JPH03294701A

JPH03294701A - 太陽電池による蒸気発生装置

Info

Publication number: JPH03294701A
Application number: JP2096000A
Authority: JP
Inventors: Kiyoji Suzuki; 鈴木　喜代治
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-04-11
Filing date: 1990-04-11
Publication date: 1991-12-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、太陽電池の電気エネルギーを暖房用や工業用
の消費蒸気に効率良く変換する発熱体と太陽電池との利
用技術に関する蒸気発生装置としたものである。

「従来技術とその問題点」屋内及び温室等の暖房や工業用の消費蒸気の発生装置の
主流の一つは、灯油又は重油バーナにて火力を発生させ
、これをボイラ内で燃焼させることで温水若しくは蒸気
を発生させ、配管により各室内及び温室内に温水若しく
は蒸気を配給し、各熱交換器により、室温を上昇させ、
クリーンに暖房する方法として知られている。この方法
は灯油等の化石燃料を燃焼させることから、大気汚染と
いう地球規模での環境破壊を促進する地球的規模の問題
となっている。

さりとて、ヒートポンプ方式においても電力の工ネルギ
ーは、化石燃料や放射能汚染の原子力発電である。また
、一般的なソーラー暖房システムは、太陽熱エネルギー
で直接お湯を沸かす方法であるが、その水温もせいぜい
６０度前後と低く、蒸気を得るには遠く及ばない。。

「発明の解決すべき課題と手段」本発明は、前記従来の温水、蒸気式暖房システムや工業
用蒸気の発生装置がもっている問題点や利用電源の問題
点に鑑み、これらの諸問題を一挙に解決する太陽電池に
よる蒸気発生装置を提供する事を課題、目的とする。

即、その第一の手段は、太陽電池からの電気エネルギー
を二次電池や蒸気発生器内に装備する発熱塗料の発熱体
への給電を電気制御装置により支配し、更に前記電気制
御装置は夜間及び太陽電池からの電気エネルギーが低下
したとき二次電池から発熱体への切換給電を支配させ、
前記蒸気発生器は発熱体を温水加熱部と過熱蒸気発生部
とに備え１発生した蒸気若しくは温水を外部熱交換器に
供給すると共に、熱交換後の復水蒸気若しくは温水を回
収加熱する循環路を形成してなる太陽電池による蒸気発
生装置である。

その第二の手段は、太陽電池からの電気エネルギーを二
次電池や蒸気発生器内に装備する発熱塗料の発熱体への
給電を電気制御装置により支配し、更に前記電気制御装
置は夜間及び太陽電池からの電気エネルギーが低下した
とき二次電池から発熱体への切換給電を支配させ、前記
蒸気発生器は発熱体を温水加熱部と過熱蒸気発生部とに
備え、発生した蒸気若しくは温水を外部の温水若しくは
蒸気消費部材へ供給する太陽電池による蒸気発生装置で
ある。

「作用」而して、本発明の作用は、特に発熱塗料による発熱体に
よって低電圧でも蒸気発生器等の水の被加熱物を効率良
く加熱できる。そして、この電源を太陽電池に求めて、
その余剰電力を二次電池に充電確保して夜間時の電力供
給も可能となり、−昼夜を通しての発熱体のヒートアッ
プを可能にする。そのため、暖房用等、蒸気発生装置の
機器に使用したとき安定した温水や蒸気の供給が行なえ
る。これで、多量の商用電源や化石燃料を全く必要とせ
ず、太陽電池のエネルギーだけで温水や蒸気を確保でき
、クリーンな電力により室内や温室等の暖房や各種工業
用に使用される蒸気の供給が行なえ、更に地球環境保全
にも貢献できる。

「実施例」以下、本発明の太陽電池による暖房用や各種工業用に使
用される蒸気発生装置を図面に示す実施例について詳細
に説明する。

第１図において、１０は発熱塗料の発熱体で１表面をス
テンレスなどの金属被覆材１で密閉されている。２は内
部の発熱体に直流低電圧を給電する配線である。この発
熱体１０の形状は図のものに限定されず、使用機器に応
じて設計制作される一第２図は前記発熱体ＩＯの断面を
示し、中心に発熱塗料層３を塗布する他、この発熱塗料
層３をその両面に絶縁塗料層４で被覆した発熱基板とし
、これを金属被覆物１で密閉している。第３図は発熱体
１０の他の実施例で、中心の基板５が絶縁材のときはそ
の両側面に発熱塗料層３を塗布すると共に、該発熱塗料
層３をその両面に絶縁塗料層４で被覆した発熱基板とし
、これを金属被覆物１で密閉している。第４図（ロ）。

また、基板５が電導体のときはその両側面に絶縁塗料層
４で被覆し、その外側に発熱塗料層３を塗布すると共に
、該発熱塗料層３をその両面に絶縁塗料層４で被覆した
発熱基板とし、これを金属被覆物１で密閉している。第
４図（イ）。

以上の発熱体１０は、ＤＣ２４Ｖ、−０，８３八で１４
１度、１００Ｖ、ＩＯＡで８００度の発熱温度が得られ
る事を実測している。従って、暖房用蒸気発生装置ＳＤ
の発熱体１０は、多数枚を積層構造に組合わせた構成に
して使用する時は、上記任意の電圧、電流の条件下で使
用される事になる。第５．６図は電源に太陽電池２０と
二次電池４０及び発熱塗料の発熱体１０を使用した暖房
用蒸気発生装置ＳＤを示し、−昼夜の電力供給が可能で
電気制御装置３０により蒸気発生器（ボイラ）５０を運
転制御する。

前記電気制御装置３０により蒸気発生器（ボイラ）５０
を運転制御する詳細は、太陽電池２０から切換制御部３
１を介してその一方が過充放電防止部３４から二次電池
４０とこのモニタ３５に結ばれている。

また前記切換制御部３１は温度制御部３２（電圧制御）
（電流制御）に結ばれ、ここで温水加熱用の発熱体１０
′と高温用の蒸気発生用の発熱体１０゛とを備え、各々
の温度設定器３３．３３’　と水温及び蒸気温度の温度
センサ８１，８２により所定の温水。

蒸気に制御する。しかして、各水温及び蒸気温度は温度
センサ８１，８２により検出され、その検出値が温度制
御部３２にフィードバックされ、設定温度となる様発熱
体１０’、１０”への通電電圧及び電流を制御する。尚
、前記電気制御装置３０において、太陽電池２０の出力
電圧が日照度の低下で所定値より低下すると、二次電池
４０に充電された電気が切換制御部３１の切換え作用で
温度制御部３２に送り込まれ、発熱体１０’、１０”を
加熱する。前記電気制御装置３０により運転される蒸気
発生器（ボイラ）５０は、その概要構成を第５図に示す
様、タンク６０の上部には注水口６１と圧力弁６２、温
度計６３や安全弁６４、暖房用の熱交換器７０への蒸気
取出弁６５等を備え、中間部には熱交換器７０への温水
管６７゛を備え、また下部には給水管６６や暖房用の熱
交換器７０がらの復水管６７を備え、温水の循環は復水
管６７の途上等に設けた循環ポンプ８０により行なう。

これて、太陽電池２０がらの電気エネルギーを二次電池
４０や蒸気発生器５０内に装備する発熱塗料の発熱体１
０’、ｔｏ”への給電を電気制御装置３０により支配し
、更に前記電気制御装置は夜間及び太陽電池からの電気
エネルギーが低下したとき二次電池から発熱体への給電
を支配させ、前記蒸気発生器５０は発熱体を温水加熱部
９０ど過熱蒸気発生部９１とに備え、発生した蒸気や温
水を外部熱交換器７０に供給すると共に、熱交換後の蒸
気や温水を回収加熱する循環管（復水管）６７を形成し
ている。また、蒸気や温水を工業用に消費する時は、蒸
気取出弁６５や温水管６７゛がら工場Ｆ内の例えば、ワ
ークＷの脱脂洗浄槽Ｂに供給し、またシャワーｎで洗浄
消費される。

続いて、第７図のフローチャートで本発明の太陽電池に
よる暖房用蒸気発生装置の作用を先ず説明する。運転の
スタート・・（ａ）で、タンク内注水・・・（ｂ）を自
動操作で行ない、これに続く蒸気若しくは温水の温度設
定・・（ｃ）ａ’行ない、運転に入る。ここで、電気制
御装置３０において、太陽電池２０の出力電圧が検出さ
れ・・（ｄ）、昼間で十分な出力があれば、太陽電池か
らの電気付与・・（ｅ）を行ない、照度の低下で所定値
より低下すると、出力不足・・（ｅ”）を感知し二次電
池４０に充電された電気・・（ｅ゛）が、切換制御部３
１の切換え作用で温度制御部３２に送り込まれて発熱体
１０゛１０゛をヒートアップ・・（ｆ）する。前記発熱
体１０’、１０”は温水の加熱用と蒸気の加熱用とで、
各々温水の発生・・（ｇ）、蒸気の発生・・（ｇ゛）を
温度センサ８１，８２で検出し、設定温度となったとこ
ろで、タンク６０内に貯蔵・・（ｈ、ｈ’　）する。そ
して、暖房用の熱交換器７０・・に蒸気若しくは温水を
供給・・（ｉ、ｉ’）Ｌ、熱交換・・・（ｊ、ｊ’）Ｌ
、温度紙した温水若しくは復水を回収・・（ｋ、に’　
）Ｌ、循環ポンプ８０で再びタンク６０内で再加熱・・
（１，１’　）Ｌ、温水・蒸気を再度発生させるサイク
ル運転を行なう。

また、工業用蒸気として消費する蒸気発生装置の時は、
温水や蒸気供給で外部へ排出消費（ｍ、ｍ’　）される
。この消費量に対応するタンク６０への注水指令（ｐ、
ｐ’　）を発信し、消費に対応する給水及び蒸気の発生
叡継続的に実施する。

尚、本発明は、上記実施態様に限定される事なくその詳
細構成を変更できる事勿論である。例えば、室内及び温
室等の暖房用の熱源として専ら蒸気のみで良いのであれ
ば、温水加熱部９０から温水を外部へ送り出す配管の必
要はなく、また逆に温水のみの暖房熱源で良いのであれ
ば、過熱蒸気発生部９１は必要ない。尚、前記蒸気発生
装置（ボイラ）５０は図示の概要を示すものに限定され
ず、現存する各種方式のボイラに適用使用できる。更に
、発熱体は第１図から第４図に丞す実施形態に限定され
る物ではなく、現存する各種形態の発熱体の形状のもの
を使用できる。また、蒸気発生装置の使用方法は、前記
実施例に限らず、各種蒸気消費機器の蒸気発生源として
成立する。

「効果」本発明は、上記のように構成されているから、特に発熱
塗料による発熱体によって低電圧でも蒸気発生器等の水
の被加熱物を効率良く加熱でき、この電源を太陽電池に
求めて、その余剰電力を二次電池に充電確保して夜間時
の電力供給も可能となり、−昼夜を通しての発熱体のヒ
ートアップを可能とし、暖房用や各種蒸気消費用の蒸気
発生装置の機器に使用したとき安定した温水や蒸気の供
給が行なえる。

また、太陽電池のエネルギーだけで温水や蒸気を確保で
き、クリーンな電力により室内や温室等の暖房や各種蒸
気消費機器への供給が行なえ、更に地球環境保全にも貢
献できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明暖房用や蒸気消費機器用の蒸気発生装置
に使用する発熱塗料の発熱体の斜視図、第２図はその断
面図、第３図は他の発熱体の断面図、第４図は第３図及
び他の実施断面図、第５図は太陽電池を電源とする暖房
用や蒸気消費機器用等の蒸気発生装置のシステム図、第
６図は電気制御装置のブロック線図、第７図は暖房用や
蒸気消費機器用等の蒸気発生装置への給電及び暖房循環
作用や蒸気供給作用を示すフローチャート図である。 ■・・絶縁材、３・・発熱塗料層、４・・絶縁塗料層、
５・・基板、１０　（１０’　、１０”　）・・発熱体
、２０・・太陽電池、３０・・電気制御装置、３１・・
切換制御部、３２・・温度制御部、３３・・温度設定器
、３４・・過充放電防止部、４０・・二次電池、５０・
・蒸気発生器（ボイラ）、６０・・タンク、６１・・注
水口、６５・・蒸気取出弁、７０・・熱交換器、８０・
・循環ポンプ、９０・・温水加熱部、９１・・過熱蒸気
発生部、ＳＤ・・暖房用蒸気発生装置、Ｆ・・工場、Ｂ
・・脱脂洗浄槽。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）太陽電池からの電気エネルギーを二次電池や蒸気
発生器内に装備する発熱塗料の発熱体への給電を電気制
御装置により支配し、更に前記電気制御装置は夜間及び
太陽電池からの電気エネルギーが低下したとき二次電池
から発熱体への切換給電を支配させ、前記蒸気発生器は
発熱体を温水加熱部と過熱蒸気発生部とに備え、発生し
た蒸気若しくは温水を外部熱交換器に供給すると共に、
熱交換後の復水蒸気若しくは温水を回収加熱する循環路
を形成してなる太陽電池による蒸気発生装置。
（２）太陽電池からの電気エネルギーを二次電池や蒸気
発生器内に装備する発熱塗料の発熱体への給電を電気制
御装置により支配し、更に前記電気制御装置は夜間及び
太陽電池からの電気エネルギーが低下したとき二次電池
から発熱体への切換給電を支配させ、前記蒸気発生器は
発熱体を温水加熱部と過熱蒸気発生部とに備え、発生し
た蒸気若しくは温水を外部の温水若しくは蒸気消費部材
へ供給する構成としたことを特徴とする太陽電池による
蒸気発生装置。