JP2011508139A - 気化性液体供給装置を採用するガスタービン・システム及び方法 - Google Patents

気化性液体供給装置を採用するガスタービン・システム及び方法 Download PDF

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Abstract

気化性液体供給装置を有する圧縮機タービンを含む、タービンを利用するシステム及び方法が提示される。圧縮機タービンは圧縮中に、気化性液体供給装置からの熱平衡状態又は熱平衡に近い状態での気化性液体の蒸発を利用する。これにより形成される蒸気は、典型的には、ガスタービン・サイクル後に排出された熱エネルギーを運ぶ。圧縮中に気化される液体の量、気化に費やされる時間の長さ、気化が発生したときの熱平衡に対する近さ、復熱によって回収される熱エネルギー量、及び燃焼室の入口の温度が、一般に、効率を高めるために制御することのできる相関パラメータである。

Description

開示された実施態様は概ねガスタービンに関し、より具体的には、復熱及び気化性液体供給装置を採用するガスタービン・システム及び方法に関する。
ガスタービンはエネルギーを発生させるために使用される。典型的なガスタービンは、ブレイトン・サイクルに基づくエネルギー生成システムである。典型的な開放サイクル・ガスタービンは、（ｉ）周囲空気を吸引し、空気の圧力及び温度を高める圧縮機；（ｉｉ）温度が燃料の燃焼により高められる燃焼室；及び（ｉｉｉ）高温加圧ガスが膨張・冷却され、動作を生成する膨張タービンを含む。膨張タービンによって実施される動作のうちのあるものは、圧縮機を駆動するために用いることができ（後方動作）、そして残りの動作は、発電機の回転、減速ギアの回転、ガスの圧縮、推進力の提供、又は何らかの他の有用な動作の達成のために用いることができる。
ガスタービンは、有利なエネルギー生成手段である。なぜならば、ガスタービンは、負荷変化に対して比較的素早く応答し、そしてその準備時間が短いからである。しかしながら、このような既存のガスタービンの効率は、限定的であり準最適なものにすぎない。例えば圧縮比を１０として、また（理想ガスとして処理された）作動ガスとして空気を使用した場合の、ブレイトン・サイクルに基づくガスタービンの実際効率は、４０パーセント（４０％）未満である。
エネルギーに対する需要の増大、化石燃料のコスト上昇、及び厳しくなる排出ガス規制が、ガスタービンの効率の増大を望ましいものにする。
本明細書中に例示した実施態様のシステム及び方法は、従来のガスタービン及びエネルギー生成サイクルの欠点に対処している。１実施態様によれば、動力及び任意には熱を生成するための開放サイクル・ガスタービン・システムが：圧縮機と、気化性液体供給装置と、熱交換器と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンとを含み、該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該気化性液体供給装置は、該作動ガスに気化性液体を供給するように、該圧縮機と連携されており；該熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスを冷却することにより、冷却・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該復熱装置は、該熱交換器から該冷却・圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを加えることにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該燃焼室は、該復熱装置から該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、動力を発生させ、そして膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；そして該復熱装置が、該膨張された排ガスを受け取るように該膨張タービンに流体的に接続されている。
１つの実施態様によれば、動力及び任意には熱を生成するための開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：圧縮機と、気化性液体供給装置と、熱交換器と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンとを含み、該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該気化性液体供給装置は、該作動ガスに気化性液体を供給するように、該圧縮機と連携されており；該熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスを冷却することにより、冷却・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該復熱装置は、該熱交換器から該冷却・圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを加えることにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該燃焼室は、該復熱装置から該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、動力を発生させ、そして膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；そして該復熱装置が、該膨張された排ガスを受け取るように該膨張タービンに流体的に接続されている。
１つの実施態様によれば、開放サイクル・ガスタービンで動力を生成する方法であって、該方法が：作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成する工程であって；該作動ガス圧縮工程が、該作動ガスに気化性液体を供給することを含む工程と；該圧縮された作動ガスを熱交換器内で冷却することにより、冷却・圧縮された作動ガスを生成する工程と；該冷却・圧縮された作動ガスに復熱装置内の熱エネルギーを加えることにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成する工程と；該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼室内で燃焼することにより、排ガスを生成する工程と；該排ガスを膨張タービン内で膨張させることにより、動力を発生させ、そして膨張された排ガスを生成する工程と；該膨張された排ガスから復熱装置へ熱エネルギーを供給する工程とを含む。
１つの実施態様によれば、開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：圧縮機と、気化性液体供給装置と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンと、熱交換器と、導管とを含み、該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該気化性液体供給装置は、該作動ガスに液滴を供給するように、該圧縮機と連携されており；該復熱装置は、該圧縮機から該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスに熱エネルギーを供給することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該熱排ガスからエネルギーを除去することにより、膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；該熱交換器は、該膨張された排ガスを受け取り、そして該膨張された排ガスから熱エネルギーを除去することにより、冷却・膨張された排ガスを生成するように、該膨張タービンに流体的に接続されており；該導管が、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、該冷却・膨張された排ガスを該復熱装置に供給するように、該熱交換器と連携されている。
図３３によれば、開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、復熱装置と、第１膨張タービンと、導管と、第２膨張タービンとを含み、該第１圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該第１膨張タービンは、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取るように、該復熱装置に流体的に接続されており、そして、該加熱・圧縮された作動ガスを膨張させるように働くことにより、エネルギーと、一度膨張された作動ガスとを生成し；該導管は、該第１膨張タービンから該復熱装置へ、該一度膨張された作動ガスを供給するために設けられており；そして該第２膨張タービンは、該一度膨張された作動ガスを受け取るように、該復熱装置に流体的に接続されており、そして、該一度膨張された作動ガスを膨張させるように働くことにより、エネルギーを生成し、そして二度膨張された作動ガスを生成する。
１つの実施態様によれば、開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：気化性液体供給装置を有する圧縮機と、復熱装置と、第２圧縮機と、燃焼室と、膨張タービンと、導管とを含み、該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該復熱装置は、該作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを加えることにより、一度加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該第２圧縮機は、該一度加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該一度加熱・圧縮された作動ガスをさらに圧縮することにより、二度圧縮された作動ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該燃焼室は、該二度圧縮された作動ガスを受け取り、そして該二度圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；そして該導管が、該膨張タービンから該復熱装置へ、熱エネルギーを提供する該膨張された作動ガスを供給するように、該復熱装置と該膨張タービンとの間に流体的に接続されている。
１つの実施態様によれば、開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：第１圧縮機と、冷却器−凝縮器と、導管と、第２圧縮機と、燃焼室と、膨張タービンとを含み、該第１圧縮機は、作動ガスを受け取るために設けられており、該第１圧縮機は気化性液体供給装置を有しており、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該冷却器−凝縮器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスを冷却することにより、凝縮液体と、冷却・圧縮された作動ガスとを生成するように、該第１圧縮機に流体的に接続されており；該導管は、該冷却器−凝縮器から該気化性液体供給装置へ該凝縮液体を供給するために設けられており、該第２圧縮機は、該冷却・圧縮された作動ガスを受け取るように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており、そして二度圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該燃焼室は、該二度圧縮された作動ガスを受け取り、そして該二度圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；そして該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、エネルギーを発生させ、そして膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されている。
１つの実施態様によれば、開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、復熱装置と、第２圧縮機と、燃焼室と、第１膨張タービンと、導管と、第２膨張タービンとを含み、該第１圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取るように、該第１圧縮機に流体的に接続されており、そして該作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；第２圧縮機は、該復熱装置から該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを圧縮することにより、二度圧縮された作動ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該燃焼室は、該二度圧縮された作動ガスを受け取り、そして該二度圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；該第１膨張タービンは、該排ガスを受け取るように、該燃焼室に流体的に接続されており、そして、一度膨張された排ガスを生成するように働くことができ；該導管は該復熱装置及び第１膨張タービンに流体的に接続されており、そして該導管は、該第１膨張タービンから該復熱装置へ、該一度膨張された作動ガスを供給するために設けられており；該復熱装置はさらに、該一度膨張された排ガスから熱エネルギーを受け取り、そして、冷却された一度膨張された排ガスを生成するように働くことができ；該第２膨張タービンは、該冷却された一度膨張された排ガスを受け取り、そして該冷却された一度膨張された排ガスを膨張させることにより、二度膨張された排ガス及びエネルギーを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されている。
１つの実施態様によれば、冷却のための開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：気化性液体供給装置を有する圧縮機と、復熱装置と、燃焼室と、第１膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、第２膨張タービンと、低温熱交換器とを含み、該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該第１膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガス及びエネルギーを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；該復熱装置は、該第１膨張タービンから該膨張された排ガスを受け取り、そして熱エネルギーを除去することにより、冷却・膨張された排ガスを生成するように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；該冷却器−凝縮器は、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして乾燥済作動ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該第２膨張タービンは、該乾燥済作動ガスを受け取り、そして低温作動ガスを生成するように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており；そして該低温熱交換器は、該低温作動ガスを受け取り、そして該低温作動ガスに熱エネルギーを供給するように、該第２膨張タービンに流体的に接続されている。
１つの実施態様によれば、開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：第１圧縮機と、冷却器−凝縮器と、導管と、第２圧縮機と、加熱ユニットと、膨張タービンとを含み、該第１圧縮機は、作動ガスを受け取るために設けられており、該第１圧縮機は気化性液体供給装置を有しており、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該冷却器−凝縮器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスを冷却することにより、凝縮液体と、冷却・圧縮された作動ガスとを生成するように、該第１圧縮機に流体的に接続されており；該導管は、該冷却器−凝縮器から該気化性液体供給装置へ該凝縮液体を供給するために設けられており、該第２圧縮機は、該冷却・圧縮された作動ガスを受け取るように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており、そして二度圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該加熱ユニットは、該二度圧縮された作動ガスを受け取り、そして該二度圧縮された作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、排ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；そして該膨張タービンは、該排ガスを受け取るように、該加熱ユニットに流体的に接続されており、そして該排ガスを膨張させることにより、エネルギーを発生させ、そして膨張された排ガスを生成するように作動する。他の実施態様は下でさらに開示する。
前述の特徴及び利点、並びに、更なる特徴及び利点は、図面との関連において下記説明を参照すれば、より明らかに理解することができる。図面中の文字列の付いたラベルは、限定的なものとして意図されることはない。図面中、同様の参照番号は一般に、図面全体を通して対応部分及び対応動作を意味する。
図１は、１実施態様に基づく気化性液体の段間噴射を伴う一例としての軸流ターボ圧縮機の全体的な構成を示す概略断面図である。 図２は、図１に示された一例としての軸流ターボ圧縮機の圧縮機段の拡大部分を示す概略図である。 図３は、周方向噴射空間を有する一例としての圧縮機段を示す概略図である。 図４は、図１の一例としての軸流ターボ圧縮機内の１ｍ3の空気及びほぼ０．０６２ｋｇの水の圧縮に対するエントロピー（Ｓ）対温度（Ｔ）を示す理論上の概略図（Ｓ−Ｔダイヤグラム）である。 図５は、図１の一例としての軸流ターボ圧縮機内の１ｍ3の空気及びほぼ０．０６２ｋｇの水の圧縮に対する圧力（Ｐ）対体積（Ｖ）を示す理論上の概略図（Ｐ−Ｖダイヤグラム）である。 図６は、１つ又は２つ以上の圧縮段後に、作動ガスが気化性液体の外部タンクを通過するようにすることにより、作動ガスを圧縮し、液体を気化するための一例としてのシステム又は装置を示す概略図である。 図７は、図６に示された一例としてのシステムの熱力学的プロセスに対するエントロピー（Ｓ）対温度（Ｔ）を示す理論上の概略図（Ｓ−Ｔダイヤグラム）である。 図８は、高められた温度及び圧力において気化が行われる、一例としてのガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図９は、主圧縮機タービン及び補助圧縮機タービンに水が供給される、一例としてのガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図１０は、主圧縮機タービンが前圧縮空気並びに再循環作動ガスを、大幅に周囲条件を上回る圧力及び温度で吸引する、一例としてのガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図１１は、一例としての圧縮機システム又は装置を示す概略図である。 図１２は、一例としての圧縮機システム又は装置を示す概略図である。 図１３は、図１２に示された一例としてのシステムの熱力学的プロセスに対するエントロピー（Ｓ）対温度（Ｔ）を示す理論上の概略図（Ｓ−Ｔダイヤグラム）である。 図１４は、典型的な開放サイクル・ガスタービンの熱力学的プロセスを表すブレイトン・サイクルのＳ−Ｔダイヤグラムを示す理論上の概略図である。 図１５は、一例としての復熱ＥＶＩＴＥガスタービン・サイクルの熱力学的プロセスを示す理論上の概略図である。 図１６は、１実施態様に基づく、熱及び電力の複合生成（ＣＨＰ）のための一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図１７ａは、最大熱生成中に、図１６に示された一例としてのシステムによって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図１７ｂは、最大電力生成中に、図１６に示された一例としてのシステムによって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図１７ｃは、混合型熱・電力の生成中に、図１６に示された一例としてのシステムによって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図１８は、一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図１９は、図１８に示された一例としてのシステムの熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図２０は、ＣＨＰのための一例としての開放サイクル・ガスタービンを示す概略図である。 図２１は、図２０に示された一例としてのシステムの熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図２２は、一例としての航空機用ガスタービン・エンジンを示す概略図である。 図２３は、図２２に示された一例としてのシステムの熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図２４は、一例としての航空機用ガスタービン・エンジンを示す概略図である。 図２５は、図２４に示された一例としてのガスタービン・エンジンの熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図２６は、内燃及び排ガスの清浄化を伴う一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図２７は、図２６に示された一例としてのシステムによって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図２８は、外燃を伴う一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図２９ａは、図２８の一例としてのシステム内の中温熱交換器を通る流れを示す拡大図である。 図２９ｂは、図２８の一例としてのシステム内の中温熱交換器を通る別の流れパターンを示す拡大図である。 図３０は、外燃を伴うＣＨＰのための開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図３１は、図３０に示された一例としてのシステムによって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図３２は、外燃を伴うＣＨＰのための開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図３３は、１実施態様に基づく、復熱装置の前及び後に２段膨張を伴う、一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図３４は、図３３に示された一例としてのガスタービン・システムの熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図３５は、復熱装置の前及び後に圧縮を伴う、一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図３６は、図３５に示された一例としてのガスタービン・システムの熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図３７は、第２断熱圧縮が行われる前に、気化性液体の圧縮及び回収を伴う一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図３８は、図３７に示された一例としてのタービン・システムによって実施される熱力学的プロセスを示す概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図３９は、復熱装置の前後に圧縮を伴い、そして復熱装置の前後に膨張を伴う一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図４０は、図３９に示された一例としてのタービン・システムの熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図４１は、１実施態様に基づく、廃熱回収のための一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図４２は、図４１に示された一例としてのシステムの熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図４３は、廃熱回収のための一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図４４は、図４３に示された一例としてのシステムの熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図４５は、廃熱回収のための一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図４６は、図４５に示された一例としての開放サイクル・ガスタービン・システムの熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図４７は、一例としての開放サイクル複合型ピストン圧縮機／膨張タービン・システム又は装置を示す概略図である。 図４８は、冷却のための一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図４９は、外燃及び内燃を伴う、一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図５０は、図４９に示された一例としてのタービン・システムによって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図５１は、外燃及び内燃を伴う、分割ガス流を使用する、一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図５２は、密閉サイクル・ガスタービン・システム又は装置を概略図である。 図５３は、図５２に示された一例としての装置によって実施される熱力学的プロセスを示す理論上のＳ−Ｔダイヤグラムである。 図５４は、液化によってシステムの下側の圧力レベルで二酸化炭素隔離することを伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図５５は、図５４に示された一例としてのシステムとともに採用されてよい、一例としての液化エンジンを示す概略図である。 図５６は、一例としての密閉サイクルの上側の圧力レベルで抽出することにより、二酸化炭素を隔離することを伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図５７は、液化によって二酸化炭素を隔離することを伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図５８は、図５７に示された一例としてのシステムの部分として採用されてよい、一例としての液化エンジンを示す概略図である。 図５９は、密閉サイクルの上側の圧力レベルで抽出することにより、二酸化炭素を隔離することを伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図６０は、ＣＨＰを伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図６１は、ＣＨＰを伴い、また液化による二酸化炭素隔離を伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図６２は、ＣＨＰを伴い、また密閉サイクルの上側の圧力レベルで抽出することによる二酸化炭素隔離を伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図６３は、復熱装置の前及び後に２段膨張を伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図６４は、補助圧縮機タービンを通して供給された燃焼空気を用いて、半密閉モードで動作する、一例としての航空機用ガスタービン・エンジン・システムを示す概略図である。 図６５は、図６４のシステムの熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図６６は、廃熱回収のための一例としてのシステム又は装置を示す概略図である。 図６７は、一例としての密閉サイクル複合ピストン圧縮機／膨張タービン・システム又は装置を示す概略図である。 図６８は、第２断熱圧縮が行われる前に、圧縮及び気化性液体の回収を伴う一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図６９は、図６８に示された一例としてのシステムの熱力学的プロセスを示す概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図７０は、復熱装置の前及び後に圧縮を伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービンを示す概略図である。 図７１は、復熱装置の前後に圧縮を伴い、そして復熱装置の前後に膨張を伴う一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図７２は、冷却のための一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図７３は、図７２のシステムの熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。 図７４は、密閉サイクル作動ガス・サイクルと、内燃室内で空気を燃焼させるための開放サイクル空気供給とを組み合わせた、一例としてのガスタービン・システム又は装置を示す概略図である。 図７５は、半密閉サイクルを実施するための、一例としての複合型ピストン圧縮機／膨張タービン・システム又は装置を示す概略図である。
実施態様の全般的な文脈と関連する全般的な態様及び情報を先ず提示する。その次に、実施態様及び方法の更なる詳細及び説明を提示する。
本明細書に使用し、下でさらに説明するように、圧縮中に熱平衡状態又は熱平衡に近い状態で気化性液体の蒸発を利用する圧縮機は、「熱平衡状態の気化中間冷却を伴う圧縮機」、又は「ＥＶＩＴＥ圧縮機」と呼ばれることがある。このような圧縮機は他の呼び方で呼ばれることもある。同様に、熱平衡状態の気化中間冷却を用いるガスタービンは、「ＥＶＩＴＥガスタービン」と呼ばれることもある。形成された蒸気は、ガスタービン・サイクル後に排出された熱エネルギーを運ぶ。圧縮中に気化される液体の量、気化に費やされる時間の長さ、気化が発生したときに熱平衡にどれくらい近いか、復熱によって回収される熱エネルギー量、及び燃焼室の入口の温度が、効率を高めるために制御することのできる相関パラメータである。特に断りのない限り、本明細書中に使用される「又は」は相互の排他性を必要としない。
ここに開示されるタービン・システム及び方法は幅広い用途を有する。ここに開示されるシステム及び方法は、冷却のため、航空機用エンジンのため、抽出及び液化のため、廃熱回収のため、排ガス清浄化のため、密閉サイクル・エンジンのため、及び他の用途のために、固体燃料とともに用いられてよい。
圧縮後に、しかし圧縮済ガスが外部熱エネルギー源、例えば燃焼室に達する前に、圧縮済ガスを加熱するために、本明細書中に記載したような手段が設けられていない場合には、圧縮済ガスの終了温度が低くなると、効率が低下する傾向がある。１実施態様によれば、作動ガスに十分な気化性液体が添加されるので、ガスは圧縮終了温度で十分に飽和され、そして圧縮終了温度は気化性液体の添加がない場合よりも低い。第２圧縮機又は復熱装置（すなわち排ガスからの熱エネルギーを「再カップリング」するための熱交換器）を使用することにより、下でより詳細に説明するように、圧縮された作動ガスを予熱することができる。本明細書中に使用される「十分に飽和」は、飽和度７５％以上であることを意味する。飽和度が２５％で十分である場合もあり、また特に高温時には、飽和度が５０％で構わない場合もある。７５％以上の飽和が好ましく、９０％以上が特に好ましい。
圧縮後に一定の圧力で作動ガスが加熱されると、特に気化が迅速に且つ熱力学平衡に近い状態で行われる場合に、圧縮プロセス中の気化は、熱力学的効率を高める傾向がある。しかしながら、単にガス又は液体の温度を高めることによって気化速度を増大させると、このプロセスは熱力学的平衡状態から遠ざかる傾向があり、ひいては効率を低下させてしまう。効率低下を回避又は最小化するために、圧縮プロセス中の気化性液体の移動時間が十分に長くなるような気化性液体を提供するシステム及び方法が提供されている。
本明細書中に使用される「熱力学的平衡」は一般に、動作流体、エンジン、又は考察されているものは何であれ、その状態が、全ての相手（例えば空気プラス水及び蒸気）が、少なくとも重要なパラメータ（例えば温度、分圧、密度、組成など）は表現的外部作動によって初めて変化する状態にある、そのような状態にあることを意味する。このような外部作動は、圧縮、膨張、加熱、冷却、燃焼（スパークプラグなどによる点火）などを含んでいてよい。「熱力学的平衡」は、外部作動が極めて低速なので、僅かな外部変化に対してシステムが極めて迅速に追従することにより、全ての動作流体変化（例えば圧縮／膨張；又は気化／凝縮の場合には温度及び圧力）が常に安定している状況を含むこともある。すなわち、状態変化は、無限の一連のこのような僅かな状態変化として見なすことができる。下記タービン・システムのうちの多くのシステムの気化プロセスにおける熱力学的平衡に関しては、その変化は、急速に、そして圧縮プロセスよりも意図的に急速に発生する。圧縮下のガス中の蒸気は、露点に近い（蒸気圧は、考察温度に対する飽和圧力に近い）。大まかに言えば、システムが平衡状態から遠ざかれば遠ざかるほど、考察されているシステムの効率は低くなるので、重視すべき事柄は、熱力学的平衡又はこれに近い状態にあることである。
ほぼ等エントロピーの圧縮を達成するために圧縮プロセス中に熱力学的平衡に近い状態で液体を気化することを利用するシステム及び方法が、本明細書中に記載されている。本発明の特定の実施態様を参照することになる。これらの例は、添付の図面に示されている。本発明を実施態様に関連付けて説明するが、言うまでもなく、これらの特定の実施態様だけに本発明を限定しようとするものではない。それどころか本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義された本発明の思想及び範囲内に含まれる変更形、改変形、及び等価形に範囲が及ぶものとする。
さらに、下記説明において、本発明を十分に理解するために、数多くの具体的な詳細が示されている。しかしながら当業者には明らかなように、これらの具体的な詳細なしに本発明を実施してもよい。他の事例において、当業者に知られている方法、手順、及び構成部分は、不要な詳細を避けるために記載しないこともある。
特に断りのない場合には、本明細書中の例に対して、国際標準化機構（ＩＳＯ）の標準基準条件を想定する。ＩＳＯは、ガスタービン及び他のエンジンの動力及び効率の仕様を比較するために用いられる工業標準基準条件を提供している。ＩＳＯは、１５℃及び６０％湿度の周囲条件を指定しているが、しかし当業者には明らかなように、周囲条件はガスタービンの場所及び作業条件に応じて変化することがある。例えば周囲空気温度は、ほぼ-４０℃〜ほぼ４０℃又はそれ以上の範囲であることが可能である。特に断りのない限り、図面及び説明全体を通して記載した温度及び圧力は一例に過ぎず、ＩＳＯ標準に基づいて計算したものであり、種々の構成部分のいかなる機械的非効率も無視している。
本明細書中に記載された実施態様のうちのいくつかは、ほぼ１０Ｋワット〜１Ｍワットのエネルギーを生成する小型ガスタービン発電機、及びほぼ１Ｍワット〜２５Ｍワットのエネルギーを生成する中型ガスタービン発電機内に実施することができる。いくつかの実施態様は大型ガスタービン発電機において実施することができる。大型ガスタービン発電機は典型的には２５Ｍワットを上回るエネルギーを生成する。現在、最大能力のガスタービンは、ほぼ３００Ｍワットを発生させる。
明細書全体を通して、特記しない限り、種々の構成部分の機械的欠陥は無視される。従って特に断りのない限り、所与の効率は、熱力学の物理法則によって支配される必然的な損失を参考したものである。機械的欠陥を考慮に入れると、構成部分の品質に応じて、圧縮終了温度が上昇し、効率が減少することになる。
気化性液体は、より高温の作動ガスが気化性液体の蒸発を可能にするように、作動ガスを用いた圧縮下で気化できるものならばいかなる液体であってもよい。いくつかの実施態様の場合、気化性液体は、当業者には明らかなように、水、エタノール、メタノール、又は燃料など、及びこれらの混合物であってよい。図面のいくつかに見えるラベルは、例示のためのものであり、言うまでもなく、あらゆる気化性液体をほとんどの実施態様で使用することができる。密閉サイクル・ガスタービン・システムの場合、ＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）によって生成された特定の液体を、気化性液体として使用することができる。いくつかの実施態様の場合、好ましい気化性液体は水である。いくつかの実施態様の場合、好ましい気化性液体は、燃焼室内で燃焼されることになっている燃料である。いくつかの実施態様の場合、好ましい気化性液体は燃料及び水双方の混合物である。
作動ガスに添加された気化性液体の量は、圧縮が完了したときに液体の全てが丁度気化されるように、すなわち圧縮機を出る圧縮された作動ガスが、気化性液体からの蒸気で過剰飽和されないように調節されることが好ましい。いくつかの実施態様の場合、気化される液体の量は、環境中に排出された熱エネルギー（又は低温レベル・リザーブへ移された熱エネルギー）の少なくとも約８０％が、排出後の凝縮によって放出されるようになっている蒸気によって運ばれるように、決定される。ほぼ６００℃を上回る典型的な高い温度を有するガスタービン内では、気化性液体の量は、好ましくは、作動ガスに添加される気化性液体の量に対する排出温度における気化潜熱が、ガスタービンを駆動する熱エネルギーのほぼ３０〜５０％に等しくなるように決定される。
ガスタービンを駆動する熱エネルギーは、燃料、又は別の外部の熱エネルギー源によって提供されてよい。いくつかの一例としてのシステム又は装置において、外部熱エネルギーは、熱交換器によって提供される。いくつかの装置の場合、外部熱エネルギーは、燃焼室内で燃料を燃焼させることにより提供される。燃焼室は、ガス及び燃料を受け取り、燃料の燃焼によってこのガスを加熱し、そして同じ圧力、より高い圧力、又はより低い圧力でガスをシステムに戻すことができる任意の装置を意味することができる。いくつかの事例において、燃焼室内で受け取られたガスは、圧縮された作動ガスである。ガスタービンのための典型的な燃焼室、例えば炉は、機械的制限に起因してほぼ１４５０℃の最大燃焼温度を可能にする。他に言及のない限り、より高い燃焼温度、例えばほぼ２５００℃以上を可能にするために、燃焼室としてピストン・エンジンが使用されてよい。燃焼室は、最大可能燃焼温度を高めるために、内部で又は外部から冷却することができる。ピストン・エンジンからの排ガスの温度はこれよりも低い場合があり、そしてこのことは、第１膨張タービン段の材料要件を低減し、コストを低くする。
いくつかの実施態様において、作動ガスは、所期燃料で燃焼することができる任意のガスであってよい。いくつかの実施態様の場合、作動ガスは、当業者には明らかなように、窒素、ヘリウム、アルゴン、又は別の希ガス、二酸化炭素、酸素、不活性ガス、又はこのようなガスの混合物などであってよい。いくつかの実施態様の場合、作動ガスは、窒素と、例えば天然ガス又はケロシンを空気とともに燃焼することにより形成された種々の燃焼生成物との混合物であってよい。
気化液が蒸気に変化させられる、その過程は、蒸発又は気化と呼ぶことができる。凝縮物は、以前には蒸気ではあったがしかし凝縮によって液体状態に戻された気化性液体である。作動ガスは、動作する、例えば推進力、熱、又はエネルギーなどを生成するために、ガスタービンを通過するガスである。
当業者に明らかなように、本明細書中の一例としてのシステム又は方法は、特定の実施態様に応じて幅広く変化することがある。具体的には、実施態様において使用されるタービン及び復熱装置（すなわち、排ガスから熱を「再カップリング」するための熱交換器）は、予測温度に影響を及ぼす。予測温度は、特定の物理的実施態様において材料の熱的及び機械的なトレランスに左右される。最大温度及び最大効率を可能にするために、最大の熱的及び機械的トレランスを有する構成部分が使用される。圧縮機タービン及び膨張タービンを含むタービンは、多段又は一段タービンであってよい。
当業者によって明らかなように、復熱度は、作動ガスが圧縮機を去るときの作動ガスの温度（圧縮終了温度）に依存する。圧縮終了温度が低ければ低いほど、排ガス温度が同じ場合に復熱装置の効率が増大する。
Ｉ． 圧縮機
等エントロピー圧縮プロセスは、作動ガスのエントロピーを一定に保つ一方、作動ガスの温度及び圧力を高める。ブレイトン・サイクルは、完全に等エントロピーの圧縮を想定しているが、しかし実際の圧縮機は、等エントロピーではない断熱プロセスにおいて作動ガスのエントロピーを不可逆的に増大させる。エントロピーの増大は、圧縮プロセス中、熱力学的平衡に近い状態で液体を気化することによって、低減することができる。本明細書中に使用される圧縮機は、ガス−蒸気混合物又は排ガスを含む作動ガスを圧縮するための装置であり、またポンプ、圧縮機タービン、往復圧縮機、ピストン圧縮機、回転翼圧縮機又はスクリュ圧縮機、並びに作動ガスを圧縮することができる装置及び組み合わせを含んでいる。いくつかの実施態様の場合、特定のタイプの圧縮機、例えば圧縮機タービンが好ましい場合がある。スクリュ圧縮機、及び回転翼圧縮機などを含むように、本明細書中ではピストン圧縮機が用いられることがある。
いくつかの実施態様の場合、作動ガスは気化性液体と混合されるので、ガスと液体とは圧縮機内で一緒に圧縮され、これにより、ガス−蒸気混合物を生成し、圧縮プロセスに起因する温度上昇を低減し、作動ガスのエントロピーをほぼ一定に保持する。いくつかの実施態様の場合、気化性液体は熱力学的平衡に近い状態で蒸発する。圧縮機は、部分、例えばタービン翼又はインペラを含んでいる。これらの部分は、作動ガス中の高速運動する液体又は粒子の衝撃により腐食することがある。いくつかの実施態様の場合、気化性液体は、液体が作動ガス中に導入された後、液体が圧縮機部分に接触しない状態で蒸発する。いくつかの実施態様の場合、装置又は化学プロセス、例えばエンジンにおいて使用するために、作動ガス、例えば窒素が圧縮される。いくつかの実施態様の場合、圧縮機は、外部エンジン、例えば電気モーター、ガスタービン、又はディーゼル・エンジンによって駆動される。いくつかの実施態様の場合、圧縮機は、作動ガスによって生成されるエネルギーによって駆動される。
Ａ． 圧縮機のための蒸発冷却法
本明細書中に開示された実施態様とは異なり、入口フォギング又はミスティングのような技術が、高温の、しかし乾燥した環境中の吸引空気の取り込み温度を低下させることにより、ガスタービンからエネルギー出力を増大しようとしている。典型的には、入口フォギングは、取り込み温度で空気を飽和させることができるほどの量の蒸気を加えるのに過ぎないので、圧縮中に蒸気は発生せず、そして液体は圧縮機部分に影響を及ぼすことはない。圧縮後に、しかし圧縮済ガスが外部熱エネルギー源、例えば燃焼室に達する前に、圧縮済ガスを加熱するために、本明細書中に記載したような手段が設けられていない場合には、圧縮済ガスの終了温度が低くなると、効率が低下する傾向がある。本明細書中に記載された実施態様によれば、十分な気化性液体が作動ガスに添加されるので、ガスは圧縮終了温度で十分に飽和され、そして気化性液体を添加しない場合の圧縮終了温度と比較して圧縮終了温度が低下される。下でより十分に説明するように、圧縮された作動ガスを予熱するために、第２圧縮機又は復熱器（すなわち熱交換器）が使用されてよい。
圧縮後に一定の圧力で作動ガスが加熱されると、特に気化が迅速に且つ熱力学平衡に近い状態で行われる場合に、圧縮プロセス中の気化は、熱力学的効率を高める傾向がある。しかしながら、単にガス又は液体の温度を高めることによって気化速度を増大させると、このプロセスは熱力学的平衡状態から遠ざかる傾向があり、ひいては効率を低下させてしまう。いくつかの実施態様の場合、作動ガスの液滴サイズ又は流量が低減される。いくつかの実施態様の場合、作動ガスの温度及び圧力が、気化性液体の導入及び蒸発の一環として増大させられる。
１． 気化性液体の初期噴射
ほぼ等エントロピーの圧縮を達成するために、熱力学的平衡又はこれに近い状態に液体−作動ガス混合物を維持しながら、気化性液体を圧縮機に供給する１つの方法は、圧縮前に全量の気化性液体を供給することである。例えば、気化性液体は、噴射ノズルを通して液滴を噴霧することにより、作動ガスとともに圧縮機に供給することができる。中圧から高圧ポンプが加圧液体を噴射ノズルに供給することができる。これらの噴射ノズルは、圧縮が始まる前に気化性液体の小さな液滴を作動ガス中に噴霧する。
高速運転軸流タービンを含むいくつかの事例において、気化性液体の液滴は、衝撃により圧縮機の翼又は他の部分を損傷することを避けるのに十分に小さくなければならない。具体的にはタービン圧縮機の場合、高速運動中のインペラ、又は（インペラによる加速後）ターボ圧縮機の他の部分に対する気化性液体の衝撃が、圧縮機部分を腐食させるおそれがある。半径方向流タービンの場合、液滴含有率が高く、また液滴が比較的大きくても、損傷を招くことはない。一般に、気化性液体は、作動ガスと接触する気化性液体の表面積を増大させるために、できる限り小さな液滴の形で、作動ガス中に噴射されることが望ましい。１実施態様の場合、気化性液体の液滴は直径５μｍ未満であってよい。
圧縮は、作動ガスの温度を上昇させ、圧縮プロセス全体を通して気化性液体のほぼ連続的な蒸発をもたらす。蒸発プロセスは、圧縮プロセスによって加えられた熱エネルギーを利用する。このように、作動ガスの温度は、蒸発及びガス−蒸気混合物の露点の上昇なしの作動ガスよりも低い温度である。換言すれば、圧縮エネルギーは液体を気化するために使用される。
供給される気化性液体の量は、圧縮プロセスから熱エネルギーを吸収するのに十分であってよい。気化される液体の量は、環境中に排出された熱エネルギー（又は低温レベル・リザーブへ移された熱エネルギー）の少なくとも約８０％が、排出後の凝縮によって放出されるようになっている蒸気によって運ばれるように、決定される。ほぼ６００℃を上回る典型的な高い温度を有するガスタービン内では、気化性液体の量は、好ましくは、作動ガスに添加される気化性液体の量に対する排出温度（又は密閉サイクル・システムの場合にはより低いリザーブ温度）における凝縮潜熱が、ガスタービンを駆動する熱エネルギーのほぼ３０〜５０％に等しくなるように決定される。気化性液体の総量は、作動ガスの吸引速度のほぼ７質量％〜ほぼ２０質量％の速度で供給されてよい。例えば、天然ガスを燃焼し、そしてほぼ５０ｋｇ／ｓの空気質量流を有する３０ＭＷガスタービンにおいて、気化性液体として使用される水の噴射速度は、好ましくはほぼ３．９ｋｇ／ｓ（７．８％の空気質量流）〜６．５ｋｇ／ｓ（１３％の空気質量流）であり、これは凝縮出力９ＭＷ〜１５ＭＷに相当する。ガスタービンを駆動する熱エネルギーは、燃料又は別の熱エネルギー源、例えば熱交換器によって提供されてよい。
いくつかの実施態様の場合、圧縮された作動ガスは圧縮後、ほぼ５０％〜完全（１００％）の飽和度で蒸気で飽和されてよい。気化性液体は加圧され、そして作動ガスよりも高い温度で噴射されてよいので、気化性液体の蒸気圧は、作動ガス圧力を上回ることにより液滴を「爆発」させて、より多くのより小さな液滴にする。いくつかの実施態様の場合、蒸気の分圧は、蒸気が加えられない作動ガスの分圧の約２０％を上回らないことがある。いくつかの実施態様の場合、気化性液体は噴射前に、噴射を伴わない圧縮終了温度と、噴射及び気化後の飽和作動ガスの低下した圧縮終了温度との間の範囲の温度まで予熱されてよい。
いくつかの実施態様の場合、作動ガスと気化性液体との温度差は最小限に抑えられる。作動ガスと気化性液体との温度差を最小限に抑えると、液体の蒸気圧は、一般に作動ガス圧力をまだ遙かに下回る。例えば、１２０℃における水の蒸気圧は約２ｂａｒであるのに対して、作動ガスの圧力は１２０℃でほぼ１０ｂａｒであってよく、又は密閉サイクルではさらに高くてよい。
提供される気化性液体の量は好ましくは、圧縮終了時に作動ガスが、生成された蒸気によって十分に飽和され、そして圧縮後には液滴が存在しない（すなわち、供給された全ての液体が気化されている）ような量である。十分に飽和された作動ガスは例えば、１００％未満の飽和度でほとんど飽和されていてよい。十分に飽和された作動ガスは例えば若干飽和不足であってよく、又は少なくともほぼ５０％飽和されていてよい。作動ガスが圧縮プロセス全体を通して完全飽和に近ければ近いほど、効率は高くなる。作動ガスは、圧縮プロセス中に少なくとも５０％飽和されていることが好ましい。
圧縮機が液体によって損傷される可能性が低いタイプである場合には、圧縮前又は圧縮中に余剰の気化性液体が噴射されてよい。例えば、半径方向流又は対角線方向流の圧縮機は損傷される可能性が低い。次いで圧縮後に余剰分は除去され、そして再噴射のために再循環される。余剰分は、ガス−液体分離器によって圧縮後に除去されてよい。圧縮前又は圧縮中に作動ガスに気化性液体を導入する装置は、気化性液体供給装置と呼ばれることがある。
２． 気化性液滴の段間噴射
いくつかの実施態様に基づく気化性液体の供給方法は、ほぼ等エントロピーの圧縮を容易にするのを助けるために、段において気化性液体を圧縮機に供給することを含む。液体は、圧縮機を通る流れが、熱力学的平衡又はこれに近い状態にあるように供給される。いくつかの実施態様の場合、圧縮機は多段軸流タービン圧縮機である。いくつかの実施態様の場合、半径方向流又は対角線方向流のタービンは、軸方向流タービンとともに、又は軸方向流タービンの代わりに採用されてよい。
図１を参照すると、１実施態様に基づく、液体、例えば水の段間噴射を伴う軸流タービン圧縮機１００の全体的な構成が示されている。軸流タービン圧縮機１００は、入口１０３で作動ガス１０１を受け取り、そして作動ガス１０１が出口１０５を出る前に、作動ガス１０１を圧縮する。ターボ圧縮機１００は、複数の段、例えば６つの段１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、及び１０２ｆを含んでいてよく、それぞれの段はインペラ（又はインペラ翼）１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ、及び１０４ｆ；ディフューザ又はステータ１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ、１０６ｅ、及び１０６ｆ；及び噴射チャネル１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｅ、及び１０８ｆを有している。いくつかの実施態様の場合、インペラ１０４は同じ軸１１０に取り付けられており、同じ回転速度で高速回転させられる。いくつかの実施態様の場合、インペラ１０４は複数の軸に取り付けられている（図示せず）。いくつかの実施態様の場合、各圧縮機段は、そのそれぞれのディフューザに隣接して噴射チャネルを含んでいるので、作動ガスは、噴射チャネルに入る前にディフューザを通って流れる。いくつかの実施態様の場合、噴射チャネルには噴射器、例えば噴射ノズルなどが設けられている。
いくつかの実施態様の場合、噴射チャネル１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｅ、及び１０８ｆのうちのそれぞれ１つが、一連の噴射ノズル（又は噴射器）１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ、１１２ｅ、及び１１２ｆをそれぞれ含有していてよい。これらの噴射ノズルは一緒に、気化性液体供給装置として機能する。いくつかの実施態様の場合、噴射チャネル１０８の容積は、気化性液滴が各噴射チャネル１０８を横切るための移動時間が、作動ガスの典型的な流量を少なくとも２０ｍｓ上回るように設定される。いくつかの実施態様の場合、噴射チャネル１０８の容積は、移動時間がほぼ５０ミリ秒〜５００ミリ秒であるように設定されている。いくつかの実施態様の場合、噴射チャネル１０８の容積は、移動時間がほぼ０．１秒〜１秒であるように設定されている。一般に、気化性液体が完全に気化するのを可能にするためには、移動時間がより長いことが好ましい。しかしながら、噴射空間、例えば噴射チャネル１０８の容積は、いくつかの用途では制約される場合がある。このような実施態様では、図３に関して下でより詳細に説明するように、周方向噴射スペースが用いられてよい。周方向噴射スペースを使用すると、タービンケーシング、ひいてはタービン１００の長さを著しく増大させることなしに、移動時間を著しく長くすることができる。
いくつかの実施態様の場合、それぞれの一連の噴射ノズル１１２は、環形態を成して配列されていてよい。或いは、それぞれの一連の噴射ノズル１１２は、格子状の噴射ノズルの形態で配列されていてもよい。噴射器は、作動ガス流中に液滴を均一に分配するように、噴射チャネル１０８内に液体を噴射することができる。液体噴射は、ディフューザ１０６内で行われてもよい。この事例において、噴射チャネル１０８は、部分的又は完全に省かれてよい。
いくつかの実施態様の場合、噴射器１１２は、直径５μｍの液滴として気化性流体を噴射して霧化するので、液滴のうちのほとんど全てが、低速運動中の作動ガス、例えば空気中で蒸発する。圧縮に起因する温度上昇からの熱エネルギーを吸収するのに十分であるにすぎない気化性液体が各段１０２で添加される。各段における噴射のための気化性液体は、作動ガスがインペラによって吸引されるときの温度と、更なる圧縮済ガスが噴射区域に入るときの温度との間の範囲の温度まで予熱されてよい。
噴射済液滴の蒸発は、作業ガスを冷却する。作動ガスが低温であればあるほど、所与の圧力比で圧縮するために必要となる動作は少なくなるので、軸流タービン圧縮機１００の効率全体は、各ディフューザ１０６の後で熱平衡状態で蒸発冷却することにより、高められる。ガス−蒸気混合物の熱力学的特性は、軸流タービン圧縮機１００内の膨張比を著しく高くするのを可能にし、排ガス温度を著しく低くする。加えて、質量流が高くなると、軸流タービン圧縮機１００からの出力が増大する。
各噴射チャネル１０８では、気化性液体は完全に蒸発するので、液滴がインペラ翼１０４を損傷することはない。冷却済作動ガスは、完全に気化された流体とともに、それぞれの後続のインペラ、ディフューザ、及び噴射器に入り、そしてこのプロセスは次の段１０２で、上述のように繰り返される。圧縮された作動ガスの飽和点までの量で、気化性液体を添加することができる。
いくつかの実施態様の場合、圧縮プロセス中の温度上昇は、所望の通りに制御される。例えば、最初の４段１０２ａ〜ｄ内でだけ、気化性液体を噴射してよい。次いで後続の２段１０２ｅ及び１０２ｆ内の圧縮は、液体気化なしで完了されてよく、このことは終了温度をより高くする。或いは、噴射ノズル１１２に絞りを設け、そしてこの噴射ノズル１１２は、作動ガスを十分に飽和するのに必要な液体部分だけを噴射することもできる。結果として、各段１０２は、液体全量を蒸発させた場合よりも多く作動ガス温度を高める。なぜならば、各段の蒸発冷却が少ないからである。段１０２のうちのいくつかの段の間でだけ気化性液体を噴射すると、所要の機械的圧縮出力が少なくなる。なぜならば、対応する熱力学的プロセスが平衡状態により近いからである。
ここで図２を参照すると、１実施態様に基づく、圧縮機段１０２の拡大部分が示されている。軸１１０が回転させられると、インペラ１０４は作動ガスを吸引し、そして作動ガスを加速する。いくつかの実施態様の場合、圧縮がインペラ１０４で行われてよい。この場合、インペラ１０４によって加速された作動ガスは、高温のディフューザ１０６に入り、そしてディフューザ１０６内で減速される。結果として、圧力及び温度が上昇する。次いで、噴射器により後続の液体噴射を行うことにより、圧力を維持しながら温度を低下させる。
高速運動する作動ガス１０１はディフューザ１０６内で減速し、そして中程度の速度（例えば１実施態様ではほぼ５０ｍ／ｓ）で噴射チャネル１０８内に流入する。作動ガス１０１が加速され、続いてディフューザ１０６内で減速されるので、温度及び圧力の双方が上昇する。結果として、噴射チャネル１０８内に流入する圧縮された作動ガス１０１の温度は、作動ガスがインペラ１０４によって吸引されたときの温度よりも著しく高い。作動ガス１０１を冷却するために、噴射チャネル１０８の入口に設けられた噴射ノズル１１２は、気化性液体を、加熱された作動ガス中に噴射する。チャネル１０８内の作動ガスの速度が比較的低いので、液滴は気化するのに十分な時間を有している。例えば、直径がほぼ５μｍの液滴は、気化するのに、ほぼ５０ミリ秒（ｍｓ）〜ほぼ１００ｍｓの移動時間を必要することがある。こうして、ほぼ５０ｍ／ｓの作動ガス速度に対して、噴射チャネル１０８又は噴射空間は、ほぼ２．５〜５メートルの長さであることが望ましい。下記周方向噴射空間は、比較的コンパクトな領域内に、作動ガスに適した長い流路を形成する。
蒸発のために必要なエネルギーは、高温作動ガスから取られ、この高温作動ガスは冷やされる。噴射される気化性液体の量は、噴射チャネル１０８の端部に、液滴は全く又はほとんど存在していない。気化プロセスによって引き起こされる温度低下は、噴射される気化性液体の量を変化させることによって調節されてもよい。
加圧され冷却された作動ガスは次いで、噴射チャネル１０８ａ、ひいては第１圧縮機段１０２ａから出て、そして次の段１０２ｂのインペラ１０４ｂによって吸引される。第１段１０２ａ内のプロセスと同様に、第２段１０２ｂ内でも、インペラ１０４ｂが作動ガス１０１（今や気化済液体と混合されている）を加速し、そしてディフューザ１０６ｂが作動ガスを減速し、その圧力及び温度をさらに高める。噴射チャネル１０８ｂに入ると、噴射ノズル１１２ｂは、蒸発のための気化性液体を噴射し霧化する。
このプロセスは、それぞれの後続段、例えば段１０２ｃ〜ｆ内で実施することができる。最後に、圧縮された作動ガス１０１は、軸流ターボ圧縮機１００から去り、この場合圧力は大幅に高められているが、しかし温度上昇は僅かである。温度上昇は、噴射された液体の蒸気飽和特性に依存する。出口１０５を通って最終段１０２ｆを去る圧縮された作動ガスは、作動ガスの露点における最大蒸気密度以下の蒸気を含有してよい。いくつかの実施態様の場合、圧縮された作動ガス１０１の過剰飽和度は、ほぼ１％以下である。圧縮中に提供された気化済液体の量は、噴射プロセスの冷却出力を規定し、そしてこの量は、出口１０５に近接した最小圧縮終了温度を規定する。
ここで図３を参照すると、別の圧縮機段３００が示されている。圧縮段３００は、周方向噴射空間３０２を含んでいる。図３に関して記載する流れの説明に関しては、亜音速条件が想定されている。周方向噴射空間３０２は、周方向に比較的大きい速度成分を有する作動ガスが、図１の噴射チャネル１０８よりも長い距離を移動することを可能にする。圧縮段３００において、翼３０４を有するインペラ１０４は、タービン段３００に入る作動ガスを吸引し、作動ガスを加速し、そして作動ガス方向を変える。例えば、インペラ翼３０４が、図示の断面に対して矢印Ｖ１の方向に運動し、そして作動ガスが矢印Ｖ２の方向でタービン段３００に入る場合には、作動ガスは矢印Ｖ３の方向でインペラ１０４を去る。ディフューザ１０６の翼３０６は作動ガスを減速し、そしてその結果その圧力を高める。翼３０６はまた、周方向流を逆転するので、作動ガスは矢印Ｖ４の方向でディフューザ１０６を去る。速度が長手方向成分Ｖ４ｌよりも大きい周方向成分Ｖ４ｃを有しているので、作動ガスは、噴射空間（又は周方向室）３０２内部で周方向に、比較的長い距離を移動する。噴射ノズル３０８は、気化されることになっている液体を周方向室３０２内に噴射する。ディフューザ１０６から、後続の圧縮機段への出口又はノズル３０８までの移動時間が増大することにより、噴射された液体のほとんど全てが気化するのが可能になる。
作動ガスは、これが次の圧縮機段に入る前に、周方向室３０２内で数回まで回転してよい。いくつかの実施態様の場合、ディフューザ１０６によって供給されたばかりの作動ガスと、室３０２内で既に循環していて蒸気でより多く飽和された作動ガスとの混合を回避するために、室３０２はウォームギアボックス（図示せず）の形態で構成されていてよい。ガス−蒸気混合物であってよい作動ガスは、湾曲出口３０８を通って、後続の圧縮機段に供給されてよい。湾曲出口３０８は、作動ガスのために所期流れベクトルＶ２を生成する。最終方向が後続圧縮機段のノズルに適するように、又は最終段に既に達している場合には圧縮機を出るように、翼３０８は、室３０２内部の螺旋状流路から作動ガス流の方向を変化させる（室３０２内部で、翼はタービンの長手方向軸の周りを数回転することにより、気化するのに十分に長い経路、すなわち時間を確立することができる）。
真っ直ぐな噴射チャネル、例えば図１のチャネル１０８の代わりに、周方向噴射空間３０２を使用することにより、通路、ひいては移動時間を１０倍以上も増大させることができる。いくつかの事例の場合、移動時間を１００倍だけ増大させることができる。このことは、１ｍｓ未満という典型的な値から１００ｍｓ以上まで移動時間を長くできることを意味する。これは、最終蒸気含量が飽和に近い状態であっても、噴射された液体が完全に気化することを可能にする。
ここで図４及び５を参照すると、図１の実施態様に基づく軸流圧縮機において１ｍ3の空気とほぼ０．０６２ｋｇの水とを圧縮する場合の、それぞれ、エントロピー（Ｓ）対温度（Ｔ）を示す理論上の概略図（Ｓ−Ｔダイヤグラム）、及び圧力（Ｐ）対体積（Ｖ）を示す理論上の概略図（Ｐ−Ｖダイヤグラム）が示されている。圧縮段１０２後毎に液体噴射を用いる、図１及び２に関して記載された圧縮プロセスは、図４及び５に示す純エントロピープロセスに近似している。図４及び５の参照文字は、図１に示された圧縮機タービンのそれぞれの段に相当する。毎噴射の後には、後続の圧縮はほぼ等エントロピーであり、ひいては温度が上昇するが、しかしエントロピーは図４に示されたように事実上不変のままである。気化性液体の噴射、及び非飽和空間内での蒸発は、温度を低下させるが、しかしエントロピーを増大させる。
図４及び５に示された値は、圧縮開始時に１５℃及び１０１３ｍｂａｒにおいて１００％湿度の１ｍ3の空気に対して計算したものである。用いられた圧縮比は８であるので、圧縮後の最終圧力はほぼ８．１０４ｂａｒであった。出口１０５における圧縮終了温度は、ほぼ９１℃と計算された。ガス−蒸気混合物中の気化済水の量は、ほぼ０．０７５ｋｇであり、そのうち０．０６２ｋｇが噴射・気化され、そして０．０１３ｋｇの蒸気が１００％湿度の周囲空気中に既に存在した。圧縮のために用いられた機械仕事はほぼ２５６ｋＪであった。エントロピーの増大はほぼ０．０２１ｋＪ／Ｋであり、これは、周囲条件におけるほぼ６．１ｋＪの機械エネルギーの不可逆的損失に相当した。換言すれば、所要の機械仕事の２．４％だけが、エントロピー増大に基づいて失われた。平衡に近い状態の、そして圧縮中の気化性液体の段間噴射は、ほぼ９７．６％の熱力学的効率とともに、ほぼ等エントロピーの圧縮を可能にする。
噴射を伴わない予測圧縮終了温度と、噴射・気化後の飽和ガス−蒸気混合物の予測温度との間（図１の圧縮段６の場合、ほぼ１１４℃〜ほぼ９１℃の間）の温度まで、噴射のための気化性液体を予熱することにより、各段における不可逆的な気化プロセスに起因する機械エネルギー損失を低下させることができる。例えば、ほぼ５００Ｋだけ作動ガス（空気−蒸気混合物）の温度を上昇させる燃焼室（すなわち、ほぼ８００ｋＪの熱エネルギーを提供する）を有する、図１〜５を参照しながら上述した圧縮プロセスを用いるガスタービン装置の場合、水の噴射による圧縮の不可逆性に起因する機械エネルギーの損失は、約０．７％に過ぎない。これは、記載した実施態様に基づく熱力学的サイクルの利点と比較すれば取るに足らないものである。周囲温度近くで気化済液体を凝縮すると、エンジン効率全体が高められる。
３． 気化性液体の連続供給
いくつかの実施態様は、圧縮（例えば噴射による）中、気化性液体を連続的に供給し、そして液体を事実上連続的に気化しながら圧縮を行い、すなわち、液体は、圧縮の増大、及び露点の上昇によって温度が上昇するのに伴って気化する。気化性液体は、例えばシンプルなノズルによって連続的に噴射され、そして圧縮機内の少なくとも１つの段を通って作動ガスとともに移動することができる。作動ガスの温度及び圧力の双方は十分に高いので、気化は急速である。従って、この方策は、図８及び９に示すように、高められた温度及び圧力における排ガス再循環を伴うタービンに特に適している。
４． 外部タンク内の段間ガス−液体混合
図６をここで参照すると、１つ又は２つ以上の圧縮段後に、作動ガスが気化性液体の外部タンクを通過するようにすることにより、作動ガスを圧縮し、液体を気化するためのシステム６０１又は装置が示されている。圧縮機のために軸流タービンが使用される場合には、作動ガスは、気化性液体の外部タンクに供給される前に、複数の圧縮機段内で圧縮される。図７は、図６に示されたシステム６０１によって実施される熱力学的プロセスの理論上のＳ−Ｔダイヤグラムである。
外部タンク６６３，６６７，６７１は、作動ガスが蒸発によって吸収することができるよりも著しく多い気化性液体を保持している。外部タンク６６３，６６７，６７１の容積は、各タンクを通る移動時間がほぼ０．１〜１秒であるように調節されてよい。例えば、それぞれの圧縮比が２：１である４つの圧縮段と、気化タンクとを有する１０ＭＷガスタービンの場合、第１タンク６６３の容積はほぼ６ｍ3であってよく、これに対して第３タンク６７１の容積は１ｍ3であってよい。いくつかの事例において、外部タンクは、タービンを取り囲む環状室として形成されていてよい。
各外部タンク６６３，６６７，６７１における気化性液体の温度は、作動ガスがそのそれぞれのタンクを去るときの温度のほぼ２０Ｋ以内にあってよい。１つ又は２つ以上の圧縮段後に、作動ガスが気化性液体の外部タンクを通過するようにすることにより、熱力学的平衡に近い状態の気化を伴う圧縮を行うことができる。
いくつかの実施態様の場合、半径方向流圧縮機６６０が、作動ガスを吸引し、そして作動ガスを第１圧縮終了温度及び圧力まで圧縮する。作動ガスは、取り込み温度と第１圧縮終了温度との間の第１タンク温度の、気化性液体の第１外部タンク６６３に供給されてよい。いくつかの実施態様の場合、作動ガスは約０．１〜１秒でタンク６６３を通過する。いくつかの実施態様の場合、気化性液体で作動ガスを飽和させることは、大量の気化性液体を作動ガスを通して又は作動ガス中に繰り返し噴霧すること、作動ガスが気化性液体を通過するようにすること、滝の「カーテン」を使用すること、又は平衡又はそれに近い状態での蒸発冷却を最適化するために、気化性液体からの蒸気で作動ガスを飽和させる他の方法を伴う。タンク６６３内では、作動ガスは、タンク温度にほぼ等しい温度まで蒸発させることにより冷却される。気化性液体と作動ガスとを混合した後、このときには十分に飽和されたガス−蒸気混合物となった作動ガスは、タンク６６３から排出される。気化されていない液体が作動ガスと混合されたまま残る場合には、気化されていない液体は、例えば遠心分離器（図示せず）によって除去されてよい。
次いで、第１タンク温度と第２圧縮終了温度との間の温度で気化性液体と混合するために、作動ガスを導管６６６又は他の好適な手段を介して第２外部タンク６６７に供給する前に、第２半径方向流圧縮機６６５が、作動ガス（ガス−蒸気混合物）を第２圧縮終了温度及び圧力まで圧縮する。再び、第２タンク温度で飽和するまで混合及び蒸発冷却が排出前に行われる。作動ガス（ガス−蒸気混合物）が第３半径方向流圧縮機６６９内で第３の温度及び圧力まで圧縮される前に、気化されていない液体が除去されてよい。圧縮された作動ガス（ガス−蒸気混合物）は再び気化性液体と混合され、そして第２タンク温度と第３圧縮終了温度との間の第３タンク温度の第３外部タンク６７１内で付加的な蒸発を行うことによって冷却される。
熱及び電力の複合生成（ＣＨＰ）のための実施態様の場合、熱エネルギーが熱交換器６７３を通して外部ユーザーに提供されてよい。固定量の熱エネルギーが外部消費装置に提供される実施態様では、第３外部タンク６７１がいくつかの状況で省かれてよい。図３３及び３９を参照しながら説明するように、復熱装置６７４（すなわち熱交換器）と排ガス導管６７８との間で付加的な膨張が行われるときには、第３気化タンク６７１は省かれてもよい。
いくつかの事例において、それぞれのタンク６６３，６６７，６７１内の気化性液体の温度は、それぞれのタンクを去るときの作動ガス温度に近い。このように、タンク内の気化のために必要となる熱エネルギーのほとんどは、各タンクに入る圧縮・加熱済作動ガスから来て、また僅かな部分だけが、作動ガスを各気化タンクに供給する前に気化性液体を予熱することから来る。作動ガスは好ましくは、各タンクを去るときに蒸気で飽和されることが好ましい。相応の作動ガス（ガス−蒸気混合物）温度は、圧縮後の作動ガスの温度、各タンク内の液体温度、及び気化性液体の飽和特性（凝縮ライン）と関数関係にある。
５． 高められた圧力及び温度における気化
密閉・開放サイクル・ガスタービン・システム又は装置において、圧縮機は周囲を上回る温度及び圧力で作動ガスを吸引してよい。このような温度及び圧力は気化速度を相応に増大する。気化性液体は、周囲条件よりも著しく高い圧力及び温度の圧縮機タービンに供給されてよい。作動ガスは、前のガスタービン・サイクルからの排ガス及び蒸気を含んでよい。
図８を参照すると、タービン・システム又は装置８０１の一部である、一例としての圧縮機タービン８８０が、高められたベース圧力及び温度で、再循環された排ガスを吸引する。この温度レベルで、気化速度はより高くなり、圧縮機タービン８８０の段間のより短い移動時間内での気化を可能にする。従って、供給された気化性液体８０５、例えば水は急速に蒸発し、そして作動ガス（ガス−蒸気混合物）が、高められた圧力の圧縮機タービン８８０を去るときでも、程度の差こそあれ一定の温度に作動ガスを維持する。
圧縮された作動ガス（ガス−蒸気）は、復熱装置８８１（すなわち熱交換器）を通過し、この場所で作動ガスはほぼ一定の圧力で加熱される。後で作動ガスは燃焼室８８２に入る。
補助圧縮機タービン８８３は空気を吸引し、そして燃焼室（又は燃焼器）８８２内で燃料を燃焼するのに十分な酸素を、導管８０７を通して燃焼室８８２に提供する。補助圧縮機タービン８８３は、燃焼室８８２の圧縮された作動ガス（ガス−蒸気混合物）とほぼ同じ圧力まで空気を圧縮する。いくつかの実施態様の場合、圧縮された作動ガスは、燃焼室８８２に供給されて燃料と混合される前に、任意の復熱装置８８５によって予熱されてよい。
燃焼室８８２に提供された燃料（図示せず）は点火され、燃焼し、そして室内のガスの温度を高める。燃焼室内のガスは、圧縮機タービン８８０からの作動ガス（ガス−蒸気混合物）、補助圧縮機タービン８８３からの空気又は空気／燃料混合物、及び燃料の燃焼からの燃焼生成物を含んでいてよい。次いで高温作動ガス混合物は、導管８０９を通して膨張タービン（又は膨張器）８８７に供給され、膨張タービン８８７内で、システム８０１のベース圧力まで膨張される。膨張されているが、しかしまだ高温の作動ガスは導管８８８に沿って、復熱装置８８１／８８５を通過することにより、圧縮機タービン８８０からの圧縮された作動ガス、及び任意には補助圧縮機タービン８８３からの圧縮済空気を加熱する。
復熱装置８８１／８８５の後、作動ガス流は、導管８８９を通して圧縮機タービン８８０に再循環される大きな部分と、導管８９０を通して補助膨張タービン（補助膨張器）８９１に供給される小さな部分とに分割される。膨張タービン８９１はまだ高温で湿った作動ガスを周囲圧力及び相応の温度まで膨張させる。
主圧縮機に気化性液体の全てを８０５において供給し、空気だけを補助圧縮機８０３内で圧縮する代わりに、気化性液体の供給をこれら２つの圧縮機間に分割することができる。
図９を参照すると、液体９２１、例えば水が主圧縮機タービン９００に供給され、そして液体９２３が第２補助膨張タービン９０４に供給される、ガスタービン・システム又は装置９０１が示されている。主圧縮機タービン９００は、再循環作動ガスをベース圧力及び温度で吸引する。液体が供給され、そして圧縮が行われ、多かれ少なかれ安定した圧縮終了温度をもたらす。第１補助圧縮機タービン９０２は、入口９０３を通して新鮮空気を吸引し、そして空気が第２補助膨張タービン９０４に供給される前に空気を圧縮する。前圧縮された乾燥空気は第２補助膨張タービン９０４内で、外部から供給された液体９３２、例えば水の連続的な気化下で、さらに圧縮される。主圧縮機タービン９００及び第２補助膨張タービン９０４からの両作動ガス流が、復熱装置９２５を別個に通過し、この場所でこれらの作動ガス流は加熱される。主圧縮機タービン９００からの再循環作動ガスの酸素含量が極めて低いため、好ましくは、第２補助膨張タービン９０４からの、燃焼のための酸素を含有する圧縮済の吸引された作動ガス（空気／蒸気混合物）を別個に供給することにより、燃焼室９０５内の燃料の安定した点火及び燃焼をもたらす。
燃焼室９０５内の燃料を燃焼することにより、作動ガス温度は圧力を維持しながら上昇する。膨張タービン９０６は、高温作動ガスをベース圧力まで膨張させる。膨張された作動ガスは、導管９０７を通して復熱装置９２５に供給され、この場所で膨張された作動ガスは、主圧縮機タービン９００からの圧縮済再循環作動ガス、及び第２補助膨張タービン９０４からの吸引された作動ガスの双方を加熱する。その結果、作動ガス温度は低下する。作動ガスのほとんどが再循環導管９０８を通して主圧縮機タービン９００に再循環されるのに対して、小さな部分が導管９０９を通して補助膨張タービン９１０に供給される。膨張タービン９０１は、作動ガスが排気口９１１を通して環境中に排出される前に、まだ加圧されている作動ガスを周囲圧力まで膨張させる。
気化性液体９２１，９２３は、周囲条件よりも著しく高い圧力及び温度の圧縮機タービン９００及び９０４に供給されてよく、そして生成された蒸気はシステム９０１から、補助膨張タービン９１０を通してドレイニングされる。
気化性液体は、エンジンの低温リザーブよりも高い温度の作動ガス中で気化される。一般に、低温リザーブは周囲温度であるが、しかし、低温リザーブは、熱及び電力の複合生成（ＣＨＰ）を伴うシステム又は装置の場合にはより高温でよく、或いは、極低温装置の場合にはより低温でよい。加えて、気化は、作動ガスが低温リザーブの圧力を上回る圧力になると始まる。システム９０１のパラメータは、生成された蒸気の初期密度が飽和密度に十分に近いように形成されるので、圧縮プロセスの終了時には、作動ガスは蒸気で少なくとも５０％飽和される。所与の温度における等温圧縮により蒸気を凝縮させる場合には、作動ガスの温度は、圧縮・気化プロセス中に高められてよい。このような場合でさえ、温度上昇は、液体気化のない純粋な作動ガス圧縮の場合よりも低い。
再循環圧力及び温度の蒸気で既に高度に飽和されている（すなわち、ほぼ５０％以上）排ガス９０７を再循環させることにより、新たに供給された液体９２１の主圧縮機タービン９００における後続の気化が、熱力学的平衡に近い状態で行われる。気化プロセスが熱力学的平衡に近ければ近いほど、気化中のエントロピー増大は小さい。従って、作動ガス混合物の圧力を増大させることにより、エントロピー増大は制限される。圧力とともに温度を高めることにより、気化速度も上昇する。
加えて、冷却タワーを有する二次冷却回路を避けるために、その代わりに補助膨張タービン９１０を使用することが可能である。前圧縮された新鮮空気又は空気／蒸気混合物を主圧縮機タービンに供給することも可能である。図１０は、主圧縮機タービン１０２２が、前圧縮された空気並びに再循環作動ガスを吸引するシステム１００１又は装置を示している。
図１０を参照すると、第１補助膨張タービン１０２０は、周囲条件で新鮮空気を吸引し、そして空気を断熱的に圧縮する。第２補助膨張タービン１０２１（これは実際には、同じケーシング内に取り付け、単純に、第１補助膨張タービンの後続圧縮機段を構成してよい）は、温度を維持しながら、液体１００３の連続的な気化下で圧縮済空気をさらに圧縮する。主膨張タービン１０２２は、第２補助膨張タービン１０２１から前圧縮済の空気／蒸気混合物を、そして導管１０２８から再循環作動ガスを吸引し、そして次いで、温度を維持しながら、液体１００５、例えば水の連続的な気化下でこれらをさらに圧縮する。
注目しなければならないのは、飽和に達するか又はこれを上回るような量の蒸気が生成される場合には、主膨張タービン１０２２は、温度を高めることもできることである。主膨張タービン１０２２の後、圧縮された作動ガスは、導管１００７によって復熱装置１０２３に供給され、復熱装置１０２３（すなわち熱交換器）を通過しこの場所で作動ガスはその圧力を維持しながら加熱される。次いで、作動ガスは、導管１００９によって燃焼室１０２４に供給される。次いで燃料は燃焼室１０２４内で燃焼される。或いは、作動ガス温度は、別のやり方で、例えば熱交換器を通る外部熱源により高めることができる。
主膨張タービン１０２５は、燃焼室１０２４から作動ガスを受けとり、そして高温の高加圧（例えば１２００℃及び１２５ｂａｒ）作動ガスを膨張させる。主膨張タービン１０２５の後、作動ガス流は、補助膨張タービン１０２６に供給される導管１０１１の小流と、導管１０２７内の、又は再循環導管１０２７を通る大流とに分割される。補助膨張タービン１０２６は作動ガスを周囲温度及び排気温度まで膨張させる。
作動ガスの大部分を、再循環１０２７を通して復熱装置１０２３に供給することにより、主圧縮機タービン１０２２からの圧縮された作動ガスの温度を上昇させる。同時に、復熱装置１０２３は、導管１０２７からの作動ガスを冷却し、そして作動ガスは、導管１０２８を通して主圧縮機タービン１０２２に提供される。
システム１００１又は装置１００１を使用することにより、補助圧縮機タービン１０２１並びに主圧縮機タービン１０２２内で気化された液体は、システム１００１から補助膨張タービン１０２６を通して環境内にドレイニングされる。従って冷却タワーを有する二次冷却回路は必要とならない。
Ｂ． 圧縮機−タービン複合体
図１１をここで参照すると、油冷の代わりに蒸発冷却を用いて、圧縮済流体、例えば空気を生成するために、一例としてのシステム１１０１又は圧縮機複合体が示されている。システム１１０１は圧縮機１１６０と、凝縮器１１６１と、圧縮タンク１１６２とを含む。圧縮機１１６０は流体、例えば空気を取り込み口１１０３で受け取る。圧縮後、流体（例えば空気／蒸気混合物）を導管１１０５によって凝縮器１１６１に供給し、そして凝縮器１１６１内で冷却することにより、凝縮済液体を除去する。システム１１０１はこれにより、消費のために乾燥圧縮済ガスを発生させる。乾燥した圧縮済ガスは導管１１０７によって圧力タンク１１６２に供給される。乾燥した圧縮済ガスを供給するために、複数の供給導管１１６３が使用されてよい。
圧縮機１１６０は流体、例えば空気を吸引し、気化性液体１１０９を連続的に蒸発させながら流体を圧縮する。気化性液体１１０９の液滴は図示のように圧縮経過中に噴射されてよいので、液滴は上記のように空気とともに圧縮される。或いは、気化性液体は入口１１０３で導入されてもよい。気化性液体は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。外部タンクは外部中間冷却器と効果的に置き換わる。気化性液体は、上記のように高められた温度及び圧力で供給されてもよい。
約１０の圧縮比の場合、導管１１０５における圧縮終了温度はほぼ１００℃であり、圧縮済空気は、圧縮後に蒸気で十分に飽和される。次いで流体（例えば空気／蒸気混合物）を凝縮器１１６１内で冷却することにより、乾燥済流体、例えば空気が貯蔵及び緩衝のために圧力タンク１１６２に移される前に、流体から凝縮済液体１１１１を除去する。気化済液体は、流体、例えば空気をさらに冷却することにより、凝縮器１１６１内で除去される。このことは、凝縮のためのより高い熱移動速度を利用する。乾燥・圧縮済流体は、外部で使用するために、供給導管１１６３を通して供給されてよい。
極端に乾燥した空気、例えば湿度１５％未満の空気の場合でさえ、液滴の連続的な気化下での圧縮後には、飽和条件に達する。例えば、圧力圧縮比が１０であり、及び湿度が砂漠のような１５％であることによって、露点は周囲温度を上回る。なぜならば１０倍多くの空気、ひいてはより多くの蒸気が同じ容積に圧縮されるからである。この例では、圧縮済混合物の湿度は、周囲温度においてほぼ１５０％に達することになる。圧縮機タービン１１６１内の圧縮経過中に水を気化し、そして冷却のために油噴射などを用いる代わりに冷却器−凝縮器１１６１を使用して、圧縮済空気から蒸気を除去して圧縮空気を冷却することにより、システム１１０１によって消費される電力は、油ベースのシステムを下回る。
Ｃ． パワーエンジンを備えた圧縮機タービンを含む装置
図１２をここで参照すると、圧縮済流体、例えば空気を生成するための別の一例としてのシステム１２０１が示されている。図１３は、図１２に示されたシステム１２０１、装置の熱力学的プロセスに対するエントロピー（Ｓ）対温度（Ｔ）を示す理論上の概略図（Ｓ−Ｔダイヤグラム）を示す。圧縮機を駆動するための圧縮機及びエンジンは、圧縮機タービン１２８０と、復熱装置１２８１と、燃焼室又は熱交換器１２８２と、膨張タービン１２８３と、冷却器−凝縮器１２８４と、加圧貯蔵タンク１２８５とを含むユニットとして形成されている。
圧縮機タービン１２８０は、作動ガス、例えば空気を入口１２０３で吸引し、そして気化性液体１２０５を蒸発させるとともに作動ガスを圧縮する。いくつかの実施態様の場合、作動ガスは空気であり、そして気化性液体は水である。気化性液体は、図示のように圧縮経過中に噴射されてよいので、これらは空気とともに圧縮され、そして上でより詳しく説明したように完全に蒸発する。或いは、液体は入口１２０３で導入されてもよい。いくつかの装置の場合、圧縮プロセスは、上述のように１つ又は２つ以上の圧縮段の後で、作動ガスが気化性液体の外部タンクを通るようにすることにより、液体を気化することを含む。圧縮プロセスは或いは、周囲を上回る温度及び圧力で再循環作動ガスを吸引し、そして周囲条件よりも著しく高い圧力及び温度の圧縮機タービンに、気化性液体を供給することを含んでもよい。圧縮された作動ガス、例えば空気は圧縮後に飽和される。
次いで、圧縮された作動ガス（混合物）は、復熱装置１２８１（すなわち熱交換器）に入り、この場所で作動ガスは、膨張タービン１２８３からの高温排ガスによって加熱される。圧縮された作動ガス（混合物）は、導管１２０７を通って復熱装置１２８１を去り、そして燃焼室又は熱交換器１２８２に供給される。燃焼室又は熱交換器１２８２内では、作動ガスに付加的な熱エネルギーが加えられる。いくつかの装置の場合、作動ガスは燃焼室１２８２に入り、その場所で燃料が燃焼され、排ガスを形成する。高温作動ガスは燃焼室１２８２（又は熱交換器）を去り、そして導管１２０９によって膨張タービンに供給され、この場所で作動ガスは、周囲圧力を上回る中間圧力まで膨張される。
いくつかの装置の場合、燃焼室１２８２の代わりに熱交換器を設けることにより、復熱装置１２８１から供給された圧縮された作動ガス混合物をさらに加熱する。例えば、燃焼性燃料が使用できない場合、又は生成されるべき圧縮ガスが燃焼生成物を含むことができない場合には、熱交換器が、外部熱源から付加的な熱エネルギーを供給してよい。熱交換器を使用すると、ガスが気化性液体と望ましくない反応を起こすのではない限り、事実上あらゆるガスを作動ガスとして使用するのを可能にする。例えば作動ガスは純窒素であってよい。或いは非限定的例として、作動ガスは純酸素であってもよく、また燃焼室１２８２内で純水素と合体することにより水を生成してもよく、この水は冷却器−凝縮器１２８４で除去することができる。
膨張された作動ガス（排ガス）は、供給導管１２１１を通して復熱装置１２８１に供給され、この場所で、排ガスは圧縮機タービン１２８０からの圧縮された作動ガス（例えば空気と蒸気との混合物）を加熱する。次いで、排ガスを導管１２１３によって冷却器−凝縮器に供給することにより、乾燥済ガスが貯蔵及び緩衝のために導管１２１５によって圧力タンク１２８５に移される前に、ガスから凝縮済水を除去する。冷却器−凝縮器１２８４内で凝縮された水は、導管１２８７を通して、再び気化されるべき圧縮機タービン１２８０に再循環させることができる。付加的な液体又は液体全部を液体入口１２１７を通して供給してもよい。圧力タンク１２８５に供給された圧縮済排ガスは、使用者の用途のための圧縮済ガスを構成する。いくつかの実施態様の場合、排ガスは、圧力タンク１２８５に入る前、又は後続の使用前にさらに清浄化することができる。圧縮済ガスは、タンク１２８５から、複数の導管１２８６によって消費装置又はエンドユーザーに供給されてよい。
いくつかの実施態様の場合、圧力タンク１２８５のための所期圧力に達する（すなわち膨張タービン１２８３における膨張後の圧力）と、圧縮された作動ガス（例えば空気／蒸気混合物）を、圧縮機タービン１２８０から抽出し、そして乾燥のために冷却器−凝縮器１２８４に直接に供給することができる。残りの吸引空気／蒸気混合物はさらに圧縮され、そして残りの作動ガスが圧縮機１２８０から冷却器−凝縮器１２８４に直接入る抽出済部分と合流する前に、復熱装置１２８１、燃焼室又は熱交換器１２８２、膨張タービン１２８３、及び復熱装置１２８１を通過させられる。
ＩＩ． 作動ガスを気化性液体で圧縮するガスタービン
Ａ． 開放サイクル・ガスタービン
図１４を参照すると、典型的な開放サイクル・ガスタービンで実施することができる熱力学的プロセスが示されている。最初にガスタービン・エンジンは、典型的には空気である作動ガスを取り込み、又は吸引する。便宜上、作動ガスは空気であることが想定されているが、しかし、当業者には明らかなように、作動ガスは燃焼室内の燃料とともに燃焼するいかなるガスであってもよい。次いで、吸引空気は圧縮される。このことは、状態変化Ａ→Ｂによって図１４に示されている。ほぼ等エントロピーのこの圧縮は、温度及び圧力を上昇させる。次いで、作動ガスに燃料が加えられ、燃焼させられる。図１４の状態変化Ｂ→Ｃによって示されているように、作動ガスとともに燃料を燃焼させることにより、圧力を維持しつつ作動ガスの温度をさらに高める。次いで、状態変化Ｃ→Ｄによって図１４に示されているように、高温作動ガスは、周囲圧力まで等エントロピー膨張される。最後に、膨張済の、しかしまだ高温の作動ガスが、ガスタービンによって環境中に排出され、ここでガスは周囲空気と混合することによりさらに冷却される。このステップは、状態変化Ｄ→Ａによって図１４に示されている。当業者に明らかなように、この説明全体にわたって、ほとんどの状態変化ラインは、説明及び図示を単純にするために直線として示されているが、実際にはこれらのラインは典型的には少なくとも部分的に曲線的である（例えば単純な加熱ラインは普通、対数線又は指数関数線と厳密にマッチする曲線である）。
膨張タービンは通常、圧縮機タービンを駆動し、従って圧縮機タービンと同じ軸に取り付けられている。軸は電気を発生させるために発電機を駆動することもできる。ここでは発電機に言及するが、言うまでもなく、発生したエネルギーは任意のエネルギー使用装置、例えば発電機によって使用されてよい。直接にカップリングされたタービンの場合、ガスタービン・システム又は装置は、発電機を駆動することはなく、しかしポンプ、又は機械動力を使用する他の装置、例えば圧縮機、又は海洋用途、船舶プロペラに直接にカップリングされていてよい。
このようなガスタービン・システム又は装置のエネルギー効率全体は、実際にはほぼ３５％以下である。理論上、動作流体として空気を有する（理想気体として処理）圧縮比１０のガスタービンの最大効率は、５０％未満である。図１４に示されているように、影付き三角形（Ａ−Ｄ−Ｅ）によって示された機械動力は、たとえ理論上の最大効率で作業するとしても、典型的なガスタービン・システムによって使用されることはない。
複合サイクル・ガスタービンは、水を加熱し、そして高圧蒸気を生成するために、タービン内での膨張後に高温作動ガスを使用することによって、エネルギー効率を改善しようとしている。高圧蒸気は蒸気タービンを駆動することにより、付加的な機械動力又は電力を発生させる。単一サイクル・ガスタービン・システムとは異なり、高温排ガスは熱交換器／蒸気発生器を通過し、この場所でこれらのガスは排気前に冷却される。蒸気成分は付加的な機械仕事を用いる。
１． 熱電併給を行わない、復熱装置を有する開放サイクル・ガスタービン
図１５を参照すると、ＥＶＩＴＥガスタービンによって実施される熱力学的プロセスの理論上の概略的なＳ−Ｔダイヤグラムが示されている。ＥＶＩＴＥガスタービンの場合、圧縮機タービンは作動ガスを吸引し、そして作動ガス（ガス−蒸気混合物）を熱力学的平衡に近い状態に保ちながら、気化性液体の蒸発とともに作動ガスを圧縮する。いくつかの装置の場合、作動ガスは空気であり、気化性液体は水である。使用される液体の蒸気圧が高ければ高いほど、気化速度は速い。従って、いくつかの事例では、より高い蒸気圧を有する液体が望ましい。気化性液体は、取り込み時に又は圧縮経過中に噴射された液滴であって、作動ガス、例えば空気とともに圧縮され、そして上でより詳細に説明したように完全に蒸発されるようになっていてよい。いくつかの装置の場合、圧縮プロセスは、上記のように１つ又は２つ以上の圧縮段後に作動ガスが気化性液体の外部タンクを通るようにすることにより、液体を気化することを含む。
気化性液体（例えば水）とともに作動ガス（例えば空気）を圧縮すると、ガス−蒸気混合物が形成され、この場合、圧縮経過中に蒸発により蒸気の質量分率が連続的に増大する。圧縮された作動ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和される。作動ガスは、圧縮が熱力学的平衡にできる限り近い状態にあることを保証するために、圧縮後にできる限り蒸気で飽和されることが望ましい。作動ガスに気化性液体を加えることにより、圧縮終了温度は、図１４を参照しながら説明したコンベンショナルな事例におけるよりもかなり低くなる。圧縮済ガスは、作動ガスと気化済液体との混合物であってよい。
気化されるべき液体の量は、燃焼する燃料によって、又は外部熱交換器によって、システムに提供されるようになっている外部熱出力の量に依存する。気化性液体の量は、排気温度における液体の気化エンタルピーが、外部熱出力源によって提供される熱出力の約３０％〜５０％にあるように選択されてよい。例えば、燃焼室内で燃焼される天然ガスの熱出力が約２５ＭＷである（これは１秒当たり約０．５ｋｇの天然ガスを燃焼させるのに相当する）場合には、ほぼ３ｋｇ／ｓ〜ほぼ５ｋｇ／ｓの水は、２５ＭＷの約３０％〜５０％の排気温度の気化エンタルピーを有する。この水流は環境中への排出後、７ＭＷ〜１２ＭＷの凝縮出力になる。凝縮出力は、蒸気の質量による、単位時間当たり凝縮中に放出される熱エネルギーを意味する。圧縮プロセス中に気化性液体を加える１つの目的は、排ガスを単純に冷却することによるのではなく、液体を凝縮することによって、低温リザーブに近い温度の作動ガスから熱エネルギーを消耗させることである。圧縮プロセス中に提供されるべき気化性液体の質量は、システムに提供される外部熱出力に対して比例する。加えて、システムから特定量の外部熱出力を消耗させるために必要となる気化性液体の質量が、液体の気化エンタルピーが高くなるのに伴って低減される。より具体的には、これは
Figure 2011508139
 と表すことができ、ここでＭは、圧縮プロセス中に供給されることになっている気化性液体の質量であり、Ｐは、燃焼プロセス又は外部熱交換器によってシステムに提供された熱出力であり、Ｄは、消耗されるべき外部熱出力のパーセンテージ（例えばＰのほぼ４０％）であり、そしてｄＨevapは、排出時に１ｋｇの液体を気化するのに必要な比エンタルピーである。
圧縮された作動ガス（ガス−蒸気混合物）は復熱装置（すなわち熱交換器）に入り、この場所で、作動ガスは、高温膨張済ガスによって予熱される（図１５における状態変化Ｂ→Ｃ）。圧縮された作動ガス混合物は、ほぼ５００℃の温度の復熱装置を去り、次いで燃焼室室に入ってよく、この場所で燃料が燃焼され、排ガスを形成する（状態変化Ｃ→Ｄ）。高温排ガスはほぼ１０００℃の温度に達してよい。高温排ガスは燃焼室を去り、そして膨張タービンに入り、この場所でガスは周囲圧力及びほぼ５００℃の温度まで膨張されてよい（状態変化Ｄ→Ｅ）。膨張された排ガスは、排ガス導管又はチャネルを通して復熱装置に供給され、この場所でガスは、圧縮機タービンからの作動ガス（ガス−蒸気混合物）をほぼ５００℃まで加熱することができ、こうして、排ガス温度をほぼ１００℃まで低下させる（Ｅ→Ｆ）。冷却済排ガスは出口を介して環境中に排出され、ここでガスは周囲空気と混合することによりさらに冷却される（Ｆ−Ｇ−Ａ）。当業者には明らかなように、このセクションで予測される温度は、具体的なガスタービン構成部分及びシステムに基づいて幅広く変化することがある。
排出作動ガスが膨張後に復熱装置を通過し（すなわち状態Ｆ）、そしてその熱エネルギーのほとんどを、新たに圧縮された作動ガス混合物に移した後、復熱装置の作動ガスの体積は、圧縮後（状態Ｂ）よりもかなり高くなる。その結果、露点は圧縮終了温度よりも低い。従って、排ガスは、凝縮が発生する前に露点まで冷却される（図１５のＦ→Ｇ）。例えば、５５℃の水に対応する蒸気圧はほぼ１５０ｍｂａｒであり、そして残りの排ガス（作動ガス及び他の燃焼生成物）は、蒸気圧と周囲大気圧との差に相当するほぼ８５０ｍｂａｒの圧力を有している。従って、排ガスは、気化性液体の添加なしに循環する作動ガスよりも僅かに多くの体積を占めるだけで済む。
凝縮の開始時に、大量の蒸気が凝縮し、そして大量の凝縮エネルギーが、図１５の凝縮ラインＧ→Ａによって示される状態変化によって表される小さな温度範囲内で解放される。凝縮ラインＧ→Ａは、エントロピー軸（Ｓ軸）又はａｂｓｃ／ｓｓａに対してほとんど平行に始まっている。例えば、温度約５０℃の水蒸気の場合、１２Ｋの減少毎に、蒸気圧は半分だけ低下する。換言すれば、温度が点Ｇから始まってほぼ１２Ｋだけ減少すると、蒸気の半分が凝縮され、そして圧縮経過中に気化された水によって、作動ガス中に貯えられた凝縮エネルギーの半分が放出される（状態変化Ａ→Ｂ）。従って、作動ガス中に貯えられた蒸気の凝縮は、等温状態変化に近づく。
復熱装置は、圧縮済空気が燃焼室に入るときの温度を高める。燃焼室入口温度が６００℃であり、最大燃焼温度が１３００℃、及び排ガスにおける平均凝縮温度が５５℃である場合、ＥＶＩＴＥサイクルの効率はほぼ７３％に達することがある。
本明細書中に記載したように、エネルギー及びエントロピーを運ぶ媒質として蒸気が主に使用され、そして蒸気は、気化済液体の分圧（これは典型的にはガス−蒸気混合物の全圧の１０％を著しく上回ることはない）を介した動力生成には僅かにしか関与しない。換言すれば、蒸気はシステムによって生成される動力のほぼ２５％未満に関与する。例えば５５℃の水に対応する蒸気圧がほぼ１５０ｍｂａｒであるとすると、残りの排出済ガス（作動ガス及び他の燃焼生成物）は、蒸気圧と周囲大気圧との差に相当するほぼ８５０ｍｂａｒの圧力を有している。従って、排ガス又は排出ガスは、気化性液体の添加なしに循環する作動ガスよりも僅かに多くの体積を占めるだけで済む。
１つの実施態様は基本的に、単一のエンジンにおける複合サイクル発電プラントを形成する。このプラントは数ｋＷという小規模のものにスケールダウンすることができ、また数１００ＭＷ以上という大規模のものにスケールアップすることもできる。既存の複合サイクル発電プラントは通常、１００ＭＷ以上である。領域Ａ→Ｂ→Ｄ→Ｅ→Ｈ→Ａによって表される最適サイクルと比較して、ハッチング領域Ａ−Ｇ−Ｈ−Ａによって図１５に示されている少量の機械仕事しか失われない。最適サイクルは、自然の熱力学法によって決定づけられ、またこれを凌ぐことはできない。最適な熱力学的サイクルの理論上の効率は、約７１．３％であるのに対して、復熱型ＥＶＩＴＥガスタービン装置によって実施される熱力学的サイクルの理論上の効率は６８％である。
システム構成部分は、等エントロピー効率７８％の圧縮機（この場合の等エントロピー効率は、完全等エントロピープロセスに対応する理論上吸収される機械エネルギーを、圧縮によって必要とされる機械エネルギーの実際量で割り算したものとして定義される）と、等エントロピー効率８３％の膨張タービン（この場合の等エントロピー効率は、膨張によって供給される機械エネルギーの実際量を、完全等エントロピープロセスに対応する理論上供給され得る機械エネルギーで割り算したものとして定義される）とを含んでいてよく、上記温度及び圧力で作業するいくつかの実施態様に対して約５４％の実質効率をもたらす。
２． 熱電併給のための開放サイクル・ガスタービン
図１６を参照すると、圧縮後の増大した作動ガス密度に起因して露点が高くなったとき、圧縮直後にＣＨＰのための熱エネルギーが抽出されるような、熱及び電力（ＣＨＰ）の複合生成（併給、コジェネレーションとも呼ばれる）のための開放サイクル・ガスタービン・システム１６０１が示されている。図１７ａ、１７ｂ、及び１７ｃは、それぞれ最大熱生成、最大電力生成、及び混合型熱・電力生成中に、図１６に示されたシステム１６０１によって実施される熱力学的サイクルを示す。システム１６０１から抽出される熱エネルギーの量は、外部消費装置の実際の要件（例えばビル暖房）に従って動的に変化されてよい。
熱及び電力の双方は、熱効率の僅かな変化とともに、同じシステム１６０１によって独立して生成することができる。例えば、全熱負荷時に、電力生成効率は、図１７ａのクロスハッチング（又は影）部分によって示される最適熱サイクルのほぼ５０％であってよい。電力だけ（熱は無し）を生成するときには、システム１６０１の効率は、図１７ｂのクロスハッチング部分によって示される最適熱サイクルのほぼ５３％であってよい。全熱負荷のほぼ５０％の時には、電力生成効率は、図１７ｃのクロスハッチング部分によって示される最適熱サイクルのほぼ５１．５％であってよい。生成される電力はまた、電力生成効率とともに変化するが、しかし僅かに多くの燃料を燃焼することにより一定に保つことができる。
復熱装置及び熱電併給を伴う一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム１６０１の場合、システム１６０１は、圧縮機タービン１６２０と、熱交換器１６２１と、復熱装置１６２２と、内燃室１６２３と、膨張タービン１６２４とを含む。圧縮機タービン１６２０は、周囲の作業ガス、例えば空気を入口１６０３で吸引し、そして、気化性液体１６０５又はＶＬの蒸発とともに作動ガスを圧縮する。圧縮プロセスは、圧縮機１６２０内に気化性液体を導入する気化性液体供給装置１６４０を含んでいてよい。気化性液体供給装置は、圧縮機１６２０上の１つ又は２つ以上の噴射器、入口１６０３の液体、気化性液体、好ましくは液体を作動ガス中に導入するためのノズルであってよい。気化性液体供給装置１６４０は、圧縮機１６２０内で気化性液体（例えば水又は燃料）の小さな液滴を連続的に蒸発させるのを可能にする。気化性液体は、上記のように外部タンクを介して供給されてもよい。外部タンクは外部中間冷却器と効果的に置き換わる。
気化性液体は、不燃性液体と燃料との混合物を含む、種々の流体の混合物であってよい。液滴は、圧縮経過中における噴射によって導入されて、空気と一緒に迅速に圧縮されるようになっていてよい。或いは、液滴は入口１６０３で導入されてよい。圧縮された作動ガス、例えば空気は、圧縮後に、すなわち圧縮終了までに水蒸気で十分に飽和される。燃料が気化性液体として使用される場合には、点火条件を上回るのに十分な燃料が噴射されるので、点火は可能ではない。
圧縮機１６２０内の燃料の気化は即座に行われるので、気化性燃料のための点火条件には達しない。燃料が外部タンク内に供給され気化される場合には、第１圧縮段１６２０は、点火条件が第１タンク内では満たされないほど十分高い圧力に達する。
次いで、圧縮された作動ガス（混合物）は導管１６０７によって、熱交換器１６２１に供給され、この場所で作動ガスは冷却され、そして気化性液体は、作動ガス（混合物）中の熱エネルギーの一部を抽出するように凝縮される。作動ガス（ガス−蒸気混合物）の圧力及び密度は圧縮後の方が、膨張後よりも高いので、露点は高くなり、そして熱エネルギーはより高い温度で生成される。気化性液体が燃料を含んでいる場合には、十分な燃料蒸気が凝縮されるので、燃料濃度は、より多くの熱を加えることなしに点火を可能にするには不十分である。凝縮済燃料蒸気は、吸引された空気の酸素で残りの燃料を完全に燃焼させ得るように調節することができる。
熱交換器１６２１を通る冷却剤導管１６３０内を循環する冷却剤の量を増減することにより、圧縮された作動ガス（ガス−蒸気混合物）から凝縮される蒸気の量を動的に変化させることができる。熱交換器１６２１を通る冷却剤が多いほど、熱交換器１６２１を通過した後の冷却剤の温度は低下し、熱交換器１６２１を通過した後の作動ガス（ガス−蒸気混合物）の露点は下がる。結果としてより多くの蒸気が凝縮し、そしてより多くの熱エネルギーが冷却剤に移される。開いていても閉じていてもよい冷却剤導管１６３０内で循環する冷却剤を動的に調節するために、冷却剤制御装置１６３２が使用されてよい。
凝縮済液体は、凝縮済液体を導管１６０９内で搬送し、そして凝縮済液体を圧縮機１６２０内に噴射することにより再循環されてよい。最大熱を生成するために、できる限り多くの蒸気が凝縮されて、作動ガス（混合物）がその熱エネルギーのほとんど全てを熱の消費装置へ移送するのを可能にする。加熱のために使用される凝縮物は、熱エネルギー供給導管１６１１を通して除去される。最大電力を生成するために、熱交換器１６２１内では凝縮はほとんど又は全く行われない。凝縮される蒸気の量は、熱制御スキームと電力制御スキームとの間で作業を連続的にシフトするように自由に調節することができる。
冷却・圧縮された作動ガス（混合物）は導管１６１３によって復熱装置１６２２（すなわち、排ガスからの熱を「再カップリング」するための熱交換器）に供給され、この場所で作動ガスは、膨張タービン１６２４からの高温排出作動ガスによって加熱される。圧縮された作動ガス（混合物）は復熱装置を去り、そして導管１６１５によって燃焼室１６２３へ供給され、この場所で燃料が燃焼され、排ガス（高温作動ガス）を形成する。いくつかの事例において、燃料が気化性液体として使用される場合、付加的な燃料が燃焼室１６２３内に加えられることは必要とならない。高温排ガスは燃焼室１６２４を去り、そして導管１６１７によって膨張タービン１６２４に供給され、この場所で排ガスが膨張される。膨張タービン１６２４は、圧縮済高温作動ガスからエネルギーを除去する。このエネルギーは、有用な仕事を達成するために、例えば電力を発生させるために使用することができる。膨張タービン１６２４と連携した状態で発電機１６２８が示されているが、しかし多くの他の用途でもエネルギーが利用されてよい。なお、本明細書中では膨張タービンからエネルギーを除去するための装置及び手段は明確にも全般的にも示されていない。しかし図１６はエネルギーを除去可能であることを示している。
膨張された排ガスは、排ガス導管１６１９又はチャネルを通して復熱装置１６２２に供給され、この場所で膨張された排ガスは、圧縮機タービン１６２０から必要とされる圧縮された作動ガス（すなわち圧縮済空気と蒸気との混合物）を加熱する。冷却済排ガスは出口１６２５を通して環境中に排出され、この場所で冷却済排ガスは、周囲空気と混合することによりさらに冷却される。
３． 開放サイクル・ガスタービン
図１８をここで参照すると、一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム１８０１の概略図が示されている。図１９は、図１８に示されたシステム１８０１の熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム１８０１は、４つの半径方向流タービン段を含む圧縮機タービン１８４０と、チャネル１８４１を介して圧縮機タービン１８４０に接続された中間冷却器１８４６と、復熱装置１８４２と、燃焼室１８４３と、膨張タービン１８４４とを含んでいる。圧縮機１８４０の圧縮機段は、吸引された作動ガス、例えば空気を圧縮し、圧力及び温度を上昇させる。
第１圧縮機段の後、圧縮・加熱済作動ガスは、チャネル１８４１ａを通して取り出され、そして中間冷却器１８４６に供給され、この場所で圧縮された作動ガスは冷却される。冷却済作動ガスはチャネル１８４１ｂを介して後続の圧縮機段に戻され、この圧縮機段は、冷却済作動ガスを圧縮する。この段の後、チャネル１８４１ｃはより多くの圧縮済ガス、ひいては加熱済作動ガスを圧縮機タービン１８４０から外方へ導き、そしてチャネル１８４１ｄが更なる圧縮のために圧縮機タービン１８４０の次の段に冷却済作動ガスを戻す前に、冷却のために中間冷却器１８４６に作動ガスを供給する。この次の段の後、チャネル１８４１ｅは加熱・圧縮された作動ガスを冷却のために中間冷却器１８４６に供給し、そして作動ガスをタービン１８４０の第４且つ最終の圧縮段に供給する。段がより多い又はより少ない圧縮機が使用されてもよい。
圧縮・加熱済作動ガスは、最終圧縮機段を去り、そして導管１８０３によって復熱装置１８４２に供給される。動作流体は次いで復熱装置１８４２を通過し、そして膨張タービン１８４４からの高温排ガスによって加熱される。最終圧縮機段の後には中間冷却器が設けられていない。次いで作動ガスは、導管１８０５によって燃焼室１８４３に供給される。燃焼室１８４３内で、圧縮・前加熱済作動ガスは燃料を燃焼させることにより、高温作動ガスを生成する。高温作動ガスは、導管１８０７によって膨張タービン１８４４に供給され、この場所で高温作動ガスは周囲圧及び約５００℃の温度まで膨張され、これにより、排出作動ガスを生成する。膨張タービン１８４４からの排出作動ガス又は排ガスは、導管１８０９によって復熱装置１８４２に供給され、そして復熱装置１８４２を通過することにより、圧縮機タービン１８４０からの圧縮された作動ガスを加熱する。排出作動ガスは次いで、排ガス導管１８４５を通して環境中に排出される。
４． 熱電併給のための、膨張タービンと復熱装置との間に熱交換器を備えた開放サイクル・ガスタービン
図２０をここで参照すると、ＣＨＰのための一例としての開放サイクル・ガスタービン２００１が示されている。図２１は、図２０に示された一例としてのシステム２００１によって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。復熱装置を備え、そして熱電併給を伴う開放サイクル・ガスタービン・システム２００１は、圧縮機タービン２０１０と、復熱装置２０１１と、内燃室２０１２と、膨張タービン２０１３と、熱交換器２０１４とを含む。
圧縮機タービン２０１０は作動ガス、例えば周囲空気を、入口２００２を通して吸引し、そして気化性液体供給装置２００３によって提供された気化性液体の蒸発とともに作動ガスを圧縮する。圧縮プロセスは、気化性液体供給装置２００３からの気化性液体の小さな液滴（例えば水）の連続的な蒸発下で行われてよい。圧縮経過中に気化性液体供給装置２００３によって液滴が導入されてよいので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。上記のように、外部タンクを介して気化性液体を供給することもできる。或いは、液滴は、入口２００２における取り込み中に装置２００３によって空気中に噴射される。外部タンクはあらゆる外部中間冷却器と効果的に置き換わり、そして圧縮済ガスをより徹底的に飽和することができる。圧縮された作動ガスは、圧縮後に液体蒸気で十分に飽和される。
次いで、圧縮された作動ガス（混合物）は、導管２００５によって復熱装置２０１１に供給される。圧縮された作動ガスは、復熱装置２０１１（すなわち、排ガスからの熱を「再カップリング」するための熱交換器）に入り、この場所で作動ガスは、膨張タービン２０１３からの高温排ガスによって加熱される。圧縮された作動ガス（混合物）は、導管２００７を通って復熱装置２０１１を去り、そして燃焼室２０１２に入り、この場所で燃料が燃焼され、排ガス又は高温排出作動ガスを形成する。高温排ガスは燃焼室２０１２を去り、そして導管２００９を通って膨張タービン２０１３に入り、この場所で高温排ガスは、周囲圧力まで膨張され、そしてエネルギーが除去される。
次いで膨張された排ガスは、排ガス導管又はチャネル２０１６を通して熱交換器２０１４に供給され、この場所で、排ガスは、排ガスからの熱エネルギーの一部を抽出するために冷却され、そして冷却済排ガスを形成する。次いで冷却済排ガスは、導管２０１８によって復熱装置２０１１に供給され、この場所で冷却済排ガスは、圧縮機タービン２０１０からの圧縮済動作流体（空気と蒸気との混合物）を加熱する。次いで、復熱装置２０１１を去った冷却済排ガスは、出口２０１５を通して環境中に排出され、この場所で作動ガスは、周囲空気と混合することによりさらに冷却される。気化性液体の回収が望まれる場合には、復熱装置２０１１と排ガス導管２０１５との間、又は圧縮機タービン２０１０と復熱装置２０１１との間に、凝縮器が導入されてよい。
システム２００１は、図１６のシステム１６０１よりも高い温度の熱を発生させる。例えば、空気及び水を使用して、ほぼ１００℃〜ほぼ５００℃の温度を発生させることができる。このシステム２００１の用途は、バイオマス又は他の物質から燃焼性ガスを生成すること（すなわち水の除去及び分子分解の開始）、及びより高い蒸発点を有する液体の蒸留（例えば中重質及び重質炭化水素）を含む。
５． 気化性燃料を使用する、復熱装置及びＥＶＩＴＥ圧縮機を備えた開放サイクル航空機用ガスタービン・エンジン
図２２を参照すると、復熱装置を備えた一例としてのターボファン・エンジン２２００が示されている。図２３は、図２２に示されたターボファン・エンジン２２００によって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。復熱装置を有するターボファン・エンジン２２００は、ファン２２０１と、段間圧縮機２２０２と、冷却器−凝縮器２２０３と、ポンプ２２０９と、復熱装置２２０４と、燃焼室２２０５と、第１及び任意の第２の膨張タービン２２０６，２２０７と、ノズル２２０８とを含んでいる。ファン２２０１は、ガスタービンを通してチャネル内を導かれるよりも多量の空気を僅かに圧縮し、そして加速する。典型的には、ファン２２０１によって加速された空気は、飛行高度では低温空気である。圧縮機２２０２はファンによって圧縮された空気の一部を吸引し、そして段、例えば段２２１０ａ，２２１０ｂ，２２１０ｃ，２２１０ｄ，２２１０ｅ，２２１０ｆ，２２１０ｇ，２２１０ｈにおいて空気を圧縮する。
気化性液体供給装置２２１６によって、例えば噴射によって段間又は段群の間に、気化性燃料が導入される。燃料は、ガス−蒸気混合物がそれぞれの前の段又は段群を去るときの温度にほぼ等しい温度まで予熱されてよい。いくつかの事例において、燃料は、気化速度を高めるために、最初の段又は段群の後で導入される前に、より高い温度まで予熱されてよい。いくつかの事例において、燃料は、図３を参照しながら上述したものと類似の周方向噴射室内に導入されてよい。例えば、気化性液体の段間噴射に関するセクションＩ．Ａ．２に記載されたものと同様に、気化性燃料の小液滴は各圧縮段後に噴射され、そしてそれぞれ後続段の前に気化される。或いは、気化性燃料は、外部タンクを介して供給されてよい。タンクの重量がこのターボファン・エンジン装置に起因して、燃料消費量が低減され、そして構成部分のサイズが低減されることにより軽減された重量でしかないならば、外部タンクはより実現可能である。燃料−ガス混合物が点火条件を上回るのに十分な燃料が提供されるので、点火は可能ではない。圧縮済空気は、圧縮後に、燃料蒸気で十分に飽和されるか、又はほとんど飽和される。
次いで、圧縮済混合物は冷却器−凝縮器２２０３に入り、そしてファンによって圧縮された低温空気によって冷却される。気化済燃料の大部分は冷却器−凝縮器２２０３内で凝縮されるので、混合物中に存在する燃料は点火を可能にするには不十分である。凝縮済燃料は、ポンプ２２０９によって再噴射するために圧縮機に戻される。冷却・圧縮・乾燥済空気／燃料混合物は復熱装置２２０４を通り、そして、第１膨張タービン２２０６からの高温ガスによって加熱される。付加的な燃料が、復熱装置によって加熱された圧縮済空気／燃料混合物とともに噴射され、そして燃焼室２２０５内で残りの気化済燃料と一緒に燃焼される。次いで、高温作動ガスは、復熱装置２２０４に入って冷却器−凝縮器２２０３からの作動ガスを加熱する前に、第１膨張タービン２２０６内で膨張される。第１膨張タービン２２０６は、周囲圧力を上回る中間圧力まで作動ガスを膨張させることができる。次いで、部分膨張された作動ガスを任意の第２膨張タービン２２０７内でさらに膨張させることにより、システムの効率を増大させることができる。最後に、作動ガスを、ノズル２２０８を通して放出することにより、ファン２２０１に入り冷却器−凝縮器を通過したがしかしエンジンの残りの部分を迂回した低温空気と混合する。
６． 気化性燃料及び第２圧縮機を用いる、初期圧縮を伴う航空機用ガスタービン・エンジン
図２４を参照すると、一例としてのターボファン・エンジン２４２０が示されている。図２５は、図２４に示されたターボファン・エンジン２４２０によって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。２つの圧縮機を有するターボファン・エンジン２４２０は、ファン２４２１と、多段圧縮機２４２２と、第２圧縮機２４２４と、冷却器−凝縮器２４２３と、ポンプ２４２８と、燃焼室２４２５と、膨張タービン２４２６と、ノズル２４２７とを含んでいる。ファン２４２１は、ガスタービンを通してチャネル内を導かれるよりも多量の空気を僅かに圧縮し、そして加速する。圧縮機２４２２はファン２４２１によって圧縮された空気の大部分を吸引し、そして段、例えば段において空気を圧縮する。
気化性液体供給装置２４３６によって、例えば噴射によって段間又は段群の間に、気化性燃料が導入される。燃料は、ガス−蒸気混合物がそれぞれの段を去るときの温度にほぼ等しい温度まで予熱されてよい。或いは、燃料は、第１段又は早期段の前に、より高い温度まで予熱されてもよい。例えば、気化性液体の段間噴射に関するセクションＩ．Ａ．２に記載されたものと同様に、気化性燃料の小液滴は各圧縮段後に噴射され、そしてそれぞれ後続段の前に気化される。或いは、気化性燃料は、外部タンクを介して供給されてよい。タンクの重量がこのターボファン・エンジン装置に起因して、燃料消費量が低減され、そして構成部分のサイズが低減されることにより軽減された重量でしかないならば、外部タンクはより実現可能である。燃料−ガス混合物が点火条件を上回るのに十分な燃料が提供されるので、点火は可能ではない。圧縮済空気は、圧縮後に、燃料蒸気で十分に飽和されるか、又はほとんど飽和される。
次いで、圧縮済混合物は冷却器−凝縮器２４２３に入り、そしてファン２４２１からの僅かに圧縮されて概ねより低温の空気によって冷却される。気化済燃料の大部分は冷却器−凝縮器２２０３内で凝縮されるので、混合物中に存在する燃料は点火を可能にするには不十分である。凝縮済燃料は、ポンプ２４２８によって再噴射するために圧縮機に戻される。冷却・圧縮・乾燥済空気／燃料混合物は、気化性燃料の点火なしで第２圧縮機２４２４を通過する。付加的な燃料が、圧縮済空気／燃料混合物とともに噴射され、そして燃焼室２４２５内で残りの気化済燃料と一緒に燃焼される。次いで高温作動ガスは、ノズル２４２７を通して作動ガスを放出することにより、ファン２４２１及び冷却器−凝縮器２４２３を通ってエンジンの残りをバイパスした冷却空気と混合する前に、膨張タービン２４２６内で膨張される。いくつかの実施態様の場合、膨張中の作動ガスがノズル２４２７を通して放出される前に、ガスは別の膨張タービンを通過する。
７． 内燃及び排ガス清浄化を伴う開放サイクル・ガスタービン
現在ガスタービンは、高品質燃料、例えば天然ガス又はケロシンを燃焼させるために内燃室を主に使用する。他方において、固体燃料（石炭、バイオマスなど）が、極めて大量にそしてかなり低廉に利用することができる。灰及び他の固形粒子を含有する排ガスを生成するより低品質の燃料、例えば固体燃料を使用できるようにするために、排ガスからのタービン部分を損傷するおそれのある粒子を除去するコスト効率のよい方法が提供されることが必要である。このようなものとして、粒子を除去するための清浄化装置が設けられており、この装置は典型的には、燃焼室から、加圧高温排ガスを受け取り、そして排ガスに作用する。大気圧の排ガスから粒子を除去するための装置及び方法を、図２６及び２７を参照しながらここで説明する。
図２６を参照すると、内燃及び排ガス清浄化を伴う一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム２６００又は装置が示されている。図２７は、図２６に示されたシステム２６００によって実施される熱力学的プロセスを示す。内燃及び排ガス清浄化を伴う開放サイクル・ガスタービン・システム２６００は、復熱装置２６４１と、燃焼室２６４２と、清浄化室２６４３と、膨張タービン２６４４と、ガス洗浄器２６４５と、圧縮機タービン２６４６とを含む。作動ガス、例えば周囲空気は、入口２６４０でシステム２６００に入り、そして復熱装置２６４１を通過することにより、作動ガスが燃焼室２６４２に入ってその中の燃料を燃焼する前に、膨張タービン２６４４からの排ガスによって加熱される（図２７の状態変化Ａ→Ｂ）。この燃焼プロセスは、作動ガス、例えば空気の温度を高める（図２７の状態変化Ｂ→Ｃ）。
燃焼室２６４２からの排ガスは、清浄化室２６４３に供給され、そして清浄化室２６４３内で清浄化される。排ガスのいかなる部分も圧縮されておらず、したがって排ガスの圧力はまだ、ほぼ周囲レベルである。従って燃焼室２６４２又は清浄化室２６４３に加えられる顕著な圧力はない。このようなものとして、清浄化室２６４３は、高い圧力に耐えることができる壁を必要とすることなしに、比較的広く形成することができる。広いことが可能な清浄化室２６４３は、清浄化のために処理されるべき排ガスの長い移動時間を保証する。例えば、排ガスはいくつかのサイクロ（登録商標）ンを通過することにより、燃焼経過中に生成された固形灰成分を堆積することができる。広い正常化室２６４３内を付加的に清浄化するために、清浄化室２６４３と接続された状態で、電気フィルタなどが提供されていてもよい。清浄化済排ガスは、ほぼ周囲圧力で清浄化室２６４３を去り、そしてより低い圧力まで膨張させる（図２７の状況変化Ｃ→Ｄ）ための膨張タービン２６４４にこの排ガスを供給することにより、減圧された排ガスを生成する。
次いで、減圧済排ガスは復熱装置２６４１を通過し、そして吸引された空気へ熱エネルギーを移すことにより冷却される（図２７の状態変化Ｄ→Ｅ）。復熱装置２６４１は、減圧済排ガスから任意の付加的な粒子、特により低温で凝縮及び／又は結晶化する灰を除去するためにフィルタを含んでいてよい。排ガスは、より低温でそしてほぼ同じ圧力で復熱装置２６４１を去り、そしてガス洗浄機２６４５に提供される。
ガス洗浄機２６４５内で、排ガスは洗浄されて、生成された灰粒子及び後続の圧縮機タービン２６４６を損傷するおそれのある他の生成物が除去される。ガス洗浄機内の温度は低いので、多種多様な洗浄流体、例えば水によって洗浄することができる。いくつかの事例では、洗浄流体は、排ガス中の固形成分を除去又は溶解するのを助ける添加物を含んでいてよい。この水は、粒子を除去するための別の方法で後で濾過又は処理されてよい。洗浄済排ガスは、より低温でそしてほぼ同じ圧力でガス洗浄機２６４５を去り、そして圧縮機タービン２６４６に供給される。
圧縮機タービン２６４６において、洗浄済排ガスは、気化性液体供給装置２６０２によって供給された気化性液体と一緒に、ほぼ等エントロピー状態で、ほぼ周囲圧力まで圧縮される（図２７の状態変化Ｅ→Ｆ）。非限定的な一例として、液体は水であってもよい。圧縮終了温度は、燃焼室２５４２内で燃焼された燃料の初期水含量に応じて僅かに上昇する。燃料が水を含むか又は水が燃焼プロセスによって生成される場合、ガス−蒸気混合物の露点はより高く、そして対応する圧縮終了温度もより高い。再圧縮された排ガス／蒸気混合物は、出口２６４７を通して、環境中に排出され、そして蒸気は凝縮するか，又は周囲空気と混合することにより希釈されてよい。任意には、排出された排気中の蒸気を冷却器−凝縮器（図示せず）によって凝縮することにより、圧縮及び／又は洗浄のために水を再循環させることができる。
８． 熱交換器、外燃室を備え、そして熱電併給を伴わない開放サイクル・ガスタービン
現在ガスタービンは、高品質燃料、例えば天然ガス又はケロシンを燃焼させるために内燃室を主に使用する。他方において、固体燃料（石炭、ごみ、藁、バガス、バイオマスなど）が、極めて大量にそしてかなり低廉に利用することができるが、しかしこのような固体燃料の使用は問題を招く。１つのアプローチの場合、外燃ガスタービン・サイクルは、膨張前に圧縮された作動ガスを加熱するために高温熱交換器を使用する。熱交換器は、固体燃料が燃焼される外燃室からの高温燃焼排ガスによって加熱される。しかしながら、これらのガスタービン装置の熱力学的サイクル効率は、高い圧縮比を有するガスタービンにとっては一般に低い。
改善された一例として実施態様によれば、開放サイクル外燃ガスタービンは、気化性液体とともにガスを圧縮し、排ガスを使用して混合物を予熱し、そしてガスを外燃室に導く前に予熱済混合物を膨張させる。このように、空気と蒸気との混合物だけがガスタービン構成部分を通過し、そして燃焼生成物との接触が回避される。
例えば、図２８に示された分割流の実施態様は、燃焼終了温度と、膨張タービン入口温度とのより大きい差を、エンジン効率を犠牲にすることなしに可能にする。熱電併給を伴わない、熱交換器及び外燃室を備えた開放サイクル・ガスタービン・システム２８１０は、圧縮機タービン２８００と、中温熱交換器２８０１と、高温熱交換器２８０２と、膨張タービン２８０３と、弁２８０４と、外燃室２８０５とを含む。
圧縮機タービン２８００は作動ガス、例えば周囲空気を、入口２８０７を通して吸引し、そして気化性液体供給装置２８０８によって提供された気化性液体の蒸発とともに作動ガスを圧縮する。圧縮プロセスは、気化性液体の小さな液滴（例えば水）の連続的な蒸発下で行われてよい。液滴は取り込み中、又は図示のように圧縮経過中に、空気中に噴射されるので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。上記のように、外部タンクを介して気化性液体を供給することもできる。圧縮された作動ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和される。圧縮された作動ガスは導管２８１１によって第１中温熱交換器２８０１に供給される。
圧縮済混合物は、第１中温熱交換器２８０１内で加熱され、次いで第２高温熱交換器２８０２に供給され、この場所で作動ガスはさらに加熱される。第１中温熱交換器２８０１は、膨張後に弁２８０４によって導管２８１２に変向された高温作動ガス部分に相当する第１流によって加熱される。導管２８１２内のガスは、外燃室２８０５には達しない。第１中温熱交換器２８０１はまた、第２高温熱交換器２８０２を通過して導管２８１４によって提供された冷却済排ガスに相当する第２流によって加熱される。各流れは、排ガス流全体のうちのそれぞれの流れの質量分率に対して比例する、圧縮済空気流の質量分率を加熱する。一度加熱済作動ガスは、中温熱交換器から導管２８１６によって高温熱交換器に供給される。
導管２８１４によって供給された高温熱交換器２８０２からの流れと、弁２８０４によって導管２８１２内に変向された流れとを、中温熱交換器２８０１を通過する前に混合することができ、これらの流れは、図２９ａに示すように中温熱交換器２８０１を一緒に貫流することができる。いくつかの事例において、これらの２つの流れは、圧縮機からの流れと対向流交換した状態で一緒に流れる。或いは、これらの２つの流れ（導管２８１２及び２８１４）は、これらが図２９ｂに示されるように、中温熱交換器２８０２を通って流れるときに、別々のままであってよく、そして別々の出口２８０６ａ及び２８０６ｂを通って出てよい。いくつかの事例において、中温熱交換器は横流熱交換器又は回転復熱装置又は任意のその他の周知のタイプの熱交換器であってよい。
高温熱交換器２８０２は、外燃室２８０５からの高温排ガスによって直接に加熱され、導管２８１６によって供給された作動ガスを加熱することにより、二度加熱・圧縮された作動ガスを生成する。二度加熱・圧縮済混合物は次いで、弁２８０４によって２つの流れに分割される前に、膨張タービン２８０３内で膨張される。第１流は次いで、導管２８１２によって、中温熱交換器２８０１を直接に通過し、そして上述のように新たに圧縮された作動ガスの一部を加熱する。
第２流は、導管２８１８によって外燃室２８０５に供給され、燃料と一緒に燃焼することによって高温排ガスを生成し、これらの高温排ガスは導管２８２０内に導入される。示された燃焼室温度では、吸引された空気の酸素含量の一部だけが必要とされるので、燃焼が可能である。１空気質量当たりの燃焼済燃料量はより高いので、燃焼排ガスが外燃室２８０５を去る時の燃焼温度は、作動ガスの全てが燃焼のために使用されるときよりも高い。示された例では、第２流だけを有する燃料を燃焼させることにより形成された燃焼排ガスの温度は、燃料を圧縮済空気質量全体とともに燃焼させた場合にはほぼ８５０℃であるのに対して、ほぼ１５００℃である。或いは、弁２８０４はガス分離器であってもよく、このガス分離器は、外燃室２８０５に酸素を第２流として送り、また中温熱交換器２８０１に残りの作動ガスを第１流として送る。この場合、燃焼排ガス温度はほぼ２０００℃を上回ってよいが、しかしこれは燃焼室２８０５を損傷するか、又はより多くのＮＯｘを生成するおそれがある。
高温排ガスは、燃焼室２８０５から高温熱交換器２８０２を通過し、次いで、導管２８１４によって第１中温熱交換器２８０１に供給され、この場所で排ガスは、圧縮機タービン２８００からの新たに圧縮された作動ガスを加熱するのを助ける。燃焼後に利用可能なガスの量は、導管２８２２内の初期圧縮された作動ガス部分だけである。従って、図２８に示された事例及び一例では、高温熱交換器２８０２によって導管２８１６内で供給される圧縮された作動ガスに提供される熱エネルギーは、導管２８１６によって供給された全作動ガス量をほぼ４００℃からほぼ８５０℃まで加熱するのに必要とされるエネルギーに相当する。
中温熱交換器２８０１からの圧縮された作動ガスを高温熱交換器２８０２内で加熱した後で、外燃室２８０５からの高温燃焼排ガス又は排ガスはほぼ４００℃まで冷却され、そして導管２８１４によって中温熱交換器２８０１に供給される。
次いで、排ガスは、第２流の質量に対して比例的な圧縮機タービン２８００からの作動ガスの一部を加熱する。その後、燃焼排ガス又は排ガスは、冷却済第１流と一緒に、排ガス出口２８０６を通して環境中に排出される。
高温熱交換器は一般に高価である。上述のように、熱移動の効果は、加熱されるべきガス流と、熱エネルギーを提供し、ひいては冷却されるガス流との温度差とともに増大する。加熱された流れと、冷却されるべき流れとの温度差を最小限に抑えると、ガスタービンの熱効率が高められる。こうして、ガスタービン設計者は、より小型の低コスト熱交換器及び低効率ガスタービン、又は高コスト熱交換器及び高効率ガスタービンの間で選択しなければならない。作動ガス流を膨張後に２つの部分に分割して、１つの部分だけが固体燃料を燃焼させるために使用されるようにすることにより、燃焼排ガスが外燃室２８０５を去るときの燃焼温度は、作動ガスの全てが燃焼のために使用されるときのものよりも高い。このことは、高温熱交換器２８０２のサイズが低減されるのを可能にする。加えて、外燃室２８０５からの燃焼排ガスと圧縮された作動ガスとの温度差はより大きくてもよい。
熱交換器２８０２の材料が８５０℃よりも高い温度を支持することができないとしても、高温熱交換器２８０２の材料が、高温熱交換器２８０２がより小さくてもよいほど十分に冷却されるのであれば、燃焼室２８０５からの燃焼排ガスと材料との温度勾配を上昇させることができる。このことは、外燃ガスタービン装置のコストを低くする。
１０． 外燃室を備えた、熱電併給を伴う開放サイクル・ガスタービン
熱及び電力の複合生成（ＣＨＰ）のために、外燃ガスタービンを使用することができる。しかし、ＣＨＰにおいて作業する内燃ガスタービンと同じ問題が生じる。
ａ． 低温熱交換器及び高温熱交換器を備えた、外燃室及び熱電併給を伴う開放サイクル・ガスタービン
図３０を参照すると、外燃を伴うＣＨＰのための一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム３０００又は装置が示されている。図３１は、図３０に示されたシステム３０００によって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。開放サイクル・ガスタービン・システム３０００は、圧縮機３０１０と、低温熱交換器３０１１と、高温熱交換器３０１２と、膨張タービン３０１３と、外燃室３０１４とを含む。変動することのある一般的な用語で本明細書中に使用される「低温」は、２００℃未満を意味し、中温は＜２００℃及び＜５００℃であり、そして高温は＞５００℃である。
圧縮機タービン３０１０は作動ガス、例えば空気を吸引し、そして気化性液体供給装置３０１８によって提供された気化性液体、例えば水の蒸発とともに作動ガスを圧縮する。圧縮プロセスは、気化性液体の小さな液滴（例えば水）の連続的な蒸発下で行われてよい。液滴は取り込み中、又は圧縮経過中に、空気中に噴射されるので、これらの液滴は空気とともに圧縮される。上記のように、外部タンクを介して気化性液体を供給することもできる。圧縮された作動ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和され、導管３０２０によって低温熱交換器３０１１に供給される。
圧縮後、圧縮された作動ガス（例えば空気／蒸気混合物）を第１低温熱交換器３０１１内で冷却することにより、気化済液体の一部を凝縮し、この部分は導管３０２２によって除去される。凝縮されるべき蒸気の量は、生成されるべき熱出力の所期量によって決定され、そして、第１低温熱交換器３０１１内で使用される冷却流体又は冷却剤の量を調節することにより変化させることができる。
次いで、圧縮・一度加熱済作動ガス（例えば空気と残りの未凝縮蒸気との混合物）は、導管３０２４によって高温熱交換器３０１２に供給され、そしてここで加熱される。加熱済作動ガス（混合物）は導管３０２６によって、膨張タービン３０１３によって膨張される。膨張された作動ガス、又は高温排ガスは外燃室３０１４に導管３０２８によって案内される。燃焼室３０１４において、排ガスは燃料と合体して燃焼することにより、高温排ガスを生成する。高温排ガスは導管３０３０によって高温熱交換器３０１２に供給される。高温排ガスは高温熱交換器３０１２を通過し、そして排ガス出口３０１５を通して環境に入る前に、作動ガス（空気の混合物、残りの未凝縮蒸気を凝縮）に熱を移動する。
ｂ． 分割ガス流を用いた、外燃室及び熱電併給を伴う開放サイクル・ガスタービン
図３２を参照すると、外燃を伴うＣＨＰのための一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム３２００又は装置が示されている。開放サイクル・ガスタービン・システム３２００は、圧縮機３２２０と、低温熱交換器３２２１と、中温熱交換器３２２２と、高温熱交換器３２２３と、膨張タービン３２２４と、弁３２２５と、燃料を含有する外燃室３２２６とを含む。
圧縮機タービン３２２０は作動ガス、例えば空気を入口３２０２を介して吸引し、そして気化性液体供給装置３２０４によって提供された気化性液体、例えば水の蒸発とともに作動ガスを圧縮する。圧縮プロセスは、気化性液体の小さな液滴の連続的な蒸発下で行われてよい。液滴は取り込み中、又は図示のように装置３４０４による圧縮経過中に、作動ガス中に噴射されるので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。上記のように、外部タンクを介して気化性液体を供給することもできる。圧縮された作動ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和され、導管３２０６によって低温熱交換器３２２１に供給される。噴射された気化性液体の量は、液体の全てが圧縮機３２２０内で気化するように、すなわち、圧縮機を去る圧縮された作動ガスが蒸気で丁度飽和されるように調節されることが好ましい。
圧縮後、圧縮された作動ガス（例えば空気／蒸気混合物）を第１低温熱交換器３２２１内で冷却することにより、気化済液体の一部を凝縮し、この部分は導管３２０８によって除去される。凝縮されるべき蒸気の量は、生成されるべき熱出力の所期量によって決定され、そして、第１低温熱交換器３２２１内で使用される冷却流体又は冷却剤（図示せず）の量を調節することにより変化させることができる。
低温熱交換器３２２１を通過した後、作動ガス（空気／蒸気混合物）は、導管３２１０によって中温熱交換器３２２１に供給され、そして加熱される。中温熱交換器は、膨張後に弁３２２５によって導管３２１２に変向された高温排ガスの一部によって加熱されるので、この排ガス部分は外燃室３２２６には達しない。中温熱交換器３２２２はまた、高温熱交換器３２２３を通過した導管３２１４からの冷却済排ガスに熱エネルギーを提供される。
中温熱交換器を通過した後、作動ガス（空気／蒸気混合物）は、導管３２１６によって提供され、そして高温熱交換器３２２３内でさらに加熱される。高温熱交換器３２２３は外燃室３２２６から導管３２１８によって供給された高温排ガスによって加熱される。外燃室３２２６は導管３２３０を介して排ガスを受け取る。高温熱交換器を通過した後、作動ガス（例えば空気／蒸気混合物）を導管３２３２によって提供し、そして膨張タービン３２２４によって膨張させることによって、膨張された排ガスを生成する。
次いで、膨張された排ガス、又は膨張された作動ガス（例えば空気／蒸気混合物）は、導管３２３４によって供給され、そして弁３２２５によって２つの流れに分割される。第１流は導管３２１２を介して、中温熱交換器３２２２を直接に通過し、そして第２流は導管３２３０を介して燃焼室３２２６に入ることにより、燃料を燃焼させて高温排ガスを生成する。高温排ガスは、先ず高温熱交換器３２２３を通過し、その後中温熱交換器３２２２を通過し、これにより、新たに圧縮された作動ガス（例えば空気／蒸気混合物）を加熱する。中温熱交換器３２２２を通過後、圧縮機タービン３２２０からの二度加熱済作動ガス（空気／蒸気混合物）は、高温熱交換器３２２３を通過する。
１１． ２つの膨張タービン間に復熱装置を有する開放サイクル・ガスタービン
図３３を参照すると、復熱装置の前及び後に２段膨張を伴う、一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム３３１２であって、復熱装置を通過した後、システムが排ガス中に残された付加的なエネルギーを回収するのを可能にするものが示されている。このシステム３３１２の効率は、高効率を有するタービンを使用する場合、ほぼ６０％に達することがある。加えて、このシステム３３１２は、より低い圧縮・膨張比で良好に機能し、典型的には圧力比はほぼ３：１〜ほぼ２０：１である。図３４は、図３３に示されたシステム３３１２によって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。開放サイクル・ガスタービン・システム３３１２は、圧縮機３３００と、復熱装置３３０１と、高温熱交換器３３０２又は燃焼室と、第１及び第２膨張タービン３３０３，３３０４と、任意の冷却器−凝縮器３３０５とを含む。圧縮機３３００及び膨張タービン３３０３，３３０４は同じ軸３３０９上に取り付けられ、そしてこれらは、発電機３３０６を駆動して電力を生成するために使用されてよい。
圧縮機タービン３３００は作動ガス、例えば周囲空気を入口を介して吸引し、そして気化性液体供給装置３３１６によって供給された気化性液体（例えば水）の小さな液滴の連続的な蒸発下で作動ガスを圧縮する。液滴は取り込み中、又は図示のように圧縮経過中に噴射されるので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。或いは、気化性液体は、外部タンク内、段間噴射／気化空間内又は噴射室内で気化されてもよい。こうして、圧縮プロセスは飽和に近い状態で実施される。圧縮された作動ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和され、導管３３１８によって復熱装置３３０１に供給される。圧縮された作動ガスは次いで復熱装置３３０１を通過し、そして第１膨張タービン３３０３からの高温ガスによって加熱される。
次いで、作動ガスは導管３３２０によって、高温熱交換器３３０２に、又は燃焼生成物がタービン３３０２，３３０４を損傷しないならば燃焼室に供給される。高温熱交換器／燃焼室３３０２で、作動ガスはさらに加熱される。一度加熱済作動ガスは次いで、導管３３２２によって第１膨張タービン３３０３に供給される。
加熱済作動ガスは、第１膨張タービン３３０３内で断熱的に膨張され、次いで、復熱装置３３０１を通過する前に、導管３３２４によって復熱装置３３０１に供給される。第１膨張タービン３３０３の膨張比は、圧縮比を第２膨張タービン３３０４の膨張比によって割り算したものとほぼ等しくてよい。圧縮終了温度が高められるのにつれて、排ガス中で失われる熱エネルギーも多くなる。
復熱装置３３０１の後、作動ガスは導管３３２６によって第２膨張タービン３３０４に供給され、第２膨張タービン３３０４によってさらに膨張される。作動ガスはベース圧力又は周囲圧力まで膨張される。第２膨張タービン３３０４は、復熱装置３３０１を通過した後で、排ガス中に残っているエネルギーを回収する。第２膨張タービン３３０４は、第２膨張後の排ガスの温度が排ガスの露点に近いような膨張比を有していてよい。第２膨張タービン３３０４の膨張比は、ほぼ１．５〜４であってよい。完全膨張済混合物は次いで、排ガス出口３３２８を通して環境中に排出される。
或いは、膨張された作動ガス（ガス／蒸気混合物）は、排出前の圧縮経過中に気化された液体を凝縮するように、任意の冷却器−凝縮器３３０５内でさらに冷却されてもよい。気化性液体は次いで、導管３３０２及びポンプ３３０８によって再循環させ、圧縮されるべき作動ガスと混合させることができる。
１２． ２つの圧縮タービン間に復熱装置を有する開放サイクル・ガスタービン
図３５を参照すると、復熱装置の前及び後に圧縮を伴う、一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム３５００が設けられている。第１圧縮段又は第１圧縮機タービン３５２０が圧縮終了温度を、復熱装置３５２１内の十分な熱回収を可能にするには余りに高く上昇させると、復熱装置３５２１内の排ガス流中に第２圧縮機タービン３５２２を加えることができる。このシステム３５００の効率は、現在入手可能な高効率タービンを使用する場合、ほぼ６０％に達し得る。システム３５００の部分として改善されたタービンを使用すると、システム３５００の効率を、ほぼ６０％超上昇させることができる。加えて、このシステム３５００は、より低い圧縮・膨張比で良好に機能し、典型的には圧力比はほぼ３：１〜ほぼ２０：１である。図３６は、図３５に示されたシステム３５００によって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。
開放サイクル・ガスタービン・システム３５００は、第１及び第２圧縮機３５２０，３５２２と、復熱装置３５２１と、燃焼室３５２３と、膨張タービン３５２４とを含む。圧縮機及び膨張タービンは同じ軸３５２６上に取り付けられていてよく、そしてこれらは、発電機３５２７を駆動して電力を生成するために使用される。第１圧縮機タービン３５２０は作動ガス、例えば周囲空気を入口３５０２を介して吸引し、そして気化性液体供給装置３５０４によって提供された気化性液体の蒸発とともに作動ガスを圧縮する。好ましくは、圧縮機３５２０内の圧縮プロセスは、圧縮機３５２０の機械的制限を考えて、最小温度をできる限り上昇させることに関与する。圧縮プロセスは、装置３５０４によって提供される気化性液体の小さな液滴（例えば水）の連続的な蒸発下で行われてよい。液滴は取り込み中、又は圧縮経過中に噴射されるので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。気化性液体は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。圧縮された作動ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和され、導管３５０６によって復熱装置３５２１に供給される。
圧縮された作動ガスは、復熱装置３５２１を通過し、そして第１膨張タービン３５２４からの高温ガスによって加熱される。復熱装置３２５１の後、作動ガスを導管３５０８によって第２圧縮機３５２２に供給することにより、作動ガス（ガス−蒸気混合物）をさらに加熱し、そしてこれにより、作動ガスが燃焼室３５２３に入る時の温度を高める。作動ガスは導管３５１０によって第２圧縮機３５２２から燃焼室３５２３に供給される。
第１及び第２圧縮機３５２０，３５２２を通過した後、作動ガスは燃焼室３５２３に移り、この場所で作動ガスは燃料と合体して燃焼することにより、高温排ガスを生成する。高温排ガスは導管３５１２によって膨張タービン３５２４に供給され、そしてこの膨張タービン３５２４内で膨張される。膨張された作動ガスは導管３５１４によって復熱装置３５２１に供給される。復熱装置３５２１内で、膨張された作動ガスは、第１圧縮機タービン３５２０からの新たに圧縮された作動ガスに熱エネルギーを移動するのに使用される。膨張された作動ガス（ガス／蒸気混合物）は次いで、排ガス出口３５２５を通して環境中に排出されてよい。
１３． ２つの圧縮タービン間に熱交換器を有する開放サイクル・ガスタービン
図３７を参照すると、第２断熱圧縮が行われる前に、気化性液体の圧縮及び回収を伴う一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム３７００が示されている。或る特定の環境下では、噴射された気化性液体を回収することだけでなく、復熱装置の代わりに付加的な断熱圧縮機を使用することも有益な場合がある。
特に乗り物用途（例えば自動車又は航空機）の場合、復熱装置の代わりに付加的な圧縮器を使用することが重量の点でより有利なことがある。なぜならば、大抵の場合、圧縮機が復熱装置よりも軽量である。システム３７００はこのようなシステムの実施態様である。
開放サイクル・ガスタービン・システム３７００は、第１及び第２圧縮機３７８０，３７８４と、冷却器−凝縮器３７８１と、ポンプ３７８３と、外部熱エネルギーを提供するための燃焼室３７８５（又は高温熱交換器）と、膨張タービン３７８６とを含む。圧縮機３７８０，３７８４及び膨張タービン３７８６は同じ軸（図示せず）上に取り付けられていてよく、そしてこれらは、発電機（図示せず）を駆動して電力を生成するために使用される。第１圧縮機タービン３７８０は作動ガスを吸引し、そして気化性液体供給装置３７０４によって供給される気化性液体の小さな液滴（例えば水）の連続的な蒸発下で作動ガスを圧縮する。液滴は空気取り込み中、又は圧縮経過中に噴射されるので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。
或いは、気化性液体は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。圧縮された作動ガスは、圧縮後に蒸気で飽和され、導管３５０６によって冷却器−凝縮器３７８１に供給される。
次いで、圧縮済混合物は冷却器−凝縮器３７８１に入り、冷却され、そして気化性液体の大部分が凝縮される。凝縮済液体、又は凝縮物は導管３７０８内で捕集される。導管３７０８にカップリングされたポンプ３７８３は凝縮済液体を再循環させ、そして液体は、装置３７０４による噴射のために圧縮機３７８０内に再循環される。
圧縮・乾燥済作動ガス（乾燥済混合物）は、導管３７１０によって第２圧縮機３７８４に供給され、そしてこれを通過する。第２圧縮機３７８４内で、作動ガスは気化性液体の添加なしにさらに圧縮される。二度圧縮済ガスは、導管３７１２を通って燃焼室３７８５に進み、この場所で二度圧縮された作動ガスは、燃料と合体して燃焼することにより、高温排ガスを生成する。高温ガスは導管３７１４によって膨張タービン３７８６に供給され、この場所で、ガスを膨張させることにより、膨張された作動ガスを生成する。膨張された作動ガスは、ほぼ２５０℃の温度で、排ガス出口３７８７を通って膨張タービン３７８６を去る。
図３８は、図３７のシステム３７００によって実施される熱力学的プロセスを示している。吸引された作動ガス（例えば空気）は、液滴（例えば水）と一緒にほぼ等エントロピー状態で圧縮機３７８０によって圧縮される（状態変化Ａ→Ｂ）。次いで、圧縮された作動ガスは気化済液体と一緒に、気化済液体の凝縮下で冷却器−凝縮器３７８１内で冷却される（状態変化Ｂ→Ｃ）。燃料が燃焼され、そして作動ガス温度が上昇する（状態変化Ｄ→Ｅ）前に、乾燥・圧縮された作動ガスはさらに圧縮される（状態変化Ｃ→Ｄ）。膨張により、作動ガスの温度並びにその圧力の双方を低下させる（状態変化Ｅ→Ｆ）。作動ガスは、周囲温度（状態Ａ）よりも高いがしかし既存の装置の典型的な排ガス温度をまだ著しく下回る温度（状態Ｆ）で、膨張タービン３７８６を去る。周囲空気と混合することによって（又は、密閉サイクル・ガスタービン装置の場合には熱交換器／冷却器によって）、作動ガスはさらに周囲温度まで冷却される（Ｆ→Ａ）。
図３７に示された温度を伴う上記システム３７００の理論上の熱力学的効率は、約６０％であるのに対して、最適プロセスの熱力学的効率は約７０％となる。この効率の差は、２つのハッチング又は影付き領域によって図３８に示されている。復熱装置を省くと、等温圧縮の代わりの液体凝縮による不完全性（凝縮・冷却ラインＢ→Ｃの下の領域）に、冷却ラインＦ→Ａ（排ガスと周囲空気との混合）の下の三角形が加えられる。使用される圧縮機及び膨張タービンの典型的な断熱効率及び機械効率を考慮すると、他の装置及びシステムを凌ぐ著しい効率増大が達成される。
１４． ２圧縮タービン間及び２膨張タービン間に復熱装置を備えた開放サイクル・ガスタービン
図３９を参照すると、復熱装置の前後に圧縮を伴い、そして復熱装置の前後に２段膨張を伴う一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム３９００が示されている。このシステム３９００の効率は、高効率タービンを使用するとほぼ６０％に達することがある。このシステム３９００は、より低い圧縮・膨張比で良好に機能し、典型的には圧力比は両段にわたってほぼ４：１〜ほぼ２０：１である。図４０は、図３９に示されたシステムによって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。開放サイクル・ガスタービン・システムは、第１及び第２圧縮機３９４０，３９４２と、復熱装置３９４１と、燃焼室３９４３と、第１及び第２膨張タービン３９４４，３９４５とを含む。圧縮機及び膨張タービンは同じ軸３９４７上に取り付けられていてよく、そしてこれらは、発電機３９４８を駆動して電力を生成するために使用される。
第１圧縮機タービン３９４０は作動ガスを入口３９０２を通して吸引し、そして気化性液体供給装置３９０４によって供給された気化性液体（例えば水）の小さな液滴の連続的な蒸発下で作動ガスを圧縮する。液滴は空気取り込み中、又は圧縮経過中に噴射されるので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。圧縮済ガスは、圧縮後に蒸気で飽和され、導管３９０６によって復熱装置３９４１に供給される。圧縮済混合物は復熱装置３９４１を通過し、そして第１膨張タービン３９４４からの高温ガスによって加熱される。復熱装置３９４１の後、導管３９０８は作動ガス（混合物）を第２圧縮機３９４２に供給することにより、作動ガス（ガス−蒸気混合物）をさらに加熱しそして圧縮する。
二度圧縮された作動ガスは、導管３９１０によって燃焼室３９４３に供給される。
燃焼室３９４３内で、動作流体（例えばガス−蒸気混合物）は燃料と合体して燃焼することにより、高温排ガスを生成する。高温排ガスは導管３９１２によって第１膨張タービン３９４４に供給され、この場所で高温排ガスは膨張され、導管３９１４によって復熱装置３９４１に供給される。復熱装置３９４２の後、作動ガスは、導管３９１６によって第２膨張タービン３９４５に供給され、そして第２膨張タービン３９４５によってさらにベース圧力又は周囲圧力まで膨張される。完全膨張済混合物は、排ガス出口３９４６を通して環境中に排出される。
１５． 廃熱回収のための開放サイクル・ガスタービン
図４１を参照すると、廃熱回収のための一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム４１００が示されている。図４２は、図４１に示されたシステム４１００によって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。開放サイクル・ガスタービン・システム４１００は、廃熱を回収すること、例えば内燃エンジンなどからほぼ４００℃の熱を回収するために用いられる。システム４１００は、圧縮機４１６０と、熱交換器４１６１と、膨張タービン４１６２と、液体回収のための任意の冷却器−凝縮器４１６３とを含む。圧縮機タービン４１６０は作動ガスを入口４１０２で吸引し、そして気化性液体供給装置４１０４によって提供された気化性液体、例えば水の蒸発とともに作動ガスを圧縮する。圧縮プロセスは、装置４１０４によって供給された気化性液体の小さな液滴の連続的な蒸発下で行われてよい。液滴は取り込み中又は圧縮経過中に、作動ガス中に噴射されるので、これらの液滴は上記のように作動ガスとともに圧縮される。気化性液体は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。圧縮された作動ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和され、導管４１０６によって熱交換器４１６１に供給される。
圧縮された作動ガス（混合物）は、膨張タービン４１６２による膨張前に、廃熱源を使用して、熱交換器４１６１内で加熱される。廃熱供給導管４１６５が廃熱を熱交換器４１６１に供給する。導管４１６６が廃熱を、廃熱が熱交換器４１６１を通過して熱交換器４１６１に熱エネルギーが提供されるまで除去する。膨張タービン４１６２を出る膨張された作動ガスは、任意には、冷却されるために冷却器−凝縮器４１６３に入って、気化性液体の大部分を凝縮してよい。気化性液体は導管４１０８に入ってよい。導管４１０８上のポンプ４１１０は、凝縮済液体を装置４１０４に再循環させるので、液体を圧縮機４１６０内に再噴射することができる。膨張された作動ガスは出口４１６４を通してシステム４１００を出る。
１６． 低温までの初期膨張を用いた廃熱回収を伴う高温ガスを直接に吸引する開放サイクル・ガスタービン
図４３をここで参照すると、廃熱回収のための一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム４３１０が示されている。図４４は、図４３に示されたシステム４３１０によって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。廃熱を回収するためのタービン・システム４３１０は、膨張タービン４３００と、圧縮機４３０２と、任意の冷却器−凝縮器４３０４とを含んでいる。膨張タービン４３００及び圧縮機４３０２は、発電機４３０６を駆動するために同じ軸４３０５上に取り付けられていてよい。
膨張タービン４３００は作動ガスを入口４３０１を通して吸引し、そしてガスを低温まで、そして周囲圧力を十分に下回る圧力まで膨張した。例えば図４３において、膨張タービン４３００内の膨張後の温度はほぼ８０℃であり、そして圧力は周囲圧力のほぼ１０分の１である。膨張済廃熱ガスは、導管４３１２によって圧縮機４３０２に供給される。
圧縮機タービン４３０２は、気化性液体供給装置４３０８によって提供された気化性液体の蒸発とともに膨張済廃熱ガスを圧縮する。圧縮プロセスは、気化性液体の小さな液滴の連続的な蒸発下で行われてよい。液滴は取り込み中又は圧縮経過中に、作動ガス中に噴射されるので、これらの液滴は上記のようにガスとともに圧縮される。気化性液体は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。圧縮された作動ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和され、そして出口４３０３を通してシステム４３１０を出る前に、導管４３１６によって任意の冷却器−凝縮器４３０４に供給される。任意の冷却器−凝縮器４３０４はガスを受け取り、そして気化性液体の大部分を冷却して凝縮してよい。ポンプ（図示せず）が、導管４３１８によって捕集された凝縮済液体を再循環させるので、液体を圧縮機４３０２内に噴射することができる。
１７． 中温までの初期膨張を用いた廃熱回収のための開放サイクル・ガスタービン
図４５を参照すると、廃熱回収のための一例としてのガスタービン・システム４５００が、導管４５２２によって圧縮４５２３に接続された膨張タービン４５２０と、任意の冷却器−凝縮器４５２５とを含んでいる。圧縮機タービン４５２３及び膨張タービン４５２０は、同じ軸（図示せず）上に取り付けられていてよい。図４６は、図４５に示されたシステム４５００によって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。膨張タービン４５２０は廃熱ガスを入口４５２１を通して吸引し、そしてガスを中温、例えば１５０℃まで膨張させる。廃熱ガスが膨張されるときの温度は、使用される特定の圧縮機タービン及び膨張タービンの実際の機械効率に応じて決定される。
膨張タービン４５２０と圧縮機４５２３との間の導管４５２２内に、気化性液体の液滴が第１気化性液体供給装置４５０２によって噴射される。導管４５２２は、液滴の移動時間が気化を可能にするのに十分に長いように形成されている。例えば１実施態様において、導管４５２２の長さは、ほぼ０．２〜１．０秒の移動時間を可能する。導管４５２２の容積は、１秒以内に１点を通る予測圧力及び予測温度の作動ガス体積の２０％〜１００％にほぼ等しい。圧縮機タービン４５２３は、付加的な気化性液体の蒸発とともにガスを圧縮する。付加的な気化性液体が、第２気化性液体供給装置４５０４によって圧縮機４５２３に供給される。圧縮プロセスは、気化性液体の小さな液滴の連続的な蒸発下で行われてよい。液滴は取り込み中又は圧縮経過中に、空気中に噴射されるので、これらの液滴は廃熱ガスとともに圧縮される。気化性液体は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。圧縮された作動ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和される。
圧縮済廃熱ガス（混合物）は、任意には、冷却されるために冷却器−凝縮器４５２５に入ってよい。ガスが冷却されると気化性液体の大部分が凝縮され、これは導管４５０６に供給される。ポンプ（図示せず）が凝縮済液体を再循環させるので、液体を装置４５０４によって圧縮機４５２３内に、そして装置４５０２によって導管４５２２内に噴射することができる。
１８． 開放サイクル・ピストン圧縮機／膨張タービン
図４７を参照すると、一例としての開放サイクル複合型ピストン圧縮機／膨張タービン・システム４７１０が示されている。このシステム４７１０は、約５０ｋＷ未満から約１ＭＷまでを生成する出力タービンにとって特に効率的な場合がある。開放サイクル・ピストン圧縮機／膨張タービン・システム４７１０は、所定の容積の内部圧縮空間を有するスクリュ圧縮機４７００と、復熱装置４７０１と、燃焼室４７０２、又は外部熱エネルギーを提供するための高温熱交換器と、カップリングされた軸４７０５と、膨張タービン４７０３とを含む。
スクリュ圧縮機４７００は作動ガス、例えば周囲空気を入口４７１２を通して吸引し、そして気化性液体供給装置４７１４によって提供された気化性液体の蒸発とともに作動ガスを圧縮する。圧縮プロセスは、装置４７１４からの気化性液体の小さな液滴（例えば水）の連続的な蒸発下で行われてよい。液滴は取り込み中、又は圧縮経過中に作動ガス中に噴射されるので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。気化性液体は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。圧縮された作動ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和され、導管４７１６によって復熱装置４７０１に供給される。
圧縮された作動ガス（混合物）は復熱装置４７０１に入り、この場所で、圧縮された作動ガスは、膨張タービン４７０３からの高温排ガスによって加熱される。加熱・圧縮済ガスは復熱装置４７０１を去り、そして導管４７１８によって燃焼室４７０２に供給される。燃焼室４７０２内では、燃料を作動ガスとともに燃焼させることにより、排ガスを形成する。排ガスは導管４７２０を通して燃焼室４７０２を去り、そして膨張タービン４７０３に入り、この場所で、膨張された排ガスは膨張される。膨張された排ガスは導管４７２２によって復熱装置４７０１に供給され、この場所で膨張された排ガスは、圧縮機４７００からの圧縮された作動ガスを加熱する。次いで排ガスは、排ガス出口４７０４を通ってシステム４７１０を出る。
膨張タービン４７０３は、カップリングされた軸４７０５を通してスクリュ圧縮機４７００を駆動し、軸において歯車４７２４が、タービンの回転速度とスクリュ圧縮機の回転速度とのバランスをとる。膨張タービン４７０３には発電機４７０６がカップリングされることにより、電力を発生させる。
１９． 冷却のための開放サイクル・ガスタービン・システム
図４８を参照すると、冷却のための低温作動ガスを発生させるための開放サイクル・ガスタービン・システム４８００の概略図が示されている。システム４８００はガス、例えば天然ガスを液化するために、又は他の冷却用途、例えば急速冷凍のために使用されてよい。冷却のための開放サイクル・ガスタービン・システム４８００は、圧縮機タービン４８２０と、復熱装置４８２１と、燃焼室４８２２と、第１膨張タービン４８２３と、冷却器−凝縮器４８２４と、第２膨張タービン４８２６と、軸４８２９と、低温熱交換器４８２７とを含む。
圧縮機タービン４８２０は作動ガスを入口４８０２を通して、周囲圧力及び周囲温度で吸引し、そして気化性液体の連続的な気化下で、例えば気化性液体の小さな液滴（例えば水）の連続的な蒸発下で作動ガスを圧縮する。気化性液体は、気化性液体供給装置４８０４によって提供される。液滴は取り込み中、又は圧縮経過中に作動ガス中に噴射されるので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。気化性液体は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。作動ガスの臨界温度が、液化されるべきガスの臨界温度よりも低い場合、気化性液体は、上記のように、高められた温度及び圧力で供給されてもよい。圧縮済ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和され、導管４８０６によって復熱装置４８２１に供給される。
圧縮後、圧縮された作動ガス（ガス−蒸気混合物）は、復熱装置４８２１に入り、この場所で圧縮された作動ガスは、第１膨張タービン４８２３からの高温排ガスによって加熱される。復熱装置４８２１を去った後、加熱済作動ガスは導管４８０８によって燃焼室４８２２に供給され、この場所で作動ガス燃料は燃焼させられ、そして作動ガス温度が上昇する。燃料は液化天然ガス製造現場で生成された炭化水素、又は任意の好適な燃料を含んでよい。燃焼室４８２２はこうして排ガスを生成し、排ガスは導管４８１０によって第１膨張タービン４８２３に供給される。
加熱済排ガスは、第１膨張タービン４８２３内で周囲圧力を上回る中間圧力まで膨張し、そしてこの加熱済排ガスを導管４８１２によって復熱装置４８２１に供給することにより、圧縮機タービン４８２０からの圧縮された作動ガスを加熱する。結果として、膨張された排ガス温度は低下する。膨張された排ガスは次いで導管４８１４によって冷却器−凝縮器４８２４に供給される。
冷却器−凝縮器４８２４内で、膨張された排ガスは周囲温度までさらに冷却され、そして気化済液体は凝縮し、これにより乾燥済排ガス、又は乾燥済作動ガスを生成する。液体は導管４８２５を通して、圧縮機タービン４８２０と連携された気化性液体供給装置４８０４に再循環される。
乾燥済作動ガスは導管４８１６によって、第２膨張タービン４８２６に供給される。第２膨張タービン４８２６内で、乾燥済作動ガスをシステムのベース圧力、すなわち周囲圧力まで膨張させることにより、低温作動ガスを生成する。全てのタービンは好ましくは同じ軸４８２９上に取り付けられている。
第２膨張の開始時の作動ガス温度が周囲温度であるので、第２膨張は作動ガス温度を、周囲温度を遙かに下回る温度まで、そして液化可能ガス、例えば天然ガス、又は同様の臨界温度を有する他のガス、例えばエタン及び二酸化炭素を液化するのに十分に低い温度まで低下させる。
低温作動ガスは導管４８１８によって、低温熱交換器４８２７に提供され、この場所で低温作動ガスは、加圧済の液化可能ガス（例えば天然ガス）を、作動ガス飽和圧力が周囲圧力に達する温度まで冷却する。次いで、作動ガスは、排ガス出口４８２８を通して環境中に排出される。加圧済の液化可能ガスは入口４８３０を通して供給され、そして天然ガスの場合には約-１６０℃の温度で、そして周囲圧力にほぼ等しい蒸気圧（約１ｂａｒ）で、出口４８３１を通して低温熱交換器４８２７を去ってよい。天然ガスの例では、液化天然ガス（ＬＮＧ）が出口４８３１を通って去る。
２０． 複合型外燃・内燃を伴う開放サイクル・ガスタービン・システム
図４９を参照すると、外燃及び内燃を伴う一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム４９００の概略図が示されている。図５０は、図４９に示されたシステム４９００によって実施される熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。外燃及び内燃を伴う開放サイクル・ガスタービン・システム４９００は、外燃サブシステム４９０２と内燃サブシステム４９０４とを含んでいる。外燃サブシステム４９０４は、低温炉４９４０と、高温炉４９４１と、高温熱交換器４９４２と、補助圧縮機４９４４とを含んでいる。内燃サブシステム４９０４は、圧縮機タービン４９４３と、燃焼室４９４５と、膨張タービン４９４６とを含んでいる。図４９の開放サイクル・ガスタービン４９００は、膨張された作動ガスをスプリッタ５１４８で２つの流れに分割し、そして図５１に示すように付加的な熱交換器５１０２を使用してもよい。
図４９を再び参照すると、外燃サブシステム４９０２は固体燃料、例えばバイオマス及び木材を含む固体燃料から熱を発生させる。固体燃料は、低温炉４９４０内で部分熱分解を被り、低温炉４９４０はクリーン且つ軽質の分子を気化し、そして蒸気及び軽質炭化水素を生成する。熱分解は、高い水素含量を有する典型的なバイオマスの場合には、約１５０℃で始まる。部分熱分解のための熱エネルギーは、この実施態様の場合には導管４９０６内の高温排ガスから抽出されてよい。外燃サブシステム４９０４からの導管４９０６内の高温排ガスは、高温炉４９４１を通過したものである。或いは、導管４９０６内の高温排ガスは、膨張タービン４９４６から直接に低温炉４９４０に達してもよい。他の低温熱エネルギー源、例えば他のエンジンの廃熱又は中温地熱源を使用することにより、低温炉４９４０内の部分熱分解プロセスのための熱を提供することもできる。
部分熱分解のガス生成物は、低温炉４９４０から導管４９０８を通って抽出され、そして補助圧縮機４９４４によって圧縮される。圧縮機タービンの最終圧力に等しい所定の圧力まで圧縮した後、ガス生成物は導管４９１０によって、内燃のために燃焼室４９４５に移動される。
低温炉４９４０内の部分熱分解後、まだ熱分解されていない固体燃料、例えばバイオマスを、空気とともに燃焼させるために、高温炉４９４１内に移動する。残りの固体燃料を高温炉４９４１内で燃焼させることにより、燃焼排ガスを生成する。燃焼排ガスは、高温熱交換器４９４２を通って圧縮機タービン４９４３から提供された圧縮された作動ガスを加熱する。いくつかの事例では、膨張タービン４９４６からの排ガスは、燃焼に十分な酸素を提供し、利用することができる。いくつかの事例では、残りの固体燃料とともに燃焼させるために高温炉に、付加的な周囲空気が供給される。高温熱交換器４９４２は高温炉４９４１の一体部分を形成してよい。燃焼排ガスは、部分熱分解プロセスのために、低温炉４９４０内の固体燃料に熱エネルギーを移動することもできる。
内燃サブシステム４９０４は、内燃ガスタービン・システムである。圧縮機タービン４９４３は、作動ガス、例えば周囲空気を入口４９１２を通して吸引し、そして気化性液体供給装置４９１４によって提供された気化性液体の蒸発とともに作動ガスを圧縮する。圧縮プロセスは、気化性液体の小さな液滴の連続的な蒸発下で行われてよい。液滴は取り込み中又は圧縮経過中に噴射され、作動ガスとともに圧縮される。気化性液体は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。気化性液体は、上記のように高められた温度及び圧力で供給されてよい。圧縮後、作動ガス（ガス−蒸気混合物）は導管４９１６によって、高温熱交換器４９４２に供給される。高温熱交換器４９４２は高温炉４９４１からの高温燃焼排ガス及び膨張タービン４９４６からの排ガスによって加熱される。次いで、圧縮された作動ガスは導管４９１８によって燃焼室４９４５に供給される。
膨張室内で、補助圧縮機４９４４によって燃焼室圧まで圧縮され、そして導管４９１０によって供給された軽質且つクリーンな熱分解ガスは、排ガスを生成するように燃焼される。作動ガス温度は再びほぼ１１００℃まで上昇する（図５０の状態変化Ｃ→Ｄ）。排ガスは、燃焼室４９４５から膨張タービン４９４６へ導管４９２０によって供給される。
膨張タービン４９４６内で、排ガスは約４００℃及び周囲圧力まで膨張される（図５０の状態変化Ｄ→Ｅ）。空気の作動ガスの場合、膨張された排ガスは、主としてその天然酸素含量を有する空気から成り続ける。それというのも、燃焼室４９４５内の燃焼によって消費される空気中の酸素は僅かだからである。膨張された排ガスは次いで導管４９０６に入る。
次いで、膨張された排ガスは高温炉４９４１に流れ、この場所で膨張された排ガスは、部分熱分解後に残る固体燃料へ熱を提供し、そしてこれにより排ガスの温度を約７００℃以上に高めるのを助ける（図５０の状態変化Ｅ→Ｆ）。排ガスは高温熱交換器４９４２内の付加的な熱エネルギーを、圧縮機タービン４９４３からの新たに圧縮された作動ガスに移す（図５０の状態変化Ｆ→Ｇ）。
その後、排ガスは低温炉４９４０に入ることにより、上記部分熱分解を生じさせるようにより多くの熱エネルギーを固体燃料に移動し、そして排ガス温度はさらに低下する（図５０の状態変化Ｇ→Ｈ）。最後に、排ガスは排ガス出口４９４７を通して環境中に排出され、この場所で排ガスは露点まで冷却され（図５０の状態変化Ｈ→Ｉ）、そして最後に蒸気は凝縮する（図５０の状態変化Ｉ→Ａ）か、又は周囲空気中で希釈される。
Ｂ． 密閉サイクル・ガスタービン
１． 復熱装置を備え、熱電併給を伴わない密閉サイクル・ガスタービン
図５２を参照すると、密閉サイクル・ガスタービン・システム５２００が示されている。図５３は、図５２に示されたシステム５２００に対応する熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。密閉サイクル・ガスタービン・システム５２００は、圧縮機タービン５２７０と、外部熱エネルギーを提供するための熱交換器５２７２と、復熱装置５２７１と、膨張タービン５２７３と、冷却器−凝縮器５２７４とを密閉システム内に含む。圧縮機タービン５２７０及び膨張タービン５２７３は、同じ軸（図示せず）上に取り付けられていてよい。
圧縮機タービン５２７０は作動ガスを吸引し、そして気化性液体供給装置５２０２によって提供された気化性液体の蒸発とともに作動ガスを圧縮する。圧縮プロセスは、気化性液体の小さな液滴の連続的な蒸発下で行われてよい。液滴は取り込み中又は圧縮経過中に噴射されるので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。気化性液体は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。外部タンクは外部中間冷却器と効果的に置き換わる。気化性液体は、上記のように高められた温度及び圧力で供給されてもよい。圧縮された作動ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和され、導管５２０４によって復熱装置５２７１に供給される。
圧縮された作動ガスは次いで、復熱装置５２７１に入り、ここで作動ガスは、膨張タービン５２７３からの高温排ガスによって加熱される。加熱・圧縮された作動ガス混合物は、復熱装置５２７１を去り、そして導管５２０６を介して高温熱交換器５２７２に入る。高温作動ガスは、導管５２０８を介して高温熱交換器５２７２を去り、そして膨張タービン５２７３に入り、この場所で高温作動ガスが膨張される。膨張された作動ガスは、導管５２１０によって復熱装置５２７１に供給され、この場所で、膨張された作動ガスは圧縮機タービン５２７０からの圧縮された作動ガスを加熱し、そしてこれにより、膨張された作動ガスは冷却される。
冷却済作動ガスを導管５２１２によって冷却器−凝縮器５２７４に供給し、そして冷却器−凝縮器５２７４を通過させることにより、圧縮・加熱中に気化された液体を除去（凝縮）する。除去された液体又は凝縮物は、ポンプ５２７６を含む導管５２７５に供給される。ポンプ５２７６は凝縮済液体を再循環させるので、液体を装置５２０２によって圧縮機５２７０内に噴射することができる。冷却済乾燥作動ガスは導管５２１４によって圧縮機５２７０に供給され、そしてシステム５２００を通して再循環される。
図５３の影付き領域は、排ガス中の凝縮しつつある蒸気から理論上、まだ得られる機械動力である。図から明らかなように、この「廃棄された」出力は比較的低い。なぜならば、膨張後には露点（ここで凝縮が始まる）が低く（大きい体積→低い蒸気密度→低い露点）、ひいては運び去られる（極めて大きい）エネルギーのエネルギー含量が低いからであり、このことは、高い全効率を促進するからである。
２． 熱電併給を伴わない、復熱装置、ＣＯ2作動ガス及びＣＯ2隔離を伴う密閉サイクル・ガスタービン
図５４を参照すると、酸素又は液化天然ガスを冷却剤として使用して液化することにより、二酸化炭素（ＣＯ2）を隔離することを伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム５４１０が設けられている。密閉サイクル・ガスタービン・システム５４１０は、圧縮機タービン５４００と、復熱装置５４０２と、燃焼室５４０３と、膨張タービン５４０４と、冷却器−凝縮器５４０５とを密閉サイクル内に含んでいる。
圧縮機タービン５４００はＣＯ2を吸引し、そして水の蒸発とともにＣＯ2を圧縮する。圧縮プロセスは、気化性液体供給装置５４１２によって提供された水の小さな液滴の連続的な蒸発下で行われてよい。液滴は取り込み中又は圧縮経過中に噴射されるので、これらの液滴はＣＯ2とともに圧縮される。水は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。外部タンクは外部中間冷却器と効果的に置き換わる。水は、上記のように高められた温度及び圧力で供給されてもよい。圧縮済ＣＯ2は、圧縮後に水蒸気で十分に飽和され、導管５４１４によって低温熱交換器５４０１に供給される。任意の低温熱交換器５４０１は凝縮物を除去することにより、乾燥圧縮済ＣＯ2作動ガスを調製する。凝縮物は導管５４１６内で受け取られ、導管５４１６は、凝縮物を循環させて気化性液体供給装置５４１２に戻すために、ポンプ５４１８を含んでいてよい。圧縮済動作乾燥ガスは、低温熱交換器５４０１を去り、そして導管５４２０によって復熱装置５４０２に供給される。
圧縮済動作乾燥ガスは次いで復熱装置５４０２に入り、この場所で、ガスは、膨張タービン５４０４からの高温排ガスによって加熱される。加熱・圧縮された作動ガス混合物は、導管５４２２を介して復熱装置５４０２を去り、そして燃焼室５４０３に入り、その場所では、炭化水素燃料、例えば液化天然ガスが入口５４２４で導入され、そして入口５４２４を通して供給された高酸素富化空気又は純酸素とともに燃焼される。いくつかの装置は、吸引された空気中のＯ2含有率を最大ほぼ８５％又は９０％に高めるためにＯ2富化装置、例えばゼオライト・フィルタ、又は膜フィルタなどを使用してよい。高温排ガス、まだここではＣＯ2と水との混合物は、導管５４２８を介して燃焼室５４０３を去り、そして膨張タービン５４０４に入り、この場所で排ガスが膨張される。
膨張された排ガスは復熱装置５４０２に供給され、この場所で、排ガスは圧縮機タービン５４００からの圧縮された作動ガスを加熱する。冷却済排ガスを次いで導管５４３０によって冷却器−凝縮器５４０５に供給し、これを通過させることにより、液体（凝縮物）を除去する。導管５４３２及びポンプ５４０８が、凝縮された水の一部を再循環させるので、水は圧縮機５４００内に噴射することができる。システムによって必要とされない水が出口５４０９を通って排出される。燃焼室５４０３内で生成され冷却器−凝縮器５４０５内で冷却されたＣＯ2は分離され、そして、弁５４０６を介して導管５４３６へ導かれる。この導管５４３６は、任意の余剰ＣＯ2の液化及び貯蔵のための液化エンジン（図５５参照）に通じていてよい。冷却済乾燥ＣＯ2は導管５４３８を介して圧縮機５４００に再循環される。
図５５を参照すると、図５４に示された装置とともに採用されてよい、一例としての液化システム５５００が示されている。液化システム５５００は、密閉サイクル低温蒸気エンジン５５０２にカップリングされた、導管５５１０内の液化可能ガスを液化するための冷却器５５１１と凝縮器／蒸発器５５１２とを含む。密閉サイクル低温蒸気エンジン５５０２は、膨張装置又は膨張タービン５５１４と、第２凝縮器／蒸発器５５１５と、ポンプ５５１６とを含む。低温蒸気エンジン内の膨張装置５５１４は発電機５５１８を駆動することにより、電力を生成する。
システム５４００（図５４）内で生成されたＣＯ2は、導管５４３６を通して液化エンジンに導かれ、導管５５１０（図５５）に供給され、そして冷却器５５１１内で冷却されることにより、ガスと蒸気ＣＯ2との飽和混合物を生成する。次いで、飽和ＣＯ2ガスは凝縮器／蒸発器５５１２を通過し、この場所で、ＣＯ2ガスを凝縮することから放出された熱エネルギーを利用することにより、低温蒸気エンジン５５０２の動作流体を気化する。動作流体は液化天然ガスであってよい。低温蒸気エンジン５５０２の動作流体の気化はＣＯ2を凝縮させる。液体天然ガスが動作流体として使用されると、動作流体の気化エネルギーは、図５４のガスタービン５４００内で液化天然ガスを燃焼させることにより生成されたＣＯ2のほぼ全てを凝縮するのに十分である。１実施態様の場合、図５４の燃焼室５４０３内でＨＣを燃焼させることにより生成されたＣＯ2は、図５５に示された上記液化エンジンに導かれる。換言すれば、同量の天然ガスの燃焼により生成されたＣＯ2の全てを凝縮するには、液化天然ガス単独の気化による冷却で十分なので、付加的な極低温装置は必要とならない場合がある。図５５の密閉サイクル低温蒸気エンジンを使用すると、ＣＯ2のほぼ全てを凝縮するので好ましい。
低温動作流体から生成された蒸気は、低温蒸気エンジンの膨張装置５５１４を駆動することにより、機械エネルギーを生成するために使用される。低温蒸気エンジンの気化済動作流体は、燃焼室５４０３内で使用されるべき液化天然ガス又はＯ2を気化するために気化済動作流体の熱エネルギーを移動することにより、第２凝縮器−蒸発器５５１５内で凝縮されてよい。気化済液化天然ガス又はＯ2は入口５５１７から入る。気化済液化天然ガス又はＯ2を冷却器内で使用することにより、燃焼室５４０３内で生成されたＣＯ2を、このＣＯ2が最初に液化エンジンに入ったときに冷却することもできる。
３． 熱電併給を伴わない、ＣＯ2作動ガス及び高圧での隔離を伴う、復熱装置を有する密閉サイクル・ガスタービン
図５６を参照すると、密閉サイクルの上側の圧力レベルで抽出することにより、二酸化炭素を隔離することを伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム５６００が示されている。密閉サイクル・ガスタービン・システム５６００は、圧縮機タービン５６２０と、抽出弁５６２２と、復熱装置５６２３と、燃焼室５６２４と、膨張タービン５６２５と、冷却器−凝縮器５６２６とを密閉システム内に含む。
圧縮機タービン５６２０は二酸化炭素ＣＯ2を入口５６０２を通して所定のベース圧力で吸引し、そして典型的な環境温度、例えば０℃〜２５℃のＣＯ2の凝縮を可能にするのに十分に高い上側圧力までＣＯ2を圧縮する。従って極低温装置は必要とならない。圧縮機は、気化性液体供給装置５６０４によって提供された水の蒸発とともにＣＯ2を圧縮する。圧縮プロセスは、水の小さな液滴の連続的な蒸発下で行われてよい。液滴は取り込み中又は圧縮経過中に噴射されるので、これらの液滴はＣＯ2とともに圧縮される。水は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。外部タンクは外部中間冷却器と効果的に置き換わる。水は、上記のように高められた温度及び圧力で供給されてもよい。圧縮済ＣＯ2は、圧縮後に水蒸気で十分に飽和され、導管５６０８によって任意の低温熱交換器５６２１に供給され、低温熱交換器５６２１は凝縮器５６０９を除去する。
交換器５６２１を去ったＣＯ2は、導管５６１０によって、分離弁又は抽出弁５６２２に供給される。次いで、各サイクルにおいて燃焼室５６２４内で生成されるものに等しいＣＯ2の一部が、圧縮・飽和されたＣＯ2から分離され、そして抽出弁５６２２及び導管５６１２を介して、搬送又は貯蔵のために導かれる。
残りの圧縮された作動ガス（ＣＯ2混合物）は次いで、導管５６１４を介して復熱装置５６２３に入り、この場所で、圧縮された作動ガスは、膨張タービン５６２５からの高温排ガスによって加熱される。加熱・圧縮された作動ガス混合物は、導管５６１６を介して復熱装置５６２３を去り、そして燃焼室５６２４に入り、この場所で炭化水素燃料５６１８が純酸素６５２８と一緒に燃焼される。高温排ガス、まだここではＣＯ2と水との混合物は、導管５６３０を介して燃焼室５６２４を去り、そして膨張タービン５６２５に入り、この場所で排ガスが膨張される。膨張済ガスは導管５６３２を介して復熱装置５６２３に供給され、この場所で、膨張された排ガスは圧縮済動作流体混合物を加熱する。冷却・膨張された排ガスを次いで導管５６３４を介して冷却器−凝縮器５６２６を通過させることにより、液体を除去する。ポンプ５６３６及び導管５６３８が、凝縮された水の一部を再循環させるので、水は圧縮機５６２０内に噴射することができる。システムによって必要とされない水が出口５６４０を通って排出される。冷却済乾燥ＣＯ2は圧縮機５６２０から始まって、システム５６００を通して再循環される。
４． 熱電併給を伴わない、ＡＲ／ＣＯ2作動ガス及び低圧での隔離を伴う密閉サイクル・ガスタービン
図５７を参照すると、液化による二酸化炭素隔離を伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム５７００が示されている。密閉サイクル・ガスタービン・システム５７００は、復熱装置を有し、そして熱電併給を伴い、ＣＯ2と等エントロピー指数が高いガス、例えばＡｒ、Ｈｅ、又はＮ2との混合物を作動ガスとして利用する。システム５７００は、圧縮機タービン５７４０と、復熱装置５７４１と、燃焼室５７４２と、第１及び第２膨張タービン５７４３，５７４４と、冷却器−凝縮器５７４５と、抽出弁５７４８とを密閉システム内に含む。作動ガスの一部としてヘリウムが使用される場合、ヘリウムは、高い熱移動速度を有しているので、必要となる熱交換器はより小さいが、しかし分子量が低いので、タービンはより高速で回転しなければならない。
圧縮機タービン５７４０は入口５７０２を通して作動ガスを吸引し、そして気化性液体供給装置５７０４によって提供された水の蒸発とともに作動ガスを圧縮する。圧縮プロセスは、水の小さな液滴の連続的な蒸発下で行われてよい。液滴は取り込み中又は圧縮経過中に噴射されるので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。水は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。外部タンクは外部中間冷却器と効果的に置き換わる。水は、上記のように高められた温度及び圧力で供給されてもよい。圧縮された作動ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和される。
圧縮された作動ガスは次いで、導管５７０６を介して復熱装置５７４１に入り、この場所で、作動ガスは、第１膨張タービン５７４３からの高温排ガスによって加熱される。加熱・圧縮された作動ガス混合物は、復熱装置５７４１を去り、そして導管５７０８を介して燃焼室５７４２に入り、この場所で炭化水素燃料５７１０が純酸素５７１２と一緒に燃焼される。燃焼はＣＯ2と水とを生成する。高温排ガスは、導管５７１４を介して燃焼室５７４２を去り、そして第１膨張タービン５７４３に入り、この場所で排ガスが中間圧力まで膨張される。部分膨張済ガスは導管５７１６を介して復熱装置５７４１に供給され、この場所で、排ガスは、圧縮機タービン５７４０からの作動ガスを加熱する。
次いで冷却済排ガスは、導管５７１８を介して第２圧縮タービン５７４４を通過させられ、この場所で、排ガスは、システム５７００のベース圧力までさらに膨張される。次いで、二度膨張された排ガスを導管５７２０を介して冷却器−凝縮器５７４５を通過させることにより、液体を除去する。ポンプ５７５０及び導管５７２２が、凝縮された水の一部を再循環させるので、水は装置５７０４によって圧縮機５７４０内に噴射することができる。システムによって必要とされない水が出口５７２４によって排出されてよい。
冷却器−凝縮器５７４５の後、二度膨張された作動ガスは、導管５７２６を介して抽出弁５７４８に入り、この場所で、燃焼室５７４２内で生成されたＣＯ2を含有する作動ガスの隔離部分が分離され、そして弁を介して液化エンジンへ導かれる。システム５７００の上側圧力で抽出を行うと、システムの外部で別の圧縮機を使用することなしに、周囲圧力又はこれに近い圧力での液化が可能になる。液化のための液化エンジンは、ＣＯ2を除去し、そして弁５７４９を介して、等エントロピー指数が高いガスを、作動ガスの動作部分と混合されるように密閉サイクル・ガスタービンに戻す。等エントロピー指数が高いガスは、導管５７２８を介して、圧縮機５７４０から始まってシステム５７００を通して再循環される。圧縮機５７４０及び膨張タービン５７４３，５４７７は共通の軸５７４６上に設けられていてよい。軸５７４６は、電力を生成するために発電機５７４７にエネルギーを提供することができる。
図５８を参照すると、図５７に示された装置と一緒に採用されてよい液化エンジンが示されている。液化エンジン５８００は、冷却器５８６１と、ＣＯ2凝縮器５８６２と、分離器５８６３とを含んでいる。導管５８６０内の隔離部分は先ず冷却器５８６１内で冷却され、続いてＣＯ2のほぼ全てが、等エントロピー指数が高いガスから分離器５８６３によって分離される前に、凝縮器５８６２内で凝縮される。等エントロピー指数が高い冷却済ガスは、導管５８６５を介して密閉ガスタービンへ、冷却器５８６１を介して戻され、これにより隔離部分から熱エネルギーを抽出する。
５． ＡＲ／ＣＯ2作動ガス及び抽出による隔離を伴う密閉サイクル・ガスタービン
図５９をここで参照すると、密閉サイクルの上側の圧力レベルで抽出することにより、二酸化炭素を隔離することを伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム５９００が示されている。密閉サイクル・ガスタービン・システム５９００は好ましくは、復熱装置を有し、そして熱電併給を伴わない、ＣＯ2と等エントロピー指数が高いガス、例えばＡｒ、Ｈｅ、又はＮ2との混合物を作動ガスとして利用する。システム５９００は、圧縮機タービン５９８０と、抽出弁５９８８と、熱交換器５９９０と、ＣＯ2凝縮器５９９１と、変換混合器５９８９と、復熱装置５９８１と、燃焼室５９８２と、第１及び第２膨張タービン５９８３，５９８４と、冷却器−凝縮器５９９５とを密閉システム内に含む。ヘリウムが使用される場合、ヘリウムは、高い熱移動速度を有しているので、必要となる熱交換器はより小さいが、しかし分子量が低いので、タービンはより高速で回転しなければならない。
圧縮機タービン５９８０は入口５９０２を通して作動ガスを吸引し、そして気化性液体供給装置５９０４によって提供された水の小さな液滴の連続的な蒸発下で作動ガスを圧縮する。液滴は取り込み中又は圧縮経過中に噴射されるので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。水は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。外部タンクは外部中間冷却器と効果的に置き換わる。水は、上記のように高められた温度及び圧力で供給されてもよい。圧縮された作動ガスは、圧縮後に水蒸気で十分に飽和され、そして導管５９６０によって抽出弁５９８８に供給される。抽出弁５９８８において、アルゴン／ＣＯ2又は他の所期隔離ガスが、抽出弁５９８８において除去され、そして導管５９０８へ供給される。好ましくは、導管５９０８内の隔離部分は、燃焼室５９８２内で生成されたＣＯ2である。これについては下で説明する。
隔離部分は熱交換器５９９０内で冷却される。次いで、ＣＯ2のうちのほとんど全ては、凝縮器５９９１内で凝縮され、これとともに、等エントロピー指数が高いガスから分離される。等エントロピー指数が高い冷却済ガスは、導管５９１０を通って、熱交換器５９９０を介して戻り、これにより、隔離部分から熱エネルギーを抽出する。等エントロピー指数が高いガスは、戻り混合器５９８９を介して密閉ガスタービン内で作動ガスと混合され、そしてシステム５９００を通して再循環される。圧縮された作動ガスの導管５９１２から隔離されていない部分と、導管５９１０内に戻されたガスとは、導管５９１４によって復熱装置５９８１に供給される。
作動ガスは次いで、復熱装置（すなわち排ガスからの熱を「再カップリング」するための熱交換器）５９８１に入り、この場所で、作動ガスは、膨張タービン５９８３からの高温排ガスによって加熱される。加熱・圧縮された作動ガス混合物は、復熱装置５９８１を去り、そして導管５９１６を介して燃焼室５９８２に入り、この場所で炭化水素燃料５９１８が純酸素５９２０と一緒に燃焼されることにより、ＣＯ2と水との混合物が生成される。高温排ガスは、燃焼室５９８２を去り、そして導管５９２２を介して第１膨張タービン５９８３に入り、この場所で排ガスが中間圧力まで膨張される。
膨張された排ガスは導管５９２４を介して復熱装置５９８１に供給され、この場所で、膨張された排ガスは、圧縮された作動ガスを加熱する。復熱装置５９８１の後、排ガスを、導管５９２６を介して第２圧縮タービン５９８４に供給し、そして第２圧縮タービン５９８４によって、排ガスをさらに膨張させることにより、ベース圧力又は周囲圧力の二度膨張された排ガスを生成する。次いで、二度膨張された排ガスを、導管５９２８によって冷却器−凝縮器５９８５を通過させることにより、液体を除去する。液体又は凝縮物は、導管５９３０に供給される。導管５９３０上のポンプ５９９２が、凝縮された水の一部を再循環させるので、水は装置５９０４によって圧縮機５６８０内に噴射することができる。システムによって必要とされない水が出口５９３２を通って排出される。冷却器−凝縮器５９８５を出る冷却済乾燥ＣＯ2は、圧縮機５９８０から始まって、導管５９３２を介してシステム５９００を通して再循環される。
６． 復熱装置及び熱電併給を伴う密閉サイクル・ガスタービン
図６０を参照すると、圧縮後の増大した作動ガス密度に起因して露点が高くなったとき、圧縮直後にＣＨＰのための熱エネルギーが抽出されるような、ＣＨＰを伴う一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム６０００が示されている。図１７ａ、１７ｂ、及び１７ｃは、それぞれ最大熱生成、最大電力生成、及び混合型熱・電力生成中に、図６０に示されたシステム６０００によって実施される熱力学的サイクルを示す。システム６０００から抽出される熱エネルギーの量は、外部消費装置の実際の要件（例えばビル暖房）に従って動的に変化されてよい。
熱及び電力の双方は、熱効率の僅かな変化とともに、同じシステムによって独立して生成することができる。例えば、全熱負荷時に、電力生成効率は、図１７ａのクロスハッチング（又は影）部分によって示される最適熱サイクルのほぼ５０％であってよい。電力だけ（熱は無し）を生成するときには、システムの効率は、図１７ｂのクロスハッチング部分によって示される最適熱サイクルのほぼ５３％であってよい。全熱負荷のほぼ５０％の時には、電力生成効率は、図１７ｃのクロスハッチング部分によって示される最適熱サイクルのほぼ５１．５％であってよい。生成される電力はまた、電力生成効率とともに変化するが、しかし僅かに多くの燃料を燃焼することにより一定に保つことができる。
システム６０００は、圧縮機タービン６０８０と、低温交換器６０８１と、復熱装置６０８２と、低温交換器６０８３と、膨張タービン６０８４と、冷却器−凝縮器６０８５とを密閉システム内に含む。圧縮機タービン６０８０は入口６００２を通して作動ガスを吸引し、そして気化性液体供給装置６００４によって提供された気化性液体（例えば水）の小さな液滴の連続的な蒸発下で作動ガスを圧縮する。液滴は取り込み中又は圧縮経過中に噴射されるので、これらの液滴は空気とともに圧縮される。水は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。外部タンクは外部中間冷却器と効果的に置き換わる。水は、上記のように高められた温度及び圧力で供給されてもよい。圧縮済ガスは、圧縮後に水蒸気で十分に飽和され、そして導管６００６によって低温熱交換器６０８１に供給される。
圧縮された作動ガスは次いで、低温熱交換器６０８１に入ることにより冷却され、そして気化性液体は、作動ガス中の熱エネルギーの一部を凝縮し抽出する。凝縮済液体又は凝縮物は、装置６００４で圧縮機６０８０内に凝縮物を噴射することにより、導管６０８８及びフィードポンプ６０８９を介して再循環されてよい。次いで、より低温でより乾燥した作動ガスは、導管６００８を介して復熱装置６０８２に流れ、この場所で圧縮された作動ガスは膨張タービン６０８４からの高温排ガスによって加熱される。加熱・圧縮済の作動ガス混合物は、導管６０１０を介して復熱装置６０８２を去り、そして高温熱交換器６０８３に入る。
高温作動ガスは、導管６０１２を介して燃焼室６０８３を去り、そして膨張タービン６０８４に入り、この場所で作動ガスが膨張される。膨張作動ガスは復熱装置６０８３に供給され、この場所で、作動ガスは圧縮機タービン６０８０からの圧縮された作動ガスを加熱する。冷却済作動ガスを次いで導管６０１４を介して冷却器−凝縮器６０８５を通過させることにより、付加的な液体又は凝縮物、及び熱を除去する。凝縮物は導管６０８６に供給される。導管６０８６上のポンプ６０８７が、凝縮された液体を再循環させるので、液体は圧縮機６０８０内に装置６００４によって噴射することができる。冷却済乾燥ガスは、導管６０１６を通って冷却器−凝縮器６０８５を出て、圧縮機６０８０から始まって、システム６００を通して再循環される。
７． 熱電併給を伴い、ＣＯ2作動ガス及び隔離を伴う、復熱装置を有する密閉サイクル・ガスタービン
図６１を参照すると、ＣＨＰを伴い、また液化による二酸化炭素隔離を伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム６１１０が示されている。
この実施態様及びその他の実施態様ではＣＯ2が言及されているが、言うまでもなく、他の所期隔離ガスが所望され生成されてもよい。密閉サイクル・ガスタービン・システム６１１０は好ましくは、復熱装置及び熱電併給を伴い、作動ガスとしてＣＯ2を使用する。システム６１１０は、圧縮機タービン６１００と、低温熱交換器６１０１と、復熱装置６１０２と、燃焼室６１０３と、膨張タービン６１０４と、冷却器−凝縮器６１０５とを密閉システム内に含む。
圧縮機タービン６１００は入口６１１２でＣＯ2を吸引し、そして気化性液体供給装置６１１４によって提供された水の小さな液滴の連続的な蒸発下で作動ガス（ＣＯ2）を圧縮する。液滴は取り込み中又は圧縮経過中に噴射されるので、これらの液滴はＣＯ2とともに圧縮される。水は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。外部タンクは外部中間冷却器と効果的に置き換わる。水は、上記のように高められた温度及び圧力で供給されてもよい。圧縮された作動ガス（ＣＯ2）は、圧縮後に水蒸気で十分に飽和され、そして導管６１１６によって低温熱交換器６１０１に供給される。
圧縮された作動ガスは次いで、低温熱交換器６１０１に入り、冷却され、そして水を凝縮することにより、混合物中の熱エネルギーの一部を抽出する。熱交換器６１０１による冷却により液体が除去又は凝縮され、この液体は、ポンプ６１２０を有する導管６１１８に供給される。作動ガスから熱エネルギーを持ち去る導管６１１８内の液体の流れを調節することにより、消費のために生成された熱の量を変化させることができる。圧縮された作動ガスは次いで導管６１２２を介して、復熱装置６１０２（すなわち排ガスからの熱を「再カップリング」するための熱交換器）に入り、この場所で、圧縮された作動ガスは、膨張タービン６１０４からの高温排ガスによって加熱される。加熱・圧縮された作動ガス混合物は、導管６１２４を介して復熱装置を去り、そして燃焼室６１０３に入り、この場所で炭化水素燃料６１２６及び酸素６１２８が供給され燃焼される。排ガス、まだここではＣＯ2と水との混合物は、導管６１３９を介して燃焼室を去り、そして膨張タービン６１０４に入り、この場所で圧縮済排ガスが膨張される。膨張された作動ガス、又は膨張された排ガスは、導管６１３２を介して復熱装置に供給され、この場所で、膨張された排ガスは圧縮タービン６１００からの圧縮済混合物を加熱する。
次いで冷却・圧縮済排ガスを、導管６１３４を介して冷却器−凝縮器６１０５を通過させることにより、液体を除去する。除去された液体は、ポンプ６１３８を有する導管６１３６に供給される。ポンプ６１３８，６１２０が、凝縮された水の一部を再循環させるので、水は装置６１１４によって圧縮機６１００内に噴射することができる。システム６１００によって必要とされない水が出口６１０９で排出される。冷却・膨張された排ガスの残りは、導管６１４０を通って冷却器−凝縮器６１０５を出て、そして抽出弁６１０６に供給され、この抽出弁はＣＯ2を分離又は隔離し、ＣＯ2は出口６１４２を通して前述の液化エンジンに供給されてよい。排ガスの残りの部分は導管６１４４に供給され、そして入口６１１２に流体的に接続され、ひいては再びシステム６１００を通して再循環され始める。
８． 熱電併給を伴い、ＣＯ2作動ガス及び高圧での隔離を伴う、復熱装置を有する密閉サイクル・ガスタービン
図６２を参照すると、ＣＨＰを伴い、また密閉サイクルの上側の圧力レベルで抽出することによる二酸化炭素隔離を伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム６２００が示されている。システム６２００は、復熱装置及び熱電併給を伴い、作動ガスとしてＣＯ2を使用する。システム６２００は、圧縮機タービン６２２０と、低温熱交換器６２２１と、復熱装置６２２３と、燃焼室６２２４と、膨張タービン６２２５と、冷却器−凝縮器６２２６とを密閉システム内に含む。
圧縮機タービン６２２０は入口６２０２を通して作動ガス（ＣＯ2）を吸引し、そして気化性液体供給装置６２０４によって提供された水の小さな液滴の連続的な蒸発下で作動ガス（ＣＯ2）を圧縮する。液滴は取り込み中又は圧縮経過中に噴射されるので、これらの液滴はＣＯ2とともに圧縮される。或いは、水は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。外部タンクは外部中間冷却器と効果的に置き換わる。水は、上記のように高められた温度及び圧力で供給されてもよい。圧縮された作動ガス（ＣＯ2）は、圧縮後に水蒸気で十分に飽和され、そして導管６２０６に向かって流出する。
圧縮された作動ガスは次いで、導管６２０６から低温熱交換器６２２１に入り、冷却され、そして水を凝縮することにより、混合物中の熱エネルギーの一部を抽出する。凝縮された水は導管６２０８に供給され、これは装置６２０４に供給されてよい。残りの作動ガスは導管６２１０によって抽出弁６２２２に供給される。燃焼室６２２４内で生成されるものに等しいＣＯ2の一部が、圧縮・飽和された作業ガスＣＯ2から抽出弁６２２２によって分離され、搬送又は貯蔵のために導管６２１２に供給される。残りの圧縮された作動ガス混合物は次いで導管６２１４に、次いで復熱装置６２２３に入り、この場所で、作動ガスは、膨張タービン６２２３からの高温排ガスによって加熱される。加熱・圧縮された作動ガス混合物は、導管６２１６を介して復熱装置６２２３を去り、そして燃焼室６２２４に入り、この場所で炭化水素燃料６２１８が純酸素６２２０と一緒に燃焼される。
高温排ガス、まだここではＣＯ2と水との混合物は、導管６２３０を介して燃焼室６２２３を去り、そして膨張タービン６２２５に入り、この場所で排ガスが膨張される。膨張された排ガスは、導管６２３２を介して復熱装置に供給され、この場所で、膨張された排ガスは圧縮済動作流体を加熱する。冷却済排ガスを導管６２３４に供給し、次いで冷却器−凝縮器６２２６を通過させることにより、液体を除去する。除去された液体又は凝縮物は、導管６２４０に供給され、この場所で液体は装置６２０４に進むか又は排出されてよい。冷却済乾燥作動ガス（ＣＯ2）は圧縮機６２３８によって入口６２０２に供給され、そして圧縮機６２２０から始まって、システム６２００を通して再循環される。
９． ２つの膨張タービン間に復熱装置を有する密閉サイクル・ガスタービン
図６３をここで参照すると、復熱装置の前及び後に２段膨張を伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム６３１０が示されている。密閉サイクル・ガスタービン・システム６３１０は、圧縮機６３００と、復熱装置６３０１と、高温熱交換器６３０２又は燃焼室と、第１及び第２膨張タービン６３０３，６３０４と、任意の冷却器−凝縮器６３０５とを含む。圧縮機６３００及び膨張タービン６３０３，６３０４は同じ軸６３０９上に取り付けられ、そしてこれらは、発電機６３０６を駆動して電力を生成するために使用されてよい。
圧縮機タービン６３００は入口６３１２を通して作動ガスを吸引し、そして気化性液体供給装置６３１４によって提供された気化性液体（例えば水）の小さな液滴の連続的な蒸発下で作動ガスを圧縮する。液滴は取り込み中又は圧縮経過中に噴射されるので、これらの液滴はガスとともに圧縮される。気化性液体は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。外部タンクは外部中間冷却器と効果的に置き換わる。気化性液体は、上記のように高められた温度及び圧力で供給されてもよい。圧縮された作動ガスは、圧縮後に水蒸気で十分に飽和され、そして導管６３１６によって復熱装置６３０１に供給される。
圧縮された作動ガスは復熱装置６３０１を通過し、そして第１膨張タービン６３０３から高温ガスによって加熱される。次いで作動ガスは、導管６３１８を介して高温熱交換器６３０２に入り、この場所で作動ガスはさらに加熱される。補助圧縮機が使用される半密閉サイクルで作業する場合には、高温熱交換器６３０２の代わりに燃焼室又はピストン・エンジンが使用されてよい。次いで、加熱済作動ガスは導管６３２０によって第１膨張タービン６３０３に供給され、そして導管６３２２を介して復熱装置６３０１を通過する前に膨張される。第１膨張タービン６３０３の膨張比は、膨張後の膨張された作動ガス（混合物）の温度が復熱装置６３０１の機械拘束内に入るように決定される。いくつかの事例の場合、第１膨張タービンの比は第２膨張タービン６３０４よりもほぼ２〜４倍高くてよい。
復熱装置６３０１の後、一度膨張された作動ガスは、導管６３２４によって第２膨張タービン６３０４に供給され、第２膨張タービン６３０４によってベース圧力又は周囲圧力までさらに膨張される。第２膨張タービン６３０４は、第２膨張後の作動ガスの温度が混合物の露点の近くであるのに十分に、作動ガス混合物を膨張させる。完全膨張済又は二度膨張済の作動ガスを、導管６３２６によって冷却器−凝縮器６３０５に供給し、そして冷却器−凝縮器６３０５によって冷却することにより、圧縮機内の再使用のために気化性液体を凝縮する。凝縮された液体は、ポンプ６３０８を有する導管６３０７に供給され、システム６３１０内で再び使用するために装置６３１４に供給されてよい。残りの動作流体は、導管６３２８によって、再使用のために入口６３１２に供給される。
１０． 復熱装置及び気化性燃料を使用する圧縮を伴う密閉サイクル航空機用ガスタービン・エンジン
図６４を参照すると、補助圧縮機タービンを通して供給された燃焼空気を用いて、密閉サイクル・モードで動作する、一例としてのターボファン・エンジン６４００が示されている。図６５は、図６４に示されたエンジン６４００又はシステムの熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。主出力タービンはサイズを大幅に低減することができる。なぜならば、エンジン６４００を利用する航空機の場合、密閉サイクル主出力タービンのベース圧力が、巡航高度の周囲圧力を著しく上回ることができるからである。例えば、周囲圧力がほぼ２５０ｍｂａｒの巡航高度を考えると、密閉サイクル主出力タービンのベース圧力はほぼ５ｂａｒであってよく、これは、密閉サイクル主出力タービンが開放サイクル・ターボファン・エンジンのサイズのほぼ１／２０となるのを可能にする。
ターボファン・エンジン６４００は、圧縮機タービン６４４０と、復熱装置６４４１と、燃焼室６４４２と、膨張タービン６６４３と、ポンプ（図示せず）と、再循環導管と、冷却器−凝縮器６４４４とを含んでいる。圧縮機タービン６４４０は、液滴の連続的な気化下で、又は２つの連続する圧縮機段間の領域内に液滴を噴射することによって、噴射された液体と一緒に作動ガスを圧縮する。いくつかの事例において、気化性液体は燃料であってよい。或いは、気化性液体は、外部タンクを介して供給されてよい。タンクの重量は、このターボファン・エンジン６４００に起因して、燃料消費量が低減され、そして構成部分のサイズが低減されることにより軽減された重量でしかないことが好ましい。液体は、上記のように、高められた温度及び圧力で供給されてもよい。圧縮された作動ガスは復熱装置６４４１に入り、この場所で、作動ガスが燃焼室６４４２に入る前に、圧縮済ガスが膨張タービン６４４３からの高温排ガスによって加熱される復熱装置６４４１に入る。
ファン６４４８は、取り込み時に、補助圧縮機タービン６４４５を通してチャネル内を導かれるよりも多量の空気を僅かに圧縮し、そして加速する。
補助圧縮機タービン６４４５は、ファン６４４８からの空気の一部を圧縮し、そしてこの部分を圧縮した後、空気は燃焼室６４４２内に入り、この場所で空気は、噴射された燃料と一緒に燃焼することにより、エンジン６４００内で循環する作動ガスを加熱する。膨張タービン６４４３内の膨張後、膨張された作動ガス部分（空気に相当）が抽出され、そして膨張された作動ガスをジェット・ノズル６４４７内で加速することにより大型ファン６４４８によって僅かに圧縮された空気と一緒に推力を生成する前に、補助膨張タービン６４４６内で膨張させる。
しかしながら、作動ガスの大部分は、密閉サイクル内で再循環され、そして復熱装置６４４１を通過することにより、圧縮機タービン６４４０からの圧縮された作動ガスを加熱する。その後、作動ガスは冷却器−凝縮器６４４４内でさらに冷却され、そして相応の量の水が凝縮し、これがポンプによって圧縮タービン６４４０に再循環される。ファン６４４９からの僅かに圧縮された空気は、冷却器−凝縮器６４４４内で作動ガスを冷却する。従って、その温度は僅かに高まり、そしてジェット・ノズル６４４７内で圧縮済空気を膨張させることにより生成される相応の推力が改善される。
１１． 廃熱回収のための密閉サイクル・ガスタービン
図６６を参照すると、廃熱回収のための一例としてのシステム６６００が示されている。図４２は、図６６に示されたシステム６６００の熱力学的プロセスに相当する理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。密閉サイクル・タービン・システム６６００は、内燃エンジンなどからほぼ４００℃の熱を回収するために用いられる。システム６６００は、圧縮機６６８０と、熱交換器６６８１と、膨張タービン６６８２と、液体回収のための任意の冷却器−凝縮器６６８３とを含む。
圧縮機タービン６６８０は作動ガスを入口６６０２で吸引し、そして気化性液体供給装置６６０４によって提供された気化性液体（例えば水）の小さな液滴の連続的な蒸発下で作動ガスを圧縮する。液滴は取り込み中又は圧縮経過中に、噴射されるので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。圧縮済ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和され、導管６６０６によって熱交換器６６８１に供給される。圧縮された作動ガス混合物は、廃熱源を使用して、熱交換器６６８１内で加熱される。廃熱によって熱交換器６６８１に熱エネルギーが供給される。廃熱は、入口６６８６によって熱交換器６６８１に供給され、そして出口６６８７によって除去される。作動ガスは導管６３０８によって膨張タービン６６８２に供給され、そして膨張タービン６６８２によってベース圧力まで膨張される。膨張された作動ガスは導管６６１０を介して、冷却されるために冷却器−凝縮器６６８３に入って、気化性液体の大部分を凝縮してよい。気化性液体は導管６６８３に入り、気化性液体の大部分を凝縮する。凝縮済液体、又は凝縮物は、導管６６８４に供給される。導管６６８４及びポンプ６６８５は液体を装置６６０４に再循環させる。
１２． ピストン圧縮機及び膨張タービンを有する密閉サイクル・システム
図６７を参照すると、一例としての密閉サイクル複合ピストン圧縮機／膨張タービン・システム６７００が示されている。密閉サイクル複合ピストン圧縮機／膨張タービン・システム６７００は、所定の容積の内部圧縮空間を有するスクリュ圧縮機６７２０と、復熱装置６７２１と、外燃高温熱交換器６７２２又は燃焼器、カップリングされた軸６７２５、歯車と、冷却器−凝縮器６７２４と、膨張タービン６７２３とを含んでいる。
作動ガスは好ましくは、高い等エントロピー指数を有し、例えばアルゴン（Ａｒ）である。スクリュ圧縮機６７２０は作動ガスを入口６７０２で吸引し、そして気化性液体供給装置６７０４によって提供された気化性液体の小さな液滴（例えば水）の連続的な蒸発下で作動ガスを圧縮する。液滴は圧縮中に内部圧縮空間内に噴射され得るので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。気化性液体は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。外部タンクは外部中間冷却器と効果的に置き換わる。気化性液体は、上記のように高められた温度及び圧力で供給されてもよい。圧縮済ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和され、導管６７０６が圧縮済作業ガスを復熱装置６７２１に供給する。
圧縮された作動ガス（混合物）は次いで復熱装置６７２１に入り、この場所で、作動ガスは、膨張タービン６７２３からの高温排ガスによって加熱される。加熱・圧縮済ガスは導管６７０８を介して復熱装置６７２１を去り、そして加熱ユニット６７１０に入る。加熱ユニットは、高温熱交換器６７２２又は燃焼器であってよい。加熱ユニット６７１０内で加熱された作動ガスは排ガスを調製する。
排ガスは導管６７１２を介して加熱ユニット６７１０を去り、そして膨張タービン６７２３に入り、この場所で、排ガスは膨張される。膨張された作動ガス又は膨張された排ガスは導管６７１４を介して復熱装置６７２１に供給され、この場所で膨張された排ガスは、圧縮機６７２０からの圧縮された作動ガスを加熱する。膨張タービン６７２３は、カップリングされた軸６７２５を通してスクリュ圧縮機６７２０を駆動し、軸において歯車６７１６が、タービン６７２３の回転速度とスクリュ圧縮機６７２０の回転速度とのバランスをとる。膨張タービンには発電機６７２６がカップリングされることにより、電力を発生させる。いくつかの実施態様では、スクリュ圧縮機の代わりに、回転翼圧縮機又は往復ピストン圧縮機が使用されてよい。
１３． ２つの圧縮タービン間に熱交換器を有する開放サイクル・ガスタービン
図６８を参照すると、第２断熱圧縮が行われる前に、気化性液体の圧縮及び回収を伴う一例としての開放サイクル・ガスタービン・システム６８００が示されている。図６９は、図６８に示されたシステム６８００の熱力学的プロセスを示す理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。開放サイクル・ガスタービン・システム６８００は、第１及び第２圧縮機６８８０，６８８４と、冷却器−凝縮器６８８１と、ポンプ６８８３と、燃焼室６８８５と、膨張タービン６８８６とを含む。圧縮機６８８０，６８８４及び膨張タービン６８８６は同じ軸（図示せず）上に取り付けられていてよく、そしてこれらは、発電機（図示せず）を駆動して電力を生成するために使用される。
第１圧縮機タービン６８８０は作動ガスを入口６８０２で吸引し、そして気化性液体供給装置６８０４によって供給される気化性液体の小さな液滴（例えば水）の連続的な蒸発下で作動ガスを圧縮する。液滴は空気取り込み中、又は圧縮経過中に噴射されるので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。気化性液体は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。外部タンクは外部中間冷却器と効果的に置き換わる。気化性液体は、上記のように、高められた温度及び圧力で供給されてもよい。圧縮された作動ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和され、導管６８０６によって冷却器−凝縮器６８８１に供給される。
次いで、圧縮済混合物は第１冷却器−凝縮器６８８１に入り、冷却され、そして気化性液体の大部分が凝縮される。凝縮済液体、又は凝縮物は、ポンプ６８８３を有する導管６８０８に供給される。ポンプ３７８３は凝縮済液体を再循環させるので、液体を装置６８０４によって圧縮機６８８０内に噴射することができる。次いで、作動ガスは導管６８１０を介して、第２圧縮機６８８４に移り、この場所で、一度圧縮された作動ガスを、気化性液体の添加なしに圧縮することにより、二度圧縮された作動ガスを形成する。
二度圧縮済ガスは、導管６８１２を通って加熱ユニット６８１８、例えば燃焼室６８８５に進み、この場所で二度圧縮された作動ガスは、燃料と合体して燃焼するして、高温排ガスを生成する。いくつかの事例では、加熱ユニット６８１８は、高温熱交換器又はピストン・エンジンであってよい。高温排ガスは導管６８１４によって膨張タービン６８８６に供給され、この場所で、高温排ガスはベース圧力まで膨張させられる。
１４． ２つの圧縮タービン間に復熱装置を有する密閉サイクル・ガスタービン
図７０を参照すると、復熱装置の前及び後に圧縮を伴う、一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム７０００が示されている。このシステム７０００の効率は、高効率タービンを使用する場合、ほぼ６０％に達し得る。加えて、このシステム７０００は、より低い圧縮・膨張比で良好に機能する。典型的には第２圧力比はほぼ２：１〜ほぼ４：１である。燃焼室内の温度増大が高い事例ほど、圧縮・膨張比も高くなることがある。典型的には、総圧縮・膨張比はほぼ３：１〜ほぼ２０：１であってよい。第１圧縮機７０２０内で圧縮された後の作動ガスの温度が余りにも高いので、十分な熱が復熱装置内で「回収」可能でない場合、第２膨張タービンを、下記図７１に示すように使用されてよい。図３６は、図７０に示されたシステム７０００によって実施される熱力学的プロセスの理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。
開放サイクル・ガスタービン・システム７０００は、第１及び第２圧縮機７０２０，７０２２と、復熱装置７０２１と、加熱ユニット７０１２（例えば燃焼室又は熱交換器７０２３）と、膨張タービン７０２４とを含む。圧縮機及び膨張タービンは同じ軸７０２６上に取り付けられていてよく、そしてこれらは、発電機７０２７を駆動して電力を生成するために使用される。第１圧縮機タービン７０２０は作動ガスを入口７００２を介して吸引し、そして気化性液体供給装置７００４によって提供された気化性液体の蒸発とともに作動ガスを圧縮する。圧縮プロセスは、装置７００４によって提供される気化性液体の小さな液滴（例えば水）の連続的な蒸発下で行われてよい。液滴は取り込み中、又は圧縮経過中に噴射されるので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。気化性液体は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。圧縮された作動ガスは、圧縮後に蒸気で飽和され、導管７００６によって復熱装置７０２１に供給される。
圧縮済混合物は、復熱装置７０２１を通過し、そして膨張タービン７０２４からの高温ガスによって加熱される。復熱装置７０２１の後、作動ガスを導管７００８によって第２圧縮機７０２４に供給し、そして第２圧縮機７０２４を通過させる。第２圧縮機７０２４は作動ガス（ガス−蒸気混合物）をさらに加熱する。第２圧縮機を通過した後、二度圧縮された作動ガスは、導管７０１０を介して、燃焼室又はピストン７０２３であってよい加熱ユニット７０１２に移り、この場所で燃料及び酸素が供給され、そして二度圧縮された作動ガスと燃料とは燃焼することにより、高温排ガスを生成する。加熱ユニット７０１２は好ましくは燃焼室７０２３である。或いは、加熱ユニット７０１２は高温熱交換器であってもよい。半密閉サイクルで動作する場合、補助圧縮機が酸素又は燃焼のための空気を供給してよい。
加熱済排ガスは、第１圧縮機タービン７０２０からの新たに圧縮された作動ガスに熱エネルギーを移すために、導管７０１６を介して復熱装置７０２１を通過する前に、導管７０１４によって膨張タービン７０２４に供給され、そして、膨張タービン７０２４内で膨張される。復熱装置７０２１の後、排ガスは導管７０２５を介して冷却器−凝縮器７０１８に移り、冷却器−凝縮器７０１８は、液体又は凝縮物を除去する。凝縮物を導管７０３０に供給し、そして装置７００４に流体的に接続することにより、液体を再循環させ又は排出してよい。残りの動作流体は、導管７０３２を通って冷却器−凝縮器７０１８を出て、そして第１圧縮機タービン７０２０の入口７００２によって受け取られる。
１５． ２圧縮タービン間及び２膨張タービン間に復熱装置を備えた密閉サイクル・ガスタービン
図７１を参照すると、復熱装置の前後に圧縮を伴い、そして復熱装置の前後に２段膨張を伴う一例としての密閉サイクル・ガスタービン・システム７１００が示されている。密閉サイクル・ガスタービン・システム７１００は、第１及び第２圧縮機７１４０，７１４２と、復熱装置７１４１と、燃焼室７１４３と、冷却器−凝縮器と、第１及び第２膨張タービン７１４４，７１４５とを含む。圧縮機及び膨張タービンは同じ軸７１４７上に取り付けられていてよく、そしてこれらは、発電機７１４８を駆動して電力を生成するために使用される。
第１圧縮機タービン７１４０は作動ガスを入口７１０２で吸引し、そして気化性液体供給装置７１０４によって供給された気化性液体（例えば水）の小さな液滴の連続的な蒸発下で作動ガスを圧縮する。液滴は空気取り込み中、又は圧縮経過中に噴射されるので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。気化性液体は、上記のように高められた温度及び圧力で供給されてもよい。圧縮済ガスは、圧縮後に蒸気で飽和され、導管７１０６によって復熱装置７１４１に供給される。圧縮された作動ガス混合物は復熱装置７１４１を通過し、そして第１膨張タービン７１４４からの高温ガスによって加熱される。次いで混合物は、導管７１０８を介して第２圧縮機７１４２を通過することにより、二度圧縮された作動ガスを生成する。
二度圧縮された作動ガスは、導管７１１０によって、加熱ユニット７１１２、例えば燃焼室７１４３に供給され、この場所で、二度圧縮された作動ガスを加熱することにより、高温排ガスを形成する。こうして、例えば加熱ユニット７１１２が燃焼室７１４３であるならば、二度圧縮された作動ガスは、燃料と合体して燃焼して、高温排ガスを生成する。加熱ユニット７１１２はピストン・エンジンであってもよい。加熱ユニット７１１２は高温熱交換器であってもよい。排ガスは、導管７１１４を介して、第１膨張タービン７１４４に入り、この場所で排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスを生成してエネルギーを産出する。
膨張された排ガスを、導管７１１６によって復熱装置７１４１に供給することにより、これを通過する圧縮された作動ガスを加熱するのを助ける。復熱装置７１４１の後、作動ガスは、導管７１１８によって第２膨張タービン７１４５に供給され、そしてベース圧力までさらに膨張される。二度膨張された排ガスは、導管７１２０によって第２膨張タービン７１４５を去り、そして冷却器−凝縮器７１２２に供給され、この場所で二度膨張された排ガスは冷却される。冷却器−凝縮器７１２２によって排ガスから凝縮物が除去されてよい。残りの排ガスは導管７１２４によって、第１圧縮機７１４０の入口７１０２に供給される。
１６． 冷却のための密閉サイクル・ガスタービン・システム
図７２を参照すると、冷却のための密閉サイクル・ガスタービン・システム７２１２が示されている。図７３は、図７２に示されたシステム７２１２における熱力学的プロセスの理論上の概略的Ｓ−Ｔダイヤグラムである。冷却のための密閉サイクル・ガスタービン・システム７２１２は、圧縮機７２００と、復熱装置７２０１と、熱交換器７２０２と、第１及び第２膨張タービン７２０３，７２０６と、冷却器−凝縮器７２０４と、低温熱交換器７２０７とを含む。圧縮機及び膨張タービンは同じ軸７２１０上に取り付けられていてよく、余剰の機械動力を入手できる場合には、発電機（図示せず）を用いて付加的な電力を生成してよい。
圧縮機タービン７２００は作動ガス、例えばヘリウムを入口７２１４で、ベース圧力で吸引する。ベース圧力は周囲圧力にあるか、これを上回るか、又は下回っていてよい。例えば低負荷条件では、ベース圧力は出力生成を低減するために大気圧を下回っていてよい。圧縮機タービン７２００は、気化性液体供給装置７２１６によって提供された気化性液体の連続的な気化下で、作動ガスを圧縮する。作動ガスは例えば、装置７２１６からの気化性液体の小さな液滴の連続的な蒸発下で圧縮されてよい。液滴は取り込み中、又は圧縮経過中に作動ガス中に噴射されるので、これらの液滴は作動ガスとともに圧縮される。気化性液体は上記のように、外部タンクを介して供給されてもよい。外部タンクは外部中間冷却器と効果的に置き換わる。気化性液体は、上記のように、高められた温度及び圧力で供給されてもよい。圧縮済ガスは、圧縮後に蒸気で十分に飽和され、導管７２１８によって復熱装置７２０１に供給される。
圧縮された作動ガスは復熱装置７２０１に入り、この場所で、圧縮された作動ガスは、第１膨張タービン７２０３からの高温排ガスによって加熱される。復熱装置７０２１を去った後、加熱済作動ガス混合物は、導管７２２０を介して熱交換器７２０２に入ることにより、作動ガス温度をさらに高める。熱交換器７２０２は、燃料又は任意のその他の熱源、例えばガスタービンからの廃熱、又は蒸気タービンからの抽出済蒸気を燃焼することにより加熱されてよい。
加熱済作動ガス混合物は、導管７２２２によって、第１膨張タービン７２０３に供給される。圧縮された作動ガスを第１膨張タービン７２０３内で、システム７２１２のベース圧力を上回る中間圧力まで膨張させ（図７３の状態変化Ｄ→Ｅ）、そして導管７２２４を介して復熱装置７２０１に移すことにより、圧縮機タービン７２００からの圧縮された作動ガスに熱を移動する。冷却器−凝縮器７２０４内で、作動ガスは周囲温度まで冷却され、そして気化済液体は凝縮する（図７３の状態変化Ｆ→Ｇ）。凝縮済液体、又は凝縮物は、これが装置７２１６に供給され得る場所から、導管７２０５に供給される。残りの一度膨張された排ガスは導管７２３０によって、第２膨張タービン７２０６に供給される。第２膨張タービン７２０６内では、一度膨張された作動ガス、又は排ガスは再びシステムのベース圧力まで膨張され、そして二度膨張された排ガス、又は作動ガス、又は低温作動ガスを形成する。
第２膨張開始時の作動ガス温度は周囲温度であるので、第２膨張は、作動ガス温度を、周囲温度を遙かに下回る温度に低下させる。このように、天然ガス（又は同様の臨界温度を有する他のガス、例えば二酸化炭素、空気、酸素、又は窒素など）を液化するのに十分に低い温度に達することができる。低温作動ガスは導管７２３２によって、低温熱交換器７２０７に供給され、この場所で、低温作動ガスは加圧天然ガスを、作動ガス飽和圧力が周囲圧力に達する温度まで冷却する。図７２のシステム７２１２において、入口７２０８を通って供給される加圧天然ガスは、ほぼ１６０℃の温度で、すなわち、約１ｂａｒの蒸気圧で、出口７２０９を通って、更に処理されるために低温熱交換器／液化装置７２０７を去る。作動ガスが加圧天然ガスを冷却するのにつれて、作動ガスは加熱される（図７３の状態変化Ｈ→Ａ）。次いで、作動ガスは、導管７２３６を通って低温熱交換器／液化装置７２０７を去り、そして圧縮機タービン７２００によって入口７２１４で再び吸引されることにより、サイクルが閉じられる。
システム７２１２の熱力学的プロセスの出力生成部分は、図７３の状態点Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆによって画定された面積を包含し、熱力学的プロセスの出力消費部分に多かれ少なかれ等しい。熱力学的プロセスの出力消費部分は、状態点Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ａによって画定された面積を含む。差は、生成又は消費された正味出力である。機械効率が１００％未満の実際のエンジンの場合、差は熱に変換され、この熱は熱交換器７２０４内で冷却し凝縮することにより除去される。図７３に示されているように、出力生成部分は時計回りに読まれるのに対して、出力消費部分は反時計回りに読まれる。システム７２１２のベース圧力を調節することにより、冷却出力を変化させることができ、そしてタービン７２００，７２０３及び７２０６内の圧縮・膨張比を調節することにより、機械動力生成及び冷却出力のための所期温度範囲に達することができる。
Ｃ． 混合型開放／密閉サイクル・ガスタービン
１． 復熱装置及び内燃室を有する混合型開放／密閉サイクル・ガスタービン
図７４をここで参照すると、密閉サイクル作動ガス・サイクルと、内燃室内で空気を燃焼させるための開放サイクル空気供給とを組み合わせた、一例としてのガスタービン・システム７４００が示されている。システム７４００は、第１及び第２圧縮機タービン７４６０，７４６２と、補助圧縮機タービン７４６７と、混合器７４６９と、復熱装置７４６１と、燃焼室７４６３と、第１及び第２膨張タービン７４６４，７４６５と、補助膨張タービン７４７１と、ポンプ７４７６と、再循環導管７４７５と、冷却器−凝縮器７４７４とを含んでいてよい。
第１圧縮機タービン７４６０は、入口７４０２で作動ガスを吸引し、そして液滴の連続的な気化下で、又は２つの連続する圧縮機段間の領域内に液滴を噴射することによって、噴射された液体と一緒に作動ガスを圧縮する。液体又は液滴は気化性液体供給装置７４０４によって提供される。気化性液体供給装置は外部タンクを含んでいてもよく、この場合には、気化性液体は上記のように外部タンクを介して供給されてよい。外部タンクは外部中間冷却器と効果的に置き換わる。気化性液体は、上記のように高められた温度及び圧力で供給されてもよい。圧縮された作動ガスは、導管７４０６を通して第１圧縮機７４６０を去る前に、完全に飽和されるのが好ましい。圧縮された作動ガスは次いで、復熱装置７４６１に入り、この場所で圧縮された作動ガスは、第１膨張タービン７４６４からの排ガスの残余部分によって加熱される。圧縮された作動ガスは、導管７４０８によって混合器７４６９に供給される。混合器７４６９は導管７４１０から圧縮済空気を受け取る。
補助圧縮タービン７４６７は、周囲空気を吸引し、空気を圧縮し、そして圧縮済空気を導管７４１０に供給する。圧縮済空気及び圧縮された作動ガスは、導管７４１２によって第２圧縮タービン７４６５に供給される前に、混合器７４６９内で混合される。第２圧縮の後、混合済作動ガスは、導管７４１４によって燃焼室７４６３に供給される。燃焼室７４６３内で、混合済作動ガスを燃料とともに燃焼させることにより、排ガスを生成する。
次いで、排ガスは導管７４１６によって第１膨張タービン７４６４に供給され、この場所で排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガス及びエネルギーを生成する。導管７４１０によって補助圧縮機タービン７４６７に供給される新鮮空気の質量と同等の量で、排ガスの一部が、第１膨張タービン７４６４の段のうちの１つから抽出される。抽出済排ガス部分は、導管７４７０によって補助膨張タービン７４７１に供給される。補助膨張タービン７４７１は、膨張された排ガスを周囲圧まで膨張させ、そしてこの排ガス部分を排ガス出口７４７２を通して環境中に排出する。
排ガスの残余部分は、導管７４２０によって復熱装置７４６１に供給される。排ガスは復熱装置７４６１を通過し、そして導管７４２２によって第２膨張タービン７４６５に供給される。第２膨張タービン７４６５内で、排ガスはベース圧力まで膨張され、ひいてはエネルギー及び二度膨張された排ガスを生成する。二度膨張された排ガスは、導管７４２４によって冷却器−凝縮器７４６６に供給される。冷却器−凝縮器７４６６内で、二度膨張された排ガスはさらに冷却され、そして第１圧縮機タービン内で圧縮経過中に気化された水は凝縮する。凝縮済の水、又は凝縮物は導管７４７５に供給され、そしてポンプ７４７６の助けにより、第１圧縮機７４６０上の気化性液体供給装置７４０４に再循環される。ベース圧力にある乾燥済残余部分、又は乾燥済排ガスは、入口７４２４を通して第１圧縮機タービン７４６０によって再び吸引されることにより、サイクルが閉じられる。全てのタービン（圧縮７４６７，７４６０，７４６２及び膨張７４６４，７４６５，７４７１）が同じ軸７４７３上に取り付けられていてよく、そしてこれらは電力を発生させるために発電機７４７４を駆動することができる。
２． ピストン圧縮機と補助圧縮機と補助膨張タービンとを有する混合型開放／密閉サイクル・ガスタービン
図７５を参照すると、半密閉サイクルを実施するための、一例としての複合型ピストン圧縮機／膨張タービン・システム７５００が示されている。半密閉サイクルを実施するための複合型ピストン圧縮機／膨張タービン・システム７５００、又は装置は、補助圧縮機７５４０と、補助膨張タービン７５４５と、スクリュ圧縮機７５４１と、復熱装置７５４２と、膨張タービン７５４４と、燃焼室７５４３と、冷却器−凝縮器７５４６とを含んでいてよい。
補助スクリュ圧縮機７５４０は、入口７５０２を通して吸引された新鮮空気を圧縮する。補助スクリュ圧縮機７５４０は、第１気化性液体供給装置７５０４によって提供されたベース圧力まで、水の気化下で空気を圧縮する。圧縮済空気／蒸気混合物は、導管７５０６によって主スクリュ圧縮機７５４１に供給され、そしてフィードガスと混ざることにより、作動ガスを形成する。作動ガス（又はフィードガス及び空気・蒸気混合物）は、主スクリュ圧縮機７５４１によって入口７５０８を通して吸引される。主スクリュ圧縮機７５４１は作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成する。
圧縮された作動ガスは、導管７５１０によって復熱装置７５４２に供給され、そして復熱装置７５４２を通過し、この場所で、圧縮された作動ガスは、主膨張タービン７５４４からの排ガスによって加熱される。予熱・圧縮された作動ガスは導管７５１２を通って復熱装置を去り、そして燃焼室７５４３に入り、この場所で、圧縮された作動ガス及び燃料が燃焼させられる。その後、高温作動ガスの流出物、又は排ガスは導管７５１４によって、膨張タービン７５４４に供給される。膨張タービン７５４４内で、排ガスはベース圧力まで膨張される。
主膨張タービン７５４４の後、膨張された作動ガスは出口７５１６に供給され、
出口７５１６は、第１導管７５１８及び第２導管７５２０に流体的に接続された分割器である。膨張された排ガスのより小さな部分は第１導管７５１８内に供給され、そして補助タービン７５２５に移される。導管７５１８に供給された排ガス部分は好ましくは、補助スクリュ圧縮機７５４０によって圧縮された吸引済空気、及び燃焼済燃料に相当する。第１導管７５１８内に供給された排ガス部分は、補助膨張タービン７５４５内で周囲圧力までさらに膨張され、そして出口７５２２を通して環境に放出される。排ガスの残余部分は第２導管７５２０内に供給され、そして復熱装置７５４２を通過することにより、主スクリュ圧縮機７５４１からの圧縮された作動ガスを加熱する。残余の排ガスは次いで、圧縮経過中に気化された水の凝縮分を冷却して除去するために、導管７５２４によって冷却器−凝縮器７５４６に供給される。凝縮された水、又は凝縮物は、導管７５２６及び導管７５２８に供給される。導管７５２６は、圧縮機７５４０の第１気化性液体供給装置７５０４に水を供給する。導管７５２８は、主圧縮機７５４１の第２気化性液体供給装置７５３０に水を供給する。
このように、凝縮された水は、補助スクリュ圧縮機７５４０及び主スクリュ圧縮機７５４１に、気化の反復のために再循環されてよい。もちろん、補助膨張タービン７５４５内で膨張されるように分離された作動ガス部分は、主膨張タービン７５４４の排気温度と、主スクリュ圧縮機７５４１の後の圧縮終了温度との間まで冷却されるように、復熱装置７５４２を通過してもよい。
主スクリュ圧縮機７５４１と主膨張タービン７５４４とは、軸７５３２，７５３４及び歯車７５４７を介して結合されている。補助スクリュ圧縮機７５４０と補助膨張タービン７５４５とは、軸７５３６，７５３８及び歯車７５４８を介して結合されている。もちろん、全ての圧縮機及びタービンは、共通の軸上に取り付けられるか、又は単一の歯車を介して結合されていてよい。主膨張タービン７５４４は、上記実施態様において、電力を生成するために発電機７５４９を駆動する。
ＩＩＩ． 更なる態様及び注釈
更なる態様、システム、及び方法をここに提示する。
図１６を参照すると、動力及び任意には熱を生成するための開放サイクル・ガスタービン・システムでが圧縮機と、気化性液体供給装置と、熱交換器と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンとを含み、該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該気化性液体供給装置は、該作動ガスに気化性液体を供給するように、該圧縮機と連携されており；該熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスを冷却することにより、冷却・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該復熱装置は、該熱交換器から該冷却・圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを加えることにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該燃焼室は、該復熱装置から該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、動力を発生させ、そして膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；そして該復熱装置が、該膨張された排ガスを受け取るように該膨張タービンに流体的に接続されている。
図１６を参照すると、動力及び任意には熱を生成するための開放サイクル・ガスタービン・システムでが圧縮機と、気化性液体供給装置と、熱交換器と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンとを含み、該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該気化性液体供給装置は、該作動ガスに気化性液体を供給するように、該圧縮機と連携されており；該熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスを冷却することにより、冷却・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該復熱装置は、該熱交換器から該冷却・圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを加えることにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該燃焼室は、該復熱装置から該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、動力を発生させ、そして膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；そして該復熱装置が、該膨張された排ガスを受け取るように該膨張タービンに流体的に接続されている。
図１６を参照すると、開放サイクル・ガスタービンで動力を生成する方法が：作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成する工程であって、該作動ガス圧縮工程が、該作動ガスに気化性液体を供給することを含む工程と；該圧縮された作動ガスを熱交換器内で冷却することにより、冷却・圧縮された作動ガスを生成する工程と；該冷却・圧縮された作動ガスに復熱装置内の熱エネルギーを加えることにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成する工程と；該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼室内で燃焼することにより、排ガスを生成する工程と；該排ガスを膨張タービン内で膨張させることにより、動力を発生させ、そして膨張された排ガスを生成する工程と；該膨張された排ガスから復熱装置へ熱エネルギーを供給する工程とを含む。
図２０を参照すると、開放サイクル・ガスタービン・システムが、圧縮機と、気化性液体供給装置と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンと、熱交換器と、導管とを含み；該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該気化性液体供給装置は、該作動ガスに液滴を供給するように、該圧縮機と連携されており；該復熱装置は、該圧縮機から該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスに熱エネルギーを供給することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該熱排ガスからエネルギーを除去することにより、膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；該熱交換器は、該膨張された排ガスを受け取り、そして該膨張された排ガスから熱エネルギーを除去することにより、冷却・膨張された排ガスを生成するように、該膨張タービンに流体的に接続されており；該導管が、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、該冷却・膨張された排ガスを該復熱装置に供給するように、該熱交換器と連携されている。
図３３を参照すると、開放サイクル・ガスタービン・システムが：気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、復熱装置と、第１膨張タービンと、導管と、第２膨張タービンとを含み；該第１圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該第１膨張タービンは、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取るように、該復熱装置に流体的に接続されており、そして、該加熱・圧縮された作動ガスを膨張させるように働くことにより、エネルギーと、一度膨張された作動ガスとを生成し；該導管は、該第１膨張タービンから該復熱装置へ、該一度膨張された作動ガスを供給するために設けられており；そして該第２膨張タービンは、該一度膨張された作動ガスを受け取るように、該復熱装置に流体的に接続されており、そして、該一度膨張された作動ガスを膨張させるように働くことにより、エネルギーを生成し、そして二度膨張された作動ガスを生成する。
図３５を参照すると、開放サイクル・ガスタービン・システムが：気化性液体供給装置を有する圧縮機と、復熱装置と、第２圧縮機と、燃焼室と、膨張タービンと、導管とを含み；該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該復熱装置は、該作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを加えることにより、一度加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該第２圧縮機は、該一度加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該一度加熱・圧縮された作動ガスをさらに圧縮することにより、二度圧縮された作動ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該燃焼室は、該二度圧縮された作動ガスを受け取り、そして該二度圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；そして該導管が、該膨張タービンから該復熱装置へ、熱エネルギーを提供する該膨張された作動ガスを供給するように、該復熱装置と該膨張タービンとの間に流体的に接続されている。
図３７を参照すると、開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：第１圧縮機と、冷却器−凝縮器と、導管と、第２圧縮機と、燃焼室と、膨張タービンとを含み；該第１圧縮機は、作動ガスを受け取るために設けられており、該第１圧縮機は気化性液体供給装置を有しており、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該冷却器−凝縮器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスを冷却することにより、凝縮液体と、冷却・圧縮された作動ガスとを生成するように、該第１圧縮機に流体的に接続されており；該導管は、該冷却器−凝縮器から該気化性液体供給装置へ該凝縮液体を供給するために設けられており；該第２圧縮機は、該冷却・圧縮された作動ガスを受け取るように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており、そして二度圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該燃焼室は、該二度圧縮された作動ガスを受け取り、そして該二度圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；そして該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、エネルギーを発生させ、そして膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されている。
図３９を参照すると、開放サイクル・ガスタービン・システムが：気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、復熱装置と、第２圧縮機と、燃焼室と、第１膨張タービンと、導管と、第２膨張タービンとを含み；該第１圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取るように、該第１圧縮機に流体的に接続されており、そして該作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；第２圧縮機は、該復熱装置から該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを圧縮することにより、二度圧縮された作動ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該燃焼室は、該二度圧縮された作動ガスを受け取り、そして該二度圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；該第１膨張タービンは、該排ガスを受け取るように、該燃焼室に流体的に接続されており、そして、一度膨張された排ガスを生成するように働くことができ；該導管は該復熱装置及び第１膨張タービンに流体的に接続されており、そして該導管は、該第１膨張タービンから該復熱装置へ、該一度膨張された作動ガスを供給するために設けられており；該復熱装置はさらに、該一度膨張された排ガスから熱エネルギーを受け取り、そして、冷却された一度膨張された排ガスを生成するように働くことができ；該第２膨張タービンは、該冷却された一度膨張された排ガスを受け取り、そして該冷却された一度膨張された排ガスを膨張させることにより、二度膨張された排ガス及びエネルギーを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されている。
図４８を参照すると、冷却のための開放サイクル・ガスタービン・システムが：気化性液体供給装置を有する圧縮機と、復熱装置と、燃焼室と、第１膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、第２膨張タービンと、低温熱交換器とを含み；該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該第１膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガス及びエネルギーを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；該復熱装置は、該第１膨張タービンから該膨張された排ガスを受け取り、そして熱エネルギーを除去することにより、冷却・膨張された排ガスを生成するように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；該冷却器−凝縮器は、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして乾燥済作動ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該第２膨張タービンは、該乾燥済作動ガスを受け取り、そして低温作動ガスを生成するように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており；そして該低温熱交換器は、該低温作動ガスを受け取り、そして該低温作動ガスに熱エネルギーを供給するように、該第２膨張タービンに流体的に接続されている。
図６８を参照すると、開放サイクル・ガスタービン・システムが：第１圧縮機と、冷却器−凝縮器と、導管と、第２圧縮機と、加熱ユニットと、膨張タービンとを含み；該第１圧縮機は、作動ガスを受け取るために設けられており、該第１圧縮機は気化性液体供給装置を有しており、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該冷却器−凝縮器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスを冷却することにより、凝縮液体と、冷却・圧縮された作動ガスとを生成するように、該第１圧縮機に流体的に接続されており；該導管は、該冷却器−凝縮器から該気化性液体供給装置へ該凝縮液体を供給するために設けられており、該第２圧縮機は、該冷却・圧縮された作動ガスを受け取るように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており、そして二度圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該加熱ユニットは、該二度圧縮された作動ガスを受け取り、そして該二度圧縮された作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、排ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；そして該膨張タービンは、該排ガスを受け取るように、該加熱ユニットに流体的に接続されており、そして該排ガスを膨張させることにより、エネルギーを発生させ、そして膨張された排ガスを生成するように作動する。
図１〜３を参照すると、作動ガスを受け取り、そして圧縮された作動ガスを生成するためのターボ圧縮機が：複数のステータと；複数のインペラと；複数のステートと複数のインペラとを取り囲み、そして入口と出口とを有するハウジングと；該作動ガスに気化性液体を提供するための気化性液体供給装置とを含み；そして該気化性液体供給装置が、該作動ガスを飽和し、そして該気化性液体供給装置に提供される全ての液体を気化するようにサイズ設定され構成されている。
複数の段を有するターボ圧縮機内で作動ガスを圧縮する方法であって、該方法が：該ターボ圧縮機のハウジング内に、入口を通して該作動ガスを導入し；該ターボ圧縮機の複数の段のうちの少なくとも１つの段の間に気化性液体を提供し；該作動ガスを、出口を通して排出することを含み；そして該気化性液体提供工程が、該作動ガスが排出される前に、全ての液体が気化されるような速度、サイズ、及び位置で、該気化性液体を提供する工程を含む。
図８〜９を参照すると、動力を発生させるための半密閉タービン・システムが：第１圧縮機と、気化性液体供給装置を有する第２圧縮機と、復熱装置と、燃焼室と、第１膨張タービンと、第１導管と、第２膨張タービンとを含み、該第１圧縮機は、新鮮作動ガスを受け取り、そして該新鮮作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該第２圧縮機は、再循環作動ガスを受け取り、そして圧縮された再循環作動ガスを生成するために設けられており；該復熱装置は、圧縮された再循環作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを添加することにより、加熱された圧縮済再循環作動ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；該燃焼室は、第１圧縮された作動ガスを受け取るように該第１圧縮機にカップリングされ、そして該加熱された圧縮済再循環作動ガスを受け取るように該復熱装置に流体的に接続されており、そして、該第１圧縮された作動ガス、及び該加熱された圧縮済再循環作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように働くことができ；該第１膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；該復熱装置は、該膨張された排ガスを受け取るように、該膨張タービンに流体的に接続されており、そして該復熱装置は、冷却・膨張された排ガスを生成するように働くことができ；該第１導管は、該冷却・膨張された排ガスを受け取るように、該復熱装置に流体的に接続されており；該第２膨張タービンは、該第１導管に流体的に接続されており、また、該冷却・膨張された排ガスの少なくとも一部を受け取り、そして該冷却済排ガスを膨張させることにより、エネルギーを生成するように働くことができ；そして該第２圧縮機は、該冷却・膨張された排ガスの少なくとも一部を受け取るように、該第１導管に流体的に接続されており、そして該冷却・膨張された排ガスが、該再循環作動ガスとして該第２圧縮機に提供される。
図９を参照すると、今述べた、動力を発生させるためのタービン・システムがさらに、該第１圧縮機に流体的に接続された初期圧縮機を含み、該初期圧縮機は、新鮮原料を受け取り、そして該新鮮原料を圧縮することにより該新鮮作動ガスを形成するために設けられている。
図８〜９を参照すると、動力を発生させるための半密閉タービン・システムであって、該システムが：第１圧縮機と、気化性液体供給装置を有する第２圧縮機と、燃焼室と、第１膨張タービンと、第１導管と、第２膨張タービンとを含み；該第１圧縮機は、新鮮作動ガスを受け取り、そして該新鮮作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該第２圧縮機は、再循環作動ガスを受け取り、そして圧縮された再循環作動ガスを生成するために設けられており；該燃焼室は、第１圧縮された作動ガスを受け取るように該第１圧縮機にカップリングされ、そして該圧縮された再循環作動ガスを受け取るように該第２圧縮機に流体的に接続されており、そして、該第１圧縮された作動ガス、及び該圧縮された再循環作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように働くことができ；該第１膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；該第１導管は、該膨張された排ガスを受け取るように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；該第２膨張タービンは、該第１導管に流体的に接続されており、また、該膨張された排ガスの少なくとも一部を受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、エネルギーを生成するように働くことができ；そして該第２圧縮機は、該膨張された排ガスの少なくとも一部を受け取るように、該第１導管に流体的に接続されており、そして該膨張された排ガスが、該再循環作動ガスとして該第２圧縮機に提供される。
図１０を参照すると、動力を発生させるための半密閉タービン・システムが：第１気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、第２気化性液体供給装置を有する第２圧縮機と、復熱装置と、燃焼室と、第１膨張タービンと、第２膨張タービンと、第１導管と、第２導管とを含み；該第１圧縮機は、新鮮作動ガスを受け取り、そして該新鮮作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該第２圧縮機は、再循環作動ガスと、該第１圧縮された作動ガスとを受け取り、そして第２圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該復熱装置は、該第２圧縮された作動ガスを受け取り、そして該第２圧縮された作動ガスに付加的な熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取るように、該復熱装置にカップリングされており、そして該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように働くことができ；該第１膨張タービンは、排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、動力と、膨張された排ガスとを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；該第２膨張タービンが設けられており；該第１導管は、該膨張された排ガスの少なくとも一部を該復熱装置に提供するように、該第１膨張タービンに流体的に接続され、そして該復熱装置にカップリングされており、そして該膨張された排ガスの少なくとも一部を、該第２膨張タービンに提供するように、該第２膨張タービンに流体的に接続されており、該復熱装置は、該膨張された排ガスを受け取り、そして熱エネルギーを除去することにより、冷却済排ガスを生成するように働くことができ；そして該第２導管は、該復熱装置に流体的に接続され、そして該第２圧縮機に流体的に接続されており、該第２導管は、該冷却済排ガスを該復熱装置から該第２圧縮機へ、該再循環作動ガスとして供給するように作動する。
図７４を参照すると、動力を生成するための半密閉タービン・システムが：第１圧縮機と、第２圧縮機と、復熱装置と、混合器と、第３圧縮機と、燃焼室と、第１膨張タービンと、第１導管と、第２膨張タービンと、第２導管と、第３膨張タービンと、第３導管と、冷却器−凝縮器と、第４導管とを含み；該第１圧縮機は、新鮮作動ガスを受け取り、そして該新鮮作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを形成するために設けられており；該第２圧縮機は、再循環作動ガスを受け取り、そして該再循環作動ガスを圧縮することにより、第２圧縮された作動ガスを形成するために設けられており；該復熱装置は、該第２圧縮機に流体的に接続されており、そして該第２圧縮された作動ガスに熱エネルギーを加えることにより、加熱された第２作動ガスを形成するように働くことができ；該混合器は、該第１圧縮された作動ガスと、該加熱された第２圧縮された作動ガスとを受け取ることにより、第３作動ガスを形成するように、該復熱装置と該第１圧縮機とに流体的に接続されており；該第３圧縮機は、該第３作動ガスを受け取り、そして該第３作動ガスを圧縮することにより、第３圧縮された作動ガスを形成するように、該混合器にカップリングされており；該燃焼室は、該第３圧縮された作動ガスを受け取って燃焼させることにより、排ガスを生成するように、該３圧縮機に流体的に接続されており；該第１膨張タービンは、該燃焼室に流体的に接続されており、該第１膨張タービンは、排ガスを受け取って膨張させることにより、動力と、膨張された排ガスとを生成するために設けられており；該第１導管は、該膨張された排ガスの少なくとも一部を該復熱装置に提供するように、該第１膨張タービンに流体的に接続され、そして該復熱装置に流体的に接続されており；該第２膨張タービンが設けられており；該第２導管は、該第１膨張タービン及び該第２膨張タービンに流体的に接続されており、該第２導管は、該膨張された排ガスの少なくとも一部を、該第２膨張タービンに供給するように働くことができ、該第２膨張タービンは、動力、及び二度膨張された排ガスを生成するように働くことができ；該第３膨張タービンが設けられており；該第３導管は、該復熱装置及び該第３膨張タービンに流体的に接続されており、該第３膨張タービンは、該膨張された排ガスを受け取って膨張させることにより、第２膨張された排ガスを生成するように働くことができ；該冷却器−凝縮器は、該第２膨張された排ガスを受け取り、そして気化された液体を除去することにより、乾燥済作動ガスを生成するように、該第３膨張タービンに流体的に接続されており；そして該第４導管は、該冷却器−凝縮器及び該第２圧縮機に流体的に接続されており、該第４導管は、該乾燥済作動ガスを該第２圧縮機に再循環作動ガスとして供給するように作動する。
図５２を参照すると、動力を生成するための密閉タービン・システムであって、該システムが：圧縮機と、復熱装置と、高温熱交換器と、膨張タービンと、第１導管と、冷却器−凝縮器と、第２導管とを含み；該圧縮機は、再循環作動ガスを受け取り、そして該再循環作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するために設けられており、該圧縮機は気化性液体供給装置を含み；該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスに熱エネルギーを加えることにより、加熱・圧縮された作動ガスを形成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該高温熱交換器は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスに熱エネルギーを加えることにより、高温作動ガスを形成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該膨張タービンは、該高温作動ガスを受け取り、そして該高温作動ガスを膨張させることにより、膨張された作動ガスと動力とを形成するように、該高温熱交換器に流体的に接続されており；該第１導管は、該膨張された作動ガスを該復熱装置に供給することにより、該復熱装置に熱エネルギーを提供するように、該膨張タービン及び該復熱装置に流体的に接続されており；該冷却器−凝縮器が設けられており；そして該第２導管は、該復熱装置及び該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており、該冷却器−凝縮器は、該膨張された作動ガスから凝縮性液体を除去することにより、該再循環作動ガスを生成するように作動する。
図６３を参照すると、密閉タービン・システムであって、該システムが：気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、復熱装置と、高温熱交換器と、第１膨張タービンと、第２膨張タービンと、冷却器−凝縮器とを含み；該第１圧縮機は、再循環作動ガスを受け取り、そして該再循環作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを形成するために設けられており；該復熱装置は、該第１圧縮された作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを形成するように、該第１圧縮機に流体的に接続されており；該高温熱交換器は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを提供することにより、高温の圧縮された作動ガスを形成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該第１膨張タービンは、該高温の圧縮された作動ガスを受け取り、そして該高温の圧縮された作動ガスを膨張させることにより、第１膨張された作動ガスを形成するように、該高温熱交換器に流体的に接続されており；該復熱装置は、該第１膨張された排ガスを受け取り、そして冷却・膨張された排ガスを生成するように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；該第２膨張タービンは、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして、該冷却・膨張された排ガスを膨張させることにより、動力を生成し、そして第２膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；そして該冷却器−凝縮器は、該第２膨張タービンに流体的に接続されており、そして該第２膨張された排ガスを受け取り、そして凝縮性液体を凝縮することにより、乾燥済作動ガスを生成するように働くことができ、該乾燥済作動ガスは、該第１圧縮機に供給される作動ガスである。
図７０を参照すると、密閉タービン・システムが：気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、復熱装置と、第２圧縮機と、加熱ユニットと、第１膨張タービンと、冷却器−凝縮器とを含み；該第１圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを形成するために設けられており；該復熱装置は、該第１圧縮された作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを形成するように、該第１圧縮機に流体的に接続されており；該第２圧縮機は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを圧縮することにより、第２圧縮された作動ガスを形成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該加熱ユニットは、該第２圧縮された作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを提供することにより、高温の圧縮された作動ガスを形成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該第１膨張タービンは、該高温の圧縮された作動ガスを受け取り、そして該高温の圧縮された作動ガスを膨張させることにより、第１膨張された排ガスを形成するように、該加熱ユニットに流体的に接続されており；該復熱装置は、該第１膨張された排ガスを受け取り、そして冷却・膨張された排ガスを生成するように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；そして該冷却器−凝縮器は、該復熱装置に流体的に接続されており、そして該第２膨張された排ガスを受け取り、そして凝縮性液体を凝縮することにより、乾燥済作動ガスを生成するように働くことができ、該乾燥済作動ガスは、該第１圧縮機に供給される作動ガスである。
図７１を参照すると、密閉タービン・システムが：気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、復熱装置と、第２圧縮機と、燃焼室と、第１膨張タービンと、第２膨張タービンと、冷却器−凝縮器とを含み；該第１圧縮機は、再循環作動ガスを受け取り、そして該再循環作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを形成するために設けられており；該復熱装置は、該第１圧縮された作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを形成するように、該第１圧縮機に流体的に接続されており；該第２圧縮機は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを圧縮することにより、第２圧縮された作動ガスを形成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該燃焼室は、該第２圧縮された作動ガスを受け取り、そして該第２圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを形成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；該第１膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、第１膨張された排ガスを形成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；該復熱装置は、該第１膨張された排ガスを受け取り、そして冷却・膨張された排ガスを生成するように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；該第２膨張タービンは、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして該冷却・膨張された排ガスを膨張させることにより、第２膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該冷却器−凝縮器は、該第２膨張タービンに流体的に接続されており、そして該第２膨張された排ガスを受け取り、そして凝縮性液体を凝縮することにより、乾燥済作動ガスを生成するように働くことができ、該乾燥済作動ガスは、該第１圧縮機に供給される作動ガスである。
図１２を参照すると、圧縮された流体を生成するためのシステムが：気化性液体供給装置を有する圧縮機と、復熱装置と、加熱ユニットと、膨張タービンと、第１導管と、冷却器−凝縮器と、圧力タンクとを含み；該圧縮機は、作動ガスを受け取るように、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ、該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取るように、該圧縮機に流体的に接続されており、そして該圧縮された作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを形成するように働くことができ；該加熱ユニットは、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取るように、該復熱装置に流体的に接続されており、そして該加熱・圧縮された作動ガスに付加的な熱エネルギーを提供することにより、排ガスを形成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、該膨張された排ガスと、動力とを形成するように、該加熱ユニットに流体的に接続されており；該第１導管は、該膨張タービン及び該復熱装置に流体的に接続されており、該第１導管は、該膨張された排ガスを該復熱装置に供給するように働くことができ、該復熱装置は、該膨張された排ガスを受け取り、そして冷却・膨張された排ガスを生成するように働くことができ；該冷却器−凝縮器は、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして凝縮性液体を凝縮することにより、乾燥排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；そして該圧力タンクは、該乾燥済排ガスを受け取るように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されている。
図１８を参照すると、開放サイクル・ガスタービン・システムが：圧縮機と、中間冷却器と、復熱器と、燃焼室と、膨張タービンと、導管とを含み；該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを形成するために設けられており；該圧縮機はさらに、複数の段と、該段と連携された複数のチャネルとを含み；該中間冷却器は、中間の圧縮された作動ガスを冷却するために設けられており；該複数のチャネルのうちのそれぞれのチャネルが、熱エネルギーを除去し、そして下流側の段の上流に中間作動ガスを戻すために、該中間の圧縮された作動ガスを除去し、そして該中間作動ガスを該中間冷却器に供給するように働くことができ；該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取り、該作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、加熱済作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該燃焼室は、該加熱済作動ガスを受け取り、そして排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスと動力とを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；そして該導管は、該復熱装置及び該膨張タービンに流体的に接続されており、該導管は、該膨張された排ガスを該復熱装置に供給するように作動する。
図２２を参照すると、ターボファン・エンジンが：ファンと、圧縮機と、冷却器−凝縮器と、復熱装置と、燃焼室と、第１膨張タービンとを含み；該ファンは、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを形成するために設けられており；該圧縮機は、複数の段と、気化性液体を該圧縮機に提供するための複数の気化性液体供給装置とを有しており、該圧縮機は、該第１圧縮された作動ガスの一部を受け取り、そして第２圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該気化性液体が燃料であり；該冷却器−凝縮器は、該圧縮機に流体的に接続されており、該冷却器−凝縮器は、該第２圧縮された作動ガスを受け取り、そして該第２圧縮された作動ガスを冷却することにより、気化済液体の大部分を凝縮し、そして冷却された圧縮済乾燥作動ガスを生成するように働くことができ；該復熱装置は、該冷却された圧縮済乾燥作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを提供することにより、加熱済作動ガスを生成するように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており；該燃焼室は、該加熱済作動ガスと、燃料とを受け取り、そして燃焼を介して排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；そして該第１膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、動力と、第１膨張された排ガスとを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されている。
主に図２４を参照すると、ターボファン・エンジンが：ファンと、多段圧縮機と、冷却器−凝縮器と、第２圧縮機と、燃焼室と、膨張タービンとを含み；該ファンは、作動ガスを受け取り、第１圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該多段圧縮機は、複数の気化性液体供給装置を有しており、そして該第１圧縮された作動ガスの一部を受け取り、そして第２圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ、該気化性液体供給装置が燃料を供給し；該冷却器−凝縮器は、該多段圧縮機に流体的に接続されており、該冷却器−凝縮器は、該第２圧縮された作動ガスを受け取り、そして該燃料の大部分を凝縮し、そして冷却された圧縮済乾燥作動ガスを生成するように働くことができ；該第２圧縮機は、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており、該冷却された圧縮済乾燥作動ガスを受け取り、そして該冷却された圧縮済乾燥作動ガスを圧縮するように働くことができ；該燃焼室は、該冷却された圧縮済乾燥ガスを受け取り、そして排ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；そして該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスとエネルギーとを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されている。
図６４を参照すると、密閉サイクルモードを有するターボファン・エンジンであって、該ターボファン・エンジンが：ファンと、第１圧縮機タービンと、気化性液体供給装置と、第２圧縮機と、復熱装置と、膨張室と、第１膨張タービンと、分割器と、第１導管と、第２導管と、ノズルとを含み；該ファンは、作動ガスを受け取り、第１作動ガスを生成するために設けられており；該第１圧縮機タービンは、該第１圧縮された作動ガスの一部を受け取るように、該ファンに流体的に接続されており；該気化性液体供給装置は、該第１圧縮機と連携され、そして該第１圧縮機に燃料を供給するように働くことができ；該第２圧縮機は、該第１圧縮機タービンに流体的に接続されており、そして該第１圧縮された作動ガスと、再循環作動ガスを受け取り、そして第２圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該復熱装置は、該第２圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを供給することにより、加熱された第２圧縮された作動ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；該膨張室は、該加熱された第２圧縮された作動ガスと、燃料とを受け取り、そして排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該第１膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして第１膨張排ガスを生成するように、燃焼室に流体的に接続されており；該分割器は、燃焼で除去された該加熱された第２圧縮された作動ガスに相当する該排ガスの一部を除去するように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；該第１導管は、該排ガスの残りを受け取り、そして該排ガスの残りを該第１圧縮機に供給するために設けられており；該第２導管は、作動ガスを該第２圧縮機へ、再循環作動ガスとして供給するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該ノズルは、該排ガスの該一部と、該第１作動ガスの一部とを受け取り、そして推進力を生成するように、該分割器に流体的に接続されている。
図２６を参照すると、開放サイクル・ガスタービン・システムが：入口と、復熱器と、燃焼室と、清浄化室と、膨張タービンと、第１導管と、ガス洗浄器と、圧縮機とを含み；該入口は、作動ガスを受け取るように働くことができ；該復熱装置は、該作動ガスを受け取り、該作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、加熱済作動ガスを生成するように、該入口に流体的に接続されており；該燃焼室は、該加熱済作動ガスを受け取るように、該復熱装置に流体的に接続されており、そして該加熱済作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように働くことができ；該清浄化室は、該排ガスを受け取るように、該燃焼室に流体的に接続されており、そして該排ガスを清浄化することにより、清浄化済排ガスを生成するように働くことができ；該膨張タービンは、該清浄化済排ガスを受け取り、そして該清浄化済排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスを生成するように、該清浄化室に流体的に接続されており；該第１導管は、該膨張タービンに流体的に接続され、そして該復熱装置に流体的に接続されており、該第１導管は、該膨張された作動ガスを該復熱装置に供給するように働くことができ；該ガス洗浄器は、該膨張された排ガスを受け取り、そして清浄化された膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該圧縮機は、該清浄化された膨張された排ガスを受け取るように該ガス洗浄器に流体的に接続されており、該圧縮機は気化性液体供給装置を有しており、そして清浄化された圧縮された作動ガスを生成するように作動する。
図４３を参照すると、開放サイクル・ガスタービン・システムが：膨張タービンと、圧縮機と、動力使用装置と、軸とを含み；該膨張タービンは、廃熱ガスを受け取り、そして冷却された廃熱ガスを生成するように働くことができ；該圧縮機は気化性液体供給装置を有し、そして該膨張タービンに流体的に接続されており、該圧縮機は、該冷却された廃熱ガスを受け取り、該廃熱ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該動力使用装置が設けられており；そして該軸は、該膨張タービン及び該圧縮機にカップリングされており、そして該動力使用装置に動力を提供するように作動する。
廃棄物を回収するためのタービン・システムが：膨張タービンと、圧縮機と、第１導管と、第１流体供給装置と、第２気化性液体供給装置とを含み；該膨張タービンは、廃熱ガスを受け取り、そしてこれを膨張させることにより、冷却された廃熱ガスを生成するために設けられており；該圧縮機が設けられており；該第１導管は、該膨張タービン及び該圧縮機に流体的に接続されており、そして該冷却された廃熱ガスを該膨張タービンから該圧縮機へ供給するように働くことができ；該第１流体供給装置が、該第１導管内部で、該冷却された廃熱ガスに気化性液体を供給するように、第１導管と連携されており；そして該第２気化性液体供給装置は、該圧縮機に気化性液体を提供するように、該圧縮機と連携されており、該圧縮機は、該冷却された廃熱ガスを受け取り、そして圧縮された作動ガスを生成するように作動する。
タービン・システムが：気化性液体供給装置を有する圧縮機と、中温熱交換器と、高温熱交換器と、膨張器と、外部燃焼室と、弁とを含み；該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該中温熱交換器は、該圧縮された動作流体を受け取り、そして該圧縮された作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、第１加熱済作動ガスを調製するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該高温熱交換器は、該第１加熱済作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを提供することにより、排ガスを形成するように、該中温熱交換器に流体的に接続されており；該膨張器は、該排ガスを受け取り、そしてこれを膨張させることにより、膨張された排ガスを生成するように、該高温熱交換器に流体的に接続されており；該外部燃焼室が設けられており；該弁は、該外部燃焼室、該膨張タービン及び該中温熱交換器に流体的に接続されており、該弁は、該膨張された排ガスを受け取り、そして第１部分を該外部燃焼室へ、そして第２部分を該中温熱交換器へ供給するために設けられており；該外部燃焼室は、該膨張された作動ガスの該第１部分を燃焼させることにより、加熱された膨張された排ガス中に付加的な熱エネルギーを発生させるように働くことができ；該高温熱交換器は、該加熱された膨張された排ガスを受け取り、そして熱エネルギーを除去することにより、冷却・膨張された排ガスを生成するように、該外部燃焼室に流体的に接続されており；該中温熱交換器は、該排ガスの第２部分を受け取るように、該弁に流体的に接続されており、そしてさらに、該冷却・膨張された排ガスを受け取るように、該高温熱交換器に流体的に接続されている。
熱と電力とを複合生成するためのタービン・システムが：気化性液体供給装置を有する圧縮機と、低温熱交換器と、高温熱交換器と、膨張器と、外部燃焼室とを含み；該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そしてこれを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを形成するように働くことができ；該低温熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを加えることにより、第１加熱済圧縮された作動ガスを形成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該高温熱交換器は、該第１加熱済圧縮された作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを加えることにより、第２加熱済圧縮された作動ガスを形成するように、該低温熱交換器に流体的に接続されており；該膨張器は、該第２加熱済圧縮された作動ガスを受け取り、そしてこれを膨張させることにより、膨張された排ガスを形成するように、該高温熱交換器に流体的に接続されており；該外部燃焼室は、該膨張された作動ガスを受け取り、そして該膨張された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該膨張タービンに流体的に接続されており；そして該熱交換器は、該加熱済排ガスを受け取るように、該外部燃焼室に流体的に接続されている。
図４１を参照すると、廃熱回収のための開放サイクル・ガスタービン・システムが：気化性液体供給装置を有する圧縮機と、熱交換器と、膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、導管とを含み；該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そしてこれを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを形成するように、気化性液体供給装置を有しており；該熱交換器は、該第１圧縮された作動ガスを受け取り、そして廃熱からの付加的な熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該膨張タービンは、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そしてこれを膨張させることにより、膨張された作動ガスを形成するように、該熱交換器に流体的に接続されており；該冷却器−凝縮器は、該膨張された作動ガスを受け取り、そして液体を凝縮するように、該膨張タービンに流体的に接続されており；そして該導管は、廃熱ガスを受け取るように、該熱交換器に流体的に接続されている。
図６６を参照すると、密閉サイクル廃熱タービン・システムが：気化性液体供給装置を有する圧縮機と、熱交換器と、膨張タービンと、冷却器−凝縮器とを含み；該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを形成するように働くことができ；該熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして廃熱からの付加的な熱エネルギーを付加することにより、加熱・圧縮された作動ガスを形成するように、該圧縮機にカップリングされており；該膨張タービンは、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして膨張された作動ガスを導入するように、該熱交換器に流体的に接続されており；該冷却器−凝縮器は、液体を凝縮することにより、乾燥した膨張作動ガスと液体とを生成するように、該膨張タービンに流体的に接続されており；該圧縮機は、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており；そして該乾燥した圧縮された作動ガスは、該圧縮機に提供される作動ガスである。
図４７を参照すると、開放サイクル・ピストン圧縮機−膨張タービン・システムが：気化性液体供給装置を有するピストン圧縮機と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンと、動力使用装置とを含み；該ピストン圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該復熱装置は、該作動ガスを受け取り、熱エネルギーを提供することにより、加熱済作動ガスを生成するように、該ピストン圧縮機にさらにカップリングされており；該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そしてこれを膨張させることにより、膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；該復熱装置は、該膨張された排ガスを受け取り、そして該膨張された排ガスから熱エネルギーを受け取るように、該膨張タービンに流体的に接続されており；該動力使用装置が設けられており；該膨張タービンは、該動力使用装置に動力を提供するために、該動力使用装置にカップリングされている。
図６７を参照すると、密閉サイクル・ピストン圧縮機−膨張タービン・システムが：気化性液体供給装置を有するピストン圧縮機と、復熱装置と、加熱ユニットと、膨張器と、冷却器−凝縮器と、第１導管と、第２導管とを含み；該ピストン圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；該加熱ユニットは、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを提供することにより、二度加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該膨張器は、該二度加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そしてこれを膨張させることにより、膨張された作動ガスを生成するように、該加熱ユニットに完全にカップリングされており；該膨張タービンは、該膨張された作動ガスを該復熱装置に供給することにより、該復熱装置内で使用するための熱エネルギーを提供し、そして冷却された膨張された作動ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該冷却器−凝縮器は、該冷却された膨張された作動ガスを受け取り、そして液体を凝縮することにより、該圧縮機内で使用するための作動ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該第１導管は、該冷却器−凝縮器から該ピストン圧縮機へ該作動ガスを供給するように働くために、該冷却器−凝縮器及び該ピストン圧縮機に流体的に接続されており；そして該第２導管は、該冷却器−凝縮器から該気化性液体供給装置へ該凝縮液体を供給するように働くために、該冷却器−凝縮器及び該気化性液体供給装置に流体的に接続されている。
図４９を参照すると、開放サイクル・ガスタービン・システムが：内燃サブシステムと、外燃サブシステムとを含む。引き続き図４９を参照すると、開放サイクル・ガスタービン・システムが：内燃サブシステムと、外燃サブシステムと、気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、高温熱交換器と、燃焼室と、第１膨張タービンと、低温炉と、補助圧縮機と、高温炉とを含み；該第１圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを形成するように働くことができ；該高温熱交換器は、該第１圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを供給することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該第１圧縮機に流体的に接続されており；該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして第１排ガスを生成するように、該高温熱交換器に流体的に接続されており；該第１膨張タービンは、該第１排ガスを受け取り、そして膨張させることにより、第１膨張された排ガスを生成するように、燃焼室に流体的に接続されており；該低温炉は、固体燃料を受け取るために設けられており、そして蒸気と軽質炭化水素とを生成するように働くことができ；該補助圧縮機は、該低温炉に流体的に接続されており、そして該低温炉内で生成されたガス生成物を該低温炉から受け取り、そしてこれらを圧縮することにより、圧縮されたガス生成物を形成するように働くことができ；該燃焼室は、該圧縮されたガス生成物を受け取り、そして該圧縮されたガス生成物を、該加熱・圧縮された作動ガスで燃焼することにより、該第１排ガスを形成するように、該補助圧縮機に流体的に接続されており；そして該高温炉は、低温炉と連携されており、そして、該低温炉から非熱分解型固体燃料を受け取り、そして非熱分解型固体燃料を燃焼させるように働くことができ；該高温熱交換器は、該燃焼排ガス及び熱エネルギーを受け取るように、該高温炉に流体的に接続されている。
図５１を参照すると、今説明したシステムがさらに：第１導管と、スプリッタと、第２導管と、第１熱交換器と、第３導管と、第４導管とを含み；該第１導管は、該第１膨張された排ガスを受け取るように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；該スプリッタは、該第１導管にさらにカップリングされており、該第１膨張された排ガスを第１部分と第２部分とに分割するように働くことができ；該第２導管は、第１膨張された排ガスの該第１部分を受け取るように、該スプリッタに流体的に接続されており；該第１熱交換器は、該第２導管に流体的に接続されており、そして、該第１膨張された排ガスの該第１部分を受け取り、そして該第１膨張された排ガスの該第１部分から熱エネルギーを受け取るように働くことができ；該第３導管は、該第１膨張された排ガスの該第２部分を受け取るように、該スプリッタに流体的に接続されており、そして該高温炉から熱エネルギーを受け取るように、該高温炉と連携され、また、該高温熱交換器に熱エネルギーを提供するように、該高温熱交換器と連携され、そして、該第１熱交換器に熱エネルギーを提供するように、該第１熱交換器と連携されており；該第４導管は、該第１膨張された排ガスの該第１及び第２部分を受け取るように、該第１熱交換器に流体的に接続されており；そして該第４導管は、該低温炉に熱エネルギーを提供するように、該低温炉と連携されている。
図５４を参照すると、二酸化炭素隔離のための密閉サイクル・ガスタービン・システムが：気化性液体供給装置を有する圧縮機と、低温熱交換器と、復熱装置と、燃焼室と、膨張器と、冷却器−凝縮器と、抽出弁とを含み；該圧縮機は、ＣＯ2作動ガスを受け取り、そしてこれを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを形成するように働くことができ；該低温熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを除去することにより、凝縮性液体を凝縮し、そして乾燥した圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該復熱装置は、該乾燥した圧縮された作動ガスを受け取るように、該低温熱交換器に流体的に接続されており、そして熱エネルギーを提供することにより、乾燥した加熱済作動ガスを生成するように働くことができ；該燃焼室は、該乾燥した圧縮作動ガスを受け取るように、該復熱装置に流体的に接続されており、そして該作動ガスを燃料及び酸素で燃焼することにより、排ガスを生成するように働くことができ；該膨張器は、該排ガスを受け取り、これを膨張させることにより、膨張された排ガスを形成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；該復熱装置は、該膨張された排ガスを受け取り、そして該膨張された排ガスから熱エネルギーを受け取ることにより、冷却・膨張された排ガスを生成するように、該膨張タービンに流体的に接続されており；該冷却器−凝縮器は、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして凝縮性液体を凝縮することにより、乾燥した膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該抽出弁は、該乾燥した膨張された排ガスを受け取り、そして二酸化炭素の第１部分と、乾燥した膨張された排ガスの残余部分とを除去するように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており；そして該圧縮機は、該残余の乾燥した膨張された排ガスを、ＣＯ2作動ガスとして受け取るように、該抽出弁に流体的に接続されている。
二酸化炭素隔離のための密閉サイクル・ガスタービン・システムが：気化性液体供給装置を有する圧縮機と、低温熱交換器と、抽出弁と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンと、冷却器−凝縮器とを含み；該圧縮機は、ＣＯ2作動ガスを受け取り、そしてこれを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを形成するように働くことができ；該低温熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを除去することにより、凝縮性液体を凝縮し、そして乾燥した圧縮された作動ガスを形成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該抽出弁は、該乾燥した圧縮された作動ガスを受け取り、そして二酸化炭素の一部を除去し、そして該乾燥した圧縮された作動ガスの残余部分を提供するように、該低温熱交換器に流体的に接続されており；該復熱装置は該抽出弁に流体的に接続されており、該乾燥した圧縮された作動ガスの該残余部分を受け取り、そして熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガス、燃料、及び酸素を受け取り、そして第１排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該膨張タービンは、該第１排ガスを受け取り、これを膨張させることにより、第１膨張された排ガスを形成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；該復熱装置は、該第１膨張された排ガスを受け取り、そして熱エネルギーを除去することにより、冷却・膨張された排ガスを生成するように、該膨張タービンに流体的に接続されており；そして該冷却器−凝縮器は、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして凝縮性液体を凝縮し、そして乾燥した冷却・膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており、該乾燥した冷却・膨張された排ガスは、該圧縮機へ供給するためのＣＯ2作動ガスである。
図５７を参照すると、二酸化炭素隔離のための密閉サイクル・ガスタービン・システムが：気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、復熱装置と、燃焼室と、第１膨張タービンと、第２膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、第１抽出弁と、第２抽出弁とを含み；該第１圧縮機は、作動ガスを受け取り、そしてこれを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを形成するように働くことができ；該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを供給することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該第１圧縮機に流体的に接続されており；該燃焼室は、該加熱された燃焼性作動ガス、燃料、及び酸素を受け取り、そして燃焼することにより、第１排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該第１膨張タービンは、該第１排ガスを受け取り、これを膨張させることにより、第１膨張された排ガスを形成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；該復熱装置は、該第１膨張された排ガスを受け取り、そして該第１膨張された排ガスから熱エネルギーを受け取ることにより、第１冷却・膨張された排ガスを生成するように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；そして該第２膨張タービンは、該第１冷却・膨張された排ガスを受け取り、該第１冷却・膨張された排ガスを膨張させることにより、第２膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該冷却器−凝縮器は、該第２膨張された排ガスを受け取り、そして凝縮性液体を凝縮し、そして乾燥した膨張された排ガスを生成するように、該第２膨張タービンに流体的に接続されており；該第１抽出弁は、該乾燥した膨張された排ガスを受け取り、そしてＣＯ2の少なくとも一部を除去し、そして該乾燥した膨張された排ガスの残余部分を生成するように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており；該第２抽出弁は、該乾燥した膨張された排ガスの残余部分を受け取り、そして高い等エントロピー指数のガスを受け取り、該高い等エントロピー指数のガスと、該残余の乾燥した膨張された排ガスとを混合することにより、該第１圧縮機に供給されるべき該作動ガスを生成するように、該第１抽出弁に流体的に接続されている。
図５９を参照すると、二酸化炭素隔離を伴う密閉サイクル・ガスタービン・システムが：気化性液体供給装置を有する圧縮機と、抽出弁と、熱交換器と、第１冷却器−凝縮器と、混合器と、復熱装置と、燃焼室と、第１膨張タービンと、第２膨張タービンと、第２冷却器−凝縮器とを含み；該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該抽出弁は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして隔離ガスを除去し、該圧縮された作動ガスの残余部分を生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該熱交換器は、該隔離ガスを受け取り、そして第１冷却済隔離ガスを生成するように、該抽出弁に流体的に接続されており；該第１冷却器−凝縮器は、該冷却済隔離ガスを受け取り、そして該隔離ガスを凝縮し、そして高い等エントロピー指数のガスを分離するように、該熱交換器に流体的に接続されており；該混合器は、該高い等エントロピー指数のガスを受け取るように、該第１冷却器−凝縮器に流体的に接続され、該圧縮された作動ガスの残余部分を受け取るように、該抽出弁に流体的に接続されており、そして混合済作動ガスを生成するように働くことができ；該復熱装置は、該混合済作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを提供することにより、加熱・混合済ガスを生成するように、該混合器に流体的に接続されており；該燃焼室は、該加熱・混合済ガス、燃料、及び酸素を受け取り、そして第１排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該第１膨張タービンは、該燃焼室に流体的に接続されており、そして該第１排ガスを受け取り膨張させることにより、第１膨張された排ガスを生成するように働くことができ；該第１膨張タービンは、該燃焼室に流体的に接続されており、そして該第１膨張された排ガスは、熱エネルギーを提供し、そして冷却・膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に供給され；該第２膨張タービンは、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして第２膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該第２冷却器−凝縮器は、該第２膨張された排ガスを受け取り、そして凝縮性液体を凝縮し、そして冷却・二度膨張された排ガスを提供するように、該第２膨張タービンに流体的に接続されており；そして該圧縮機は、該第２冷却器−凝縮器に流体的に接続されており、該冷却・二度膨張された排ガスは、該圧縮機に供給される作動ガスを含む。
図６１を参照すると、隔離ガスの隔離を伴う密閉サイクル・ガスタービン・システムが：気化性液体供給装置を有する圧縮機と、低温熱交換器と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、抽出弁とを含み；該圧縮機は、隔離ガスを含む作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該低温熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして第１凝縮性液体を凝縮し、そして残余の冷却・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該復熱装置は、該低温熱交換器に流体的に接続されており、そして該冷却・圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを燃料及び酸素で燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該膨張器は、該排ガスを受け取り、該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスを形成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；該復熱装置は、該膨張タービンに流体的に接続されており、そして該膨張された排ガスを受け取り、そして冷却・膨張された排ガスを生成するように働くことができ；該冷却器−凝縮器は、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして第２凝縮性液体を凝縮することにより、乾燥済排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該抽出弁は、該乾燥済排ガスを受け取り、該隔離ガスの一部を除去し、そして残余の乾燥済排ガスを生成するように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており；そして該圧縮機は、該残余の乾燥済排ガスを受け取るように、該抽出弁に流体的に接続されており、そして該残余の乾燥済排ガスは、該圧縮機に供給される作動ガスである。
図６２を参照すると、隔離ガスの隔離を伴う密閉サイクル・ガスタービン・システムが：気化性液体供給装置を有する圧縮機と、低温熱交換器と、抽出弁と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンと、冷却器−凝縮器とを含み；該圧縮機は、隔離ガスを含む作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該低温熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして第１凝縮性液体を凝縮し、そして残余の冷却・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；該抽出弁は、該冷却・圧縮済排ガスを受け取り、該隔離ガスの一部を除去し、そして残余の乾燥・圧縮済排ガスを生成するように、該低温熱交換器に流体的に接続されており；該復熱装置は該抽出弁に流体的に接続されており、そして該残余の乾燥・圧縮済排ガスを受け取り、そして熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを燃料及び酸素で燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；該復熱装置は、該膨張タービンに流体的に接続されており、そして該膨張された排ガスを受け取り、そして冷却・膨張された排ガスを生成するように働くことができ；該冷却器−凝縮器は、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして第２凝縮性液体を凝縮することにより、乾燥済排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；該圧縮機は、該乾燥済排ガスを受け取るように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており、そして該乾燥済排ガスは、該圧縮機に供給される作動ガスである。
図５５を参照すると、液化可能ガスを液化するための密閉サイクル液化システムが：液化可能供給導管と、冷却器と、第１凝縮器−蒸発器と、密閉サイクル気化エンジンと、第２導管と、第２凝縮器−蒸発器とを含み；該液化可能供給導管は、液化可能ガスを該システムに供給し、そして液化ガスを除去するために設けられており；該冷却器は、該液化可能ガスから熱エネルギーを除去することにより、飽和ガス混合物を形成するように、該液化可能供給導管にカップリングされており；該第１凝縮器−蒸発器は、該飽和ガス混合物を凝縮することにより、該液化ガスを形成するように、該冷却器の下流側で、該液化可能供給導管にカップリングされており；該密閉サイクル気化エンジンは、第１動作流体を含有しており；該第２導管は、低温作動ガスを供給するために設けられており；第２凝縮器−蒸発器は、該密閉サイクル気化エンジン及び該第２導管に流体的に接続されており、該第２凝縮器−蒸発器は、該密閉サイクル気化エンジンの該第１動作流体から熱エネルギーを受け取るように働くことができ；該第１凝縮器−蒸発器は、該第１凝縮器−蒸発器を通過する液化可能供給導管内の該液化可能ガスから熱エネルギーを受け取るように、該密閉サイクル気化エンジンにカップリングされている。
圧縮プロセス中の作動ガスの温度増大を低減する方法が、作動ガスを吸引し、そして作動ガスを圧縮する工程を含む。圧縮中、気化性液体の液滴は作動ガスの吸引質量速度のほぼ７％〜約２０％の質量速度で作動ガス中に噴射される。気化性液体のうちのほとんど全てが蒸発して蒸気になることが可能であり、これにより、圧縮を続ける前に、作動ガスから熱エネルギーを除去する。作動ガスは、圧縮終了前に蒸気で十分に飽和される。圧縮済ガスの終了温度を低くすると、効率が低下する傾向があるのに対して、圧縮後ではあるがしかし外部の熱エネルギー源に達する前に、圧縮済ガスを加熱する手段を提供すると、ここに記載の事例では、効率が高められる。
加えて、膨張された排ガスからの熱エネルギーは、十分に飽和された作動ガスに移動されてもよい。燃料を作動ガスとともに燃焼することにより、排ガスを生成してよく、そして排ガスを膨張させてよい。いくつかの場合、膨張された排ガスは圧縮のために戻されてよい。この方法は、十分に飽和された作動ガスを冷却し、これにより、その中のほとんど全ての蒸気を凝縮し；凝縮済蒸気を、噴射されるように再循環させ、そして作動ガスを圧縮のために戻すことを含んでいてもよい。
いくつかの事例において、気化性液体は水であってよく、そして作動ガスは空気であってよい。作動ガスは、エタノール、メタノール、燃料、クロロフルオロカーボンによって生成された液体、ＣＯ2、及び燃料と水との混合物、のうちの少なくとも１つを含んでいてよい。作動ガスは、希ガス、窒素、ヘリウム、二酸化炭素、酸素、不活性ガス、及び空気のうちの少なくとも１つを含んでいてよい。いくつかの事例では、噴射速度は（それぞれの質量流に関して）吸引速度のほぼ７％〜ほぼ２０％であってよい。
十分に飽和されたガス−蒸気混合物は、廃熱を使用して加熱され、次いで膨張、冷却され、これによりその中のほとんど全ての蒸気を凝縮してよい。凝縮済蒸気は、噴射に際して使用するために再循環されてよい。冷却された後、ガスは圧縮のために戻されてよい。
廃熱回収システムが、膨張タービンと、ＥＶＩＴＥ圧縮機と、発電機とを含んでいる。膨張タービンは、廃熱含有ガスを吸引し、そしてガスを膨張させるように構成されている。ＥＶＩＴＥ圧縮機は、ガスを、平衡に近い状態の気化性液体とともに圧縮し、そして十分に飽和されたガス−蒸気混合物を排出するように構成されている。膨張タービン及びＥＶＩＴＥ圧縮機は、発電機に機械的にカップリングされている。いくつかの事例では、システムは、ガス−蒸気混合物を冷却し、これにより、ガス−蒸気混合物中のほとんど全ての蒸気を凝縮するように構成された冷却器−凝縮器と、蒸気をＥＶＩＴＥ圧縮機に戻すように構成されたポンプと含んでいる。いくつかの事例では、気化性液体は、膨張タービンからのガスをＥＶＩＴＥ圧縮機に送る導管内に噴射される。いくつかの事例では、ポンプはまた、導管内に噴射されるように気化性液体を導くように構成されている。
システムは、周囲を上回る第１温度及び第１圧力の再循環済排ガスを吸引するための吸引手段と、第２温度及び第２圧力の気化性液体を供給するための手段とを含んでいる。第２温度及び第２圧力は周囲を上回っている。システムはまた、再循環済排ガスを、気化性液体とともに圧縮することにより、気化性液体のほとんど全てを蒸発させて、十分に飽和されたガス−蒸気混合物を形成する第１圧縮手段を含んでいる。十分に飽和されたガス−蒸気混合物は、第１温度にほぼ等しい圧縮温度と、第１圧力よりも高い圧縮圧力とを有している。システムはまた、ガス−蒸気混合物を、圧縮温度よりも高い第３温度まで予熱するための予熱手段と、周囲温度を第４圧力まで圧縮するための第２圧縮手段と、ガス−蒸気混合物を受け取り、そしてこれを空気とともに燃焼させることにより、排ガスを生成する燃焼手段とを含んでいる。システムはまた、排ガスを第１圧力まで膨張させ、そして排ガスを予熱手段まで導くための膨張手段を含んでいる。予熱手段は、予熱のための排ガスからの熱エネルギーを利用する。システムはまた、排ガスの一部を吸引手段に再循環させる再循環手段と、排ガスの第２部分を第２膨張手段に導く分割手段とを含んでいる。第２膨張手段は、第２部分を周囲圧力まで膨張させる。
いくつかの事例では、システムは、空気を、第３温度にほぼ等しい第４温度まで予熱する第２予熱手段を含んでいる。第２予熱手段はまた、予熱のために排ガスからの熱エネルギーを利用する。いくつかの事例では、システムは、第２圧縮手段からの圧縮済空気を吸引し、そして空気を気化性液体とともに圧縮することにより、気化性液体のほとんど全てを蒸発させて、十分に飽和された空気−蒸気混合物を形成する第３圧縮手段を含んでいる。いくつかの事例では、第３圧縮手段は、空気−蒸気混合物を第１圧縮手段に導く。
ＥＶＩＴＥ圧縮機と、復熱装置と、冷却器−凝縮器と、燃焼室と、膨張タービンとを含むシステムがここに含まれる。ＥＶＩＴＥ圧縮機は、作動ガスを気化性液体と一緒に圧縮し、十分に飽和されたガス−蒸気混合物を排出するように構成されている。復熱装置は、膨張された排ガスから、十分に飽和されたガス−蒸気混合物に、熱エネルギーを移動するように構成されている。冷却器−凝縮器は、十分に飽和されたガス−蒸気混合物、十分に飽和されたガス−蒸気混合物に熱エネルギーを移動する前の膨張された排ガス、及び十分に飽和されたガス−蒸気混合物に熱エネルギーを移動した後の膨張された排ガス、のうちの少なくとも１つから可変量の熱エネルギーを抽出するように構成されている。燃焼室は復熱装置に流体的に接続されており、そして復熱装置から十分に飽和された作動ガスを受け取り、そして排ガスを生成するように構成されている。膨張タービンは燃焼室に流体的に接続されており、膨張タービンは、膨張された排ガスを生成するように構成されている。システムは、冷却器−凝縮器からの凝縮済蒸気を、気化性液体として使用するために圧縮機に戻すように構成されたポンプと、膨張された排ガスを、作動ガスとして圧縮するために圧縮機に導くように構成された再循環導管とを含んでいてもよい。
ＥＶＩＴＥ圧縮機と、復熱装置と、高温熱交換器と、第１膨張タービンと、第２膨張タービンと、発電機とを含むシステムがここに含まれる。ＥＶＩＴＥ圧縮機は、作動ガスを気化性液体と一緒に圧縮し、十分に飽和されたガス−蒸気混合物を排出するように構成されている。復熱装置は、圧縮機に流体的に接続されており、十分に飽和された作動ガスを、第３温度にほぼ等しい第１温度まで予熱するように構成されている。復熱装置は、膨張された作動ガスから、十分に飽和された作動ガスに、熱エネルギーを移動するように構成されている。高温熱交換器は、復熱装置に流体的に接続されており、そして復熱装置からの予熱済作動ガスを受け取り、第１温度よりも高い第２温度まで作動ガスを加熱するように構成されている。第１膨張タービンは高温熱交換器に流体的に接続されている。第１膨張タービンは、第１圧力及び第３温度まで作動ガスを膨張させるように、そして膨張された作動ガスを復熱装置に導くように構成されている。第２膨張タービンは、復熱装置と流体連通されており、そして第１圧力よりも低い第２圧力まで、膨張された作動ガスを膨張させるように構成されている。圧縮機と、第１タービンと、第２タービンとは共通の軸上に取り付けられており、そして発電機を駆動する。蒸気を凝縮するために冷却器−凝縮器が含まれていてよく、また気化性液体として使用するために冷却器−凝縮器から圧縮機に凝縮済蒸気を戻すように構成されたポンプが含まれていてよい。
ターボファン・エンジンが含まれている。マニホルドを通して空気を吹き付けるようにファンが構成されている。空気はバイパス部分と燃焼部分とを含む。マニホルドは補助圧縮機と、密閉サイクルエンジンと、補助膨張タービンと、ノズルとを含有している。補助圧縮機は、燃焼部分を圧縮するように構成されている。密閉サイクルエンジンは、ＥＶＩＴＥ圧縮機と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、ポンプと、再循環導管とを含んでいる。補助膨張タービンは、燃焼部分に相当する膨張された排ガスの一部を受け取ってこれを膨張させるように構成されている。ノズルは、バイパス部分と膨張された排ガス部分とを補助膨張タービンから受け取って加速するように構成されている。ＥＶＩＴＥ圧縮機は、作動ガスを気化性液体とともに圧縮し、そして十分に飽和された蒸気−ガス混合物を排出するように構成されている。復熱装置は、膨張された排ガスからの熱エネルギーを利用して蒸気−ガス混合物を加熱するように構成されている。燃焼室は、復熱装置から蒸気−ガス混合物を、そして補助圧縮機から燃焼部分を受け取るように、そして蒸気−ガス混合物及び燃焼部分を、燃料と一緒に燃焼し、これにより排ガスを生成するように構成されている。膨張タービンは、排ガスを膨張させるように構成されている。冷却器−凝縮器は、膨張された排ガスの大部分を膨張タービンから受け取るように、そしてバイパス部分を使用して大部分を冷却し、これにより、膨張された排ガスからの蒸気を凝縮するように構成されている。ポンプは、凝縮済蒸気をＥＶＩＴＥ圧縮機に気化性液体として戻すように構成されている。再循環導管は、大部分をＥＶＩＴＥ圧縮機に作動ガスとして戻すように構成されている。
別のシステムが、マニホルドを通して空気を吹き付けるように構成されたファンを含んでいる。空気はバイパス部分と動作部分とを含む。マニホルドは、ＥＶＩＴＥ圧縮機と、冷却器−凝縮器と、ポンプと、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンと、ノズルとを含有している。ＥＶＩＴＥ圧縮機は、動作部分を気化性液体とともに圧縮し、そして十分に飽和された燃料蒸気−ガス混合物を排出するように構成されている。冷却器−凝縮器は、燃料蒸気−ガス混合物中の燃料蒸気が凝縮されるように、バイパス部分によって冷却される。ポンプは、気化性燃料として噴射するために凝縮済燃料蒸気を圧縮機に戻すように構成されている。復熱装置は、膨張された排ガスからの熱エネルギーを利用して動作部分を加熱するように構成されている。燃焼室は、燃料を動作部分とともに燃焼し、これにより排ガスを生成するように構成されている。膨張タービンは、排ガスを膨張させるように、そして膨張された排ガスを復熱装置に導くように構成されている。ノズルは、バイパス部分と膨張された排ガスとを受け取るように構成されている。
システムが、マニホルドを通して空気を吹き付けるように構成されたファンを含んでいる。空気はバイパス部分と動作部分とを含む。マニホルドは、ＥＶＩＴＥ圧縮機と、冷却器−凝縮器と、ポンプと、復熱装置と、燃焼室と、第１膨張タービンと、第２膨張タービンと、ノズルとを含有している。ＥＶＩＴＥ圧縮機は、動作部分を気化性液体とともに圧縮し、そして十分に飽和された燃料蒸気−ガス混合物を排出するように構成されている。冷却器−凝縮器は、燃料蒸気−ガス混合物を冷却し、これにより、燃料蒸気−ガス混合物中の燃料蒸気の大部分を凝縮するように構成されており、バイパス部分によって冷却される。ポンプは、気化性燃料として噴射するために凝縮済燃料蒸気を圧縮機に戻すように構成されている。復熱装置は、膨張された排ガスから冷却済燃料蒸気−空気混合物に熱を移動するように構成されている。燃焼室は、燃焼室内に燃料を噴射するように構成された燃料噴射器を有しており、また、燃料蒸気−空気混合物を、噴射された燃料とともに燃焼し、これにより排ガスを生成するように構成されている。第１膨張タービンは、排ガスを膨張させるように、そして膨張された排ガスを復熱装置に導くように構成されている。第２膨張タービンは、復熱装置内の熱移動後に膨張された排ガスをさらに膨張させるように構成されている。ノズルは、第２膨張タービンからの膨張された排ガスとバイパス部分とを受け取るように構成されている。
タービンシステムが、マニホルドを通して空気を吹き付けるように構成されたファンを含んでいる。空気はバイパス部分と動作部分とを含む。マニホルドは、ＥＶＩＴＥ圧縮機と、冷却器−凝縮器と、ポンプと、第２圧縮機と、燃焼室と、膨張タービンと、ノズルとを含有している。ＥＶＩＴＥ圧縮機は、動作部分を気化性液体とともに圧縮し、そして十分に飽和された燃料蒸気−ガス混合物を排出するように構成されている。冷却器−凝縮器は、燃料蒸気−ガス混合物を冷却し、これにより、燃料蒸気−ガス混合物中の燃料蒸気の大部分を凝縮するように構成されており、バイパス部分によって冷却される。ポンプは、気化性燃料として噴射するために凝縮済燃料蒸気を圧縮機に戻すように構成されている。第２圧縮タービンは、燃料蒸気−ガス混合物を再圧縮するように構成されている。第２圧縮機は、燃焼室の入口の温度を高め、これにより、燃焼温度を上昇させることによって熱力学的サイクルの効率を高める。燃焼室は、燃焼室内に燃料を噴射するように構成された燃料噴射器を有しており、また、燃料蒸気−空気混合物を、噴射された燃料とともに燃焼し、これにより排ガスを生成するように構成されている。膨張タービンは、排ガスを膨張させるように構成されている。ノズルは、バイパス部分と膨張された排ガスとを受け取るように構成されている。
システムが、ＥＶＩＴＥ圧縮機と、冷却器−凝縮器と、ポンプと、第２圧縮機と、燃焼室と、膨張タービンとを含有している。ＥＶＩＴＥ圧縮機は、動作部分を気化性液体とともに圧縮し、そして十分に飽和された蒸気−ガス混合物を排出するように構成されている。冷却器−凝縮器は、蒸気−ガス混合物を冷却し、これにより、蒸気−ガス混合物中のほとんど全ての蒸気を凝縮し、そして該作動ガスを乾燥させるように構成されている。ポンプは、ＥＶＩＴＥ圧縮機に蒸気を戻すように構成されている。第２圧縮機は、乾燥済作動ガスを吸引して圧縮するようになっている。第２圧縮機は、燃焼室の入口の温度を高め、これにより、燃焼温度を上昇させることによって熱力学的サイクルの効率を高める。燃焼室は、第２圧縮機に流体的に接続されており、そして作動ガスを燃料とともに燃焼することにより、排ガスを生成するように構成されている。膨張タービンは、排ガスを膨張させるように構成されている。いくつかの事例において、排ガスは、ＥＶＩＴＥ圧縮機に作動ガスとして戻されてよい。
ＥＶＩＴＥ圧縮機と、復熱装置と、外部熱源と、膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、ポンプと、再循環導管とを含むシステムが、含まれる。ＥＶＩＴＥ圧縮機は、動作部分を気化性液体とともに圧縮し、そして十分に飽和されたガス−蒸気混合物を排出するように構成されている。復熱装置は、膨張済ガス−蒸気混合物からの熱エネルギーを利用して、ガス−蒸気混合物を予熱するように構成されている。外部熱源は、復熱装置に流体的に接続されており、そして復熱装置からのガス−蒸気混合物を受け取り、さらに加熱するように構成されている。膨張タービンは、外部熱源に流体的に接続されており、そして外部熱源からのガス−蒸気混合物を膨張させるように構成されている。冷却器−凝縮器は、膨張済ガス−蒸気混合物を冷却し、これにより、ガス−蒸気混合物中のほとんど全ての蒸気を凝縮するように構成されている。ポンプは、気化性液体として噴射するために、凝縮済蒸気を圧縮機に戻すように構成されている。再循環導管は、作動ガスとして圧縮するためにガスを圧縮機に導くように構成されている。
いくつかの事例では、外部熱源は熱交換器を含む。いくつかの事例では、システムは、ガス−蒸気混合物を復熱装置に移す前に、十分に飽和されたガス−蒸気混合物からの可変量の熱エネルギーを抽出するように構成された第１冷却器−凝縮器を含む。
いくつかの事例では、外部熱源は、炭化水素燃料をほぼ純粋な酸素及び作動ガスと一緒に燃焼し、これにより付加的なＣＯ2及び水を生成するように構成された燃焼室を含んでおり、そして作動ガスはＣＯ2を含む。システムは、冷却器−凝縮器から受け取られた、付加的なＣＯ2に相当するガス−蒸気混合物の一部を、液化エンジンに変向するように構成された弁を含む。いくつかの事例では、弁は、第１冷却器−凝縮器から受け取られた、付加的なＣＯ2に相当するガス−蒸気混合物の一部を、貯蔵部に変向するように構成されていてよい。
いくつかの事例において、システムは、復熱装置からの十分に飽和されたガス−蒸気混合物を受け取り圧縮するように構成された第２圧縮機を含み、そして外部熱源は燃焼室を含む。第２圧縮機は、燃焼室の入口の温度を高め、これにより、燃焼温度を上昇させることによって熱力学的サイクルの効率を高める。いくつかの事例において、システムはまた、膨張済ガス−蒸気混合物からの熱エネルギーが、復熱装置内の十分に飽和されたガス−蒸気混合物に移動された後、膨張済ガス−蒸気混合物を膨張させるように構成された第２膨張タービンを含む。
ＥＶＩＴＥ圧縮機と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、ポンプと、出口と、分離弁とを含むシステムが、含まれる。ＥＶＩＴＥ圧縮機は、ＣＯ2を水とともに圧縮し、そして十分に飽和された混合物を排出するように構成されている。復熱装置は、膨張済混合物からの熱エネルギーを利用して、ガス−蒸気混合物を予熱するように構成されている。燃焼室は、復熱装置に流体的に接続されており、そして復熱装置からの混合物を受け取り、そしてこれを炭化水素燃料及びＯ2とともに燃焼することにより、付加的なＣＯ2及び付加的な水を生成するように構成されている。膨張タービンは、燃焼室に流体的に接続されており、そして混合物及び付加的なＣＯ2及び付加的な水から膨張済混合物を生成するように構成されている。冷却器−凝縮器は、膨張済混合物を冷却し、これにより、膨張済混合物中の水蒸気のほとんど全てを凝縮する。ポンプは、凝縮済水蒸気の一部を、ＣＯ2とともに圧縮されるように圧縮機に戻すように構成されている。出口は、付加的な水に相当する凝縮済水蒸気の残余部分を排出するように構成されている。分離弁は、作動ガスの一部を圧縮機に戻すように、そして、付加的なＣＯ2に相当する作動ガスの第２部分を液化エンジンに変向するように構成されている。
ＥＶＩＴＥ圧縮機と、抽出弁と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、ポンプとを含むシステムが、含まれる。ＥＶＩＴＥ圧縮機は、作動ガスを気化性液体とともに圧縮し、そして十分に飽和された混合物を排出するように構成されている。抽出弁は、圧縮機から混合物を受け取り、そして混合物の第１部分を復熱装置に導き、そして付加的なＣＯ2に相当する混合物の第２部分を変向するように構成される。復熱装置は、膨張された作動ガスからの熱エネルギーを利用して、混合物を予熱するように構成されている。燃焼室は、復熱装置に流体的に接続されており、そして復熱装置からの混合物を受け取り、そしてこれを炭化水素燃料及びＯ2とともに燃焼することにより、付加的なＣＯ2及び水を生成するように構成されている。膨張タービンは、燃焼室に流体的に接続されており、そして混合物及び付加的なＣＯ2及び水から膨張済混合物を生成するように構成されている。冷却器−凝縮器は、膨張された作動ガスからの熱エネルギーが復熱装置内で使用された後、膨張された作動ガス中のほとんど全ての水蒸気を凝縮するように構成されている。ポンプは、凝縮済水蒸気の少なくともいくらかを、圧縮されるように圧縮機に戻すように構成されている。このシステムは、周囲温度又はこれに近い温度での液化を可能にし、そして外部圧縮を必要としない。
いくつの事例では、作動ガスはＣＯ2を含む。いくつの事例では、第２部分は貯蔵部に変向される。いくつの事例では、作動ガスはＣＯ2と、等エントロピー指数が高いガスとを含む。いくつの事例では、第２部分は熱交換器に変向され、熱交換器は、第２部分を冷却するように、そして冷却済第２部分を凝縮器に導くように構成されている。凝縮器は、第２部分からほとんど全てのＣＯ2を凝縮し、そして第２部分の残余部分を、復熱装置内の予熱のために第１部分に戻すように構成されている。
ＥＶＩＴＥ圧縮機と、復熱装置と、外部熱源と、第１膨張タービンと、第２膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、ポンプとを含むシステムが、含まれる。ＥＶＩＴＥ圧縮機は、ＣＯ2を水とともに圧縮し、そして十分に飽和された混合物を排出するように構成されている。復熱装置は、中間圧力まで膨張された混合物からの熱エネルギーを利用して、十分に飽和された混合物を予熱して排出するように構成されている。外部熱源は、復熱装置から排出された混合物に外部熱エネルギーを加えるように構成されている。第１膨張タービンは、外部熱源から排出された混合物を中間圧力まで膨張させるように構成されている。第２膨張タービンは、混合物を中間圧力からベース圧力まで膨張させるように構成されている。ベース圧力は、作動ガスが圧縮機に入るときの圧力であり、中間圧力未満である。冷却器−凝縮器は、第２膨張タービンから排出された混合物を冷却し、これにより、混合物中のほとんど全ての蒸気を凝縮するように構成されている。ポンプは、凝縮済蒸気の一部を圧縮機に戻すように構成されている。
いくつかの事例において、外部熱源は、炭化水素燃料を作動ガスとともに燃焼し、これによりＣＯ2及び水を生成する燃焼室である。燃焼室内で生成されたＣＯ2に相当する混合物の隔離部分を液化エンジンに導くように構成された抽出弁が含まれていてよい。液化エンジンは、隔離部分からＣＯ2を除去し、そして隔離部分を作動ガスとしてＥＶＩＴＥ圧縮機に戻す。
圧縮機システムも含まれる。圧縮機システムは、所定の速度でガスを吸引する手段と、少なくとも部分的に所定の速度に基づく量の気化性液体をガスに供給する手段と、ガスを気化性液体とともに圧縮することにより、気化性液体のほとんど全てを蒸発させて十分に飽和されたガス−蒸気混合物を形成する手段と、ガス−蒸気混合物を冷却することにより、ガス−蒸気混合物からほとんど全ての蒸気を凝縮して圧縮済ガスを形成する手段と、圧縮済ガスを貯蔵して緩衝する手段とを含む。
方法が、作動ガスを吸引し、ガスに所定量の気化性液体を供給し、ガスを気化性液体とともに圧縮することにより、気化性液体のほとんど全てを蒸発させて十分に飽和されたガス−蒸気混合物を形成し、廃熱を使用してガス−蒸気混合物を予熱し、外部熱エネルギーをガス−蒸気混合物に供給し、そしてガス−蒸気混合物を膨張させることを含む。気化性液体の量は少なくとも部分的に、所定の速度に基づく。この量の気化性液体の気化潜熱は、外部熱エネルギーのほぼ３０％〜ほぼ５０％である。
ガスタービン・システムは、ガスを気化性液体とともに圧縮することにより、気化性液体のほとんど全てを蒸発させて十分に飽和されたガス−蒸気混合物を形成する手段を含む。十分に飽和されたガス−蒸気混合物は、圧縮温度を有している。ガス−蒸気混合物を第１温度まで予熱する第１手段、ガス−蒸気混合物を第２温度まで予熱する第２手段、及びガス−蒸気混合物を第３温度まで膨張させる手段が含まれる。第３温度は圧縮温度と第２温度との間にある。膨張済ガス−蒸気混合物を第１流と第２流とに分割する手段が含まれる。第１流は、第１手段におけるガス−蒸気混合物にエネルギーを移動する。システムは、第２流が第４温度に達するように、外部熱エネルギーを第２流に供給する手段を含む。第４温度は、圧縮温度、第１温度、第２温度、及び第３温度のそれぞれよりも高い。第２流は、第２手段におけるガス−蒸気混合物に第１熱エネルギー部分を移動し、そして第１手段におけるガス−蒸気混合物に第２熱エネルギー部分を移動する。ガス−蒸気混合物を第１手段において予熱する前に、ガス−蒸気混合物から蒸気を除去する手段が含まれていてよい。
ＥＶＩＴＥ圧縮機が、ガス吸引手段と、ガスを圧縮するための複数の圧縮手段と、ガスが吸収できるよりも著しく多くの気化性液体を保持するための、それぞれの圧縮手段対間に位置する複数の保持手段とを含む。各保持手段は、作動ガスを気化性液体で飽和させる手段を含む。圧縮機はまた、ガスを所定の速度で保持手段を通過させる手段と、ガスが圧縮手段及び保持手段の全てを通過した後、ガスを排出する手段とを含んでいる。
ＥＶＩＴＥ圧縮機と、復熱装置と、外部熱源と、膨張タービンとを含むシステムが、含まれる。ＥＶＩＴＥ圧縮機は、作動ガスを第１圧力及び第１温度で吸引し、作動ガスを気化性液体とともに圧縮し、そして十分に飽和されたガス−蒸気混合物を排出するように構成されている。復熱装置は、ベース圧力まで膨張されたガス−蒸気混合物からの熱エネルギーを利用して、ＥＶＩＴＥ圧縮機から排出された十分に飽和されたガス−蒸気混合物を予熱するように構成されている。外部熱源は、予熱されたガス−蒸気混合物に外部熱エネルギーを加えるように構成されている。第１膨張タービンは、ガス−蒸気混合物をベース圧力まで膨張させるように構成されている。
システムはまた、ガス−蒸気混合物の残余部分を去るガス−蒸気混合物からの蒸気をドレイニングする手段と、ガス−蒸気混合物の残余部分を作動ガスとして圧縮するために圧縮機に導くように構成された再循環導管とを含んでいてもよい。システムからの蒸気をドレイニングするための手段は、膨張タービンから排出されるガス−蒸気混合物を冷却し、これにより、ガス−蒸気混合物中のほとんど全ての蒸気を凝縮するように構成された冷却器−凝縮器と、凝縮された蒸気の一部を圧縮機に戻すように構成されたポンプとを含んでいてよい。第１圧力はベース圧力であってよく、又は周囲圧力を上回っていてよい。第１温度は周囲温度を上回っていてよい。
外部熱源は燃焼室であってよく、そしてシステムは、復熱装置から余熱済ガス−蒸気混合物を受け取るように構成された第２圧縮タービンを含んでいてもよい。システムは、ガス−蒸気混合物をベース圧力からの周囲圧力まで膨張させるために第２膨張タービンを含んでいてもよい。
いくつかの事例において、外部熱源は燃焼室であってよく、そしてＥＶＩＴＥ圧縮機は、スクリュ圧縮機又はピストン圧縮機を含んでいてよい。いくつかの事例において、ベース圧力は第１圧力に等しくてよい。
システムは第２膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、ポンプと、液化装置とを含んでいてもよい。外部熱源は燃焼室であってよい。冷却器−凝縮器は、十分に飽和されたガス−蒸気混合物に熱エネルギーが移動されたガス−蒸気混合物を受け取り、周囲温度にほぼ等しい第２温度までガス−蒸気混合物を冷却し、そしてガス−蒸気混合物中のほとんど全ての蒸気を凝縮するように構成されていてよい。ポンプは、凝縮された蒸気の一部をＥＶＩＴＥ圧縮機に戻すように構成されていてよい。第２膨張タービンは、冷却器−凝縮器から乾燥済ガスを受け取り、ガスを周囲圧力まで膨張させ、そしてガスを、周囲温度を下回る第３温度まで冷却するように構成されていてよい。ガスはＥＶＩＴＥ圧縮機に戻されてよい。液化装置は、第２ガスからのエネルギーを第３温度の膨張済ガスに移動することにより、第２ガスを液化するように構成されていてよい。
システムは第２膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、ポンプと、液化装置とを含んでいてもよい。外部熱源は熱交換器であってよい。第１圧力は周囲圧力であってよい。第１温度は周囲温度であってよい。ベース圧力は周囲圧力を上回っていてよい。冷却器−凝縮器は、十分に飽和されたガス−蒸気混合物に熱エネルギーが移動されたガス−蒸気混合物を受け取り、周囲温度にほぼ等しい第２温度までガス−蒸気混合物を冷却し、そしてガス−蒸気混合物中のほとんど全ての蒸気を凝縮するように構成されていてよい。ポンプは、凝縮された蒸気の一部をＥＶＩＴＥ圧縮機に戻すように構成されていてよい。第２膨張タービンは、冷却器−凝縮器から乾燥済ガスを受け取り、ガスを周囲圧力まで膨張させ、そしてガスを、周囲温度を下回る第３温度まで冷却するように構成されていてよい。液化装置は、第２ガスからのエネルギーを第３温度の膨張済ガスに移動することにより、第２ガスを液化するように構成されていてよい。
システムは第２膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、ポンプとを含んでいてもよい。外部熱源は熱交換器であってよい。ベース圧力は第１圧力を上回っていてよい。第２膨張タービンは、十分に飽和されたガス−蒸気混合物に熱エネルギーが移動されたガス−蒸気混合物を受け取り、ガスを第１圧力まで膨張させるように構成されていてよい。冷却器−凝縮器は、第２膨張タービンからガス−蒸気混合物を受け取り、そしてガス−蒸気混合物中のほとんど全ての蒸気を凝縮するように構成されていてよい。ポンプは、凝縮された蒸気の一部をＥＶＩＴＥ圧縮機に戻すように構成されていてよい。
システムが復熱装置と、燃焼室と、清浄化室と、膨張タービンと、ガス洗浄器と、ＥＶＩＴＥ圧縮機とを含んでいる。復熱装置は、膨張された排ガスからの熱エネルギーを用いて、周囲空気を予熱するように構成されている。燃焼室は、復熱装置に流体的に接続されており、そして空気を燃料とともに燃焼することにより排ガスを生成するように構成されている。膨張タービンは、清浄化室からの清浄化済排ガスを膨張させるように構成されている。ガス洗浄器は、膨張された排ガスを受け取り、そして膨張された排ガスから付加的な不純物を除去するように構成されている。ＥＶＩＴＥ圧縮機は、膨張された排ガスを気化性液体とともに圧縮し、そして周囲温度のガス−蒸気混合物を排出する。
システムが、ＥＶＩＴＥ圧縮機と、高温熱交換器と、内燃室と、膨張タービンと、外部熱源とを含む。ＥＶＩＴＥ圧縮機は、作動ガスを吸引し、動作部分を気化性液体とともに所定の圧力まで圧縮し、そして十分に飽和されたガス−蒸気混合物を排出するように構成されている。高温熱交換器は、ＥＶＩＴＥ圧縮機に流体的に接続されており、そして外部熱源の熱エネルギーを利用して作動ガスを加熱するように構成されている。内燃室は、熱交換器に流体的に接続されており、そして排ガスを生成するように構成されている。膨張タービンは排ガスを膨張させるように構成されている。外部熱源は、固体燃料の部分熱分解のための低温炉と、高温炉と、補助圧縮機とを含んでいる。低温炉は、熱分解のガス生成物を排出するように構成されている。高温炉は、熱分解後に残った固体燃料を受け取り、そして残余の固体燃料を空気とともに燃焼し、これにより高温熱交換器によって利用される熱エネルギーを生成する。補助圧縮機は、ガス生成物を受け取り、ガス生成物を所定の圧力まで圧縮し、そしてガス生成物を、作動ガスと一緒に燃焼するために燃焼室に排出する。
混合型サイクル・システムが、開放サイクル・システムと密閉サイクル・エンジンとを含んでいる。開放サイクル・システムは補助圧縮機と補助膨張タービンとを含んでいる。補助圧縮機は周囲空気を圧縮し、そしてこれを混合器に供給するように構成されている。補助膨張タービンは、排ガスの一部を排出するように構成されている。密閉サイクル・エンジンは、混合器と、ＥＶＩＴＥ圧縮機と、復熱装置と、第２圧縮機と、燃焼室と、第１膨張タービンと、第２膨張タービンと、冷却器−凝縮器とを含んでいる。ＥＶＩＴＥ圧縮機は、作動ガスを気化性液体と一緒に圧縮し、十分に飽和された蒸気−ガス混合物を排出するように構成されている。復熱装置は、残余の膨張された排ガスからの熱エネルギーを利用して、蒸気−ガス混合物を加熱するように構成されている。混合器は、補助圧縮機から圧縮済空気を、そして復熱装置から蒸気−ガス混合物を受け取り、そして第２混合物を排出するように構成されている。第２圧縮機は、第２混合物を圧縮するように構成されている。燃焼室は、第２圧縮機から第２混合物を受け取り、そして第２混合物を燃料とともに燃焼し、これにより排ガスを生成するように構成されている。第１膨張タービンは、排ガスを膨張させ、そして排ガス部分を補助膨張タービンに排気し、そして残余の膨張された排ガスを復熱装置に導くように構成されている。第２膨張タービンは、復熱装置内の熱エネルギーが移動された残余の膨張された排ガスを膨張させるように構成されている。冷却器−凝縮器は、第２膨張タービンからの残余の膨張された排ガスを冷却し、これにより残余の膨張された排ガス中のほとんど全ての蒸気を凝縮するように構成されており、そして残余の膨張された排ガスを作動ガスとしてＥＶＩＴＥ圧縮機に戻すように構成されている。
混合型サイクル・システムが、開放サイクル・システムと密閉サイクル・エンジンとを含んでいる。開放サイクル・システムは補助圧縮機と補助膨張タービンとを含んでいる。補助ピストン圧縮機は周囲空気を圧縮し、そしてこれをＥＶＩＴＥ圧縮機に供給するように構成されている。補助膨張タービンは、排ガスの一部を排出するように構成されている。密閉サイクル・エンジンは、ＥＶＩＴＥピストン圧縮機と、復熱装置と、膨張タービンと、冷却器−凝縮器とを含んでいる。ＥＶＩＴＥピストン圧縮機は、作動ガスを気化性液体と一緒に圧縮し、十分に飽和された蒸気−ガス混合物を排出するように構成されている。復熱装置は、残余の膨張された排ガスからの熱エネルギーを利用して、蒸気−ガス混合物を加熱するように構成されている。燃焼室は、復熱装置から蒸気−ガス混合物を受け取り、そして蒸気−ガス混合物を燃料とともに燃焼し、これにより排ガスを生成するように構成されている。膨張タービンは、排ガスを膨張させ、そして排ガス部分を補助膨張タービンに排気し、そして残余の膨張された排ガスを復熱装置に導くように構成されている。冷却器−凝縮器は、膨張タービンからの残余の膨張された排ガスを冷却し、これにより残余の膨張された排ガス中のほとんど全ての蒸気を凝縮するように構成されており、そして残余の膨張された排ガスを作動ガスとしてＥＶＩＴＥ圧縮機に戻すように構成されている。
本発明及びその利点を、或る特定の非限定的な実施態様との関連において開示してきた。上記一例としての説明は、包括的であることを意図するものではなく、又は本発明を、開示された厳密な形態に限定しようとするものでもない。さらに、言うまでもなく、添付の特許請求の範囲によって定義された本発明の範囲を逸脱することなしに、種々様々な変化、置換、並べ替え、及び変更を加えることができる。また、いずれか１つの実施態様との関連において説明した任意の特徴を、いずれの他の実施態様にも適用できることは明らかである。

Claims (130)

  1. 動力及び任意には熱を生成するための開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    圧縮機と、気化性液体供給装置と、熱交換器と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンとを含み；
    該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；
    該気化性液体供給装置は、該作動ガスに気化性液体を供給するように、該圧縮機と連携されており；
    該熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスを冷却することにより、冷却・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；
    該復熱装置は、該熱交換器から該冷却・圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを加えることにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；
    該燃焼室は、該復熱装置から該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、動力を発生させ、そして膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；そして
    該復熱装置が、該膨張された排ガスを受け取るように該膨張タービンに流体的に接続されている、
    開放サイクル・ガスタービン・システム。
  2. 該圧縮機及び気化性液体供給装置が、該圧縮された作動ガスを十分に飽和させるように作動する、請求項１に記載のシステム。
  3. 該熱交換器が、該圧縮された作動ガスからの凝縮性液体を凝縮するように作動する、請求項１に記載のシステム。
  4. 該熱交換器が、該圧縮された作動ガスからの凝縮性液体の０％〜１００％を凝縮するように作動する、請求項１に記載のシステム。
  5. 該熱交換器が、該圧縮された作動ガスからの凝縮性液体を凝縮することにより、凝縮液体を形成するように働くことができ；そしてさらに、凝縮液体を除去するように該熱交換器に流体的に接続された導管を含む、請求項１に記載のシステム。
  6. さらに、
    冷却剤を供給するために、該熱交換器に流体的に接続された冷却剤供給導管と、
    該熱交換器に供給される冷却剤の量を制御するための冷却剤制御装置と
    を含む、請求項１に記載のシステム。
  7. さらに、
    冷却剤を供給するために、該熱交換器に流体的に接続された冷却剤供給導管と、
    該熱交換器に供給される冷却剤の量を制御するための冷却剤制御装置と
    を含み、
    該熱交換器が、該冷却剤制御装置によって供給された冷却剤量に応じて、該圧縮された作動ガスからの凝縮性液体の０％〜１００％を凝縮するように作動する、
    請求項１に記載のシステム。
  8. 動力及び任意には熱を生成するための開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    圧縮機と、気化性液体供給装置と、熱交換器と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンとを含み；
    該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；
    該気化性液体供給装置は、該作動ガスに気化性液体を供給するように、該圧縮機と連携されており；
    該熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスを冷却することにより、冷却・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；
    該復熱装置は、該熱交換器から該冷却・圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを加えることにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；
    該燃焼室は、該復熱装置から該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、動力を発生させ、そして膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；そして
    該復熱装置が、該膨張された排ガスを受け取るように該膨張タービンに流体的に接続されている、
    開放サイクル・ガスタービン・システム。
  9. 該圧縮機及び気化性液体供給装置が、該圧縮された作動ガスを十分に飽和させるように作動する、請求項８に記載のシステム。
  10. 該熱交換器が、該圧縮された作動ガスからの凝縮性液体を凝縮するように作動する、請求項８に記載のシステム。
  11. 該熱交換器が、該圧縮された作動ガスからの凝縮性液体の０％〜１００％を凝縮するように作動する、請求項８に記載のシステム。
  12. 該熱交換器が、該圧縮された作動ガスからの凝縮性液体を凝縮することにより、凝縮液体を形成するように働くことができ；そしてさらに、凝縮液体を除去するように該熱交換器に流体的に接続された導管を含む、請求項８に記載のシステム。
  13. さらに、
    冷却剤を供給するために、該熱交換器に流体的に接続された冷却剤供給導管と、
    該熱交換器に供給される冷却剤の量を制御するための冷却剤制御装置と
    を含む、請求項８に記載のシステム。
  14. さらに、
    冷却剤を供給するために、該熱交換器に流体的に接続された冷却剤供給導管と、
    該熱交換器に供給される冷却剤の量を制御するための冷却剤制御装置と
    を含み、
    該熱交換器が、該冷却剤制御装置によって供給された冷却剤量に応じて、該圧縮された作動ガスからの凝縮性液体の０％〜１００％を凝縮するように作動する、
    請求項８に記載のシステム。
  15. 開放サイクル・ガスタービンで動力を生成する方法であって、該方法が：
    作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成する工程であって；
    該作動ガス圧縮工程が、該作動ガスに気化性液体を供給することを含む工程と；
    該圧縮された作動ガスを熱交換器内で冷却することにより、冷却・圧縮された作動ガスを生成する工程と；
    該冷却・圧縮された作動ガスに復熱装置内の熱エネルギーを加えることにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成する工程と；
    該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼室内で燃焼することにより、排ガスを生成する工程と；
    該排ガスを膨張タービン内で膨張させることにより、動力を発生させ、そして膨張された排ガスを生成する工程と；
    該膨張された排ガスから復熱装置へ熱エネルギーを供給する工程と
    を含む、開放サイクル・ガスタービンで動力を生成する方法。
  16. 該作動ガス圧縮工程がさらに、該作動ガスを十分に飽和させることを含む、請求項１５に記載の方法。
  17. さらに、
    該熱交換器に冷却剤を供給し；そして
    該熱交換器に供給される冷却剤の量を制御する
    ことを含む、請求項１５に記載のシステム。
  18. さらに、
    該熱交換器に冷却剤を供給し；
    該熱交換器に供給される冷却剤の量を制御する
    ことを含み；そして
    該熱交換器が、該冷却剤制御装置によって供給された冷却剤量に応じて、該圧縮された作動ガスからの凝縮性液体の０％〜１００％を凝縮するように作動する、
    請求項１５に記載のシステム。
  19. 開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    圧縮機と、気化性液体供給装置と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンと、熱交換器と、導管とを含み；
    該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；
    該気化性液体供給装置は、該作動ガスに液滴を供給するように、該圧縮機と連携されており；
    該復熱装置は、該圧縮機から該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスに熱エネルギーを供給することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；
    該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該熱排ガスからエネルギーを除去することにより、膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；
    該熱交換器は、該膨張された排ガスを受け取り、そして該膨張された排ガスから熱エネルギーを除去することにより、冷却・膨張された排ガスを生成するように、該膨張タービンに流体的に接続されており；
    該導管が、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、該冷却・膨張された排ガスを該復熱装置に供給するように、該熱交換器と連携されている、
    開放サイクル・ガスタービン・システム。
  20. 該圧縮機及び気化性液体供給装置が、該圧縮された作動ガスを十分に飽和させるように作動する、請求項１９に記載のシステム。
  21. 該圧縮機及び気化性液体供給装置が、該圧縮された作動ガスを十分に飽和させるように作動する、請求項１９に記載のシステム。
  22. 開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、復熱装置と、第１膨張タービンと、導管と、第２膨張タービンとを含み；
    該第１圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；
    該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；
    該第１膨張タービンは、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取るように、該復熱装置に流体的に接続されており、そして、該加熱・圧縮された作動ガスを膨張させるように働くことにより、エネルギーと、一度膨張された作動ガスとを生成し；
    該導管は、該第１膨張タービンから該復熱装置へ、該一度膨張された作動ガスを供給するために設けられており；そして
    該第２膨張タービンは、該一度膨張された作動ガスを受け取るように、該復熱装置に流体的に接続されており、そして、該一度膨張された作動ガスを膨張させるように働くことにより、エネルギーを生成し、そして二度膨張された作動ガスを生成する、
    開放サイクル・ガスタービン・システム。
  23. 該圧縮機及び気化性液体供給装置が、該圧縮された作動ガスを十分に飽和させるように作動する、請求項２２に記載のシステム。
  24. さらに、該復熱装置に流体的に接続され、そして該第１膨張タービンに流体的に接続された熱交換器を含み、該熱交換器が、該復熱装置から、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスをさらに加熱するように作動する、請求項２２に記載のシステム。
  25. さらに、該二度膨張された作動ガスを受け取り、そして該二度膨張された作動ガスから気化性液体を凝縮するために、該第２膨張タービンに流体的に接続された冷却器−凝縮器を含む、請求項２２に記載のシステム。
  26. 該冷却器−凝縮器は、該気化性液体供給装置に流体的に接続されている、請求項２５に記載のシステム。
  27. 開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する圧縮機と、復熱装置と、第２圧縮機と、燃焼室と、膨張タービンと、導管とを含み；
    該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該復熱装置は、該作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを加えることにより、一度加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；
    該第２圧縮機は、該一度加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該一度加熱・圧縮された作動ガスをさらに圧縮することにより、二度圧縮された作動ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該燃焼室は、該二度圧縮された作動ガスを受け取り、そして該二度圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；
    該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；そして
    該導管が、該膨張タービンから該復熱装置へ、熱エネルギーを提供する該膨張された作動ガスを供給するように、該復熱装置と該膨張タービンとの間に流体的に接続されている、
    開放サイクル・ガスタービン・システム。
  28. 該圧縮機及び気化性液体供給装置が、該圧縮された作動ガスを十分に飽和させるように作動する、請求項２７に記載のシステム。
  29. 該圧縮機及び気化性液体供給装置が、該圧縮された作動ガスを完全に飽和させるように作動する、請求項２７に記載のシステム。
  30. 開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    第１圧縮機と、冷却器−凝縮器と、導管と、第２圧縮機と、燃焼室と、膨張タービンとを含み；
    該第１圧縮機は、作動ガスを受け取るために設けられており、該第１圧縮機は気化性液体供給装置を有しており、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該冷却器−凝縮器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスを冷却することにより、凝縮液体と、冷却・圧縮された作動ガスとを生成するように、該第１圧縮機に流体的に接続されており；
    該導管は、該冷却器−凝縮器から該気化性液体供給装置へ該凝縮液体を供給するために設けられており；
    該第２圧縮機は、該冷却・圧縮された作動ガスを受け取るように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており、そして二度圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該燃焼室は、該二度圧縮された作動ガスを受け取り、そして該二度圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；そして
    該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、エネルギーを発生させ、そして膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されている、
    開放サイクル・ガスタービン・システム。
  31. 該第１圧縮機及び気化性液体供給装置が、該作動ガスを十分に飽和させるように作動する、請求項３０に記載のシステム。
  32. 該第１圧縮機及び気化性液体供給装置が、該作動ガスを完全に飽和させるように作動する、請求項３０に記載のシステム。
  33. 開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、復熱装置と、第２圧縮機と、燃焼室と、第１膨張タービンと、導管と、第２膨張タービンとを含み；
    該第１圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取るように、該第１圧縮機に流体的に接続されており、そして該作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    第２圧縮機は、該復熱装置から該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを圧縮することにより、二度圧縮された作動ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該燃焼室は、該二度圧縮された作動ガスを受け取り、そして該二度圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；
    該第１膨張タービンは、該排ガスを受け取るように、該燃焼室に流体的に接続されており、そして、一度膨張された排ガスを生成するように働くことができ；
    該導管は該復熱装置及び第１膨張タービンに流体的に接続されており、そして該導管は、該第１膨張タービンから該復熱装置へ、該一度膨張された作動ガスを供給するために設けられており；
    該復熱装置はさらに、該一度膨張された排ガスから熱エネルギーを受け取り、そして、冷却された一度膨張された排ガスを生成するように働くことができ；
    該第２膨張タービンは、該冷却された一度膨張された排ガスを受け取り、そして該冷却された一度膨張された排ガスを膨張させることにより、二度膨張された排ガス及びエネルギーを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されている、
    開放サイクル・ガスタービン・システム。
  34. 該圧縮機及び気化性液体供給装置が、該作動ガスを十分に飽和させるように作動する、請求項３３に記載のシステム。
  35. 該圧縮機及び気化性液体供給装置が、該作動ガスを完全に飽和させるように作動する、請求項３３に記載のシステム。
  36. 冷却のための開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する圧縮機と、復熱装置と、燃焼室と、第１膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、第２膨張タービンと、低温熱交換器とを含み；
    該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；
    該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該第１膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガス及びエネルギーを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；
    該復熱装置は、該第１膨張タービンから該膨張された排ガスを受け取り、そして熱エネルギーを除去することにより、冷却・膨張された排ガスを生成するように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；
    該冷却器−凝縮器は、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして乾燥済作動ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該第２膨張タービンは、該乾燥済作動ガスを受け取り、そして低温作動ガスを生成するように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており；そして
    該低温熱交換器は、該低温作動ガスを受け取り、そして該低温作動ガスに熱エネルギーを供給するように、該第２膨張タービンに流体的に接続されている、
    開放サイクル・ガスタービン・システム。
  37. 該気化性液体供給装置及び圧縮機が、該作動ガスを完全に飽和させる、請求項３６に記載のシステム。
  38. 該気化性液体供給装置及び圧縮機が、該作動ガスを十分に飽和させる、請求項３６に記載のシステム。
  39. 該低温熱交換器は、液化可能ガスを受け取り、そして該液化可能ガスから液体を生成するように作動する、請求項３６に記載のシステム。
  40. 該冷却器−凝縮器は、該冷却・膨張された排ガスから、凝縮液体を凝縮するように働くことができ、そしてさらに、該凝縮液体を該気化性液体供給装置に供給するために、該冷却器−凝縮器に流体的に接続され該気化性液体供給装置に流体的に接続された導管を含む、請求項３６に記載のシステム。
  41. 開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    第１圧縮機と、冷却器−凝縮器と、導管と、第２圧縮機と、加熱ユニットと、膨張タービンとを含み；
    該第１圧縮機は、作動ガスを受け取るために設けられており、該第１圧縮機は気化性液体供給装置を有しており、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該冷却器−凝縮器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスを冷却することにより、凝縮液体と、冷却・圧縮された作動ガスとを生成するように、該第１圧縮機に流体的に接続されており；
    該導管は、該冷却器−凝縮器から該気化性液体供給装置へ該凝縮液体を供給するために設けられており、
    該第２圧縮機は、該冷却・圧縮された作動ガスを受け取るように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており、そして二度圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該加熱ユニットは、該二度圧縮された作動ガスを受け取り、そして該二度圧縮された作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、排ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；そして
    該膨張タービンは、該排ガスを受け取るように、該加熱ユニットに流体的に接続されており、そして該排ガスを膨張させることにより、エネルギーを発生させ、そして膨張された排ガスを生成するように作動する、
    開放サイクル・ガスタービン・システム。
  42. 該加熱ユニットが燃焼室を含む、請求項４１に記載のシステム。
  43. 該加熱ユニットが高温熱交換器を含む、請求項４１に記載のシステム。
  44. さらに、該凝縮液体を受け取るように該冷却器−凝縮器に流体的に接続され、そして該気化性液体供給装置に流体的に接続された導管を含む、請求項４１に記載のシステム。
  45. 該気化性液体供給装置及び圧縮機が、該作動ガスを完全に飽和させる、請求項４１に記載のシステム。
  46. 該気化性液体供給装置及び圧縮機が、該作動ガスを十分に飽和させる、請求項４１に記載のシステム。
  47. 作動ガスを受け取り、そして圧縮された作動ガスを生成するためのターボ圧縮機であって、該圧縮機は：
    複数のステータと；
    複数のインペラと；
    複数のステートと複数のインペラとを取り囲み、そして入口と出口とを有するハウジングと；
    該作動ガスに気化性液体を提供するための気化性液体供給装置と
    を含み；そして
    該気化性液体供給装置が、該作動ガスを飽和し、そして該気化性液体供給装置に提供される全ての液体を気化するようにサイズ設定され構成されている、
    ターボ圧縮機。
  48. 該気化性液体供給装置が、それぞれ複数のステータ及び複数のインペラから、隣接するステータとインペラとの間に形成された複数の噴射ノズルと複数の噴射チャネルとを含む、請求項４７に記載のターボ圧縮機。
  49. さらに、複数の圧縮機段を含み、該気化性液体供給装置が、複数の段のうちの少なくとも１つの段の間に複数の外部タンクを含む、請求項４７に記載のターボ圧縮機。
  50. 該気化性液体供給装置が、直径５μｍ未満の液滴を生成するように作動する、請求項４７に記載のターボ圧縮機。
  51. 複数の段を有するターボ圧縮機内で作動ガスを圧縮する方法であって、該方法が：
    該ターボ圧縮機のハウジング内に、入口を通して該作動ガスを導入し；
    該ターボ圧縮機の複数の段のうちの少なくとも１つの段の間に気化性液体を提供し；
    該作動ガスを、出口を通して排出する
    ことを含み；そして
    該気化性液体提供工程が、該作動ガスが排出される前に、全ての液体が気化されるような速度、サイズ、及び位置で、該気化性液体を提供する工程を含む、
    作動ガスを圧縮する方法。
  52. 該作動ガス排出工程が、飽和率５０〜１００％の作動ガスを排出する工程を含む、請求項５１に記載の方法。
  53. 該作動ガス排出工程が、飽和率７５〜１００％の作動ガスを排出する工程を含む、請求項５１に記載の方法。
  54. 動力を発生させるための半密閉タービン・システムであって、該システムが：
    第１圧縮機と、気化性液体供給装置を有する第２圧縮機と、復熱装置と、燃焼室と、第１膨張タービンと、第１導管と、第２膨張タービンとを含み、
    該第１圧縮機は、新鮮作動ガスを受け取り、そして該新鮮作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；
    該第２圧縮機は、再循環作動ガスを受け取り、そして圧縮された再循環作動ガスを生成するために設けられており；
    該復熱装置は、圧縮された再循環作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを添加することにより、加熱された圧縮済再循環作動ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；
    該燃焼室は、第１圧縮された作動ガスを受け取るように該第１圧縮機にカップリングされ、そして該加熱された圧縮済再循環作動ガスを受け取るように該復熱装置に流体的に接続されており、そして、該第１圧縮された作動ガス、及び該加熱された圧縮済再循環作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように働くことができ；
    該第１膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；
    該復熱装置は、該膨張された排ガスを受け取るように、該膨張タービンに流体的に接続されており、そして該復熱装置は、冷却・膨張された排ガスを生成するように働くことができ；
    該第１導管は、該冷却・膨張された排ガスを受け取るように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該第２膨張タービンは、該第１導管に流体的に接続されており、また、該冷却・膨張された排ガスの少なくとも一部を受け取り、そして該冷却済排ガスを膨張させることにより、エネルギーを生成するように働くことができ；そして
    該第２圧縮機は、該冷却・膨張された排ガスの少なくとも一部を受け取るように、該第１導管に流体的に接続されており、そして該冷却・膨張された排ガスが、該再循環作動ガスとして該第２圧縮機に提供される、
    半密閉タービン・システム。
  55. 該復熱装置は、該第１圧縮された作動ガスを受け取り、そして該第１圧縮された作動ガスに付加的な熱エネルギーを提供するように、該第１圧縮機に流体的に接続されている、請求項５４に記載のシステム。
  56. 該気化性液体供給装置は、周囲圧力及び周囲温度を上回る温度及び圧力の該第２圧縮機内で、気化性液体を噴射するように作動する、請求項５４に記載のシステム。
  57. さらに、該第１圧縮機にカップリングされた気化性液体供給装置を含む、請求項５４に記載の、動力を発生させるためのタービン・システム。
  58. さらに、該第１圧縮機に流体的に接続された初期圧縮機を含み、該初期圧縮機は、新鮮原料を受け取り、そして該新鮮原料を圧縮することにより該新鮮作動ガスを形成するために設けられている、請求項４３に記載の、動力を発生させるためのタービン・システム。
  59. 動力を発生させるための半密閉タービン・システムであって、該システムが：
    第１圧縮機と、気化性液体供給装置を有する第２圧縮機と、燃焼室と、第１膨張タービンと、第１導管と、第２膨張タービンとを含み；
    該第１圧縮機は、新鮮作動ガスを受け取り、そして該新鮮作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；
    該第２圧縮機は、再循環作動ガスを受け取り、そして圧縮された再循環作動ガスを生成するために設けられており；
    該燃焼室は、第１圧縮された作動ガスを受け取るように該第１圧縮機にカップリングされ、そして該圧縮された再循環作動ガスを受け取るように該第２圧縮機に流体的に接続されており、そして、該第１圧縮された作動ガス、及び該圧縮された再循環作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように働くことができ；
    該第１膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；
    該第１導管は、該膨張された排ガスを受け取るように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；
    該第２膨張タービンは、該第１導管に流体的に接続されており、また、該膨張された排ガスの少なくとも一部を受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、エネルギーを生成するように働くことができ；そして
    該第２圧縮機は、該膨張された排ガスの少なくとも一部を受け取るように、該第１導管に流体的に接続されており、そして該膨張された排ガスが、該再循環作動ガスとして該第２圧縮機に提供される、
    半密閉タービン・システム。
  60. 動力を発生させるための半密閉タービン・システムであって、該システムが：
    第１気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、第２気化性液体供給装置を有する第２圧縮機と、復熱装置と、燃焼室と、第１膨張タービンと、第２膨張タービンと、第１導管と、第２導管とを含み；
    該第１圧縮機は、新鮮作動ガスを受け取り、そして該新鮮作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；
    該第２圧縮機は、再循環作動ガスと、該第１圧縮された作動ガスとを受け取り、そして第２圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；
    該復熱装置は、該第２圧縮された作動ガスを受け取り、そして該第２圧縮された作動ガスに付加的な熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；
    該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取るように、該復熱装置にカップリングされており、そして該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように働くことができ；
    該第１膨張タービンは、排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、動力と、膨張された排ガスとを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；
    該第２膨張タービンが設けられており；
    該第１導管は、該膨張された排ガスの少なくとも一部を該復熱装置に提供するように、該第１膨張タービンに流体的に接続され、そして該復熱装置にカップリングされており、そして該膨張された排ガスの少なくとも一部を、該第２膨張タービンに提供するように、該第２膨張タービンに流体的に接続されており、
    該復熱装置は、該膨張された排ガスを受け取り、そして熱エネルギーを除去することにより、冷却済排ガスを生成するように働くことができ；そして
    該第２導管は、該復熱装置に流体的に接続され、そして該第２圧縮機に流体的に接続されており、該第２導管は、該冷却済排ガスを該復熱装置から該第２圧縮機へ、該再循環作動ガスとして供給するように作動する、
    半密閉タービン・システム。
  61. 動力を生成するための半密閉タービン・システムであって、該システムが：
    第１圧縮機と、第２圧縮機と、復熱装置と、混合器と、第３圧縮機と、燃焼室と、第１膨張タービンと、第１導管と、第２膨張タービンと、第２導管と、第３膨張タービンと、第３導管と、冷却器−凝縮器と、第４導管とを含み；
    該第１圧縮機は、新鮮作動ガスを受け取り、そして該新鮮作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを形成するために設けられており；
    該第２圧縮機は、再循環作動ガスを受け取り、そして該再循環作動ガスを圧縮することにより、第２圧縮された作動ガスを形成するために設けられており；
    該復熱装置は、該第２圧縮機に流体的に接続されており、そして該第２圧縮された作動ガスに熱エネルギーを加えることにより、加熱された第２作動ガスを形成するように働くことができ；
    該混合器は、該第１圧縮された作動ガスと、該加熱された第２圧縮された作動ガスとを受け取ることにより、第３作動ガスを形成するように、該復熱装置と該第１圧縮機とに流体的に接続されており；
    該第３圧縮機は、該第３作動ガスを受け取り、そして該第３作動ガスを圧縮することにより、第３圧縮された作動ガスを形成するように、該混合器にカップリングされており；
    該燃焼室は、該第３圧縮された作動ガスを受け取って燃焼させることにより、排ガスを生成するように、該３圧縮機に流体的に接続されており；
    該第１膨張タービンは、該燃焼室に流体的に接続されており、該第１膨張タービンは、排ガスを受け取って膨張させることにより、動力と、膨張された排ガスとを生成するために設けられており；
    該第１導管は、該膨張された排ガスの少なくとも一部を該復熱装置に提供するように、該第１膨張タービンに流体的に接続され、そして該復熱装置に流体的に接続されており；
    該第２膨張タービンが設けられており；
    該第２導管は、該第１膨張タービン及び該第２膨張タービンに流体的に接続されており、該第２導管は、該膨張された排ガスの少なくとも一部を、該第２膨張タービンに供給するように働くことができ、該第２膨張タービンは、動力、及び二度膨張された排ガスを生成するように働くことができ；
    該第３膨張タービンが設けられており；
    該第３導管は、該復熱装置及び該第３膨張タービンに流体的に接続されており、該第３膨張タービンは、該膨張された排ガスを受け取って膨張させることにより、第２膨張された排ガスを生成するように働くことができ；
    該冷却器−凝縮器は、該第２膨張された排ガスを受け取り、そして気化された液体を除去することにより、乾燥済作動ガスを生成するように、該第３膨張タービンに流体的に接続されており；そして
    該第４導管は、該冷却器−凝縮器及び該第２圧縮機に流体的に接続されており、該第４導管は、該乾燥済作動ガスを該第２圧縮機に再循環作動ガスとして供給するように作動する、
    半密閉タービン・システム。
  62. さらに、該第２圧縮機にカップリングされた気化性液体供給装置を含む、請求項６１に記載の、動力を生成するためのタービン・システム。
  63. 該第２膨張タービンは、該膨張された排ガスの少なくとも一部を周囲条件まで膨張することにより、該二度膨張された排ガスを生成するように作動する、請求項６１に記載の、動力を生成するためのタービン・システム。
  64. 該第３膨張タービンは、該膨張された排ガスを周囲条件まで膨張することにより、該第２膨張された排ガスを生成するように作動する、請求項６１に記載の、動力を生成するためのタービン・システム。
  65. さらに、該第１圧縮機にカップリングされた気化性液体供給装置を含み、該気化性液体供給装置は、該冷却器−凝縮器から気化性液体を受け取るために、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されている、請求項６１に記載の、動力を生成するためのタービン・システム。
  66. 動力を生成するための密閉タービン・システムであって、該システムが：
    圧縮機と、復熱装置と、高温熱交換器と、膨張タービンと、第１導管と、冷却器−凝縮器と、第２導管とを含み；
    該圧縮機は、再循環作動ガスを受け取り、そして該再循環作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するために設けられており、該圧縮機は気化性液体供給装置を含み；
    該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして該圧縮された作動ガスに熱エネルギーを加えることにより、加熱・圧縮された作動ガスを形成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；
    該高温熱交換器は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスに熱エネルギーを加えることにより、高温作動ガスを形成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該膨張タービンは、該高温作動ガスを受け取り、そして該高温作動ガスを膨張させることにより、膨張された作動ガスと動力とを形成するように、該高温熱交換器に流体的に接続されており；
    該第１導管は、該膨張された作動ガスを該復熱装置に供給することにより、該復熱装置に熱エネルギーを提供するように、該膨張タービン及び該復熱装置に流体的に接続されており；
    該冷却器−凝縮器が設けられており；そして
    該第２導管は、該復熱装置及び該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており、該冷却器−凝縮器は、該膨張された作動ガスから凝縮性液体を除去することにより、該再循環作動ガスを生成するように作動する、
    密閉タービン・システム。
  67. さらに、該冷却器−凝縮器及び該気化性液体供給装置に流体的に接続されており、そして該気化性液体供給装置に液体を供給するように作動する第３導管を含む、請求項６６に記載の密閉タービン・システム。
  68. さらに、該加熱・圧縮された作動ガスをさらに圧縮するために、該復熱装置と高温熱交換器との間に流体的に接続された第２圧縮機を含む、請求項６６に記載の密閉タービン・システム。
  69. さらに、該膨張された作動ガスをさらに膨張させるために、該復熱装置と該冷却器−凝縮器との間に流体的に接続された第２膨張タービンを含む、請求項６６に記載の密閉タービン・システム。
  70. 密閉タービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、復熱装置と、高温熱交換器と、第１膨張タービンと、第２膨張タービンと、冷却器−凝縮器とを含み；
    該第１圧縮機は、再循環作動ガスを受け取り、そして該再循環作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを形成するために設けられており；
    該復熱装置は、該第１圧縮された作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを形成するように、該第１圧縮機に流体的に接続されており；
    該高温熱交換器は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを提供することにより、高温の圧縮された作動ガスを形成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該第１膨張タービンは、該高温の圧縮された作動ガスを受け取り、そして該高温の圧縮された作動ガスを膨張させることにより、第１膨張された作動ガスを形成するように、該高温熱交換器に流体的に接続されており；
    該復熱装置は、該第１膨張された排ガスを受け取り、そして冷却・膨張された排ガスを生成するように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；
    該第２膨張タービンは、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして、該冷却・膨張された排ガスを膨張させることにより、動力を生成し、そして第２膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；そして
    該冷却器−凝縮器は、該第２膨張タービンに流体的に接続されており、そして該第２膨張された排ガスを受け取り、そして凝縮性液体を凝縮することにより、乾燥済作動ガスを生成するように働くことができ、該乾燥済作動ガスは、該第１圧縮機に供給される作動ガスである、
    密閉タービン・システム。
  71. 密閉タービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、復熱装置と、第２圧縮機と、加熱ユニットと、第１膨張タービンと、冷却器−凝縮器とを含み；
    該第１圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを形成するために設けられており；
    該復熱装置は、該第１圧縮された作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを形成するように、該第１圧縮機に流体的に接続されており；
    該第２圧縮機は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを圧縮することにより、第２圧縮された作動ガスを形成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該加熱ユニットは、該第２圧縮された作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを提供することにより、高温の圧縮された作動ガスを形成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該第１膨張タービンは、該高温の圧縮された作動ガスを受け取り、そして該高温の圧縮された作動ガスを膨張させることにより、第１膨張された排ガスを形成するように、該加熱ユニットに流体的に接続されており；
    該復熱装置は、該第１膨張された排ガスを受け取り、そして冷却・膨張された排ガスを生成するように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；そして
    該冷却器−凝縮器は、該復熱装置に流体的に接続されており、そして該第２膨張された排ガスを受け取り、そして凝縮性液体を凝縮することにより、乾燥済作動ガスを生成するように働くことができ、該乾燥済作動ガスは、該第１圧縮機に供給される作動ガスである、
    密閉タービン・システム。
  72. 密閉タービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、復熱装置と、第２圧縮機と、燃焼室と、第１膨張タービンと、第２膨張タービンと、冷却器−凝縮器とを含み；
    該第１圧縮機は、再循環作動ガスを受け取り、そして該再循環作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを形成するために設けられており；
    該復熱装置は、該第１圧縮された作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを形成するように、該第１圧縮機に流体的に接続されており；
    該第２圧縮機は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを圧縮することにより、第２圧縮された作動ガスを形成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該燃焼室は、該第２圧縮された作動ガスを受け取り、そして該第２圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを形成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；
    該第１膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、第１膨張された排ガスを形成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；
    該復熱装置は、該第１膨張された排ガスを受け取り、そして冷却・膨張された排ガスを生成するように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；
    該第２膨張タービンは、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして該冷却・膨張された排ガスを膨張させることにより、第２膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該冷却器−凝縮器は、該第２膨張タービンに流体的に接続されており、そして該第２膨張された排ガスを受け取り、そして凝縮性液体を凝縮することにより、乾燥済作動ガスを生成するように働くことができ、該乾燥済作動ガスは、該第１圧縮機に供給される作動ガスである、
    密閉タービン・システム。
  73. 圧縮された流体を生成するためのシステムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する圧縮機と、復熱装置と、加熱ユニットと、膨張タービンと、第１導管と、冷却器−凝縮器と、圧力タンクとを含み；
    該圧縮機は、作動ガスを受け取るように、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ、
    該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取るように、該圧縮機に流体的に接続されており、そして該圧縮された作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを形成するように働くことができ；
    該加熱ユニットは、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取るように、該復熱装置に流体的に接続されており、そして該加熱・圧縮された作動ガスに付加的な熱エネルギーを提供することにより、排ガスを形成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、該膨張された排ガスと、動力とを形成するように、該加熱ユニットに流体的に接続されており；
    該第１導管は、該膨張タービン及び該復熱装置に流体的に接続されており、該第１導管は、該膨張された排ガスを該復熱装置に供給するように働くことができ、該復熱装置は、該膨張された排ガスを受け取り、そして冷却・膨張された排ガスを生成するように働くことができ；
    該冷却器−凝縮器は、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして凝縮性液体を凝縮することにより、乾燥排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；そして
    該圧力タンクは、該乾燥済排ガスを受け取るように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されている、
    システム。
  74. さらに、該凝縮された液体を該気化性液体供給装置に供給するために、該冷却器−凝縮器及び凝縮器に流体的に接続された第２導管を含む、請求項７３に記載のシステム。
  75. 該加熱ユニットが燃焼室を含む、請求項７３に記載のシステム。
  76. 該加熱ユニットが高温熱交換器を含む、請求項７３に記載のシステム。
  77. さらに、該乾燥済排ガスをエンドユーザーに供給するように、該圧力タンクに流体的に接続された複数の導管を含む、請求項７３に記載のシステム。
  78. 開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    圧縮機と、中間冷却器と、復熱器と、燃焼室と、膨張タービンと、導管とを含み；
    該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを形成するために設けられており；
    該圧縮機はさらに、複数の段と、該段と連携された複数のチャネルとを含み；
    該中間冷却器は、中間の圧縮された作動ガスを冷却するために設けられており；
    該複数のチャネルのうちのそれぞれのチャネルが、熱エネルギーを除去し、そして下流側の段の上流に中間作動ガスを戻すために、該中間の圧縮された作動ガスを除去し、そして該中間作動ガスを該中間冷却器に供給するように働くことができ；
    該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取り、該作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、加熱済作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；
    該燃焼室は、該加熱済作動ガスを受け取り、そして排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスと動力とを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；そして
    該導管は、該復熱装置及び該膨張タービンに流体的に接続されており、該導管は、該膨張された排ガスを該復熱装置に供給するように作動する、
    開放サイクル・ガスタービン・システム。
  79. ターボファン・エンジンであって：
    ファンと、圧縮機と、冷却器−凝縮器と、復熱装置と、燃焼室と、第１膨張タービンとを含み；
    該ファンは、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを形成するために設けられており；
    該圧縮機は、複数の段と、気化性液体を該圧縮機に提供するための複数の気化性液体供給装置とを有しており、該圧縮機は、該第１圧縮された作動ガスの一部を受け取り、そして第２圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該気化性液体が燃料であり；
    該冷却器−凝縮器は、該圧縮機に流体的に接続されており、該冷却器−凝縮器は、該第２圧縮された作動ガスを受け取り、そして該第２圧縮された作動ガスを冷却することにより、気化済液体の大部分を凝縮し、そして冷却された圧縮済乾燥作動ガスを生成するように働くことができ；
    該復熱装置は、該冷却された圧縮済乾燥作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを提供することにより、加熱済作動ガスを生成するように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており；
    該燃焼室は、該加熱済作動ガスと、燃料とを受け取り、そして燃焼を介して排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；そして
    該第１膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、動力と、第１膨張された排ガスとを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されている、
    ターボファン・エンジン。
  80. 該気化性液体供給装置は、周方向噴射室を含む、請求項７９に記載のシステム。
  81. 該第１膨張タービンが、該排ガスを膨張させることにより、周囲圧力を上回る中間圧力を有する膨張された排ガスを生成する、請求項６９に記載のシステム。
  82. さらに、該膨張された排ガスを受け取り、そして二度膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されている第２膨張タービンを含む、請求項６９に記載のシステム。
  83. ターボファン・エンジンであって：
    ファンと、多段圧縮機と、冷却器−凝縮器と、第２圧縮機と、燃焼室と、膨張タービンとを含み；
    該ファンは、作動ガスを受け取り、第１圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；
    該多段圧縮機は、複数の気化性液体供給装置を有しており、そして該第１圧縮された作動ガスの一部を受け取り、そして第２圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ、該気化性液体供給装置が燃料を供給し；
    該冷却器−凝縮器は、該多段圧縮機に流体的に接続されており、該冷却器−凝縮器は、該第２圧縮された作動ガスを受け取り、そして該燃料の大部分を凝縮し、そして冷却された圧縮済乾燥作動ガスを生成するように働くことができ；
    該第２圧縮機は、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており、該冷却された圧縮済乾燥作動ガスを受け取り、そして該冷却された圧縮済乾燥作動ガスを圧縮するように働くことができ；
    該燃焼室は、該冷却された圧縮済乾燥ガスを受け取り、そして排ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；そして
    該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスとエネルギーとを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されている、
    ターボファン・エンジン。
  84. さらに、該第１圧縮された作動ガスの一部を受け取るために該ファンに流体的に接続され、そして該第１圧縮された作動ガス及び該膨張された排ガスの排出に匹敵する該膨張された排ガスを受け取るために該膨張タービンに流体的に接続されているノズルを含む、請求項８３のシステム。
  85. 該気化性液体供給装置が、該複数の段のうちのそれぞれの段と連携された複数のタンクを含む、請求項８３のシステム。
  86. 密閉サイクルモードを有するターボファン・エンジンであって、該ターボファン・エンジンが：
    ファンと、第１圧縮機タービンと、気化性液体供給装置と、第２圧縮機と、復熱装置と、膨張室と、第１膨張タービンと、分割器と、第１導管と、第２導管と、ノズルとを含み；
    該ファンは、作動ガスを受け取り、第１作動ガスを生成するために設けられており；
    該第１圧縮機タービンは、該第１圧縮された作動ガスの一部を受け取るように、該ファンに流体的に接続されており；
    該気化性液体供給装置は、該第１圧縮機と連携され、そして該第１圧縮機に燃料を供給するように働くことができ；
    該第２圧縮機は、該第１圧縮機タービンに流体的に接続されており、そして該第１圧縮された作動ガスと、再循環作動ガスを受け取り、そして第２圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該復熱装置は、該第２圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを供給することにより、加熱された第２圧縮された作動ガスを生成するように、該第２圧縮機に流体的に接続されており；
    該膨張室は、該加熱された第２圧縮された作動ガスと、燃料とを受け取り、そして排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該第１膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして第１膨張排ガスを生成するように、燃焼室に流体的に接続されており；
    該分割器は、燃焼で除去された該加熱された第２圧縮された作動ガスに相当する該排ガスの一部を除去するように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；
    該第１導管は、該排ガスの残りを受け取り、そして該排ガスの残りを該第１圧縮機に供給するために設けられており；
    該第２導管は、作動ガスを該第２圧縮機へ、再循環作動ガスとして供給するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該ノズルは、該排ガスの該一部と、該第１作動ガスの一部とを受け取り、そして推進力を生成するように、該分割器に流体的に接続されている、
    ターボファン・エンジン。
  87. 開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    入口と、復熱器と、燃焼室と、清浄化室と、膨張タービンと、第１導管と、ガス洗浄器と、圧縮機とを含み；
    該入口は、作動ガスを受け取るように働くことができ；
    該復熱装置は、該作動ガスを受け取り、該作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、加熱済作動ガスを生成するように、該入口に流体的に接続されており；
    該燃焼室は、該加熱済作動ガスを受け取るように、該復熱装置に流体的に接続されており、そして該加熱済作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように働くことができ；
    該清浄化室は、該排ガスを受け取るように、該燃焼室に流体的に接続されており、そして該排ガスを清浄化することにより、清浄化済排ガスを生成するように働くことができ；
    該膨張タービンは、該清浄化済排ガスを受け取り、そして該清浄化済排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスを生成するように、該清浄化室に流体的に接続されており；
    該第１導管は、該膨張タービンに流体的に接続され、そして該復熱装置に流体的に接続されており、該第１導管は、該膨張された作動ガスを該復熱装置に供給するように働くことができ；
    該ガス洗浄器は、該膨張された排ガスを受け取り、そして清浄化された膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該圧縮機は、該清浄化された膨張された排ガスを受け取るように該ガス洗浄器に流体的に接続されており、該圧縮機は気化性液体供給装置を有しており、そして清浄化された圧縮された作動ガスを生成するように作動する、
    開放サイクル・ガスタービン・システム。
  88. 開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    膨張タービンと、圧縮機と、動力使用装置と、軸とを含み；
    該膨張タービンは、廃熱ガスを受け取り、そして冷却された廃熱ガスを生成するように働くことができ；
    該圧縮機は気化性液体供給装置を有し、そして該膨張タービンに流体的に接続されており、該圧縮機は、該冷却された廃熱ガスを受け取り、該廃熱ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該動力使用装置が設けられており；そして
    該軸は、該膨張タービン及び該圧縮機にカップリングされており、そして該動力使用装置に動力を提供するように作動する、
    開放サイクル・ガスタービン・システム。
  89. 該動力使用装置が発電機である、請求項８８に記載のシステム。
  90. さらに、該圧縮機に流体的に接続されていて、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして液体を凝縮するように作動する冷却器−凝縮器を含む、請求項８８に記載のシステム。
  91. 廃棄物を回収するためのタービン・システムであって、該システムが：
    膨張タービンと、圧縮機と、第１導管と、第１流体供給装置と、第２気化性液体供給装置とを含み；
    該膨張タービンは、廃熱ガスを受け取り、そしてこれを膨張させることにより、冷却された廃熱ガスを生成するために設けられており；
    該圧縮機が設けられており；
    該第１導管は、該膨張タービン及び該圧縮機に流体的に接続されており、そして該冷却された廃熱ガスを該膨張タービンから該圧縮機へ供給するように働くことができ；
    該第１流体供給装置が、該第１導管内部で、該冷却された廃熱ガスに気化性液体を供給するように、第１導管と連携されており；そして
    該第２気化性液体供給装置は、該圧縮機に気化性液体を提供するように、該圧縮機と連携されており、該圧縮機は、該冷却された廃熱ガスを受け取り、そして圧縮された作動ガスを生成するように作動する、
    タービン・システム。
  92. さらに、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして液体を凝縮するように、該圧縮機に流体的に接続された冷却器−凝縮器を含む、請求項９１のシステム。
  93. さらに、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして液体を凝縮するように、該圧縮機に流体的に接続された冷却器−凝縮器と、該第１気化性液体供給装置及び第２気化性液体供給装置に流体的に接続された第２導管とを含む、請求項９１のシステム。
  94. タービン・システムであって：
    気化性液体供給装置を有する圧縮機と、中温熱交換器と、高温熱交換器と、膨張器と、外部燃焼室と、弁とを含み；
    該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該中温熱交換器は、該圧縮された動作流体を受け取り、そして該圧縮された作動ガスに熱エネルギーを提供することにより、第１加熱済作動ガスを調製するように、該圧縮機に流体的に接続されており；
    該高温熱交換器は、該第１加熱済作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを提供することにより、排ガスを形成するように、該中温熱交換器に流体的に接続されており；
    該膨張器は、該排ガスを受け取り、そしてこれを膨張させることにより、膨張された排ガスを生成するように、該高温熱交換器に流体的に接続されており；
    該外部燃焼室が設けられており；
    該弁は、該外部燃焼室、該膨張タービン及び該中温熱交換器に流体的に接続されており、該弁は、該膨張された排ガスを受け取り、そして第１部分を該外部燃焼室へ、そして第２部分を該中温熱交換器へ供給するために設けられており；
    該外部燃焼室は、該膨張された作動ガスの該第１部分を燃焼させることにより、加熱された膨張された排ガス中に付加的な熱エネルギーを発生させるように働くことができ；
    該高温熱交換器は、該加熱された膨張された排ガスを受け取り、そして熱エネルギーを除去することにより、冷却・膨張された排ガスを生成するように、該外部燃焼室に流体的に接続されており；
    該中温熱交換器は、該排ガスの第２部分を受け取るように、該弁に流体的に接続されており、そしてさらに、該冷却・膨張された排ガスを受け取るように、該高温熱交換器に流体的に接続されている、
    タービン・システム。
  95. 熱と電力とを複合生成するためのタービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する圧縮機と、低温熱交換器と、高温熱交換器と、膨張器と、外部燃焼室とを含み；
    該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そしてこれを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを形成するように働くことができ；
    該低温熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを加えることにより、第１加熱済圧縮された作動ガスを形成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；
    該高温熱交換器は、該第１加熱済圧縮された作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを加えることにより、第２加熱済圧縮された作動ガスを形成するように、該低温熱交換器に流体的に接続されており；
    該膨張器は、該第２加熱済圧縮された作動ガスを受け取り、そしてこれを膨張させることにより、膨張された排ガスを形成するように、該高温熱交換器に流体的に接続されており；
    該外部燃焼室は、該膨張された作動ガスを受け取り、そして該膨張された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該膨張タービンに流体的に接続されており；そして
    該熱交換器は、該加熱済排ガスを受け取るように、該外部燃焼室に流体的に接続されている、
    タービン・システム。
  96. 廃熱回収のための開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する圧縮機と、熱交換器と、膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、導管とを含み；
    該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そしてこれを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを形成するように、気化性液体供給装置を有しており；
    該熱交換器は、該第１圧縮された作動ガスを受け取り、そして廃熱からの付加的な熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；
    該膨張タービンは、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そしてこれを膨張させることにより、膨張された作動ガスを形成するように、該熱交換器に流体的に接続されており；
    該冷却器−凝縮器は、該膨張された作動ガスを受け取り、そして液体を凝縮するように、該膨張タービンに流体的に接続されており；そして
    該導管は、廃熱ガスを受け取るように、該熱交換器に流体的に接続されている、
    開放サイクル・ガスタービン・システム。
  97. さらに、該冷却器−凝縮器及び該気化性液体供給装置に流体的に接続された導管を含み、該導管は、該冷却器−凝縮器から該気化性液体供給装置へ、凝縮液体を供給するように作動する、請求項９６に記載のシステム。
  98. 密閉サイクル廃熱タービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する圧縮機と、熱交換器と、膨張タービンと、冷却器−凝縮器とを含み；
    該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを形成するように働くことができ；
    該熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして廃熱からの付加的な熱エネルギーを付加することにより、加熱・圧縮された作動ガスを形成するように、該圧縮機にカップリングされており；
    該膨張タービンは、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして膨張された作動ガスを導入するように、該熱交換器に流体的に接続されており；
    該冷却器−凝縮器は、液体を凝縮することにより、乾燥した膨張作動ガスと液体とを生成するように、該膨張タービンに流体的に接続されており；
    該圧縮機は、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており；そして
    該乾燥した圧縮された作動ガスは、該圧縮機に提供される作動ガスである、
    密閉サイクル廃熱タービン・システム。
  99. さらに、該冷却器−凝縮器及び該気化性液体供給装置に流体的に接続された導管を含み、該導管は、該冷却器−凝縮器から該気化性液体供給装置へ該凝縮液体を供給するように作動する、請求項９８に記載のシステム。
  100. さらに、該圧縮機にさらにカップリングされた低温熱交換器を含み、そして該低温熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして液体を凝縮することにより、乾燥した圧縮された作動ガスを提供するように働くことができ、該乾燥した圧縮された作動ガスは、該中温熱交換器に供給される圧縮された作動ガスである、請求項９４に記載のシステム。
  101. 該システムがさらに、該圧縮機にさらにカップリングされた低温熱交換器を含み、そして該低温熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして液体を凝縮することにより、乾燥した圧縮された作動ガスを提供するように働くことができ、該乾燥した圧縮された作動ガスは、該中温熱交換器に供給される圧縮された作動ガスであり；該システムがさらに、該圧縮機と連携された気化性液体供給装置を含む、請求項９４に記載のシステム。
  102. 開放サイクル・ピストン圧縮機−膨張タービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有するピストン圧縮機と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンと、動力使用装置とを含み；
    該ピストン圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該復熱装置は、該作動ガスを受け取り、熱エネルギーを提供することにより、加熱済作動ガスを生成するように、該ピストン圧縮機にさらにカップリングされており；
    該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、該加熱・圧縮された作動ガスを燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そしてこれを膨張させることにより、膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；
    該復熱装置は、該膨張された排ガスを受け取り、そして該膨張された排ガスから熱エネルギーを受け取るように、該膨張タービンに流体的に接続されており；
    該動力使用装置が設けられており；
    該膨張タービンは、該動力使用装置に動力を提供するために、該動力使用装置にカップリングされている、
    開放サイクル・ピストン圧縮機−膨張タービン・システム。
  103. 該ピストン圧縮機が、スクリュ圧縮機を含む、請求項１０２に記載のシステム。
  104. 該ピストン圧縮機が、回転翼圧縮機を含む、請求項１０２に記載のシステム。
  105. さらに：
    該スクリュ圧縮機と連携された第１軸と；
    該膨張タービン及び該動力使用装置と連携された第２軸と；
    該第１軸及び該第２軸と連携されて、第２軸から第１軸へ動力を伝達する歯車と
    を含む、請求項１０２に記載のシステム。
  106. 密閉サイクル・ピストン圧縮機−膨張タービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有するピストン圧縮機と、復熱装置と、加熱ユニットと、膨張器と、冷却器−凝縮器と、第１導管と、第２導管とを含み；
    該ピストン圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するために設けられており；
    該加熱ユニットは、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして付加的な熱エネルギーを提供することにより、二度加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該膨張器は、該二度加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そしてこれを膨張させることにより、膨張された作動ガスを生成するように、該加熱ユニットに完全にカップリングされており；
    該膨張タービンは、該膨張された作動ガスを該復熱装置に供給することにより、該復熱装置内で使用するための熱エネルギーを提供し、そして冷却された膨張された作動ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該冷却器−凝縮器は、該冷却された膨張された作動ガスを受け取り、そして液体を凝縮することにより、該圧縮機内で使用するための作動ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該第１導管は、該冷却器−凝縮器から該ピストン圧縮機へ該作動ガスを供給するように働くために、該冷却器−凝縮器及び該ピストン圧縮機に流体的に接続されており；そして
    該第２導管は、該冷却器−凝縮器から該気化性液体供給装置へ該凝縮液体を供給するように働くために、該冷却器−凝縮器及び該気化性液体供給装置に流体的に接続されている、
    密閉サイクル・ピストン圧縮機−膨張タービン・システム。
  107. 該ピストン圧縮機が、スクリュ圧縮機を含む、請求項１０６に記載のシステム。
  108. 該ピストン圧縮機が、回転翼圧縮機を含む、請求項１０６に記載のシステム。
  109. 該ピストン圧縮機が、往復圧縮機を含む、請求項１０６に記載のシステム。
  110. 開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：内燃サブシステムと、外燃サブシステムとを含む、開放サイクル・ガスタービン・システム。
  111. 開放サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    内燃サブシステムと、外燃サブシステムと、気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、高温熱交換器と、燃焼室と、第１膨張タービンと、低温炉と、補助圧縮機と、高温炉とを含み；
    該第１圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、第１圧縮された作動ガスを形成するように働くことができ；
    該高温熱交換器は、該第１圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを供給することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該第１圧縮機に流体的に接続されており；
    該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして第１排ガスを生成するように、該高温熱交換器に流体的に接続されており；
    該第１膨張タービンは、該第１排ガスを受け取り、そして膨張させることにより、第１膨張された排ガスを生成するように、燃焼室に流体的に接続されており；
    該低温炉は、固体燃料を受け取るために設けられており、そして蒸気と軽質炭化水素とを生成するように働くことができ；
    該補助圧縮機は、該低温炉に流体的に接続されており、そして該低温炉内で生成されたガス生成物を該低温炉から受け取り、そしてこれらを圧縮することにより、圧縮されたガス生成物を形成するように働くことができ；
    該燃焼室は、該圧縮されたガス生成物を受け取り、そして該圧縮されたガス生成物を、該加熱・圧縮された作動ガスで燃焼することにより、該第１排ガスを形成するように、該補助圧縮機に流体的に接続されており；そして
    該高温炉は、低温炉と連携されており、そして、該低温炉から非熱分解型固体燃料を受け取り、そして非熱分解型固体燃料を燃焼させるように働くことができ；
    該高温熱交換器は、該燃焼排ガス及び熱エネルギーを受け取るように、該高温炉に流体的に接続されている、
    開放サイクル・ガスタービン・システム。
  112. さらに：第１導管を含み、該第１導管は、該第１膨張された排ガスを受け取るように、該第１膨張タービンに流体的に接続され、該第１膨張された排ガスからの熱エネルギーを該低温炉へ提供するように、該低温炉に流体的に接続されている、請求項１１１に記載のシステム。
  113. さらに：
    該第１膨張された排ガスを受け取るように、該第１膨張タービンに流体的に接続された第１導管を含み；
    該高温炉は、該第１導管の一部の内部で該第１膨張された排ガスに熱エネルギーを提供するように、該第１導管にカップリングされている、
    請求項１１１に記載のシステム。
  114. さらに：
    該第１膨張された排ガスを受け取るように、該第１膨張タービンに流体的に接続された第１導管を含み；
    該第１導管は、該高温炉から熱エネルギーを受け取るように、該高温炉と連携されており、そして該高温熱交換器に熱エネルギーを提供するように、該高温熱交換器と連携されており、そして、該低温炉に熱エネルギーを提供するように、該低温炉と連携されている、
    請求項１１１に記載のシステム。
  115. さらに：
    第１導管と、スプリッタと、第２導管と、第１熱交換器と、第３導管と、第４導管とを含み；
    該第１導管は、該第１膨張された排ガスを受け取るように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；
    該スプリッタは、該第１導管にさらにカップリングされており、該第１膨張された排ガスを第１部分と第２部分とに分割するように働くことができ；
    該第２導管は、第１膨張された排ガスの該第１部分を受け取るように、該スプリッタに流体的に接続されており；
    該第１熱交換器は、該第２導管に流体的に接続されており、そして、該第１膨張された排ガスの該第１部分を受け取り、そして該第１膨張された排ガスの該第１部分から熱エネルギーを受け取るように働くことができ；
    該第３導管は、該第１膨張された排ガスの該第２部分を受け取るように、該スプリッタに流体的に接続されており、そして該高温炉から熱エネルギーを受け取るように、該高温炉と連携され、また、該高温熱交換器に熱エネルギーを提供するように、該高温熱交換器と連携され、そして、該第１熱交換器に熱エネルギーを提供するように、該第１熱交換器と連携されており；
    該第４導管は、該第１膨張された排ガスの該第１及び第２部分を受け取るように、該第１熱交換器に流体的に接続されており；そして
    該第４導管は、該低温炉に熱エネルギーを提供するように、該低温炉と連携されている、
    請求項１００に記載のシステム。
  116. 二酸化炭素隔離のための密閉サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する圧縮機と、低温熱交換器と、復熱装置と、燃焼室と、膨張器と、冷却器−凝縮器と、抽出弁とを含み；
    該圧縮機は、ＣＯ2作動ガスを受け取り、そしてこれを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを形成するように働くことができ；
    該低温熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを除去することにより、凝縮性液体を凝縮し、そして乾燥した圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該復熱装置は、該乾燥した圧縮された作動ガスを受け取るように、該低温熱交換器に流体的に接続されており、そして熱エネルギーを提供することにより、乾燥した加熱済作動ガスを生成するように働くことができ；
    該燃焼室は、該乾燥した圧縮作動ガスを受け取るように、該復熱装置に流体的に接続されており、そして該作動ガスを燃料及び酸素で燃焼することにより、排ガスを生成するように働くことができ；
    該膨張器は、該排ガスを受け取り、これを膨張させることにより、膨張された排ガスを形成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；
    該復熱装置は、該膨張された排ガスを受け取り、そして該膨張された排ガスから熱エネルギーを受け取ることにより、冷却・膨張された排ガスを生成するように、該膨張タービンに流体的に接続されており；
    該冷却器−凝縮器は、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして凝縮性液体を凝縮することにより、乾燥した膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該抽出弁は、該乾燥した膨張された排ガスを受け取り、そして二酸化炭素の第１部分と、乾燥した膨張された排ガスの残余部分とを除去するように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており；そして
    該圧縮機は、該残余の乾燥した膨張された排ガスを、ＣＯ2作動ガスとして受け取るように、該抽出弁に流体的に接続されている、
    密閉サイクル・ガスタービン・システム。
  117. 二酸化炭素隔離のための密閉サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する圧縮機と、低温熱交換器と、抽出弁と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンと、冷却器−凝縮器とを含み；
    該圧縮機は、ＣＯ2作動ガスを受け取り、そしてこれを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを形成するように働くことができ；
    該低温熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを除去することにより、凝縮性液体を凝縮し、そして乾燥した圧縮された作動ガスを形成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；
    該抽出弁は、該乾燥した圧縮された作動ガスを受け取り、そして二酸化炭素の一部を除去し、そして該乾燥した圧縮された作動ガスの残余部分を提供するように、該低温熱交換器に流体的に接続されており；
    該復熱装置は該抽出弁に流体的に接続されており、該乾燥した圧縮された作動ガスの該残余部分を受け取り、そして熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガス、燃料、及び酸素を受け取り、そして第１排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該膨張タービンは、該第１排ガスを受け取り、これを膨張させることにより、第１膨張された排ガスを形成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；
    該復熱装置は、該第１膨張された排ガスを受け取り、そして熱エネルギーを除去することにより、冷却・膨張された排ガスを生成するように、該膨張タービンに流体的に接続されており；そして
    該冷却器−凝縮器は、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして凝縮性液体を凝縮し、そして乾燥した冷却・膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており、該乾燥した冷却・膨張された排ガスは、該圧縮機へ供給するためのＣＯ2作動ガスである、
    密閉サイクル・ガスタービン・システム。
  118. さらに：
    該冷却器−凝縮器から凝縮性液体を受け取るために、該冷却器−凝縮器に流体的に接続され、そして該気化性液体供給装置に流体的に接続された導管を含む、請求項１１７に記載のシステム。
  119. 二酸化炭素隔離のための密閉サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する第１圧縮機と、復熱装置と、燃焼室と、第１膨張タービンと、第２膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、第１抽出弁と、第２抽出弁とを含み；
    該第１圧縮機は、作動ガスを受け取り、そしてこれを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを形成するように働くことができ；
    該復熱装置は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを供給することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように、該第１圧縮機に流体的に接続されており；
    該燃焼室は、該加熱された燃焼性作動ガス、燃料、及び酸素を受け取り、そして燃焼することにより、第１排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該第１膨張タービンは、該第１排ガスを受け取り、これを膨張させることにより、第１膨張された排ガスを形成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；
    該復熱装置は、該第１膨張された排ガスを受け取り、そして該第１膨張された排ガスから熱エネルギーを受け取ることにより、第１冷却・膨張された排ガスを生成するように、該第１膨張タービンに流体的に接続されており；そして
    該第２膨張タービンは、該第１冷却・膨張された排ガスを受け取り、該第１冷却・膨張された排ガスを膨張させることにより、第２膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該冷却器−凝縮器は、該第２膨張された排ガスを受け取り、そして凝縮性液体を凝縮し、そして乾燥した膨張された排ガスを生成するように、該第２膨張タービンに流体的に接続されており；
    該第１抽出弁は、該乾燥した膨張された排ガスを受け取り、そしてＣＯ2の少なくとも一部を除去し、そして該乾燥した膨張された排ガスの残余部分を生成するように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており；
    該第２抽出弁は、該乾燥した膨張された排ガスの残余部分を受け取り、そして高い等エントロピー指数のガスを受け取り、該高い等エントロピー指数のガスと、該残余の乾燥した膨張された排ガスとを混合することにより、該第１圧縮機に供給されるべき該作動ガスを生成するように、該第１抽出弁に流体的に接続されている、
    密閉サイクル・ガスタービン・システム。
  120. さらに：
    該冷却器−凝縮器及び該気化性液体供給装置に流体的に接続された導管を含み、該導管は、該冷却器−凝縮器から凝縮液体を受け取り、そしてこれを該気化性液体供給装置に供給するように作動する、
    請求項１１９に記載のシステム。
  121. 該高い等エントロピー指数のガスが、Ａｒ、Ｈｅ、又はＮ2のうちの１つを含む、請求項１１９に記載のシステム。
  122. 二酸化炭素隔離を伴う密閉サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する圧縮機と、抽出弁と、熱交換器と、第１冷却器−凝縮器と、混合器と、復熱装置と、燃焼室と、第１膨張タービンと、第２膨張タービンと、第２冷却器−凝縮器とを含み；
    該圧縮機は、作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該抽出弁は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして隔離ガスを除去し、該圧縮された作動ガスの残余部分を生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；
    該熱交換器は、該隔離ガスを受け取り、そして第１冷却済隔離ガスを生成するように、該抽出弁に流体的に接続されており；
    該第１冷却器−凝縮器は、該冷却済隔離ガスを受け取り、そして該隔離ガスを凝縮し、そして高い等エントロピー指数のガスを分離するように、該熱交換器に流体的に接続されており；
    該混合器は、該高い等エントロピー指数のガスを受け取るように、該第１冷却器−凝縮器に流体的に接続され、該圧縮された作動ガスの残余部分を受け取るように、該抽出弁に流体的に接続されており、そして混合済作動ガスを生成するように働くことができ；
    該復熱装置は、該混合済作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを提供することにより、加熱・混合済ガスを生成するように、該混合器に流体的に接続されており；
    該燃焼室は、該加熱・混合済ガス、燃料、及び酸素を受け取り、そして第１排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該第１膨張タービンは、該燃焼室に流体的に接続されており、そして該第１排ガスを受け取り膨張させることにより、第１膨張された排ガスを生成するように働くことができ；
    該第１膨張タービンは、該燃焼室に流体的に接続されており、そして該第１膨張された排ガスは、熱エネルギーを提供し、そして冷却・膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に供給され；
    該第２膨張タービンは、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして第２膨張された排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該第２冷却器−凝縮器は、該第２膨張された排ガスを受け取り、そして凝縮性液体を凝縮し、そして冷却・二度膨張された排ガスを提供するように、該第２膨張タービンに流体的に接続されており；そして
    該圧縮機は、該第２冷却器−凝縮器に流体的に接続されており、該冷却・二度膨張された排ガスは、該圧縮機に供給される作動ガスを含む、
    密閉サイクル・ガスタービン・システム。
  123. 該隔離ガスが、該燃焼室内で生成されるＣＯ2と等価の量のＣＯ2である、請求項１２２に記載のシステム。
  124. 隔離ガスの隔離を伴う密閉サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する圧縮機と、低温熱交換器と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンと、冷却器−凝縮器と、抽出弁とを含み；
    該圧縮機は、隔離ガスを含む作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該低温熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして第１凝縮性液体を凝縮し、そして残余の冷却・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；
    該復熱装置は、該低温熱交換器に流体的に接続されており、そして該冷却・圧縮された作動ガスを受け取り、そして熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを燃料及び酸素で燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該膨張器は、該排ガスを受け取り、該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスを形成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；
    該復熱装置は、該膨張タービンに流体的に接続されており、そして該膨張された排ガスを受け取り、そして冷却・膨張された排ガスを生成するように働くことができ；
    該冷却器−凝縮器は、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして第２凝縮性液体を凝縮することにより、乾燥済排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該抽出弁は、該乾燥済排ガスを受け取り、該隔離ガスの一部を除去し、そして残余の乾燥済排ガスを生成するように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており；そして
    該圧縮機は、該残余の乾燥済排ガスを受け取るように、該抽出弁に流体的に接続されており、そして該残余の乾燥済排ガスは、該圧縮機に供給される作動ガスである、
    密閉サイクル・ガスタービン・システム。
  125. さらに、該第１凝縮液体を該気化性液体供給装置へ供給するように、該低温熱交換器と、該気化性液体供給装置とに流体的に接続された第１導管を含む、請求項１２４に記載のシステム。
  126. さらに、該冷却器−凝縮器と、該気化性液体供給装置とに流体的に接続された第２導管を含み、該第２導管は、該冷却器−凝縮器から該気化性液体供給装置へ、該第２凝縮液体を供給するように作動する、請求項１２５に記載のシステム。
  127. 隔離ガスの隔離を伴う密閉サイクル・ガスタービン・システムであって、該システムが：
    気化性液体供給装置を有する圧縮機と、低温熱交換器と、抽出弁と、復熱装置と、燃焼室と、膨張タービンと、冷却器−凝縮器とを含み；
    該圧縮機は、隔離ガスを含む作動ガスを受け取り、そして該作動ガスを圧縮することにより、圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該低温熱交換器は、該圧縮された作動ガスを受け取り、そして第１凝縮性液体を凝縮し、そして残余の冷却・圧縮された作動ガスを生成するように、該圧縮機に流体的に接続されており；
    該抽出弁は、該冷却・圧縮済排ガスを受け取り、該隔離ガスの一部を除去し、そして残余の乾燥・圧縮済排ガスを生成するように、該低温熱交換器に流体的に接続されており；
    該復熱装置は該抽出弁に流体的に接続されており、そして該残余の乾燥・圧縮済排ガスを受け取り、そして熱エネルギーを提供することにより、加熱・圧縮された作動ガスを生成するように働くことができ；
    該燃焼室は、該加熱・圧縮された作動ガスを受け取り、そして該加熱・圧縮された作動ガスを燃料及び酸素で燃焼することにより、排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該膨張タービンは、該排ガスを受け取り、そして該排ガスを膨張させることにより、膨張された排ガスを生成するように、該燃焼室に流体的に接続されており；
    該復熱装置は、該膨張タービンに流体的に接続されており、そして該膨張された排ガスを受け取り、そして冷却・膨張された排ガスを生成するように働くことができ；
    該冷却器−凝縮器は、該冷却・膨張された排ガスを受け取り、そして第２凝縮性液体を凝縮することにより、乾燥済排ガスを生成するように、該復熱装置に流体的に接続されており；
    該圧縮機は、該乾燥済排ガスを受け取るように、該冷却器−凝縮器に流体的に接続されており、そして該乾燥済排ガスは、該圧縮機に供給される作動ガスである、
    密閉サイクル・ガスタービン・システム。
  128. 液化可能ガスを液化するための密閉サイクル液化システムであって、該システムが：
    液化可能供給導管と、冷却器と、第１凝縮器−蒸発器と、密閉サイクル気化エンジンと、第２導管と、第２凝縮器−蒸発器とを含み；
    該液化可能供給導管は、液化可能ガスを該システムに供給し、そして液化ガスを除去するために設けられており；
    該冷却器は、該液化可能ガスから熱エネルギーを除去することにより、飽和ガス混合物を形成するように、該液化可能供給導管にカップリングされており；
    該第１凝縮器−蒸発器は、該飽和ガス混合物を凝縮することにより、該液化ガスを形成するように、該冷却器の下流側で、該液化可能供給導管にカップリングされており；
    該密閉サイクル気化エンジンは、第１動作流体を含有しており；
    該第２導管は、低温作動ガスを供給するために設けられており；
    第２凝縮器−蒸発器は、該密閉サイクル気化エンジン及び該第２導管に流体的に接続されており、該第２凝縮器−蒸発器は、該密閉サイクル気化エンジンの該第１動作流体から熱エネルギーを受け取るように働くことができ；
    該第１凝縮器−蒸発器は、該第１凝縮器−蒸発器を通過する液化可能供給導管内の該液化可能ガスから熱エネルギーを受け取るように、該密閉サイクル気化エンジンにカップリングされている、
    密閉サイクル液化システム。
  129. 該第２導管は、該液化可能ガスが該冷却器を通過するのに伴って、該液化可能ガスから熱エネルギーを受け取るように、該冷却器にカップリングされている、請求項１２８に記載のシステム。
  130. ここに示され開示されたシステム及び方法。
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