NO178207B - Resirkulasjonssystem - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et resirkulasjonssystem, i det følgende betegnet som værende av den angitte typen, omfattende et forbrenningskammer, innretninger for å bringe brennstoff til å forbrenne i forbrenningskammeret, innretninger for å slippe ut utløpsgass fra forbrenningskammeret, en krets hvorigennom utløpsgassen føres fra forbrenningskammeret og returneres til forbrenningskammeret og hvor kretsen omfatter innretninger for å behandle i det minste noe av utløpsgassen for å fjerne en del derav.

Oppfinnelsen er spesielt, men ikke utelukkende, utviklet for anvendelse med en forbrenningsmotor så som en motor med kompresjonstenning, motor med gnisttenning eller gassturbin eller en f orbrenningsmotor med ytre forbrenning, så som en Sterling motor. Oppfinnelsen kan imidlertid også anvendes ved andre forbrenningsprosesser hvor det er ønskelig å resirkulere i det minste en del av utløpsgassen tilbake til f orbrenningskammeret.

I EP-118284 absorberes karbondioksydet i vann og deretter pumpes vannet overbord, det vil si utenfor trykkveggen. Dette systemet innbefatter utveksling av volumer av sjøvann mellom omgivelsesdybdetrykket utenfor trykkveggen og gasstrykket, hvorved absorpsjon av karbondioksyd utføres. Følgelig er det et energitap i denne vannutvekslingsprosessen på grunn av kompressibiliteten av vann (liten). Dette resulterer i et lite nettoinntak av sjøvann ved dybde hvorved det må pumpes ut. Kraften for denne utpumpingen er proporsjonal med nettoinnstrømningen og dybden, og siden innstrøm-ningen også er proporsjonal med dybden må kraften følge kvadratet av dybden. Følgelig kan denne kraften raskt bli betydelig og deretter dominerende etter som dybden øker.

Et annet problem er at uttømming av karbondioksyd overbord, ved absorpsjon i det ovenfor omtalte vannet, kan øke den effektive oppdriften av beholderen, slik at for å opprettholde dybde må noe ytre vann slippes til utsiden av trykk-skroget.

EP-189146 beskriver et system som er i det vesentlige likt det ifølge EP-118284, bortsett fra at motoren er en gnisttent motor istendenfor en kompresjonstent motor. Igjen, etter absorpsjon av karbondioksyd i vann i en absorpsjonsinnretning 16, tømmes vannet inneholdende karbondioksyd til det ytre av beholderen, og derfor gjelder tilsvarende problemer som omtalt i forbindelse med EP-118284.

EP-0142362 beskriver en vannbehandlingsinnretning for anvendelse i systemene ifølge EP-118284 eller EP-189146. Som det fremgår fra figur 1 beskrives kammerene C± og Cg adskilt ved hjelp av et bevegelig element 8 og som kan settes i forbindelse ved hjelp av en ventil , , enten med det ytre av trykkveggen PW, det vil si høytrykksområdet H, eller med gass-resirkuleringskretsen, det vil si lavtrykksområdet L.

I US-4286565 føres utløpsgassen fra en dieselmotor fra en motor ved hjelp av et rør 28 inn i et vaskesystem L og deretter via rør 29 inn i en sentrifugalseparator V. I denne finner det sted separasjon, på grunn av forskjellig spesifikk tetthet mellom karbondioksyd, sammenlignet med oksygen, og de karbondioksydanrikede gassene passerer inn i et lagrings-kammer 6 hvorfra gassene suges via en shuttle-ventil 7 og pumpes ved hjelp av en kompressor K inn i et gassbehandlings-system innbefattende tanker 1, 2. I disse tankene absorberes karbondioksyd fra gassen inn i vannet og vannet tømmes til sjøen utenfor beholderen.

Dette systemet tømmer derfor, på samme måte som de tidligere omtalte systemene, vann inneholdende karbondioksyd absorbert til sjøen utenfor beholderen.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe et nytt og forbedret resirkulasjonssystem av den angitte typen. Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer følgelig et resirkulasjonssystem innbefattende et forbrenningskammer, anordninger for å bringe brennstoff til å forbrenne i forbrenningskammeret, anordninger for å slippe ut utløpsgass fra forbrenningskammeret, en krets hvorigjennom utløpsgass føres fra forbrenningskammeret og noe av utløpsgassen returneres til forbrenningskammeret, hvilken krets innbefatter innretninger for å behandle i det minste en del av utløpsgassen for å fjerne en del derav, hvori innretningene for å behandle i det minste noe av utløpsgassen for å fjerne en del derav, omfatter innretninger for å behandle utløpsgassen med en væske for å absorbere nevnte del i væsken, kjennetegnet ved innretninger for å bevirke desorpsjon av delen som er absorbert i væsken fra væsken ved en posisjon utenfor kretsen og innenfor en trykkvegg som omslutter systemet.

Ifølge et foretrukket trekk ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et resirkulasjonssystem av den angitte typen hvor lagringsinnretninger er tilveiebragt for å lagre delen som fjernes fra utløpsgassen i kretsen.

Flytendegjøringsinnretninger kan være tilveiebragt for å flytendegjøre delen av utløpsgassen som er fjernet fra utløpsgassen i kretsen.

Den nevnte del av utløpsgassen kan fjernes fra utløpsgassen ved behandling av utløpsgassen med en væske for å absorbere en komponent, så som karbondioksyd, i væsken.

Ifølge et annet foretrukket trekk ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et resirkulasjonssystem av den angitte typen hvor flytendegjøringsinnretninger er tilveiebragt for å flytendegjøre den nevnte delen av utløps-gassen fjernet fra utløpsgassen i kretsen.

Den nevnte delen kan fjernes fra utløpsgassen ved behandling av utløpsgassen med en væske for å absorbere en komponent, så som karbondioksyd, i væsken.

Ifølge en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen kan en beholder tilveiebringes for å lagre den nevnte delen.

Ifølge et ytterligere foretrukket trekk ved oppfinnelsen kan flytendegjøringsinnretningen innbefatte en kompressoran-ordning for å komprimere gassen.

I dette tilfelle kan gassen være karbondioksyd eller en annen gass som kan flytendegjøres ved kompresjon av gassen ved en arbeidstemperatur, som definert nedenfor.

Med arbeidstemperatur menes en temperatur som oppnås i et lukket miljø hvori resirkulasjonssystemet er anbragt. Typisk vil arbeidstemperaturen ligge i området -1,5 til +32°C spesielt nær overflaten, og -1,5 til +10°C ved alle dybder.

Alternativt kan flytendegjøringsinnretningen omfatte avkjølingsinnretninger for å avkjøle gassen.

I dette tilfelle kan gassen være vanndamp eller annen gass som kan flytendegjøres ved avkjøling til en temperatur i nevnte arbeidsområde, med eller uten trykk.

Som et ytterligere alternativ kan flytendegjøringsinnret-ningen omfatte både avkjølings- og kompresjonsanordninger. I dette tilfelle kan gassen være karbondioksyd som kan flytendegjøres ved lavere trykk dessuten avkjøles til en lavere temperatur, så som en temperatur under arbeidstemperaturen .

Typisk innbefatter delen av gassen som fjernes, karbondioksyd og vanndamp, karbondioksydet flytendegjøres ved at det komprimeres, eller komprimeres og avkjøles og lagres i flytende tilstand under betingelser av temperaturen og trykk som holder karbondioksydet flytende. Mens vanndampen flytendegjøres ved at den avkjøles og lagres i flytende tilstand under betingelser av temperatur og trykk som holder vannet flytende.

Delen kan fjernes fra utløpsgassen ved avkjøling av utløps-gassen for å flytendegjøre en komponent av utløpsgassen, så som vanndamp, som flytendegjøres ved avkjøling ved trykket som oppnås i kretsen.

I alle de foregående utførelsesformene av oppfinnelsen kan delen absorberes i væsken ved et første trykk og bringes til desorpsjon fra væsken ved et andre, lavere trykk.

Innretninger kan være tilveiebragt for å utsette væsken for et første trykk i et første område for å tillate den nevnte delen å absorberes deri og etterfølgende utsette væsken for det andre trykket ved et andre område utenfor kretsen for å tillate delen desorpsjon derfra.

Nevnte innretninger kan alternativt utsette væsken for det nevnte første og det nevnte andre trykket i en sirkulerende væskekrets.

Nevnte innretning kan innbefatte to kammere, hvis størrelse samtidig kan endres ved hjelp av et felles element, hvor anordninger er tilveiebragt for alternerende å forbinde kamrene til hvert av de nevnte områdene og å kompensere for de resulterende kreftene som utøves på elementet av mediet i nevnte område med en motkraft av i det vesentlige samme størrelse. Fortrinnsvis endrer elementet størrelsen av kamrene i motsatt retning og begge kamrene er samtidig forbundet med det samme området.

Elementet kan påvirkes ved en energiakkumulator som utøver en kraft som er i det vesentlige lik den resulterende kraften som utøves derpå av mediet.

Innretningen kan omfatte innretninger for å isolere første og andre variable volumkammere fra et av nevnte områder og plassere kammerene i forbindelse med det andre av de nevnte områdene, og forårsake at væske fra dette andre området trer inn i det første kammeret av variabelt volum og fortrenger, fra det andre kammeret av variabelt volum i det andre området, væske som på forhånd har trådt inn i det andre kammeret fra det første området; isolering av kamrene fra nevnte andre område og plassering av kamrene i forbindelse med det ene området og fortrengning, fra det første kammer inn i det ene området, væske som på forhånd har trådt inn i det første kammeret fra det andre området og forårsaker at væske fra nevnte ene område trer inn i det andre kammeret.

Innretningen kan innbefatte en beholder, et oppdelingselement i beholderen, beholderen og oppdelingselementet er bevegelig i forhold til hverandre slik at beholderen deles i separate kammere med variabelt volum, et første par ventiler, hvorav en kontrollerer passasje av væske mellom første kammer og nevnte ene område, og den andre kontrollerer passasje av væske mellom et andre av nevnte kammere og det første området, et andre par av ventiler, hvorav en kontrollerer passasje av væsken mellom nevnte første kammer og det andre område, og hvorav den andre kontrollerer passasje av væske mellom det andre kammeret og det andre området, innretningene opereres for gjentatt å utføre den følgende cyklus av operasjoner; lukking av ventilene i ett av nevnte par og åpning av ventilene i det andre paret, deretter bevegelse av det oppdelende elementet for å forårsake at volumet av det første kammeret øker og volumet av det andre kammeret avtar, deretter lukking av ventilene av det andre av nevnte par og åpning av ventilene av det ene paret og deretter bevegelse av oppdelingselementet for å forårsake at volumet av det første kammeret avtar og volumet av det andre kammeret øker. Innretningen kan innbefatte en apparatur som beskrevet i GB-patent nr. 2 158 889, hvis innhold er innbefattet heri som refereranse.

En utførelsesform av oppfinnelsen skal nå beskrives som eksempel under henvisning til den vedlagte tegningen som er en illustrasjon av et resirkulasjonssystem ifølge foreliggende oppfinnelse.

I denne utførelsen bringes en forbrenningsmotor med indre forbrenning til å operere både under betingelser for normal utluftning fra atmosfæren og i omgivelser hvor forbindelse med den frie atmosfæren er uønsket eller umulig, som for eksempel under vann og spesielt ved relativt store dybder, og det er i denne sistnevnte sammenheng at motoren heretter skal beskrives.

Motoren omfatter en firesylinder resiproserende enhet 6 utformet for å operere på en dieselcyklus og har følgelig fire f orbrenningskammere, hvorav et er vist ved 5 og en innløpsventil eller -ventiler hvorigjennom en blanding av gasser inneholdende oksygen eller andre forbrenningsunder-holdende gasser slippes inn i forbrenningskammeret, og en utløpsventil eller -ventiler hvorigjennom utløpsgass føres fra kamrene. Motoren omfatter også en innretning 7 for å injisere brennstoff i forbrenningskamrene og en krets 3 hvorigjennom utløpsgassen slippes ut og returneres fra forbrenningskamrene.

Kretsen C omfatter en første del 8 som strekker seg til en vannkjøler 9 hvori utløpsgassen avkjøles med sjøvann tatt fra, og returnert til, det ytre av en trykkvegg P innenfor hvilken systemet er anbragt, ved hjelp av rør 9a, 9b.

Nedstrøm for vannkjøler 9 finnes en kobling 10 hvorfra en bypass-del 11 strekker seg. Nedstrøm for koblingen 10 er en del 12 av kretsen C som strekker seg via en kompressor 13 og en ytterligere, valgfri vannavkjølingsenhet 14 til en absorpsjonsenhet 16.

Nedstrøm for absorpsjonsenheten 16 fortsetter hoveddelen 11 av kretsen til en injektor 17 hvorved gass som forlater absorpsjonsenheten 16 injiseres i bypass-grenen 11.

Alternativt kan gass som forlater absorpsjonsinnretningen 16 tas tilbake for å fjerne varme fra innkommende komprimert gass fra kompressoren 13 via en gass/gassvarmeveksler slik at varmen som videre skal fjernes i kjøler 14 kan reduseres, slik at absorpsjonsenhet 16 og desorpsjonsenhet 51 holdes kalde (slik at COg etc. oppløses lettere) mens gassen til injektor 17 oppvarmes, derved økes dens effektivitet ved å gi trykkøkning i bypass-strømmen. Dersom kompresjonsforholdet for kompressoren er ca. 3 eller mer er dette et spesielt økonomisk gunstig alternativ.

Nedstrøm for injektoren 17 omfatter kretsen en kretsdel 20 som tilfører gass tilbake til forbrenningskammeret 5 via sensorenheter 21, 22, 23 og et forgreningsrør 24, men ikke nødvendigvis i denne rekkefølgen. Et reservoir 25 av monoatomær gass, så som helium eller argon, og et reservoir 26 av oksygen er tilveiebragt og er arrangert for å tilføre monoatomisk gass og oksygen til forgreningsrøret 24 gjennom kontrollventiler, henholdsvis 27, 28.

Absorpsjonsinnretningen 16 er utstyrt med en innretning for å eksponere vann eller annen egnet væske i absorpsjonsenheten 16 mot utløpsgass sirkulert derigjennom ved delen 12 av kretsen C slik at karbondioksyd i utløpsgassen absorberes i vann. Vann sirkuleres gjennom absorpsjonsinnretningen 16 via pumper 29a drevet ved hjelp av en motor-drivaksel 30 via en transmisjon 31 og aksel 32. For å kontrollere mengden vann som sirkuleres igjennom absorpsjonsinnretningen 16 ved hjelp av pumpen 29a er en motorisert bypassventil 34 tilveiebragt, som reguleres i overensstemmelse med et signal som tilveiebringes langs et rør fra sensor 21 som avføler det samlede gasstrykket i kretsen C nedstrøm for absorpsjonsinnretningen 16.

Vannet sirkuleres ved hjelp av pumpen 29a til et vannbehand-lingssystem 50 som overfører vannet mellom et område med høyt trykk som oppstår i absorpsjonsinnretningen 16 og et område med lavt trykk som oppstår i en desorpsjonsinnretning 51 og hvorigjennom vannet sirkuleres ved hjelp av ytterligere pumper 29b drevet fra akselen 32.

I desorpsjonsinnretningen 51 blir karbondioksyd som ble absorbert i vannet ved hjelp av absorpsjonsinnretningen 16 bragt til desorpsjon derfra og tilført ved hjelp av et rør 52 til en kompressorinnretning 53 som fortrinnsvis innbefatter en flertrinns kompressor med inter-avkjøling slik at karbondioksydet komprimeres til relativt høyt trykk uten omfattende temperaturstigning. Varmen fjernet fra den komprimerte gassen etter de forskjellige trinnene av kompresjonen ved hjelp av inter-, og etter-kjølere, føres til vann fra utsiden av trykkveggen P og avvises overbord via en varmeveksler 54. Karbondioksydet under trykk tilføres deretter til varmeveksleren 54 hvor det avkjøles til en temperatur slik at karbondioksydet er flytendegjort og det flytende karbondioksydet tilføres ved hjelp av et rør 55 til en lagringstank 56 hvor det lagres i flytende tilstand under egnede betingelser av temperatur og trykk.

Varmeveksleren 54 har sjøvann sirkulert igjennom fra det ytre av trykkveggen P via rør 56a, 56b for å bevirke et innledende trinn av avkjøling og i tillegg tilføres flytende oksygen fra et reservoir 57 via rør 58 og det flytende oksygenet får forgasses i varmevekslerrelasjon med karbonoksygenet for ytterligere å avkjøle karbondioksydet i varmeveksleren 54. Det gassformige oksygenet kan deretter oppvarmes ytterligere ved hjelp av en egnet varmeinnretning 59 og kan deretter tilføres til ventilen 28 i tillegg til, eller i stedenfor, oksygenet tilført fra reservoiret 26.

Ved driften av motoren i en ikke-atmosfærisk lukket cyklus avleveres oksygen fra ventilen 8 til forgreningsrøret 24 ved driftstrykket for motoren og føres inn i motorsylinderne sammen med den returnerte utløpsgassen. Gasstilførselen komprimeres i motorsylinderne, dette forårsaker at temperaturen av gassen økes, og brennstoff injiseres, derved frembringes forbrenning av brennstoffet på konvensjonell måte. Den resulterende utløpsgassen som vil inneholde karbondioksyd, vanndamp, inertgass og mindre mengder av andre bestanddeler føres fra forbrenningskammeret 5 gjennom en første del 8 av kretsen C og en første del av utløpsgassen passerer via delen 12 av kretsen C, mens en andre del passerer langs bypass-delen 11 av kretsen C. Andelene av utløpsgassen som passerer gjennom bypass-grenen og hovedgrenen kan variere. I foreliggende eksempel passerer 2/3 av utløpsgassen gjennom bypass-delen 11, og ved lavere kraft en større fraksjon.

Gassen i bypass-delen 11 og del 12 avkjøles ved hjelp av kjøleren 9 til en temperatur som nærmer seg den for temperaturen av vannet utenfor trykkveggen P. Utløpsgassen i delen 12 komprimeres ved hjelp av kompressoren 13, som kan være av en hvilken som helst egnet type, og utløpsgassen kan komprimeres til et trykk på for eksempel 6 atmosfærer. Om ønsket kan imidlertid trykket ligge i området 2-6 atmosfærer, eller eventuelt høyere. Om ønsket kan utløpsgassen etter kompresjon avkjøles ved hjelp av en motgjennomstrømmet gass/gassvarmeveksler som overfører varme til utløpsgassen fra absorpsjonsinnretning 16 til injektor 17, og/eller ved hjelp av en ytterligere vannkjøler 14 og tilføres deretter ved absorpsjonsinnretningen 16 hvori utløpsgassen behandles med sjøvann ved det komprimerte trykket, for eksempel ved et trykk på ca. 6 atmosfærer, for å fjerne karbondioksyd. Absorpsjonsinnretningen kan være av en hvilken som helst egnet type, fortrinnsvis innbefattende en rotor utstyrt med trådnett eller annet materiale, som har et høyt overflate-areal til volumforhold, hvorigjennom vannet kastes radielt utover ved hjelp av sentrifugalkraft, mens utløpsgassen bringes til å passere derigjennom i motstrøm. Denne absorpsjonsinnretningen oppnår rask absorpsjon av karbondioksyd i sjøvannet og er kompakt. Absorpsjonsenheten 16 er utstyrt med en nivåkontrollinnretning 16a for å sikre at absorpsjonsinnretningen ikke oversvømmes eller kjøres under et på forhånd bestemt vann-nivå.

Den derved behandlede utløpsgassen føres deretter til injektoren 17 hvor den injiseres i bypass-delen 11, hvori utløpsgassen ikke er behandlet med karbondioksyd. De rekombinerte delene av utløpsgass passerer deretter via delen 20 av røret til sensorenheten 21. Sensoren 21 måler det totale trykket i gasskretsen C og tilveiebringer et signal langs røret 35 til ventilen 34 for å øke vannstrømmen gjennom absorpsjonsinnretningen 16 dersom trykket overskrider det forhåndsbestemte trykket og å redusere vannstrømmen dersom trykket faller under et på forhånd bestemt trykk, for å kontrollere mengden av karbondioksyd som fjernes fra utløpsgassen. Utløpsgassen føres deretter til en sensorenhet 22 som tilveiebringer et kontrollsignal via røret 36 til ventilen 28 som kontrollerer mengden av oksygen tilført til forgreningsrøret 24 fra reservoiret 26 for å utmåle den korrekte mengden oksygen i bærergassen. Sensorenheten 22 omfatter en konvensjonell sensor for deteksjon av oksygeninnhold og kan være utstyrt med innretninger for å regulere oksygentilførselen i overensstemmelse med driftsparametre for motoren. Alternativt kan sensoren 22 være anbragt for å avføle oksygeninnholdet av gassene som forlater forgrenings-røret 24 og å kontrollere ventilen 28 for å tilveiebringe et ønsket oksygeninnhold i den innførte gassen.

Utløpsgassen passerer deretter til en ytterligere sensorenhet 23 som er anordnet for å tilveiebringe et kontrollsignal til utmålingsventilen 27 som måler ut mengden argon tilført til forgreningsrøret 24 fra reservoiret 25 for å sikre at andelen av helium eller annen monoatomær gass i den innførte gassen tilveiebringer et ønsket forhold for spesifikk varme-^-verdier. I foreliggende eksempel omfatter sensoren 23 en kompressor som har et trykkforhold på rundt 2:1 hvori utløpsgassen komprimeres etterfulgt av innretninger for å føre den komprimerte utløpsgassen til en konvergent/diver-gent-passasje, sammen med innretninger for å måle innløps-trykket og halstrykket i passasjen. Endringer av -y-tall endrer forholdet mellom disse to trykkene (absolutt) og sammenligningsinnretninger er tilveiebragt for å sammenligne de to trykkene og for å produsere et utløp i relasjon med dette som kontrollerer ventilen 28. Endringen av forhold som finner sted er meget liten, og følgelig er det tilveiebragt meget nøyaktige transducere og sammenlignende elektriske kretser. Om ønsket kan en hvilken som helst annen innretning for å fastslå "Y-tall tilveiebringes.

Deretter tilføres utløpsgassen til forgreningsrøret 24 hvor helium eller annen monoatomær gass og oksygen tilsettes til utløpsgassen fra reservoirene 25, 26 via ventilene 27, 28 i overensstemmelse med sensorenhetene som beskrevet ovenfor.

Operasjon av systemet kan startes ved å pumpe så mye luft fra systemet som praktisk mulig (og tømme luften utenfor trykkveggen og deretter starte systemet med en på forhånd bestemt reserve av karbondioksyd og helium eller annen monoatomær gass, (i forhold ca. 3-5) før maskinen omkobles og det nødvendige oksygenet tilsettes, og deretter slippes brennstoffet inn.

Når systemet er startet (primed) og er kjørt stødig på fullstendig lukket cyklus kan motoren stenges og startes opp igjen uten endring av gassinnhold.

Motoren som beskrevet ovenfor er utformet med en tilførsel som simulerer luft, det vil si med en blanding av tilførte gasser som har et 'y-forhold på ca. 1,4 og induksjonstrykket er over atmosfæretrykk ved hjelp av økningen i trykk som forårsakes ved injeksjon av delen av utløpsgass som forlater absorpsjonsinnretningen. Den vanndampgenererte forbrenningen kondenseres naturligvis i kjølerne og/eller

absorpsjonsinnretningene og fjernes derved fra utløpsgassen.

Oksygen tilsettes til gassen for å opprettholde en egnet oksygeninntaks andel, for eksempel 21%.

Andelen av utløpsgassen etter kondensasjon av vanndampen som passerer gjennom bypassdelen 11 er 65% til 75% av den samlede utløpsgassen, slik at 25% til 35% av utløpsgassen passerer gjennom hovedgrenen og komprimeres ved hjelp av kompressoren 13, ved lav kraft kan fraksjonen av utløpsgass som går igjennom kompressoren 13 nedsettes om ønsket.

Etter absorpsjon av karbondioksyd i absorpsjonsinnretningen 16 ekspanderes gassen ved hjelp av en hvilken som helst egnet innretning, så som den tidligere omtalte injektor 17 eller ved hjelp av en turbin for å gjenvinne så mye som mulig av energien som tidligere er benyttet for å komprimere gassene.

Dieselen kan være turboladet, i hvilket tilfelle varmeavvis-ningen og kondensasjonen av vann i kjøleren 9 finner sted mellom turbinutløpet og kompressorutløpet. Motorgasstrykk-nivået ved innløpet kan være ca. 1 atmosfære eller lavere eller høyere, avhengig av motorens kapasitet.

Den monoatomære inerte gassen velges best som helium siden tapene for denne gassen i systemet er meget lave, og i prinsippet må bare en liten innledende tilførsel foretas, som et resultat kan motorpumpetapene reduseres ved høye hastig-heter på grunn av den lave molekylvekten.

Væsken som benyttes i absorpsjonsinnretningen 16 ligger nær opptil å være fullstendig mettet med alle gassene i utløps-systemet og væsken velges slik at den har en utpreget preferanse for karbondioksyd i oppløsning. En væske som er rimelig velegnet er ferskvann hvor karbondioksydoppløselig-heten ved 20° C er 90 cm<3>, oksygenoppløseligheten er 2,6 cm<3 >og heliumoppløseligheten 1,6 cm<3.> Andre væsker er mulige, så som aminer.

Væsken i absorpsjonsinnretningen 16 er i et område av høyt trykk, i foreliggende eksempel 6 bar, og overføres til et område av lavt trykk, i foreliggende eksempel ca. 1 bar, ved hjelp av vannstyringssystemet 50 og vannet føres deretter i motstrøm med gassen som trer ut fra oppløsning ved dette reduserte trykket i desorpsjonsinnretningen 51 som er tilsvarende absorpsjonsinnretningen 13 og er tilstrekkelig effektiv til i stor grad bevirke desorpsjon av gasser i vannet ned til det samlede trykket på ca. 1 atmosfære hvorved det holdes ved utpumping av gasser, som nå består av minst 90$ karbondioksyd.

Vannet føres deretter, etter desorpsjon, tilbake til høytrykksområdet ved hjelp av vannstyringssystemet 50 og resirkuleres gjennom absorpsjonsinnretningen 16.

Gassene komprimeres etter desorpsjon ved hjelp av kompressor-innretningen 53 til et samlet trykk av størrelsesorden 20 til 100 bar. Ved å anvende avkjølingen beskrevet ovenfor ved hjelp av flytende oksygen, som tilveiebringer en betydelig avkjøling av størrelsesorden 20 til 40°C under avkjølingen som kan oppnås ved anvendelse av sjøvann kan temperaturen av de komprimerte gassene reduseres til ca. -20°C. I dette tilfellet starter karbondioksyd å kondensere ut med partial-trykk på 20 atmosfærer karbondioksyd, det vil si ca. 22 atmosfærer samlet trykk. Dersom kompresjonen utføres videre vil en stor del av karbondioksydet kondensere ut som væske, mens partialtrykket i de andre gassene øker på grunn av akkumulering. Dersom et totaltrykk på 40 bar oppnås er alle de andre gassene konsentrert og kan returneres til gasskretsen og konserveres derfor og en liten andel av kraften påkrevet for kompresjon kan utvinnes fra dette.

Dersom ingen avkjøling er tilgjengelig eller hensiktsmessig er kompresjon til et totaltrykk på 100 til 120 bar nødvendig for å flytendegjøre karbondioksydet ved en arbeidstemperatur på ca. 20°C.

Det flytende karbondioksydet pumpes deretter ved hjelp av en pumpe 61 til tanken 56 hvor det lagres ved egnet temperatur og trykk. For eksempel 50 bar trykk ved -20°C eller 120 bar trykk ved +20°C. Siden den spesifikke vekten av flytende karbondioksyd er ca. 1 er det lagrede volumet ikke stort-ca. tre ganger volumet av brent brennstoff.

Dersom oksygen tilveiebringes som komprimert gass er det mulig å tilveiebringe en serie oksygenbeholdere og å evakuere en serie av oksygenbeholdere ned til lavere trykk, for eksempel 3 bar og deretter ned til 1 bar eller mindre ved anvendelse av det første trinnet av karbondioksyd kompre-sjonsrekken 53 for å fjerne så mye som mulig, og deretter kan flytende karbondioksyd lagres i en serie av tomme oksygen-flasker som kan være anbragt utenfor trykkveggen P.

Vannstyringssystemet som er beskrevet i søkerens britiske patent nr. 2 158 889 og innbefatter en beholder 62 som har et oppdelende element 63 så som et stempel, diafragma eller lignende som er bevegelig relativt til beholderen slik at beholderen oppdeles i første og andre separate kammere Cl, C2, med variabelt volum. Første og andre par av ventiler VI, V2 kontrollerer passasje av væske mellom kamrene og områder og driftsinnretninger, ikke vist, er tilveiebragt for å bevege ventilene for å utføre en etterfølgende cyklus av operasj oner.

Ventilene av ett av nevnte par er lukket for å forbinde høytrykksområdet av absorpsjonsinnretningen 16 via ventilene til kamrene Cl og C2, mens ventilene av det andre paret er lukket for å isolere lavtrykksområdet av desorpsjonsinnretningen 51 fra kamrene Cl, C2. Det forårsakes deretter bevegelse av oppdelingselementet 63 for å endre volumet av kamrene. For eksempel beveges i figur 1 elementet 63 oppover for å øke volumet av kammeret Cl og redusere volumet av kammeret C2 slik at væske trer inn i kammeret Cl fra absorpsjonsinnretningen 16 og.væske forlater kammeret C2 og trer inn i absorpsjonsinnretningen 16. Ventilene av det ene paret av nevnte ventiler lukkes deretter slik at kamrene Cl, C2 isoleres fra høytrykksområdet av absorpsjonsinnretningen 16. En liten utstrømning av vann forårsakes gjennom en trykkavlastningsventil, for å nedsette trykket til det for lavtrykksområdet og deretter åpnes ventilene av nevnte andre par for å forbinde kamrene Cl og C2 med lavtrykksområdet av desorpsjonsinnretningen 51. En andre bevegelse av opp-del ingselementet finner deretter sted, for eksempel nedover i eksemplet vist i fig. 1 for å tvinge væske fra kammeret Cl til lavtrykksområdet 51, mens væske fra lavtrykksområdet av desorpsjonsinnretningen 51 trer inn i kammeret C2.

Ventilene VI, V2 opereres deretter for å isolere kamrene fra begge områder, trykkavlastningsventilene opereres for å tillate en liten innrenning av fluid for å heve trykket til det for høytrykksområdet og ventilene opereres for å forbinde kamrene Cl og C2 med høytrykksområdet.

Denne cyklusen av operasjoner gjentas slik at vannet overføres fra området med høyt trykk av absorpsjonsinnretningen 16 til område med lavt trykk av desorpsjonsinnretningen 51 og returneres deretter.

Oppdelingselementet 63 kan bringes til bevegelse ved hjelp av en hvilken som helst hensiktsmessig anordning, så som en egnet drivinnretning som virker direkte på elementet 63 eller ved hjelp av trykk av vann som trer inn i kamrene Cl og C2 pålagt ved hjelp av pumpene 29a, 29b. Bevegelse av opp-del ingselementet 63 kan suppleres ved hjelp av fjær- eller andre styreinnretninger og vannstyringssystemet 50 kan innbefatte mer enn en beholder og en hvilken som helst av de forskjellige detaljene som er beskrevet i søkerens patent nr. 2158889 eller fra søkerens annen søknad med samme prioritet som foreliggende, med tittelen "Apparatus for and method of managin liquid under pressure" (søkers referanse H5547W0), innholdet av begge disse er innbefattet heri som referanse, kan anvendes.

I foreliggende eksempel er en enkelt beholder 62 tilveiebragt, men om ønsket kan mer enn en beholder 62 tilveiebringes. I et slikt tilfelle kan beholderne være anordnet slik at noen mottar væske fra og avleverer væske til absorpsjonsinnretningen 16, mens andre aksepterer væske fra og avleverer væske til desorpsjonsinnretningen 51. Om ønsket kan imidlertid slike flere beholdere opereres i en hvilken som helst ønsket fasereaksjon og videre kan en eller noen beholdere være inoperative mens en annen eller andre er operative, så lenge som væskeoverføringen er lik i gjen-nomsnitt over et egnet tidsrom, avhengig av systemets kapasitet.

Claims (15)

1. Resirkulasjonssystem innbefattende et forbrenningskammer (5), anordninger for å bringe brennstoff til å forbrenne i forbrenningskammeret, anordninger for å slippe ut utløpsgass fra forbrenningskammeret, en krets (C) hvorigjennom utløps-gass føres fra forbrenningskammeret og noe av utløpsgassen returneres til forbrenningskammeret, hvilken krets innbefatter innretninger (16) for å behandle i det minste en del av utløpsgassen for å fjerne en del derav, hvori innretningene (16) for å behandle i det minste noe av utløps-gassen for å fjerne en del derav, omfatter innretninger for å behandle utløpsgassen med en væske for å absorbere nevnte del i væsken, karakterisert ved innretninger (51) for å bevirke desorpsjon av delen som er absorbert i væsken fra væsken ved en posisjon utenfor kretsen (C) og innenfor en trykkvegg (P) som omslutter systemet.

2. System ifølge krav 1,karakterisert ved at flytendegjøringsinnretninger (53,54) er tilveiebragt for å flytendegjøre i det minste en andel av nevnte del av utløpsgassen fjernet fra utløpsgassen i kretsen (C).

3. System ifølge krav 2,karakterisert ved at flytendegjøringsinnretningen innbefatter en kompressorinnretning (53) for å komprimere gassen.

4 . System ifølge krav 2,karakterisert ved at flytendegjøringsinnretningen innbefatter avkjølingsinnret-ninger (54) for å avkjøle gassen.

5 . System ifølge krav 2,karakterisert ved at flytendegjøringsinnretningen innbefatter både avkjølings-(53) og kompresjonsinnretninger (54).

6. System ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at en beholder (56) er tilveiebragt for å lagre nevnte del.

7. System ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at delen absorberes i væsken ved et første trykk og bringes til desorpsjon fra væsken ved et andre, lavere trykk.

8. System ifølge krav 7,karakterisert ved at det er tilveiebragt innretninger (50) for å utsette væsken for et første trykk i et første område (16) for å tillate nevnte del å absorberes deri og deretter utsettes væsken for det andre trykket ved et andre område (51) utenfor kretsen (C) for å tillate delen desorpsjon derfra.

9. System ifølge krav 8,karakterisert ved at nevnte innretning (50) alternerende utsetter væsken for nevnte første og andre trykk i en væskesirkulasjonskrets.

10. System ifølge krav 8 eller krav 9, karakterisert ved at innretningen innbefatter to kammere (Ci,Cg) f hvis størrelse kan endres samtidig ved hjelp av et felles element (63), anordninger (V^.Vg) er tilveiebragt for alternerende å forbinde kamrene (C-j^Cg) med ett av nevnte områder og å kompensere for de resulterende kreftene som utøves på elementet av mediet i nevnte område med en motkraft av i det vesentlige samme størrelse.

11. System ifølge krav 10, karakterisert ved at elementet (63) endrer størrelsen av kamrene (Ci,Cg) i motsatt retning og begge kammere er samtidig forbundet med samme område (16,51).

12. System ifølge krav 10 eller krav 11, karakterisert ved at elementet (63) påvirkes ved hjelp av en energiakkumulator som utøver en kraft derpå som er i det vesentlige lik den resulterende kraften som utøves derpå av mediet.

13. System ifølge et hvilket som helst av kravene 8 til 12, karakterisert ved at nevnte innretning (50) innbefatter innretninger (V^.Vg) for å isolere første og andre kammere (C^.Cg) med variabelt volum fra ett av nevnte områder (16,51) og plassering av nevnte kammere (C^.Cg) i forbindelse med det andre av områdene (51,16), forårsakelse av at væske fra nevnte andre område (51,16) trer inn i det første kammeret (C^) av variabelt volum og fortrenger, fra det andre kammeret (Cg) med variabelt volum inn i nevnte andre område (51,16), væske som på forhånd har trådt inn i det andre kammeret (Cg) fra nevnte ene område (16,51); isolering av kammerne (C1,Cg) fra nevnte andre område (51,16) og plassering av kammerne (Ci,Cg) i forbindelse med nevnte ene område (16,51) og fortrengning, fra nevnte første kammer (C-l) inn i nevnte ene område (16,51), av væske som på forhånd har trådt inn i nevnte første kammer (C^) fra det andre område (51,16) og forårsakelse av at væske fra det ene område (16,51) trer inn i det andre kammeret (Cg).

14 . System ifølge et hvilket som helst av kravene 11 til 16, karakterisert ved at innretningen (50) omfatter en "beholder (62), et oppdelende element (63) i beholderen (62), hvor beholderen (62) og det oppdelende elementet (63) er bevegelige relativt hverandre slik at beholderen oppdeles i separate kammere (C-L,Cg)med variabelt volum, et første par av ventiler (V^), hvorav en kontrollerer passasje av væske mellom et første av nevnte kammere (C^.Cg) og nevnte første område (16), og den andre kontrollerer passasje av væske mellom et andre av kammerne (C^.Cg) og det første område (16), et andre par av ventiler (Vg) hvorav en kontrollerer passasje av væske mellom det første kammeret (C-l) og det andre området (51), den andre kontrollerer passasje av væske mellom det andre kammeret (Cg) og det andre område (51), operasjonsinnretninger som gjentatt utfører følgende cyklus av operasjoner; lukking av ventilene av det ene av parene (V^.Vg) og åpning av ventilene av det andre av parene ("Vi.Vg), deretter bevegelse av oppdelingselementet (63) for å forårsake at volumet av det første kammeret (C^) øker og volumet av det andre kammeret (Cg) avtar, deretter lukking av ventilene av det andre av nevnte par (V^.Vg) og åpning av ventilene av det første paret (Vi.Vg), og deretter bevegelse av oppdelingselementet (63) for å forårsake at volumet av nevnte første kammer (C^) avtar og volumet av det andre kammeret (Cg) øker.

15. System ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at delen omfatter karbondioksyd.