JPH09264189A - Cogeneration system - Google Patents

Cogeneration system

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JPH09264189A
JPH09264189A JP7383296A JP7383296A JPH09264189A JP H09264189 A JPH09264189 A JP H09264189A JP 7383296 A JP7383296 A JP 7383296A JP 7383296 A JP7383296 A JP 7383296A JP H09264189 A JPH09264189 A JP H09264189A
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cylinder chamber
temperature cylinder
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gas
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寿美夫 柳生
Koichi Maekawa
紘一 前川
Koichi Sugawara
光一 菅原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To selectively use plural kinds of energies and improve running cost by providing such a constitution as to be capable of selectively executing a system operation by engine drive, a system operation by heat input from a heater, a system operation using both the engine drive and the heat input from the heater. SOLUTION: As a target of interlocking by a rotation transmitting system 4, an engine 1, a generator 2, and a gas cycle equipment part 3 are provided. The gas cycle equipment part 3 has high temperature, middle temperature and low temperature cylinders C1-C3 for discharging and sucking operation gas G with being accompanied by the operation of pistons p1-p3, each pair of cylinder chambers C1, C2 and C2, C3 is allowed to communicate each other through gas communicating passages 7a, 7b having regenerating heat exchangers 8a, 8b interposed thereto. This device also has a heater 9 for inputting a heat to the high temperature cylinder chamber C1, a heat exchanger 10 for taking out the hot heat generated in the middle temperature cylinder C2, and a heat exchanger 11 for taking out the cold heat generated in the low temperature cylinder chamber C3, and the mutual phase difference of each piston p1-p3 is changed by a changing means 15.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

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

【0002】[0002]

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

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このシステム
では、システムの運転がエンジン駆動に限られる為、一
種のエネルギへの需要集中を避ける面や、複数種エネル
ギの選択使用による経済性向上の面で、また、未利用エ
ネルギ・余剰エネルギの有効利用や、夜間運転の低騒音
化の面などで、機能性に欠ける問題がある。
However, in this system, since the operation of the system is limited to driving the engine, the demand concentration on one type of energy is avoided and the economical efficiency is improved by selectively using a plurality of types of energy. In addition, there is a problem of lack of functionality in terms of effective use of unused energy / excess energy, noise reduction of night driving, and the like.

【0004】本発明の主たる課題は、システム構成をコ
ンパクトで簡略なものにしながら、エンジンによるシス
テム運転、熱入力によるシステム運転、及び、エンジン
と熱入力を併用したシステム運転を可能にして、機能性
の向上を図る点にある。
A main object of the present invention is to enable system operation by an engine, system operation by a heat input, and system operation using both an engine and a heat input, while making the system configuration compact and simple, thereby improving the functionality. Is to improve.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

〔請求項1記載の発明〕請求項1記載の発明では(図1
参照)、回転伝動系4に連動させたガスサイクル機器部
3において、ピストンp1〜p3の動作とともに、高温
シリンダ室C1、中温シリンダ室C2、及び、低温シリ
ンダ室C3の夫々を、ガス連通路7a,7bによる連通
下で、また、そのガス連通路7a,7bに介装した再生
熱交換器8a,8bの作用下で作動ガス吐出吸入させ、
これにより、これらシリンダ室C1〜C3のうち、高温
シリンダC1と中温シリンダ室C2との対については、
加熱器9による高温シリンダ室C1への熱入力の下でス
ターリングサイクルを実行させて、スターリングエンジ
ンとして機能させ、その発生動力を回転伝動系4に対し
出力させる。
[Invention of Claim 1] In the invention of Claim 1,
In the gas cycle device section 3 that is interlocked with the rotary transmission system 4, the high temperature cylinder chamber C1, the intermediate temperature cylinder chamber C2, and the low temperature cylinder chamber C3 are connected to the gas communication passage 7a along with the operation of the pistons p1 to p3. , 7b, and under the action of the regenerative heat exchangers 8a, 8b interposed in the gas communication passages 7a, 7b, the working gas is discharged and sucked.
Accordingly, of the cylinder chambers C1 to C3, the pair of the high temperature cylinder C1 and the intermediate temperature cylinder chamber C2 is
The Stirling cycle is executed under the heat input to the high temperature cylinder chamber C1 by the heater 9 to function as the Stirling engine, and the generated power is output to the rotary transmission system 4.

【0006】また、シリンダ室C1〜C3のうち、中温
シリンダ室C2と低温シリンダ室C3との対について
は、回転伝動系4からの動力を入力とする逆スターリン
グサイクルを実行させて、スターリングヒートポンプと
して機能させ、これにより、熱出力として、低温シリン
ダ室C3での発生冷熱を冷熱取出用の熱交換器11から
取り出し、かつ、中温シリンダ室C2での発生温熱を温
熱取出用の熱交換器10から取り出す。
Of the cylinder chambers C1 to C3, the pair of the medium temperature cylinder chamber C2 and the low temperature cylinder chamber C3 is subjected to a reverse Stirling cycle using the power from the rotary transmission system 4 as an input to form a Stirling heat pump. As a result, the generated cold heat in the low temperature cylinder chamber C3 is taken out from the heat exchanger 11 for cold heat extraction, and the hot heat generated in the intermediate temperature cylinder chamber C2 is taken out as the heat output from the heat exchanger 10 for hot heat extraction. Take it out.

【0007】そして、このガスサイクル機器部3におい
て、位相差変更手段15への変更指令の付与により、こ
の位相差変更手段15をもって、各シリンダ室C1〜C
3のピストンp1〜p3の相互の位相差関係(換言すれ
ば、各シリンダ室C1〜C3の作動ガス吐出吸入のタイ
ミング関係)を変更することで、上記のスターリングサ
イクル、及び、逆スターリングサイクルを変化させて、
加熱器9からの熱を入力とするガスサイクル機器部3で
の上記エンジン機能の発現状態、及び、回転伝動系4か
らの動力を入力とするガスサイクル機器部3での上記ヒ
ートポンプ機能の発現状態を調整するようにし、これに
より、エンジン1、発電機2g、ガスサイクル機器部3
を回転連動系4を介して連係させるシステム全体とし
て、次の(M1)〜(M9)の運転モードの選択実施を
可能にする(図2参照)。
In the gas cycle equipment section 3, by giving a change command to the phase difference changing means 15, the phase difference changing means 15 holds the cylinder chambers C1 to C.
The above-mentioned Stirling cycle and the reverse Stirling cycle are changed by changing the mutual phase difference relationship between the three pistons p1 to p3 (in other words, the timing relationship between the working gas discharge and suction of each cylinder chamber C1 to C3). Let me
State of expression of the engine function in the gas cycle equipment unit 3 that receives heat from the heater 9 and state of expression of the heat pump function in the gas cycle equipment unit 3 that receives power from the rotary transmission system 4 Is adjusted so that the engine 1, the generator 2g, and the gas cycle equipment section 3 are adjusted.
As a whole system in which the motors are linked via the rotation interlocking system 4, the following operation modes (M1) to (M9) can be selected (see FIG. 2).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

【0018】しかも、このように高い機能性を得ながら
も、システム構成としては、基本的には先述の図4に示
すシステムと同様、エンジンと発電機とガスサイクル機
器部との3つのシステム構成機器を回転伝動系により機
械的に連動させるだけのコンパクトで簡素なシステム構
成とすることができる。
In addition, while having such high functionality, the system configuration basically has three system configurations including an engine, a generator, and a gas cycle equipment section, similar to the system shown in FIG. 4 described above. A compact and simple system configuration can be achieved by mechanically interlocking devices with a rotary transmission system.

【0019】〔請求項2記載の発明〕請求項2記載の発
明では(図1参照)、回転伝動系4による連動の対象と
して、エンジン1、発電機2g、ガスサイクル機器部3
とともに電動機2mを設けることにより、前述の(M
1)〜(M9)の運転モードに加え、次の(M10)及
び(M11)の運転モードの選択実施を可能にする(図
2参照)。
[Invention of Claim 2] In the invention of Claim 2 (see FIG. 1), the objects to be linked by the rotary transmission system 4 are an engine 1, a generator 2g, and a gas cycle equipment section 3
By installing an electric motor 2m together with (M
In addition to the operation modes 1) to (M9), the following operation modes (M10) and (M11) can be selected (see FIG. 2).

【0020】(M10)エンジン1、及び、ガスサイク
ル機器部3のエンジン機能は休止させて、電動機2mの
発生動力のみにより、ガスサイクル機器部3をヒートポ
ンプ機能させ、冷熱及び温熱の熱出力を得る。
(M10) The engine functions of the engine 1 and the gas cycle equipment section 3 are stopped, and the gas cycle equipment section 3 is caused to function as a heat pump only by the generated power of the electric motor 2m to obtain heat output of cold heat and warm heat. .

【0021】(M11)エンジン1は休止させて、電動
機2mの発生動力と、ガスサイクル機器部3のエンジン
機能による発生動力とにより、ガスサイクル機器部3を
ヒートポンプ機能させ、冷熱及び温熱の熱出力を得る。
(M11) The engine 1 is stopped, and the power generated by the electric motor 2m and the power generated by the engine function of the gas cycle equipment section 3 cause the gas cycle equipment section 3 to function as a heat pump to output cold and hot heat. To get

【0022】なお、必要であれば、ガスサイクル機器部
3のエンジン機能は休止させて、エンジン1の発生動力
と電動機2mの発生動力とにより、ガスサイクル機器部
3をヒートポンプ機能させて冷熱及び温熱の熱出力を得
るといった運転モード(M12)や、エンジン1の発生
動力と電動機2mの発生動力とガスサイクル機器部3の
エンジン機能による発生動力とにより、ガスサイクル機
器部3をヒートポンプ機能させて冷熱及び温熱の熱出力
を得るといった運転モード(M13)の選択実施も可能
にすることができる。
If necessary, the engine function of the gas cycle equipment section 3 is stopped, and the gas cycle equipment section 3 is caused to function as a heat pump by the generated power of the engine 1 and the generated power of the electric motor 2m to cool and heat the engine. Of the engine 1 and the power generated by the electric motor 2m and the power generated by the engine function of the gas cycle device unit 3 to cause the gas cycle device unit 3 to function as a heat pump to cool the engine. Also, it is possible to enable the selective implementation of the operation mode (M13) such as obtaining the heat output of warm heat.

【0023】つまり、請求項2記載の発明によれば、前
述の(M1)〜(M9)の運転モードに加え、上記(M
10)及び(M11)の運転モード、また、必要であれ
ば上記(M12)及び(M13)の運転モードの選択実
施が可能となることにより、例えば、夜間の余剰電力の
有効利用面などで、より高い機能性を得ることができ
る。
That is, according to the invention of claim 2, in addition to the operation modes of the above (M1) to (M9), the above (M1)
10) and (M11) operation modes, and if necessary, the operation modes of (M12) and (M13) can be selected and implemented, for example, in terms of effective use of surplus power at night, Higher functionality can be obtained.

【0024】〔請求項3記載の発明〕請求項3記載の発
明では(図1参照)、回転伝動系4による連動の対象と
して、エンジン1、発電機2g、ガスサイクル機器部3
とともに電動機2mを設けるにあたり、回転伝動系4か
らの動力入力により発電機として機能し、かつ、電力入
力により電動機として機能する発電・電動兼用機2をも
って、上記連動対象の発電機2g及び電動機2mとす
る。
[Invention of Claim 3] In the invention of Claim 3 (see FIG. 1), the engine 1, the generator 2 g, the gas cycle equipment part 3 are targeted for interlocking by the rotary transmission system 4.
When the electric motor 2m is provided together with the electric power generator / motor 2 which functions as a generator by power input from the rotary transmission system 4 and also functions as an electric motor by electric power input, the generator 2g and the electric motor 2m to be linked are To do.

【0025】したがって、請求項3記載の発明によれ
ば、発電機及び電動機として、夫々、専用のものを各別
に装備するに比べ、システム構成機器の機器数を少なく
して、システム構成をコンパクト化及び簡素化すること
ができる。
Therefore, according to the third aspect of the present invention, the number of system components is reduced and the system configuration is made compact as compared with the case where dedicated generators and electric motors are separately provided. And can be simplified.

【0026】〔請求項4記載の発明〕請求項4記載の発
明では(図1,図2参照)、前述の如きエンジン駆動
(又は電動機駆動)によるシステム運転、加熱器9から
の熱入力によるシステム運転、及び、エンジン駆動(又
は電動機駆動)と加熱器9からの熱入力を併用するシス
テム運転の切り換えにあたり、位相差変更手段15によ
りガスサイクル機器部3におけるピストン位相差関係を
変更することに加え、エンジン駆動(又は電動機駆動)
と加熱器9からの熱入力を併用する前記(M4)〜(M
6)や(M11),(M13)などの運転モードの実施
において、位相差変更手段15によりピストン位相差関
係をさらに細かく変更することにより、ガスサイクル機
器部3におけるエンジン機能の発現状態を変化させ、こ
れにより、エンジン1又は電動機2mによる動力入力
と、加熱器9からの熱入力との入力比を適宜に変更でき
るようにする。
[Invention of Claim 4] In the invention of Claim 4 (see FIGS. 1 and 2), the system operation by the engine drive (or the electric motor drive) as described above, the system by the heat input from the heater 9 In addition to changing the piston phase difference relationship in the gas cycle equipment part 3 by the phase difference changing means 15 in the operation and the switching of the system operation in which the engine drive (or the electric motor drive) is combined with the heat input from the heater 9, , Engine drive (or electric motor drive)
And the heat input from the heater 9 are used together (M4) to (M4)
6), (M11), (M13), and other operating modes, by changing the piston phase difference relationship more finely by the phase difference changing means 15, the expression state of the engine function in the gas cycle equipment section 3 is changed. Thus, the input ratio between the power input by the engine 1 or the electric motor 2m and the heat input from the heater 9 can be appropriately changed.

【0027】つまり、請求項4記載の発明によれば、エ
ンジン駆動(又は電動機駆動)と加熱器からの熱入力を
併用する運転モードにおいて、エンジン又は電動機によ
る動力入力と、加熱器からの熱入力との入力比を適宜変
更できることにより、種々の運転条件に対し一層柔軟に
対応でき、より高い機能性を得ることができる。
That is, according to the fourth aspect of the invention, in the operation mode in which the engine drive (or the electric motor drive) and the heat input from the heater are used together, the power input by the engine or the electric motor and the heat input from the heater are performed. By appropriately changing the input ratio with, it is possible to more flexibly respond to various operating conditions and obtain higher functionality.

【0028】〔請求項5記載の発明〕請求項5記載の発
明では(図1参照)、加熱器9からの熱入力によりガス
サイクル機器3をエンジン機能させるにあたり、その入
力熱としてバーナ12の発生燃焼熱を用いる。
[Invention of Claim 5] In the invention of Claim 5 (see FIG. 1), when the gas cycle device 3 is caused to function as an engine by the heat input from the heater 9, the burner 12 is generated as the input heat. Uses heat of combustion.

【0029】したがって、請求項5記載の発明によれ
ば、バーナの発生燃焼熱を入力とする熱入力のみのシス
テム運転により夜間などにおける低騒音化を効果的に達
成でき、また、エンジンの使用燃料とバーナの使用燃料
とを互いに異なるものとして、二種の燃料の一方又は両
方によるシステム運転を可能にすることができる。
Therefore, according to the invention described in claim 5, it is possible to effectively achieve the noise reduction at night and the like by the system operation of only the heat input, which uses the combustion heat generated by the burner as the input, and the fuel used in the engine. The fuel used by the burner and the fuel used by the burner may be different from each other to allow the system to operate with one or both of the two types of fuel.

【0030】〔請求項6記載の発明〕請求項6記載の発
明では(図3参照)、加熱器9からの熱入力によりガス
サイクル機器3をエンジン機能させるにあたり、その入
力熱として、他の系19での排熱又は余剰熱を利用す
る。
[Invention of Claim 6] In the invention of Claim 6 (see FIG. 3), when the gas cycle device 3 is caused to function as an engine by the heat input from the heater 9, another system is used as the input heat. The waste heat or surplus heat at 19 is used.

【0031】つまり、請求項6記載の発明によれば、他
の系での排熱又は余剰熱を利用したシステム運転によ
り、運転経費の低減、省エネを効果的に達成できる。
That is, according to the sixth aspect of the invention, the operating cost can be reduced and the energy can be effectively saved by the system operation using the exhaust heat or the surplus heat in the other system.

【0032】[0032]

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

【0033】5はガスエンジン1への燃料供給路、6は
ガスエンジン1からの排気路であり、このガスエンジン
1での使用燃料F1としては、天然ガスやプロパンガ
ス、あるいは、無公害燃料としてのメタノール改質ガス
や水素ガスなど、各種のガス燃料を適用できる。
Reference numeral 5 is a fuel supply path to the gas engine 1, and 6 is an exhaust path from the gas engine 1. The fuel F1 used in the gas engine 1 is natural gas, propane gas, or pollution-free fuel. Various gas fuels such as methanol reformed gas and hydrogen gas can be applied.

【0034】ガスサイクル機器部3は、その機器構成と
して、回転軸4に連動する各別のピストンp1,p2,
p3を備えて、作動ガスGを個別に吐出吸入する高温シ
リンダ室C1と中温シリンダ室C2と低温シリンダ室C
3を設け、そして、高温シリンダ室C1と中温シリンダ
室C2とをガス連通路7aを介して連通させるととも
に、中温シリンダ室C2と低温シリンダ室C3とをガス
連通路7bを介して連通させ、これらガス連通路7a,
7bの夫々に、再生熱交換器8a,8bを介装してあ
る。
The gas cycle equipment section 3 has, as its equipment configuration, separate pistons p1, p2, which are interlocked with the rotary shaft 4.
a high temperature cylinder chamber C1, a medium temperature cylinder chamber C2, and a low temperature cylinder chamber C, each of which has a p3 and discharges and sucks the working gas G individually.
3, the high temperature cylinder chamber C1 and the medium temperature cylinder chamber C2 are communicated with each other through the gas communication passage 7a, and the medium temperature cylinder chamber C2 and the low temperature cylinder chamber C3 are communicated with each other through the gas communication passage 7b. Gas communication passage 7a,
Regenerative heat exchangers 8a and 8b are provided in each of 7b.

【0035】また、9は高温シリンダ室C1に熱入力す
る加熱器、10は中温シリンダ室C2での発生温熱を取
り出す温熱取出用の熱交換器、11は低温シリンダ室C
3での発生冷熱を取り出す冷熱取出用の熱交換器であ
る。
Further, 9 is a heater for inputting heat to the high temperature cylinder chamber C1, 10 is a heat exchanger for extracting heat generated in the medium temperature cylinder chamber C2, and 11 is a low temperature cylinder chamber C.
It is a heat exchanger for cold heat extraction that takes out the cold heat generated in No. 3.

【0036】つまり、このガスサイクル機器部3におい
ては、各ピストンp1〜p3の動作とともに、高温シリ
ンダ室C1、中温シリンダ室C2、及び、低温シリンダ
室C3の夫々を、ガス連通路7a,7bによる連通下
で、また、そのガス連通路7a,7bに介装した再生熱
交換器8a,8bの作用下で作動ガス吐出吸入させ、こ
れにより、これらシリンダC1〜C3のうち、高温シリ
ンダC1と中温シリンダ室C2との対については、加熱
器9による高温シリンダ室C1への熱入力の下でスター
リングサイクルを実行させて、スターリングエンジンと
して機能させ、その発生動力を回転軸4に対し出力させ
る。
In other words, in the gas cycle equipment section 3, the high temperature cylinder chamber C1, the medium temperature cylinder chamber C2, and the low temperature cylinder chamber C3 are respectively operated by the gas communication passages 7a and 7b as the pistons p1 to p3 operate. The working gas is discharged and sucked under communication and under the action of the regenerative heat exchangers 8a and 8b interposed in the gas communication passages 7a and 7b, whereby the high temperature cylinder C1 and the intermediate temperature of the cylinders C1 to C3 are discharged. With respect to the pair with the cylinder chamber C2, the Stirling cycle is executed under the heat input to the high temperature cylinder chamber C1 by the heater 9 to function as the Stirling engine, and the generated power is output to the rotating shaft 4.

【0037】また、シリンダ室C1〜C3のうち、中温
シリンダ室C2と低温シリンダ室C3との対について
は、回転軸4からの動力を入力とする逆スターリングサ
イクルを実行させて、スターリングヒートポンプとして
機能させ、これにより、その熱出力として、低温シリン
ダ室C3での発生冷熱を冷熱取出用の熱交換器11から
取り出し、かつ、中温シリンダ室C2での発生温熱を温
熱取出用の熱交換器10から取り出す。
Of the cylinder chambers C1 to C3, the pair of the medium temperature cylinder chamber C2 and the low temperature cylinder chamber C3 is subjected to a reverse Stirling cycle with the power from the rotary shaft 4 as an input to function as a Stirling heat pump. As a result, as the heat output, the cold heat generated in the low temperature cylinder chamber C3 is taken out from the heat exchanger 11 for taking out cold heat, and the hot heat generated in the intermediate temperature cylinder chamber C2 is taken out from the heat exchanger 10 for taking out heat. Take it out.

【0038】なお、加熱器9には、高温シリンダ室C1
への熱入力として、バーナ12による発生燃焼熱を高温
シリンダ室C1に付与する形式を採用してあり、13は
バーナ12への燃料供給路、14は燃焼排ガスの排気路
である。また、このバーナ12での使用燃料F2として
は、天然ガス、プロパンガス、メタノール改質ガス、水
素ガスを初め、未利用燃料としての下水処理メタンガ
ス、バイオマス、排プラスチック再生油など、各種のガ
ス燃料や液体燃料を採用できる。
The heater 9 has a high temperature cylinder chamber C1.
As a heat input to the burner 12, a type of applying combustion heat generated by the burner 12 to the high temperature cylinder chamber C1 is adopted, 13 is a fuel supply passage to the burner 12, and 14 is an exhaust passage of combustion exhaust gas. Further, as the fuel F2 used in the burner 12, various gas fuels such as natural gas, propane gas, methanol reformed gas, hydrogen gas, sewage treatment methane gas as unused fuel, biomass, recycled plastic recycled oil, etc. Or liquid fuel can be adopted.

【0039】15は、回転軸4との連動における各ピス
トンp1〜p3の相互の位相差関係を指令器16からの
変更指令に応じて変更する位相差変更手段としての可変
位相装置であり、本例においては、その具体的構成とし
て、高温シリンダ室C1のピストンp1に対するクラン
クを備える回転軸部分4aと、他の二つのシリンダ室C
2,C3のピストンp1,p2に対するクランクを備え
る回転軸部分4bとの連結において、これら回転軸部分
4a,4bを差動機構により所要の回転角度だけ相対回
転させることで、高温シリンダ室C1のピストンp1
と、他の二つのシリンダ室C2,C3のピストンp1,
p2との位相差関係を変更する構成としてある。
Reference numeral 15 denotes a variable phase device as a phase difference changing means for changing the mutual phase difference relationship between the pistons p1 to p3 in conjunction with the rotary shaft 4 in response to a change command from the command device 16. In the example, as a specific configuration thereof, a rotary shaft portion 4a including a crank for the piston p1 of the high temperature cylinder chamber C1 and the other two cylinder chambers C
In the connection with the rotary shaft portion 4b having cranks for the pistons p1 and p2 of C2, C3, the rotary shaft portions 4a and 4b are relatively rotated by a required rotation angle by a differential mechanism. p1
And the pistons p1, of the other two cylinder chambers C2, C3
It is configured to change the phase difference relationship with p2.

【0040】つまり、この可変位相装置15によるピス
トン位相差関係の変更により、スターリングサイクル、
及び、逆スターリングサイクルを変化させて、加熱器9
からの熱を入力とするガスサイクル機器部3での前記エ
ンジン機能の発現状態、及び、回転軸4からの動力を入
力とするガスサイクル機器部3での前記ヒートポンプ機
能の発現状態を変化させ、これにより、ガスエンジン
1、発電・電動兼用機2、ガスサイクル機器部3を連動
させるシステム全体として、図2に一覧する次の(M
1)〜(M11)の運転モードの選択的実施を可能にし
てある。
That is, by changing the piston phase difference relationship by the variable phase shifter 15, the Stirling cycle,
And, by changing the reverse Stirling cycle, the heater 9
The expression state of the engine function in the gas cycle equipment unit 3 that receives heat from the engine and the expression state of the heat pump function in the gas cycle equipment unit 3 that receives power from the rotating shaft 4 as input, As a result, as a whole system for interlocking the gas engine 1, the combined power generator / motor 2 and the gas cycle equipment section 3, the following (M
It is possible to selectively implement the operation modes 1) to (M11).

【0041】(M1)エンジン駆動/電力出力:ガスサ
イクル機器部3のエンジン機能及びヒートポンプ機能を
ともに休止させて、ガスエンジン1の発生動力のみによ
り発電・電動兼用機2を発電機2gとして運転し、電力
出力を得る。
(M1) Engine drive / power output: Both the engine function and the heat pump function of the gas cycle equipment section 3 are suspended, and the combined power generation / motor 2 is operated as a generator 2g only by the power generated by the gas engine 1. , Get the power output.

【0042】(M2)エンジン駆動/電力・熱出力:ガ
スサイクル機器部3のエンジン機能は休止させて、ガス
エンジン1の発生動力のみにより、発電・電動兼用機2
を発電機2gとして運転するとともに、ガスサイクル機
器部3をヒートポンプ機能させ、これにより、電力出力
と、冷熱及び温熱の熱出力とを得る。
(M2) Engine drive / electric power / heat output: The engine function of the gas cycle equipment section 3 is suspended, and only the power generated by the gas engine 1 is used to generate power / motor.
Is operated as a generator 2g, and the gas cycle equipment section 3 is caused to function as a heat pump, thereby obtaining electric power output and heat output of cold heat and warm heat.

【0043】(M3)エンジン駆動/熱出力:ガスサイ
クル機器部3のエンジン機能、及び、発電・電動兼用機
2は休止させて、ガスエンジン1の発生動力のみによ
り、ガスサイクル機器部3をヒートポンプ機能させ、冷
熱及び温熱の熱出力を得る。
(M3) Engine drive / heat output: The engine function of the gas cycle equipment section 3 and the generator / motor combination machine 2 are stopped, and the gas cycle equipment section 3 is heat pumped only by the generated power of the gas engine 1. It functions and obtains heat output of cold heat and hot heat.

【0044】(M4)エンジン駆動・熱入力/電力出
力:ガスサイクル機器部3のヒートポンプ機能は休止さ
せて、ガスエンジン1の発生動力と、ガスサイクル機器
部3のエンジン機能による発生動力とにより、発電・電
動兼用機2を発電機2gとして運転し、電力出力を得
る。
(M4) Engine drive / heat input / power output: The heat pump function of the gas cycle equipment section 3 is stopped and the generated power of the gas engine 1 and the engine function of the gas cycle equipment section 3 The generator / motor generator 2 is operated as a generator 2g to obtain electric power output.

【0045】(M5)エンジン駆動・熱入力/電力・熱
出力:ガスエンジン1の発生動力と、ガスサイクル機器
部3のエンジン機能による発生動力とにより、発電・電
動兼用機2を発電機2gとして運転するとともに、ガス
サイクル機器部3をヒートポンプ機能させ、これによ
り、電力出力と、冷熱及び温熱の熱出力とを得る。
(M5) Engine drive / heat input / power / heat output: The combined power generation / motor 2 is used as a generator 2g by the power generated by the gas engine 1 and the power generated by the engine function of the gas cycle equipment section 3. While operating, the gas cycle equipment part 3 is made to function as a heat pump, and thereby, electric power output and heat output of cold heat and warm heat are obtained.

【0046】(M6)エンジン駆動・熱入力/熱出力:
発電・電動兼用機2は休止させて、ガスエンジン1の発
生動力と、ガスサイクル機器部3のエンジン機能による
発生動力とにより、ガスサイクル機器部3をヒートポン
プ機能させ、冷熱及び温熱の熱出力を得る。
(M6) Engine drive, heat input / heat output:
The generator / motor combination machine 2 is stopped, and the gas cycle equipment section 3 is caused to function as a heat pump by the generated power of the gas engine 1 and the engine power of the gas cycle equipment section 3 to generate heat output of cold heat and warm heat. obtain.

【0047】(M7)熱入力/電力出力:ガスエンジン
1、及び、ガスサイクル機器部3のヒートポンプ機能は
休止させて、ガスサイクル機器部3のエンジン機能によ
る発生動力のみにより、発電・電動兼用機2を発電機2
gとして運転し、電力出力を得る。
(M7) Heat input / power output: The heat pump function of the gas engine 1 and the gas cycle equipment section 3 is suspended, and only the power generated by the engine function of the gas cycle equipment section 3 is used to generate and generate electric power. 2 generator 2
Run as g and get power output.

【0048】(M8)熱入力/電力・熱出力:ガスエン
ジン1は休止させて、ガスサイクル機器部3のエンジン
機能による発生動力のみにより、発電・電動兼用機2を
発電機2gとして運転するとともに、ガスサイクル機器
部3をヒートポンプ機能させ、これにより、電力出力
と、冷熱及び温熱の熱出力とを得る。
(M8) Heat input / electric power / heat output: The gas engine 1 is stopped and only the power generated by the engine function of the gas cycle equipment section 3 is used to operate the combined power generator / motor 2 as a generator 2g. The gas cycle device section 3 is caused to function as a heat pump, and thereby, electric power output and heat output of cold heat and hot heat are obtained.

【0049】(M9)熱入力/熱出力:ガスエンジン
1、及び、発電・電動兼用機2は休止させて、ガスサイ
クル機器部3のエンジン機能による発生動力のみによ
り、ガスサイクル機器部3をヒートポンプ機能させ、冷
熱及び温熱の熱出力を得る。
(M9) Heat input / heat output: The gas engine 1 and the combined generator / motor machine 2 are stopped and the gas cycle equipment section 3 is heat pumped only by the power generated by the engine function of the gas cycle equipment section 3. It functions and obtains heat output of cold heat and hot heat.

【0050】(M10)電動機駆動(電力入力)/熱出
力:ガスエンジン1、及び、ガスサイクル機器部3のエ
ンジン機能は休止させて、夜間の余剰電力などを利用し
た電力入力による発電・電動兼用機2の電動機2mとし
て発生動力のみにより、ガスサイクル機器部3をヒート
ポンプ機能させ、冷熱及び温熱の熱出力を得る。
(M10) Electric motor drive (electric power input) / heat output: The engine functions of the gas engine 1 and the gas cycle equipment part 3 are stopped, and both power generation and electric power are supplied by electric power input using surplus power at night. The gas cycle device section 3 is caused to function as a heat pump only by the generated power as the electric motor 2m of the machine 2, and heat output of cold heat and hot heat is obtained.

【0051】(M11)電動機駆動(電力入力)・熱入
力/熱出力:ガスエンジン1は休止させて、電力入力に
よる発電・電動兼用機2の電動機2mとして発生動力
と、ガスサイクル機器部3のエンジン機能による発生動
力とにより、ガスサイクル機器部3をヒートポンプ機能
させ、冷熱及び温熱の熱出力を得る。
(M11) Electric motor drive (electric power input) / heat input / heat output: The gas engine 1 is stopped, and the power generated as the electric motor 2m of the electric power generating / electric motor 2 by the electric power input and the gas cycle equipment part 3 are generated. The gas cycle device section 3 is caused to function as a heat pump by the power generated by the engine function, and heat output of cold heat and warm heat is obtained.

【0052】また、これら運転モードの選択的実施を可
能にすることに加え、上記運転モードのうち、エンジン
駆動又は電動機駆動と、加熱器9からの熱入力によるガ
スサイクル機器部3のエンジン機能とを併用する運転モ
ード、すなわち、(M4),(M5),(M6),(M
11)の運転モードについては、これら運転モードの実
施にあたり、前記の可変位相装置15によりピストンp
1〜p3の位相差関係を連続的ないし多段的にさらに細
かく変更して、ガスサイクル機器部3のエンジン機能の
発現状態を微調整することにより、種々の運転条件に応
じ、ガスエンジン1又は電動機2mによる動力入力と、
加熱器9からの熱入力との入力比を適宜に変更できるよ
うにしてある。
In addition to enabling the selective execution of these operation modes, among the above operation modes, the engine drive or the electric motor drive and the engine function of the gas cycle equipment section 3 by the heat input from the heater 9 are performed. Operating modes that use both, that is, (M4), (M5), (M6), (M
Regarding the operation modes of 11), when the operation modes are executed, the piston p
The phase difference relationship of 1 to p3 is further finely changed in a continuous or multi-step manner to finely adjust the expression state of the engine function of the gas cycle equipment section 3 to adjust the gas engine 1 or the electric motor according to various operating conditions. 2m power input,
The input ratio to the heat input from the heater 9 can be changed appropriately.

【0053】なお、17はガスエンジン1の休止時に,
ガスエンジン1と他のシステム構成機器2,3との連動
を断つクラッチ、18はガスサイクル機器部3のエンジ
ン機能及びヒートポンプ機能をともに休止させるとき
に、ガスサイクル機器部3と他のシステム構成機器1,
2との連動を断つクラッチである。
Reference numeral 17 indicates when the gas engine 1 is at rest,
A clutch 18 for disconnecting the interlocking between the gas engine 1 and the other system constituent devices 2 and 3, and 18 when the gas cycle device part 3 suspends both the engine function and the heat pump function of the gas cycle device part 3 and other system constituent devices. 1,
It is a clutch that breaks the linkage with 2.

【0054】〔別の実施形態〕別の実施形態を列記す
る。エンジン1はガスエンジンに限定されるものではな
く、液体燃料のエンジンや気液混合燃料のエンジンを採
用してもよい。
[Other Embodiments] Other embodiments will be listed. The engine 1 is not limited to a gas engine, and may be a liquid fuel engine or a gas-liquid mixed fuel engine.

【0055】発電・電動兼用機2を設けるに代え、発電
機2gの専用機を装備してもよく、、また、発電機2g
と電動機2mを装備する場合、それら発電機2g及び電
動機2mに各別の専用機を採用してもよい。
Instead of providing the generator / motor combination machine 2, a dedicated machine for the generator 2g may be equipped, and the generator 2g may be provided.
When equipped with the electric motor 2m, separate dedicated machines may be adopted for the generator 2g and the electric motor 2m.

【0056】加熱器9は、バーナ12の発生燃焼熱を高
温シリンダC1への入力熱とする形式に限定されるもの
ではなく、種々の発生形態・存在形態の熱を高温シリン
ダC1への入力熱に採用でき、例えば、図3に示すよう
に、他の系19での排熱や余剰熱を高温シリンダC1へ
の入力熱に採用してもよい。また、この場合、他の系1
9からの排熱や余剰熱を温度レベルの高い熱にして、高
温シリンダC1への入力熱とする補助加熱手段を付加す
るようにしてもよい。
The heater 9 is not limited to the type in which the combustion heat generated by the burner 12 is used as the input heat to the high temperature cylinder C1, but the heat of various generation and existence forms is input to the high temperature cylinder C1. For example, as shown in FIG. 3, exhaust heat or surplus heat in the other system 19 may be used as input heat to the high temperature cylinder C1. In this case, the other system 1
It is also possible to add an auxiliary heating means for converting the exhaust heat from 9 and the surplus heat into heat having a high temperature level to be used as the input heat to the high temperature cylinder C1.

【0057】回転伝動系は、前述の実施形態の如く、連
動対象のシステム構成機器1,2,3を一軸上に配置し
て連動させる形式に限定されるものではなく、これら連
動対象のシステム構成機器1,2,3の具体的配置形
態、及び、それら各配置形態に応じた回転伝動系の具体
的伝動構造は種々の構成変更が可能であり、また、必要
に応じ、回転伝動系にクラッチや変速機構を装備する構
成を採ってもよい。
The rotary transmission system is not limited to the form in which the system constituent devices 1, 2 and 3 to be interlocked are arranged on one axis and interlocked with each other, as in the above-described embodiment, and the system configuration to be interlocked with is not limited to this. The specific arrangement of the devices 1, 2 and 3 and the specific transmission structure of the rotary transmission system according to each of the arrangements can be modified in various ways, and if necessary, the rotary transmission system can be provided with a clutch. Alternatively, a structure equipped with a speed change mechanism may be adopted.

【0058】各シリンダ室C1,C2,C3を構成する
のに、前述の実施形態の如く、各別のシリンダにピスト
ンを個別装備する形式に代え、いわゆるディスプレーサ
式のシリンダ・ピストン構造を採用してもよい。
In order to construct each cylinder chamber C1, C2, C3, instead of the type in which each separate cylinder is individually equipped with a piston as in the above-described embodiment, a so-called displacer type cylinder-piston structure is adopted. Good.

【0059】温熱取出用の熱交換器10は、中温シリン
ダ室C2と高温側再生熱交換器8aとの間のガス連通路
7aや、中温シリンダ室C2と低温側再生熱交換器8b
との間のガス連通路7bに介装するようにしてもよく、
一方、冷熱取出用の熱交換器11は、低温シリンダ室C
3と低温側再生熱交換器8bとの間のガス連通路7bに
介装するようにしてもよい。また、加熱器9は高温シリ
ンダ室C1と高温側再生熱交換器8aとの間のガス連通
路7aに介装するようにしてもよい。
The heat exchanger 10 for extracting heat is a gas communication passage 7a between the middle temperature cylinder chamber C2 and the high temperature side regeneration heat exchanger 8a, and the middle temperature cylinder chamber C2 and the low temperature side regeneration heat exchanger 8b.
May be interposed in the gas communication passage 7b between
On the other hand, the heat exchanger 11 for extracting cold heat is provided in the low temperature cylinder chamber C.
3 may be interposed in the gas communication passage 7b between the low temperature side regenerative heat exchanger 8b. Further, the heater 9 may be installed in the gas communication passage 7a between the high temperature cylinder chamber C1 and the high temperature side regenerative heat exchanger 8a.

【0060】前述の実施形態では、高温シリンダC1の
ピストンp1と他の二つのシリンダ室C2,C3のピス
トンp2,p3との位相差関係を、位相差変更手段とし
ての可変位相装置15により変更するようにしたが、各
シリンダ室C1〜C3のピストンp1〜p3の各々につ
いて、他のピストンとの位相差関係を位相差変更手段に
より個別に変更できるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the phase difference relationship between the piston p1 of the high temperature cylinder C1 and the pistons p2 and p3 of the other two cylinder chambers C2 and C3 is changed by the variable phase shifter 15 as the phase difference changing means. However, the phase difference relationship between the pistons p1 to p3 in each of the cylinder chambers C1 to C3 and the other pistons may be individually changed by the phase difference changing means.

【0061】位相差変更手段の具体的構造は、従来周知
の各種形式の差動機構を適用するなど、種々の構成変更
が可能であり、また、この位相差変更手段を動作させる
変更指令については、指令信号に応じて位相差変更手段
を自動的に動作させる形式、あるいは、人為操作をもっ
て位相差変更手段を動作させる形式のいずれを採用して
もよい。
The specific structure of the phase difference changing means can be variously modified by applying various types of well-known differential mechanisms, and the change command for operating the phase difference changing means can be changed. Either of the form in which the phase difference changing means is automatically operated according to the command signal or the form in which the phase difference changing means is operated by a manual operation may be adopted.

【0062】ガスサイクル機器部3で使用する作動ガス
Gには、ヘリウムガスや水素ガス、あるいは、空気な
ど、種々の気体を採用できる。
As the working gas G used in the gas cycle equipment section 3, various gases such as helium gas, hydrogen gas, or air can be adopted.

【0063】温熱取出用の熱交換器10から取り出す温
熱、及び、冷熱取出用の熱交換器11から取り出す冷熱
は、夫々、冷暖房などの空調用途を初め、給湯、あるい
は、物品の加熱や冷却など、種々の用途に使用でき、ま
た、発生電力も照明や機器の運転など、種々の用途に使
用できる。
The hot heat taken out from the heat exchanger 10 for taking out heat and the cold heat taken out from the heat exchanger 11 for taking out cold heat are used for air conditioning such as heating and cooling, hot water supply, heating or cooling of articles, etc., respectively. It can be used for various purposes, and the generated power can also be used for various purposes such as lighting and operation of equipment.

【0064】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするため符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
It should be noted that reference numerals are added to the claims for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the configurations of the accompanying drawings by the entry.

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

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

【図2】運転モード示す図表[Fig. 2] Chart showing operation modes

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

【図4】従来のシステム構成図[Fig. 4] Conventional system configuration diagram

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 回転伝動系 1 エンジン 2g 発電機 3 ガスサイクル機器部 p1〜p3 ピストン G 作動ガス C1 高温シリンダ室 C2 中温シリンダ室 C3 低温シリンダ室 7a,7b ガス連通路 8a,8b 再生熱交換器 9 加熱器 10 温熱取出用の熱交換器 11 冷熱取出用の熱交換器 15 位相差変更手段 2m 電動機 2 発電・電動兼用機 12 バーナ 19 他の系 4 rotation transmission system 1 engine 2g generator 3 gas cycle equipment part p1 to p3 piston G working gas C1 high temperature cylinder chamber C2 medium temperature cylinder chamber C3 low temperature cylinder chamber 7a, 7b gas communication passage 8a, 8b regenerative heat exchanger 9 heater 10 Heat exchanger for taking out hot heat 11 Heat exchanger for taking out cold heat 15 Phase difference changing means 2 m Electric motor 2 Combined generator / motor 12 Burner 19 Other systems

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転伝動系(4)による連動の対象とし
て、エンジン(1)と発電機(2g)とガスサイクル機
器部(3)とを設け、 前記ガスサイクル機器部(3)の機器構成として、 前記回転伝動系(4)に連動するピストン(p1〜p
3)の動作を伴い作動ガス(G)を個別に吐出吸入する
高温シリンダ室(C1)と中温シリンダ室(C2)と低
温シリンダ室(C3)とを設け、 前記高温シリンダ室(C1)と前記中温シリンダ室(C
2)とを連通させるガス連通路(7a)、及び、前記中
温シリンダ室(C2)と前記低温シリンダ室(C3)と
を連通させるガス連通路(7b)を設けるとともに、こ
れらガス連通路(7a),(7b)の夫々に再生熱交換
器(8a),(8b)を介装し、 前記高温シリンダ室(C1)に熱入力する加熱器
(9)、前記中温シリンダ室(C2)での発生温熱を取
り出す温熱取出用の熱交換器(10)、及び、前記低温
シリンダ室(C3)での発生冷熱を取り出す冷熱取出用
の熱交換器(11)を設け、 前記各シリンダ室(C1〜C3)のピストン(p1〜p
3)の相互の位相差関係を変更指令に応じて変更する位
相差変更手段(15)を設けたコージェネレーションシ
ステム。
1. An engine (1), a generator (2g), and a gas cycle equipment part (3) are provided as objects of interlocking by a rotary transmission system (4), and the equipment configuration of the gas cycle equipment part (3). As the pistons (p1 to p) interlocking with the rotation transmission system (4)
3) is provided with a high temperature cylinder chamber (C1) for individually discharging and sucking the working gas (G), a medium temperature cylinder chamber (C2) and a low temperature cylinder chamber (C3), and the high temperature cylinder chamber (C1) and the above Medium temperature cylinder chamber (C
2) a gas communication passage (7a) for communicating with the medium temperature cylinder chamber (C2) and a low temperature cylinder chamber (C3) for communicating with the low temperature cylinder chamber (C3). ), (7b) with regenerative heat exchangers (8a), (8b) interposed respectively, and a heater (9) for inputting heat to the high temperature cylinder chamber (C1) and a medium temperature cylinder chamber (C2). A heat exchanger (10) for extracting heat generated heat and a heat exchanger (11) for extracting cold heat generated in the low temperature cylinder chamber (C3) are provided, and each of the cylinder chambers (C1 to C1) is provided. C3) piston (p1 to p
A cogeneration system provided with a phase difference changing means (15) for changing the mutual phase difference relationship of 3) according to a change command.
【請求項2】 前記回転伝動系(4)による連動の対象
として電動機(2m)を付加した請求項1記載のコージ
ェネレーションシステム。
2. The cogeneration system according to claim 1, wherein an electric motor (2 m) is added as an object to be interlocked by the rotary transmission system (4).
【請求項3】 前記発電機(2g)及び前記電動機(2
m)は、前記回転伝動系(4)からの動力入力により発
電機として機能し、かつ、電力入力により電動機として
機能する発電・電動兼用機(2)で構成してある請求項
2記載のコージェネレーションシステム。
3. The generator (2g) and the electric motor (2)
The m / m is a generator / motor combined machine (2) which functions as a generator by power input from the rotary transmission system (4) and functions as an electric motor by power input. Generation system.
【請求項4】 前記位相差変更手段(15)は、前記エ
ンジン(1)又は前記電動機(2m)による前記回転伝
動系(4)への動力入力と、前記加熱器(9)による前
記高温シリンダ室(C1)への熱入力とを並行する運転
モードにおいて、それら動力入力と熱入力との入力比を
変化させるピストン位相差関係の変更操作が可能な構成
としてある請求項1、2又は3記載のコージェネレーシ
ョンシステム。
4. The phase difference changing means (15) includes power input to the rotary transmission system (4) by the engine (1) or the electric motor (2m), and the high temperature cylinder by the heater (9). The piston phase difference relation changing operation for changing the input ratio between the power input and the heat input is configured to be possible in an operation mode in which heat input to the chamber (C1) is performed in parallel. Cogeneration system.
【請求項5】 前記加熱器(9)は、前記高温シリンダ
室(C1)に対する熱入力として、バーナ(12)によ
る発生燃焼熱を前記高温シリンダ室(C1)に付与する
構成としてある請求項1、2、3又は4記載のコージェ
ネレーションシステム。
5. The heater (9) is configured to apply the combustion heat generated by the burner (12) to the high temperature cylinder chamber (C1) as a heat input to the high temperature cylinder chamber (C1). The cogeneration system according to 2, 3, or 4.
【請求項6】 前記加熱器(9)は、前記高温シリンダ
室(C1)に対する熱入力として、他の系(19)での
排熱又は余剰熱を前記高温シリンダ室(C1)に付与す
る構成としてある請求項1、2、3、4又は5記載のコ
ージェネレーションシステム。
6. The heater (9) applies exhaust heat or surplus heat from another system (19) to the high temperature cylinder chamber (C1) as heat input to the high temperature cylinder chamber (C1). The cogeneration system according to claim 1, 2, 3, 4 or 5.
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