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JP2016035240A - External-combustion brayton cycle engine using solar heat - Google Patents

External-combustion brayton cycle engine using solar heat Download PDF

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JP2016035240A
JP2016035240A JP2014158557A JP2014158557A JP2016035240A JP 2016035240 A JP2016035240 A JP 2016035240A JP 2014158557 A JP2014158557 A JP 2014158557A JP 2014158557 A JP2014158557 A JP 2014158557A JP 2016035240 A JP2016035240 A JP 2016035240A
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和彦 谷村
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隆雄 杉本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an external-combustion Brayton cycle engine capable of stably supplying electric power without influence of the amount of insolation while using solar heat.SOLUTION: An external-combustion Brayton cycle engine using monoatomic gas as a first working medium (M1), comprises: a solar heater (3) heating the first working medium from a compressor (1); a hydrogen combustor (5) heating the first working medium from the compressor by hydrogen gas and oxygen gas; a hydrogen-oxygen generator (19) generating hydrogen gas and oxygen gas by electrolysis of water; a hydrogen flow passage switching device (25) selectively communicating a hydrogen tank (23) storing hydrogen with the hydrogen-oxygen generator or the hydrogen combustor; and an oxygen flow passage switching device (35) selectively communicating an oxygen tank (33) storing oxygen with the hydrogen-oxygen generator or the hydrogen combustor.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、太陽光を熱源として利用する外燃式ブレイトンサイクルエンジンに関する。   The present invention relates to an external combustion type Brayton cycle engine using sunlight as a heat source.

近年、環境問題やエネルギー問題の一解決策として、太陽光を熱源として利用するタービン装置による発電技術、例えば、太陽熱を利用した蒸気タービンやガスタービンが提案されている(例えば、特許文献1、2)。   In recent years, as a solution to environmental problems and energy problems, power generation technology using a turbine device that uses sunlight as a heat source, for example, steam turbines and gas turbines using solar heat have been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2). ).

特開2011−220163号公報JP 2011-220163 A 特開2011−032960号公報JP 2011-032960 A

しかし、太陽熱を利用するこのような設備では、太陽熱の供給が不安定であるため、電力の需給バランスを保つことが難しい。すなわち、日照量が十分に得られる場合に、電力需要に対して発電量が過剰となる一方、夜間のように日照がない場合(夜間)や日照量が不十分な場合には、電力需要に対して発電量が不足することが起こり得る。したがって、太陽熱を利用する発電設備に、発電量が過剰である場合の余剰電力を利用したロードレベリングシステムが要求されている。   However, in such facilities that use solar heat, the supply of solar heat is unstable, so it is difficult to maintain a balance between power supply and demand. In other words, when the amount of sunshine is sufficient, the amount of power generated is excessive with respect to the power demand. On the other hand, when there is no sunshine, such as at night (nighttime), or when the amount of sunshine is insufficient, On the other hand, the power generation amount may be insufficient. Therefore, a load leveling system that uses surplus power when the amount of power generation is excessive is required for power generation facilities that use solar heat.

そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するために、高効率に太陽光を熱源として利用しながら、日照量に影響されず安定的に電力を供給することができる外燃式ブレイトンサイクルエンジンを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an external combustion Brayton cycle that can stably supply electric power without being affected by the amount of sunlight while using sunlight as a heat source with high efficiency in order to solve the above-described problems. To provide an engine.

上記目的を達成するために、本発明に係る外燃式ブレイトンサイクルエンジンは、単原子ガスを第1作動媒体とする外燃式ブレイトンサイクルエンジンであって、前記第1作動媒体を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給された第1作動媒体を、太陽光を熱源として加熱するソーラー加熱器と、水素ガスと酸素ガスとを燃焼させて、前記圧縮機から供給された第1作動媒体を加熱する水素燃焼器と、前記ソーラー加熱器から供給された第1作動媒体、および/または前記水素燃焼器から供給された第1作動媒体と水蒸気との混合ガスから動力を取り出すタービンと、水を電気分解することによって水素ガスおよび酸素ガスを生成する水素・酸素生成装置と、水素ガスを貯蔵する水素タンクと、酸素ガスを貯蔵する酸素タンクと、前記水素タンクを、前記水素・酸素生成装置の水素ガス導出口と前記水素燃焼器との間で選択的に連通させる水素流路切替装置と、前記酸素タンクを、前記水素・酸素生成装置の酸素ガス導出口と前記水素燃焼器との間で選択的に連通させる酸素流路切替装置とを備えている。   In order to achieve the above object, an external combustion type Brayton cycle engine according to the present invention is an external combustion type Brayton cycle engine using a monoatomic gas as a first working medium, and compresses the first working medium. The first working medium supplied from the compressor is heated by using solar light as a heat source, hydrogen gas and oxygen gas are burned, and the first working medium supplied from the compressor is A hydrogen combustor for heating, a first working medium supplied from the solar heater, and / or a turbine for extracting power from a mixed gas of the first working medium and steam supplied from the hydrogen combustor, and water A hydrogen / oxygen generator that generates hydrogen gas and oxygen gas by electrolysis, a hydrogen tank that stores hydrogen gas, an oxygen tank that stores oxygen gas, and the hydrogen tank A hydrogen flow switching device for selectively communicating the hydrogen gas between the hydrogen gas outlet of the hydrogen / oxygen generator and the hydrogen combustor, and the oxygen tank for connecting the oxygen gas to the hydrogen / oxygen generator. An oxygen flow switching device for selectively communicating between the outlet and the hydrogen combustor;

この構成によれば、太陽光を熱源として利用し、かつ作動媒体として、空気のような2原子分子からなるガスよりも大きい比熱比を有する単原子分子ガスを用いる高効率の外燃式ブレイトンサイクルエンジンにおいて、太陽光を利用する発電量が電力需要を上回る場合、過剰なエネルギーを水素ガスおよび酸素ガスとして貯蔵し、これらのガスを太陽光を利用する発電量が不足する場合に利用して発電することができる。したがって、クリーンで安価な自然エネルギーである太陽光SLを利用しながら、日照量に左右されず安定的に電力を供給することが可能となる。   According to this configuration, a high-efficiency external combustion Brayton cycle that uses sunlight as a heat source and uses, as a working medium, a monoatomic molecular gas having a larger specific heat ratio than a gas composed of diatomic molecules such as air. When the amount of power generation using sunlight exceeds the power demand in the engine, excess energy is stored as hydrogen gas and oxygen gas, and these gases are used to generate power when the amount of power generation using sunlight is insufficient. can do. Therefore, it is possible to stably supply power regardless of the amount of sunlight while using sunlight SL which is clean and inexpensive natural energy.

本発明の一実施形態に係る外燃式ブレイトンサイクルエンジンにおいて、前記タービンから排出された第1作動媒体と水蒸気との混合ガスを冷却して水を回収する凝縮器と、前記凝縮器で回収した水を前記水素・酸素生成装置へ供給する水供給路とを備えることが好ましい。この構成によれば、作動媒体のみならず、水素燃焼器に使用する水もエンジン内で循環利用するので、エンジン全体の効率を大幅に高めることができる。   In the external combustion Brayton cycle engine according to an embodiment of the present invention, a condenser that recovers water by cooling a mixed gas of the first working medium and water vapor discharged from the turbine, and recovered by the condenser It is preferable to provide a water supply path for supplying water to the hydrogen / oxygen generator. According to this configuration, since not only the working medium but also water used for the hydrogen combustor is circulated in the engine, the efficiency of the entire engine can be significantly increased.

本発明の一実施形態に係る外燃式ブレイトンサイクルエンジンにおいて、前記水素タンクに導入される水素ガスを圧縮し、前記水素タンクから導出された水素ガスを膨張させる第1圧縮膨張装置と、前記酸素タンクに導入される酸素ガスを圧縮し、前記酸素タンクから導出された酸素ガスを膨張させる第2圧縮膨張装置と、前記第1圧縮膨張装置と前記水素タンクとの間に設けられて、前記水素タンクに導入される水素ガスの熱を吸収して蓄える第1蓄熱装置と、前記第2圧縮膨張装置と前記酸素タンクとの間に設けられて、前記酸素タンクに導入される酸素ガスの熱を吸収して蓄える第2蓄熱装置とをさらに備えることが好ましい。この構成によれば、水素ガスおよび酸素ガスを圧縮貯蔵する際に蓄熱装置に蓄熱しておき、貯蔵されたガスを再利用する際に蓄熱装置でガスを加熱することにより、圧縮貯蔵した際の動力を効率的に回収することができる。   In the external combustion Brayton cycle engine according to an embodiment of the present invention, the first compression / expansion device compresses the hydrogen gas introduced into the hydrogen tank and expands the hydrogen gas derived from the hydrogen tank, and the oxygen A second compression / expansion device that compresses the oxygen gas introduced into the tank and expands the oxygen gas led out of the oxygen tank; and the hydrogen gas is provided between the first compression / expansion device and the hydrogen tank. A first heat storage device that absorbs and stores heat of hydrogen gas introduced into the tank, and is provided between the second compression / expansion device and the oxygen tank, and heat of the oxygen gas introduced into the oxygen tank is stored. It is preferable to further include a second heat storage device that absorbs and stores. According to this configuration, when the hydrogen gas and oxygen gas are compressed and stored, heat is stored in the heat storage device, and when the stored gas is reused, the gas is heated by the heat storage device to compress and store. Power can be recovered efficiently.

本発明に係る複合型エンジンシステムは、前記凝縮器を備える前記外燃式ブレイトンサイクルエンジンと、有機物からなる流体を第2作動媒体とするオーガニック・ランキンサイクルエンジンとを含む複合型エンジンシステムであって、前記凝縮器を通過する前記混合ガスによって前記第2作動媒体が加熱される。この構成によれば、前記外燃式ブレイトンサイクルエンジンの作動に利用した水蒸気の潜熱を利用してオーガニック・ランキンサイクルエンジンを作動させるので、エンジンシステム全体の効率を高めることができる。   A combined engine system according to the present invention is a combined engine system including the external combustion Brayton cycle engine including the condenser and an organic Rankine cycle engine using a fluid made of an organic substance as a second working medium. The second working medium is heated by the mixed gas passing through the condenser. According to this configuration, the organic Rankine cycle engine is operated using the latent heat of the steam used for the operation of the external combustion Brayton cycle engine, so that the efficiency of the entire engine system can be increased.

本発明の一実施形態に係る複合型エンジンシステムにおいて、前記凝縮器が、前記タービンから前記圧縮機へ前記第1作動媒体を返送する作動媒体返送路に設けられており、この作動媒体返送路に、この作動媒体返送路内の前記第1作動媒体の内圧を調整する内圧調整ユニットが接続されている。この構成によれば、内圧調整ユニットによって凝縮器の内圧を、水蒸気の潜熱を最大限に利用できる圧力に調整することができる。したがって、エンジンシステム全体の効率を大幅に高めることが可能となる。   In the hybrid engine system according to an embodiment of the present invention, the condenser is provided in a working medium return path that returns the first working medium from the turbine to the compressor, and the working medium return path includes the condenser. An internal pressure adjusting unit for adjusting the internal pressure of the first working medium in the working medium return path is connected. According to this configuration, the internal pressure of the condenser can be adjusted to a pressure at which the latent heat of water vapor can be utilized to the maximum by the internal pressure adjusting unit. Therefore, the efficiency of the entire engine system can be greatly increased.

本発明に係る外燃式ブレイトンサイクルエンジンによれば、以上のように、高効率に太陽光を熱源として利用しながら、日照量に影響されず安定的に電力を供給することができる。   According to the external combustion Brayton cycle engine according to the present invention, as described above, it is possible to stably supply electric power without being influenced by the amount of sunlight while using sunlight as a heat source with high efficiency.

本発明の一実施形態に係る外燃式ブレイトンサイクルエンジンおよび複合型エンジンシステムの概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of an external combustion Brayton cycle engine and a combined engine system according to an embodiment of the present invention. 図1のブレイトンサイクルエンジンの動作の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of operation | movement of the Brayton cycle engine of FIG. 図1のブレイトンサイクルエンジンの動作の他の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other example of operation | movement of the Brayton cycle engine of FIG. 図1のブレイトンサイクルエンジンに使用されるソーラー加熱器と水素燃焼器の配置例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of arrangement | positioning of the solar heater and hydrogen combustor which are used for the Brayton cycle engine of FIG.

以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態に係る外燃式ブレイトンサイクルエンジン(以下、「第1エンジン」という。)E1を含む複合型エンジンシステム(以下、単に「エンジンシステム」という。)Sを示す概略構成図である。第1エンジンE1は、太陽光SLを熱源として利用するとともに、単原子ガスを作動媒体(第1作動媒体)M1として利用する。本実施形態では、第1作動媒体M1としてヘリウムガスを使用している。また、複合型エンジンシステムSは、有機物からなる流体を作動媒体(第2作動媒体)M2として利用するオーガニック・ランキンサイクルエンジン(以下、「第2エンジン」という。)E2を備えている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a combined engine system (hereinafter simply referred to as “engine system”) S including an external combustion Brayton cycle engine (hereinafter referred to as “first engine”) E1 according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram. The first engine E1 uses solar light SL as a heat source and uses a monoatomic gas as a working medium (first working medium) M1. In the present embodiment, helium gas is used as the first working medium M1. The composite engine system S includes an organic Rankine cycle engine (hereinafter referred to as “second engine”) E2 that uses a fluid made of an organic substance as a working medium (second working medium) M2.

第1エンジンE1は、第1作動媒体M1を圧縮する圧縮機1、圧縮機1で圧縮された第1作動媒体M1を加熱するソーラー加熱器3および水素燃焼器5、およびこの加熱された第1作動媒体M1(つまり、ソーラー加熱器から供給された第1作動媒体M1および水素燃焼器5から供給された第1作動媒体M1と水蒸気との混合ガスMGの少なくとも一方)から動力を取り出すタービン7を備えている。本実施形態では、第1エンジンE1を、タービン7から排出された第1作動媒体M1を圧縮機1へ供給して再利用する閉サイクルエンジンとして構成している。第1エンジンE1の出力により、第1発電機G1のような負荷が駆動される。   The first engine E1 includes a compressor 1 that compresses the first working medium M1, a solar heater 3 and a hydrogen combustor 5 that heat the first working medium M1 compressed by the compressor 1, and the heated first A turbine 7 that extracts power from the working medium M1 (that is, at least one of the first working medium M1 supplied from the solar heater and the mixed gas MG of the first working medium M1 and steam supplied from the hydrogen combustor 5). I have. In the present embodiment, the first engine E1 is configured as a closed-cycle engine that supplies the first working medium M1 discharged from the turbine 7 to the compressor 1 for reuse. A load such as the first generator G1 is driven by the output of the first engine E1.

圧縮機1は、低圧圧縮機部1aと高圧圧縮機部1bとからなり、これら低圧圧縮機部1aと高圧圧縮機部1bとの間に、冷却水を使用する中間冷却器11が設けられている。この中間冷却器11によって低圧圧縮機部1aで圧縮された第1作動媒体M1を冷却することにより、高圧圧縮機部1bの圧縮仕事が小さくなり、効率が向上する。圧縮機1で圧縮された高圧の第1作動媒体M1は、圧縮機1からタービン7へ第1作動媒体M1を供給する作動媒体供給路18上に設けられた復熱器13を通過した後に、ソーラー加熱器3(または水素燃焼器5)へ送られる。復熱器13は、タービン7から排出された高温の第1作動媒体M1の熱を利用して、圧縮機1からソーラー加熱器3(または水素燃焼器5)へ向かう第1作動媒体M1を予熱する。   The compressor 1 includes a low-pressure compressor unit 1a and a high-pressure compressor unit 1b, and an intermediate cooler 11 that uses cooling water is provided between the low-pressure compressor unit 1a and the high-pressure compressor unit 1b. Yes. By cooling the first working medium M1 compressed by the low-pressure compressor unit 1a by the intermediate cooler 11, the compression work of the high-pressure compressor unit 1b is reduced, and the efficiency is improved. The high-pressure first working medium M1 compressed by the compressor 1 passes through the recuperator 13 provided on the working medium supply path 18 that supplies the first working medium M1 from the compressor 1 to the turbine 7. It is sent to the solar heater 3 (or hydrogen combustor 5). The recuperator 13 preheats the first working medium M1 from the compressor 1 toward the solar heater 3 (or the hydrogen combustor 5) using the heat of the high-temperature first working medium M1 discharged from the turbine 7. To do.

圧縮機1とタービン7との間に配置されたソーラー加熱器3は、第1エンジンE1の外部に設置された集光装置17から供給された太陽光SLを受け、太陽光SLを熱源として第1作動媒体M1を加熱する。本実施形態では、太陽光集光装置17として、ソーラー加熱器3に向けて集光するように角度調整可能な多数のミラーMRを用いている。   The solar heater 3 disposed between the compressor 1 and the turbine 7 receives the sunlight SL supplied from the light collecting device 17 installed outside the first engine E1, and uses the sunlight SL as a heat source. 1 The working medium M1 is heated. In the present embodiment, a large number of mirrors MR whose angles can be adjusted so as to collect light toward the solar heater 3 are used as the solar light collector 17.

作動媒体供給路18における、ソーラー加熱器3の下流側、つまりソーラー加熱器3とタービン7との間に、水素燃焼器5が配設されている。水素燃焼器5は、水素ガスHGを酸素ガスOGと燃焼させて、圧縮機1で圧縮された第1作動媒体M1を加熱する。第1エンジンE1は、水を電気分解することによって水素ガスHGおよび酸素ガスOGを生成する水素・酸素生成装置19を備えている。水素・酸素生成装置19によって生成された当量比の水素ガスHGおよび酸素ガスOGが、水素燃焼器5に供給される。   The hydrogen combustor 5 is disposed in the working medium supply path 18 downstream of the solar heater 3, that is, between the solar heater 3 and the turbine 7. The hydrogen combustor 5 burns the hydrogen gas HG with the oxygen gas OG, and heats the first working medium M1 compressed by the compressor 1. The first engine E1 includes a hydrogen / oxygen generator 19 that generates hydrogen gas HG and oxygen gas OG by electrolyzing water. The hydrogen gas HG and the oxygen gas OG having an equivalent ratio generated by the hydrogen / oxygen generator 19 are supplied to the hydrogen combustor 5.

水素・酸素生成装置19の水素ガス導出口21と、水素燃焼器5と、水素ガスHGを貯蔵する水素タンク23とは、これらの間で選択的に連通させる水素流路切替装置25を介して互いに接続されている。同様に、水素・酸素生成装置19の酸素ガス導出口31と、水素燃焼器5と、酸素ガスOGを貯蔵する酸素タンク33とは、これらの間で選択的に連通させる酸素流路切替装置35を介して互いに接続されている。より具体的には、水素・酸素生成装置19の水素ガス導出口21は水素流路切替装置25に接続されており、水素流路切替装置25は、水素流通路27を介して水素タンク23に接続されるとともに、水素供給路29を介して水素燃焼器5の水素導入口5aに接続されている。同様に、水素・酸素生成装置19の酸素ガス導出口31は酸素流路切替装置35に接続されており、酸素流路切替装置35は、酸素流通路37を介して酸素タンク33に接続されるとともに、酸素供給路39を介して水素燃焼器5の酸素導入口5bに接続されている。   The hydrogen gas outlet 21 of the hydrogen / oxygen generator 19, the hydrogen combustor 5, and the hydrogen tank 23 that stores the hydrogen gas HG are connected via a hydrogen flow switching device 25 that selectively communicates among them. Are connected to each other. Similarly, the oxygen flow outlet 31 of the hydrogen / oxygen generator 19, the hydrogen combustor 5, and the oxygen tank 33 for storing the oxygen gas OG are selectively connected to each other between the oxygen flow path switching device 35. Are connected to each other. More specifically, the hydrogen gas outlet 21 of the hydrogen / oxygen generator 19 is connected to the hydrogen flow switching device 25, and the hydrogen flow switching device 25 is connected to the hydrogen tank 23 via the hydrogen flow passage 27. While being connected, it is connected to the hydrogen inlet 5 a of the hydrogen combustor 5 through the hydrogen supply path 29. Similarly, the oxygen gas outlet 31 of the hydrogen / oxygen generator 19 is connected to the oxygen flow switching device 35, and the oxygen flow switching device 35 is connected to the oxygen tank 33 via the oxygen flow passage 37. At the same time, it is connected to the oxygen inlet 5 b of the hydrogen combustor 5 through the oxygen supply path 39.

水素流路切替装置25と水素タンク23とを接続する水素流通路27の中途には、水素圧縮膨張装置41が設けられている。さらに、水素流通路27における水素圧縮膨張装置41と水素タンク23との間に、水素蓄熱装置43が設けられている。水素圧縮膨張装置41は、水素流通路27を水素流路切替装置25側から水素タンク23へ流れて水素タンク23に導入される水素ガスHGを圧縮するとともに、水素タンク23から導出された水素ガスHGを膨張させる。   A hydrogen compression / expansion device 41 is provided in the middle of the hydrogen flow passage 27 connecting the hydrogen flow path switching device 25 and the hydrogen tank 23. Further, a hydrogen heat storage device 43 is provided between the hydrogen compression / expansion device 41 and the hydrogen tank 23 in the hydrogen flow passage 27. The hydrogen compression / expansion device 41 compresses the hydrogen gas HG flowing through the hydrogen flow passage 27 from the hydrogen flow switching device 25 side to the hydrogen tank 23 and introduced into the hydrogen tank 23, and the hydrogen gas led out from the hydrogen tank 23. HG is expanded.

同様に、酸素流路切替装置35と酸素タンク33とを接続する酸素流通路37の中途には、酸素圧縮膨張装置51が設けられている。さらに、酸素流通路37における酸素圧縮膨張装置51と酸素タンク33との間に、酸素蓄熱装置53が設けられている。酸素圧縮膨張装置51は、酸素流通路37を酸素流路切替装置35側から酸素タンク33へ流れて酸素タンク33に導入される酸素ガスOGを圧縮するとともに、酸素タンク33から導出された酸素ガスOGを膨張させる。   Similarly, an oxygen compression / expansion device 51 is provided in the middle of the oxygen flow passage 37 connecting the oxygen flow switching device 35 and the oxygen tank 33. Further, an oxygen heat storage device 53 is provided between the oxygen compression / expansion device 51 and the oxygen tank 33 in the oxygen flow passage 37. The oxygen compression / expansion device 51 compresses the oxygen gas OG that flows through the oxygen flow passage 37 from the oxygen flow switching device 35 side to the oxygen tank 33 and is introduced into the oxygen tank 33, and the oxygen gas led out from the oxygen tank 33. OG is expanded.

水素圧縮膨張装置41は、回転軸を介して第1モータジェネレータ45に接続されている。第1モータジェネレータ45は、水素圧縮膨張装置41が水素ガスHGを圧縮する場合に、第1発電機G1から電力の供給を受けて、水素圧縮膨張装置41を駆動するモータとして機能する。一方、水素圧縮膨張装置41において水素ガスHGが膨張する場合には、第1モータジェネレータ45は、水素圧縮膨張装置41によって駆動され、ジェネレータとして発電する。   The hydrogen compression / expansion device 41 is connected to the first motor generator 45 via a rotating shaft. When the hydrogen compression / expansion device 41 compresses the hydrogen gas HG, the first motor generator 45 functions as a motor that drives the hydrogen compression / expansion device 41 by receiving power from the first generator G1. On the other hand, when the hydrogen gas HG expands in the hydrogen compression / expansion device 41, the first motor generator 45 is driven by the hydrogen compression / expansion device 41 to generate power as a generator.

同様に、酸素圧縮膨張装置51は、回転軸を介して第2モータジェネレータ55に接続されている。第2モータジェネレータ55は、酸素圧縮膨張装置51が酸素ガスOGを圧縮する場合に、第1発電機G1から電力の供給を受けて、酸素圧縮装置を駆動するモータとして機能する。一方、酸素圧縮膨張装置51において酸素ガスOGが膨張する場合には、第2モータジェネレータ55は、酸素圧縮膨張装置51によって駆動され、ジェネレータとして発電する。   Similarly, the oxygen compression / expansion device 51 is connected to the second motor generator 55 via a rotating shaft. When the oxygen compression / expansion device 51 compresses the oxygen gas OG, the second motor generator 55 receives power supplied from the first generator G1 and functions as a motor that drives the oxygen compression device. On the other hand, when the oxygen gas OG expands in the oxygen compression / expansion device 51, the second motor generator 55 is driven by the oxygen compression / expansion device 51 to generate power as a generator.

タービン7から排出された第1作動媒体M1を圧縮機1へ循環させる作動媒体返送路61の中途には、凝縮器63が設けられている。本実施形態では、作動媒体返送路61における復熱器13の下流側に凝縮器63が配設されている。凝縮器63は、タービン7から排出された第1作動媒体M1と水蒸気との混合ガスMGを冷却して、水Wを回収する。凝縮器63で回収された水Wは、水供給路65を介して水素・酸素生成装置19に送られる。また、凝縮器63によって水分が除去された第1作動媒体M1は、作動媒体返送路61を介して圧縮機1側へ送られる。   A condenser 63 is provided in the middle of the working medium return path 61 for circulating the first working medium M1 discharged from the turbine 7 to the compressor 1. In the present embodiment, a condenser 63 is disposed on the downstream side of the recuperator 13 in the working medium return path 61. The condenser 63 recovers the water W by cooling the mixed gas MG of the first working medium M1 and the steam discharged from the turbine 7. The water W collected by the condenser 63 is sent to the hydrogen / oxygen generator 19 through the water supply path 65. The first working medium M1 from which moisture has been removed by the condenser 63 is sent to the compressor 1 side via the working medium return path 61.

第1エンジンE1は、ソーラー加熱器3単独の作動によって発電可能な電力量(以下、「ベース発電量」と呼ぶ。)と、第1エンジンE1に要求される電力量(以下、「需要電力量」と呼ぶ。)のバランスに応じて第1エンジンE1の構成要素を制御する制御装置71を備えている。制御装置71は、第1エンジンE1の構成要素のうち、少なくとも水素流路切替装置25および酸素流路切替装置35を制御する。以下、制御装置71による第1エンジンE1の制御および各制御状態における第1エンジンE1の動作について説明する。   The first engine E1 has a power amount that can be generated by the operation of the solar heater 3 alone (hereinafter referred to as “base power generation amount”) and a power amount that is required for the first engine E1 (hereinafter “demand power amount”). The control device 71 controls the components of the first engine E1 according to the balance. The control device 71 controls at least the hydrogen flow path switching device 25 and the oxygen flow path switching device 35 among the components of the first engine E1. Hereinafter, the control of the first engine E1 by the control device 71 and the operation of the first engine E1 in each control state will be described.

まず、ベース発電量が需要電力量を超えている場合、例えば晴天時の昼間における第1エンジンE1の制御について、図2を参照しながら説明する。この場合、圧縮機1で圧縮された第1作動媒体M1は、復熱器13で予熱された後、ソーラー加熱器3のみによって加熱され、水素燃焼器5を素通りしてタービン7へ送給され、タービン7を駆動する。一方、第1発電機G1の出力、つまりベース発電量のうち、需要電力量に対して過剰となる分が、同図に破線で示す送電路PPを介して水素・酸素生成装置19に供給される。この過剰分の電力を利用して、水素・酸素生成装置19において、水の電気分解による水素ガスHGおよび酸素ガスOGの生成が行われる。   First, when the base power generation amount exceeds the demand power amount, for example, the control of the first engine E1 in the daytime in fine weather will be described with reference to FIG. In this case, the first working medium M <b> 1 compressed by the compressor 1 is preheated by the recuperator 13, heated only by the solar heater 3, passes through the hydrogen combustor 5, and is supplied to the turbine 7. The turbine 7 is driven. On the other hand, of the output of the first generator G1, that is, the base power generation amount that is excessive with respect to the demand power amount is supplied to the hydrogen / oxygen generator 19 via the transmission line PP indicated by a broken line in the figure. The Using this excess power, the hydrogen / oxygen generator 19 generates hydrogen gas HG and oxygen gas OG by electrolysis of water.

この場合、制御装置71は、水素流路切替装置25を、水素・酸素生成装置19と水素タンク23とが連通するように切り替えるとともに、酸素流路切替装置35を、水素・酸素生成装置19と酸素タンク33とが連通するように切り替える。水素・酸素生成装置19で生成された水素ガスHGは、水素導出口21から水素流通路27を通って水素タンク23に導入され、水素タンク23に貯蔵される。その過程で、水素ガスHGは、水素圧縮膨張装置41によって圧縮され、その後、水素蓄熱装置43において冷却され、高圧(例えば数百気圧)および常温(例えば、50℃〜100℃)の状態で水素タンク23に貯蔵される。水素ガスHGが水素蓄熱装置43において冷却される際、水素ガスHGから奪われた熱は、水素蓄熱装置43に蓄えられる。同様に、水素・酸素生成装置19で生成された酸素ガスOGは、酸素導出口31から酸素流通路37を通って酸素タンク33に導入され、酸素タンク33に貯蔵される。その過程で、酸素ガスOGは、酸素圧縮膨張装置51によって圧縮され、その後、酸素蓄熱装置53において冷却され、高圧(例えば数百気圧)および常温(例えば、50℃〜100℃)の状態で酸素タンク33に貯蔵される。酸素ガスOGが酸素蓄熱装置53において冷却される際、酸素ガスOGから奪われた熱は、酸素蓄熱装置53に蓄えられる。   In this case, the control device 71 switches the hydrogen flow path switching device 25 so that the hydrogen / oxygen generation device 19 and the hydrogen tank 23 communicate with each other, and switches the oxygen flow path switching device 35 with the hydrogen / oxygen generation device 19. It switches so that the oxygen tank 33 may communicate. The hydrogen gas HG generated by the hydrogen / oxygen generator 19 is introduced into the hydrogen tank 23 from the hydrogen outlet 21 through the hydrogen flow passage 27 and stored in the hydrogen tank 23. In the process, the hydrogen gas HG is compressed by the hydrogen compression / expansion device 41, and then cooled by the hydrogen heat storage device 43, and is hydrogenated at a high pressure (for example, several hundred atmospheres) and a normal temperature (for example, 50 ° C. to 100 ° C.). Stored in the tank 23. When the hydrogen gas HG is cooled in the hydrogen heat storage device 43, the heat taken from the hydrogen gas HG is stored in the hydrogen heat storage device 43. Similarly, the oxygen gas OG generated by the hydrogen / oxygen generator 19 is introduced from the oxygen outlet 31 through the oxygen flow passage 37 into the oxygen tank 33 and stored in the oxygen tank 33. In the process, the oxygen gas OG is compressed by the oxygen compression / expansion device 51, and then cooled by the oxygen heat storage device 53, and oxygen in a state of high pressure (for example, several hundred atmospheres) and room temperature (for example, 50 ° C to 100 ° C). Stored in the tank 33. When the oxygen gas OG is cooled in the oxygen heat storage device 53, the heat taken from the oxygen gas OG is stored in the oxygen heat storage device 53.

次に、ベース発電量が需要電力量以下の場合、例えば太陽光を利用できない夜間における第1エンジンE1の制御について、図3を参照しながら説明する。   Next, when the base power generation amount is less than the demand power amount, for example, control of the first engine E1 at night when sunlight cannot be used will be described with reference to FIG.

この場合、制御装置71は、水素流路切替装置25を、水素タンク23と水素燃焼器5とが連通するように切り替えるとともに、酸素流路切替装置35を、酸素タンク33と水素燃焼器5とが連通するように切り替える。水素タンク23に貯蔵されていた水素ガスHGが、水素流通路27および水素供給路29を通って、水素燃焼器5の水素導入口5aから水素燃焼器5内に導入される。その過程で、水素ガスHGは、水素蓄熱装置43において、水素蓄熱装置43に蓄えられた熱によって加熱され、その後、水素圧縮膨張装置41において膨張し、水素圧縮膨張装置41を駆動する。同様に、酸素タンク33に貯蔵されていた酸素ガスOGが、酸素流通路37および酸素供給路39を通って、水素燃焼器5の酸素導入口5bから水素燃焼器5内に導入される。その過程で、酸素ガスOGは、酸素蓄熱装置53において、酸素蓄熱装置53に蓄えられた熱によって加熱され、その後、酸素圧縮膨張装置51において膨張し、酸素圧縮膨張装置51を駆動する。   In this case, the control device 71 switches the hydrogen flow path switching device 25 so that the hydrogen tank 23 and the hydrogen combustor 5 communicate with each other, and the oxygen flow path switching device 35 is switched between the oxygen tank 33 and the hydrogen combustor 5. Switch to communicate. The hydrogen gas HG stored in the hydrogen tank 23 is introduced into the hydrogen combustor 5 from the hydrogen inlet 5 a of the hydrogen combustor 5 through the hydrogen flow passage 27 and the hydrogen supply passage 29. In the process, the hydrogen gas HG is heated by the heat stored in the hydrogen heat storage device 43 in the hydrogen heat storage device 43, and then expanded in the hydrogen compression / expansion device 41 to drive the hydrogen compression / expansion device 41. Similarly, the oxygen gas OG stored in the oxygen tank 33 is introduced into the hydrogen combustor 5 from the oxygen inlet 5 b of the hydrogen combustor 5 through the oxygen flow passage 37 and the oxygen supply passage 39. In the process, the oxygen gas OG is heated by the heat stored in the oxygen heat storage device 53 in the oxygen heat storage device 53, and then expanded in the oxygen compression / expansion device 51 to drive the oxygen compression / expansion device 51.

圧縮機1で圧縮された第1作動媒体M1は、復熱器13で予熱された後、水素燃焼器5によって加熱され、水素の燃焼により発生した水蒸気と第1作動媒体M1との混合ガスがタービン7へ送給されてタービン7を駆動する。また、第1モータジェネレータ45および第2モータジェネレータ55は、それぞれ、水素圧縮膨張装置41および酸素圧縮膨張装置51によって駆動されて、ジェネレータとして発電を行う。これらモータジェネレータによる出力も第1エンジンE1の出力となる。   The first working medium M1 compressed by the compressor 1 is preheated by the recuperator 13, then heated by the hydrogen combustor 5, and a mixed gas of water vapor generated by the combustion of hydrogen and the first working medium M1 is generated. The turbine 7 is driven by being fed to the turbine 7. The first motor generator 45 and the second motor generator 55 are driven by the hydrogen compression / expansion device 41 and the oxygen compression / expansion device 51, respectively, to generate power as a generator. The output from these motor generators is also the output of the first engine E1.

なお、太陽光SLを利用できる晴天時の昼間であっても、電力需要が大きく、需要電力量がベース発電量を超える場合には、水素燃焼器5に水素タンク23から水素ガスHGを、酸素タンク33から酸素ガスOGを、それぞれ供給して、ソーラー加熱器3および水素燃焼器5の両方を作動させてもよい。   In addition, even in the daytime in fine weather when sunlight SL can be used, when the power demand is large and the demand power amount exceeds the base power generation amount, the hydrogen gas HG is supplied from the hydrogen tank 23 to the hydrogen combustor 5 and oxygen Both the solar heater 3 and the hydrogen combustor 5 may be operated by supplying oxygen gas OG from the tank 33.

また、本実施形態では、圧縮機1とタービン7の間の作動媒体供給通路18において、ソーラー加熱器3と水素燃焼器5を直列に配置したが、図4(a)に示すように、ソーラー加熱器3と水素燃焼器5とを並列に配置してもよく、図4(b)に示すように、ソーラー加熱器3と水素燃焼器5を直列に配置したうえで、上流側に配置されたソーラー加熱器3をバイパスするバイパス通路73を設けてもよい。   In the present embodiment, the solar heater 3 and the hydrogen combustor 5 are arranged in series in the working medium supply passage 18 between the compressor 1 and the turbine 7, but as shown in FIG. The heater 3 and the hydrogen combustor 5 may be arranged in parallel. As shown in FIG. 4B, the solar heater 3 and the hydrogen combustor 5 are arranged in series and then arranged upstream. Alternatively, a bypass passage 73 that bypasses the solar heater 3 may be provided.

なお、タービン7を高圧タービン部と低圧タービン部とからなる2段に構成し、高圧タービン部と低圧タービン部の間に追加の加熱器を設けてもよい。また、図1の第1エンジンE1において、圧縮機1を1段で構成して中間冷却器11を省略してもよい。   Note that the turbine 7 may be configured in two stages including a high-pressure turbine section and a low-pressure turbine section, and an additional heater may be provided between the high-pressure turbine section and the low-pressure turbine section. Further, in the first engine E1 of FIG. 1, the compressor 1 may be configured in one stage and the intermediate cooler 11 may be omitted.

オーガニック・ランキンサイクルエンジンである第2エンジンE2は、第1エンジンE1の排熱を利用して第2作動媒体である有機物を加熱し、エキスパンダ(タービン)81を介して第2発電機G2を駆動する。具体的には、第2エンジンE2の第2作動媒体M2が、第1エンジンE1の作動媒体返送路61に設けられた凝縮器63を冷却媒体として通過し、凝縮器63において、作動媒体返送路61から凝縮器63に流入した混合ガスによって加熱される。なお、第2作動媒体として使用できる有機物としては、例えば、フロンやペンタンが挙げられるが、これらに限定されない。   The second engine E2, which is an organic Rankine cycle engine, uses the exhaust heat of the first engine E1 to heat the organic substance, which is the second working medium, and supplies the second generator G2 via the expander (turbine) 81. To drive. Specifically, the second working medium M2 of the second engine E2 passes through the condenser 63 provided in the working medium return path 61 of the first engine E1 as a cooling medium, and in the condenser 63, the working medium return path. 61 is heated by the mixed gas flowing into the condenser 63 from 61. Examples of the organic material that can be used as the second working medium include, but are not limited to, chlorofluorocarbon and pentane.

第1エンジンE1に第2エンジンE2を上記のように組み合わせてエンジンシステムSとして運転する場合、作動媒体返送路61における凝縮器63と圧縮機1との間の部分に、第1作動媒体M1を貯蔵する作動媒体タンク83を、圧力調整ポンプ85を介して接続する。これら作動媒体タンク83および圧力調整ポンプ85が、作動媒体返送路61内の内圧を調整する内圧調整ユニット87を形成する。   When the first engine E1 and the second engine E2 are combined and operated as the engine system S as described above, the first working medium M1 is placed in a portion between the condenser 63 and the compressor 1 in the working medium return path 61. A working medium tank 83 to be stored is connected via a pressure adjusting pump 85. The working medium tank 83 and the pressure adjusting pump 85 form an internal pressure adjusting unit 87 that adjusts the internal pressure in the working medium return path 61.

内圧調整ユニット87を設けることにより、凝縮器63において第2エンジンE2の第2作動媒体M2に与えられる熱量を調整することが可能となる。すなわち、内圧調整ユニット87によって、凝縮器63内の内圧も調整できることとなり、これにより、凝縮器6内に流入した水蒸気の凝縮温度を調整できる。例えば、凝縮器63内の内圧を上げれば、水蒸気の凝縮温度は上昇するので、凝縮器63において第2作動媒体M2に与えられる熱量は増加する。このように、内圧調整ユニットを設けることにより、オーガニック・ランキンサイクルエンジンである第2エンジンE2の加熱源としての水蒸気の潜熱を最大限に利用することができる。   By providing the internal pressure adjusting unit 87, it is possible to adjust the amount of heat given to the second working medium M2 of the second engine E2 in the condenser 63. That is, the internal pressure in the condenser 63 can be adjusted by the internal pressure adjusting unit 87, and thereby the condensation temperature of the water vapor flowing into the condenser 6 can be adjusted. For example, if the internal pressure in the condenser 63 is raised, the condensation temperature of the water vapor rises, so that the amount of heat given to the second working medium M2 in the condenser 63 increases. Thus, by providing the internal pressure adjustment unit, the latent heat of water vapor as a heating source of the second engine E2 that is an organic Rankine cycle engine can be utilized to the maximum extent.

次に、第1エンジンE1に第2エンジンE2を上記のように組み合わせてエンジンシステムSとして運転する場合の、第1エンジンE1の第1作動媒体M1について説明する。   Next, the first working medium M1 of the first engine E1 when the first engine E1 is combined with the second engine E2 as described above and operated as the engine system S will be described.

上述のように、第1作動媒体M1として、単原子分子からなるガスを用いる。単原子分子ガスは、空気のような2原子分子からなるガスよりも比熱比が大きいため、第1エンジンE1内の圧力比を低く設定しても、高い効率を得ることができる。したがって、ソーラー加熱器3の圧力も低く設定することが可能となるので、ソーラー加熱器3の信頼性が向上するとともに、コストを低減することができる。   As described above, a gas composed of monoatomic molecules is used as the first working medium M1. Since the monoatomic molecular gas has a larger specific heat ratio than a gas composed of diatomic molecules such as air, high efficiency can be obtained even if the pressure ratio in the first engine E1 is set low. Therefore, since the pressure of the solar heater 3 can be set low, the reliability of the solar heater 3 can be improved and the cost can be reduced.

第1作動媒体M1は、本実施形態のようにヘリウムのような軽量の単原子ガスの単体であってもよいが、水素燃焼器5を用いて第1作動媒体M1を水蒸気との混合気体として使用する場合は、単原子分子ガスの分子量は、水の分子量に比べて著しく小さいよりも、水の分子量に近い方が好ましいことも考えられる。その場合には、例えばヘリウムに、より分子量の大きい単原子ガス、例えばキセノンを混合して作動媒体M1として用いてもよい。   The first working medium M1 may be a simple monoatomic gas such as helium as in the present embodiment, but the first working medium M1 is mixed with water vapor using the hydrogen combustor 5. When used, it is conceivable that the molecular weight of the monoatomic molecular gas is preferably closer to the molecular weight of water than to be significantly smaller than the molecular weight of water. In that case, for example, helium may be mixed with a monoatomic gas having a higher molecular weight, such as xenon, and used as the working medium M1.

以上のように、本実施形態に係る第1エンジンE1では、太陽光SLを熱源として利用し、かつ作動媒体M1として、空気のような2原子分子からなるガスよりも大きい比熱比を有する単原子分子ガスを用いる高効率の外燃式ブレイトンサイクルエンジンにおいて、太陽光SLを利用する発電量が電力需要を上回る場合、過剰なエネルギーを水素ガスHGおよび酸素ガスOGとして貯蔵し、これらのガスを太陽光SLを利用する発電量が不足する場合に利用して発電することが可能となる。したがって、クリーンで安価な自然エネルギーである太陽光SLを利用しながら、日照量に左右されず安定的に電力を供給することが可能となる。   As described above, in the first engine E1 according to the present embodiment, a single atom that uses sunlight SL as a heat source and has a larger specific heat ratio as a working medium M1 than a gas composed of diatomic molecules such as air. In a highly efficient external combustion Brayton cycle engine using molecular gas, when the amount of power generation using solar light SL exceeds the power demand, excess energy is stored as hydrogen gas HG and oxygen gas OG, and these gases are stored in the sun. It is possible to generate power using the light SL when the power generation amount using the light SL is insufficient. Therefore, it is possible to stably supply power regardless of the amount of sunlight while using sunlight SL which is clean and inexpensive natural energy.

また、本実施形態に係る複合型エンジンシステムSによれば、外燃式ブレイトンサイクルエンジンである第1エンジンE1の作動に利用した水蒸気の潜熱を利用してオーガニック・ランキンサイクルエンジンである第2エンジンE2を作動させるので、エンジンシステムS全体の効率を高めることができる。   Further, according to the composite engine system S according to the present embodiment, the second engine that is an organic Rankine cycle engine using the latent heat of water vapor used for the operation of the first engine E1 that is an external combustion type Brayton cycle engine. Since E2 is operated, the efficiency of the entire engine system S can be increased.

以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。   As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, but various additions, modifications, or deletions can be made without departing from the spirit of the present invention. Therefore, such a thing is also included in the scope of the present invention.

1 圧縮機
3 ソーラー加熱器
5 水素燃焼器
7 タービン
19 水素・酸素生成装置
21 水素ガス導出口
23 水素タンク
31 酸素ガス導出口
33 酸素タンク
E1 第1エンジン(外燃式ブレイトンサイクルエンジン)
E2 第2エンジン(オーガニック・ランキンサイクルエンジン)
M1 第1作動媒体
M2 第2作動媒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 3 Solar heater 5 Hydrogen combustor 7 Turbine 19 Hydrogen / oxygen generator 21 Hydrogen gas outlet 23 Hydrogen tank 31 Oxygen gas outlet 33 Oxygen tank E1 First engine (external combustion Brayton cycle engine)
E2 2nd engine (Organic Rankine cycle engine)
M1 first working medium M2 second working medium

Claims (5)

単原子ガスを第1作動媒体とする外燃式ブレイトンサイクルエンジンであって、
前記第1作動媒体を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から供給された第1作動媒体を、太陽光を熱源として加熱するソーラー加熱器と、
水素ガスと酸素ガスとを燃焼させて、前記圧縮機から供給された第1作動媒体を加熱する水素燃焼器と、
前記ソーラー加熱器から供給された第1作動媒体、および/または前記水素燃焼器から供給された第1作動媒体と水蒸気との混合ガスから動力を取り出すタービンと、
水を電気分解することによって水素ガスおよび酸素ガスを生成する水素・酸素生成装置と、
水素ガスを貯蔵する水素タンクと、
酸素ガスを貯蔵する酸素タンクと、
前記水素タンクを、前記水素・酸素生成装置の水素ガス導出口と前記水素燃焼器との間で選択的に連通させる水素流路切替装置と、
前記酸素タンクを、前記水素・酸素生成装置の酸素ガス導出口と前記水素燃焼器との間で選択的に連通させる酸素流路切替装置と、
を備える外燃式ブレイトンサイクルエンジン。
An external combustion type Brayton cycle engine using monatomic gas as a first working medium,
A compressor for compressing the first working medium;
A solar heater that heats the first working medium supplied from the compressor using sunlight as a heat source;
A hydrogen combustor that burns hydrogen gas and oxygen gas to heat the first working medium supplied from the compressor;
A turbine for extracting power from a first working medium supplied from the solar heater and / or a mixed gas of the first working medium and steam supplied from the hydrogen combustor;
A hydrogen / oxygen generator that generates hydrogen gas and oxygen gas by electrolyzing water;
A hydrogen tank for storing hydrogen gas;
An oxygen tank for storing oxygen gas;
A hydrogen flow path switching device for selectively communicating the hydrogen tank between the hydrogen gas outlet of the hydrogen / oxygen generator and the hydrogen combustor;
An oxygen flow path switching device for selectively communicating the oxygen tank between an oxygen gas outlet of the hydrogen / oxygen generator and the hydrogen combustor;
External combustion type Brayton cycle engine equipped with.
請求項1に記載の外燃式ブレイトンサイクルエンジンにおいて、前記タービンから排出された第1作動媒体と水蒸気との混合ガスを冷却して水を回収する凝縮器と、前記凝縮器で回収した水を前記水素・酸素生成装置へ供給する水供給路とを備える外燃式ブレイトンサイクルエンジン。   2. The external combustion type Brayton cycle engine according to claim 1, wherein a condenser that recovers water by cooling a mixed gas of the first working medium and water vapor discharged from the turbine, and water recovered by the condenser are An external combustion Brayton cycle engine comprising a water supply path for supplying to the hydrogen / oxygen generator. 請求項1または2に記載の外燃式ブレイトンサイクルエンジンおいて、前記水素タンクに導入される水素ガスを圧縮し、前記水素タンクから導出された水素ガスを膨張させる第1圧縮膨張装置と、前記酸素タンクに導入される酸素ガスを圧縮し、前記酸素タンクから導出された酸素ガスを膨張させる第2圧縮膨張装置と、前記第1圧縮膨張装置と前記水素タンクとの間に設けられて、前記水素タンクに導入される水素ガスの熱を吸収して蓄える第1蓄熱装置と、前記第2圧縮膨張装置と前記酸素タンクとの間に設けられて、前記酸素タンクに導入される酸素ガスの熱を吸収して蓄える第2蓄熱装置とをさらに備える外燃式ブレイトンサイクルエンジン。   The external combustion type Brayton cycle engine according to claim 1 or 2, wherein the first compression / expansion device compresses the hydrogen gas introduced into the hydrogen tank and expands the hydrogen gas derived from the hydrogen tank, A second compression / expansion device that compresses oxygen gas introduced into the oxygen tank and expands the oxygen gas led out from the oxygen tank; and is provided between the first compression / expansion device and the hydrogen tank, Heat of oxygen gas introduced between the first heat storage device that absorbs and stores the heat of hydrogen gas introduced into the hydrogen tank, the second compression / expansion device, and the oxygen tank. An external combustion Brayton cycle engine further comprising a second heat storage device that absorbs and stores the heat. 請求項2または請求項2を引用する請求項3に記載の外燃式ブレイトンサイクルエンジンと、
有機物からなる流体を第2作動媒体とするオーガニック・ランキンサイクルエンジンとを含む複合型エンジンシステムであって、
前記凝縮器に加熱媒体として流入した前記混合ガスによって前記第2作動媒体が加熱される、
複合型エンジンシステム。
An external combustion Brayton cycle engine according to claim 2 or claim 3 that cites claim 2 or claim 2,
A combined engine system including an organic Rankine cycle engine using a fluid made of organic matter as a second working medium,
The second working medium is heated by the mixed gas flowing into the condenser as a heating medium.
Combined engine system.
請求項4に記載の複合型エンジンシステムにおいて、前記凝縮器が、前記タービンから前記圧縮機へ前記第1作動媒体を返送する作動媒体返送路に設けられており、この作動媒体返送路に、この作動媒体返送路内の前記第1作動媒体の内圧を調整する内圧調整ユニットが接続されている複合型エンジンシステム。   5. The hybrid engine system according to claim 4, wherein the condenser is provided in a working medium return path for returning the first working medium from the turbine to the compressor, and the working medium return path includes A hybrid engine system to which an internal pressure adjusting unit for adjusting an internal pressure of the first working medium in the working medium return path is connected.
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