JP3147288U

JP3147288U - 太陽電池高温電気炉システム

Info

Publication number: JP3147288U
Application number: JP2008007202U
Authority: JP
Inventors: 秀雄片山
Original assignee: 秀雄片山
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2008-12-25
Anticipated expiration: 2018-09-16

Abstract

【課題】太陽電池の直流電源で高温電気炉を運転することのできる電気炉システムを提供する。
【解決手段】複数の太陽電池からなる太陽電池グループ１、１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃの並列回路と太陽電池グループ１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、及び１Ｇの並列回路とを配電装置８によって並列又は直列回路とした電気回路を高温電気炉１２の内部に設けた電極６及び７に接続したことと、上記太陽電池グループ１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、及び１Ｇの上面に各太陽電池グループの電圧、電流変換効率を良好にするためのフランネルレンズグループを配列して構成する。
【選択図】図５

Description

本考案は、太陽電池高温電気炉システムに関する。

従来、高温電気炉に使用される主な電源は交流電源を使用しており、特に産業廃棄物全般にわたっては、できるだけ無害化するために、通常１５００℃以上の温度が必要であり、また、使用する電源は主に交流電源であり、使用する電力が大きいので、交流６６００Ｖの高圧を一次電源としているが、産業廃棄物の処理には低電圧で電流の大きな電力を必要とするので、交流６６００Ｖから低電圧２００Ｖ以下として、電気炉の電極間に１０００Ａ以上の電流を流して炉内温度を１５００℃以上にしているのが現状である。従って、常に交流高圧電源を必要とし、また、電源変圧器及び制御装置は高価格であり、製作に長期間を要すると共に、交流６６００Ｖの送電線の無い所では多額の配線工事費を必要とする。設置後も電力使用の経費を常に必要とする欠点もある。また、高温電気炉の使用目的によっては、交流から直流に変換する場合は、使用電力によっては、電源変圧器以上の高額な交流−直流変換器が必要な欠点を有する。

大電力、即ち、１００ＫＶＡ以上の高温電気炉の電源に必要な交流６６００Ｖを必要とする装置で常に使用電力の経費を減少して、必要に応じて自由に必要とする低電圧と電流を得ることと、設置後の電力使用経費を減少すると共に、電気的に複雑な回路及びシステムを必要としないことであり、６６００Ｖ以上の交流電源の無い所でも、産業廃棄物処理用の電気炉が設置できるようにすることである。

本考案は、従来の高電圧交流電源を使用しないで、太陽電池による電源を使用して、電源変圧器を必要としない。必要に応じて電圧、電流を自由に変更して高温電気炉に応用することである。また、太陽電池の出力効率を良好にするために、太陽電池の上面にフランネルレンズを設けたことである。

上記のように、太陽電池の使用により、大電力高温電気炉に変圧器を必要とする従来の高温電気炉の構造を変更しないで運転ができると共に、交流高圧電源の無い所でも高温電気炉を設置することができると共に、炉内温度を従来の１５００℃以上の温度を発生できると共に、フランネルレンズを太陽電池に応用することにより、常時、従来の太陽電池の効率を電圧において１．２倍以上、電流において１．５倍以上を得ることと、電圧及び電流値を交流電源使用時のような変圧器の巻線タップを変更する装置が必要なく、簡単に変更することができる。

本考案の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。

高温電気炉１２を内部に設置した建屋３の屋根４の上面に、太陽電池グループ１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ及び１Ｇを空間５Ａを保って設け、上記の太陽電池グループの上面に同じく空間５を保って、フランネルレンズグループ２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ及び２Ｇを設けたことである。

フランネルレンズグループ２〜２Ｇと太陽電池グループ１〜１Ｇ間に設けてある空間５は、複数のフランネルレンズグループ２〜２Ｇ等の太陽光の輝度が一番良好に複数の太陽電池グループ１〜１Ｇ等の上面に達するようになっている間隔である。また、夏季は太陽光と共に熱が太陽電池に影響して、電圧・電流の変換効率が減少するため、空間５及び空間５Ａは、屋根４の傾斜のため、空気の流通により太陽電池グループ１〜１Ｇの温度を減少させることで電圧・電流の変換効率の減少を防止することができる。

太陽電池グループ１〜１Ｃからの直流電源と太陽電池グループ１Ｄ〜１Ｇからの直流電源を配電装置８の内部で並列接続、または直列接続し、任意の直流電圧、電流値として高温電気炉１２の内部に設けてある電極６及び７に供給することができる。電極６及び７間に与えられた電圧により、電極６及び７間に投入されたカーボン粒体層１３に電流が流れることによりカーボン粒体層１３が発熱し、任意、必要とする温度にすることができる。従って、交流電源のように変圧器を使用すること無く、任意の電圧で、太陽電池グループ１〜１Ｇの許容範囲内の発生電力で１５００℃以上の高温を得ることができる。また、太陽電池グループ１〜１Ｇの（＋）側電気回路に過電流リレー１４を接続して、電極６及び７間に流れる電流が過大になった時、瞬時に太陽電池グループ１〜１Ｇから流れる過大電流を停止して、太陽電池グループ１〜１Ｇの損傷を防止することができる。また、ダイオードＤ−１及びＤ−２は、太陽電池グループ１〜１Ｃと太陽電池グループ１Ｄ〜１Ｇとの相互間の電圧が違っていた時、互いに流れる電流の違いの干渉を防止するためのダイオードである。配電装置８に接続してある直流・交流の変圧器であるＤＣ−ＡＣ変換装置１１で交流３相の電圧を供給しているアクチュエータ９及び１０を使用して高温電気炉１２の内部に設けてある電極６及び７を同時に水平移動をしてカーボン粒体層１３に流れる電流値を加減して、カーボン粒体層１３からの発生熱を加減することができる。高温電気炉１２の上部に設けた放射熱型温度センサ１５によってカーボン粒体層１３からの発生温度を測定することができる。

図３及び図４に示したフランネルレンズグループ固定部Ｂ−１に固定されたフランネルレンズグループＢの形状は、太陽電池グループ固定部Ａ−１に固定された太陽電池グループＡより大型にしていることで、太陽電池グループＡの上面に均一の光の輝度が得られるようにする一例を示す。また、フランネルレンズグループＢと太陽電池グループＡ間の間隔は、上記に示すように、最良の輝度が得られる間隔にしてある。

本案の各太陽電池グループと各フランネルレンズグループとを建屋の屋根上に設置した側面図フランネルレンズグループの下面に各太陽電池グループを設置した平面図フランネルレンズグループの下面に太陽電池グループを置いた一例を示す平面図フランネルグループと太陽電池グループとの一定間隔を示す一例を示す側面図太陽電池グループを高温電気炉に応用した電気回路概略図

符号の説明

１太陽電池
１Ａ太陽電池
１Ｂ太陽電池
１Ｃ太陽電池
１Ｄ太陽電池
１Ｅ太陽電池
１Ｆ太陽電池
１Ｇ太陽電池
２フランネルレンズ
２Ａフランネルレンズ
２Ｂフランネルレンズ
２Ｃフランネルレンズ
２Ｄフランネルレンズ
２Ｅフランネルレンズ
２Ｆフランネルレンズ
２Ｇフランネルレンズ
３建屋
４屋根
５空間
５Ａ空間
６電極
７電極
８配電装置
９アクチュエータ
１０アクチュエータ
１１ＤＣ−ＡＣ変換装置
１２高温電気炉
１３カーボン粒体層
１４過電流リレー
１５放射熱型温度センサ
Ａ太陽電池グループ
Ａ−１太陽電池グループ固定部
Ｂフランネルレンズ
Ｂ−１フランネルレンズ固定部
Ｄ−１ダイオード
Ｄ−２ダイオード

Claims

複数の太陽電池からなる太陽電池グループ（１）、（１Ａ）、（１Ｂ）、（１Ｃ）、（１Ｄ）、（１Ｅ）、（１Ｆ）及び（１Ｇ）等を建屋（３）の屋根（４）の上面に任意の空間（５Ａ）を設けた位置に設け、この上面に太陽光の輝度を良好にする間隔の空間（５）を保持した位置に、前記太陽光電池グループ（１）〜（１Ｇ）に良好なる光の輝度が当たるように前記太陽電池グループ（１）〜（１Ｇ）と同数からなる前記太陽電池グループの形状より大型のフランネルレンズ（２）、（２Ａ）、（２Ｂ）、（２Ｃ）、（２Ｄ）、（２Ｅ）、（２Ｆ）及び（２Ｇ）等を設けたことを特徴とした太陽電池高温電気炉システム。
前記太陽電池グループ（１）、（１Ａ）、（１Ｂ）及び（１Ｃ）の並列接続電気回路と前記太陽電池グループ（１Ｄ）、（１Ｅ）、（１Ｆ）及び（１Ｇ）の並列電気回路を並列、または直列回路に接続できる配電装置（８）を設け、この配電装置（８）で接続した前記の並列回路、または直列回路の（＋）及び（−）電気回路を高温電気炉（１２）内に設けた電極（６）及び（７）に接続し、前記電極６及び７を同時に水平移動するためのアクチュエータ（９）及び（１０）の３相交流電源を前記配電装置（８）の直流電源から変換されるＤＣ−ＡＣ変換装置（１１）を設けたことを特徴とする請求項１の太陽電池高温電気炉システム。