JP3274350B2 - Cogeneration system - Google Patents

Cogeneration system

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JP3274350B2
JP3274350B2 JP07383296A JP7383296A JP3274350B2 JP 3274350 B2 JP3274350 B2 JP 3274350B2 JP 07383296 A JP07383296 A JP 07383296A JP 7383296 A JP7383296 A JP 7383296A JP 3274350 B2 JP3274350 B2 JP 3274350B2
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generator
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はコージェネレーショ
ンシステムに関し、詳しくは、冷熱と温熱、及び、電力
を出力するコージェネレーションシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cogeneration system, and more particularly, to a cogeneration system that outputs cold and hot heat and electric power.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、エンジン駆動による圧縮式ヒート
ポンプ、及び、エンジン駆動による発電機があることか
ら、システムの構成機器を回転伝動系を介して連動させ
る機械的な連動形式で、冷熱と温熱、及び、電力を出力
させるコージェネレーションシステムとしては、図4に
示す如く、エンジン1、発電機2g、及び、圧縮式ヒー
トポンプHの三者を回転伝動系4を介して連動させるも
のが考えられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are compression heat pumps driven by an engine and generators driven by an engine. As a cogeneration system that outputs power, as shown in FIG. 4, a system in which an engine 1, a generator 2 g, and a compression heat pump H are linked via a rotary transmission system 4 is considered.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このシステム
では、システムの運転がエンジン駆動に限られる為、一
種のエネルギへの需要集中を避ける面や、複数種エネル
ギの選択使用による経済性向上の面で、また、未利用エ
ネルギ・余剰エネルギの有効利用や、夜間運転の低騒音
化の面などで、機能性に欠ける問題がある。
However, in this system, since the operation of the system is limited to the driving of the engine, the demand is not concentrated on one type of energy, and the economical efficiency is improved by selectively using a plurality of types of energy. In addition, there is a problem of lack of functionality in terms of effective use of unused energy and surplus energy and reduction of noise during nighttime operation.

【0004】本発明の主たる課題は、エンジンによるシ
ステム運転、熱入力によるシステム運転、及び、エンジ
ンと熱入力を併用したシステム運転を可能にして、機能
性の向上を図る点にある。
[0004] The main object of the present invention, the system operated by the engine, the system operating by heat input, and, by allowing the system operation in combination with the engine and heat input, lies in improving the functionality.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】〔請求項1記載の発明〕 請求項1記載の発明では(図1参照)、ガスサイクル機
器部3において、ピストンp1〜p3の動作とともに、
高温シリンダ室C1、中温シリンダ室C2、及び、低温
シリンダ室C3の夫々を、ガス連通路7a,7bによる
連通下で、また、そのガス連通路7a,7bに介装した
再生熱交換器8a,8bの作用下で作動ガス吐出吸入さ
せ、これにより、これらシリンダ室C1〜C3のうち、
高温シリンダC1と中温シリンダ室C2との対について
は、加熱器9による高温シリンダ室C1への熱入力の下
でスターリングサイクルを実行させて、スターリングエ
ンジンとして機能させ、その発生動力を出力させる。
In [SUMMARY OF] [invention of claim 1 wherein] The invention of claim 1, wherein (see Fig. 1), the gas cycle apparatus portion 3, together with the operation of the piston pi to p3,
The high-temperature cylinder chamber C1, the medium-temperature cylinder chamber C2, and the low-temperature cylinder chamber C3 are communicated with each other by the gas communication paths 7a and 7b, and the regenerative heat exchangers 8a and 8b are interposed in the gas communication paths 7a and 7b. 8b, the working gas is discharged and sucked under the action of the cylinder chambers C1 to C3.
With respect to the pair of the high-temperature cylinder C1 and the medium-temperature cylinder chamber C2, the Stirling cycle is executed under the heat input to the high-temperature cylinder chamber C1 by the heater 9 to function as a Stirling engine and output the generated power.

【0006】また、シリンダ室C1〜C3のうち、中温
シリンダ室C2と低温シリンダ室C3との対について
、動力を入力とする逆スターリングサイクルを実行さ
せて、スターリングヒートポンプとして機能させ、これ
により、熱出力として、低温シリンダ室C3での発生冷
熱を冷熱取出用の熱交換器11から取り出し、かつ、中
温シリンダ室C2での発生温熱を温熱取出用の熱交換器
10から取り出す。
[0006] Among cylinder chambers C1 to C3, the pair of medium-temperature cylinder chamber C2 and the low-temperature cylinder chamber C3 is allowed to perform a reverse Stirling cycle to enter a dynamic force, to function as a Stirling heat pump, thereby As the heat output, the cold generated in the low-temperature cylinder chamber C3 is extracted from the heat exchanger 11 for extracting cold energy, and the generated heat in the medium-temperature cylinder chamber C2 is extracted from the heat exchanger 10 for extracting hot heat.

【0007】そして、このガスサイクル機器部3におい
て、位相差変更手段15への変更指令の付与により、こ
の位相差変更手段15をもって、各シリンダ室C1〜C
3のピストンp1〜p3の相互の位相差関係(換言すれ
ば、各シリンダ室C1〜C3の作動ガス吐出吸入のタイ
ミング関係)を変更することで、上記のスターリングサ
イクル、及び、逆スターリングサイクルを変化させて、
加熱器9からの熱を入力とするガスサイクル機器部3で
の上記エンジン機能の発現状態、及び、動力を入力とす
るガスサイクル機器部3での上記ヒートポンプ機能の発
現状態を調整するようにし、これにより、エンジン1
発電機2gガスサイクル機器部3との連係システム
して、次の(M1)〜(M9)の運転モードの選択実施
を可能にする(図2参照)。
[0007] In the gas cycle equipment section 3, when a change command is given to the phase difference changing means 15, each of the cylinder chambers C 1 to C
The Stirling cycle and the reverse Stirling cycle are changed by changing the mutual phase difference relationship between the pistons p1 to p3 (in other words, the timing relationship between the discharge and suction of the working gas in each of the cylinder chambers C1 to C3). Let me
Expression status of the engine functions in a gas cycle apparatus 3 which receives heat from the heater 9, and to adjust the expression state of the heat pump function of the gas cycle apparatus 3 which receives the dynamic force Thereby, the following operation modes (M1) to (M9) can be selected and executed as a linking system of the engine 1 , the generator 2g, and the gas cycle equipment unit 3. (See FIG. 2).

【0008】(M1)ガスサイクル機器部3のエンジン
機能及びヒートポンプ機能をともに休止させて、エンジ
ン1の発生動力のみにより発電機2gを運転し、電力出
力を得る。
(M1) The engine function and the heat pump function of the gas cycle equipment unit 3 are both stopped, and the generator 2g is operated only by the generated power of the engine 1 to obtain an electric power output.

【0009】(M2)ガスサイクル機器部3のエンジン
機能は休止させて、エンジン1の発生動力のみにより、
発電機2gを運転するとともに、ガスサイクル機器部3
をヒートポンプ機能させ、これにより電力出力と冷熱及
び温熱の熱出力とを得る。
(M2) The engine function of the gas cycle equipment unit 3 is stopped, and only the generated power of the engine 1 is used.
While operating the generator 2g, the gas cycle equipment section 3
Is operated as a heat pump, thereby obtaining an electric power output and heat outputs of cold and warm.

【0010】(M3)ガスサイクル機器部3のエンジン
機能、及び、発電機2gは休止させて、エンジン1の発
生動力のみにより、ガスサイクル機器部3をヒートポン
プ機能させ、冷熱及び温熱の熱出力を得る。
(M3) The engine function of the gas cycle equipment section 3 and the generator 2g are stopped, and the gas cycle equipment section 3 is caused to function as a heat pump only by the generated power of the engine 1, so that the heat output of cold heat and hot heat is reduced. obtain.

【0011】(M4)ガスサイクル機器部3のヒートポ
ンプ機能は休止させて、エンジン1の発生動力と、ガス
サイクル機器部3のエンジン機能による発生動力とによ
り、発電機2gを運転し、電力出力を得る。
(M4) The heat pump function of the gas cycle equipment unit 3 is stopped, and the generator 2g is operated by the power generated by the engine 1 and the power generated by the engine function of the gas cycle equipment unit 3 to reduce the power output. obtain.

【0012】(M5)エンジン1の発生動力と、ガスサ
イクル機器部3のエンジン機能による発生動力とによ
り、発電機2gを運転するとともに、ガスサイクル機器
部3をヒートポンプ機能させ、これにより、電力出力
と、冷熱及び温熱の熱出力とを得る。
(M5) The generator 2g is operated by the power generated by the engine 1 and the power generated by the engine function of the gas cycle equipment section 3, and the gas cycle equipment section 3 is caused to function as a heat pump, thereby providing power output. And cold and hot heat outputs.

【0013】(M6)発電機2gは休止させて、エンジ
ン1の発生動力と、ガスサイクル機器部3のエンジン機
能による発生動力とにより、ガスサイクル機器部3をヒ
ートポンプ機能させ、冷熱及び温熱の熱出力を得る。
(M6) The generator 2g is stopped, and the power generated by the engine 1 and the power generated by the engine function of the gas cycle equipment section 3 are used to make the gas cycle equipment section 3 function as a heat pump. Get output.

【0014】(M7)エンジン1、及び、ガスサイクル
機器部3のヒートポンプ機能は休止させて、ガスサイク
ル機器部3のエンジン機能による発生動力のみにより、
発電機2gを運転し、電力出力を得る。
(M7) The heat pump function of the engine 1 and the gas cycle equipment unit 3 is stopped, and only the power generated by the engine function of the gas cycle equipment unit 3 is used.
The generator 2g is operated to obtain an electric power output.

【0015】(M8)エンジン1は休止させて、ガスサ
イクル機器部3のエンジン機能による発生動力のみによ
り、発電機2gを運転するとともに、ガスサイクル機器
部3をヒートポンプ機能させ、これにより、電力出力
と、冷熱及び温熱の熱出力とを得る。
(M8) The engine 1 is stopped, the generator 2g is operated only by the power generated by the engine function of the gas cycle equipment section 3, and the gas cycle equipment section 3 is made to function as a heat pump, thereby outputting electric power. And cold and hot heat outputs.

【0016】(M9)エンジン1、及び、発電機2gは
休止させて、ガスサイクル機器部3のエンジン機能によ
る発生動力のみにより、ガスサイクル機器部3をヒート
ポンプ機能させ、冷熱及び温熱の熱出力を得る。
(M9) The engine 1 and the generator 2g are stopped, and the gas cycle equipment section 3 is caused to function as a heat pump only by the power generated by the engine function of the gas cycle equipment section 3, so that the heat output of cold heat and hot heat is reduced. obtain.

【0017】つまり、請求項1記載の発明によれば、シ
ステム出力として電力出力や冷熱及び温熱の熱出力を得
るにあたり、上記(M1)〜(M3)のエンジン駆動に
よるシステム運転、上記(M7)〜(M9)の加熱器か
らの熱入力によるシステム運転、及び、上記(M4)〜
(M6)のエンジン駆動と加熱器からの熱入力を併用す
るシステム運転を選択的に実施でき、これにより、一種
のエネルギへの需要集中を避けたり、複数種エネルギの
選択使用により経済性を向上させるといったこと、ま
た、加熱器からの熱入力において未利用エネルギ・余剰
エネルギを有効利用するといったことや、夜間は熱入力
のみによる運転を実施して低騒音化を図るといったこと
等が可能となり、高い機能性を得ることができる。
In other words, according to the first aspect of the present invention, in order to obtain the power output and the heat output of the cold and hot heat as the system output, the system operation by the above-mentioned (M1) to (M3) engine drive; -System operation by heat input from heater of (M9), and (M4)-
(M6) System operation that uses both engine driving and heat input from a heater can be selectively implemented, thereby avoiding concentration of demand on one type of energy or improving economics by selectively using multiple types of energy. It is also possible to effectively use unused energy and surplus energy in the heat input from the heater, and to reduce noise by performing operation only by the heat input at night, High functionality can be obtained.

【0018】〔請求項2記載の発明〕 請求項2記載の発明では(図1参照)、システム構成機
として、エンジン1、発電機2g、ガスサイクル機器
部3とともに電動機2mを設けることにより、前述の
(M1)〜(M9)の運転モードに加え、次の(M1
0)及び(M11)の運転モードの選択実施を可能にす
る(図2参照)。
[0018] In [claimed invention in claim 2 wherein] the second aspect of the present invention (see FIG. 1), the system configuration unit
By providing an electric motor 2m together with the engine 1, the generator 2g, and the gas cycle equipment unit 3 as a heater , in addition to the above-described operation modes (M1) to (M9),
0) and (M11) can be selected (see FIG. 2).

【0019】(M10)エンジン1、及び、ガスサイク
ル機器部3のエンジン機能は休止させて、電動機2mの
発生動力のみにより、ガスサイクル機器部3をヒートポ
ンプ機能させ、冷熱及び温熱の熱出力を得る。
(M10) The engine functions of the engine 1 and the gas cycle equipment unit 3 are stopped, and the gas cycle equipment unit 3 is caused to function as a heat pump only by the generated power of the electric motor 2m, thereby obtaining heat output of cold and warm. .

【0020】(M11)エンジン1は休止させて、電動
機2mの発生動力と、ガスサイクル機器部3のエンジン
機能による発生動力とにより、ガスサイクル機器部3を
ヒートポンプ機能させ、冷熱及び温熱の熱出力を得る。
(M11) The engine 1 is stopped, and the power generated by the motor 2m and the power generated by the engine function of the gas cycle equipment section 3 are used to make the gas cycle equipment section 3 function as a heat pump, and the heat output of cold and warm heat is generated. Get.

【0021】なお、必要であれば、ガスサイクル機器部
3のエンジン機能は休止させて、エンジン1の発生動力
と電動機2mの発生動力とにより、ガスサイクル機器部
3をヒートポンプ機能させて冷熱及び温熱の熱出力を得
るといった運転モード(M12)や、エンジン1の発生
動力と電動機2mの発生動力とガスサイクル機器部3の
エンジン機能による発生動力とにより、ガスサイクル機
器部3をヒートポンプ機能させて冷熱及び温熱の熱出力
を得るといった運転モード(M13)の選択実施も可能
にすることができる。
If necessary, the engine function of the gas cycle equipment unit 3 is stopped, and the gas cycle equipment unit 3 is caused to function as a heat pump by using the power generated by the engine 1 and the power generated by the electric motor 2m, so that the cold and hot heat is generated. In the operation mode (M12) in which the heat output of the gas cycle device is obtained, the power generated by the engine 1, the power generated by the electric motor 2m, and the power generated by the engine function of the gas cycle device unit 3, the gas cycle device unit 3 is caused to function as a heat pump to cool and cool. In addition, it is possible to select and execute an operation mode (M13) such as obtaining a thermal output of heat.

【0022】つまり、請求項2記載の発明によれば、前
述の(M1)〜(M9)の運転モードに加え、上記(M
10)及び(M11)の運転モード、また、必要であれ
ば上記(M12)及び(M13)の運転モードの選択実
施が可能となることにより、例えば、夜間の余剰電力の
有効利用面などで、より高い機能性を得ることができ
る。
That is, according to the second aspect of the present invention, in addition to the above-described operation modes (M1) to (M9), the above (M1)
The operation modes 10) and (M11) and, if necessary, the operation modes (M12) and (M13) can be selected and executed. For example, in terms of effective use of surplus power at night, Higher functionality can be obtained.

【0023】〔請求項3記載の発明〕 請求項3記載の発明では(図1参照)、システム構成機
器としてエンジン1、発電機2g、ガスサイクル機器部
3とともに電動機2mを設けるにあたり、動力入力によ
り発電機として機能し、かつ、電力入力により電動機と
して機能する発電・電動兼用機2をもって、上記システ
ム構成機器の発電機2g及び電動機2mとする。
[0023] In the [claimed invention in claim 3, wherein] the third aspect of the present invention (see FIG. 1), the system configuration unit
Engine 1 as vessel, generator 2g, Upon providing the motor 2m with gas cycle apparatus 3 functions as a generator by the kinetic force input, and, with the generator-motor combined motor 2 which functions as a motor by the power input, the system
It is assumed that the generator 2g and the electric motor 2m are the system components.

【0024】したがって、請求項3記載の発明によれ
ば、発電機及び電動機として、夫々、専用のものを各別
に装備するに比べ、システム構成機器の機器数を少なく
して、システム構成をコンパクト化及び簡素化すること
ができる。
Therefore, according to the third aspect of the present invention, the number of system components is reduced and the system configuration is made compact as compared with the case where dedicated generators and motors are separately provided. And simplification.

【0025】〔請求項4記載の発明〕 請求項4記載の発明では(図1参照)、前記エンジン1
の休止時に、前記エンジン1と他の前記システム構成機
器2,3との回転伝動系4を介しての連動を断つクラッ
チ17を設ける。
[Invention of Claim 4] In the invention of Claim 4, ( see FIG. 1), the engine 1
The engine 1 and other system components
To break the interlock with the devices 2 and 3 via the rotary transmission system 4.
A chi 17 is provided.

【0026】〔請求項5記載の発明〕 請求項5記載の発明では(図1参照)、前記ガスサイク
ル機器部3のエンジン機能及びヒートポンプ機能をとも
に休止させるときに、前記ガスサイクル機器部3と他の
前記システム構成機器1,2との回転伝動系4を介して
の連動を断つクラッチ18を設ける。
[Invention of claim 5] In the invention of claim 5, (see FIG. 1), the gas cycle
With the engine function and heat pump function of the
At rest, the gas cycle equipment section 3 and other
Via a rotary transmission system 4 with the system components 1 and 2
Is provided with a clutch 18 for disconnecting the link.

【0027】なお(図1,図2参照)、前述の如きエン
ジン駆動(又は電動機駆動)によるシステム運転、加熱
器9からの熱入力によるシステム運転、及び、エンジン
駆動(又は電動機駆動)と加熱器9からの熱入力を併用
するシステム運転の切り換えにあたり、位相差変更手段
15によりガスサイクル機器部3におけるピストン位相
差関係を変更することに加え、エンジン駆動(又は電動
機駆動)と加熱器9からの熱入力を併用する前記(M
4)〜(M6)や(M11),(M13)などの運転モ
ードの実施において、位相差変更手段15によりピスト
ン位相差関係をさらに細かく変更することにより、ガス
サイクル機器部3におけるエンジン機能の発現状態を変
化させ、これにより、エンジン1又は電動機2mによる
動力入力と、加熱器9からの熱入力との入力比を適宜に
変更できるようにしてもよい。
Note that (see FIGS. 1 and 2) the system operation by the engine drive (or the motor drive) as described above, the system operation by the heat input from the heater 9, the engine drive (or the motor drive) and the heater. In switching the system operation using the heat input from the engine 9 together, the phase difference changing means 15 changes the piston phase difference relationship in the gas cycle equipment section 3, and also drives the engine (or motor) and the heater 9. The above (M
4) In the operation modes such as (M6), (M11), and (M13), the phase difference changing means 15 changes the piston phase difference relationship more finely so that the engine function in the gas cycle equipment unit 3 is developed. By changing the state, the input ratio between the power input from the engine 1 or the electric motor 2m and the heat input from the heater 9 may be changed as appropriate .

【0028】つまり、この構成によれば、エンジン駆動
(又は電動機駆動)と加熱器からの熱入力を併用する運
転モードにおいて、エンジン又は電動機による動力入力
と、加熱器からの熱入力との入力比を適宜変更できるこ
とにより、種々の運転条件に対し一層柔軟に対応でき、
より高い機能性を得ることができる。
That is, according to this configuration , in an operation mode in which both engine driving (or motor driving) and heat input from the heater are used, the input ratio between the power input from the engine or motor and the heat input from the heater is used. Can be changed appropriately, so that it is possible to more flexibly respond to various operating conditions,
Higher functionality can be obtained.

【0029】また(図1参照)、加熱器9からの熱入力
によりガスサイクル機器3をエンジン機能させるにあた
り、その入力熱としてバーナ12の発生燃焼熱を用いる
ようにすれば、バーナの発生燃焼熱を入力とする熱入力
のみのシステム運転により夜間などにおける低騒音化を
効果的に達成でき、また、エンジンの使用燃料とバーナ
の使用燃料とを互いに異なるものとして、二種の燃料の
一方又は両方によるシステム運転を可能にすることがで
きる。
Further (see FIG. 1), a gas cycle apparatus 3 by heat input from the heater 9 Upon to the engine function, using the generation combustion heat of the burner 12 as its input heat
By doing so, noise reduction at night or the like can be effectively achieved by operating the system using only heat input using the combustion heat generated by the burner, and the fuel used by the engine and the fuel used by the burner are different from each other. As such, system operation with one or both of the two fuels can be enabled.

【0030】そしてまた(図3参照)、加熱器9からの
熱入力によりガスサイクル機器3をエンジン機能させる
にあたり、その入力熱として、他の系19での排熱又は
余剰熱を利用するようにすれば、他の系での排熱又は余
剰熱を利用したシステム運転により、運転経費の低減、
省エネを効果的に達成できる。
[0030] and also (see FIG. 3), a gas cycle apparatus 3 by heat input from the heater 9 Upon to the engine function, as its input heat to utilize exhaust heat or excess heat in other systems 19 If this is the case, the operation cost can be reduced by operating the system using waste heat or excess heat in other systems,
Energy saving can be achieved effectively.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】図1において、1はガスエンジ
ン、2は動力入力により発電機2gとして機能し、か
つ、電力入力により電動機2mとして機能する発電・電
動兼用機、3はガスサイクル機器部であり、これらガス
エンジン1と発電・電動兼用機2とガスサイクル機器部
3は回転伝動系としての回転軸4により連動させる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a gas engine, 2 denotes a generator / motor which functions as a generator 2g by power input, and functions as a motor 2m by power input, and 3 denotes a gas cycle equipment section. The gas engine 1, the generator / electric machine 2 and the gas cycle equipment 3 are linked by a rotating shaft 4 as a rotary transmission system.

【0032】5はガスエンジン1への燃料供給路、6は
ガスエンジン1からの排気路であり、このガスエンジン
1での使用燃料F1としては、天然ガスやプロパンガ
ス、あるいは、無公害燃料としてのメタノール改質ガス
や水素ガスなど、各種のガス燃料を適用できる。
Reference numeral 5 denotes a fuel supply path to the gas engine 1, and reference numeral 6 denotes an exhaust path from the gas engine 1. The fuel F1 used in the gas engine 1 is natural gas, propane gas, or non-polluting fuel. Various gas fuels such as methanol reformed gas and hydrogen gas can be applied.

【0033】ガスサイクル機器部3は、その機器構成と
して、回転軸4に連動する各別のピストンp1,p2,
p3を備えて、作動ガスGを個別に吐出吸入する高温シ
リンダ室C1と中温シリンダ室C2と低温シリンダ室C
3を設け、そして、高温シリンダ室C1と中温シリンダ
室C2とをガス連通路7aを介して連通させるととも
に、中温シリンダ室C2と低温シリンダ室C3とをガス
連通路7bを介して連通させ、これらガス連通路7a,
7bの夫々に、再生熱交換器8a,8bを介装してあ
る。
The gas cycle equipment section 3 has, as its equipment configuration, separate pistons p1, p2,
high-temperature cylinder chamber C1, medium-temperature cylinder chamber C2, and low-temperature cylinder chamber C for individually discharging and sucking the working gas G
3 and communicates the high-temperature cylinder chamber C1 and the medium-temperature cylinder chamber C2 via the gas communication path 7a, and connects the medium-temperature cylinder chamber C2 and the low-temperature cylinder chamber C3 via the gas communication path 7b. Gas communication passage 7a,
Regeneration heat exchangers 8a and 8b are interposed in each of 7b.

【0034】また、9は高温シリンダ室C1に熱入力す
る加熱器、10は中温シリンダ室C2での発生温熱を取
り出す温熱取出用の熱交換器、11は低温シリンダ室C
3での発生冷熱を取り出す冷熱取出用の熱交換器であ
る。
9 is a heater for inputting heat into the high-temperature cylinder chamber C1, 10 is a heat exchanger for extracting heat generated in the medium-temperature cylinder chamber C2, and 11 is a low-temperature cylinder chamber C.
3 is a heat exchanger for taking out cold generated in 3.

【0035】つまり、このガスサイクル機器部3におい
ては、各ピストンp1〜p3の動作とともに、高温シリ
ンダ室C1、中温シリンダ室C2、及び、低温シリンダ
室C3の夫々を、ガス連通路7a,7bによる連通下
で、また、そのガス連通路7a,7bに介装した再生熱
交換器8a,8bの作用下で作動ガス吐出吸入させ、こ
れにより、これらシリンダC1〜C3のうち、高温シリ
ンダC1と中温シリンダ室C2との対については、加熱
器9による高温シリンダ室C1への熱入力の下でスター
リングサイクルを実行させて、スターリングエンジンと
して機能させ、その発生動力を回転軸4に対し出力させ
る。
That is, in the gas cycle equipment section 3, together with the operation of each of the pistons p1 to p3, the high-temperature cylinder chamber C1, the medium-temperature cylinder chamber C2, and the low-temperature cylinder chamber C3 are respectively connected by the gas communication passages 7a and 7b. The working gas is discharged and sucked under the communication and under the action of the regenerative heat exchangers 8a and 8b interposed in the gas communication passages 7a and 7b, whereby the high temperature cylinder C1 and the medium temperature With respect to the pair with the cylinder chamber C2, the Stirling cycle is executed under the heat input to the high-temperature cylinder chamber C1 by the heater 9 to function as a Stirling engine, and the generated power is output to the rotating shaft 4.

【0036】また、シリンダ室C1〜C3のうち、中温
シリンダ室C2と低温シリンダ室C3との対について
は、回転軸4からの動力を入力とする逆スターリングサ
イクルを実行させて、スターリングヒートポンプとして
機能させ、これにより、その熱出力として、低温シリン
ダ室C3での発生冷熱を冷熱取出用の熱交換器11から
取り出し、かつ、中温シリンダ室C2での発生温熱を温
熱取出用の熱交換器10から取り出す。
In the cylinder chambers C1 to C3, a pair of the medium-temperature cylinder chamber C2 and the low-temperature cylinder chamber C3 is operated as a Stirling heat pump by executing a reverse Stirling cycle in which power from the rotating shaft 4 is input. As a result, as the heat output, the cold generated in the low-temperature cylinder chamber C3 is taken out from the heat exchanger 11 for extracting cold heat, and the generated heat in the medium-temperature cylinder chamber C2 is extracted from the heat exchanger 10 used for extracting hot heat. Take out.

【0037】なお、加熱器9には、高温シリンダ室C1
への熱入力として、バーナ12による発生燃焼熱を高温
シリンダ室C1に付与する形式を採用してあり、13は
バーナ12への燃料供給路、14は燃焼排ガスの排気路
である。また、このバーナ12での使用燃料F2として
は、天然ガス、プロパンガス、メタノール改質ガス、水
素ガスを初め、未利用燃料としての下水処理メタンガ
ス、バイオマス、排プラスチック再生油など、各種のガ
ス燃料や液体燃料を採用できる。
The heater 9 includes a high-temperature cylinder chamber C1.
As a heat input to the burner 12, a type in which combustion heat generated by the burner 12 is applied to the high-temperature cylinder chamber C1 is adopted. Examples of the fuel F2 used in the burner 12 include various gas fuels such as natural gas, propane gas, methanol reformed gas, and hydrogen gas, as well as sewage treated methane gas, biomass, and waste plastic recycled oil as unused fuel. Or liquid fuel.

【0038】15は、回転軸4との連動における各ピス
トンp1〜p3の相互の位相差関係を指令器16からの
変更指令に応じて変更する位相差変更手段としての可変
位相装置であり、本例においては、その具体的構成とし
て、高温シリンダ室C1のピストンp1に対するクラン
クを備える回転軸部分4aと、他の二つのシリンダ室C
2,C3のピストンp1,p2に対するクランクを備え
る回転軸部分4bとの連結において、これら回転軸部分
4a,4bを差動機構により所要の回転角度だけ相対回
転させることで、高温シリンダ室C1のピストンp1
と、他の二つのシリンダ室C2,C3のピストンp1,
p2との位相差関係を変更する構成としてある。
Reference numeral 15 denotes a variable phase device as phase difference changing means for changing the mutual phase difference relationship between the pistons p1 to p3 in conjunction with the rotating shaft 4 in accordance with a change command from the command device 16. In the example, as a specific configuration, a rotating shaft portion 4a having a crank for the piston p1 of the high-temperature cylinder chamber C1 and two other cylinder chambers C
In connecting the pistons p1 and p2 of the cylinders C2 and C3 to the rotating shaft portion 4b having a crank, the rotating shaft portions 4a and 4b are relatively rotated by a required rotation angle by a differential mechanism to thereby provide the piston of the high-temperature cylinder chamber C1. p1
And pistons p1, p2 of the other two cylinder chambers C2, C3
The configuration is such that the phase difference relationship with p2 is changed.

【0039】つまり、この可変位相装置15によるピス
トン位相差関係の変更により、スターリングサイクル、
及び、逆スターリングサイクルを変化させて、加熱器9
からの熱を入力とするガスサイクル機器部3での前記エ
ンジン機能の発現状態、及び、回転軸4からの動力を入
力とするガスサイクル機器部3での前記ヒートポンプ機
能の発現状態を変化させ、これにより、ガスエンジン1
発電・電動兼用機2ガスサイクル機器部3との連係
システムとして、図2に一覧する次の(M1)〜(M1
1)の運転モードの選択的実施を可能にしてある。
That is, by changing the relationship of the piston phase difference by the variable phase device 15, the Stirling cycle,
And, by changing the reverse Stirling cycle, the heater 9
Changing the expression state of the engine function in the gas cycle equipment unit 3 that receives heat from the engine, and the expression state of the heat pump function in the gas cycle equipment unit 3 that receives power from the rotating shaft 4 as an input, Thereby, the gas engine 1
As a coordination system between the power generation / electric machine 2 and the gas cycle equipment unit 3 , the following (M1) to (M1) listed in FIG.
The operation mode 1) can be selectively executed.

【0040】(M1)エンジン駆動/電力出力:ガスサ
イクル機器部3のエンジン機能及びヒートポンプ機能を
ともに休止させて、ガスエンジン1の発生動力のみによ
り発電・電動兼用機2を発電機2gとして運転し、電力
出力を得る。
(M1) Engine drive / power output: The engine function and the heat pump function of the gas cycle equipment unit 3 are both stopped, and the generator / motor 2 is operated as the generator 2g using only the generated power of the gas engine 1. , Get power output.

【0041】(M2)エンジン駆動/電力・熱出力:ガ
スサイクル機器部3のエンジン機能は休止させて、ガス
エンジン1の発生動力のみにより、発電・電動兼用機2
を発電機2gとして運転するとともに、ガスサイクル機
器部3をヒートポンプ機能させ、これにより、電力出力
と、冷熱及び温熱の熱出力とを得る。
(M2) Engine drive / electric power / heat output: The engine function of the gas cycle equipment unit 3 is stopped, and the power generation / electric motor 2
Is operated as a power generator 2g, and the gas cycle equipment section 3 is caused to function as a heat pump, thereby obtaining an electric power output and heat outputs of cold and warm.

【0042】(M3)エンジン駆動/熱出力:ガスサイ
クル機器部3のエンジン機能、及び、発電・電動兼用機
2は休止させて、ガスエンジン1の発生動力のみによ
り、ガスサイクル機器部3をヒートポンプ機能させ、冷
熱及び温熱の熱出力を得る。
(M3) Engine drive / heat output: The engine function of the gas cycle equipment unit 3 and the generator / motor unit 2 are stopped, and the gas cycle equipment unit 3 is heat pumped only by the power generated by the gas engine 1. Function, get cold and hot heat output.

【0043】(M4)エンジン駆動・熱入力/電力出
力:ガスサイクル機器部3のヒートポンプ機能は休止さ
せて、ガスエンジン1の発生動力と、ガスサイクル機器
部3のエンジン機能による発生動力とにより、発電・電
動兼用機2を発電機2gとして運転し、電力出力を得
る。
(M4) Engine drive / heat input / power output: The heat pump function of the gas cycle equipment unit 3 is stopped, and the power generated by the gas engine 1 and the power generated by the engine function of the gas cycle equipment unit 3 are used. The generator 2 is operated as the generator 2g to obtain an electric power output.

【0044】(M5)エンジン駆動・熱入力/電力・熱
出力:ガスエンジン1の発生動力と、ガスサイクル機器
部3のエンジン機能による発生動力とにより、発電・電
動兼用機2を発電機2gとして運転するとともに、ガス
サイクル機器部3をヒートポンプ機能させ、これによ
り、電力出力と、冷熱及び温熱の熱出力とを得る。
(M5) Engine Drive / Heat Input / Electric Power / Heat Output: By using the power generated by the gas engine 1 and the power generated by the engine function of the gas cycle equipment unit 3, the generator / motor 2 is used as the generator 2g. During operation, the gas cycle device section 3 is caused to function as a heat pump, thereby obtaining an electric power output and heat outputs of cold and warm.

【0045】(M6)エンジン駆動・熱入力/熱出力:
発電・電動兼用機2は休止させて、ガスエンジン1の発
生動力と、ガスサイクル機器部3のエンジン機能による
発生動力とにより、ガスサイクル機器部3をヒートポン
プ機能させ、冷熱及び温熱の熱出力を得る。
(M6) Engine drive / heat input / heat output:
The generator / motor combination machine 2 is stopped, and the power generated by the gas engine 1 and the power generated by the engine function of the gas cycle device unit 3 are used to cause the gas cycle device unit 3 to function as a heat pump, and the heat output of cold and warm heat is generated. obtain.

【0046】(M7)熱入力/電力出力:ガスエンジン
1、及び、ガスサイクル機器部3のヒートポンプ機能は
休止させて、ガスサイクル機器部3のエンジン機能によ
る発生動力のみにより、発電・電動兼用機2を発電機2
gとして運転し、電力出力を得る。
(M7) Heat input / power output: The heat pump function of the gas engine 1 and the gas cycle equipment unit 3 is stopped, and only the power generated by the engine function of the gas cycle equipment unit 3 is used to generate power and electric power. 2 for generator 2
Operate as g and get power output.

【0047】(M8)熱入力/電力・熱出力:ガスエン
ジン1は休止させて、ガスサイクル機器部3のエンジン
機能による発生動力のみにより、発電・電動兼用機2を
発電機2gとして運転するとともに、ガスサイクル機器
部3をヒートポンプ機能させ、これにより、電力出力
と、冷熱及び温熱の熱出力とを得る。
(M8) Heat input / Electric power / Heat output: The gas engine 1 is stopped, and the generator / motor 2 is operated as the generator 2g using only the power generated by the engine function of the gas cycle equipment unit 3. Then, the gas cycle device section 3 is caused to function as a heat pump, thereby obtaining an electric power output and heat outputs of cold and warm.

【0048】(M9)熱入力/熱出力:ガスエンジン
1、及び、発電・電動兼用機2は休止させて、ガスサイ
クル機器部3のエンジン機能による発生動力のみによ
り、ガスサイクル機器部3をヒートポンプ機能させ、冷
熱及び温熱の熱出力を得る。
(M9) Heat input / heat output: The gas engine 1 and the power / electric machine 2 are stopped, and the gas cycle equipment section 3 is heat pumped only by the power generated by the engine function of the gas cycle equipment section 3. Function, get cold and hot heat output.

【0049】(M10)電動機駆動(電力入力)/熱出
力:ガスエンジン1、及び、ガスサイクル機器部3のエ
ンジン機能は休止させて、夜間の余剰電力などを利用し
た電力入力による発電・電動兼用機2の電動機2mとし
て発生動力のみにより、ガスサイクル機器部3をヒート
ポンプ機能させ、冷熱及び温熱の熱出力を得る。
(M10) Motor drive (electric power input) / heat output: The engine functions of the gas engine 1 and the gas cycle equipment unit 3 are stopped, and both power generation and electric motor are performed by power input using surplus power at night. The gas cycle device section 3 is made to function as a heat pump only by the generated power as the electric motor 2m of the machine 2 to obtain heat output of cold and warm.

【0050】(M11)電動機駆動(電力入力)・熱入
力/熱出力:ガスエンジン1は休止させて、電力入力に
よる発電・電動兼用機2の電動機2mとして発生動力
と、ガスサイクル機器部3のエンジン機能による発生動
力とにより、ガスサイクル機器部3をヒートポンプ機能
させ、冷熱及び温熱の熱出力を得る。
(M11) Motor drive (electric power input) / heat input / heat output: The gas engine 1 is stopped, and the power generated as the motor 2m of the generator / motor 2 by electric power input and the power of the gas cycle equipment unit 3 With the power generated by the engine function, the gas cycle equipment unit 3 is made to function as a heat pump, and heat output of cold and warm is obtained.

【0051】また、これら運転モードの選択的実施を可
能にすることに加え、上記運転モードのうち、エンジン
駆動又は電動機駆動と、加熱器9からの熱入力によるガ
スサイクル機器部3のエンジン機能とを併用する運転モ
ード、すなわち、(M4),(M5),(M6),(M
11)の運転モードについては、これら運転モードの実
施にあたり、前記の可変位相装置15によりピストンp
1〜p3の位相差関係を連続的ないし多段的にさらに細
かく変更して、ガスサイクル機器部3のエンジン機能の
発現状態を微調整することにより、種々の運転条件に応
じ、ガスエンジン1又は電動機2mによる動力入力と、
加熱器9からの熱入力との入力比を適宜に変更できるよ
うにしてある。
Further, in addition to enabling these operation modes to be selectively executed, among the above operation modes, the engine function or the electric motor drive and the engine function of the gas cycle equipment unit 3 by the heat input from the heater 9 are selected. Operating modes, that is, (M4), (M5), (M6), (M
Regarding the operation mode 11), when the operation modes are performed, the piston p
By finely adjusting the expression of the engine function of the gas cycle equipment unit 3 by changing the phase difference relationship of 1 to p3 more finely continuously or in multiple stages, the gas engine 1 or the electric motor can be changed according to various operating conditions. Power input by 2m,
The input ratio with respect to the heat input from the heater 9 can be changed appropriately.

【0052】なお、17はガスエンジン1の休止時に、
ガスエンジン1と他のシステム構成機器2,3との回転
伝動系4を介しての連動を断つクラッチ、18はガスサ
イクル機器部3のエンジン機能及びヒートポンプ機能を
ともに休止させるときに、ガスサイクル機器部3と他の
システム構成機器1,2との回転伝動系4を介しての
動を断つクラッチである。
Reference numeral 17 denotes when the gas engine 1 is stopped.
Rotation of gas engine 1 and other system components 2 and 3
A clutch 18 for interrupting the interlocking via the transmission system 4 is used to stop the engine function and the heat pump function of the gas cycle device section 3 from rotating. This is a clutch that cuts off the linkage via the system 4 .

【0053】〔別の実施形態〕 別の実施形態を列記する。エンジン1はガスエンジンに
限定されるものではなく、液体燃料のエンジンや気液混
合燃料のエンジンを採用してもよい。
[Another Embodiment] Another embodiment will be described. The engine 1 is not limited to a gas engine, but may be a liquid fuel engine or a gas-liquid mixed fuel engine.

【0054】発電・電動兼用機2を設けるに代え、発電
機2gの専用機を装備してもよく、、また、発電機2g
と電動機2mを装備する場合、それら発電機2g及び電
動機2mに各別の専用機を採用してもよい。
Instead of providing the generator / motor 2, a dedicated machine for the generator 2 g may be provided.
When the motor 2m and the motor 2m are provided, separate dedicated machines may be employed for the generator 2g and the motor 2m.

【0055】加熱器9は、バーナ12の発生燃焼熱を高
温シリンダC1への入力熱とする形式に限定されるもの
ではなく、種々の発生形態・存在形態の熱を高温シリン
ダC1への入力熱に採用でき、例えば、図3に示すよう
に、他の系19での排熱や余剰熱を高温シリンダC1へ
の入力熱に採用してもよい。また、この場合、他の系1
9からの排熱や余剰熱を温度レベルの高い熱にして、高
温シリンダC1への入力熱とする補助加熱手段を付加す
るようにしてもよい。
The heater 9 is not limited to the type in which the combustion heat generated by the burner 12 is used as the input heat to the high-temperature cylinder C1, but converts the heat in various forms and existing forms into the input heat to the high-temperature cylinder C1. For example, as shown in FIG. 3, the exhaust heat or the surplus heat in another system 19 may be used as the input heat to the high-temperature cylinder C1. In this case, the other system 1
Auxiliary heating means may be added to convert the exhaust heat or excess heat from 9 into heat having a high temperature level and use it as input heat to the high-temperature cylinder C1.

【0056】回転伝動系は、前述の実施形態の如く、連
動対象のシステム構成機器1,2,3を一軸上に配置し
て連動させる形式に限定されるものではなく、これら連
動対象のシステム構成機器1,2,3の具体的配置形
態、及び、それら各配置形態に応じた回転伝動系の具体
的伝動構造は種々の構成変更が可能であり、また、必要
に応じ、回転伝動系にクラッチや変速機構を装備する構
成を採ってもよい。
The rotary transmission system is not limited to the type in which the system components 1, 2, 3 to be interlocked and arranged to be interlocked on one axis as in the above-described embodiment. The specific arrangement of the devices 1, 2 and 3 and the specific transmission structure of the rotary transmission system according to each of these arrangements can be changed in various ways. Or a structure equipped with a speed change mechanism.

【0057】各シリンダ室C1,C2,C3を構成する
のに、前述の実施形態の如く、各別のシリンダにピスト
ンを個別装備する形式に代え、いわゆるディスプレーサ
式のシリンダ・ピストン構造を採用してもよい。
To configure the cylinder chambers C1, C2, C3, a so-called displacer type cylinder / piston structure is adopted instead of a type in which a piston is individually provided in each of the other cylinders as in the above-described embodiment. Is also good.

【0058】温熱取出用の熱交換器10は、中温シリン
ダ室C2と高温側再生熱交換器8aとの間のガス連通路
7aや、中温シリンダ室C2と低温側再生熱交換器8b
との間のガス連通路7bに介装するようにしてもよく、
一方、冷熱取出用の熱交換器11は、低温シリンダ室C
3と低温側再生熱交換器8bとの間のガス連通路7bに
介装するようにしてもよい。また、加熱器9は高温シリ
ンダ室C1と高温側再生熱交換器8aとの間のガス連通
路7aに介装するようにしてもよい。
The heat exchanger 10 for extracting hot heat includes a gas communication passage 7a between the middle-temperature cylinder chamber C2 and the high-temperature side regenerative heat exchanger 8a, and a medium-temperature cylinder chamber C2 and the low-temperature side regenerative heat exchanger 8b.
May be interposed in the gas communication path 7b between
On the other hand, the heat exchanger 11 for taking out cold heat has a low-temperature cylinder chamber C.
It may be provided in the gas communication path 7b between the heat exchanger 3 and the low-temperature side regenerative heat exchanger 8b. Further, the heater 9 may be provided in the gas communication path 7a between the high-temperature cylinder chamber C1 and the high-temperature side regenerative heat exchanger 8a.

【0059】前述の実施形態では、高温シリンダC1の
ピストンp1と他の二つのシリンダ室C2,C3のピス
トンp2,p3との位相差関係を、位相差変更手段とし
ての可変位相装置15により変更するようにしたが、各
シリンダ室C1〜C3のピストンp1〜p3の各々につ
いて、他のピストンとの位相差関係を位相差変更手段に
より個別に変更できるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the phase difference relationship between the piston p1 of the high-temperature cylinder C1 and the pistons p2 and p3 of the other two cylinder chambers C2 and C3 is changed by the variable phase device 15 as phase difference changing means. However, the phase difference relationship between the pistons p1 to p3 of the cylinder chambers C1 to C3 and the other pistons may be individually changed by the phase difference changing means.

【0060】位相差変更手段の具体的構造は、従来周知
の各種形式の差動機構を適用するなど、種々の構成変更
が可能であり、また、この位相差変更手段を動作させる
変更指令については、指令信号に応じて位相差変更手段
を自動的に動作させる形式、あるいは、人為操作をもっ
て位相差変更手段を動作させる形式のいずれを採用して
もよい。
The specific structure of the phase difference changing means can be variously changed, for example, by applying various types of differential mechanisms which are well known in the art. Any of a form in which the phase difference changing means is automatically operated in response to the command signal and a form in which the phase difference changing means is operated by manual operation may be adopted.

【0061】ガスサイクル機器部3で使用する作動ガス
Gには、ヘリウムガスや水素ガス、あるいは、空気な
ど、種々の気体を採用できる。
Various gases such as helium gas, hydrogen gas, or air can be used as the working gas G used in the gas cycle device section 3.

【0062】温熱取出用の熱交換器10から取り出す温
熱、及び、冷熱取出用の熱交換器11から取り出す冷熱
は、夫々、冷暖房などの空調用途を初め、給湯、あるい
は、物品の加熱や冷却など、種々の用途に使用でき、ま
た、発生電力も照明や機器の運転など、種々の用途に使
用できる。
The warm heat taken out from the heat exchanger 10 for taking out hot heat and the cold heat taken out from the heat exchanger 11 for taking out cold heat are used for air conditioning such as cooling and heating, hot water supply, and heating and cooling of articles, respectively. It can be used for various applications, and the generated power can be used for various applications such as lighting and operation of equipment.

【0063】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするため符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
Incidentally, reference numerals are written in the claims for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the configuration of the attached drawings by the entry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】システムの全体構成を示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a system.

【図2】運転モード示す図表FIG. 2 is a chart showing operation modes.

【図3】別実施形態を示すシステム構成図FIG. 3 is a system configuration diagram showing another embodiment.

【図4】従来のシステム構成図FIG. 4 is a conventional system configuration diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 回転伝動系 1 エンジン 2g 発電機 3 ガスサイクル機器部 p1〜p3 ピストン G 作動ガス C1 高温シリンダ室 C2 中温シリンダ室 C3 低温シリンダ室 7a,7b ガス連通路 8a,8b 再生熱交換器 9 加熱器 10 温熱取出用の熱交換器 11 冷熱取出用の熱交換器 15 位相差変更手段 2m 電動機 2 発電・電動兼用機 19 他の系17,18 クラッチ Reference Signs List 4 rotation transmission system 1 engine 2g generator 3 gas cycle equipment section p1 to p3 piston G working gas C1 high temperature cylinder chamber C2 medium temperature cylinder chamber C3 low temperature cylinder chamber 7a, 7b gas communication path 8a, 8b regenerative heat exchanger 9 heater 10 Heat exchanger for taking out hot heat 11 Heat exchanger for taking out cold heat 15 Phase difference changing means 2m Electric motor 2 Generator / electric motor 19 Other system 17, 18 clutch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−167514(JP,A) 特開 平7−27443(JP,A) 特開 昭55−23340(JP,A) 特開 平6−229641(JP,A) 特開 平7−247902(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02G 1/044 F02G 1/05 F25B 9/14 520 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-167514 (JP, A) JP-A-7-27443 (JP, A) JP-A 55-23340 (JP, A) JP-A-6-167 229641 (JP, A) JP-A-7-247902 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02G 1/044 F02G 1/05 F25B 9/14 520

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 システム構成機器としてエンジン(1)
と発電機(2g)とガスサイクル機器部(3)とを設
け、 前記ガスサイクル機器部(3)の機器構成として、ピストン (p1〜p3)の動作を伴い作動ガス(G)を
個別に吐出吸入する高温シリンダ室(C1)と中温シリ
ンダ室(C2)と低温シリンダ室(C3)とを設け、 前記高温シリンダ室(C1)と前記中温シリンダ室(C
2)とを連通させるガス連通路(7a)、及び、前記中
温シリンダ室(C2)と前記低温シリンダ室(C3)と
を連通させるガス連通路(7b)を設けるとともに、こ
れらガス連通路(7a),(7b)の夫々に再生熱交換
器(8a),(8b)を介装し、 前記高温シリンダ室(C1)に熱入力する加熱器
(9)、前記中温シリンダ室(C2)での発生温熱を取
り出す温熱取出用の熱交換器(10)、及び、前記低温
シリンダ室(C3)での発生冷熱を取り出す冷熱取出用
の熱交換器(11)を設け、 前記各シリンダ室(C1〜C3)のピストン(p1〜p
3)の相互の位相差関係を変更指令に応じ変更して、前
記ガスサイクル機器部(3)のスターリングサイクルに
よるエンジン機能及び逆スターリングサイクルによるヒ
ートポンプ機能夫々の発現状態を調整する位相差変更手
段(15)を設け、この位相差変更手段(15)による前記エンジン機能及
びヒートポンプ機能夫々の発現状態の調整により、前記
エンジン(1)と前記発電機(2g)と前記ガスサイク
ル機器部(3)との連係システムとして、次の(M1)
〜(M9)の運転モード (M1) 前記ガスサイクル機器部(3)のエンジン機
能及びヒートポンプ機能をともに休止させて、前記エン
ジン(1)の発生動力のみにより前記発電機(2g)を
運転し、電力出力を得る。 (M2) 前記ガスサイクル機器部(3)のエンジン機
能は休止させて、前記 エンジン(1)の発生動力のみに
より、前記発電機(2g)を運転するとともに前記ガス
サイクル機器部(3)をヒートポンプ機能させ、これに
より、電力出力と冷熱及び温熱の熱出力とを得る。 (M3) 前記ガスサイクル機器部(3)のエンジン機
能、及び、前記発電機(2g)は休止させて、前記エン
ジン(1)の発生動力のみにより、前記ガスサイクル機
器部(3)をヒートポンプ機能させ、冷熱及び温熱の熱
出力を得る。 (M4) 前記ガスサイクル機器部(3)のヒートポン
プ機能は休止させて、前記エンジン(1)の発生動力と
前記ガスサイクル機器部(3)のエンジン機能による発
生動力とにより、前記発電機(2g)を運転し、電力出
力を得る。 (M5) 前記エンジン(1)の発生動力と前記ガスサ
イクル機器部(3)のエンジン機能による発生動力とに
より、前記発電機(2g)を運転するとともに前記ガス
サイクル機器部(3)をヒートポンプ機能させ、これに
より、電力出力と冷熱及び温熱の熱出力とを得る。 (M6) 前記発電機(2g)は休止させて、前記エン
ジン(1)の発生動力と前記ガスサイクル機器部(3)
のエンジン機能による発生動力とにより、前記ガスサイ
クル機器部(3)をヒートポンプ機能させ、冷熱及び温
熱の熱出力を得る。 (M7) 前記エンジン(1)、及び、前記ガスサイク
ル機器部(3)のヒートポンプ機能は休止させて、前記
ガスサイクル機器部(3)のエンジン機能による発生動
力のみにより、前記発電機(2g)を運転し、電力出力
を得る。 (M8) 前記エンジン(1)は休止させて、前記ガス
サイクル機器部(3)のエンジン機能による発生動力の
みにより、前記発電機(2g)を運転するとともに前記
ガスサイクル機器部(3)をヒートポンプ機能させ、こ
れにより、電力出力と冷熱及び温熱の熱出力とを得る。 (M9) 前記エンジン(1)及び前記発電機(2g)
は休止させて、前記ガスサイクル機器部(3)のエンジ
ン機能による発生動力のみにより、前記ガスサイクル機
器部(3)をヒートポンプ機能させ、冷熱及び温熱の熱
出力を得る。の選択実施を可能にしてある コージェネレ
ーションシステム。
An engine (1) as a system component device
And a generator (2g) and a gas cycle device section (3). The gas cycle device section (3) has a device configuration in which the working gas (G) is individually discharged with the operation of the pistons (p1 to p3). A high-temperature cylinder chamber (C1), a medium-temperature cylinder chamber (C2), and a low-temperature cylinder chamber (C3) are provided, and the high-temperature cylinder chamber (C1) and the medium-temperature cylinder chamber (C
2) and a gas communication path (7b) for communicating the medium temperature cylinder chamber (C2) and the low temperature cylinder chamber (C3), and the gas communication path (7a). ) And (7b) with regenerative heat exchangers (8a) and (8b) interposed therebetween, and a heater (9) for inputting heat to the high-temperature cylinder chamber (C1) and a medium-temperature cylinder chamber (C2). A heat exchanger (10) for taking out generated heat and a heat exchanger (11) for taking out cold generated in the low-temperature cylinder chamber (C3); C3) pistons (p1 to p)
3) mutually changed according to the change command the phase difference relationship, before
For the Stirling cycle of the gas cycle equipment section (3)
Engine function and reverse Stirling cycle
Phase difference changing means (15) for adjusting the expression state of each of the heat pump functions, and the engine function and the engine function by the phase difference changing means (15) are provided.
By adjusting the state of expression of each heat pump function and heat pump function,
Engine (1), the generator (2g), and the gas cycle
The following (M1)
Operation modes (M1) to (M9) Engine units of the gas cycle equipment section (3)
Function and heat pump function are both stopped,
The generator (2g) is powered only by the power generated by the gin (1).
Drive and get power output. (M2) Engine machine of the gas cycle equipment section (3)
Noh is stopped and only the power generated by the engine (1) is
By operating the generator (2 g),
The cycle equipment section (3) is made to function as a heat pump,
Thus, an electric power output and heat outputs of cold heat and hot heat are obtained. (M3) Engine machine of the gas cycle equipment section (3)
Function and the generator (2g) are stopped,
The gas cycle machine can be operated only by the power generated by the gin (1).
The unit (3) is made to function as a heat pump,
Get output. (M4) Heat pon of the gas cycle equipment section (3)
Function is stopped and the power generated by the engine (1)
Starting by the engine function of the gas cycle equipment section (3)
The generator (2 g) is driven by live power to output power.
Get power. (M5) The power generated by the engine (1) and the gas
Power generated by the engine function of the cycle equipment unit (3)
By operating the generator (2 g),
The cycle equipment section (3) is made to function as a heat pump,
Thus, an electric power output and heat outputs of cold heat and hot heat are obtained. (M6) The generator (2g) is stopped and the engine is stopped.
Generating power of gin (1) and gas cycle equipment part (3)
Power generated by the engine function
The heat-pump function of the vehicle equipment section (3)
Get the heat output of heat. (M7) The engine (1) and the gas cycle
The heat pump function of the device unit (3) is stopped
Gas cycle equipment (3) generated by the engine function
Operate the generator (2g) only by power and output power
Get. (M8) The engine (1) is stopped and the gas
Of the power generated by the engine function of the cycle equipment section (3)
By operating the generator (2g),
Make the gas cycle equipment section (3) function as a heat pump,
Thereby, an electric power output and heat outputs of cold heat and warm heat are obtained. (M9) The engine (1) and the generator (2g)
Is stopped, and the engine of the gas cycle equipment section (3) is stopped.
Gas power generated by the gas cycle machine
The unit (3) is made to function as a heat pump,
Get output. Cogeneration system that enables the selection of
【請求項2】 システム構成機器として電動機(2m)
を付加した請求項1記載のコージェネレーションシステ
ム。
2. A motor (2 m) as a system component device
The cogeneration system according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 前記発電機(2g)及び前記電動機(2
m)は、動力入力により発電機として機能し、かつ、電
力入力により電動機として機能する発電・電動兼用機
(2)で構成してある請求項2記載のコージェネレーシ
ョンシステム。
3. The generator (2g) and the motor (2)
m) is cogeneration system according to claim 2, wherein that is constituted by the generator-motor combined motor (2) that functions as a motor functions as a generator, and the power input by the dynamic force input.
【請求項4】 前記エンジン(1)の休止時に、前記エ
ンジン(1)と他の前記システム構成機器(2),
(3)との回転伝動系(4)を介しての連動を断つクラ
ッチ(17)を設けてある請求項1〜3のいずれか1項
に記載のコージェネレーションシステム。
4. When the engine (1) is stopped, the engine (1)
Engine (1) and other system components (2),
A class that cuts off the link with (3) via the rotary transmission system (4)
4. A switch as claimed in claim 1, wherein a switch is provided.
The cogeneration system according to 1.
【請求項5】 前記ガスサイクル機器部(3)のエンジ
ン機能及びヒートポンプ機能をともに休止させるとき
に、前記ガスサイクル機器部(3)と他の前記システム
構成機器(1),(2)との回転伝動系(4)を介して
の連動を断つクラッチ(18)を設けてある請求項1〜
4のいずれか1項に記載のコージェネレーションシステ
ム。
5. The engine of the gas cycle equipment section (3).
To suspend both the heat pump function and heat pump function
The gas cycle equipment section (3) and other systems
Via a rotary transmission system (4) with the components (1) and (2)
A clutch (18) for interrupting the interlocking of the clutch is provided.
5. The cogeneration system according to any one of 4 .
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