JP2008063955A

JP2008063955A - 液体水素燃料のロケットエンジンとタービン及び蒸気タービンを使用した発電装置及び発電装置の運転方法

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Publication number: JP2008063955A
Application number: JP2006239950A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ito; 貴之伊東
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-05
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2008-03-21

Abstract

【課題】本発明は、地球温暖化や大気汚染等の環境問題やエネルギー問題、化石燃料等の供給の不安定要因や、その枯渇の問題を一掃するための発電装置及び発電装置の運転方法に関するものである。
【解決手段】液体水素燃料のロケットエンジン（1）とタービン（2）とを結合した装置で
液体水素を燃焼させ、タービン（2）を回転させ、その回転により発電機（3）で発電した
電気で水の電気分解装置（4）内の水を電気分解し、そこで得られた水素と酸素をそれぞれ
の液化装置及び貯蔵タンク（5）及び（6）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料
のロケットエンジン（1）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給すると同時に、燃焼時の
排熱を蒸気発生装置（7）に通した蒸気で、蒸気タービン（8）を回転させ、その回転によ
り発電機（9）で発電するという手段を用いた発電装置である。
【選択図】図1

Description

本発明は、基本的には、液体水素を燃料とするロケットエンジンで液体水素を燃焼させ、その噴流でタービンを作動させて発電機で発電した電気で水を電気分解し、そこで得られた水素と酸素を液体水素を燃料とするロケットエンジンの燃料及び液体水素の酸化剤として利用すると同時に、燃焼時の排熱で蒸気を発生させ蒸気タービンを作動させ発電機で発電する発電装置及び発電装置の運転方法に関するものである。

従来の発電装置には、普通の火力発電のほかに複合サイクル発電というより効率を高めた発電装置があるが、どちらも燃料に石油や石炭、天然ガスなどの化石燃料等を使用しており、その燃焼に伴い、地球温暖化の原因である二酸化炭素を排出し、また、窒素酸化物や硫黄酸化物等の大気汚染物質も排出し、深刻な環境問題を引き起こしており、さらに、燃料となる資源の枯渇という問題もあった。
佐藤正知、蛭沢重信著「図解雑学エネルギー」（ナツメ社）2001年7月20日発行、第94頁から第95頁、第102頁から第103頁、第130頁から第131頁

したがって従来の技術では避けて通ることができなかった二酸化炭素や大気汚染物質を排出する課題や、化石燃料の資源自体の枯渇という課題もあった。本発明は、こうした環境問題や資源問題等の諸問題を一掃するために発明されたものである。

上記課題を解決するための手段としては、従来の化石燃料の代わりに、地球上に大量に存在する水を使用し、液体水素燃料のロケットエンジンの装置を作動させる過程で発電した電気で水を電気分解し、そこで得られた水素と酸素を液化し、当該発電装置を作動させる液体水素燃料のロケットエンジンの燃料及び液体水素の酸化剤として利用し、この繰り返しで永続的に装置を作動させる。そのために二酸化炭素や大気汚染物質の排出もなく、水さえあればその場で当該装置の燃料及びその酸化剤を生産するため、燃料の供給不能や枯渇するという課題も解消するものである。

本発明の効果は、液体水素燃料のロケットエンジンを使用しているので燃焼しても地球温暖化の原因である二酸化炭素の排出はゼロであり、大気汚染物質の排出も驚異的に低減でき、また、当該発電装置が作動している間に、同時進行で当該発電装置の燃料となる水素とその酸化剤である酸素を水の電気分解によって生産し、水素と酸素を液化して液体水素燃料のロケットエンジンに供給しているので、水さえあれば地球上でどこでも当該発電装置を稼動させることができ、石油や石炭、天然ガス等の化石燃料に依存する必要はなく、故に燃料供給の不安定要因や化石燃料の枯渇といった問題もなく、二酸化炭素の排出も無く、また、放射性物質等の有害廃棄物の排出やその処理問題もない点でエネルギーや環境の諸問題を一掃しうる理想的な発電装置であるといえる。
また、当発電装置は燃焼部に液体水素燃料のロケットエンジンを使用しており、そのためその燃焼による噴流のエネルギーはすさまじいものがあり、当該発電装置は既存の火力発電装置とは比べ物にならないほどの優れた熱効率、作動効率を発揮できるのも液体水素燃料のロケットエンジンだからこそなしうる極めて優れた効果である。
また、本発明は液体水素及び液体酸素又は液体空気を使用しており、気体より移送や貯蔵等の利用面で有利であり、また、エネルギー密度が高く、優れた燃焼効率、熱効率、作動効率を実現する効果がある。

本発明の実施形態を図面を参照にして述べると、請求項1は、液体水素燃料のロケットエンジン（1）とその燃焼による噴流で作動するタービン（2）とを結合し、液体水素燃料のロケットエンジン（1）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（2）を回転させ、その回転により発電機（3）で発電した電気を直流に変換し水の電気分解装置（4）内の水を電気分解し、陰極より発生した水素と陽極より発生した酸素をそれぞれの液化装置及び貯蔵タンク（5）及び（6）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（1）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（7）に導き、熱交換して発生した蒸気で蒸気タービン（8）を回転させ、その回転により発電機（9）で発電し外部へ供給するとともに、発電された電気の一部を当該装置の液化装置及び貯蔵タンク（5）及び（6）を稼動させるのに使用するとよい。また、水の電気分解装置（4）に供給する水源を設け、その水に電気分解しやすいように電解質を溶かしてもよい。蒸気発生装置（7）には蒸気を発生させる水などの液体を供給するとよい。水の電気分解装置（4）には当該発電装置起動時に水を電気分解するのに使う外部からの電源を設けてもよい。液体水素燃料のロケットエンジン（1）は「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらを採用してもよい。液化装置及び貯蔵タンク（5）で液化する水素は冷却して得るか、ジュール＝トムソン効果を利用して水素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。また、液化装置及び貯蔵タンク（6）で液化する酸素もジュール＝トムソン効果を利用して酸素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。

請求項2は、液体水素燃料のロケットエンジン（1）とその燃焼による噴流で作動するタービン（2）とを結合し、液体水素燃料のロケットエンジン（1）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（2）を回転させ、その回転により発電機（3）で発電した電気を直流に変換し水の電気分解装置（4）内の水を電気分解し、陰極より発生した水素と陽極より発生した酸素をそれぞれの液化装置及び貯蔵タンク（5）及び（6）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（1）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（7）に導き、熱交換して発生した蒸気で蒸気タービン（8）を回転させ、その回転により発電機（9）で発電し外部へ供給するとともに、発電された電気の一部を当該装置の液化装置及び貯蔵タンク（5）及び（6）を稼動させるのに使用するとよい。また、水の電気分解装置（4）に供給する水源を設け、その水に電気分解しやすいように電解質を溶かしてもよい。蒸気発生装置（7）には蒸気を発生させる水などの液体を供給するとよい。水の電気分解装置（4）には当該発電装置起動時に水を電気分解するのに使う外部からの電源を設けてもよい。液体水素燃料のロケットエンジン（1）は「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらを採用してもよい。液化装置及び貯蔵タンク（5）で液化する水素は冷却して得るか、ジュール＝トムソン効果を利用して水素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。また、液化装置及び貯蔵タンク（6）で液化する酸素もジュール＝トムソン効果を利用して酸素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。

請求項3は、液体水素燃料のロケットエンジン（10）とその燃焼による噴流で作動するタービン（11）とを結合し、液体水素燃料のロケットエンジン（10）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（11）を回転させ、その回転により発電機（12）で発電すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（13）に導き、熱交換して発生した蒸気で蒸気タービン（14）を回転させ、その回転により発電機（15）で発電した電気を直流に変換し水の電気分解装置（16）内の水を電気分解し、陰極より発生した水素と陽極より発生した酸素をそれぞれの液化装置及び貯蔵タンク（17）及び（18）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（10）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給する発電装置である。発電機（12）で発電された電気を外部へ供給するとともに、発電された電気の一部を当該装置の液化装置及び貯蔵タンク（17）及び（18）を稼動させるのに使用するとよい。また、水の電気分解装置（16）に供給する水源を設け、その水に電気分解しやすいように電解質を溶かしてもよい。蒸気発生装置（13）には蒸気を発生させる水などの液体を供給するとよい。水の電気分解装置（16）には当該発電装置起動時に水を電気分解するのに使う外部からの電源を設けてもよい。液体水素燃料のロケットエンジン（10）は「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらを採用してもよい。液化装置及び貯蔵タンク（17）で液化する水素は冷却して得るか、ジュール＝トムソン効果を利用して水素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。また、液化装置及び貯蔵タンク（18）で液化する酸素もジュール＝トムソン効果を利用して酸素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。

請求項4は、液体水素燃料のロケットエンジン（10）とその燃焼による噴流で作動するタービン（11）とを結合し、液体水素燃料のロケットエンジン（10）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（11）を回転させ、その回転により発電機（12）で発電すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（13）に導き、熱交換して発生した蒸気で蒸気タービン（14）を回転させ、その回転により発電機（15）で発電した電気を直流に変換し水の電気分解装置（16）内の水を電気分解し、陰極より発生した水素と陽極より発生した酸素をそれぞれの液化装置及び貯蔵タンク（17）及び（18）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（10）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給する発電装置の運転方法である。発電機（12）で発電された電気を外部へ供給するとともに、発電された電気の一部を当該装置の液化装置及び貯蔵タンク（17）及び（18）を稼動させるのに使用するとよい。また、水の電気分解装置（16）に供給する水源を設け、その水に電気分解しやすいように電解質を溶かしてもよい。蒸気発生装置（13）には蒸気を発生させる水などの液体を供給するとよい。水の電気分解装置（16）には当該発電装置起動時に水を電気分解するのに使う外部からの電源を設けてもよい。液体水素燃料のロケットエンジン（10）は「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらを採用してもよい。液化装置及び貯蔵タンク（17）で液化する水素は冷却して得るか、ジュール＝トムソン効果を利用して水素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。また、液化装置及び貯蔵タンク（18）で液化する酸素もジュール＝トムソン効果を利用して酸素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。

請求項5は、液体水素燃料のロケットエンジン（19）とその燃焼による噴流で作動するタービン（20）とを結合し、液体水素燃料のロケットエンジン（19）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（20）を回転させ、その回転により発電機（21）で発電した電気を直流に変換し水の電気分解装置（22）内の水を電気分解し、陰極より発生した水素を液化装置及び貯蔵タンク（23）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（19）の燃料として供給する一方で、液体空気製造装置（24）でジュール＝トムソン効果を利用して空気を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧して液化し作られた液体空気を液体水素の酸化剤として液体水素燃料のロケットエンジン（19）に供給すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（25）に導き、熱交換して発生した蒸気で蒸気タービン（26）を回転させ、その回転により発電機（27）で発電し外部へ供給するとともに、発電された電気の一部を当該装置の液化装置及び貯蔵タンク（23）及び液体空気製造装置（24）を稼動させるのに使用するとよい。また、水の電気分解装置（22）に供給する水源を設け、その水に電気分解しやすいように電解質を溶かしてもよい。蒸気発生装置（25）には蒸気を発生させる水などの液体を供給するとよい。水の電気分解装置（22）には当該発電装置起動時に水を電気分解するのに使う外部からの電源を設けてもよい。液体水素燃料のロケットエンジン（19）は「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらを採用してもよい。必要があれば液体空気製造装置（24）に付属する貯蔵タンクを設けてもよい。液化装置及び貯蔵タンク（23）で液化する水素は冷却して得るか、ジュール＝トムソン効果を利用して水素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。

請求項６は、液体水素燃料のロケットエンジン（19）とその燃焼による噴流で作動するタービン（20）とを結合し、液体水素燃料のロケットエンジン（19）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（20）を回転させ、その回転により発電機（21）で発電した電気を直流に変換し水の電気分解装置（22）内の水を電気分解し、陰極より発生した水素を液化装置及び貯蔵タンク（23）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（19）の燃料として供給する一方で、液体空気製造装置（24）でジュール＝トムソン効果を利用して空気を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧して液化し作られた液体空気を液体水素の酸化剤として液体水素燃料のロケットエンジン（19）に供給すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（25）に導き、熱交換して発生した蒸気で蒸気タービン（26）を回転させ、その回転により発電機（27）で発電する発電装置の運転方法である。発電機（27）で発電した電気を外部に供給するとともに、発電された電気の一部を当該装置の液化装置及び貯蔵タンク（23）及び液体空気製造装置（24）を稼動させるのに使用するとよい。また、水の電気分解装置（22）に供給する水源を設け、その水に電気分解しやすいように電解質を溶かしてもよい。蒸気発生装置（25）には蒸気を発生させる水などの液体を供給するとよい。水の電気分解装置（22）には当該発電装置起動時に水を電気分解するのに使う外部からの電源を設けてもよい。液体水素燃料のロケットエンジン（19）は「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらを採用してもよい。必要があれば液体空気製造装置（24）に付属する貯蔵タンクを設けてもよい。液化装置及び貯蔵タンク（23）で液化する水素は冷却して得るか、ジュール＝トムソン効果を利用して水素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。

請求項7は、液体水素燃料のロケットエンジン（28）とその燃焼による噴流で作動するタービン（29）とを結合し、液体水素燃料のロケットエンジン（28）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（29）を回転させ、その回転により発電機（30）で発電すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（31）に導き、熱交換して発生した蒸気で蒸気タービン（32）を回転させ、その回転により発電機（33）で発電した電気を直流に変換し水の電気分解装置（34）内の水を電気分解し、陰極より発生した水素を液化装置及び貯蔵タンク（35）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（28）の燃料として供給する一方で、液体空気製造装置（36）でジュール＝トムソン効果を利用して空気を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧して液化し作られた液体空気を液体水素の酸化剤として液体水素燃料のロケットエンジン（28）に供給する発電装置である。発電機（30）で発電された電気を外部へ供給するとともに、発電された電気の一部を当該装置の液化装置及び貯蔵タンク（35）及び液体空気製造装置（36）を稼動させるのに使用するとよい。また、水の電気分解装置（34）に供給する水源を設け、その水に電気分解しやすいように電解質を溶かしてもよい。蒸気発生装置（31）には蒸気を発生させる水などの液体を供給するとよい。水の電気分解装置（34）には当該発電装置起動時に水を電気分解するのに使う外部からの電源を設けてもよい。液体水素燃料のロケットエンジン（28）は「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらを採用してもよい。必要があれば液体空気製造装置（36）に付属する貯蔵タンクを設けてもよい。液化装置及び貯蔵タンク（35）で液化する水素は冷却して得るか、ジュール＝トムソン効果を利用して水素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。

請求項８は、液体水素燃料のロケットエンジン（28）とその燃焼による噴流で作動するタービン（29）とを結合し、液体水素燃料のロケットエンジン（28）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（29）を回転させ、その回転により発電機（30）で発電すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（31）に導き、熱交換して発生した蒸気で蒸気タービン（32）を回転させ、その回転により発電機（33）で発電した電気を直流に変換し水の電気分解装置（34）内の水を電気分解し、陰極より発生した水素を液化装置及び貯蔵タンク（35）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（28）の燃料として供給する一方で、液体空気製造装置（36）でジュール＝トムソン効果を利用して空気を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧して液化し作られた液体空気を液体水素の酸化剤として液体水素燃料のロケットエンジン（28）に供給する発電装置の運転方法である。発電機（30）で発電された電気を外部へ供給するとともに、発電された電気の一部を当該装置の液化装置及び貯蔵タンク（35）及び液体空気製造装置（36）を稼動させるのに使用するとよい。また、水の電気分解装置（34）に供給する水源を設け、その水に電気分解しやすいように電解質を溶かしてもよい。蒸気発生装置（31）には蒸気を発生させる水などの液体を供給するとよい。水の電気分解装置（34）には当該発電装置起動時に水を電気分解するのに使う外部からの電源を設けてもよい。液体水素燃料のロケットエンジン（28）は「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらを採用してもよい。必要があれば液体空気製造装置（36）に付属する貯蔵タンクを設けてもよい。液化装置及び貯蔵タンク（35）で液化する水素は冷却して得るか、ジュール＝トムソン効果を利用して水素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。

請求項9は、液体水素燃料のロケットエンジン（37）とその燃焼による噴流で作動するタービン（38）とを結合し、液体水素燃料のロケットエンジン（37）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（38）を回転させ、その回転により発電機（39）で発電した電気を直流に変換し水の電気分解装置（40）内の水を電気分解し、陰極より発生した水素と陽極より発生した酸素をそれぞれの液化装置（41）及び（42）に通して液化しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（37）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（43）に導き、熱交換して発生した蒸気で蒸気タービン（44）を回転させ、その回転により発電機（45）で発電する発電装置である。発電機（45）で発電された電気を外部へ供給するとともに、発電された電気の一部を当該装置の液化装置（41）及び（42）を稼動させるのに使用するとよい。また、水の電気分解装置（40）に供給する水源を設け、その水に電気分解しやすいように電解質を溶かしてもよい。蒸気発生装置（43）には蒸気を発生させる水などの液体を供給するとよい。水の電気分解装置（40）には当該発電装置起動時に水を電気分解するのに使う外部からの電源を設けてもよい。液体水素燃料のロケットエンジン（37）は「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらを採用してもよい。液化装置（41）で液化する水素は冷却して得るか、ジュール＝トムソン効果を利用して水素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。また、液化装置（42）で液化する酸素もジュール＝トムソン効果を利用して酸素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。

請求項10は、液体水素燃料のロケットエンジン（37）とその燃焼による噴流で作動するタービン（38）とを結合し、液体水素燃料のロケットエンジン（37）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（38）を回転させ、その回転により発電機（39）で発電した電気を直流に変換し水の電気分解装置（40）内の水を電気分解し、陰極より発生した水素と陽極より発生した酸素をそれぞれの液化装置（41）及び（42）に通して液化しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（37）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（43）に導き、熱交換して発生した蒸気で蒸気タービン（44）を回転させ、その回転により発電機（45）で発電する発電装置の運転方法である。発電機（45）で発電された電気を外部へ供給するとともに、発電された電気の一部を当該装置の液化装置（41）及び（42）を稼動させるのに使用するとよい。また、水の電気分解装置（45）に供給する水源を設け、その水に電気分解しやすいように電解質を溶かしてもよい。蒸気発生装置（43）には蒸気を発生させる水などの液体を供給するとよい。水の電気分解装置（40）には当該発電装置起動時に水を電気分解するのに使う外部からの電源を設けてもよい。液体水素燃料のロケットエンジン（37）は「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらを採用してもよい。液化装置（41）で液化する水素は冷却して得るか、ジュール＝トムソン効果を利用して水素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。また、液化装置（42）で液化する酸素もジュール＝トムソン効果を利用して酸素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。

請求項11は、液体水素燃料のロケットエンジン（46）とその燃焼による噴流で作動するタービン（47）とを結合し、液体水素燃料のロケットエンジン（46）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（47）を回転させ、その回転により発電機（48）で発電すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（49）に導き、熱交換して発生した蒸気で蒸気タービン（50）を回転させ、その回転により発電機（51）で発電した電気を直流に変換し水の電気分解装置（52）内の水を電気分解し、陰極より発生した水素と陽極より発生した酸素をそれぞれの液化装置（53）及び（54）に通して液化し、液体水素燃料のロケットエンジン（46）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給する発電装置である。発電機（48）で発電された電気を外部へ供給するとともに、発電された電気の一部を当該装置の液化装置（53）及び（54）を稼動させるのに使用するとよい。また、水の電気分解装置（52）に供給する水源を設け、その水に電気分解しやすいように電解質を溶かしてもよい。蒸気発生装置（49）には蒸気を発生させる水などの液体を供給するとよい。水の電気分解装置（52）には当該発電装置起動時に水を電気分解するのに使う外部からの電源を設けてもよい。液体水素燃料のロケットエンジン（46）は「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらを採用してもよい。液化装置（53）で液化する水素は冷却して得るか、ジュール＝トムソン効果を利用して水素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。また、液化装置（54）で液化する酸素もジュール＝トムソン効果を利用して酸素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。

請求項12は、液体水素燃料のロケットエンジン（46）とその燃焼による噴流で作動するタービン（47）とを結合し、液体水素燃料のロケットエンジン（46）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（47）を回転させ、その回転により発電機（48）で発電すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（49）に導き、熱交換して発生した蒸気で蒸気タービン（50）を回転させ、その回転により発電機（51）で発電した電気を直流に変換し水の電気分解装置（52）内の水を電気分解し、陰極より発生した水素と陽極より発生した酸素をそれぞれの液化装置（53）及び（54）に通して液化し、液体水素燃料のロケットエンジン（46）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給する発電装置の運転方法である。発電機（48）で発電された電気を外部へ供給するとともに、発電された電気の一部を当該装置の液化装置（53）及び（54）を稼動させるのに使用するとよい。また、水の電気分解装置（52）に供給する水源を設け、その水に電気分解しやすいように電解質を溶かしてもよい。蒸気発生装置（49）には蒸気を発生させる水などの液体を供給するとよい。水の電気分解装置（52）には当該発電装置起動時に水を電気分解するのに使う外部からの電源を設けてもよい。液体水素燃料のロケットエンジン（46）は「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらを採用してもよい。液化装置（53）で液化する水素は冷却して得るか、ジュール＝トムソン効果を利用して水素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。また、液化装置（54）で液化する酸素もジュール＝トムソン効果を利用して酸素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。

請求項13は、液体水素燃料のロケットエンジン（55）とその燃焼による噴流で作動するタービン（56）とを結合し、液体水素燃料のロケットエンジン（55）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（56）を回転させ、その回転により発電機（57）で発電した電気を直流に変換し水の電気分解装置（58）内の水を電気分解し、陰極より発生した水素を液化装置（59）に通して液化し液体水素燃料のロケットエンジン（55）に供給する一方で、液体空気製造装置（60）でジュール＝トムソン効果を利用して空気を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧して液化し作られた液体空気を液体水素の酸化剤として液体水素燃料のロケットエンジン（55）に供給すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（61）に導き、熱交換して発生した蒸気で蒸気タービン（62）を回転させ、その回転により発電機（63）で発電する発電装置である。発電機（63）で発電された電気を外部へ供給するとともに、発電された電気の一部を当該装置の液化装置（59）及び液体空気製造装置（60）を稼動させるのに使用するとよい。また、水の電気分解装置（58）に供給する水源を設け、その水に電気分解しやすいように電解質を溶かしてもよい。蒸気発生装置（61）には蒸気を発生させる水などの液体を供給するとよい。水の電気分解装置（58）には当該発電装置起動時に水を電気分解するのに使う外部からの電源を設けてもよい。液体水素燃料のロケットエンジン（55）は「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらを採用してもよい。必要があれば液体空気製造装置（60）に付属する貯蔵タンクを設けてもよい。液化装置（59）で液化する水素は冷却して得るか、ジュール＝トムソン効果を利用して水素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。

請求項14は、液体水素燃料のロケットエンジン（55）とその燃焼による噴流で作動するタービン（56）とを結合し、液体水素燃料のロケットエンジン（55）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（56）を回転させ、その回転により発電機（57）で発電した電気を直流に変換し水の電気分解装置（58）内の水を電気分解し、陰極より発生した水素を液化装置（59）に通して液化し液体水素燃料のロケットエンジン（55）に供給する一方で、液体空気製造装置（60）でジュール＝トムソン効果を利用して空気を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧して液化し作られた液体空気を液体水素の酸化剤として液体水素燃料のロケットエンジン（55）に供給すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（61）に導き、熱交換して発生した蒸気で蒸気タービン（62）を回転させ、その回転により発電機（63）で発電する発電装置の運転方法である。発電機（63）で発電された電気を外部へ供給するとともに、発電された電気の一部を当該装置の液化装置（59）及び液体空気製造装置（60）を稼動させるのに使用するとよい。また、水の電気分解装置（58）に供給する水源を設け、その水に電気分解しやすいように電解質を溶かしてもよい。蒸気発生装置（61）には蒸気を発生させる水などの液体を供給するとよい。水の電気分解装置（58）には当該発電装置起動時に水を電気分解するのに使う外部からの電源を設けてもよい。液体水素燃料のロケットエンジン（55）は「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらを採用してもよい。必要があれば液体空気製造装置（60）に付属する貯蔵タンクを設けてもよい。液化装置（59）で液化する水素は冷却して得るか、ジュール＝トムソン効果を利用して水素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。

請求項15は、液体水素燃料のロケットエンジン（64）とその燃焼による噴流で作動するタービン（65）とを結合し、液体水素燃料のロケットエンジン（64）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（65）を回転させ、その回転により発電機（66）で発電すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（67）に導き、熱交換して発生した蒸気で蒸気タービン（68）を回転させ、その回転により発電機（69）で発電した電気を直流に変換し水の電気分解装置（70）内の水を電気分解し、陰極より発生した水素を液化装置（71）に通して液化し液体水素燃料のロケットエンジン（64）に供給する一方で、液体空気製造装置（72）でジュール＝トムソン効果を利用して空気を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧して液化し作られた液体空気を液体水素の酸化剤として液体水素燃料のロケットエンジン（64）に供給する発電装置である。発電機（66）で発電された電気を外部へ供給するとともに、発電された電気の一部を当該装置の液化装置（71）及び液体空気製造装置（72）を稼動させるのに使用するとよい。また、水の電気分解装置（70）に供給する水源を設け、その水に電気分解しやすいように電解質を溶かしてもよい。蒸気発生装置（67）には蒸気を発生させる水などの液体を供給するとよい。水の電気分解装置（70）には当該発電装置起動時に水を電気分解するのに使う外部からの電源を設けてもよい。液体水素燃料のロケットエンジン（64）は「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらを採用してもよい。必要があれば液体空気製造装置（72）に付属する貯蔵タンクを設けてもよい。液化装置（71）で液化する水素は冷却して得るか、ジュール＝トムソン効果を利用して水素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。

請求項16は、液体水素燃料のロケットエンジン（64）とその燃焼による噴流で作動するタービン（65）とを結合し、液体水素燃料のロケットエンジン（64）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（65）を回転させ、その回転により発電機（66）で発電すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（67）に導き、熱交換して発生した蒸気で蒸気タービン（68）を回転させ、その回転により発電機（69）で発電した電気を直流に変換し水の電気分解装置（70）内の水を電気分解し、陰極より発生した水素を液化装置（71）に通して液化し液体水素燃料のロケットエンジン（64）に供給する一方で、液体空気製造装置（72）でジュール＝トムソン効果を利用して空気を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧して液化し作られた液体空気を液体水素の酸化剤として液体水素燃料のロケットエンジン（64）に供給する発電装置の運転方法である。発電機（66）で発電された電気を外部へ供給するとともに、発電された電気の一部を当該装置の液化装置（71）及び液体空気製造装置（72）を稼動させるのに使用するとよい。また、水の電気分解装置（70）に供給する水源を設け、その水に電気分解しやすいように電解質を溶かしてもよい。蒸気発生装置（67）には蒸気を発生させる水などの液体を供給するとよい。水の電気分解装置（70）には当該発電装置起動時に水を電気分解するのに使う外部からの電源を設けてもよい。液体水素燃料のロケットエンジン（64）は「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらを採用してもよい。必要があれば液体空気製造装置（72）に付属する貯蔵タンクを設けてもよい。液化装置（71）で液化する水素は冷却して得るか、ジュール＝トムソン効果を利用して水素を臨界温度以下に冷やし、同時に加圧することによって液化するとよい。

請求項17は、液体水素燃料のロケットエンジンの燃料に液体水素を、燃料の液体水素の酸化剤に液体空気を使用する液体水素燃料のロケットエンジンである。塩水を電気分解する際に発生する水素を液化し液体水素燃料のロケットエンジンの燃料とし、液化した空気を液体水素の酸化剤にした液体水素燃料のロケットエンジンである。「タンク加圧方式」「ポンプ方式」のどちらでも利用可能である。タンク加圧方式は大気高圧気蓄器（73）から調整弁（74）へつなぎ、高圧燃料タンク（76）及び高圧酸化剤タンク（77）へと2方向へ分岐し、その途中にそれぞれに加圧弁（75）を設け、高圧燃料タンク（76）より液体水素を高圧酸化剤タンク（77）より液体空気を燃焼器（78）に供給し、燃焼させノズル（79）より燃焼ガスを噴出させるロケットエンジンである。ポンプ方式は、液体水素が入った低圧燃料タンク（80）及び液体空気が入った低圧酸化剤タンク（81）を有し、タービン（85）を駆動させ燃料ポンプ（82）及び酸化剤ポンプ（83）を駆動させ、加圧された液体水素及び液体空気の一部からガス発生器（84）でガスを発生させ、そのガス圧で燃料ポンプ（82）及び酸化剤ポンプ（83）を駆動させるタービン（85）を駆動させ、駆動させた後はノズル（87）内へ放出するとともに加圧された液体水素及び液体空気を燃焼器（86）に供給し、燃焼させノズル（87）より燃焼ガスを噴出させるロケットエンジンである。

本発明のシステムフロー図本発明のシステムフロー図本発明のシステムフロー図本発明のシステムフロー図本発明のシステムフロー図本発明のシステムフロー図本発明のシステムフロー図本発明のシステムフロー図本発明のシステムフロー図本発明のシステムフロー図

符号の説明

1は液体水素燃料のロケットエンジン
2はタービン
3は発電機
4は水の電気分解装置
5は液化装置及び貯蔵タンク
6は液化装置及び貯蔵タンク
7は蒸気発生装置
8は蒸気タービン
9は発電機
10は液体水素燃料のロケットエンジン
11はタービン
12は発電機
13は蒸気発生装置
14は蒸気タービン
15は発電機
16は水の電気分解装置
17は液化装置及び貯蔵タンク
18は液化装置及び貯蔵タンク
19は液体水素燃料のロケットエンジン
20はタービン
21は発電機
22は水の電気分解装置
23は液化装置及び貯蔵タンク
24は液体空気製造装置
25は蒸気発生装置
26は蒸気タービン
27は発電機
28は液体水素燃料のロケットエンジン
29はタービン
30は発電機
31は蒸気発生装置
32は蒸気タービン
33は発電機
34は水の電気分解装置
35は液化装置及び貯蔵タンク
36は液体空気製造装置
37は液体水素燃料のロケットエンジン
38はタービン
39は発電機
40は水の電気分解装置
41は液化装置
42は液化装置
43は蒸気発生装置
44は蒸気タービン
45は発電機
46は液体水素燃料のロケットエンジン
47はタービン
48は発電機
49は蒸気発生装置
50は蒸気タービン
51は発電機
52は水の電気分解装置
53は液化装置
54は液化装置
55は液体水素燃料のロケットエンジン
56はタービン
57は発電機
58は水の電気分解装置
59は液化装置
60は液体空気製造装置
61は蒸気発生装置
62は蒸気タービン
63は発電機
64は液体水素燃料のロケットエンジン
65はタービン
66は発電機
67は蒸気発生装置
68は蒸気タービン
69は発電機
70は水の電気分解装置
71は液化装置
72は液体空気製造装置
73は大気高圧気蓄器
74は調整弁
75は加圧弁
76は高圧燃料タンク
77は高圧酸化剤タンク
78は燃焼器
79はノズル
80は低圧燃料タンク
81は低圧酸化剤タンク
82は燃料ポンプ
83は酸化剤ポンプ
84はガス発生器
85はタービン
86は燃焼器
87はノズル

Claims

液体水素燃料のロケットエンジン（1）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（2）を回転させ、その回転により発電機（3）で発電した電気で水の電気分解装置（4）内の水を電気分解し、そこで得られた水素と酸素をそれぞれの液化装置及び貯蔵タンク（5）及び（6）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（1）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（7）に通した蒸気で蒸気タービン（8）を回転させ、その回転により発電機（9）で発電することを特徴とした発電装置。
液体水素燃料のロケットエンジン（1）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（2）を回転させ、その回転により発電機（3）で発電した電気で水の電気分解装置（4）内の水を電気分解し、そこで得られた水素と酸素をそれぞれの液化装置及び貯蔵タンク（5）及び（6）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（1）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（7）に通した蒸気で蒸気タービン（8）を回転させ、その回転により発電機（9）で発電することを特徴とした発電装置の運転方法。
液体水素燃料のロケットエンジン（10）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（11）を回転させ、その回転により発電機（12）で発電すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（13）に通した蒸気で蒸気タービン（14）を回転させ、その回転により発電機（15）で発電した電気で水の電気分解装置（16）内の水を電気分解し、そこで得られた水素と酸素をそれぞれの液化装置及び貯蔵タンク（17）及び（18）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（10）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給することを特徴といした発電装置。
液体水素燃料のロケットエンジン（10）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（11）を回転させ、その回転により発電機（12）で発電すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（13）に通した蒸気で蒸気タービン（14）を回転させ、その回転により発電機（15）で発電した電気で水の電気分解装置（16）内の水を電気分解し、そこで得られた水素と酸素をそれぞれの液化装置及び貯蔵タンク（17）及び（18）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（10）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給することを特徴といした発電装置の運転方法。
液体水素燃料のロケットエンジン（19）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（20）を回転させ、その回転により発電機（21）で発電した電気で水の電気分解装置（22）内の水を電気分解し、そこで得られた水素を液化装置及び貯蔵タンク（23）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（19）の燃料として供給する一方で、液体空気製造装置（24）で作られた液体空気を液体水素の酸化剤として液体水素燃料のロケットエンジン（19）に供給すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（25）に通した蒸気で蒸気タービン（26）を回転させ、その回転により発電機（27）で発電することを特徴とした発電装置。
液体水素燃料のロケットエンジン（19）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（20）を回転させ、その回転により発電機（21）で発電した電気で水の電気分解装置（22）内の水を電気分解し、そこで得られた水素を液化装置及び貯蔵タンク（23）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（19）の燃料として供給する一方で、液体空気製造装置（24）で作られた液体空気を液体水素の酸化剤として液体水素燃料のロケットエンジン（19）に供給すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（25）に通した蒸気で蒸気タービン（26）を回転させ、その回転により発電機（27）で発電することを特徴とした発電装置の運転方法。
液体水素燃料のロケットエンジン（28）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（29）を回転させ、その回転により発電機（30）で発電すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（31）に通した蒸気で蒸気タービン（32）を回転させ、その回転により発電機（33）で発電した電気で水の電気分解装置（34）内の水を電気分解し、そこで得られた水素を液化装置及び貯蔵タンク（35）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（28）の燃料として供給する一方で、液体空気製造装置（36）で作られた液体空気を液体水素の酸化剤として液体水素燃料のロケットエンジン（28）に供給することを特徴とする発電装置。
液体水素燃料のロケットエンジン（28）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（29）を回転させ、その回転により発電機（30）で発電すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（31）に通した蒸気で蒸気タービン（32）を回転させ、その回転により発電機（33）で発電した電気で水の電気分解装置（34）内の水を電気分解し、そこで得られた水素を液化装置及び貯蔵タンク（35）に通して液化し、貯蔵しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（28）の燃料として供給する一方で、液体空気製造装置（36）で作られた液体空気を液体水素の酸化剤として液体水素燃料のロケットエンジン（28）に供給することを特徴とする発電装置の運転方法。
液体水素燃料のロケットエンジン（37）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（38）を回転させ、その回転により発電機（39）で発電した電気で水の電気分解装置（40）内の水を電気分解し、そこで得られた水素と酸素をそれぞれの液化装置（41）及び（42）に通して液化しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（37）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（43）に通した蒸気で蒸気タービン（44）を回転させ、その回転により発電機（45）で発電することを特徴とした発電装置。
液体水素燃料のロケットエンジン（37）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（38）を回転させ、その回転により発電機（39）で発電した電気で水の電気分解装置（40）内の水を電気分解し、そこで得られた水素と酸素をそれぞれの液化装置（41）及び（42）に通して液化しながら、液体水素燃料のロケットエンジン（37）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（43）に通した蒸気で蒸気タービン（44）を回転させ、その回転により発電機（45）で発電することを特徴とした発電装置の運転方法。
液体水素燃料のロケットエンジン（46）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（47）を回転させ、その回転により発電機（48）で発電すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（49）に通した蒸気で蒸気タービン（50）を回転させ、その回転により発電機（51）で発電した電気で水の電気分解装置（52）内の水を電気分解し、そこで得られた水素と酸素をそれぞれの液化装置（53）及び（54）に通して液化し、液体水素燃料のロケットエンジン（46）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給することを特徴とした発電装置。
液体水素燃料のロケットエンジン（46）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（47）を回転させ、その回転により発電機（48）で発電すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（49）に通した蒸気で蒸気タービン（50）を回転させ、その回転により発電機（51）で発電した電気で水の電気分解装置（52）内の水を電気分解し、そこで得られた水素と酸素をそれぞれの液化装置（53）及び（54）に通して液化し、液体水素燃料のロケットエンジン（46）の燃料及び液体水素の酸化剤として供給することを特徴とした発電装置の運転方法。
液体水素燃料のロケットエンジン（55）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（56）を回転させ、その回転により発電機（57）で発電した電気で水の電気分解装置（58）内の水を電気分解し、そこで得られた水素を液化装置（59）に通して液化し液体水素燃料のロケットエンジン（55）の燃料として供給する一方で、液体空気製造装置（60）で作られた液体空気を液体水素の酸化剤として液体水素燃料のロケットエンジン（55）に供給すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（61）に通した蒸気で蒸気タービン（62）を回転させ、その回転により発電機（63）で発電することを特徴とした発電装置。
液体水素燃料のロケットエンジン（55）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（56）を回転させ、その回転により発電機（57）で発電した電気で水の電気分解装置（58）内の水を電気分解し、そこで得られた水素を液化装置（59）に通して液化し液体水素燃料のロケットエンジン（55）の燃料として供給する一方で、液体空気製造装置（60）で作られた液体空気を液体水素の酸化剤として液体水素燃料のロケットエンジン（55）に供給すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（61）に通した蒸気で蒸気タービン（62）を回転させ、その回転により発電機（63）で発電することを特徴とした発電装置の運転方法。
液体水素燃料のロケットエンジン（64）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（65）を回転させ、その回転により発電機（66）で発電すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（67）に通した蒸気で蒸気タービン（68）を回転させ、その回転により発電機（69）で発電した電気で水の電気分解装置（70）内の水を電気分解し、そこで得られた水素を液化装置（71）に通して液化し液体水素燃料のロケットエンジン（64）の燃料として供給する一方で、液体空気製造装置（72）で作られた液体空気を液体水素の酸化剤として液体水素燃料のロケットエンジン（64）に供給することを特徴とした発電装置。
液体水素燃料のロケットエンジン（64）での液体水素の燃焼による噴流で、タービン（65）を回転させ、その回転により発電機（66）で発電すると同時に、燃焼時の排熱を蒸気発生装置（67）に通した蒸気で蒸気タービン（68）を回転させ、その回転により発電機（69）で発電した電気で水の電気分解装置（70）内の水を電気分解し、そこで得られた水素を液化装置（71）に通して液化し液体水素燃料のロケットエンジン（64）の燃料として供給する一方で、液体空気製造装置（72）で作られた液体空気を液体水素の酸化剤として液体水素燃料のロケットエンジン（64）に供給することを特徴とした発電装置の運転方法。
燃料に液体水素を、燃料である液体水素の酸化剤に液体空気を使用することを特徴とした液体水素燃料のロケットエンジン。