JPH10259758A - サーマルエンジン - Google Patents
サーマルエンジンInfo
- Publication number
- JPH10259758A JPH10259758A JP9103804A JP10380497A JPH10259758A JP H10259758 A JPH10259758 A JP H10259758A JP 9103804 A JP9103804 A JP 9103804A JP 10380497 A JP10380497 A JP 10380497A JP H10259758 A JPH10259758 A JP H10259758A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- temperature
- turbine
- compressor
- heat
- Prior art date
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- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】常圧かそれに近い圧のガスを利用してガスの持
つ熱エネルギーを動力に変換したり冷凍に利用する装置
に関するものである。 【解決手段】ガスが高温の時はタービンＴから流入させ
熱交換器ＨＸで温度を下げて圧縮機Ｃから排出し軸出力
を得る。ガスが常温に近いときは熱交換器ＨＸで温度を
上げれば冷凍機として作動できる。あるいは高温の圧力
の高くない排ガスを熱交換器ＨＸで熱交換して出力を得
る。
つ熱エネルギーを動力に変換したり冷凍に利用する装置
に関するものである。 【解決手段】ガスが高温の時はタービンＴから流入させ
熱交換器ＨＸで温度を下げて圧縮機Ｃから排出し軸出力
を得る。ガスが常温に近いときは熱交換器ＨＸで温度を
上げれば冷凍機として作動できる。あるいは高温の圧力
の高くない排ガスを熱交換器ＨＸで熱交換して出力を得
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】ガスタービンや車両エンジンまた
は産業用レシプロエンジンあるいはゴミ焼却など排熱が
利用できるときこの発明を用いることによりエネルギー
利用効率を向上させることができる。また本発明を空気
を利用した冷凍機すなわちエアサイクルとして用いるこ
とができる。
は産業用レシプロエンジンあるいはゴミ焼却など排熱が
利用できるときこの発明を用いることによりエネルギー
利用効率を向上させることができる。また本発明を空気
を利用した冷凍機すなわちエアサイクルとして用いるこ
とができる。
【０００２】
【従来の技術】圧力の高くないガスの排熱を利用して動
力を得るには通常は蒸気タービンまたは温水器を通して
行われており、また冷凍機として作動させるときは圧縮
機から流入させ熱交換して温度を下げてタービンに流入
させているがタービン入口で常温まで温度を下げること
が困難なことと相まって成績係数が低い。
力を得るには通常は蒸気タービンまたは温水器を通して
行われており、また冷凍機として作動させるときは圧縮
機から流入させ熱交換して温度を下げてタービンに流入
させているがタービン入口で常温まで温度を下げること
が困難なことと相まって成績係数が低い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】圧力の高くないほぼ常
圧の高温ガスの熱源を利用するにさいし、液体を用いて
蒸気または温水に変換する従来技術は復水器を必要とし
複雑なシステムになる。あるいは液体を用いずタービン
で排熱回収できるが、例えば車両用エンジンの排気口に
直接タービンを置くと比較的大きな背圧がかかり元のエ
ンジンの性能を害する。本発明はこれらの欠点を克服し
簡単なシステムで効率の良い排熱利用を行うものであ
る。一方本発明において排熱でなく常温のガスに用いて
冷凍サイクルの成績係数を向上させようというものであ
る。
圧の高温ガスの熱源を利用するにさいし、液体を用いて
蒸気または温水に変換する従来技術は復水器を必要とし
複雑なシステムになる。あるいは液体を用いずタービン
で排熱回収できるが、例えば車両用エンジンの排気口に
直接タービンを置くと比較的大きな背圧がかかり元のエ
ンジンの性能を害する。本発明はこれらの欠点を克服し
簡単なシステムで効率の良い排熱利用を行うものであ
る。一方本発明において排熱でなく常温のガスに用いて
冷凍サイクルの成績係数を向上させようというものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に相当
する概念図を図１に、ガスの作動状態を示す温度Ｔ・エ
ントロピーＳ線図を図２に示す。高温・常圧のガスがタ
ービンＴに流入し熱交換器ＨＸで温度を常温またはそれ
に近い温度まで下げて圧縮機Ｃへ流れ外界に排出され
る。常圧のガスでタービンが作動できるのは圧縮機が後
方にあるためでタービンの出力と圧縮機の必要とする入
力の差がエンジン出力として取り出される。タービンへ
のガスとしてはいろいろな形態のエンジンやガスタービ
ンの排ガスを利用すれば良い。あるいはゴミ処理で生じ
た高温ではあるが圧力の高くないガスも利用できる。こ
のことを図２で説明すると３の状態にある温度Ｔ・エン
トロピーＳを有するガスがタービンを通過すると４の状
態になる。熱交換器で熱を奪うと４から１の状態に移り
圧縮機で加圧ならびに加熱して２の状態になり外界に排
出される。請求項２に述べたように高温ガスの代わりに
常温ガスがタービンに流入すると冷凍機として作動でき
る。この場合は外部から不足する分だけ入力を別の機関
で加える必要がある。
する概念図を図１に、ガスの作動状態を示す温度Ｔ・エ
ントロピーＳ線図を図２に示す。高温・常圧のガスがタ
ービンＴに流入し熱交換器ＨＸで温度を常温またはそれ
に近い温度まで下げて圧縮機Ｃへ流れ外界に排出され
る。常圧のガスでタービンが作動できるのは圧縮機が後
方にあるためでタービンの出力と圧縮機の必要とする入
力の差がエンジン出力として取り出される。タービンへ
のガスとしてはいろいろな形態のエンジンやガスタービ
ンの排ガスを利用すれば良い。あるいはゴミ処理で生じ
た高温ではあるが圧力の高くないガスも利用できる。こ
のことを図２で説明すると３の状態にある温度Ｔ・エン
トロピーＳを有するガスがタービンを通過すると４の状
態になる。熱交換器で熱を奪うと４から１の状態に移り
圧縮機で加圧ならびに加熱して２の状態になり外界に排
出される。請求項２に述べたように高温ガスの代わりに
常温ガスがタービンに流入すると冷凍機として作動でき
る。この場合は外部から不足する分だけ入力を別の機関
で加える必要がある。
【０００５】車のエンジンからの排熱のように通常の方
式ではもはやエネルギー回収し軸動力にすることが困難
なときその排ガスを用いて、図３に示したように、熱交
換器ＨＸで圧縮機Ｃを通ったガスの温度を上げてタービ
ンＴに流入させ圧縮機の入力とタービンの出力の差を利
用して軸出力を得る。この装置ＰＡＳは請求項３に相当
するものである。請求項１および３の装置はいずれもタ
ービンと圧縮機の出力、入力がバランスするすなわちア
イドリングになるまで外部から始動入力を投入する必要
があり、一般のガスタービンの運転手順と同じである。
式ではもはやエネルギー回収し軸動力にすることが困難
なときその排ガスを用いて、図３に示したように、熱交
換器ＨＸで圧縮機Ｃを通ったガスの温度を上げてタービ
ンＴに流入させ圧縮機の入力とタービンの出力の差を利
用して軸出力を得る。この装置ＰＡＳは請求項３に相当
するものである。請求項１および３の装置はいずれもタ
ービンと圧縮機の出力、入力がバランスするすなわちア
イドリングになるまで外部から始動入力を投入する必要
があり、一般のガスタービンの運転手順と同じである。
【０００６】
【作用】常圧の高温ガスは従来蒸気あるいは温水に変換
しなければ利用できなかったが本発明では蒸気などに変
換することなく熱交換だけで動力として直接利用でき
る。冷凍機として作動させるときはタービン入口が必ず
常温またはそれに近い温度すなわち外気温度であり、流
入のとき熱交換器の性能に左右されない。
しなければ利用できなかったが本発明では蒸気などに変
換することなく熱交換だけで動力として直接利用でき
る。冷凍機として作動させるときはタービン入口が必ず
常温またはそれに近い温度すなわち外気温度であり、流
入のとき熱交換器の性能に左右されない。
【０００７】
【実施例】本発明による請求項１の装置ＴＧをガスター
ビンと組み合わせて利用する場合を図４に示す。この図
においてＢは燃焼器、ＨＸは熱交換器、Ｃは圧縮機、Ｔ
はタービンとする。ガスの作動状態を図５に示す。Ｇ１
の状態にある空気を吸ってＧ２に圧縮されＧ２からＧ
５’までは排ガスの熱を利用する再生によって温度が高
められＧ５’からＧ３までが燃焼によってさらに高温に
なる。このガスがタービンを通過することによって常圧
高温の空気Ｇ４になる。これを改めてＴ３の状態と名付
ける。本発明の請求項１の装置ＴＧに付いているタービ
ンによってＴ４の状態に温度が下がる。この高温ガスが
さらに熱交換によってＧ６’さらにＴ１に下げられる。
Ｔ４からＴ６’にいく過程で生じる熱はガスタービン内
のガスをＧ２からＧ５’に上げるのに使われる。Ｇ６’
からＴ１へは外部から強制的に冷却する。Ｔ１からＴ２
には圧縮機によって加圧され外界に放出される。このサ
イクル線図は図５でみるように常温にちかい部分があた
かもガスタービン単体で圧縮機の中間冷却を行った場合
になっている。このような形態を熱力学的に計算し結果
を図６に示す。この図で縦軸が本発明の装置ＴＧによる
出力ΔＴＷＴＧを温度の単位で表し横軸がＴＧのタービ
ン通過に伴う膨張比πｒを示す。ＴＧの熱交換の効率を
１．０としガスタービンへの再生の際の熱交換の効率を
０．８，０．４，０の３種類変化させ、かつＴＧの圧縮
機に中間冷却をした場合としない場合に分けて計算し
た。ここで熱交換の効率は一般に知られているように実
際の伝熱量と最大可能な伝熱量の比とした。図中ηｅは
ガスタービンおよびＴＧの要素の断熱効率であり０．７
０とあるのはガスタービンおよびＴＧの圧縮機とタービ
ンがすべて７０％の断熱効率で作動していることを示し
ている。ここでは要素の断熱効率を２種類変えて０．７
０，０．７５を計算した。いずれの場合も本発明の装置
ＴＧから出力が得られることが判明した。
ビンと組み合わせて利用する場合を図４に示す。この図
においてＢは燃焼器、ＨＸは熱交換器、Ｃは圧縮機、Ｔ
はタービンとする。ガスの作動状態を図５に示す。Ｇ１
の状態にある空気を吸ってＧ２に圧縮されＧ２からＧ
５’までは排ガスの熱を利用する再生によって温度が高
められＧ５’からＧ３までが燃焼によってさらに高温に
なる。このガスがタービンを通過することによって常圧
高温の空気Ｇ４になる。これを改めてＴ３の状態と名付
ける。本発明の請求項１の装置ＴＧに付いているタービ
ンによってＴ４の状態に温度が下がる。この高温ガスが
さらに熱交換によってＧ６’さらにＴ１に下げられる。
Ｔ４からＴ６’にいく過程で生じる熱はガスタービン内
のガスをＧ２からＧ５’に上げるのに使われる。Ｇ６’
からＴ１へは外部から強制的に冷却する。Ｔ１からＴ２
には圧縮機によって加圧され外界に放出される。このサ
イクル線図は図５でみるように常温にちかい部分があた
かもガスタービン単体で圧縮機の中間冷却を行った場合
になっている。このような形態を熱力学的に計算し結果
を図６に示す。この図で縦軸が本発明の装置ＴＧによる
出力ΔＴＷＴＧを温度の単位で表し横軸がＴＧのタービ
ン通過に伴う膨張比πｒを示す。ＴＧの熱交換の効率を
１．０としガスタービンへの再生の際の熱交換の効率を
０．８，０．４，０の３種類変化させ、かつＴＧの圧縮
機に中間冷却をした場合としない場合に分けて計算し
た。ここで熱交換の効率は一般に知られているように実
際の伝熱量と最大可能な伝熱量の比とした。図中ηｅは
ガスタービンおよびＴＧの要素の断熱効率であり０．７
０とあるのはガスタービンおよびＴＧの圧縮機とタービ
ンがすべて７０％の断熱効率で作動していることを示し
ている。ここでは要素の断熱効率を２種類変えて０．７
０，０．７５を計算した。いずれの場合も本発明の装置
ＴＧから出力が得られることが判明した。
【０００８】図７に請求項１に述べた本発明の装置ＴＧ
の出力を利用するために通常のエアサイクル冷凍機を直
結した場合を示す。これに対応する温度Ｔ・エントロピ
ーＳ線図を図８に示す。冷凍機では冷凍能力に対する必
要入力の比すなわち成績係数ＣＯＰが重要である。要素
の断熱効率ηｅを２種類（０．７０、０．７５）変えさ
らにガスタービンへの再生のための熱交換器効率εＧＲ
を３種類（０．８，０．４，再生なし）変えてＣＯＰと
エアサイクル入口と出口の温度差△Ｔｃの関係を熱力学
の方程式に基づいて計算したのが図９である。一点鎖線
がエアサイクルのみであるのに対していずれの条件下に
おいても飛躍的に成績係数ＣＯＰが改善されている。
の出力を利用するために通常のエアサイクル冷凍機を直
結した場合を示す。これに対応する温度Ｔ・エントロピ
ーＳ線図を図８に示す。冷凍機では冷凍能力に対する必
要入力の比すなわち成績係数ＣＯＰが重要である。要素
の断熱効率ηｅを２種類（０．７０、０．７５）変えさ
らにガスタービンへの再生のための熱交換器効率εＧＲ
を３種類（０．８，０．４，再生なし）変えてＣＯＰと
エアサイクル入口と出口の温度差△Ｔｃの関係を熱力学
の方程式に基づいて計算したのが図９である。一点鎖線
がエアサイクルのみであるのに対していずれの条件下に
おいても飛躍的に成績係数ＣＯＰが改善されている。
【０００９】請求項２に述べた本発明の装置ＧＴを冷凍
機として用いたときの概念図を図１０に、相当する温度
Ｔ・エントロピーＳ線図を図１１に示す。３の状態の空
気をタービンにより膨張させ温度を下げ外部と熱交換し
４から１の状態に再び温度を上げる。熱交換により得ら
れた冷たい外部空気は冷房または冷凍に使える。熱力学
計算を行い成績係数ＣＯＰに関して通常のエアサイクル
（ＡＩＲＣＹＣＬＥ）とＴＧを比べたのが図１２、１３
である。図１２は圧縮機とタービンのそれぞれの断熱効
率ηｃ、ηｔ（ηｃ＝ηｔとする）の変化に対する成績
係数ＣＯＰを比べている。熱交換の温度効率はηｒ＝
０．７にしてある。要素の断熱効率が悪くても本発明に
よるＴＧは従来のエアサイクルよりＣＯＰが大きい。現
在の空気力学的設計技術からは小型圧縮機やタービンで
は要素の断熱効率０．８以上は望めそうもないことから
みるとＴＧはエアサイクルに比べて有利である。図１３
は熱交換器の温度効率ηｒに対するＴＧの優位性を示し
たものである。計算ではηｃ＝ηｔ＝０．７５、圧力比
π＝２．０とした。現実的には温度効率０．８以上は考
えにくいことを考慮すると温度効率が悪いときでもＴＧ
の優位性は変わらない。
機として用いたときの概念図を図１０に、相当する温度
Ｔ・エントロピーＳ線図を図１１に示す。３の状態の空
気をタービンにより膨張させ温度を下げ外部と熱交換し
４から１の状態に再び温度を上げる。熱交換により得ら
れた冷たい外部空気は冷房または冷凍に使える。熱力学
計算を行い成績係数ＣＯＰに関して通常のエアサイクル
（ＡＩＲＣＹＣＬＥ）とＴＧを比べたのが図１２、１３
である。図１２は圧縮機とタービンのそれぞれの断熱効
率ηｃ、ηｔ（ηｃ＝ηｔとする）の変化に対する成績
係数ＣＯＰを比べている。熱交換の温度効率はηｒ＝
０．７にしてある。要素の断熱効率が悪くても本発明に
よるＴＧは従来のエアサイクルよりＣＯＰが大きい。現
在の空気力学的設計技術からは小型圧縮機やタービンで
は要素の断熱効率０．８以上は望めそうもないことから
みるとＴＧはエアサイクルに比べて有利である。図１３
は熱交換器の温度効率ηｒに対するＴＧの優位性を示し
たものである。計算ではηｃ＝ηｔ＝０．７５、圧力比
π＝２．０とした。現実的には温度効率０．８以上は考
えにくいことを考慮すると温度効率が悪いときでもＴＧ
の優位性は変わらない。
【００１０】請求項３に述べた本発明による装置ＰＡＳ
を車のエンジンに応用して排熱を利用する補助動力とし
て作動させ車両クーラーの経済性を高めた場合の概念図
を図１４に示す。前述のＴＧを冷凍機として用いても良
いがここでは説明を簡潔にするために通常のエアサイク
ルを連結した場合を述べる。図１５は対応する温度Ｔ・
エントロピーＳ線図であるが高温の排ガスと熱交換して
Ｐ２からＰ３にＰＡＳ内のガスの温度を上げタービン通
過後Ｐ４になり排出される。これにより得られる出力と
エンジンの出力を加えてエアサイクルを作動させる。こ
のようなシステムに対して熱力学計算を行い表示したの
が図１６である。この図においてＥＣＯＰは新たに定義
する経済的成績係数である。一般に冷凍能力とそれに必
要な入力の比で成績係数ＣＯＰが定義されているが、今
の場合排ガスというそのままでは無駄になってしまうエ
ネルギーを使っているのでＰＡＳによって生じる出力を
冷凍に必要な入力から差し引いて成績係数を求めたもの
を経済的成績係数ＥＣＯＰとする。すなわち物理的に厳
密なＣＯＰとは異なり経済的見地から成績係数を調べた
ことになる。図ではηＰｃ，ηＴｃはＰＡＳの圧縮機と
タービンの断熱効率である。同様にηＣｃ，ηＣｔはエ
アサイクルの圧縮機とタービンの断熱効率とする。ΔＴ
ｃはエアサイクルによる温度降下とする。この図からみ
てＰＡＳを用いるとエアサイクルの経済的成績係数を向
上させられることがわかる。
を車のエンジンに応用して排熱を利用する補助動力とし
て作動させ車両クーラーの経済性を高めた場合の概念図
を図１４に示す。前述のＴＧを冷凍機として用いても良
いがここでは説明を簡潔にするために通常のエアサイク
ルを連結した場合を述べる。図１５は対応する温度Ｔ・
エントロピーＳ線図であるが高温の排ガスと熱交換して
Ｐ２からＰ３にＰＡＳ内のガスの温度を上げタービン通
過後Ｐ４になり排出される。これにより得られる出力と
エンジンの出力を加えてエアサイクルを作動させる。こ
のようなシステムに対して熱力学計算を行い表示したの
が図１６である。この図においてＥＣＯＰは新たに定義
する経済的成績係数である。一般に冷凍能力とそれに必
要な入力の比で成績係数ＣＯＰが定義されているが、今
の場合排ガスというそのままでは無駄になってしまうエ
ネルギーを使っているのでＰＡＳによって生じる出力を
冷凍に必要な入力から差し引いて成績係数を求めたもの
を経済的成績係数ＥＣＯＰとする。すなわち物理的に厳
密なＣＯＰとは異なり経済的見地から成績係数を調べた
ことになる。図ではηＰｃ，ηＴｃはＰＡＳの圧縮機と
タービンの断熱効率である。同様にηＣｃ，ηＣｔはエ
アサイクルの圧縮機とタービンの断熱効率とする。ΔＴ
ｃはエアサイクルによる温度降下とする。この図からみ
てＰＡＳを用いるとエアサイクルの経済的成績係数を向
上させられることがわかる。
【００１１】本発明の装置ＴＧをゴミ処理施設に応用し
た例を図１７に示す。この場合にはガスタービンやエン
ジンの代わりに補助動力Ｍｏｔｏｒを必要とする。
た例を図１７に示す。この場合にはガスタービンやエン
ジンの代わりに補助動力Ｍｏｔｏｒを必要とする。
【００１２】本発明の装置ＴＧをゴミ焼却炉に応用しか
つ蒸気タービンに連動させた例を図１８に示す。この図
でＰｕｍｐはポンプ、Ｃｏｎは復水器を示す。排熱利用
を従来の２段階から３段階にしてシステムの最高温度の
部分をまず本発明の装置ＴＧで利用してある程度温度が
下がつた状態でボイラにいれる。従来、ボイラに高温で
いれると材料の関係で腐食が起こるので水などで冷却し
わざわざ温度をさげていた。
つ蒸気タービンに連動させた例を図１８に示す。この図
でＰｕｍｐはポンプ、Ｃｏｎは復水器を示す。排熱利用
を従来の２段階から３段階にしてシステムの最高温度の
部分をまず本発明の装置ＴＧで利用してある程度温度が
下がつた状態でボイラにいれる。従来、ボイラに高温で
いれると材料の関係で腐食が起こるので水などで冷却し
わざわざ温度をさげていた。
【００１３】請求項１の本発明の装置ＴＧの代わりに請
求項３の装置ＰＡＳをゴミ焼却炉に用いた場合をを図１
９に示す。
求項３の装置ＰＡＳをゴミ焼却炉に用いた場合をを図１
９に示す。
【００１４】
【発明の効果】本発明の請求項２の装置ＴＧではタービ
ンに先にガスを流入させているので一般に実現の困難な
熱交換の効率１００％が流入時において常に保証されて
いる。また高温ガスのときタービンで１００から１５０
度程度の温度降下があるのでその後に続く熱交換器の材
質選定が有利になる。熱力学の方程式では圧力比の形で
計算されるので比が同じのとき負圧力の方が圧力差の絶
対値が少ないので構造的に有利になる。
ンに先にガスを流入させているので一般に実現の困難な
熱交換の効率１００％が流入時において常に保証されて
いる。また高温ガスのときタービンで１００から１５０
度程度の温度降下があるのでその後に続く熱交換器の材
質選定が有利になる。熱力学の方程式では圧力比の形で
計算されるので比が同じのとき負圧力の方が圧力差の絶
対値が少ないので構造的に有利になる。
【００１５】図７，８，９でエアサイクルの成績係数Ｃ
ＯＰが本発明の装置ＴＧにより増加した効果を次に述べ
る。Ｑの冷凍能力を得るにはＷの仕事が必要であるとき
ＣＯＰ＝Ｑ／Ｗが一般に定義されている。本発明の装置
をつけると図８に示したようにサイクル線図ではあたか
も中間冷却を行ったようになりガスタービン単体の効率
ＥがＥｔに上昇する。そのために ＣＯＰ＝Ｑ／（Ｗ−Ｇ（Ｅｔ−Ｅ）） の関係からＣＯＰが向上する。上の式でＧは入力ガスの
もつ熱量とする。もしガスタービンが発電をしないで冷
凍機だけを駆動するのに使用したとすれば冷凍能力と入
力の比ＱＥ／ＷがＱＥｔ／Ｗに改善されＧ（Ｅｔ−Ｅ）
だけガスの熱量が節約できる。
ＯＰが本発明の装置ＴＧにより増加した効果を次に述べ
る。Ｑの冷凍能力を得るにはＷの仕事が必要であるとき
ＣＯＰ＝Ｑ／Ｗが一般に定義されている。本発明の装置
をつけると図８に示したようにサイクル線図ではあたか
も中間冷却を行ったようになりガスタービン単体の効率
ＥがＥｔに上昇する。そのために ＣＯＰ＝Ｑ／（Ｗ−Ｇ（Ｅｔ−Ｅ）） の関係からＣＯＰが向上する。上の式でＧは入力ガスの
もつ熱量とする。もしガスタービンが発電をしないで冷
凍機だけを駆動するのに使用したとすれば冷凍能力と入
力の比ＱＥ／ＷがＱＥｔ／Ｗに改善されＧ（Ｅｔ−Ｅ）
だけガスの熱量が節約できる。
【図１】請求項１の概念図
【図２】温度Ｔ・エントロピ−Ｓ線図
【図３】請求項２の概念図
【図４】ガスタービンと組み合わせて請求項１の装置Ｔ
Ｇを利用する場合の概念図
Ｇを利用する場合の概念図
【図５】温度Ｔ・エントロピーＳ線図
【図６】出力と膨張比の関係図
【図７】ガスタービンに本発明の装置ＴＧを組み込んだ
概念図
概念図
【図８】温度ＴとエントロピーＳ線図
【図９】冷凍機による温度降下と成績係数の関係図
【図１０】請求項２による装置の概念図
【図１１】温度Ｔ・エントロピーＳ線図
【図１２】成績係数と要素効率の関係
【図１３】圧縮比と要素効率を固定した場合の温度効率
と成績係数の関係
と成績係数の関係
【図１４】請求項３の装置ＰＡＳを車の補助動力として
用いた場合の概念図
用いた場合の概念図
【図１５】温度Ｔ・エントロピーＳ線図
【図１６】温度降下と経済的成績係数の関係
【図１７】請求項１の装置ＴＧを焼却炉に用いたときの
概念図
概念図
【図１８】請求項１の装置ＴＧを蒸気機関の前方に用い
たときの概念図
たときの概念図
【図１９】請求項３の装置ＰＡＳを焼却炉に用いたとき
の概念図
の概念図
Ｔはタービンまたは温度 ＨＸは熱交換器 Ｃは圧縮機 Ｓはエントロピー ＴＧは本発明による請求項１および２の装置 ＰＡＳは本発明による請求項３の装置 ηｅはタービンと圧縮機の要素効率 △Ｔｃは温度降下量 Ｐｏｍはポンプ Ｃｏｎは復水器 Ｂは燃焼器 ＣＯＰは成績係数 ＥＣＯＰは経済的成績係数 ηｃ、ηｔはそれぞれ圧縮機、タービンの断熱効率 εＧＲは熱交換効率 πは圧力比または膨張比
Claims (3)
- 【請求項１】 常圧またはそれに近い圧力の高温ガスを
タービンに流入させタービン出口後に熱交換してガスの
温度を下げ圧縮機に流入させて出力を得ることを特徴と
する装置。 - 【請求項２】 常温またはそれに近い温度のガスをター
ビンに流入させタービン出口後に熱交換してガスの温度
を上げ圧縮機に流入させて請求項１の装置の出力または
他の一般的な動力を利用して冷凍機として作動させるこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項３】常温またはそれに近い温度のガスを圧縮機
から吸入し車のエンジンの排熱のように圧力の高くない
低密度の外部の高温ガスと熱交換して内部のガスの温度
を上げタービンに入れて軸動力を得ることを特徴とする
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9103804A JPH10259758A (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | サーマルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9103804A JPH10259758A (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | サーマルエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10259758A true JPH10259758A (ja) | 1998-09-29 |
Family
ID=14363600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9103804A Pending JPH10259758A (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | サーマルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10259758A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004033872A1 (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-22 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | 常圧燃焼タービンシステム |
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1997
- 1997-03-17 JP JP9103804A patent/JPH10259758A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004033872A1 (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-22 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | 常圧燃焼タービンシステム |
| JP2004132183A (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-30 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 常圧燃焼タービンシステム |
| US7204077B2 (en) | 2002-10-08 | 2007-04-17 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Atmospheric pressure combustion turbine system |
| CN100458121C (zh) * | 2002-10-08 | 2009-02-04 | 川崎重工业株式会社 | 常压燃气轮机*** |
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