JP5348597B1 - ELECTRO-HYDRAULIC ENGINE, ELECTRO-HYDRAULIC ENGINE DRIVE POWER GENERATING DEVICE, AND ELECTRO-HYDRAULIC ENGINE DRIVEN GENERATION - Google Patents
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Abstract
【課題】 小容量蓄電装置の利用を可能にして、小型軽量、高性能で低コストの電気流体圧エンジン、電気流体圧エンジン駆動動力発生装置及び電気流体圧エンジン駆動発電装置を提供するものである。
【解決手段】 電気流体圧エンジン12において、ロータリ加圧ポンプ44を介して超臨界流体発生器42に高圧液相作動流体が連続的に供給され、蓄電装置22,23から交互にパルス電源28に電力を継続的に供給し、超臨界流体発生器では周期的なパルス電流に応答して広域でアーク放電を発生させて高圧液相作動流体から超臨界流体を継続的に発生させ、この超臨界流体を回転式流体機械40で爆発的に膨張させて機械エネルギーに変換し、この機械エネルギーの一部で発電機16を駆動して得た電気エネルギーの一部を蓄電装置に交互に急速充電させることで、電気流体圧エンジン、電気流体圧エンジン駆動動力発生装置及び電気流体圧エンジン駆動発電装置の提供を可能にする。
【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized, lightweight, high-performance, low-cost electrohydraulic engine, electrohydrodynamic engine driving power generation apparatus, and electrohydrodynamic engine driving power generation apparatus by enabling use of a small capacity power storage device. .
In an electro-hydraulic engine 12, a high-pressure liquid-phase working fluid is continuously supplied to a supercritical fluid generator 42 via a rotary pressurizing pump 44, and alternately from a power storage device 22, 23 to a pulse power source 28. In the supercritical fluid generator, the supercritical fluid generator continuously generates supercritical fluid from the high-pressure liquid phase working fluid by generating arc discharge in a wide area in response to the periodic pulse current. The fluid is explosively expanded by the rotary fluid machine 40 and converted into mechanical energy, and a part of the electrical energy obtained by driving the generator 16 with a part of the mechanical energy is alternately and rapidly charged in the power storage device. Thus, it is possible to provide an electrohydrodynamic engine, an electrohydrodynamic engine drive power generation device, and an electrohydrodynamic engine drive power generator.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は流体圧エンジン、流体圧エンジン駆動動力発生装置及び流体圧エンジン駆動発電装置に関し、特に、電気流体圧エンジン、電気流体圧エンジン駆動動力発生装置及び電気流体圧エンジン駆動発電装置に関する。 The present invention relates to a fluid pressure engine, a fluid pressure engine drive power generation device, and a fluid pressure engine drive power generation device, and more particularly to an electrofluid pressure engine, an electrohydraulic engine drive power generation device, and an electrohydrodynamic engine drive power generation device.
近年、地球温暖化防止の有効な対策としてアキュムレータの圧力エネルギーを利用したアキュムレータエンジンやアキュムレータを利用した高エネルギー変換効率の液圧動力伝達装置が提案されている。 In recent years, accumulator engines that use the pressure energy of accumulators and hydraulic power transmission devices with high energy conversion efficiency that use accumulators have been proposed as effective measures to prevent global warming.
特許文献1には、2個の液圧容器にそれぞれガス圧容器を接続して内燃機関の排熱エネルギーを利用してガス圧力を高めて液圧容器の液圧エネルギーの急峻な低下を補償するようにしたアキュムレータエンジンが提案されている。 In
特許文献2には、低圧アキュムレータと高圧アキュムレータを用意して、内燃機関でポンプモータを駆動して低圧アキュムレータから低圧液体を吸引・加圧して高圧液体を高圧アキュムレータに貯蔵し、液圧流体で駆動用ポンプモータを作動させることにより動力を発生させるようにした液圧動力伝達装置が提案されている。 In
ところで、特許文献1で開示されたアキュムレータエンジンでは、内燃機関に駆動連結された複数のポンプモータと、複数の三方切替弁を介してそれぞれ複数のポンプモータに接続された複数の液圧貯蔵容器と、複数の液圧貯蔵容器にそれぞれ接続された複数のガス容器とを備え、前記内燃機関の作動により複数のポンプモータを駆動して液体貯蔵容器から液圧流体を吸引・加圧して高圧液体を複数の液圧貯蔵容器に貯蔵する構成となっている。この構成では、多数の液圧関連部品を必要とするため、エンジン自体の構造が大型化すると共に複雑となり、生産コストも上昇する。しかも、複数の液圧貯蔵容器から液圧流体を取り出すと、液圧貯蔵容器内の圧力は急激に低下して圧力エネルギーが少なくなる。その結果、アキュムレータエンジンで長時間に亘って十分な出力トルクを得ることができなかった。そこで、この問題を克服すべく、内燃機関の排気系に複数の熱交換用コイルと複数のバルブ手段とを設けて排熱エネルギーにより複数のガス圧容器を加熱してガス圧を上昇させ、液圧貯蔵容器の急激な圧力低下を補償している。しかしながら、乗用車やトラック・バス等の自動車が市街地走行で運転される際には、頻繁に低速走行が行われてエンジン出力が低い運転状態となる。そのため、市街地走行では、排気温度が連続して高温に維持されることが少ない。したがって、上述の排熱エネルギーでガス圧の急峻な低下を補償してもアキュムレータの液圧低下をカバーするには不十分であり、車両の航続距離を向上させることができなかった。しかもこの種のアキュムレータエンジンでは内燃機関が採用されているため、必然的に有害排ガス成分の排出を抑制することは困難であった。 By the way, in the accumulator engine disclosed in
特許文献2で開示された液圧動力伝達装置では、内燃機関によってポンプモータを駆動して液体を加圧しているが、液体で動力を発生させるためには内燃機関を連続的に作動させなければならず、有害な排ガスを連続的に放出することとなり、地球環境と大気汚染対策の観点から望ましいものとはいえなかった。しかも、多数の液圧切替部品を備えた複数のサブ回路と、多数の高圧ラインと低圧ラインとが配置された複雑な構造の液圧制御回路の採用が必須条件となっていた。その結果、複雑な構造の液圧制御回路における液圧流体の流路損失が大きくなって応答性も悪く、動力発生機構も必然的に大型となり、地球環境に優しい流体圧/機械エネルギー変換機構の実用化が困難であった。 In the hydraulic power transmission device disclosed in
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、構造が簡単で応答性が高く、しかも小型高性能で低コスト生産が可能な、地球環境に優しい電気流体圧エンジン及び電気流体圧エンジン駆動動力発生装置並びに電気流体圧エンジン駆動発電装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a conventional problem, and is an environment-friendly electrohydraulic engine and electrohydraulic pressure that have a simple structure, high responsiveness, small size, high performance, and low-cost production. It is an object of the present invention to provide an engine drive power generation device and an electrohydrodynamic engine drive power generation device.
この発明によれば、電気流体圧エンジンが、液相作動流体を吸引・加圧して高圧液相作動流体を供給するロータリ加圧ポンプと、所定周期のパルス電流を供給するパルス電源と、前記パルス電流に応答して広域にてアーク放電を発生させる広域アーク放電発生手段を備えていて前記高圧液相作動流体から超臨界流体を発生させる超臨界流体発生器と、前記超臨界流体を膨張させて機械エネルギーに変換するとともに前記機械エネルギーの一部で前記ロータリ加圧ポンプを駆動する回転式流体機械と、前記機械エネルギーの一部により駆動されて発電電力を出力する発電機と、前記発電電力の一部を蓄電して前記パルス電源に電力を供給する蓄電システムと、前記高圧液相作動流体を貯蔵するアキュムレータと、前記ロータリ加圧ポンプから吐出した前記高圧液相作動流体の流路を前記アキュムレータと前記超臨界流体発生器の少なくとも1つに切替える切替制御弁とを備え、前記超臨界流体発生器が、リアクタケーシングと、前記リアクタケーシングに形成されていて飽和蒸気発生ゾーンと、過熱蒸気発生ゾーンと、超臨界流体発生ゾーンとを有するアーク放電発生室と、前記パルス電源に接続されていて前記アーク放電発生室でアーク放電を発生させる複数のアーク電極と、前記アーク電極の間で前記飽和蒸気発生ゾーン、前記過熱蒸気発生ゾーン及び前記超臨界流体発生ゾーンに介在していて広域にて前記アーク放電を発生させる前記広域アーク放電発生手段として機能する多数のアーク放電体とを含むことを特徴とする。According to this invention, the electrohydraulic engine sucks and pressurizes the liquid-phase working fluid to supply the high-pressure liquid-phase working fluid, the pulse power source that supplies a pulse current of a predetermined cycle, and the pulse A supercritical fluid generator for generating a supercritical fluid from the high-pressure liquid-phase working fluid, comprising a wide-area arc discharge generating means for generating arc discharge in a wide range in response to an electric current; and expanding the supercritical fluid A rotary fluid machine that converts the mechanical energy and drives the rotary pressurization pump with a part of the mechanical energy; a generator that is driven by a part of the mechanical energy and outputs generated power; and A storage system that stores a part of the electricity and supplies power to the pulse power source, an accumulator that stores the high-pressure liquid-phase working fluid, and a rotary pressurization pump And the accumulator flow passage of the high-pressure liquid-phase working fluid wherein a switching control valve for switching the at least one supercritical fluid generator, said supercritical fluid generator, a reactor casing and, formed in the reactor casing An arc discharge chamber having a saturated steam generation zone, a superheated steam generation zone, and a supercritical fluid generation zone, and a plurality of arc discharge chambers connected to the pulse power source and generating arc discharge in the arc discharge generation chamber Functions as the wide-area arc discharge generating means for generating the arc discharge in a wide area interposed between the arc electrode and the saturated steam generation zone, the superheated steam generation zone, and the supercritical fluid generation zone between the arc electrodes And a large number of arc discharge bodies .
この構成によれば、電気流体圧エンジンにおいて、ロータリ加圧ポンプを介して超臨界流体発生器に高圧液相作動流体が連続的に供給される。一方、蓄電システムからパルス電源に電力が継続的に供給される。この結果、パルス電源には長期に亘って蓄電システムから電力が供給され、パルス電源からは超臨界流体発生器にパルス電流が継続的に供給される。そのため、超臨界流体発生器では、長期に亘って、このパルス電流に応答してアーク放電を発生させ、高圧液相作動流体から超臨界流体を継続的に発生することが可能となる。この超臨界流体を回転式流体機械で爆発的に膨張させて機械エネルギーに変換し、この機械エネルギーの一部で前記発電機を駆動して、発電電力の一部を充電電力として充電器に供給する。その結果、小容量の蓄電装置の利用を可能にし、小型高性能のクリーンな電気流体圧エンジンの実用化が可能となる。作動流体としては、1例として、純水に微量の硝酸リチウムを添加して所定の電気抵抗を有するように調整した導電性水溶液を使用する。導電性水溶液を超臨界流体発生器に導入して超臨界水を発生させる。超臨界水は、大気圧の状態から加熱して、673K(約400℃)の超臨界温度に達した際に400barの超臨界圧となる。超臨界流体発生器において超臨界温度は1073K(約800℃)以上となるため、超臨界圧は極めて高い圧力となる。さらに、ロータリ加圧ポンプによって超高圧導電性水溶液が超臨界流体発生器に連続的に導入されるため、1073K(約800℃)以上の超臨界温度で超臨界水を発生させると、圧力はさらに高い超臨界圧となる。この時、超臨界水が回転式流体機械に供給されている期間中に、超臨界流体発生器には高圧導電性水溶液が連続的に供給され、一方、周期的なパルス電流によってアーク放電が発生して連続的に超臨界水が発生する。したがって、回転式流体機械の膨張行程の全期間中において超臨界水は極めて高い超臨界圧に維持されたまま回転式流体機械に連続的に供給される。ロータリ加圧ポンプから吐出した高圧液相作動流体がアキュムレータに貯蔵され、超臨界流体発生器にはアキュムレータとロータリ加圧ポンプとから高圧液相作動流体が供給可能となる。したがって、アキュムレータから超臨界流体発生器に高圧液相作動流体が流入するにつれて、アキュムレータの圧力が所定値以下の圧力に低下した場合であっても、ロータリ加圧ポンプから超臨界流体発生器に高圧液相作動流体が継続的に供給される。そのため、電気流体圧エンジンはアキュムレータの圧力が所定値以下の圧力に低下した場合であっても運転を継続することができる。その結果、膨張サイクル毎にロータリピストン本体に作用する正味平均有効圧力は極めて高い圧力に維持される。さらに、アーク放電体は互いに点接触をしていて、その間には多数のアーク放電空間が存在しており、これら多数のアーク放電空間にて容易に高密度のアーク放電が発生し、超臨界流体の発生の信頼性が飛躍的に向上する。超臨界流体発生器に連続的に供給される高圧液相作動流体は飽和蒸気発生ゾーンにおいて通電によるジュール熱で瞬時に飽和蒸気となり、過熱蒸気発生ゾーンにおいて瞬時に過熱蒸気が生成される。この過熱蒸気は超臨界流体発生ゾーンにおいて広域にて発生するアーク放電と接触して瞬時に高温高圧の超臨界流体となる。したがって、簡単な構造で、生産コストも安く、信頼性も高い電気流体圧エンジンを提供することが可能となる。 According to this configuration, in the electrohydrodynamic engine, the high-pressure liquid-phase working fluid is continuously supplied to the supercritical fluid generator via the rotary pressurizing pump. On the other hand, electric power is continuously supplied from the power storage system to the pulse power source. As a result, electric power is supplied from the power storage system to the pulse power source for a long time, and pulse current is continuously supplied from the pulse power source to the supercritical fluid generator. Therefore, in the supercritical fluid generator, it is possible to generate arc discharge in response to the pulse current over a long period of time and continuously generate the supercritical fluid from the high-pressure liquid phase working fluid. This supercritical fluid is explosively expanded by a rotary fluid machine and converted into mechanical energy. The generator is driven by a part of the mechanical energy, and a part of the generated power is supplied to the charger as charging power. To do. As a result, a small-capacity power storage device can be used, and a small, high-performance clean electrohydraulic engine can be put into practical use. As an example of the working fluid, a conductive aqueous solution adjusted to have a predetermined electric resistance by adding a small amount of lithium nitrate to pure water is used. A conductive aqueous solution is introduced into a supercritical fluid generator to generate supercritical water. Supercritical water is heated from atmospheric pressure and reaches a supercritical pressure of 400 bar when it reaches a supercritical temperature of 673 K (about 400 ° C.). In the supercritical fluid generator, the supercritical temperature is 1073 K (about 800 ° C.) or higher, so the supercritical pressure is extremely high. Furthermore, since the ultra-high pressure conductive aqueous solution is continuously introduced into the supercritical fluid generator by the rotary pressure pump, if supercritical water is generated at a supercritical temperature of 1073 K (about 800 ° C.) or more, the pressure is further increased. High supercritical pressure. At this time, while the supercritical water is supplied to the rotary fluid machine, the supercritical fluid generator is continuously supplied with the high-pressure conductive aqueous solution, while arc discharge is generated by the periodic pulse current. Thus, supercritical water is continuously generated. Accordingly, during the entire expansion stroke of the rotary fluid machine, supercritical water is continuously supplied to the rotary fluid machine while maintaining an extremely high supercritical pressure. The high pressure liquid phase working fluid discharged from the rotary pressurization pump is stored in the accumulator, and the supercritical fluid generator can be supplied with the high pressure liquid phase working fluid from the accumulator and the rotary pressurization pump. Therefore, as the high-pressure liquid-phase working fluid flows into the supercritical fluid generator from the accumulator, even if the accumulator pressure drops below the predetermined value, the high pressure from the rotary pressure pump to the supercritical fluid generator Liquid phase working fluid is continuously supplied. Therefore, the electrohydrodynamic engine can continue to operate even when the accumulator pressure drops to a pressure equal to or lower than a predetermined value. As a result, the net average effective pressure acting on the rotary piston body during each expansion cycle is maintained at a very high pressure. Furthermore, the arc discharge bodies are in point contact with each other, and there are a large number of arc discharge spaces between them, and a high-density arc discharge is easily generated in these many arc discharge spaces. The reliability of the occurrence of drastic improvement. The high-pressure liquid-phase working fluid continuously supplied to the supercritical fluid generator becomes saturated steam instantaneously due to Joule heat generated by energization in the saturated steam generation zone, and superheated steam is instantaneously generated in the superheated steam generation zone. This superheated steam comes into contact with the arc discharge generated in a wide area in the supercritical fluid generation zone and instantly becomes a high-temperature and high-pressure supercritical fluid. Therefore, it is possible to provide an electrohydrodynamic engine with a simple structure, low production cost, and high reliability.
好ましくは、回転式流体機械が、前記超臨界流体を膨張させる第1回転機械部と、前記アキュムレータから供給された前記高圧液相作動流体に応答してモータモードで機能する一方、前記ロータリ加圧ポンプから前記アキュムレータに前記高圧液相作動流体が供給されている間に前記低圧貯蔵容器から前記液相作動流体を吸引・加圧して高圧液相作動流体を前記超臨界流体発生器に供給するポンプモードで機能する第2回転機械部とを備える。さらに、前記第2回転機械部から排出された膨張流体を冷却液化して前記液相作動流体を前記低圧貯蔵容器に回収する冷却器を含む。 Preferably, the rotary fluid machine functions in a motor mode in response to the first rotary machine unit for expanding the supercritical fluid and the high-pressure liquid-phase working fluid supplied from the accumulator, while the rotary pressurization is performed. A pump that sucks and pressurizes the liquid phase working fluid from the low pressure storage container and supplies the high pressure liquid phase working fluid to the supercritical fluid generator while the high pressure liquid phase working fluid is supplied from the pump to the accumulator. A second rotating machine unit that functions in the mode. Further, the apparatus includes a cooler that cools and liquefies the expansion fluid discharged from the second rotating machine unit and collects the liquid-phase working fluid in the low-pressure storage container.
この構成によれば、第1には、部品点数の大幅な削減と低コスト化、並びに電気流体圧エンジンの小型軽量化が可能となる。第2には、第2回転機械部が直接、低圧貯蔵容器から液相作動流体を吸引・加圧して高圧液相作動流体を生成して超臨界流体発生器に圧送することができる。したがって、ロータリ加圧ポンプから高圧液相作動流体がアキュムレータに供給されている期間中であっても、第2回転機械部によって高圧液相作動流体を超臨界流体発生器に継続的に供給することができる。また、第2回転機械部から排出された膨張流体は冷却器により冷却液化して液相作動流体として回収されて循環利用されるため、液相作動流体の消費が抑制される。このように、電気流体圧エンジンでは、回転式流体機械に継続的に超臨界流体が供給されて機械エネルギーを連続的に出力することが可能となる。 According to this configuration, firstly, it is possible to greatly reduce the number of parts and reduce the cost, and to reduce the size and weight of the electrohydrodynamic engine. Second, the second rotating machine unit can directly suck and pressurize the liquid phase working fluid from the low pressure storage container to generate the high pressure liquid phase working fluid and pump it to the supercritical fluid generator. Therefore, the high-pressure liquid-phase working fluid is continuously supplied to the supercritical fluid generator by the second rotating machine unit even during the period when the high-pressure liquid-phase working fluid is supplied from the rotary pressurization pump to the accumulator. Can do. Further, since the expansion fluid discharged from the second rotating machine unit is cooled and liquefied by the cooler and collected as the liquid phase working fluid and circulated, the consumption of the liquid phase working fluid is suppressed. As described above, in the electrohydrodynamic engine, the supercritical fluid is continuously supplied to the rotary fluid machine and the mechanical energy can be continuously output.
好ましくは、前記超臨界流体発生器が、リアクタケーシングと、前記リアクタケーシングに形成されていて飽和蒸気発生ゾーンと、過熱蒸気発生ゾーンと、超臨界流体発生ゾーンとを有するアーク放電発生室と、前記パルス電源に接続されていて前記アーク放電発生室でアーク放電を発生させる複数のアーク電極と、前記アーク電極の間で前記飽和蒸気発生ゾーン、前記過熱蒸気発生ゾーン及び前記超臨界流体発生ゾーンに介在していて広域にて前記アーク放電を発生させる前記広域アーク放電発生手段として機能する多数のアーク放電球体とを含む。 Preferably, the supercritical fluid generator includes a reactor casing, an arc discharge generation chamber formed in the reactor casing and having a saturated steam generation zone, a superheated steam generation zone, and a supercritical fluid generation zone, A plurality of arc electrodes connected to a pulse power source and generating arc discharge in the arc discharge generation chamber, and interposed between the arc electrodes in the saturated steam generation zone, the superheated steam generation zone, and the supercritical fluid generation zone And a large number of arc discharge spheres functioning as the wide area arc discharge generating means for generating the arc discharge in a wide area.
以下、本発明の実施例による電気流体圧エンジンを組み込んだ電気流体圧エンジン駆動動力発生装置並びに電気流体圧エンジン駆動発電装置について図面に基づき詳細に説明する。以下の説明において、本発明の実施例による電気流体圧エンジンを組み込んだ電気流体圧エンジン駆動動力発生装置並びに電気流体圧エンジン駆動発電装置では、電気流体圧エンジンにより発電機を直接駆動する構造のものとして図示されているが、本発明は図示された実施態様に限定されない。本発明の実施例による電気流体圧エンジン駆動動力発生装置と電気流体圧エンジン駆動発電装置は静止型・可動型発電プラントのみでなく、広い応用例を有する。即ち、電気流体圧エンジンにより駆動される発電機の発電電力を周知のインバータ等で所定周波数と所定電圧に制御して電動機を駆動することで電気機関車、電気自動車、航空機及び船舶等の移動体の推進力を発生させるために利用しても良い。一方、電気流体圧エンジンの出力軸を直接プロペラシャフトに連結してトランスミッション等の出力装置を介して各種移動体の駆動輪又はプロペラ等の推進手段を駆動しても良い。本発明の実施例による電気流体圧エンジン駆動動力発生装置及び電気流体圧エンジン駆動発電装置は同一の構造を有するため、以下、電気流体圧エンジン駆動発電装置について代表的に説明する。 Hereinafter, an electrohydrodynamic engine drive power generation device and an electrohydrodynamic engine drive power generator incorporating an electrohydrodynamic engine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, an electrohydraulic engine driving power generation apparatus and electrohydraulic engine driving power generator incorporating an electrohydrodynamic engine according to an embodiment of the present invention have a structure in which a generator is directly driven by the electrohydrodynamic engine. However, the present invention is not limited to the illustrated embodiment. The electrohydrodynamic engine driving power generation apparatus and electrohydrodynamic engine driving power generation apparatus according to the embodiments of the present invention have wide application examples as well as stationary and movable power generation plants. That is, the electric power generated by a generator driven by an electrohydrodynamic engine is controlled to a predetermined frequency and a predetermined voltage by a known inverter or the like, and the motor is driven to move a moving body such as an electric locomotive, an electric vehicle, an aircraft, and a ship. It may be used to generate a propulsive force. On the other hand, the output shaft of the electrohydraulic engine may be directly connected to the propeller shaft, and propulsion means such as drive wheels or propellers of various moving bodies may be driven via an output device such as a transmission. Since the electrohydrodynamic engine drive power generation device and electrohydrodynamic engine drive power generation device according to the embodiment of the present invention have the same structure, the electrohydrodynamic engine drive power generation device will be described below as a representative.
図1に示した実施例の電気流体圧エンジン駆動発電装置10は、アーク放電を利用して電気的に発生させた超臨界圧エネルギー(以下、「電気流体圧」と定義する)を動力用機械エネルギーに変換する電気流体圧エンジン12と、電気流体圧エンジン12の動力用機械エネルギーを選択的に遮断若しくは締結するクラッチ14と、電気流体圧エンジン12で得られた動力用機械エネルギーの一部により駆動される発電機16と、発電機16のパワーラインPLに接続されていて発電機16の消費電力を測定する電力計測器17とを備え、パワーラインPLに電気機器等の負荷18が接続される。パワーラインPLには電圧及び電流をそれぞれ検出する電圧センサTr1と電流センサCT1が配設され、これらの電圧検出値及び電流検出値に基づいて電力計測器17が発電機16の消費電力を測定する。 The electrohydrodynamic engine drive
パワーラインPLにはリレー等から構成される遮断器19を介して蓄電システム20が接続される。蓄電システム20は、遮断器19を介してパワーラインPLに接続される充電器21と、第1蓄電装置22と、第2蓄電装置23と、第1、第2蓄電装置22、23を充電器21に交互に接続する第1切替制御器24と、第1、第2蓄電装置22、23をパルス電源28に交互に接続する第2切替制御器26とを備える。第1、第2蓄電装置22、23にはそれぞれ電圧及び電流を検出するための電圧センサVs1,Vs2及び電流センサCs1,Cs2が接続される。これら電圧センサVs1,Vs2及び電流センサCs1,Cs2の電圧検出値V1,V2及び電流検出値I1,I2はコントローラ60に出力され、第1、第2蓄電装置22、23のそれぞれの残蓄電容量(SOC値:State of Charge)を演算し、それぞれのSOC値に基づいて遮断器19や第1、第2切替制御器24,26の指令信号CS5,CS6,CS7を出力するために用いられる。 A
コントローラ60は、例えば、所定の演算処理を実行するCPU(Central Processing Unit)と、所定の制御プログラムが記憶されたROM(Read Only Memory)と、データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)と、例えばEEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)を用いて構成される。 The controller 60 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) that executes predetermined arithmetic processing, a ROM (Read Only Memory) that stores a predetermined control program, and a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores data. For example, an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) is used.
第1、第2蓄電装置22、23は、望ましくは、パルス充放電サイクル用途に対応可能な市販の急速充放電型蓄電池(古河電池製:商標名「ウルトラバッテリ」)、大容量電気二重層コンデンサからなるスーパーキャパシタ(トーキン製)又はウルトラキャパシタモジュール(米国”Maxwell Technologies“社製)が用いられる。その他の蓄電池としては、リチウムイオンバッテリやNi−MH電池(ニッケルー水素電池)に大容量電気二重層コンデンサを組み合わせたものから構成される。なお、第1蓄電装置22の出力ラインの間には平滑と充電用のウルトラキャパシタ29が接続される。第1蓄電装置22及び第2蓄電装置23からは、後述のように、交互に出力電力がパルス電源28に供給される。 The first and second power storage devices 22 and 23 are preferably a commercially available rapid charge / discharge storage battery (Furukawa Battery: trade name “Ultra Battery”), large-capacity electric double layer capacitor that can be used for pulse charge / discharge cycle applications. A supercapacitor (manufactured by Tokin) or an ultracapacitor module (manufactured by “Maxwell Technologies”, USA) is used. The other storage battery is composed of a lithium ion battery or a Ni-MH battery (nickel-hydrogen battery) combined with a large capacity electric double layer capacitor. A smoothing and charging
電気流体圧エンジン12において、回転式流体機械40は、超臨界流体を爆発的に膨張させて出力軸40Cに動力用機械エネルギーを発生させる膨張機として機能する第1回転機械部40Aと、モータモード及びポンプモードで機能する第2回転機械部40Bとを有する。電気流体圧エンジン12は、さらに、出力軸40Cに駆動連結されていて出力軸40Cに発生した機械エネルギーの一部で駆動されることにより低圧貯蔵容器48から低圧液相作動流体を吸引・加圧して高圧液相作動流体を生成するロータリ加圧ポンプ44と、高圧液相作動流体を圧力エネルギーとして貯蔵するアキュムレータ46と、リサーバとして機能して低圧液相作動流体を貯蔵する低圧貯蔵容器48とを含む。アキュムレータ46としては、本発明者と同一発明者の特許出願による特願平2012−218059号「次世代電力貯蔵システム及び次世代電力貯蔵方法)に開示されたアキュムレータと同一の構造のものを使用しても良い。このアキュムレータは機械式バネを利用するものでブラダ式アキュムレータに比べて長寿命である点で好ましく用いられる。 In the
ロータリ加圧ポンプ44のインレットd1は低圧貯蔵容器48に接続され、アウトレットd2は三方切替制御弁50を介してアキュムレータ46と、回転式流体機械40の第2回転機械部のインレットa2に接続されている。第2回転機械部のインレットa2は逆止弁52を介して直接、低圧貯蔵容器48に接続されている。回転式流体機械40の第2回転機械部のアウトレットb2が逆止弁54を介して超臨界流体発生器42のインレット1102に接続されている。超臨界流体発生器42のアウトレット1140には超臨界流体発生器42内の超臨界流体の圧力を制御するための電磁開閉制御弁56が接続される。即ち、電磁開閉制御弁56は周期的に開閉作動し、超臨界流体の生成時には閉状態とされ、超臨界流体の放出時には解放状態とされる。電磁開閉制御弁56は周期的に解放されて、超臨界流体が回転式流体機械40の第1回転機械部のインレットa1に供給され、爆発的に膨張して機械エネルギーを発生する。膨張後の低温低圧作動流体はアウトレットb1から排出されて冷却器/凝縮器58で冷却液化されて低圧貯蔵容器48に回収される。 The inlet d1 of the
図2より明らかなように、超臨界流体発生器42は、回転式流体機械40に対してこれと同軸的に連結された円筒状リアクタケーシング1100を含む。図2に示すように、円筒状リアクタケーシング1100には、円筒状リアクタケーシング1100の内側とケーシング1100の中央内周部1114の径方向外側に形成されたセラミック等の絶縁耐熱層1116と、絶縁耐熱層1116の内側に形成されていて飽和蒸気発生ゾーンZ1と、過熱蒸気発生ゾーンZ2と、超臨界流体発生ゾーンゾーンZ3とを有するアーク放電発生室1118が形成されている。円筒状リアクタケーシング1100の中央内周部1114は回転式流体機械40の出力軸を通過可能にするための直径を有する内周壁部1114を含む。 As is apparent from FIG. 2, the
超臨界流体発生器42の吸入ポート1102は、径方向壁部1120に延びていて、径方向壁部1120には周方向に延びる複数の開口部1122を有する。アーク放電発生室1118のコーナー部1118a、1118bには一対のアーク電極1124,1126がそれぞれ配置される。一対のアーク電極1124,1126はパルス電源28に接続される。パルス電流の周期はアーク放電発生室1118の温度が、例えば、650℃〜800℃の範囲になるような値に設定してもよい。その場合、ケーシング1100には温度センサ(温度センサS2に対応)1132が装着され、温度信号Tがコントローラ60(図1参照)に供給され、パルス電流の周期制御用に用いても良い。 The
アーク放電発生室1118には、一対のアーク電極1124,1126の間に介在する多数のアーク放電球体1134が充填され、これらアーク放電球体1134の隙間はアーク放電空間1136として作用する。アーク放電球体1134は、飽和蒸気発生ゾーンZ1,過熱蒸気発生ゾーンZ2及び超臨界流体発生ゾーンZ3の広域にて高密度のアーク放電を発生させる。飽和蒸気発生ゾーンZ1において、導電性水溶液等の作動流体が通電してジュール熱により飽和蒸気が瞬時に発生する。過熱蒸気発生ゾーンZ2において、飽和蒸気が順次広域で発生するアーク放電と接触して瞬時に過熱蒸気となる。アーク放電発生室1118の下流側に流れるにしたがって、超臨界流体発生ゾーンZ3において、過熱蒸気はさらにアーク放電の影響下で高温高圧となり超臨界水が生成される。アーク放電球体1134としては、市販のタングステンボール、或いは、カーボンボールの表面にクロム、モリブデン、タングステン等の導電性金属をコーティングしたものが用いられる。アーク放電は、アーク放電球体1134の互いに隣接して対面する球面部分で発生しやすく、アーク放電球体1134が5mm〜30mm程度の直径を有する場合に最も頻繁に発生する。アーク放電は、パルス電流のベース電流がアーク放電球体1134の間に常時流れていて、パルス電圧がハイレベルとローレベルとの間で周期的に変化することでより頻繁に発生する。アーク放電発生室1118に隣接してデミスター部1106が配置され、デミスター部1106には耐熱性の金属ワイヤー等から形成されたデミスター1110が充填される。電磁開閉弁56が所定周期で開弁されると、デミスター1110を通過した超臨界水Wgはフィルター1142で濾過された後、アウトレット1140から回転式流体機械40のインレットa1に供給される。 The arc
図1及び図3において、パルス電源28は蓄電システム20からの供給電力から所定周期(例えば、50〜2000ヘルツ)のパルス電流を超臨界流体発生器42に供給する。パルス電流は、アーク電極1124,1126とアーク放電球体1134との間でピーク電流通電期間内において流れるピーク電流と、アーク電極1124,1126とアーク放電球体1134との間でオフピーク電流通電期間内において流れるベース電流とからなる。アーク電圧は20〜120ボルトの間で設定され、パルス電流は50〜500アンペアのピーク電流と、ピーク電流の約十分の一の電流値を有するベース電流とを発生するように回路設計がなされる。このようにすることで、アーク電極1124,1126とアーク放電球体1134との間では、オフピーク電流通電期間内においてもベース電流が流れる。そのため、アーク電極1124,1126とアーク放電球体1134との間ではアーク放電電流が途切れることなく持続して流れる。この結果、超臨界流体発生器では安定したアーク放電が発生する。パルス電源28はピーク電流とベース電流とからなるパルス電流を発生させるものであれば、直流パルス電源又は交流パルス電源のいずれでも良い。直流パルス電源としては、例えば、日本国特許第2587343号に開示されたようなパルスアーク溶接用電源装置に使用されるような回路構成を採用しても良い。 In FIG. 1 and FIG. 3, the
超臨界流体発生器42には圧力センサS1と温度センサS2とが装着されていて、圧力センサS1から検出された超臨界流体の圧力を表示する圧力信号と温度センサS2から検出された超臨界流体の温度を表示する温度信号Tがコントローラ60に送信される。アキュムレータ46と低圧貯蔵容器48にはそれぞれ圧力センサS3,S4が装着されていて、それぞれに貯蔵されている加圧作動流体と低圧作動流体の圧力をそれぞれ検出して、これらの圧力信号がコントローラ60に送信される。また、出力軸40Cに隣接して配設された回転数船さRsからはエンジン回転数の検出信号がコントローラ60に出力される。入力装置62はカレンダー信号や、エンジン回転数、温度や圧力等のパラメータ設定信号を基準信号としてコントローラ60に入力する。これらの入力信号に応答して、コントローラ60から指令信号CS1〜CS7が出力される。 The
図4は、第1、第2蓄電装置22,23を交互充電サイクルにおいて交互充電するための基本的な考え方を説明するための図である。ここでは、第1蓄電装置22のSOC下限値と第2蓄電装置23のSOC下限値とは等しいものとする。また、図4では、充電器21によって第1蓄電装置22が満充電状態の最上限値HLまで充電された状態から電気流体圧エンジン12の運転が開始されるものとする。 FIG. 4 is a diagram for explaining a basic concept for alternately charging the first and second power storage devices 22 and 23 in an alternating charge cycle. Here, it is assumed that the SOC lower limit value of first power storage device 22 and the SOC lower limit value of second power storage device 23 are equal. In FIG. 4, it is assumed that the operation of the
図4を参照して、線S1は、第1蓄電装置22のSOCの時間的変化を示す。また、線S2は、第2蓄電装置23のSOCの時間的変化を示す。 Referring to FIG. 4, line S <b> 1 shows a temporal change in the SOC of first power storage device 22. A line S <b> 2 indicates a temporal change in the SOC of the second power storage device 23.
図1の第2切替制御器26によって第1蓄電装置22が先にパルス電源28に接続される。図1及び図4において、パルス電源28から超臨界流体発生器42にパルス電流の供給を時刻t0から開始し、第1蓄電装置22の電力が消費されることにより第1蓄電装置22のSOCが線S1のように低下する。第1蓄電装置22から出力電力がパルス電源28に供給されている間に、コントローラ60からの指令信号CS7によって第1切替制御器24が第2蓄電装置23を充電器21に接続しているため、第2蓄電装置23が満充電状態の最上限値HLまで充電される。このとき、コントローラ60からの指令信号CS5が出力され、遮断器19は解放され、充電器21はパワーラインPLから電気的に解放される。時刻t1において、第1蓄電装置22のSOCが下限値TLに達すると、コントローラ60からの指令信号CS6に応答して第2切替制御器26が切り替わり、第1蓄電装置22から第2蓄電装置23に切替えられる。時刻t1以降は、第2蓄電装置23の電力がパルス電源28によるパルス電流発生に用いられる。この電力供給サイクルにおいて、コントローラ60からの指令信号CS5が出力され、遮断器19が閉成されて充電器21はパワーラインPLに接続される。そして、コントローラ60からの指令信号CS7によって第1切替制御器24が第1蓄電装置22を充電器21に接続するため、第1蓄電装置22が充電器21によって満充電状態の最上限値HLまで充電される。時刻t2において、第2蓄電装置23のSOCが下限値TLに達すると、第2切替制御器26によって第1蓄電装置22がパルス電源28に接続される。このように、電力供給サイクルと充電サイクルは、電圧信号V1,V2と電流信号I1,I2とに基づいてコントローラ60の内部で演算して得られたSCO値に基づいて出力された指令信号CS5,CS6,CS7により制御される。 The first power storage device 22 is first connected to the
図1に示した構成において、作動流体としては、例えば、純水に微量の硝酸リチウムを添加して所定の電気抵抗を有するように調整された導電性水溶液が用いられる。なお、作動流体としては、導電性水溶液の他に、単純な水、炭酸ガス、水と炭酸ガスの混合流体、水とアセトン(50%:50%の比率)の混合流体、導電性水溶液とアセトン(50%:50%の比率)の混合流体やその他の作動流体を用いても良い。導電性水溶液とアセトン(50%:50%の比率)の混合流体は、寒冷地対策用として特に好ましく用いられ、導電性水溶液単体の利用に比べて導電性水溶液単体の超臨界温度よりも低い温度で導電性水溶液単体の超臨界圧よりも極めて高い圧力になる点において高いエネルギー変換効率が期待される。 In the configuration shown in FIG. 1, as the working fluid, for example, a conductive aqueous solution adjusted to have a predetermined electric resistance by adding a small amount of lithium nitrate to pure water is used. In addition to the conductive aqueous solution, the working fluid includes simple water, carbon dioxide, a mixed fluid of water and carbon dioxide, a mixed fluid of water and acetone (50%: 50% ratio), a conductive aqueous solution and acetone. (50%: 50% ratio) mixed fluid or other working fluid may be used. A mixed fluid of a conductive aqueous solution and acetone (ratio of 50%: 50%) is particularly preferably used as a countermeasure for cold regions, and a temperature lower than the supercritical temperature of the conductive aqueous solution alone compared to the use of the conductive aqueous solution alone. Therefore, high energy conversion efficiency is expected in that the pressure becomes extremely higher than the supercritical pressure of the conductive aqueous solution alone.
回転式流体機械40とロータリ加圧ポンプ44とは、例えば、同一発明者の発明による特許第5103570号(発明の名称:回転式流体機械)に開示された回転式流体機械、或いは、同一発明者の特許出願による特願2012−195513号(発明の名称:回転式流体機械)に開示された「回転式流体機械」及び「過給器」の構造とそれぞれ同一の構造を有するため、これらの詳細な説明を省略する。三方切替制御弁50は、例えば、日本国特許第3415824号(米国特許公開公報第2004/0050624号)に開示されたものと構造的に殆ど類似した構造の制御弁を採用することができるため、ここでは詳細な説明を省略する。 The rotary
次に、上述の導電性水溶液を作動流体として採用した電気流体圧エンジン12の作用について説明する。アキュムレータ46には加圧された導電性水溶液が貯蔵されており、低圧貯蔵容器48には低圧の導電性水溶液が貯蔵されているものとする。 Next, the operation of the
電気流体圧エンジン12の運転に際して、蓄電システム20から直流出力がパルス電源28に供給される。パルス電源28から周期的なパルス電流が超臨界流体発生器42に供給されると同時に、コントローラ60から三方切替制御弁50に指令信号が出力される。すると、三方切替制御弁50が作動して、アキュムレータ46の高圧導電性水溶液は回転式流体機械40のインレットa2から第2回転機械部40Bに流入してこれをモータモードで駆動して機械エネルギーに変換して出力軸40Cに一次トルクを発生させる。第2回転機械部40BのアウトレットB2から吐出した導電性水溶液は、逆止弁54を介して超臨界流体発生器42に供給される。その結果、超臨界流体発生器42では周期的なパルス電流に応答して発生したアーク放電により導電性水溶液から超臨界水が発生する。この超臨界水は回転式流体機械40のインレットa1から第1回転機械部40Aに流入して爆発的に膨張して機械エネルギーに変換され、出力軸40Cに二次トルクを発生させる。この時、回転式流体機械40の第1回転機械部40Aに同期して第2回転機械部40Bはポンプモードで作動するため、第2回転機械部40Bは逆止弁52を介して低圧貯蔵容器48から直接、低圧導電性水溶液を吸引・加圧して高圧導電性水溶液を生成する。したがって、アキュムレータ46の高圧導電性水溶液と第2回転機械部40Bの高圧導電性水溶液とが合流し、この合流した高圧導電性水溶液は逆止弁54を介して超臨界流体発生器42に供給される。この工程において、アキュムレータ46の高圧導電性水溶液と第2回転機械部40Bの高圧導電性水溶液との流量比率は、コントローラ60から三方切替制御弁50に出力される指令信号によって所定値となるように設定することができる。この時、アキュムレータ46の高圧導電性水溶液の供給量が制限されるように三方切替制御弁50の開度を制御しても良い。この場合、第2回転機械部40Bによって生成される高圧導電性水溶液の供給比率が増大するため、超臨界流体発生器42には機械エネルギーを発生させるために必要なボリュームの超臨界水を発生させるための高圧導電性水溶液が供給される。この時、アキュムレータ46の高圧導電性水溶液の供給量が制限されているため、アキュムレータ46は比較的に長期に亘って高圧導電性水溶液を供給することが可能となる。 When the
超臨界流体発生器42は、上述の如く、パルス電源28からピーク電流及びベース電流からなるパルス電流が供給されているため、導電性水溶液は通電によるジュール熱の発生により飽和蒸気発生ゾーンZ1で瞬時に飽和蒸気となり、該飽和蒸気は過熱蒸気発生ゾーンZ2でアークと接触して瞬時に過熱蒸気となり、過熱蒸気は超臨界流体発生ゾーンZ3で広域のアークと接触して高温高圧となる。この時、超臨界流体発生器42のインレット側には逆止弁54によって過熱蒸気の逆流が阻止され、一方、超臨界流体発生器42のアウトレット側は電磁開閉制御弁56が閉状態となっているため、過熱蒸気の温度と圧力が急上昇して瞬時に超臨界水が発生する。 Since the
この状態において、コントローラ60から電磁開閉制御弁56に対して指令信号CS3が出力される。すると、超臨界流体発生器42から超臨界水が噴出して回転式流体機械40のインレットa1から第1回転機械部40Aに流入して爆発的に膨張して出力軸40Cに機械エネルギーが発生する。この機械エネルギーの一部は発電機16を駆動する。発電機16の発電電力の一部は前述の蓄電プログラムに従って蓄電システム20に蓄電される。 In this state, a command signal CS3 is output from the controller 60 to the electromagnetic
電気流体圧エンジン12の運転中に、アキュムレータ46の内部圧力が所定値以下に低下すると、コントローラ60から指令信号CS1が出力されて三方切替制御弁50が切替わってロータリ加圧ポンプ44がアキュムレータ46と連通する。この時、ロータリ加圧ポンプ44は低圧貯蔵容器48から低圧導電性水溶液を吸引・加圧して得た高圧導電性水溶液をアキュムレータ46に圧送して貯蔵する。高圧導電性水溶液の貯蔵の結果、アキュムレータ46の圧力が上限圧力レベルに達すると、圧力センサS3からの圧力検出信号に応答して、コントローラ60から圧力エネルギー貯蔵完了を表す指令信号が出力されて、三方切替制御弁50によってアキュムレータ46とロータリ加圧ポンプ44との流路が遮断される。この時、三方切替制御弁50によってロータリ加圧ポンプ44のアウトレットd2は回転式流体機械40の第2回転機械部40Bのインレットa2と連通する。したがって、ロータリ加圧ポンプ44で生成した高圧導電性水溶液は第2回転機械部40B及び逆止弁54を介して超臨界流体発生器42に継続的に供給される。 When the internal pressure of the
上述したように、超臨界流体発生器42では高密度アーク放電の発生により高圧導電性水溶液から超臨界水が発生する。超臨界水は、大気圧の状態から加熱して、673K(約400℃)の超臨界温度に達した際に400barの超臨界圧となる。超臨界流体発生器42では、超臨界温度は1073K(約800℃)以上となるため、超臨界圧は極めて高いものとなる。しかも、ロータリ加圧ポンプ及び回転式流体機械40の第2回転機械部40Bのポンプモードによって超高圧の導電性水溶液が超臨界流体発生器42に導入されるため、1073K(約800℃)以上の温度で超臨界水を発生させた場合、極めて高い超臨界圧となる。しかも、超臨界水が回転式流体機械に供給されている期間中に、超臨界流体発生器42には超高圧導電性水溶液が連続的に供給されて周期的に発生するパルス電流によって連続的に超臨界水が発生する。したがって、回転式流体機械40の膨張行程の全期間中において超臨界水は高い超臨界圧のまま回転式流体機械に継続的に供給される。したがって、従来のディーゼルエンジンの正味平均有効圧力13〜16Kgf/cm2に対して、回転式流体機械40の第2回転機械部40Bの正味平均有効圧力は数十倍〜数百倍になるものと推測される。したがって、電気流体圧エンジン12は極めて高い機械エネルギー変換効率を得ることができる。As described above, the
以上、本発明の実施例による電気流体圧エンジンが記載されたが、本発明はこれら実施例に示された構成に限定されず、様々な変更が可能である。たとえば、電気流体圧エンジンの出力軸に設けたクラッチによりトランスミッション及びプロペラシャフトを介して駆動輪又はプロペラなどの推進手段に動力用機械エネルギーを伝達し、一方、発電機はタイミングプーリ及びタイミングベルト等の動力伝達手段を介して電気流体圧エンジンの出力軸又はプロペラシャフト駆動連結しても良い。 As mentioned above, although the electrohydrodynamic engine by the Example of this invention was described, this invention is not limited to the structure shown by these Example, A various change is possible. For example, mechanical energy for motive power is transmitted to propulsion means such as driving wheels or propellers via a transmission and a propeller shaft by a clutch provided on an output shaft of an electrohydrodynamic engine, while a generator is provided with a timing pulley and a timing belt. The output shaft of the electrohydraulic engine or the propeller shaft may be driven and connected via the power transmission means.
10 電気流体圧エンジン;12 エンジン部;16 発電機;18 負荷;10 遮断器;20 蓄電システム;21 充電器;22,23 第1、第2蓄電装置;24、26 第1、第2切替制御器;28 パルス電源;46 アキュムレータ;48 低圧貯蔵容器;40 回転式流体機械;40A 第1回転機械部; 40B 第2回転機械部;42 超臨界流体発生器;50 三方切替制御弁;56 電磁開閉制御弁;58 冷却器;60 コントローラ;62 入力装置DESCRIPTION OF
Claims (2)
所定周期のパルス電流を供給するパルス電源と、
前記パルス電流に応答して広域にてアーク放電を発生させる広域アーク放電発生手段を備えていて前記高圧液相作動流体から超臨界流体を発生させる超臨界流体発生器と、
前記超臨界流体を膨張させて機械エネルギーに変換するとともに前記機械エネルギーの一部で前記ロータリ加圧ポンプを駆動する回転式流体機械と、
前記機械エネルギーの一部により駆動されて発電電力を出力する発電機と、
前記発電電力の一部を蓄電して前記パルス電源に電力を供給する蓄電システムと、
前記高圧液相作動流体を貯蔵するアキュムレータと、前記ロータリ加圧ポンプから吐出した前記高圧液相作動流体の流路を前記アキュムレータと前記超臨界流体発生器の少なくとも1つに切替える切替制御弁とを備え、
前記超臨界流体発生器が、リアクタケーシングと、前記リアクタケーシングに形成されていて飽和蒸気発生ゾーンと、過熱蒸気発生ゾーンと、超臨界流体発生ゾーンとを有するアーク放電発生室と、前記パルス電源に接続されていて前記アーク放電発生室でアーク放電を発生させる複数のアーク電極と、前記アーク電極の間で前記飽和蒸気発生ゾーン、前記過熱蒸気発生ゾーン及び前記超臨界流体発生ゾーンに介在していて広域にて前記アーク放電を発生させる前記広域アーク放電発生手段として機能する多数のアーク放電体とを含むことを特徴とする電気流体圧エンジン。A rotary pressurizing pump that sucks and pressurizes the liquid phase working fluid to supply the high pressure liquid phase working fluid;
A pulse power supply for supplying a pulse current of a predetermined period;
A supercritical fluid generator for generating a supercritical fluid from the high-pressure liquid-phase working fluid, comprising a wide-area arc discharge generating means for generating an arc discharge in a wide area in response to the pulse current;
A rotary fluid machine that expands the supercritical fluid into mechanical energy and drives the rotary pressurization pump with a portion of the mechanical energy;
A generator driven by a part of the mechanical energy to output generated power;
A power storage system that stores part of the generated power and supplies power to the pulse power source ;
An accumulator for storing the high-pressure liquid-phase working fluid; and a switching control valve for switching a flow path of the high-pressure liquid-phase working fluid discharged from the rotary pressurization pump to at least one of the accumulator and the supercritical fluid generator. Prepared ,
The supercritical fluid generator includes a reactor casing, an arc discharge generation chamber formed in the reactor casing and having a saturated steam generation zone, a superheated steam generation zone, and a supercritical fluid generation zone; and the pulse power source. A plurality of arc electrodes that are connected to generate arc discharge in the arc discharge generation chamber, and are interposed between the arc electrodes in the saturated steam generation zone, the superheated steam generation zone, and the supercritical fluid generation zone An electrohydraulic engine comprising: a plurality of arc discharge bodies functioning as the wide-area arc discharge generating means for generating the arc discharge in a wide area .
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