JPS6044517B2 - 光吸収エンジン - Google Patents
光吸収エンジンInfo
- Publication number
- JPS6044517B2 JPS6044517B2 JP52053437A JP5343777A JPS6044517B2 JP S6044517 B2 JPS6044517 B2 JP S6044517B2 JP 52053437 A JP52053437 A JP 52053437A JP 5343777 A JP5343777 A JP 5343777A JP S6044517 B2 JPS6044517 B2 JP S6044517B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- working fluid
- temperature
- light absorption
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
Landscapes
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は太陽光等の光エネルギーを仕事に変換するた
めの光吸収エンジンに関するものである。
めの光吸収エンジンに関するものである。
省資源や、公害防止の観点から太陽光等の光エネルギー
を直接的に動力として利用することが考えられているが
、構造、価格その他の点に問題があつて、現在まで、実
用化し得る技術が確立されていない。
を直接的に動力として利用することが考えられているが
、構造、価格その他の点に問題があつて、現在まで、実
用化し得る技術が確立されていない。
この発明は、光エネルギーを利用し、光化学反応等によ
つて動作流体を状態変化させ、動力を取り出す構造が簡
単で安価であり、かつ作動の確実なエンジンを提供する
ことを目的とするものである。
つて動作流体を状態変化させ、動力を取り出す構造が簡
単で安価であり、かつ作動の確実なエンジンを提供する
ことを目的とするものである。
以下、この発明の詳細を説明する。
この発明は、光の吸収能が大きくまたその光によつて光
分解などの化学反応を生ずる成分を含む動作流体に、そ
の成分の光吸収波長を含む紫外一可視−赤外等の光線を
照射してエネルギーを吸収させると、熱エネルギーの吸
収や光化学反応によつて温度上昇し、また光化学反応に
よつて分子数の増加等を生じ、動作流体は容積増加や圧
力増加を起す。
分解などの化学反応を生ずる成分を含む動作流体に、そ
の成分の光吸収波長を含む紫外一可視−赤外等の光線を
照射してエネルギーを吸収させると、熱エネルギーの吸
収や光化学反応によつて温度上昇し、また光化学反応に
よつて分子数の増加等を生じ、動作流体は容積増加や圧
力増加を起す。
また、このような動作流体を光の照射が少なくなるよう
にして光化学反応の逆反応を優勢にさせ、かつ冷却する
と、冷却及び逆反応によつて温度低下や分子数減少を生
じ容積減少及び圧力低下が現われる。例えば、動作流体
としてＮ２、ＣＯ２などにＮＯ２を５０００ｐｐｍ（ｖ
ｏｌｌｖｏｌ）程度以上を含む全圧力２に９１ｄ程度の
ものを３ｏｏｎ７ＴＬ、以上の波長域で高い透過性を有
する受光容器内に充填して、強い太陽光を照射すると動
作流体ではＮＯ。
にして光化学反応の逆反応を優勢にさせ、かつ冷却する
と、冷却及び逆反応によつて温度低下や分子数減少を生
じ容積減少及び圧力低下が現われる。例えば、動作流体
としてＮ２、ＣＯ２などにＮＯ２を５０００ｐｐｍ（ｖ
ｏｌｌｖｏｌ）程度以上を含む全圧力２に９１ｄ程度の
ものを３ｏｏｎ７ＴＬ、以上の波長域で高い透過性を有
する受光容器内に充填して、強い太陽光を照射すると動
作流体ではＮＯ。
、ＣＯ。が光を吸収する。このときＮＯ。は３００〜４
２０ｎｗＬ、の波長域の光を吸収して、主に次の分解反
応をする。ＮＯ。
２０ｎｗＬ、の波長域の光を吸収して、主に次の分解反
応をする。ＮＯ。
＋ｈｖに）Ｎｏ＋０・（に、■０〜１０ｍｉｎ−１）
このために瞬間的に分子数が増加するとともに・つぎの
ような反応が生ずる。
ような反応が生ずる。
０＋０２＋Ｍ拒１０３＋Ｍ）
（に２■１．５×１び１２・ ｍｏｌ−２・ ｓｅｃ−
１）ＮＯｆＯ３Ｌ、ＮＯ２＋Ｏ２（に、■２５ｐｐｍ−
゛・ ｍｉｎ−゛）０ｆ０ｆＭＬ）０２＋Ｍ′ ０＋ＮＯｆＭ″を、ＮＯ２＋Ｍ″ （Ｋ５＝２．３×１０１０１２●ＭＯｌ−２
●Ｓｅｃ−リ０＋ＮＯ２虱ＮＯ＋０２（Ｋ７＝５．３×
１σ１・ＭＯ卜１◆Ｓｅｃ−１）一方、２Ｎ０＋０２凰
２Ｎ０２ （Ｋ８＝１．５×１ＣＰｐｐｍ−２●Ｍｉ『りの反応は
ＮＯ濃度が大きくなるときわめて重要になり、またこの
反応速度は温度によりつぎのように変る。
１）ＮＯｆＯ３Ｌ、ＮＯ２＋Ｏ２（に、■２５ｐｐｍ−
゛・ ｍｉｎ−゛）０ｆ０ｆＭＬ）０２＋Ｍ′ ０＋ＮＯｆＭ″を、ＮＯ２＋Ｍ″ （Ｋ５＝２．３×１０１０１２●ＭＯｌ−２
●Ｓｅｃ−リ０＋ＮＯ２虱ＮＯ＋０２（Ｋ７＝５．３×
１σ１・ＭＯ卜１◆Ｓｅｃ−１）一方、２Ｎ０＋０２凰
２Ｎ０２ （Ｋ８＝１．５×１ＣＰｐｐｍ−２●Ｍｉ『りの反応は
ＮＯ濃度が大きくなるときわめて重要になり、またこの
反応速度は温度によりつぎのように変る。
Ｋ８＝（１．９５５−０．０２３ｔ）×１０−３・Ｐｐ
ｍ−２●Ｍｉｎ−１このために温度が低下すると、この
反応はさらに優勢になる。
ｍ−２●Ｍｉｎ−１このために温度が低下すると、この
反応はさらに優勢になる。
また、ＮＯ２、ＣＯ２、ＮＯ及びＮＯ３等は光分解は生
じないとしも、可視より赤外にかけて光を吸収して励起
または温度上昇し、それらが赤外等の放射を増加させる
ことがあつても、ある程度の圧力上昇または容積増加も
可能である。
じないとしも、可視より赤外にかけて光を吸収して励起
または温度上昇し、それらが赤外等の放射を増加させる
ことがあつても、ある程度の圧力上昇または容積増加も
可能である。
光を遮蔽するか受光容器の方向、位置を変えて受光量を
変化させると、受光容器内での光分解反応は停止して化
学的にはその温度の平衡に近ずく反応が優勢になる。
変化させると、受光容器内での光分解反応は停止して化
学的にはその温度の平衡に近ずく反応が優勢になる。
また熱的にも適当な冷却方法を講じて、放射エネルギー
の受授に加えて、伝熱によつても受光容器内での温度を
下降させることができる。このため受光容器内の圧力ま
たは容積を減少させることができる。このように、紫外
から赤外にかけての光を断続的に受光して、圧力変化及
び容積変化をする動作流体を利用すれば、光エネルギー
を仕事に変換し、さらに装置を適当に構成すれは動力を
取り出すことができる。第１図に示すものは、この発明
の一実施例に係る容積型光吸収エンジンである。
の受授に加えて、伝熱によつても受光容器内での温度を
下降させることができる。このため受光容器内の圧力ま
たは容積を減少させることができる。このように、紫外
から赤外にかけての光を断続的に受光して、圧力変化及
び容積変化をする動作流体を利用すれば、光エネルギー
を仕事に変換し、さらに装置を適当に構成すれは動力を
取り出すことができる。第１図に示すものは、この発明
の一実施例に係る容積型光吸収エンジンである。
エンジン１はパイレックスガラス、石英、テフロン等の
放射光をよく透過する材質て作られた窓２を有する受光
容器３を備えている。受光容器３内には動作流体が収容
されている。受光容器３はシリング５及びピストン６で
構成される可変容積部７に連結しており、したがつて動
作流体４は可変容積部７に入り得る。シリンダ５は固定
クランク軸（後述する）に回転可能に支持されている。
動作流体４はピストン６とシリンダ５との間はでシール
リング８に−よつてシールされ、また冷却器９によつて
つねに冷却され、冷却器９内に封入された熱媒体は回転
による遠心力または管壁の毛細管現象その他の手段を利
用して放熱部１０と循環できるようにし、熱は冷却フィ
ン１１により外部に放出される。ピストン６にはピスト
ンピン１２が設けられ、小端部１３及び大端部１４を有
する連結杆１５によつて拘束され、固定クランク軸１６
に対するシリンダ５の相対回転運動に応じて偏心軸１７
を中心とした回転をすることによつてシリンダ５の内部
で相対的に往復し可変容積部７の容積を変化させる。固
定クランク軸１６とシリンダ５との間にはシール及び軸
受１８が設けられ、シリンダ５の回彦転は歯車１９とこ
れに連結した小歯車２０、及び出力軸２１によつて外部
に伝導される。このように構成されるエンジンは、図中
エンジン１″で例示されるように共通の固定クランク軸
１６に対して複数個取り付けることができる。このよう
に構成されたエンジンにおいては、光源２２からの放射
光は受光容器３の受光窓２を通して動作流体４に作用し
、これによつて動作流体４の高温度高分子数状態となり
、圧力上昇が生ずるとピストン６を押し下げ、シリンダ
５が固定クランク軸１６に関して回転し、出力軸２１が
回転して動力が取り出される。
放射光をよく透過する材質て作られた窓２を有する受光
容器３を備えている。受光容器３内には動作流体が収容
されている。受光容器３はシリング５及びピストン６で
構成される可変容積部７に連結しており、したがつて動
作流体４は可変容積部７に入り得る。シリンダ５は固定
クランク軸（後述する）に回転可能に支持されている。
動作流体４はピストン６とシリンダ５との間はでシール
リング８に−よつてシールされ、また冷却器９によつて
つねに冷却され、冷却器９内に封入された熱媒体は回転
による遠心力または管壁の毛細管現象その他の手段を利
用して放熱部１０と循環できるようにし、熱は冷却フィ
ン１１により外部に放出される。ピストン６にはピスト
ンピン１２が設けられ、小端部１３及び大端部１４を有
する連結杆１５によつて拘束され、固定クランク軸１６
に対するシリンダ５の相対回転運動に応じて偏心軸１７
を中心とした回転をすることによつてシリンダ５の内部
で相対的に往復し可変容積部７の容積を変化させる。固
定クランク軸１６とシリンダ５との間にはシール及び軸
受１８が設けられ、シリンダ５の回彦転は歯車１９とこ
れに連結した小歯車２０、及び出力軸２１によつて外部
に伝導される。このように構成されるエンジンは、図中
エンジン１″で例示されるように共通の固定クランク軸
１６に対して複数個取り付けることができる。このよう
に構成されたエンジンにおいては、光源２２からの放射
光は受光容器３の受光窓２を通して動作流体４に作用し
、これによつて動作流体４の高温度高分子数状態となり
、圧力上昇が生ずるとピストン６を押し下げ、シリンダ
５が固定クランク軸１６に関して回転し、出力軸２１が
回転して動力が取り出される。
シリンダ５がさらに回転を続け、例えば符号１″で示す
位置に近づくにつれて、放射光２３が動作流体に吸収さ
れなくなると、暗反応によつて動作流体の分子数が減少
し、かつ冷却器９による冷却の効果が大きくなつて低温
度低分子数状態となり、動作流体の温度及び圧力が低下
し、ピストン６に押されて動作流体４は受光容容器３に
もどる。このような動作を繰り返すことによつて出力軸
２１から動力を取り出すことができる。光の吸収能と冷
却及び反応速度等の関係から、シリンダ５の回転速度を
適当に設定することによつて、吸収光のエネルギーを出
力軸２１の動力として外部に取り出すことができる。
位置に近づくにつれて、放射光２３が動作流体に吸収さ
れなくなると、暗反応によつて動作流体の分子数が減少
し、かつ冷却器９による冷却の効果が大きくなつて低温
度低分子数状態となり、動作流体の温度及び圧力が低下
し、ピストン６に押されて動作流体４は受光容容器３に
もどる。このような動作を繰り返すことによつて出力軸
２１から動力を取り出すことができる。光の吸収能と冷
却及び反応速度等の関係から、シリンダ５の回転速度を
適当に設定することによつて、吸収光のエネルギーを出
力軸２１の動力として外部に取り出すことができる。
また、出力軸２１、シリンダ５等を固定して、照射光を
適当な周期で断続させることにより、固定クランク軸１
６を可動軸として、これから動力を取り出すこともでき
る。第２図に示すものは、この発明の実施例に係る速度
型光吸収エンジンである。
適当な周期で断続させることにより、固定クランク軸１
６を可動軸として、これから動力を取り出すこともでき
る。第２図に示すものは、この発明の実施例に係る速度
型光吸収エンジンである。
第２図に示すように、エンジン２４は受光容器２５、タ
ービン２６、冷却器２７及び圧縮機２８を備えている。
受光容器２５は光透過性の材料からなる窓２９を備えた
密閉体で、その内に動作流体３０を収容している。光源
３１からの光は３３は直接、または集光用光学装置３２
を介して受光容器２５内の動作流体３０に照射される。
この照射された光によつてＮＯ２＋ｈν→ＮＯ＋０など
の反応を生じ動作流体３０は高温高分子数状態となり、
容積が増大する。この状態で動作流体３０は導管３４を
介してタービン２６に送られ、ここで膨張して仕事をし
、タービン２６は発電機３５を駆動する。タービン２６
で膨張し低圧となつて動作流体は導管３６を経て冷却器
２７に送られて冷却され、例えばＮＯ＋？２→ＮＯ２な
どの反応によりＮＯ２が増加し分子数が減少するととも
に温度も低下して低温低分子数状態となる。動作流体か
らの熱は冷却器２７、導管３７、放熱器３８、導管３９
、ポンプ４０を含む冷却ループを通る冷媒によつて吸収
され、外部に放出される。冷却器２７を通過した動作流
体は気液分離器４１によつて気液分離され、気体部分は
圧縮機２８において圧縮された後受容器２５にもどされ
、液体部分は導管４２を経てポンプ４３により圧力を加
えられた受光容器２５にもどされる。圧縮機２８及びポ
ンプ４３はタービン２６の出力によつて駆動され、また
モータ４４はシステムを始動するために使用される。以
上の説明においては動作流体中の光化学反応成分として
ＮＯ２を用いた例が示されているが、ＮＯ２の他にＳＯ
２等の光学反応物資を用いることもできる。
ービン２６、冷却器２７及び圧縮機２８を備えている。
受光容器２５は光透過性の材料からなる窓２９を備えた
密閉体で、その内に動作流体３０を収容している。光源
３１からの光は３３は直接、または集光用光学装置３２
を介して受光容器２５内の動作流体３０に照射される。
この照射された光によつてＮＯ２＋ｈν→ＮＯ＋０など
の反応を生じ動作流体３０は高温高分子数状態となり、
容積が増大する。この状態で動作流体３０は導管３４を
介してタービン２６に送られ、ここで膨張して仕事をし
、タービン２６は発電機３５を駆動する。タービン２６
で膨張し低圧となつて動作流体は導管３６を経て冷却器
２７に送られて冷却され、例えばＮＯ＋？２→ＮＯ２な
どの反応によりＮＯ２が増加し分子数が減少するととも
に温度も低下して低温低分子数状態となる。動作流体か
らの熱は冷却器２７、導管３７、放熱器３８、導管３９
、ポンプ４０を含む冷却ループを通る冷媒によつて吸収
され、外部に放出される。冷却器２７を通過した動作流
体は気液分離器４１によつて気液分離され、気体部分は
圧縮機２８において圧縮された後受容器２５にもどされ
、液体部分は導管４２を経てポンプ４３により圧力を加
えられた受光容器２５にもどされる。圧縮機２８及びポ
ンプ４３はタービン２６の出力によつて駆動され、また
モータ４４はシステムを始動するために使用される。以
上の説明においては動作流体中の光化学反応成分として
ＮＯ２を用いた例が示されているが、ＮＯ２の他にＳＯ
２等の光学反応物資を用いることもできる。
ただし、作動流体は暗条件において急速に光化学反応前
の状態に復帰できる反応を行うものでなければならない
。また受光容器に使用する光透過性材料としては動作流
体と反応しないものを選択する必要があり、作動流体に
接する各部品は十分な耐食性がなければならない。
の状態に復帰できる反応を行うものでなければならない
。また受光容器に使用する光透過性材料としては動作流
体と反応しないものを選択する必要があり、作動流体に
接する各部品は十分な耐食性がなければならない。
以上の説明から明らかな通り、この発明によれば、エネ
ルギー源として太陽光等を直接利用するので石油その他
の燃料を使用せず、したがつて省資源の要請にこたえる
ことができ、さらに動作流体は常に閉サイクル中にある
から、環境汚染の恐れは全くない。
ルギー源として太陽光等を直接利用するので石油その他
の燃料を使用せず、したがつて省資源の要請にこたえる
ことができ、さらに動作流体は常に閉サイクル中にある
から、環境汚染の恐れは全くない。
しかも、その実施には従来から存する速度型エンジンま
たは容積型エンジンの技術をほとんどそのまま利用する
ことができ、実施が容易で、かつ安価である。
たは容積型エンジンの技術をほとんどそのまま利用する
ことができ、実施が容易で、かつ安価である。
第１図はこの発明の一実施例に係る容積型エンジンを示
す縦断面説明図、第２図はこの発明の他の実施例に係る
速度型エンジンを示す説明図である。 ３・・・・・・受光容器、５・・・・・シリンダ、６・
・・・・ゼストン、９・・・・・・冷却器、２５・・・
・・受光容器、２６・・・・・タービン、２７・・・・
・・冷却器、２８・・・・・・圧縮器。
す縦断面説明図、第２図はこの発明の他の実施例に係る
速度型エンジンを示す説明図である。 ３・・・・・・受光容器、５・・・・・シリンダ、６・
・・・・ゼストン、９・・・・・・冷却器、２５・・・
・・受光容器、２６・・・・・タービン、２７・・・・
・・冷却器、２８・・・・・・圧縮器。
Claims (1)
- １ 光エネルギーの動作流体への照射量の増減を利用し
て可逆的光化学反応により、動作流体に高温度高分子数
状態と低温度低分子数状態とを繰り返し生起させ、高温
度高分子数状態で動作流体を膨張させ、低温度低分子数
状態で動作流体を圧縮し、これによつて有効な仕事を発
生させるように構成したことを特徴とする光吸収エンジ
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52053437A JPS6044517B2 (ja) | 1977-05-10 | 1977-05-10 | 光吸収エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52053437A JPS6044517B2 (ja) | 1977-05-10 | 1977-05-10 | 光吸収エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53139038A JPS53139038A (en) | 1978-12-05 |
| JPS6044517B2 true JPS6044517B2 (ja) | 1985-10-03 |
Family
ID=12942813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52053437A Expired JPS6044517B2 (ja) | 1977-05-10 | 1977-05-10 | 光吸収エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044517B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56121878A (en) * | 1980-02-29 | 1981-09-24 | Matsushita Electric Works Ltd | Engine system utilizing solar energy |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5442050B2 (ja) * | 1973-09-28 | 1979-12-12 | ||
| CH597512A5 (ja) * | 1974-03-18 | 1978-04-14 | Posnansky Mario |
-
1977
- 1977-05-10 JP JP52053437A patent/JPS6044517B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53139038A (en) | 1978-12-05 |
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