JP2013217560A - Heater-utilizing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は気水発電装置および冷凍サイクル装置及び乾燥機に関する The present invention relates to a steam-water power generation apparatus, a refrigeration cycle apparatus, and a dryer.
高温蒸気生成装置として蒸気ボイラーがある。
真空蒸気発生装置がある。
真空乾燥装置がある。
冷凍サイクル装置として蒸気圧縮冷凍サイクル装置がある。
蒸気圧縮冷凍サイクルの動力は主に電力である。
冷凍サイクル装置は食品の冷凍、冷蔵に使用されている。
またエアコンとして多数使用されている。
冷凍サイクルの効率向上策としてインバーター制御技術や液ガス熱交換、エジェクター等がある。
There is a steam boiler as a high temperature steam generator.
There is a vacuum steam generator.
There is a vacuum dryer.
There is a vapor compression refrigeration cycle apparatus as a refrigeration cycle apparatus.
The power of the vapor compression refrigeration cycle is mainly electric power.
The refrigeration cycle apparatus is used for freezing and refrigeration of food.
Many are used as air conditioners.
Refrigeration cycle efficiency improvement measures include inverter control technology, liquid gas heat exchange, and ejectors.
冷凍サイクル装置および蒸気ボイラーの使用エネルギー削減が求められている。
蒸気ボイラーでは液体の水から水蒸気を生成しており、予め水蒸気にすると使用エネルギーが削減できることが知られている。
そこで低圧の水蒸気を連続的に高温の水蒸気にする技術が求められている。
気水火力発電のエネルギー効率の向上が求められている。
蒸気圧縮冷凍サイクル装置には断熱圧縮機が使用され大部分は電力で駆動されている。
断熱圧縮機を使わない冷凍サイクルが求められている。
再生可能エネルギーの利用が求められている。
冷凍サイクル装置の節電が求められている。
電力供給力が不足し電力以外のエネルギーで運転できる冷凍サイクルがもとめられている。
There is a need to reduce the energy consumed by refrigeration cycle equipment and steam boilers.
In a steam boiler, water vapor is generated from liquid water, and it is known that energy consumption can be reduced by using water vapor in advance.
Therefore, there is a demand for a technique for continuously converting low-pressure steam into high-temperature steam.
There is a need to improve the energy efficiency of steam-fired thermal power generation.
An adiabatic compressor is used in the vapor compression refrigeration cycle apparatus, and most is driven by electric power.
There is a need for a refrigeration cycle that does not use an adiabatic compressor.
The use of renewable energy is required.
There is a need for power saving in refrigeration cycle equipment.
There is a need for a refrigeration cycle that can operate with energy other than electric power due to insufficient power supply.
本目的を達成するための加熱器利用装置であって
作動流体と、
圧力容器と作動流体の気体を加熱する加熱熱源からなる加熱器と、
加熱器の低温気体入り口を高温気体出口より低い位置に配置する事を特徴とするものである。
作動流体とは冷凍サイクル装置では冷媒、気水発電では水である。
加熱器は気体を加熱によって圧力一定で高温にする。
所謂過熱蒸気にする。
過熱蒸気は比体積が増し軽くなる。
加熱器の出口を入り口より高くし自由端にすると加熱された気体は上昇し加熱器から流出し加熱器の下部は負圧となる。
いわゆる煙突効果である。
この現象を利用すると低温の気体を連続的に高温にする事ができる。
加熱熱源は燃焼熱熱源、電気抵抗発熱熱源、太陽熱集熱熱源、外気熱源、水道水熱源、エンジン燃焼排熱熱源などである。
熱交換器も加熱器の一種である。
A heater utilizing device for achieving this object, a working fluid;
A heater composed of a pressure heat source and a heating heat source for heating the working fluid gas;
The low temperature gas inlet of the heater is disposed at a position lower than the high temperature gas outlet.
The working fluid is a refrigerant in the refrigeration cycle apparatus and water in the steam-water power generation.
The heater raises the gas to a high temperature with a constant pressure by heating.
So-called superheated steam.
Superheated steam increases in specific volume and becomes lighter.
When the outlet of the heater is made higher than the inlet and the free end is set, the heated gas rises and flows out of the heater, and the lower part of the heater becomes negative pressure.
This is the so-called chimney effect.
By utilizing this phenomenon, a low temperature gas can be continuously heated to a high temperature.
The heating heat source is a combustion heat heat source, an electric resistance heat generation heat source, a solar heat collection heat source, an outside air heat source, a tap water heat source, an engine combustion exhaust heat source, and the like.
A heat exchanger is also a kind of heater.
また、更に前記作動流体を前記加熱器に供給する作動流体供給手段を備える事を特徴とするものである。
作動流体供給手段とは水であれば給水装置、乾燥機であれば被乾燥物の衣類、食品である。
Further, the apparatus further comprises working fluid supply means for supplying the working fluid to the heater.
The working fluid supply means is a water supply device if it is water, and clothes or foods to be dried if it is a dryer.
また、更に前記作動流体の気体を最終加熱温度に加熱する最終加熱器を備える事を特徴とするものである。
ボイラーであれば水蒸気、冷凍サイクル装置であれば冷媒を最終吐出温度まで加熱する加熱器が最終加熱器ある。作動流体は低圧高温の過熱蒸気である。
外気温、外水温まで熱交換で加熱すると最終加熱するエネルギーが削減できる。
熱交換器でも加熱器の下部が低温部で上部が高温になるように配置する。
Furthermore, a final heater for heating the gas of the working fluid to a final heating temperature is further provided.
In the case of a boiler, the final heater is a heater for heating water vapor to the final discharge temperature in the case of a refrigeration cycle apparatus. The working fluid is low pressure and high temperature superheated steam.
When heated to the outside air temperature and the outside water temperature by heat exchange, the energy for the final heating can be reduced.
The heat exchanger is also arranged so that the lower part of the heater is a low temperature part and the upper part is hot.
また、更に前記最終加熱器の最終加熱温度以下の余熱熱源を備える余熱加熱器を備える事を特徴とするものである。
余熱熱源とは最終加熱熱源温度以下の熱源のことである。
ボイラーのドレイン、外気熱源、水道水地下水等の外水熱源、ボイラー燃焼排熱、エンジン廃熱熱源などである。この気体も過熱蒸気である。
この熱源と低温気体とを熱交換すると最終加熱エネルギーが削減できる。
Furthermore, a preheating heater provided with a preheating heat source below the final heating temperature of the final heater is further provided.
A residual heat heat source is a heat source below the final heating heat source temperature.
Boiler drain, outside air heat source, outside water heat source such as tap water groundwater, boiler combustion exhaust heat, engine waste heat heat source. This gas is also superheated steam.
Final heat energy can be reduced by exchanging heat between this heat source and the low-temperature gas.
また、更に前記最終加熱器を上部構造とし、前記余熱加熱器を下部構造とする事を特徴とするものである。
加熱された過熱気体は軽くなるので温度の高低と位置の高低を合わせる。余熱加熱器より最終加熱器を上部に配置する。
Further, the final heater has an upper structure, and the remaining heat heater has a lower structure.
Since the heated superheated gas becomes lighter, the height of the temperature is matched with the height of the position. Place the final heater above the preheater.
また、更に前記作動流体の気体を断熱膨張する断熱膨張手段を備える事を特徴とするものである。
蒸発した飽和温度圧力の気体を断熱膨張させるとエネルギーを放出して等温圧縮して、液化される。ゆえに冷凍サイクルでは凝縮器が不要となる。
また作動流体が過熱蒸気であれば、過熱温度相当のエネルギー分を断熱膨張させると蒸気が液化する事なく仕事に変換できる。断熱膨張手段とはタービンのことである。
Further, the apparatus further comprises adiabatic expansion means for adiabatic expansion of the working fluid gas.
When the vaporized saturated temperature pressure gas is adiabatically expanded, energy is released and the mixture is isothermally compressed and liquefied. Therefore, no condenser is required in the refrigeration cycle.
If the working fluid is superheated steam, the energy corresponding to the superheat temperature can be adiabatically expanded to convert the steam into work without being liquefied. The adiabatic expansion means is a turbine.
また、更に前記断熱膨張手段で低温低圧化された作動流体の気体を循環させる作動流体循環手段を備える事を特徴とするものである。
過熱蒸気を断熱膨張手段で飽和蒸気圧までさげエネルギーを取り出し、蒸気のまま循環して加熱器で過熱蒸気にする。
気化熱を従来技術のように復水器に捨てないので効率が向上する。
蒸発温度を余熱熱源の外気、地下水、海水、水道水などの自然熱源にすると燃料等の外部エネルギー無しで機械エネルギーが取り出せる。
Furthermore, it is characterized by further comprising a working fluid circulation means for circulating the gas of the working fluid that has been reduced in temperature and pressure by the adiabatic expansion means.
The superheated steam is reduced to the saturated vapor pressure by the adiabatic expansion means, and the energy is extracted and circulated as the steam, and is converted into superheated steam by the heater.
Efficiency is improved because the heat of vaporization is not thrown away into the condenser as in the prior art.
Mechanical energy can be extracted without external energy such as fuel if the evaporation temperature is a natural heat source such as outside air, groundwater, seawater, or tap water.
また、更に前記断熱膨張手段で低温低圧化された作動流体の湿り蒸気の気液を分離する気液分離器を備える事を特徴とするものである。
飽和蒸気を断熱膨張すると等温圧縮過程になり気体が徐徐に液化されていく。
完全に気体を断熱膨張すると冷凍サイクルでは凝縮器と断熱膨張機すなわちタービンは同じ機能になる。タービンが液体で機能しなくならない様に気液を分離する。
Furthermore, a gas-liquid separator that separates the gas-liquid of the wet steam of the working fluid that has been reduced in temperature and pressure by the adiabatic expansion means is provided.
When the saturated vapor is adiabatically expanded, an isothermal compression process occurs and the gas is gradually liquefied.
When the gas is fully adiabatically expanded, the condenser and adiabatic expander or turbine have the same function in the refrigeration cycle. Separate the gas and liquid so that the turbine does not fail with liquid.
また、更に前記気液分離器で分離された低温低圧の作動流体の液体を高圧で送出する液体高圧送出手段を備える事を特徴とするものである。
冷凍サイクルのようなサイクルの場合サイクルを回すために高圧部が必要となる。
液体を高圧にするのは高圧ポンプで容易に実現できる。
Further, the liquid-pressure high-pressure delivery means for delivering the liquid of the low-temperature and low-pressure working fluid separated by the gas-liquid separator at a high pressure is provided.
In the case of a cycle such as a refrigeration cycle, a high pressure section is required to rotate the cycle.
The high pressure of the liquid can be easily realized with a high pressure pump.
また、更に前記加熱器で加熱された作動流体の過熱蒸気と作動流体の低温液体とを熱交換する熱交換器を備える事を特徴とするものである。
低圧で蒸発して加熱された過熱蒸気は熱エネルギーを持っているが圧力が低い。
そこで低温低圧の液体と熱交換して熱エネルギーを移動させる。
ボイラーあれば過熱蒸気と水を熱交換して温水または蒸気を生成する。
100度以上の蒸気が必要なときは高圧ポンプで水の圧力をあげて飽和蒸気圧を上げておくと良い。
また冷凍サイクルであれば受液器内の液体冷媒と熱交換する。
その後この高温冷媒と蒸発器を出た低温低圧冷媒と熱交換するとエネルギーが節減できる。
Furthermore, a heat exchanger for exchanging heat between the superheated steam of the working fluid heated by the heater and the low-temperature liquid of the working fluid is further provided.
Superheated steam heated by evaporation at low pressure has thermal energy but low pressure.
Therefore, heat energy is transferred by exchanging heat with a low-temperature and low-pressure liquid.
If a boiler is used, heat is exchanged between superheated steam and water to produce hot water or steam.
When steam of 100 degrees or more is required, it is better to raise the saturated vapor pressure by raising the water pressure with a high-pressure pump.
In the refrigeration cycle, heat exchange is performed with the liquid refrigerant in the receiver.
After that, heat can be saved by exchanging heat between the high-temperature refrigerant and the low-temperature low-pressure refrigerant discharged from the evaporator.
また、更に前記作動流体の液体を減圧する液体減圧手段を備える事を特徴とするものである。
冷凍サイクルであれば膨張弁、キャピラリーチューブである。
Further, it is characterized by further comprising a liquid decompression means for decompressing the liquid of the working fluid.
If it is a refrigeration cycle, it is an expansion valve and a capillary tube.
また、更に前記作動流体の液体を供給する液体供給手段を備える事を特徴とするものである。
液体供給手段とは蒸気ボイラーでは給水である。
The liquid supply device further includes liquid supply means for supplying the liquid of the working fluid.
The liquid supply means is water supply in the steam boiler.
また、更に前記液体減圧手段で減圧された液体を蒸発させる蒸発器を備えることを特徴とするものである。
冷凍サイクルでは蒸発器である。
Furthermore, an evaporator for evaporating the liquid decompressed by the liquid decompressing means is provided.
In the refrigeration cycle, it is an evaporator.
また、更に前記蒸発器に気化熱を供給する気化熱供給手段を備えることを特徴とするものである。
気化熱供給手段とは冷凍サイクルの乾式蒸発器ではファンとプレートフィンによる外気の吸熱である。
既存の蒸気ボイラーでは低温の液体の水から高温の水蒸気を生成している。
よって使用熱量は潜熱の気化熱と顕熱の合計である。
そこで予め液体の水を蒸発器で蒸発させる。蒸発器の上部に配置された加熱器を加熱して煙突効果で下部の蒸発器内を負圧にして低圧で蒸発させる。水を低圧下で気化させ気化熱を燃料以外の外部熱源である地下水や水道水や海水または外気で供給することで気化熱分の燃料エネルギーが削減される。
これで過熱蒸気生成の際のエネルギーが気化熱分削減できる。
気化熱供給を水で行う場合は蒸発器の熱源は水となる。
水は冷却される。雰囲気の空気を熱源とすれば冷房となる。
また高圧の湿り蒸気を生成する時は高圧ポンプで液体を高圧にして過熱蒸気と熱交換すればよい。
1gの摂氏0度の液体の水を摂氏100度の過熱蒸気にする場合
水の気化熱 摂氏0度 2400J 外部より供給
ゆえに 0J
100度分の顕熱 2J×100=200J
従来の場合 2600J
今回 200J
削減効果 1gあたり 2400J
となり大幅にエネルギーが削減される。
水不足の土地では水蒸気と空気との熱交換でも良い。
高温熱源は電気抵抗発熱、燃焼熱熱源、太陽熱集熱熱源などである。
Further, the apparatus further comprises vaporization heat supply means for supplying vaporization heat to the evaporator.
In the dry evaporator of the refrigeration cycle, the vaporization heat supply means is heat absorption of outside air by a fan and a plate fin.
Existing steam boilers produce hot water vapor from cold liquid water.
Thus, the amount of heat used is the sum of latent heat of vaporization and sensible heat.
Therefore, liquid water is evaporated in advance with an evaporator. The heater disposed in the upper part of the evaporator is heated to evaporate at a low pressure by making the inside of the lower evaporator negative by the chimney effect. By evaporating water under a low pressure and supplying the vaporization heat by groundwater, tap water, seawater, or outside air, which is an external heat source other than fuel, fuel energy for the vaporization heat is reduced.
As a result, the energy for generating the superheated steam can be reduced by the heat of vaporization.
When the vaporization heat supply is performed with water, the heat source of the evaporator is water.
The water is cooled. If air in the atmosphere is used as a heat source, it will be cooled.
In addition, when generating high-pressure wet steam, the liquid may be made high pressure with a high-pressure pump to exchange heat with superheated steam.
When 1 g of 0 degree Celsius liquid water is converted to 100 degree Celsius superheated steam, the heat of vaporization of water 0 degree Celsius 2400J
100 degree sensible heat 2J × 100 = 200J
Conventional case 2600J
This time 200J
Reduction effect 2400J per gram
The energy is greatly reduced.
In water-deficient lands, heat exchange between water vapor and air is acceptable.
The high temperature heat source is an electric resistance heat generation, a combustion heat heat source, a solar heat collection heat source, or the like.
また、更に前記蒸発器を下部構造とし、
前記加熱器を上部構造とする事を特徴とするものである。
加熱器は過熱蒸気になり軽くなるので煙突効果を生むために蒸発器の上に配置する
Further, the evaporator is a substructure,
The heater has an upper structure.
The heater becomes superheated steam and lightens, so it is placed on the evaporator to create a chimney effect
また、更に前記加熱器を過熱度の大きい加熱器を上部に配置する事を特徴とするものである。
過熱度が大きいほど軽くなるので上部に配置する。
Further, the heater is further characterized in that a heater having a large superheat degree is arranged in the upper part.
The higher the degree of superheat, the lighter it will be placed at the top.
また、更に前期最終加熱器で加熱された気体を外部に放出する気体放出手段を備える事を特徴とするものである。
過熱蒸気ボイラーでは蒸気の放出管の事である。
乾燥機では蒸気放出管である。
Further, the apparatus further comprises a gas discharge means for discharging the gas heated by the final heater in the previous period to the outside.
In a superheated steam boiler, this is the steam discharge pipe.
In the dryer, it is a steam discharge pipe.
また、更に前記気体放出手段で放出された気体の熱エネルギーを機械エネルギーに変換する熱機械エネルギー変換手段を備える事を特徴とするものである。
いわゆる蒸気タービンである。
低温低圧で蒸発した蒸気を加熱して過熱蒸気にすると蒸発圧力まで液化されないのでタービンに液体が付着せずタービンが傷つかない。
またタービンの圧力が低いので機器の構造が簡単になる。
Furthermore, the apparatus further comprises thermomechanical energy conversion means for converting the thermal energy of the gas released by the gas discharge means into mechanical energy.
This is a so-called steam turbine.
When the vapor evaporated at low temperature and low pressure is heated to superheated steam, it is not liquefied up to the evaporation pressure, so that no liquid adheres to the turbine and the turbine is not damaged.
In addition, since the turbine pressure is low, the structure of the equipment is simplified.
また、更に前記熱機械エネルギー変換手段で変換された機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電手段を備える事を特徴とするものである。
所謂発電機である。
In addition, the apparatus further comprises power generation means for converting mechanical energy converted by the thermomechanical energy conversion means into electrical energy.
It is a so-called generator.
また、更に移動手段を備える事を特徴とするものである。
移動手段とは自動車、船舶、鉄道車両、建設機械等である。取り出した機械エネルギーで移動手段を動かす。
また加熱器を利用した冷凍サイクル装置を車、船舶、鉄道車両、建設機械に搭載する。
Further, it is characterized by further including a moving means.
The moving means is an automobile, a ship, a railway vehicle, a construction machine, or the like. The moving means is moved by the extracted mechanical energy.
In addition, refrigeration cycle equipment using heaters will be installed in cars, ships, rail cars, and construction machinery.
また、更に前記蒸発器の出口に取り付けた圧力スウィッチと、
前記液体減圧手段の出口に取り付けられた電磁弁を備える事を特徴とするものである。
上部を加熱器で加熱すると煙突効果で下部が負圧になる。
圧力スウィッチを任意の蒸発圧力に設定して煙突効果で所定の圧力に下がると電磁弁を開き液体を供給する。
これで煙突効果を利用した蒸発圧力制御ができる。
Further, a pressure switch attached to the outlet of the evaporator,
An electromagnetic valve attached to the outlet of the liquid decompression means is provided.
When the upper part is heated with a heater, the lower part becomes negative pressure due to the chimney effect.
When the pressure switch is set to an arbitrary evaporation pressure and the pressure falls to a predetermined pressure due to the chimney effect, the solenoid valve is opened to supply liquid.
This makes it possible to control the evaporation pressure using the chimney effect.
また、更に前記蒸発器の出口に逆止弁を備える事を特徴とするものである。 Furthermore, a check valve is provided at the outlet of the evaporator.
また、更に断熱圧縮機を備える事を特徴とするものである。 In addition, a heat insulating compressor is further provided.
また、更に加熱器利用装置を備えた建築物及び工作物である。 Moreover, it is the building and the workpiece further provided with the heater utilization apparatus.
また、更に前記作動流体と、
圧力容器と、
吐出弁と、
吸入弁と、
圧力容器内を移動するピストンと、
ピストンと吐出弁と吸入弁を制御する制御手段からなる定容加熱器をそなえる事を特徴とするものである。
Further, the working fluid,
A pressure vessel;
A discharge valve;
A suction valve;
A piston moving in the pressure vessel;
A constant volume heater comprising control means for controlling the piston, the discharge valve, and the suction valve is provided.
また、更に海水吸入手段と、
前記蒸発器で水分が蒸発して塩分濃度が上昇した海水を排水する海水排水手段を備える事を特徴とするものである。
海水淡水化装置である。
In addition, seawater inhalation means,
A seawater draining means is provided for draining seawater whose salt concentration is increased by evaporating water in the evaporator.
It is a seawater desalination device.
また、更に断熱膨張手段を断熱膨張機とする事を特徴とするものである。 Furthermore, the adiabatic expansion means is an adiabatic expander.
また、更に圧力容器と、
液体吸入弁と
液体排出弁と、
気体吸入弁と
弁制御手段からなる気液混合凝縮器を備える事を特徴とするものである。
そして、過熱蒸気吸収弁を開いて過熱蒸気を圧力容器内に吸入する。
加熱蒸気で容器内が満たされたら液体吸入弁を開いて圧力容器内に液体を入れる。
この過熱蒸気は低温の液体と混合され気化熱を吸入して、過熱蒸気は液化される。そして液体の温度が上昇する。
Furthermore, a pressure vessel,
A liquid intake valve and a liquid discharge valve;
A gas-liquid mixing condenser comprising a gas suction valve and valve control means is provided.
Then, the superheated steam absorption valve is opened to suck the superheated steam into the pressure vessel.
When the container is filled with heated steam, the liquid suction valve is opened and the liquid is put into the pressure container.
The superheated steam is mixed with a low-temperature liquid and sucks heat of vaporization, and the superheated steam is liquefied. And the temperature of the liquid rises.
また、更に前記気液混合凝縮器で液化された液体を冷却する冷却手段を備える事を特徴とするものである。 Further, the apparatus further comprises cooling means for cooling the liquid liquefied by the gas-liquid mixing condenser.
また、更に前記気液混合の器の液面を検出する液面検出手段を備える事を特徴とするものである。
液体吸入弁と液体排出弁を閉じて、気体吸入弁を開いて気体を圧力容器内に導く。
気体で圧力容器内が満たされたら気体吸入弁を閉じる。
更に液体吸入弁を開き、液体を圧力容器内に導入する。
この時、液面が上昇するに伴い気体は圧縮されて高温高圧になるが液体によって冷却される。
液体を満杯にすると気体は完全に液化され、液体の温度が上昇する。
次に液体排出弁と気体吸入弁を開き液体を排出しながら気体を吸入する。この時液面は徐々に下降し、圧力容器内は負圧になり気体が吸入される。
このサイクルをくり返すことで気体が凝縮され液温は上昇する。
Further, the liquid-liquid mixing device further comprises liquid level detecting means for detecting the liquid level of the gas-liquid mixing vessel.
The liquid suction valve and the liquid discharge valve are closed, and the gas suction valve is opened to guide the gas into the pressure vessel.
When the pressure vessel is filled with gas, close the gas intake valve.
Further, the liquid suction valve is opened, and the liquid is introduced into the pressure vessel.
At this time, as the liquid level rises, the gas is compressed to a high temperature and pressure, but is cooled by the liquid.
When the liquid is full, the gas is completely liquefied and the temperature of the liquid rises.
Next, the liquid discharge valve and the gas suction valve are opened to suck the gas while discharging the liquid. At this time, the liquid level gradually falls, the pressure inside the pressure vessel becomes negative, and gas is sucked.
By repeating this cycle, the gas is condensed and the liquid temperature rises.
また、更に前記液面検出手段と前記弁制御手段をフロート弁制御とする事を特徴とするものである。 Further, the liquid level detection means and the valve control means are float valve control.
また、更に蒸気を断熱膨張手段に噴射する蒸気噴射手段を備える事を特徴とするものである。
蒸気とは蒸発した飽和蒸気、加熱された過熱蒸気、断熱膨張手段で膨張してエネルギーを抽出した蒸気を含む。
完全に蒸気を液化する為に数回断熱膨張させる。
断熱膨張手段の前に噴射手段を決める噴射手段の主なものはノズルである。
Further, it is characterized by further comprising a steam injection means for injecting steam to the adiabatic expansion means.
The steam includes evaporated saturated steam, heated superheated steam, and steam that has been expanded by adiabatic expansion means to extract energy.
In order to completely liquefy the vapor, adiabatic expansion is performed several times.
The main thing of the injection means which determines an injection means before an adiabatic expansion means is a nozzle.
液体を低温低圧で蒸発させ低圧のまま加熱して連続的に昇温して過熱蒸気を生成できる。
この結果気化熱従来技術と比べて過熱蒸気生成エネルギーが大幅に削減できる。
過熱蒸気または蒸気を断熱膨張させて機械エネルギーを取り出し、蒸気を低温低圧にする事ができる。
冷凍サイクルにおいては蒸気を断熱膨張させて発電機を取り付けると発電が出来て、凝縮器が不要となる。
又気液混合凝縮器を用いる事で断熱圧縮機が不要となる。
また沸点が低い冷媒、二酸化炭素を使用して摂氏−60度位で蒸発させ外部の自然熱源である外気、海水などを熱源にして蒸気を生成し断熱膨張する事で発電が可能となる。化石燃料などのエネルギーを全く使用しない発電が可能となる。
The liquid can be evaporated at a low temperature and low pressure, heated at a low pressure and continuously heated to generate superheated steam.
As a result, the energy for generating superheated steam can be greatly reduced as compared with the prior art of vaporization heat.
Superheated steam or steam can be expanded adiabatically to extract mechanical energy, and steam can be brought to low temperature and low pressure.
In the refrigeration cycle, when a steam generator is adiabatically expanded and a generator is attached, power can be generated and a condenser is not required.
Further, the use of a gas-liquid mixing condenser eliminates the need for an adiabatic compressor.
Further, it is possible to generate electric power by using a refrigerant having a low boiling point, carbon dioxide, evaporating at about -60 degrees Celsius and generating external steam, seawater or the like as a natural heat source to generate steam and adiabatic expansion. Power generation without using any energy such as fossil fuel becomes possible.
1 圧力容器
2 電気抵抗発熱
3 圧力容器入口
4 圧力容器出口
5 逆止弁
6 アルミプレート
7 銅管
8 冷媒入口
9 冷媒出口
10 銅管入口
11 銅管出口
12 乾燥機
13 水を含んだ衣類
14 電磁弁
15 圧力スウィッチ
16 予熱加熱器
17 地下水
18 最終加熱器
19 蒸発器
20 外気
21 断熱膨張凝縮機(スクロール、レシプロ、スクリュー)
22 噴射ノズル
23 発電機
24 気液分離機
25 受液器
26 高圧ポンプ
27 キャピラリーチューブ
28 燃焼熱
29 気液混合凝縮器
30 液体冷却機
31 液体排出弁
32 液体吸入弁
33 気体吸入弁
34 気体
35 液体
36 蒸発開始点又は断熱膨張による凝縮終了点又は高圧ポンプによる加圧開始点
37 蒸発終了点又は断熱膨張による凝縮開始点
38 加熱終了点又は断熱膨張開始点
39 高圧ポンプによる加圧終了点又は絞り膨張開始点
40 蒸発開始点
41 蒸発終了点(過熱開始点)
42 過熱終了点(断熱膨張開始点)
43 断熱膨張終了点(気液混合凝縮開始点)
44 気液混合凝縮終了点(冷却開始点)
45 冷却終了点(絞り膨張開始点)
45−49 高圧ポンプによる昇圧点及絞り膨張開始点
46 絞り膨張終了点(蒸発開始点)
47 飽和蒸気圧線
48 気液混合凝縮点
1 Pressure vessel
2 Electric resistance heating
3 Pressure vessel inlet 4
22 Injection nozzle 23 Generator 24 Gas-liquid separator 25 Receiver 26 High-pressure pump 27 Capillary tube 28 Combustion heat 29 Gas-liquid mixing condenser 30 Liquid cooler 31 Liquid discharge valve 32
42 Overheating end point (adiabatic expansion start point)
43 Adiabatic expansion end point (gas-liquid mixture condensation start point)
44 Gas-liquid mixing condensation end point (cooling start point)
45 Cooling end point (throttle expansion start point)
45-49 Pressurization point by high-pressure pump and throttle
47 Saturated
Claims (32)
作動流体と、
圧力容器と作動
流体の気体を加熱する加熱熱源からなる加熱器と、
加熱器の低温気体入り口を高温気体出口より低い位置に配置する事を特徴とする加熱器利用装置 A heater-using device, a working fluid;
A heater composed of a pressure heat source and a heating heat source for heating the working fluid gas;
Heater utilization device, wherein the low temperature gas inlet of the heater is arranged at a position lower than the high temperature gas outlet
前記加熱器を上部構造とする事を特徴とする請求項1〜14いずれかの加熱器利用装置 Furthermore, the evaporator has a lower structure,
The heater using apparatus according to any one of claims 1 to 14, wherein the heater has an upper structure.
前記液体減圧手段の出口に取り付けられた電磁弁を備える事を特徴とする請求項1〜20いずれかの加熱器利用装置 A pressure switch attached to the outlet of the evaporator;
The heater utilization apparatus according to any one of claims 1 to 20, further comprising an electromagnetic valve attached to an outlet of the liquid decompression means.
圧力容器と、
吐出弁と、
吸入弁と、
圧力容器内を移動するピストンと、
ピストンと吐出弁と吸入弁を制御する制御手段からなる定容加熱器をそなえることを特徴とする請求項1〜24いずれかの加熱器利用装置 And the working fluid;
A pressure vessel;
A discharge valve;
A suction valve;
A piston moving in the pressure vessel;
25. A heater utilization device according to claim 1, further comprising a constant volume heater comprising control means for controlling the piston, the discharge valve, and the suction valve.
前記蒸発器で水分が蒸発して塩分濃度が上昇した海水を排水する海水排水手段を備えることを特徴とする請求項1〜25いずれかの加熱器利用装置 And seawater inhalation means,
26. The heater utilization device according to claim 1, further comprising seawater draining means for draining seawater whose salt concentration is increased by evaporation of water in the evaporator.
液体吸入弁と
液体排出弁と、
気体吸入弁と、
弁制御手段からなる気液混合凝縮器を備える事を特徴とする請求項1〜27いずれかの加熱器利用装置。 And a pressure vessel,
A liquid intake valve and a liquid discharge valve;
A gas intake valve;
28. The heater utilization apparatus according to claim 1, further comprising a gas-liquid mixing condenser comprising valve control means.
Furthermore, the heater utilization apparatus in any one of Claims 1-31 provided with the vapor | steam injection means which injects a vapor | steam into an adiabatic expansion means.
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JP2012088004A JP2013217560A (en) | 2012-04-08 | 2012-04-08 | Heater-utilizing apparatus |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012088004A JP2013217560A (en) | 2012-04-08 | 2012-04-08 | Heater-utilizing apparatus |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP6403913B1 (en) * | 2018-05-07 | 2018-10-10 | 信彦 鈴木 | Steam generator |
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2012
- 2012-04-08 JP JP2012088004A patent/JP2013217560A/en active Pending
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