JPS61258907A - 動力システム - Google Patents
動力システムInfo
- Publication number
- JPS61258907A JPS61258907A JP9785385A JP9785385A JPS61258907A JP S61258907 A JPS61258907 A JP S61258907A JP 9785385 A JP9785385 A JP 9785385A JP 9785385 A JP9785385 A JP 9785385A JP S61258907 A JPS61258907 A JP S61258907A
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- JP
- Japan
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- gas
- heat
- absorption medium
- absorber
- pressure
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- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
- F01K25/06—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using mixtures of different fluids
- F01K25/065—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using mixtures of different fluids with an absorption fluid remaining at least partly in the liquid state, e.g. water for ammonia
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、外部より熱エネルギーを供給して、動力の形
でエネルギーを回収する動力システム、特に省エネルギ
ーと環境保全に役立つ動力システムに関する。
でエネルギーを回収する動力システム、特に省エネルギ
ーと環境保全に役立つ動力システムに関する。
従来技術
石油、石炭、核等の燃料を燃焼させて得られる熱エネル
ギーから動力を取出す発電システム等の動力システムに
おいては、従来、タービンを装備するランキンサイクル
のボイラで燃焼され、あるいはガスタービンとランキン
サイクルの複合サイクル中のガスタービンで燃焼され、
発生した熱エネルギーは、蒸気等により回転される膨張
タービンにより動力として取出され、発電システムでは
この動力は発電機により℃気エネルギーに転換される。
ギーから動力を取出す発電システム等の動力システムに
おいては、従来、タービンを装備するランキンサイクル
のボイラで燃焼され、あるいはガスタービンとランキン
サイクルの複合サイクル中のガスタービンで燃焼され、
発生した熱エネルギーは、蒸気等により回転される膨張
タービンにより動力として取出され、発電システムでは
この動力は発電機により℃気エネルギーに転換される。
膨張により温度、圧力の低下した蒸気は復水器で冷却さ
れて水にされ循環使用されるが、冷却工程で蒸気から放
出された熱は海水、大気中に放出され利用されることな
く海や空中に捨てられる。
れて水にされ循環使用されるが、冷却工程で蒸気から放
出された熱は海水、大気中に放出され利用されることな
く海や空中に捨てられる。
その結果、動力システムのエネルギー効率は低下し、装
置の機械効率や配管の摩擦損失等を含めて、４０乃至４
２％程度にしかならない。−万、海中、大気中に放棄さ
れた熱は自然環境のエネルギーを増加させ、環境の変化
をもたらす結果となる。
置の機械効率や配管の摩擦損失等を含めて、４０乃至４
２％程度にしかならない。−万、海中、大気中に放棄さ
れた熱は自然環境のエネルギーを増加させ、環境の変化
をもたらす結果となる。
従来のランキンサイクルによる発電システム等の動力シ
ステムの上述の問題点にかんがみ、従来利用されなかっ
た海水の顕熱や太陽熱等の自然エネルギーや工場廃熱等
を取入れ、機械エネルギーとして取出すことのできる環
境保全型動カシステムとして、アンモニア、プロパン、
フレオン等の流体を媒体に用い、昇圧工程にガス吸収媒
体を用い、昇温工程で熱交換器を介して系外よりの熱エ
ネルギーを系内に取入れ、膨張工程で機械エネルギーを
取出すようにした動力システムが提案されている。
ステムの上述の問題点にかんがみ、従来利用されなかっ
た海水の顕熱や太陽熱等の自然エネルギーや工場廃熱等
を取入れ、機械エネルギーとして取出すことのできる環
境保全型動カシステムとして、アンモニア、プロパン、
フレオン等の流体を媒体に用い、昇圧工程にガス吸収媒
体を用い、昇温工程で熱交換器を介して系外よりの熱エ
ネルギーを系内に取入れ、膨張工程で機械エネルギーを
取出すようにした動力システムが提案されている。
ガス吸収媒体とは、アンモニアに対する水、臭化リチウ
ムに対する水〜アンモニアに対するヨウ化す） ＩＪウ
ム、水素に対する金属水素化物、化学蓄熱材一般であり
、低圧で放熱下でガス体を吸収、吸着、吸蔵し、高圧で
加熱下でガス体を放出する機能を有する。ガスを吸収し
たガス吸収媒体は液体又は固体であるから、昇圧のため
外部から与えるべき仕事が、コンプレッサによりガスを
昇圧するよりも遥かに小さくて済む。
ムに対する水〜アンモニアに対するヨウ化す） ＩＪウ
ム、水素に対する金属水素化物、化学蓄熱材一般であり
、低圧で放熱下でガス体を吸収、吸着、吸蔵し、高圧で
加熱下でガス体を放出する機能を有する。ガスを吸収し
たガス吸収媒体は液体又は固体であるから、昇圧のため
外部から与えるべき仕事が、コンプレッサによりガスを
昇圧するよりも遥かに小さくて済む。
ガス吸収媒体による昇圧のプロセスを概説すると、
（イ） ガス吸収器で低圧ガスはガス吸収媒体に吸収さ
れる。この時、発熱を伴うため、放熱してやる必要があ
る。
れる。この時、発熱を伴うため、放熱してやる必要があ
る。
幹） ガスを吸収したガス吸収媒体はポンプで所定の圧
力迄昇圧される。
力迄昇圧される。
（ハ）次いで、ガス放出器で、加熱下でガスはガス吸収
媒体より高圧ガスとして分離される。
媒体より高圧ガスとして分離される。
に） 分離され放出された高圧ガスは必要に応じて精溜
器を経てクリーンガスとなり膨張工程に送り出される。
器を経てクリーンガスとなり膨張工程に送り出される。
ガス吸収媒体を利用して昇圧を行なうようにした動力シ
ステムの一例を以下に説明する。
ステムの一例を以下に説明する。
第３図はその動力システムのモリエル線図、第４図はそ
の系統図である。
の系統図である。
このシステムは、第４図に示す如く２重の実線で示す環
状の主媒体流体の配管１に海水等の外部熱源を系内に取
入れる熱交換器２、ガス吸収媒体に流体ガスを吸収させ
るガス吸収器３、昇圧ポンプ４、ガス吸収媒体より流体
ガスを放出するガス放出器５、精溜器６、膨張タービン
７がこの順に配設されている。ガス吸収器３には液体状
のガス吸収媒体が充填され、ガス吸収時発生する熱を放
熱する放熱コイル３ａが設けられている。一方、ガス放
出器５にはガス放出に必要な熱を供給する加熱フィル５
ａが設けられている。又、ガス放出器５とガス吸収器３
との間には、ガス放出器５がらガス吸収器３にガス吸収
媒体を減圧して戻すための減圧弁８又はペルトンホイー
ル等を有する配管９が配設されている。膨張タービン７
の出力軸には発電機１０が結合されている。この際配管
９には熱交換器を設け、ガス吸収器３に戻るガス吸収媒
体の熱エネルギーを昇圧ポンプ４とガス放出器５の間の
流体に与えるようにして熱回収を図ることもある。
状の主媒体流体の配管１に海水等の外部熱源を系内に取
入れる熱交換器２、ガス吸収媒体に流体ガスを吸収させ
るガス吸収器３、昇圧ポンプ４、ガス吸収媒体より流体
ガスを放出するガス放出器５、精溜器６、膨張タービン
７がこの順に配設されている。ガス吸収器３には液体状
のガス吸収媒体が充填され、ガス吸収時発生する熱を放
熱する放熱コイル３ａが設けられている。一方、ガス放
出器５にはガス放出に必要な熱を供給する加熱フィル５
ａが設けられている。又、ガス放出器５とガス吸収器３
との間には、ガス放出器５がらガス吸収器３にガス吸収
媒体を減圧して戻すための減圧弁８又はペルトンホイー
ル等を有する配管９が配設されている。膨張タービン７
の出力軸には発電機１０が結合されている。この際配管
９には熱交換器を設け、ガス吸収器３に戻るガス吸収媒
体の熱エネルギーを昇圧ポンプ４とガス放出器５の間の
流体に与えるようにして熱回収を図ることもある。
主媒体流体の配管１の経路の傍に記されている符号■、
■、■、■は第３図の線図における■。
■、■、■は第３図の線図における■。
■、■、■で示される主媒体流体の状態に対応する位置
を示す。第３図に示す如く、本システムのサイクル■→
■→■は膨和蒸気線の右側にあり、すべての工程はガス
の状態で行なわれる。■→■は昇温工程であり、熱交換
器２により外部エネルギーＥ１が供給されエンタルピが
増加し、熱交換器２及び配管の圧力損失で若干量圧力が
低下し、■の状態になってガス吸収器３に送られる。ガ
ス吸収器３で流体ガスはガス吸収媒体に吸収され液体に
なり、昇圧ポンプ４で昇圧され、■の状態になる。■の
状態でガス放出器によりガス吸収媒体より放出された高
温高圧ガスは清潔器６で清潔され■とほぼ同じ状態■で
膨張タービン７に入り、膨張仕事を行ない、エネルギー
Ｅ２を出力し、発電機１０を回転させる。この際−適宜
ガスを抽気して再熱、再生することもできる。
を示す。第３図に示す如く、本システムのサイクル■→
■→■は膨和蒸気線の右側にあり、すべての工程はガス
の状態で行なわれる。■→■は昇温工程であり、熱交換
器２により外部エネルギーＥ１が供給されエンタルピが
増加し、熱交換器２及び配管の圧力損失で若干量圧力が
低下し、■の状態になってガス吸収器３に送られる。ガ
ス吸収器３で流体ガスはガス吸収媒体に吸収され液体に
なり、昇圧ポンプ４で昇圧され、■の状態になる。■の
状態でガス放出器によりガス吸収媒体より放出された高
温高圧ガスは清潔器６で清潔され■とほぼ同じ状態■で
膨張タービン７に入り、膨張仕事を行ない、エネルギー
Ｅ２を出力し、発電機１０を回転させる。この際−適宜
ガスを抽気して再熱、再生することもできる。
このシステムのサイクルは、通常のランキンサイクルの
如く、冷却液化工程が不要となるので、冷却によるエネ
ルギーロスがなくなり、又そのエネルギーが海水、大気
を加熱することもないので、自然環境の破壊防止にも役
立つ。
如く、冷却液化工程が不要となるので、冷却によるエネ
ルギーロスがなくなり、又そのエネルギーが海水、大気
を加熱することもないので、自然環境の破壊防止にも役
立つ。
上述の動力システムでは、ガス吸収媒体によるガス吸収
時には放熱が行なわれ、ガス放出時には吸熱が行なわれ
る。この放熱量及び吸熱量は極めて大きいので、放熱量
を海水等に放棄し、吸熱量を他の熱源から供給するよう
にすれば、システム全体のエネルギー効率は著しく低下
する。
時には放熱が行なわれ、ガス放出時には吸熱が行なわれ
る。この放熱量及び吸熱量は極めて大きいので、放熱量
を海水等に放棄し、吸熱量を他の熱源から供給するよう
にすれば、システム全体のエネルギー効率は著しく低下
する。
本発明は上記の問題点を解決した、ガス吸収媒体を用い
た動力システムを提供することを目的とする。
た動力システムを提供することを目的とする。
問題点解決のための手段
本発明は上記の問題点を解決するため、上述の構成の動
力システムにおｐで、上記のガス吸収器による流体ガス
の吸収媒体への吸収時に放出される熱を吸熱工程で受取
り、上記のガス放出器による流体ガスの吸収媒体からの
牧出時に要する熱を冷却工程で放出する、圧縮、冷却、
膨張、吸熱の各工程より成るカスケードサイクルを設け
たことを特徴とする。
力システムにおｐで、上記のガス吸収器による流体ガス
の吸収媒体への吸収時に放出される熱を吸熱工程で受取
り、上記のガス放出器による流体ガスの吸収媒体からの
牧出時に要する熱を冷却工程で放出する、圧縮、冷却、
膨張、吸熱の各工程より成るカスケードサイクルを設け
たことを特徴とする。
作 用
以下、本発明の動力システムの作用を図面に示す実施列
に基づいて詳細に説明する０ 第１図は、本発明を第４図に示す動力装置に適用した実
施例を示す系統図で、図中に１点鎖線で示す環状配管系
１４がカスケードサイクルの媒体の経路である。この配
管により、圧縮機１２、ガス放出器５の加熱コイル５ａ
ｓ膨張弁１３、ガス １吸収器３の放熱コイル３ａが
この順に接続されている。第２図はこのカスケードサイ
クルのモリエル線図であって、第１図中のカスケードサ
イクルの配管の傍に記された符号の、■、■、■は第２
図のモリエル線図の■・■、■・■の状態に対応する位
置を示す。図において、■→■は圧縮工程、■→■は冷
却工程−■→■は膨張工程、■→■は吸熱工程である。
に基づいて詳細に説明する０ 第１図は、本発明を第４図に示す動力装置に適用した実
施例を示す系統図で、図中に１点鎖線で示す環状配管系
１４がカスケードサイクルの媒体の経路である。この配
管により、圧縮機１２、ガス放出器５の加熱コイル５ａ
ｓ膨張弁１３、ガス １吸収器３の放熱コイル３ａが
この順に接続されている。第２図はこのカスケードサイ
クルのモリエル線図であって、第１図中のカスケードサ
イクルの配管の傍に記された符号の、■、■、■は第２
図のモリエル線図の■・■、■・■の状態に対応する位
置を示す。図において、■→■は圧縮工程、■→■は冷
却工程−■→■は膨張工程、■→■は吸熱工程である。
また、第２図のガス放出器５の加熱フィル５’ ａ及び
ガス吸収器の放熱コイル３’ ａはそれぞれ５ａ＊３ａ
の補助的フィルであり、両者又はいずれか一方を設ける
ことにより熱バランスをとる事が容易になる。
ガス吸収器の放熱コイル３’ ａはそれぞれ５ａ＊３ａ
の補助的フィルであり、両者又はいずれか一方を設ける
ことにより熱バランスをとる事が容易になる。
このサイクルにより、圧縮機１２を運転してエネルギー
を人力することによって、ガス吸収器３より放出される
熱を回収してガス放出器５に付与することができ、シス
テム全体としてのエネルギー効率が向上する。
を人力することによって、ガス吸収器３より放出される
熱を回収してガス放出器５に付与することができ、シス
テム全体としてのエネルギー効率が向上する。
なお、本発明は、外部熱源から熱を系内に取入れるため
の熱交換器が、昇圧工程の上流側に設けられたシステム
のみならず、第６図の系統図に例示する如く、昇圧工程
の前後両方に熱交換器２゜１１を設けたシステムや、第
８図の系統図に例示する如く、昇圧工程の下流側にのみ
熱交換器１１を設けたシステムにも、適用することが可
能であり、その場合のカスケードサイクルの媒体流体の
経路１４を鎖線で示す。各図の部品の符号は第１図と同
じである。第５図及び第７図は夫々のシステムの主媒体
のサイクルのモリエル、ＩｊＩ図である。
の熱交換器が、昇圧工程の上流側に設けられたシステム
のみならず、第６図の系統図に例示する如く、昇圧工程
の前後両方に熱交換器２゜１１を設けたシステムや、第
８図の系統図に例示する如く、昇圧工程の下流側にのみ
熱交換器１１を設けたシステムにも、適用することが可
能であり、その場合のカスケードサイクルの媒体流体の
経路１４を鎖線で示す。各図の部品の符号は第１図と同
じである。第５図及び第７図は夫々のシステムの主媒体
のサイクルのモリエル、ＩｊＩ図である。
いずれも、冷却工程はなく、かつすべての工程は気相で
行なわれる。
行なわれる。
また、第２図に見られるようなカスケードサイクルの高
温側熱量と低温側熱量の差を調整すべく、カスケードサ
イクルそのものに熱交換器を介して外部から熱エネルギ
ーをとり入れる等の応用も本発明の範囲に含まれるもの
である。
温側熱量と低温側熱量の差を調整すべく、カスケードサ
イクルそのものに熱交換器を介して外部から熱エネルギ
ーをとり入れる等の応用も本発明の範囲に含まれるもの
である。
効 果
以上の如く、本発明によれば、ガス吸収媒体を使用する
動力システムにおいて、ガス吸収時の放熱を、カスケー
ドサイクルの媒体に受入れ、それをガス放出時に必要な
熱として与えることができるので、エネルギー効率が向
上し、自然エネルギーや各種熱エネルギーを高いエネル
ギー効率で機械エネルギーに転換することができ、石油
、石炭等の有価エネルギーが節約されるのみならず、自
然環境の保全にも効果が得られる。
動力システムにおいて、ガス吸収時の放熱を、カスケー
ドサイクルの媒体に受入れ、それをガス放出時に必要な
熱として与えることができるので、エネルギー効率が向
上し、自然エネルギーや各種熱エネルギーを高いエネル
ギー効率で機械エネルギーに転換することができ、石油
、石炭等の有価エネルギーが節約されるのみならず、自
然環境の保全にも効果が得られる。
第１図は本発明を適用した動力システムの実施例の系統
図、第２図はそのカスケードサイクルのモリエル線図、
第３図及び第４図は夫々ガス吸収ｆｆ体を用いた従来の
動力システムのモリエル線図及び系統図、第５図は他の
実施例のモリエル線図、第６図はその系統図、第７図は
更に他の実施例のモリエル線図、第８図はその系統図で
ある。 １・・・環状流路、 ２．１１・・・ガスヒータ（熱交換器）、３・・・ガス
吸収器、４・・・昇圧ポンプ、５・・・ガス放出器、７
・・・膨張タービン、８・・・減圧弁、９・・・ガス吸
収媒体配管、１０・・・発電機、１２・・・圧縮機、１
３・・・膨張弁、１４・・・カスケードサイクル流路、 ■→■→＠→■→■・・・カスケードサイクル゛、■→
■・・・圧縮工程、■→■・・・冷却工程、■→■・・
・膨張工程、■→■・・・吸熱工程健 一宿 拵 Ｑ−田Ｒ 手続補正書 昭和６１年 ２月１７日
図、第２図はそのカスケードサイクルのモリエル線図、
第３図及び第４図は夫々ガス吸収ｆｆ体を用いた従来の
動力システムのモリエル線図及び系統図、第５図は他の
実施例のモリエル線図、第６図はその系統図、第７図は
更に他の実施例のモリエル線図、第８図はその系統図で
ある。 １・・・環状流路、 ２．１１・・・ガスヒータ（熱交換器）、３・・・ガス
吸収器、４・・・昇圧ポンプ、５・・・ガス放出器、７
・・・膨張タービン、８・・・減圧弁、９・・・ガス吸
収媒体配管、１０・・・発電機、１２・・・圧縮機、１
３・・・膨張弁、１４・・・カスケードサイクル流路、 ■→■→＠→■→■・・・カスケードサイクル゛、■→
■・・・圧縮工程、■→■・・・冷却工程、■→■・・
・膨張工程、■→■・・・吸熱工程健 一宿 拵 Ｑ−田Ｒ 手続補正書 昭和６１年 ２月１７日
Claims (1)
- 流体ガスを液体又は固体状ガス吸収媒体に放熱下で吸収
させるガス吸収器と、上記の流体ガスを吸収したガス吸
収媒体を昇圧する昇圧ポンプと、該昇圧されたガス吸収
媒体より加熱下で高圧状態の流体ガスを放出させるガス
放出器と、上記高圧流体ガスを導入し膨張させる膨張タ
ービンとこれらを結合する循環流路と、少くとも一個所
で上記流路に設けられ、外部熱源より熱エネルギーを系
内に取入れる熱交換器と、上記ガス放出器で流体ガスを
放出したガス吸収媒体を減圧して上記ガス吸収器に戻す
手段とを有し、上記熱交換器を介して外部熱エネルギー
を系内に取入れ、膨張タービンの膨張仕事により機械エ
ネルギーを系外に取出すようにした動力システムにおい
て、上記のガス吸収器による流体ガスの吸収媒体への吸
収時に放出される熱を吸熱工程で受取り、上記のガス放
出器による流体ガスの吸収媒体からの放出時に要する熱
を冷却工程で放出する、圧縮、冷却、膨張、吸熱の各工
程より成るカスケードサイクルを組合わせたことを特徴
とする動力システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9785385A JPS61258907A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | 動力システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9785385A JPS61258907A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | 動力システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61258907A true JPS61258907A (ja) | 1986-11-17 |
Family
ID=14203296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9785385A Pending JPS61258907A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | 動力システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61258907A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63212707A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-05 | Masayuki Arai | 排気吸収蒸気原動装置 |
| CN102588009A (zh) * | 2011-01-17 | 2012-07-18 | 六逸科技股份有限公司 | 空气能源节能空调发电系统 |
| EP2677253A1 (en) * | 2012-06-21 | 2013-12-25 | Joy Ride Technology Co., Ltd. | Air conditioning system capable of converting waste heat into electricity |
| US8643202B2 (en) | 2010-12-30 | 2014-02-04 | Joy Ride Technology Co., Ltd. | Air condition system capable of converting waste heat into electricity |
| ITVI20130205A1 (it) * | 2013-08-02 | 2015-02-03 | Climaveneta S P A | Macchina frigorifera |
-
1985
- 1985-05-10 JP JP9785385A patent/JPS61258907A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63212707A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-05 | Masayuki Arai | 排気吸収蒸気原動装置 |
| US8643202B2 (en) | 2010-12-30 | 2014-02-04 | Joy Ride Technology Co., Ltd. | Air condition system capable of converting waste heat into electricity |
| CN102588009A (zh) * | 2011-01-17 | 2012-07-18 | 六逸科技股份有限公司 | 空气能源节能空调发电系统 |
| EP2677253A1 (en) * | 2012-06-21 | 2013-12-25 | Joy Ride Technology Co., Ltd. | Air conditioning system capable of converting waste heat into electricity |
| ITVI20130205A1 (it) * | 2013-08-02 | 2015-02-03 | Climaveneta S P A | Macchina frigorifera |
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