JPH0861219A

JPH0861219A - 気化機関

Info

Publication number: JPH0861219A
Application number: JP22238394A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Shimizu; 正久清水
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-08-12
Filing date: 1994-08-12
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】廃熱のリサイクルと自然エネルギーの新たな
活用。【構成】環境熱・廃熱で揮発性の液体を気化し、その
圧力で液体を上部に上昇させ蒸気は再び冷却液化して下
部に戻す循環のなかで、発生する重力不均衡を回転力と
しその回転力で廃熱のエネルギー密度を高めて再利用す
る方法。【効果】熱学的に最も拡散した廃熱は環境熱である。し
かしそれすらも作動液が変質しないかぎり、水と自然の
熱の力をかりれば、そこから気化機関によりエネルギー
を集約し密度を高め、活用することができる。それはあ
たかも、一滴の雨水が高きから低きに集まって小川とな
り、ダムで高密度エネルギーとなるごとく、高温から低
温への自然の法則に従うものである。最終的に回転運動
としたことは、源動機であり、今後多岐にわたっての活
用が期待できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】低温度差領域において作動する、
ランキングサイクルの熱機関に係わる分野。

【０００２】

【従来の技術】環境熱や産業排熱は、それがおよそ１０
℃以下の温度差の場合は、従来の技術では適応した熱機
関がなく、利用不可能な廃熱として捨てられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、エネルギー問
題、環境問題を考えると、従来廃熱とされていたもので
もこれからは積極的に収集し、少しでも密度を高めて活
用しなければならない。

【０００４】その廃熱リサイクルシステムが成立する必
要条件は、廃熱をいかに効率よく収集すること。つまり
大局的に、クリーンであることを含めて、採算が合うこ
とである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記解決のためのひとつ
の方法は、適応する低温域の新たな熱機関の開発であ
り、それに答えるものが、常温でも作動する本発明の気
化機関である。

【０００６】その基本原理は自然界に見ることができ
る。例えば地球上の水は、太陽熱や、動植物の廃熱を吸
収し、比重が軽くなって上空数千メートルに上昇する
が、その温度−２３度ｃ付近になると、水は断熱膨張冷
却現象を起こし、吸収した熱とエントロピーを地球外の
宇宙に長波長輻射というかたちで放捨する。そして水蒸
気は雲となり、やがて重い液体や固体の雨や雪となって
再び地球上に降りそそぐ。

【０００７】水力発電はこの間の水の位置エネルギーを
収集し、密度を高めて利用したものであり、その源をた
だせば地球表面の気化力にほかならない。

【０００８】本発明もこの自然の力、気化力をエネルギ
ー源とし、水力発電が水循環の下降行程を利用したのに
対し、本案は水の上昇行程、即ち、水の蒸発時の気化熱
により圧力差をつくり、それを回転力に変換してエネル
ギー密度を高め、エネルギーのリサイクルを計ったもの
である。

【０００９】その基本原理を第二図によって説明すれ
ば、例えば揮発性液体（６）を内蔵する同じ大きさと構
造の密閉容器（１）・（２）と温度Ｋがあった場合、
（ａ）においては液体（６）の気化により内部圧力は高
くなる。

【００１０】一方、（ｂ）は表面に水Ｈ_２Ｏが施された
場合、Ｋによる水の気化熱の方が大きいので、作用液
（６）のいったん気化した蒸気は液化されるので、内部
圧力は低くなる。

【００１１】従って、温度差のない、ひとつの温度Ｋか
らでも気化力により、水さえあれば圧力差を作ることが
できる。そして圧力差があればそこからエネルギーを取
り出すことができる。

【００１２】以上の基本原理の可能性は、我が国で発明
され、市販されている「飲み鳥」という玩具で実証済み
である。（特公昭２５−２４５５）

【００１３】

【作用】上記の目的で構成された本機構が、どのよう
に作動するかを具体的に第一図によって、その構造と共
に説明する。

【００１４】上下に同じ大きさと構造の室Ａ（２）・室
Ｂ（１）がある。両者を結合するかたちで導管（３）が
内部壁面まで挿入されている。

【００１５】導管（３）はパイプ状でその両端に回転
方向に開口部導管穴Ｂ（４）導管穴Ａ（５）のあり、中
心には回転軸Ｏが設けられている。

【００１６】さて、室Ａ（２）内には揮発性の高いエー
テル、アンモニア等の作用液（６）が適量封入されてい
る。従って廃熱液（１０）により暖められることで、作
用液（６）は気化し室内の圧力は高まる。従って、作用
液（６）は導管穴Ａ（５）を通って導管（３）内を上昇
する。

【００１７】同時に室Ｂ（１）の方は、吸水板（１３）
が下方にあったとき吸水した廃熱液（１０）が冷えて気
化し、気化熱で冷却水となることで室内圧力は下がる。

【００１８】従って、上下の室内圧力差は、室Ａ（２）
にある作用液（６）を室Ｂ（１）内に汲み揚げることに
なる。

【００１９】つぎに、下の室Ａ（２）内液より上の室Ｂ
（１）内液量の方が多くなると、上部が重くなり、全体
が回転中心軸Ｏを中心に太い矢印方向に回転する。

【００２０】今度は室Ｂ（１）が下になり、室Ａ（２）
に作用液は汲み揚げられる。この繰り返しがＯを中心
に、ひとつの回転運動となる。

【００２１】浮子（７）および、それに付随した重り
（８）（９）は上記作動を確実に、かつ迅速に行うため
の、補助機構である。

【００２２】気化防止剤（１１）及び、気化防止板（１
２）は、室が下部にあるとき、外気から室外面を断ち、
密閉空間とすることで室外面らの蒸発をできるだけ押さ
えようとするものである。

【００２３】室が上部にある時は、できるだけ開放空間
にし室外面を外気にさらして、室外面からの気化を促進
する必要がある。

【００２４】

【実施例】実施に当っては、まず保温タンク（１４）に
流水でなく、廃熱を含む温水、または常温水を廃熱液
（１０）として入れる。すると室Ａ（２）内に封入され
た作用液（６）の気化により室内圧力は高まり、作用液
（６）は導管穴Ａ（５）を通って導管（３）内を上昇
し、導管穴Ｂ（４）を通って室Ｂ（１）内にあふれ出
る。

【００２５】もっともそれは室Ｂ（１）内の液化能力と
相関関係にある。即ち、室Ｂ（１）に付随する吸水板
（１３）が下にあったとき、廃熱液（１０）を吸入して
いるので、その水が気化し室Ｂ（１）内を冷却し室内気
圧を下げるので、作用液（６）が室Ｂ（１）内にあふれ
る。

【００２６】上下の気化が進み上部の作用液の量が多く
なると、太い矢印に示す方向に回転する。この繰り返し
で回転が継続される。

【００２７】

【発明効果】本発明は、以上説明したように構成されて
いるので、下記に記載するような効果がある。

【００２８】安全である。即ち、作用液は水、エーテ
ル、アンモニア等、市販のものであるしかも全行程にお
いて完全密封されているので安全で、二酸化炭素や放射
能のような危険な副産物を放出しない。

【００２９】安価である。即ち、主に消費されるものは
常温、又は、廃熱液（１０）だけで、作用液（６）は一
度封入されると補給する必要はない。従って、特別の資
源を必要としないので低コストとなり、総合的に採算の
合うものである。

【００３０】自由な立地条件と安定供給ができる。即
ち、水力発電や風力、太陽光発電のように天候や場所に
左右されることなく、いつでも、どこでも時と場所を選
ばない

【図面の簡単な説明】

［第一図］本機構の縦断面図［第二図］基本原理説明図

【符号の説明】

１室Ｂ９重りＡ２室Ａ１０廃熱液３導管１１気化防止剤４導管穴Ｂ１２気化防止板５導管穴Ａ１３吸水板６作用液１４保温タンク７浮子Ｏ回転中心軸８重りＢＫ環境温度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同じ大きさと構造の密閉された室Ａ
（１）・室Ｂ（２）があり、両者は導管（３）で連結さ
れ、導管（３）の回転中心軸Ｏで対称をなす構造。
【請求項２】請求項１の室（１）・室Ｂ（２）の一部
には気化防止剤（１１）が施されていること。
【請求項３】請求項１の導管（３）の両端は室Ａ
（１）・室Ｂ（２）内に深く挿入され、両端近くに回転
方向に向かって開口部導管穴Ｂ（４）・導管穴Ａ（５）
が開かれていること
【請求項４】請求項１の室Ａ（１）・室Ｂ（２）には
吸水板（１３）が設けられ、下部で保温タンク（１４）
内の廃熱液（１０）と接していること。
【請求項５】請求項１の機構内には揮発性の高い作用液
（６）と、作用浮子（７）と重り（８）（９）が密封さ
れていること。
【請求項６】請求項１の作用浮子（７）の両端には、
重りＢ（８）・重りＡ（９）が回転方向に向かって設置
されていること。