JPS61244833A - 密閉サイクル機関装置 - Google Patents
密閉サイクル機関装置Info
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- JPS61244833A JPS61244833A JP60086074A JP8607485A JPS61244833A JP S61244833 A JPS61244833 A JP S61244833A JP 60086074 A JP60086074 A JP 60086074A JP 8607485 A JP8607485 A JP 8607485A JP S61244833 A JPS61244833 A JP S61244833A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
- F02B47/04—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only
- F02B47/08—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only the substances including exhaust gas
- F02B47/10—Circulation of exhaust gas in closed or semi-closed circuits, e.g. with simultaneous addition of oxygen
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
産業上の利用分野
本発明は、炭化水素燃料などの燃焼によって動力を得、
主として水蒸気および炭酸ガスを生成する通常の内燃機
関、ガスタービン蒸気機関など、あらゆる汎用熱機関（
こおいて、燃焼によって生成される水蒸気および炭酸ガ
スを排気冷却および化学処理などによって除去し、そし
て残りを循環動作ガス（炭酸ガス、水蒸気、窒素、ヘリ
ウム、アルゴンなどあらゆる不活性ガスと過剰酸素］と
してこれに純酸素を添加し、完全空気遮断、無排気にて
運転して出力を得る密閉サイクル機関装置に関するもの
である。 従来の技術 従来密閉サイクル機関装置としては、特公昭５Ｂ−２８
８８４号公報に記載された如きものが知られている。 以下、これを図面に基づいて説明する。第８図において
１機関（１）は負荷装置（２）の負荷に応じた量の燃料
Ｎを燃料ポンプ
主として水蒸気および炭酸ガスを生成する通常の内燃機
関、ガスタービン蒸気機関など、あらゆる汎用熱機関（
こおいて、燃焼によって生成される水蒸気および炭酸ガ
スを排気冷却および化学処理などによって除去し、そし
て残りを循環動作ガス（炭酸ガス、水蒸気、窒素、ヘリ
ウム、アルゴンなどあらゆる不活性ガスと過剰酸素］と
してこれに純酸素を添加し、完全空気遮断、無排気にて
運転して出力を得る密閉サイクル機関装置に関するもの
である。 従来の技術 従来密閉サイクル機関装置としては、特公昭５Ｂ−２８
８８４号公報に記載された如きものが知られている。 以下、これを図面に基づいて説明する。第８図において
１機関（１）は負荷装置（２）の負荷に応じた量の燃料
Ｎを燃料ポンプ
【３】によって燃料タンク（４）から導
入し、循環動作ガスａと供給酸素ｆとが混合されて該機
関（１）に供給された給気ａ′によって上記燃料Ｎを燃
焼させ、出力を得るものである。そしてその燃焼による
機関（１）本体の温度上昇は機関駆動冷却水ポンプ（５
）によって送られる冷却清水すにより冷却される。この
清水すは機関（１）を出たのちその温度によって制御さ
ｎる温調弁（６）を通ってその一部が再び冷却水ポンプ
（５）に導入され、また残りの清水すはクーラ（７）に
導入されて、駆動ファン（８）によって送られる冷風に
より冷却され、潤滑油クーラ（９）を通って潤滑油を冷
却したのち冷却水ポンプ（５〕に至るように循環され、
機関（１）の出口における清水すの温度は一定に保たれ
る。 このような汎用機関を用いてその吸・排気管系を循環完
全密閉式とし、その中に循環動作ガス（炭酸ガス、水蒸
気、窒素、ヘリウムまたはアルゴンなどの不活性ガスと
過剰酸素）を封入した密閉サイクル機関において１機関
（１）を出た高温の循環動作ガスと燃焼生成ガスの混合
排気ガスＣは給気加熱器（１０を通って排気冷却器（ロ
）に導入され、排気冷却水ポンプ四から送られた低温の
冷却水ｄをこの排気冷却器ａｎ内の排気ガスＣ中に噴射
することによって常温または適当な温度まで冷却される
。 そして排気ガスと冷却水の混合流体ｃｄは気水分離器口
に導入され、冷却水と燃焼生成水は分離されて清水タン
ク（１４に落され、脱水された排気ガスＣは気液接触部
（財）に導びかれる。ここで排気ガスＣはタンクσＱか
らポンプαηによって循環供給される炭酸ガス吸収液ｅ
と接触する。この時混入している燃焼生成炭酸ガスは該
炭酸ガス吸収液ｅに吸収される。燃焼生成炭酸ガスが吸
収除去された循環動作ガスａは気液分離器（ト）を通り
、ガス中に含まれている吸収液ｅが分離されたのち酸素
混合器四に導びかれる。一方、酸素ｆは、酸素ボンベ（
ホ）から二次圧力調整弁四および流量制御弁−によって
、燃料ポンプ（３）の供給燃料制御用ラック位置と機関
ｔ； （１）の回転数の積として検出されるかまた虐接流量計
によって検出されるところの供給燃料量に比例（理論酸
素量）制御され、さらに混合器σりの出口に設けた酸素
濃度計（図示せず）で機関（１）入口の給気酸素濃度を
検出してそれを一定に保つようにバックアップ制御され
るか、或いは該給気酸素濃度を一定に保つように直接制
御されて、該混合器（至）に導入され、循環動作ガスａ
と混合して給気ａ′を形成する。そして、比熱比の大き
い循環動作ガスａを用いる場合は直接機関（１）に供給
するが、炭酸ガスまたは水蒸気のような比熱比の小さい
循環動作ガスを用いる場合は、排気集合管を加熱源とす
る加熱器ＣＩＱの方向に三方切換弁−を開き、給気ａ′
を適当な温度まで加熱したのち機関（１）に供給する。 このように燃焼生成炭酸ガスを除去した循環動作ガスａ
に酸素ｆを加え、燃料を効率良く燃焼させて出力を得て
いる。 さらに、タンクσＱから気液接触部（７）に導入される
吸収液ｅとしてモノエタノールアミン水溶液または炭酸
カリウム水溶液を使用し、この気液接触部（ト）からの
上記水溶液を貯留する貯留部（財）と、この貯留部（財
）の液面高さを保ちながら水溶液を取出す水溶液取出し
手段（２）と、この水溶液取出し手段（２）からの水溶
液を前記排気ガス熱を利用して加熱する加熱器（至）と
を設け、この加熱器（至）によって加熱処理した水溶液
を気液分離器（２）を介して前記タンクａ・に回収する
ように構成している。 すなわち、炭酸ガス吸収剤として、吸収性のよい、しか
も再使用が可能な有機系化学薬品のモノエタノールアミ
ン（ＨＯＣＨ２ＣＨｘ ＮＨｚ ）の水溶液を用い、こ
の水溶液をポンプαηにより気液接触部（ト）内に圧送
するとともに、気水分離器−からの排気ガスＣを該気液
接触部（ト）内に設けた噴射器翰を介して該水溶液中に
噴射して接触させると、該水溶液と排気ガス中の炭酸ガ
ス（ＣＯ２）が ２ＨＯＣＲ２ＣＨＩ ＮＨｚ ＋ Ｈｚ Ｏ十Ｃ０２ｊ
（ＨＯＣＨｚ ＣＨｚＮＨ３ｈ ＣＯｓ
・・・（１）の反応式によって上段から下段へと化学
反応し。 炭酸カスが水溶液中に吸収されることになるので排気ガ
ス中の炭酸ガス量が減少する。このようにして炭酸ガス
を除去された排気ガスは前述したように循環動作ガスａ
となり、これに酸素ｆｔ加え。 機関給気として供給することによって完全な密閉サイク
ル運転を継続して行なうことができる。また炭酸ガス吸
収剤として炭酸カリウム（Ｋｍ ＣＯｓ ）の水溶液を
用いたときには、 Ｋ２ ＣＯ３＋ Ｈ！ Ｏ＋ Ｃ０ｚ ＝ ２ＫＨＣＯ３・・・（１） の反応式によって上段から下段へと化学反応し。 同様に炭酸ガスが吸収される。 かかる中または（１）式の化学反応によって炭酸ガスを
吸収した水溶液は、気液接触部（２）の上部に設けたド
レントラップ■によって液のみが排出されて貯留部（財
）内に上方から流入する。この貯留部（財）内の水溶液
は、機関出力によって駆動されるポンプ四により取出さ
れる。ここでポンプ四の排出量は気液接触部（至）への
供給量よりも多くシ、そして貯留部（財）内に装備した
フロート式ρ液面調節器（至）によりその液面を一定に
保つようにバイパスして該貯留部（財）内に返すように
してあり、これら（イ）。 （７）により前記水溶液取出し手段（ホ）が構成される
。 このようにして取出された水溶液は、前記給気加熱器Ｑ
ｌ）から排気冷却器ａ刀への排気ガス経路を囲むように
設けた加熱器（至）に送込まれ、この加熱器（ホ）中を
上昇する間に排気ガスＣによって加熱される。 すると前（１）または（厘）式の可逆反応によって夫々
下段から上段へと化学反応して炭酸ガスが水溶液と分離
し、気液分離器０復内に入って完全に分離され、再生さ
れた水溶液は前記タンク（１６に回収される。 また、気液分離器（ロ）によって分離された炭酸ガスは
装置外に放出される。タンクσＱ内に貯蔵された水溶液
は流量調整弁（２）（または温調弁］およびクーラ（至
）を通って常温または特定温度に保たれながら機関出力
によって駆動される前記ポンプαηに吸引される。ここ
で、（２）は吸収液濃度を変更または調整する場合のバ
イパス弁〆である。また、（至）は気液接触部（至）へ
送られる流量を調整する一次圧力調整弁である。 発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、ｉ液分離器によって分離さ
れた炭酸ガスは装置外に放出されるが、この密閉サイク
ル機関装置を水中機械に適用する場合、炭酸ガスの水中
への排出は困難であるとともに、密閉サイクル機関装置
の水中での長時間の稼動を可能にするために、炭酸ガス
吸収剤の循環再生効率を高める必要がある。 本発明は上記問題点を解決するためのもので。 水中での長時間の稼動を可能にした密閉サイクル機関装
置を提供するものである。 問題点を解決するための手段 本発明はこの問題点を解決するために１機関からの排気
ガスとタンクからのモノエタノールアミン水溶液または
炭酸カリウム水溶液とを接触させる気液接触部と、該気
液接触部からの水溶液を貯留する貯留部と、該貯留部の
液面高さを一定に保ちながら水溶液を取出す水溶液取出
し手段と、該水溶液取出し手段からの水溶液を前記排気
ガス熱を利用して炭酸ガスと水溶液を分離する炭酸ガス
吸収剤再生器と、該再生器によって加熱処理した水溶液
を前記タンクに回収する気液分離器と、該気液分離器か
ら分離された炭酸ガスを液体酸素から気化した極低温の
酸素の冷熱を利用して液化し。 密閉サイクル機関室外へ排出する手段を有せしめたもの
である。 作用 この構成により、炭酸ガス吸収剤再生器において、吸収
剤と炭酸ガスとの分離を確実にして吸収剤の循環再生効
率を向上でき、しかも炭酸ガスの液化によりこれの装置
外の排出は容易に実施できるととも１こ、新しい吸気を
形成するのに使用する液体酸素ボンベからの気化した極
低温の酸素を炭酸ガス液化の冷熱源として使用すること
で、分離された炭酸ガス処理のための動力損失を最小に
することができる。 実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明の一実施例を示す系統図。 第２図は第１図中の炭酸ガス吸収剤再生器および気液分
離器の拡大構成図であり、第８図と同じ記号は同じ機能
を示すので説明を省略する。 第１図、第２図において、（１００）は水溶液取出し手
段（ハ）からの水溶液を排気ガス熱を利用して加熱し、
炭酸ガスと水溶液を分離する炭酸ガス吸収剤再生器で、
この再生器（１００）によって加熱処理した水溶液は気
液分離器（１２０）を介してタンク（イ）に回収される
。 炭酸ガス吸収剤再生器（１００）は水溶液加熱室（１０
１）、 充填槽（１０２）、噴射室（１０Ｂ ）の８
つの室より構成されており、水溶液加熱室（１０１）に
は前記水溶液取出し手段（至）から供給された水溶液が
加熱されるように排気管（１０４）が挿入されている。 この加熱室（１０１）で加熱されて前記の反応をおこし
たモノエタノールアミンまたは炭酸カリウム。 水蒸気および炭酸ガスは上昇して充填槽（１０２）に入
る。一方、溶液循環ポンプ（１０６）によって前記加熱
室（１０１）の水溶液は一部を分岐弁（１０８） 、導
管（１０９）を通して加熱室（１０１）の上部に循環さ
せ。 残りを分岐弁（１１０） 、導管（１１１）を通して噴
射室（１０Ｂ）のノズル（１１２）から噴射させるよう
にし。 充填槽（１０２）内でと昇してくるモノエタノールアミ
ンまたは炭酸カリウム、水蒸気および炭酸ガスと接触さ
せるようにしている。充填槽（１０２）は両者の接触を
良くするため陶磁製のラシヒリングなどが充填されてい
る。充填槽（１０２）で接触反応して分離したモノエタ
ノールアミンまたは炭酸カリウム、水蒸気および炭酸ガ
スは噴射室（１０Ｂ）を通過し、導管（１１８）を介し
て気液分離器（１２０）に導かれる。 この気液分離器（１２０）は冷却室（１２１）と炭酸ガ
ス分離室（１２りとから構成され、冷却室（１２１）は
前記冷却水ｄの一部が分岐して導管（１２？）から供給
されて冷却されている。この冷却室（１２１）を通過し
て炭酸ガス分離室（１２２）に至る間に、モノエタノー
ルアミンまたは炭酸カリウム、水蒸気は凝縮して炭酸ガ
ス分離室（１２２）の下部に蓄えられる。 蓄えられた水溶液は一部が分岐弁（１２５）を通して噴
射室（１０８）に循環され、残りがストップ弁（１２４
）を通して前記タンク（１１に回収される。 一方、炭酸ガス分離室（１２２）にて分離された炭酸ガ
スは導管（１２６）を介して圧縮機Ｃ１８１）に導かれ
、炭酸ガス液化器（１８Ｇ）に導かれる。液化器（１８
０）で液化された炭酸ガスは液化炭酸ガスタンク（１Ｂ
２）に蓄えられ、この液化炭酸ガスを液化炭酸ガス排出
ポンプ（１８１）によって加圧し、逆止弁（１８４）を
介して機関室（１５０）外へ排出するように構成してい
る。 前記液化器（１８０）には、液体酸素ボンベ（１４０）
の導管ｆから分岐した導管（１８５）が接続され、この
導管（１８５）は冷却パイプ群（１８６）と結合されて
。 気化した極低温の酸素がパイプ群（１８６）のパイプ内
部を通過し、その外側を通過する炭酸ガスを冷却液化す
るように構成されている。パイプ群（１８６）の出口側
導管／ （１８７）は前記酸素流量制御弁（支）の上流
側に接続されている。 発明の効果 以上本発明によると、モノエタノールアミン水溶液また
は炭酸カリウム水溶液により排気ガスに混入している燃
焼生成炭酸ガスを効率良く吸収し。 吸収後に、炭酸ガス吸収剤再生器においてこれら水溶液
からの炭酸ガスの分離を確実にして該水溶液の循環再生
効率を向上し、長時間にわたっての密閉サイクル運転を
可能にできるものであり、さらに炭酸ガスの液化により
これの装置外の排出を容易に実施できるものである。ま
た、新しい吸気を形成するのに使用する液体酸素ボンベ
からの気化した極低温の酸素を炭酸ガス液化の冷熱源と
して使用することで、分離された炭酸ガス処理のための
動力損失を最小にすることができる大きな利点がある。
入し、循環動作ガスａと供給酸素ｆとが混合されて該機
関（１）に供給された給気ａ′によって上記燃料Ｎを燃
焼させ、出力を得るものである。そしてその燃焼による
機関（１）本体の温度上昇は機関駆動冷却水ポンプ（５
）によって送られる冷却清水すにより冷却される。この
清水すは機関（１）を出たのちその温度によって制御さ
ｎる温調弁（６）を通ってその一部が再び冷却水ポンプ
（５）に導入され、また残りの清水すはクーラ（７）に
導入されて、駆動ファン（８）によって送られる冷風に
より冷却され、潤滑油クーラ（９）を通って潤滑油を冷
却したのち冷却水ポンプ（５〕に至るように循環され、
機関（１）の出口における清水すの温度は一定に保たれ
る。 このような汎用機関を用いてその吸・排気管系を循環完
全密閉式とし、その中に循環動作ガス（炭酸ガス、水蒸
気、窒素、ヘリウムまたはアルゴンなどの不活性ガスと
過剰酸素）を封入した密閉サイクル機関において１機関
（１）を出た高温の循環動作ガスと燃焼生成ガスの混合
排気ガスＣは給気加熱器（１０を通って排気冷却器（ロ
）に導入され、排気冷却水ポンプ四から送られた低温の
冷却水ｄをこの排気冷却器ａｎ内の排気ガスＣ中に噴射
することによって常温または適当な温度まで冷却される
。 そして排気ガスと冷却水の混合流体ｃｄは気水分離器口
に導入され、冷却水と燃焼生成水は分離されて清水タン
ク（１４に落され、脱水された排気ガスＣは気液接触部
（財）に導びかれる。ここで排気ガスＣはタンクσＱか
らポンプαηによって循環供給される炭酸ガス吸収液ｅ
と接触する。この時混入している燃焼生成炭酸ガスは該
炭酸ガス吸収液ｅに吸収される。燃焼生成炭酸ガスが吸
収除去された循環動作ガスａは気液分離器（ト）を通り
、ガス中に含まれている吸収液ｅが分離されたのち酸素
混合器四に導びかれる。一方、酸素ｆは、酸素ボンベ（
ホ）から二次圧力調整弁四および流量制御弁−によって
、燃料ポンプ（３）の供給燃料制御用ラック位置と機関
ｔ； （１）の回転数の積として検出されるかまた虐接流量計
によって検出されるところの供給燃料量に比例（理論酸
素量）制御され、さらに混合器σりの出口に設けた酸素
濃度計（図示せず）で機関（１）入口の給気酸素濃度を
検出してそれを一定に保つようにバックアップ制御され
るか、或いは該給気酸素濃度を一定に保つように直接制
御されて、該混合器（至）に導入され、循環動作ガスａ
と混合して給気ａ′を形成する。そして、比熱比の大き
い循環動作ガスａを用いる場合は直接機関（１）に供給
するが、炭酸ガスまたは水蒸気のような比熱比の小さい
循環動作ガスを用いる場合は、排気集合管を加熱源とす
る加熱器ＣＩＱの方向に三方切換弁−を開き、給気ａ′
を適当な温度まで加熱したのち機関（１）に供給する。 このように燃焼生成炭酸ガスを除去した循環動作ガスａ
に酸素ｆを加え、燃料を効率良く燃焼させて出力を得て
いる。 さらに、タンクσＱから気液接触部（７）に導入される
吸収液ｅとしてモノエタノールアミン水溶液または炭酸
カリウム水溶液を使用し、この気液接触部（ト）からの
上記水溶液を貯留する貯留部（財）と、この貯留部（財
）の液面高さを保ちながら水溶液を取出す水溶液取出し
手段（２）と、この水溶液取出し手段（２）からの水溶
液を前記排気ガス熱を利用して加熱する加熱器（至）と
を設け、この加熱器（至）によって加熱処理した水溶液
を気液分離器（２）を介して前記タンクａ・に回収する
ように構成している。 すなわち、炭酸ガス吸収剤として、吸収性のよい、しか
も再使用が可能な有機系化学薬品のモノエタノールアミ
ン（ＨＯＣＨ２ＣＨｘ ＮＨｚ ）の水溶液を用い、こ
の水溶液をポンプαηにより気液接触部（ト）内に圧送
するとともに、気水分離器−からの排気ガスＣを該気液
接触部（ト）内に設けた噴射器翰を介して該水溶液中に
噴射して接触させると、該水溶液と排気ガス中の炭酸ガ
ス（ＣＯ２）が ２ＨＯＣＲ２ＣＨＩ ＮＨｚ ＋ Ｈｚ Ｏ十Ｃ０２ｊ
（ＨＯＣＨｚ ＣＨｚＮＨ３ｈ ＣＯｓ
・・・（１）の反応式によって上段から下段へと化学
反応し。 炭酸カスが水溶液中に吸収されることになるので排気ガ
ス中の炭酸ガス量が減少する。このようにして炭酸ガス
を除去された排気ガスは前述したように循環動作ガスａ
となり、これに酸素ｆｔ加え。 機関給気として供給することによって完全な密閉サイク
ル運転を継続して行なうことができる。また炭酸ガス吸
収剤として炭酸カリウム（Ｋｍ ＣＯｓ ）の水溶液を
用いたときには、 Ｋ２ ＣＯ３＋ Ｈ！ Ｏ＋ Ｃ０ｚ ＝ ２ＫＨＣＯ３・・・（１） の反応式によって上段から下段へと化学反応し。 同様に炭酸ガスが吸収される。 かかる中または（１）式の化学反応によって炭酸ガスを
吸収した水溶液は、気液接触部（２）の上部に設けたド
レントラップ■によって液のみが排出されて貯留部（財
）内に上方から流入する。この貯留部（財）内の水溶液
は、機関出力によって駆動されるポンプ四により取出さ
れる。ここでポンプ四の排出量は気液接触部（至）への
供給量よりも多くシ、そして貯留部（財）内に装備した
フロート式ρ液面調節器（至）によりその液面を一定に
保つようにバイパスして該貯留部（財）内に返すように
してあり、これら（イ）。 （７）により前記水溶液取出し手段（ホ）が構成される
。 このようにして取出された水溶液は、前記給気加熱器Ｑ
ｌ）から排気冷却器ａ刀への排気ガス経路を囲むように
設けた加熱器（至）に送込まれ、この加熱器（ホ）中を
上昇する間に排気ガスＣによって加熱される。 すると前（１）または（厘）式の可逆反応によって夫々
下段から上段へと化学反応して炭酸ガスが水溶液と分離
し、気液分離器０復内に入って完全に分離され、再生さ
れた水溶液は前記タンク（１６に回収される。 また、気液分離器（ロ）によって分離された炭酸ガスは
装置外に放出される。タンクσＱ内に貯蔵された水溶液
は流量調整弁（２）（または温調弁］およびクーラ（至
）を通って常温または特定温度に保たれながら機関出力
によって駆動される前記ポンプαηに吸引される。ここ
で、（２）は吸収液濃度を変更または調整する場合のバ
イパス弁〆である。また、（至）は気液接触部（至）へ
送られる流量を調整する一次圧力調整弁である。 発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、ｉ液分離器によって分離さ
れた炭酸ガスは装置外に放出されるが、この密閉サイク
ル機関装置を水中機械に適用する場合、炭酸ガスの水中
への排出は困難であるとともに、密閉サイクル機関装置
の水中での長時間の稼動を可能にするために、炭酸ガス
吸収剤の循環再生効率を高める必要がある。 本発明は上記問題点を解決するためのもので。 水中での長時間の稼動を可能にした密閉サイクル機関装
置を提供するものである。 問題点を解決するための手段 本発明はこの問題点を解決するために１機関からの排気
ガスとタンクからのモノエタノールアミン水溶液または
炭酸カリウム水溶液とを接触させる気液接触部と、該気
液接触部からの水溶液を貯留する貯留部と、該貯留部の
液面高さを一定に保ちながら水溶液を取出す水溶液取出
し手段と、該水溶液取出し手段からの水溶液を前記排気
ガス熱を利用して炭酸ガスと水溶液を分離する炭酸ガス
吸収剤再生器と、該再生器によって加熱処理した水溶液
を前記タンクに回収する気液分離器と、該気液分離器か
ら分離された炭酸ガスを液体酸素から気化した極低温の
酸素の冷熱を利用して液化し。 密閉サイクル機関室外へ排出する手段を有せしめたもの
である。 作用 この構成により、炭酸ガス吸収剤再生器において、吸収
剤と炭酸ガスとの分離を確実にして吸収剤の循環再生効
率を向上でき、しかも炭酸ガスの液化によりこれの装置
外の排出は容易に実施できるととも１こ、新しい吸気を
形成するのに使用する液体酸素ボンベからの気化した極
低温の酸素を炭酸ガス液化の冷熱源として使用すること
で、分離された炭酸ガス処理のための動力損失を最小に
することができる。 実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明の一実施例を示す系統図。 第２図は第１図中の炭酸ガス吸収剤再生器および気液分
離器の拡大構成図であり、第８図と同じ記号は同じ機能
を示すので説明を省略する。 第１図、第２図において、（１００）は水溶液取出し手
段（ハ）からの水溶液を排気ガス熱を利用して加熱し、
炭酸ガスと水溶液を分離する炭酸ガス吸収剤再生器で、
この再生器（１００）によって加熱処理した水溶液は気
液分離器（１２０）を介してタンク（イ）に回収される
。 炭酸ガス吸収剤再生器（１００）は水溶液加熱室（１０
１）、 充填槽（１０２）、噴射室（１０Ｂ ）の８
つの室より構成されており、水溶液加熱室（１０１）に
は前記水溶液取出し手段（至）から供給された水溶液が
加熱されるように排気管（１０４）が挿入されている。 この加熱室（１０１）で加熱されて前記の反応をおこし
たモノエタノールアミンまたは炭酸カリウム。 水蒸気および炭酸ガスは上昇して充填槽（１０２）に入
る。一方、溶液循環ポンプ（１０６）によって前記加熱
室（１０１）の水溶液は一部を分岐弁（１０８） 、導
管（１０９）を通して加熱室（１０１）の上部に循環さ
せ。 残りを分岐弁（１１０） 、導管（１１１）を通して噴
射室（１０Ｂ）のノズル（１１２）から噴射させるよう
にし。 充填槽（１０２）内でと昇してくるモノエタノールアミ
ンまたは炭酸カリウム、水蒸気および炭酸ガスと接触さ
せるようにしている。充填槽（１０２）は両者の接触を
良くするため陶磁製のラシヒリングなどが充填されてい
る。充填槽（１０２）で接触反応して分離したモノエタ
ノールアミンまたは炭酸カリウム、水蒸気および炭酸ガ
スは噴射室（１０Ｂ）を通過し、導管（１１８）を介し
て気液分離器（１２０）に導かれる。 この気液分離器（１２０）は冷却室（１２１）と炭酸ガ
ス分離室（１２りとから構成され、冷却室（１２１）は
前記冷却水ｄの一部が分岐して導管（１２？）から供給
されて冷却されている。この冷却室（１２１）を通過し
て炭酸ガス分離室（１２２）に至る間に、モノエタノー
ルアミンまたは炭酸カリウム、水蒸気は凝縮して炭酸ガ
ス分離室（１２２）の下部に蓄えられる。 蓄えられた水溶液は一部が分岐弁（１２５）を通して噴
射室（１０８）に循環され、残りがストップ弁（１２４
）を通して前記タンク（１１に回収される。 一方、炭酸ガス分離室（１２２）にて分離された炭酸ガ
スは導管（１２６）を介して圧縮機Ｃ１８１）に導かれ
、炭酸ガス液化器（１８Ｇ）に導かれる。液化器（１８
０）で液化された炭酸ガスは液化炭酸ガスタンク（１Ｂ
２）に蓄えられ、この液化炭酸ガスを液化炭酸ガス排出
ポンプ（１８１）によって加圧し、逆止弁（１８４）を
介して機関室（１５０）外へ排出するように構成してい
る。 前記液化器（１８０）には、液体酸素ボンベ（１４０）
の導管ｆから分岐した導管（１８５）が接続され、この
導管（１８５）は冷却パイプ群（１８６）と結合されて
。 気化した極低温の酸素がパイプ群（１８６）のパイプ内
部を通過し、その外側を通過する炭酸ガスを冷却液化す
るように構成されている。パイプ群（１８６）の出口側
導管／ （１８７）は前記酸素流量制御弁（支）の上流
側に接続されている。 発明の効果 以上本発明によると、モノエタノールアミン水溶液また
は炭酸カリウム水溶液により排気ガスに混入している燃
焼生成炭酸ガスを効率良く吸収し。 吸収後に、炭酸ガス吸収剤再生器においてこれら水溶液
からの炭酸ガスの分離を確実にして該水溶液の循環再生
効率を向上し、長時間にわたっての密閉サイクル運転を
可能にできるものであり、さらに炭酸ガスの液化により
これの装置外の排出を容易に実施できるものである。ま
た、新しい吸気を形成するのに使用する液体酸素ボンベ
からの気化した極低温の酸素を炭酸ガス液化の冷熱源と
して使用することで、分離された炭酸ガス処理のための
動力損失を最小にすることができる大きな利点がある。
第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図は第１
図中の炭酸ガス吸収済再生器および気液分離器の拡大構
造図、第３図は従来例の系統図である。 （１）−・・機関、ＱＳ−・・気液接触部、ｔｌＩｅ−
・・タンク、ＱＳ−・・気液分離器、■・・・貯留部、
（至）・・・水溶液取出し手段。 （１００）・・・炭酸ガス吸収剤再生器、（１２０）・
・・気液分離器、（１８０）・・・炭酸ガス液化器、（
１８８）・・・液化炭酸ガス排出ポンプ、 （１４０
）・・・液体酸素ボンベ、（１５０）・’・機関室
図中の炭酸ガス吸収済再生器および気液分離器の拡大構
造図、第３図は従来例の系統図である。 （１）−・・機関、ＱＳ−・・気液接触部、ｔｌＩｅ−
・・タンク、ＱＳ−・・気液分離器、■・・・貯留部、
（至）・・・水溶液取出し手段。 （１００）・・・炭酸ガス吸収剤再生器、（１２０）・
・・気液分離器、（１８０）・・・炭酸ガス液化器、（
１８８）・・・液化炭酸ガス排出ポンプ、 （１４０
）・・・液体酸素ボンベ、（１５０）・’・機関室
Claims (1)
- １、機関の吸・排気管系を循環完全密閉式とし、その密
閉サイクル系中に不活性ガスなどを封入するとともに、
機関からの排気ガスを冷却したのち水分離し、次に排気
ガス中の燃焼生成炭酸ガスを除去し、その残りの循環ガ
スに純酸素を添加したのち、該循環ガスを機関へ供給す
るようになし、前記純酸素の供給量を機関への供給燃料
量に対して比例させ、そのときの機関への給気酸素濃度
を検出し、該濃度を一定に保つようにバックアップ制御
するか、又は給気酸素濃度が一定に保たれるように制御
するようになした密閉サイクル機関装置において、機関
からの排気ガスとタンクからのモノエタノールアミン水
溶液または炭酸カリウム水溶液とを接触させる気液接触
部と、該気液接触部からの水溶液を貯留する貯留部と、
該貯留部の液面高さを一定に保ちながら水溶液を取出す
水溶液取出し手段と、該水溶液取出し手段からの水溶液
を前記排気ガス熱を利用して炭酸ガスと水溶液を分離す
る炭酸ガス吸収剤再生器と、該再生器によつて加熱処理
した水溶液を前記タンクに回収する気液分離器と、該気
液分離器から分離された炭酸ガスを液体酸素から気化し
た極低温の酸素の冷熱を利用して液化し、密閉サイクル
機関室外へ排出する手段を有することを特徴とする密閉
サイクル機関装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60086074A JPS61244833A (ja) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | 密閉サイクル機関装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60086074A JPS61244833A (ja) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | 密閉サイクル機関装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61244833A true JPS61244833A (ja) | 1986-10-31 |
| JPH0512535B2 JPH0512535B2 (ja) | 1993-02-18 |
Family
ID=13876553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60086074A Granted JPS61244833A (ja) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | 密閉サイクル機関装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61244833A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2365492A (en) * | 2000-08-07 | 2002-02-20 | Finch Internat Ltd | Method of combusting fuel in a compression-ignition engine |
| JP2007064092A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6012649B2 (ja) * | 2014-02-27 | 2016-10-25 | 三菱重工業株式会社 | 作動ガス循環型エンジンシステム及びその運転方法 |
-
1985
- 1985-04-22 JP JP60086074A patent/JPS61244833A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2365492A (en) * | 2000-08-07 | 2002-02-20 | Finch Internat Ltd | Method of combusting fuel in a compression-ignition engine |
| GB2365492B (en) * | 2000-08-07 | 2005-01-26 | Finch Internat Ltd | Method of generating electricity comprising combusting fuel |
| JP2007064092A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
| JP4631616B2 (ja) * | 2005-08-31 | 2011-02-16 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0512535B2 (ja) | 1993-02-18 |
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