JP2010144542A - 高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 建屋内の空気を効率よく昇温できるようにする。
【解決手段】 高温放熱物体としての熱延コイル２を一時貯蔵するためのコイルヤード１の建屋３の天井中央部に、上下方向に延びる排気タワー４の下端部を連通させ、排気タワー４の所要個所に発電タービン５を設置する。建屋３の側壁６に、側壁内面に沿わせて水平方向に空気８を流入させるための空気ダクト７を、建屋３内への空気８の流入方向が平面視で時計回り方向に揃うように設ける。高温状態の熱延コイル２を、順次コイルヤード１に搬入し集積して貯蔵するときに、熱延コイル２の熱により、建屋３内の空気８を対流伝熱により昇温させ、浮力が生じた空気８を排気タワー４に流通させて発電タービン５を回して発電させる。この際、各空気ダクト７を通して外部より建屋３内へ流入する空気流れにより、建屋３内に旋回流を発生させて、建屋３内の空気８の熱延コイル２との熱交換時間を増大させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種プラントにて高温状態で製造された後、自然に放熱させて冷却させるようにしてある高温放熱物体の保有する熱を効率よく回収して発電に有効利用できるようにするための高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置に関するものである。

一般に、鉄鋼一貫製鉄所では、製鋼した後の溶鋼を連続鋳造することによりスラブ等の鋼片とし、次いで、該鋼片を熱間圧延して、圧延された鋼板はコイル状に巻き取って熱延コイルとし、更に、この熱延コイルを、更に冷間圧延等の所定の処理を経ることで鋼材等の鉄鋼製品を製造するようにしてある。

上記のようにして鉄鋼製品を製造する過程で溶綱より連続鋳造されるスラブ等の鋼片は、製造された直後は１０００度以上となっているため、スラブヤードのような貯蔵ヤードへ移して、連続鋳造時に加えられて上記スラブ等の鋼片に残存する熱を放散させながら、次の圧延工程に移るまで一時貯蔵するようにしてあり、通常は、該貯蔵ヤードに受け入れられた順に該スラブ等の鋼片を次工程へ送るようにしてある。

又、上記熱延コイルは、製造直後は５００〜６００度程度の高温となっているため、コイルヤードへ移して、熱間圧延時に加えられて該熱延コイルに残存する熱を放散させながら、次の工程に移るまで一時貯蔵するようにしてあり、通常は、該コイルヤードに受け入れられた順に該熱延コイルを次工程へ送るようにしてある。

したがって、上記した如き鉄鋼一貫製鉄所では、スラブ等の鋼片や熱延コイル等の鉄鋼中間製品を製造する際に多量の熱が投入されているが、高温状態で製造された鉄鋼中間製品に残存する熱は単に大気中に放散させているのみであって、特に有効活用されていないというのが実状である。そのために、近年問題となっているＣＯ_２排出量をいかに削減するかという観点からすると、上記したように熱の投入により高温状態で製造されるスラブ等の鋼片や熱延コイル等の鉄鋼中間製品より放散される熱をも回収してエネルギーとして有効活用することが望まれる。

なお、発電設備が設けられた火力発電所建屋に、上記発電設備の熱により生じる上昇気流を利用して発電する風力発電手段を備えると共に、上記上昇気流を排出する排出口を設けた構成を有する火力発電所建屋風力発電システムが従来提案されており、更に、かかる火力発電所建屋風力発電システムでは、上記火力発電所建屋をボイラー建屋やタービン建屋とすることも提案されている。かかる構成としてある火力発電所建屋風力発電システムによれば、火力発電所建屋に設置された発電設備内で発生した熱のうち、放熱によって暖められる空気に生じる上昇気流を利用して、風力発電手段により発電させることができるとされている（たとえば、特許文献１参照）。

しかし、上記火力発電所建屋風力発電システムのように、鉄鋼一貫製鉄所にて、上記スラブ等の鋼片を製造する連続鋳造設備の建屋や、熱延コイルを製造する熱間圧延設備の建屋に、風力発電設備を装備させる構成としても、１つの製造ラインで順に製造される鉄鋼中間製品の個々のものが放出する熱量には自ずから制限があり、しかも、製造された鉄鋼中間製品は、順次搬出されるため、その製造設備が設置されている建屋内で上記鉄鋼中間製品が放出する熱量も制限され、しかも、鉄鋼中間製品の製造設備を収容している建屋は大規模であるため、建屋全体では熱密度が低く、したがって、効率よく発電を行わせることは難しい。

そこで、本出願人は、スラブ等の鋼片を一時貯蔵するようにしてあるスラブヤードの如き貯蔵ヤードや、熱延コイルを一時貯蔵するようにしてあるコイルヤードのような、上記各種プラントにて高温状態で製造される高温放熱物体を一時貯蔵するようにしてある貯蔵ヤードは、通常、多くの高温放熱物体が集積して貯蔵されているため熱密度が高くなっており、しかも、上記スラブヤードの如き貯蔵ヤードやコイルヤードでは、通常は、スラブ等の鋼片や熱延コイル等が製造直後の高温状態のものが新たに搬入されると、先に搬入されて長時間のヤード滞在により十分に放熱を行ったものから順次搬出が行われるようにしてあり、内部に貯蔵されている高温放熱物体の総量があまり変化せず、よって、貯蔵されている高温放熱物体の保有する熱の総和があまり変化しないという点、及び、これら物体のほとんどの放熱がヤード内で行われ、よって、ヤード内で効率的に高温放熱物体が有していた熱を回収できる点に着目して、先の出願（特願２００８−０２６７２０号）において、高温放熱物体を一時集積して貯蔵するようにしてある高温放熱物体貯蔵ヤードの建屋の天井部に、頂部を上方へ延びる筒状部としてなる排気タワー（チムニー）を設け、該排気タワーの上記筒状部の所要個所に、発電タービンを設置して上昇気流で発電させるようにした構成を有する高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置を提案している。

かかる高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置によれば、高温放熱物体貯蔵ヤード内に貯蔵される高温放熱物体と、高温放熱物体貯蔵ヤードの建屋内の空気との自然対流伝熱による熱交換で、上記高温放熱物体の周囲の空気を昇温させ、この昇温した空気が密度低下することで生じる浮力を利用して、該昇温した空気を建屋天井部の排気タワーに向けて上昇させ、この際、建屋内の空気が昇温されて建屋天井部の排気タワーへ向かうことで、建屋の所要個所、たとえば、該建屋の側壁の下部に設けてある吸気口より低温の外気を上記建屋内へ導入し、この吸気口より建屋内へ導入された空気が上記高温放熱物体からの対流伝熱を受けて順次昇温されて上記排気タワーへ向かうようにすることで、該排気タワーの内部に昇温された空気の上昇気流を発生させて、この上昇気流により上記排気タワーに設けた発電タービンを駆動して風力発電を行わせることができるようにしてある。

特開２００６−７７６７６号公報

ところが、熱延コイル等の鉄鋼中間製品の如き高温放熱物体は、表面積が体積に比して小さいため、表面での対流による空気への伝熱量の総和があまり大きなものとはなっていない。

しかし、本出願人が先の出願（特願２００８−０２６７２０号）で提案している高温放熱物体の貯蔵ヤード発電装置では、建屋内へ外気を導入するために該建屋の側壁の下部に設けてある吸気口を、単に外気を建屋内へ導き入れる開口としてあるため、該吸気口より建屋内へ導入された空気は、該建屋内で高温放熱物体の保有する熱により暖められて少しでも浮力が生じると、直線的に建屋天井部に設けてある排気タワーへ向かうようになる。

そのために、上記吸気口より建屋内に取り入れられた空気の流れは鉛直成分が主となることから、該建屋内における高温放熱物体との熱交換時間が比較的短くなってしまう。しかも、上記したように、高温放熱物体の表面での対流による空気への伝熱量の総和があまり大きなものとはなっていないことから、上記建屋内で暖められる空気の温度上昇をあまり大きくできないというのが実状である。

このことは、排気タワー内を上昇する空気の密度低下の妨げになり、よって、該排気タワー内を上昇する空気の運動エネルギーの低下に繋がってしまうため、駆動される発電タービンによる発生電力が小さなものとなってしまう。したがって、高温放熱物体貯蔵ヤードに上記高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置を装備するための初期コストの回収期間が長くなる可能性が懸念されるというのが実状である。

そこで、本発明は、本出願人が以前提案している高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置の考えを更に発展させて、高温放熱物体貯蔵ヤード内に貯蔵される高温放熱物体と、該高温放熱物体貯蔵ヤード内に導入される空気との熱交換時間を増大させることができるようにして、上記高温放熱物体との対流伝熱により昇温される空気の温度上昇を高めることができて、排気タワー内を上昇する空気をより密度低下させ、該排気タワー内を上昇する昇温した空気の運動エネルギーを増大させて、発電タービンにより回収可能なエネルギーを更に増大させることが可能な高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、高温放熱物体を一時集積して貯蔵するようにしてある高温放熱物体貯蔵ヤードの建屋の天井の中央部に、該建屋の上側に設けた上下方向に延びる排気タワーの下端部を連通接続し、且つ上記建屋の周壁の所要の複数個所に、該建屋周壁の内面に沿わせて水平方向に空気を流入させることができるようにしてある空気ダクトを、該各空気ダクトを通して建屋内へ水平方向に流入する空気の流入方向が平面視で時計回り方向又は反時計回り方向のいずれか一方に揃うようにして設け、更に、上記排気タワーの所要個所に、発電タービンを設置して上昇気流で発電させるようにした構成を有することを特徴とする高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置。

又、請求項２に対応して、高温放熱物体を一時集積して貯蔵するようにしてある高温放熱物体貯蔵ヤードの建屋の天井の中央部に、該建屋の上側に設けた上下方向に延びる排気タワーの下端部を連通接続し、上記建屋内の天井部の所要個所に、建屋内に貯蔵される高温放熱物体へ水を噴霧するための水噴霧ノズルを設け、且つ上記建屋の周壁の所要の複数個所に、該建屋周壁の内面に沿わせて水平方向に空気を流入させることができるようにしてある空気ダクトを、該各空気ダクトを通して建屋内へ水平方向に流入する空気の流入方向が、平面視で時計回り方向又は反時計回り方向のいずれか一方に揃うようにして設け、更に、上記排気タワーの所要個所に、発電タービンを設置して、上記空気ダクトより建屋内に流入することにより該建屋内で旋回流となる空気と一緒に、上記水噴霧ノズルより噴霧する水が高温放熱物体の保有する熱で蒸発して生じる水蒸気を上記排気タワーへ導いて、該空気と水蒸気が排気タワー内を上昇する上昇気流で上記発電タービンを駆動して発電させるようにした構成とする。

更に、上記各構成において、高温放熱物体を、製鉄所における鉄鋼中間製品とし、周壁の所要の複数個所に空気ダクトを設けた高温放熱物体貯蔵ヤードの建屋を、上記鉄鋼中間製品を一時貯蔵するための貯蔵ヤードの建屋とした構成とする。

更に又、上記構成において、高温放熱物体としての鉄鋼中間製品を、製鉄所の熱間圧延設備にて製造される熱延コイルとし、周壁の所要の複数個所に空気ダクトを設けた鉄鋼中間製品を一時貯蔵するための高温放熱物体貯蔵ヤードの建屋としての貯蔵ヤードの建屋を、コイルヤードの建屋とした構成とする。

本発明の高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）高温放熱物体を一時集積して貯蔵するようにしてある高温放熱物体貯蔵ヤードの建屋の天井の中央部に、該建屋の上側に設けた上下方向に延びる排気タワーの下端部を連通接続し、且つ上記建屋の周壁の所要の複数個所に、該建屋周壁の内面に沿わせて水平方向に空気を流入させることができるようにしてある空気ダクトを、該各空気ダクトを通して建屋内へ水平方向に流入する空気の流入方向が平面視で時計回り方向又は反時計回り方向のいずれか一方に揃うようにして設け、更に、上記排気タワーの所要個所に、発電タービンを設置して上昇気流で発電させるようにした構成としてあるので、熱の投入を伴って製造された高温放熱物体の保有する熱により、主として対流伝熱によって高温放熱物体貯蔵ヤードの建屋内の空気を昇温させ、この昇温した空気に浮力が発生することで生じる上昇気流を、建屋の天井の中央部に接続してある排気タワーに集めて流通させることで発電タービンを回して発電できる。更に、上記建屋内の昇温した空気が上記排気タワーに向かうことに伴って上記建屋の周壁に設けた各空気ダクトを通して建屋外部の空気が建屋内へ導かれるときには、該各空気ダクトより流入する空気流れの方向が、建屋の周壁の内面に沿う水平方向で且つ平面視で時計回り方向又は反時計回り方向のいずれか一方に揃えられているため、上記建屋内に、鉛直成分の少ない旋回流となる空気流れを発生させることができて、建屋内の空気の高温放熱物体との熱交換時間を増大させることができることから、該建屋内の空気を効率よく昇温できて、より大きな浮力を生じた昇温された空気を上記排気タワーへ導くことができる。よって、上記排気タワーの内部を上昇する空気量を増大させることができ、発電タービンにより回収可能なエネルギーを増大させることができるため、該発電タービンの出力を増加させることができる。
（２）よって、高温放熱物体貯蔵ヤードの建屋に本発明の高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置を装備するために要する初期コストの回収期間を短縮させることが可能になる。
（３）高温放熱物体を一時集積して貯蔵するようにしてある高温放熱物体貯蔵ヤードの建屋の天井の中央部に、該建屋の上側に設けた上下方向に延びる排気タワーの下端部を連通接続し、上記建屋内の天井部の所要個所に、建屋内に貯蔵される高温放熱物体へ水を噴霧するための水噴霧ノズルを設け、且つ上記建屋の周壁の所要の複数個所に、該建屋周壁の内面に沿わせて水平方向に空気を流入させることができるようにしてある空気ダクトを、該各空気ダクトを通して建屋内へ水平方向に流入する空気の流入方向が、平面視で時計回り方向又は反時計回り方向のいずれか一方に揃うようにして設け、更に、上記排気タワーの所要個所に、発電タービンを設置して、上記空気ダクトより建屋内に流入することにより該建屋内で旋回流となる空気と一緒に、上記水噴霧ノズルより噴霧する水が高温放熱物体の保有する熱で蒸発して生じる水蒸気を上記排気タワーへ導いて、該空気と水蒸気が排気タワー内を上昇する上昇気流で上記発電タービンを駆動して発電させるようにした構成とすることにより、上記（１）（２）と同様の効果に加えて、水噴霧ノズルより噴霧する水を高温放熱物体の保有する熱で蒸発させることで、大量の昇温した水蒸気を発生させることができ、この発生した水蒸気を、上記建屋内にて旋回流となる空気流れに合流させることで、該建屋内より排気タワーへ向かう昇温した気体の量を増大させることができる。
よって、上記排気タワーの内部を上昇する気流の風速を飛躍的に増大させることができて、上記発電タービンにより回収可能なエネルギーをより増大させて、該発電タービンの出力を格段に増加させることができる。
（４）高温放熱物体を、製鉄所における鉄鋼中間製品とし、周壁の所要の複数個所に空気ダクトを設けた高温放熱物体貯蔵ヤードの建屋を、上記鉄鋼中間製品を一時貯蔵するための貯蔵ヤードの建屋とした構成とすることにより、製鉄所にて高温状態で製造される鉄鋼中間製品が保有する熱を、発電に有効利用してエネルギーとして回収することができる。
（５）高温放熱物体としての鉄鋼中間製品を、製鉄所の熱間圧延設備にて製造される熱延コイルとし、周壁の所要の複数個所に空気ダクトを設けた鉄鋼中間製品を一時貯蔵するための高温放熱物体貯蔵ヤードの建屋としての貯蔵ヤードの建屋を、コイルヤードの建屋とした構成とすることにより、高温状態で製造される熱延コイルが保有する熱を、発電に有効利用してエネルギーとして回収することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

図１（イ）（ロ）乃至図３（イ）（ロ）は本発明の高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置の実施の一形態として、鉄鋼一貫製鉄所等の製鉄所における熱間圧延設備にて製造される高温放熱物体としての鉄鋼中間製品である熱延コイル２を一時貯蔵するための高温放熱物体貯蔵ヤードとしてのコイルヤード１に適用する場合を示すもので、以下のような構成としてある。

すなわち、熱間圧延設備にて熱の投入を伴って製造される熱延コイル２を、次工程に移すまで一時貯蔵するようにしてあるコイルヤード建屋３の天井の中央部付近に、該建屋３の上側に設けた上下方向に延びる筒状の排気タワー４の下端部を連通接続する。この際、上記排気タワー４の下端部４ａをフレア状として、該排気タワー４の内側と上記コイルヤード建屋３の天井面が滑らかに連続するようにする。且つ上記排気タワー４における上下方向の所要個所に、発電タービン５を設置する。

更に、上記建屋３の周壁となる四方の側壁６における下部の所要個所に、該各側壁６の内面に沿わせて水平方向に空気（外気）８を流入させることができるようにした空気ダクト７を、該各空気ダクト７を通して建屋３内へ水平方向に流入する空気８の流入方向が、平面視で時計回り方向又は反時計回り方向のいずれか一方に、たとえば、図１（ロ）に示すように、上記各空気ダクト７を経た空気８の流入方向が平面視で時計回り方向にすべて揃うように設けてなる構成とする。

詳述すると、上記空気ダクト７は、たとえば、図２（イ）（ロ）に示す如く、水平方向に所要寸法延び且つ建屋３内と連通する開口部７ａを、建屋側壁６の内面に沿って上下方向に延びる矩形の開口部７ａとしたＮＡＣＡ型のダクトとする。又、上記空気ダクト７は、図３（イ）（ロ）に示す如く、水平方向に所要寸法延び且つ建屋３内と連通する開口部７ａを、建屋側壁６の内面に沿って上下方向に延びる矩形の開口部７ａとした２次元ランプ型のダクトとしてもよい。これにより、上記空気ダクト７を通して建屋外部より建屋３内に空気８を流入させることで、建屋３内では、側壁６の内面６ａに沿う水平方向の空気８流れを効率よく発生させることができるようにしてある。図２（イ）（ロ）及び図３（イ）（ロ）における符号６ｂは側壁６の外面を示している。

なお、上記空気ダクト７のサイズは、上記コイルヤード建屋３の規模や、上記排気タワー４の高さ、通常時に該建屋３内に貯蔵される熱延コイル２の個数等から、該建屋３内に貯蔵される熱延コイル２の保有する熱による対流伝熱によって昇温される建屋３内の空気８が、上記排気タワー４の内部を上昇して該排気タワー４の上端開口より外部へ排出されるようになるときの建屋３内部から外部への空気放出量に見合う空気流入量が得られるように適宜設定すればよい。又、上記空気ダクト７の設置数も、建屋３内部から外部への空気放出量に見合う空気流入量が得られるように適宜増減してよい。

又、図示してないが、上記コイルヤード建屋３における熱延コイル２の搬入口及び搬出口は、上記コイルヤード建屋３の所要の側壁６に設けて、開閉可能な扉を備えるようにしてあればよい。又、該搬入口及び搬出口の扉の下部にも、上記空気ダクト７と同様の空気ダクトを設けるようにしてもよい。

更に、上記建屋３内に、上記熱延コイル２の図示しない搬送手段を備えるようにしてもよい。

以上の構成としてある高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置を装備したコイルヤード１の建屋３に、図示しない熱間圧延設備で熱の投入を伴う熱間圧延処理によって製造された熱延コイル２を上記図示しない搬入口より搬入して、次工程に移すまで集積させた状態で一時貯蔵するようにすると、該コイルヤード建屋３内の各熱延コイル２の保有する熱が、主に対流伝熱により建屋３内の空気８へ熱移動されて、該建屋３内の空気８が昇温される。この昇温された空気８は、密度が低下し、生じる浮力によって、建屋３内を上昇して天井部の排気タワー４に向かい、該排気タワー４の内部を流通した後、上端出口より外部へ放出されるようになる。

よって、上記建屋３内の空気８が排気タワー４へ向けて上昇することで、建屋３の四方の側壁６の下部に設けてある各空気ダクト７より低温の外気が建屋３内へ導入される。この際、建屋３外部より上記各空気ダクト７を通して建屋３の内部へ導かれる空気８の流れは、該建屋３の側壁６の内面６ａに沿う流れとなると共に、空気８流れの方向が、平面視で時計回り方向にすべて揃えられているため、この各空気ダクト７を通して建屋３内部へ流入する空気８の流れは、水平方向成分が主となり、且つ上記建屋３の外周に沿い易い流れとなる。よって、上記各空気ダクト７を通して流入する空気８流れの慣性により、上記建屋３内全体では、図１（ロ）に示すように、鉛直成分が比較的小さい旋回流となる空気８流れが形成されるようになる。

上記建屋３内にて旋回流となる空気８流れは、鉛直成分が小さいため、該建屋３天井部の中央付近に設けてある排気タワー４に達するまでに要する時間が長くなり、よって、上記コイルヤード建屋３内に大面積に広がって置かれている各熱延コイル２との対流伝熱による熱交換時間が増大するため、上記各熱延コイル２からの対流伝熱により昇温される空気８の温度上昇がより高められるようになる。

以上により、建屋３内の空気８の密度がより低下して、浮力が増大するようになるため、該建屋３内で浮力が生じた上記空気８が上記排気タワー４に導かれてその内部を上昇するようになるときの空気８流量が増大するようになる。よって、この流量が増大した空気８の上昇気流により上記排気タワー４に設けてある発電タービン５の駆動が行われて風力発電が行われるようになる。

このように、本発明の高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置によれば、製造直後の高温を有する熱延コイル２が集積して貯蔵されることで、熱密度が高くなっているコイルヤード１の建屋３内にて、鉛直成分の少ない空気８の旋回流を発生させることができて、建屋３内の空気８の各熱延コイル２との熱交換時間を増加させることができるようにしてあるため、コイルヤード建屋３の側壁６に単に外気の導入を行うための開口を設けた構成とする場合に比して、該建屋３内の空気８をより効率よく昇温できて、より大きな浮力を生じた昇温された空気８を排気タワー４へ導くことができる。よって、該排気タワー４の内部を上昇する空気量を増大させることができることに伴い、発電タービン５により回収可能なエネルギーを増大させることができて、該発電タービン５の出力を増加させることができる。

したがって、コイルヤード１の建屋３に本発明の高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置を装備するために要する初期コストの回収期間を短縮させることが可能になる。

次に、図４（イ）（ロ）は本発明の実施の他の形態として、図１（イ）（ロ）乃至図３（イ）（ロ）の実施の形態の応用例を示すもので、図１（イ）（ロ）乃至図３（イ）（ロ）に示したと同様の構成において、建屋３内の天井部に、該建屋３内に置かれる熱延コイル２の配置に対応させて多数の水噴霧ノズル９を配置して設けると共に、該各水噴霧ノズル９に、建屋外部の送水ポンプ１０より水１２を導く水供給ライン１１をそれぞれ接続してなる構成として、上記送水ポンプ１０より水供給ライン１１を通して供給される水１２を、上記各水噴霧ノズル９より建屋３内に貯蔵されている熱延コイル２に対して霧状又はシャワー状に噴霧できるようにしたものである。

更に、上記各水噴霧ノズル９に接続した水供給ライン１１上には、該各水噴霧ノズル９ごとに個別に対応する水供給バルブ１３を備えて、各水噴霧ノズル９からの水１２の噴霧と、噴霧停止とを個別に切り換え可能な構成としてある。これにより、上記建屋３内に貯蔵されている各熱延コイル２のうち、たとえば、該建屋３に搬入されてからあまりヤード滞在時間が経過していない比較的高温の熱延コイル２群の上方に配置されている水噴霧ノズル９に対応する水供給バルブ１３のみを開くようにすることで、上記比較的高温の熱延コイル２群に選択的に水１２を噴霧することができるようにしてある。

なお、上記送水ポンプ１０で各水噴霧ノズル９に供給する水１２としては、たとえば、上記熱延コイル２を製造する熱間圧延設備（図示せず）における熱間圧延の冷却工程での使用に供された後の加温された（暖められた）冷却水を用いるようにすれば、水噴霧ノズル９より噴霧する水１２を熱延コイル２の保有する熱により蒸発させる際、該水１２を蒸発温度まで昇温させるために要する顕熱分のエネルギーを低減できるため、上記熱延コイル２の保有する熱による水蒸気１４の発生効率を高めるのに有利な構成とすることができる。

その他の構成は図１（イ）（ロ）乃至図３（イ）（ロ）に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。

本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様に、熱延コイル２を貯蔵したコイルヤード１の建屋３にて、四方の側壁６に設けてある各空気ダクト７を通して該建屋３内へ空気８を流入させることで、上記建屋３に鉛直成分の小さい旋回流となる空気８流れを生じさせることができる。

更に、上記建屋３内に貯蔵されている各熱延コイル２のうち、比較的高温の熱延コイル２群の上方に配置されている各水噴霧ノズル９に対応する水供給バルブ１３を開くと、上記送水ポンプ１０より水供給ライン１１を経て供給される水１２が、上記比較的高温の熱延コイル２群に向けて霧状又はシャワー状に噴霧され、この比較的高温の熱延コイル２群に向けて噴霧された水１２の水滴は、その一部が、上記熱延コイル２の保有する熱の対流伝熱によって昇温された空気８との接触により落下途中で加熱されて蒸発すると共に、上記噴霧された水滴の残部は、上記比較的高温の熱延コイル２群に降りかかり、この際、各熱延コイル２に接触した水滴は、該各熱延コイル２の保有する熱により直接加熱されて蒸発させられる。

上記各水噴霧ノズル９より上記比較的高温の熱延コイル２群へ噴霧された水１２が、該熱延コイル２群の保有する熱により直接的、あるいは、昇温された空気８を介して間接的に加熱されて蒸発して水蒸気１４になると、体積が千数百倍に膨張する。このため、上記建屋３内では、熱延コイル２との対流伝熱により昇温される空気８に対し、上記各水噴霧ノズル９より噴霧された水１２が蒸発することで生じた多量の水蒸気１４が加わることで、昇温された気体の量が大幅に増加される。

したがって、上記水蒸気１４が昇温した空気８の旋回流に混合された状態で、建屋３の天井部の中央付近に設けてある排気タワー４に向かい、該排気タワー４の内部を流通した後、上端出口より外部へ放出されるようになることで、該排気タワー４の内部を上昇する気流が増速され、この増速された上昇気流により該排気タワー４に設けてある発電タービン５が駆動されて、風力発電が行われるようになる。

このように、本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様の効果に加えて、上記水噴霧ノズル９より噴霧する水１２を熱延コイル２の保有する熱により蒸発させて大量の水蒸気１４を発生させ、この多量の水蒸気１４も上記排気タワー４へ導くことができるため、該排気タワー４の内部を上昇する気流の風速を飛躍的に増大させることができて、上記発電タービン５により回収可能なエネルギーを増大させて、該発電タービン５の出力を格段に増加させることが可能となる。

したがって、コイルヤード１の建屋３に本実施の形態の高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置を装備するために要する初期コストの回収期間をより短縮させることが可能になる。

なお、上記コイルヤード１は、通常、新たに製造された保有熱の大きな熱延コイル２が順次搬入されると、該コイルヤード１に既に貯蔵されている熱延コイル２のうち、最も先に搬入されたもの、すなわち、最も長く熱を放散して温度が低くなった熱延コイル２が図示しない搬出口を通して順次搬出されるようにしてあるので、上記コイルヤード１の建屋３に、保有熱が大きくて比較的高温の熱延コイル２が新たに搬入された場合は、上記各水噴霧ノズル９ごとに装備してある水供給バルブ１３のうち、上記新たに搬入された熱延コイル２の上方に位置する水噴霧ノズル９に対応する水供給バルブ１３を開操作するようにして、上記建屋３に新たに搬入された保有熱の大きな熱延コイル２へ水の噴霧を開始させるようにすればよい。

一方、コイルヤード１に既に貯蔵されている熱延コイル２のうち、噴霧する水１２を十分に蒸発させることができない程度まで温度が低くなった熱延コイル２の上方の水噴霧ノズル９に対応する水供給バルブ１３は、閉操作するようにすればよい。

又、上記熱延コイル２を搬送する等のために上記コイルヤード１の建屋３に作業者が入るときには、上記水噴霧ノズル９からの水１２の噴霧は停止させるようにすればよい。

なお、本発明は上記各実施の形態のみに限定されるものではなく、排気タワー４の内部を流通する上昇気流により発電タービン５を駆動できるようにしてあれば、上記排気タワー４における発電タービン５を設置する高さ位置は適宜変更してもよい。

又、コイルヤード１の建屋３の側壁６に設ける空気ダクト７としては、図２（イ）（ロ）に示した如きＮＡＣＡ型のダクトと、図３（イ）（ロ）に示した如き２次元ランプ型のダクトを例示したが、該空気ダクト７を通して建屋３外部の空気８を建屋３の内部へ流入させることで、該建屋３の側壁６の内面６ａに沿う水平方向の空気８流れを生じさせることができるようにしてあれば、図示した以外の形式の空気ダクト７を用いてもよい。

建屋３の側壁６に設ける各空気ダクト７の上下方向や水平方向の配置は、建屋３の形状等に応じて適宜変更してもよい。

図４（イ）（ロ）の実施の形態では、コイルヤード１の建屋３内の天井部に設ける各水噴霧ノズル９に、該各水噴霧ノズル９からの水１２の噴霧又は噴霧停止を個別に切り替える水供給バルブ１３をそれぞれ設けるものとして示したが、上記建屋３の或る範囲に設けられた複数個の水噴霧ノズル９ごとに１つの水供給バルブ１３を設けるようにしてもよい。更に、コイルヤード１の建屋３にて、新たに製造された保有熱の大きな熱延コイル２が搬入される個所が定められている場合は、該建屋３にて、上記新たに製造された保有熱の大きな熱延コイル２が搬入される個所の上方にのみ水噴霧ノズル９を設けるようにしてもよい。

更に、本出願人が先の出願（特願２００８−０２６７２０号）で提案しているような、建屋３内に貯蔵される熱延コイル２の保有する熱により該建屋３内の空気８の昇温効率を高めるための手段、たとえば、コイルヤード１の建屋３の床部に、各熱延コイル２の下側へ空気８を通気させるための図示しないすのこ状部材を設けて、該すのこ状部材の上側にコイルヤード１に搬入される熱延コイル２を載置させる構成や、コイルヤード１の建屋３の内底部に、コイルヤード１の建屋３の底部から地盤への熱の散逸を抑えるための高温耐性を有する断熱材を敷き詰める構成を付加するようにしてもよい。

上記各実施の形態では、いずれも、熱の投入を伴って製造される高温放熱物体として、製鉄所にて製造される鉄鋼中間製品である熱延コイル２を一時貯蔵するためのコイルヤード１に適用する場合について示したが、製鉄所にて熱の投入を伴う連続鋳造設備で製造されるスラブ等の鋼片を一時貯蔵するようにしてあるスラブヤードの如き中間鉄鋼製品の貯蔵ヤードに適用してもよい。更には、各種プラントにて熱の投入を伴って製造される高温放熱物体の保有する熱を放散させながら次工程へ送る前に一時集積して貯蔵するようにしてある高温放熱物体貯蔵ヤードであれば、いかなる高温放熱物体貯蔵ヤードに適用してもよい。

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置の実施の一形態として、コイルヤードに適用した場合を示すもので、（イ）は概略切断側面図、（ロ）は建屋内の空気の流れを示す概略平面図である。 図１の装置における空気ダクトの一例を示すもので、（イ）は建屋外側からの該略斜視図、（ロ）は建屋内側からの概略斜視図である。 図１の装置における空気ダクトの別の例を示すもので、（イ）は建屋外側からの該略斜視図、（ロ）は建屋内側からの該略斜視図である。 本発明の実施の他の形態を示すもので、（イ）は該略切断側面図、（ロ）は建屋内の空気の流れを示す概略切断平面図である。

符号の説明

１ コイルヤード（高温放熱物体貯蔵ヤード）
２ 熱延コイル（高温放熱物体、鉄鋼中間製品）
３ 建屋
４ 排気タワー
４ａ 下端部
５ 発電タービン
６ 側壁（建屋の周壁）
７ 空気ダクト
８ 空気
９ 水噴霧ノズル
１１ 水供給ライン

Claims (4)

1. 高温放熱物体を一時集積して貯蔵するようにしてある高温放熱物体貯蔵ヤードの建屋の天井の中央部に、該建屋の上側に設けた上下方向に延びる排気タワーの下端部を連通接続し、且つ上記建屋の周壁の所要の複数個所に、該建屋周壁の内面に沿わせて水平方向に空気を流入させることができるようにしてある空気ダクトを、該各空気ダクトを通して建屋内へ水平方向に流入する空気の流入方向が平面視で時計回り方向又は反時計回り方向のいずれか一方に揃うようにして設け、更に、上記排気タワーの所要個所に、発電タービンを設置して上昇気流で発電させるようにした構成を有することを特徴とする高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置。
2. 高温放熱物体を一時集積して貯蔵するようにしてある高温放熱物体貯蔵ヤードの建屋の天井の中央部に、該建屋の上側に設けた上下方向に延びる排気タワーの下端部を連通接続し、上記建屋内の天井部の所要個所に、建屋内に貯蔵される高温放熱物体へ水を噴霧するための水噴霧ノズルを設け、且つ上記建屋の周壁の所要の複数個所に、該建屋周壁の内面に沿わせて水平方向に空気を流入させることができるようにしてある空気ダクトを、該各空気ダクトを通して建屋内へ水平方向に流入する空気の流入方向が、平面視で時計回り方向又は反時計回り方向のいずれか一方に揃うようにして設け、更に、上記排気タワーの所要個所に、発電タービンを設置して、上記空気ダクトより建屋内に流入することにより該建屋内で旋回流となる空気と一緒に、上記水噴霧ノズルより噴霧する水が高温放熱物体の保有する熱で蒸発して生じる水蒸気を上記排気タワーへ導いて、該空気と水蒸気が排気タワー内を上昇する上昇気流で上記発電タービンを駆動して発電させるようにした構成を有することを特徴とする高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置。
3. 高温放熱物体を、製鉄所における鉄鋼中間製品とし、周壁の所要の複数個所に空気ダクトを設けた高温放熱物体貯蔵ヤードの建屋を、上記鉄鋼中間製品を一時貯蔵するための貯蔵ヤードの建屋とした請求項１又は２記載の高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置。
4. 高温放熱物体としての鉄鋼中間製品を、製鉄所の熱間圧延設備にて製造される熱延コイルとし、周壁の所要の複数個所に空気ダクトを設けた鉄鋼中間製品を一時貯蔵するための高温放熱物体貯蔵ヤードの建屋としての貯蔵ヤードの建屋を、コイルヤードの建屋とした請求項３記載の高温放熱物体貯蔵ヤード発電装置。

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