JP2022523948A - 圧力比を大幅に上昇させた状態で内燃機関を駆動する方法、装置、およびシステムと、このシステムを搭載した車両 - Google Patents
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Abstract
Description
計算式:ε=1+Vh/Vk(式中:Vh=ストローク量、Vk=圧縮量)
計算式:π=p end(タービン内の圧力)/ p suction(吸引部の圧力)
圧力比と圧縮比の関係は、π=ε^κ(式中:κ=等エントロピー指数)という式で表される。
この問題を解決するために、請求項1に記載の車両を示す。請求項2では、この車両の別の実施形態を説明する。
(1-2 等エントロピー圧縮)
低温液状酸化性物質の圧力を、液体用ポンプによってp1=1barからp2=500barに上昇させる。
温度をT1=80KからT2=91Kに上昇させる。
比圧縮仕事wt12=60kJ/kgを供給する。
比エントロピーは一定。
比容積はV1=1.15×10-3m3/kgからV2=1.08×10-3m3/kgに減少。
燃焼は火炎帯で連続的に行われる。
圧力変化なし。
温度はT2=91KからT3=2250Kまで上昇する。
熱供給量q23=2750kJ/kg
比エントロピーは、s2=2,8kJ/kg/Kからs3=7.3kJ/kg/Kに増加。
比容積は、V2=1.08×10-3m3/kgからV3=1.35×10-2m3/kgに増加。
タービンでの膨張。
圧力はp3=500barからp4=1barに緩和される。
温度はT3=2250KからT4=466Kに下がる。
タービンの仕事wt34=-2208kJ/kgの離脱。
比エントロピーは一定。
比容積はV3=1.35×10-2m3/kgからV4=1.38m3/kgに増加。
ガスは環境中に放出される。
比熱の除去 q41=-608kJ/kg
熱処理量が大きいほど、有用なエネルギーが得られる。1kgのガソリンを化学量論的に燃焼させるには、約14.7kgの液体空気が必要である。純酸素(O2)でガソリンを燃焼させる場合は、約1kgのガソリンに対して約3.5kgの酸素が必要となる。
車両に、上記の方法で冷えた液体空気を酸化性物質として使用した場合の副次的な利点は、わずかな労力で車内の空調が可能になることだ。
計算式:ε=1+Vh/Vk(式中:Vh=ストローク量、Vk=圧縮量)
計算式:π=p end(タービン内の圧力)/ p suction(吸引部の圧力)
圧力比と圧縮比の関係は、π=ε^κ(式中:κ=等エントロピー指数)という式で表される。
この問題を解決するために、請求項1に示す方法は、請求項2に記載されている装置において使用される。請求項3は、請求項1の方法および請求項2の装置による車両を示す。請求項4では、この車両の別の実施形態を説明する。
(1-2 等エントロピー圧縮)
低温液状酸化性物質の圧力を、液体用ポンプによってp1=1barからp2=500barに上昇させる。
温度をT1=80KからT2=91Kに上昇させる。
比圧縮仕事wt12=60kJ/kgを供給する。
比エントロピーは一定。
比容積はV1=1.15×10-3m3/kgからV2=1.08×10-3m3/kgに減少。
燃焼は火炎帯で連続的に行われる。
圧力変化なし。
温度はT2=91KからT3=2250Kまで上昇する。
熱供給量q23=2750kJ/kg
比エントロピーは、s2=2,8kJ/kg/Kからs3=7.3kJ/kg/Kに増加。
比容積は、V2=1.08×10-3m3/kgからV3=1.35×10-2m3/kgに増加。
タービンでの膨張。
圧力はp3=500barからp4=1barに緩和される。
温度はT3=2250KからT4=466Kに下がる。
タービンの仕事wt34=-2208kJ/kgの離脱。
比エントロピーは一定。
比容積はV3=1.35×10-2m3/kgからV4=1.38m3/kgに増加。
ガスは環境中に放出される。
比熱の除去 q41=-608kJ/kg
熱処理量が大きいほど、有用なエネルギーが得られる。1kgのガソリンを化学量論的に燃焼させるには、約14.7kgの液体空気が必要である。純酸素(O2)でガソリンを燃焼させる場合は、約1kgのガソリンに対して約3.5kgの酸素が必要となる。
車両に、上記の方法で冷えた液体空気を酸化性物質として使用した場合の副次的な利点は、わずかな労力で車内の空調が可能になることだ。
12 燃料
13 酸化性物質用ポンプ
14 燃料用ポンプ
15 燃焼室
15b 注入プレート
15c 燃焼ガス
16 タービン
17 排気ガス
19 ポンプ用電気モーター
30 タービンシステム
31 発生装置
32 電圧-周波数コンバータ
33 コンデンサー
34 電気駆動モーター
35 酸化性物質用容器
36 燃料用容器
37 車両
40 車室
41 外気
42 循環空気
43 噴霧器
44 蒸発皿
45 給電線路
46 フィルター
Claims (2)
- タービンシステムを備えた車両であって、
1.1)前記タービンシステムは、前記車両の推進装置の一部であって、
1.2)前記液状酸化性物質(11)のみが、燃焼工程のためのタービンシステムにおける酸化性物質として機能し、前記液状酸化性物質(11)は液体の形で注入プレート(15b)を介してタービン(16)の燃焼室(15)に直接供給されることと、
1.3)圧縮段階の代わりに、前記酸化性物質はポンプ(13)で液体のまま加圧されることと、
1.4)臨界温度以下の噴射圧力で前記燃焼室のみに噴射される前記酸化性物質は、前記燃焼室(15)内で気化した後、燃料と一緒に燃焼することと、
1.5)燃焼ガス(15c)が、前記タービン(16)において全圧比200以上、つまり、π≫200で膨張することと、
1.6)前記タービンシステム(30)は発電機(31)を駆動し、前記発電機(31)は電気モーターモードに切り替えることも可能なことと、
1.7)前記発電機からの電流は必要に応じて変換される(32)ことと、
1.8)前記電流が、中間貯蔵33を伴って、または伴わない電流で、1つまたは複数の電気駆動モーター(34)へ送られることと、
1.9)前記酸化性物質(11)は真空断熱容器(35)に貯蔵されることと、
1.10)燃料は、前記真空断熱容器、圧力容器、液体タンクなどの適した容器(36)に貯蔵されることを特徴とする、タービンシステムを備えた車両。 - 車室を冷却するための装置を備えた請求項1に記載の車両であって、
2.1)前記車室(40)を冷却するために、少量の低温液体空気(11)が真空断熱容器(35)から抜き取られることと、
2.2)外気(41)または循環空気(42)への混合が、アトマイザー(43)、蒸発容器(44)、ネブライザー、液体で濡れた表面、または膜を介して行われること、を特徴とする車両。
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