JP6461420B1

JP6461420B1 - 太陽熱発電装置

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Publication number: JP6461420B1
Application number: JP2018202410A
Authority: JP
Inventors: 喜平伊藤
Original assignee: 喜平伊藤
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2038-10-29
Also published as: JP2020070931A

Abstract

【課題】集熱筒の回転機構のない簡素な構造で、前記集熱筒の内部を通過する蒸気混合気流が効率的に加熱されるようにした太陽熱発電装置を提供する。【解決手段】気流供給手段５で発生させた蒸気混合気流Ｆを、太陽光Ｓにより加熱された集熱筒２２の内部に、該集熱筒２２で加熱しつつ上昇通過させると共に、それによってタービン発電手段３を作動させるようにした太陽熱発電装置であって、前記集熱筒２２の外周に、加熱室２３を、その内部に前記気流供給手段５から蒸気混合気流Ｆの供給可能に、且つその内部から前記集熱筒２２の内部に一方向通気可能に環状に複数列配置し、前記の各加熱室２３で前記集熱筒２２を加熱すると共に、前記気流供給手段５から前記加熱室２３の内部に供給される蒸気混合気流Ｆを該加熱室２３で加熱しつつ前記集熱筒２２の内部に排出させるようにしている。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光の熱エネルギーから電気エネルギーを効果的に取り出すようにした太陽熱発電装置に関する。

前記太陽熱発電装置として、太陽光により加熱された集熱筒の内部を該集熱筒で加熱されつつ通過する上昇気流によりタービン発電手段を作動させるようにしたものが公知である（特許文献１〜２）。

しかしながら、前記先行技術には、前記集熱筒の側壁が太陽光で全周に亘って加熱される構造ではないため、該集熱筒の内部を通過する上昇気流が効率的に加熱されないという問題があった。

他方、前記問題点を解決する太陽熱発電装置として、上昇気流により集熱筒を回転させることにより、前記集熱筒の側壁が全周に亘って順次太陽光の照射に供されるようにしたものが本出願の発明者により提案された（特許文献３）。

しかしながら、前記先行技術には、太陽光による前記集熱筒の側壁の全周に亘る加熱は得られるものの、そのために該集熱筒の回転機構を要することから装置構造が複雑化するという別の問題が派生している。

特開２００７−４６５２０号公報国際公開第２０１０／１１９７３９号公報特許第５９６８５７０号公報

本発明の課題は、先行技術の前記問題点に鑑み、太陽光により加熱された集熱筒の内部を該集熱筒により加熱されつつ通過する上昇気流によりタービン発電手段を作動させるようにした太陽熱発電装置において、前記集熱筒の回転機構のない簡素な構造で、前記集熱筒の側壁を全周に亘って加熱すると共に前記集熱筒の内部を通過する気流の運動エネルギーを増強し、且つ煙突効果を促進し、それらによってタービン発電手段をより強力に作動させるようにした太陽熱発電装置を提供することにある。

前記課題を解決するべく、請求項１に記載の発明に係る太陽熱発電装置は、竪設された断熱筒と、前記断熱筒の内部に配置された集熱筒と、前記集熱筒の内部に蒸気混合気流を供給する気流供給手段と、前記断熱筒の側壁開口部から前記集熱筒の側壁に太陽熱を印加する太陽熱印加手段と、前記集熱筒で加熱されつつ該集熱筒の内部を上昇通過した蒸気混合気流により回転駆動されて発電するタービン発電手段とからなる太陽熱発電装置であって、前記集熱筒の外周に、前記断熱筒の内側において、前記太陽熱印加手段に対応する位置を除いて、電気加熱機構を備えた加熱室を、その内部に前記気流供給手段から蒸気混合気流の供給可能に、且つその内部から前記集熱筒の内部へ一方向通気可能に環状に複数列配置し、前記の各加熱室で前記集熱筒を加熱すると共に、前記気流供給手段から前記の各加熱室の内部に供給された蒸気混合気流を該加熱室で加熱しつつ前記集熱筒の内部に一方向通気状態で排出させて、該集熱筒の内部を上昇通過して来る蒸気混合気流と合流させるようにしたことを特徴としている。

前記構成の太陽熱発電装置は、例えば、専用に設けられた設置台に設置され、或いは既設の建築物その他の構造物に必要に応じて所要の設置台を介して外付けされ、或いは構造物の新築に際して予め用意されたスペースに、前記構造物の新築と同時に又は事後に、必要に応じて所要の設置台を介して設置されてもよい。

前記構成において、前記気流供給手段で発生させた蒸気混合気流は、前記集熱筒の内部に流入し、該集熱筒で加熱されつつ、煙突効果によってその内部を上昇通過し、前記集熱筒の上方においてタービン発電手段に流入し、該タービン発電手段を回転作動させると共に発電させ、生じた電気は必要に応じて所要配線を介して送電され、或いは蓄電池等に充電される。

また、前記太陽熱印加手段によって断熱筒の側壁開口部から内側の集熱筒の側壁に印加された太陽熱は、該集熱筒を加熱し、それによって、前記集熱筒の内部を上昇通過する蒸気混合気流が加熱されると共にその上昇が促進される。

さらに、前記気流供給手段で発生させた蒸気混合気流の一部は、前記の各加熱室の内部に流入し、該加熱室で加熱されつつその内部を上昇通過し、高温状態で前記集熱筒の内部に、例えば一方向へ方向制御が可能な一方向弁、逆止弁、圧力制御弁等の一方向制御弁を介して排出され、前記集熱筒の内部を通過して来る中央の蒸気混合気流と合流し、結果的に、前記集熱筒の内部を通過する蒸気混合気流の運動エネルギーを増強させる。前記の各加熱室は、その内部を上昇通過する蒸気混合気流を前記のように加熱する一方、該加熱室に隣接する前記集熱筒をも同時に加熱する。

請求項２に記載のように、前記複数列の加熱室は、前記集熱筒の外周に、例えば周方向に互いに隣接して又は周方向に等間隔に若しくは異間隔等の適宜の間隔に環状に配置されてもよい。

また、請求項３に記載のように、前記集熱筒の外周に環状に配置された前記各列の加熱室が、上下に分離配置された複数の小加熱室から構成され、前記の各小加熱室に、前記気流供給手段から蒸気混合気流を流入させる気流流入口が設けられると共に、前記集熱筒に、その内部への前記小加熱室の内部からの一方向通気を可能にする一方向制御弁が配置されてもよい。また、前記構成において、請求項４に記載のように、前記気流供給手段からの蒸気混合気流を、前記の各小加熱室の前記気流流入口に各々分配供給する気流分配流路が前記複数の小加熱室に沿って設けられもよく、その場合の前記気流分配流路は、電気加熱機構を備えることが好ましい。

前記気流供給手段から、必要に応じて前記気流分配流路を介して前記の各小加熱室の内部に分配供給された蒸気混合気流は、該小加熱室で加熱されつつ前記集熱筒の内部に排出される。前記気流分配流路が配備された構成では、前記複数の小加熱室が、それらに蒸気混合気流を分配供給する前記気流分配流路と協働して前記の各加熱室を構成すると見做すことも可能である。なお、前記気流分配流路は、一つの流路で複数列に亘る各小加熱室の内部に蒸気混合気流を分配供給するように構成されてもよい。

前記構成の太陽熱発電装置においては、請求項５に記載のように、前記集熱筒に、その内部を上昇通過する蒸気混合気流の流動状態を調整する気流調整手段が設けられてもよい。

前記気流調整手段として、請求項６に記載のように、前記集熱筒の内部に、前記の各加熱室又は各小加熱室の内部から前記集熱筒の内部への蒸気混合気流の排出部の上方位置において、前記集熱筒と同軸方向の軸を回転軸とする羽根部材が回転自在に設けられ、各加熱室又は各小加熱室の内部から前記集熱筒の内部に排出される前記蒸気混合気流が、前記集熱筒の内部を上昇通過して来る中央の蒸気混合気流と合流して前記羽根部材を回転させるようにしてもよい。また、前記とは別態様の気流調整手段として、請求項７に記載のように、前記集熱筒の内壁に、例えば上方に向かって断面積が漸増するような円錐状や角錐状等の形状の凸部材が必要に応じて複数設けられてもよい。

前記の各加熱室、各小加熱室及び各気流分配流路等における前記電気加熱機構の電源には、例えば、前記タービン発電手段により生じる電気を利用してもよい。

前記断熱筒は、例えば、内周の耐熱性構造材とそれを覆う外周の断熱材からなるものであってもよく、またその断面形状に制限はない。前記集熱筒には、例えば、熱伝導性に優れた銅板や鋼板等が使用される。また、前記加熱室等における前記電気加熱機構として、例えば内部を通過する気流をシーズヒーター等で加熱するようにした公知の気体加熱構造を用いることができる。

前記タービン発電手段は、蒸気混合気流の運動エネルギーから得られる回転力を電力に変換するものであればよく、例えば公知の風力原動機や風力発電機等を好適に使用できる。

また、前記太陽熱印加手段では、前記断熱筒の側壁開口部から内部の前記集熱筒の側壁に直接的又は間接的に照射された太陽光が、該集熱筒を加熱し、それによって、前記集熱筒の内部を上昇通過する蒸気混合気流が効果的に加熱されると共にその上昇が促進される。請求項７に記載のように、前記太陽熱印加手段は、例えば、所要の集光レンズ等からなる集光レンズ装置を、前記断熱筒の側壁開口部に設けてなるものであってもよい。

前記太陽光の照射による集熱筒の側壁の加熱には、太陽光を前記集熱筒の側壁に直接的に照射する以外に、請求項８及び請求項９に記載のように、前記集熱筒の側壁と前記集光レンズ装置との間に、例えば耐熱性、蓄熱性に優れたブラシ状やタワシ状等の金属細線集合体等からなる蓄熱材を介在させてもよく、その場合、前記太陽光の照射により加熱され、蓄熱された蓄熱材により前記集熱筒の側壁が安定して加熱されることになる。

請求項１０に記載のように、前記気流供給手段は、例えば特許文献３に開示されたような、温水が貯留された温水タンクと、取り入れた外気を前記温水タンク中の温水で加熱すると共に該温水タンクから生じる蒸気と混合させるように該温水タンクに配設された給気管とを備え、それによって生成された蒸気混合気流を前記集熱筒と前記加熱室、小加熱室、気流分配流路等に供給し得るようにしてもよい。また、前記タービン発電手段を通過した前記蒸気混合気流の内、凝縮した温熱水は前記温水タンクに回収されるようにしてもよい。前記温水タンクには、その中の温水を必要に応じて加熱するために、温度調節付き液体加熱用ヒータ等の加熱手段が設けられてもよく、また該温水タンクに、別途屋上等に設けられた公知の太陽熱温水器で得られた温熱水が供給されてもよい。

既述構成の太陽熱発電装置では、前記断熱筒、加熱室、集熱筒及び太陽熱印加手段からなる組合せ部材が、太陽熱加熱ユニットとして部品化されていてもよい。

前記のように太陽熱発電装置の主要部材が太陽熱加熱ユニットとして部品化されたものでは、例えば前記太陽熱加熱ユニットを別のものと入れ替えることや前記太陽熱加熱ユニットを直列及び／又は並列に複数配設すること等が容易に可能である。

請求項１に係る発明によれば、前記集熱筒の外周に電気加熱機構を備えた複数列の加熱室が環状に配置され、前記集熱筒が、該集熱筒の複雑な回転機構なしに、該集熱筒の側壁の全周に亘って前記太陽熱印加手段及び前記の各加熱室により加熱されると共に、前記の各加熱室の内部を通過して加熱された周囲の蒸気混合気流が前記集熱筒の内部を通過して来る中央の蒸気混合気流と前記一方向制御弁を介して合流することから、前記タービン発電手段に流入する蒸気混合気流の運動エネルギーが増強されると共に煙突効果を促進され、該タービン発電手段の回転作動が促進される。

請求項２に係る発明によれば、前記集熱筒が前記太陽熱印加手段及び複数列の加熱室により全周に亘って効果的に加熱されるので、請求項１に係る発明の作用効果をより効果的に発揮させることができる。

請求項３に係る発明によれば、前記集熱筒が前記太陽熱印加手段及び縦横の該集熱筒の外周に縦横に配置された複数の小加熱室により全周に亘って効果的に加熱されるので、請求項１及び請求項２に係る発明の作用効果をより効果的に発揮させることができる。

請求項４に係る発明によれば、前記気流供給手段からの蒸気混合気流を、前記気流分配流路を介して、請求項３に記載の各小加熱室の内部に効果的に分配供給することができる。

請求項５に係る発明によれば、前記気流調整手段により、前記集熱筒の内部を上昇通過する蒸気混合気流の流動状態を調整し、該蒸気混合気流の混合や撹拌を促進する等して、前記集熱筒からその内部を上昇通過する該蒸気混合気流への熱伝達を向上させると共に該集熱筒における煙突効果を促進することができる。請求項６に係る発明によれば、前記気流調整手段として羽根部材を設けることにより、各加熱室又は各小加熱室の内部から前記集熱筒の内部に排出される前記蒸気混合気流が、前記集熱筒の内部を上昇通過して来る蒸気混合気流と合流して前記羽根部材を回転させつつ上昇通過することにより、前記合流した蒸気混合気流の混合、撹拌及び前記集熱筒から前記蒸気混合気流への熱伝達等が促進され、該集熱筒における煙突効果が向上する。また、請求項７に係る発明によれば、前記気流調整手段として凸部材を設けることにより、前記集熱筒の内部を上昇通過する蒸気混合気流が前記凸部材で偏流されると共に高流速化し、該蒸気混合気流の混合、撹拌及び前記集熱筒から前記蒸気混合気流への熱伝達等が促進され、該集熱筒における煙突効果が向上

請求項８に係る発明によれば、前記集光レンズ装置により、前記断熱筒の側壁開口部から前記集熱筒を効果的に加熱することができる。

請求項９及び請求項１０に係る発明によれば、前記集熱筒を、太陽光により、蓄熱材、特にブラシ状やタワシ状等の金属細線集合体を介してより安定的に加熱することができる。

請求項１１に係る発明によれば、前記気流供給手段において、蒸気混合気流を効果的に生成することができる。

図１は、本発明の実施例１に係る太陽熱発電装置の全体構成を示す縦断面図であり、集光レンズ装置の一部の正面図及び破断図を含んでいる。図２は、図１に示す太陽熱加熱ユニットにおける集熱筒の一方向制御弁を通る水平面で切断した拡大切断部端面図である。図３は、本発明の実施例２に係る太陽熱発電装置の全体構成を示す縦断面図であり、集光レンズ装置の一部の正面図及び破断図を含んでいる。図４は、図３に示す太陽熱加熱ユニットにおける一方側の集熱筒の一方向制御弁を通る水平面で切断した拡大切断部端面図である。図５は、図３に示す太陽熱加熱ユニットにおける集熱筒に気流調整手段として羽根部材及び凸部材が設けられた状態を示す要部縦断面図である。

本発明の実施例を、以下に図面に基づいて説明する。

図１〜２に示す実施例１に係る太陽熱発電装置において、建築物１の壁面に、太陽熱加熱ユニット２が所要設置台１１を介して着脱可能に竪設され、前記建築物１の屋上に風力発電機からなるタービン発電手段３及び太陽熱温水器４が各々設置され、さらに前記建築物１の地下に気流供給手段５が設置されている。

前記太陽熱加熱ユニット２は、断熱筒２１、集熱筒２２、加熱室２３及び太陽熱印加手段２４の組合せ部材からなり、このようなユニット化は、前記組合せ部材を恰も一体の部品のようにして例えば交換、修理、組み換え、増設等を容易に可能にしている。

前記断熱筒２１は、筒状の耐熱性構造材とその表面を覆う断熱材から構成される。前記集熱筒２２は、熱伝導性に優れた鋼管からなり、前記断熱筒２１の内側に、その内周から間隔を置いて配置され、前記加熱室２３が、前記集熱筒２２の外周に、前記太陽熱印加手段２４に対応する位置を除いて、周方向に互いに隣接して複数列配置されている。

前記各列の加熱室２３は、内部にシーズヒーターを備えた公知の気体加熱構造（図示省略）からなる電気加熱機構を備え、その内部から前記集熱筒２２の内部に一方向通気可能とするために、前記集熱筒２２に、前記一方向通気個所に対応する位置に一方向のみへの通気を可能にする一方向制御弁２２１が配置されている。

また、前記太陽熱印加手段２４は、前記断熱筒２１の前方側壁に竪方向に穿設された長穴状の側壁開口部２１１に集光レンズ装置２４１が設けられてなり、前記集光レンズ装置２４１は、前記断熱筒２１の側壁開口部２１１にその封止可能に装着された透明板２４１１とその内側に対向して配置された、複数の凸レンズ（図示省略）が縦横に配列されたレンズ板２４１２から構成されている。前記集熱筒２２の側壁と前記集光レンズ装置のレンズ板２４１２との間には、耐熱性、蓄熱性を有する金属たわし状、金属ブラシ状の金属細線集合体２４１３が介設されている。

前記集熱筒２２及び前記の各加熱室２３は、下方の各々気流取入口２２２、気流取入口２３２において前記気流供給手段５における前記温水タンク５１の空間部５１１と各々接続され、また前記の各集熱筒２２は、上方の気流排出口２２３において前記タービン発電手段３の気流流入口３１に接続されている。

前記タービン発電手段３の排水口３３及び前記太陽熱温水器４の給湯口４１は、ドレン管６を介して前記温水タンク５１に接続され、前記温水タンク５１における貯水部５１２の水位は常時、所定範囲内に保持されている。

前記温水タンク５１の貯水部５１２中には吸気管５２が、その内部を通過する気流の加熱可能に配設され、前記吸気管５２の外気取入口５２１が外部に開口すると共に外気排出口５２２が前記温水タンク５１の空間部５１１に開口している。また、前記温水タンク５１には、その貯水部５１２の温水を必要に応じて加熱するために、公知の温度調節付き液体加熱用ヒータからなる加熱手段５３が設けられている。

前記構成において、前記温水タンク５１の貯水部５１２が前記加熱手段５３により予め加熱され、煙突効果により外気Ａが前記吸気管５２にその外気取入口５２１から吸い込まれ、前記貯水部５１２で吸気管５２を介して加熱されつつその外気排出口５２２から空間部５１１に放出され、前記空間部５１１に発生した蒸気と混合され、蒸気混合気流Ｆとなって前記集熱筒２２及び各加熱室２３にそれらの下方の各々気流取入口２２２、気流取入口２３２から流入し、前記集熱筒２２及び各加熱室２３の内部を上昇通過する。

一方、前記太陽熱印加手段２４において、前記断熱筒２１の側壁開口部２１１から透明板２４１１を透して入射した太陽光Ｓは、レンズ板２４１２によって集光されると共に耐熱性、蓄熱性を有するブラシ状やタワシ状等の金属細線集合体２４１３を介して内側の前記集熱筒２２を安定的に加熱し、また、前記の各加熱室２３も、それらに隣接する前記集熱筒２２の周囲を加熱する。それらによって全周に亘って加熱された前記集熱筒２２にその気流取入口２２２から流入する蒸気混合気流Ｆは、該集熱筒２２で加熱されつつ、その内部を上昇通過することになる。

一方、各加熱室２３の内部を加熱されつつ上昇通過する蒸気混合気流Ｆは、前記集熱筒２２に設けられた一方向制御弁２２１を介して該集熱筒２２の内部に排出される。既述のように前記集熱筒２２の内部を加熱されつつ上昇通過する中央の蒸気混合気流Ｆは、前記の各加熱室２３から排出される蒸気混合気流Ｆと合流して運動エネルギーを増強され、上方の前記タービン発電手段３にその気流流入口３１から流入すると共に該タービン発電手段３を回転作動させ、発電させる。

前記タービン発電手段３を通過した前記蒸気混合気流Ｆ中の空気分が排気口３２から外部に放出される一方、凝縮した温熱水は、該タービン発電手段３の排水口３３からドレン管６を介して前記温水タンク５１に帰還し回収され、循環使用に供される。なお、前記温水タンク５１には、必要に応じて、前記太陽熱温水器４で得られた温熱水がその給湯口４１及び前記ドレン管６を介して供給される。

図３〜４に示す実施例２に係る太陽熱発電装置は、既述の実施例１における太陽熱加熱ユニット２の変形例に係る太陽熱加熱ユニット２ｖが、各１基のタービン発電手段３及び気流供給手段５に対して２基、並列に接続されて構成されている。
各太陽熱加熱ユニット２ｖにおいて、前記集熱筒２２の外周に周方向に互いに隣接して環状に複数列配置された加熱室２３の各々が、さらに、上下に分離配置された複数の小加熱室２３ａ、２３ｂ、２３ｃから構成されている。また、前記各列に配置された複数の小加熱室２３ａ、２３ｂ、２３ｃに沿って、電気加熱機構を備えた気流分配流路２３１が前記の各小加熱室２３ａ、２３ｂ、２３ｃと各気流分配口２３１１を介して連通可能に竪設され、前記の各気流分配流路２３１は、下方の気流取入口２３２において前記気流供給手段５における前記温水タンク５１の空間部５１１と接続されている。

なお、前記集熱筒２２の上部は、その外周に前記加熱室２３が設けられず、この部分は、それを囲む前記断熱筒２１の上部及びその側壁開口部２１１における太陽熱印加手段２４と共に、前記太陽熱加熱ユニット２ｖの長さ調節部２５を構成し、太陽熱発電装置の設置状況に応じた長さのものが組み込まれる。

前記の各小加熱室２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、既述の各加熱室２３の場合と同様に、内部にシーズヒーターを備えた公知の気体加熱構造（図示省略）からなる電気加熱機構を備え、その内部から前記集熱筒２２の内部に一方向通気可能とするために、前記集熱筒２２に、前記一方向通気個所に対応する位置に一方向のみへの通気を可能にする一方向制御弁２２１が配置されている。前記の各小加熱室２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、前記太陽熱印加手段２４と協働して、前記集熱筒２２の周囲を全周に亘って加熱する。

前記構成において、前記気流供給手段５から供給される蒸気混合気流Ｆは、前記集熱筒２２及び各気流分配流路２３１にそれらの下方の各々気流取入口２２２、気流取入口２３２から流入し、前記集熱筒２２及び各気流分配流路２３１の内部を上昇通過する。前記の各気流分配流路２３１に流入した蒸気混合気流Ｆは、該気流分配流路２３１で加熱されつつその内部を上昇通過し、途中に設けられた前記の小加熱室２３ａ、２３ｂ、２３ｃに各気流分配口２３１１を介して順次流入し、前記の各小加熱室２３ａ、２３ｂ、２３ｃの内部を加熱されつつ上昇通過し、前記集熱筒２２に設けられた各一方向制御弁２２１を介して該集熱筒２２の内部に個々に排出される。既述のように前記集熱筒２２の内部を加熱されつつ上昇通過する中央の蒸気混合気流Ｆは、前記の各小加熱室２３ａ、２３ｂ、２３ｃから個々に排出される蒸気混合気流Ｆと合流して運動エネルギーを増強される。各側の前記太陽熱加熱ユニット２ｖにおける前記蒸気混合気流Ｆは、それらの頂部で、各気流排出口２２３を介して合流し、上方の前記タービン発電手段３にその気流流入口３１から流入すると共に該タービン発電手段３を回転作動させ、発電させる。

なお、本実施例２については、各加熱室２３に代えて複数の小加熱室２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及びそれらに連通する気流分配流路２３１が設けられた点を除いて、基本的に実施例１の構成と同様である。

図５に示す実施例３に係る太陽熱発電装置は、前記集熱筒の内部を上昇通過する蒸気混合気流の流動状態を調整する気流調整手段を該集熱筒に設けたものである。

同図において、前記太陽熱加熱ユニット２ｖにおける前記集熱筒２２の内部に、前記の各小加熱室２３ａ、２３ｂ、２３ｃの内部から前記集熱筒２２の内部への蒸気混合気流Ｆの排出部の上方位置において、羽根部材７が回転自在に設けられ、前記羽根部材７は前記集熱筒２２の内部に架橋された支持体７ａに回転軸７ｂを介して枢支されている。また、前記集熱筒２２の内壁に三角錐状の凸部材８が、頂部を下方に向けて均等な配置で４個設けられている。なお、前記羽根部材７や凸部材８等の気流調整手段は、前記太陽熱加熱ユニット２ｖのみならず、既述太陽熱加熱ユニット２にも適用可能である。

本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨と特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形、組合せ等による前記以外の多くの広範な実施態様が実施可能であることは言うまでもない。

本発明に係る太陽熱発電装置を例えば高層集合住宅その他の建築物に付設することにより、再生可能エネルギーの有効利用による該建築物の省エネルギーを実現することができる。

Ａ外気
Ｆ蒸気混合気流
Ｓ太陽光
１建築物
１１設置台
２、２ｖ太陽熱加熱ユニット
２１断熱筒
２１１側壁開口部
２２集熱筒
２２１一方向制御弁
２２２気流取入口
２２３気流排出口
２３加熱室
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ小加熱室
２３１気流分配流路
２３１１気流分配口
２３２気流取入口
２４太陽熱印加手段
２４１集光レンズ装置
２４１１透明板
２４１２レンズ板
２４１３金属細線集合体
２５長さ調節部
３タービン発電手段
３１気流流入口
３２排気口
３３排水口
４太陽熱温水器
４１給湯口
５気流供給手段
５１温水タンク
５１１空間部
５１２貯水部
５２吸気管
５２１外気取入口
５２２外気排出口
５３加熱手段
６ドレン管
７羽根部材（気流調整手段）
７ａ支持体
７ｂ回転軸
８凸部材（気流調整手段）

Claims

竪設された断熱筒と、前記断熱筒の内部に配置された集熱筒と、前記集熱筒の内部に蒸気混合気流を供給する気流供給手段と、前記断熱筒の側壁開口部から前記集熱筒の側壁に太陽熱を印加する太陽熱印加手段と、前記集熱筒で加熱されつつ該集熱筒の内部を上昇通過した蒸気混合気流により回転駆動されて発電するタービン発電手段とからなる太陽熱発電装置であって、前記集熱筒の外周に、前記断熱筒の内側において、前記太陽熱印加手段に対応する位置を除いて、電気加熱機構を備えた加熱室を、その内部に前記気流供給手段から蒸気混合気流の供給可能に、且つその内部から前記集熱筒の内部へ一方向通気可能に環状に複数列配置し、前記の各加熱室で前記集熱筒を加熱すると共に、前記気流供給手段から前記の各加熱室の内部に供給された蒸気混合気流を該加熱室で加熱しつつ前記集熱筒の内部に一方向通気状態で排出させて、該集熱筒の内部を上昇通過して来る蒸気混合気流と合流させるようにしたことを特徴とする太陽熱発電装置。
請求項１に記載の太陽熱発電装置において、前記複数列の加熱室が、前記集熱筒の外周に、周方向に互いに隣接して又は周方向に適宜の間隔に配置された太陽熱発電装置。
請求項１〜２の何れかに記載の太陽熱発電装置において、前記集熱筒の外周に環状に配置された前記各列の加熱室が、上下に分離配置された複数の小加熱室から構成され、前記の各小加熱室に、前記気流供給手段から蒸気混合気流を流入させる気流流入口が設けられると共に、前記集熱筒に、その内部への前記小加熱室の内部からの一方向通気を可能にする一方向制御弁が配置された太陽熱発電装置。
請求項３に記載の太陽熱発電装置において、前記気流供給手段からの蒸気混合気流を、前記の各小加熱室の前記気流流入口に各々分配供給する気流分配流路が前記複数の小加熱室に沿って設けられた太陽熱発電装置。
請求項１〜４の何れかに記載の太陽熱発電装置において、前記集熱筒に、その内部を上昇通過する蒸気混合気流の流動状態を調整する気流調整手段が設けられた太陽熱発電装置。
請求項５に記載の太陽熱発電装置において、前記気流調整手段として、前記集熱筒の内部に、前記の各加熱室又は各小加熱室の内部から前記集熱筒の内部への蒸気混合気流の排出部の上方位置において、前記集熱筒と同軸方向の軸を回転軸とする羽根部材が回転自在に設けられ、各加熱室又は各小加熱室の内部から前記集熱筒の内部に排出される前記蒸気混合気流が、前記集熱筒の内部を上昇通過して来る蒸気混合気流と合流して前記羽根部材を回転させるようにした太陽熱発電装置。
請求項５〜６の何れかに記載の太陽熱発電装置において、前記気流調整手段として、前記集熱筒の内壁に凸部材が設けられた太陽熱発電装置。
請求項１〜７の何れかに記載の太陽熱発電装置において、前記太陽熱印加手段が、集光レンズ装置を、前記断熱筒の側壁開口部に設けてなる太陽熱発電装置。
請求項８に記載の太陽熱発電装置において、前記断熱筒の側壁開口部における前記集熱筒の側壁と前記集光レンズ装置との間に蓄熱材を介在させた太陽熱発電装置。
請求項９に記載の太陽熱発電装置において、前記蓄熱材が金属細線集合体である太陽熱発電装置。
請求項１〜１０の何れかに記載の太陽熱発電装置において、前記気流供給手段が、温水が貯留された温水タンクと、取り入れた外気を前記温水タンク中の温水で加熱すると共に該温水タンクから生じる蒸気と混合させるように該温水タンクに配設された給気管とを備えた太陽熱発電装置。