JP3223710U - 超臨界発電構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】超臨界発電構造を提供する。【解決手段】発電機11、及び発電機に螺旋接合される圧縮ホイール13とタービン14を備える。前記圧縮ホイールが圧縮ホイール室により包囲され、そして前記タービンがタービン室により包囲され、前記タービン室に二酸化炭素を収容する二酸化炭素加熱容器2が連結され、二酸化炭素加熱容器に二酸化炭素を加熱してタービンを駆動する加熱装置3が連結され、かつ前記タービン室に二酸化炭素冷却容器5が連結され、前記二酸化炭素冷却容器に吸収式冷水機6が連結され、及び前記圧縮ホイール室に前記圧縮ホイールを駆動し、前記圧縮ホイール室に前記二酸化炭素加熱容器が連結され、これにより、二酸化炭素による圧縮ホイールとタービンとの循環駆動を完了させることで、圧縮ホイールとタービンとを循環駆動させて発電機が持続発電するように駆動される。【選択図】図1
Description
本考案は、超臨界発電構造であり、その内、二酸化炭素の高温と超臨界状態に基づいて発電機を循環駆動して持続発電する技術分野に関するものである。
生活電力の源とは、第1類属である原子力、火力と水力発電、第2類属である風力発電、第3類属である太陽エネルギー発電があるにすぎない。
第1類属の原子力、火力と水力発電では、自身が長持ち運転能力を持つが、建設コスト、運作コスト及びメンテナンスコストのいずれも極めて高価なものであるため、高度工業化と高度経済化とを兼ね備える人口密度が高い地域のみに適宜使用されることが、コストの実質的な平均配分利益に合致する。
第2類属の風力発電では、風受けの有効面積と発電の持続性を達成することができ、その単体製作はいずれも巨大な設計が大部分だと考えられ、従って風力発電の単体の建設コストとメンテナンスコストが高くついたままである。かつ、発電量は、季節により変化する風力強弱に影響を受けることも極めて容易であり、従って電力生産利益が普遍的に不均衡な状態となる。
第3類属の太陽エネルギー発電は、第1類属及び第2類属と比較して、組み立てコストの面では最低の一種であるので、普遍化を最も容易にできるが、太陽エネルギー発電が昼間あるいは日照のある時間帯のみに制限され、従って電力生産利益に持続性がない。
上記の発電類属では、仮に低コスト、独立の単位使用及び人口密度が低い地域への電力持続性供給に運用する必要がある場合、いずれもその制限性と不適用性があるため、持続性簡易発電を実現する方向に向けて解決するように頼ると共に、低コストの製作、低コストのメンテナンスと環境保護特性を兼ね備えることが期待できる。
上記に鑑み、電力源のコスト高価と持続性不足であることから、本願の考案者が、低コスト、持続性発電を実現する方向に向けて研究開発を進めるように促し、低コストの超臨界二酸化炭素を利用して循環発電するものが最適であることが分かる。
本考案の超臨界発電構造は、発電機を備え、前記発電機に制御部品が連結され、かつ前記発電機に圧縮ホイールとタービンとが螺旋接合される。前記圧縮ホイールが圧縮ホイール室により包囲され、そして前記タービンがタービン室により包囲される。前記タービン室の表面に高温二酸化炭素タービン駆動管と二酸化炭素導出管とが分布しており、前記高温二酸化炭素タービン駆動管に二酸化炭素加熱容器が連結され、かつ前記二酸化炭素加熱容器の内部に二酸化炭素が収容され、前記二酸化炭素加熱容器に加熱装置が連結される。そして、前記二酸化炭素導出管が昇温容器を貫通し、前記昇温容器の内部に吸熱体が収容され、かつ前記二酸化炭素導出管が前記昇温容器を通過した後に二酸化炭素冷却容器に連結され、前記二酸化炭素冷却容器に吸収式冷水機と超臨界管とが連結される。前記タービン室に前記圧縮ホイールを駆動する前記超臨界管が連結され、かつ前記圧縮ホイール室の表面に前記昇温容器を貫通した後に前記二酸化炭素加熱容器に繋がる二酸化炭素還流管が連結される。
前記加熱装置に太陽エネルギー加熱器が設けられ、前記太陽エネルギー加熱器に前記二酸化炭素加熱容器の内部まで延在する前記加熱還流管が繋がれる。ほかに、前記超臨界発電構造は、前記超臨界管に前記二酸化炭素冷却容器への二酸化炭素の逆流戻りを防止する逆止弁が増設される。
本考案の目的は、前記二酸化炭素加熱容器の内部の二酸化炭素は、加熱装置によって加温された後にタービン室に進入して発電機を連動するようにタービンを駆動するに従い、そして二酸化炭素を再び吸収式冷水機を通して超臨界範囲になるまで降温し、圧縮ホイール室に進入させて圧縮ホイールを駆動して相乗的に発電機を連動する。ゆえに、本考案は、二酸化炭素による圧縮ホイールとタービンとの循環駆動によって、発電機を持続連動させるという実質的利益が得られる。
本考案が提供する超臨界発電構造1は、少なくとも発電機11を備え、前記発電機11に少なくとも電力出力を設定及び調整と伝導する制御部品12が連結され、かつ前記発電機11に少なくとも圧縮ホイール13とタービン14とが螺旋接合され、前記圧縮ホイール13が圧縮ホイール室131により包囲され、そして前記タービン14がタービン室141により包囲され、前記タービン室141の表面に少なくとも高温二酸化炭素タービン駆動管A1と二酸化炭素導出管A2とが分布しており、前記高温二酸化炭素タービン駆動管A1に少なくとも二酸化炭素加熱容器2が連結され、かつ前記二酸化炭素加熱容器2の内部に二酸化炭素Bが収容され、前記二酸化炭素加熱容器2に少なくとも加熱装置3が連結され、前記加熱装置3に少なくとも前記二酸化炭素加熱容器2の内部まで延在し、二酸化炭素Bを加熱する加熱還流管31が設置され、そして前記二酸化炭素導出管A2が少なくとも昇温容器4を貫通し、前記昇温容器4の内部に吸熱体Cが収容され、かつ前記二酸化炭素導出管A2が前記昇温容器4を通過した後に少なくとも二酸化炭素冷却容器5に連結され、前記二酸化炭素冷却容器5に少なくとも吸収式冷水機6と超臨界管A3とが連結され、前記吸収式冷水機6に少なくとも前記二酸化炭素冷却容器5に延在し、二酸化炭素Bの温度を超臨界値になるまで吸収する熱エネルギー吸収還流管61が設置された後に、前記圧縮ホイール室131に前記圧縮ホイール13を駆動する前記超臨界管A3が連結され、かつ前記圧縮ホイール室131の表面に少なくとも前記昇温容器4を貫通した後に前記二酸化炭素加熱容器2に繋がる二酸化炭素還流管A4が連結される(図1参照)。
本考案は、前記加熱装置3に太陽エネルギー加熱器32が添設され、前記太陽エネルギー加熱器32に少なくとも使用期限を延長する蓄熱器321が繋がれ、蓄熱器321に少なくとも前記二酸化炭素加熱容器2の内部まで延在する前記加熱還流管31が設けられる(図1参照)。前記加熱装置3に風力熱エネルギー機33が外付け接続されてもよく、前記風力熱エネルギー機33から少なくとも加熱導体331が延伸して前記二酸化炭素加熱容器2内に入り込む(図2参照)。前記超臨界発電構造1は、少なくとも前記超臨界管A3に前記二酸化炭素冷却容器5への二酸化炭素Bの逆流戻りを防止する逆止弁Dが増設される。前記吸収式冷水機6内にアンモニアEを有し、アンモニアEは、現在、最も広汎に使用されている冷却剤の一つであり、空気調和、冷蔵と低温に用いられる。そして、前記吸収式冷水機6は、二酸化炭素Bを熱源として利用してアンモニアEを駆動するものであり、圧縮機を利用して冷媒を駆動する一般的な方式とは異なり、前記吸収式冷水機6内にアンモニアEへの溶解とアンモニアEからの分離を容易にする第2種の流体E0を有する(図1を参照し、ほかに、前記第2種の流体E0が臭化リチウム水溶液であってもよい)。
本考案は、二酸化炭素Bを超臨界発電構造1内において超臨界状態に維持し、二酸化炭素Bの超臨界状態における温度が摂氏31.7度(℃)であり、圧力が72.8大気圧(72.8atm)である。前記加熱装置3は、二酸化炭素加熱容器2中に二酸化炭素Bの温度を約摂氏200度(℃)になるまで、圧力を約125大気圧(125atm)になるまで加熱し、二酸化炭素B自体を気化膨張させるように迫り、タービン室141内に押し送りして前記タービン14を高圧旋回させると同時に、前記タービン14を介して前記発電機11を連動して発生する電力を前記制御部品12に輸送して集約した後に外向きに電力を供給する。そして、二酸化炭素Bを前記タービン室141から排出した後に、温度が約摂氏120度(℃)になり、圧力が約80大気圧(80atm)になり、二酸化炭素Bは、二酸化炭素導出管A2を介して前記昇温容器4を経由して前記吸熱体Cにより温度を持続吸収し、それから、二酸化炭素Bの前記吸熱体Cによって吸収された後の温度が約摂氏60度(℃)であり、圧力が約78大気圧(78atm)である(図1参照)。
本考案の二酸化炭素Bは、前記昇温容器4を経由した後に前記二酸化炭素冷却容器5に進入し、前記二酸化炭素冷却容器5において前記吸収式冷水機6で前記熱エネルギー吸収還流管61内の第2種の流体E0を利用して二酸化炭素Bの熱エネルギーを吸収すると共に、吸収された熱エネルギーでアンモニアEを蒸発させることで、アンモニアEを蒸気に転換させ、このアンモニアEは、即ち、冷媒である。前記アンモニアEの蒸気冷媒は、熱を排出しなければならないと共に、冷凝縮器62にて本来の液態に還元されてから、液体のアンモニアEに対して第2種の流体E0を混合して、再び持続循環する二酸化炭素Bの熱量を超臨界範囲になるまで吸収する。その後、超臨界の二酸化炭素Bを再び前記超臨界管A3に沿って前記圧縮ホイール室131内に噴入して前記圧縮ホイール13を駆動すると同時に、前記圧縮ホイール13を前記タービン14に合わせることで、前記発電機11を加速させて電力発生の輸送量を前記制御部品12に与えて集約する。二酸化炭素Bが前記圧縮ホイール室131から排出された後に、前記二酸化炭素還流管A4に基づいて前記昇温容器4を経由して吸熱体Cによって吸収された後の温度が約摂氏80度(℃)であり、圧力が約129大気圧(129atm)である。それから、二酸化炭素Bを再び前記二酸化炭素還流管A4に沿って前記二酸化炭素加熱容器2に入るように還流し、前記加熱装置3によって約摂氏200度(℃)になるまで加温すると、圧力が約125大気圧(125atm)になるまで略降下させ、二酸化炭素Bを再び持続的に囲い込ませることにより、前記圧縮ホイール13と前記タービン14とを繰り返し押動して高速回転させ、及び発電機11が持続発電するように駆動される高効率の再生エネルギーを得ることができる(図1参照)。
上記を経て分かるように、超臨界発電構造1は、前記加熱装置3で二酸化炭素Bを加温押し送りすることに、前記吸収式冷水機6で二酸化炭素Bを超臨界範囲に回復するまで冷却することを補佐し、この二酸化炭素Bの持続的な囲込みにより前記圧縮ホイール13と前記タービン14とを繰り返し押動して高速回転させ、及び前記発電機11が持続発電するように駆動され、所定の輸送量を前記制御部品12に与えて集約整合して外向きに電力を供給する特性があるからこそ、電力の持続供給によって発生させる高効率の再生エネルギーを保障することができ、かつコスト高価と持続性不足の使用態様を完全に排除することができ、これにより、電力の持続供給が本考案の優れた特点となる。
A1 高温二酸化炭素タービン駆動管
A2 二酸化炭素導出管
A3 超臨界管
A4 二酸化炭素還流管
B 二酸化炭素
C 吸熱体
D 逆止弁
E アンモニア
E0 第2種の流体
1 超臨界発電構造
11 発電機
12 制御部品
13 圧縮ホイール
131 圧縮ホイール室
14 タービン
141 タービン室
2 二酸化炭素加熱容器
3 加熱装置
31 加熱還流管
32 太陽エネルギー加熱器
321 蓄熱器
33 風力熱エネルギー機
331 加熱導体
4 昇温容器
5 二酸化炭素冷却容器
6 吸収式冷水機
61 熱エネルギー吸収還流管
62 冷凝縮器
A2 二酸化炭素導出管
A3 超臨界管
A4 二酸化炭素還流管
B 二酸化炭素
C 吸熱体
D 逆止弁
E アンモニア
E0 第2種の流体
1 超臨界発電構造
11 発電機
12 制御部品
13 圧縮ホイール
131 圧縮ホイール室
14 タービン
141 タービン室
2 二酸化炭素加熱容器
3 加熱装置
31 加熱還流管
32 太陽エネルギー加熱器
321 蓄熱器
33 風力熱エネルギー機
331 加熱導体
4 昇温容器
5 二酸化炭素冷却容器
6 吸収式冷水機
61 熱エネルギー吸収還流管
62 冷凝縮器
Claims (3)
- 少なくとも発電機を備える超臨界発電構造であって、前記発電機に少なくとも電力出力を設定及び調整と伝導する制御部品が連結され、かつ前記発電機に少なくとも圧縮ホイールとタービンとが螺旋接合され、前記圧縮ホイールが圧縮ホイール室により包囲され、そして前記タービンがタービン室により包囲され、前記タービン室の表面に少なくとも高温二酸化炭素タービン駆動管と二酸化炭素導出管とが分布しており、前記高温二酸化炭素タービン駆動管に少なくとも二酸化炭素加熱容器が連結され、かつ前記二酸化炭素加熱容器の内部に二酸化炭素が収容され、前記二酸化炭素加熱容器に少なくとも加熱装置が連結され、前記加熱装置に少なくとも前記二酸化炭素加熱容器の内部まで延在し、二酸化炭素を加熱する加熱還流管が設置され、前記二酸化炭素導出管が少なくとも昇温容器を貫通し、前記昇温容器の内部に吸熱体が収容され、かつ前記二酸化炭素導出管が前記昇温容器を通過した後に少なくとも二酸化炭素冷却容器に連結され、前記二酸化炭素冷却容器に少なくとも吸収式冷水機と超臨界管とが連結され、前記吸収式冷水機に少なくとも前記二酸化炭素冷却容器に延在し、二酸化炭素の温度を超臨界値になるまで吸収する熱エネルギー吸収還流管が設置され、前記圧縮ホイール室に前記圧縮ホイールを駆動する前記超臨界管が連結され、かつ前記圧縮ホイール室の表面に少なくとも前記昇温容器を貫通した後に前記二酸化炭素加熱容器に繋がる二酸化炭素還流管が連結されることを特徴とする、超臨界発電構造。
- 前記加熱装置に太陽エネルギー加熱器が添設され、前記太陽エネルギー加熱器にまた少なくとも前記二酸化炭素加熱容器の内部まで延在する前記加熱還流管が繋がれることを特徴とする、請求項1に記載の超臨界発電構造。
- 前記超臨界発電構造は、少なくとも前記超臨界管に前記二酸化炭素冷却容器への二酸化炭素の逆流戻りを防止する逆止弁が増設されることを特徴とする、請求項1に記載の超臨界発電構造。
Priority Applications (1)
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JP2019003077U JP3223710U (ja) | 2019-08-16 | 2019-08-16 | 超臨界発電構造 |
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JP3223710U true JP3223710U (ja) | 2019-10-24 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110725778A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-01-24 | 西安热工研究院有限公司 | 一种太阳能风能联合储能发电系统及方法 |
CN111911371A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-11-10 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种高效紧凑多功能碟式聚光发电系统 |
WO2021181663A1 (ja) * | 2020-03-13 | 2021-09-16 | 富士電機株式会社 | 超臨界流体発電システム |
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2019
- 2019-08-16 JP JP2019003077U patent/JP3223710U/ja active Active
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