【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、爆発エネルギーを
利用した動力装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power plant using explosive energy.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より発電設備等に用いられるガス燃
料は、輸送及び貯蔵の有利性の観点から液化されて貯蔵
・輸送される。このガス燃料として、メタン（ＣＨ4）
を主成分とした天然ガスを例にとって産出から利用まで
の流れを、図を用いて説明する。2. Description of the Related Art Conventionally, a gas fuel used for a power generation facility or the like is liquefied and stored / transported from the viewpoint of transportation and storage advantages. As this gas fuel, methane (CH4 )
The flow from production to utilization will be described with reference to the figure, taking natural gas whose main component is as an example.
【０００３】図６は、従来の天然ガスの輸送及び利用方
法について説明する流れ図である。天然ガスの産出地域
にて産出された気体状態の天然ガスは、液化設備２０に
おいて液化される。この段階において、天然ガスは液化
天然ガス（以下ＬＮＧ：Liquified Natural Gas）とな
り、この液化に用いられた液化動力を冷熱エネルギーと
して保存する。FIG. 6 is a flow chart for explaining a conventional method of transporting and utilizing natural gas. The gaseous natural gas produced in the natural gas producing area is liquefied in the liquefaction facility 20. At this stage, the natural gas becomes liquefied natural gas (hereinafter referred to as LNG), and the liquefaction power used for this liquefaction is stored as cold heat energy.
【０００４】このＬＮＧ１００は、消費地域に輸送する
ための一手段であるＬＮＧタンカー２１に積み込まれて
消費地域に海上輸送される。この輸送手段の他にパイプ
ライン等（図示せず）がある。消費地域に到着したＬＮ
Ｇ１００は、港湾等に設置された貯蔵タンク２２に液体
状態のまま一旦溜められる。貯蔵タンク２２内のＬＮＧ
１００は、これを利用して発電を行う発電設備２３の運
転状況に合わせて貯蔵タンク２２から気化器２５に送ら
れる。貯蔵タンク２２と発電設備２３との間に設けられ
た気化器２５は、外部から熱エネルギーをＬＮＧ１００
に加えることで、液体状態のＬＮＧから気体状態の天然
ガスに戻している。気体状態となった天然ガス１００ｂ
は、発電設備２３に送られて燃焼され、この燃焼によっ
て得られたガス燃料のエネルギーによって発電がなされ
る。発電によって得られた電力等のエネルギーは、図示
されない消費者に送られる。The LNG 100 is loaded into the LNG tanker 21, which is one means for transporting the LNG to the consumption area, and is transported by sea to the consumption area. In addition to this transportation means, there is a pipeline or the like (not shown). LN arriving in the consuming area
The G100 is temporarily stored in the storage tank 22 installed in a port or the like in a liquid state. LNG in the storage tank 22
100 is sent from the storage tank 22 to the carburetor 25 in accordance with the operating condition of the power generation equipment 23 that uses this to generate power. The carburetor 25 provided between the storage tank 22 and the power generation facility 23 transfers heat energy from the outside to the LNG100.
In addition, the LNG in the liquid state is returned to the natural gas in the gas state. Natural gas 100b in a gaseous state
Is sent to the power generation facility 23 and burned, and power is generated by the energy of the gas fuel obtained by this combustion. Energy such as electric power obtained by power generation is sent to a consumer (not shown).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の天然ガスの流れにおいて、天然ガスを液化するため
に用いられた液化動力は、主に冷熱エネルギーとしてＬ
ＮＧに保存されるが、気化器２５におけるＬＮＧの気化
過程においてこの冷熱エネルギーは廃棄されてしまう。
よって、エネルギーの有効利用の観点から、ＬＮＧ等の
低温液体（第２液体）の冷熱エネルギーを回収して再利
用することが望まれている。However, in the above conventional flow of natural gas, the liquefaction power used for liquefying the natural gas is mainly L as cold energy.
Although stored in NG, this cold energy is discarded in the vaporization process of LNG in the vaporizer 25.
Therefore, from the viewpoint of effective use of energy, it is desired to collect and reuse the cold heat energy of the low temperature liquid (second liquid) such as LNG.
【０００６】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、気体の液化における冷熱エネルギーを回収して再
利用する動力装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power unit that recovers and reuses cold energy in the liquefaction of gas.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下の手段を採用した。請求項１に記載の
動力装置は、第１液体を貯留する容器と、前記第１液体
よりも低い温度とされた第２液体を前記容器に流出する
ノズルと、前記第１液体と前記第２液体との混合による
爆発エネルギーを出力に変換する出力変換手段と、爆発
した後の混合流体が流出される流出口とを備えてなるこ
とを特徴としている。The present invention adopts the following means in order to solve the above problems. The power unit according to claim 1, wherein a container for storing the first liquid, a nozzle for flowing out a second liquid having a temperature lower than that of the first liquid into the container, the first liquid and the second liquid. It is characterized by comprising an output converting means for converting explosive energy due to mixing with a liquid into an output, and an outlet through which the mixed fluid after the explosion flows out.
【０００８】このような構成としたことで、第２液体が
この第２液体より高温とされた第１液体に対してノズル
から流出され、これら両液体が容器内にて混合される。
第１液体と第２液体とが混合されると、蒸気爆発に代表
されるような爆発現象が発生する。この現象は、ＲＰＴ
（Rapid Phase Transition）と呼ばれている。ＲＰＴと
は物質の相変化が急激に行われることをいうものであ
り、爆発現象を伴うものである。これについて図を用い
て説明する。With this structure, the second liquid flows out from the nozzle with respect to the first liquid whose temperature is higher than that of the second liquid, and these two liquids are mixed in the container.
When the first liquid and the second liquid are mixed, an explosion phenomenon represented by steam explosion occurs. This phenomenon is
It is called (Rapid Phase Transition). RPT means that a phase change of a substance is rapidly performed, and is accompanied by an explosion phenomenon. This will be described with reference to the drawings.
【０００９】図１には、ＲＰＴの原理について説明する
概念図を示し、図１（ａ）はＲＰＴの発生状態を説明す
る概念図、図１（ｂ）は図１（ａ）の符号Ｚにおける拡
大図である。高温液体Ｗ（第１液体）が貯留された表面
に、この高温液体Ｗよりも低温とされた低温液体Ｘ（第
２液体）が滴下されて高温液体Ｗの内部に突入すると、
この低温液体Ｘは突入する際の剪断力によって微細化さ
れた低温液体Ｘａとなる。これと同時に、高温液体Ｗが
低温液体Ｘに対しての熱源となり、微細化された低温液
体Ｘａは高温液体Ｗから熱を吸収する。これによって、
微細化された低温液体Ｘａは蒸発して高温液体Ｗ内を上
昇し、気相状態Ｙとなって高温液体Ｗ上にて膨張する。
また、高温液体Ｗ内における低温液体Ｘの蒸発作用によ
る衝撃波が周囲に伝播し、この衝撃波によって微細化さ
れた低温液体Ｘａはさらに微細化された低温液体Ｘｂと
なり（図１（ｂ）参照）、より多くの低温液体Ｘの蒸発
が促進される。FIG. 1 shows a conceptual diagram for explaining the principle of RPT. FIG. 1 (a) is a conceptual diagram for explaining the generation state of RPT, and FIG. 1 (b) is a symbol Z in FIG. 1 (a). FIG. When the low-temperature liquid X (second liquid) whose temperature is lower than that of the high-temperature liquid W is dropped onto the surface where the high-temperature liquid W (first liquid) is stored and plunges into the high-temperature liquid W,
This low-temperature liquid X becomes a low-temperature liquid Xa which is made fine by the shearing force at the time of entering. At the same time, the high temperature liquid W becomes a heat source for the low temperature liquid X, and the atomized low temperature liquid Xa absorbs heat from the high temperature liquid W. by this,
The atomized low-temperature liquid Xa evaporates and rises in the high-temperature liquid W, becomes a vapor phase state Y, and expands on the high-temperature liquid W.
Further, a shock wave due to the evaporation action of the low-temperature liquid X in the high-temperature liquid W propagates to the surroundings, and the low-temperature liquid Xa that has been miniaturized by this shock wave becomes a further low-temperature liquid Xb (see FIG. 1B). The evaporation of a larger amount of the low temperature liquid X is promoted.
【００１０】このように、衝撃波の伝播から低温液体Ｘ
の微細化（Ｘａ、Ｘｂ）、さらには蒸発といった相互作
用が繰り返されることにより、大規模な低温液体Ｘの蒸
発からなる爆発現象が生じることとなる。以上説明した
爆発現象は、ＲＰＴをいうものであり、このＲＰＴの爆
発現象とそれによる膨張過程において高圧力が発生す
る。この現象は、例えば、水にＬＮＧが滴下して混合さ
れた瞬間に生じるものである。ＲＰＴを発生した後の気
相と液相とからなる混合流体は、水とＬＮＧの場合では
低温液体と高温液体とは化学的に結合してはおらず、そ
れぞれの両液体の成分が混合された気液二相流となる。Thus, from the propagation of the shock wave, the low temperature liquid X
Due to repeated interactions such as atomization (Xa, Xb) and evaporation, a large-scale explosion of low-temperature liquid X occurs. The explosive phenomenon described above refers to RPT, and high pressure is generated during the exploding phenomenon of this RPT and the expansion process due to it. This phenomenon occurs, for example, at the moment when LNG is dropped into water and mixed. In the case of water and LNG, the low temperature liquid and the high temperature liquid were not chemically bonded to the mixed fluid consisting of the gas phase and the liquid phase after the RPT was generated, and the components of both liquids were mixed. It becomes a gas-liquid two-phase flow.
【００１１】ＲＰＴによる爆発現象によって高圧力が発
生すると、出力変換手段である、例えばタービン等を用
いて運動エネルギーを取り出すことができ、この運動エ
ネルギーは、例えばモーター等を回転させて電力エネル
ギーを発生させることができる。また、ＲＰＴを終えた
後の第１液体と第２液体との混合流体は、気液二相流と
なり、流出口から送出される。この混合流体の気相部分
は第２液体の気体状態の成分と同一であり、第２液体の
気体状態において利用する燃焼システム等に供給される
ことになる。When a high pressure is generated due to an explosion phenomenon due to RPT, kinetic energy can be taken out by using an output converting means such as a turbine, and this kinetic energy generates electric power energy by rotating a motor or the like. Can be made. Further, the mixed fluid of the first liquid and the second liquid after the RPT is finished becomes a gas-liquid two-phase flow and is sent out from the outlet. The gas phase portion of the mixed fluid is the same as the gas-state component of the second liquid, and is supplied to the combustion system or the like used in the gas state of the second liquid.
【００１２】また、第１液体が保存している熱エネルギ
ーは、ＲＰＴによって第２液体に伝達されるため、第１
液体の温度低下が生じる。換言すると、第２液体から第
１液体に対して冷熱エネルギーが移動する。この冷熱エ
ネルギーは、第１液体が例えば水の場合においては、常
温の２０℃前後から１０℃前後への温度低下を生じさ
せ、冷房システム等の運用に適している。なお、ＲＰＴ
は、第１液体の温度以下にて発生する爆発現象である。
このため、爆発現象に伴う高温な発熱はなく、ＲＰＴを
発生させる動力装置は一定の温度状況下にて運転され
る。The thermal energy stored in the first liquid is transferred to the second liquid by the RPT, so
The temperature of the liquid drops. In other words, cold energy is transferred from the second liquid to the first liquid. When the first liquid is, for example, water, this cold energy causes a temperature drop from around 20 ° C. at room temperature to around 10 ° C., and is suitable for operation of a cooling system or the like. In addition, RPT
Is an explosion phenomenon that occurs below the temperature of the first liquid.
Therefore, there is no high-temperature heat generation due to the explosion phenomenon, and the power unit that generates the RPT is operated under a constant temperature condition.
【００１３】請求項２に記載の動力装置は、請求項１記
載の動力装置において、前記出力変換手段は、閉空間と
された膨張室内で第１液体と第２液体とを混合させ、こ
の爆発エネルギーを出力に変換することを特徴としてい
る。According to a second aspect of the present invention, in the power plant according to the first aspect, the output conversion means mixes the first liquid and the second liquid in an expansion chamber which is a closed space, and the explosion occurs. It is characterized by converting energy into output.
【００１４】このような構成としたことで、閉空間とさ
れた膨張室内に第１液体が吸入口から流入されて、一旦
貯留される。その後、ノズルから第２液体が流出されて
第１液体と第２液体とが膨張室内で混合される。この混
合によってＲＰＴが発生して膨張室内が高圧となり、膨
張する働きによって膨張室の容積が拡大側に作動する。
膨張室は容積の拡大・縮小が可能な構成とされ、混合さ
れた両液体のＲＰＴによる爆発現象によってこの容積が
拡大される。膨張室の容積拡大に伴って、この出力変換
手段は爆発エネルギーを、例えば運動エネルギーに変換
して出力することになる。一方、ＲＰＴを終えた気液二
相流の混合流体は、膨張室の縮小作動によって流出口か
ら膨張室の外部に送り出される。With this structure, the first liquid flows into the expansion chamber, which is a closed space, from the suction port and is temporarily stored therein. After that, the second liquid flows out from the nozzle, and the first liquid and the second liquid are mixed in the expansion chamber. Due to this mixing, RPT is generated and the pressure in the expansion chamber becomes high.
The expansion chamber has a structure capable of expanding and contracting the volume, and the volume is expanded by the explosion phenomenon of the both liquids mixed by the RPT. With the expansion of the volume of the expansion chamber, the output conversion means converts the explosion energy into, for example, kinetic energy and outputs it. On the other hand, the gas-liquid two-phase mixed fluid that has finished RPT is sent out of the expansion chamber through the outlet due to the contraction operation of the expansion chamber.
【００１５】請求項３に記載の動力装置は、請求項２記
載の動力装置において、前記出力変換手段は、少なくと
も前記容器内を摺動するピストンと、該ピストンにその
一端が連結されたロッドと、該ロッドの他端と連結され
たクランクシャフトとを備えたピストン機関とされてい
ることを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, in the power plant according to the second aspect, the output converting means includes at least a piston sliding in the container, and a rod having one end connected to the piston. , A piston engine having a crankshaft connected to the other end of the rod.
【００１６】すなわちピストン機関は、少なくともピス
トンと、該ピストンに回動可能に連結されたロッド（一
般的にコンロッド）と、該ロッドの一端に連結されたク
ランク形状のクランクシャフトとから構成される。ピス
トンは往復運動可能に収容するシリンダ形状とされた容
器内において作動し、ピストンが上下、左右または斜め
に摺動することによって第１液体及び第２液体が流入さ
れる容器内に形成された膨張室の容積拡大・容積縮小が
なされる。膨張室内において、第１液体と第２液体との
混合によるＲＰＴが発生すると、ピストンは膨張室の容
積を拡大する方向に押しつけられる。この押しつけ力
は、固定された位置にて回転可能なクランクシャフトに
ロッドを介して伝わり、ほぼ上下方向または左右方向に
移動するロッドによってクランクシャフトが回転するこ
とになる。よって、ピストン機関を有する動力装置は、
ＲＰＴの爆発現象を動力源としたレシプロ型の動力装置
となる。That is, the piston engine is composed of at least a piston, a rod (generally a connecting rod) rotatably connected to the piston, and a crank-shaped crankshaft connected to one end of the rod. The piston operates in a cylinder-shaped container that accommodates reciprocating motion, and the piston is slid up and down, left and right, or obliquely to expand the first liquid and the second liquid. The volume of the chamber is expanded and reduced. When RPT occurs due to the mixing of the first liquid and the second liquid in the expansion chamber, the piston is pressed in a direction of expanding the volume of the expansion chamber. This pressing force is transmitted to the crankshaft that is rotatable at a fixed position via the rod, and the crankshaft is rotated by the rod that moves substantially vertically or horizontally. Therefore, a power plant having a piston engine is
It becomes a reciprocating power plant that uses the explosion phenomenon of RPT as a power source.
【００１７】請求項４に記載の動力装置は、請求項２記
載の動力装置において、出力変換手段は、前記容器内を
偏心して回転するローターを備えたロータリ機関とされ
ていることを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the power plant according to the second aspect, wherein the output converting means is a rotary engine including a rotor that eccentrically rotates in the container. .
【００１８】すなわち、例えばローターハウジングとさ
れた容器内を偏心しながら回転するローターによって、
容器の内壁とこのローターとによって形成された膨張室
の容積拡大・容積縮小がなされる。この膨張室内に第１
液体が吸入口から吸入されて一旦溜まり、この状態のま
まローターが回転して吸入口と別の位置に設置されたノ
ズルから第２液体が流入される。この時点において、第
１液体と第２液体とが混合され、ＲＰＴによる爆発現象
が発生して膨張し、膨張室内が高圧状態となる。この高
圧力は、膨張室を押し広げようとする働きを生じ、ロー
ターは膨張室が拡大する方向に回転させられる。これら
作用が３つの膨張室にてそれぞれ発生して、連続的に繰
り返される。ＲＰＴによる第１液体と第２液体との混合
流体は、膨張室を形成する容器の一側面に形成された流
出口から外部へ送り出される。偏心しながら回転するロ
ーターの中心部には、出力変換手段の一構成部品である
例えばシャフトが設けられており、このシャフトにロー
ターの回転力を伝達することで、シャフトから外部に出
力することになる。That is, for example, by a rotor that rotates while being eccentric in a container that is a rotor housing,
The expansion chamber formed by the inner wall of the container and the rotor is expanded or contracted in volume. First in this expansion chamber
The liquid is sucked from the suction port and temporarily collects, and in this state, the rotor rotates and the second liquid flows from the nozzle installed at a position different from the suction port. At this point, the first liquid and the second liquid are mixed, an explosion phenomenon due to RPT occurs, and the liquid expands, and the inside of the expansion chamber becomes a high pressure state. This high pressure causes the expansion chamber to expand and the rotor is rotated in the direction in which the expansion chamber expands. These effects occur in each of the three expansion chambers and are continuously repeated. The mixed fluid of the first liquid and the second liquid by RPT is sent out to the outside from an outlet formed on one side surface of the container forming the expansion chamber. A shaft, which is one component of the output conversion means, is provided at the center of the rotor that rotates while being eccentric, and by transmitting the rotational force of the rotor to this shaft, it is possible to output to the outside from the shaft. Become.
【００１９】請求項５に記載の動力装置は、請求項１記
載の動力装置において、出力変換手段は、爆発エネルギ
ーによって得られた流体の運動エネルギーによって回転
するタービンとされていることを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, in the power plant according to the first aspect, the output converting means is a turbine that is rotated by the kinetic energy of the fluid obtained by the explosion energy. .
【００２０】すなわち、容器内に第１液体が流入されて
貯留され、この貯留された容器内の第１液体に第２液体
がノズルから流出される。容器内にて第１液体と第２液
体とが混合されると、ＲＰＴによる爆発現象が発生し、
爆発エネルギーから生じる高圧力状態の流体の流れが生
じる。この流れがタービンに導かれることによって、タ
ービンは回転することとなり、回転したタービンの軸を
介して外部に出力することになる。That is, the first liquid is made to flow into and stored in the container, and the second liquid is made to flow out of the nozzle to the first liquid in the stored container. When the first liquid and the second liquid are mixed in the container, an explosion phenomenon due to RPT occurs,
A high pressure fluid flow results from the explosive energy. By guiding this flow to the turbine, the turbine is rotated and is output to the outside through the shaft of the rotated turbine.
【００２１】請求項６に記載の動力装置は、請求項１〜
請求項５のいずれかに記載の動力装置において、前記ノ
ズルは、前記第２液体を吐出する第２液体ポンプに連通
していることを特徴としている。A power unit according to a sixth aspect of the present invention is a power plant according to the first aspect.
The power unit according to claim 5, wherein the nozzle is in communication with a second liquid pump that discharges the second liquid.
【００２２】すなわち、第２液体は、第１液体よりも低
温状態を保ったまま、容器内あるいはハウジング内に確
実且つ正確に流出される必要がある。このため、第２液
体は、第２液体ポンプにて吐出されつつノズルに送られ
る構成とされる。ノズルと第２液体ポンプとはパイプ等
にて連通している。この第２液体ポンプは、動力装置の
付近あるいは第２液体が貯蔵された、例えばタンクの出
口付近等に隣接されることが好適である。That is, the second liquid needs to be surely and accurately discharged into the container or the housing while keeping the temperature lower than that of the first liquid. Therefore, the second liquid is configured to be discharged to the nozzle while being discharged by the second liquid pump. The nozzle and the second liquid pump communicate with each other by a pipe or the like. It is preferable that the second liquid pump is adjacent to the vicinity of the power unit or near the outlet of the tank where the second liquid is stored, for example.
【００２３】請求項７に記載の動力装置は、請求項１〜
請求項６のいずれかに記載の動力装置において、前記第
１液体は水または海水とされ、前記第２液体は液化天然
ガスまたは液化水素とされていること特徴としている。A power unit according to a seventh aspect of the present invention is a power plant according to the first to the first aspects.
The power plant according to claim 6, wherein the first liquid is water or seawater, and the second liquid is liquefied natural gas or liquefied hydrogen.
【００２４】このように、第１液体を水または海水とす
ることにより、第２液体よりも高温とされた常温で約１
０℃〜３０℃の液体を容易に得て利用することになる。
これに混合される第２液体は、液化天然ガス（ＬＮＧ）
または液化水素（ＬＨ2）とされ、第１液体に対して低
温な液体として利用することになる。天然ガスの主成分
であるメタン（ＣＨ4）の大気圧中における沸点は約−
１６２℃（約１１１Ｋ）とされ、また、水素（Ｈ2）の
大気圧中における沸点は約−２５２℃（２０．４Ｋ）と
される。よって水または海水よりも極低温な液体として
用いることが可能である。また、第２液体は常温にて気
体となるものであり、酸素との結合によって燃焼可能な
物質である。これら第２液体と第１液体とは、ＲＰＴを
発生させるための十分な温度差を有しており、爆発によ
って高圧力を発生させることが可能である。また、第２
液体は、ＲＰＴを発生した後に気化するため、この気化
した天然ガスあるいは水素ガスを燃焼させることが可能
となる。As described above, when the first liquid is water or seawater, it is about 1 at room temperature which is higher than that of the second liquid.
A liquid of 0 ° C to 30 ° C can be easily obtained and used.
The second liquid mixed with this is liquefied natural gas (LNG)
Alternatively, it is liquefied hydrogen (LH2 ) and is used as a liquid having a lower temperature than the first liquid. The boiling point of methane (CH4 ) that is the main component of natural gas at atmospheric pressure is approximately −
The temperature is 162 ° C. (about 111 K), and the boiling point of hydrogen (H2 ) at atmospheric pressure is about −252 ° C. (20.4 K). Therefore, it can be used as a liquid having an extremely low temperature than water or seawater. In addition, the second liquid is a substance that becomes a gas at room temperature, and is a substance that is combustible by combining with oxygen. The second liquid and the first liquid have a sufficient temperature difference to generate RPT, and can generate high pressure by explosion. Also, the second
Since the liquid vaporizes after generating RPT, the vaporized natural gas or hydrogen gas can be burned.
【００２５】請求項８に記載の動力装置は、請求項１〜
請求項７のいずれかに記載の動力装置において、第１液
体と第２液体との混合流体を気体と液体とに分離するタ
ービンが、前記流出口の下流側に設けられていることを
特徴としている。A power unit according to an eighth aspect of the present invention is the first to the first aspect.
The power plant according to claim 7, wherein a turbine for separating the mixed fluid of the first liquid and the second liquid into a gas and a liquid is provided on the downstream side of the outlet. There is.
【００２６】すなわち、第１液体と第２液体との混合に
よるＲＰＴが発生し、気液二相流とされた混合流体が生
成されると、この混合流体は容器から流出される。この
混合流体は、第１液体と第２液体との各成分が化学的に
結合しておらず、この混合流体の気相部分は第２液体の
ガス化した気体状態と同一である。第２液体の気体状態
をエネルギーとして用いる場合、流出口の下流側に設け
られたタービンを回転させることによって、この内部を
通過する混合流体に対して遠心力を負荷させることにな
り、比重が重い液体部分とそれに相対する気体部分とに
分離させることが可能となる。タービンの回転力は、動
力装置が発生する回転エネルギーを利用することとして
もよいし、混合流体がもつ流体エネルギーを利用するこ
ととしてもよい。また、別途回転力を動力装置の外部か
ら得ることとしてもよい。このタービンにて分離された
気体は、例えば燃焼用ガスとして利用したりすることが
できる。また、タービンにて分離された液体は、ＲＰＴ
によって低温の第２液体から冷熱エネルギーを保存し、
ＲＰＴ発生前の第１液体の温度よりも温度低下がなされ
てタービンから流出されることになる。That is, when RPT is generated due to the mixing of the first liquid and the second liquid, and a mixed fluid having a gas-liquid two-phase flow is generated, this mixed fluid is discharged from the container. In this mixed fluid, the respective components of the first liquid and the second liquid are not chemically bonded, and the gas phase portion of this mixed fluid is the same as the gasified gas state of the second liquid. When the gas state of the second liquid is used as energy, by rotating a turbine provided on the downstream side of the outlet, a centrifugal force is applied to the mixed fluid passing through the inside of the outlet, so that the specific gravity is heavy. It becomes possible to separate into a liquid part and a gas part opposite thereto. The rotational force of the turbine may use the rotational energy generated by the power unit or the fluid energy of the mixed fluid. Further, the rotational force may be separately obtained from the outside of the power unit. The gas separated by the turbine can be used as a combustion gas, for example. The liquid separated by the turbine is RPT.
Saves cold energy from the cold second liquid,
The temperature of the first liquid becomes lower than the temperature of the first liquid before RPT is generated, and the first liquid is discharged from the turbine.
【００２７】また、請求項９記載の発明は、請求項１〜
請求項８のいずれかに記載の動力装置が、液化された燃
料の貯蔵施設と、該燃料から得た燃焼用ガスからエネル
ギーを得る発電設備との間に設けられていることを特徴
としている。The invention according to claim 9 is the same as that of claims 1 to
The power plant according to claim 8 is provided between a storage facility for liquefied fuel and a power generation facility for obtaining energy from combustion gas obtained from the fuel.
【００２８】すなわちこのような構成としたことで、貯
蔵タンクから液化された燃料を動力装置に導き入れ、こ
の動力装置においてＲＰＴを発生させ、この燃料から得
られる燃焼用ガスを発電設備に送ることとなる。よっ
て、この動力装置は発電設備に用いられる液化された燃
料を気化させる気化器の役目を担うことになる。また、
液化した際の冷熱エネルギーは動力装置におけるＲＰＴ
によって回収され、例えば発電による電力エネルギー等
に変換されることとなる。さらに、ＲＰＴに用いられた
第１液体は、第２液体の冷熱エネルギーの一部を保存し
て動力装置から流出されることになる。That is, with such a structure, the liquefied fuel is introduced from the storage tank into the power unit, RPT is generated in this power unit, and the combustion gas obtained from this fuel is sent to the power generation equipment. Becomes Therefore, this power unit serves as a vaporizer for vaporizing the liquefied fuel used in the power generation equipment. Also,
Cooling energy when liquefied is RPT in the power plant
Will be recovered and converted into, for example, electric power energy by power generation. Further, the first liquid used for the RPT stores a part of the cold energy of the second liquid and is discharged from the power unit.
【００２９】請求項１０記載の動力装置は、請求項１〜
請求項８のいずれかに記載の動力装置において、前記第
１液体と前記第２液体とを混合させて爆発させる相変化
は、ＲＰＴとされていることを特徴としている。A power unit according to a tenth aspect of the present invention is a power unit according to the first to the first aspects.
9. The power plant according to claim 8, wherein the phase change that causes the first liquid and the second liquid to mix and explode is RPT.
【００３０】このように、閉空間である膨張室内にて爆
発現象を発生させる手段として、ＲＰＴの現象を用いる
ことになる。ＲＰＴは温度差がある液体どうしの混合に
より発生する爆発現象であり、急激な相変化による膨
張、及び高圧力を発生させる。As described above, the RPT phenomenon is used as a means for causing the explosion phenomenon in the expansion chamber which is a closed space. RPT is an explosive phenomenon that occurs when liquids having different temperatures are mixed, and causes expansion due to a sudden phase change and high pressure.
【００３１】[0031]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。［第１の実施形態］図２は、第１の実施形態における動
力装置を示し、４つの各行程からなるピストン機関の作
動及び構造を説明するレシプロ型動力装置の概略断面図
である。図２において、符号１ａは、ピストン機関を有
するレシプロ型動力装置１ａ（動力装置）を示してい
る。このピストン機関は、上下に往復するピストン７
と、該ピストン７を収容するシリンダ８（容器）と、ピ
ストン７と図示されないピンを介して連結されるコンロ
ッド６（ロッド）と、該コンロッド６の一端と連結され
るとともに定位置にて回転可能に設けられたクランクシ
ャフト５とを有する。クランクシャフト５は、回転中心
軸に対して凸部を有するクランク形状とされ、この凸部
にてコンロッド６と連結される。また、クランクシャフ
ト５は、この回転中心にて回転力を出力する役目を担う
ものでもある。クランクシャフト５の下方には、回転部
分及び摺動部分を潤滑するための潤滑油１２が貯留さ
れ、必要に応じてクランクシャフト５等の回転部分、及
びピストン７等の摺動部分に送られる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a reciprocating power unit showing a power unit in the first embodiment and explaining the operation and structure of a piston engine having four strokes. In FIG. 2, reference numeral 1a indicates a reciprocating power unit 1a (power unit) having a piston engine. This piston engine has a piston 7 that reciprocates up and down.
A cylinder 8 (container) for accommodating the piston 7, a connecting rod 6 (rod) connected to the piston 7 via a pin (not shown), and one end of the connecting rod 6 and rotatable at a fixed position. And a crankshaft 5 provided on the. The crankshaft 5 has a crank shape having a convex portion with respect to the rotation center axis, and is connected to the connecting rod 6 by this convex portion. The crankshaft 5 also plays a role of outputting a rotational force at this rotation center. Lubricating oil 12 for lubricating the rotating portion and the sliding portion is stored below the crankshaft 5, and is sent to the rotating portion such as the crankshaft 5 and the sliding portion such as the piston 7 as necessary.
【００３２】ピストン７の上方には、該ピストン７の上
面とシリンダ８の内壁部とで形成された空間部１１（膨
張室）を有する。この空間部１１の上方には、水（第１
液体）が空間部１１に吸入されるための吸入ポート３
（吸入口）と、後述される水とＬＮＧ（第２液体）との
混合流体が流出される流出ポート４（流出口）とが設け
られる。また、吸入ポート３の空間部１１への入口に
は、キノコ形状の吸入バルブ３ａが設けられ、バネ力に
よって吸入ポート３が閉じられる。また、流出ポート４
への入口には、吸入バルブ３ａとほぼ同等なキノコ形状
の流出バルブ４ａが設けられ、バネ力によって流出ポー
ト４が閉じられる。吸入ポート３と流出ポート４とのほ
ぼ中間部には、ＬＮＧが流出される噴射ノズル１０（ノ
ズル）が設けられ、これに連通するポンプ９（第２液体
ポンプ）がレシプロ型動力装置１ａの側部に設けられ
る。Above the piston 7, there is a space 11 (expansion chamber) formed by the upper surface of the piston 7 and the inner wall of the cylinder 8. Above the space 11, water (first
Suction port 3 for sucking liquid) into the space 11
A (suction port) and an outflow port 4 (outlet port) through which a mixed fluid of water and LNG (second liquid) described later flows out are provided. A mushroom-shaped suction valve 3a is provided at the inlet of the suction port 3 to the space 11, and the suction port 3 is closed by a spring force. In addition, outflow port 4
A mushroom-shaped outflow valve 4a, which is almost the same as the intake valve 3a, is provided at the inlet to, and the outflow port 4 is closed by a spring force. An injection nozzle 10 (nozzle) through which LNG flows is provided at a substantially intermediate portion between the suction port 3 and the outflow port 4, and a pump 9 (second liquid pump) communicating with this is provided on the reciprocating power unit 1a side. Provided in the department.
【００３３】次に動力発生の行程について説明する。ク
ランクシャフト５の回転によってコンロッド６は下方に
引き下げられて、それに追従するようにピストン７が下
方に摺動する。空間部１１の容積拡大がなされて空間部
１１が負圧状態になると、吸入バルブ３ａはバネ力に対
向する力によって下方に押されて吸入ポート３を開く作
動を行い、この負圧状態によって吸入ポート３から水Ｗ
１（第１液体）が吸引されて空間部１１に貯留される。
クランクシャフト５の凸部が回転における最下方に到達
すると、ピストン７も同様に摺動位置における最下方に
到達し、空間部１１の容積が最大になる。このピストン
７の位置は、ピストン７における下死点をいう。ここま
での行程は、水Ｗ１が吸入される吸入行程である。Next, the process of power generation will be described. The connecting rod 6 is pulled down by the rotation of the crankshaft 5, and the piston 7 slides downward so as to follow it. When the volume of the space portion 11 is expanded and the space portion 11 is in a negative pressure state, the suction valve 3a is pushed downward by the force opposite to the spring force to open the suction port 3, and the suction pressure is reduced by this negative pressure state. Water W from port 3
1 (first liquid) is sucked and stored in the space 11.
When the convex portion of the crankshaft 5 reaches the lowermost portion in rotation, the piston 7 similarly reaches the lowermost portion in the sliding position, and the volume of the space portion 11 becomes maximum. The position of the piston 7 is the bottom dead center of the piston 7. The stroke up to this point is the suction stroke in which the water W1 is sucked.
【００３４】続いて、ピストン７が下死点に到達すると
吸入バルブ３ａが閉じられる。その後に、ピストン７が
クランクシャフト５の回転に合わせて上方に摺動して空
間部１１の容積縮小がなされる。クランクシャフト５の
凸部が最上方に到達した時点において、空間部１１の容
積は最小となる。このピストン７の位置は、ピストン７
における上死点をいう。ここまでの行程が、空間部１１
の縮小行程である。なお、この縮小行程は、気体が
圧縮されて高温となるガソリンエンジン等の圧縮行程と
は異なり、ＲＰＴが発生した時の爆発エネルギーを空間
部１１の容積拡大作用として導くための準備段階の行程
である。つまり、空間部１１を高温高圧状態とする必要
はほとんどなく、空間部１１に存在する第１液体、また
は第１液体及びこれと同時に吸入される気体との一部を
流出することが望ましい。なぜなら、液体を圧縮するた
めには大きなエネルギーが必要とされるからである。従
って、流出バルブ４ａは空間部１１の容積の縮小行程
においては一定期間開かれることが好適である。但し、
流出バルブ４ａは、縮小行程の過程すべてにおいて開
かれるものではない。もちろん、同時に吸入される空気
等の気体の圧縮作用を行うこととしてもよく、流出バル
ブ４ａを閉じて空間部１１の圧縮を兼ねた縮小行程と
してもよい。Then, when the piston 7 reaches the bottom dead center, the suction valve 3a is closed. Then, the piston 7 slides upward in accordance with the rotation of the crankshaft 5 to reduce the volume of the space 11. At the time when the convex portion of the crankshaft 5 reaches the uppermost position, the volume of the space portion 11 becomes the minimum. The position of this piston 7 is
In the top dead center. The process up to this point is for the space section 11
It is a reduction process. Note that this contraction step is different from the compression step of a gasoline engine or the like in which the gas is compressed and becomes high temperature, and is a preparatory step for guiding the explosion energy when the RPT occurs as a volume expansion action of the space 11. is there. That is, there is almost no need to bring the space 11 into a high temperature and high pressure state, and it is desirable that a part of the first liquid existing in the space 11 or the first liquid and the gas sucked at the same time be discharged. This is because a large amount of energy is needed to compress the liquid. Therefore, it is preferable that the outflow valve 4a be opened for a certain period in the process of reducing the volume of the space 11. However,
The outflow valve 4a is not opened during the entire reduction stroke. Of course, the gas such as the air that is sucked in at the same time may be compressed, or the outflow valve 4a may be closed to perform the compression stroke of the space 11 as well.
【００３５】空間部１１の容積がほぼ最小とされた時点
において、ＬＮＧ（第２液体）がポンプ９（第２液体ポ
ンプ）からこれに連通された噴射ノズル１０（ノズル）
に向けて吐出されて、該噴射ノズル１０から空間部１１
にＬＮＧが流出される。この段階において、吸入バルブ
３ａ及び流出バルブ４ａは閉じられており、空間部１１
の気密性の保持がなされる。ＬＮＧが水に混合されるこ
とによって上述したＲＰＴが発生し、空間部１１におい
て高圧力を伴う爆発現象が生じる。爆発による高圧力が
空間部１１に作用し、空間部１１の容積を拡大させよう
とする力が働き、ピストン７が下方へと押し下げられ
る。ピストン７の動作に従い、これに連結されたコンロ
ッド６が下方に押されてクランクシャフト５を回転させ
る。ピストン７は、コンロッド６が連結されたクランク
シャフト５の凸部が最下方に達する位置まで下方に移動
し、下死点において加速度零の状態となる。ここまでの
行程はＲＰＴの爆発におけるＲＰＴ行程とされる。When the volume of the space 11 is almost minimized, LNG (second liquid) is pumped from the pump 9 (second liquid pump) to the injection nozzle 10 (nozzle).
Is discharged toward the space portion 11 from the injection nozzle 10.
LNG is leaked to. At this stage, the intake valve 3a and the outflow valve 4a are closed, and the space 11
The airtightness is maintained. When LNG is mixed with water, the above-mentioned RPT is generated, and an explosion phenomenon accompanied by high pressure occurs in the space 11. The high pressure caused by the explosion acts on the space 11 to exert a force to expand the volume of the space 11, and the piston 7 is pushed downward. Following the operation of the piston 7, the connecting rod 6 connected thereto is pushed downward to rotate the crankshaft 5. The piston 7 moves downward to a position where the convex portion of the crankshaft 5 to which the connecting rod 6 is connected reaches the lowest position, and the acceleration is zero at the bottom dead center. The process up to this point is the RPT process in the RPT explosion.
【００３６】下死点まで到達したピストン７は、クラン
クシャフト５または図示されないフライホイールの回転
における慣性力によって再び上方へと摺動する。この段
階において流出バルブ４ａが開かれて、ＲＰＴによって
生成された天然ガスと水との混合流体が流出ポート４か
ら送出される。この行程は、気液二相流とされた混合流
体の送出行程とされる。ピストン７が上死点に到達し
た時点において流出バルブ４ａは閉じられ、以下吸入行
程→縮小行程→ＲＰＴ行程→流出行程が繰り返
される。よって、噴射ノズル１０から噴射されたＬＮＧ
は、気体の天然ガスとなって水とともに流出ポート４か
ら送り出されることになる。The piston 7 which has reached the bottom dead center slides upward again due to the inertial force in the rotation of the crankshaft 5 or the flywheel (not shown). At this stage, the outflow valve 4a is opened, and the mixed fluid of natural gas and water produced by the RPT is delivered from the outflow port 4. This step is a delivery step of the mixed fluid that is a gas-liquid two-phase flow. At the time when the piston 7 reaches the top dead center, the outflow valve 4a is closed, and the intake stroke → reduction stroke → RPT stroke → outflow stroke is repeated. Therefore, the LNG ejected from the ejection nozzle 10
Becomes gaseous natural gas and is sent out from the outflow port 4 together with water.
【００３７】なお、上記説明した各４つの工程におい
て、吸入バルブ３ａ及び流出バルブ４ａの開閉のタイミ
ングは、説明を簡略化するためにピストン７の上死点ま
たは下死点にて開閉することとしたが、これに限定され
るものではない。また、吸入ポート３及び流出ポート４
の設置数、設置位置、形状、大きさ、方向性は図に限定
されるものではない。同様に噴射ノズル１０及び各バル
ブ３ａ，４ａについても図に限定されるものではない。
さらに、ピストンは上下方向に往復して摺動することと
して説明したが、左右方向、斜め方向に摺動させること
としてもかまわない。In each of the four steps described above, the intake valve 3a and the outflow valve 4a are opened and closed at the top dead center or the bottom dead center of the piston 7 in order to simplify the description. However, the present invention is not limited to this. Also, the intake port 3 and the outflow port 4
The number of installations, installation position, shape, size, and directionality are not limited to the figures. Similarly, the injection nozzle 10 and the valves 3a and 4a are not limited to those shown in the drawings.
Further, although the piston has been described as sliding back and forth in the vertical direction, it may be slid in the horizontal direction and the diagonal direction.
【００３８】水は、ピストン機関が空間部１１の容積を
拡大させる際の吸入行程における負圧現象にて吸入ポ
ート３から吸入されるが、液体であるため吸入が遅れる
可能性があり、吸入ポート３に送出手段を講じて水を空
間部１１に送ることとしてもかまわない。同様に、ＲＰ
Ｔによる爆発現象を終え、気液二相流となった天然ガス
と水との混合流体は、ピストン機関が空間部１１の容積
を縮小させる際の流出行程にて流出ポート４から流出
される。しかし、混合流体が水を含む気液二相流である
ため、混合流体の流出が遅れる場合には、流出手段を講
じて混合流体を流出させることとしてもかまわない。Water is sucked from the suction port 3 due to the negative pressure phenomenon in the suction stroke when the piston engine expands the volume of the space portion 11. However, since water is a liquid, the suction may be delayed, and the suction port may be delayed. Water may be sent to the space 11 by providing a sending means to the space 3. Similarly, RP
The mixed fluid of natural gas and water that has become the gas-liquid two-phase flow after the explosion phenomenon due to T is discharged from the outflow port 4 in the outflow stroke when the piston engine reduces the volume of the space 11. However, since the mixed fluid is a gas-liquid two-phase flow containing water, when the mixed fluid is delayed to flow out, an outflow means may be provided to cause the mixed fluid to flow out.
【００３９】水とＬＮＧとにおけるＲＰＴを利用したレ
シプロ型動力装置１ａは、第１液体を水、第２液体をＬ
ＰＧと限定して説明したが、それぞれ以下の液体とする
ことも可能である。第１液体は、第２液体よりも高温と
された液体とされ、例えば海水等を用いることができ
る。また、水等に添加物が加えられた水溶液としても可
能である。これらに代表される液体は、大量且つ容易に
入手可能な液体とすることが好適である。この第１液体
に混合される第２液体は、第１液体に対して低温とされ
た液体とされ、常温にて容易に気化可能な物性値を有し
ていることが好適である。つまり、標準状態にて気体状
態となる液化されたガスをいうものである。一例をあげ
ると、液化水素（ＬＨ2）、液化窒素（ＬＮ2）、液化酸
素（ＬＯ2）、液化ヘリウム（ＬＨｅ）、液化二酸化炭
素（ＬＣＯ2）、液化石油ガス（ＬＰＧ）、液化アルゴ
ン（ＬＡｒ）等があげられる。The reciprocating power unit 1a utilizing RPT in water and LNG has a first liquid as water and a second liquid as L.
Although the description has been limited to PG, the following liquids are also possible. The first liquid is a liquid whose temperature is higher than that of the second liquid, and seawater or the like can be used, for example. Further, an aqueous solution in which an additive is added to water or the like is also possible. Liquids typified by these are preferably liquids that are readily available in large quantities. It is preferable that the second liquid mixed with the first liquid is a liquid whose temperature is lower than that of the first liquid, and has a physical property value that can be easily vaporized at room temperature. That is, it means a liquefied gas that becomes a gas state in the standard state. As an example, liquid hydrogen (LH2 ), liquid nitrogen (LN2 ), liquid oxygen (LO2 ), liquid helium (LHe), liquid carbon dioxide (LCO2 ), liquid petroleum gas (LPG), liquid argon (LPG) LAr) and the like.
【００４０】以上説明したレシプロ型動力装置１ａによ
れば、ピストン７の上下往復運動によって、空間部１１
に水を導いて、流出させることを連続した行程にて行う
ことができ、ＲＰＴによる爆発エネルギーを的確に運動
エネルギーに変換することができる。また、空間部１１
に貯留される水の量、空間部１１の内部圧力、温度状態
等を両バルブ３ａ，４ａによって自由に調整することが
でき、これに合わせてＬＮＧ等の第２液体を的確且つ最
適量流出させることが可能となる。よって、より大きな
ＲＰＴによる爆発エネルギーを得ることができ、このエ
ネルギーをピストン機関によって運動エネルギーに変換
することができる。さらに、ＲＰＴ後に流出される混合
流体には天然ガスが生成されるので、ガス燃料として用
いることが可能となる。According to the reciprocating power unit 1a described above, the space 11 is generated by the vertical reciprocating motion of the piston 7.
It is possible to guide water to and to make it flow out in a continuous process, and it is possible to accurately convert the explosion energy by the RPT into kinetic energy. In addition, the space 11
The amount of water stored in the space, the internal pressure of the space portion 11, the temperature state, etc. can be freely adjusted by both valves 3a, 4a, and in accordance therewith, the second liquid such as LNG is caused to flow out accurately and optimally. It becomes possible. Therefore, larger RPT explosion energy can be obtained, and this energy can be converted into kinetic energy by the piston engine. Furthermore, since natural gas is generated in the mixed fluid discharged after RPT, it can be used as a gas fuel.
【００４１】さらに、ピストン機関からなるレシプロ型
動力装置によって変換出力される運動エネルギーは、ク
ランクシャフト５から出力される回転力であり、例えば
モーターを回転させることで電力を発生することができ
る。また、第１液体として用いられる水には、メタンの
冷熱エネルギーの一部が移動するので、冷水による冷房
システムが構築できる。また、このようなＲＰＴによる
動力装置は、送出される物質、換言すれば排出される物
質が水と別途燃焼に用いられる天然ガスなので、環境に
対してクリーンである。また、ＲＰＴによる爆発は、レ
シプロ型動力装置１ａの温度上昇を招くことはないの
で、冷却システムを動力装置の構造に加える必要はな
く、コンパクトな動力装置とすることができる。また、
温度上昇を伴わないため、冷却システムを必要としない
とともに各部品の熱膨張を考慮する必要がないため、容
易に各部品を製作することができ、コストの低下を導く
ことができる。Further, the kinetic energy converted and output by the reciprocating power unit composed of a piston engine is a rotational force output from the crankshaft 5, and electric power can be generated by rotating a motor, for example. Moreover, since a part of the cooling energy of methane moves to the water used as the first liquid, a cooling system using cold water can be constructed. In addition, such an RPT power plant is clean to the environment because the substance to be delivered, in other words, the substance to be discharged is natural gas used for combustion separately from water. Further, since the explosion due to the RPT does not cause the temperature of the reciprocating power unit 1a to rise, it is not necessary to add a cooling system to the structure of the power unit, and a compact power unit can be obtained. Also,
Since there is no increase in temperature, no cooling system is required and there is no need to consider the thermal expansion of each component, so that each component can be easily manufactured, leading to a reduction in cost.
【００４２】このようなレシプロ型動力装置１ａによっ
て、天然ガスを液化するために用いた液化動力は回収さ
れ、別のエネルギー形態として得ることができ、有効な
コジェネレーションシステムを構築することができる。With such a reciprocating power unit 1a, the liquefaction power used for liquefying natural gas can be recovered and obtained as another energy form, and an effective cogeneration system can be constructed.
【００４３】なお、第１の実施形態には４行程にてクラ
ンクシャフト５を２回転させる、吸入行程→縮小行程
→ＲＰＴ行程→流出行程の４サイクルのレシプロ
型動力装置１ａを示したが、変形例として吸入行程と
縮小行程とを同時に行い、ＲＰＴ行程と流出行程
とを同時に行う２サイクルのレシプロ型動力装置として
もかまわない。In the first embodiment, the reciprocating power unit 1a having four cycles of the intake stroke → reduction stroke → RPT stroke → outflow stroke, in which the crankshaft 5 is rotated twice in four strokes, is shown. As an example, a two-cycle reciprocating power plant may be used in which the suction stroke and the contraction stroke are simultaneously performed, and the RPT stroke and the outflow stroke are simultaneously performed.
【００４４】２サイクルのレシプロ型動力装置の場合、
ピストンの下方にあるクランクシャフトが設置されるク
ランクケースの内部が、ピストンの上昇に伴って負圧状
態となり、ここに水（第１液体）が吸入される。よっ
て、吸入とは空間部に水が吸入される場合と異なる。ピ
ストンが上昇しながらがクランクケースに水が吸入され
ると同時に、先に水が入っていた空間部の容積の縮小が
なされ、ピストンは上死点まで到達する。ピストンが上
死点に到達した段階においてＬＮＧ（第２液体）が流出
されて水とＬＮＧとの混合によるＲＰＴが発生する。こ
れにより、高圧力が発生してピストンを下方に押し下げ
てコンロッドを介してクランクシャフトを回転させる。
ピストンが摺動するシリンダの側面下部には吸入口と流
出口とがわずかな高低差をもって形成されており、ピス
トンが下死点に近づくにつれて、ピストンに塞がれてい
た流出口が開かれて、ＲＰＴ発生後の混合流体の流出が
なされる。さらにピストンが下降すると、シリンダ内部
の空間部につながる吸入口が開かれて、上述したクラン
クケース内の水がピストン上方に形成された空間部に吸
入される。以上説明した変形例によれば、冷熱エネルギ
ーを回収しつつ、構造の簡略化及びコンパクトな動力装
置が実現される。In the case of a two-cycle reciprocating power plant,
The inside of the crankcase in which the crankshaft below the piston is installed becomes a negative pressure state as the piston rises, and water (first liquid) is sucked into the inside. Therefore, inhalation is different from inhalation of water into the space. While the piston is moving up, water is sucked into the crankcase, and at the same time, the volume of the space where the water was previously contained is reduced, and the piston reaches the top dead center. When the piston reaches the top dead center, LNG (second liquid) flows out and RPT is generated by mixing water and LNG. As a result, a high pressure is generated and the piston is pushed down to rotate the crankshaft via the connecting rod.
An intake port and an outlet port are formed in the lower part of the side surface of the cylinder where the piston slides, with a slight height difference.As the piston approaches the bottom dead center, the outlet port closed by the piston opens. , The mixed fluid is discharged after the RPT is generated. When the piston further descends, the suction port connected to the space inside the cylinder is opened, and the water in the crankcase described above is sucked into the space formed above the piston. According to the modification described above, a power plant having a simplified structure and a compact size can be realized while recovering cold energy.
【００４５】［第２の実施形態］図３は、第２の実施形
態における動力装置を示し、作動及び構造を説明するロ
ータリー型動力装置の概略断面図である。図３におい
て、符号１ｂは、ローター７ａを有するロータリー型動
力装置１ｂ（動力装置）を示している。ローターハウジ
ング８ａ（容器）内にはシャフト５ａに対して偏心して
回転するローター７ａが収容される。ローターハウジン
グ８ａは、断面がまゆ形状とされており、この内壁とロ
ーター７ａとの隙間である空間部Ａ〜Ｒ（膨張室）にて
容積が変化する。ローターハウジング８ａの一側面に
は、第１液体である水が吸入される吸入ポート３ａ（吸
入口）と、混合流体が流出される流出ポート４ａ（流出
口）とが設けられる。さらに、各ポート３ａ，４ａに相
対するローターハウジング８ａの一側面には、第２液体
であるＬＮＧが流出される２つの噴射ノズル１０が設け
られる。これら噴射ノズル１０は、図示されないポンプ
に連通している。[Second Embodiment] FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a rotary power unit for explaining the operation and structure of the power unit according to the second embodiment. In FIG. 3, reference numeral 1b indicates a rotary power unit 1b (power unit) having a rotor 7a. The rotor housing 8a (container) accommodates a rotor 7a which is eccentrically rotated with respect to the shaft 5a. The rotor housing 8a has a cocoon-shaped cross section, and the volume changes in the space portions A to R (expansion chambers) which are the gaps between the inner wall and the rotor 7a. On one side surface of the rotor housing 8a, an intake port 3a (intake port) through which water as the first liquid is sucked and an outflow port 4a (outlet port) through which the mixed fluid flows out are provided. Further, on one side surface of the rotor housing 8a facing the ports 3a and 4a, two injection nozzles 10 through which LNG that is the second liquid flows out are provided. These injection nozzles 10 communicate with a pump (not shown).
【００４６】次にロータリー型動力装置１ｂによる動力
発生行程について説明する。図３（１）〜（６）には、
この行程が連続的に示されている。図３（２）の空間部
Ａの容積が次第にＢ→Ｃ→Ｄへと拡大するにつれて、吸
入ポート３ａから水（第１液体）が空間部Ａ→Ｂ→Ｃ→
Ｄへと流入される。なお、流入される水には空気を含ん
でもかまわない。また、ここで示される空間部Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄは、同一空間部である。Next, the power generation process by the rotary power unit 1b will be described. 3 (1) to (6),
This process is shown continuously. As the volume of the space A in FIG. 3 (2) gradually increases from B → C → D, water (first liquid) flows from the suction port 3a into the space A → B → C →.
Flowed into D. The inflowing water may contain air. In addition, the space portions A, B, shown here,
C and D are the same space part.
【００４７】空間部Ｅの段階において水の流入は止めら
れ、さらにローター７ａが回転することによって次第に
空間部Ｅが、Ｆ→Ｇ→Ｈ→Ｉへと縮小される。最小容積
となった空間部Ｉにおいて、噴射ノズル１０からＬＮＧ
（第２液体）が流出され、ＲＰＴによる爆発現象が生じ
る。爆発によって高圧力となった空間部Ｉは、ローター
７ａを回転させることで空間部Ｉの容積をＪ→Ｋ→Ｌへ
と徐々に拡大させる。（２）の空間部Ｍの容積に到達す
ると、ＲＰＴによって発生した水と天然ガスとの混合流
体が流出ポート４ａから流出され、空間部Ｍの容積が次
第にＮ→Ｏ→Ｐ→Ｑ→Ｒへと縮小されながら混合流体が
流出される。以上説明した行程がそれぞれに分けられた
３つの空間部にて繰り返され、ローター７ａの回転がな
される。At the stage of the space portion E, the inflow of water is stopped, and the rotor 7a is further rotated to gradually reduce the space portion E to F → G → H → I. In the space I having the smallest volume, the LNG from the injection nozzle 10
(Second liquid) flows out, causing an explosion phenomenon due to RPT. The space I having a high pressure due to the explosion gradually expands the volume of the space I from J → K → L by rotating the rotor 7a. When the volume of the space M of (2) is reached, the mixed fluid of water and natural gas generated by the RPT flows out from the outflow port 4a, and the volume of the space M gradually becomes N → O → P → Q → R. The mixed fluid is discharged while being reduced. The above-described process is repeated in each of the three space portions, and the rotor 7a is rotated.
【００４８】ローター７ａの中心部には内歯（図示せ
ず）が形成されており、この内歯とシャフト５ａの外周
に形成された外歯（図示せず）との噛み合わせによっ
て、ローター７ａの回転力がシャフト５ａに伝達され、
回転力による運動エネルギーがシャフト５ａから出力さ
れる。よって、空間部Ａ〜Ｅまでの間は水が吸入される
吸入行程、空間部Ｅ〜Ｉまでの間が縮小行程、空間部Ｉ
〜Ｌまでの間がＲＰＴによって空間部の容積拡大がなさ
れるＲＰＴ行程、空間部Ｍ〜Ｒまでの間は混合流体が流
出される流出行程となる。Inner teeth (not shown) are formed at the center of the rotor 7a, and the inner teeth and outer teeth (not shown) formed on the outer periphery of the shaft 5a mesh with each other to make the rotor 7a. Is transmitted to the shaft 5a,
Kinetic energy due to the rotational force is output from the shaft 5a. Therefore, a suction stroke in which water is sucked in the space portions A to E, a reduction stroke in the space portions E to I, and a space portion I
Up to L is the RPT process in which the volume of the space is expanded by the RPT, and between the spaces M to R is the outflow process in which the mixed fluid flows out.
【００４９】なお、本実施形態にて噴射ノズル１０は、
ローターハウジング８ａの側面に２つ設けることとして
説明したが、むろんこれに限定されるものではない。ま
た、第１液体を水、第２液体をＬＮＧと限定して説明し
たが、第１の実施形態と同様に別の液体とすることもよ
い。In this embodiment, the injection nozzle 10 is
Although it has been described that two rotor housings 8a are provided on the side surface, the present invention is not limited to this. Further, although the first liquid is limited to water and the second liquid is limited to LNG, the liquid may be another liquid as in the first embodiment.
【００５０】以上説明したロータリー型動力装置１ｂに
よれば、ＲＰＴによる爆発エネルギーを滑らかな回転エ
ネルギーとして得ることができる。また、第１の実施形
態と同様にクリーン、コンパクト且つ低コストな動力装
置として実現され、液化に用いられた液化動力の冷熱エ
ネルギーを回収して、有効なコジェネレーションシステ
ムを構築することができる。According to the rotary type power unit 1b described above, the explosion energy by the RPT can be obtained as smooth rotational energy. Further, as in the first embodiment, it is realized as a clean, compact and low-cost power plant, and the cold energy of the liquefaction power used for liquefaction can be recovered to construct an effective cogeneration system.
【００５１】なお、本実施形態の変形例として、以下の
構成としてもよい。ＲＰＴにおける爆発現象を引き起こ
すために、本動力装置１ｂはガソリンエンジン等のよう
な圧縮行程を必要としないこととしてもよい。従って、
空間部の縮小行程においてある程度の水または同時に吸
入された空気を抜くようにしても可能である。なぜな
ら、液体を圧縮するためには大きなエネルギーが必要と
されるためである。そのために、図３における噴射ノズ
ル１０付近のローターハウジング８ａ側面に孔（図示せ
ず）を形成することとしてもかまわない。ローター７ａ
の回転による空間部の縮小行程においてある程度の水を
この孔から抜くことが可能となり、図３（４）における
空間部ＩのＲＰＴ発生時において、孔はローター７ａの
側面にて閉じられて気密性は保持できる。このように構
成することで、空間部の容積縮小がなされる際の動力を
低減させることが可能となり、より効率の高いロータリ
ー型動力装置１ｂを導くことができる。As a modified example of this embodiment, the following configuration may be adopted. In order to cause an explosion phenomenon in the RPT, the power unit 1b may not require a compression stroke such as a gasoline engine. Therefore,
It is also possible to evacuate a certain amount of water or the air taken in at the same time in the reduction process of the space portion. This is because a large amount of energy is required to compress the liquid. Therefore, a hole (not shown) may be formed in the side surface of the rotor housing 8a near the injection nozzle 10 in FIG. Rotor 7a
It becomes possible to drain a certain amount of water from this hole in the contraction process of the space part due to the rotation of the hole, and when the RPT of the space part I in FIG. Can hold. With such a configuration, it is possible to reduce power when the volume of the space is reduced, and it is possible to guide the rotary power plant 1b with higher efficiency.
【００５２】以上説明した第１の実施形態及び第２の実
施形態は、出力変換手段として１つのピストン７または
１つのローター７ａ、及びこれらに付随する部品を有し
た構成を説明したが、この構成を並設させることとして
もよい。出力するシャフトを同一出力軸として構成する
ことで、安定した回転と、大容量、高出力な動力装置が
実現し、より多くの冷熱エネルギーを回収して再利用す
ることができる。In the first and second embodiments described above, the configuration having one piston 7 or one rotor 7a as an output converting means and components accompanying these has been described. May be provided in parallel. By configuring the output shafts as the same output shaft, stable rotation, a large-capacity, high-output power plant can be realized, and more cooling heat energy can be recovered and reused.
【００５３】［第３の実施形態］図４は、第３の実施形
態における動力装置を示し、図４（ａ）は第１の実施形
態または第２の実施形態の動力装置にタービンが備えら
れた概略図を示し、図４（ｂ）はＲＰＴ発生室にタービ
ンが備えられた概略図を示している。図４（ａ）におい
て、符号１は、レシプロ型動力装置またはロータリー型
動力装置とされた動力装置１を示し、この動力装置１に
は第１液体と第２液体とが吸入される吸入流Ｉｎと混合
液体が流出される流出流Ｅｘがある。この吸入流Ｉｎ
は、動力装置１に吸入される第１液体と第２液体との両
方を簡略化して示している。また、流出流Ｅｘは、動力
装置１のＲＰＴによって発生した気液二相流となった混
合流体をいう。送出流Ｅｘの下流側にはタービン１３が
設けられる。[Third Embodiment] FIG. 4 shows a power plant according to a third embodiment. FIG. 4 (a) shows the power plant of the first or second embodiment provided with a turbine. 4B shows a schematic view in which a turbine is provided in the RPT generating chamber. In FIG. 4A, reference numeral 1 indicates a power unit 1 which is a reciprocating type power unit or a rotary type power unit, and an intake flow In for sucking the first liquid and the second liquid into the power unit 1. There is an outflow stream Ex from which the mixed liquid flows out. This suction flow In
Shows a simplified representation of both the first liquid and the second liquid drawn into the power unit 1. Further, the outflow Ex is a mixed fluid that has become a gas-liquid two-phase flow generated by the RPT of the power unit 1. A turbine 13 is provided downstream of the delivery flow Ex.
【００５４】タービン１３は動力装置１から出力される
回転力によって高速回転作動するものであり、ここに混
合流体が流入されると、タービン１３内部に働く遠心力
によって混合流体は気体と液体とに分離される。つま
り、遠心力によって比重が重い液体はタービンの外周側
に移動し、タービン１３の外周に接する通路（図示せ
ず）からタービン１３の外部へと流出される。また、比
重が軽い気体は遠心力の影響をほとんど受けずにタービ
ン１３のほぼ中心側から流出される。なお、タービン１
３の回転動力は、動力装置１の動力とせずに、別途回転
力を得ることとしてもかまわない。あるいは、送出流Ｅ
ｘの流体エネルギーを利用してタービン１３を回転させ
ることとしてもよい。The turbine 13 is rotated at a high speed by the rotational force output from the power unit 1. When the mixed fluid flows into the turbine 13, the centrifugal force acting inside the turbine 13 causes the mixed fluid to become a gas and a liquid. To be separated. That is, the liquid having a large specific gravity moves to the outer peripheral side of the turbine due to the centrifugal force, and flows out of the turbine 13 from a passage (not shown) in contact with the outer peripheral of the turbine 13. Further, the gas having a low specific gravity is hardly affected by the centrifugal force and flows out from substantially the center side of the turbine 13. The turbine 1
The rotational power of 3 may be separately obtained without using the power of the power unit 1. Alternatively, the delivery flow E
The fluid energy of x may be used to rotate the turbine 13.
【００５５】このように、タービン１３を用いて動力装
置１から流出される混合流体を、気体と液体とに分離さ
せることによって、例えば天然ガス等の気体は、発電設
備等に送られて燃焼されてエネルギーを生み出すことが
できる。これは、ガス燃料が液体との混合状態では使用
できない問題点を解決している。また、タービン１３に
て分離された液体は、動力装置１に吸入される第１液体
と同等な状態となってタービン１３から流出されるの
で、再利用することも可能となる。また、このタービン
から流出された液体は、第２液体の冷熱エネルギーの一
部を保存しているため、冷房システム等に利用すること
ができる。As described above, by separating the mixed fluid flowing out from the power plant 1 into the gas and the liquid by using the turbine 13, a gas such as natural gas is sent to a power generation facility or the like and burned. Can generate energy. This solves the problem that gas fuel cannot be used in a mixed state with liquid. Further, the liquid separated by the turbine 13 flows out from the turbine 13 in a state equivalent to the first liquid sucked into the power plant 1, and therefore can be reused. Further, since the liquid flowing out from this turbine stores a part of the cold energy of the second liquid, it can be used for a cooling system or the like.
【００５６】また、動力装置１が移動手段の動力として
用いられた場合、気体は動力装置１と併用されるガスエ
ンジンに供給することができ、液体においては、大量に
積載することができない第１液体を効率よく再利用して
循環させ、第１液体の積載量を軽減することができる。
これによって、クリーン、高効率で且つコンパクトな移
動手段用の動力装置が実現できる。When the power unit 1 is used as power for the moving means, gas can be supplied to the gas engine used together with the power unit 1, and a large amount of liquid cannot be loaded. The liquid can be efficiently reused and circulated to reduce the loading amount of the first liquid.
As a result, a clean, highly efficient and compact power unit for the moving means can be realized.
【００５７】図４（ｂ）において、符号１４は、図４
（ａ）のレシプロ型動力装置またはロータリー型動力装
置とした動力装置１に対して、ＲＰＴ発生室１４とされ
るものである。よって、図４（ａ）と異なる点について
説明し、その他は図４（ａ）と同様であるためその説明
を省略する。ＲＰＴ発生室１４は、この容器内にてＲＰ
Ｔを発生させて高圧力を発生させるものである。容器内
には第１液体が貯留されて、この第１液体に第２液体が
ノズル（図示せず）から流出されて混合されることによ
ってＲＰＴが発生する装置である。よって動力装置を構
成するものである。このＲＰＴ発生室１４は、例えばガ
スタービンの燃焼器と同等な役目を担うものである。Ｒ
ＰＴによる爆発にて発生した高圧力流体の流れは、これ
に連通するタービン等（図示せず）にあてられ、膨張し
ながらタービンを回すこととなる。In FIG. 4 (b), reference numeral 14 designates FIG.
The RPT generating chamber 14 is provided for the power unit 1 which is the reciprocating power unit or the rotary power unit in (a). Therefore, different points from FIG. 4A will be described, and the other points are the same as those in FIG. 4A, and the description thereof will be omitted. The RPT generating chamber 14 is the RP inside this container.
T is generated to generate high pressure. The first liquid is stored in the container, and the RPT is generated by mixing the first liquid with the second liquid flowing out from a nozzle (not shown). Therefore, it constitutes a power plant. The RPT generating chamber 14 plays a role equivalent to that of a combustor of a gas turbine, for example. R
The flow of the high-pressure fluid generated by the PT explosion is applied to a turbine or the like (not shown) that communicates with the high-pressure fluid, and the turbine is rotated while expanding.
【００５８】よって、ＬＮＧ等の第２液体の冷熱エネル
ギーが、タービンの回転エネルギーに変換される。ＲＰ
Ｔ発生室１４から流出される流出流Ｅｘは、上述したタ
ービン回転による遠心力を利用して回転するタービン１
３にて気体と液体とに分離される。Therefore, the cold energy of the second liquid such as LNG is converted into the rotational energy of the turbine. RP
The outflow Ex that flows out from the T generation chamber 14 is the turbine 1 that rotates by utilizing the centrifugal force generated by the turbine rotation described above.
At 3, it is separated into gas and liquid.
【００５９】このような構成とすることで、ＲＰＴ発生
室１４から流出される混合流体の分離がなされ、気体の
有効的な利用方法を構築できるとともに、液体を再利用
あるいは冷熱エネルギーを再度回収することができる。With such a structure, the mixed fluid flowing out from the RPT generating chamber 14 can be separated, an effective utilization method of gas can be constructed, and the liquid can be reused or the cold energy can be recovered again. be able to.
【００６０】図５を用いて、本発明が実施された場合に
おけるＬＮＧの流れについて説明する。図５は本発明に
かかる天然ガスの輸送及び利よ方法について説明する流
れ図である。従来の天然ガスの輸送及び利用方法（図６
参照）において、貯蔵タンク２２からの利用方法が異な
るのでこの点について説明し、その他は同様であるため
説明を省略する。液化するために用いられた液化動力の
エネルギーを冷熱エネルギーとして保存したＬＮＧは、
貯蔵タンク２２から動力装置１に送られる。動力装置１
は、この外部から常温（約２０℃前後）の水Ｗ１を吸入
してＲＰＴによる動力を発生させた後、（約１０℃の）
温度低下がなされた水Ｗ２を消費者２４に送る。この
（１０℃の）温度低下した水Ｗ２は、消費者２４が使用
する冷房システムの冷媒として利用される。また、動力
装置１によって生成された天然ガス１００ｂは、発電設
備２３に送られて電力エネルギーを生み出すこととな
る。また、動力装置１におけるＲＰＴにて変換出力され
た運動エネルギーは、電力を発生させることが可能であ
り、この電力は消費者２４に送られる。The flow of LNG when the present invention is implemented will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flow chart illustrating a method of transporting and utilizing natural gas according to the present invention. Conventional natural gas transportation and usage (Fig. 6)
In the reference), the usage method from the storage tank 22 is different, and this point will be described. LNG, which stores the energy of the liquefaction power used for liquefying as cold energy,
It is sent from the storage tank 22 to the power unit 1. Power plant 1
After inhaling water W1 at room temperature (about 20 ° C) from outside to generate power by RPT, (about 10 ° C)
The water W2 whose temperature has been lowered is sent to the consumer 24. The water W2 whose temperature has dropped (at 10 ° C.) is used as a refrigerant for the cooling system used by the consumer 24. Further, the natural gas 100b generated by the power unit 1 is sent to the power generation facility 23 to generate electric power energy. Further, the kinetic energy converted and output by the RPT in the power plant 1 can generate electric power, and this electric power is sent to the consumer 24.
【００６１】このようにＬＮＧの冷熱エネルギーが動力
装置１によって回収されることは、年間５０万ｋＷの電
力を生み出すことが可能であり、換算して６００億円の
省エネルギー効果が期待できる。The recovery of LNG cold and heat energy by the power unit 1 as described above can generate an electric power of 500,000 kW per year, and an energy saving effect of 60 billion yen in conversion can be expected.
【００６２】ところで、以上説明した３つの実施形態
は、動力装置の一実施形態を示したものであり、これに
限定されるものではない。また、冷熱エネルギーの回収
と、第２液体の気体状態を利用することを説明したが、
例えば以下の使用方法としてもよい。動力装置に用いら
れる第２液体は、大気中に放出可能な例えば液化窒素、
液化酸素等を用いてＲＰＴを発生させることとしてもよ
い。この場合、移動手段の動力として用いることがで
き、コンパクトでシンプル且つ環境に適した動力装置と
なる。By the way, the above-mentioned three embodiments show one embodiment of the power plant, and the present invention is not limited to this. Moreover, although the recovery of cold energy and the use of the gas state of the second liquid have been described,
For example, the following usage method may be used. The second liquid used in the power plant is, for example, liquefied nitrogen that can be released into the atmosphere,
RPT may be generated using liquefied oxygen or the like. In this case, the power unit can be used as power for the moving means, and is a compact, simple, and environment-friendly power unit.
【００６３】[0063]
【発明の効果】本発明における動力装置は、以下の効果
を奏する。請求項１記載の動力装置は、第１液体が貯留
される容器と、第２液体が流出されるノズルと、爆発エ
ネルギーを出力に変換する出力変換手段と、爆発した後
の混合流体が流出される流出口とを備えているので、第
２液体に保存された冷熱エネルギーを回収して運動エネ
ルギーを得ることができ、大きな省エネルギー効果が期
待されるコジェネレーションシステムが実現可能とな
る。The power plant of the present invention has the following effects. The power unit according to claim 1 has a container for storing the first liquid, a nozzle for discharging the second liquid, an output converting means for converting explosion energy into an output, and a mixed fluid after the explosion. Since it is provided with an outflow port, the cold energy stored in the second liquid can be recovered to obtain kinetic energy, and a cogeneration system expected to have a large energy saving effect can be realized.
【００６４】請求項２記載の動力装置は、閉空間とされ
た膨張室内で第１液体と第２液体とを混合させ、この爆
発エネルギーを出力に変換する出力変換手段が備えられ
ているので、ＲＰＴによる爆発エネルギーを変換して出
力することが可能となり、冷熱エネルギーの回収が容易
におこなえるSince the power unit according to claim 2 is provided with the output conversion means for mixing the first liquid and the second liquid in the expansion chamber which is a closed space and converting the explosion energy into the output, Explosion energy by RPT can be converted and output, making it possible to easily recover cold energy.
【００６５】請求項３記載の動力装置は、少なくとも前
記容器内を摺動するピストンと、該ピストンにその一端
が連結されたロッドと、該ロッドの他端と連結されたク
ランクシャフトとを備えたピストン機関とされた出力変
換手段を備えているので、ＲＰＴによる爆発エネルギー
を、ピストンの往復運動を介してクランクシャフトから
運動エネルギーとして出力することができる。また、ピ
ストン機関の行程における第１液体の吸入、混合流体の
流出等を容易に調整することができ、最大なＲＰＴの爆
発エネルギーを導き出すことができ、効率の高い動力装
置を提供することができる。さらに、動力装置を移動手
段の動力源として用いることで、環境に適した動力装置
となる。A power plant according to a third aspect of the present invention comprises at least a piston that slides in the container, a rod whose one end is connected to the piston, and a crankshaft which is connected to the other end of the rod. Since the piston engine is provided with the output converting means, the explosion energy by the RPT can be output as kinetic energy from the crankshaft through the reciprocating motion of the piston. Further, the suction of the first liquid, the outflow of the mixed fluid, etc. in the stroke of the piston engine can be easily adjusted, the maximum explosion energy of RPT can be derived, and a highly efficient power plant can be provided. . Furthermore, by using the power unit as the power source of the moving means, the power unit is suitable for the environment.
【００６６】請求項４記載の動力装置は、容器内を偏心
して回転するローターを備えたロータリ機関の出力変換
手段を備えているので、ＲＰＴの爆発エネルギーがロー
ターの回転運動を発生させ、シャフトから運動エネルギ
ーを得ることができる。また、ローターの回転によって
出力される動力はスムーズなものとなり、安定したシン
プル且つ低コストな動力装置を提供することができる。
さらに、動力装置を移動手段の動力として用いること
で、環境に適した動力装置となる。Since the power unit according to claim 4 is provided with the output converting means of the rotary engine provided with the rotor which is eccentrically rotated in the container, the explosion energy of the RPT causes the rotational motion of the rotor to be generated from the shaft. You can get kinetic energy. Further, the power output by the rotation of the rotor becomes smooth, and a stable, simple and low-cost power unit can be provided.
Furthermore, by using the power unit as the power for the moving means, the power unit is suitable for the environment.
【００６７】請求項５記載の動力装置は、出力変換手段
が、爆発エネルギーによって回転するタービンとされて
いるので、軽量且つシンプルで高効率な動力装置とする
ことができる。In the power plant according to the fifth aspect, the output converting means is a turbine rotated by explosive energy, so that the power plant can be a lightweight, simple and highly efficient power plant.
【００６８】請求項６記載の動力装置は、ノズルが第２
液体を吐出する第２液体ポンプに連通しているので、状
態に合わせて的確に第１液体と混合させることが可能と
なり、冷熱エネルギーの回収効率のよい動力装置が実現
できる。In the power unit according to the sixth aspect, the nozzle is the second.
Since it is in communication with the second liquid pump that discharges the liquid, it is possible to mix the liquid with the first liquid appropriately according to the state, and it is possible to realize a power plant with a high efficiency of collecting cold energy.
【００６９】請求項７記載の動力装置は、第１液体が水
または海水とされ、第２液体が液化天然ガスまたは液化
水素とされているので、第１液体を汚染することなく大
量に使用することができ、冷熱エネルギーの一部を吸収
して再利用することができる。また、第２液体が気化さ
れた場合には、本来の使用目的であるガス燃料として利
用することができ、従来より廃棄されていた液化動力に
おける冷熱エネルギーの有効利用を実現することができ
る。In the power plant according to the seventh aspect, the first liquid is water or seawater, and the second liquid is liquefied natural gas or liquefied hydrogen. Therefore, the first liquid is used in a large amount without being contaminated. It is possible to absorb a part of cold energy and reuse it. In addition, when the second liquid is vaporized, it can be used as a gas fuel, which is the original purpose of use, and it is possible to realize effective use of cold heat energy in the liquefaction power that has been conventionally discarded.
【００７０】請求項８記載の動力装置は、第１液体と第
２液体との混合流体を気体と液体とに分離するタービン
が、流出口の下流側に設けられているので、ガス燃料を
単独で取り出すことが可能となり、有効な資源エネルギ
ーを生成して再利用を促すことができる。また、分離さ
れた液体は再び第１液体となり、再利用することができ
る。あるいは第２液体から冷熱エネルギーを受け取って
温度の低下がなされるので、冷房システム等に用いるこ
とができる。In the power plant according to the eighth aspect, the turbine for separating the mixed fluid of the first liquid and the second liquid into the gas and the liquid is provided on the downstream side of the outlet, so that the gas fuel alone is used. It is possible to take it out with, and it is possible to generate effective resource energy and promote reuse. Further, the separated liquid becomes the first liquid again and can be reused. Alternatively, since the cooling energy is received from the second liquid to lower the temperature, it can be used for a cooling system or the like.
【００７１】請求項９記載の発明によれば、これら請求
項にて記載した動力装置が、液化された燃料の貯蔵施設
と、燃料から得た燃焼用ガスを燃焼させてエネルギーを
得る発電設備との間に設けられるので、液化された燃料
の冷熱エネルギーを回収して燃焼用ガスを発電設備に送
ることができるとともに、冷熱エネルギーの一部が移動
して温度低下した第１液体を冷房システム等に利用する
ことができる。このように液化動力における冷熱エネル
ギーを再利用する高効率なコジェネレーションシステム
を構築することができる。According to the invention described in claim 9, the power plant described in these claims comprises a storage facility for liquefied fuel, and a power generation facility for burning the combustion gas obtained from the fuel to obtain energy. The cooling liquid of the liquefied fuel can be recovered and the combustion gas can be sent to the power generation facility, and the first liquid whose temperature has dropped due to the movement of a part of the cooling energy can be used for a cooling system or the like. Can be used for. In this way, a highly efficient cogeneration system that reuses cold energy in the liquefaction power can be constructed.
【００７２】請求項１０記載の発明によれば、第１液体
と第２液体とを混合させて爆発させる相変化は、ＲＰＴ
とされているので、冷熱エネルギーを有効に利用できる
とともに、環境に適した動力装置を提供することができ
る。According to the tenth aspect of the invention, the phase change in which the first liquid and the second liquid are mixed and exploded is
Therefore, it is possible to effectively use cold energy and to provide a power plant suitable for the environment.
【図１】 本発明にかかるＲＰＴの原理について説明す
る概念図を示し、図１（ａ）はＲＰＴの発生状態を説明
する概念図、図１（ｂ）は図１（ａ）の符号Ｚにおける
拡大図である。FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the principle of RPT according to the present invention, FIG. 1 (a) is a conceptual diagram for explaining an RPT occurrence state, and FIG. 1 (b) is a symbol Z in FIG. 1 (a). FIG.
【図２】 本発明の第１の実施形態における動力装置を
示し、４つの各行程を説明するレシプロ型動力装置の概
略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a reciprocating power plant showing the power plant according to the first embodiment of the present invention and explaining four strokes.
【図３】 本発明の第２の実施形態における動力装置を
示し、作動過程を説明するロータリー型動力装置の概略
断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a rotary power unit illustrating a power plant according to a second embodiment of the present invention and explaining an operating process.
【図４】 本発明の第３の実施形態における動力装置を
示し、図４（ａ）は第１の実施形態または第２の実施形
態の動力装置にタービンが備えられた概略構成図を示
し、図４（ｂ）はＲＰＴ発生室にタービンが備えられた
概略構成図である。FIG. 4 shows a power plant according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 4 (a) shows a schematic configuration diagram in which a turbine is provided in the power plant of the first embodiment or the second embodiment, FIG. 4B is a schematic configuration diagram in which a turbine is provided in the RPT generation chamber.
【図５】 本発明に係る天然ガスの輸送及び利用方法に
ついて説明する流れ図である。FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of transporting and utilizing natural gas according to the present invention.
【図６】 従来の天然ガスの輸送及び利用方法について
説明する流れ図である。FIG. 6 is a flowchart illustrating a conventional method for transporting and utilizing natural gas.
１ 動力装置１ａ レシプロ型動力装置（動力装置）１ｂ ロータリー型動力装置（動力装置）３ 吸入ポート３ａ 吸入バルブ４ 流出ポート（流出口）４ａ 流出バルブ５ クランクシャフト５ａ シャフト６ コンロッド（ロッド）７ ピストン７ａ ローター８ シリンダ（容器）８ａ ローターハウジング（容器）９ ポンプ（第２液体ポンプ）１０ 噴射ノズル（ノズル）１１ 空間部（膨張室）１３ タービン１４ ＲＰＴ発生室Ａ〜Ｒ 空間部（膨張室）1 power plant1a Reciprocating power unit (power unit)1b Rotary type power unit (power unit)3 suction ports3a Suction valve4 Outflow port (outlet)4a Outflow valve5 crankshaft5a shaft6 connecting rod7 pistons7a rotor8 cylinders (containers)8a rotor housing (container)9 pumps (second liquid pump)10 injection nozzle (nozzle)11 Space (expansion chamber)13 turbine14 RPT generation roomA to R space (expansion chamber)
─────────────────────────────────────────────────────フロントページの続き (72)発明者 中道 憲治 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内Ｆターム(参考） 3G081 BA06 BA07 BB00 BC16 DA03 ─────────────────────────────────────────────────── ───Continued front page (72) Inventor Kenji Nakamichi 3-5-1, 717-1, Fukahori-cho, Nagasaki-shi, Nagasaki Hishi Heavy Industries Ltd. Nagasaki Research CenterF term (reference) 3G081 BA06 BA07 BB00 BC16 DA03
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination | Free format text:JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date:20081007 |