システムは
エネルギー源の面においても多様性があることから、化
石燃料が枯渇した場合にも太陽エネルギーをベースに製
造された水素やバイオマスエネルギーを利用でき、リパ
ワリングの面からも将来性がある。
【００２９】
【図１】ソーラーＯＲＣシステムの実施の形態を示した
説明図である。
説明図である。
【図２】ソーラーＯＲＣシステムの一実施形態として作
動流体にＲ１１３を用いたときのＯＲＣのｐ−ｈ線図で
ある。
動流体にＲ１１３を用いたときのＯＲＣのｐ−ｈ線図で
ある。
【図３】ソーラーＯＲＣシステムの一実施形態としての
潜熱エネルギー貯蔵タンクの概略図である。
潜熱エネルギー貯蔵タンクの概略図である。
【図４】ソーラーＯＲＣシステムの一実施形態としての
２次元ＣＰＣ型ソーラーコレクタの概略図である。
２次元ＣＰＣ型ソーラーコレクタの概略図である。
【図５】ソーラーＯＲＣシステムの一実施形態としての
粘性・衝動複合型タービンの概略図である。
粘性・衝動複合型タービンの概略図である。
【図６】本発明のシステムと太陽電池の機能比較を示す
図である。
図である。
【図７】一般住宅における実用的プロトタイプソーラー
ＯＲＣシステムの仕様を示す図である。
ＯＲＣシステムの仕様を示す図である。
【図８】従来の太陽熱発電システムを示す図である。
１ ＣＰＣコレクタ
２ 潜熱エネルギ-貯蔵タンク
３ 粘性・衝動複合型タービン
４ エバポレータ
５ 発電機
６ コンデンサ
７ 冷却水
８ ＰＣＭカプセル
９ タンク本体
１０ 安全弁
１１ 圧力計
１２ 温度計
１３ 水位計
１４ ヒーター
１５ 作動流体
１６ 集熱管
１７ ＣＰＣリフレクタ
１８ ケーシング
１９ カバーガラス
２０ クリプトンガス
２１ 超微粒子シリカ系断熱材
２２ ディスク
２３ ノズル
２４ 出力軸
２５ ケーシング
２６ 蒸気取入口
２７ 蒸気排出口
Claims (5)
- 【請求項１】 太陽エネルギーを熱源とし、１００〜３
００℃の中温度領域でも運転が可能なソーラーオーガニ
ックランキンサイクルシステム（以下、ソーラーＯＲＣ
システム）。 - 【請求項２】 フロンをはじめとする各種作動媒体によ
るオーガニックランキンサイクルへの応用が可能である
という特徴を有する請求項１記載のソーラーＯＲＣシス
テム。 - 【請求項３】 基本ランキンサイクルの構成要素に新た
に高温潜熱エネルギー貯蔵タンクを設けたことを特徴と
する請求項１記載のソーラーＯＲＣシステム。 - 【請求項４】 基本ランキンサイクルの構成要素の加熱
部分に、非追尾式ＣＰＣソーラーコレクタを採用したこ
とを特徴とする請求項１記載のソーラーＯＲＣシステ
ム。 - 【請求項５】 基本ランキンサイクルの構成要素の膨張
部分に、中温度差領域の運転に最適な粘性・衝動複合型
タービンを採用したことを特徴とする請求項１記載のソ
ーラーＯＲＣシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002028983A JP2003227315A (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | ソーラーオーガニックランキンサイクル（ｏｒｃ）システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002028983A JP2003227315A (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | ソーラーオーガニックランキンサイクル（ｏｒｃ）システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003227315A true JP2003227315A (ja) | 2003-08-15 |
Family
ID=27749968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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2002
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