JP2012510016A - 電力を生成するための閉鎖型熱力学的システム - Google Patents

Abstract

電力を生成するための閉鎖型熱力学的システムであって、送水ポンプ、水循環加熱器、蒸気タービン、発電機、及び、蒸気／水冷却サブシステムを備える。送水ポンプは、蒸気／水ユニットから抽出したほぼ外気温の水を、水加熱ユニットへと運び、この水加熱ユニットは蒸気加熱ユニットに流れ込む水を加熱する。蒸気循環加熱ユニットは水を高圧蒸気へと変え、この高圧蒸気は熱エネルギーを運動エネルギーに変換する蒸気タービンへと向けられる。回転タービンは、タービンの回転軸上に固定された発電機を回転させ、この発電機が電力を生成する。蒸気／水冷却ユニットは、タービンから戻ってきた蒸気を外気温の水へと変える。
【選択図】図２

Description

本出願は米国仮特許出願第６０／９９６，６６７号（出願日：２００７年１１月２９日）の優先権を主張するものであり、この出願は引用することにより本出願に組み込まれるものとする。

本出願は熱力学的システムの分野に関し、とりわけ、本出願は発電機を操作する蒸気タービンを備える閉鎖型熱力学的システムに関し、このシステムはシステムによって操作上消費される電力よりも著しく多い電力を生成可能である。

蒸気タービンは、加圧蒸気から熱エネルギーを抽出するとともに、その熱エネルギーを有用な運動エネルギーに変換する機械装置である。例えば、熱力学的な蒸気エンジンは、燃焼することでエンジン（様々な車のエンジン、発電機など）を操作する燃料によって操作されるのが一般的である。図１（従来技術）は、Bill and George Besler によって開発され、１９３３年に最初に飛行した航空機の蒸気エンジン（２０）である。蒸気エンジンはおよそ４２５℃の熱蒸気でタービンを操作し、同様に、タービンがエンジンを操作した。

タービンは回転運動を発生させるので、タービンは発電機を駆動させるために特に適切である。世界で発生するすべての電気のうち、およそ８６％が蒸気タービンの使用によって発生する。蒸気タービンは、蒸気の拡大における複数の工程を用いることで熱力学の効率の点で多くの改善を促進する熱エンジンの形状である。

完全に密閉されるとともにチャンバーの周囲から隔離される閉鎖型チャンバーにおいて、このチャンバーが作動中の熱発生装置（例えば、電気発熱体）を有する場合、チャンバー内の温度は常に上昇する。さらに、チャンバーが気体を含有する場合（例えば、蒸気）、蒸気分子の体積は増加する傾向にあり、これによって、チャンバー内の圧力も持続的に増加する。

閉鎖型の熱力学的システムが熱平衡、力学的平衡、及び、化学的平衡状態にある場合、このシステムは熱力学的平衡にあると言われる。熱力学的平衡におけるシステムの局所状態は、圧力、温度などの示強変数（intensive parameter）の値によって決定される。特に、熱力学的平衡は熱力学的ポテンシャルの最小値によって特徴付けられる。熱力学的ポテンシャルは例えば、ヘルムホルツの自由エネルギーである。このヘルムホルツの自由エネルギーとは、一定の温度及び体積におけるシステムであり、Ａ＝Ｕ−ＴＳで表され、このとき、Ａはヘルムホルツの自由エネルギー、Ｕはシステムの内部エネルギー、Ｔは絶対温度であり、Ｓはエントロピーである。あるいは、熱力学的ポテンシャルはギブスの自由エネルギーであり、ギブスの自由エネルギーとは一定の圧力及び温度におけるシステムであり、Ｇ＝Ｈ−ＴＳで表され、このとき、Ｔは温度、Ｓはエントロピーであり、Ｈはエンタルピーである。

互いに熱接触する２つのシステムが熱によってエネルギー交換を停止する際に、熱平衡は達成される。２つのシステムが熱平衡にある場合、２つのシステムの温度は同じである。熱平衡状態においては、システム内に均衡の取れていないポテンシャル（又は駆動力）は存在しない。熱平衡にあるシステムがシステムの周囲から隔離されると、如何なる変化も経ることはない。

電力を生成するとともに操作上消費するよりも著しく多い電力を供給する能力を有する熱力学的システムが必要とされており、このようなシステムを有することは有用であるとされる。

本発明の意図は、発電機を操作する蒸気タービンを有する閉鎖型熱力学的システムを提供することであり、このシステムは操作上消費するよりもはるかに多い電力を供給可能である。

本発明は自然にある液体の自然状態において選択された液体（水など）の特徴に基づいて電気エネルギーの生産を可能にする。

本発明の教示内容に従って、電力を生成するための閉鎖型熱力学的システムが提供され、本システムは内部容量を有し、本システムは、ａ）送水ポンプ、ｂ）熱交換ユニット、ｃ）水循環加熱器、ｄ）蒸気タービン、ｅ）発電機、ｆ）水冷却サブシステムを備える。

内部容量はあらかじめ決められており、事前に測定された量の選択された液体（例えば、水）を含む。内部容量及び液体のタイプ及び量は標的電力に従って選択される。

送水ポンプは、ほぼ外気温の、事前に計算された流速で流れる液体を、水冷却サブシステムから抽出し、抽出した液体を熱変換ユニットに移す。液体は熱交換ユニットを通って細長い管内部を流れ、タービンからの暖かい蒸気と熱交換を行う一方で、流体は加熱され、高圧力を蓄積する。高温は一般的に液体を蒸気へと変え、蒸気が水循環加熱器へとさらに流れると、高圧は液体の流速を加速させる。

水循環加熱器は、熱交換ユニットから流れ込んで入ってくる液体／蒸気を加熱し、これによって液体／蒸気を高圧蒸気へと変える。獲得した圧力は、事前に計画されたタービンの回転速度を達成するために事前に設計されたものである。したがって、高圧蒸気は、タービンの指定された要素に対して事前に計画された角度で、タービンの指定された要素に対して向けられる。これによって、蒸気タービンは高圧で蓄えられた熱エネルギーを運動エネルギーへと変換し、この運動エネルギーがタービンの回転軸の周りにタービンを回転させる。回転タービンはタービンの回転軸上に固定された発電機を回転させ、これによって発電機が電力を生成する。

蒸気は、熱交換ユニット内部に配された管内部を流れる冷却した液体と熱交換を行う一方で、タービンから流れ出て、蒸気温度を下げる熱交換ユニットに再び流れる。冷却蒸気／液体はその後、水冷却サブシステムに流れ込む。この水冷却サブシステムは熱交換ユニットから流れる液体の温度をほぼ外気温まで下げる。

水冷却サブシステムは、ａ）コンデンサ、ｂ）液体タンク、及び、ｃ）水冷却ユニットを備える。

コンデンサで、蒸気は温液に変えられる。送水ポンプはコンデンサに冷液を供給することによって液化工程を加速させる。液体は水タンク内に蓄積され、この水タンクから液体は水冷却ユニットに流れ込む。水冷却ユニットは熱交換ユニットから流れてくる液体の温度をほぼ外気温まで下げる。

送水ポンプは送水ポンプを操作する電気モータと接続されるのが好ましい。本発明の変更形態において、送水ポンプ及び電動機は１つのユニットに組み込まれる。

水循環加熱器は１つの発熱体を備え、この発熱体は電気発熱体であることが好ましい。本発明の変更形態において、電気発熱体は電気抵抗器である。電気抵抗器は電流が内部を流れると電流のいくらかを熱エネルギーに変換する。本発明の別の変更形態では、電気発熱体は電子流である。この電子流はプラズマで、熱動力学的エネルギーを有する。

本発明の１つの態様はコンピュータ化された制御サブシステムを含む熱力学的システムを提供するものである。コンピュータ化された制御サブシステムは、以下からなる群から選択されたシステムの様々なパラメータを操作上制御する。この群は、送水ポンプの外圧、様々なチャンバー及び管内の圧力、様々なチャンバー及び管内の温度、タービンの回転速度、電動機及び他のパラメータ及びユニットによって提供された出力電源を含む。

本発明の１つの態様は、全ての内部の電気発熱体が必要とする電力を満たすことが可能な熱力学的システムを提供するものである。このシステムは、送水ポンプ電動機、発熱体、及び、コンピュータ化された制御サブシステムを含むが、これらに限定されるわけではない。

様々なチャンバー及び管の長さと容量が、熱力学的平衡状態にある一方でシステムを継続的な作動状態で維持するよう設計された事前に計画された圧力を保持するよう設計される。

さらに、発電機のロータの大きさに基づいて、発電機の容量を知ることができるとともに、フライホールの必要な大きさを算出することができる。ニュートンの第１の法則に従って、本体に課される力は重量と本体加速度の積である。所定のＲＰＭ（周知の直径及び重量のフライホイールを有する）における継続的なモーメントは、電源を切ることによるＲＰＭの損失よりも小さく、フライホイールの運動エネルギー消費量と等しい。熱力学的回路はエネルギーを増幅させるとともにＲＰＭを制御するための無尽蔵のエネルギー源として利用される。

本発明の変更形態では、水などの選択された液体は、沸点などの混合パラメータを修正する物質を備える。

本発明は以下に示される詳細な説明及び添付の図から十分に理解される。説明及び図はほんの例示目的として与えられるものであり、本発明をなんら限定するものではない。

図１（従来技術）は航空機の蒸気エンジンを示す。 図２は本発明の変更形態による、電力を生成するための閉鎖型熱力学的システムの概略図である。 図３は、図２に示されるように、電力を生成するための閉鎖型熱力学的システムの一例を示す。 図４は、本発明の変更形態による、蒸気タービンの熱力学的システムを示す。

本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その応用例において、主要な記載で説明された又は図に示された要素の構成及び配置の詳細に限定されるものではないということを理解されたい。

他の方法で定義されているのでなければ、本明細書に記載のあらゆる技術的及び科学的な用語は、本発明の技術分野の当業者によって共通に認識される同じ意味を有するものである。本明細書で提供される方法及び実施例は、単なる例示目的のみのものにすぎず、限定されるものと意図してはいない。

図２を参照する。図２は本発明の変更形態に従って、電力を生成するための閉鎖型熱力学的システム（１００）を示す。熱力学的システム（１００）は、送水ポンプ（１８０）、熱交換ユニット（１６５）、水循環加熱器（１１０）、蒸気タービン（１２０）、発電機（１３０）、及び、水冷却サブシステム（１９０）を備える。

システム（１００）が平衡作動状態に達すると、システム（１００）は電力を生成する。生成された電力の少量はシステム（１００）の電気要素を操作するために用いられ、生成された電力の大部分は外部装置（１０）を操作するために利用される。作動状態では、システム（１００）は、操作のために必要な電力に対して、休みなく独立的に操作可能である。

システム（１００）の作動状態に達するために、外部電源を用いることによってシステム（１００）を平衡作動状態に至らせる。外部電源を必要とする始動の工程は、「開始工程」と呼ばれる。

以下は、システム（１００）の作動状態における、及び、開始工程の間の、双方のシステム（１００）の操作工程について記載している。

送水ポンプ（１８０）は、ほぼ外気温の、事前に計算された流速で流れる液体を、水冷却サブシステム（１９０）から抽出するとともに、抽出した液体を熱変換ユニット（１６５）に移す。液体は熱交換ユニット（１６５）を通って細長い管内部を流れ、タービン（１２０）からの暖かい蒸気と熱交換を行う一方で、液体は加熱され、高圧力を蓄積する。（液体の沸点に達すると）高温は一般的に液体を蒸気へと変え、蒸気が水循環加熱器（１１０）へとさらに流れると、高圧は液体の流速を加速させる。水循環加熱器（１１０）は、熱交換ユニット（１６５）から流れ込んで入ってくる液体／蒸気を加熱し、これによって液体／蒸気を高圧蒸気へと変える。獲得した圧力は、事前に計画されたタービン（１２０）の回転速度を達成するために事前に設計されたものである。したがって、高圧蒸気は、タービン（１２０）の指定された要素に対して事前に計画された角度で、タービンの指定された要素に対して向けられる。これによって、蒸気タービン（１２０）は高圧で蓄えられた熱エネルギーを運動エネルギーへと変換し、この運動エネルギーがタービン（１２０）の回転軸の周りにタービン（１２０）を回転させる。蒸気タービン（１２０）は好ましくはガスタービンである。このガスタービンは、加圧蒸気の流れによって形成される回転運動を増幅させ、これによって従来のタービンにかけられる加圧蒸気の流れの名目上の力によって操作上達成可能な回転速度よりも速いタービン（１２０）の回転速度を獲得することが可能である。タービン（１２０）を回転させることによって発電機（１３０）を回転させ、発電機はタービン（１２０）の回転軸の上に固定され、これによって発電機（１３０）は電力を生成する。

蒸気は熱交換ユニット（１６５）の内部に配された管の内部を流れる冷却液体と熱交換を行いながら、タービン（１２０）から熱交換ユニット（１６５）に再度流れ込み、熱交換ユニット（１６５）は蒸気の温度を下げる。冷蒸気／液体はその後、水冷却サブシステム（１９０）に流れて、水冷却サブシステム（１９０）は熱交換ユニット（１６５）から流れてくる液体の温度をほぼ外気温まで下げる。水冷却サブシステム（１９０）は、ａ）コンデンサ（１５０）、ｂ）液体タンク（１９５）、及び、ｃ）水冷却ユニット（１７０）を備える。

コンデンサ（１５０）で、蒸気は温液に再度変えられる。送水ポンプ（１８０）が冷液をコンデンサ（１５０）に供給することによって、液化工程が加速する。液体は水タンク（１９５）内に蓄積され、その後、水冷却ユニット（１７０）に流れ込む。水冷却ユニット（１７０）は液体の温度をほぼ外気温まで下げる。本発明の変更形態において、コンデンサ（１５０）に流れ込む冷液は別の送水ポンプによって供給される。

送水ポンプ（１８０）は送水ポンプ（１８０）を操作する電動機（１８２）と接続されるのが好ましい。本発明の変更形態において、送水ポンプ（１８０）及び電動機（１８２）は１つのユニットに組み込まれる。

水循環加熱器（１１０）は１つの発熱体を備え、この発熱体は電気発熱体であることが好ましい。本発明の変更形態において、電気発熱体は電気抵抗器である。電気抵抗器は、電流が内部を流れると電流のいくらかを熱エネルギーに変換する。本発明の別の変更形態では、電気発熱体は電子流である。この電子流はプラズマで、熱動力学的エネルギーを有する。

本発明の１つの態様は、コンピュータ化された制御サブシステム（１０５）を含む熱力学的システムを提供するものである。コンピュータ化された制御サブシステム（１０５）は、以下からなる群から選択された、システム（１００）の様々なパラメータを操作上制御する。この群は、送水ポンプ（１８０）の外圧、様々なチャンバー及び管内の圧力、様々なチャンバー及び管内の温度、タービンの回転速度、電動機（１３０）及び他のパラメータ及びユニットによって提供された出力電源を含む。

タービン（１２０）を加速させるために必要な電力がタービン（１２０）の回転速度を維持するために必要な加熱電力よりも大きいと、タービン（１２０）が動作回転速度に達する際に、この加熱電力が減少することに注目されたい。タービン（１２０）の回転速度を維持するために必要な加熱電力を、システム（１００）を始動するために必要な電力の０−１０％までにさえ減少させることが可能である。

本発明の１つの態様は、熱力学的システムを提供することであり、この熱力学的システムはシステムの内部の全ての電気要素のうちの、必要な電力を満たすことが可能である。電気要素は送水ポンプ電動機（１８２）、発熱体、及び、コンピュータ化された制御サブシステム（１０５）を含むが、これらに限定されるわけではない。

様々なチャンバー及び管の長さと容量が、熱力学的平衡状態にある一方でシステムを継続的な作動状態で維持するよう設計された、事前に計画された圧力を保持するよう設計されることに注目されたい。

図３も参照する。図３は、電力を生成するための閉鎖型熱力学的システム（２００）の一例を示す。熱力学的システム（２００）は、加熱チャンバーユニット（２１０）、蒸気タービン（２２０）、発電機（２３０）、蒸気熱交換チャンバー（２４０）、コンデンサ（２５０）、水熱交換チャンバー（２６０）、冷水器（２７０）、及び、送水ポンプ（２８０）を備える。

熱力学的システム（１００）は、例となるシステム（２００）を通して記載されるが、システム（２００）はシステム（１００）の他の変更形態を何ら限定するものではない。システム（２００）において、蒸気熱交換チャンバー（２４０）及び水熱交換チャンバー（２６０）は、熱交換チャンバー（２６５）の変更形態を表し、コンデンサ（２５０）及び冷水器（２７０）は、蒸気／水冷却ユニット（２７５）の変更形態を表す。

加熱チャンバー（２１０）は絶縁体（２０５）によって熱的に絶縁され、電気発熱体（２１２）を備える。絶縁を改善するため、及び、それによって熱交換工程を改善するために、熱交換チャンバー（２１０）が複数のチャンバー構造体に埋め込まれ、互いの内部で囲まれてもよい。熱平衡状態にあるシステム（２００）を維持するために必要な電力を減少させるには、十分な絶縁が必要となる。図２において、２つのチャンバーが示され、内部チャンバー（２１１）が発熱体（２１２）を備える一方で、外部チャンバー（２１３）は加圧蒸気をタービン（２２０）に向かって放出する排水口（２１６）を備える。

開始工程では、電力を供給することによって、発熱体（２１２）、電動機（２８２）、及び、コンピュータ化された制御サブシステムなどのシステム（２００）の他の電気部品を操作する。電動機（２８２）は冷水器（２７０）から水を抽出するために送水ポンプ（２８０）を操作する。水は送水ポンプ（２８０）によって高圧下で管（２６２）を通って熱交換チャンバー（２６０）内へと運ばれる。熱交換チャンバー（２６０）内に含まれる温水は、管（２６２）と熱交換を行い、これによって管（２６２）内の水を加熱する。管（２６２）内部の加熱した水は高圧によって管（２４２）を通って、タービン（２２０）からの熱蒸気を含む熱交換チャンバー（２４０）内部に運ばれる。熱蒸気は管（２４２）と熱交換を行い、これによって管（２４２）内の加圧水が加熱される。管（２４２）内の加圧された温水はその後、加熱チャンバー（２１１）へと進む。

高圧下の温水（＞１００℃）は注入口（２１４）を通って加熱チャンバー（２１１）に入る。加熱チャンバー（２１１）はさらにチャンバー（２１１）内の水を加熱し、これによって水分子が膨張しようとするとチャンバー（２１１）内の圧力が増大する。加圧水は１以上の開口部を通ってチャンバー（２１３）に流れ込み、排水口（２１６）を通ってチャンバー（２１３）を抜ける。排水口（２１６）では温水が加圧蒸気に変えられ、加圧蒸気はタービン（２２０）の方に向かう。加圧蒸気は、蒸気圧に抵抗するタービン（２２０）の１以上の要素（２２２）に向かって流れ、これによって、タービン（２２０）が固定された軸（２２５）回りにタービン（２２０）を回転させる。

タービン（２２０）の回転は操作上、軸（２２５）に固定された発電機（２３０）を回転させ、これによって電力を生成する。加圧蒸気が向かう要素（２２２）の数は必要に応じて変更可能である。例えば、開始工程では、多くの要素（２２２）が開始工程を短縮するために用いられ、作動状態に達すると用いられる要素（２２２）は少なくなる。タービン（２２０）を図示した図４も参照する。この実施例では、加圧蒸気はタービン（２２０）の指定された要素に向けられており、これによって、ノズル（２２８）を介してタービン（２２０）が回転する。このノズル（２２８）が密閉されたタービンのハウジング（２２６）及びタービン（２２０）上に加圧蒸気が流れ込むことを可能とする。開始工程において、加圧蒸気は好ましくは全てのノズル（２２８）を通って流れる。実質的に永久的な動作回転速度で回転しているタービン（１２０）を維持するために必要な電力は少なくなるので、フライホイールを有するタービン（２２０）が事前に計画された回転速度に達すると、１以上のノズルが閉じられる。このシステムは、任意のノズルを閉じる前に、熱エントロピーの状態に入らなければならないことに注意されたい。

タービン（２２０）を回転させた後、蒸気は注入口（２２４）を通って熱交換チャンバー（２４０）に向かう。熱交換チャンバー（２４０）において、タービン（２２０）からの蒸気は、冷水を加熱チャンバーユニット（２１０）へと輸送する管（２４２）と熱交換を行う。タービン（２２０）からの蒸気は排水口（２４１）及び注入口（２５２）を通ってコンデンサ（２５０）に流れ、このコンデンサ（２５０）は蒸気を温水へと変える。冷水（ほぼ外気温）も注入口（２５４）を通って送水ポンプ（２８０）からコンデンサ（２５０）へと流れ込むことによって、熱交換工程を加速させる。コンデンサ（２５０）内部の温水は、コンデンサ（２５０）の底部に蓄積し、注入口（２４４）を通って交換チャンバー（２６０）へと流れ込む。熱交換チャンバー（２４０）内の蒸気は水に変わり、排水口（２４６）を通って交換チャンバー（２６０）へと流れる。

熱交換チャンバー（２６０）では、コンデンサ（２５０）からの（及び、交換チャンバー（２４０）からの）温水が、冷水を熱交換チャンバー（２４０）に輸送する管（２６２）と熱交換を行う。コンデンサ（２５０）からの水は、注入口（２７２）を通って冷水器（２７０）へと流れ、この冷水器（２７０）で水温はほぼ外気温まで低下する。冷水器（２７０）から冷水が、電動機（２８２）と操作上接続している送水ポンプ（２８０）に流れ込む。送水ポンプ（２８０）が冷水の一部をコンデンサ（２５０）に向かわせることによって、液化工程が加速する。残りの水は、管内を熱交換チャンバー（２６０）に向かって、管（２６２）内部を流れる。この循環は閉鎖型熱力学的システム（２００）の作動状態が持続する限り継続する。発電機（２３０）によって生成された電力がシステム（２００）によって用いられる電力を上回る場合、外部の電力源が切断され、これによってシステム（２００）が独立する。

水／蒸気を含む内部の空間は密閉された空間であることに留意されたい。

さらに、発熱体（２１２）、電動機（２８２）、及び、システム（２００）（及びシステム（１００））の他の電気部品を操作するために必要な電力が、好ましくは発電機（２３０）によって供給されることに留意されたい。管（２４２）（２６２）、熱交換チャンバー（２６０）、熱交換チャンバー（２４０）、及び、加熱チャンバーユニット（２１０）の長さ及び容量などのシステム（２００）（及びシステム（１００））の様々な寸法は、システム内の事前に計画された圧力を保持するために設計され、このシステム内の圧力が、システム（２００）（及び、システム（１００））を連続的な作動状態、すなわち、熱力学的平衡状態のまま維持するために設計されることをさらに留意されたい。

熱交換チャンバー（２６０）及び熱交換ユニット（１６５）が多数の熱交換チャンバーに細分されてもよく、また、熱交換チャンバー（２４０）が多数の熱交換チャンバーに細分されてもよいということをさらに留意されたい。

以下は本発明の変更形態に従った、熱力学的システムの一例である。

・熱交換ユニット（２６５）の容量は５リットルである。
・熱交換ユニット（２６５）内の管の長さは４００メートルである。
・熱交換ユニット（２６５）内の管内部の圧力は１１０バールに達することも可能である。
・発熱体（２１２）は８５００ワットの電力を必要とする。
・タービン（２２０）に達する蒸気の温度は〜２５０℃であり、圧力は３０バールである。
・送水ポンプ（２８０）に達する水の温度は２０℃乃至５０℃である。
・放水管（water exiting pipe）（２６２）の温度は〜７０℃である。
・放水管（water exiting pipe）（２６２）の温度は〜１５０℃である。
・発電機（２３０）は４０−１２０ＫＶＡ／４００Ｈｚの電力を生成する。

たとえシステム（２００）の電力消費量を１５ＫＷとしても、発電機（２３０）は残りの電力２５−１０５ＫＷを生成する。（実施例の終わり）

本発明の変更形態では、他の物質が水に加えられることによって、混合物のパラメータを修正する。例えば、沸点を下げるためにアルコールを水に添加可能である。

システム（１００）は、自動車、航空機、及び船舶などの任意のモータ付乗り物用の電気エンジン及び電気装置のための電源として使用可能である。システム（１００）は、外部空間で用いられる乗り物用の電気エンジン及び電気装置のための電源として使用可能である。システム（１００）は、家庭用、工場用、及び、任意の他の局所用の発電所としても使用可能である。システム（１００）は、ネットワーク利用者に電力を供給可能な発電所として使用可能である。システム（１００）は任意の電気に関する顧客の電源としても使用可能である。

閉鎖型システムにエネルギーが蓄積されることによって、システムの故障が確認された後、第２のバックアップシステムが故障したシステムに取って代わるまで、このシステムは動作を継続して電力を生成することが可能であるということに留意されたい。

本発明は実施形態及び実施例に関して記載されているが、同じ発明が多くの手法で変更されることもあることは明らかである。そのような変更形態は本発明の精神及び範囲から逸脱するものではなく、当業者にとって明白と思われるそのような修正はすべて請求の範囲内に含まれるものとする。

Claims (16)

1. 内部容量を有する、電力を生成するための閉鎖型熱力学的システムであって、
   ａ）送水ポンプ
   ｂ）熱交換ユニット
   ｃ）水循環加熱器
   ｄ）蒸気タービン
   ｅ）発電機
   ｆ）水冷却サブシステムを備え、
   前記内部容量が事前に計画されたもので、事前に測定した液体の量を含み、
   前記送水ポンプが、前記水冷却サブシステムから抽出された前記液体を前記熱交換ユニットへと運び、前記液体がほぼ外気温であるとともに事前に計算された流速を有し、
   前記水循環加熱器が、前記熱交換ユニットから流れ込む前記液体を加熱し、これによって前記液体を高圧蒸気へと変え、
   前記高圧蒸気が前記蒸気タービンに向けられ、これによって前記タービンが前記熱エネルギーを、前記タービンの回転軸周りに前記タービンを操作上回転させる運動エネルギーへと変え、
   前記回転タービンが、前記タービンの前記回転軸に固定された前記発電機を回転させ、
   前記発電機が電気エネルギーを生成し、
   前記熱交換ユニットが、前記タービンから前記熱交換ユニットを通って前記水冷却サブシステムへと流れ込む蒸気の温度を下げ、
   前記水冷却サブシステムが、前記熱交換ユニットから流れてくる前記液体の温度をほぼ外気温まで下げることを特徴とするシステム。
2. 前記送水ポンプを操作するために接続されたモータをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の熱力学的システム。
3. 前記モータが電気モータであることを特徴とする請求項２記載の熱力学的システム。
4. 前記発電機が前記モータを操作するために必要な電力を供給することを特徴とする請求項３記載の熱力学的システム。
5. 前記水冷却サブシステムが
   ａ）コンデンサ
   ｂ）液体タンク
   ｃ）水冷却ユニットを備えることを特徴とする請求項１記載の熱力学的システム。
6. 前記水循環加熱器が発熱体を備えることを特徴とする請求項１記載の熱力学的システム。
7. 前記発熱体が電気発熱体であること特徴とする請求項６記載の熱力学的システム。
8. 前記発電機が前記発熱体を操作するために必要な電力を供給することを特徴とする請求項７記載の熱力学的システム。
9. 前記電気発熱体が電気抵抗器であり、電流が前記抵抗器を流れるとき、前記抵抗器は電気エネルギーのいくらかを熱エネルギーに変換することを特徴とする請求項７記載の熱力学的システム。
10. 前記電気発熱体が高い熱動力学的エネルギーを有する電子流を発生させ、前記電子流がプラズマであることを特徴とする請求項７記載の熱力学的システム。
11. コンピュータ化された制御サブシステムをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の熱力学的システム。
12. 前記コンピュータ化された制御サブシステムが、前記送水ポンプの外圧、様々なチャンバー及び管内の圧力、様々なチャンバー及び管内の温度、前記タービンの回転速度、前記発電機によって生成された出力電力を含む群から選択されたシステムの様々なパラメータを操作上制御することを特徴とする請求項１１記載の熱力学的システム。
13. 前記発電機が前記コンピュータ化された制御サブシステムを操作するために必要な電力を供給することを特徴とする請求項１１記載の熱力学的システム。
14. 様々なチャンバー及び管の長さ及び容量が、システム内の事前に計画された圧力を保持するために設計され、前記システム内の圧力が、前記システムを連続的な作動状態、すなわち、熱力学的平衡状態のまま維持するために設計されることを特徴とする請求項１記載の熱力学的システム。
15. 前記液体が水であることを特徴とする請求項１記載の熱力学的システム。
16. 前記水が、沸点などの混合物のパラメータを修正する物質を含有することを特徴とする請求項１５記載の熱力学的システム。

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