JP4161978B2 - External combustion engine - Google Patents
External combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP4161978B2 JP4161978B2 JP2005138013A JP2005138013A JP4161978B2 JP 4161978 B2 JP4161978 B2 JP 4161978B2 JP 2005138013 A JP2005138013 A JP 2005138013A JP 2005138013 A JP2005138013 A JP 2005138013A JP 4161978 B2 JP4161978 B2 JP 4161978B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat medium
- power mechanism
- combustion engine
- gas phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 21
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 33
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 25
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 27
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 19
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 13
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 13
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 3
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N chloro(fluoro)methane Chemical compound F[C]Cl KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012857 radioactive material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
本発明は、機関内部での燃焼を行なわず、外部から供給される熱エネルギーによって動くと言う意味で、いわゆる外燃機関に類するものの一種であり、廃熱及び太陽熱、地熱、海水温度差等のクリーンな自然エネルギーを広く利用できるものであり、従来のスターリンエンジン方式、太陽電池等に比べて効率が高く、応用範囲の極めて広い外燃機関を提供するものである。 The present invention is a kind of so-called external combustion engine in the sense that it does not burn inside the engine and moves by externally supplied thermal energy, such as waste heat and solar heat, geothermal, seawater temperature difference, etc. Clean natural energy can be widely used, and it provides an external combustion engine that is more efficient than conventional Stalin engine systems, solar cells, etc., and has a very wide application range.
従来、外燃機関としてはスターリンエンジン等が提案されているが、機械的摩擦損失が大きく、流体は常に気相を保っており、効率を高めるには大きな温度差が必要であるために応用範囲が狭く、往復運動する気体の加熱、冷却に伴う熱的エネルギー損失が大きい為に効率が不充分であるなどの理由により、実用化されていない。 又、熱源として太陽光を利用する場合においては、いわゆるソーラーパネルによって直接発電する方法があるが、効率が低い割にコストが高い等の理由により、用途が限定されている。 Conventionally, a Stirling engine has been proposed as an external combustion engine. However, the mechanical friction loss is large, the fluid always maintains a gas phase, and a large temperature difference is necessary to improve efficiency. However, it has not been put into practical use because of its insufficient efficiency due to a large thermal energy loss associated with heating and cooling of a reciprocating gas. In addition, when sunlight is used as a heat source, there is a method of directly generating power using a so-called solar panel. However, its use is limited because of its low efficiency and high cost.
しかし、石油燃料による炭酸ガスの増加、原子力発電の放射性物質処理の問題等の理由から、廃熱及びクリーンな自然エネルギーを利用できる動力機関の必要性は日々強まっている。
この対策として本出願人が出願中の特許があるが、本発明はその構造を更に簡略化して、コストの低減及び熱効率の向上を可能にするものである。
As a countermeasure against this, there is a patent pending by the present applicant, but the present invention further simplifies the structure and enables cost reduction and improvement in thermal efficiency.
本発明は、上記背景の下に成立したものであり、合理的配置で重力を利用すること等により簡単な構造で機械的損失が極めて小さく、気化吸収熱及び液化放熱を利用することで比較的小さな温度差で作動可能であるために、安価で熱効率が高く、太陽光及び地熱利用にも適した応用範囲の極めて広い外燃機関を提供するものである。 The present invention has been established under the above background, and by using gravity in a rational arrangement and the like, the mechanical loss is extremely small with a simple structure, and it is relatively easy to use vaporization absorption heat and liquefaction heat dissipation. Since it can be operated with a small temperature difference, it provides an external combustion engine that is inexpensive, has high thermal efficiency, and has a very wide application range suitable for solar and geothermal use.
本発明の第1の手段は、気相と液相が共存する状態で熱媒体を封入した循環流路に気相流体によって駆動される動力機構部と受熱部と放熱部を設け、受熱部を動力機構部及び放熱部より下側に、配置したことを特徴とする外燃機関を提供するものである。 According to a first aspect of the present invention, a power mechanism unit, a heat receiving unit, and a heat radiating unit driven by a gas phase fluid are provided in a circulation channel in which a heat medium is sealed in a state where a gas phase and a liquid phase coexist. It is an object of the present invention to provide an external combustion engine characterized in that the external combustion engine is disposed below the power mechanism and the heat radiating unit.
本発明の第2の手段は、上記外燃機関を主に太陽光を利用して加熱する用途において、循環流路内の受熱部に複数に分岐させた各々の流路に逆止弁を設け、流路背面に円筒状の凹面反射板を配置したことを特徴とする外燃機関を提供するものである。 According to a second means of the present invention, a check valve is provided in each of the flow paths branched into a plurality of heat receiving portions in the circulation flow path in applications where the external combustion engine is mainly heated using sunlight. The present invention provides an external combustion engine characterized in that a cylindrical concave reflector is disposed on the back surface of the flow path.
本発明の外燃機関は、気相と液相が共存する状態で熱媒体を封入した循環流路に気相状態の熱媒体によって駆動される動力機構部と受熱部と放熱部を設け、受熱部を動力機構部及び放熱部より下側に配置している。 動力機構から排出された媒体は放熱部において冷却水などによって外部から冷却され液化する。 冷却水は特に限定するものではなく、一般の水道水でも良い。 冷却水は、20℃から40℃程度加熱されて温水として排出される。 液化した媒体は重力によって循環流内で下方に流れ、重力下での液体の比重と高低差によって圧力を高める。 高圧となった媒体は、前記受熱部で再び気化するが、気化後に上方に流れて動力機構部に到達する間の圧力損失は、媒体が気体となっている為に比重が軽いので液体の場合の圧力変化に比べて極めて小さい。 このことによって、受熱部で外部から熱を吸収して気化した熱媒体は放熱部方向に逆流することなく、熱媒体の気化膨張エネルギーによって、タービン等の動力機構を駆動するにより外部に動力を出力することが出来る。 このように本発明の外燃機関は、従来のもののごとく、熱媒体を移動させるための特別な手段を必要とせずに、液相状態の熱媒体に働く重力によって熱媒体を移動させることで、連続的な運転を可能にするものである。連続的な運転を可能にするものである。 又、本発明における熱媒体の熱量の授受は気化潜熱と液化潜熱を利用するものであり、大きな熱量の授受がほとんど温度変化無しに行なわれるので、小さな温度差で作動するためにその利用範囲が極めて広い。 The external combustion engine of the present invention is provided with a power mechanism portion, a heat receiving portion, and a heat radiating portion driven by a heat medium in a gas phase state in a circulation passage enclosing the heat medium in a state in which the gas phase and the liquid phase coexist, The part is arranged below the power mechanism part and the heat radiating part. The medium discharged from the power mechanism is cooled from the outside by cooling water or the like in the heat radiating portion and liquefied. The cooling water is not particularly limited and may be general tap water. The cooling water is heated by about 20 ° C. to 40 ° C. and discharged as warm water. The liquefied medium flows downward in the circulation flow by gravity, and the pressure is increased by the specific gravity and height difference of the liquid under gravity. The medium that has become high pressure is vaporized again at the heat receiving part, but the pressure loss while flowing upward and reaching the power mechanism part after vaporization is low because the medium is a gas and the specific gravity is light, so it is a liquid. It is extremely small compared to the pressure change. As a result, the heat medium that has been vaporized by absorbing heat from the outside at the heat receiving portion does not flow backward in the direction of the heat radiating portion, and power is output to the outside by driving a power mechanism such as a turbine by the vaporization expansion energy of the heat medium. I can do it. Thus, the external combustion engine of the present invention does not require a special means for moving the heat medium like the conventional one, and moves the heat medium by gravity acting on the heat medium in the liquid phase state. It enables continuous operation. It enables continuous operation. In addition, the heat transfer of the heat medium in the present invention uses the latent heat of vaporization and the latent heat of liquefaction, and since the transfer of a large amount of heat is performed with almost no temperature change, the operating range is limited to operate with a small temperature difference. Extremely wide.
又、本発明の外燃機関は、太陽光のエネルギーを利用して受熱部を加熱して動作させることが出来るが、その場合受熱部の温度は平均的に上昇するより、部分的でも高温になった方が内部の圧力上昇が大きくなり、作動効率を高めることが出来る。 一般的には太陽光を集光するために凹面鏡を使用することは知られているが、太陽の動きにつれて集光位置が移動するために、受熱部の位置を常に移動することが必要となり、構造の複雑化とコストの大幅な上昇の原因となる。 この課題を解決するために、本発明の外燃機関は受熱部に、複数に分岐させた各々の流路に逆止弁を設け、流路背面に円筒状の凹面反射板を配置した構造となっている。 この構造により太陽の位置の変化によって円筒状の凹面鏡集光位置が変化した場合、多数の流路の内集光位置にあるものが高温となるので、その内部の熱媒体が高温となり蒸気圧が上昇して気化する。 すなわちこの部分の圧力が上昇するために、流路上部の逆止弁を開いて気相状態の媒体が噴出する。 他の流路内の媒体は液相状態のまま流路内に留まる。 太陽が移動することで集光位置が移動すれば自動的に
高温に加熱される流路が切り替わり高圧気相媒体は連続的に噴出する。 この動作の中で
作動するのは媒体の圧力によって自動的に開閉する逆止弁のみであり、外部からの駆動、制御は一切必要ない。
In addition, the external combustion engine of the present invention can be operated by heating the heat receiving part using the energy of sunlight, but in that case, the temperature of the heat receiving part rises on average, and even partially increases to a high temperature. When this happens, the internal pressure rises and the operating efficiency can be increased. In general, it is known to use a concave mirror to collect sunlight, but since the condensing position moves as the sun moves, it is necessary to always move the position of the heat receiving part, It causes a complicated structure and a significant increase in cost. In order to solve this problem, the external combustion engine of the present invention has a structure in which a check valve is provided in each flow path branched into a plurality of branches in the heat receiving portion, and a cylindrical concave reflector is disposed on the back face of the flow path. It has become. With this structure, when the concentrating position of the cylindrical concave mirror is changed due to the change of the position of the sun, the one at the condensing position in the many flow paths becomes high temperature. It rises and vaporizes. That is, since the pressure in this portion rises, the check valve in the upper part of the flow path is opened, and the gas phase medium is ejected. The medium in the other channel remains in the channel in the liquid phase state. If the condensing position is moved by the movement of the sun, the flow path heated to a high temperature is automatically switched, and the high-pressure gas phase medium is continuously ejected. Only a check valve that automatically opens and closes according to the pressure of the medium operates in this operation, and no external drive or control is required.
以上の説明で明らかなごとく、本発明の外燃機関は、合理的配置で重力を利用すること等により簡単な構造で機械的損失が極めて小さく、気化吸収熱及び液化放熱を利用することで比較的小さな温度差で作動可能であるために、安価で熱効率が高く、応用範囲の極めて広い外燃機関の提供を可能にするものである。 As is clear from the above description, the external combustion engine of the present invention has a simple structure and extremely small mechanical loss by using gravity in a rational arrangement, and is compared by using vaporization absorption heat and liquefaction heat dissipation. Therefore, it is possible to provide an external combustion engine that is inexpensive, has high thermal efficiency, and has a very wide application range.
更に、本発明の外燃機関が冷却用に使用する水は適度な温度に温められることで温水として、家庭用としてそのまま利用される他、更に加熱して湯として使用する場合も冷水から加熱する場合と比べて熱量を大幅に削減することが出来る。 Furthermore, the water used for cooling by the external combustion engine of the present invention is heated to an appropriate temperature so that it can be used as hot water as it is for household use, or when heated and used as hot water, it is also heated from cold water. Compared to the case, the amount of heat can be greatly reduced.
本発明の構造は、気相状態の熱媒体と液相状態の熱媒体を共存する状態で封入した循環流路に気相状態の熱媒体によって駆動される動力機構部と受熱部と放熱部を設け、受熱部を動力機構部及び放熱部より下側に配置したことによって、受熱部で外部から熱を吸収して気化膨張した熱媒体はタービン等の動力機構により、外部に動力を出力する。 熱媒体としては気化潜熱及び比熱比が比較的小さく、構造部材への化学的影響が少ないエーテル系、特にジエチルエーテル系のものが適している。 破損時の火災を防止する上ではジエチルエーテルの分子構造の一部を、フロンなどの安定なものに置き換えたものも使用可能である。 更に、より高圧、高温で作動する地熱利用などの目的の用途もあり、その場合にはエーテル系に限定するものではない。 本発明の場合は動力機構部に磁気継手で結合された発電機から電気出力を取り出すごとく構成されている。 動力機構から排出された媒体は放熱部において冷却水などによって外部から冷却され液化する。 冷却水は特に限定するものではなく一般の水道水でも良い。 冷却水は20℃から40℃程度加熱されて温水として排出される。 液化した熱媒体は重力によって循環流内で下方に流れ、重力下での液体の比重と高低差によって圧力を高める。 高圧となった熱媒体は、前記受熱部で再び気化するが、気化後に上方に流れて動力機構部に到達する間の圧力損失は、熱媒体が気体となっている為に比重が軽いので液体の場合の圧力変化に比べて極めて小さい。 このことによって、上記循環流路内で逆流することなく熱媒体が連続的に流れることとなり、その気化膨張エネルギーで動力機構を駆動するによって外部に出力することが出来る。 このように本発明の外燃機関は、従来のもののごとく、熱媒体を移動させるための特別な手段を必要とせずに、液相状態の熱媒体に働く重力によって熱媒体を移動させることで、連続的な運転を可能にするものである。 In the structure of the present invention, a power mechanism unit, a heat receiving unit, and a heat radiating unit driven by a gas phase heat medium are provided in a circulation channel sealed in a state where a gas phase heat medium and a liquid phase heat medium coexist. By providing and arranging the heat receiving part below the power mechanism part and the heat radiating part, the heat medium that has absorbed and heat-heated from the outside in the heat receiving part outputs power to the outside by a power mechanism such as a turbine. As the heat medium, an ether type, particularly a diethyl ether type, which has a relatively small latent heat of vaporization and a specific heat ratio and has little chemical influence on the structural member, is suitable. In order to prevent a fire at the time of breakage, it is possible to use a part of the molecular structure of diethyl ether replaced with a stable one such as chlorofluorocarbon. Furthermore, there are uses for purposes such as geothermal use that operates at higher pressures and temperatures, and in that case, it is not limited to ethers. In the case of this invention, it is comprised like taking out an electrical output from the generator couple | bonded with the power mechanism part by the magnetic coupling. The medium discharged from the power mechanism is cooled from the outside by cooling water or the like in the heat radiating portion and liquefied. The cooling water is not particularly limited and may be general tap water. The cooling water is heated at about 20 ° C. to 40 ° C. and discharged as warm water. The liquefied heat medium flows downward in the circulation flow by gravity, and the pressure is increased by the specific gravity and the height difference of the liquid under gravity. The high-pressure heat medium is vaporized again at the heat receiving part, but the pressure loss while flowing upward after reaching the power mechanism part is low because the specific gravity is low because the heat medium is gas. The pressure change is extremely small compared to the case of. Thus, the heat medium flows continuously without flowing back in the circulation flow path, and can be output to the outside by driving the power mechanism with the vaporization expansion energy. Thus, the external combustion engine of the present invention does not require a special means for moving the heat medium like the conventional one, and moves the heat medium by gravity acting on the heat medium in the liquid phase state. It enables continuous operation.
以下図について本発明の実施形態について説明する。
図1は本発明の一実施形態の構造を示す模式構成図である。
図1において、気相状態の熱媒体1と液相状態の熱媒体2を共存する状態で封入した循環流路3に気相状態の熱媒体1によって駆動される動力機構部4と受熱部5と放熱部6を設け、受熱部5を動力機構部4及び放熱部6より下側に、配置したことによって受熱部5で外部から熱を吸収して気化して気相状態の熱媒体1となった熱媒体はその気化膨張エネルギーでタービン等の動力機構部4を駆動することにより、外部に動力を出力するすることが出来る。 本発明の場合は動力機構部4に後述の磁気継手などで結合された発電機7から電気出力を取り出すごとく構成されている。 動力機構部4から排出された気相状態の熱媒体1は放熱部6において冷却水8などによって外部から冷却され液化する。 冷却水8は特に限定するものではなく一般の水道水でも良い。 常温で5℃から20℃で注入された冷却水8は、20℃から40℃程度加熱されて温水9として排出される。 液化した液相状態の熱媒体2は重力によって循環流路3内で下方に流れ、重力下での液体の比重と高低差によって圧力を高める。 10は気相状態の熱媒体1と液相状態の熱媒体2の境界としての液面である。高圧となった液相状態の熱媒体2は、前記受熱部5で再び気化して気相状態の熱媒体1となるが、気化後に上方に流れて動力機構部に到達する間の圧力損失は、気相状態の熱媒体1となっている為に比重が軽いので液体の場合の圧力変化に比べて極めて小さい。 このことによって上記循環流路内3を熱媒体が連続的に流れることとなり、その気化膨張エネルギーで動力機構4を駆動することによって外部に出力することが出来る。 このように本発明の外燃機関は、従来のもののごとく、熱媒体を移動させるための特別な手段を必要とせずに、液相状態の熱媒体2に働く重力によって熱媒体を移動させることで、連続的な運転を可能にするものである。
又、本発明の受熱部5と放熱部6では液相状態の熱媒体2の気化と気相状態の熱媒体1の液化によって外部との熱エネルギーの授受が行なわれる。 このことは、気化潜熱と液化潜熱を利用するものであり、大きな熱量の授受がほとんど温度変化無しに行なわれる。
更に、気化と液化の現象は蒸気圧の変化によるものであり、これは温度変化を圧力の変化に変換することとなる為、受熱部5と放熱部6内での熱伝導率をいわゆるヒートパイプの理論と同様に極めて良好なものとすることが出来る。 又、ジエチルエーテル系の熱媒体は気化状態で体積膨張した時のエネルギー損失が少なく、動力変換する場合の機械的効率が高い。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the structure of an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a
Further, the
Furthermore, the phenomenon of vaporization and liquefaction is due to a change in vapor pressure, which converts a change in temperature into a change in pressure. Therefore, the thermal conductivity in the
図2は、本発明の他の実施形態の構造を示す模式構成図である。
図3は、図2に示す実施形態の受熱部のX-X方向から見た模式構成図である。
図2及び図3において、受熱部5の内部で循環流路3は複数の分岐管11A、11B、11C、11D、11E、11F、に分岐し、各分岐管11A〜11Fには複数の吸熱フィン16を設けると共に、上部には逆止弁12A、12B、12C、12D、12E、12Fが設けられている。 又、分岐管11A〜11Fの背面には部分円筒形の凹面反射鏡13が配置されている。 10A、10B、10C、10D、10E、10Fは各分岐管11A〜11F内の液面である。 この液面が低いほど内部圧力が高いことをあらわしている。 図2に示す矢印14A、14B、14C、14D、14E、14Fは太陽からの入射光を示し、15A、15B、15C、15D、15E、15Fはその反射光を示す。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the structure of another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the heat receiving portion of the embodiment shown in FIG. 2 viewed from the XX direction.
2 and 3, the
図2及び図3に示す状態では、右方向から入射した太陽からの入射光14A〜14Fは凹面反射鏡13によって反射して、15A〜15Fの方向の反射光となる。 この状態から明らかなごとく反射光15A〜15Fは分岐管11B周辺に集光されている。 従って、分岐管11Bは吸収熱量が大きく、高温となるので内部の熱媒体は蒸発して液相状態の熱媒体2の状態から気相状態の熱媒体1の状態になる。蒸発するということは熱媒体の蒸気圧が内部圧力より大きくなるということであり、圧力が高まった分岐管11Bの上部に取り付けられた逆止弁12Bが開いて、気相状態の熱媒体1が噴出する。 この圧力差Hは循環流路3の液面10と分岐管11B内の液10Bの差で知ることが出来る。 一例として液相状態の比重が1.5とすれば、Hが2mの時、圧力差は0.3気圧である。 上記説明の場合、凹面反射鏡13の全面積に照射された太陽光エネルギーの多くの部分が分岐管11Bに集光されて熱媒体を加熱するが、他の分岐管11A及び11C〜11F内の熱媒体は逆止弁12A、12C、12D、12E、12Fによって停止しているので、外部からの弱い熱量によって少しづつ加熱され、蒸気圧が高まったとき気化して分岐管11Bと同様に噴出することもあるがその量は少ない。 総合的に見た場合、受熱部5全体が平均的に過熱される場合より、部分的に高温になった方が利用可能なエネルギー量としては大きくなる。
In the state shown in FIGS. 2 and 3, incident light 14 </ b> A to 14 </ b> F incident from the right direction is reflected by the concave reflecting
この集光位置は太陽の右方向への移動によって順次左方向に移動する。 しかし、分岐管11A〜11Fが順次加熱されることによって、前述の説明のごとく逆止弁12A〜12Fが順次開いて気相状態の熱媒体1を自動的に連続して噴出することが出来る。 従来、このような目的を満たすために、反射鏡を外部からの制御で動かすものも有るが、構造の複雑さ、コストアップ、保守の困難さなどのために本来の自然エネルギー利用の利点を大きく損なっていた。 上記説明の受熱部5の構造によって、このような欠点を大幅に改善することが出来る。 尚、実用上は、上記説明の受熱部5を複数個並列に接続して設けることが有効である。
This condensing position sequentially moves to the left as the sun moves to the right. However, by sequentially heating the
図4は本発明の動力機構部4の1実施形態の構造を示す側断面図。
図5は図4に示す動力機構部4のY-Y方向から見た上断面図。
図6は図4に示す動力機構部4のZ-Z方向から見た上断面図。である。
図4、5、6において、円筒形密閉容器20の中心には中央に隔壁21が固着され、該円筒形密閉容器20の下側の面22の中心部と隔壁21との中心部との間に軸受23を介して回転軸24が回転自在に支持されている。 回転軸24には2枚の円盤25、26が設けられその間に複数の三日月状の羽根27が固定されている。 又、密閉容器20の外周部には羽根27に近接する位置に円周方向に対して斜めの方向に向けて、絞り部28を有する噴出管29が設けられるとともに隔壁21の近傍に排気管30が設けられ、円盤26には複数の排気穴31が設けられている。 回転軸24の隔壁21を貫通した部分に円形の多極マグネット32が固着され、その外形は隔壁に固着された薄肉円筒部33に接近している。 薄肉円筒部33の外側には該多極マグネット32と接近して対向する切り欠き34を有する円筒板35が回転軸24と同芯上に配置された発電機36の駆動軸37に固着されている。
FIG. 4 is a side sectional view showing the structure of one embodiment of the
FIG. 5 is a top sectional view of the
6 is a top sectional view of the
4, 5, and 6, a
上記のごとく構成された本発明の動力機構部4の作動について説明する。 受熱部5で発生した気相状態の熱媒体1が、噴出管29の絞り部28で加速されて高速で羽根27に向かって噴出すると、その動圧によって円盤25、26が回転し、この回転力が回転軸23を介して多極マグネット32に伝えられる。 多極マグネット32に薄肉円筒部33を介して接近して対向している円筒板35は、切り欠き34で生ずる磁力によって回転軸24と同期した速度で回転して駆動軸37を介して発電機36を駆動する。 尚、円筒形密閉容器20内部に噴出した気相状態の熱媒体1は排気穴31、排気管30を通って放熱部6に導かれる。 この間の動力伝達は多極マグネット32と円筒板35によって薄肉円筒部33を介して伝達されるので熱媒体が外部に漏れることは無い。
The operation of the
噴出管28は円筒形密閉容器20の外周に複数個設けることが出来、外部から受熱部5が受ける熱量に応じて、これらの噴出管28を任意に開閉して気相状態の熱媒体1の噴出速度を制御することは、本発明の主旨に含まれることはいうまでも無い。
A plurality of the
更に、本実施例では動力機構部4の構造について、タービン方式のものについて説明したが、用途に応じては往復ピストン方式、回転ピストン方式など他の機構を用いても気相状態の熱媒体を使用して動くものであれば本発明の主旨に反するものではない。
Further, in the present embodiment, the structure of the
以上の説明で明らかなごとく、本発明の外燃機関は、合理的配置で重力を利用すること等により、簡単な構造で機械的損失が極めて小さく、気化吸収熱及び液化放熱を利用することで比較的小さな温度差で作動可能である上、受熱部と放熱部内での熱伝導率が高いために、安価で熱効率が高く、応用範囲の極めて広い外燃機関の提供を可能にするものである。 As is clear from the above description, the external combustion engine of the present invention has a simple structure and extremely small mechanical loss by utilizing gravity in a rational arrangement, and by utilizing vaporization absorption heat and liquefaction heat dissipation. It can operate at a relatively small temperature difference and has high thermal conductivity in the heat receiving part and the heat radiating part, so that it is possible to provide an external combustion engine that is inexpensive, has high thermal efficiency, and has a very wide application range. .
1:気相状態の熱媒体
2:液相状態の熱媒体
3:循環流路
4:動力機構部
5:受熱部
6:放熱部
7:発電機
8:冷却水
9:温水
10:液面
10A、10B、10C、10D、10E、10F:各分岐管11A〜11F内の液面
11A、11B、11C、11D、11E、11F:分岐管
12A、12B、12C、12D、12E、12F:逆止弁
13:凹面反射鏡
14A、14B、14C、14D、14E、14F:太陽からの入射光
15A、15B、15C、15D、15E、15F:反射光
16:フィン
20:円筒形密閉容器
21:隔壁
22:下側の面
23:軸受
24:回転軸
25、26:円盤
27:羽根
28:絞り部
29:噴出管
30:排気管
31:排気穴
32:多極マグネット
33:薄肉円筒部
34:切り欠き
35:円筒板
36:発電機
37:駆動軸
H:圧力差
1: Heat medium in gas phase 2: Heat medium in liquid phase 3: Circulating flow path 4: Power mechanism unit 5: Heat receiving unit 6: Heat radiation unit 7: Generator 8: Cooling water 9: Hot water 10: Liquid surface 10A 10B, 10C, 10D, 10E, 10F: Liquid surfaces 11A, 11B, 11C, 11D, 11E, 11F in the
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005138013A JP4161978B2 (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | External combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005138013A JP4161978B2 (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | External combustion engine |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006316649A JP2006316649A (en) | 2006-11-24 |
| JP2006316649A5 JP2006316649A5 (en) | 2008-07-10 |
| JP4161978B2 true JP4161978B2 (en) | 2008-10-08 |
Family
ID=37537549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005138013A Expired - Fee Related JP4161978B2 (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | External combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4161978B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112016190A (en) * | 2020-08-04 | 2020-12-01 | 华人运通(上海)新能源驱动技术有限公司 | Power battery temperature correction method and device and computer readable storage medium |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008140962A1 (en) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | California Institute Of Technology | Phase change material thermal power generator |
| JP5675385B2 (en) * | 2011-01-17 | 2015-02-25 | 三菱重工業株式会社 | Fuel preheating system, gas turbine power generation system, and fuel preheating method |
| JP5067746B1 (en) * | 2012-02-02 | 2012-11-07 | 岡本 應守 | Siphon type binary power generator |
| CN111486069B (en) * | 2020-04-20 | 2021-04-27 | 武汉理工大学 | An energy management device for solar-assisted ocean thermoelectric power generation system |
| JP2023123106A (en) * | 2022-02-24 | 2023-09-05 | 武夫 長谷川 | generator |
-
2005
- 2005-05-11 JP JP2005138013A patent/JP4161978B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112016190A (en) * | 2020-08-04 | 2020-12-01 | 华人运通(上海)新能源驱动技术有限公司 | Power battery temperature correction method and device and computer readable storage medium |
| CN112016190B (en) * | 2020-08-04 | 2021-06-29 | 华人运通(上海)新能源驱动技术有限公司 | Power battery temperature correction method and device and computer readable storage medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2006316649A (en) | 2006-11-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yu et al. | Investigation of organic Rankine cycle integrated with double latent thermal energy storage for engine waste heat recovery | |
| JP2012149541A (en) | Exhaust heat recovery power generating apparatus and marine vessel | |
| CN102242698A (en) | Distributed-type heat and power cogeneration set capable of accumulating energy and heat | |
| JP6893225B2 (en) | Turbine and Brayton cycle with the turbine | |
| US3744245A (en) | Closed cycle rotary engine system | |
| JP4161978B2 (en) | External combustion engine | |
| US20170051633A1 (en) | Rotor high-and-low pressure power apparatus and working method thereof | |
| Yadav et al. | Recent advances and future outlook on solar-powered ejector refrigeration and associated multi-generation systems | |
| US6520249B2 (en) | Low-temperature waste-heat-gas driven refrigeration system | |
| CN108954854A (en) | Cogeneration cooling heating system based on Organic Rankine Cycle | |
| CN112502801A (en) | Micro gas turbine combined cycle system with multi-stage tesla turbine | |
| JP3520927B2 (en) | Power generator | |
| Iaria et al. | Solar dish micro gas turbine technology for distributed power generation | |
| US20150337729A1 (en) | Multi-staged thermal powered hydride generator | |
| JP5467462B2 (en) | Low temperature differential force transducer | |
| JP2002031035A (en) | Solar power generator | |
| JP2012047086A (en) | Electric power generation system | |
| CN114867931A (en) | Turbine for cold energy power generation and cold energy power generation system provided with same | |
| JP4811810B2 (en) | External combustion engine | |
| JP2005002985A (en) | External-combustion engine | |
| EP0244435B1 (en) | Multiple energy generator with integrated thermal cycle | |
| CN214366252U (en) | Microturbine combined cycle system with tandem Tesla turbines | |
| CN111023590A (en) | Solar power generation system using supercritical carbon dioxide as cycle working medium | |
| CN214366253U (en) | Micro gas turbine combined cycle system with multi-stage tesla turbine | |
| JP7760480B2 (en) | Cold energy power generation device and cold energy power generation system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080509 |
|
| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20080509 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080509 |
|
| A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20080623 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080708 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080714 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110801 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120801 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |