JP2002339858A - System and device for new heat-pressure power conversion - Google Patents

System and device for new heat-pressure power conversion

Info

Publication number
JP2002339858A
JP2002339858A JP2001180819A JP2001180819A JP2002339858A JP 2002339858 A JP2002339858 A JP 2002339858A JP 2001180819 A JP2001180819 A JP 2001180819A JP 2001180819 A JP2001180819 A JP 2001180819A JP 2002339858 A JP2002339858 A JP 2002339858A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
heat
power conversion
energy
pressure
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
JP2001180819A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Maeda
豊 前田
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to JP2001180819A priority Critical patent/JP2002339858A/en
Publication of JP2002339858A publication Critical patent/JP2002339858A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To use a solar energy stored in all materials in the earth as a source such as a kinetic energy or an electric energy. SOLUTION: In this heat pressure power conversion system, a heat medium made of gas and/or liquid having predetermined temperature and pressure is expanded or contracted, and a change in volume and pressure generated at expansion or contraction is take/out as the kinetic energy or the electric energy (exergy). The system comprises: an outer cylinder having a thermal medium introducing part and a thermal medium discharging part; an inner cylinder mounted to an inner flange capable of taking a revolution shaft; and a movable helical continuous bulkhead interposed in a middle of both of the outer and inner cylinders in a state capable of airtight contact and sliding. The inner cylinder carries out a planetary rotating motion while coming into contact with an inner wall of the outer cylinder to perform revolution, whereby a space formed by the bulkhead, and the inner and outer cylinders is continuously changed, and the heat medium is taken in from the introducing part of one end of the cylinder, and discharged to the other end. Accordingly, positive or negative exergy is taken out from a revolution rotation shaft.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】本発明は、気体、液体など各種物質がもつ
熱圧エネルギーを、実用可能な運動エネルギーもしくは
電気エネルギーとして資源化する新規熱圧動力変換シス
テムおよび、その装置に関するものである。
[0001] The present invention relates to a novel thermo-hydraulic power conversion system for converting thermo-pressure energy of various substances such as gas and liquid into kinetic energy or electric energy which can be used as a resource, and a device therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、エネルギーや環境の問題が人類の
最大の課題として取り挙げられるようになっている。エ
ネルギー問題については、火力発電、燃料電池などに用
いる化石燃料は、資源枯渇と環境問題から永続性に疑問
がある。
2. Description of the Related Art In recent years, the problem of energy and the environment has been taken up as the greatest problem for humankind. Regarding energy issues, fossil fuels used for thermal power generation, fuel cells, etc., have a question of permanence due to resource depletion and environmental issues.

【0003】原子力の利用は、放射性汚染物質の問題か
ら、立地に制約があり、大幅な拡大は難しい。核融合エ
ネルギーの活用は、技術面で見通しが立っていない。
[0003] The use of nuclear power is limited in location due to the problem of radioactive pollutants, and it is difficult to greatly expand it. There is no technical prospect for using fusion energy.

【0004】他のエネルギーとしては、例えば水力、太
陽電池、風力、波力、又は地熱などのエネルギーの活用
がある。これらは、クリーンで分散できるところが有利
であり、利用技術の向上と実用化の拡大が望まれるが、
エネルギー密度が低いか、熱源が局在している。
[0004] Other energies include the use of energy such as, for example, hydraulic, solar, wind, wave, or geothermal. These are advantageous in that they are clean and can be dispersed.
Low energy density or localized heat source.

【0005】また熱媒体の蒸発、液化サイクルを連結す
ることによって、クリーンな有効エネルギーを創出でき
ることは、既に自然現象によって実証済みである。
It has already been proved by natural phenomena that clean effective energy can be created by connecting the evaporation and liquefaction cycles of the heat medium.

【0006】即ち、膨大なエネルギーを放出する台風や
低気圧、竜巻などがそれであり、その出力エネルギーは
計り知れないものがある。台風こそ水と空気を熱媒体と
する巨大な熱機関=ヒートボンプ・クリーンエネルギー
発生システムである。また、火山の水蒸気爆発は、熱エ
ネルギーから巨大なエクセルギーが取り出し得ることを
証明している。
That is, there are typhoons, low pressures, tornadoes, etc., which release enormous energy, and the output energy is immeasurable. A typhoon is a huge heat engine that uses water and air as heat medium = heat pump / clean energy generation system. Volcanic phreatic explosions have also proven that huge exergy can be extracted from thermal energy.

【0007】また、地球に1時間降り注ぐ太陽の輻射エ
ネルギーは、全人類の1年間の消費エネルギーに匹敵す
るとされているが、大地、海水、外気、河川水等は太陽
輻射エネルギーの大部分を蓄える熱エネルギーの貯蔵庫
である。
The radiant energy of the sun that falls on the earth for one hour is said to be comparable to the energy consumed by all human beings for one year, but the earth, seawater, open air, river water, etc., store most of the solar radiant energy. It is a storage of heat energy.

【0008】これらに備えられた熱エネルギーを熱媒体
に作用させて、気化、液化サイクルによって、潜熱を有
劾活用できれば、人類のエネルギー問題は解消するとさ
え考えられるほど莫大なエネルギー発生システムとな
る。
[0008] If the latent heat can be exploited through the vaporization and liquefaction cycle by applying the heat energy provided to these to the heat medium, the energy generation system will be so enormous that the energy problem for humanity can be solved.

【0009】このような原理を実現化するシステムは、
ヒートポンプとして公知であり、温熱空調機、暖房機、
温水貯蔵器などとして商品化されている。また集熱装置
と連結されて、地域暖房や融雪装置としての利用も、考
えられている。
A system for realizing such a principle is as follows.
Known as a heat pump, thermal air conditioners, heaters,
It is commercialized as a hot water storage device. It is also considered to be used as a district heating or snow melting device by being connected to a heat collecting device.

【0010】これらのヒートポンプシステムは、熱媒液
化用コンプレッサー作動のために供給した加圧エネルギ
ーの3−8倍の熱エネルギーを発生させることができる
ことがわかっている。しかし、そこでは従来、熱エネル
ギーとしての利用に留まっている。
It has been found that these heat pump systems can generate 3-8 times the heat energy supplied to operate the heat medium liquefaction compressor. However, there has conventionally been only utilization as heat energy.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するために鋭意検討した結果、物質熱源に、その温度
近辺で蒸発する液体熱媒を熱交換器を通して接触させる
ことにより気化する工程(1)と、気化熱媒を加圧下で
前記熱交換器とは別の熱交換器を通して加熱対象物質を
加熱することによって放熱液化させる工程(2)とを連
結循環させ、工程(1)の液体熱媒気化時の体積膨張エ
ネルギー及び工程(2)の放熱エネルギーを取り出し、
有効熱エネルギーと、電気エネルギー又は、運動エネル
ギー等として資源化することを特徴とする物質熱エネル
ギーの資源化システムが存在することを見出し、既に特
許出願済み(特願平11−338320、特願平375
962、特願2000−35840、特願2000−4
03545)である。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies conducted by the present inventor to solve the above-mentioned problems, a step of vaporizing a material heat source by bringing a liquid heat medium that evaporates near the temperature into contact with the heat source through a heat exchanger. The step (1) and the step (2) of heating the substance to be heated by pressurizing the vaporized heat medium through a heat exchanger other than the heat exchanger under pressure to liquefy the heat radiation are connected and circulated. Extract the volume expansion energy at the time of vaporizing the liquid heat medium and the heat radiation energy of the step (2),
It has been found that there is a material heat energy recycling system characterized by recycling as effective thermal energy and electric energy or kinetic energy. Patent applications have already been filed (Japanese Patent Application Nos. 11-338320, 11-338320). 375
962, Japanese Patent Application 2000-35840, Japanese Patent Application 2000-4
03545).

【0012】本発明は、上記発明技術の中、気液熱媒の
断熱状態変化もしくは、系外からの熱の授受による状態
変化における熱、圧、体積変化を有効仕事エネルギー
(エクセルギー)として取り出す改良法を検討した結
果、到達した発明に関するものである。
According to the present invention, heat, pressure, and volume change in the adiabatic state change of the gas-liquid heat medium or the state change due to transfer of heat from outside the system are extracted as effective work energy (exergy). The present invention relates to an invention which has been achieved as a result of studying an improvement method.

【0013】即ち、本発明は、所定温度(To)と圧力
(Po)を有する気体及び/又は液体からなる熱媒を、
断熱状態もしくは、系外から熱の授受を行いながら膨張
又は収縮させ、その際生じる体積と圧力の変化を運動又
は電気エネルギー(エクセルギー)として取り出すこと
を可能とする熱圧動力変換システムにおいて、両端がシ
ールされ熱媒導入部と排出部をもつ外部シリンダーと該
両端又は一端に公転軸をとり出し可能とした内部フラン
ジに取り付けられた内部シリンダーと両シリンダーの中
間に実質的に気密接触かつ摺動可能な状態で介在する可
動性らせん状連続隔壁から構成され、外部シリンダー内
壁に内部シリンダーが接触しながら遊星回転運動し、公
転することにより、シリンダー長手方向に重層する隔壁
と内外シリンダーで形成される空間が、連続的に変化す
るようになし、シリンダー一端の導入部から熱媒を取り
込み、他端に排出することによって、公転回転軸から正
または負のエクセルギーを取り出すことを特徴とする新
規熱圧動力変換システムを第1の要旨とする。また、上
記における新規熱圧動力変換システムにおいて、外部シ
リンダー外側に系外との熱エネルギーの授受が可能なる
よう熱交換機能をもたせたことを特徴とする新規熱圧動
力変換システムを第2の要旨とする。つぎに、これらの
新規熱圧動力変換システムにおいて、外部シリンダー内
壁もしくは内部シリンダー外壁に設計されたピッチのら
せん形状溝を形成し、らせん状隔壁が内部シリンダーの
自公転にあわせて摺動しつつ、出入り可能な形態で設置
し、シリンダー長手方向に重層する隔壁と内外シリンー
で形成される空間が、実質的に気密状態で、連続的に変
化するようになしたことを特徴とする新規熱圧動力変換
装置を第3の要旨とする。更に、上記のシステムおよび
装置において、らせん状摺動隔壁として、摺動性材料と
して、有機高分子樹脂、フッ素含有樹脂、炭素繊維樹脂
複合材料、シリンダーより軟質の金属などから選ばれる
平帯状材、各種断面棒材、もしくは気体封入を含むチュ
ーブ状材を使用することを特徴とする新規熱圧動力変換
装置を第4の要旨とする。
That is, according to the present invention, a heat medium comprising a gas and / or a liquid having a predetermined temperature (To) and a pressure (Po) is provided.
In a thermo-hydraulic power conversion system that expands or contracts while transferring heat from outside the system in an adiabatic state or outside the system, and the resulting changes in volume and pressure can be taken out as kinetic or electric energy (exergy), Is substantially airtight and slidable between an outer cylinder having a heat medium introduction portion and a discharge portion, and an inner cylinder attached to an inner flange capable of taking out a revolving shaft at both ends or one end thereof and the two cylinders. It is composed of a movable spiral continuous partition interposed in a possible state.The inner cylinder contacts the inner wall of the outer cylinder and rotates around the planet while rotating. The space is made to change continuously, the heat medium is taken in from the inlet at one end of the cylinder and discharged to the other end By Rukoto, the new thermal hydraulic power conversion system characterized by taking out the positive or negative exergy from the revolution axis and the first aspect. A second aspect of the novel thermo-hydraulic power conversion system is characterized in that a heat exchange function is provided outside the external cylinder so that heat energy can be transferred to and from the outside of the system. And Next, in these new thermo-hydraulic power conversion systems, a helical groove of a designed pitch is formed on the inner wall of the outer cylinder or the outer wall of the inner cylinder, and the helical partition slides in accordance with the revolution of the inner cylinder, A new thermo-hydraulic power system that is installed in a form that allows access and that the space formed by the partition walls and the inner and outer cylinders layered in the longitudinal direction of the cylinder is substantially airtight and continuously changes. A third aspect of the present invention relates to a conversion device. Further, in the above system and apparatus, as the helical sliding partition, as a slidable material, an organic polymer resin, a fluorine-containing resin, a carbon fiber resin composite material, a flat strip material selected from metals softer than the cylinder, A fourth gist of the present invention is a novel thermo-hydraulic power conversion device characterized by using various cross-section rods or a tube-like material containing gas.

【0014】本発明の基本システムは、所定温度(T
o)と圧力(Po)を有する気体及び/又は液体からな
る熱媒を、断熱状態もしくは、系外から熱の授受を行い
ながら膨張又は収縮させ、その際生じる体積と圧力の変
化を運動又は電気エネルギー(エクセルギー)として取
り出すことを可能とする熱圧動力変換システムである
が、従来公知のシステムとしては、1)ピストン/シリ
ンダー、2)回転羽根つきタービン、3)ベーン付き偏
芯ローターポンプなどがある。
The basic system of the present invention has a predetermined temperature (T
o) A heat medium consisting of a gas and / or a liquid having a pressure (Po) is expanded or contracted while transferring heat from outside the system in an adiabatic state or outside the system. It is a thermo-hydraulic power conversion system that can extract energy (exergy). Conventionally known systems include 1) a piston / cylinder, 2) a turbine with rotating blades, and 3) an eccentric rotor pump with vanes. There is.

【0015】ピストン/シリンダーは、バッチ式であ
り、摩擦エネルギーロスや往復運動による騒音、回転運
動への変換ロスによる膨張仕事の有効エネルギー変換率
は低くなる。また、回転羽根つきタービンは、蒸気発電
やガスタービンなどで多用されているが、熱媒の熱、圧
エネルギーを流体運動エネルギーに換えて、回転羽根に
反動ないし揚力を与え回転運動エネルギーに変換するた
め、少量圧力差の少ない熱媒系では、有効仕事効率は極
めて低くなる。ベーン付き偏芯ローターポンプでは、ベ
ーンの作動ロスが大きく、間歇作動による騒音の問題が
ある。
The piston / cylinder is of a batch type, and the effective energy conversion rate of expansion work due to frictional energy loss, noise due to reciprocating motion, and conversion loss to rotational motion is low. Rotary bladed turbines are often used in steam power generation and gas turbines, but convert heat and pressure energy of a heat medium into fluid kinetic energy, and give the rotating blades a reaction or lift to convert them into rotational kinetic energy. Therefore, in a heating medium system having a small pressure difference and a small pressure difference, the effective work efficiency is extremely low. In the eccentric rotor pump with vanes, the operating loss of the vanes is large, and there is a problem of noise due to intermittent operation.

【0015】本発明の新規熱圧動力変換システムは、2
重シリンダー自公転らせん隔壁式熱圧動力変換方式であ
って、偏芯ローターのように弁は不要、回転はスムーズ
で騒音は小さく、タービンのように熱媒の運動エネルギ
ーを介在させることなく、圧力差と体積膨張を直接回転
仕事に転換できるため、摩擦ロスを除けば、膨張エネル
ギーの有効仕事変換効率は、100%近いものが得られ
る。
[0015] The novel thermo-hydraulic power conversion system of the present invention comprises:
Heavy-cylinder self-revolving spiral partition type thermal-to-pressure power conversion system, no valve is required like an eccentric rotor, rotation is smooth and noise is small, and pressure is not interposed by the kinetic energy of the heating medium like a turbine. Since the difference and volume expansion can be directly converted to rotary work, the effective work conversion efficiency of expansion energy can be close to 100% except for friction loss.

【0016】また、らせん隔壁の設置は、内シリンダー
又は、外シリンダーに溝をつける挿入することによって
達成できる。そのピッチ等のプロフィルは、設計するこ
とができ、体積膨張プロセス、定積プロセス、体積縮小
プロセスを適宜設定することが可能である。らせん隔壁
は1ないし複数本取りつけることが可能である。特に、
外部熱交換能力を設けた本発明のシステムでは、プロフ
ィル設計が可能であることは、仕事効率向上の面で、極
めて有利である。
The installation of the spiral septum can be achieved by inserting a groove in the inner cylinder or the outer cylinder. The profile such as the pitch can be designed, and a volume expansion process, a constant volume process, and a volume reduction process can be appropriately set. One or more spiral partitions can be attached. In particular,
In the system of the present invention provided with an external heat exchange capability, the ability to design a profile is extremely advantageous in terms of improving work efficiency.

【0017】シリンダー材料は、鋼、アルミ、チタン、
マグネシウム等金属が好ましいが、CFRPなどの複合
材料や、強化熱可塑性樹脂なども、熱媒によっては使用
可能である。又、シリンダーのプロフィルは、円筒から
円錐筒、円盤まで変化させることが可能である。
The cylinder material is steel, aluminum, titanium,
A metal such as magnesium is preferable, but a composite material such as CFRP or a reinforced thermoplastic resin can also be used depending on the heat medium. Further, the profile of the cylinder can be varied from a cylinder to a conical cylinder or a disk.

【0018】らせん状隔壁材料は、アルミ、銅などの金
属のほか、フッ素系樹脂、強化プラスチック高分子系樹
脂などが使用できる。形状は平帯状がよいが、各種断面
の樹脂エラストマーやこれらのチューブを用いることも
可能である。
As the material of the spiral partition wall, in addition to metals such as aluminum and copper, a fluorine resin, a reinforced plastic polymer resin, and the like can be used. The shape is preferably a flat band shape, but it is also possible to use resin elastomers of various cross sections and these tubes.

【0019】特に、大容量のシステムにおいては、らせ
ん状隔壁材として、気体圧を掛け得るチューブを用いる
と有利でおる。この場合、自動車や自転車のタイヤの接
地状態のように、内シリンダーと外シリンダー間で隔壁
が接触し、弾性的に元形状に復帰するので、溝壁でのシ
リンダーと隔壁の摩擦を起こすことなく、熱媒膨張室を
形成することができる。
In particular, in a large-capacity system, it is advantageous to use a tube to which gas pressure can be applied as the spiral partition wall material. In this case, the partition contacts between the inner cylinder and the outer cylinder and resiliently returns to its original shape as in the case of the ground contact state of the tires of automobiles and bicycles, so that friction between the cylinder and the partition at the groove wall does not occur. A heat medium expansion chamber can be formed.

【0020】熱媒には、本発明のシステムが使用される
系によって規定されるが、熱源温度を選べば、炭酸ガ
ス、水、アンモニア、水・アンモニア混合系、炭化水素
ガス、フロン系ガスその他が活用できることは言うまで
もない。
The heat medium is defined by the system in which the system of the present invention is used. If the heat source temperature is selected, carbon dioxide gas, water, ammonia, a mixed water / ammonia system, hydrocarbon gas, chlorofluorocarbon gas, etc. Needless to say, can be used.

【0021】本発明において、熱圧動力変換システムの
適用系は、ヒートポンプの熱媒液蒸発系や、第
In the present invention, an application system of the heat-pressure power conversion system is a heat medium liquid evaporation system of a heat pump,

【0011】項で記した、本発明者の提案する物質熱エ
ネルギーの資源化システムの熱媒蒸発系、圧縮系、熱交
換系などに活用して発電を行うことができる。また、本
システム装置における熱授受に付随して発生する冷熱お
よび、温熱を有効資源として活用することも可能であ
る。
[0011] Power generation can be performed by utilizing the heat medium evaporation system, the compression system, the heat exchange system, etc. of the material heat energy resource utilization system proposed by the present inventor. Further, it is also possible to utilize cold heat and warm heat generated accompanying the exchange of heat in the present system device as effective resources.

【0022】また、本発明の圧縮系の場合、太陽電池発
電動力や風力を動力として用いることも可能である。
In the case of the compression system of the present invention, it is also possible to use solar cell power or wind power as power.

【0023】尚、本発明のシステムの系外熱源として、
大気、河川、海水等の流動性物質を使用する場合、これ
らの物質が太陽エネルギー(熱・光)を吸収して、対流
することによって連続的にエネルギーが供給される。つ
まり、効果的な総合太陽エネルギー有効活用システムと
なる。
Incidentally, as the external heat source of the system of the present invention,
When using fluid substances such as air, rivers, and seawater, these substances absorb solar energy (heat and light) and are continuously supplied with energy by convection. That is, it becomes an effective total solar energy effective utilization system.

【0024】以下本発明を図に従って詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0025】図1は本発明の新規熱圧動力変換システム
・装置の一例を示す概略図である。外内シリンダーが接
触し、内シリンダーが遊星状に回転する状態で、内シリ
ンダーの表面にピッチの変化するらせん状隔壁をもっ
て、隔壁と内外シリンダーで構成する独立気密室を形成
しながら公転する機構をもっている。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a novel thermo-hydraulic power conversion system and apparatus according to the present invention. With the outer and inner cylinders in contact and the inner cylinder rotating in a planetary fashion, with a spiral partition with variable pitch on the surface of the inner cylinder, with a mechanism that revolves while forming an independent airtight chamber consisting of the partition and the inner and outer cylinders I have.

【0026】図2は本発明の装置適用システム例の概略
図である。同図において、液状物の気化、高圧蒸気の断
熱膨張低圧化、定積加熱、断熱圧縮などの例を表示して
いる。ここで、系外熱源は、大気、海水、河川などの自
然環境物質であり、この温度で常態となる高圧炭酸ガス
を熱媒として設定している。
FIG. 2 is a schematic diagram of an example of an apparatus application system of the present invention. In the figure, examples of vaporization of a liquid material, adiabatic expansion and low pressure of high-pressure steam, constant volume heating, adiabatic compression and the like are shown. Here, the external heat source is a natural environmental substance such as air, seawater, or a river, and high-pressure carbon dioxide gas which is normal at this temperature is set as a heat medium.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明の新規熱圧動力変換システムとそ
の装置は、らせん状隔壁のピッチを入り口から出口に向
けて広げる場合、高圧ガスから断熱膨張によって低圧ガ
スに変換したり、液状物質を加熱して蒸発させて体積膨
張する系に使用でき、その体積膨張を回転エネルギーに
変換して、高効率で発電することができる。また、らせ
ん隔壁のピッチを変えない場合には、定積加熱が可能で
あり、らせん隔壁のピッチを縮める装置によれば、圧縮
が可能である。しかも、外シリンダーの外側に系外熱源
を用いて熱交換することによって、各種熱資源エネルギ
ーを、有効動力(エクセルギー)に変えるにとができ
る。これらのエネルギー発生に際して汚染物質が生じな
いので、地球環境を守る点からも極めて有効である。
According to the novel thermo-hydraulic power conversion system and the apparatus of the present invention, when the pitch of the spiral partition is widened from the entrance to the exit, the high-pressure gas is converted into a low-pressure gas by adiabatic expansion, or a liquid substance is converted. It can be used for a system that expands its volume by heating and evaporating it, and the volume expansion can be converted into rotational energy to generate power with high efficiency. When the pitch of the spiral partition is not changed, constant volume heating is possible, and compression can be performed by a device for reducing the pitch of the spiral partition. Moreover, by exchanging heat using an external heat source outside the outer cylinder, various heat resource energies can be converted into effective power (exergy). Since no pollutants are generated when these types of energy are generated, it is extremely effective in protecting the global environment.

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

【図1】本発明のシステム・装置の一例を示す概略図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a system / apparatus of the present invention.

【図2】本発明の装置の適用例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an application example of the device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外シリンダー 2 内シリンダー 3 熱交換機能 4 高圧蒸気タンク 5 蒸気膨張動力変換器 6 低圧気液分離タンク 7 定積加熱熱交換器1A 8 コンプレッサー 9 熱交換器1B 10 蒸発動力変換器 熱交換器2A DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer cylinder 2 Inner cylinder 3 Heat exchange function 4 High pressure steam tank 5 Steam expansion power converter 6 Low pressure gas-liquid separation tank 7 Constant volume heating heat exchanger 1A 8 Compressor 9 Heat exchanger 1B 10 Evaporation power converter Heat exchanger 2A

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定温度(To)と圧力(Po)を有する
気体及び/又は液体からなる熱媒を、断熱状態もしく
は、系外から熱の授受を行いながら膨張又は収縮させ、
その際生じる体積と圧力の変化を運動又は電気エネルギ
ー(エクセルギー)として取り出すことを可能とする熱
圧動力変換システムにおいて、 両端がシールされ熱媒導入部と排出部をもつ外部シリン
ダーと該両端又は一端に公転軸をとり出し可能とした内
部フランジに取り付けられた内部シリンダーと両シリン
ダーの中間に実質的に気密接触かつ摺動可能な状態で介
在する可動性らせん状連続隔壁から構成され、外部シリ
ンダー内壁に内部シリンダーが接触しながら遊星回転運
動し、公転することにより、シリンダー長手方向に重層
する隔壁と内外シリンダーで形成される空間が、連続的
に変化するようになし、シリンダー一端の導入部から熱
媒を取り込み、他端に排出することによって、公転回転
軸から正または負のエクセルギーを取り出すことを特徴
とする新規熱圧動力変換システム。
1. A heat medium composed of a gas and / or a liquid having a predetermined temperature (To) and a pressure (Po) is expanded or contracted while heat is transferred from outside the system in an adiabatic state or outside the system.
In a heat-pressure power conversion system capable of extracting a change in volume and pressure generated as motion or electric energy (exergy), an external cylinder having both ends sealed and having a heat medium introduction part and a discharge part, and said external cylinder or both ends. An inner cylinder attached to an inner flange capable of taking out a revolving shaft at one end, and a movable spiral continuous bulkhead interposed in a substantially airtight contact and slidable manner between the two cylinders, and an outer cylinder The inner cylinder makes planetary rotation while contacting the inner wall, and revolves, so that the space formed by the partition walls and the inner and outer cylinders that are layered in the longitudinal direction of the cylinder changes continuously. By taking in the heat medium and discharging to the other end, positive or negative exergy is extracted from the revolving shaft A new heat-pressure power conversion system characterized by the following.
【請求項2】請求項1における新規熱圧動力変換システ
ムにおいて外部シリンダー外側に系外との熱エネルギー
の授受が可能なるよう熱交換機能をもたせたことを特徴
とする新規熱圧動力変換システム。
2. The new thermal-pressure power conversion system according to claim 1, wherein a heat exchange function is provided outside the external cylinder so that thermal energy can be transferred to and from the outside of the external cylinder.
【請求項3】請求項1、2における新規熱圧動力変換シ
ステムにおいて、外部シリンダー内壁もしくは内部シリ
ンダー外壁に設計されたピッチのらせん形状溝を形成
し、らせん状隔壁が内部シリンダーの自公転にあわせて
摺動しつつ、出入り可能な形態で設置し、シリンダー長
手方向に重層する隔壁と内外シリンダーで形成される空
間が、実質的に気密状態で、連続的に変化するようにな
したことを特徴とする新規熱圧動力変換装置。
3. The novel thermal-to-hydraulic power conversion system according to claim 1, wherein a spiral groove having a designed pitch is formed on the inner wall of the outer cylinder or the outer wall of the inner cylinder, and the spiral partition is adapted to the revolution of the inner cylinder. It is installed so that it can slide in and out, and the space formed by the partition walls and the inner and outer cylinders that are layered in the longitudinal direction of the cylinder is substantially airtight and changes continuously. A new thermal-pressure power converter.
【請求項4】請求項1、2、3記載のシステムおよび装
置において、らせん状摺動隔壁として、摺動性材料とし
て、耐熱性有機高分子樹脂、フッ素含有樹脂、炭素繊維
樹脂複合材料、シリンダーより軟質の金属などから選ば
れる平帯状材、もしくはチューブ状材を使用することを
特徴とする新規熱圧動力変換装置。
4. The system and apparatus according to claim 1, wherein the helical sliding partition is a heat-resistant organic polymer resin, a fluorine-containing resin, a carbon fiber resin composite material, a cylinder as a slidable material. A novel thermo-hydraulic power conversion device characterized by using a flat band material or a tube material selected from softer metals and the like.
JP2001180819A 2001-05-14 2001-05-14 System and device for new heat-pressure power conversion Pending JP2002339858A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001180819A JP2002339858A (en) 2001-05-14 2001-05-14 System and device for new heat-pressure power conversion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001180819A JP2002339858A (en) 2001-05-14 2001-05-14 System and device for new heat-pressure power conversion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002339858A true JP2002339858A (en) 2002-11-27

Family

ID=19021175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001180819A Pending JP2002339858A (en) 2001-05-14 2001-05-14 System and device for new heat-pressure power conversion

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002339858A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008015819A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-07 New Scientific R & D Institute Inc. Carbon-dioxide engine
WO2008015820A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-07 New Scientific R & D Institute Inc. Internal pressure apparatus of circulation type and power generating system
WO2008015821A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-07 New Scientific R & D Institute Inc. Carbon dioxide engine
WO2008108435A1 (en) * 2007-03-06 2008-09-12 New Scientific R & D Institute Inc. Circulating internal pressure engine and power generation system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008015819A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-07 New Scientific R & D Institute Inc. Carbon-dioxide engine
WO2008015820A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-07 New Scientific R & D Institute Inc. Internal pressure apparatus of circulation type and power generating system
WO2008015821A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-07 New Scientific R & D Institute Inc. Carbon dioxide engine
WO2008108435A1 (en) * 2007-03-06 2008-09-12 New Scientific R & D Institute Inc. Circulating internal pressure engine and power generation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Khan et al. Comparative performance assessment of solar dish assisted s-CO2 Brayton cycle using nanofluids
Loni et al. A review of solar-driven organic Rankine cycles: Recent challenges and future outlook
Saitoh et al. Solar Rankine cycle system using scroll expander
Nabat et al. Investigation of a green energy storage system based on liquid air energy storage (LAES) and high-temperature concentrated solar power (CSP): Energy, exergy, economic, and environmental (4E) assessments, along with a case study for San Diego, US
Zare et al. Parabolic trough solar collectors integrated with a Kalina cycle for high temperature applications: Energy, exergy and economic analyses
Pei et al. Construction and dynamic test of a small-scale organic rankine cycle
Ahmadi et al. A review on solar‐assisted gas turbines
Rahbar et al. Modelling and optimization of organic Rankine cycle based on a small-scale radial inflow turbine
Gupta et al. Solar organic Rankine cycle and its poly-generation applications–A review
Sen et al. Thermodynamic modeling and analysis of a solar and geothermal assisted multi-generation energy system
Zeynali et al. Investigation of the performance of modified organic Rankine cycles (ORCs) and modified trilateral flash cycles (TFCs) assisted by a solar pond
CN114174661A (en) Closed cycle engine with bottom cycle system
JP2001193419A (en) Combined power generating system and its device
Sun et al. Comprehensive evaluation of concentrated solar collector and Organic Rankine cycle hybrid energy process with considering the effects of different heat transfer fluids
Bagherzadeh et al. Compression ratio energy and exergy analysis of a developed Brayton-based power cycle employing CAES and ORC
Bahadori Solar water pumping
Naseri et al. Thermodynamic and exergy analyses of a novel solar-powered CO2 transcritical power cycle with recovery of cryogenic LNG using stirling engines
Lontsi et al. Dynamic simulation of a small modified Joule cycle reciprocating Ericsson engine for micro-cogeneration systems
WO2011007366A1 (en) An improved turbine and method thereof
Erdogan et al. Thermodynamic analysis of a supercritical closed Brayton cycle integrated with parabolic trough solar collectors
JP5878132B2 (en) Energy converter using Stirling cycle
Chowdhury et al. Energy and exergy performance comparative analysis of a solar-driven organic rankine cycle using different organic fluids
Alshammari et al. Development of an automated design and off-design radial turbine model for solar organic Rankine cycle coupled to a parabolic trough solar collector
JP2003227315A (en) Solar organic rankine cycle (orc) system
JP2002339858A (en) System and device for new heat-pressure power conversion