JPH05525B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は低温熱エネルギを利用して発電を行う
温度差駆動ジエネレータに関し、特に発電機およ
び温度差エンジンを圧力容器内に収納し、デイー
デルエンジン、ガスエンジン等の内燃機関および
前記温度差エンジンを組み合せて熱エネルギの有
効利用を図りつつ発電機を駆動するようにした圧
力容器収納型温度差駆動ジエネレータに関する。

（従来技術） 従来、ガスタービンやデイーゼルエンジン等に
よつて発電機を回し、デイーゼルエンジン等の排
熱を他の加熱装置等の熱源として利用し、これに
よつて電気と熱を同時に供給する熱併給発電シス
テムが知られている。この場合、デイーゼルエン
ジンを駆動するのに用いた燃料が、一部は電気エ
ネルギに、他の一部は熱エネルギに変化したもの
であり、直接発電機を回転させるのはあくまでデ
イーゼルエンジンであり、しかもその排熱を再び
発電のエネルギとして利用することは行われてい
ない。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来から知られている熱併給発電シス
テムは、電気と熱を同時に取り出すシステムであ
り、燃料等の一時エネルギ源の利用効率を高める
ものであるが、発電に限つてみればデイーゼルエ
ンジンの能力で発電がなされるために、発電効率
はデイーゼルエンジンの効率を超えることはでき
ず、排熱を利用することなく捨てていた従来の単
独の発電システムと変らない。

本発明は低温の熱エネルギ、デイーゼルエンジ
ンの回転駆動エネルギ、デイーゼルエンジンの発
生熱エネルギ、その他任意の熱源装置で得られる
熱エネルギを発電のエネルギとして利用し、高効
率の発電を行い得るようにし、しかも前記温度差
エンジンを特別に耐圧構造とする必要がなく、そ
の潤滑も効率より得、全体としてコンパクトに構
成し得る高効率の温度差駆動ジエネレータを提供
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る温度差駆動ジエネレータは、放熱
器と蒸発器を結ぶ主熱媒体循環路に温度差エンジ
ンを設け、前記温度差エンジンの出力軸に発電機
を取り付け、前記温度差エンジン、前記発電機、
および該温度差エンジンの潤滑油ポンプを１つの
圧力容器内に収納し、前記温度差エンジの熱媒体
導入口を前記圧力容器内に開口せしめるとともに
その吐出口を前記熱媒体循環路に連結し、前記温
度差エンジンに導入される熱媒体を前記主熱媒体
循環路から前記圧力容器内に充満させ、内燃機関
の運転による生成熱およびその他の外部熱源装置
の集熱を副熱媒体循環路を介して前記蒸発器へ供
給し、前記発電機からの出力電流を前記圧力容器
に取り付けた電源プラグを介して取り出すように
したものである。

（実施例） 次に、本発明を、図面を参照して実施例につき
説明する。

第１図は本発明の実施例に係る温度差駆動ジエ
ネレータの概略図である。例えば屋外の冷気にさ
らされる放熱器１１と、蓄熱槽８を介して例えば
太陽熱集熱装置９等の定温度熱源との間で熱交換
を行う蒸発器１３と、温度差エンジン１２を収容
した圧力容器３０とが主熱媒体循環路１４によつ
て閉回路状に結ばれ、この主熱媒体循環路１４内
に、例えばフロン等の容易に気液変化する主熱媒
体が封入される。主熱媒体循環路１４には必要に
応じてポンプ１６が設けられる。前記温度差エン
ジン１２はその熱媒体導入口が圧力容器３０内に
開口しており、またその吐出口は主熱媒体循環路
１４に連結されている。この温度差エンジギは、
タービン形式の回転動力機で構成され、その回転
出力軸１５は同じ圧力容器３０内に収納された発
電機４の駆動軸に連結される。この実施例では上
記発電機とは別の他の発電機あるいは他の熱交換
装置のヒートポンプ等を駆動するためのデイーゼ
ルエンジン９が設置されている。また圧力容器内
には後述する如く温度差エンジン１２の潤滑油ポ
ンプが収納されている。１０はデイーゼルエンジ
ン９に燃料を供給する燃料タンクである。なお、
主熱媒体循環路１４を通る熱媒体は圧力容器３０
の部分で該容器内に気体状態で充満される。

第２図は本発明の実施例に係る圧力容器３０の
内部構造を示した図である。圧力容器３０内に収
納された温度差エンジン１２の熱媒体導入口１２
ａは該容器内に開口しており、またその熱媒体吐
出口１２ｂは該容器の吐出口３０ｂに吐出管３８
を介して連結されている。前記主熱媒体循環路１
４はこの圧力容器３０の熱媒体導入口３０ａに連
通され、これによつて該容器内に熱媒体（気体）
が充満され、温度差エンジンの導入口１２ａに導
入されて該温度差エンジン１２を駆動し、エンジ
ン吐出口１２ｂ、吐出管３８、容器吐出口３０を
経て主熱媒体循環路１４から放熱器１１（第１
図）へ送られる。

圧力容器３０に収容された発電機４からの出力
電力線３２は、圧力容器３０に気密にねじ込みで
固着されたプラグ３３から容器外へ引き出され
る。圧力容器３０内にはさらに、温度差エンジン
１２およびその出力軸１５（容器内で発電機に連
結）を潤滑するための潤滑油ポンプ３４、潤滑油
配管３５および油溜め３６が設けられ、さらに必
要に応じて熱媒体（フロン）、潤滑油の回収口３
７が設けられる。温度差エンジン１２に導入され
る熱媒体は高圧の気体となつているが、温度差エ
ンジン１２は圧力容器（例えば20Kg／cm²）内に収
容される関係から特別に耐圧構造に構成する必要
はなく、例えば汎用のターボエンジン等を採用す
ることができる。温度差エンジン各部の潤滑も、
容器内の発電機４の電力で直接駆動される潤滑油
ポンプ３４により該容器内で行われるので、効率
のよい良好な潤滑が可能となる。

他の発電機あるいは他ヒートポンプを駆動する
のに使われるデイーゼルエンジン９の運転による
排ガスは、後述の排熱交換器１９および消音器２
０を経て排出される。またデイーゼルエンジン９
の冷却水はエンジン稼働により加熱されるが、こ
の加熱冷却水も配管２３により後述の水−水熱交
換器２１を通つて循環する。蓄熱槽８には冷水が
供給されるが、この冷水はその一部が配管２２に
よつて該蓄熱槽８と前記排熱交換器１９との間を
循環し、また一部は前記水−水熱交換器２１を通
つて循環する。さらに屋外設置の太陽熱集熱器１
８と蓄熱槽８との間も配管２４，２４′を介して
連結され、ポンプ２５によりこの間を水が循環す
るように構成されている。これらの排熱交換器１
９、水−水熱交換器２１および太陽熱集熱器１８
により加熱された蓄熱槽８内の水は、一部は給油
ポンプ２６によつて取り出され、給油として利用
されてもよいが、その大部分は副熱媒体循環路２
７およびポンプ２９を介して前述の蒸発器１３
を、前記主熱媒体循環路１４とは別系統で循環す
るようになつている。

このような構成で、主熱媒体循環系において、
放熱器１１が対面している屋外の冷気と蒸発器１
３の熱源との間に或る温度差があると、前記熱源
により蒸発器１３で気化した主熱媒体の気体は主
熱媒体循環路１４から圧力容器３０に導入され、
温度差エンジン１２を駆動した後、放熱器１１で
外冷気により液化し、再び蒸発器１３で気化して
系内を循環する。温度差エンジン１２の内部は、
放熱器１１における主熱媒体の気体から液体への
相変化に伴なう体積の収縮による吸引によつて負
圧状態になつており、圧力容器３０内に充満した
気体状の熱媒体によりタービンのロータを回転せ
しめ、出力軸１５に回転動力を与える。屋外の冷
気が温度低下すればする程、放熱器１１と蒸発器
１３との間で温度が大きくなり、循環路１４から
圧力容器３０への気体噴出力は強く、大きな動力
が出力される。この温度差エンジン１２の動力に
より発電機４が駆動され、電力が得られる。

一方、デイーゼルエンジン９の運転による排熱
およびエンジン冷却水の熱は前述の如く熱交換器
１９，２１を介して蓄熱槽８内の副熱媒体に蓄え
られ、副熱媒体循環路２７を介して蒸発器１３の
熱源となる。デイーゼルエンジン９の回転数が上
る程、該エンジン９の排熱およびエンジン冷却水
の温度が上昇し、結局、放熱器１１と蒸発器１３
間の温度差が大きくなり、温度差エンジン１２の
発電機駆動動力が増大する。

上述の実施例で、建屋内と屋外との間に或る温
度差がある場合には屋外の冷気にさらされる放熱
器１１と建屋内に設置される蒸発器１３とによ
り、副熱媒体循環系がなくても、主熱媒体循環路
１４内の熱媒体（フロン）は気液変化して循環
し、これによつて温度差エンジン１２が作動し、
発電機４により発電がさなれる。発電機４による
発電能力が不足するときは、デイーゼルエンジン
駆動による他の発電機による電力を併せて用いる
ことができる。デイーゼルエンジンとしては発電
機内蔵形あるいはヒートポンプ内蔵形のものが有
効に使用される。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、放熱器と
蒸発器の設置される場所の温度差を利用して発電
機を駆動するとともに、併用する他の発電機駆動
用あるいはヒートポンプ駆動用デイーゼルエンジ
ンの発生熱（排ガス、エンジン冷却水）を用いて
前記放熱器と蒸発器間の温度差を増大させるよう
にしたので、全体として高効率の、エネルギの無
駄のない発電を行うことができる。温度差エンジ
ンおよび発電機はともに圧力用器内に収納されて
いるので設置関係が簡潔となり、また温度差エン
ジンの全体を耐圧構造とする必要がなく、しかも
このエンジンの潤滑も圧力容器内部の潤滑油ポン
プで行うために外部から潤滑油を圧送する必要が
なく、効率のよい確実な潤滑をなし得る等の効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る温度差駆動ジエ
ネレータの概略図、第２図は本発明における圧力
容器の内部を示す断面図である。 ４……発電機、８……蓄熱槽、９……デイーゼ
ルエンジン、１１……放熱器、１２……温度差エ
ンジン、１３……蒸発器、１４……主熱媒体循環
路、１２……熱媒体導入口、１２ｂ……吐出口、
１５……出力軸、１８……太陽熱集熱器、１９…
…排熱交換器、２１……水−水熱交換器、２７…
…副熱媒体循環路、３０……圧力容器、３０ａ…
…熱媒体導入口、３０ｂ……吐出口、３２……出
力電力線、３３……プラグ、３４……潤滑油ポン
プ、３６……油溜め。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 放熱器と蒸発器とを結ぶ主熱媒体循環路に温
   度差エンジンを設け、前記温度差エンジンの出力
   軸に発電機を取り付け、前記温度差エンジン、前
   記発電機、および該温度差エンジンの潤滑油ポン
   プを１つの圧力容器内に収納し、前記温度差エン
   ジンの熱媒体導入口を前記圧力容器内に開口せし
   めるとともにその吐出口を前記熱媒体循環路に連
   結し、前記温度差エンジンに導入される熱媒体を
   前記主熱媒体循環路から前記圧力容器内に充満さ
   せ、内燃機関の運転による生成熱およびその他の
   外部熱源装置の集熱を副熱媒体循環路を介して前
   記蒸発器へ供給し、前記発電機からの出力電流を
   前記圧力容器に取り付けた電源プラグを介して取
   り出すようにしたことを特徴とする圧力容器収納
   型温度差駆動ジエネレータ。