ES2913703T3

ES2913703T3 - Sistema de generación de potencia con diferencia de características de medio de trabajo y método de generación de potencia con diferencia de características de medio de trabajo en el cual se usa dicho sistema de generación de potencia

Info

Publication number: ES2913703T3
Application number: ES19760178T
Authority: ES
Inventors: Takaitsu Kobayashi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-03-01
Filing date: 2019-02-07
Publication date: 2022-06-03
Anticipated expiration: 2039-02-07
Also published as: MD3587752T2; AU2019226944B2; HUE058733T2; US20200052555A1; IL276531B2; DOP2020000165A; CO2020010853A2; JOP20200207B1; SMT202200198T1; PH12020551288A1; GEP20227379B; JP2019152125A; IL276531A; SG11202007996SA; AU2019226944A1; EP3587752B1; IL276531B1; EP3587752A1; CN111712620A; BR112020015943A2

Abstract

Un sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo que usa energía térmica existente en un mundo natural, como una fuente térmica de un medio de trabajo, comprendiendo el sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo configuraciones A a D que se describen a continuación: A: se incluyen una primera línea (L1) de medio de trabajo que hace circular un primer medio (W1) de trabajo, y una segunda línea (L2) de medio de trabajo que hace circular un segundo medio (W2) de trabajo; B: se incluyen en la primera línea de medio de trabajo un primer intercambiador (1A) de calor para realizar intercambio térmico entre el primer medio de trabajo y un medio (h) de fuente térmica, un primer motor (2A) térmico configurado para extraer energía cinética desde el primer medio de trabajo calentado por el primer intercambiador de calor, y un primer generador (3A) de potencia configurado para convertir la energía cinética extraída por el primer motor térmico, en energía eléctrica; C: se incluyen en la segunda línea de medio de trabajo un segundo intercambiador (1B) de calor para realizar intercambio térmico entre el segundo medio de trabajo y un medio (h) de fuente térmica, un medio de suministro del tercer medio de trabajo; (5) configurado para suministrar un tercer medio (W3) de trabajo para ser mezclado con el segundo medio de trabajo calentado por el segundo intercambiador de calor, un medio (6) de mezcla configurado para mezclar el segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo, un segundo motor (2B) térmico configurado para extraer energía cinética desde el fluido mezclado del segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo, y un segundo generador (3B) de potencia configurado para convertir la energía cinética extraída por el segundo motor térmico, en energía eléctrica; y D: se incluye tanto en un lado corriente abajo del primer motor térmico de la primera línea de medio de trabajo como en un lado corriente abajo del segundo motor térmico en la segunda línea de medio de trabajo, un tercer intercambiador (1C) de calor para realizar intercambio térmico entre el primer medio de trabajo descargado desde el primer motor térmico, y fluido mezclado del segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo que se descarga desde el segundo motor térmico, y se incluye un medio (10) de descarga del tercer medio de trabajo para descargar el tercer medio de trabajo desde el tercer intercambiador de calor.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de generación de potencia con diferencia de características de medio de trabajo y método de generación de potencia con diferencia de características de medio de trabajo en el cual se usa dicho sistema de generación de potencia

Campo técnico

La presente invención se relaciona con un dispositivo de generación de potencia y un método de generación de potencia que convierte energía térmica extraída desde la energía renovable, en energía cinética a través de un medio de trabajo y convierte la energía cinética en energía eléctrica.

Técnica antecedente

Se han desarrollado convencionalmente diversos tipos de sistemas de generación de potencia y métodos de generación de potencia que finalmente convierten energía térmica existente en un mundo natural, tal como calor que usa agua tal como agua de mar, agua de río, o agua de lago, como una fuente de calor, calor solar, calor geotérmico, o calor del aire (atmosférico), que es energía renovable, en energía eléctrica a través de un medio de trabajo.

En tal sistema de generación de potencia que usa energía térmica en un mundo natural, se usa un ciclo térmico tal como ciclo de Rankine o ciclo de Kalina como un ciclo que hace circular un medio de trabajo que incluye fluido. Estos ciclos térmicos incluyen un proceso de calentamiento y evaporación de un medio de trabajo usando energía térmica en un mundo natural como una fuente térmica, un proceso de conversión de la energía térmica en energía cinética usando el medio de trabajo gaseoso en un motor térmico, y convirtiendo además la energía cinética en energía eléctrica, y un proceso de enfriamiento y condensación del medio de trabajo usado usando una fuente fría.

De este modo, al realizar intercambio térmico con el medio de trabajo usado, un medio de fuente fría obtiene energía térmica desde el medio de trabajo. Si se puede generar energía eléctrica utilizando de manera efectiva la energía térmica obtenida por el medio de fuente fría, la energía térmica en un mundo natural se puede convertir en energía eléctrica sin pérdidas. De este modo, se desea tal sistema y método.

Por ejemplo, la literatura de patente 1 descrita a continuación divulga un sistema de generación de potencia y un método de generación de potencia en lo que respecta a un medio de fuente fría como un agente de calentamiento de un medio de trabajo, y da energía térmica obtenida por el medio de fuente fría desde el medio de trabajo usado, de nuevo al medio de trabajo.

Además, la literatura de patente 2 descrita a continuación divulga un sistema de generación de potencia y un método de generación de potencia que usan dos tipos de ciclos térmicos, transmiten energía térmica de un medio de trabajo usado de un ciclo térmico, a un medio de trabajo de otro ciclo térmico, es decir, a un medio de fuente fría de un medio de trabajo, y permiten que la generación de potencia sea realizada también por el medio de fuente fría. Además los documentos EP2754861 A1, EP3167166 A1 y JP2015 178923 divulgan sistemas de generación de potencia con ciclos térmicos acoplados.

Lista de citas

Literatura de patente

Literatura de patente 1: JP 2015-523491 A

Literatura de patente 2: JP 2016-510379 A

Resumen de invención

Problema técnico

De acuerdo con el sistema de generación de potencia y el método de generación de potencia que se divulgan en la literatura de patente 1 descrita anteriormente, la energía térmica propiedad de un medio de trabajo usado se puede reutilizar, pero hay un punto tan problemático que, a menos que un medio de fuente fría (agente de calentamiento) se caliente además por una fuente térmica para la reutilización, la energía térmica efectiva no puede transmitirse al medio de trabajo.

De este modo, mientras que la energía térmica que va a ser generada puede ahorrarse en el caso de usar energía térmica generada artificialmente por combustión o similar, como una fuente térmica, no puede obtenerse un uso de energía térmica especialmente efectiva en el caso de usar energía térmica en un mundo natural como una fuente térmica.

En contraste con esto, de acuerdo con el sistema de generación de potencia y el método de generación de potencia divulgados en la literatura de patente 2 descrita anteriormente, hay tal ventaja de que la energía térmica propiedad de un medio de trabajo usado de un ciclo térmico puede transmitirse a un medio de trabajo de otro ciclo térmico que sirve como un medio de fuente fría, y la energía térmica se puede usar directamente en el otro ciclo térmico.

No obstante, en el sistema de generación de potencia y el método de generación de potencia divulgados en la literatura de patente 2 descritos anteriormente, hay un punto tan problemático que se requiere que el hidrógeno y oxígeno se quemen en un ciclo térmico, es decir, eventualmente se requiere que nueva energía térmica se genere artificialmente.

Solución al problema

La presente invención proporciona un sistema de generación de potencia altamente eficiente y método de generación de potencia que puede usar de manera compuesta dos ciclos térmicos y tres medios de trabajo, transmitir de manera efectiva energía térmica desde un medio de trabajo de un ciclo térmico a un medio de trabajo de otro ciclo térmico mientras que se utiliza una propiedad de cada medio de trabajo, convertir la energía térmica dada en energía cinética mediante la cooperación de dos tipos de medios de trabajo, y eventualmente convertir la energía cinética en energía eléctrica.

El sistema de generación de potencia de acuerdo con la invención se describe en la reivindicación 1 y el método de generación de potencia correspondiente se describe en la reivindicación 8.

En resumen, un sistema de generación de potencia de acuerdo con la presente invención es un sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo que usa energía térmica existente en un mundo natural, como una fuente térmica de un medio de trabajo, y que incluye configuraciones A a D que se describen a continuación:

A: se incluyen una primera línea de medio de trabajo que hace circular un primer medio de trabajo, y una segunda línea de medio de trabajo que hace circular un segundo medio de trabajo;

B: se incluyen en la primera línea de medio de trabajo un primer intercambiador de calor para realizar intercambio térmico entre el primer medio de trabajo y un medio de fuente térmica, un primer motor térmico configurado para extraer energía cinética desde el primer medio de trabajo calentado por el primer intercambiador de calor, y un primer generador de potencia configurado para convertir la energía cinética extraída por el primer motor térmico, en energía eléctrica;

C: se incluyen en la segunda línea de medio de trabajo un segundo intercambiador de calor para realizar intercambio térmico entre el segundo medio de trabajo y un medio de fuente térmica, un medio de suministro del tercer medio de trabajo configurado para suministrar un tercer medio de trabajo para ser mezclado con el segundo medio de trabajo calentado por el segundo intercambiador de calor, un medio de mezcla configurado para mezclar el segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo, un segundo motor térmico configurado para extraer energía cinética desde el fluido mezclado del segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo, y un segundo generador de potencia configurado para convertir la energía cinética extraída por el segundo motor térmico, en energía eléctrica; y

D: se incluye tanto en un lado corriente abajo del primer motor térmico de la primera línea de medio de trabajo como en un lado corriente abajo del segundo motor térmico en la segunda línea de medio de trabajo, un tercer intercambiador de calor para realizar intercambio térmico entre el primer medio de trabajo descargado desde el primer motor térmico, y el fluido mezclado del segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo que se descarga desde el segundo motor térmico, y se incluye un medio de descarga del tercer medio de trabajo para descargar el tercer medio de trabajo al tercer intercambiador de calor.

Preferiblemente, se incluye un compactador configurado para compactar fluido mezclado del segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo entre el medio de mezcla y el segundo motor térmico en la segunda línea de medio de trabajo. La energía cinética puede ser de esa manera extraída con seguridad por el segundo motor térmico desde el fluido mezclado del segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo.

Además, tanto el primer motor térmico como el segundo motor térmico son motores de combustión externa. La energía térmica de cada uno de los medios de trabajo se puede convertir de esa manera en energía cinética sin involucrar combustión.

Además, una fuente térmica de un medio de fuente térmica que fluye hacia el primer intercambiador de calor y una fuente térmica de un medio de fuente térmica que fluye hacia el segundo intercambiador de calor son comunes. La energía térmica en un mundo natural se puede de esa manera usar de manera eficiente y todo el sistema se puede hacer compacto.

Preferiblemente, el primer generador de potencia tiene una configuración que incluye una zona de imán permanente en uno de un cilindro y un pistón, que incluye una zona de bobina electrogénica en otro de los mismos, y que incluye el primer motor térmico. De manera similar, el segundo generador de potencia tiene una configuración que incluye una zona de imán permanente en uno de un cilindro y un pistón, que incluye una zona de bobina electrogénica en otro de los mismos, y que incluye el segundo motor térmico. La energía térmica se puede de esa manera convertir eventualmente en energía eléctrica de manera altamente eficiente, y el sistema se puede hacer compacto.

Más preferiblemente, se usa un generador de potencia común como el primer generador de potencia y el segundo generador de potencia. El sistema se puede de esa manera hacer compacto.

Un método de generación de potencia de acuerdo con la presente invención es un método de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo que usa el sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo descrito anteriormente, y el método de generación de potencia incluye usar un fluido que tiene un punto de ebullición inferior a una temperatura de un medio de fuente térmica que fluye hacia el primer intercambiador de calor, como el primer medio de trabajo, usar un fluido que tiene un punto de ebullición superior a una temperatura de un medio de fuente térmica que fluye hacia el segundo intercambiador de calor, como el segundo medio de trabajo, y usar un fluido que tiene un punto de ebullición inferior a un punto de congelación del segundo medio de trabajo, como el tercer medio de trabajo.

Por ejemplo, se usa pentano, isobutano, amoníaco, mezcla de amoníaco y agua, o Hidroclorofluorocarbono como el primer medio de trabajo, se usa agua como el segundo medio de trabajo, y se usa aire como el tercer medio de trabajo.

Además, en un medio de mezcla configurado para mezclar el segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo, se asperja una gotita del segundo medio de trabajo en el tercer medio de trabajo. La energía térmica propiedad del tercer medio de trabajo se mantiene de esa manera parcialmente segura en la gotita del segundo medio de trabajo como calor latente de evaporación, y la densidad del tercer medio de trabajo se hace más alta.

Preferiblemente, después de que se complementa la presión disminuida por aspersión de la gotita del segundo medio de trabajo en el tercer medio de trabajo, se suministra fluido mezclado del segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo al segundo motor térmico. La energía térmica del fluido mezclado del segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo se puede de esa manera usar de manera efectiva.

Más preferiblemente, la complementación de la presión disminuida se realiza en un proceso de suministro desde el medio de mezcla al segundo motor térmico.

Además, en un proceso de suministro al segundo motor térmico, se suministra fluido mezclado del segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo, y se suministra además el segundo medio de trabajo. La densidad del tercer medio de trabajo se puede de esa manera hacer más alta.

Efectos ventajosos de invención

De acuerdo con un sistema de generación de potencia y un método de generación de potencia de acuerdo con la presente invención, se pueden usar de manera compuesta dos ciclos térmicos y tres medios de trabajo, la energía térmica se puede transmitir de manera efectiva desde un medio de trabajo de un ciclo térmico a un medio de trabajo de otro ciclo térmico mientras que se utiliza una propiedad de cada medio de trabajo, e incluso si la energía térmica es de bajo nivel, la energía térmica se puede convertir en energía cinética mediante la cooperación de dos tipos de medios de trabajo, y eventualmente en energía eléctrica.

De este modo, la energía térmica que debe darse a cada medio de trabajo puede cubrirse solo mediante energía térmica en un mundo natural, y la energía térmica dada puede usarse con economía, de tal manera que la energía eléctrica puede obtenerse de manera segura a bajo coste sin aplicar una carga ambiental.

Además, si se usa agua de mar como una fuente térmica, por ejemplo, se puede reducir la temperatura recientemente creciente del agua de mar, y en consecuencia se pueden reducir la ocurrencia anómala tal como tifón y monzón que se produce por un aumento de temperatura de agua de mar, contribuyendo de esa manera a la mejora del medio ambiente mundial

Breve descripción de dibujos

La figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con una primera realización.

La figura 2 es un diagrama esquemático de un sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con una segunda realización.

La figura 3 es un diagrama esquemático de un sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con una tercera realización.

La figura 4 es un diagrama esquemático de un sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con una cuarta realización.

La figura 5 es un diagrama esquemático de un medio de mezcla de un segundo medio de trabajo y un tercer medio de trabajo.

La figura 6A es una vista en sección transversal vertical que ilustra un estado en el suministro de un primer medio de trabajo en un generador de potencia que tiene una estructura de cilindro de presión de gas.

La figura 6B es una vista en sección transversal vertical que ilustra un estado en el suministro de gas de mezcla de un segundo medio de trabajo y un tercer medio de trabajo en un generador de potencia que tiene una estructura de cilindro de presión de gas.

La figura 6C es una vista en sección transversal vertical que ilustra un estado en la descarga de un primer medio de trabajo en un generador de potencia que tiene una estructura de cilindro de presión de gas.

La figura 6D es una vista en sección transversal vertical que ilustra un estado en la descarga de gas de mezcla de un segundo medio de trabajo y un tercer medio de trabajo en un generador de potencia que tiene una estructura de cilindro de presión de gas.

La figura 7A es una vista en sección transversal vertical que ilustra un estado en el suministro de gas de mezcla de un segundo medio de trabajo y un tercer medio de trabajo en un generador de potencia que tiene una estructura de cilindro de presión de gas.

La figura 7B es una vista en sección transversal vertical que ilustra un estado en el suministro de manera adicional de un segundo medio de trabajo en un generador de potencia que tiene una estructura de cilindro de presión de gas.

La figura 7C es una vista en sección transversal vertical que ilustra un estado en la descarga de gas de mezcla de un segundo medio de trabajo y un tercer medio de trabajo (incluyendo el segundo medio de trabajo añadido) en un generador de potencia que tiene una estructura de cilindro de presión de gas.

Descripción de realizaciones

De aquí en adelante, se describirá el mejor modo de acuerdo con la presente invención con base en las figuras 1 a 7

<Configuración básica de sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo>

Un sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con la presente invención supone que la energía térmica existente en un mundo natural se usa como una fuente térmica de un medio de trabajo. Aquí, la energía térmica existente en un mundo natural se refiere al calor que usa agua tal como agua de mar, agua de río, o agua de lago, como una fuente de calor, calor solar, calor geotérmico, calor del aire (atmosférico), o similares. En otras palabras, la energía térmica existente en un mundo natural se refiere a la energía térmica que existe en un mundo natural y es renovable en un período relativamente corto.

Como se ilustra en las figuras 1 a 4, el sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con la presente invención incluye una primera línea L1 de medio de trabajo que hace circular un primer medio W1 de trabajo, y una segunda línea L2 de medio de trabajo que hace circular un segundo medio W2 de trabajo. Esta primera y segunda líneas L1 y L2 de medio de trabajo son tuberías que incluyen conductos, tubos, y similares conocidos, y la generación de potencia se realiza mediante la primera y segunda líneas L1 y L2 de medio de trabajo usando dos ciclos térmicos como se describe más adelante.

Además, en las figuras 1 a 4, una flecha sombreada indica la circulación del primer medio W1 de trabajo, una flecha negra con relleno indica la circulación del segundo medio W2 de trabajo, una flecha blanca sin relleno indica la circulación de un tercer medio W3 de trabajo, y una flecha gris con relleno indica la circulación de fluido mezclado del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo.

Se describirá en detalle una configuración en la primera línea L1 de medio de trabajo y una configuración en la segunda línea L2 de medio de trabajo. En primer lugar, la configuración en la primera línea L1 de medio de trabajo incluye un primer intercambiador 1A de calor para realizar intercambio térmico entre el primer medio W1 de trabajo y un medio h de fuente térmica, un primer motor 2A térmico que extrae energía cinética desde el primer medio W1 de trabajo calentado por el primer intercambiador 1A de calor, y un primer generador 3A de potencia que convierte la energía cinética extraída por el primer motor 2A térmico, en energía eléctrica.

En contraste con esto, la configuración en la segunda línea L2 de medio de trabajo incluye un segundo intercambiador 1B de calor para realizar intercambio térmico entre el segundo medio W2 de trabajo y el medio h de fuente térmica, un medio 5 de suministro del tercer medio de trabajo que suministra el tercer medio W3 de trabajo para ser mezclado con el segundo medio W2 de trabajo calentado por el segundo intercambiador 1B de calor, un medio 6 de mezcla que mezcla el segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo, un segundo motor 2B térmico que extrae energía cinética desde el fluido mezclado (W2 W3) del segundo medio W2 de trabajo y del tercer medio W3 de trabajo, y un segundo generador 3B de potencia que convierte la energía cinética extraída por el segundo motor 2B térmico, en energía eléctrica.

Además, es preferible que tanto el primer motor 2A térmico en la primera línea L1 de medio de trabajo como el segundo motor 2B térmico en la segunda línea L2 de medio de trabajo sean motores de combustión externa tales como, por ejemplo, turbinas estructuradas de combustión externa tales como turbinas de vapor conocidas, pistones libres conocidos, giratorios conocidos, o similares. Esto se debe a que un motor de combustión externa puede extraer energía cinética basada en la expansión de un medio de trabajo en sí mismo sin involucrar la combustión, y utilizar de manera efectiva la energía térmica existente en el mundo natural. No obstante, la presente invención no excluye usar un motor de combustión interna como el primer motor 2A térmico y/o el segundo motor 2B térmico.

Además, se incluye tanto en el lado corriente abajo del primer motor 2A térmico en la primera línea L1 de medio de trabajo como en el lado corriente abajo del segundo motor 2B térmico en la segunda línea L2 de medio de trabajo, un tercer intercambiador 1C de calor para realizar intercambio térmico entre el primer medio W1 de trabajo descargado desde el primer motor 2A térmico, y el fluido mezclado del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo que se descarga desde el segundo motor 2B térmico, y se incluye un medio 10 de descarga del tercer medio de trabajo para descargar el tercer medio W3 de trabajo desde el tercer intercambiador 1C de calor.

Además, se incluye una primera bomba 4A para hacer circular el primer medio W1 de trabajo que está en un estado líquido entre el tercer intercambiador 1C de calor y el primer intercambiador 1A de calor en la primera línea L1 de medio de trabajo, y se incluye una segunda bomba 4B para hacer circular el segundo medio W2 de trabajo que está en un estado líquido entre el segundo intercambiador 1B de calor y el medio 6 de mezcla en la segunda línea L2 de medio de trabajo. Además, preferiblemente, se usa una bomba de presión como la segunda bomba 4B, y después de que la presión se aplica al segundo medio W2 de trabajo, el segundo medio W2 de trabajo se suministra al medio 6 de mezcla.

Aquí, se describirá cada uno de los medios W1, W2, y W3 de trabajo. Como el primer medio W1 de trabajo, se usa un fluido que tiene un punto de ebullición inferior a la temperatura del medio h de fuente térmica que fluye hacia el primer intercambiador 1A de calor. De este modo, el primer medio W1 de trabajo es calentado y evaporado por el primer intercambiador 1A de calor, y suministrado como gas al primer motor 2A térmico. Además, como el segundo medio W2 de trabajo, se usa un fluido que tiene un punto de ebullición superior y un punto de fusión inferior a la temperatura del medio h de fuente térmica que fluye hacia el segundo intercambiador 1B de calor. De este modo, el segundo medio W2 de trabajo se suministra al medio 6 de mezcla mientras que permanece como líquido incluso después de ser calentado por el segundo intercambiador 1B de calor. Además, como el tercer medio W3 de trabajo, se usa un fluido que tiene un punto de ebullición inferior a un punto de congelación del segundo medio W2 de trabajo. De este modo, el tercer medio W3 de trabajo es gas a la temperatura a la cual al menos el segundo medio W2 de trabajo es líquido.

Como el primer medio W1 de trabajo, se puede usar el fluido usado en un sistema de generación de potencia binario conocido, y por ejemplo, se usa pentano, isobutano, amoníaco, mezcla de amoníaco y agua, o Hidroclorofluorocarbono. Además, como el segundo medio W2 de trabajo, por ejemplo, se puede usar agua, y como el tercer medio de trabajo, por ejemplo, se puede usar aire (atmósfera).

Como se ilustra en la figura 5, el medio 6 de mezcla descrito anteriormente tiene un espacio 6a cerrado, y en el espacio 6a cerrado, mezcla el tercer medio W3 de trabajo suministrado a través del medio 5 de suministro del tercer medio de trabajo, y el segundo medio W2 de trabajo suministrado a través de un medio 7 de suministro del segundo medio de trabajo.

Preferiblemente, el medio 7 de suministro del segundo medio de trabajo incluye un medio de aspersión tal como una boquilla, y mezcla el segundo medio W2 de trabajo con el tercer medio W3 de trabajo para hacer un gas de mezcla asperjando gotitas del segundo medio W2 de trabajo que es líquido, en el tercer medio W3 de trabajo que es gas. En otras palabras, las gotitas del segundo medio W2 de trabajo mezcladas con el tercer medio W3 de trabajo se ponen en contacto gas-líquido con el tercer medio W3 de trabajo, extraen energía térmica del tercer medio W3 de trabajo, y existen en el tercer medio W3 de trabajo mientras que se mantiene la energía térmica como calor latente de evaporación. En este momento, el volumen del tercer medio W3 de trabajo disminuye y la densidad del mismo se vuelve más alta.

Además, más preferiblemente, el medio 6 de mezcla incluye un medio 9 de complementación de presión diferencial, es decir, un medio para complementar presión (presión diferencial) disminuida por la mezcla del segundo medio W2 de trabajo con el tercer medio W3 de trabajo. Como el medio 9 de complementación de presión diferencial, puede usarse un soplador de aire conocido tal como un ventilador de presión, un ventilador, o un soplador, o un compresor conocido.

Además, en la segunda línea L2 de medio de trabajo, se incluye un compactador 8 entre el medio 6 de mezcla y el segundo motor 2B térmico, y se suministra gas de mezcla del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo al segundo motor 2B térmico después de ser ajustado a la presión adecuada. Aquí, en la presente invención, la densidad del tercer medio W3 de trabajo incluyendo el segundo medio W2 de trabajo puede hacerse alta mediante el medio 6 de mezcla, y la energía cinética puede extraerse de manera efectiva mediante el segundo motor 2B térmico sin aplicar una presión excesiva. Además, en la presente invención, si la presión puede ajustarse a la presión adecuada mediante el medio 6 de mezcla, el compactador 8 puede omitirse arbitrariamente de acuerdo con la implementación.

El sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con la presente invención que incluye la configuración básica descrita anteriormente usa de manera compuesta dos ciclos térmicos que se basan en la primera línea L1 de medio de trabajo y la segunda línea L2 de medio de trabajo, y tres medios de trabajo del primer medio W1 de trabajo, el segundo medio W2 de trabajo, y el tercer medio W3 de trabajo.

Luego, utilizando la propiedad de cada uno de los medios W1, W2, y W3 de trabajo, la energía térmica se puede transmitir de manera efectiva desde el primer medio W1 de trabajo que hace circular la primera línea L1 de medio de trabajo hasta el segundo medio W2 de trabajo que hace circular la segunda línea L2 de medio de trabajo, y el segundo motor 2B térmico puede convertir la energía térmica dada en energía cinética en cooperación del segundo medio W2 de trabajo y del tercer medio W3 de trabajo, y el segundo generador 3B de potencia puede eventualmente convertir la energía cinética en energía eléctrica.

<Configuración detallada de sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo>

La figura 1 ilustra una primera realización del sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con la presente invención, y de manera similar, la figura 2 ilustra una segunda realización, la figura 3 ilustra una tercera realización, y la figura 4 ilustra una cuarta realización. En cada una de estas realizaciones, la energía térmica que usa agua tal como agua de mar, entre energías térmicas existentes en el mundo natural, como una fuente de calor, puede usarse como una fuente H térmica común del primer intercambiador 1A de calor y el segundo intercambiador 1B de calor, la energía térmica en el mundo natural se puede usar de manera efectiva, y todo el sistema se puede hacer compacto. No obstante, la presente invención no se limita a esto, y se puede usar otra energía térmica existente en el mundo natural, tal como, por ejemplo, calor solar, calor geotérmico, o calor del aire como la fuente H térmica, y se pueden usar diferentes energías térmicas en el mundo natural como la fuente H térmica en el primer intercambiador 1A de calor y la fuente H térmica en el segundo intercambiador 1B de calor. De aquí en adelante, se describirá la configuración detallada con base en cada realización.

Un sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de la primera realización incluye la configuración básica descrita anteriormente tal cual. Además, se supone que la atmósfera (aire) se usa como el tercer medio W3 de trabajo, el medio 5 de suministro del tercer medio de trabajo toma y suministra atmósfera al medio 6 de mezcla, y el medio 10 de descarga del tercer medio de trabajo descargan directamente el tercer medio W3 de trabajo desde el tercer intercambiador 1C de calor a la atmósfera.

Además, como el primer generador 3A de potencia y el segundo generador 3B de potencia, se pueden usar generadores de potencia conocidos tales como un generador de potencia de turbina, o generadores de potencia que tienen una estructura de cilindro de presión de gas de la tercera realización, que se describirá más adelante, también se pueden usar.

Cuando se usa un generador de potencia que tiene una estructura de cilindro de presión de gas como el primer generador 3A de potencia, el primer medio W1 de trabajo se suministra alternativamente a una cámara de presión de gas izquierda y a una cámara de presión de gas derecha, y de manera similar, cuando un generador de potencia que tiene una estructura de cilindro de presión de gas se usa como el segundo generador 3B de potencia, el gas de mezcla (W2 W3) del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo se suministra alternativamente a la cámara de presión de gas izquierda y a la cámara de presión de gas derecha.

En lugar de la configuración de incluir por separado el primer generador 3A de potencia y el segundo generador 3B de potencia en la primera línea L1 de medio de trabajo y en la segunda línea L2 de medio de trabajo, como en el sistema de la primera realización, un sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de la segunda realización tiene una configuración de incluir un generador de potencia común (que sirve tanto como el primer generador de potencia como el segundo generador de potencia: 3A 3B) 3C que sirve como estos primer y segundo generadores 3A y 3B de potencia.

Se puede usar un generador de potencia conocido como el generador 3C de potencia, y la energía eléctrica se obtiene usando energía cinética convertida desde energía térmica del primer medio W1 de trabajo, y energía cinética convertida desde energía térmica de gas de mezcla del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo. Preferiblemente, si se usa un generador de potencia que tiene una estructura de cilindro de presión de gas, que se describirá en la tercera realización, la generación de potencia se puede realizar de manera eficiente.

Además, en la presente realización, el segundo medio W2 de trabajo es suministrado por el medio 7 de suministro del segundo medio de trabajo no solo al medio 6 de mezcla sino también al compactador 8. La configuración se puede aplicar naturalmente también a la primera realización descrita anteriormente, y la tercera realización y la cuarta realización, que se describirán más adelante.

Además, en la presente realización, la atmósfera no se usa como el tercer medio W3 de trabajo, y se incluye una tercera línea L3 de medio de trabajo suponiendo que se usa otro fluido que es gas a temperatura ambiente y que tiene un punto de ebullición inferior al punto de congelación del segundo medio W2 de trabajo. La tercera línea l3 de medio de trabajo se puede aplicar naturalmente también a la primera realización descrita anteriormente, y la tercera realización y la cuarta realización, que se describirán más adelante. Además, la tercera línea L3 de medio de trabajo también es una tubería que incluye un conducto, un tubo, y similares conocidos.

Para lograr además la eficiencia y un sistema compacto más que la primera y segunda realizaciones, un sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de la tercera realización incluye un generador de potencia (que sirve como el primer y segundo generadores de potencia, el primer y segundo motores térmicos, y el compactador: 2A 2B 3A 3B 8) 3D que tiene las funciones del primer y segundo generadores 3A y 3B de potencia, el primer y segundo motores 2A y 2B térmicos, y el compactador 8. En otras palabras, un generador de potencia incluye una función de un motor térmico, y además incluye una función de un compactador, y el generador de potencia incluye el primer generador 3A de potencia y el segundo generador 3B de potencia.

El generador 3D de potencia se describirá en detalle. Como se ilustra en las figuras 6A a 6D, el generador 3D de potencia tiene una estructura de cilindro de presión de gas de aplicación de manera alternativa de presión de gas en una cámara 14 de presión de gas izquierda que entra en contacto con una pared 12 de extremo izquierdo de un cilindro 11, y presión de gas en una cámara 15 de presión de gas derecha que entra en contacto con la pared 13 de extremo derecho a un pistón (pistón libre) 16 en el cilindro 11, y alternando el pistón 16 en una dirección de línea de eje.

Además, se forma una zona 19 de imán permanente entre una superficie 17 receptora de presión izquierda que entra en contacto con la cámara 14 de presión de gas izquierda del pistón 16, y una superficie 18 receptora de presión derecha que entra en contacto con la cámara 15 de presión de gas derecha, una zona 21 de bobina electrogénica que se extiende sobre las cámaras 14 y 15 de presión de gas izquierda y derecha se forma en una pared cilíndrica entre las paredes 12 y 13 de extremo izquierdo y derecho del cilindro 11, y la generación de potencia en la zona 21 de bobina electrogénica es inducida por la alternancia en la dirección de línea de eje del pistón 16 que tiene la zona 19 de imán permanente. Además, en contraposición a la configuración anterior, también se puede emplear arbitrariamente de acuerdo con la implementación una configuración que incluya una zona de bobina electrogénica en el lado de pistón 16, y una zona de imán permanente en el lado de cilindro 11.

Además, el pistón 16 tiene una estructura de pistón cilíndrica en la cual un miembro 16' cilíndrico de imán permanente que tiene una estructura de apilamiento de manera integral y coaxial de una pluralidad de anillos 16a que incluyen imanes permanentes se inserta externamente en un yugo 20 cilíndrico, y ambas superficies abiertas en extremos de un orificio 23 cilíndrico del yugo 20 cilíndrico están cerradas por una placa 24 de extremo receptora de presión. La longitud del pistón 16 (zona 19 de imán permanente) se puede aumentar o disminuir aumentando o disminuyendo el número de anillos 16a apilados.

Además, de acuerdo con un conocido principio de inducción electromagnética, el miembro 16' cilíndrico de imán permanente está dispuesto de tal manera que tenga tal polaridad que una línea magnética de los imanes permanentes actúe efectivamente sobre bobinas electrogénicas en la zona 21 de bobina electrogénica. Además, las bobinas electrogénicas que forman la zona 21 de bobina electrogénica están formadas a veces por una pluralidad de grupos de bobinas electrogénicas unitarias de acuerdo con la disposición de polos anterior. Además, se proporciona un sello 25 anular para lograr un cierre hermético con la superficie circunferencial interior del cilindro 11 en la superficie circunferencial exterior de la placa 24 de extremo receptora de presión. Además, los sellos 25 anulares pueden proporcionarse en ambas superficies circunferenciales exteriores de extremo del miembro 16' cilíndrico de imán permanente, que no se ilustran específicamente. Preferiblemente, la placa 24 de extremo receptora de presión está formada por una placa resistente al calor que incluye una placa cerámica, una placa de fibra, una placa de piedra, una placa de hormigón, una placa de carbono, una placa metálica, o similar.

Luego, el suministro del primer medio W1 de trabajo a la cámara 14 de presión de gas izquierda a través de un puerto 26 de suministro izquierdo, y el suministro de gas de mezcla del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo a la cámara 15 de presión de gas derecha a través de un puerto 27 de suministro derecho se realizan alternativamente, y el pistón 16 se alterna en la dirección de línea de eje en cooperación de la presión de gas del primer medio W1 de trabajo, y la presión de gas del gas de mezcla del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo. Además, el primer medio W1 de trabajo se descarga desde un puerto 28 de descarga izquierdo cuando el pistón 16 finaliza un movimiento hacia la derecha, y el gas de mezcla del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo se descarga desde un puerto 29 de descarga derecho cuando el pistón 16 finaliza un movimiento hacia una manera.

De este modo, la energía cinética se puede obtener mediante el generador 3D de potencia desde el primer medio W1 de trabajo y la energía cinética puede convertirse en energía eléctrica. De manera similar, la energía cinética se puede obtener desde el gas de mezcla del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo, y la energía cinética se puede convertir en energía eléctrica. De este modo, el generador 3D de potencia también puede servir como el primer y segundo generadores 3A y 3B de potencia y el primer y segundo motores 2A y 2B térmicos de la configuración básica.

Adicionalmente, como se ilustra en la figura 6B, cuando el pistón 16 se mueve hacia la derecha por el primer medio W1 de trabajo suministrado desde el puerto 26 de suministro izquierdo a la cámara 14 de presión de gas izquierda, es decir, cuando el volumen de la cámara 15 de presión de gas derecha se disminuye por el pistón 16, si el gas de mezcla del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo se suministra a la cámara 15 de presión de gas derecha desde el puerto 27 de suministro derecho, el gas de mezcla del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo es compactado por el pistón 16. De este modo, el generador 3D de potencia también puede servir como el compactador 8 de la configuración básica. Además, cuando se omite el compactador 8, solo se requiere que el gas de mezcla del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo se suministre a la cámara 15 de presión de gas derecha desde el puerto 27 de suministro derecho, cuando finaliza el movimiento hacia la derecha del pistón 16, que no se ilustra específicamente.

Además, como se ilustra en las figuras 7A a 7C, si se proporciona un puerto 27' de suministro adicional en la cámara 15 de presión de gas derecha del generador D de potencia y se suministra adicionalmente el segundo medio W2 de trabajo, el pistón 16 se puede mover más eficientemente.

En otras palabras, como se ilustra en la figura 7A, si el segundo medio W2 de trabajo se suministra adicionalmente desde el puerto 27' de suministro adicional cuando se compacta el gas de mezcla del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo suministrado desde el puerto 27 de suministro derecho, y luego, como se ilustra en la figura 7B, el pistón 16 inicia un movimiento hacia la izquierda y pasa a través del puerto 27' de suministro adicional, el gas de mezcla del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo se complementa por el segundo medio W2 de trabajo adicional y se mantiene el movimiento hacia la izquierda del pistón 16.

En otras palabras, en este momento, debido a que el tercer medio W3 de trabajo es aire no condensado en un punto de condensación del segundo medio W2 de trabajo o aire no condensado en un punto de congelación del segundo medio W2 de trabajo, el tercer medio W3 de trabajo recupera calor de condensación o calor de congelación liberado por el segundo medio W2 de trabajo en un punto de condensación o un punto de congelación, el tercer medio W3 de trabajo se expande por la recuperación de calor, la presión de gas se aplica al pistón 16, y el movimiento del pistón 16 se mantiene.

Después de eso, el gas de mezcla con el tercer medio W3 de trabajo que incluye el segundo medio W2 de trabajo añadido se descarga desde el puerto 29 de descarga derecho como se ilustra en la figura 7C.

Además, debido a que la cámara 15 de presión de gas derecha provista del puerto 27' de suministro adicional es una porción que puede servir como la función del compactador 8, que no se ilustra específicamente, si el segundo medio W2 de trabajo se suministra adicionalmente desde el puerto 27' de suministro adicional simultáneamente con el gas de mezcla del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo que es suministrado desde el puerto 27 de suministro derecho, el segundo medio W2 de trabajo puede ser suministrado por el medio 7 de suministro del segundo medio de trabajo también al compactador 8 como en la segunda realización.

Un sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de la cuarta realización tiene una configuración de sistema similar a la de la tercera realización excepto que el primer medio W1 de trabajo y el segundo medio W2 de trabajo realizan directamente un intercambio térmico con agua de mar o similar que sirve como la fuente H térmica y el medio h de fuente térmica. En otras palabras, el primer intercambiador 1A de calor y el segundo intercambiador 1B de calor están dispuestos en la fuente H térmica. De este modo, una configuración de sistema puede hacerse más compacta.

<Método de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo>

Un método de generación de potencia que usa el sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo descrito anteriormente de acuerdo con la presente invención se describirá en detalle con base en las figuras 1 a 4. Como se describió anteriormente, como el primer medio W1 de trabajo, se usa un fluido que tiene un punto de ebullición inferior a la temperatura del medio h de fuente térmica que fluye hacia el primer intercambiador 1A de calor, como el segundo medio W2 de trabajo, se usa un fluido que tiene un punto de ebullición superior y un punto de fusión inferior a la temperatura del medio h de fuente térmica que fluye hacia el segundo intercambiador 1B de calor, y como el tercer medio W3 de trabajo, se usa un fluido que tiene un punto de ebullición inferior a un punto de congelación del segundo medio W2 de trabajo. Como ejemplificación, como el primer medio W1 de trabajo, se puede usar pentano, isobutano, amoníaco, mezcla de amoníaco y agua, o Hidroclorofluorocarbono, como el segundo medio W2 de trabajo, se puede usar agua, y como el tercer medio W3 de trabajo, se puede usar aire (atmósfera).

En primer lugar, en la primera línea L1 de medio de trabajo, el primer medio W1 de trabajo es calentado y evaporado por el primer intercambiador 1A de calor realizando intercambio térmico con el medio h de fuente térmica. El primer medio W1 de trabajo convertido en gas se suministra al primer motor 2A térmico, la energía térmica en propiedad es convertida por el primer motor 2A térmico en energía cinética, y la energía cinética es convertida por el primer generador 3A de potencia en energía eléctrica.

El primer medio W1 de trabajo descargado desde el primer motor 2A térmico, es decir, el primer medio W1 de trabajo usado es enfriado y condensado por el tercer intercambiador 1C de calor realizando un intercambio térmico con el gas de mezcla usado del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo (W2 W3), que se describirá más adelante. En otras palabras, el gas de mezcla usado del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo (en algunos casos, el segundo medio W2 de trabajo se vuelve líquido o sólido) es un medio de fuente fría del primer medio W1 de trabajo. Entonces, el primer medio W1 de trabajo convertido en líquido es suministrado de nuevo por la primera bomba 4A al primer intercambiador 1A de calor y circula.

En contraste con esto, en la segunda línea L2 de medio de trabajo, el segundo medio W2 de trabajo es calentado por el segundo intercambiador 1B de calor realizando intercambio térmico con el medio h de fuente térmica. Debido a que el segundo medio W2 de trabajo es un fluido que tiene un punto de ebullición superior a la temperatura del medio h de fuente térmica, y un punto de fusión inferior a la temperatura del medio h de fuente térmica, como se describió anteriormente, el segundo medio W2 de trabajo permanece en un estado líquido incluso después de pasar a través del segundo intercambiador 1B de calor, se hace circular por la segunda bomba 4B, y se suministra al medio 6 de mezcla a través del medio 7 de suministro del segundo medio de trabajo. Además, si se usa una bomba de presión como la segunda bomba 4B, después de que se aplica presión al segundo medio W2 de trabajo, el segundo medio W2 de trabajo se puede suministrar al medio 6 de mezcla.

Como se ilustra en la figura 5, en el espacio 6a cerrado del medio 6 de mezcla, el segundo medio W2 de trabajo es asperjado por el medio 7 de suministro del segundo medio de trabajo como gotitas diminutas, y se mezcla con el tercer medio W3 de trabajo suministrado en el espacio 6a cerrado por el medio 5 de suministro del tercer medio de trabajo. Debido a que el tercer medio W3 de trabajo es un fluido que tiene un punto de ebullición inferior a un punto de congelación del segundo medio W2 de trabajo como se describió anteriormente, el tercer medio W3 de trabajo es gas cuando el segundo medio W2 de trabajo es líquido, como se describió anteriormente. De este modo, cuando las gotitas del segundo medio W2 de trabajo se asperjan en el tercer medio W3 de trabajo, se genera un gas de mezcla que incluye el tercer medio W3 de trabajo que incluye el segundo medio W2 de trabajo y que tiene alta densidad.

En este momento, el tercer medio W3 de trabajo disminuye en energía térmica y disminuye en presión por las gotitas del segundo medio W2 de trabajo, pero la energía térmica disminuida es propiedad de las gotitas del segundo medio W2 de trabajo como calor latente de evaporación. En otras palabras, las gotitas del segundo medio W2 de trabajo entran en un estado de retención de energía térmica extraída desde el tercer medio W3 de trabajo, como calor latente de evaporación, y existente en el tercer medio W3 de trabajo. Además, en la presente invención, no se excluye un caso en el cual, en el tercer medio W3 de trabajo, las gotitas del segundo medio W2 de trabajo se vaporicen parcialmente y se conviertan en vapor húmedo.

El gas de mezcla del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo mezclado de la manera descrita anteriormente se complementa preferiblemente mediante el medio 9 de complementación de presión diferencial con presión diferencial (presión disminuida por mezcla), y se suministra al compactador 8. Alternativamente, cuando se omite el compactador 8, el gas de mezcla se suministra al segundo motor 2B térmico. Como el medio 9 de complementación de presión diferencial, se puede usar como se describió anteriormente un soplador de aire conocido tal como un ventilador de presión, un ventilador, o un soplador, o un compresor conocido. En particular, si se usa un soplador de aire como el medio 9 de complementación de presión diferencial, debido a que la presión diferencial se puede complementar en un proceso de suministro al compactador 8 o al segundo motor 2B térmico, la complementación y suministro de presión diferencial se puede realizar de manera eficiente.

El gas de mezcla del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo suministrado al compactador 8 se ajusta a la presión apropiada, la energía térmica es convertida por el segundo motor 2B térmico en energía cinética, y la energía cinética es convertida por el segundo generador 3B potencia en energía eléctrica.

En el segundo motor 2B térmico, el tercer medio W3 de trabajo que incluye el segundo medio W2 de trabajo y que tiene alta densidad se expande efectivamente, y convierte energía térmica en energía cinética. En otras palabras, en el segundo motor 2B térmico, el segundo medio W2 de trabajo libera calor de congelación o calor de condensación, y el tercer medio W3 de trabajo recupera el calor de congelación o calor de condensación liberado y se expande efectivamente. De este modo, el tercer medio W3 de trabajo que incluye el segundo medio W2 de trabajo convertido en sólido o líquido se convierte en temperatura criogénica y se descarga desde el segundo motor 2B térmico. De este modo, como se describió anteriormente, en el tercer intercambiador 1C de calor, el tercer medio W3 de trabajo se puede usar efectivamente como un medio de fuente fría del primer medio W1 de trabajo.

El gas de mezcla del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo que ha sido calentado por el primer medio W1 de trabajo usado en el tercer intercambiador 1C de calor se somete a separación líquido-vapor, y el segundo medio W2 de trabajo en un estado líquido se suministra de nuevo al segundo intercambiador 1B de calor, y el tercer medio W3 de trabajo en un estado gaseoso se descarga mediante el medio 10 de descarga del tercer medio de trabajo. El tercer medio W3 de trabajo que va a ser descargado puede descargarse a la atmósfera como se describe en los sistemas de generación de potencia de la primera, tercera, y cuarta realizaciones, o puede circular hacia el medio 5 de suministro del tercer medio de trabajo a través de la tercera línea L3 de medio de trabajo como se describe en el sistema de generación de potencia de la segunda realización.

Además, como se describe en el sistema de generación de potencia de la segunda realización, el segundo medio W2 de trabajo puede ser suministrado por el medio 7 de suministro del segundo medio de trabajo no solo al medio 6 de mezcla sino también al compactador 8. En este caso, la presión del gas de mezcla del segundo medio W2 de trabajo y el tercer medio W3 de trabajo generado por el medio 6 de mezcla se puede complementar, y la densidad del tercer medio W3 de trabajo en el gas de mezcla se puede hacer además más alta, y la energía cinética se puede extraer con seguridad en el segundo motor 2B térmico.

Adicionalmente, cuando se usa un generador de potencia común (primer generador de potencia y segundo generador de potencia) 3C que sirve como el primer y segundo generadores 3A y 3B de potencia como en el sistema de generación de potencia de la segunda realización, y el generador de potencia (primer y segundo generadores de potencia y primer y segundo motores térmicos y compactador) 3D que sirve como las funciones del primer y segundo generadores 3A y 3B de potencia, el primer y segundo motores 2A y 2B térmicos, y el compactador 8 se usa como en los sistemas de generación de potencia de la tercera y cuarta realizaciones, se habilita generación de potencia más eficiente.

La presente invención puede usar de manera compuesta dos ciclos térmicos y tres medios de trabajo, transmitir de manera efectiva energía térmica desde un medio de trabajo de un ciclo térmico a un medio de trabajo de otro ciclo térmico mientras que se enfoca la atención en una diferencia de propiedades de cada medio de trabajo, convertir la energía térmica dada en energía cinética mediante la cooperación de dos tipos de medios de trabajo, y eventualmente convertir la energía cinética en energía eléctrica.

De este modo, la energía térmica que va a ser dada a cada medio de trabajo puede cubrirse mediante energía térmica en el mundo natural, y la energía térmica dada puede usarse con economía incluso si la energía térmica dada está en nivel bajo. En otras palabras, la energía térmica que tiene una temperatura relativamente baja con una pequeña diferencia de la temperatura de aire se puede usar como una fuente térmica, y la generación de potencia se puede realizar mientras que se suprime la pérdida de energía térmica en la medida de lo posible.

Aplicabilidad Industrial

El sistema de generación de potencia y el método de generación de potencia de acuerdo con la presente invención permiten que el suministro de potencia se realice de manera segura y a bajo coste sin aplicar una carga ambiental. De este modo, la aplicabilidad industrial es considerablemente alta como un sustituto de un sistema de generación de potencia y un método de generación de potencia que usa combustible fósil o energía atómica.

Lista de signos de referencia

1A PRIMER INTERCAMBIADOR DE CALOR

1B SEGUNDO INTERCAMBIADOR DE CALOR

1C TERCER INTERCAMBIADOR DE CALOR

2A PRIMER MOTOR TÉRMICO

2B SEGUNDO MOTOR TÉRMICO

3A PRIMER GENERADOR DE POTENCIA

3B SEGUNDO GENERADOR DE POTENCIA

3C GENERADOR DE POTENCIA (PRIMER GENERADOR DE POTENCIA Y SEGUNDO GENERADOR DE POTENCIA)

3D GENERADOR DE POTENCIA (PRIMER Y SEGUNDO GENERADORES DE POTENCIA Y PRIMER Y SEGUNDO MOTORES TÉRMICOS Y COMPACTADOR)

4A PRIMERA BOMBA

4B SEGUNDA BOMBA

5 MEDIO DE SUMINISTRO DEL TERCER MEDIO DE TRABAJO

6 MEDIO DE MEZCLA

6a ESPACIO CERRADO

7 MEDIO DE SUMINISTRO DEL SEGUNDO MEDIO DE TRABAJO

8 COMPACTADOR

9 MEDIO DE COMPLEMENTACIÓN DE PRESIÓN DIFERENCIAL

10 MEDIO DE DESCARGA DEL TERCER MEDIO DE TRABAJO

11 CILINDRO

12 PARED DE EXTREMO IZQUIERDO

13 PARED DE EXTREMO DERECHO

14 CÁMARA DE PRESIÓN DE GAS IZQUIERDA

15 CÁMARA DE PRESIÓN DE GAS DERECHA

16 PISTÓN

16' MIEMBRO CILÍNDRICO DE IMÁN PERMANENTE 16a ANILLO

17 SUPERFICIE RECEPTORA DE PRESIÓN IZQUIERDA 18 SUPERFICIE RECEPTORA DE PRESIÓN DERECHA 19 ZONA DE IMÁN PERMANENTE

20 YUGO CILÍNDRICO

21 ZONA DE BOBINA ELECTROGÉNICA

23 ORIFICIO CILÍNDRICO

24 PLACA DE EXTREMO RECEPTORA DE PRESIÓN 25 SELLO ANULAR

26 PUERTO DE SUMINISTRO IZQUIERDO

27 PUERTO DE SUMINISTRO DERECHO

27' PUERTO DE SUMINISTRO ADICIONAL

28 PUERTO DE DESCARGA IZQUIERDO

29 PUERTO DE DESCARGA DERECHO

L1 PRIMERA LÍNEA DE MEDIO DE TRABAJO

L2 SEGUNDA LÍNEA DE MEDIO DE TRABAJO

L3 TERCERA LÍNEA DE MEDIO DE TRABAJO

W1 PRIMER MEDIO DE TRABAJO

W2 SEGUNDO MEDIO DE TRABAJO

W3 TERCER MEDIO DE TRABAJO

H FUENTE TÉRMICA

h MEDIO DE FUENTE TÉRMICA

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo que usa energía térmica existente en un mundo natural, como una fuente térmica de un medio de trabajo, comprendiendo el sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo configuraciones A a D que se describen a continuación:

A: se incluyen una primera línea (L1) de medio de trabajo que hace circular un primer medio (W1) de trabajo, y una segunda línea (L2) de medio de trabajo que hace circular un segundo medio (W2) de trabajo;

B: se incluyen en la primera línea de medio de trabajo un primer intercambiador (1A) de calor para realizar intercambio térmico entre el primer medio de trabajo y un medio (h) de fuente térmica, un primer motor (2A) térmico configurado para extraer energía cinética desde el primer medio de trabajo calentado por el primer intercambiador de calor, y un primer generador (3A) de potencia configurado para convertir la energía cinética extraída por el primer motor térmico, en energía eléctrica;

C: se incluyen en la segunda línea de medio de trabajo un segundo intercambiador (1B) de calor para realizar intercambio térmico entre el segundo medio de trabajo y un medio (h) de fuente térmica, un medio de suministro del tercer medio de trabajo; (5) configurado para suministrar un tercer medio (W3) de trabajo para ser mezclado con el segundo medio de trabajo calentado por el segundo intercambiador de calor, un medio (6) de mezcla configurado para mezclar el segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo, un segundo motor (2B) térmico configurado para extraer energía cinética desde el fluido mezclado del segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo, y un segundo generador (3B) de potencia configurado para convertir la energía cinética extraída por el segundo motor térmico, en energía eléctrica; y

D: se incluye tanto en un lado corriente abajo del primer motor térmico de la primera línea de medio de trabajo como en un lado corriente abajo del segundo motor térmico en la segunda línea de medio de trabajo, un tercer intercambiador (1C) de calor para realizar intercambio térmico entre el primer medio de trabajo descargado desde el primer motor térmico, y fluido mezclado del segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo que se descarga desde el segundo motor térmico, y se incluye un medio (10) de descarga del tercer medio de trabajo para descargar el tercer medio de trabajo desde el tercer intercambiador de calor.

2. El sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde un compactador (8) configurado para compactar fluido mezclado del segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo se incluye entre el medio de mezcla y el segundo motor térmico en la segunda línea de medio de trabajo.

3. El sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde tanto el primer motor térmico como el segundo motor térmico son motores de combustión externa.

4. El sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde una fuente (H) térmica de un medio de fuente térmica que fluye hacia el primer intercambiador de calor y una fuente térmica de un medio de fuente térmica que fluye hacia el segundo intercambiador de calor son comunes.

5. El sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el primer generador de potencia tiene una configuración que incluye una zona (19) de imán permanente en uno de un cilindro (11) y un pistón (16), que incluye una zona (21) de bobina electrogénica en otro de los mismos, y que incluye el primer motor térmico.

6. El sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el segundo generador de potencia tiene una configuración que incluye una zona de imán permanente en uno de un cilindro y un pistón, que incluye una zona de bobina electrogénica en otro de los mismos, y que incluye el segundo motor térmico.

7. El sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde se usa un generador de potencia común como el primer generador de potencia y el segundo generador de potencia.

8. Un método de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo que es un método de generación de potencia que usa el sistema de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, comprendiendo el método de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo usar fluido que tiene un punto de ebullición inferior a una temperatura de un medio de fuente térmica que fluye hacia el primer intercambiador de calor como el primer medio de trabajo, usar fluido que tiene un punto de ebullición superior a una temperatura de un medio de fuente térmica que fluye hacia el segundo intercambiador de calor como el segundo medio de trabajo, y usar fluido que tiene un punto de ebullición inferior a un punto de congelación del segundo medio de trabajo como el tercer medio de trabajo.

9. El método de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con la reivindicación 8, en donde se usa pentano, isobutano, amoníaco, mezcla de amoníaco y agua, o Hidroclorofluorocarbono como el primer medio de trabajo, se usa agua como el segundo medio de trabajo, y se usa aire como el tercer medio de trabajo.

10. El método de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, en donde, en un medio de mezcla configurado para mezclar el segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo, se asperja una gotita del segundo medio de trabajo en el tercer medio de trabajo.

11. El método de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con la reivindicación 10, en donde, después de que se complementa la presión disminuida por aspersión de la gotita del segundo medio de trabajo en el tercer medio de trabajo, se suministra fluido mezclado del segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo al segundo motor térmico.

12. El método de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la complementación de la presión disminuida se realiza en un proceso de suministro desde el medio de mezcla al segundo motor térmico.

13. El método de generación de potencia con diferencia de propiedades de medio de trabajo de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, en donde, en un proceso de suministro al segundo motor térmico, se suministra fluido mezclado del segundo medio de trabajo y el tercer medio de trabajo y se suministra además el segundo medio de trabajo.