JP2016501357A5 - - Google Patents

Claims (17)

1. 作動流体（ＷＦ）及び熱交換流体（ＨＥＦ）を利用する低温エンジンシステム（６１０、７１０）；並びに
   熱交換システム（９０）を含む冷凍システム（６６０）；を含むシステムであって、
   前記低温エンジンシステム（６１０、７１０）と前記冷凍システム（６６０）は前記熱交換システム（９０）を介して互いに熱的に結合され、
   前記低温エンジンシステム（６１０、７１０）における前記作動流体（ＷＦ）及び／又は前記熱交換流体（ＨＥＦ）が前記冷凍システム（６６０）から熱を除去するヒートシンクの機能を果たし、且つ、前記冷凍システム（６６０）によって生成される熱が前記低温エンジンシステム（６１０、７１０）における作動流体（ＷＦ）を膨張させるために用いられるようにし、
   当該システムは、前記熱交換システム（９０）に熱的に接続される冷凍コンパートメント（６４）を含み、
   前記低温エンジンシステム（６１０、７１０）は、前記冷凍コンパートメント（６４）から熱を除去するための直接的且つ間接的なヒートシンクであり、且つ、
   前記熱交換システム（９０）は：
   前記低温エンジンシステム（６１０、７１０）からの作動流体（ＷＦ）と直接的に熱的に接触し且つ前記冷凍コンパートメント（６４）と直接的に熱的に接触する第１熱伝達部材（６１８、７１８）と；
   前記低温エンジンシステム（６１０、７１０）における膨張させられた作動流体（ＷＦ）及び／又は前記熱交換流体（ＨＥＦ）と直接的に熱的に接触する第２熱伝達部材（６２２、６２６、６７０、６７８、７２２、７２６、７７０、７７８）と；
   前記冷凍コンパートメント（６４）の内部と直接的に熱的に接触する第３熱伝達部材（６８２、７８２）と；
   前記第２熱伝達部材（６２２、６２６、６７８、７２２、７２６、７７８）及び第３熱伝達部材（６８２、７８２）の双方と熱的に接触する中間熱伝達流体循環システム（６９０、７９０）と；を有する、
   システム。
2. 前記冷凍システム（６６０）は、蒸気圧縮サイクルを含む、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記中間熱伝達流体循環システム（６９０、７９０）は、熱伝達流体（Ｆ）と、該システム内の熱伝達流体（Ｆ）を圧縮するためのコンプレッサ（６７６、７７６）とを含む、
   請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記低温エンジンシステム（６１０、７１０）は、駆動手段（６３０、７３０）を含み、
   前記コンプレッサ（６７６、７７６）は前記駆動手段（６３０、７３０）によって駆動される、
   請求項３に記載のシステム。
5. 前記第１熱伝達部材（６１８）及び／又は前記第３熱伝達部材（６８２）は、前記冷凍コンパートメント（６４）の内部（６４ｉ）と熱を交換するように構成される、
   請求項１乃至４の何れか一項に記載のシステム。
6. 前記冷凍コンパートメント（６４）の内部（６４ｉ）から大気を移動させ且つ熱伝達部材（６８２）の上にその大気を向けるための第１導管（６６６）と、前記冷凍コンパートメント（６４）の前記内部（６４ｉ）に大気を戻すための第２導管（６７４）とを含む、
   請求項１乃至５の何れか一項に記載のシステム。
7. 前記冷凍コンパートメント（６４）から前記第１導管（６６６、７６６）及び／又は前記第２導管（６７４、７７４）を通じて大気を循環させるためのファン（６８４、７８４）を含む、
   請求項６に記載のシステム。
8. 前記中間熱伝達流体循環システム（６９０、７９０）は：
   前記第２熱伝達部材（６２２、７２２）によって形成される凝縮器（６７８、７７８）；
   膨張器（６８０、７８０）；及び
   前記第３熱伝達部材（６８２、７８２）によって形成される蒸発器；
   を更に含む、
   請求項３乃至６の何れか一項に記載のシステム。
9. 前記低温エンジンシステム（１１０）における通気口又は排気管（１２８、２２８）と前記冷凍システムの前記冷凍コンパートメント（６４）との間に延びる、前記通気口又は前記排気管から前記冷凍コンパートメントに作動流体（ＷＦ）を移すための第２伝達手段を更に含む、
   請求項１乃至８の何れか一項に記載のシステム。
10. 前記冷凍システムは空気循環であり、且つ、
    前記冷凍コンパートメント（６４）から空気を移動させるための第１導管（３６６、４６６、５６６）；
    コンプレッサ（３６８、４６８、５６８）；
    膨張に先だって前記冷凍システムにおける空気を冷却するための冷凍器熱交換器（３７０、４７０、５７０）；
    膨張器（３７２、４７２、５７２）；及び
    膨張させられた冷気を前記冷凍コンパートメント（６４）に戻すための第２導管（３７４、４７４、５７４）；
    を含む、
    請求項１に記載のシステム。
11. 前記冷凍システムの前記コンプレッサは、前記低温エンジンシステム（３１０、４１０、５１０）の駆動手段（３３０、４３０、５３０）によって駆動される、
    請求項１０に記載のシステム。
12. 前記低温エンジンシステム（１１０）における少なくとも１つの熱交換器（１１８、１２２、１２６、２１８、２２２、２２６、３１８、３２２、３２６）は、前記冷凍システムにおける少なくとも１つの熱交換器（３７０、４７０、４１８、５７０、５１８、６７０、６１８）に結合される、
    請求項１０又は１１に記載のシステム。
13. 前記低温エンジンシステム（１１０）における第２熱交換器（４２２）及び排熱交換器（４２６）のうちの少なくとも１つは、前記冷凍器熱交換器（４７０）に結合される、
    請求項１０乃至１２の何れか一項に記載のシステム。
14. 前記低温エンジンシステム（１１０）は：
    作動流体（ＷＦ）を蓄えるためのタンク（１１４、２１４、３１４、４１４、５１４、６１４、７１４）；
    駆動手段（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、７３０）；
    前記駆動手段（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、７３０）に結合され、前記タンク（１１４、２１４、３１４、４１４、５１４、６１４、７１４）と流体的に連通し、且つ、前記駆動手段（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、７３０）を介して機械仕事を出力するように前記作動流体（ＷＦ）を膨張させるように構成される第１膨張器（１２０、２２０、３２０、３３０、４２０、５２０、６２０、７２０）；及び
    前記タンク（１１４、２１４、３１４、４１４、５１４、６１４、７１４）と前記第１膨張器（１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０）との間で流体的に連通し、且つ、前記作動流体（ＷＦ）が前記第１膨張器（１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０）に供給される前に前記作動流体（ＷＦ）に熱を伝達するように構成される第１熱交換器（１１８、２１８、３１８、４１８、５１８、６１８、７１８）；を含み、
    前記熱交換流体（ＨＥＦ）を前記第１膨張器（２２０、５２０）に導入するための導入器（２５０、５５０）を更に含み、
    前記第１膨張器（２２０、５２０）は、前記作動流体（ＷＦ）と前記熱交換流体（ＨＥＦ）とを混合するように構成される、
    請求項１乃至１３の何れか一項に記載のシステム。
15. 前記低温エンジンシステム（２１０、５１０）は：
    膨張後に前記熱交換流体（ＨＥＦ）から前記作動流体（ＷＦ）を分離するために前記第１膨張器（２２０、５２０）と流体的に連通する相分離器（２３４、５３４）；
    前記熱交換流体（ＨＥＦ）を再加熱するための再熱器（２３６、５７０）；及び
    前記熱交換流体（ＨＥＦ）を前記第１膨張器（２２０、５２０）に戻すための第２ポンプ（２３２、５３２）；
    を含む、
    請求項１４に記載のシステム。
16. 前記第２ポンプ（２３２、５３２）は前記駆動手段（２３０、５３０）によって駆動される、
    請求項１５に記載のシステム。
17. 前記作動流体（ＷＦ）は、液体窒素、液体空気、液化天然ガス、二酸化炭素、酸素、アルゴン、圧縮空気、圧縮天然ガスのうちの少なくとも１つを含む、
    請求項１乃至１６の何れか一項に記載のシステム。