JP4438070B2 - Energy conversion system - Google Patents
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Description
本発明は新規エネルギー変換システムに関する。 The present invention relates to a novel energy conversion system.
従来の熱機関は主として高圧の動作流体を作り、それを膨張させる過程で外部仕事をさせることが多かった。ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、蒸気タービン等である。これらの熱機関は高圧の動作流体を作るのに燃焼ガス等の高温流体が必要であった。そのため仕事をし終わった燃焼ガス等は一部熱回収されたが大部分捨てられた。従って「動作流体は高温の熱源から熱を受け高温高圧になり熱機関に流して仕事をさせ、仕事をし終わった動作流体を低温側に捨てなけねばならない。従って必ず損失があるので熱効率は100%にならない」のである。ボイラは常圧の高温燃焼ガスで水または蒸気を加熱し高温高圧の蒸気を作り出す。このようにボイラは大きな熱交換器である。 Conventional heat engines often produce high-pressure working fluid and do external work in the process of expanding it. Gasoline engines, diesel engines, steam turbines, etc. These heat engines required a high temperature fluid such as combustion gas to produce a high pressure working fluid. As a result, some of the combustion gases that had finished work were recovered, but most of them were discarded. Therefore, “the working fluid must receive heat from a high-temperature heat source, become high-temperature and high-pressure and flow to the heat engine to work, and the working fluid that has finished the work must be thrown away to the low-temperature side. % ". The boiler heats water or steam with high-temperature combustion gas at normal pressure to produce high-temperature and high-pressure steam. Thus, the boiler is a large heat exchanger.
熱力学の第2法則によると「熱はそれ自体で低温の物体から高温の物体に移れない」。これを言い換えると「熱は必ず高温物体から低温物体に移動する。熱の移動は両物体が同温になると止まる」ことになる。熱は物体の持つ温度のみに依存して移動し、物体の持つ圧力には関係しない。力学的仕事は圧力に依存し温度に依存しない。熱は動作流体の圧力を高めるのに必要であり熱自身は仕事をしない。従って圧力低下した動作流体は多くの熱量を持ちながら捨てられる。この熱エネルギを理論上100%熱回収し低圧の動作流体から高圧の動作流体に移動できる。実機では放熱、摩擦、漏れ等により損失が生ずるので100%にならないが、これらの損失は製作上または材料選択により変化するので無視し、理論上排気で捨てる熱量を0とする。カルノーサイクルは最高の熱効率を持つサイクルといわれるが、熱回収が出来ないので熱回収の出来る熱機関より熱効率は落ちる。
「圧縮比、膨張比をそれぞれ独自に選べる熱機関」(特許第3521183号公報)の理論と共に原理図(図9)で示した熱機関では高温シリンダと膨張シリンダは一体で作られ1回の行程のみで連続運転ができなかった。これを連続運転させるため別々のシリンダとすると高温シリンダと膨張シリンダの間の通気弁、及びその通路が長くなり死空間となって熱効率を下げた。従って原理図のように径の小さい高温シリンダと径の大きい膨張シリンダを直線上に並べ、1行程完了ごとに次の行程の準備が完了していれば連続運転ができることを見いだして本発明に至ったものである。
According to the second law of thermodynamics, "heat cannot move from a cold object to a hot object by itself". In other words, “heat always moves from a hot object to a cold object. Heat transfer stops when both objects reach the same temperature”. Heat moves only depending on the temperature of the object, and is not related to the pressure of the object. Mechanical work is pressure dependent and temperature independent. Heat is necessary to increase the pressure of the working fluid and heat itself does not work. Therefore, the working fluid whose pressure has dropped is discarded while having a large amount of heat. The heat energy can theoretically be recovered 100% and transferred from a low-pressure working fluid to a high-pressure working fluid. In the actual machine, losses occur due to heat dissipation, friction, leakage, etc., so it does not reach 100%. However, these losses change depending on the production or material selection, so they are ignored, and the amount of heat that is thrown away in the exhaust is theoretically zero. The Carnot cycle is said to be the cycle with the highest thermal efficiency, but since heat recovery is not possible, the thermal efficiency is lower than the heat engine that can recover heat.
In the heat engine shown in the principle diagram (FIG. 9) together with the theory of “a heat engine in which the compression ratio and the expansion ratio can be independently selected” (Patent No. 3521183), the high-temperature cylinder and the expansion cylinder are integrally formed in one stroke. Only continuous operation was not possible. If this was made a separate cylinder for continuous operation, the vent valve between the high temperature cylinder and the expansion cylinder and its passage became longer, resulting in a dead space and lowering the thermal efficiency. Accordingly, as shown in the principle diagram, a high-temperature cylinder having a small diameter and an expansion cylinder having a large diameter are arranged in a straight line, and it is found that continuous operation can be performed if the preparation for the next stroke is completed for each stroke. It is a thing.
本発明は、エネルギー損失が非常に小さいエネルギー変換システムの提供を目的とする。 The present invention aims to provide an energy conversion system with very low energy loss.
請求項1記載の発明は、3連式シリンダを基本構成とする断熱膨張型の熱機関であり、
エンジン部と熱交換部とを備え、エンジン部と加熱器(1)および熱回収用熱交換器(8)の高圧部通路(87)を配管接続する系統を高圧部とし、エンジン部と冷却器(2)および熱回収用熱交換器(8)の低圧部通路(86)を配管接続する系統を低圧部とし、エンジン部にはシリンダ3個を直列に配設し、真ん中を動作室シリンダ(20A)、動作室シリンダ内径より小さく、かつ、両側を同じ内径の第1補助シリンダ(10A)と第2補助シリンダ(30A)とし、各シリンダは仕切板(17A,18A,37A,38A)により区切り、仕切板には切替弁と通気路を設けて外部配管につなぎ、各シリンダ(10A,20A,30A)内の第1補助ピストン(11A),動作室ピストン(21A),第2補助ピストン(31A)は1本のピストン軸(3A)にて連結するとともに、ピストン軸は直線運動を回転運動に変えるピストンリンク(9A)につなぎ回転出力とし、ピストンの上死点または下死点にて切替弁(14A,15A,16A,23A,24A,28A,29A,34A,35A,36A)を交互に開閉し、通気路を切り替えるようにし、加熱器出口の動作流体温度と冷却器出口の動作流体温度の比をこのシステムの温度比=圧力比とし、出力変化は装置の動作流体を注入または排出させ、全体の圧力を変化させることにより行い、熱回収用熱交換器(8)は熱交換板(80)の両側の単位面積当たり容積を高圧部より低圧部を大きくし、その比を圧力比とすることにより動作流体の質量および熱量を同量として熱交換し、第1補助シリンダ内を第1補助ピストン(11A)にて第1補助室(12A)と第1準備室(13A)とを形成し、動作室シリンダ内を動作室ピストン(21A)にて第1動作室(22A)と第2動作室(27A)とを形成し、第2補助シリンダ内を第2補助ピストン(31A)にて第2準備室(33A)と第2補助室(32A)とを形成し、この6室を切替弁の開閉により2室を連結して3つの動作エリアを作り、ピストンが上死点で切替弁を開閉し、第1準備室(13A)と隣接する第1動作室(22A)を第1通気弁(24A)を開いて連結し、第1補助ピストン(11A)と動作室ピストン(21A)の受圧面積差でピストンを下降させ、第1準備室(13A)の動作流体を第1動作室(22A)に断熱膨張変化をさせながら移動させ、第2動作室(27A)と第1補助室(12A)を第2排気弁(28A)と第1吸入弁(14A)を開いて連結し、断熱変化する第1動作室(22A)と第1準備室(13A)のピストン背圧を同圧とし断熱変化を助け、第2動作室(27A)の動作流体を熱回収用熱交換器(8)の低圧部通路(86)および冷却器(2)を通して第1補助室(12A)に移動させ、第2補助室(32A)と同じシリンダの第2準備室(33A)を第2吐出弁(35A)と第2給気弁(36A)を開いて連結し、第2補助ピストン(31A)により、第2補助室(32A)の動作流体を熱回収用熱交換器(8)の高圧部通路(87)および加熱器(1)を通して第2準備室(33A)に移動させ、ピストンの下死点で次の動作の準備を完了させ、開いていた切替弁を閉じ、閉じていた切替弁を開いて動作エリアの構成を替え、第2準備室(33A)と第2動作室(27A)を連結し、第1動作室(22A)と第2補助室(32A)を連結し、第1補助室(12A)と同じシリンダの第1準備室(13A)を連結しピストン下降時と同じ変化によりピストンを上昇させ、ピストンの上死点で次の動作の準備を完了させ連続運転する断熱膨張型熱機関からなることを特徴とする(図1参照)。
The invention according to
A system comprising an engine part and a heat exchanging part, piped to the engine part and the high pressure passage (87) of the heater (1) and the heat recovery heat exchanger (8) is defined as a high pressure part. (2) and the system connecting the low pressure section passage (86) of the heat exchanger (8) for heat recovery to the low pressure section, three cylinders are arranged in series in the engine section, and the middle of the operating chamber cylinder ( 20A), the first auxiliary cylinder (10A) and the second auxiliary cylinder (30A) are smaller than the inner diameter of the operating chamber cylinder and have the same inner diameter on both sides, and each cylinder is separated by a partition plate (17A, 18A, 37A, 38A) The partition plate is provided with a switching valve and an air passage, and is connected to an external pipe. The first auxiliary piston (11A), the operating chamber piston (21A), the second auxiliary piston (31A) in each cylinder (10A, 20A, 30A). ) Is 1 The piston shaft (3A) is connected to the piston link (9A) that changes the linear motion into a rotational motion, and is used as a rotational output. At the top dead center or bottom dead center of the piston, the switching valve (14A, 15A , 16A, 23A, 24A, 28A, 29A, 34A, 35A, 36A) are alternately opened and closed to switch the air passage, and the ratio of the operating fluid temperature at the heater outlet to the operating fluid temperature at the cooler outlet The temperature ratio is equal to the pressure ratio, and the output is changed by injecting or discharging the working fluid of the apparatus and changing the overall pressure. The heat recovery heat exchanger (8) is provided on both sides of the heat exchange plate (80). By making the volume per unit area larger than the high-pressure part and making the ratio the pressure ratio, the mass and heat of the working fluid are exchanged with the same amount, and the first auxiliary cylinder is exchanged in the first auxiliary cylinder. The first auxiliary chamber (12A) and the first preparation chamber (13A) are formed by the tons (11A), and the first operation chamber (22A) and the second operation are formed in the operation chamber cylinder by the operation chamber piston (21A). Chamber (27A) is formed, and the second auxiliary cylinder (32A) is formed in the second auxiliary cylinder by the second auxiliary piston (31A), and these six chambers are switched over. The two chambers are connected by opening and closing to create three operation areas, the piston opens and closes the switching valve at the top dead center, and the first operation chamber (22A) adjacent to the first preparation chamber (13A) is the first vent valve. (24A) is opened and connected, and the piston is lowered by the pressure receiving area difference between the first auxiliary piston (11A) and the working chamber piston (21A), and the working fluid in the first preparation chamber (13A) is transferred to the first working chamber (22A). ) While changing the adiabatic expansion, the second working chamber (27A) and the first auxiliary The auxiliary chamber (12A) is connected by opening the second exhaust valve (28A) and the first intake valve (14A), and the piston back pressure in the first operation chamber (22A) and the first preparation chamber (13A) changing in adiabaticity is reduced. The same pressure helps the heat insulation change, and the working fluid in the second working chamber (27A) passes through the low pressure passage (86) and the cooler (2) of the heat exchanger (8) for heat recovery to the first auxiliary chamber (12A). The second auxiliary chamber (33A) of the same cylinder as the second auxiliary chamber (32A) is connected by opening the second discharge valve (35A) and the second air supply valve (36A), and the second auxiliary piston (31A) ), The working fluid in the second auxiliary chamber (32A) is moved to the second preparation chamber (33A) through the high pressure passage (87) of the heat recovery heat exchanger (8) and the heater (1), and the piston The preparation for the next operation is completed at the bottom dead center, the switching valve that was open is closed, and the switching valve that was closed Open and change the configuration of the operation area, connect the second preparation chamber (33A) and the second operation chamber (27A), connect the first operation chamber (22A) and the second auxiliary chamber (32A), the first auxiliary The first adiabatic chamber (13A) of the same cylinder as the chamber (12A) is connected, the piston is raised by the same change as when the piston is lowered, the preparation for the next operation is completed at the top dead center of the piston, and the adiabatic expansion type is continuously operated It consists of a heat engine (see FIG. 1).
請求項2に記載の発明は、請求項1に係わる発明とは逆に、断熱収縮型の機関であり、エンジン部と熱交換部とを備え、エンジン部と加熱器(1)および熱回収用熱交換器(8)の高圧部通路(87)を配管接続する系統を高圧部とし、エンジン部と冷却器(2)および熱回収用熱交換器(8)の低圧部通路(86)を配管接続する系統を低圧部とし、エンジン部にはシリンダ3個を直列に配設し、真ん中を動作室シリンダ(20B)、動作室シリンダ内径より大きく、かつ、両側を同じ内径の第1補助シリンダ(10B)、第2補助シリンダ(30B)とし、各シリンダは仕切板(17B,18B,37B,38B)により区切り、仕切板には切替弁と通気路を設けて、外部配管につなぎ、各シリンダ(10B,20B,30B)内の第1補助ピストン(11B),動作室ピストン(21B),第2補助ピストン(31B)は1本のピストン軸(3B)にて連結するとともに、ピストン軸は直線運動を回転運動に変えるピストンリンク(9B)につなぎ回転出力とし、ピストンの上死点または下死点にて切替弁(14B,15B,16B,23B,24B,28B,29B,34B,35B,36B)を交互に開閉し、通気路を切り替えるようにし、加熱器出口の動作流体温度と冷却器出口の動作流体温度の比をこのシステムの温度比=圧力比とし、出力変化は装置の動作流体を注入または排出させ、全体の圧力を変化させることにより行い、熱回収用熱交換器(8)は熱交換板(80)の両側の単位面積当たり容積を高圧部より低圧部を大きくし、その比を圧力比とすることにより動作流体の質量および熱量を同量として熱交換し、第1補助シリンダ内を第1補助ピストン(11B)にて第1補助室(12B)と第1準備室(13B)とを形成し、動作室シリンダ内を動作室ピストン(21B)にて第1動作室(22B)と第2動作室(27B)とを形成し、第2補助シリンダ内を第2補助ピストン(31B)にて第2準備室(33B)と第2補助室(32B)とを形成し、この6室を切替弁の開閉により2室を連結して3つの動作エリアを作り、ピストンが上死点で切替弁を開閉し、第1準備室(13B)と隣接する第1動作室(22B)を第1通気弁(24B)を開いて連結し、第1補助室(12B)が第1準備室(13B)より高圧にし、第1準備室(13B)の動作流体を第1動作室(22B)に断熱収縮変化をさせながら移動させ、第2動作室(27B)と第1補助室(12B)を第2排気弁(28B)と第1吸入弁(14B)を開いて連結し、断熱変化する第1動作室(22B)と第1準備室(13B)のピストン背圧を同圧とし断熱変化を助け、第1補助ピストン(11B)と動作室ピストン(21B)の受圧面積差でピストンを下降させることで、第2動作室(27B)の動作流体を熱回収用熱交換器(8)の高圧部通路(87)および加熱器(1)を通して第1補助室(12B)に移動させ、第2補助室(32B)と同じシリンダの第2準備室(33B)を第2吐出弁(35B)と第2給気弁(36B)を開いて連結し、第2補助ピストン(31B)により、第2補助室(32B)の動作流体を熱回収用熱交換器(8)の低圧部通路(86)および冷却器(2)を通して第2準備室(33B)に移動させ、ピストンの下死点で次の動作の準備を完了させ、開いていた切替弁を閉じ、閉じていた切替弁を開いて動作エリアの構成を替え、第2準備室(33B)と第2動作室(27B)を連結し、第1動作室(22B)と第2補助室(32B)を連結し、第1補助室(12B)と同じシリンダの第1準備室(13B)を連結しピストン下降時と同じ変化によりピストンを上昇させ、ピストンの上死点で次の動作の準備を完了させ連続運転する断熱収縮型熱機関からなることを特徴とする(図2参照)。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1の3連式シリンダエンジン部の基本である補助室、準備室、動作室の3室を2連式シリンダとし、複数個のエンジン部をリンク連結するが、エンジン部と熱交換部とを備え、エンジン部と加熱器(1)および熱回収用熱交換器(8)の高圧部通路(87)を配管接続する系統を高圧部とし、エンジン部と冷却器(2)および熱回収用熱交換器(8)の低圧部通路(86)を配管接続する系統を低圧部とし、エンジン部は動作室シリンダ(20a)、動作室シリンダ内径より小さい内径の補助シリンダ(10a)とを直列に配設し、補助シリンダの両側を仕切板(17a,18a)により区切り、仕切板には切替弁と通気路を設けて外部配管につなぎ、各シリンダ(10a,20a)の補助ピストン(11a),動作室ピストン(21a)は1本のピストン軸(3a)にて連結し、動作室ピストンはピストンの直線運動を回転運動に変えるピストンリンクを備え回転出力とし、ピストンの上死点または下死点にて切替弁(14a,15a,16a,23a,24a)を交互に開閉し、通気路を切り替え、加熱器出口の動作流体温度と冷却器出口の動作流体温度の比をこのシステムの温度比=圧力比とし、出力変化は装置の動作流体を注入または排出させ、全体の圧力を変化させることにより行い、熱回収用熱交換器(8)は熱交換板(80)の両側の単位面積当たり容積を高圧部より低圧部を大きくし、その比を圧力比とすることにより動作流体の質量および熱量を同量として熱交換し、補助シリンダ内を補助ピストンにて補助室(12a)と準備室(13a)とを形成し、動作室シリンダ内を動作室(22a)とし、ピストン上死点で切替弁を開閉し、準備室(13a)と隣接する動作室(22a)を通気弁(24a)を開いて連結し、補助ピストン(11a)と動作室ピストン(21a)は受圧面積差でピストンを下降させ、準備室(13a)の高圧動作流体を動作室(22a)に断熱膨張変化をさせながら移動し、ピストンを下降させ、補助室(12a)は吸入弁(14a)を開いて低圧部とつなぎ、動作流体を熱回収用熱交換器(8)の低圧部通路(86)および冷却器(2)を通して低圧部から補助室(12a)に移動させ、ピストン下死点で切替弁を開閉し、開いていた切替弁を閉じ、閉じていた切替弁を開いて動作エリアの構成を替え、補助室(12a)と準備室(13a)を吐出弁(15a)と給気弁(16a)を開いて連結し、高圧部とつなぎ、補助ピストン(11a)上昇により、補助室(12a)の動作流体を熱回収用熱交換器(8)の高圧部通路(87)および加熱器(1)を通して高圧部から準備室(13a)に移動させ、動作室(22a)は排気弁(23a)を開いて動作流体を低圧部に移動させ、ピストンの上死点にて1サイクルを完了させ、開いていた切替弁を閉じ、閉じていた切替弁を開いて動作エリアの構成を替え連続運転する、エンジン部を複数個つくり、それぞれのエンジン部の前記ピストン軸を相互に1サイクル÷ピストン軸数の時間差を設けて上下運動するようにリンクで連結し、共通の高圧部から複数のエンジン部の各準備室に動作流体が移動し、共通の低圧部から複数のエンジン部の各補助室に動作流体が移動する、断熱膨張型熱機関からなることを特徴とする(図3参照)。 According to the third aspect of the present invention, the auxiliary chamber, the preparation chamber, and the operation chamber, which are the basis of the triple cylinder engine section of the first aspect, are made into a dual cylinder, and a plurality of engine sections are linked. However, the engine part and the heat exchange part are provided, and the system connecting the engine part, the high pressure passage (87) of the heater (1) and the heat recovery heat exchanger (8) by piping is defined as a high pressure part. The system connecting the low pressure section passage (86) of the cooler (2) and the heat recovery heat exchanger (8) with a pipe is a low pressure section, and the engine section has an inner diameter smaller than the inner diameter of the operating chamber cylinder (20a) and the operating chamber cylinder. The auxiliary cylinder (10a) is arranged in series, both sides of the auxiliary cylinder are separated by a partition plate (17a, 18a), a switching valve and a ventilation path are provided on the partition plate and connected to an external pipe, and each cylinder (10a, 20a) auxiliary piston (11a The working chamber piston (21a) is connected by a single piston shaft (3a), and the working chamber piston has a piston link that changes the linear motion of the piston into a rotational motion and serves as a rotational output. At the point, the switching valves (14a, 15a, 16a, 23a, 24a) are alternately opened and closed, the air passage is switched, and the ratio of the operating fluid temperature at the heater outlet to the operating fluid temperature at the cooler outlet is the temperature ratio of this system. = Pressure ratio, output change is performed by injecting or discharging the working fluid of the apparatus and changing the overall pressure, and the heat recovery heat exchanger (8) is per unit area on both sides of the heat exchange plate (80). The volume of the low-pressure part is made larger than the high-pressure part, and the ratio is set to the pressure ratio to exchange heat with the same amount of mass and heat of the working fluid, and the auxiliary cylinder is prepared with the auxiliary chamber (12a) by the auxiliary piston. (13a), the working chamber cylinder is the working chamber (22a), the switching valve is opened and closed at the top dead center of the piston, and the working chamber (22a) adjacent to the preparation chamber (13a) is a vent valve (24a). The auxiliary piston (11a) and the working chamber piston (21a) are lowered by the pressure receiving area difference, and the high pressure working fluid in the preparation chamber (13a) is adiabatically expanded and changed in the working chamber (22a). The auxiliary chamber (12a) opens the suction valve (14a) to connect to the low pressure section, and the working fluid is transferred to the low pressure section passage (86) and the cooler (8) of the heat exchanger for heat recovery (8). 2) Move from the low pressure part to the auxiliary chamber (12a) through 2), open and close the switching valve at the bottom dead center of the piston, close the switching valve that was open, open the switching valve that was closed, and change the configuration of the operating area to assist Room (12a) and preparation room (13a) The discharge valve (15a) and the air supply valve (16a) are opened and connected, connected to the high pressure section, and the auxiliary piston (11a) is lifted to transfer the working fluid in the auxiliary chamber (12a) to the heat recovery heat exchanger (8). The high pressure section passage (87) and the heater (1) are moved from the high pressure section to the preparation chamber (13a), and the working chamber (22a) opens the exhaust valve (23a) to move the working fluid to the low pressure section. Complete one cycle at the top dead center, close the open switching valve, open the closed switching valve, change the configuration of the operating area, and create multiple engine units. The piston shafts are linked by a link so as to move up and down with a time difference of 1 cycle / the number of piston shafts, and the working fluid moves from a common high-pressure part to each of the preparation chambers of a plurality of engine parts. Multiple engines from the department Working fluid is moved to the storage chamber parts, characterized by comprising the adiabatic expansion heat engine (see Figure 3).
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明を収縮機関として展開したもので、エンジン部と熱交換部とを備え、エンジン部と加熱器(1)および熱回収用熱交換器(8)の高圧部通路(87)を配管接続する系統を高圧部とし、エンジン部と冷却器(2)および熱回収用熱交換器(8)の低圧部通路(86)を配管接続する系統を低圧部とし、エンジン部は動作室シリンダ(20b)、動作室シリンダ内径より大きい内径の補助シリンダ(10b)とを直列に配設し、補助シリンダの両側を仕切板(17b,18b)により区切り、仕切板には切替弁と通気路を設けて外部配管につなぎ、各シリンダ(10b,20b)の補助ピストン(11b),動作室ピストン(21b)は1本のピストン軸(3b)にて連結し、動作室ピストンはピストンの直線運動を回転運動に変えるピストンリンクを備え回転出力とし、ピストンの上死点または下死点にて切替弁(14b,15b,16b,23b,24b)を交互に開閉し、通気路を切り替え、加熱器出口の動作流体温度と冷却器出口の動作流体温度の比をこのシステムの温度比=圧力比とし、出力変化は装置の動作流体を注入または排出させ、全体の圧力を変化させることにより行い、熱回収用熱交換器(8)は熱交換板(80)の両側の単位面積当たり容積を高圧部より低圧部を大きくし、その比を圧力比とすることにより動作流体の質量および熱量を同量として熱交換し、補助シリンダ内を補助ピストンにて補助室(12b)と準備室(13b)とを形成し、動作室シリンダ内を動作室(22b)とし、ピストン上死点で切替弁を開閉し、準備室(13b)と隣接する動作室(22b)を通気弁(24b)を開いて連結し、補助室(12b)を準備室(13b)より高圧にし、準備室(13b)の低圧動作流体を動作室(22b)に断熱収縮変化をさせながら移動し、補助ピストン(11b)と動作室ピストン(21b)の受圧面積差でピストンを下降させ、補助室(12b)は吸入弁(14b)を開いて高圧部とつなぎ、動作流体を熱回収用熱交換器(8)の高圧部通路(87)および加熱器(1)を通して高圧部から補助室(12b)に移動させ、ピストン下死点で切替弁を開閉し、開いていた切替弁を閉じ、閉じていた切替弁を開いて動作エリアの構成を替え、補助室(12b)と準備室(13b)を吐出弁(15b)と給気弁(16b)を開いて連結し、低圧部とつなぎ、補助ピストン(11b)上昇により、補助室(12b)の動作流体を熱回収用熱交換器(8)の低圧部通路(86)および冷却器(2)を通して低圧部から準備室(13b)に移動させ、動作室(22b)は排気弁(23b)を開いて動作流体を高圧部に移動させ、ピストンの上死点にて1サイクルを完了させ、開いていた切替弁を閉じ、閉じていた切替弁を開いて動作エリアの構成を替え連続運転する、エンジン部を複数個つくり、それぞれのエンジン部の前記ピストン軸を相互に1サイクル÷ピストン軸数の時間差を設けて上下運動するようにリンクで連結し、共通の高圧部から複数のエンジン部の各補助室に動作流体が移動し、共通の低圧部から複数のエンジン部の各準備室に動作流体が移動する、断熱収縮型熱機関からなることを特徴とする(図4参照)。
The invention according to
以下、発明の内容を原理図に基づいて説明する。
図14イ、ロに断熱膨張型熱機関(以下単に膨張機関と称する)の原理図とPV線図を示し、図15イ、ロに断熱収縮型熱機関(以下単に収縮機関と称する)の原理図とPV線図を示す。PV図は両者を比較するため温度差を同じくした。しかし常温の空気や水を熱源とすると膨張機関の低温側温度保持は難しく、図12,13のように温度比は小さくなる。収縮機関は膨張機関と全く逆の構成となり動作流体の変化も逆になる。図18に熱回収用熱交換器(以下、熱回収器と称する)の原理図を示す。エネルギ変換システムはエンジン部と熱交換部からなり両者を配管でつなぐ。図14イは膨張機関、図15イは収縮機関の原理図を示し、ピストンが上死点で切替弁を開閉し下降行程を示す。シリンダ3個を直列に置き真ん中を動作室シリンダ20、両側を同じサイズの第1補助シリンダ10、第2補助シリンダ30とし、外部に加熱器1、冷却器2、熱回収器8を置き、膨張機関では補助シリンダの径より動作室シリンダの径を大きくし、ピストン行程容積比を断熱膨張比とする。収縮機関では補助シリンダの径より動作室シリンダの径を小さくし、ピストン行程容積比を断熱収縮比とする。各シリンダには1本のピストン軸3に固定されたピストン11,21,31が付き、押し板47、ピストンリンク9を付ける。各シリンダは仕切板によって隔てられ、仕切板には動作流体の流れを変える切替弁と通気路をつける。切替弁はピストンと押し板47の上死点または下死点にて交互に押して開閉し、動作流体の流れを切り替える。加熱器1の属する系統を高圧部、冷却器2の属する系統を低圧部とする。装置は開放部のない全閉方式として動作流体は空気以外のガスも使用できる。
The contents of the invention will be described below based on the principle diagram.
14A and 14B show a principle diagram and PV diagram of an adiabatic expansion type heat engine (hereinafter simply referred to as an expansion engine), and FIGS. 15A and 15B show a principle of an adiabatic contraction type heat engine (hereinafter simply referred to as a contraction engine). Figure and PV diagram are shown. The PV diagram has the same temperature difference in order to compare the two. However, if normal temperature air or water is used as the heat source, it is difficult to maintain the low temperature side temperature of the expansion engine, and the temperature ratio becomes small as shown in FIGS. The contraction engine is completely opposite in configuration to the expansion engine, and the change in working fluid is also reversed. FIG. 18 shows a principle diagram of a heat recovery heat exchanger (hereinafter referred to as a heat recovery unit). The energy conversion system consists of an engine part and a heat exchange part, and connects both with piping. 14A shows the principle of the expansion engine, and FIG. 15A shows the principle of the contraction engine. The piston opens and closes the switching valve at the top dead center, and shows the lowering stroke. Three cylinders are placed in series, the middle is the operating
図18は熱回収器の原理を示す。熱回収器は重要な働きをするのでエネルギ変換システム全体の動作説明の前に説明する。本発明エネルギ変換システムは廃熱の全熱量回収を目的とする。熱力学の第2法則によると「熱はそれ自体で低温の物体から高温の物体に移れない」。これを言い換えると「熱は必ず高温物体から低温物体に移動する。熱の移動は両物体が同温になると止まる」ことになる。今抱き合わされた同じ断面積を持つ2本の管8がある。管内には動作流体があり、管相互の熱移動はできるが外界に対しての熱移動はないとする。管は環状につながり上方に加熱器1、下方に冷却器2がある。管の低温部にシリンダ・ピストン装置を置く。ピストン11を移動させ動作流体を移動させるとやがて管内は高温部から低温部まで温度は傾斜分布になる。ここでピストン11を準静的移動させると抱き合った各位置の管内温度差は限りなく0に近くなり、これを0と仮定すると隣接する位置の双方の単位容積当たりの質量は同じくなる。動作流体は循環していても高温部での加熱側温度と被加熱側温度の差は0となり加熱量も0になる。また低温部での冷却側温度と被冷却側温度の差も0になり冷却熱量も0になる。装置の上方は高温で質量は軽く、下方は低温で質量が重いので対流は起こらず質量移動もなく、容積変化もないので圧力変化もなくなる。実機ではピストンの移動は早く熱交換器の伝熱面積も有限であり双方の温度差は0にはならず、これを冷却器2、加熱器1で補う。隣接する熱交換部の加熱側、被加熱側の圧力が異なっても断面積を高圧側で狭く低圧側で広くし、その比を圧力比とすると隣接する質量が同じになる。
伝熱面積を大きくすると動作流体の変化は準静的変化に近づく。
FIG. 18 shows the principle of the heat recovery unit. Since the heat recovery unit plays an important role, it will be described before explaining the operation of the entire energy conversion system. The energy conversion system of the present invention aims to recover the total amount of waste heat. According to the second law of thermodynamics, "heat cannot move from a cold object to a hot object by itself". In other words, “heat always moves from a hot object to a cold object. Heat transfer stops when both objects reach the same temperature”. There are two
When the heat transfer area is increased, the change in the working fluid approaches a quasi-static change.
図14ロは膨張機関の動作流体の変化を表したPV線図である。図15ロは収縮機関の動作流体の変化を表したPV線図である。PV線図と合わせてエネルギ変換システムの動作を説明する。シリンダ3個とピストン3個で6室ができる。この室は上から順に第1補助室12、第1準備室13、第1動作室22、第2動作室27、第2準備室33、第2補助室32とする。この6室を切替弁の開閉により2室を連結して3つの動作エリアを作る。ピストンが上死点にあるとき、第1補助室12,第1動作室22,第2準備室33の容積は0である。第1準備室13(図14ロ、2・図15ロ、1)、第2動作室27(図14ロ、3・図15ロ、2)、第2補助室32(図14ロ、1orイ・図15ロ、3orイ)は全行程容積である。第1吐出弁15、第1給気弁16、第1排気弁23、第2通気弁29、第2吸入弁34を閉じ、その他の切替弁を開き、2室を連結して3つの動作エリアを作りピストンが下降し始める。
FIG. 14B is a PV diagram showing changes in the working fluid of the expansion engine. FIG. 15B is a PV diagram showing changes in the working fluid of the contraction engine. The operation of the energy conversion system will be described together with the PV diagram. Six cylinders are created with three cylinders and three pistons. This chamber is a first
第1準備室13と第1動作室22を第1通気弁24開で連結し、第1補助ピストン11と第1動作室ピストン21の受圧面積差でピストンを下降させ動作流体を膨張機関では断熱膨張(図14ロ、2→3)させ、収縮機関では断熱収縮(図15ロ、1→2)させる。
The
第2動作室27と第1補助室12を第2排気弁28開、第1吸入弁14開にて連結させるが、断熱変化する第1動作室22と第1準備室13のピストン背圧を同圧とし断熱変化を助け、第1動作室ピストン21、第1補助ピストン11下降にて膨張機関では膨張完了している第2動作室27の動作流体を押し出し熱回収器8の低圧部通路86を通し(図14ロ、3→1)、冷却器2を通して定圧流動冷却収縮し、収縮機関では収縮完了している第2動作室27の動作流体を押し出し熱回収器8の高圧部通路87を通し(図15ロ、2→3)、加熱器1を通して定圧流動加熱膨張し第1補助室12に入れる。
The second working
第2補助室32と同じシリンダの第2準備室33を第2吐出弁35開、第2給気弁36開にて連結させるが、膨張機関では第2吐出弁35開にて高圧部の管路から第2補助室32に動作流体を自由膨張により流入させ(図14ロ、1→イ)、高圧部と同圧とし、第2補助ピストン31下降ですぐに第2補助室32の動作流体を押し出し、熱回収器8の高圧部87を通し(図14ロ、イ→ロ)、加熱器1を通して加熱し(図14ロ、ロ→2)、第2準備室33に入れ自由注入昇圧後定圧流動加熱膨張する。収縮機関では第2吐出弁35開にて第2補助室32から低圧部の管路へ動作流体を自由膨張により流出させ(図15ロ、3→イ)、低圧部と同圧とし、第2補助ピストン31下降でそのまま第2補助室32の動作流体を押し出し、熱回収器8の低圧部86を通し(図15ロ、イ→ロ)、冷却器2を通して冷却し(図14ロ、ロ→1)、第2準備室33に入れ自由放出降圧後定圧流動冷却収縮する。この行程は第2補助ピストン31の両側が同圧であり外部仕事はなく、補助シリンダ、配管、熱回収器8、加熱器1または冷却器2の容積が変わらず定容変化ともいえる。ピストンが下死点になると第1補助室12(図14ロ、1→イ・図15ロ、3→イ)、第1動作室22(図14ロ、3・図15ロ、2)、第2準備室33(図14ロ、2・図15ロ、1)は全行程容積になり次行程の準備が完了する。
The second
膨張機関では断熱膨張行程のみが動作流体の閉空間膨張として外部仕事をする。
定圧流動冷却収縮する第2動作室23,第1補助室12から見ると低圧部全体は開放形の空間であり、動作流体は温度差のある不平衡系であり、ピストン移動に伴い自由収縮し断熱膨張動作を助ける。動作流体の質量は断熱膨張行程、冷却収縮行程、定容加熱行程の完了時において同一でなけねばならない。図14ロ、1→2は同容積で温度比が圧力比となり、図14ロ、2→3は断熱膨張で質量変化はなく、図14ロ、3→1は圧力が同じで温度比が容積比となり、1行程中、常に一定量の質量が移動する。図14ロ、1→2は見かけ上であり第2補助室32には動作流体が流入し、自由膨張昇圧し等温変化によりイ点に移り高圧になる。配管、熱回収器8、加熱器1の総容積に対して流入容積は非常に小さく高圧部はほとんど圧力低下しない。熱回収器8の高圧部温度差(図14ロ、イ→ロ)と低圧部温度差(図14ロ、1→3)は等しく、全熱量回収し冷却器2の熱交換(図14ロ、1→1)は理論上ない。しかしこのことは理論上損失を0としてのことであり実機は機械であるから損失は免れず熱交換に不平衡として現れ、この補正に冷却器2を置き、常時低温部の温度保持をさせるが、変圧過渡期や起動時の低温確保にも必要である。加熱量は図14ロ、ロ→2に示し、この温度差は断熱膨張による温度差図14ロ、3→ハと等しく、加熱量がそのまま外部仕事になり理論上熱効率100%の熱機関が出来る。この加熱器の加熱用流体は加熱を終えて温度を下げ放出されるが、加熱用の流体熱効率は含まない。膨張熱機関は高温側に加熱用熱源を必要とし、低温側は冷却熱量が少ないが温度差を作るのに冷却用熱源も必要としている。加熱用の流体熱効率を含めると熱効率は100%にはならない。
In an expansion engine, only the adiabatic expansion stroke performs external work as a closed space expansion of the working fluid.
When viewed from the second working
収縮機関では断熱収縮行程のみが動作流体の閉空間収縮としてピストンに力を及ぼす。定圧流動加熱膨張する第2動作室27,第1補助室12から見ると高圧部全体は開放形の空間であり、動作流体は温度差のある不平衡系であり、ピストン移動に伴い自由膨張し断熱収縮動作を助ける。動作流体の質量は断熱収縮行程、加熱膨張行程、定容冷却行程の完了時において同一でなけねばならない。図15ロ、1→2は断熱収縮で質量変化はなく、図15ロ、2→3は圧力が同じで温度比が容積比となり、3→1は同容積で温度比が圧力比となり、1行程中、常に一定量の質量が移動する。図15ロ、3→1は見かけ上であり補助室B32は動作流体が流出して自由膨張降圧し等温変化によりイ点に移り低圧になる。配管、熱回収器8、冷却器2の総容積に対して流入容積は非常に小さく低圧部はほとんど圧力上昇しない。熱回収器8の高圧部温度差(図15ロ、2→3)と低圧部温度差(図15ロ、ロ→イ)は等しく、全熱量回収し加熱器1の熱交換(図15ロ、イ→イ)は理論上ない。しかしこのことは理論上損失を0としてのことであり実機は機械であるから損失は免れず熱交換に不平衡として現れ、この補正に加熱器1を置き、常時高温部の温度保持をさせるが、変圧過渡期や起動時の高温確保にも必要である。冷却量は図15ロ、ロ→1に示し、この温度差は断熱収縮による温度差図15ロ、2→ハと等しく、冷却量がそのまま外部仕事になり理論上熱効率100%の熱機関が出来る。この冷却器の冷却用流体は冷却を終えて温度を上げ放出される。
In a contraction engine, only the adiabatic contraction stroke exerts a force on the piston as a closed space contraction of the working fluid. When viewed from the second working
膨張機関と収縮機関の特徴を比較してみる。両者とも最高温度と最低温度の温度比を圧力比としている。膨張機関では高温側の熱量が外部仕事になり高温の熱源が必要であり、低温側は温度保持のみである。従来の熱機関は膨張機関であり高温熱源を必要とし、熱回収分の熱量を捨てていたので非常に熱効率の悪い熱機関であった。収縮機関では低温側の熱量が外部仕事になり低温の熱源が必要であり、高温側は温度保持のみである。収縮機関は負荷に発電機を付け、加熱器を電気ヒーターにすると簡単に温度差が作れ温度調節が出来る。しかしヒーターは理論上は常時不要であるから熱効率を下げない。低温側は冷却熱量分外部出力になるが、これを常温の空気や水でまかなえる。また特別の高温熱源は不要であり、燃料等は不要となる。PV線図の温度差は膨張機関、収縮機関共に450K−300K=150Kであるが、断熱変化後の温度差は膨張機関と収縮機関で異なる。しかし両者は断熱変化前の容積と質量が異なり、膨張機関の補助シリンダ容積と、収縮機間の動作室シリンダ容積をを同じくし、膨張機関の動作室シリンダ容積と、収縮機関の補助シリンダ容積を同じくすると、断熱変化による外部出力は膨張機関、収縮機関共同じくなる。 Compare the characteristics of expansion and contraction engines. In both cases, the pressure ratio is the temperature ratio between the highest temperature and the lowest temperature. In an expansion engine, the amount of heat on the high temperature side is external work and a high temperature heat source is required, while the low temperature side only holds the temperature. The conventional heat engine is an expansion engine, which requires a high-temperature heat source, and discards the amount of heat recovered. In a contraction engine, the amount of heat on the low temperature side is external work and a low temperature heat source is required, and the high temperature side only holds the temperature. A shrinkage engine can be adjusted easily by creating a temperature difference by attaching a generator to the load and using an electric heater as the heater. However, since the heater is theoretically unnecessary at all times, the thermal efficiency is not lowered. On the low temperature side, the amount of cooling heat becomes an external output, which can be covered with air or water at normal temperature. In addition, no special high-temperature heat source is required, and no fuel or the like is required. The temperature difference in the PV diagram is 450K-300K = 150K for both the expansion engine and the contraction engine, but the temperature difference after the adiabatic change is different between the expansion engine and the contraction engine. However, the volume and mass before the adiabatic change are different, and the auxiliary cylinder volume of the expansion engine and the operating chamber cylinder volume between the contractors are the same, and the operating chamber cylinder volume of the expansion engine and the auxiliary cylinder volume of the contracting engine are the same. In the same way, the external output due to adiabatic change is the same for both expansion and contraction engines.
エンジン部の構造は3連シリンダ型のほかに2連シリンダ型がある。図16は2連シリンダ型膨張機関の原理図であり、図17は2連シリンダ型収縮機関の原理図である。2連シリンダ型は3連シリンダ型の動作室シリンダと動作室ピストンを2分した形である。3連シリンダ型ではエンジンのサイズが大きくなるので小型化を目的とする。2分したそれぞれのピストン軸を回転位相差180°とすれば3連シリンダ型と全く同じ動作をする。2連シリンダ型エンジン部は同じサイズの装置を複数個つくり、ピストンのクランク回転位相角を360°÷ピストン軸数とし、エンジン部を2個とすると360°÷2=180°とする。熱回収器を流れる動作流体は、2連シリンダエンジン部2個で3連シリンダエンジンと同じ働きをするが、1個でも運転できる。その場合動作流体の動きは間歇移動になるが、シリンダ容積より高圧部、低圧部の容積が充分に大きいので平滑化される。エンジン部を3個以上とすると動作流体はさらに平滑化され熱交換器の機能が充分に発揮される。2連シリンダ型にも増圧、減圧装置は必要であるが図15、図16には省略してある。エンジン部の構造説明は主として3連シリンダ型を説明し、2連シリンダ型に特別変わった所がある場合はその都度説明する。。 In addition to the triple cylinder type, the engine has a double cylinder type. FIG. 16 is a principle diagram of a dual cylinder type expansion engine, and FIG. 17 is a principle diagram of a dual cylinder type contraction engine. The double cylinder type is a triple cylinder type operating chamber cylinder and operating chamber piston divided into two. The triple cylinder type increases the size of the engine and is therefore aimed at miniaturization. If each piston shaft divided into two has a rotational phase difference of 180 °, the same operation as the triple cylinder type is performed. In the double cylinder type engine unit, a plurality of devices of the same size are manufactured, and the crank rotation phase angle of the piston is 360 ° ÷ the number of piston shafts, and when two engine units are used, 360 ° ÷ 2 = 180 °. The working fluid flowing through the heat recovery unit works in the same manner as a triple cylinder engine with two double cylinder engine units, but even one can be operated. In this case, the movement of the working fluid is intermittent, but is smoothed because the volume of the high pressure portion and the low pressure portion is sufficiently larger than the cylinder volume. When the number of engine parts is three or more, the working fluid is further smoothed and the function of the heat exchanger is fully exhibited. The double cylinder type also requires a pressure increase / decrease device, but is omitted in FIGS. 15 and 16. The structure of the engine part will be mainly explained for the triple cylinder type, and if there is a special change to the double cylinder type, it will be explained each time. .
エンジン部は仕切板で区切られたシリンダが数個直列につながり、仕切板につながる吸排気管の熱ひずみでシリンダの直線性を悪くする。そのため仕切板の外径を同じくし、ケーシングの内部寸法に合わせる。シリンダと仕切板は嵌め合いとする。シリンダとケーシングの間に空間を設け、この空間を高圧部または低圧部と同圧にするよう仕切板に通気孔を設ける。仕切板およびシリンダは一体のケースに填め込み、シリンダの繋ぎ目による歪みを是正させ、直線性をよくしてピストンの動きを円滑にする。吸排気管の熱応力をケーシングに持たせる。熱機関とケーシングとの間の空間により放熱防止させる。 In the engine part, several cylinders separated by a partition plate are connected in series, and the linearity of the cylinder is deteriorated by the thermal strain of the intake and exhaust pipes connected to the partition plate. Therefore, the outer diameter of the partition plate is made the same and matched with the internal dimension of the casing. The cylinder and the partition plate are fitted together. A space is provided between the cylinder and the casing, and a vent hole is provided in the partition plate so that the space has the same pressure as the high pressure portion or the low pressure portion. The partition plate and the cylinder are fitted into an integrated case, which corrects the distortion caused by the joint of the cylinder, improves the linearity, and makes the piston move smoothly. Give the casing the thermal stress of the intake and exhaust pipes. Heat is prevented by the space between the heat engine and the casing.
ピストンを取り付けるピストン軸には補助ピストン、動作室ピストンが付くほか、押し板、ピストンリンク等が付き、仕切板を貫通し摺動する。ピストンは切替弁を押す押し板機能も持たせ、ストロークを合わせ、位置がずれないようにする。このような理由でピストン軸に数個の摺動管を嵌め、摺動管と摺動管の間にピストン、押し板、ピストンリンクを嵌めて固定し、ピストン軸の両端からナットを付けて締め、ロックしてゆるまないようにする。 The piston shaft to which the piston is attached is provided with an auxiliary piston and an operating chamber piston, as well as a push plate, a piston link, etc., and slides through the partition plate. The piston also has a push-plate function that pushes the switching valve, and adjusts the stroke so that the position does not shift. For this reason, several sliding pipes are fitted on the piston shaft, and a piston, a push plate, and a piston link are fitted and fixed between the sliding pipes, and nuts are attached and tightened from both ends of the piston shaft. , Lock it so that it won't come loose.
補助ピストンの往復運動で補助室と準備室の行程エリアが重なり高温部と低温部が交互になることにより熱損失が増える。補助ピストンを大きくして行程エリアが重ならないようにして熱損失を抑える。補助ピストンを大きくするならば動作室ピストンも大きくする。ピストンはピストン軸に数個つき、往復でピストンヘッドとして働くため両面を平面にする。そのため厚みがあると重くなり機械的損失が出る。ピストンを軽くするためピストンを中空にする。エネルギ変換システムは変圧運転のため出力が大きくなるとシステムの圧力が高くなり、ピストン中空圧との差が大きくなりピストンを変形させる。そのためピストンの中空部を加圧してこれを防ぐ。上記の理由によりピストン軸表面に軸方向にみぞを設け、ピストン軸と摺動管との間に通気路を設け、押し板室とピストン中空部と通気路で結び、押し板室を低圧部または高圧部と結び加圧してピストン中空部を加圧する。 The reciprocating motion of the auxiliary piston overlaps the stroke area of the auxiliary chamber and the preparatory chamber, and the high temperature portion and the low temperature portion are alternated to increase heat loss. The auxiliary piston is enlarged so that the stroke areas do not overlap to reduce heat loss. If the auxiliary piston is enlarged, the operating chamber piston is also enlarged. Several pistons are attached to the piston shaft, and both sides are made flat because they reciprocate as piston heads. Therefore, if it is thick, it becomes heavy and mechanical loss occurs. To make the piston light, make the piston hollow. In the energy conversion system, when the output is increased due to the transformation operation, the pressure of the system is increased, and the difference from the piston hollow pressure is increased to deform the piston. Therefore, the hollow part of the piston is pressurized to prevent this. For the above reasons, a groove is provided in the axial direction on the surface of the piston shaft, an air passage is provided between the piston shaft and the sliding tube, and the push plate chamber and the piston hollow portion are connected by the air passage, and the push plate chamber is connected to the low pressure portion or the high pressure portion. To pressurize the piston hollow part.
ピストンはピストンヘッドを両側に持ち、さらにピストン軸に数個付きピストン摺動面への潤滑給油ができない。そのような理由でピストンは両ピストンヘッド側にピストンリングを持ち、その設置位置間隔をピストン移動距離より大きくし、シリンダの摺動面にピストンリングの摺動しない範囲をつくり、シリンダ外部より潤滑油の注入口および排出口をつくり、ピストンリングに挟まれたピストンとシリンダの間に一方から潤滑油を注入し他方から排出する。 The piston has a piston head on both sides, and several piston shafts cannot lubricate the piston sliding surface. For this reason, the piston has piston rings on both piston heads, the interval between the installation positions is larger than the piston travel distance, and the piston ring has a range where the piston ring does not slide. The injection port and the discharge port are made, and lubricating oil is injected from one side between the piston and the cylinder sandwiched between the piston rings and discharged from the other side.
仕切板は補助シリンダの両側に付き、仕切板には切替弁を設け、切替弁に出入りする動作流体の通気路をつくる。切替弁とその通気路はエンジン部の構造上、動作流体の入る方と出る方に分かれる。そのため流入側ブロックと流出側ブロックで2分すると、補助仕切板は吸入弁ブロックと吐出弁ブロックに分かれる。動作室仕切板は排気弁ブロックと給気弁ブロックに分かれる。動作室仕切板には通気弁が付き、両ブロックに等分に配置し、排気弁、給気弁の数に合わせる。弁の数は仕切板の面積と強度の許す限り多いほどよい。仕切板にはピストン軸が貫通し摺動する。そのため摺動管にリング状の軸封装置を付ける。エンジン部の組立は、ピストン軸に予め軸封装置を嵌めた摺動管とピストンを固定し、後にシリンダおよび仕切板を組み込む。上記の理由により仕切板は両面を平面とし内側を中空とする。中空部には切替弁を取り付け、通気路を設け動作流体を通し、通気路はシリンダに設けた開口部に合わせ外部とつなぐ。2分した仕切板は摺動管に付けた軸封装置を挟むようにして組み立てる。仕切板合わせ目には溝を設け、軸封装置の潤滑油管を通す。 The partition plate is attached to both sides of the auxiliary cylinder, and a switching valve is provided on the partition plate to create a ventilation path for the working fluid entering and exiting the switching valve. The switching valve and its air passage are divided into a direction where the working fluid enters and a direction where it exits due to the structure of the engine part. Therefore, when the inflow side block and the outflow side block are divided into two, the auxiliary partition plate is divided into an intake valve block and a discharge valve block. The operation chamber partition plate is divided into an exhaust valve block and an air supply valve block. The operating chamber partition plate is equipped with a vent valve, and it is equally placed on both blocks, and is matched to the number of exhaust valves and air supply valves. The number of valves is better as the area and strength of the partition plate allow. The piston shaft passes through the partition plate and slides. Therefore, a ring-shaped shaft seal device is attached to the sliding tube. For assembling the engine part, the piston is fixed to a sliding tube in which a shaft seal device is fitted in advance, and a cylinder and a partition plate are assembled later. For the above reason, the partition plate is flat on both sides and hollow on the inside. A switching valve is attached to the hollow portion, an air passage is provided to allow working fluid to pass, and the air passage is connected to the outside in accordance with an opening provided in the cylinder. The two-partition plate is assembled so as to sandwich the shaft seal device attached to the sliding tube. A groove is provided at the partition plate joint, and the lubricating oil pipe of the shaft seal device is passed through.
仕切板は切替弁のシリンダ室側空間が死空間になり、この空間が小さいほどエネルギー変換効率はよくなる。通気路側の空間は死空間にならない。切替弁はストロークを小さくし、開口部を大きくする相反する機能が要求される。エンジン部は温度差が小さくエネルギー密度も小さいため弁開閉の動力も小さくする。切替弁はピストンによりピストンの上死点または下死点で同時に開閉され、ストロークが大きいとピストンの上死点または下死点に達する以前から開き初め、閉止弁が開いている間に開く同時開の時期があり動作流体の素通しが起きる。そのため最小のストロークで最大の開口面積が要求され切替弁は大きくできない。 In the partition plate, the space on the cylinder chamber side of the switching valve becomes a dead space, and the smaller this space, the better the energy conversion efficiency. The space on the airway side does not become a dead space. The switching valve is required to have a conflicting function of reducing the stroke and increasing the opening. Since the engine part has a small temperature difference and a small energy density, the valve opening / closing power is also reduced. The switching valve is simultaneously opened and closed by the piston at the top dead center or bottom dead center of the piston. When the stroke is large, the switching valve starts to open before reaching the top dead center or bottom dead center of the piston, and opens simultaneously while the shut-off valve is open. There is a period of time, and the working fluid passes through. Therefore, the maximum opening area is required with the minimum stroke, and the switching valve cannot be enlarged.
切替弁の弁開時、吸入弁、給気弁は弁の両側は同圧であり、排気弁、通気弁は動作流体の流れる側のピストン位置が上死点または下死点であり、動作流体の流れは弁の死空間のみで少ない。吐出弁のみ弁開と同時に動作流体が流れ、すぐに外部配管と同圧になり動作流体はピストンの移動に従うようになる。弁閉の初めはピストンの上死点または下死点付近であり、動作流体の移動は少なく、弁閉になると開になった弁の影響で急激に差圧ができて弁を押す。上記の理由で切替弁は弁棒、弁箱、上下2個の弁棒ガイド、弁リングで構成する。弁棒には弁を付ける。弁箱は内部に弁座を設け、弁箱通気孔を設け、外側に溝を設け、弁の用途による通路を設け、弁リングと合わせて通気路を構成する。弁棒ガイドは弁棒の保持、ストッパ、摺動部の漏れを防ぐ。弁全体は仕切板に填め込まれ、ピストンは弁棒を交互に押して開閉し、弁閉止時弁側を高圧側とし、弁を弁座に押しつけるようにし、弁開時は弁をポケットに嵌るようにする。弁棒に棒状の磁石を埋め込み、弁ガイドに2個のリング状磁性体を埋め込み、弁棒がピストンによって押され一方に移動すると磁石とリング状磁性体が引き合うようにし、逆から押されるとこのリング状磁性体から磁石が離れ、他方のリング状磁性体に引かれて弁棒の位置を確保させる。弁棒が回転しても常に同じ性能を維持する。 When the switching valve is open, the suction valve and air supply valve have the same pressure on both sides of the valve, and the exhaust valve and vent valve have the top dead center or bottom dead center on the side where the working fluid flows. There is little flow in the dead space of the valve. When only the discharge valve is opened, the working fluid flows and immediately becomes the same pressure as the external pipe, and the working fluid follows the movement of the piston. The beginning of the valve closing is near the top dead center or the bottom dead center of the piston, and there is little movement of the working fluid. When the valve is closed, the pressure is suddenly increased due to the open valve, and the valve is pushed. For the above reasons, the switching valve is composed of a valve stem, a valve box, two upper and lower valve stem guides, and a valve ring. A valve is attached to the valve stem. The valve box is provided with a valve seat inside, provided with a valve box vent hole, provided with a groove on the outside, provided with a passage according to the use of the valve, and constitutes a vent path together with the valve ring. The valve stem guide prevents valve stem retention, stoppers and sliding parts from leaking. The whole valve is inserted into the partition plate, and the piston pushes the valve rod alternately to open and close, so that the valve side is the high pressure side when the valve is closed, and the valve is pressed against the valve seat, and when the valve is open, the valve fits in the pocket To. A rod-shaped magnet is embedded in the valve stem, and two ring-shaped magnetic bodies are embedded in the valve guide. When the valve rod is pushed by the piston and moved to one side, the magnet and the ring-shaped magnetic body attract each other. The magnet is separated from the ring-shaped magnetic body and pulled by the other ring-shaped magnetic body to secure the position of the valve stem. Even if the valve stem rotates, the same performance is always maintained.
速度が速くて質量の大きいピストンで弁棒を叩くと、ピストンが上死点または下死点でスピードが落ちていても弁棒に大きな力が働き切替弁を破損する。切替弁を押すピストンおよび押し板の当たり部分にプランジャーを埋め込み、プランジャーは押し込まれているときピストンヘッドの高さ以下とし、飛び出しているときはピストンヘッドよりやや高くし、ピストン移動が後半でスピードが落ちてくるとプランジャーは慣性で飛び出し、ピストンに先行して切替弁の弁棒を押す。プランジャーは質量が小さく弁棒への衝撃を小さくする。ピストン、押し板およびピストンリンクは摺動管と嵌め合い部をつくり相互の位置がずれないようにし、プランジャーが確実に弁棒を押すようにする。 When the valve stem is hit with a piston with high speed and high mass, even if the piston is slowing down at top dead center or bottom dead center, a large force is applied to the valve stem and the switching valve is damaged. A plunger is embedded in the contact area of the piston and push plate that pushes the switching valve, and when the plunger is pushed in, it is below the height of the piston head, when it is popping out, it is slightly higher than the piston head, and the piston moves in the second half. When the speed drops, the plunger pops out by inertia and pushes the valve stem of the switching valve ahead of the piston. The plunger has a small mass and reduces the impact on the valve stem. The piston, push plate, and piston link make a mating part with the sliding tube so that they are not displaced from each other, and the plunger reliably pushes the valve stem.
本発明の熱回収器8の構造を図11に示す。熱回収器8は熱交換ユニット85を数枚重ねて必要熱交換面積とし、熱交換ユニット85内部を低圧部通路86とし、外部を高圧部通路87とし、全体を耐圧ケース90に納める。動作流体は低圧部の全量を高圧部に向流として流し、両者の質量および熱量が常に同量熱回収板80の両側に有るように高圧部通路87より低圧部通路86の間隔を大きくしその比を圧力比とする。両者の熱交換時間を同じくすることにより排気熱量全量熱回収する。
The structure of the
熱交換ユニットをブロックにして耐圧ケースに納める。ブロックは熱交換ユニットを数枚重ね、全体をボルトで締めて作る。ボルトは低圧側動作流体を通す入口、出口ヘッダの中を通すが、側板、出入口セットのすべてを一括して締める。熱交換ユニットは内部に低圧部通気路の空間ができるようにした2枚の熱交換板を袋状にし、全周を圧封し、動作流体の入口および出口部分はスリットのできるヘッダースペーサを挟み、ユニットを重ねて高圧部の動作流体通路を確保し、熱交換ユニット内部および外部にはスペーサを入れて変形を防ぐようにする。ヘッダスペーサは2枚合わせて周囲に孔またはスリットができるように凹凸を付け、動作流体の通気路を確保し、入口・出口ヘッダ、熱交換板を含めて嵌め合いとする。熱交換板は高圧部と低圧部の差圧に耐えるようにし、板に波を付けることにより圧力変動に対処し、変形を防ぐほかに伝熱交換面積を増やし、動作流体の乱流を起こさせる。スペーサは差圧によって波付熱交換板が変形しないように波に合わせて製作し、常に動作流体の通る通路を確保する。耐圧ケースと側板の間の空間を均圧室とし、動作流体が均等に各通気路に出入りするようにする。耐圧ケースと接する熱交換ユニット端部は動作流体の流動を防ぐスペーサを填め、介物をして動作流体のショートパスを防ぐ。 Place the heat exchange unit in a block and place it in a pressure-resistant case. The block is made by stacking several heat exchange units and bolting the whole. The bolt passes through the inlet and outlet header through which the low-pressure side working fluid is passed, but all the side plates and the inlet / outlet set are tightened together. The heat exchanging unit has two heat exchanging plates that form a space for the low-pressure part air passage inside. The heat exchanging unit has a bag shape and is sealed all around. The working fluid inlet and outlet parts are sandwiched by slit-type header spacers. The units are stacked to ensure a working fluid passage in the high-pressure section, and spacers are inserted inside and outside the heat exchange unit to prevent deformation. The two header spacers are made uneven so that holes or slits can be formed around them, ensuring a working fluid vent, and including the inlet / outlet header and heat exchange plate. The heat exchange plate is designed to withstand the pressure difference between the high pressure and low pressure parts, and it is possible to cope with pressure fluctuations by corrugating the plate, to prevent deformation and increase the heat transfer exchange area, causing turbulent flow of the working fluid. . The spacer is manufactured according to the wave so that the waved heat exchange plate is not deformed by the differential pressure, and always ensures a passage through which the working fluid passes. The space between the pressure-resistant case and the side plate is a pressure equalizing chamber so that the working fluid enters and exits the air passages evenly. The end of the heat exchange unit that is in contact with the pressure-resistant case is filled with a spacer that prevents the flow of the working fluid, and serves as a medium to prevent a short path of the working fluid.
本発明のエネルギー変換システムは、エンジン部の断熱変化する容積比が機械的に固定され一定であるので、温度比も一定にして出力変動に対しては圧力を変化させる。温度一定に対して圧力を高くすれば質量が増えて熱量が増え、外部仕事が増える。逆に圧力を下げれば質量が減って熱量が減り、外部仕事が減る。熱機関の常温に近い位置に高圧タンクを昇圧自動弁を介してつなぎ、低圧タンクを降圧自動弁を介してつなぐ。昇圧自動弁を開くと高圧タンクから動作流体が熱機関内に入り昇圧し出力が増え、降圧自動弁を開くと熱機関から動作流体が低圧タンクに入り降圧し出力が減る。低圧タンクと高圧タンクの間に空気圧縮機を置き、常に低圧タンクの圧力が最低圧になっているように空気圧縮機を運転し出力制御する。高圧部に低圧タンクを、低圧部に高圧タンクをつなぐと変圧運転がより効果的になる。圧力は出力に応じて制御する。高圧タンクおよび低圧タンクは空気以外の動作流体を使用する時必要であるが、空気を除湿して使用する場合も必要である。 In the energy conversion system of the present invention, the volume ratio at which the adiabatic change of the engine unit is mechanically fixed and fixed, the temperature ratio is also fixed and the pressure is changed with respect to the output fluctuation. If the pressure is increased for a constant temperature, the mass increases, the amount of heat increases, and external work increases. Conversely, if the pressure is lowered, the mass is reduced, the amount of heat is reduced, and external work is reduced. A high pressure tank is connected to the heat engine at a temperature close to normal temperature via an automatic pressure increase valve, and a low pressure tank is connected via an automatic pressure reduction valve. When the boost automatic valve is opened, the working fluid enters the heat engine from the high pressure tank and the pressure is increased to increase the output. When the automatic pressure reducing valve is opened, the working fluid enters the low pressure tank from the heat engine and the pressure is lowered to reduce the output. An air compressor is placed between the low pressure tank and the high pressure tank, and the output is controlled by operating the air compressor so that the pressure in the low pressure tank is always the lowest. If a low pressure tank is connected to the high pressure section and a high pressure tank is connected to the low pressure section, the transformation operation becomes more effective. The pressure is controlled according to the output. The high-pressure tank and the low-pressure tank are necessary when a working fluid other than air is used, but are also necessary when dehumidifying air.
膨張機関は低温側は低温保持のみであり、高温側の加熱熱量が外部仕事になる。加熱流体は加熱器を加熱し、排気流体は温度を下げて排出される。加熱流体を常温の空気または水にすると常温の空気または水は温度を下げて排出される。外部負荷に発電機を置き、この電気で冷凍機を運転し低温側の温度を確保する。冷凍機による低温側温度は温度保持のみであり、常時の負荷は少ない。冷凍機蒸発器を冷却器とし低温熱源の温度差を確保し、加熱器を冷房熱交換器として運転し、発電量に見合った冷房が出来る。また膨張機関を発電専用とすると低温側温度が確保しにくく大きな温度差が得られない。冷房しながら発電できるのは今までの常識では考えられないことであるが、温度設定が高温側で常温まで下げ体温以下で運転されるからである。 The expansion engine is only kept at a low temperature on the low temperature side, and the amount of heating heat on the high temperature side becomes external work. The heating fluid heats the heater and the exhaust fluid is discharged at a reduced temperature. When the heating fluid is room temperature air or water, the room temperature air or water is discharged at a reduced temperature. A generator is placed on an external load, and the refrigerator is operated with this electricity to ensure a low temperature. The temperature on the low temperature side by the refrigerator is only temperature holding, and the load at normal times is small. The refrigerator evaporator is used as a cooler, the temperature difference between the low-temperature heat sources is secured, and the heater is operated as a cooling heat exchanger, so that cooling can be performed in accordance with the amount of power generation. If the expansion engine is exclusively used for power generation, it is difficult to secure a low temperature, and a large temperature difference cannot be obtained. Although it is unthinkable in the common sense that it is possible to generate power while cooling, it is because the temperature setting is lowered to room temperature on the high temperature side and is operated below body temperature.
収縮機関は高温側は高温保持のみであり、低温側の冷却熱量が外部仕事になる。冷却流体は冷却器を冷却し、排気流体は温度を上げて排出される。冷却流体を常温の空気または水にすると常温の空気または水は温度を上げて排出される。外部負荷に発電機を置き、この電気で電気ヒーターを加熱し高温側の温度を確保する。電気ヒーターによる高温側温度は温度保持のみであり、常時の負荷は少ない。電気ヒーターで高温側温度差を確保し、冷却器を暖房熱交換器として運転し、外部仕事とすると発電量に見合った暖房が出来る。また電気ヒーターによる暖房も合わせてできる。暖房に使う冷却流体と電気ヒーターが共に温度を上げる方向に働くので熱力学の法則に反しているようであるが、もし暖房される部屋が温度一定に保持されるならばそれは暖房している部屋の外側に同じ熱量が放出されているからである。放熱量が少ないならば温度が上昇し、高温側温度に近づき冷却温度が上昇し温度差が保てなくなり発電量が小さくなる。 In the contraction engine, the high temperature side can only hold the high temperature, and the cooling heat quantity on the low temperature side becomes the external work. The cooling fluid cools the cooler, and the exhaust fluid is discharged at an elevated temperature. When the cooling fluid is room temperature air or water, the room temperature air or water is discharged at an elevated temperature. A generator is placed on an external load, and the electric heater is heated with this electricity to ensure a high temperature. The temperature on the high temperature side with the electric heater is only temperature holding, and the load at all times is small. An electric heater ensures a high temperature side temperature difference, and the cooler is operated as a heating heat exchanger. It can also be heated with an electric heater. It seems to be against the laws of thermodynamics because both the cooling fluid used for heating and the electric heater work in the direction to raise the temperature, but if the room to be heated is kept at a constant temperature, it is the room that is heating This is because the same amount of heat is released outside. If the amount of heat radiation is small, the temperature rises, approaches the high temperature side temperature, the cooling temperature rises, the temperature difference cannot be maintained, and the power generation amount becomes small.
収縮機関について
収縮機関は負荷に発電機をつなぎ高温部に電気ヒーターを使い、温度制御がしやすく理論的に熱量0のため実機では損失も小さく、低温部は常温の空気、水が使用できるから何れの所でも使用可能であり燃料不要である。また全く公害になる物質は出ない。
膨張機関について
膨張機関は従来の熱機関に属する。膨張機関は高温の熱源を必要とし、加熱し終わった熱源の熱量は捨てられて損失となる。高温側の温源を常温の空気または水とすると低温側の温度を低くする必要がある。しかし低温側の温源は温度保持のみであり損失は少ないが、低温をつくるのが難しく温度差を大きくできない。
About the contraction engine The contraction engine uses a generator connected to the load and uses an electric heater in the high-temperature part. The temperature is easy to control and theoretically has no heat, so the loss is small in the actual machine, and air and water at normal temperature can be used in the low-temperature part. It can be used anywhere and no fuel is required. In addition, no substances will be polluted.
About expansion engines Expansion engines belong to conventional heat engines. The expansion engine requires a high-temperature heat source, and the amount of heat of the heat source that has been heated is discarded and lost. If the temperature source on the high temperature side is air or water at normal temperature, the temperature on the low temperature side needs to be lowered. However, the temperature source on the low temperature side is only holding the temperature and there is little loss, but it is difficult to create a low temperature and the temperature difference cannot be increased.
温度差は熱効率には影響せず、温度差が小さいと機関は大きくなり、温度差が大きいと機関を小型にできる。
加熱器、冷却器、熱回収器の容積が死空間とならないので熱交換面積を自由に選択できる。
冷却器、加熱器の負担が小さくなる。
膨張機関では冷房に使用できる。
3個のシリンダにあるピストンが1本のピストン軸により駆動され、装置が簡素になり機械損が低減される。
仕切板に切替弁が付くので死空間容積が小さい。
弁体は小さく、またピストンは中空であるため質量も小さく駆動動力が小さい。
ピストンで切替弁を開閉するので押し板以外の特別の弁開閉装置が不要。
切替弁は上死点または下死点付近で動作するので弁体に与える衝撃が小さい。
動作流体は大気に出ないので騒音が小さい。
ピストンの上昇中も、下降中も断熱行程がありトルクの脈動が低減される。
ピストンリンクの振れが少ないのでピストンの摺動摩擦が小さい。
The temperature difference does not affect the thermal efficiency. If the temperature difference is small, the engine becomes large, and if the temperature difference is large, the engine can be made small.
Since the volume of the heater, cooler, and heat recovery unit does not become a dead space, the heat exchange area can be freely selected.
The burden on the cooler and heater is reduced.
Can be used for cooling in expansion engines.
The pistons in the three cylinders are driven by one piston shaft, the device is simplified and the mechanical loss is reduced.
Since the switching plate is attached to the partition plate, the dead space volume is small.
Since the valve body is small and the piston is hollow, the mass is small and the driving power is small.
Since the switching valve is opened and closed with a piston, no special valve opening / closing device other than the push plate is required.
Since the switching valve operates near the top dead center or the bottom dead center, the impact applied to the valve body is small.
Since the working fluid does not go out to the atmosphere, noise is low.
There is an adiabatic stroke both when the piston is moving up and down, and torque pulsation is reduced.
Since the piston link has little runout, the sliding friction of the piston is small.
発明の実施の形態を実施例にもとずき図面を参照して説明する。図1は膨張機関、図2は収縮機関を示し請求の範囲を斜線で示したエンジン部の断面図であり、静止部分と可動部分を斜線の描き方で区別し、熱機関の動作説明のために駆動部および配管系統を含めた総合系統図である。ピストンは上下運動するものとし、管路の動作流体は実線はピストンが上死点を通過して下降中とする。弁の開閉状態はピストン下降中を示すが詳細は図14,図15により示す。点線は下死点を通過して上昇中とする。共通部分は実線で示す。 An embodiment of the invention will be described based on an example with reference to the drawings. FIG. 1 is an expansion engine, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the engine portion showing a contraction engine and the claims are hatched. The stationary part and the movable part are distinguished by the hatching method for explaining the operation of the heat engine. It is a comprehensive system diagram including a drive unit and a piping system. The piston is assumed to move up and down, and the working fluid in the pipeline is shown by the solid line that the piston passes through the top dead center and is descending. The open / close state of the valve indicates that the piston is being lowered, but the details are shown in FIGS. The dotted line passes the bottom dead center and rises. Common parts are indicated by solid lines.
図1の膨張機関はシリンダ3個を直列に置き、真ん中を動作室シリンダ20A、上下を同じサイズの第1補助シンダ10A,第2補助シリンダ30Aとし、ギャー室60Aに据え付け、押し板室48Aを設ける。外部に加熱器1、冷却器2、熱回収器8を置き、補助シリンダ10A、30Aの径より動作室シリンダ20Aの径を大きくし、ピストン行程容積比を断熱膨張比とする。各シリンダには1本のピストン軸3Aに固定されたピストン11A,21A,31Aが付き、押し板47A、ピストンリンク9Aを付ける。各シリンダは仕切板17A,18A,37A,38A,49Aによって隔てられ、仕切板17A,18A,37A,38Aには動作流体の通気路と切替弁14A,15A,16A,23A,24A,28A,29A,34A,35A,36Aをつける。切替弁はピストン11A,21A,31Aと押し板47Aの上死点または下死点にて交互に押して開閉し、動作流体の流れを切り替える。シリンダ3個とピストン3個で6室ができ、この室は上から順に第1補助室12A,第1準備室13A、第1動作室22A、第2動作室27A、第2準備室33A、第2補助室32Aとし、この6室を切替弁の開閉により2室を連結して3つの動作エリアを作る。
The expansion engine of FIG. 1 has three cylinders in series, the middle is an
ピストン11A,21A,31Aおよび押し板47Aがが上死点で第1吐出弁15A,第1給気弁16A,第1排気弁23A,第2通気弁29A,第2吸入弁34Aを閉じ、その他の切替弁を開く。第1通気弁24A開で第1準備室13Aと第1動作室22Aを連結し、第1補助ピストン11Aと第1動作室ピストン21Aの受圧面積差でピストンを下降させて動作流体を断熱膨張させる。第2排気弁28A開、第1吸入弁14A開にて第2動作室27Aと第1補助室12Aを連結し、第1動作室ピストン21A、第1補助ピストン11A下降にて膨張完了している第2動作室27Aの動作流体を押し出し熱回収器8の低圧部86を通し、冷却器2を通して冷却収縮し第1補助室12Aに入れる。また第2吐出弁35A開、第2給気弁36A開にて第2補助室32Aと第2準備室33Aを連結するが、第2吐出弁35A開にて高圧部の管路から第2補助室32Aに動作流体を自由膨張により流入させ、高圧部と同圧とし、第2補助ピストン31A下降ですぐに第2補助室32Aの動作流体を押し出し、熱回収器8の高圧部87を通し、加熱器1を通して加熱し、同じシリンダの第2準備室33Aに入れ定容加熱する。このように断熱膨張行程、冷却収縮行程、定容加熱行程の3行程同時に行う。ピストン11A,21A,31A下死点で開いていた切替弁14A,24A,28A,35A,36Aを閉じ、閉じていた切替弁15A,16A,23A,29A,34Aを開いて動作エリアの構成を替え、ピストン11A,21A,31A上昇中も断熱膨張、冷却収縮、定容加熱の3行程同時に行い連続運転する。
The
図2の収縮機関はシリンダ3個を直列に置き、真ん中を動作室シリンダ20B、上下を同じサイズの第1補助シンダ10B,第2補助シリンダ30Bとし、ギャー室60Bに据え付け、押し板室48Bを設ける。外部に加熱器1、冷却器2、熱回収器8を置き、補助シリンダ10B、30Bの径より動作室シリンダ20Bの径を小さくし、ピストン行程容積比を断熱収縮比とする。各シリンダには1本のピストン軸3Bに固定されたピストン11B,21B,31Bが付き、押し板47B、ピストンリンク9Bを付ける。各シリンダは仕切板17B,18B,37B,38B,49Bによって隔てられ、仕切板17B,18B,37B,38Bには動作流体の通気路と切替弁14B,15B,16B,23B,24B,28B,29B,34B,35B,36Bをつける。切替弁はピストン11B,21B,31Bと押し板47Bの上死点または下死点にて交互に押して開閉し、動作流体の流れを切り替える。シリンダ3個とピストン3個で6室ができ、この室は上から順に第1補助室12B,第1準備室13B、第1動作室22B、第2動作室27B、第2準備室33B、第2補助室32Bとし、この6室を切替弁の開閉により2室を連結して3つの動作エリアを作る。
The contraction engine of FIG. 2 has three cylinders in series, the middle is an
ピストン11B,21B,31Bおよび押し板47Bがが上死点で第1吐出弁15B,第1給気弁16B,第1排気弁23B,第2通気弁29B,第2吸入弁34Bを閉じ、その他の切替弁を開く。第1通気弁24B開で第1準備室13Bと第1動作室22Bを連結し、第1補助ピストン11Bと第1動作室ピストン21Bの受圧面積差でピストンを下降させて動作流体を断熱収縮させる。第2排気弁28B開、第1吸入弁14B開にて第2動作室27Bと第1補助室12Bを連結し、第1動作室ピストン21B、第1補助ピストン11B下降にて収縮完了している第2動作室27Bの動作流体を押し出し熱回収器8の低圧部86を通し、冷却器2を通して冷却収縮し第1補助室12Bに入れる。また第2吐出弁35B開、第2給気弁36B開にて第2補助室32Bと第2準備室33Bを連結するが、第2吐出弁35B開にて低圧部の管路に第2補助室32Bの動作流体を自由膨張により放出し、低圧部と同圧とし、第2補助ピストン31A下降でそのまま第2補助室32Aの動作流体を押し出し、熱回収器8の低圧部86を通し、冷却器2を通して冷却し、同じシリンダの第2準備室33Bに入れ定容冷却する。このように断熱収縮行程、加熱膨張行程、定容冷却行程の3行程同時に行う。ピストン11B,21B,31B下死点で開いていた切替弁14B,24B,28B,35B,36Bを閉じ、閉じていた切替弁15B,16B,23B,29B,34Bを開いて動作エリアの構成を替え、ピストン11B,21B,31B上昇中も断熱収縮、加熱膨張、定容冷却の3行程同時に行い連続運転する。
When the
図3の2連シリンダ膨張機関は同じサイズの第1エンジン部と第2エンジン部の2個つくり、ギャー室60aに据え付け、エンジン部はシリンダ2個を直列に置き、上を補助シンダ,下を動作室シリンダとし、押し板室を設ける。外部に加熱器1、冷却器2、熱回収器8を置き、補助シリンダの径より動作室シリンダの径を大きくし、ピストン行程容積比を断熱膨張比とする。各シリンダには1本のピストン軸に固定されたピストンが付き、押し板、ピストンリンクを付ける。エンジン部が2個であるからピストンリンクの回転位相角は360°÷2=180°とする。各補助シリンダは仕切板によって隔てられ、仕切板には動作流体の通気路と切替弁をつける。切替弁はピストンと押し板の上死点または下死点にて交互に押して開閉し、動作流体の流れを切り替える。第1エンジン部の構成要素の名称に第1を付け、第2エンジン部の構成要素の名称に第2を付ける。補助シリンダと補助ピストンで2室ができ、動作室シリンダと動作室ピストンで1室ができ、エンジン部が2個で6室ができる。この室は上から順に第1エンジン部では第1補助室12a,第1準備室13a、第1動作室22aとなり、第2エンジン部では上から順に第2補助室32a,第2準備室33a、第2動作室27aとなり、この6室を切替弁の開閉により2室を連結して3つの動作エリアを作る。
The two-cylinder expansion engine shown in FIG. 3 has two first and second engine parts of the same size, and is installed in the gear chamber 60a. The engine part has two cylinders arranged in series, with the upper cinder and the lower A push plate chamber is provided as an operating chamber cylinder.
第1補助ピストン11a,第1動作室ピストン21aが上死点、第2補助ピストン31aおよび押し板47aがが下死点で第1吐出弁15a,第1給気弁16a,第1排気弁23a,第2通気弁29a,第2吸入弁34aを閉じ、その他の切替弁を開く。第1通気弁24a開で第1準備室13aと第1動作室22aを連結し、第1補助ピストン11aと第1動作室ピストン21aの受圧面積差で第1エンジン部のピストンを下降させて動作流体を断熱膨張させ、第2エンジン部のピストンを上昇させる。第2排気弁28a開、第1吸入弁14a開にて第2動作室27aと第1補助室12aを連結し、第2動作室ピストン26a上昇にて膨張完了している第2動作室27aの動作流体を押し出し熱回収器8の低圧部86を通し、冷却器2を通して冷却収縮し第1補助室12aに入れる。また第2吐出弁35a開、第2給気弁36a開にて第2補助室32aと第2準備室33aを連結するが、第2吐出弁35a開にて高圧部の管路から第2補助室32aに動作流体を自由膨張により流入させ、高圧部と同圧とし、第2補助ピストン31a上昇ですぐに第2補助室32aの動作流体を押し出し、熱回収器8の高圧部87を通し、加熱器1を通して加熱し、同じシリンダの第2準備室33aに入れ定容加熱する。このように第1ピストン下降で断熱膨張行程、第2ピストン上昇で定容加熱行程、両ピストンの共同作業で冷却収縮行程の3行程を同時に行う。第1ピストン11a,21aが下死点、第2ピストン26a,31a上死点で開いていた切替弁14a,24a,28a,35a,36aを閉じ、閉じていた切替弁15a,16a,23a,29a,34aを開いて動作エリアの構成を替え第2ピストン下降で断熱膨張行程、第1ピストン上昇で定容加熱行程、両ピストンの共同作業で冷却収縮行程の3行程同時に行い連続運転する。
The first auxiliary piston 11a, the first
図4の2連シリンダ収縮機関は同じサイズの第1エンジン部と第2エンジン部の2個つくり、ギャー室60bに据え付け、エンジン部はシリンダ2個を直列に置き、上を補助シンダ,下を動作室シリンダとし、押し板室を設ける。外部に加熱器1、冷却器2、熱回収器8を置き、補助シリンダの径より動作室シリンダの径を小さくし、ピストン行程容積比を断熱収縮比とする。各シリンダには1本のピストン軸に固定されたピストンが付き、押し板、ピストンリンクを付ける。エンジン部が2個であるからピストンリンクの回転位相角は360°÷2=180°とする。各補助シリンダは仕切板によって隔てられ、仕切板には動作流体の通気路と切替弁をつける。切替弁はピストンと押し板の上死点または下死点にて交互に押して開閉し、動作流体の流れを切り替える。第1エンジン部の構成要素の名称に第1を付け、第2エンジン部の構成要素の名称に第2を付ける。補助シリンダと補助ピストンで2室ができ、動作室シリンダと動作室ピストンで1室ができ、エンジン部が2個で6室ができる。この室は上から順に第1エンジン部では第1補助室12b,第1準備室13b、第1動作室22bとなり、第2エンジン部では上から順に第2補助室32b,第2準備室33b、第2動作室27bとなり、この6室を切替弁の開閉により2室を連結して3つの動作エリアを作る。
The two-cylinder contraction engine of FIG. 4 is made up of two first engine parts and second engine parts of the same size, and is installed in the gear chamber 60b. The engine part places two cylinders in series, the upper is an auxiliary cinder and the lower is A push plate chamber is provided as an operating chamber cylinder.
第1補助ピストン11b,第1動作室ピストン21bが上死点、第2補助ピストン31bおよび押し板47bがが下死点で第1吐出弁15b,第1給気弁16b,第1排気弁23b,第2通気弁29b,第2吸入弁34bを閉じ、その他の切替弁を開く。第1通気弁24b開で第1準備室13bと第1動作室22bを連結し、第1補助ピストン11bと第1動作室ピストン21bの受圧面積差で第1エンジン部のピストンを下降させて動作流体を断熱収縮させ、第2エンジン部のピストンを上昇させる。第2排気弁28b開、第1吸入弁14b開にて第2動作室27bと第1補助室12bを連結し、第2動作室ピストン26b上昇にて収縮完了している第2動作室27bの動作流体を押し出し熱回収器8の高圧部87を通し、加熱器1を通して加熱膨張し第1補助室12bに入れる。また第2吐出弁35b開、第2給気弁36b開にて第2補助室32bと第2準備室33bを連結するが、第2吐出弁35b開にて第2補助室32bから低圧部の管路に動作流体を自由膨張により放出させ、低圧部と同圧とし、第2補助ピストン31b上昇でそのまま第2補助室32bの動作流体を押し出し、熱回収器8の低圧部86を通し、冷却器2を通して冷却し、同じシリンダの第2準備室33bに入れ定容冷却する。このように第1ピストン下降で断熱収縮行程、第2ピストン上昇で定容冷却行程、両ピストンの共同作業で加熱膨張行程の3行程を同時に行う。第1ピストン11b,21bが下死点、第2ピストン26b,31b上死点で開いていた切替弁14b,24b,28b,35b,36bを閉じ、閉じていた切替弁15b,16b,23b,29b,34bを開いて動作エリアの構成を替え第2ピストン下降で断熱収縮行程、第1ピストン上昇で定容冷却行程、両ピストンの共同作業で加熱膨張行程の3行程同時に行い連続運転する。
The first auxiliary piston 11b and the first
図1と図2は製作上の構造はほとんど変わらず、機能上の構成のみが変わる。また図3と図4の2連シリンダエンジン部も同じようにつくられるので製作上の構造はほとんど変わらない。 1 and 2 are almost the same in manufacturing structure, only in functional configuration. Also, since the dual cylinder engine portion of FIGS. 3 and 4 is produced in the same manner, the construction structure is almost the same.
以下、共通に説明する場合にはA,B、a,bの符号をとって記載する。
図1および図2は4個の仕切板17,18,37,38の外径を同じくし、ケーシング6の内部寸法に合わせる。シリンダ10,20,30と仕切板17,18,37,38とは嵌め合いとする。シリンダ10,20,30とケーシング6との間に空間を設け、この空間を高圧部または低圧部と同圧にするよう仕切板の通気路に通気口62を設ける。円筒部より駆動部までを一体のケーシング6に填め込み、シリンダ10,20,30の繋ぎ目による歪みを是正させ、直線性をよくしてピストン11,21,31の動きを円滑にする。吸排気管の熱応力をケーシング6に持たせる。シリンダ10,20,30とケーシング6との間の空間により放熱防止させる。ギャー室仕切板49は押し板室48とギャー室60を区分する。
In the following description, A, B, a, and b are used in common description.
1 and 2 have the same outer diameter of the four
図1,図2にはピストン11,21,31とその固定の方法および中空部への加圧方法も示す断面図でもある。ピストン11,21,31はピストン軸3に付き、往復でピストンヘッドとして働くため両面を平面にし、ピストンを中空にする。ピストン中空部を加圧して変形を防ぐ。上記の理由によりピストン軸3表面に軸方向にみぞを設け、摺動管4との間に通気路を設け、押し板室48とピストン中空部と通気路で結び、押し板室48に加圧してピストン中空部を加圧する。補助仕切板B39の通気路に押し板室48に通ずる孔を開け高圧部または低圧部に通ずる。押し板室48には溜まった潤滑油を排出する排出弁を取り付ける。
1 and 2 are also cross-sectional views showing the
図5はピストン摺動面の潤滑系統を示す。ピストン11,21,31は両ピストンヘッド側にピストンリング5を持ち、その設置位置間隔をピストン移動距離より大きくし、シリンダ10,20,30の摺動面にピストンリング5の摺動しない範囲をつくり、シリンダ外部より潤滑油の注入口および排出口をつくる。ピストンリング5に挟まれたピストン11,21,31とシリンダ10,20,30の間に一方から潤滑油を注入し他方から排出する。潤滑油は給油ポンプ70により潤滑給油管71を通って潤滑油ヘッダー72に押し上げられ、潤滑配油管73により各ピストンの摺動面および軸封装置78に配られ、出てきた潤滑油は潤滑排油管76を通ってピストンオイルタンク77に入り給油ポンプ70により吸い上げられ循環する。ピストンオイルタンク77と潤滑油ヘッダ72は導圧管75によって同圧とし、空間部圧力調整をし、過剰な潤滑油は越流管74を通ってピストンオイルタンク77に帰る。導圧管75は低圧部86または高圧部87につなぐ。
FIG. 5 shows a lubrication system for the piston sliding surface. The
図6は各仕切板を代表して第1動作室仕切板18を第1準備室13側から見た図である。内部通気路等は点線で示してある。第1給気弁16ブロックと、第1排気弁23ブロックとして2分割した。第1給気弁16と、第1排気弁23は各ブロックに同数設置し、第1通気弁24は両ブロックに等分に配置することにより3種類の弁の数をおおよそ等分に配置する。第2動作室仕切板38は第1動作室仕切板18と全く同じである。第1補助仕切板17は第1動作室仕切板18と弁の配置は同じであり、通気弁はなく第1吐出弁15ブロックと第1吸入弁14ブロックとする。通気路はそれぞれの弁の用途によってつくる。また第2補助仕切板37は第1補助仕切板17と全く同じである。仕切板17,18,37,38は板の両面を平面とし、内側を中空とする。中空部には切替弁を取り付け動作流体を通し、通気路はケーシング6に設けた開口部にあわせ外部とつなぎ、切替弁の取り付け位置と通気路を含めて流入側ブロックと流出側ブロックで2分し、摺動管4に付けた軸封装置78を挟むようにして組み立てる。仕切板の合わせ目には溝を設け、軸封装置78の潤滑油管73,76を通す。
FIG. 6 is a view of the first operation
図7イは切替弁の断面を示す。切替弁14,15,16,23,24,28,29,34,35,36は弁棒50、弁箱51、第1弁棒ガイド52、第2弁棒ガイド53、弁リング57の5点で構成する。弁棒50には弁を付け、弁箱51は内部に弁座を設け、外側に通ずる弁箱通気孔56を設け、弁棒ガイド52,53は弁棒50の保持、ストッパ、摺動部の漏れを防ぎ、全体は仕切板に填め込まれる。弁箱通気孔56は弁箱の周囲に上側と下側の2段にあけ、弁箱通気孔からシリンダ室または外部通気路に通ずる通気路は弁箱の外側に溝をつけ、弁リング57と合わせて用途による通気路を構成する。切替弁はピストンにより交互に押されて開閉する。弁閉止時弁側を高圧側とし、弁を弁座に押しつけるようにし、弁開時は弁がポケットに嵌るようにし、弁棒を押して開閉する以外弁棒が移動しないようにする。さらに弁棒50に棒状の磁石54を埋め込み、第1弁ガイド52に2個のリング状磁性体55を埋め込み、弁棒50がピストンによって押され一方に移動すると磁石54とリング状磁性体55が引き合うようにし、逆から押されるとこのリング状磁性体56から磁石55が離れ、他のリング状磁性体56に引かれて弁棒50の位置を確保させる。図7ロは棒状磁石54とリング状磁性体55の平面的な相互の関係図である。磁石54は弁棒に埋め込まれ開閉動作をするうちに回転しても、磁性体がリング状のためどの方向も同じ性能を維持する。
FIG. 7A shows a cross section of the switching valve. The switching
図7イはピストンヘッドのプランジャー断面をも示す。切替弁を押すピストン11,21,31および押し板47の弁棒50との当たり部分にプランジャー58を埋め込む。プランジャー58は押し込まれているときピストンヘッドの高さ以下とし、飛び出しているときはピストンヘッドよりやや高くし、プランジャー58がピストンに先行して切替弁の弁棒50を押し、ピストンの上死点または下死点で確実に弁棒50を押す。ピストン11,21,31、押し板47およびピストンリンク9は摺動管4と嵌め合い部をつくり相互の位置がずれないようにする。
FIG. 7a also shows the plunger cross-section of the piston head. A
図8は切替弁の外形図を示す。図8イは弁箱通気孔を上下2段とし仕切板の通気路が上下交錯しない所に使用する。図8ロは弁箱通気孔56を上下2段とし仕切板の通気路が上下交錯する所に使用する。弁箱通気路は半減するが仕切板の通気路面積を大きくすることにより流通抵抗を小さくする。 FIG. 8 shows an external view of the switching valve. In FIG. 8A, the valve box ventilation holes are arranged in two upper and lower stages and used in a place where the ventilation passages of the partition plate do not cross up and down. In FIG. 8B, the valve box ventilation holes 56 are arranged in two upper and lower stages and used in a place where the ventilation passages of the partition plates cross each other. Although the valve box air passage is halved, the flow resistance is reduced by increasing the air passage area of the partition plate.
図9は膨張機関の補助仕切板17,18の切替弁に特定した断面図である。弁の開閉状態は図1および図3に合わせピストンが上死点で下から押した状態である。仕切板の左側が高圧部となり右側が低圧部となる。矢印は弁開時の動作流体の流れの方向を示す。第1吐出弁15,第1給気弁16,第1排気弁23が閉を示し、第1吸入弁14,第1通気弁24が開となる。
FIG. 9 is a cross-sectional view specific to the switching valve of the
図10は収縮機関の補助仕切板17,18の切替弁に特定した断面図である。弁の開閉状態は図2および図4に合わせピストンが上死点で下から押した状態である。仕切板の右側が高圧部となり左側が低圧部となる。矢印は弁開時の動作流体の流れの方向を示す。第1吐出弁15,第1給気弁16,第1排気弁23が閉を示し、第1吸入弁14,第1通気弁24が開となる。
FIG. 10 is a cross-sectional view specific to the switching valve of the
図11イは熱回収器8の断面構造を示し、図11ロは熱交換ユニットと波付熱交換板80の平面構造を示す。図10ハはヘッダ部の断面図を示す。図10ニは熱交換部分の分解図である。熱回収器8は熱交換ユニット85を数枚重ねて必要熱交換面積とし、熱交換ユニット85内部を低圧部通路86とし、外部を高圧部通路87とし、全体を耐圧ケース90に納める。動作流体は低圧部の全量を高圧部に向流として流し、両者の質量および熱量が常に同量熱回収板の両側に有るように高圧部通路87より低圧部通路86の間隔を大きくしその比を圧力比とする。両者の熱交換時間を同じくすることにより排気熱量全量熱回収する。
11A shows a cross-sectional structure of the
熱交換ユニット85をブロックにして耐圧ケース90に納める。ブロックは熱交換ユニット85を数枚重ね、全体をボルトで締めて作る。ボルトは低圧側動作流体を通す入口、出口ヘッダ82の中を通すが、側板89、出入口セット88のすべてを一括して締める。熱交換ユニット85は両端に入口・出口ヘッダ82を設け、間に低圧部通路を確保するスペーサ81を置き、両面から波付熱交換板80を張り付け、周囲の合わせ目をU字板84で挟んで圧封する。入口・出口ヘッダ82はヘッダスペーサ83を挟み、縁を折り曲げた2枚の板で作り、合わせ目に動作流体を通すスリットを設ける。ヘッダスペーサ83は2枚合わせて周囲に孔またはスリットができるように凹凸を付け、低圧部通路86を確保し、入口・出口ヘッダ82、波付熱交換板80を含めて嵌め合いとする。波付熱交換板80は高圧部と低圧部の差圧に耐えるようにし、板に波を付けることにより圧力変動に対処し、変形を防ぐほかに伝熱交換面積を増やす。スペーサ81は差圧によって波付熱交換板80が変形しないように波に合わせて製作し、常に低圧部通路86を確保する。耐圧ケース90と側板89の間の空間を均圧室91,92,95,96とし、動作流体が均等に各通気路に出入りするようにする。耐圧ケース90と接触する熱交換ユニット85端部は低圧部、高圧部共スペーサ81を填め、動作流体のショートパスを防ぐ。
The
図12、13、14、15のイは当発明のエネルギ変換システムの応用であり、温度条件を変えた基本的な系統図である。ロはそのPV線図であり参考温度を示してある。図12、13、14は膨張機関であり、図15は収縮機関である。図14は図15との比較図であり温度比を統一してある。 12, 13, 14, 15 are applications of the energy conversion system of the present invention and are basic system diagrams in which temperature conditions are changed. B is a PV diagram showing a reference temperature. 12, 13 and 14 are expansion engines, and FIG. 15 is a contraction engine. FIG. 14 is a comparison diagram with FIG. 15, and the temperature ratio is unified.
図12は膨張機関として安定した低温熱源および高温熱源がある場合である。加熱器1、熱回収器8、冷却器2はそれぞれ独立に据える。高温源は温泉等を利用し、冷温源は河川水等を利用する。この方式は外乱等による温度変化があり温度比補正は難しい。
FIG. 12 shows a case where there is a stable low temperature heat source and high temperature heat source as an expansion engine. The
図13は膨張機関として低温側熱源を冷凍機100により作り蒸発器を熱回収器8の底部に冷却器2として据え、温度比を大きくして出力を増す。加熱器1を室内におけば冷房しながら発電できる。温度比は高温側を基準として調節も比較的簡単に出来る。外部仕事は常温の熱源であり損失も少ないが温度差は大きくできない。
In FIG. 13, a low-temperature side heat source as an expansion engine is made by the
図14は膨張機関として低温側熱源を常温の空気や水により作り熱回収器8の底部に冷却器2として据え、高温源をボイラによりつくり温度比を大きくし、加熱器1を熱回収器8の出口に置く。この熱機関の高温加熱流体は加熱後そのまま放出し損失が多い。この方式は従来の熱機関の方式であり、高温高圧の動作流体を断熱膨張させて外部仕事を得る熱機関である。エネルギ変換システムの熱効率が100%になっても総合熱効率は100%にならず、また燃料が必要である。
In FIG. 14, a low temperature side heat source as an expansion engine is made of room temperature air or water and placed at the bottom of the
図15は収縮機関として低温側熱源を常温の空気や水により作り熱回収器8の底部に冷却器2として据え、高温源は熱機関出力に発電機を付け電気ヒーターにより温度制御する。この方式は温度比を高くすることが出来、且つ熱回収が出来て損失も少なく、燃料不要の熱機関である。
In FIG. 15, a low temperature side heat source is made as a contraction engine by air or water at normal temperature and is installed as a
熱機関の動作流体圧力は常温に近い動作流体通路に高圧タンク113を昇圧自動弁114を介してつなぎ、低圧タンク111を降圧自動弁110を介してつなぐ。昇圧自動弁114を開くと高圧タンク113の流体が熱機関内に入り昇圧し出力が増え、降圧自動弁110を開くと熱機関の動作流体が低圧タンク111に入り降圧し出力が減る。低圧タンク111と高圧タンク113の間に空気圧縮機112を置き、常に低圧タンク111の圧力が最低圧になっているように空気圧縮機112を運転する。図1は熱回収器8と冷却器2の間の低圧部に空気の昇降圧出入口を一括してつないだ系統図である。図2、図11、図13、図14は熱回収器8の低圧部出口に昇圧自動弁114を介して高圧タンク113をつなぎ、熱回収器8の高圧部入口に降圧自動弁110を介して低圧タンク111をつないだ系統図である。図12は熱回収器8の低圧部入口に昇圧自動弁114を介して高圧タンク113をつなぎ、加熱器1出口の高圧部に降圧自動弁110を介して低圧タンク111をつないだ系統図である。
The working fluid pressure of the heat engine is such that the high-
1 加熱器
2 冷却器
3 ピストン軸
4 摺動管
5 ピストンリング
6 ケーシング
8 熱回収用熱交換器
9 ピストンリンク
10 第1補助シリンダ
11 第1補助ピストン
12 第1補助室
13 第1準備室
14 第1吸入弁
15 第1吐出弁
16 第1給気弁
17 第1補助室仕切板
18 第1動作室仕切板
20 第1動作室シリンダ
21 第1動作室ピストン
22 第1動作室
23 第1排気弁
24 第1通気弁
25 第2動作室シリンダ
26 第2動作室ピストン
27 第2動作室
28 第2排気弁
29 第2通気弁
30 第2補助シリンダ
31 第2補助ピストン
32 第2補助室
33 第2準備室
34 第2吸入弁
35 第2吐出弁
36 第2給気弁
37 第2補助室仕切板
38 第2動作室仕切板
47 押し板
48 押し板室
49 ギャー室仕切板
50 弁棒
51 弁箱
52 第1弁棒ガイド
53 第2弁棒ガイド
54 磁石
55 リング状磁性体
56 弁箱通気孔
57 弁リング
58 プランジャー
60 ギャー室
62 通気口
63 ピストン通気路
65 ギャーボックス
66 動力軸
67 第1アーム歯車
68 第2アーム歯車
69 タイロッド
70 給油ポンプ
71 潤滑給油管
72 潤滑油ヘッダ
73 潤滑配油管
74 越流管
75 導圧管
76 潤滑排油管
77 ピストンオイルタンク
78 軸封装置
80 熱交換板
81 スペーサ
82 ヘッダ
83 ヘッダスペーサ
84 U字板
85 熱交換ユニット
86 低圧部通路
87 高圧部通路
88 出入口セット
89 側板
90 耐圧ケース
91 低圧部側入口、均圧室
92 低圧部側出口、均圧室
93 冷却器入口
94 冷却器出口
95 高圧部側入口、均圧室
96 高圧部側出口、均圧室
97 加熱器入口
98 加熱器出口
100 冷凍機
101 冷却膨張弁
102 放熱器
103 熱ポンプ
104 集熱膨張弁
105 集熱器
106 冷却水ポンプ
107 発電機
110 降圧自動弁
111 低圧タンク、ライン
112 空気圧縮機
113 高圧タンク、ライン
114 昇圧自動弁
115 空気吸入口
DESCRIPTION OF
21 First operating chamber piston
22
26 Second operating chamber piston
27
84
Claims (4)
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---|---|---|---|
JP2004360410A JP4438070B2 (en) | 2004-12-13 | 2004-12-13 | Energy conversion system |
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