JP2003056311A - Steam explosion engine, clean power system and hybrid vehicle - Google Patents

Steam explosion engine, clean power system and hybrid vehicle

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JP2003056311A
JP2003056311A JP2001278840A JP2001278840A JP2003056311A JP 2003056311 A JP2003056311 A JP 2003056311A JP 2001278840 A JP2001278840 A JP 2001278840A JP 2001278840 A JP2001278840 A JP 2001278840A JP 2003056311 A JP2003056311 A JP 2003056311A
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JP
Japan
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arc
pressurized water
steam
steam explosion
water supply
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JP2001278840A
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Japanese (ja)
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Takeshi Hatanaka
武史 畑中
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Individual
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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steam explosion engine small-sized, low in cost and having high performance and simple structure, a clean power power system and a hybrid vehicle. SOLUTION: The steam explosion engine 10 is provided with a steam explosion part 20 which generates high pressure steam from a pressurized water, a flywheel turbine 22 which generates power by expanding the high pressure steam and stores the pressure of steam as rotational energy, a control device 52 which intermittently actuates the steam explosion part, and an arc power source 42. The clean power system 12 is provided with the steam explosion engine 10, a generator 30, a rectifier 32 and a battery 34. The hybrid vehicle is propelled with propulsion devices 40, 58 connected to the power system.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は水蒸気爆発エンジン、
クリーン動力システムおよびハイブリッド車両に関す
る。
This invention relates to a steam explosion engine,
Clean power systems and hybrid vehicles.

【0002】[0002]

【従来技術】近年、石油資源の枯渇化、自動車、工場お
よび発電プラント等における有害排ガスによる大気汚染
ならびに炭酸ガス排出による地球温暖化防止の有効な手
段として、ハイブリッド車両の研究開発が活発化してい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, research and development of hybrid vehicles have become active as an effective means for preventing exhaustion of petroleum resources, air pollution due to harmful exhaust gas in automobiles, factories, power plants, etc., and global warming due to carbon dioxide emissions. .

【0003】米国特許第5,495,906号および同
第5,722,502号には内燃機関で発生する動力の
一部で発電機を駆動して電力を発生させ、これによりバ
ッテリを充電させ、内燃機関と電動モータにより車両の
前後輪を駆動するようにしたハイブリッド車両が提案さ
れている。
In US Pat. Nos. 5,495,906 and 5,722,502, a part of the power generated by an internal combustion engine drives a generator to generate electric power, thereby charging a battery. A hybrid vehicle has been proposed in which the front and rear wheels of the vehicle are driven by an internal combustion engine and an electric motor.

【0004】米国特許第6,048,289号、同第
6,059,064号、6,119,799号および同
第6,209,672号には内燃機関と電動モータとを
組み合わせたハイブリッド車両が提案されている。
US Pat. Nos. 6,048,289, 6,059,064, 6,119,799 and 6,209,672 are hybrid vehicles in which an internal combustion engine and an electric motor are combined. Is proposed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のハイブリッド車
両では大型の内燃機関と電動モータとをそれぞれ互いに
独立した構造の動力発生部を構成しているため、必然的
に動力発生部の構造が大型化し、製造コストも高くな
り、動力システムやハイブリッド車輌を小形高性能化す
ることが困難であった。しかも、内燃機関を利用してい
るため、クリーンなハイブリッド車輌を実用化すること
は困難であった。
In the conventional hybrid vehicle, since the large-sized internal combustion engine and the electric motor constitute the power generation part having a structure independent from each other, the structure of the power generation part is inevitably increased in size. However, the manufacturing cost has increased, and it has been difficult to reduce the size and performance of power systems and hybrid vehicles. Moreover, since an internal combustion engine is used, it has been difficult to put a clean hybrid vehicle into practical use.

【0006】本発明は小型高性能で、高効率、コンパク
ト、低コストの水蒸気爆発エンジン、クリーン動力シス
テムおよびハイブッリド車輌を提供することを目的とす
る。
It is an object of the present invention to provide a small size, high performance, high efficiency, compact and low cost steam explosion engine, a clean power system and a hybrid vehicle.

【0007】[0007]

【問題を解決するための手段】本願第1の発明の水蒸気
爆発エンジンは、加圧水を供給する加圧水供給部と、前
記加圧水供給部に連通する加圧水供給ノズルと、前記加
圧水供給ノズルに連通していて前記加圧水をアークと接
触させて水蒸気爆発により高温高圧水蒸気を発生させる
水蒸気爆発部と、前記水蒸気爆発部にアーク電力を供給
するアーク電源と、前記水蒸気の圧力を回転エネルギー
として蓄積するフライホイールタービンと、前記アーク
電源を間欠的に制御して水蒸気爆発部を間欠的に作動さ
せて前記フライホイールを所定速度で回転させる制御装
置とを備えるようにしたものである。
A steam explosion engine according to a first aspect of the present invention comprises a pressurized water supply unit for supplying pressurized water, a pressurized water supply nozzle communicating with the pressurized water supply unit, and a pressurized water supply nozzle. A steam explosion unit that generates high-temperature high-pressure steam by steam explosion by contacting the pressurized water with an arc, an arc power supply that supplies arc power to the steam explosion unit, and a flywheel turbine that accumulates the pressure of the steam as rotational energy. A control device for intermittently controlling the arc power source to intermittently operate the steam explosion unit to rotate the flywheel at a predetermined speed.

【0008】本願第2の発明の水蒸気爆発エンジンは、
前記水蒸気爆発部が前記加圧水供給ノズルに連通するア
ーク反応室と、前記アーク反応室内に配置されていてア
ーク電源に接続されたアーク電極と、アーク電極に隣接
してアーク反応室に配置されて前記加圧水を前記アーク
と接触させながら通過させる微小アーク通路を有する微
小アーク発生部を備えるものである。
The steam explosion engine of the second invention of the present application is
An arc reaction chamber in which the steam explosion section communicates with the pressurized water supply nozzle, an arc electrode arranged in the arc reaction chamber and connected to an arc power source, and arranged in the arc reaction chamber adjacent to the arc electrode, It is provided with a minute arc generation part having a minute arc passage through which the pressurized water passes while making contact with the arc.

【0009】本願第3の発明の水蒸気爆発エンジンは、
前記加圧水供給部と前記加圧水供給ノズルとの間に配置
された加圧水供給室と、前記加圧水供給室に配置されて
前記加圧水の逆流を防止する逆止弁とを備えるものであ
る。
The steam explosion engine of the third invention of the present application is
A pressurized water supply chamber disposed between the pressurized water supply unit and the pressurized water supply nozzle, and a check valve disposed in the pressurized water supply chamber to prevent a backflow of the pressurized water are provided.

【0010】本願第4の発明の水蒸気爆発エンジンは、
さらに、前記フライホイールタービンを収納したエンジ
ンハウジングを備え、前記加圧水供給ノズルと前記水蒸
気爆発部が前記エンジンハウジングに形成されていて、
前記エンジンハウジングが前記水蒸気爆発部と前記フラ
イホイールタービンとを連通させるジェット通路とを備
える水蒸気爆発エンジン。
The steam explosion engine of the fourth invention of the present application is
Furthermore, an engine housing accommodating the flywheel turbine is provided, and the pressurized water supply nozzle and the steam explosion part are formed in the engine housing,
A steam explosion engine in which the engine housing includes a jet passage that connects the steam explosion unit and the flywheel turbine.

【0011】本願第5の発明の水蒸気爆発エンジンは、
前記水蒸気爆発部が前記加圧水供給ノズルと連通するア
ーク反応室と、前記アーク反応室に隣接して配置されて
前記加圧水の一部と前記水蒸気とを接触させることによ
り高圧水蒸気を生成する水蒸気爆発室とを備えるもので
ある。
The steam explosion engine of the fifth invention of the present application is
An arc reaction chamber in which the steam explosion unit communicates with the pressurized water supply nozzle, and a steam explosion chamber which is disposed adjacent to the arc reaction chamber and generates high-pressure steam by bringing a part of the pressurized water into contact with the steam. And with.

【0012】本願第6の発明の水蒸気爆発エンジンは、
さらに、前記フライホイールタービンを収納したエンジ
ンハウジングを備え、前記エンジンハウジングが前記フ
ライホイールタービンに隣接して前記加圧水供給ノズル
と前記水蒸気爆発部を収納し、前記水蒸気爆発部がアー
ク反応室と、前記アーク反応室に配置されたアーク電極
と、前記アーク電極に隣接して配置されて前記加圧水を
微小アークと接触させながら通過させる微小アーク通路
を形成する微小アーク発生部とを備えるものである。
The steam explosion engine of the sixth invention of the present application is
Further, the engine includes an engine housing that houses the flywheel turbine, the engine housing is adjacent to the flywheel turbine and houses the pressurized water supply nozzle and the steam explosion unit, and the steam explosion unit is an arc reaction chamber, and An arc electrode disposed in the arc reaction chamber, and a micro arc generation unit disposed adjacent to the arc electrode and forming a micro arc passage for passing the pressurized water in contact with the micro arc are provided.

【0013】本願第7の発明のクリーン動力システム
は、加圧水を供給する加圧水供給部と、前記加圧水供給
部に連通する加圧水供給ノズルと、前記加圧水供給ノズ
ルに連通していて前記加圧水をアークと接触させて水蒸
気爆発により高温高圧水蒸気を発生させる水蒸気爆発部
と、前記水蒸気を膨張させて出力軸に動力を発生させる
とともに前記水蒸気の圧力を回転エネルギーとして蓄積
するフライホイールタービンと、アーク電源を間欠的に
作動するように制御して水蒸気爆発部を間欠的に作動さ
せる制御装置と、前記出力軸により駆動されて交流出力
を発生する交流発電機と、交流出力を直流出力に変換す
る整流器と、整流器に接続されて直流出力を充電するバ
ッテリと、バッテリに接続されてアーク電力を水蒸気爆
発部に供給するアーク電源とを備えるものである。
In the clean power system of the seventh invention of the present application, a pressurized water supply unit for supplying pressurized water, a pressurized water supply nozzle communicating with the pressurized water supply unit, and a pressurized water supply nozzle communicating with the arc for contacting the pressurized water with the arc. A steam explosion part that generates high temperature and high pressure steam by steam explosion, a flywheel turbine that expands the steam to generate power on the output shaft and accumulates the pressure of the steam as rotational energy, and an arc power source intermittently. A control device for intermittently operating the steam explosion section by controlling so as to operate, an AC generator driven by the output shaft to generate an AC output, a rectifier for converting the AC output into a DC output, and a rectifier. Connected to the battery to charge the DC output, and an arc connected to the battery to supply arc power to the steam explosion section. In which and a power supply.

【0014】本願第8の発明のハイブリッド車輌は、車
輌本体と、前記車輌本体に搭載された動力システムと、
前記動力システムにより駆動される推進装置とを備え、
前記動力システムが加圧水を供給する加圧水供給部と、
前記加圧水供給部に連通する加圧水供給ノズルと、前記
加圧水供給ノズルに連通していて前記加圧水をアークと
接触させて水蒸気爆発により高温高圧水蒸気を発生させ
る水蒸気爆発部と、前記水蒸気を膨張させて出力軸に動
力を発生させるとともに前記水蒸気の圧力を回転エネル
ギーとして蓄積するフライホイールタービンと、アーク
電源を間欠的に作動するように制御して水蒸気爆発部を
間欠的に作動させる制御装置と、前記出力軸により駆動
されて交流出力を発生する交流発電機と、交流出力を直
流出力に変換する整流器と、整流器に接続されて直流出
力を充電するバッテリと、バッテリに接続されてアーク
電力を水蒸気爆発部に供給するアーク電源とを備えるも
のである。
A hybrid vehicle according to an eighth aspect of the present invention includes a vehicle body, a power system mounted on the vehicle body,
A propulsion device driven by the power system,
A pressurized water supply unit in which the power system supplies pressurized water;
A pressurized water supply nozzle that communicates with the pressurized water supply unit, a steam explosion unit that communicates with the pressurized water supply nozzle and causes the pressurized water to come into contact with an arc to generate high-temperature high-pressure steam by steam explosion, and expands and outputs the steam. A flywheel turbine that generates power to the shaft and accumulates the pressure of the steam as rotational energy, a control device that controls the arc power supply to operate intermittently, and intermittently operates the steam explosion unit, and the output An AC generator that is driven by a shaft to generate an AC output, a rectifier that converts the AC output into a DC output, a battery that is connected to the rectifier to charge the DC output, and an arc power that is connected to the battery to explode the steam power. And an arc power supply for supplying to the.

【0015】本願第9の発明のハイブリッド車輌は、さ
らに、前記バッテリーと前記整流器との接続部に接続さ
れていて直流出力と交流出力との間で変換するパワーコ
ンバータと、前記パワーコンバータに接続されて前記推
進装置を駆動するとともに減速エネルギーを回生電力と
して回収するモータ/発電機とを備えるものである。
The hybrid vehicle of the ninth invention of the present application is further connected to the power converter, which is connected to the connecting portion between the battery and the rectifier and converts between a DC output and an AC output. And a motor / generator that drives the propulsion device and recovers deceleration energy as regenerative electric power.

【0016】本願第10の発明のハイブリッド車輌は、
さらに、前記出力軸が前記推進装置に連結され、前記推
進装置が前記タービンと前記モータ/発電機により駆動
されるものである。
The hybrid vehicle according to the tenth invention of the present application is
Further, the output shaft is connected to the propulsion device, and the propulsion device is driven by the turbine and the motor / generator.

【0017】[0017]

【発明の効果】請求項1の水蒸気爆発エンジンでは、加
圧水をアークと接触させて水蒸気爆発により高温高圧の
水蒸気を発生させ、フライホイールタービンにより高圧
水蒸気の圧力エネルギーを回転エネルギーとして蓄積し
て、制御装置によりアーク電源を間欠運転することによ
り、水蒸気エンジンの小型軽量化と、高性能化ならびに
低コスト化が実現可能となる。しかも、水蒸気爆発によ
る水蒸気の圧力は極めて高圧となるため、フライホイー
ルで蓄積される回転エネルギーも著しく大きくなり、ア
ーク電源の消費電力が極めて少なくなり、小型、低コス
トのバッテリの使用が可能となる。
In the steam explosion engine according to the first aspect of the present invention, pressurized water is brought into contact with the arc to generate high temperature and high pressure steam by steam explosion, and the flywheel turbine accumulates the pressure energy of the high pressure steam as rotational energy for control. By intermittently operating the arc power supply with the device, it is possible to realize a steam engine of small size, light weight, high performance, and low cost. Moreover, since the pressure of the steam generated by the steam explosion becomes extremely high, the rotational energy accumulated in the flywheel also significantly increases, the power consumption of the arc power source becomes extremely low, and it becomes possible to use a small-sized, low-cost battery. .

【0018】請求項2の水蒸気爆発エンジンでは、水蒸
気爆発部をアーク反応室と、アーク反応室内に配置され
ていて加圧水を通過させるための微小アーク通路を形成
する微小アーク発生部とにより構成したため、加圧水と
アークとの接触効率が高くなり、単位電気エネルギー当
たりの高圧水蒸気の発生効率が著しく向上し、エンジン
の出力効率が上昇する。
In the steam explosion engine of the second aspect, since the steam explosion part is constituted by the arc reaction chamber and the minute arc generation part which is disposed in the arc reaction chamber and forms the minute arc passage for passing the pressurized water, The contact efficiency between the pressurized water and the arc is increased, the generation efficiency of high-pressure steam per unit electric energy is significantly improved, and the output efficiency of the engine is increased.

【0019】請求項3の水蒸気爆発エンジンでは、加圧
水供給部と加圧水供給ノズルとの間に逆止弁を配置する
ことにより、高圧水蒸気の逆流を防止してエンジンの高
出力化を実現化できる。
In the steam explosion engine according to the third aspect of the present invention, the check valve is arranged between the pressurized water supply section and the pressurized water supply nozzle to prevent the high-pressure steam from flowing backward to realize a high engine output.

【0020】請求項4の水蒸気爆発エンジンでは、フラ
イホイールタービンを収納したエンジンハウジング内に
水蒸気爆発部ジェット通路とを収納する構造を採用する
ことで、流路抵抗を少なくし、かつ、水蒸気爆発エンジ
ンの構造上の簡素化と生産性とを向上させることによ
り、さらなる高効率化と低コスト化を図るものである。
In the steam explosion engine according to the present invention, the structure in which the steam explosion part jet passage is housed in the engine housing which houses the flywheel turbine is used to reduce the flow path resistance, and the steam explosion engine. By further simplifying the structure and improving productivity, it is possible to further improve efficiency and reduce cost.

【0021】請求項5の水蒸気爆発エンジンでは、水蒸
気爆発室で高温水蒸気と加圧水とを接触させることで、
水蒸気の発生量をさらに増大させることにより、エンジ
ンの高出力化を図るものである。
In the steam explosion engine of claim 5, by bringing the high temperature steam and the pressurized water into contact with each other in the steam explosion chamber,
The engine output is increased by further increasing the amount of steam generated.

【0022】請求項6の水蒸気爆発エンジンでは、エン
ジンハウジング内に加圧水供給ノズルと水蒸気爆発部を
収納し、水蒸気爆発部に微小アーク発生部を形成したた
め、加圧水とアークとの接触効率を高めて高圧水蒸気の
発生効率を高め、エンジンの高出力化と、小型軽量化
と、低コスト化とを実現可能としたものである。
In the steam explosion engine of the sixth aspect, the pressurized water supply nozzle and the steam explosion part are housed in the engine housing, and the minute arc generating part is formed in the steam explosion part. Therefore, the contact efficiency between the pressurized water and the arc is increased to increase the high pressure. It is possible to improve the efficiency of steam generation, realize high engine output, reduce size and weight, and reduce cost.

【0023】請求項7の動力システムでは、高温高圧水
蒸気をフライホイールタービンにより膨張させて出力軸
に動力を発生させるとともに高圧水蒸気の圧力を回転エ
ネルギーとして蓄積し、制御装置によりアーク電源を間
欠作動させることで低消費電力化し、出力軸で交流発電
機を駆動し、交流出力を整流器で直流出力に変換してバ
ッテリに充電し、バッテリにアーク電源を接続すること
により、動力システムのバッテリの小型化と低コスト化
を図ることができる。
In the power system of claim 7, the high-temperature high-pressure steam is expanded by the flywheel turbine to generate power on the output shaft, the pressure of the high-pressure steam is accumulated as rotational energy, and the arc power supply is intermittently operated by the control device. This reduces the power consumption, drives the AC generator with the output shaft, converts the AC output into a DC output with a rectifier, charges the battery, and connects the arc power supply to the battery to reduce the battery size of the power system. And the cost can be reduced.

【0024】請求項8のハイブリッド車輌では、高温高
圧水蒸気をフライホイールタービンにより膨張させて出
力軸に動力を発生させるとともに高圧水蒸気の圧力を回
転エネルギーとして蓄積し、制御装置によりアーク電源
を間欠作動させることで低消費電力化し、出力軸で交流
発電機を駆動し、交流出力を整流器で直流出力に変換し
てバッテリに充電し、バッテリにアーク電源を接続した
動力システムにより、推進装置を駆動することで、ハイ
ブリッド車輌の高性能化と低コスト化とを実現可能とし
たものである。
In the hybrid vehicle of the eighth aspect, the high-temperature high-pressure steam is expanded by the flywheel turbine to generate power on the output shaft, the pressure of the high-pressure steam is accumulated as rotational energy, and the arc power supply is intermittently operated by the control device. To reduce the power consumption, drive the AC generator with the output shaft, convert the AC output to the DC output with the rectifier, charge the battery, and drive the propulsion device with the power system in which the arc power supply is connected to the battery. Thus, it is possible to realize high performance and low cost of the hybrid vehicle.

【0025】請求項9のハイブリッド車輌では、バッテ
リと整流器の接続部にパワーコンバータを介してモータ
/発電機とを接続することにより、ハイブリッド車輌の
高性能化と低コスト化とを実現可能としたものである。
In the hybrid vehicle of claim 9, by connecting the motor / generator via the power converter to the connecting portion between the battery and the rectifier, it is possible to realize high performance and low cost of the hybrid vehicle. It is a thing.

【0026】請求項10のハイブリッド車輌では、さら
に、推進装置がタービンとモータ/発電機により駆動さ
れるようにしたため、車輌の走行状態に合わせて効率的
に推進できる。
In the hybrid vehicle of the tenth aspect, the propulsion device is driven by the turbine and the motor / generator, so that the propulsion device can be efficiently propelled in accordance with the traveling state of the vehicle.

【0027】[0027]

【実施例】本発明の望ましい実施例の水蒸気爆発エンジ
ン10を組み込んだクリーン動力システム12を搭載し
たハイブリッド車輌14のブロック図が図1に示され
る。水蒸気爆発エンジン10は加圧水を導入するための
逆止弁からなる逆流防止手段18と、加圧水をアークと
接触させて水蒸気爆発により高温高圧水蒸気を発生する
水蒸気爆発部20と、蒸気加減弁21と、高圧水蒸気1
9を膨張させて動力を発生させるとともに高圧水蒸気の
圧力エネルギーを回転エネルギーとして蓄積するフライ
ホイールタービン22とを備える。給水ポンプ26は給
水タンク24から水を加圧下で逆流防止手段18を介し
て水蒸気爆発部20に供給する。給水タンク24の加圧
水には望ましくは少量のNaOH、KOH等のアルカリ
剤が添加されて導電性が付与され、アークと接触したと
きの水蒸気の発生効率が著しく上昇する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A block diagram of a hybrid vehicle 14 having a clean power system 12 incorporating a steam explosion engine 10 of the preferred embodiment of the present invention is shown in FIG. The steam explosion engine 10 includes a check valve 18 for introducing pressurized water, a backflow prevention means 18, a steam explosion unit 20 for bringing pressurized water into contact with an arc to generate high temperature and high pressure steam, and a steam control valve 21. High-pressure steam 1
And a flywheel turbine 22 that expands 9 to generate power and accumulates pressure energy of high-pressure steam as rotational energy. The water supply pump 26 supplies water from the water supply tank 24 under pressure to the steam explosion section 20 via the backflow prevention means 18. A small amount of an alkaline agent such as NaOH or KOH is preferably added to the pressurized water in the water supply tank 24 to impart conductivity, so that the efficiency of steam generation when contacting the arc is significantly increased.

【0028】フライホイールタービン22の出力軸23
には交流発電機30が連結されて、交流出力が発生され
る。交流出力は整流器32で直流変換され、バッテリ3
4に充電される。整流器32とバッテリ34との接続部
にはパワーコンバータ36を介してモータ/発電機38
が接続される。パワーコンバータ36は公知のインバー
タ/コンバータからなるもので整流器32またはバッテ
リ34の直流出力を交流出力に変換してモータ/発電機
38を駆動して推進装置40を駆動する。ハイブリッド
車輌14の減速時にはモータ/発電機で発生したブレー
キ回生電力はパーワーコンバータ36で直流変換されて
バッテリ34に充電される。モータ/発電機38および
パワーコンバータ36の機能変換は図示しないコントロ
ーラにより制御される。なお、ハイブリッド車輌14の
加速時にはモータ/発電機38に整流器32とバッテリ
34の双方の電力が供給され、パーワーアップされる。
バッテリ34にはアーク電源42が接続され、直流出力
を交流出力に変換してアーク電力を水蒸気爆発部20に
供給する。アーク電源42はコンデンサおよび切換回路
からなる公知の昇圧回路、インバータならびに変圧器か
らなり、出力電圧50〜240V,出力周波数15〜6
0Hzの三相交流出力を水蒸気爆発部20に供給する。
Output shaft 23 of flywheel turbine 22
An AC generator 30 is connected to the AC generator 30 to generate an AC output. The AC output is converted to DC by the rectifier 32, and the battery 3
It is charged to 4. A motor / generator 38 is connected to a connection portion between the rectifier 32 and the battery 34 via a power converter 36.
Are connected. The power converter 36 comprises a known inverter / converter and converts the DC output of the rectifier 32 or the battery 34 into an AC output to drive the motor / generator 38 and drive the propulsion device 40. During deceleration of the hybrid vehicle 14, the brake regenerative power generated by the motor / generator is converted into direct current by the power converter 36 and charged in the battery 34. Functional conversion of the motor / generator 38 and the power converter 36 is controlled by a controller (not shown). When the hybrid vehicle 14 is accelerated, the electric power of both the rectifier 32 and the battery 34 is supplied to the motor / generator 38 to increase the power.
An arc power source 42 is connected to the battery 34 to convert a DC output into an AC output and supply arc power to the steam explosion section 20. The arc power supply 42 comprises a known booster circuit including a capacitor and a switching circuit, an inverter and a transformer, and an output voltage of 50 to 240 V and an output frequency of 15 to 6.
A three-phase AC output of 0 Hz is supplied to the steam explosion section 20.

【0029】フライホイールタービン22には温度セン
サ46、圧力センサ48および回転センサ50が取り付
けられ、これらの検出信号が制御装置52に供給され
る。制御装置52は公知のマイクロコンピュータおよび
メモリを備えていて、温度、圧力および出力軸の回転数
に関する検出信号のいずれか1つまたは複数の検出信号
を組み合わせてメモリに記憶された基準データと比較し
て制御信号を出力し、これにより給水ポンプ26および
アーク電源42を間欠運転制御することにより出力回転
数をあらかじめ定められた回転数以上で定速制御する。
このとき、アーク電源42を間欠作動させることによ
り、間欠的に水蒸気爆発部20で水蒸気爆発させ、最大
で20,000から40,000atmの高温高圧水蒸
気を発生させ、フライホイールタービン22に駆動力を
発生させ、回転エネルギーを蓄積させる。このとき、フ
ライホイールタービン22の回転エネルギーは発電機3
0に伝達されるとともに、出力軸23およびデファレン
シャルギア56を介して推進装置を構成する後輪58に
伝達される。
A temperature sensor 46, a pressure sensor 48 and a rotation sensor 50 are attached to the flywheel turbine 22, and detection signals of these are supplied to a controller 52. The controller 52 comprises a known microcomputer and memory, and combines any one or more of the detected signals relating to temperature, pressure and output shaft speed for comparison with reference data stored in the memory. To output a control signal to control the water supply pump 26 and the arc power supply 42 intermittently, thereby controlling the output rotation speed at a constant speed or higher than a predetermined rotation speed.
At this time, by intermittently operating the arc power source 42, the steam explosion section 20 intermittently causes a steam explosion to generate high-temperature high-pressure steam at a maximum of 20,000 to 40,000 atm, and a driving force is applied to the flywheel turbine 22. Generate and accumulate rotational energy. At this time, the rotational energy of the flywheel turbine 22 is the generator 3
It is transmitted to the rear wheel 58 that constitutes the propulsion device via the output shaft 23 and the differential gear 56.

【0030】図2〜図5は水蒸気爆発エンジン10の具
体的構造を示す。図2〜図4において、エンジン10は
外筒60と、内筒61と、これらの両端に固定支持され
たエンドプレート62、64からなるエンドハウジング
66を備える。エンジンハウジング66は同心的に配置
された第一、第二ゾーン68、70を備え、これらはそ
れぞれ水蒸気爆発部20と、フライホイール72からな
るタービン22を収納する。
2 to 5 show a specific structure of the steam explosion engine 10. 2 to 4, the engine 10 includes an outer cylinder 60, an inner cylinder 61, and an end housing 66 including end plates 62 and 64 fixedly supported at both ends of the outer cylinder 60, the inner cylinder 61, and the end housing 66. The engine housing 66 comprises concentrically arranged first and second zones 68, 70, which respectively house the steam explosion section 20 and the turbine 22 consisting of a flywheel 72.

【0031】図2および図3より明らかなように、水蒸
気爆発部20は第一ゾーン68内に収納された耐熱性セ
ラミックからなる絶縁部材76を備える。絶縁部材76
はエンジンハウジング66内に固定支持されていて、そ
の中にアークリアクタ78と、加圧水供給室80と、円
弧状水蒸気爆発室81とを備える。アークリアクタ78
は円弧状アーク反応室82と、等間隔で配置された三相
交流アーク電極84、86、88と、アーク電極に隣接
して配置された微小アーク発生部とを備える。微小アー
ク発生部はアーク電極84、86、88と接触するよう
に充填された直径3mm〜20mmの球状電極体90
と、これと略同一直径の耐熱性セラミックからなる球状
絶縁体92との混合物からなる。球状電極体90はタン
グステン、炭化ハフニウム、窒化ハフニウム等の高融点
金属から選択される。微小アーク発生部はアーク電極の
短絡を起こすことなくスパークを発生させるためのアー
クギャップを小さくし、アークリアクタ78内の広い領
域に亙って多量のアークを均一に発生させて加圧水とア
ークとの接触効率を飛躍的に増大させ、単位時間当たり
の高温高圧水蒸気の発生量を増大させるようにしたもの
である。球状電極体90と球状絶縁体92との混合比は
望ましくは1:1.5〜1.5:1の範囲に定められ
る。球状体90、92の間には多数の微小アーク通路9
4が形成されるとともに、アーク電極84,86、88
が通電された時に、微小アーク通路94内にそれぞれ微
小アークが均一に発生する。この結果、加圧水は多数の
微小アーク通路94に分割されて同時に多量の微小アー
クと接触可能となり、アークとの接触効率が飛躍的に高
まる。しかしながら、微小アーク通路94を通過する間
に一部発生する水素酸素はアークの高熱によって爆発的
に再結合されて高温高圧水蒸気となり、この高温水蒸気
は他の加圧水の微小分流と接触してこれらを蒸発させ
る。このように、加圧水はアーク反応室82を上流から
下流にかけて通過する間に爆発的に高温高圧水蒸気に変
換される。アークリアクタ78はさらにアーク電極8
4、86、88の端部から間隔をおいてアーク反応室8
2の底部に配置された円弧状ニュートラル電極102を
備える。アーク電極84、86、88は端子84a、8
6a、88aを介してアーク電源42(図1参照)に接
続され、ニュートラル電極102は端子102aを介し
てアーク電源42の中性点またはグランドに接続され
る。
As is apparent from FIGS. 2 and 3, the steam explosion section 20 is provided with an insulating member 76 made of a heat-resistant ceramic and housed in the first zone 68. Insulation member 76
Is fixedly supported in the engine housing 66, and includes an arc reactor 78, a pressurized water supply chamber 80, and an arc-shaped steam explosion chamber 81 therein. Arc reactor 78
Is provided with an arc-shaped arc reaction chamber 82, three-phase AC arc electrodes 84, 86, 88 arranged at equal intervals, and a minute arc generating section arranged adjacent to the arc electrodes. The minute arc generating portion is a spherical electrode body 90 having a diameter of 3 mm to 20 mm filled so as to come into contact with the arc electrodes 84, 86, 88.
And a spherical insulator 92 made of heat-resistant ceramic and having substantially the same diameter. The spherical electrode body 90 is selected from refractory metals such as tungsten, hafnium carbide, and hafnium nitride. The minute arc generating portion reduces the arc gap for generating a spark without causing a short circuit of the arc electrode, and evenly generates a large amount of arc over a wide area in the arc reactor 78, so that the pressurized water and the arc are generated. The contact efficiency is dramatically increased, and the amount of high-temperature high-pressure steam generated per unit time is increased. The mixing ratio of the spherical electrode body 90 and the spherical insulator 92 is desirably set in the range of 1: 1.5 to 1.5: 1. A large number of minute arc passages 9 are provided between the spherical bodies 90 and 92.
4 is formed and the arc electrodes 84, 86, 88 are formed.
When electricity is applied to the micro arcs, micro arcs are uniformly generated in the micro arc passages 94. As a result, the pressurized water is divided into a large number of minute arc passages 94 and can contact a large amount of minute arcs at the same time, so that the contact efficiency with the arc is dramatically improved. However, the hydrogen and oxygen that are partially generated while passing through the minute arc passage 94 are explosively recombined by the high heat of the arc to become high-temperature high-pressure steam, and this high-temperature steam comes into contact with other minute shunts of the pressurized water to remove them. Evaporate. Thus, the pressurized water is explosively converted into high-temperature high-pressure steam while passing through the arc reaction chamber 82 from upstream to downstream. The arc reactor 78 further includes the arc electrode 8
Arc reaction chamber 8 spaced from the ends of 4, 86, 88
2 is provided with an arc-shaped neutral electrode 102 arranged at the bottom. The arc electrodes 84, 86, 88 are terminals 84a, 8
The arc power source 42 (see FIG. 1) is connected via 6a and 88a, and the neutral electrode 102 is connected to the neutral point or the ground of the arc power source 42 via the terminal 102a.

【0032】 図2、図3において、エンドプレート6
4は加圧水を導入するためのインレット部材104を備
える。インレット部材104はエンドプレート64に固
定支持されていて、加圧水供給室80に配置された円筒
部106を備える。円筒部106はコーン状弁座108
と、複数の透口110とを備え、その内側に円筒状可動
弁112が円筒状スライド114により可動的に支持さ
れる。可動弁112の内側にはバネ116が配置されて
いて、可動弁112はバネ116により弁座108に押
圧される。可動弁112はアーク反応室82と連通する
複数の開口118を備える。バネ116のバネ圧はイン
レット104から加圧水が供給されたときはバネ116
のバネ圧に抗して可動弁112を押し下げてアーク反応
室82の上流に形成された加圧水供給ノズル96、98
からアーク反応室82の上流側に加圧水を供給し、アー
ク反応室82の圧力が一定値に達したときは可動弁11
2を閉位置に動作させる値に設定される。
2 and 3, the end plate 6
4 includes an inlet member 104 for introducing pressurized water. The inlet member 104 is fixedly supported by the end plate 64, and includes a cylindrical portion 106 arranged in the pressurized water supply chamber 80. The cylindrical portion 106 is a cone-shaped valve seat 108.
And a plurality of through holes 110, and a cylindrical movable valve 112 is movably supported inside by a cylindrical slide 114. A spring 116 is arranged inside the movable valve 112, and the movable valve 112 is pressed against the valve seat 108 by the spring 116. The movable valve 112 includes a plurality of openings 118 that communicate with the arc reaction chamber 82. The spring pressure of the spring 116 is the spring 116 when pressurized water is supplied from the inlet 104.
Of the pressurized water supply nozzles 96, 98 formed upstream of the arc reaction chamber 82 by pushing down the movable valve 112 against the spring pressure of
Pressure water is supplied from the upstream side of the arc reaction chamber 82 to the movable valve 11 when the pressure in the arc reaction chamber 82 reaches a constant value.
2 is set to a value that moves it to the closed position.

【0033】図3より明らかなように、加圧水供給ノズ
ル96、98は加圧水供給室80からアーク反応室82
の上流側および中間部に延びているが、該反応室82の
後流側に開口するように形成しても良い。なお、加圧水
供給ノズルの形状、サイズ、設置場所、設置個数はエン
ジンの容量ならびにアーク反応室82の作動温度(望ま
しくは2000℃〜2800℃)に合わせて最適値が選
択される。絶縁部材76はアーク反応室82の下流側か
ら水蒸気爆発室81の上流側に開口している複数の蒸気
噴出口100と、水蒸気爆発室81の中間部81に開口
している加圧水噴射ノズル101を備える。図2に示さ
れるように、水蒸気爆発室81には高圧水蒸気中の残存
水素酸素を点火するための点火プラグ120を備えてい
る。水蒸気爆発室81は高温高圧水蒸気の噴流に加圧水
を噴射することにより爆発的に高圧水蒸気を発生させる
とともに、第一ゾーン68における高圧水蒸気の異常温
度上昇を効果的に防止する。この高圧水蒸気は外筒60
と内筒61との間で軸方向に延びるジェット通路122
からフライホイールタービン72に供給される。
As is apparent from FIG. 3, the pressurized water supply nozzles 96 and 98 are arranged from the pressurized water supply chamber 80 to the arc reaction chamber 82.
Although it extends to the upstream side and the intermediate portion of the reaction chamber 82, it may be formed so as to open to the downstream side of the reaction chamber 82. The shape, size, installation location, and number of installed pressurized water supply nozzles are selected as optimum values in accordance with the capacity of the engine and the operating temperature of the arc reaction chamber 82 (desirably 2000 ° C to 2800 ° C). The insulating member 76 includes a plurality of steam outlets 100 that open from the downstream side of the arc reaction chamber 82 to the upstream side of the steam explosion chamber 81 and a pressurized water injection nozzle 101 that opens at an intermediate portion 81 of the steam explosion chamber 81. Prepare As shown in FIG. 2, the steam explosion chamber 81 is provided with a spark plug 120 for igniting residual hydrogen oxygen in high-pressure steam. The steam explosion chamber 81 explosively generates high-pressure steam by injecting pressurized water into a jet of high-temperature high-pressure steam, and effectively prevents an abnormal temperature rise of the high-pressure steam in the first zone 68. This high-pressure steam is the outer cylinder 60
And the jet passage 122 extending in the axial direction between the inner cylinder 61 and the inner cylinder 61.
Supplied to the flywheel turbine 72.

【0034】図2、図4において、フライホイールター
ビン72は内筒61内に配置された第一、第二タービン
130、132を備える。第一、第二タービン130、
132はそれぞれ内筒61内に固定支持されたステータ
134、136と、ステータ内にそれぞれ回転可能に収
納されたフライホイール138、140を備える。フラ
イホイール138、140はそれぞれ第一、第二タービ
ンロータ142、144;146、148を備える。第
一、第二タービンロータ142、144は第一出力軸1
50に支持されて、フランジ152とボルト154によ
り固定される。同様に、第一、第二タービンロータ14
6、148は第二出力軸156に支持されて、フランジ
158とボルト160により固定される。第二出力軸1
56内にはベアリング162が配置され、これにより第
一出力軸150が回転可能に支持される。図1におい
て、第一出力軸150はデファレンシャルギア56を介
して後輪58に接続され、第二出力軸156は適当な動
力伝達手段を介して発電機30に接続されるが、フライ
ホイール140と第二出力軸156は省略しても良い。
In FIGS. 2 and 4, the flywheel turbine 72 includes first and second turbines 130 and 132 arranged in the inner cylinder 61. The first and second turbines 130,
Reference numeral 132 includes stators 134 and 136 fixedly supported in the inner cylinder 61, and flywheels 138 and 140 rotatably housed in the stator. The flywheels 138, 140 include first and second turbine rotors 142, 144; 146, 148, respectively. The first and second turbine rotors 142 and 144 are the first output shaft 1
It is supported by 50 and fixed by a flange 152 and a bolt 154. Similarly, the first and second turbine rotors 14
6, 148 are supported by the second output shaft 156 and fixed by the flange 158 and the bolt 160. Second output shaft 1
A bearing 162 is disposed in the 56 to rotatably support the first output shaft 150. In FIG. 1, the first output shaft 150 is connected to the rear wheel 58 via the differential gear 56, and the second output shaft 156 is connected to the generator 30 via an appropriate power transmission means, but not to the flywheel 140. The second output shaft 156 may be omitted.

【0035】図4に示すように、ステータ134はジェ
ット通路122と連通するジェットノズル164と、環
状排気路74に開口するアウトレット166とを備え
る。ステータ134は半径方向内側に延びる仕切部材1
68を備え、この部材はジェットノズル164に露出し
ていてジェット流を図4にて半時計方向CCWに流入さ
せる第一アーチ状ガイド面168aと、アウトレット1
66の膨張蒸気を排気路74内に排出させるための第二
アーチ状ガイド面168bとを備える。同様に、ステー
タ136はジェット通路122と連通するジェットノズ
ル170と、排気路74に連通するアウトレット172
とを備える。排気路74は内筒61で排熱を回収しなが
ら排気口178から膨張蒸気を外部に排出する。
As shown in FIG. 4, the stator 134 includes a jet nozzle 164 that communicates with the jet passage 122 and an outlet 166 that opens into the annular exhaust passage 74. The stator 134 is a partition member 1 that extends radially inward.
68, which is exposed to the jet nozzle 164 and directs the jet flow in the counterclockwise CCW direction in FIG. 4 with a first arcuate guide surface 168a and the outlet 1
A second arch-shaped guide surface 168b for discharging the expanded steam of 66 into the exhaust passage 74. Similarly, the stator 136 has a jet nozzle 170 that communicates with the jet passage 122 and an outlet 172 that communicates with the exhaust passage 74.
With. The exhaust passage 74 discharges expanded steam from the exhaust port 178 to the outside while recovering exhaust heat by the inner cylinder 61.

【0036】図2、図4、図5において、フライホイー
ル138はジェット通路122と連通するジェットノズ
ル164と、アウトレット166との間に延びる環状ジ
ェット通路180と、環状ジェット通路180の両側に
隣接してそれぞれ周方向に間隔をおいて配置された複数
の断面アーチ状タービンブレード142a、144a
と、複数の圧力室142c、144cを有するフライホ
イールリム142b、144bとを備える。ステータ1
34は環状ジェット通路内に配置された仕切部材168
の第一ガイド面168で偏向された高速ジェット流を2
方向に分割して圧力室142c、144c内に案内する
ためのメイン偏向ガイド182aと、環状ジェット通路
180を周期的に遮断して、圧力室142c、144c
内の圧力を周期的に高めて第一タービン130を低速高
トルクで矢印B方向に回転させるための複数のブレード
開閉部、すなわち、トルク増幅弁182cを有するター
ビンブレード182を備える。タービンブレード142
a、144aとタービンブレード182との開口部をト
ルク増幅弁182cで瞬時に仕切ると、ジェット流はタ
ービンブレード142a、144aに激突停止して慣性
力と反作用による力が生じ、ブレード内の圧力は高くな
ってトルクを増幅させるとともに、弁182cが開とな
ったとき、ジェット流は慣性力を伴って弁182cから
噴出してブレードに強力な衝動力を与える。なお、ステ
ータブレード134は補助ガイド182dを備える。タ
ービンブレード142a、144aはそれぞれ渦流を発
生させてキャビテーション現象を防止するためのガイド
面142a‘、144a’を備える。図2において、第
二タービン132は第一タービン130と同様な構造を
有し、ステータブレード190を有するステータ136
と、タービンブレード146a、148aを有するステ
ータ136と、タービンブレード146a、148aを
有するタービンロータ146、148とを備え、第二タ
ービン132のステータ136とタービンロータ14
6、148は第一タービン130と反対方向となるよう
に組み立てられる。
In FIGS. 2, 4 and 5, the flywheel 138 has a jet nozzle 164 communicating with the jet passage 122 and an annular jet passage 180 extending between the outlet 166, and adjacent to both sides of the annular jet passage 180. A plurality of arcuate cross-section turbine blades 142a, 144a that are arranged at intervals in the circumferential direction.
And flywheel rims 142b, 144b having a plurality of pressure chambers 142c, 144c. Stator 1
34 is a partition member 168 arranged in the annular jet passage.
Of the high-speed jet stream deflected by the first guide surface 168 of
The main deflection guide 182a for guiding the inside of the pressure chambers 142c and 144c by dividing the annular jet passage 180 into the pressure chambers 142c and 144c.
A plurality of blade opening / closing portions for rotating the first turbine 130 in the direction of arrow B at low speed and high torque by periodically increasing the internal pressure, that is, a turbine blade 182 having a torque amplification valve 182c. Turbine blade 142
When the torque amplification valve 182c instantaneously partitions the openings of the turbine blades a, 144a and the turbine blades 182, the jet flow suddenly stops at the turbine blades 142a, 144a and a force due to an inertial force and a reaction is generated, so that the pressure inside the blades is high. When the valve 182c is opened, the jet flow is jetted from the valve 182c with inertial force to give a strong impulse to the blade. The stator blade 134 is provided with an auxiliary guide 182d. The turbine blades 142a and 144a are provided with guide surfaces 142a 'and 144a' for generating eddy currents and preventing a cavitation phenomenon. In FIG. 2, the second turbine 132 has a structure similar to that of the first turbine 130, and has a stator 136 having stator blades 190.
And a stator 136 having turbine blades 146a and 148a, and turbine rotors 146 and 148 having turbine blades 146a and 148a, and a stator 136 of the second turbine 132 and the turbine rotor 14
6, 148 are assembled so as to face the first turbine 130 in the opposite direction.

【0037】上記構成において、インレット104に加
圧水が供給されると、加圧水はバネ116の圧力に抗し
て可動弁112を押圧して加圧水供給室80内に流入
し、次いで、加圧水供給ノズル96、98からアーク反
応室82の上流側および中間部に噴出する。このとき、
アーク電極84、86、88に三相交流電力がアーク電
源42から給電されているため、微小アーク発生部の広
域に亙って微小アーク通路94内に微小アークが発生し
ているため、微小アーク通路94内に侵入した加圧水は
ほぼ同時に多量の微小アークと接触する。このとき、加
圧水は高温のアークと連続的に接触して水蒸気爆発が生
じて高温高圧の水蒸気を発生する。この高温高圧水蒸気
は微小アーク通路94内を移動中の他の加圧水と接触し
て高温高圧水蒸気を発生し、蒸気噴出口100から水蒸
気爆発室81内に噴出する。なお、水蒸気爆発室81内
の高温高圧水蒸気に残存する水素酸素は点火プラグ12
0により点火される。水蒸気爆発室81には水噴射ノズ
ル101から加圧水が噴射されて高温高圧水蒸気と混合
され、爆発的に大量の高圧水蒸気が発生する。このと
き、可動弁112は一方向弁18をクローズする。この
ため、高圧水蒸気は外筒60のジェット通路122から
第一、第二タービン130,132のジェットノズル1
64,170に流入して、フライホイールタービン13
8、140をそれぞれ半時計方向、時計方向に駆動す
る。
In the above structure, when pressurized water is supplied to the inlet 104, the pressurized water resists the pressure of the spring 116 and presses the movable valve 112 to flow into the pressurized water supply chamber 80, and then the pressurized water supply nozzle 96, It is jetted from 98 to the upstream side and the intermediate portion of the arc reaction chamber 82. At this time,
Since the three-phase AC power is supplied from the arc power source 42 to the arc electrodes 84, 86, 88, the minute arc is generated in the minute arc passage 94 over a wide area of the minute arc generation portion, and therefore the minute arc is generated. The pressurized water that has entered the passage 94 comes into contact with a large amount of minute arcs almost simultaneously. At this time, the pressurized water continuously contacts the high-temperature arc to cause a steam explosion and generate high-temperature and high-pressure steam. The high-temperature high-pressure steam comes into contact with other pressurized water moving in the minute arc passage 94 to generate high-temperature high-pressure steam, which is ejected from the steam ejection port 100 into the steam explosion chamber 81. The hydrogen oxygen remaining in the high temperature and high pressure steam in the steam explosion chamber 81 is the spark plug 12.
It is ignited by zero. Pressurized water is jetted from the water jet nozzle 101 into the steam explosion chamber 81 and mixed with high temperature and high pressure steam, and a large amount of high pressure steam is explosively generated. At this time, the movable valve 112 closes the one-way valve 18. Therefore, the high-pressure steam passes from the jet passage 122 of the outer cylinder 60 to the jet nozzles 1 of the first and second turbines 130 and 132.
64, 170 flow into the flywheel turbine 13
8 and 140 are driven counterclockwise and clockwise, respectively.

【0038】上記実施例において、水蒸気爆発エンジン
は2重反転出力軸を有するタンデムエンジンとして図示
されたが、単一または複数のフライホイールタービンを
単一の出力軸に連結してもよい。さらに、給水ポンプは
電動ポンプからなるものとして図示されたが、フライホ
イールタービンにより駆動するようにしてもよい。この
場合、ポンプと給水タンクとの間に制御弁をはいちし、
この制御弁を制御装置によりアーク電源と同期するよう
に間欠制御してもよい。さらに、膨張排気は大気に排出
するものとして示されたが、凝縮器により凝縮して給水
タンク回収して再利用してもよい。
In the above embodiments, the steam explosion engine is illustrated as a tandem engine with a double inverted output shaft, but a single or multiple flywheel turbines may be connected to a single output shaft. Further, although the feed pump is shown as comprising an electric pump, it may be driven by a flywheel turbine. In this case, remove the control valve between the pump and the water tank,
The control valve may be intermittently controlled by the control device so as to be synchronized with the arc power supply. Further, while the expanded exhaust is shown to be discharged to the atmosphere, it may be condensed by a condenser and collected in a water tank for reuse.

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

【図1】本発明の望ましい第一実施例による水蒸気爆発
エンジン、クリーン動力システムおよびハイブリッド車
輌を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a steam explosion engine, a clean power system, and a hybrid vehicle according to a first preferred embodiment of the present invention.

【図2】図1の水蒸気爆発エンジンの部分断面図であ
る。
2 is a partial cross-sectional view of the steam explosion engine of FIG.

【図3】図2のIII−III線の断面図である。3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.

【図4】図2のVI−VI線の断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG.

【図5】図2の水蒸気爆発エンジンのフライホイールタ
ービンを示す概略図である。
5 is a schematic diagram showing a flywheel turbine of the steam explosion engine of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 水蒸気爆発エンジン、12 クリーン動力システ
ム、14 ハイブリッド車輌、18 逆流防止手段、2
0 水蒸気爆発部、22 フライホイールタービン、3
0 発電機、32 整流器34 バッテリ、36 パワ
ーコンバータ、38 モータ/発電機、42 アーク電
源 78 アークリアクタ、80 加圧水供給室、81
蒸気爆発室、130 第一タービン、132 第二タ
ービン
10 steam explosion engine, 12 clean power system, 14 hybrid vehicle, 18 backflow prevention means, 2
0 steam explosion part, 22 flywheel turbine, 3
0 generator, 32 rectifier 34 battery, 36 power converter, 38 motor / generator, 42 arc power supply 78 arc reactor, 80 pressurized water supply chamber, 81
Steam explosion chamber, 130 First turbine, 132 Second turbine

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】加圧水を供給する加圧水供給部と、前記加
圧水供給部に連通する加圧水供給ノズルと、前記加圧水
供給ノズルに連通していて前記加圧水をアークと接触さ
せて水蒸気爆発により高温高圧水蒸気を発生させる水蒸
気爆発部と、前記水蒸気爆発部にアーク電力を供給する
アーク電源と、前記水蒸気の圧力を回転エネルギーとし
て蓄積するフライホイールタービンと、前記アーク電源
を間欠的に制御して前記水蒸気爆発部を間欠的に作動さ
せて前記フライホイールを所定速度で回転させる制御装
置とを備える水蒸気爆発エンジン。
1. A pressurized water supply unit for supplying pressurized water, a pressurized water supply nozzle communicating with the pressurized water supply unit, a pressurized water supply nozzle communicating with the pressurized water supply nozzle, and contacting the pressurized water with an arc to generate high-temperature high-pressure steam by steam explosion. A steam explosion part to be generated, an arc power supply for supplying arc power to the steam explosion part, a flywheel turbine for accumulating the pressure of the steam as rotational energy, and the steam explosion part for intermittently controlling the arc power supply. And a control device for intermittently operating the flywheel to rotate the flywheel at a predetermined speed.
【請求項2】請求項1において、前記水蒸気爆発部が前
記加圧水供給ノズルに連通するアーク反応室と、前記ア
ーク反応室内に配置されていてアーク電源に接続された
アーク電極と、アーク電極に隣接してアーク反応室に配
置されて前記加圧水を前記アークと接触させながら通過
させる微小アーク通路を有する微小アーク発生部を備え
る水蒸気爆発エンジン。
2. The arc reaction chamber according to claim 1, wherein the steam explosion section communicates with the pressurized water supply nozzle, an arc electrode disposed in the arc reaction chamber and connected to an arc power source, and adjacent to the arc electrode. A steam explosion engine provided with a micro arc generation unit disposed in the arc reaction chamber and having the micro arc passage for passing the pressurized water while contacting the arc.
【請求項3】請求項1または2において、前記加圧水供
給部と前記加圧水供給ノズルとの間に配置された加圧水
供給室と、前記加圧水供給室に配置されて前記加圧水の
逆流を防止する逆止弁とを備える水蒸気爆発エンジン。
3. The pressurized water supply chamber according to claim 1, wherein the pressurized water supply chamber is disposed between the pressurized water supply unit and the pressurized water supply nozzle, and the check valve disposed in the pressurized water supply chamber for preventing the pressurized water from flowing back. Steam explosion engine with valve.
【請求項4】請求項1または2において、さらに、前記
フライホイールタービンを収納したエンジンハウジング
を備え、前記加圧水供給ノズルと前記水蒸気爆発部が前
記フライホイールタービンに隣接して前記エンジンハウ
ジングに形成されていて、前記エンジンハウジングが前
記水蒸気爆発部と前記フライホイールタービンとを連通
させる供給するジェット通路を備える水蒸気爆発エンジ
ン。
4. The engine housing according to claim 1, further comprising: an engine housing accommodating the flywheel turbine, wherein the pressurized water supply nozzle and the steam explosion section are formed in the engine housing adjacent to the flywheel turbine. A steam explosion engine in which the engine housing includes a jet passage that connects the steam explosion unit and the flywheel turbine.
【請求項5】請求項4において、前記水蒸気爆発部が前
記加圧水供給ノズルと連通するアーク反応室と、前記ア
ーク反応室に隣接して配置されて前記加圧水の一部と前
記水蒸気とを接触させることにより高圧水蒸気を生成す
る水蒸気爆発室とを備える水蒸気爆発エンジン。
5. The arc reaction chamber according to claim 4, wherein the steam explosion section communicates with the pressurized water supply nozzle, and the arc reaction chamber is disposed adjacent to the arc reaction chamber to bring a part of the pressurized water into contact with the steam. A steam explosion engine including a steam explosion chamber that generates high-pressure steam.
【請求項6】請求項1または2において、さらに、前記
フライホイールタービンを収納したエンジンハウジング
を備え、前記エンジンハウジングが前記フライホイール
タービンに隣接して前記加圧水供給ノズルと前記水蒸気
爆発部を収納し、前記水蒸気爆発部がアーク反応室と、
前記アーク反応室に配置されたアーク電極と、前記アー
ク電極に隣接して配置されて前記加圧水を微小アークと
接触させながら通過させる微小アーク通路を形成する微
小アーク発生部とを備える水蒸気爆発エンジン。
6. The engine housing according to claim 1 or 2, further comprising an engine housing accommodating the flywheel turbine, wherein the engine housing adjoins the flywheel turbine and accommodates the pressurized water supply nozzle and the steam explosive portion. , The steam explosion section is an arc reaction chamber,
A steam explosion engine, comprising: an arc electrode disposed in the arc reaction chamber; and a micro arc generation unit disposed adjacent to the arc electrode to form a micro arc passage for passing the pressurized water in contact with the micro arc.
【請求項7】加圧水を供給する加圧水供給部と、前記加
圧水供給部に連通する加圧水供給ノズルと、前記加圧水
供給ノズルに連通していて前記加圧水をアークと接触さ
せて水蒸気爆発により高温高圧水蒸気を発生させる水蒸
気爆発部と、前記水蒸気を膨張させて出力軸に動力を発
生させるとともに前記水蒸気の圧力を回転エネルギーと
して蓄積するフライホイールタービンと、アーク電源を
間欠的に作動するように制御して水蒸気爆発部を間欠的
に作動させる制御装置と、前記出力軸により駆動されて
交流出力を発生する交流発電機と、交流出力を直流出力
に変換する整流器と、整流器に接続されて直流出力を充
電するバッテリと、バッテリに接続されてアーク電力を
水蒸気爆発部に供給するアーク電源とを備えるクリーン
動力システム。
7. A pressurized water supply unit for supplying pressurized water, a pressurized water supply nozzle communicating with the pressurized water supply unit, and a pressurized water supply nozzle communicating with the arc for contacting the pressurized water with an arc to generate high-temperature high-pressure steam by steam explosion. A steam explosion unit to be generated, a flywheel turbine that expands the steam to generate power on the output shaft and accumulates the pressure of the steam as rotational energy, and controls the arc power supply to operate intermittently. A control device for intermittently operating the explosive unit, an AC generator driven by the output shaft to generate an AC output, a rectifier for converting the AC output to a DC output, and a DC output connected to the rectifier to charge the DC output. A clean power system comprising a battery and an arc power supply connected to the battery to supply arc power to the steam explosion section.
【請求項8】車輌本体と、前記車輌本体に搭載された動
力システムと、前記動力システムにより駆動される推進
装置とを備え、前記動力システムが加圧水を供給する加
圧水供給部と、前記加圧水供給部に連通する加圧水供給
ノズルと、前記加圧水供給ノズルに連通していて前記加
圧水をアークと接触させて水蒸気爆発により高温高圧水
蒸気を発生させる水蒸気爆発部と、前記水蒸気爆発部に
アーク電力を供給するアーク電源と、前記水蒸気の圧力
を回転エネルギーとして蓄積するフライホイールタービ
ンと、前記アーク電源を間欠的に制御して水蒸気爆発部
を間欠的に作動させて前記フライホイールタービンを所
定速度で回転させる制御装置と、前記出力軸により駆動
されて交流出力を発生する交流発電機と、交流出力を直
流出力に変換する整流器と、整流器に接続されて直流出
力を充電するバッテリとを備え、前記バッテリが前記ア
ーク電源に接続されているハイブリッド車輌。
8. A vehicle body, a power system mounted on the vehicle body, and a propulsion device driven by the power system, wherein the power system supplies pressurized water and pressurized water supply section. A pressurized water supply nozzle that communicates with the pressurized water supply nozzle, a steam explosive unit that communicates with the pressurized water supply nozzle and generates high-temperature high-pressure steam by contacting the pressurized water with an arc, and an arc that supplies arc power to the steam explosive unit. A power supply, a flywheel turbine that accumulates the pressure of the steam as rotational energy, and a control device that intermittently controls the arc power supply to intermittently operate the steam explosion unit to rotate the flywheel turbine at a predetermined speed. An AC generator driven by the output shaft to generate an AC output, and converting the AC output to a DC output The flow device is connected to a rectifier and a battery for charging the direct current output, the hybrid vehicle in which the battery is connected to the arc power supply.
【請求項9】請求項8において、さらに、前記バッテリ
ーと前記整流器との接続部に接続されていて直流出力と
交流出力との間で変換するパワーコンバータと、前記パ
ワーコンバータに接続されて前記推進装置を駆動すると
ともに減速エネルギーを回生電力として回収するモータ
/発電機とを備えるハイブリッド車輌。
9. The power converter according to claim 8, further comprising a power converter connected to a connecting portion between the battery and the rectifier and converting between a DC output and an AC output, and the power converter connected to the power converter. A hybrid vehicle that includes a motor / generator that drives the device and recovers deceleration energy as regenerative power.
【請求項10】請求項8または9において、さらに、前
記出力軸が前記推進装置に連結され、前記推進装置が前
記タービンと前記モータ/発電機により駆動されるハイ
ブリッド車輌。
10. The hybrid vehicle according to claim 8 or 9, wherein the output shaft is connected to the propulsion device, and the propulsion device is driven by the turbine and the motor / generator.
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JP2015010601A (en) * 2013-06-28 2015-01-19 畑中 武史 Next generation ship of net null energy

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