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JP2003269322A - Solar thermal power plant - Google Patents

Solar thermal power plant

Info

Publication number
JP2003269322A
JP2003269322A JP2002073601A JP2002073601A JP2003269322A JP 2003269322 A JP2003269322 A JP 2003269322A JP 2002073601 A JP2002073601 A JP 2002073601A JP 2002073601 A JP2002073601 A JP 2002073601A JP 2003269322 A JP2003269322 A JP 2003269322A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
expander
solar thermal
thermal power
heat
solar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002073601A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Sawada
敬 澤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2002073601A priority Critical patent/JP2003269322A/en
Publication of JP2003269322A publication Critical patent/JP2003269322A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、太陽光を熱エネルギーに変換して
発電する太陽熱発電装置に関するものであり、簡単な構
成で小型ができる太陽熱利用率の高い太陽熱発電装置を
実現するものである。 【解決手段】 本発明の太陽熱発電装置は、蒸発性液体
を蒸発する太陽熱集熱器1と、内部に磁性体のディスプ
レーサー8を有し外周にコイル9を配設する往復動式の
膨張機2と、凝縮器3と、昇圧手段4とを順に接続して
密閉回路を形成し、膨張機2をバイパスして開閉手段1
0を有するバイパス管11を設けたものである。これに
よって、往復動式の膨張機を用いることにより低圧力差
でも駆動することができ、太陽光が弱い時でもシステム
を動作させることができて発電量を増加させることがで
きる。さらに、膨張機と発電機を一体に構成することに
より、構造が簡単になり、装置を小型化できる。
(57) Abstract: The present invention relates to a solar thermal power generation device that converts sunlight into thermal energy to generate power, and realizes a solar thermal power generation device with a high solar heat utilization rate that can be reduced in size with a simple configuration. Things. SOLUTION: The solar thermal power generation device of the present invention is a reciprocating expander in which a solar heat collector 1 for evaporating an evaporable liquid and a magnetic material displacer 8 inside and a coil 9 arranged on the outer periphery. 2, the condenser 3, and the pressure increasing means 4 are connected in order to form a closed circuit, and the opening / closing means 1 bypasses the expander 2.
A bypass pipe 11 having 0 is provided. Thus, by using a reciprocating expander, it can be driven even at a low pressure difference, and the system can be operated even when the sunlight is weak, so that the amount of power generation can be increased. Further, by integrally configuring the expander and the generator, the structure is simplified and the device can be downsized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光を熱エネル
ギーに変換して発電する太陽熱発電装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar thermal power generator that converts sunlight into heat energy to generate power.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来この種の太陽熱発電装置としては、
図9に記載されるようなものであった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of solar thermal power generator,
It was as described in FIG.

【0003】図9において、1は太陽熱集熱器であり、
膨張器2と凝縮器3と昇圧手段4とを順に接続して密閉
回路を形成している。密閉回路内部にはフロン冷媒など
の蒸発性の作動媒体を充填して用いていた。太陽熱集熱
器1は太陽光を熱エネルギーに変換して作動媒体を蒸発
させて膨張機2のタービンを回転させるとともに、放熱
器5で冷却される凝縮器3で液化した作動媒体はポンプ
などの昇圧手段4により、太陽集熱器1に圧送されて再
び蒸発して作動媒体が循環する熱サイクルを形成する。
この時、電力負荷6に接続される発電機7は膨張機2が
得た回転力で発電することができ、発電した電力を電力
負荷6に供給して用いていた。
In FIG. 9, 1 is a solar heat collector,
The expander 2, the condenser 3 and the boosting means 4 are connected in order to form a closed circuit. The inside of the closed circuit was filled with an evaporative working medium such as CFC refrigerant. The solar heat collector 1 converts sunlight into heat energy to evaporate the working medium to rotate the turbine of the expander 2, and the working medium liquefied in the condenser 3 cooled by the radiator 5 is used as a pump or the like. The pressure boosting means 4 forms a heat cycle in which the working medium is circulated by being pumped to the solar collector 1 and evaporated again.
At this time, the generator 7 connected to the power load 6 can generate power with the rotational force obtained by the expander 2, and the generated power is supplied to the power load 6 for use.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
太陽熱発電装置では、タービンなどの回転式膨張機を用
いて発生した軸動力を発電機に伝えて発電するため、大
きな圧力差が必要であり日射量が少ない状況では発電量
も少なく、装置も複雑になり過大になるという課題があ
った。
However, in the conventional solar thermal power generator, a large pressure difference is required because the axial power generated by using a rotary expander such as a turbine is transmitted to the generator to generate electric power. When the amount is small, there is a problem that the amount of power generation is small and the device becomes complicated and excessive.

【0005】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、日射量が少ない状況でも大きな発電量が得られ、構
成の簡単な小型化された太陽熱発電装置を実現すること
を目的とする。
The present invention is intended to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to realize a miniaturized solar thermal power generation device which can obtain a large amount of power generation even in a situation where the amount of solar radiation is small and has a simple structure.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の太陽熱発電装置は、蒸発性液体を蒸
発する太陽熱集熱器と、内部に磁性体のディスプレーサ
ーを有し外周にコイルを配設する往復動式の膨張機と、
凝縮器と、昇圧手段とを順に接続して密閉回路を形成
し、膨張機をバイパスして開閉手段を有するバイパス管
を設けたものである。
In order to solve the above-mentioned conventional problems, a solar thermal power generator of the present invention has a solar heat collector for evaporating an evaporative liquid and a magnetic displacer inside. A reciprocating expander with a coil installed in the
The condenser and the pressure increasing means are sequentially connected to form a closed circuit, and the expander is bypassed to provide a bypass pipe having an opening / closing means.

【0007】これによって、往復動式の膨張機を用いて
いるので低圧力差でも駆動することができ、太陽光が弱
い時でもシステムを動作させることができて発電量を増
加させることができる。さらに、膨張機と発電機を一体
に構成することにより、構造が簡単になり、装置を小型
化できる。
[0007] Thus, since the reciprocating expander is used, it can be driven even with a low pressure difference, and the system can be operated even when the sunlight is weak, so that the amount of power generation can be increased. Further, by integrally forming the expander and the generator, the structure is simplified and the device can be downsized.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、蒸発性
作動媒体を蒸発する太陽熱集熱器と、内部に磁性体のデ
ィスプレーサーを有し外周にコイルを配設する往復動式
の膨張機と、凝縮器と、昇圧手段とを順に接続して密閉
回路を形成し、膨張機に開閉手段を有するバイパス配管
を設けたことにより、開閉手段の開閉動作によってディ
スプレーサーを往復運動させて、磁性体のディスプレー
サーを外周に設けたコイル内部で往復運動させることに
より電力を発生させることができるので、膨張機と発電
機を一体化して装置を小型化できる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 is of a reciprocating type in which a solar heat collector for evaporating an evaporative working medium and a displacer of a magnetic material inside and a coil on the outer periphery are arranged. By connecting the expander, the condenser, and the pressure increasing means in order to form a closed circuit, and by providing the expander with the bypass pipe having the opening / closing means, the displacer is reciprocated by the opening / closing operation of the opening / closing means. Since electric power can be generated by reciprocating the magnetic displacer inside the coil provided on the outer circumference, the expander and the generator can be integrated to reduce the size of the device.

【0009】請求項2に記載の発明は、膨張機から分岐
し開閉手段を有さないバイパス配管を設けたことによ
り、開閉手段を用いずに磁性体のディスプレーサーを往
復運動させることができるので、太陽エネルギーの強度
に応じて自動的にディスプレーサーを往復運動させるこ
とができ簡単な構造で発電の制御ができる。
According to the second aspect of the present invention, since the bypass pipe branching from the expander and having no opening / closing means is provided, the magnetic displacer can reciprocate without using the opening / closing means. , The displacer can be automatically reciprocated according to the intensity of solar energy, and power generation can be controlled with a simple structure.

【0010】請求項3に記載の発明は、凝縮器と太陽熱
集熱器とを接続する配管に液溜と逆止め弁とを順に設け
たことにより、バイパス配管から高圧ガスが導入された
ときに液溜内の作動媒体を重力で太陽集熱器へ流すこと
ができ、ポンプなどの昇圧手段を用いずに作動媒体を循
環させる事ができるので、余分な電力消費が無い高効率
な発電が出来るとともに装置の構造も簡単化できる。
According to the third aspect of the present invention, the pipe connecting the condenser and the solar heat collector is provided with the liquid reservoir and the check valve in this order, so that when the high pressure gas is introduced from the bypass pipe. The working medium in the liquid reservoir can be gravity-flowed to the solar collector, and the working medium can be circulated without using a booster such as a pump, so that highly efficient power generation without extra power consumption can be performed. At the same time, the structure of the device can be simplified.

【0011】請求項4に記載の発明は、凝縮器に配管接
続される蓄熱槽と、膨張機のコイルと電力負荷とを接続
する制御装置と、制御装置から電力供給を受けて蓄熱槽
内の熱媒を循環するポンプとを設けた事により、膨張機
の排熱を凝縮器で回収して蓄熱槽に蓄熱することがで
き、発電で得られる電力エネルギーのほかに熱エネルギ
ーも同時に取り出すことが出来るので太陽熱利用率を大
幅に向上する事が出来る。
According to a fourth aspect of the present invention, a heat storage tank connected to the condenser by piping, a control device for connecting a coil of the expander and an electric load, and an electric power supply from the control device are supplied to the inside of the heat storage tank. By installing a pump that circulates the heat medium, the exhaust heat of the expander can be collected by the condenser and stored in the heat storage tank, and in addition to the electric energy obtained by power generation, thermal energy can be taken out at the same time. As a result, the solar heat utilization rate can be greatly improved.

【0012】請求項5に記載の発明は、凝縮器と液溜と
を接続する配管に放熱器を備えたもので、蓄熱槽の蓄熱
が一杯になった時に放熱器を運転して圧力を低下させ、
圧力差を大きくして膨張機の動作を保証させることによ
り、電力負荷が生じた時に確実に発電することができ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, the pipe connecting the condenser and the liquid reservoir is provided with a radiator, and when the heat storage tank is full of heat, the radiator is operated to lower the pressure. Let
By increasing the pressure difference and ensuring the operation of the expander, it is possible to reliably generate power when a power load occurs.

【0013】請求項6に記載の発明は、蓄熱槽に接続す
る配管に設けた補助電気ヒータと、膨張機で発電する電
力と商用電源の電力供給を受けて蓄熱槽の熱媒を循環す
るポンプと補助電気ヒータに電力を供給する制御装置と
を設けたことにより、太陽熱で発電した電力の一部をポ
ンプの動力として用いるとともに電力の負荷が無いとき
は補助電気ヒータに通電して蓄熱槽に蓄熱することがで
き、一方日射が無い時は制御装置から補助電気ヒータに
商用電源を供給して蓄熱槽に蓄熱する事により、日射の
有無に係わらず使用できる利便性に優れた装置を実現で
きる。
According to a sixth aspect of the present invention, an auxiliary electric heater provided in a pipe connected to the heat storage tank, and a pump that circulates the heat medium in the heat storage tank by receiving the electric power generated by the expander and the commercial power source are supplied. By providing a control device for supplying electric power to the auxiliary electric heater, a part of the electric power generated by solar heat is used as the power of the pump, and when there is no electric power load, the auxiliary electric heater is energized to the heat storage tank. On the other hand, when there is no solar radiation, on the other hand, by supplying commercial power to the auxiliary electric heater from the control device to store heat in the heat storage tank, it is possible to realize a highly convenient device that can be used with or without solar radiation. .

【0014】請求項7に記載の発明は、膨張機出口に熱
交換器を内設する蓄熱槽を設けた事により、装置全体を
一体的に構成することができ、住宅の屋根などに全装置
を容易に設置することのできる工事性に優れた装置を実
現できる。
According to the invention described in claim 7, since the heat storage tank having the heat exchanger installed therein is provided at the outlet of the expander, the entire apparatus can be integrally configured, and the entire apparatus can be installed on a roof of a house or the like. It is possible to realize a device with excellent workability that can be easily installed.

【0015】請求項8に記載の発明は、ディスプレーサ
ーの両端部にバネ材などの衝撃吸収材を装着したことに
より、膨張機内でディスプレーサーが往復動する時に容
器にあたる衝撃を緩和することができるので騒音振動の
少ない運転をすることができる。
According to the eighth aspect of the present invention, shock absorbers such as spring materials are attached to both ends of the displacer, so that the shock applied to the container when the displacer reciprocates in the expander can be alleviated. Therefore, it is possible to drive with less noise and vibration.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】(実施例1)図1は本発明の第1の実施例
における太陽熱発電装置の構成図を示すものである。図
1において、太陽熱集熱器1と、内部に磁性を有するデ
ィスプレーサー8と外部にコイル9を有する膨張機2
と、放熱機5を有する凝縮器3と、ポンプなどの昇圧手
段4とを順に接続して密閉回路を形成し、膨張機2に開
閉弁10を有するバイパス配管11を設けて密閉回路内
部に蒸発性の作動媒体を充填して構成している。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram of a solar thermal power generator according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a solar heat collector 1, an expander 2 having a magnetic displacer 8 inside and a coil 9 outside.
And a condenser 3 having a radiator 5 and a pressure increasing means 4 such as a pump are sequentially connected to form a closed circuit, and an expander 2 is provided with a bypass pipe 11 having an opening / closing valve 10 to evaporate inside the closed circuit. It is configured by being filled with a working fluid.

【0018】以上のように構成された太陽熱発電装置に
ついて、以下その動作、作用を説明する。
The operation and action of the solar thermal power generator configured as described above will be described below.

【0019】まず、密閉回路内部に充填された作動媒体
は、太陽熱集熱器1で蒸発して圧力を上げて膨張機2内
のディスプレーサー8を押し上げるが、ディスプレーサ
ー8が最上部にきた時に、バイパス配管11に設けた開
閉弁10を開放することにより太陽熱集熱器1内の高圧
ガスが膨張機2上部に導入されるので膨張機2内は圧力
が均一になるため、ディスプレーサー8は自重で下方に
移動する。一方ディスプレーサー8が最下点にきた時
に、バイパス配管11に設けた開閉弁10を閉塞すると
ディスプレーサー8の上部は凝縮器3内の圧力と同様に
低圧になるのでディスプレーサー8は再び上方に移動す
る。凝縮器3内で凝縮した作動媒体はポンプなどの昇圧
手段4により加圧されて、太陽熱集熱器1に圧送され
る。したがって、バイパス配管11に設けた開閉弁10
の開閉作用により磁性を有したディスプレーサー8がコ
イル9の内側を往復運動するのでコイル9に電流を発生
させて発電することができる。
First, the working medium filled in the closed circuit evaporates in the solar heat collector 1 to raise the pressure and push up the displacer 8 in the expander 2. When the displacer 8 comes to the uppermost part, By opening the on-off valve 10 provided in the bypass pipe 11, the high-pressure gas in the solar heat collector 1 is introduced into the upper portion of the expander 2, so that the pressure in the expander 2 becomes uniform, and thus the displacer 8 is It moves downward due to its own weight. On the other hand, when the displacer 8 reaches the lowest point, if the on-off valve 10 provided in the bypass pipe 11 is closed, the upper part of the displacer 8 becomes a low pressure like the pressure in the condenser 3, so the displacer 8 moves upward again. Moving. The working medium condensed in the condenser 3 is pressurized by the pressure increasing means 4 such as a pump and pressure-fed to the solar heat collector 1. Therefore, the on-off valve 10 provided in the bypass pipe 11
The displacer 8 having magnetism reciprocates inside the coil 9 due to the opening and closing action of, so that current can be generated in the coil 9 to generate power.

【0020】以上のように、本実施例においては、膨張
機と発電機とを一体化して構成し発電することができる
ので、装置を著しく小型化できるとともに、太陽エネル
ギーの少ない状態でも往復動式の膨張機2内のディスプ
レーサー8を作動させて発電をすることができる。
As described above, in the present embodiment, since the expander and the generator can be integrally formed to generate electric power, the device can be remarkably downsized, and the reciprocating type can be used even when the solar energy is small. Power can be generated by operating the displacer 8 in the expander 2.

【0021】(実施例2)図2は本発明の第2の実施例
における太陽熱発電装置の構成図を示すものである。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a block diagram of a solar thermal power generator according to a second embodiment of the present invention.

【0022】図2において、実施例1の構成と異なる点
は、膨張機2内のディスプレーサー8が下にある状態で
ディスプレーサー8の上端より上で、ディスプレーサー
8が上にある状態でディスプレーサー8の下端より下で
ある膨張機2の部分から分岐するバイパス配管11を設
けた点である。
In FIG. 2, the difference from the configuration of the first embodiment is that the displacer 8 inside the expander 2 is located above the upper end of the displacer 8 and below the displacer 8 above. The point is that a bypass pipe 11 is provided to branch from the portion of the expander 2 below the lower end of the sir 8.

【0023】以上のように構成された太陽熱発電装置に
ついて、以下その動作、作用を説明する。
The operation and action of the solar thermal power generator configured as described above will be described below.

【0024】まず、膨張機2内のディスプレーサー8が
バイパス配管11の接続部より下にある場合は、ディス
プレーサー8の上部は凝縮器3と同じ低圧にたもたれて
いるため、ディスプレーサー8は上方に押し上げられ
る。一方、ディスプレーサー8が押し上げられてバイパ
ス配管11の接続部より上にきた場合は、太陽熱集熱器
1内の高圧ガスがバイパス配管11からディスプレーサ
ー8の上部に導入され膨張機2内の圧力は均一になるた
めディスプレーサー8は下方に移動する。
First, when the displacer 8 in the expander 2 is below the connecting portion of the bypass pipe 11, the upper part of the displacer 8 leans to the same low pressure as that of the condenser 3, so that the displacer 8 is It is pushed up. On the other hand, when the displacer 8 is pushed up and is above the connection part of the bypass pipe 11, the high-pressure gas in the solar heat collector 1 is introduced from the bypass pipe 11 to the upper part of the displacer 8 and the pressure in the expander 2 is increased. Becomes uniform, the displacer 8 moves downward.

【0025】以上のように、本実施例においては、開閉
弁や特別な制御装置を用いる事無くディスプレーサー8
を往復運動させることができるので、簡単な構成で発電
することができる。
As described above, in this embodiment, the displacer 8 is not required to use the on-off valve and the special control device.
Since it can be reciprocated, it is possible to generate power with a simple configuration.

【0026】(実施例3)図3は本発明の第3の実施例
における太陽熱発電装置の構成図を示すものである。図
3において、実施例2の構成と異なる点は、凝縮器3と
太陽熱集熱器1とを接続する配管に液溜12と逆止弁1
3とを順に設けた点である。
(Embodiment 3) FIG. 3 is a block diagram of a solar thermal power generator according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 3, the difference from the configuration of the second embodiment is that the liquid reservoir 12 and the check valve 1 are connected to the pipe connecting the condenser 3 and the solar heat collector 1.
3 is provided in order.

【0027】以上のように構成された太陽熱発電装置に
ついて、以下その動作、作用を説明する。
The operation and action of the solar thermal power generator configured as described above will be described below.

【0028】まず、凝縮器3で凝縮液化した作動媒体は
液溜12にためられるが、ディスプレーサー8がバイパ
ス配管11の接続部より下にある場合は、太陽熱集熱器
1の圧力はディスプレーサー8と逆止弁13とで仕切ら
れているため液溜12は低圧に保たれているが、ディス
プレーサー8が上昇してバイパス配管11の接続部より
上にきた場合は、バイパス配管11を通して高圧が凝縮
器3および液溜12に導入され系全体が均一の圧力にな
るので、液溜12内の作動媒体を重力作用で太陽熱集熱
器1に送ることが出来る。
First, the working medium condensed and liquefied in the condenser 3 is stored in the liquid reservoir 12, but when the displacer 8 is below the connecting portion of the bypass pipe 11, the pressure of the solar heat collector 1 is equal to that of the displacer. The liquid reservoir 12 is kept at a low pressure because it is partitioned by the check valve 8 and the check valve 13. However, when the displacer 8 rises above the connection portion of the bypass pipe 11, the high pressure is passed through the bypass pipe 11. Is introduced into the condenser 3 and the liquid reservoir 12, so that the entire system has a uniform pressure, so that the working medium in the liquid reservoir 12 can be sent to the solar heat collector 1 by the action of gravity.

【0029】以上のように、本実施例においては、液溜
12と逆止弁13をもちいることにより、ポンプなどの
昇圧手段を用いる事無く作動媒体を循環させる事ができ
るので、高効率な発電ができるとともに装置を小型化す
ることができる。
As described above, in this embodiment, since the liquid reservoir 12 and the check valve 13 are used, the working medium can be circulated without using a boosting means such as a pump, so that it is highly efficient. The power can be generated and the device can be downsized.

【0030】(実施例4)図4は本発明の第4の実施例
における太陽熱発電装置の構成図を示すものである。
(Embodiment 4) FIG. 4 is a block diagram of a solar thermal power generator according to a fourth embodiment of the present invention.

【0031】図4において、実施例3の構成と異なる点
は、凝縮器3に配管接続される蓄熱槽14と、膨張機2
のコイル9と電力負荷6とを接続する制御装置15と、
制御装置15から電力供給を受けて蓄熱槽14内の熱媒
を循環するポンプ16とを設けた点である。
In FIG. 4, the difference from the configuration of the third embodiment is that the heat storage tank 14 connected to the condenser 3 by piping and the expander 2 are used.
A controller 15 for connecting the coil 9 and the power load 6;
The point is that a pump 16 that receives power supply from the control device 15 and circulates the heat medium in the heat storage tank 14 is provided.

【0032】以上のように構成された太陽熱発電装置に
ついて、以下その動作、作用を説明する。
The operation and action of the solar thermal power generator configured as above will be described below.

【0033】蓄熱槽14内の熱媒をポンプ16で循環し
て凝縮器3から熱を受け取り蓄熱槽14に蓄熱する。こ
の時、制御装置15は膨張機2のコイル9で発生した電
力の一部をポンプ16に供給するとともに電力負荷6へ
も電力を供給するように制御することにより、少ない電
力消費で多くの電力と熱を得ることができる。
The heat medium in the heat storage tank 14 is circulated by the pump 16 to receive heat from the condenser 3 and store it in the heat storage tank 14. At this time, the control device 15 controls so that a part of the electric power generated in the coil 9 of the expander 2 is supplied to the pump 16 and also to the electric power load 6, so that a large amount of electric power is consumed with a small amount of electric power consumption. And you can get heat.

【0034】以上のように、本実施例においては、凝縮
器3に蓄熱槽14を接続することにより、太陽光から電
気と熱の両方のエネルギーを同時に得ることができる。
As described above, in this embodiment, by connecting the heat storage tank 14 to the condenser 3, both energy of electricity and heat can be obtained from sunlight at the same time.

【0035】(実施例5)図5は本発明の第5の実施例
における太陽熱発電装置の構成図を示すものである。
(Embodiment 5) FIG. 5 is a block diagram of a solar thermal power generator according to a fifth embodiment of the present invention.

【0036】図5において、実施例4の構成と異なる点
は、凝縮器3と液溜12とを接続する配管に放熱器17
をを設けた点である。
In FIG. 5, the difference from the configuration of the fourth embodiment is that the radiator 17 is connected to the pipe connecting the condenser 3 and the liquid reservoir 12.
This is the point where is provided.

【0037】以上のように構成された太陽熱発電装置に
ついて、以下その動作、作用を説明する。
The operation and action of the solar thermal power generator configured as described above will be described below.

【0038】熱負荷が少なく蓄熱槽14に十分蓄熱され
た状態では、凝縮器3の温度が上がり圧力も上昇するた
め発電に必要な圧力差が得られない状態が発生するが、
発電が必要なとき放熱器17を運転して空気などで冷却
して圧力を下げることにより発電運転を保証することが
できる。
In the state where the heat load is small and the heat is sufficiently stored in the heat storage tank 14, the temperature of the condenser 3 rises and the pressure also rises, so that a pressure difference necessary for power generation cannot be obtained.
When power generation is required, the radiator 17 is operated to cool with air or the like to reduce the pressure, so that the power generation operation can be guaranteed.

【0039】以上のように、本実施例においては、日射
があるときは、熱負荷に関わらず発電運転が行えるの
で、電力負荷への対応に優れた太陽熱発電装置を実現で
きる。
As described above, in the present embodiment, when there is solar radiation, the power generation operation can be performed regardless of the heat load, so that it is possible to realize the solar thermal power generation device which is excellent in dealing with the power load.

【0040】(実施例6)図6は本発明の第6の実施例
における太陽熱発電装置の構成図を示すものである。図
6において、実施例5の構成と異なる点は、蓄熱槽14
に接続する配管に設けた補助電気ヒータ18と、膨張器
2で発電する電力と商用電源の電力供給を受けて蓄熱槽
14の熱媒を循環するポンプ16と補助電気ヒータ18
に電力を供給する制御装置15とを設けた点である。
(Embodiment 6) FIG. 6 is a block diagram of a solar thermal power generator according to a sixth embodiment of the present invention. In FIG. 6, the difference from the configuration of the fifth embodiment is that the heat storage tank 14
Auxiliary electric heater 18 provided in a pipe connected to the pump, a pump 16 that circulates a heat medium in the heat storage tank 14 by receiving electric power generated by the expander 2 and electric power from a commercial power source, and the auxiliary electric heater 18
It is the point that the control device 15 for supplying electric power is provided.

【0041】以上のように構成された太陽熱発電装置に
ついて、以下にその動作、作用を説明する。
The operation and action of the solar thermal power generator configured as described above will be described below.

【0042】まず、日射がある時は制御装置15からポ
ンプ16に膨張機2で発電した電力の一部を供給して集
熱するが、日射が無い時においても制御装置15からポ
ンプ16と補助電気ヒータ18に商用電源を供給して蓄
熱槽14内に所定の熱量を蓄熱する事ができる。
First, when there is solar radiation, the control device 15 supplies part of the electric power generated by the expander 2 to the pump 16 to collect heat, but even when there is no solar radiation, the control device 15 and the pump 16 assist it. A commercial power source can be supplied to the electric heater 18 to store a predetermined amount of heat in the heat storage tank 14.

【0043】以上のように、本実施例においては、日射
の有無に関わらず所定の熱量を確保することができるの
で、熱負荷の対応に優れた太陽熱発電装置を実現するこ
とができる。
As described above, in the present embodiment, a predetermined amount of heat can be secured regardless of the presence or absence of solar radiation, so that it is possible to realize a solar thermal power generation device that is excellent in dealing with heat load.

【0044】(実施例7)図7は本発明の第7の実施例
における太陽熱発電装置の構成図を示すものである。
(Embodiment 7) FIG. 7 is a block diagram of a solar thermal power generator according to a seventh embodiment of the present invention.

【0045】図7において、実施例6の構成と異なる点
は、膨張器2の出口に熱交換器18を内設する蓄熱槽1
4を設けた点である。
In FIG. 7, the difference from the configuration of the sixth embodiment is that the heat storage tank 1 in which a heat exchanger 18 is internally provided at the outlet of the expander 2
4 is the point.

【0046】以上のように構成された太陽熱発電装置に
ついて、以下その動作、作用を説明する。
The operation and action of the solar thermal power generator configured as described above will be described below.

【0047】膨張器2で発電した後出てきた高温ガスは
熱交換器18を内設する蓄熱槽14で凝縮放熱して液溜
12に溜められて、ディスプレーサー8がバイパス配管
11より上部にきたときにバイパス配管11より高圧が
導入されて系全体が均一になることにより、重力作用で
太陽熱集熱器1に送られて作動媒体を循環させることが
できる。
The high-temperature gas generated after the power is generated in the expander 2 is condensed and radiated in the heat storage tank 14 in which the heat exchanger 18 is installed and stored in the liquid reservoir 12, so that the displacer 8 is located above the bypass pipe 11. At this time, high pressure is introduced from the bypass pipe 11 to make the entire system uniform, so that the working medium can be circulated by being fed to the solar heat collector 1 by the action of gravity.

【0048】以上のように、本実施例においては、電力
などのエネルギーを付加させることなく作動媒体を循環
させることができるので、エネルギー消費の少ない高効
率の発電と集熱が出来るとともに、装置全体を一体化し
て構成して屋根に設置できるなど工事性に優れた太陽熱
発電装置を実現できる。
As described above, in the present embodiment, since the working medium can be circulated without adding energy such as electric power, highly efficient power generation and heat collection with less energy consumption can be performed, and the entire apparatus can be obtained. It is possible to realize a solar thermal power generation device with excellent workability, such as being able to be integrated and installed on the roof.

【0049】(実施例8)図8は本発明の第8の実施例
における太陽熱発電装置の構成図を示すものである。
(Embodiment 8) FIG. 8 is a block diagram of a solar thermal power generator according to an eighth embodiment of the present invention.

【0050】図8において、実施例1の構成と異なる点
は、膨張機2内のディスプレーサー8の両端部にバネな
どの衝撃吸収材19を設けた点である。
In FIG. 8, the difference from the configuration of the first embodiment is that shock absorbers 19 such as springs are provided at both ends of the displacer 8 in the expander 2.

【0051】以上のように構成された太陽熱発電装置に
ついて、以下その動作、作用を説明する。
The operation and action of the solar thermal power generator configured as described above will be described below.

【0052】ディスプレーサー8は膨張器2の内部で往
復運動する際に膨張器2の内部端面に強い衝突を繰り返
すが、ディスプレーサー8の両端部に設けた衝撃吸収材
19が、この衝突時の衝撃を吸収することが出来る。
When the displacer 8 reciprocates inside the expander 2, a strong collision with the inner end surface of the expander 2 is repeated, but the shock absorbers 19 provided at both ends of the displacer 8 are provided at the time of this collision. Can absorb shock.

【0053】以上のように、本実施例においては、ディ
スプレーサー8の衝撃吸収材19が衝突時の衝撃を吸収
する事により騒音振動を低減するとともに耐久性を向上
する事ができる。
As described above, in this embodiment, the shock absorbing material 19 of the displacer 8 absorbs the shock at the time of collision, so that noise and vibration can be reduced and the durability can be improved.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、膨張機
と発電機とを一体化して構成し発電することができるの
で、装置を著しく小型化できるとともに、太陽エネルギ
ーの少ない状態でも往復動式の膨張機2内のディスプレ
ーサー8を作動させて発電をすることができるるととも
に、電気と熱の両方のエネルギーを同時に取り出すこと
もでき、太陽熱利用率の高い高効率の太陽熱発電装置を
実現することができる。
As described above, according to the present invention, since an expander and a generator can be integrally configured to generate electric power, the device can be remarkably miniaturized and can be reciprocated even when the solar energy is small. The displacer 8 in the dynamic expander 2 can be operated to generate electricity, and both energy of electricity and heat can be taken out at the same time, and a highly efficient solar thermal power generator with high solar heat utilization rate can be provided. Can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1における太陽熱発電装置の構
成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a solar thermal power generation system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例2における太陽熱発電装置の構
成図
FIG. 2 is a configuration diagram of a solar thermal power generation system according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例3における太陽熱発電装置の構
成図
FIG. 3 is a configuration diagram of a solar thermal power generation system according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例4における太陽熱発電装置の構
成図
FIG. 4 is a configuration diagram of a solar thermal power generation system according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例5における太陽熱発電装置の構
成図
FIG. 5 is a configuration diagram of a solar thermal power generation system according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例6における太陽熱発電装置の構
成図
FIG. 6 is a configuration diagram of a solar thermal power generation system according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例7における太陽熱発電装置の構
成図
FIG. 7 is a configuration diagram of a solar thermal power generation system according to a seventh embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例8における太陽熱発電装置の構
成図
FIG. 8 is a configuration diagram of a solar thermal power generation system according to Example 8 of the present invention.

【図9】従来の太陽熱発電装置の構成図FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional solar thermal power generation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 太陽熱集熱器 2 膨張機 3 凝縮器 4 昇圧手段 5 放熱器 6 電力負荷 8 ディスプレーサー 9 コイル 10 開閉弁(開閉手段) 11 バイパス配管 12 液溜 13 逆止弁 14 蓄熱槽 15 制御装置 16 ポンプ 17 放熱器 18 熱交換器 19 衝撃吸収材 1 solar heat collector 2 expander 3 condenser 4 boosting means 5 radiator 6 power load 8 displacer 9 coils 10 Open / close valve (open / close means) 11 Bypass piping 12 liquid reservoir 13 Check valve 14 Heat storage tank 15 Control device 16 pumps 17 radiator 18 heat exchanger 19 Shock absorber

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 蒸発性作動媒体を蒸発する太陽熱集熱器
と、内部に磁性体のディスプレーサーを有し外周にコイ
ルを配設する往復動式の膨張機と、凝縮器と、昇圧手段
とを順に接続して密閉回路を形成し、前記膨張機に開閉
手段を有するバイパス配管を備えた太陽熱発電装置。
1. A solar heat collector for evaporating an evaporative working medium, a reciprocating expander having a magnetic displacer inside and a coil on the outer periphery, a condenser, and a booster. Are connected in sequence to form a closed circuit, and the expander is provided with a bypass pipe having an opening / closing means.
【請求項2】 蒸発性作動媒体を蒸発する太陽熱集熱器
と、内部に磁性体のディスプレーサーを有し外周にコイ
ルを配設する往復動式の膨張機と、凝縮器と、昇圧手段
とを順に接続して密閉回路を形成し、前記膨張機から分
岐するバイパス配管を備えた太陽熱発電装置。
2. A solar heat collector for evaporating an evaporative working medium, a reciprocating expander having a magnetic displacer inside and a coil on the outer periphery, a condenser, and a booster. Are connected in order to form a closed circuit, and a solar thermal power generator equipped with a bypass pipe branched from the expander.
【請求項3】 蒸発性作動媒体を蒸発する太陽熱集熱器
と、内部に磁性体のディスプレーサーを有し外周にコイ
ルを配設する往復動式の膨張機と、凝縮器と、液溜と逆
止弁とを順に接続して密閉回路を形成し、前記膨張機か
ら分岐するバイパス配管を備えた太陽熱発電装置
3. A solar heat collector for evaporating an evaporative working medium, a reciprocating expander having a magnetic displacer inside and a coil on the outer circumference, a condenser, and a liquid reservoir. A solar thermal power generator equipped with a bypass pipe branching from the expander to form a closed circuit by sequentially connecting a check valve.
【請求項4】 凝縮器に配管接続される蓄熱槽と、膨張
器のコイルと電力負荷とを接続する制御装置と、前記制
御装置から電力供給を受けて前記蓄熱槽内の熱媒を循環
するポンプとを備えた請求項1から3のいずれか1項に
記載した太陽熱発電装置。
4. A heat storage tank connected by piping to a condenser, a control device for connecting a coil of an expander and an electric load, and a power supply supplied from the control device to circulate a heat medium in the heat storage tank. The solar thermal power generation device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a pump.
【請求項5】 凝縮器と液溜とを接続する配管に放熱器
を備えた請求項4に記載した太陽熱発電装置。
5. The solar thermal power generation device according to claim 4, wherein a heat radiator is provided in a pipe connecting the condenser and the liquid reservoir.
【請求項6】 蓄熱槽に接続する配管に設けた補助電気
ヒータと、膨張器で発電する電力と商用電源の電力供給
を受けて前記蓄熱槽の熱媒を循環するポンプと前記補助
電気ヒータに電力を供給する制御装置とを備えた請求項
4または5に記載した太陽熱発電装置。
6. An auxiliary electric heater provided in a pipe connected to the heat storage tank, a pump for circulating the heat medium of the heat storage tank by receiving power supplied from an expander and commercial power, and the auxiliary electric heater. The solar thermal power generator according to claim 4 or 5 provided with the control device which supplies electric power.
【請求項7】 膨張器出口に熱交換器を内設する蓄熱槽
を設けた請求項1から6のいずれか1項に記載した太陽
熱発電装置。
7. The solar thermal power generator according to claim 1, wherein a heat storage tank having a heat exchanger therein is provided at the outlet of the expander.
【請求項8】 衝撃吸収材を端部に装着したディスプレ
ーサーを備えた請求項1から7のいずれか1項に記載し
た太陽熱発電装置。
8. The solar thermal power generation device according to claim 1, further comprising a displacer having a shock absorber attached to an end thereof.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007529664A (en) * 2004-03-15 2007-10-25 オルハン ウストゥーン Thermal energy storage device for subsequent conversion to electrical energy
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