JPH0979008A - 液化ガスを利用した動力発生装置 - Google Patents
液化ガスを利用した動力発生装置Info
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 液化ガスを利用して自動車等の動力を得るこ
と。 【解決手段】 タンク１に貯蔵した液化ガス例えば液体
空気をポンプ２で昇圧した後、外気等を利用した熱交換
器４で加熱してほぼ常温の高圧空気とし、この高圧空気
を高圧空気駆動エンジン５に導いてその膨張により動力
を得る。
と。 【解決手段】 タンク１に貯蔵した液化ガス例えば液体
空気をポンプ２で昇圧した後、外気等を利用した熱交換
器４で加熱してほぼ常温の高圧空気とし、この高圧空気
を高圧空気駆動エンジン５に導いてその膨張により動力
を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体空気などの極
低温液化ガスを初めとする液化ガスを利用した動力発生
装置に関し、自動車、列車、船舶等の動力源として有用
なものである。
低温液化ガスを初めとする液化ガスを利用した動力発生
装置に関し、自動車、列車、船舶等の動力源として有用
なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の動力発生装置の代表例を自動車を
例にとり、図１４を参照して説明する。図１４におい
て、自動車の車体７には燃料タンク１５と、燃料ポンプ
１４と、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンと
いった内燃機関３０とが搭載されている。燃料タンク１
５にはガソリンや軽油等の化石燃料が貯蔵され、この化
石燃料を燃料ポンプ１４で燃料タンク１５から汲み出し
て昇圧し、内燃機関３０に送る。内燃機関３０では空気
中の酸素を用いて化石燃料を燃焼させることにより、作
動流体を作り、そのときの爆発力から駆動力を得てい
る。図１４中、モータ３は燃料ポンプ１４を駆動する。
例にとり、図１４を参照して説明する。図１４におい
て、自動車の車体７には燃料タンク１５と、燃料ポンプ
１４と、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンと
いった内燃機関３０とが搭載されている。燃料タンク１
５にはガソリンや軽油等の化石燃料が貯蔵され、この化
石燃料を燃料ポンプ１４で燃料タンク１５から汲み出し
て昇圧し、内燃機関３０に送る。内燃機関３０では空気
中の酸素を用いて化石燃料を燃焼させることにより、作
動流体を作り、そのときの爆発力から駆動力を得てい
る。図１４中、モータ３は燃料ポンプ１４を駆動する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１４に示し
た従来装置では、化石燃料を燃焼させるので、炭酸ガス
や硫化物が発生する。また、化石燃料はその埋蔵量が限
られており、将来枯渇する恐れがある。更に、燃焼に必
要な酸素を大気から取り込むため、水中など周囲に空気
が存在しない環境下では使用することができない。
た従来装置では、化石燃料を燃焼させるので、炭酸ガス
や硫化物が発生する。また、化石燃料はその埋蔵量が限
られており、将来枯渇する恐れがある。更に、燃焼に必
要な酸素を大気から取り込むため、水中など周囲に空気
が存在しない環境下では使用することができない。
【０００４】そこで本発明は液化ガスを利用した動力発
生装置を提供することを課題とする。
生装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明に係る動力発生装置は、液体空気などの液化ガスを貯
蔵するタンクと、このタンクから液化ガスを汲み出し昇
圧するポンプと、このポンプで昇圧された液化ガスを加
熱し高圧ガスに変える熱交換器と、この熱交換器により
得られた高圧ガスを膨張させ動力を取り出す機械とを具
備することを特徴とするものである。
明に係る動力発生装置は、液体空気などの液化ガスを貯
蔵するタンクと、このタンクから液化ガスを汲み出し昇
圧するポンプと、このポンプで昇圧された液化ガスを加
熱し高圧ガスに変える熱交換器と、この熱交換器により
得られた高圧ガスを膨張させ動力を取り出す機械とを具
備することを特徴とするものである。
【０００６】＜作用＞上記構成において、液化ガスを液
体状態のまま昇圧した後、加熱することにより高圧ガス
を生成し、この高圧ガスを膨張させることによりその膨
張力から動力を得る。従って、動力を得るための作動流
体を動力発生装置内に持つことから、従来のように化石
燃料を燃焼させて作動流体を得るために外部から空気を
取り込む必要はなく、水中など周囲に空気が存在しない
環境でも使用することができる。また、従来のような燃
焼後の排気ガスの問題もない。更に、液化ガスは常温で
十分気化するので、加熱源としては常温の外気あるいは
ハードウェア熱容量、太陽熱、海水など常温付近のもの
を利用することができる。
体状態のまま昇圧した後、加熱することにより高圧ガス
を生成し、この高圧ガスを膨張させることによりその膨
張力から動力を得る。従って、動力を得るための作動流
体を動力発生装置内に持つことから、従来のように化石
燃料を燃焼させて作動流体を得るために外部から空気を
取り込む必要はなく、水中など周囲に空気が存在しない
環境でも使用することができる。また、従来のような燃
焼後の排気ガスの問題もない。更に、液化ガスは常温で
十分気化するので、加熱源としては常温の外気あるいは
ハードウェア熱容量、太陽熱、海水など常温付近のもの
を利用することができる。
【０００７】特に、液体空気を用いる場合は、排気され
るガスは空気だけである。また、液体空気を昇圧した後
に加熱して高圧ガスを生成する場合は、大気を直接圧縮
して高圧にするよりも、必要とする動力がはるかに少な
くて済む。更に、液体空気は大気から製造できるので、
化石燃料のように枯渇することがない。
るガスは空気だけである。また、液体空気を昇圧した後
に加熱して高圧ガスを生成する場合は、大気を直接圧縮
して高圧にするよりも、必要とする動力がはるかに少な
くて済む。更に、液体空気は大気から製造できるので、
化石燃料のように枯渇することがない。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る動力発生装置の実施例を説明する。なお、以下の各実
施例は代表例として本発明を自動車の動力用エンジンシ
ステムに適用したものであるが、列車、船舶（水中翼
艇、水中ボート、魚雷等も含む）等の動力用エンジンシ
ステムに適用することができる。
る動力発生装置の実施例を説明する。なお、以下の各実
施例は代表例として本発明を自動車の動力用エンジンシ
ステムに適用したものであるが、列車、船舶（水中翼
艇、水中ボート、魚雷等も含む）等の動力用エンジンシ
ステムに適用することができる。
【０００９】＜第１実施例；構成＞図１は第１実施例と
して液体空気を利用した動力発生装置の構成を示す。同
装置は液体空気タンク１と、液体空気ポンプ２と、熱交
換器３と、高圧空気駆動エンジン５から構成され、自動
車の車体７に搭載されて配管等で接続されている。図１
中、符号３はモータを示し、符号６は排気管を示す。
して液体空気を利用した動力発生装置の構成を示す。同
装置は液体空気タンク１と、液体空気ポンプ２と、熱交
換器３と、高圧空気駆動エンジン５から構成され、自動
車の車体７に搭載されて配管等で接続されている。図１
中、符号３はモータを示し、符号６は排気管を示す。
【００１０】図１において、まず液体空気タンク１に液
体空気を貯蔵しておく。この際、液体空気は大気圧で約
−１９０℃の極低温であるから、液体空気タンク１には
十分な断熱処理を施してある。液体空気タンク１内の液
体空気は、モータ３で駆動される液体空気ポンプ２によ
り配管等を通して液体空気タンク１から汲み出され、必
要な圧力に昇圧されて、車体７に取り付けられた熱交換
器４に送られる。このようにして高圧になった液体空気
は熱交換器４を通ることにより、同熱交換器４で外気及
び車体７（これらの温度はほぼ常温であるが液体空気よ
りも極めて高い）と熱交換されて、ほぼ常温の高圧空気
ガスとなる。この高圧空気ガスは配管等によりピストン
型やタービン型等の高圧空気駆動エンジン５に導かれ
る。
体空気を貯蔵しておく。この際、液体空気は大気圧で約
−１９０℃の極低温であるから、液体空気タンク１には
十分な断熱処理を施してある。液体空気タンク１内の液
体空気は、モータ３で駆動される液体空気ポンプ２によ
り配管等を通して液体空気タンク１から汲み出され、必
要な圧力に昇圧されて、車体７に取り付けられた熱交換
器４に送られる。このようにして高圧になった液体空気
は熱交換器４を通ることにより、同熱交換器４で外気及
び車体７（これらの温度はほぼ常温であるが液体空気よ
りも極めて高い）と熱交換されて、ほぼ常温の高圧空気
ガスとなる。この高圧空気ガスは配管等によりピストン
型やタービン型等の高圧空気駆動エンジン５に導かれ
る。
【００１１】高圧空気駆動エンジン５がピストン型エン
ジンである場合は、エンジン内で高圧空気ガスを膨張さ
せることによりピストンを押してクランクにより回転力
とし、これを外部に動力として取り出す。高圧空気駆動
エンジン５がタービン型である場合は、高圧空気ガスを
膨張させてタービンを回転させることにより、外部に動
力として取り出す。このような動力を自動車の駆動力と
して車体７を動かす。膨張後の空気は排気管６により車
体７の外部に排気させる。
ジンである場合は、エンジン内で高圧空気ガスを膨張さ
せることによりピストンを押してクランクにより回転力
とし、これを外部に動力として取り出す。高圧空気駆動
エンジン５がタービン型である場合は、高圧空気ガスを
膨張させてタービンを回転させることにより、外部に動
力として取り出す。このような動力を自動車の駆動力と
して車体７を動かす。膨張後の空気は排気管６により車
体７の外部に排気させる。
【００１２】＜第１実施例の作用効果＞図１に示した第
１実施例の動力発生装置では、排気されるのは空気のみ
であるから、炭酸ガス及び硫化物等の公害物が発生しな
い。また、液体空気はガソリン等の化石燃料と異なり大
気から製造することができるため、ほぼ無限なエネルギ
ー源となり得る。更に、熱交換器４により車体７の内外
の熱を奪うことができるため、夏期などで車体７が過度
に温度上昇することを防止することも可能である。ま
た、燃焼用等に外部から空気を取り込まないため、水中
等の空気が無い環境でも本装置を使用することができ
る。
１実施例の動力発生装置では、排気されるのは空気のみ
であるから、炭酸ガス及び硫化物等の公害物が発生しな
い。また、液体空気はガソリン等の化石燃料と異なり大
気から製造することができるため、ほぼ無限なエネルギ
ー源となり得る。更に、熱交換器４により車体７の内外
の熱を奪うことができるため、夏期などで車体７が過度
に温度上昇することを防止することも可能である。ま
た、燃焼用等に外部から空気を取り込まないため、水中
等の空気が無い環境でも本装置を使用することができ
る。
【００１３】＜第２実施例；構成＞図２は第２実施例と
して本発明の動力発生装置を電気自動車に付加したシス
テムの構成を示す。本実施例の動力発生装置自体の構成
及びそれにより駆動力を得る方法は第１実施例と同じで
あるが、高圧空気駆動エンジン５の動力と同時に、バッ
テリ９に貯えられている電力を用いて駆動モータ８を駆
動して車体７を動かすようにしている。具体的には、図
９（Ａ）〜（Ｄ）、図１０に示す構成により、両方の駆
動力を同時に用いることができる。
して本発明の動力発生装置を電気自動車に付加したシス
テムの構成を示す。本実施例の動力発生装置自体の構成
及びそれにより駆動力を得る方法は第１実施例と同じで
あるが、高圧空気駆動エンジン５の動力と同時に、バッ
テリ９に貯えられている電力を用いて駆動モータ８を駆
動して車体７を動かすようにしている。具体的には、図
９（Ａ）〜（Ｄ）、図１０に示す構成により、両方の駆
動力を同時に用いることができる。
【００１４】図９（Ａ）に示す構成では、電気的駆動モ
ータ８と高圧空気駆動エンジン５の出力軸を同一軸２１
上に結合して、車体の駆動輪２０と結合している。通常
駆動モータ８のみの駆動の場合は高圧空気ガスの送り込
みを止めることにより高圧空気駆動エンジン５は空回り
となるが、一時的に駆動力の増加を図る時には同エンジ
ン５に高圧空気ガスを送り込んで膨張させ出力を取り出
す。
ータ８と高圧空気駆動エンジン５の出力軸を同一軸２１
上に結合して、車体の駆動輪２０と結合している。通常
駆動モータ８のみの駆動の場合は高圧空気ガスの送り込
みを止めることにより高圧空気駆動エンジン５は空回り
となるが、一時的に駆動力の増加を図る時には同エンジ
ン５に高圧空気ガスを送り込んで膨張させ出力を取り出
す。
【００１５】図９（Ｂ）に示す構成は、図９（Ａ）に対
しクラッチ２２を付加したものである。即ち、駆動モー
タ８と高圧空気駆動エンジン５との間にクラッチ２２を
設け、同エンジン５を作動させない場合は切り離すこと
ができるようにしてある。
しクラッチ２２を付加したものである。即ち、駆動モー
タ８と高圧空気駆動エンジン５との間にクラッチ２２を
設け、同エンジン５を作動させない場合は切り離すこと
ができるようにしてある。
【００１６】図９（Ｃ）に示す構成は、駆動モータ８と
高圧空気駆動エンジン５との間にクラッチ２２だけでな
く、トランスミッシュョン２３を付加したものであり、
高圧空気駆動エンジン５と駆動モータ８との回転数の関
係を変えることができる。
高圧空気駆動エンジン５との間にクラッチ２２だけでな
く、トランスミッシュョン２３を付加したものであり、
高圧空気駆動エンジン５と駆動モータ８との回転数の関
係を変えることができる。
【００１７】図９（Ｄ）に示す構成では、駆動モータ８
と高圧空気駆動エンジン５の各出力軸２５，２６にそれ
ぞれクラッチ２２とトランスミッション２３を順に取り
付け、両トランスミッション２３，２３の出力軸をギヤ
２４により互いに結合して、駆動輪２０と結合してい
る。
と高圧空気駆動エンジン５の各出力軸２５，２６にそれ
ぞれクラッチ２２とトランスミッション２３を順に取り
付け、両トランスミッション２３，２３の出力軸をギヤ
２４により互いに結合して、駆動輪２０と結合してい
る。
【００１８】図１０に示す構成は、前輪２７に駆動モー
タ８（もしくは高圧空気駆動エンジン５）を結合し、後
輪２８には逆に高圧空気駆動エンジン５（もしくは駆動
モータ５）を結合している。これにより、いずれか一
方、または両方の動力を利用する。
タ８（もしくは高圧空気駆動エンジン５）を結合し、後
輪２８には逆に高圧空気駆動エンジン５（もしくは駆動
モータ５）を結合している。これにより、いずれか一
方、または両方の動力を利用する。
【００１９】＜第２実施例の作用効果＞図２、図９、図
１０に示した第２実施例では、第１実施例と同様の作用
効果を得ることができるが、更に固有の作用効果とし
て、従来の電気自動車と比べると上り坂等で一時的な出
力増加を必要とする場合に、液体空気のエネルギによる
駆動力を付加して出力増加を得ることが可能であり、ク
リーンなハイブリッド構成とすることができる。なお、
通常は高圧空気エンジン５のみを作動させて一時的に駆
動モータ８を作動させて出力増を図るという使い方も、
あるいは常時両方を作動させるという使い方も可能であ
る。
１０に示した第２実施例では、第１実施例と同様の作用
効果を得ることができるが、更に固有の作用効果とし
て、従来の電気自動車と比べると上り坂等で一時的な出
力増加を必要とする場合に、液体空気のエネルギによる
駆動力を付加して出力増加を得ることが可能であり、ク
リーンなハイブリッド構成とすることができる。なお、
通常は高圧空気エンジン５のみを作動させて一時的に駆
動モータ８を作動させて出力増を図るという使い方も、
あるいは常時両方を作動させるという使い方も可能であ
る。
【００２０】＜第３実施例；構成＞図３に第３実施例と
して、図２に示した電気自動車のモータ効率の向上と出
力の向上を図るように工夫したシステムの構成を示す。
本実施例の動力発生装置自体の構成及びそれにより駆動
力を得る方法は第１実施例と同じであり、また高圧空気
駆動エンジン５と電気的駆動モータ８の両方を車体７の
駆動に同時に用いる方法は第２実施例と同じであって図
９，図１０いずれの構成をとることができる。
して、図２に示した電気自動車のモータ効率の向上と出
力の向上を図るように工夫したシステムの構成を示す。
本実施例の動力発生装置自体の構成及びそれにより駆動
力を得る方法は第１実施例と同じであり、また高圧空気
駆動エンジン５と電気的駆動モータ８の両方を車体７の
駆動に同時に用いる方法は第２実施例と同じであって図
９，図１０いずれの構成をとることができる。
【００２１】即ち、本第３実施例では、図３において、
高圧空気駆動エンジン５から排気される低圧空気は低温
であることに着目し、同低圧空気を排気管６の途中部分
６Ａで駆動モータ８に導き、同モータ８の冷却に使用し
た後、外部へ排気するように構成している。図１１と図
１２を比較すれば判るように、先の第２実施例では図１
１に示すように高圧空気駆動エンジン５からの低温の排
気空気はそのまま外部へ排出されるが、本第３実施例で
は図１２に示すように排気空気は６Ａ部分で駆動モータ
８の冷却に供した後外部へ排出される。
高圧空気駆動エンジン５から排気される低圧空気は低温
であることに着目し、同低圧空気を排気管６の途中部分
６Ａで駆動モータ８に導き、同モータ８の冷却に使用し
た後、外部へ排気するように構成している。図１１と図
１２を比較すれば判るように、先の第２実施例では図１
１に示すように高圧空気駆動エンジン５からの低温の排
気空気はそのまま外部へ排出されるが、本第３実施例で
は図１２に示すように排気空気は６Ａ部分で駆動モータ
８の冷却に供した後外部へ排出される。
【００２２】＜第３実施例の作用効果＞図３，図９，図
１０，図１２に示した第３実施例では、第１及び第２実
施例と同様の作用効果を得ることができ、更に固有の作
用効果として、駆動モータ８と同時に高圧空気駆動エン
ジン５が作動する場合には低温の排気空気により駆動モ
ータ８を冷却するので、駆動モータ８の発熱損失（銅
損）を抑え、同モータ８の高効率化，高出力化及び小形
化を図ることができる。
１０，図１２に示した第３実施例では、第１及び第２実
施例と同様の作用効果を得ることができ、更に固有の作
用効果として、駆動モータ８と同時に高圧空気駆動エン
ジン５が作動する場合には低温の排気空気により駆動モ
ータ８を冷却するので、駆動モータ８の発熱損失（銅
損）を抑え、同モータ８の高効率化，高出力化及び小形
化を図ることができる。
【００２３】＜第４実施例；構成＞図４に第４実施例と
して、図２に示した電気自動車に超伝導コイル（超電導
コイルとも呼ばれる）による電力貯蔵システムを有する
動力発生装置を付加した構成を示す。液体空気を利用し
た動力発生装置自体の構成及びそれにより駆動力を得る
方法は第１実施例と同じであり、また高圧空気駆動エン
ジン５と電気的駆動モータ８の両方を車体７の駆動に同
時に用いる方法は第２実施例と同じであり、図９，図１
０いずれの構成をとることができる。
して、図２に示した電気自動車に超伝導コイル（超電導
コイルとも呼ばれる）による電力貯蔵システムを有する
動力発生装置を付加した構成を示す。液体空気を利用し
た動力発生装置自体の構成及びそれにより駆動力を得る
方法は第１実施例と同じであり、また高圧空気駆動エン
ジン５と電気的駆動モータ８の両方を車体７の駆動に同
時に用いる方法は第２実施例と同じであり、図９，図１
０いずれの構成をとることができる。
【００２４】即ち、本第４実施例では駆動モータ８が原
理上発電機としても動作することに着目し、図４におい
て、液体空気タンク１内に超伝導コイル１２を取り付
け、駆動モータ８が発生する電力をバッテリ９及び超伝
導コイル１２に貯蔵するように構成してある。駆動モー
タ８が直流モータのうち他励電動機または分巻電動機で
あれば、外部から駆動されるとそのまま発電機として動
作するので、そのまま電気出力を超伝導コイル１２に貯
える。駆動モータ８が直巻電動機であるならば、同モー
タ８のコイルの配線を電動機と発電機との動作で逆に切
り換える必要があるので、図１３に示すようにコンバー
タ２９を介して駆動モータ８を超伝導コイル１２及びバ
ッテリ９とを接続し、コンバータ２９内で電動機として
動作する場合と発電機として動作する場合とで配線の切
り換えを行う。また、駆動モータ８が交流モータである
場合には、コンバータ２９内で交流と直流との変換を行
うように構成する。
理上発電機としても動作することに着目し、図４におい
て、液体空気タンク１内に超伝導コイル１２を取り付
け、駆動モータ８が発生する電力をバッテリ９及び超伝
導コイル１２に貯蔵するように構成してある。駆動モー
タ８が直流モータのうち他励電動機または分巻電動機で
あれば、外部から駆動されるとそのまま発電機として動
作するので、そのまま電気出力を超伝導コイル１２に貯
える。駆動モータ８が直巻電動機であるならば、同モー
タ８のコイルの配線を電動機と発電機との動作で逆に切
り換える必要があるので、図１３に示すようにコンバー
タ２９を介して駆動モータ８を超伝導コイル１２及びバ
ッテリ９とを接続し、コンバータ２９内で電動機として
動作する場合と発電機として動作する場合とで配線の切
り換えを行う。また、駆動モータ８が交流モータである
場合には、コンバータ２９内で交流と直流との変換を行
うように構成する。
【００２５】本実施例の動力発生装置に使用に際して
は、液体空気を利用して高圧空気駆動エンジン５で駆動
力を得ている場合に同エンジン５で発生する過剰な出力
などを、駆動モータ８により電力に変換して、超伝導コ
イル１２に貯蔵する。駆動力を増加するなど電力が必要
になった場合は、バッテリ９及び超伝導コイル１２に貯
蔵してある電力を用いて駆動モータ８を駆動する。
は、液体空気を利用して高圧空気駆動エンジン５で駆動
力を得ている場合に同エンジン５で発生する過剰な出力
などを、駆動モータ８により電力に変換して、超伝導コ
イル１２に貯蔵する。駆動力を増加するなど電力が必要
になった場合は、バッテリ９及び超伝導コイル１２に貯
蔵してある電力を用いて駆動モータ８を駆動する。
【００２６】＜第４実施例の作用効果＞図４，図９，図
１０，図１３に示した第４実施例では第１及び第２実施
例と同様の作用効果を得ることができ、更に、固有の作
用効果として超伝導コイル１２を用いた電力貯蔵システ
ムを用いるので、駆動モータ８に要求される急激な動力
変化に対して好適に対応することができる。また、超伝
導コイル１２は液体空気自身で冷却されるので、新たな
冷熱源を必要としない。
１０，図１３に示した第４実施例では第１及び第２実施
例と同様の作用効果を得ることができ、更に、固有の作
用効果として超伝導コイル１２を用いた電力貯蔵システ
ムを用いるので、駆動モータ８に要求される急激な動力
変化に対して好適に対応することができる。また、超伝
導コイル１２は液体空気自身で冷却されるので、新たな
冷熱源を必要としない。
【００２７】＜第５実施例；構成＞図５に第５実施例と
して、ソーラーカーなどの太陽光発電を利用した電気自
動車に、液体空気を利用した動力発生装置を付加したシ
ステムの構成を示す。本実施例の動力発生装置自体の構
成及びそれにより駆動力を得る方法も第１実施例と同じ
であり、また高圧空気駆動エンジン５と電気駆動モータ
８の両方を車体７の駆動に同時に用いる方法は第２実施
例と同じであって図９，図１０いずれの構成をとること
ができる。
して、ソーラーカーなどの太陽光発電を利用した電気自
動車に、液体空気を利用した動力発生装置を付加したシ
ステムの構成を示す。本実施例の動力発生装置自体の構
成及びそれにより駆動力を得る方法も第１実施例と同じ
であり、また高圧空気駆動エンジン５と電気駆動モータ
８の両方を車体７の駆動に同時に用いる方法は第２実施
例と同じであって図９，図１０いずれの構成をとること
ができる。
【００２８】即ち、本第５実施例では図５において、太
陽電池１０を車体７の上面に取り付け、太陽電池１０が
太陽光を吸収して発生する電力を取り出し、バッテリ９
に貯蔵するように構成している。従って、駆動モータ８
は太陽電池１０の出力を利用して駆動される。更に、太
陽電池１０と動力発生装置の熱交換器４とは、太陽電池
１０が熱交換器４によって冷却されるように配置してあ
る。
陽電池１０を車体７の上面に取り付け、太陽電池１０が
太陽光を吸収して発生する電力を取り出し、バッテリ９
に貯蔵するように構成している。従って、駆動モータ８
は太陽電池１０の出力を利用して駆動される。更に、太
陽電池１０と動力発生装置の熱交換器４とは、太陽電池
１０が熱交換器４によって冷却されるように配置してあ
る。
【００２９】＜第５実施例の作用効果＞図５，図９，図
１０に示した第５実施例では第１及び第２実施例と同様
の作用効果を得ることができ、更に固有の作用効果とし
て、太陽電池１０が熱交換器４による液体空気との熱交
換により冷却されるので、従来のソーラーカーに比べて
発電出力を数１０％以上向上させることができる。ま
た、高圧液体空気が太陽熱によっても熱交換器４を介し
て加熱されるので、一層高圧の空気が作動流体として得
られ、高圧空気駆動エンジン５からより大きな動力が発
生する。
１０に示した第５実施例では第１及び第２実施例と同様
の作用効果を得ることができ、更に固有の作用効果とし
て、太陽電池１０が熱交換器４による液体空気との熱交
換により冷却されるので、従来のソーラーカーに比べて
発電出力を数１０％以上向上させることができる。ま
た、高圧液体空気が太陽熱によっても熱交換器４を介し
て加熱されるので、一層高圧の空気が作動流体として得
られ、高圧空気駆動エンジン５からより大きな動力が発
生する。
【００３０】＜第６実施例；構成＞図６に第６実施例と
して、第１実施例に補助燃焼器を付加したシステムの構
成を示す。即ち、液体空気タンク１に貯蔵された液体空
気は液体空気ポンプ２により必要な圧力まで昇圧され、
熱交換器４内で外気等と熱交換して常温高圧ガスとな
る。このガスは補助燃焼器１３内に導びかれる。燃料タ
ンク１５内にあるガソリン等の化石燃料は燃料ポンプ１
４で昇圧され、必要に応じて補助燃焼器１３内に噴霧さ
れて高圧空気と希薄燃焼させる。補助燃焼器１３内での
燃焼により熱交換器４からの高圧空気は加熱され更に高
圧化される。燃料流量を調整することにより加熱量を調
整することができるようにしてある。この高圧空気は高
圧空気駆動エンジン５内で膨張することにより駆動力を
得る。同エンジン５から排気される低圧空気は、触媒１
６内で公害物を除去もしくは軽減したあと、排気管６よ
り排気される。燃料流量の調整に加えて化石燃料の燃焼
を必要なときだけ行うようにもしてある。
して、第１実施例に補助燃焼器を付加したシステムの構
成を示す。即ち、液体空気タンク１に貯蔵された液体空
気は液体空気ポンプ２により必要な圧力まで昇圧され、
熱交換器４内で外気等と熱交換して常温高圧ガスとな
る。このガスは補助燃焼器１３内に導びかれる。燃料タ
ンク１５内にあるガソリン等の化石燃料は燃料ポンプ１
４で昇圧され、必要に応じて補助燃焼器１３内に噴霧さ
れて高圧空気と希薄燃焼させる。補助燃焼器１３内での
燃焼により熱交換器４からの高圧空気は加熱され更に高
圧化される。燃料流量を調整することにより加熱量を調
整することができるようにしてある。この高圧空気は高
圧空気駆動エンジン５内で膨張することにより駆動力を
得る。同エンジン５から排気される低圧空気は、触媒１
６内で公害物を除去もしくは軽減したあと、排気管６よ
り排気される。燃料流量の調整に加えて化石燃料の燃焼
を必要なときだけ行うようにもしてある。
【００３１】＜第６実施例の作用効果＞図６に示した第
６実施例では、基本的には第１実施例と同様に動力を得
るが、液体空気のみでは出力が不足する場合、補助燃焼
器１３内で化石燃料を希薄燃焼させ空気を加熱させるこ
とによって出力を向上させることができる。従って、低
燃費であるとともに補助燃焼器１３内では希薄燃焼させ
ることにより、排気ガス中に含まれる公害物質（炭酸ガ
ス及び硫化物）を最小限におさえ、しかも触媒１６で極
力公害物を除去することができるため低公害でもある。
また負荷変動が大きい場合も対応できる柔軟なシステム
である。
６実施例では、基本的には第１実施例と同様に動力を得
るが、液体空気のみでは出力が不足する場合、補助燃焼
器１３内で化石燃料を希薄燃焼させ空気を加熱させるこ
とによって出力を向上させることができる。従って、低
燃費であるとともに補助燃焼器１３内では希薄燃焼させ
ることにより、排気ガス中に含まれる公害物質（炭酸ガ
ス及び硫化物）を最小限におさえ、しかも触媒１６で極
力公害物を除去することができるため低公害でもある。
また負荷変動が大きい場合も対応できる柔軟なシステム
である。
【００３２】＜第７実施例；構成＞図７に第７実施例と
して、第１実施例の高圧空気駆動エンジン５の代りに、
中間再加熱式高圧空気駆動エンジン１７を有する動力発
生装置の構成を示す。高圧空気駆動エンジン１７以外は
図１の実施例と同じである。
して、第１実施例の高圧空気駆動エンジン５の代りに、
中間再加熱式高圧空気駆動エンジン１７を有する動力発
生装置の構成を示す。高圧空気駆動エンジン１７以外は
図１の実施例と同じである。
【００３３】即ち、図７において、まず液体空気タンク
１に貯蔵された液体空気は、液体空気ポンプ２により必
要な圧力まで昇圧され、熱交換器４内で熱交換されて常
温高圧の空気ガスとなる。このガスは中間再加熱式高圧
空気駆動エンジン１７に導びかれる。図８に中間再加熱
式高圧空気駆動エンジン１７の構成を示し、適当数の膨
張室と再加熱用の熱交換器を備えている。まず、高圧空
気は第１膨張室１８で膨張させ、ピストン型の場合はピ
ストンを押し下げクランクにより回転力とする。タービ
ン型の場合はタービンを回転させる。膨張したあとの中
圧の空気は温度が下がっているため、熱交換器１１によ
り再加熱する。この再加熱された空気は第２膨張室１９
内で膨張させ、回転力として負荷をとりだす。以後必要
な段数まで再加熱と膨張をくり返す。最終的に排気され
た空気は排気管６を通して外部に排気される。
１に貯蔵された液体空気は、液体空気ポンプ２により必
要な圧力まで昇圧され、熱交換器４内で熱交換されて常
温高圧の空気ガスとなる。このガスは中間再加熱式高圧
空気駆動エンジン１７に導びかれる。図８に中間再加熱
式高圧空気駆動エンジン１７の構成を示し、適当数の膨
張室と再加熱用の熱交換器を備えている。まず、高圧空
気は第１膨張室１８で膨張させ、ピストン型の場合はピ
ストンを押し下げクランクにより回転力とする。タービ
ン型の場合はタービンを回転させる。膨張したあとの中
圧の空気は温度が下がっているため、熱交換器１１によ
り再加熱する。この再加熱された空気は第２膨張室１９
内で膨張させ、回転力として負荷をとりだす。以後必要
な段数まで再加熱と膨張をくり返す。最終的に排気され
た空気は排気管６を通して外部に排気される。
【００３４】＜第７実施例の作用効果＞図７，図８に示
した第７実施例では、第１実施例と同様の作用効果を得
ることができるが、更に固有の作用効果として、中間再
加熱式高圧空気駆動エンジン１７とすることにより再加
熱しない場合よりも高効率高出力とすることができる。
した第７実施例では、第１実施例と同様の作用効果を得
ることができるが、更に固有の作用効果として、中間再
加熱式高圧空気駆動エンジン１７とすることにより再加
熱しない場合よりも高効率高出力とすることができる。
【００３５】上述した各実施例では液化ガスとして液体
空気を利用しているが、それ以外のもの、例えば適宜な
極低温液化ガスを利用することができる。また、動力発
生装置を自動車以外のものに対する駆動源として利用す
ることもできる。
空気を利用しているが、それ以外のもの、例えば適宜な
極低温液化ガスを利用することができる。また、動力発
生装置を自動車以外のものに対する駆動源として利用す
ることもできる。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、液化ガスを液体状態の
まま昇圧した後、加熱することにより高圧ガスを生成
し、この高圧ガスを膨張させることによりその膨張力か
ら動力を得るので、動力を得るための作動流体を動力発
生装置内に持つことになり、従来のように化石燃料を燃
焼させて作動流体を得るために外部から空気を取り込む
必要はなく、水中など周囲に空気が存在しない環境でも
使用することができる。また、従来のような燃焼後の排
気ガスの問題もない。更に、液化ガスは常温で十分気化
するので、加熱源としては常温の外気あるいはハードウ
ェア熱容量、太陽熱、海水など常温付近のものを利用す
ることができる。
まま昇圧した後、加熱することにより高圧ガスを生成
し、この高圧ガスを膨張させることによりその膨張力か
ら動力を得るので、動力を得るための作動流体を動力発
生装置内に持つことになり、従来のように化石燃料を燃
焼させて作動流体を得るために外部から空気を取り込む
必要はなく、水中など周囲に空気が存在しない環境でも
使用することができる。また、従来のような燃焼後の排
気ガスの問題もない。更に、液化ガスは常温で十分気化
するので、加熱源としては常温の外気あるいはハードウ
ェア熱容量、太陽熱、海水など常温付近のものを利用す
ることができる。
【００３７】特に、液体空気を用いる場合は、排気され
るガスは空気だけである。また、液体空気を昇圧した後
に加熱して高圧ガスを生成する場合は、大気を直接圧縮
して高圧にするよりも、必要とする動力がはるかに少な
くて済む。更に、液体空気は大気から製造できるため、
化石燃料のように枯渇することがない。
るガスは空気だけである。また、液体空気を昇圧した後
に加熱して高圧ガスを生成する場合は、大気を直接圧縮
して高圧にするよりも、必要とする動力がはるかに少な
くて済む。更に、液体空気は大気から製造できるため、
化石燃料のように枯渇することがない。
【図１】本発明の第１実施例を示す図。
【図２】本発明の第２実施例を示す図。
【図３】本発明の第３実施例を示す図。
【図４】本発明の第４実施例を示す図。
【図５】本発明の第５実施例を示す図。
【図６】本発明の第６実施例を示す図。
【図７】本発明の第７実施例を示す図。
【図８】中間再加熱式高圧空気駆動エンジンの構成を示
す図。
す図。
【図９】高圧空気駆動エンジンと駆動モータの接続構造
例を示す図。
例を示す図。
【図１０】高圧空気駆動エンジンと駆動モータの接続構
造例を示す図。
造例を示す図。
【図１１】第２実施例の排気の様子を示す図。
【図１２】排気空気を駆動モータの冷却に利用する様子
を示す図。
を示す図。
【図１３】第４実施例のうちコンバータを用いるシステ
ム構成を示す図。
ム構成を示す図。
【図１４】従来例を示す図。
１ 液体空気タンク ２ 液体空気ポンプ ３ モータ ４ 熱交換器 ５ 高圧空気駆動エンジン ６ 排気管 ６Ａ 冷却に利用する部分 ７ 車体 ８ 駆動モータ ９ バッテリ １０ 太陽電池 １１ 熱交換器 １２ 超伝導コイル １３ 補助燃焼器 １４ 燃料ポンプ １５ 燃料タンク １６ 触媒 １７ 中間再加熱式高圧空気駆動エンジン １８，１９ 膨張室
Claims (2)
- 【請求項１】 液化ガスを貯蔵するタンクと、このタン
クから液化ガスを汲み出し昇圧するポンプと、このポン
プで昇圧された液化ガスを加熱し高圧ガスに変える熱交
換器と、この熱交換器により得られた高圧ガスを膨張さ
せ動力を取り出す機械とを具備することを特徴とする動
力発生装置。 - 【請求項２】 前記液化ガスが液体空気であることを特
徴とする請求項１に記載の動力発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23094595A JP3696945B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 液化ガスを利用した動力発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23094595A JP3696945B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 液化ガスを利用した動力発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0979008A true JPH0979008A (ja) | 1997-03-25 |
| JP3696945B2 JP3696945B2 (ja) | 2005-09-21 |
Family
ID=16915779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23094595A Expired - Fee Related JP3696945B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 液化ガスを利用した動力発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3696945B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010106612A1 (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-23 | トヨタ自動車株式会社 | 車両 |
| JP2020007941A (ja) * | 2018-07-05 | 2020-01-16 | 株式会社豊田中央研究所 | 流体エネルギー変換装置 |
| KR102340148B1 (ko) * | 2020-08-31 | 2021-12-16 | 고등기술연구원연구조합 | 태양열을 이용한 공기 발전 및 전기차 충전 시스템 |
| JP2022523948A (ja) * | 2019-03-15 | 2022-04-27 | メニーハート，ティヴァダル | 圧力比を大幅に上昇させた状態で内燃機関を駆動する方法、装置、およびシステムと、このシステムを搭載した車両 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2379527C1 (ru) * | 2008-08-22 | 2010-01-20 | Вячеслав Викторович Ларионов | Автономная комбинированная энергетическая установка |
-
1995
- 1995-09-08 JP JP23094595A patent/JP3696945B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010106612A1 (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-23 | トヨタ自動車株式会社 | 車両 |
| JP2020007941A (ja) * | 2018-07-05 | 2020-01-16 | 株式会社豊田中央研究所 | 流体エネルギー変換装置 |
| JP2022523948A (ja) * | 2019-03-15 | 2022-04-27 | メニーハート，ティヴァダル | 圧力比を大幅に上昇させた状態で内燃機関を駆動する方法、装置、およびシステムと、このシステムを搭載した車両 |
| KR102340148B1 (ko) * | 2020-08-31 | 2021-12-16 | 고등기술연구원연구조합 | 태양열을 이용한 공기 발전 및 전기차 충전 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3696945B2 (ja) | 2005-09-21 |
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