JPS58117307A - Method and device for converting thermal energy - Google Patents

Method and device for converting thermal energy

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JPS58117307A
JPS58117307A JP57220355A JP22035582A JPS58117307A JP S58117307 A JPS58117307 A JP S58117307A JP 57220355 A JP57220355 A JP 57220355A JP 22035582 A JP22035582 A JP 22035582A JP S58117307 A JPS58117307 A JP S58117307A
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JP
Japan
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working fluid
expansion
liquid
cycle
energy
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JP57220355A
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Japanese (ja)
Inventor
イアン・ケ−・スミス
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Original Assignee
SORUMETSUKUSU CORP NV
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Publication date
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K21/00Steam engine plants not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱エネルギを別のエネルギ形態に変換する方ツ
ノ:および装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for converting thermal energy into another form of energy.

現在および未来のエネルギ$情から、低温工業排気、廃
液、地熱加熱水などのようなエネルギ源を利用する努力
がなされつつある。これらのエネルギ源は、化石燃料が
まだ比較的安価であったここ10年はどは、主流から外
れたものであり、動力発生源として経済的に実施するこ
とはできないと考えられていた。今11、はっきりと有
利な提案であると考えることのできる方法が開発され、
装置も考案されている。
Current and future energy trends are leading to efforts to utilize energy sources such as low temperature industrial exhaust, waste liquids, geothermally heated water, and the like. These energy sources were considered to be out of the mainstream and not economically viable as a source of power during the last decade, when fossil fuels were still relatively cheap. Now 11 a method has been developed that can be considered a clearly advantageous proposition,
Devices have also been devised.

これらの方法のたいていのものは、熱力学の分野で周知
のランキンサイクルに基礎を置いており、ガスまたは蒸
気の膨張性を利用する軸動力発生熱機関を含む。このよ
うな機関では、蒸気またはガスが膨張中でも同じ相に留
り、膨張時に液体が生成されるのを避けなければならい
という重要な課題がある。なぜならば、液体が存在する
とき、たいていの機械的エキスパンダ、たとえば、ター
ビン、往復機械が良く作動しないからである。基本的な
ランキンサイクルのいろいろな変形サイクルで作動する
蒸気機関では、しばしば、膨張過程である量の水分が生
じる。水蒸気が初めから濡れていたか、あるいは水蒸気
の熱力学的性質により、膨張しつつある蒸気の湿潤度が
大きくなったかするためである。このような場合、機関
は、水蒸気を過熱するか、あるいはエキスパンダに入る
前に水蒸気をより低い圧力までフラ・ンシングするか、
あるいは膨張過程の中間段階で余分な水分を分離するか
することによって、エキスパンダ内での水分生成を最小
限に抑えるように、通常作られている。近年、ランキン
サイクル機関において膨張しつつある蒸気の水分量を減
する重要な方法として、水蒸気の代りに高分子有機流体
を用いることが提案されている。このような機関は。
Most of these methods are based on the Rankine cycle, well known in the field of thermodynamics, and involve shaft-powered heat engines that exploit the expansive nature of gases or steam. An important challenge in such engines is that the vapor or gas must remain in the same phase during expansion to avoid liquid formation during expansion. This is because most mechanical expanders, such as turbines and reciprocating machines, do not operate well when liquid is present. Steam engines operating on various variations of the basic Rankine cycle often generate a certain amount of moisture during the expansion process. This is either because the water vapor is wet from the beginning, or because the thermodynamic properties of water vapor make the expanding vapor more wet. In such cases, the engine either superheats the steam or flans it to a lower pressure before entering the expander;
Alternatively, they are typically designed to minimize water formation within the expander by separating or removing excess water at intermediate stages of the expansion process. In recent years, the use of polymeric organic fluids in place of steam has been proposed as an important method of reducing the water content of expanding steam in Rankine cycle engines. Such institutions.

イスラエルではOrmat、アメリカ合衆国ではThe
rmoelectron、5undstrand、GE
、Aero jetその他の企業、日本ではIHl、M
Itsui、フランスではS。
Ormat in Israel, The in the United States
rmoelectron, 5undstrand, GE
, Aero jet and other companies, IHL in Japan, M
Itsui, S in France.

ciete  Bertin、  ドイツテはDarn
ier、イタリイ、スウェーデン、ソビエット連邦の各
企業が製造しており、すべてその作動サイクルにおいて
エキスパンダにほとんど水分が生じない。したがって、
水蒸気の場合よりもタービン効率が高まり、これが廃熱
や地熱エネルギの回収に用いる低温動力発生システムで
良好な性能を発揮する大きな理由となっている。
ciete bertin, germante wa darn
ier, Italian, Swedish, and Soviet Union companies, all of which generate very little moisture in the expander during their operating cycles. therefore,
Turbine efficiencies are higher than with steam, and this is a major reason for its good performance in low-temperature power generation systems used to recover waste heat or geothermal energy.

しかしながら、ランキンサイクルに基づく方法には、ま
だ、その効率を損なう多数の欠陥がある。すなわち、サ
イクルの蒸発部分全体で、液体温度を沸点まで−F昇さ
せるばかりか、それ以上にF昇させるほどの熱エネルギ
の消費があるのである。実際、有機作動流体を用いる場
合、はとんど常に、それは過熱状態でエキスパンダから
出、大型の凝縮器で温度を下げなければならない。抽出
した熱の一部は再循環させて圧縮液を予熱するのに用い
うるが、これには蓄熱室として知られる付加的な熱交換
器を必要とする。この欠点は超臨界加熱を行なうことに
よっである程度避けることができるが、それには送りポ
ンプ作業ががなり増え、これもサイクル効率を低下させ
る。また、ボイラの加熱過程で作動流体の温度の上昇が
不均一・となり、熱源として熱ガスあるいは熱液体流の
ような単 相流体を用いる場合にサイクル効率を高める
と同時に高効率で利用可能な熱を回収するということが
不可能となる。
However, methods based on Rankine cycles still have a number of deficiencies that impair their efficiency. That is, the entire evaporation portion of the cycle consumes enough thermal energy to raise the liquid temperature not only to the boiling point by -F but even beyond that point. In fact, when using an organic working fluid, it almost always leaves the expander in a superheated state and must be cooled down in a large condenser. A portion of the extracted heat can be recycled and used to preheat the compressed liquid, but this requires an additional heat exchanger known as a regenerator. This drawback can be avoided to some extent by supercritical heating, but this increases feed pump work, which also reduces cycle efficiency. In addition, during the boiler heating process, the temperature of the working fluid increases unevenly, and when using a single-phase fluid such as hot gas or hot liquid flow as a heat source, cycle efficiency is increased and the heat can be used with high efficiency. It becomes impossible to recover.

明らかに、ランキンサイクルの従来技術の欠点、欠陥を
克服することが望ましく、作動流体をその沸点までだけ
加熱すればよく、サイクルの膨張部分でフラッシングを
行なうことによって蒸発を行なう方法が得られればよい
。これには蓄熱室が不要であり、中−相流伴流から得た
熱を動力に変換する効率が高くなる。大部分が工業廃熱
、太陽池、地熱などである低温熱源にとって、これはラ
ンキンサイクルに基づく装置の最良のものよりもコスト
的にかなり有利である。簡単に触れるならば、太陽池と
いうのは浅い水溜りであり、上層が無塩水、r層が塩水
となっている。塩水が太陽の輻射熱によって95度はど
の温度まで加熱され、この塩水から熱を抽出するのであ
る。
Clearly, it would be desirable to overcome the shortcomings and deficiencies of the prior art Rankine cycle, by providing a method in which the working fluid only needs to be heated to its boiling point, and the evaporation is carried out by flashing in the expansion section of the cycle. . This eliminates the need for a heat storage chamber and increases the efficiency of converting heat from the mesophase wake into power. For low-temperature heat sources, which are mostly industrial waste heat, solar ponds, geothermal heat, etc., this is a significant cost advantage over the best of Rankine cycle-based devices. To briefly explain, a solar pond is a shallow pool of water, with the upper layer being unsalted water and the r layer being salt water. Salt water is heated to a temperature of around 95 degrees by the radiant heat of the sun, and heat is extracted from this salt water.

本発明によれば、熱エネルギを別のエネルギ形態に変換
する方法は、前記熱エネルギを持った液状作動流体を用
意し、この作動流体をほぼ断熱状態で圧縮し、濡れた作
動流体で作動し、膨張時に前記作動流体を漸次乾燥させ
ることのできる膨張機械内で前記別のエネルギ形態を生
じるようにフラッシングすることによって熱い圧縮作動
流体をほぼ断熱状態で膨張させ、膨張機械から排出され
た作動流体を凝縮させることからなる。
According to the present invention, a method for converting thermal energy into another form of energy includes preparing a liquid working fluid having said thermal energy, compressing the working fluid in a substantially adiabatic manner, and operating with the wet working fluid. , substantially adiabatically expanding a hot compressed working fluid by flashing to produce said another form of energy within an expansion machine that can gradually dry said working fluid upon expansion; and working fluid discharged from the expansion machine. It consists of condensing.

さらに1本発明によれば、熱エネルギを別のエネルギ形
態に変換する装置は、前記熱エネルギを持つ液状作動流
体を供給する装置と、この作動流体をほぼ断熱的に圧縮
するポンプ装置と、前記別のエネルギ形態を生じさせる
ようにフラッシングすることによって熱い作動流体をほ
ぼ断熱的に膨張させる膨張装置とを包含し、この膨張装
置が濡れた作動流体で作動しることがでS、また、膨張
時に前記作動流体を漸次乾燥させることができ、さらに
膨張機械から排出された作動流体を凝縮することができ
る。
Furthermore, according to one aspect of the present invention, a device for converting thermal energy into another energy form includes a device for supplying a liquid working fluid having thermal energy, a pump device for compressing the working fluid substantially adiabatically, and a pump device for compressing the working fluid substantially adiabatically. an expansion device for substantially adiabatically expanding a hot working fluid by flashing to produce another form of energy, the expansion device being operable with wet working fluid; At times, the working fluid can be gradually dried and further the working fluid discharged from the expansion machine can be condensed.

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施例によって
説明する。
Hereinafter, the present invention will be described by way of examples with reference to the accompanying drawings.

本発明による方法は一定相の熱工オルギ源、すなわち、
作動流体にその熱エネルギを伝達するときに相変換を行
なわないエネルギ源に適しており、木質的な点で異なっ
ている周知のランキンサイクルと細かく比較することに
よって最も良く理解できるが、これら2種のサイクルを
実現する機械的な構成要素はほとんど同じである。
The method according to the invention provides a constant phase thermal engineering source, namely:
These two types are suitable for energy sources that do not undergo a phase transformation when transferring their thermal energy to a working fluid, and are best understood by a detailed comparison with the well-known Rankine cycle, which differs in terms of wood structure. The mechanical components that implement the cycle are almost the same.

水蒸気の場合の基本的なランキンサイクルが第1図のT
−sダイアグラムに示してあり、有機作動流体、たとえ
ばOrma tシステムで用いられる有機作動流体につ
いての基本ランキンサイクルが第2図のT−sダイアグ
ラムに示しである。
The basic Rankine cycle for water vapor is T in Figure 1.
The basic Rankine cycle for organic working fluids, such as those used in Ormat systems, is shown in the T-s diagram of FIG.

第1図の動作シーケンスは、液体圧縮(1→2)、加熱
と蒸発(2→3)、膨張(3→4)、凝縮(4→1)で
ある。この場合、水蒸気が湿潤状態でエキスパンダから
出ることに注意されたい。第2図に関して、有機流体は
、その性質により、多くの場合、ポイント4において過
熱状態でエキスパンダを出、この結果、第2図に示すよ
うに蒸気温度を下げなければならない(4→5)。
The operating sequence in FIG. 1 is liquid compression (1→2), heating and evaporation (2→3), expansion (3→4), and condensation (4→1). Note that in this case the water vapor exits the expander in a wet state. Regarding Figure 2, the organic fluid, by its nature, often leaves the expander in a superheated state at point 4, resulting in the vapor temperature having to be reduced as shown in Figure 2 (4→5). .

この過熱低減は大型の凝縮器で行なわれる。This desuperheating is accomplished with a large condenser.

この動作シーケンスを行なう機械的構成要素は第3図に
示してあり、これは送りポンプ2o、ボイラ22.エキ
スパンダ24(タービン、往復機械など)、過熱低減器
兼凝縮器26を包含する。
The mechanical components that carry out this operating sequence are shown in FIG. 3 and include feed pump 2o, boiler 22 . It includes an expander 24 (turbine, reciprocating machine, etc.), an attemperator and condenser 26.

第4図は拒絶された過熱低減物(第2図の4→5)の少
なくとも一部を利用して圧縮液体を予熱しく2→7)、
外部熱の必要量を減らす方法を示している。これは、回
路に第5図に示すような蓄熱室として知られる追加の熱
交換器28を設けることによって物理的に達成される。
FIG. 4 shows that the compressed liquid is preheated using at least a part of the rejected superheat reducer (4→5 in FIG. 2 2→7),
It shows how to reduce external heat requirements. This is physically accomplished by providing the circuit with an additional heat exchanger 28, known as a regenerator, as shown in FIG.

本明細書を通じて用いるT−sダイアグラムにおいて、
サイクルのポイント列をつなぐ線によって囲まれた面積
は仕事量を表わしている。
In the T-s diagram used throughout this specification,
The area enclosed by the lines connecting the cycle points represents the amount of work.

さて、一定温度熱源または無限熱源から熱を得O た場合、理想的な熱機関サイクルが第6図に示すカルノ
ーサイクルとなることは熱力学の法則の周知の結果であ
る。
Now, it is a well-known result of the laws of thermodynamics that when heat is obtained from a constant temperature heat source or an infinite heat source, the ideal heat engine cycle becomes the Carnot cycle shown in Figure 6.

第1.2.4図を検討してわかるように、第1図に示す
蒸発過程中に一定温度で大量の熱が供給されるためにラ
ンキンサイクルは理想的なカルノーサイクルに非常に近
くなる。この過程はボイラ内で起り、はとんどすべての
場合、熱の供給量は作動流体の温度をその沸点まで」二
昇させるのに必要な艮よりもかなり多い。当然、流体の
蒸発はOr m a’ tタイプのシステムにおける、
実際になんらかのランキンサイクルに伴なう過程のシー
ケンスの重要な特徴となる。しかしながら、熱が無限の
、あるいは一定温度の熱源から供給されない場合には、
カルノーサイクルは必ずしも理想的なモデルとはならな
い。ここで、捨てようとしている熱い液体あるいはガス
の流れを考える。この流れを冷却する場合、そこから伝
えられる熱は、第7図の温度対伝熱座標の冷却曲線に示
すような温度低Fに依存する。
As can be seen by examining Figure 1.2.4, the Rankine cycle is very close to the ideal Carnot cycle due to the large amount of heat supplied at a constant temperature during the evaporation process shown in Figure 1. This process takes place in a boiler, and in almost all cases the amount of heat supplied is considerably greater than that required to raise the temperature of the working fluid to its boiling point. Naturally, the evaporation of the fluid in an Or m a' t type system is
In fact, it is an important feature of the sequence of processes involved in some Rankine cycles. However, if the heat is not supplied by an infinite or constant temperature source,
The Carnot cycle is not necessarily an ideal model. Now consider the flow of hot liquid or gas that you are discarding. When cooling this stream, the heat transferred therefrom depends on the temperature low F as shown in the temperature versus heat transfer coordinate cooling curve of FIG.

ボイラ加熱過程(第1.2図で2→3、第4図で7呻3
)に対する一定相流体流の冷却のマツチングが第8図に
示しである。この場合、ランキンサイクルφボイラで作
動流体を蒸発させるのに必要な大量の熱は、作動流体が
達成しうる最高温度を冷却されつつある流体流の最高温
度よりもはるかに低い値に制限することがわかる。
Boiler heating process (2 → 3 in Figure 1.2, 7 groan 3 in Figure 4)
) is shown in FIG. 8. In this case, the large amount of heat required to evaporate the working fluid in a Rankine cycle φ boiler limits the maximum temperature that the working fluid can achieve to a value much lower than the maximum temperature of the fluid stream being cooled. I understand.

熱の機械的な動力への変換をかなり望ましい状態で達成
するには、ボイラ内で加熱される作動流体が、それを加
熱する冷却流体流のそれと正確に一致する温度対伝熱経
路をたどるとよい。この理想的な場合が第9図に示して
あり、これは第10図のT−s座標に示す理想熱機関サ
イクルになる。
To achieve a fairly desirable conversion of heat into mechanical power, the working fluid being heated in the boiler follows a temperature versus heat transfer path that exactly matches that of the cooling fluid stream that heats it. good. This ideal case is shown in FIG. 9, which results in the ideal heat engine cycle shown in the T-s coordinates of FIG.

最初見ただけでは、これは理想的なカルノーサイクルの
概念の逆に思える。しかしながら、カルノーサイクルは
一定温度あるいは無限の熱源についてのみ理想的なので
あり、それに対してここでは加熱源温度が伝熱過程を通
じて変化するということは了解されたい。第1O図に示
すサイクルを具象化する別の方法は、各々第11図に示
すようにやや異なった温度で熱を受ける一連の微小カル
ノーサイクルと考えることである。
At first glance, this seems to be the inverse of the ideal Carnot cycle concept. However, it should be understood that the Carnot cycle is ideal only for constant temperature or infinite heat sources, whereas here the heating source temperature changes throughout the heat transfer process. Another way to visualize the cycle shown in FIG. 1O is to think of it as a series of micro Carnot cycles, each receiving heat at a slightly different temperature as shown in FIG.

このようなサイクルに対して、Or m a tタイプ
・サイクルに必要な大きな蒸発熱はまったく不利である
。したがって、蒸発の完了後蒸気を過熱して第12図に
示すサイクルを得るか、あるいは送すポ〕/ブ出ロ圧力
を高めて第13図に示すサイクルを得るかしてOrma
tタイプ争サイクルすを改善することが提案されている
。これらは理想に近いランキンサイクルの形をもたらす
からである。しかしながら、これら両サイクル共、通常
、大きい過熱低減を必要とし、これは効率を現状維持す
るつもりならば大型の蓄熱室を必要とすることを意味し
、これはまたコストの上1を意味する。両サイクル共、
通常、作動流体を乾いた蒸気として膨張させるが、膨張
過程で蒸気がやや濡れた状態となることがある程度暗示
されている。特にエキスパンダを出る蒸気の過熱低減が
少ない場合に、通常、超臨界サイクルが非常に激しい送
り3 2 ポンプの往水を要求することは、あまり知られていない
。これはサイクル効率を低減する。
For such cycles, the large heat of vaporization required in Or m a t type cycles is quite disadvantageous. Therefore, after the completion of evaporation, the steam can be superheated to obtain the cycle shown in Figure 12, or the inlet/outlet pressure can be increased to obtain the cycle shown in Figure 13.
It has been proposed to improve the T-type conflict cycle. This is because these results in a Rankine cycle shape that is close to the ideal. However, both of these cycles typically require large desuperheating, which means that a large storage chamber is required if efficiency is to be maintained, which also means an increase in cost. Both cycles
Typically, the working fluid is expanded as a dry vapor, but it is implied to some extent that the vapor becomes somewhat wet during the expansion process. It is little known that supercritical cycles usually require very heavy feed 3 2 pump water, especially if there is little superheat reduction of the steam leaving the expander. This reduces cycle efficiency.

本発明による新しいサイクルは第14.15図の温度・
エントロピー座標に示すものであり、ランキンサイクル
におけると同様の液体圧縮(l→2)、液相だけの加熱
(2→3)、すでに説明したように液体から蒸気への相
変換を伴なう膨張(3→4)、1にもどる凝縮からなる
。第15図かられかるように、ある種の有機流体の場合
、膨張でエキスパンダの出口に完全に乾いた蒸気を生じ
させる。このサイクルに必要な構成要素のシーケンスが
第16図に示しである。
The new cycle according to the invention is shown in Figure 14.15.
It is shown in the entropy coordinates, and includes liquid compression (l → 2) similar to that in the Rankine cycle, heating of only the liquid phase (2 → 3), and expansion accompanied by a phase transformation from liquid to vapor as already explained. (3→4), consisting of condensation back to 1. As can be seen in FIG. 15, for some organic fluids, expansion produces completely dry vapor at the outlet of the expander. The sequence of components required for this cycle is shown in FIG.

これらの構成要素は基本的に基本ランキンサイクルで用
いたものと同じであるが(ただし凝縮器30が小型であ
る)、ランキンサイクルと違って、液体加熱器22が最
小限の蒸発で、好ましくは蒸発皆無で作動しなければな
らいという点で濡れた蒸気はランキサイクルとは大きく
異なっており、また、エキスパンダの機能もすでに説明
したようなランキン・システムのものとは異なっている
These components are essentially the same as those used in the basic Rankine cycle (with the exception of the smaller condenser 30), but unlike the Rankine cycle, the liquid heater 22 has minimal evaporation and preferably Wet steam differs significantly from the Rankine cycle in that it must operate without any evaporation, and the function of the expander also differs from that of the Rankine system described above.

4 加熱を単−相で同等に実施する第13図に示す超臨界ラ
ンキンサイクルと比べて、本発明によるサイクルは、超
臨界圧力で流体を加熱するという点でも異なっており、
エキスパンダも先に述べたようにランキンサイクル・エ
キスパンダとは異なっている。このサイクルをMHDに
おけるように複合液体令金屈/揮発性液体作動流体と一
緒に用いるならば、温度拳エントロピー座標において、
液体金属の熱容量が大きいために膨張線は第17図に示
すように右にもっと傾斜することになる。こうして、揮
発性流体がエキスパンダ出口でもっと乾いたものとなる
4. Compared to the supercritical Rankine cycle shown in FIG. 13, in which the heating is equivalently carried out in a single phase, the cycle according to the invention also differs in that the fluid is heated at supercritical pressure,
As mentioned earlier, the expander is also different from the Rankine cycle expander. If this cycle is used with a complex liquid refractory/volatile liquid working fluid as in MHD, then in temperature-entropy coordinates,
Due to the large heat capacity of the liquid metal, the line of expansion will be more inclined to the right as shown in FIG. Thus, the volatile fluid becomes drier at the expander outlet.

本発明によるサイクルは、ランキンサイクルを超臨界シ
ステムにおけるように極端に修正した形態に比べても次
のような多数の利点を有する。
The cycle according to the invention has a number of advantages over extremely modified forms of the Rankine cycle, such as in supercritical systems:

l)過熱低減が少しでよいか、あるいはまったく必要と
せず、それ故、蓄熱室が不要である。
l) Little or no desuperheating is required, so no heat storage is required.

2)超臨界ランキンサイクルよりも送りポンプの仕賽が
少なくてすむ。
2) Fewer feed pumps are required than in the supercritical Rankine cycle.

3)一定相熱流の場合サイクル効率が高くなる6 4)ランキンサイクルのときと違って、一定相流を冷却
できる温度に対する限界がまったくない場合にもっと多
くの熱が伝達されうる。
3) Cycle efficiency is higher for constant phase heat flow.6 4) More heat can be transferred when, unlike in the Rankine cycle, there is no limit to the temperature at which the constant phase flow can be cooled.

本発明1こよるサイクルの効率は、第18図のT−Sダ
イアグラムの過程3−4および第19図に示す構成要素
のブロックダイアグラムの符号32で示すようにエキス
パンダ内に仕事が発生する前にフラッシング室内で膨張
の初期段階を実施することによってかなり高められる。
The efficiency of the cycle according to the present invention 1 is determined by the cycle efficiency before work is generated in the expander, as shown in step 3-4 of the T-S diagram in FIG. 18 and reference numeral 32 in the block diagram of the components shown in FIG. is significantly enhanced by carrying out the initial stage of expansion in a flushing chamber.

これにより、膨張の最初の部分がエキスパンダの必要な
回転速度によって決められる率で起る必要がなく、フラ
ッシング室32内のこの過程がそれ以−ヒの膨張の始ま
る前に平衡状態で液体/蒸気組合物を良く混合するに充
分な時間が′jえられうる。さらに、エキスパンダの体
積膨張比がかなり減し、設計作業をかなり容易にする。
This ensures that the first part of the expansion does not have to occur at a rate determined by the required rotational speed of the expander, and that this process in the flushing chamber 32 is at equilibrium before further expansion begins. Sufficient time may be allowed to mix the steam mixture well. Furthermore, the volumetric expansion ratio of the expander is considerably reduced, making the design work considerably easier.

表面的には、基本的な湿潤蒸気サイクルのこのような変
更が利用エネルギの損失に通じ、ランキンサイクル以上
の理論的な利点を相殺してしまう5 ように思えよう。しかしながら、膨張過程をより精密に
検討してみると、このような変更で動力が失われるとい
う悪条件は非常に小ざく、はんの数パーセントのオーダ
ーであるが、余分な量は作動流体およびそれが膨張する
温度範囲に依存する。
On the surface, it would seem that such a modification of the basic wet steam cycle would lead to a loss of usable energy, offsetting any theoretical advantage over the Rankine cycle. However, when we examine the expansion process more precisely, we find that the adverse condition of power loss due to such a change is very small, on the order of a few percent of the solder, but the extra amount is due to the working fluid and Depends on the temperature range in which it expands.

その理由は、初期液体体積が蒸気の最終体積に比くてl
」・ごいからである。流れ仕事は圧力低下と体積の積の
積分値に等しいので、初期段階における3またはそれ以
上の膨張比か最終膨張段階におけるもっと小さい膨張比
によって勘案される仕事のほんの一部に対して適当であ
る。これは正確な計算によって確かめられている。
The reason is that the initial liquid volume is l compared to the final volume of vapor.
”・Because it is great. Since flow work is equal to the integral of the product of pressure drop and volume, it is appropriate for only a fraction of the work accounted for by an expansion ratio of 3 or more in the initial stage or a smaller expansion ratio in the final expansion stage. . This is confirmed by accurate calculations.

100 ’Oの地熱水から動力を回収する研究でコンピ
ュータ・プログラムを用いて計算を行なってみた。この
34算結果をラン午ンサイクル◆システムと比較した。
In research on recovering power from geothermal water at 100'O, we performed calculations using a computer program. The results of this 34 calculation were compared with the Run Hour Cycle ◆ system.

ランキンタービン効率を85%とし、適当なスクリュ一
番エキスパンダの効率を80%としたこと以外、仮定値
は同一とした。地熱で加熱した水を循環させることにつ
いては手加減を加えなかったが、これはほとんど同じで
あり。
The assumptions were the same except that the Rankine turbine efficiency was 85% and the efficiency of the appropriate screw expander was 80%. This is pretty much the same thing, although we didn't do anything about circulating geothermally heated water.

76 ラ ンキンサイクル ムでのものよりもやや大きいようであった。熱水流量は
7 5 Kg/sであった。あらゆる場合において、作
動流体として冷奴R114を選び、すべての分析を最大
限に活用した。
76 It seemed to be slightly larger than the one in the Rankine cycle. The hot water flow rate was 75 Kg/s. In all cases, cold tofu R114 was chosen as the working fluid to maximize all analyses.

ランキン・システムからの動力は7 1 7 kWeで
あった。
Power from the Rankine system was 717 kWe.

湿潤蒸気システム  8 これらの場合、エキスパンダ体積比はかなり低く、フラ
ッシングにおいて流体体積を2倍にすることによって3
%より低い動力損失で完全な膨張を単ステージ・スクリ
ュm−エキスパンダで行なうことを可能としている。フ
ラッシングで体積を3倍にすると、この出力を基礎とで
きるならば、単ステージ羽根式エキスパンダでも膨張を
行なうことができる。
Wet steam systems 8 In these cases, the expander volume ratio is quite low and by doubling the fluid volume in flushing 3
It is possible to perform a complete expansion with a single stage screw m-expander with power losses of less than %. If the volume is tripled by flushing, a single-stage vane expander can also perform expansion if this output can be used as a basis.

体積比全体がもっと高い場合には、動力損失の悪条件は
もっと少なくなろう。エキスパンダ体積比が極めて控え
めな場合の最後の欄の数字でも、ランキン・システムに
対して悪い点は非常にわず9 かである。
If the overall volume ratio were higher, the power loss penalty would be less. Even the numbers in the last column, where the expander volume ratio is very conservative, are only 9 points worse than the Rankine system.

他の場合において1作動流体としてn−ペンタンを選び
全ての分析を最大限に活用した。
In other cases n-pentane was chosen as one working fluid to optimize all analyses.

ランキン・システムとしての動力は746kWeに等し
い。
The power as a Rankine system is equal to 746 kWe.

湿潤蒸気システム これらの場合、エキスパンダ体積比はフラッジ0 ングにおける流体体積を8の係数を以て増加させること
により、8%の動力損失で完全な膨張を単ステージ・ス
クリュー・エキスパンダで可能とする如きものである。
Wet steam systems In these cases, the expander volume ratio is such that by increasing the fluid volume at the flood ring by a factor of 8, full expansion is possible with a single stage screw expander with a power loss of 8%. It is a kimono.

フラッシングで体積を12の係数を以て増加させると、
この出力を基礎と出来るならば、単ステージ羽根式エキ
スパンダでも膨張を行なうことができる。
When flushing increases the volume by a factor of 12,
If this output can be used as a basis, a single-stage vane type expander can also perform expansion.

体積比全体がもつと高い場合には、動力損失の悪条件は
もつと少なくなろう。
If the overall volume ratio is high, the adverse conditions of power loss will be less.

このサイクルの、ランキン・システム以上の可能な利点
を評価するために、水流量を75に9/secと仮定し
て、ホット・ロック地熱加熱水からの回収可能動力の非
常に詳しい研究を行なった。多くの作動流体を考慮(二
人れ、その各々について10年間にわたって開発したコ
ンピュータ・プログラムを用いてすべてのシステムを完
全に最適化した。
To evaluate the possible advantages of this cycle over the Rankine system, a very detailed study of the power recoverable from hot rock geothermal heating water was performed assuming a water flow rate of 75 to 9/sec. . All systems were fully optimized using computer programs developed over 10 years for each of the many working fluids.

このプログラムは内部損失、非能率のすべてを詳細に勘
案したものである。この研究の結果を以下の表に要約す
る。
This program takes into account all internal losses and inefficiencies in detail. The results of this study are summarized in the table below.

1 この表からはっきりとわかるように、本発明の「湿潤蒸
気」サイクルはランキンサイクル尋システムよりも単位
出力当り低いコストでかなり大き。
1 As clearly seen from this table, the "wet steam" cycle of the present invention is significantly larger at a lower cost per unit of output than the Rankine cycle system.

な動力回収を行なう。Perform proper power recovery.

さらに、太陽池と集熱器から動力回収を行なう2 のに用いる極低温システムについての研究を行なった。In addition, power is recovered from the solar pond and heat collector. We conducted research on cryogenic systems used for.

ここでは、ランキンサイクル・システムのほぼ3倍の出
力が可能であることがわかった。
It has been found that nearly three times the output power of the Rankine cycle system is possible here.

本発明による「湿潤蒸気」サイクルのさらに別の利点を
以下に説明する。
Further advantages of the "wet steam" cycle according to the invention are explained below.

多くの工業工程、特に化学プラントでは、最終的に多量
の熱液を冷却しなければならない。このようなプラント
では、熱を取出すために大型の熱交換器を必要とし、も
ちろん、これは先に説明したような本発明による動力プ
ラントのためのボイラを構成しうる。このプロセス熱を
用いる別の方法としては、慕慕セポイラを省略し、熱液
そのものを作動流体として用い、直接にあるいはフラッ
シング室を通してエキスパンダに入れ、膨張、冷却させ
ながら仕事をさせるという方法がある。最終的な熱抽出
ではなお液体を再圧縮するのにポンプを必要とし、この
抽出段階の後の凝縮器を必要とするが、このようなプロ
セス「湿潤蒸気」エキスパンダーシステムは、ボイラや
液体加熱器が不要Qつ であるという点で据え付は成熱機関よりも安価となり、
ボイラあるいはヒータ内である流体から他の流体へ熱を
伝達するのに温度低下がないという点で効率が良くなる
In many industrial processes, especially in chemical plants, large quantities of hot fluids ultimately have to be cooled. Such a plant requires a large heat exchanger to extract the heat, which may, of course, constitute the boiler for the power plant according to the invention as described above. Another method of using this process heat is to omit the Mumu sepoiler and use the hot liquid itself as the working fluid, either directly or through a flushing chamber, into the expander, where it is expanded and cooled to do work. . Although the final heat extraction still requires a pump to recompress the liquid and a condenser after this extraction stage, such a process "wet steam" expander system is not suitable for boilers or liquid heaters. Since there is no need for Q, installation is cheaper than a growth engine,
Efficiency is achieved in that there is no temperature drop in transferring heat from one fluid to another within a boiler or heater.

この原理は、循環流体を水に限る必要のない場合にホッ
トロック地熱その他の熱源から動力を回収するときに湿
潤蒸気エキスパンダと共に用いることができる。
This principle can be used with wet steam expanders when recovering power from hot rock geothermal or other heat sources where the circulating fluid does not need to be limited to water.

先に述べたように、本発明の「湿潤蒸気」サイクルとラ
ンキンサイクルとの根本的な相違の1つは、前者では、
膨張過程での相変換が最も木質的な特徴であり、後者で
は、それをできるだけ避けなければならないということ
にある。さらに、ランキンサイクル・システムで水分が
生じたとき、膨張過程で蒸気の湿潤度が漸次増大するの
に対し1本発明による「湿潤蒸気」サイクルでは膨張が
進むにつれて蒸気が乾いて行く。
As mentioned earlier, one of the fundamental differences between the "wet steam" cycle of the present invention and the Rankine cycle is that in the former:
Phase transformation during the expansion process is the most woody characteristic, and in the latter case it must be avoided as much as possible. Additionally, when moisture is generated in a Rankine cycle system, the moisture content of the steam gradually increases during the expansion process, whereas in the "wet steam" cycle of the present invention, the steam dries out as expansion progresses.

以」−の結果、本発明による「湿fff!蒸気」サイク
ルの膨張相には普通のタービンや往復機械は不適当であ
る。これは、液滴がタービン・ブレードをL %) 腐食してタービンの空気力学的効率を減じ、往復動して
いるエキスパンダのシリンダ壁から潤滑油を洗い落とし
て機構の摩耗、焼付きを促進するからである。この目的
に用いることのできる別の機械が存在する。たとえば、 l)回転羽根式、スクリュウ一式エキスパンダのような
確実排出機械。これに液体が存在しているならば、潤滑
が促進され、漏洩が減少する。非常に効率のよい小型の
羽根式機械が入手可能である。
As a result, conventional turbines and reciprocating machines are unsuitable for the expansion phase of the "humid fff! steam" cycle according to the invention. This causes the droplets to corrode the turbine blades (L%), reducing the aerodynamic efficiency of the turbine, and washing lubricating oil from the cylinder walls of the reciprocating expander, promoting mechanical wear and seizure. It is from. There are other machines that can be used for this purpose. For example: l) Positive evacuation machines such as rotary vane type, screw set expanders. If liquid is present in this, lubrication is promoted and leakage is reduced. Very efficient small vane machines are available.

2)2層タービン。2) Two-layer turbine.

3)作動流体が流れるMHD (磁気流体力学的な)ダ
クト。この場合、流体は相を変換する揮発性液体と、液
体金属その他の導電性流体のような非揮発性液体との混
合物からなる。この非揮発性液体は膨張する揮発性液体
によって矩形断面ダクトを通って推進される。ダクトの
2つの対向した壁がその間に磁界を発生し、他の対の対
向壁が導電体を含んでいれば、この手段によって直接電
流が生じうる・ 5 4 本発明の「湿潤蒸気」サイクルと「湿潤蒸気」プロセス
膨張システムで用いるために、冷媒ll、12.21.
30.113.114.115、トルエン、チオフェン
、n−ペンタン、ピリジン へキサフルオロベンゼン、
Fe12、モノクロロベンゼン、水を含む種々の作動流
体を検討した。水の主な欠点は膨張に必要な体積比がき
わめて大きいということであり、R11,R12や他の
冷媒と共にn−ペンタンはかなり望ましい体積比を持ち
、作動温度限度にもよるが1段、2段、3段、4段のう
ちいずれの段数の膨張ステージでもこの膨張比を得るこ
とができる。
3) MHD (magnetohydrodynamic) duct through which the working fluid flows. In this case, the fluid consists of a mixture of a volatile liquid that changes phase and a non-volatile liquid such as a liquid metal or other conductive fluid. This non-volatile liquid is propelled through the rectangular cross-section duct by the expanding volatile liquid. If the two opposite walls of the duct generate a magnetic field between them, and the other pair of opposite walls contain electrical conductors, a direct current can be generated by this means. Refrigerant II for use in "wet steam" process expansion systems, 12.21.
30.113.114.115, toluene, thiophene, n-pentane, pyridine hexafluorobenzene,
Various working fluids were investigated including Fe12, monochlorobenzene, and water. The main disadvantage of water is the very large volume ratio required for expansion, and n-pentane, along with R11, R12 and other refrigerants, has a much more desirable volume ratio and can be used in either one or two stages depending on the operating temperature limits. This expansion ratio can be obtained with any number of expansion stages among three, three, and four.

システム効率を高めるために、可能であれば、エキスパ
ンダとフラッシング室の両方にフラッシング過程を促進
する手段を設けるとよい。このような手段そのものは公
知であるが、流体がエキスパンダに入る前にそれに渦を
生じさせる乱れ促進器、核形成点を増やして流体内に気
泡を生じさせる接種剤、作動流体の表面張力を弱めてフ
ラッシングの初期段階で気泡成長速度を高める湿潤剤。
To increase system efficiency, if possible, both the expander and the flushing chamber should be provided with means to facilitate the flushing process. Such means are known per se, but include turbulence promoters that create vortices in the fluid before it enters the expander, inoculants that increase nucleation points and create bubbles within the fluid, and surface tension of the working fluid. A wetting agent that weakens and increases the rate of bubble growth during the early stages of flushing.

6 これらの手段の組合わせを含む。6 including combinations of these means.

さらに、作動流体に適当な潤滑剤を添加して可動部分の
接触面の摩擦を減らすことによってエキスパンダの機械
効率を改善することができる。
Furthermore, the mechanical efficiency of the expander can be improved by adding suitable lubricants to the working fluid to reduce friction on the contact surfaces of the moving parts.

作動流体としては有機流体が好ましいが、適当な無機流
体も用いうる。熱源は、熱交換器のサイズを穏当な限度
内に抑える観点から一般に液体であるが、蒸気またはガ
スであってもよい。
Although organic fluids are preferred as working fluids, suitable inorganic fluids may also be used. The heat source is generally a liquid, with a view to keeping the size of the heat exchanger within reasonable limits, but may also be a vapor or a gas.

当業者にとって明らかであるように、本発明は先の図示
実施例の細部に限るものではなく、その木質的な特質か
ら逸脱することなく他の特殊な形態で具体化することが
でき、それ故、これらの実施例があらゆる点で説明のた
めだけのものであり、参考にするならば特許請求の範囲
を参考にすべきであり、本発明者等は特許請求の範囲の
意義および同義性の範囲を同じくするすべての変更を意
図するものである。
As will be clear to those skilled in the art, the invention is not limited to the details of the previously illustrated embodiments, but can be embodied in other special forms without departing from its woody character, and therefore , these Examples are in all respects for illustrative purposes only, and reference should be made to the claims, and the inventors do not intend to understand the meaning and equivalence of the claims. All changes of similar scope are intended.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は水蒸気を用いるランキンサイクルのT−S(温
度・エントロピー)ダイアグラムを示す図、 第2図は有機液体を用いるランキンサイクルのT−sダ
イアグラムを示す図、 第3図は第2図に示すシーケンスを行なうのに用いる機
械的構成要素のブロックダイアグラムを示す図、 第4図は圧縮液を予熱するのに用いる拒絶過熱低誠物に
ついての、第2図と同様なT−sダイアグラムを示す図 第5図は蓄熱室の使用を示すブロックダイアグラムを示
す図、 第6図は理想的なカルノーサイクルのT−sグイ7グラ
ムを示す図、 第7図は廃棄しようとしている熱液または熱ガスの流れ
の冷却を説明する図、 第8図はこの冷却作用を第1.2.4図に示すサイクル
の加熱部分に合わせる方法を示す図、第9図は第8図の
ものよりももつと望ましいマツチングを示す、第8図と
同様の図。 $lO図は第9図に示すマツチングから得た。 Z’1 本発明による新規な三角形「湿潤蒸気」サイクルのT−
sダイアグラムを示す図、 第11図はこのサイクルをいかにして一連の微小カルノ
ーサイクルと考えうるかを示す図、第12.13図は一
定相水蒸気から動力を回収するようにランキンサイクル
を改善する従来の試みを示す図、 第14.15図は「湿潤蒸気」サイクルをより詳しく説
明する、飽和包絡線を含むT−sダイアグラムを示す図
、 第16図は第14図のようなT−sダイアグラムを生じ
させるのに用いる機械的構成要素のブロックダイアグラ
ムを示す図、 第17図はMHDで用いるような複合液体・金属/揮発
性液体作動流体を一緒に用いたときの本発明サイクルの
T−sダイアグラムを示す図、第18図は湿潤蒸気サイ
クルのもつと実用的な形態(7) T −Sダイアグラ
ムを示す図、第19図は第18図のT−sダイアグラム
を生じさせるのに用いる機械的構成要素のブロックダ9 z′6 イアグラムを示す図である。 20−・・ポンプ、22・・・ボイラ、24・・φエキ
スパンダ、26・拳舎過熱低減器兼凝縮器、28・令◆
熱交換器、30令・+1凝lii器出 願 人  : 
 ソルメツクス コーポレーションエヌ、ヴイ 代 理 人  :  岡   部   正   夫安 
  井   幸   − 栗   林       貢 井   上   義   雄 山   1)  隆   − 加   藤   伸   晃 0 Ftc、 1 エントロピ 7IC/G、2 エントロピ FtG、 4゜ エントロピ 伝   熱 /47に、 7 nσ9 伝   熱 F/G−8゜ エントロピ /’/に、 IO。 エントロピ /’/に、 /1 エントロピ FIG、 /J: エントロピ FIG、 /2゜ エントロピ MG、/4゜ エントロピ Ftc、/s。 Ftc、/6 エントロピ Ftc、/7 FIG、β Ftr:;、 /9
Figure 1 is a diagram showing the T-S (temperature/entropy) diagram of the Rankine cycle using water vapor, Figure 2 is a diagram showing the T-s diagram of the Rankine cycle using organic liquid, and Figure 3 is the diagram shown in Figure 2. Figure 4 shows a block diagram of the mechanical components used to perform the sequence shown; Figure 4 shows a T-s diagram similar to Figure 2 for a reject superheater used to preheat compressed liquid; Figure 5 is a block diagram showing the use of a heat storage chamber, Figure 6 is a diagram showing an ideal Carnot cycle T-s Gui 7g, Figure 7 is a hot liquid or hot gas to be disposed of. Figure 8 is a diagram illustrating how this cooling effect can be combined with the heating part of the cycle shown in Figure 1.2.4; FIG. 9 is a diagram similar to FIG. 8 showing the desired matching; The $IO diagram was obtained from the matching shown in FIG. Z'1 T- of the novel triangular "wet steam" cycle according to the invention
s diagram, Figure 11 shows how this cycle can be considered as a series of micro Carnot cycles, and Figures 12 and 13 show a conventional method for improving the Rankine cycle to recover power from constant phase steam. Figure 14.15 is a diagram showing a T-s diagram including a saturated envelope, which explains the "wet steam" cycle in more detail, Figure 16 is a T-s diagram similar to Figure 14. Figure 17 shows a block diagram of the mechanical components used to produce the T-s of the present cycle when combined liquid/metal/volatile liquid working fluids such as those used in MHD are used. Figure 18 is a diagram showing the practical form of a wet steam cycle (7); Figure 19 is a diagram showing the mechanical structure used to generate the T-S diagram of Figure 18; FIG. 9 is a diagram showing a block diagram of the constituent elements. 20--Pump, 22--Boiler, 24--φ expander, 26--Kensha superheat reducer and condenser, 28--Rei◆
Heat exchanger, 30 years old/+1 condenser Applicant:
Solmets Corporation N,V Agent: Masaru Okabe
Yuki I - Mitsugu Kuribayashi Yuyama 1) Takashi - Noboru Kato 0 Ftc, 1 entropy 7IC/G, 2 entropy FtG, 4° entropy heat transfer/47, 7 nσ9 heat transfer F/G-8° entropy/'/, IO. Entropy /'/, /1 entropy FIG, /J: entropy FIG, /2° entropy MG, /4° entropy Ftc, /s. Ftc, /6 Entropy Ftc, /7 FIG, β Ftr:;, /9

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1) 熱エネルギを別のエネルギ形態に変換する方法
であって、前記熱工特ルギを持った液状作動流体を用意
し、この作動流体をほぼ断熱状態で圧縮し、濡れた作動
流体で作動し、膨張時に前記作動流体を漸次乾燥させる
ことのできるI11重機械内で前記別のエネルギ形態を
生じるようにフラッシングすることによって熱い圧縮作
動流体をほぼ断熱状態で膨張させ、膨張機械から排出さ
れた作動流体を凝縮させることを特徴とする方法。 (2、特許請求の範囲第1項記載の方法において、前記
フラッシングが膨張機械に流入させる前に開始されるこ
とを特徴とする方法。 (3) 特許請求の範囲第1項または第2項記載の方法
において、凝縮物を再圧縮のために再循環させることを
特徴とする方法。 (4) 特許請求の範囲第3項記載の方法において、作
動流体を冷たい飽和状態から断熱的に圧縮し、熱エネル
ギ源からの熱伝達で加熱することを特徴とする方法。 (5) 特許請求の範囲第3項または第4項記載の方法
において、作動流体が有機流体または適当な無機流体で
あり、好ましくは、冷媒11.12.21.30.11
3,114,115.1−ルエン、チオフェン、n−ペ
ンタン、ピリデノ、ヘキサフルオロベンセ′ン、Fe1
2、モノクロロヘンゼン、水を含むグループから選定す
ることを特徴とする方法。 (6) 特許請求の範囲第3項または第4項記載の方法
において、前記作動流体が液状導電性物質と揮発性液体
の混合物であり、磁気・流体力学的ダクI・内で断熱的
にl11張させることを特徴とする方法。 (7) 特許請求の範囲前項のいずれか1つの項に記載
の方法において、前記l11張機械の入「1の1−流に
前記作動流体に乱れを発生させることによって前記フラ
ッシング過程を加速する段階をさらに包含することを特
徴とする方法。 (8) 熱エネルギを別のエネルギ形態に変換する装置
であって、前記熱エネルギを持つ液状作動流体を供給す
る装置と、この作動流体をほぼ断熱的に圧縮するポンプ
装置と、前記別のエネルギ形態を生じさせるようにフラ
フシングすることによって熱い作動流体をほぼ断熱的に
膨張させる膨張装置とを包含し、この膨張装置が濡れた
作動流体で作動することができ、また、膨張時に前記作
動流体を漸次乾燥させることができ、さらに膨張機械か
ら排出された作動流体を凝縮することができることを特
徴とする装置。 (9) 特許請求の範囲第8項記載の装置において、膨
張装置の」−流に前記フラッシングを開枯させる装置を
包含することを特徴とする装置。 (io)特許請求の範囲第8項または第9項記載の装置
において、前記膨張装置が回転羽根機械またはスクリュ
ー・エキスパンダであることを特徴とする装置。
[Claims] (1) A method for converting thermal energy into another form of energy, which comprises: preparing a liquid working fluid having the above-mentioned thermal properties; compressing this working fluid in a substantially adiabatic state; expanding a hot compressed working fluid substantially adiabatically by flashing to produce said other form of energy within an I11 heavy machine operating with a wet working fluid and capable of gradually drying said working fluid upon expansion; A method characterized in that the working fluid discharged from the expansion machine is condensed. (2. The method according to claim 1, characterized in that the flushing is started before the flushing is introduced into the expansion machine. (3) The method according to claim 1 or 2. A method according to claim 3, characterized in that the condensate is recycled for recompression. (4) A method according to claim 3, in which the working fluid is adiabatically compressed from a cold saturated state, A method characterized by heating by heat transfer from a thermal energy source. (5) A method according to claim 3 or 4, wherein the working fluid is an organic fluid or a suitable inorganic fluid, preferably is refrigerant 11.12.21.30.11
3,114,115.1-luene, thiophene, n-pentane, pyrideno, hexafluorobenzene, Fe1
2. A method characterized by selecting from a group containing monochlorohenzene and water. (6) The method according to claim 3 or 4, wherein the working fluid is a mixture of a liquid conductive substance and a volatile liquid, and the working fluid is adiabatically l11 in the magneto-hydrodynamic duct I. A method characterized by stretching. (7) A method according to any one of the preceding claims, including the step of accelerating the flushing process by creating turbulence in the working fluid in the flow of the tensioning machine. (8) A device for converting thermal energy into another form of energy, the method comprising: a device for supplying a liquid working fluid having thermal energy; and a device for supplying a liquid working fluid having thermal energy; and an expansion device for substantially adiabatically expanding the hot working fluid by fluffing to produce said other form of energy, said expansion device operating with a wet working fluid. An apparatus characterized by being capable of gradually drying the working fluid during expansion, and further condensing the working fluid discharged from the expansion machine. (9) Claim 8: 2. The device according to claim 1, wherein the flow of the expansion device includes a device for causing the flashing to wither and wither. (io) A device according to claim 8 or 9, characterized in that the expansion device is a rotary vane machine or a screw expander.
JP57220355A 1981-12-18 1982-12-17 Method and device for converting thermal energy Pending JPS58117307A (en)

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