JP2012527572A - 水からエネルギーを回収する装置 - Google Patents
水からエネルギーを回収する装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012527572A JP2012527572A JP2012511847A JP2012511847A JP2012527572A JP 2012527572 A JP2012527572 A JP 2012527572A JP 2012511847 A JP2012511847 A JP 2012511847A JP 2012511847 A JP2012511847 A JP 2012511847A JP 2012527572 A JP2012527572 A JP 2012527572A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- heat transfer
- energy
- transfer element
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K15/00—Adaptations of plants for special use
- F01K15/02—Adaptations of plants for special use for driving vehicles, e.g. locomotives
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K21/00—Steam engine plants not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
- F01K7/32—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines using steam of critical or overcritical pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/10—Alleged perpetua mobilia
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/28—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically
- F22B1/288—Instantaneous electrical steam generators built-up from heat-exchange elements arranged within a confined chamber having heat-retaining walls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B3/00—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass
- F22B3/08—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass at critical or supercritical pressure values
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Abstract
水からエネルギーを回収する装置が開示される。水は、ヒーターに電気エネルギーを印加すること、そして該水が瞬間的にガスに変換される様な仕方で、かつ該瞬間的変換する圧力及び温度の条件下で、該水を該ヒーターと接触させること、により加熱される。該ヒーターに供給されたエネルギーより以上のエネルギーが水のガスへの急速変換で生じる。
Description
本開示は動力発生装置に関する。特に、本開示は、液体の水を加熱し、該水を液体状態からガス状態へ実質的に瞬間的に変える仕方で該加熱を行うために、ヒーターに電気エネルギーを供給して、該ヒーターが必要としたよりも多くのエネルギーを解放させる動力発生装置に関する。
蒸気機関の様に動力を提供するために水を加熱する従来の企ては、該水の蒸気への変換後に実現されるよりも多くのエネルギーが該水を蒸気に加熱するために供給されることを要する。
本開示に依れば、液体の水は実質的に瞬間的にガス状態に変換される。本開示に依る液体の水のガスへの実質的に瞬間的な変換は、該水からのエネルギーの解放に帰着することが発見された。エネルギーは、該水をガスに変換するため供給されるエネルギーより多い量で該水から解放される。かくして、水は本開示により動力発生用燃料として利用されることが発見された。
上記及び他のニーヅは水からのエネルギー回収装置により充たされる。該装置は、或る面を加熱し、該被加熱面に水との直接接触を行わせて、該水が液体状態からガス状態へ実質的に瞬間的に変化する仕方で、かつ該変化を行う様な充分少い量で導入された該水との直接接触を行わせるよう構成される。
1実施例では、該装置は、1つ以上の熱伝達要素を有する熱供給システムと、熱供給用該熱伝達要素を望ましい温度にエネルギー付与するエネルギー源と、水の源と、そして或る条件下で該熱伝達要素との接触用に水を供給するために該水の源と流体的に連通する流体噴射器であって、該条件は、該噴射された液体の水が該熱伝達要素と接触すると、該噴射された水が実質的に瞬間的にガスに蒸発する様な条件である該流体噴射器と、を具備しており、該ガスは該水から解放された蓄積エネルギーを有する原動力を備え、該原動力は該原動力から動力を発生することを可能とし、該原動力は該装置の運転により生じ、該水からの蓄積エネルギーの該解放の結果として、該熱伝達要素に供給された該エネルギーより大きい、エネルギーを示す。該原動力はピストン又はタービン又は該原動力から動力を発生する他の動力発生構造体に動力付与する。
もう1つの実施例では、該装置は、1つ以上のシリンダーであって、各シリンダーが、該シリンダー内に往復運動するよう設置されて被駆動クランクシャフトにピストンロッドにより連結されたピストンを有するシリンダーと、エンジンの運転から生じる電力の発生用に該クランクシャフトに連結された発電機と、1つ以上の熱伝達要素を有する熱供給用システムと、該発電機と、望ましい温度での熱供給用に該熱伝達要素にエネルギー付与するために該1つ以上の熱伝達要素と、に電気的に接続されたバッテリーと、加圧された水の源と、該シリンダーを真空化する排気弁と、そして該熱伝達要素との接触用に該水を供給するために該加圧された水の源と流体的に連通する流体噴射器であって、該噴射された液体の水が該熱伝達要素と接触した時、該水が実質的に瞬間的にガスに蒸発するよう該水の供給が行われる流体噴射器と、を具備しており、該ガスは該液体の水から解放された蓄積エネルギーを有する原動力を備え、該原動力は該原動力からの動力の発生を可能にするよう該ピストンを駆動する。
該原動力は、該装置の運転により生じ、かつ該水からの蓄積エネルギーの該解放の結果として、該熱伝達要素に供給された電気エネルギーより大きい、エネルギーを示す。
本開示の更に進んだ利点は、図面と連携して考慮された時、詳細説明を参照することにより明らかになるが、該図面は詳細をもっと明らかに示すようスケール合わせされておらず、幾つかの図面を通して同様な要素を同様な参照番号で示している。
本開示の1実施例により水からエネルギーを回収する装置の略図である。
図1の装置に利用される熱伝達システムの斜視図である。
図2の熱伝達システムの断面の詳細図である。
本開示のもう1つの実施例により水からエネルギーを回収する装置の略図である。
図4の装置内で使う衝撃箱の斜視図である。
図1を最初に参照すると、本開示は水からエネルギーを回収する装置10に関する。簡潔に展望すると、装置10は液体の水を受けるよう、そして該水を該液体の水が実質的に瞬間的にガス状態に変換される様な条件及び仕方で加熱するよう、構成される。
これを達成するため、熱は水の臨界温度より上の温度の面に供給され、そして該水が導入される圧力は、該被加熱面に接する水の岐点圧力が水の臨界圧力より上にあるよう充分高く保持される。これらの条件は水を実質的に瞬間的にガスに変換する。
下記で更に充分説明する様に、該水の加熱と、該水のガスへの変換は、本開示に依る加熱要素を提供、配置し、そして水が実質的に瞬間的にガスに変換されるよう本開示により液体の水を供給することにより達成される。これを達成するために、導入される水の容積は被加熱面の面積に比して非常に小さい。この仕方での、そしてこれらの条件での水の加熱は、該水を加熱し、ガスに変換するのに要するより以上のエネルギーを水から解放することが発見された。
理論に縛られず、本開示の装置は実質的に排他的に伝導加熱に依存し、実質的に対流加熱を除去し、そして放射に依存する従来の蒸気発生器で共通している放射熱伝達を回避する。本開示の方法と装置は数マイクロ秒で液体の水の状態を高圧ガスに変えるが、該変化は該水からの蓄積エネルギーの解放に帰着することが観察された。
装置10は該水から得られたガスを仕事に変換する構造体を有する。本例では、図1は、例示の目的で、該ガスを機械仕事に変換するため、発生ガスを受けるよう配置された1対のシリンダーを示す。しかしながら、該ガス圧力を利用するため他の構造体が利用されてもよいことは理解されるであろう。例えば、1つ以上のタービンが図1に示すシリンダーを置き換えてもよい。
図1を参照すると、装置10は、少なくとも1つのシリンダー12であって、該シリンダー12内に往復運動するよう設置され、フライホイール20の様な負荷に取り付けられた被駆動クランクシャフト18にピストンロッド16により連結されるピストン14を有するシリンダーを備える。ピストン14’を有する追加のシリンダー12’の様な追加のシリンダーが提供されてもよい。例えば、装置10は4つのシリンダー、すなわちシリン
ダー12,シリンダー12’と、該シリンダー12及び12’に対応する2つの追加のシリンダーと、を有してもよい。
ダー12,シリンダー12’と、該シリンダー12及び12’に対応する2つの追加のシリンダーと、を有してもよい。
ベルト22は、該装置10の運転から生じる電力の発生用に、フライホィール20の回転を発電機24へ伝達するために、フライホィール20(及び何等かの追加シリンダーと組み合わされたフライホィール)と発電機24の間を接続する。該発電機24は配線28によりバッテリー又は電源/制御器26に電気的に接続される。該バッテリー26は熱伝達プレート30a−30dの様な複数の熱伝達プレートに電気的に接続され、該プレートはバッテリー26により供給される電気エネルギーを、水加熱用熱エネルギーに変換するが、それについては本開示により下記で更に完全に説明する。プレート30a−30dは絶縁された囲い31内にある。
圧力ポンプを有するラジエーターの様な源32からの水は、熱伝達プレート30a−30d上へ進むために連続的に噴射される(矢印Fにより示される様に)。該水が噴射される圧力は、該噴射される水が方向変化のために停止せねばならぬ流路内の各点で、該水の岐点圧力が水の臨界圧力より上に成るよう選択される。
源32はオンオフ型制御弁37を有する導管36により囲い31へ接続される。シリンダー12から水を回収するために、排気導管38は該シリンダー12を出て、源32につながり、導管38により供給されるガスは究極的に冷えて、水として液体状態に戻る。シリンダー12から導管38への流れは排気弁40により制御される。該弁40は、該ピストンがクランクシャフトに最も近い下死点位置にある時、開くのが好ましい。該弁40は次いで、該ピストン14が上死点位置に再接近すると、閉じる。同様に、シリンダー12’からの流れは排気弁40’により制御される。
ガスは、該ピストン14が上死点位置にあるか又は実質的に上死点位置にある時、シリンダー12内に噴射されるのが好ましい。上死点は、ピストンがクランクシャフト18から最も遠いピストン14の位置である。該シリンダー12内へのガスの流れは入力弁41(及びシリンダー12’用の41’)により制御される。
排気弁40及び入力弁41(及び41’)は、該クランクシャフトに連結されたカムシャフトにより駆動されるカム、そして組み合わせクランクシャフト角センサーを有する空圧式又は電子式制御器、による様な、種々の弁制御システムにより制御されてもよい。例えば、弁40及び41はクランクシャフト角センサーからの信号をも受けるコンピュータからのコマンドを受ける制御器により制御されてもよい。同様に、コンピュータは熱伝達プレート30a−30dの温度及び該プレートへの電力の供給を制御するため利用されるのが好ましい。この点で、回転速度、負荷、温度等を決定出来るセンサーの様な、種々の他のセンサーが、そのエンジンの運転と組み合わされる1つ以上のコンピュータにエンジン運転情報を提供するため利用されてもよいことは理解されるであろう。
装置10の運転中、水は、該水が液体からガスへ直接変換されるよう、少なくとも該水の臨界圧力の、そして好ましくはそれより僅かに大きい方がよい、圧力を有するガスに実質的に瞬間的に変換される。物質の臨界圧力は、該物質のガスをその臨界温度で液化させるのに要する圧力である。物質の臨界温度は、該物質の蒸気が、どんな大きさの圧力が印加されても、その温度及びその温度より上で、液化され得ない温度である。水の臨界圧力は約22.129MPa(3209.5psi)である。水の臨界温度は374.15℃(705.47°F)である。
本開示に依り、そして水を該装置内に噴射するため大きい圧力で該水を供給出来るように、該水は少なくとも約34.474MPa(5,000psi)の圧力で噴射される。
熱の保持を助けるために、シリンダー12と囲い31はセラミックバリヤ又は他の絶縁構造体によるように絶縁される。
熱の保持を助けるために、シリンダー12と囲い31はセラミックバリヤ又は他の絶縁構造体によるように絶縁される。
熱伝達プレート30a−30dは銅の様な高熱伝達率を有する材料で作られ、そして水を急激に加熱し、該水を実質的に瞬間的にガスに変換するよう、該プレート30a−30dの充分な表面積と、充分な温度と、が提供されるように、水の入力流れに対して構成される。もし該加熱がこの仕方で行われないなら、エネルギーは、水を加熱しガスに変換するため供給された以上には水から解放されない。これを達成するために、該プレートの温度は約482°C(900°F)より上の様に、水の臨界温度より上に保持される。加えて、プレート30a−30dの過剰な表面積が提供され、そして該水が薄い流路に広げられ、水の流れが、隔てられたプレートを通過時両プレートに接触するよう、該プレート30a−30dは相対する平行な関係で近接して隔てられる。
図2を参照すると、プレート30a−30dの望ましい構成と配向を図解するために、該プレート30a−30dの斜視図が示される。見られる様に、該プレートは、矢印で示される様に、連続流路を提供するために、相互に狭く隔てられ、その長さはジグザグ配向に配置される。例えば、該装置10が4つのシリンダー(シリンダー12,12’及び2つの追加シリンダー)を有する時、プレート30a−30dは1.92ml/minの液体の水の流れを受けるよう構成される。
望ましい熱伝達条件は、プレートを約0.254mm(約0.010インチ)から約0.635mm(約0,025インチ)の間隔に隔て、各プレートが約30.48cm(約12インチ)の長さと約12.7cm(約5インチ)の幅を有することにより達成されてもよい。該プレート30a−30dは実質的に均一な寸法の流路を保持するよう該プレートの端で約1.27mm(約0.05インチ)の距離だけずらされた。該プレート30a−30dの配向と構成は水を内側から外へ有利に加熱し、該水の極度に急激な加熱に帰着し、望ましい実質的に瞬間的なガスへの変換を達成する。すなわち、銅プレート30a−30dは、充分に熱くなり、そして銅プレートを急激に冷却し、従って該水へ急激に熱伝達する薄層に水を広げるよう狭く隔てられる。
図3を参照すると、該プレート30aの詳細図が示されており、該プレートは残りのプレート30b−30dを代表している。見られる様に、該プレート30aは1対の相対し、隔てられた面50aと50bを有しており、該面50aと50bの間の空間は複数の電気加熱要素52を有する。該加熱要素52は図1に示す配線54によりバッテリー26に電気的に接続され、該面50aと50bを水の臨界温度より上の望ましい温度、好ましくは少なくとも約482.2℃(約900°F)に保持するために、該バッテリー26により供給される電気エネルギーを熱エネルギーに変換する。前に説明された1.9ml/minの水の流れに熱的に作用するために、該プレート30a−30dの加熱要素は集合して少なくとも約80kWの出力を有する。
該プレート30a−30dの過剰な表面積、隣接プレートの狭い間隔、そして該プレートを水の臨界温度より上の温度に保持することにより供給される過剰な熱は一緒になって、水が該プレート30a−30d上を過ぎる際、水がガスに変換される時、この様な変換が実質的に瞬間的に起こるよう、構造及び条件を提供すると信じられる。この点に関して、水の臨界温度より上の温度及び水の臨界圧力を有する環境で実質的に瞬間的に水をガスに変換することは、同じことを達成するために加熱要素52に供給される電気エネルギーより以上のエネルギーを、水から解放することに帰着することが発見された。
今、図4を参照すると、水からエネルギーを回収するために、装置60の代わりの実施例が示される。該装置60は装置10と同様な運転条件を有するよう構成され、すなわち
接触面は、該接触面と接する水の岐点圧力が、水のガスへの実質的に瞬間的な変換を達成するため水の臨界圧力より上になるよう、水の臨界温度より上の温度に加熱され、加圧水に接触する。
接触面は、該接触面と接する水の岐点圧力が、水のガスへの実質的に瞬間的な変換を達成するため水の臨界圧力より上になるよう、水の臨界温度より上の温度に加熱され、加圧水に接触する。
該装置60はシリンダー62を備えており、該シリンダーは該シリンダー62内に往復運動するよう設置されて、フライホィール70の様な負荷に取り付けられた被駆動クランクシャフト68にピストンロッド66により連結されたピストンを有する。ベルト72は、該装置60の運転から生ずる電力の発生用の発電機74にフライホィール70の回転を伝達するために、フライホィール70と発電機74の間を連結する。該発電機74は配線78によりバッテリー又は電力源/制御器76に電気的に接続される。バッテリー76は配線80aにより複数の加熱要素80に電気的に接続される。加熱要素80は水を加熱し、水を実質的に瞬間的にガスに変換するために該バッテリー76により供給される電気エネルギーを熱エネルギーに変換する。
圧力ポンプを有するラジエーターの様な源82からの水は、電気的に制御された高圧水噴射器84により該シリンダー62内に間歇的に噴射される。例えば、示される様に、該水噴射器84はコンピュータCにより制御される110ボルトソレノイドSを有するタイプの燃料噴射器であり、該噴射器84は又オイルラインOを経由して高圧エンジンオイルを供給されてもよい。該噴射器84は、しかしながら、ガソリンタンクからのガソリンの代わりに源82からの水を噴射する。該噴射器84は好ましくは約103.421MPa(毎平方インチ当たり約15,000ポンド)の圧力で該水を供給するよう動作可能であるのがよい。
該水の源82は導管86により噴射器84に接続される。シリンダー62から水を回収するために、排気導管88はシリンダー62を出て、該ソース82につながり、該導管88により供給される水のガスは究極的に冷えて、水としての液体状態に戻る。該シリンダー62から導管88までの流れは排気弁90により制御される。弁90は、該ピストン64が下死点位置にある時開かれるのが好ましい。弁90は次いで該ピストンが上死点位置に再接近すると閉じられる。
水のガスは、ピストン64が上死点位置にあるか、又は実質的に上死点位置にある時、噴射器84からシリンダー62内に噴射されるのが好ましい。源82からの水の流れは、該噴射器84の微粒化器94を通る通過用の入力弁92により制御される。該微粒化された水は、銅又は他の高熱伝達材料製であり、該微粒化器94からの放出を受けるために該微粒化器94に面する接触面98を有する、衝撃箱96上に通される。熱は該加熱要素80により該衝撃箱に供給され、該加熱要素は該箱の実質的に均一な加熱をもたらすために、該衝撃箱の材料中に均一に分布している。液体の水が接触面98に当たると、該水は動きを停止させられ、淀み圧力を印加する。本開示に依れば、水が噴射される圧力は、被加熱接触面98に接触する水の淀み圧力が水の臨界圧力を上回るのに充分である。
加えて、衝撃箱96の表面積は、該水が接触面98と接触すると、該水が分散するよう、該微粒化器94から入って来る液体の水に比して充分大きく、そして水の比較的小さい表面積は、実質的に瞬間的にガスに変換するよう、該箱96の熱い表面により示され実質的に大きい表面積と接触する。該ガスは更に膨張し、該ピストン64に影響するために該箱96の通路100を通過する。
熱伝達プレート30a−30dの場合に於ける様に、箱96の高い表面温度と、液体の水により接触される箱96の表面積及び噴射器84により供給される水の小さな容積の間の大きな差と、は各被噴射容積の水への熱の急激な伝達に帰着し、該水が実質的に瞬間的にガスに変換されるのに充分に高い熱フラックス又は伝達率を提供する。該噴射器84は
少なくとも約103.421MPa(約15,000ピーエスアイ)の圧力と、少なくとも約482.2℃(約900°F)の温度の箱96の水接触面の水を供給するのが好ましい。
少なくとも約103.421MPa(約15,000ピーエスアイ)の圧力と、少なくとも約482.2℃(約900°F)の温度の箱96の水接触面の水を供給するのが好ましい。
本開示の装置はエンジン又は動力発生装置として使われてもよく、そして多数のシリンダーはこの様なエンジン又は動力発生装置を提供するため協調して使われてもよく、同じものの運転により生じるエネルギーは、該水からの蓄積エネルギーの解放の結果、供給電気エネルギーよりも大きい。該装置は車両に動力付与するため車両上に設置され、電力を発生するため利用され、そして動力発生器の仕方で他の様式により設置、利用されてもよい。例えば、水の源32はポンプを有するラジエーターとして示され、該ラジエーターは車両で利用され、車両上に設置されるタイプのポンプを有するラジエーターに対応してもよい。
更に、水からガスへの変換が説明されたが、説明された装置は、液体のこの様な制御されたガス化が該液体から蓄積エネルギーを解放する程度に、説明された仕方で他の液体をガスに変換するため代わりに利用されてもよい。
例示の目的で、下記理論的例1が提供される。
熱伝達プレート30a−30dの加熱要素52は20,000Wの電力を有し、ソース32からの水は約34.474MPa(5,000psi)まで加圧され、該水が該プレート30a−30dの通過用に囲い31に入る時初期温度約93.3℃(200°F)を有する。該装置10は各々が約823.4cm3(50.24立方インチ)の容積を有する4つのシリンダー、すなわち、2つのシリンダー12及び12’、プラスそれらと同一の2つの追加シリンダー、で構成される。該シリンダーと組み合わされる弁41と41’は、約108.9kg(240ポンド)の水が毎時間該装置を走り抜けるよう、1000rpmで各シリンダー内への噴射又は動力ストローク当たり0.480mlの液体の水に対応する容積のガスを噴射するよう動作する。
かくして、各シリンダーは約467.8℃(874°F)の温度を有し、臨界圧力で膨張するガス(超臨界蒸気)を受けるが、該ガスは、排気弁が開くまで、圧力の低下につれて膨張を続ける。この圧力はピストンの上死点位置で約177.92kN(約40,000ポンド)の初期の下方への力を生じる。該ガスの連続する膨張で該圧力は低下し、該動力ストロークの最初の約104度で約88.960kN(約20,000ポンド)の平均の下方への力を生じる。これは約453.6g(1ポンド)の水当たり約9716W、又は1時間当たり約108.9kg(240ポンド)の水に基づき2,331,816Wを生じ、該動力は約234,375kgf・m/s(約3,125馬力)である。例え保守的に75%の摩擦損失を仮定しても、これは1000rpmで約58,575kgf・m/s(781馬力)の出力を生じる。該出力動力は初期の93.3℃(200度)から467.4℃(873.4度)まで水を加熱するのに要する、1時間に亘ると47,392.8W・hに成るところの、197.47W・h(約673.4BTUs)と比較対照される。大気への10%の損失を仮定すると、これは52,132.8W・hの加熱要素への合計入力に対応する。かくして、該加熱要素に動力付与するために充分な動力(52,132W・h)を発生するために、装置10は少なくとも5,224.5kgf・m/s(69.66馬力)を作らねばならない。
該動力用に必要な動力を引き算すると、前記の保守的に高い損失を用いても、該装置が約53,325kgf・m/s(約711馬力)の余分な動力を発生することが言える。
本開示の好ましい実施例の前記説明は図解と説明の目的で提示した。本開示が開示した
精密な形に尽きているとか、本開示をその形に限定するようには意図されてない。上記開示に照らして変型又は変種が明らかに可能である。該実施例は、本開示の原理と、該原理の実用的応用の最良な図解を提供し、それにより当業者が種々の実施例で、考えられる特殊な使用に好適な種々の変型を伴って本開示を利用することを可能にする努力で選ばれ、説明されている。全てのこの様な変型と変種は、付置される請求項が公平に、合法的に、そして公正に権利を与えられる範囲で解釈された時、該請求項で決定される開示範囲内に入る。
精密な形に尽きているとか、本開示をその形に限定するようには意図されてない。上記開示に照らして変型又は変種が明らかに可能である。該実施例は、本開示の原理と、該原理の実用的応用の最良な図解を提供し、それにより当業者が種々の実施例で、考えられる特殊な使用に好適な種々の変型を伴って本開示を利用することを可能にする努力で選ばれ、説明されている。全てのこの様な変型と変種は、付置される請求項が公平に、合法的に、そして公正に権利を与えられる範囲で解釈された時、該請求項で決定される開示範囲内に入る。
Claims (9)
- 水からエネルギーを回収する装置であって、
1つ以上の熱伝達要素を有する熱供給システムと、
望ましい温度で熱を供給するために、該熱伝達要素にエネルギー付与するエネルギー源と、
水の源と、そして
該熱伝達要素との接触用の水を供給するために該水の源と流体的に連通する流体噴射器であって、噴射される水が該熱伝達要素と接触する時、該液体の水が実質的に瞬間的にガスに蒸発する様な条件下で水を供給する流体噴射器と、を具備しており、該ガスは該水から解放される蓄積エネルギーを有する原動力を備えており、該原動力は該原動力からの動力の発生を可能にさせ、該原動力が、該装置の運転により生じる、そして該水からの該蓄積エネルギーの該解放の結果として、該熱伝達要素に供給されたエネルギーより大きい、エネルギーを示す装置。 - 該原動力が、該原動力から動力を発生するピストン又はタービンに動力付与する請求項1記載の装置。
- 該エネルギーの源が電気エネルギーである請求項1記載の装置。
- 該条件が、該熱伝達要素に接触する水の岐点圧力が水の臨界圧力より上にある様な圧力条件を有する請求項1記載の装置。
- 該熱伝達要素により供給される熱の該望ましい温度が、水の臨界温度より上の温度である請求項1記載の装置。
- 該装置が車両上に、該車両に動力付与するため設置される請求項1記載の装置。
- 水からエネルギーを回収する装置であって、
1つ以上のシリンダーであり、各シリンダーが、該シリンダー内で往復運動可能に設置されてピストンロッドにより被駆動クランクシャフトに連結されたピストンを有するシリンダーと、
エンジンの運転から生じる電力の発生用に該クランクシャフトに結合される発電機と、
1つ以上の熱伝達要素を有する熱供給システムと、
所望温度の熱を供給するため該熱伝達要素へエネルギー付与するために発電機と、該1つ以上の熱伝達要素と、に電気的に接続されたバッテリーと、
該シリンダーを真空化する排気弁と、
加圧された水の源と、そして
該熱伝達要素との接触用に水を供給するため該加圧された水の源と流体的に連通する流体噴射器であって、該噴射された液体の水が該熱伝達要素と接触する時、該水が実質的に瞬間的にガスに蒸発する様な条件下で該供給を行うための流体噴射器と、を具備しており、該ガスは該液体の水から解放された蓄積エネルギーを有する原動力を備え、該原動力は該原動力からの動力の発生を可能にさせるよう該ピストンを駆動しており、該原動力は該装置の運転により生じる、かつ該水からの蓄積エネルギーの該解放の結果として、該熱伝達要素に供給された電気エネルギーより大きい、エネルギーを示す装置。 - 該条件が、該熱伝達要素と接触する水の岐点圧力が水の臨界圧力より上にある様な圧力条件を有する請求項7記載の装置。
- 該熱伝達要素により供給される熱の該望ましい温度が水の臨界温度より上の温度である
請求項8記載の装置。
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US18030209P | 2009-05-21 | 2009-05-21 | |
US61/180,302 | 2009-05-21 | ||
US25074009P | 2009-10-12 | 2009-10-12 | |
US61/250,740 | 2009-10-12 | ||
US12/770,422 | 2010-04-29 | ||
US12/770,422 US10018078B2 (en) | 2009-05-21 | 2010-04-29 | Apparatus for recovering energy from water |
PCT/US2010/033171 WO2010135067A1 (en) | 2009-05-21 | 2010-04-30 | Apparatus for recovering energy from water |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012527572A true JP2012527572A (ja) | 2012-11-08 |
Family
ID=43123628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012511847A Pending JP2012527572A (ja) | 2009-05-21 | 2010-04-30 | 水からエネルギーを回収する装置 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10018078B2 (ja) |
EP (1) | EP2432974B1 (ja) |
JP (1) | JP2012527572A (ja) |
CN (1) | CN102439263B (ja) |
CA (1) | CA2759993A1 (ja) |
ES (1) | ES2822328T3 (ja) |
MX (1) | MX365414B (ja) |
SI (1) | SI2432974T1 (ja) |
WO (1) | WO2010135067A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9574765B2 (en) * | 2011-12-13 | 2017-02-21 | Richard E. Aho | Generation of steam by impact heating |
US9995479B2 (en) * | 2015-05-18 | 2018-06-12 | Richard E. Aho | Cavitation engine |
CN106949447B (zh) * | 2017-05-10 | 2022-03-22 | 张近 | 一种空气能锅炉 |
US20190271238A1 (en) * | 2017-11-20 | 2019-09-05 | John Edward Vandigriff | Combined steam electrical automobile drive system |
US10792988B2 (en) * | 2018-01-08 | 2020-10-06 | Einar Arvid Orbeck | Hybrid steam power drive system |
CN108469882B (zh) * | 2018-02-28 | 2020-08-18 | 重庆补贴猫电子商务有限公司 | 一种电脑冷却方法 |
CN110578567B (zh) * | 2018-06-07 | 2022-03-11 | 张健 | 一种利用工质变相的压缩空气定压储能发电系统 |
CN110332027B (zh) * | 2019-07-17 | 2021-07-27 | 哈尔滨润电汽发电站设备有限责任公司 | 一种高效的火力发电装置及其工作方法 |
FR3139598A1 (fr) * | 2022-09-14 | 2024-03-15 | Christian Huet | Moteur à vapeur équipé d’une enceinte de chauffage électrique reliée à une batterie rechargeable |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1226500A (en) * | 1916-08-09 | 1917-05-15 | Gustav Fuehler | Water explosion-engine. |
DE617649C (de) | 1932-10-30 | 1935-08-23 | Paul Schoepfer | Dampfkraftmaschine mit Dampferzeugung im Zylinder |
US3609965A (en) | 1970-07-20 | 1971-10-05 | Leroy E Hercher | Internal steam generating engine |
US4416113A (en) * | 1980-12-15 | 1983-11-22 | Francisco Portillo | Internal expansion engine |
US4601170A (en) * | 1984-04-03 | 1986-07-22 | Fiege Robert K | Explosive evaporation motor |
US4603554A (en) * | 1984-10-25 | 1986-08-05 | Thermal Engine Technology | Method and apparatus for extracting useful energy from a superheated vapor actuated power generating device |
GB8823182D0 (en) * | 1988-10-03 | 1988-11-09 | Ici Plc | Reactor elements reactors containing them & processes performed therein |
DE19750360A1 (de) | 1997-11-14 | 1999-05-20 | Iav Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Dampfkraftmaschine mit Einspritzung von Wasser in einen beheizten Arbeitsraum |
JP2002115574A (ja) * | 2000-10-10 | 2002-04-19 | Honda Motor Co Ltd | 車両の推進装置 |
NZ515517A (en) | 2001-11-15 | 2004-08-27 | Vapour Viper Ltd | A water powered engine with water superheated by electric element at moment of demand, and zero water consumption |
US6967315B2 (en) * | 2002-06-12 | 2005-11-22 | Steris Inc. | Method for vaporizing a fluid using an electromagnetically responsive heating apparatus |
US20040089486A1 (en) * | 2002-11-13 | 2004-05-13 | Clive Harrup | Vehicle power storage by hydrolysis of water |
US7002121B2 (en) * | 2004-06-02 | 2006-02-21 | Alfred Monteleone | Steam generator |
US8419378B2 (en) * | 2004-07-29 | 2013-04-16 | Pursuit Dynamics Plc | Jet pump |
US7216484B2 (en) * | 2005-03-11 | 2007-05-15 | Villalobos Victor M | Arc-hydrolysis steam generator apparatus and method |
CN101321928B (zh) * | 2005-11-30 | 2012-11-28 | 马夫莱得·布塞尔曼 | 水爆炸发动机、方法以及装置 |
US20070251238A1 (en) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Kenneth Jordan | Steam Engine Device and Methods of Use |
ES2634552T3 (es) * | 2006-05-15 | 2017-09-28 | Granite Power Limited | Procedimiento y sistema para generar energía a partir de una fuente de calor |
US20080072596A1 (en) * | 2006-09-22 | 2008-03-27 | Darwin Clayton Nunley | Nunley steam engine |
CN101042058B (zh) * | 2007-04-27 | 2011-12-07 | 冯伟忠 | 一种高低位分轴布置的汽轮发电机组 |
AU2009282872B2 (en) * | 2008-08-19 | 2014-11-06 | Waste Heat Solutions Llc | Solar thermal power generation using multiple working fluids in a Rankine cycle |
US20100146975A1 (en) * | 2008-12-17 | 2010-06-17 | Fasanello Jr John | Electric-steam propulsion system |
US20110277476A1 (en) * | 2010-05-14 | 2011-11-17 | Michael Andrew Minovitch | Low Temperature High Efficiency Condensing Heat Engine for Propelling Road Vehicles |
-
2010
- 2010-04-29 US US12/770,422 patent/US10018078B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-04-30 ES ES10778095T patent/ES2822328T3/es active Active
- 2010-04-30 CN CN201080022122.0A patent/CN102439263B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-04-30 EP EP10778095.9A patent/EP2432974B1/en active Active
- 2010-04-30 SI SI201032037T patent/SI2432974T1/sl unknown
- 2010-04-30 MX MX2011012179A patent/MX365414B/es active IP Right Grant
- 2010-04-30 JP JP2012511847A patent/JP2012527572A/ja active Pending
- 2010-04-30 WO PCT/US2010/033171 patent/WO2010135067A1/en active Application Filing
- 2010-04-30 CA CA2759993A patent/CA2759993A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
MX2011012179A (es) | 2011-12-08 |
CN102439263B (zh) | 2016-08-31 |
MX365414B (es) | 2019-06-03 |
EP2432974B1 (en) | 2020-08-05 |
CA2759993A1 (en) | 2010-11-25 |
EP2432974A4 (en) | 2018-03-28 |
EP2432974A1 (en) | 2012-03-28 |
SI2432974T1 (sl) | 2021-07-30 |
US10018078B2 (en) | 2018-07-10 |
CN102439263A (zh) | 2012-05-02 |
WO2010135067A1 (en) | 2010-11-25 |
US20100293949A1 (en) | 2010-11-25 |
ES2822328T3 (es) | 2021-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2012527572A (ja) | 水からエネルギーを回収する装置 | |
KR101395871B1 (ko) | 액티브 팽창 챔버를 구비한 개선된 압축 공기 또는 가스 및/또는 추가의 에너지 엔진 | |
WO2006033879A2 (en) | Vapor pump power system | |
JP2004513282A (ja) | 特に車両駆動装置としての蒸気熱機関を運転する方法 | |
CA2874473C (en) | Device and method for utilizing the waste heat of an internal combustion engine, in particular for utilizing the waste heat of a vehicle engine | |
US6976360B1 (en) | Steam engine | |
JP6298072B2 (ja) | 集中熱力学的太陽光発電所または従来の火力発電所 | |
KR101277965B1 (ko) | Lng 연료 공급 시스템 | |
JP4931614B2 (ja) | 液化ガスの冷熱を利用したコージェネレーションシステム及びその運転方法 | |
KR20090019759A (ko) | 단일 순환 열펌프 발전장치 | |
US7089740B1 (en) | Method of generating power from naturally occurring heat without fuels and motors using the same | |
JP6553947B2 (ja) | エンジンの熱電発電システム | |
JP2006299978A (ja) | 熱機関 | |
JP2011513641A (ja) | 液体ディスプレーサエンジン | |
WO2009042868A1 (en) | Hydrogen powered steam turbine | |
WO2010105288A1 (en) | Thermal engine using an external heat source | |
US20060112691A1 (en) | Method of generating power from naturally occurring heat without fuels and motors using the same | |
RU2425986C2 (ru) | Приводное устройство и способ приведения в действие двигателя | |
KR101623418B1 (ko) | 스터링 엔진 | |
Hewavitarane et al. | The development of a superheated liquid flash, boiling (SLFB) engine for waste heat recovery from reciprocating internal combustion engines | |
Hewavitarane et al. | The Fundamentals Governing the Operation and Efficiency of a Superheated Liquid Flash, Boiling (SLFB) Cycle Powered Reciprocating Engine for Automotive Waste Heat Recovery | |
JP2019183793A (ja) | エンジンの排熱回収装置 | |
CN111472889A (zh) | 一种将热能转化为机械能的新装置 | |
JPH09222003A (ja) | 熱エネルギーを動力に変換する方法 | |
RU2132470C1 (ru) | Атмосферный энергодвигатель чекункова а.н. - карпенко а.н. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130218 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140121 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140415 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20141001 |