TOP > 国内特許検索 > 蒸気動力サイクルシステム

蒸気動力サイクルシステム

国内特許コード P130008615
整理番号 S2011-1130-N0
掲載日 2013年3月6日
出願番号 特願2011-179525
公開番号 特開2013-040594
登録番号 特許第5800295号
出願日 平成23年8月19日(2011.8.19)
公開日 平成25年2月28日(2013.2.28)
登録日 平成27年9月4日(2015.9.4)
発明者
  • 池上 康之
  • 森崎 敬史
出願人
  • 国立大学法人佐賀大学
発明の名称 蒸気動力サイクルシステム
発明の概要 【課題】 非共沸混合物である作動流体と熱源との熱交換を適切に進行させ、相変化する作動流体の温度を熱源の温度にできるだけ近付けて、システム全体の性能を高められる蒸気動力サイクルシステムを提供する。
【解決手段】 複数の凝縮器14、15を直列に接続した状態で設けると共に、膨張機を出た気相作動流体を各凝縮器14、15にそれぞれ導入して、凝縮を行わせることから、各凝縮器14、15ごとに作動流体における混合物の構成比率を変化させ、後段の凝縮器15ほど、作動流体の低沸点物質の割合を高くして、作動流体の凝縮温度を前段側の凝縮器14の場合より低くでき、作動流体の各凝縮器出口温度を順次下げて、作動流体の温度を可能な限り低温流体温度に近付けられ、熱源の温度差を効率よく利用して確実にサイクル熱効率を向上させられる。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


作動流体を加熱、冷却させつつ循環させ、相変化を繰返す作動流体に仕事を行わせて動力を得る蒸気動力サイクルとしては、蒸発器、膨張機(タービン)、凝縮器及びポンプを有し、水等の純物質を作動流体として用いる基本的なランキンサイクルが知られている。



ただし、発電装置等として蒸気動力サイクルを利用するにあたり、特に海洋温度差発電装置や廃熱発電装置、温泉水利用発電装置への適用など、蒸気動力サイクルにおける高温熱源と低温熱源のいずれの温度も水の沸点より低く、また熱源間の温度差が小さくなるような場合には、作動流体を適切に相変化させて有効に熱を動力に変換できるようにするため、水を作動流体として用いるランキンサイクルに代えて、水とアンモニア等の水より沸点の低い物質との混合物、又は水より沸点の低い複数種類の物質の混合物、すなわち、水の沸点より低い温度帯で相変化する非共沸混合物、を作動流体として用いる、いわゆるカリーナサイクル等の蒸気動力サイクルが従来から提案されている。このような従来の蒸気動力サイクルの例としては、特開昭57-200607号公報や特開平7-91361号公報に記載されるものがある。

産業上の利用分野


本発明は、複数物質の非共沸混合物である作動流体を加熱、冷却させつつ循環させ、相変化を繰返す作動流体に仕事を行わせて動力を得る蒸気動力サイクルシステムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
非共沸混合物である作動流体を所定の高温流体と熱交換させ、前記作動流体の少なくとも一部を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で得られた高温の作動流体を気相分と液相分とに分離する気液分離器と、前記作動流体のうち気相分を導入されて流体の保有する熱エネルギーを動力に変換する膨張機と、当該膨張機を出た気相の作動流体を前記気液分離器を出た液相の作動流体と共に所定の低温流体と熱交換させ、気相分を凝縮させる凝縮器と、当該凝縮器を出た作動流体を前記蒸発器へ向けて圧送するポンプとを少なくとも有する、蒸気動力サイクルシステムにおいて、
前記凝縮器が、複数配設されると共に、各々の凝縮器における作動流体側の流路を直列に接続され、且つ、各々の凝縮器における低温流体側の流路を直列に接続され、作動流体が複数の凝縮器を通過する順序とは逆順で低温流体が各凝縮器を通過する流路設定とされてなり、
前記膨張機を出た気相作動流体の一部を、膨張機出口に通じる作動流体流路から取出し、各凝縮器間で、前段の凝縮器を出た各段階の作動流体とそれぞれ合流させ、各凝縮器で気相作動流体を凝縮させることを
特徴とする蒸気動力サイクルシステム。

【請求項2】
前記請求項1に記載の蒸気動力サイクルシステムにおいて、
前記蒸発器が、複数配設されると共に、各々の蒸発器における作動流体側の流路を直列に接続され、且つ、各々の蒸発器における高温流体側の流路を直列に接続され、作動流体が複数の蒸発器を通過する順序とは逆順で高温流体が各蒸発器を通過する流路設定とされてなり、
前記気液分離器で気相の作動流体と分離された液相の作動流体の一部を、気液分離器の出口に通じる液相作動流体流路から取出し、各蒸発器間で、前段の蒸発器を出た各段階の作動流体とそれぞれ合流させ、混合状態の作動流体を各蒸発器で昇温させることを
特徴とする蒸気動力サイクルシステム。

【請求項3】
非共沸混合物である作動流体を所定の高温流体と熱交換させ、前記作動流体の少なくとも一部を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で得られた高温の作動流体を気相分と液相分とに分離する気液分離器と、前記作動流体のうち気相分を導入されて流体の保有する熱エネルギーを動力に変換する膨張機と、当該膨張機を出た気相の作動流体を前記気液分離器を出た液相の作動流体と共に所定の低温流体と熱交換させ、気相分を凝縮させる凝縮器と、当該凝縮器を出た作動流体を前記蒸発器へ向けて圧送するポンプとを少なくとも有する、蒸気動力サイクルシステムにおいて、
前記蒸発器が、複数配設されると共に、各々の蒸発器における作動流体側の流路を直列に接続され、且つ、各々の蒸発器における高温流体側の流路を直列に接続され、作動流体が複数の蒸発器を通過する順序とは逆順で高温流体が各蒸発器を通過する流路設定とされてなり、
前記気液分離器で気相の作動流体と分離されて非共沸混合物中の高沸点物質の割合が高くなっている液相の作動流体の一部を、気液分離器の出口に通じる液相作動流体流路から取出し、各蒸発器間で、前段の蒸発器を出た各段階の気液二相状態の作動流体に、前記取出された液相の作動流体をそれぞれ合流させ、前段の蒸発器における作動流体より高沸点物質の割合を高くした混合状態の作動流体を各蒸発器で昇温させ、液相分の一部をさらに蒸発させることを
特徴とする蒸気動力サイクルシステム。
産業区分
  • 蒸気原動機
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2011179525thum.jpg
出願権利状態 登録
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は,下記問合せ先にご相談下さい。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close