JP2019507289A5 - - Google Patents

Claims (31)

1. 寒剤を貯蔵するための極低温貯蔵タンクと、
   前記極低温貯蔵タンクからの寒剤を高圧にポンピングするための、前記極低温貯蔵タンクと流体連通するポンプと、
   高圧ガスを形成するために前記ポンプからの高圧寒剤を蒸発させるための、前記ポンプと流体連通する蒸発器と、
   機械的パワーを伝達するための駆動軸を備えるパワー回収装置と、
   前記パワー回収装置によって回収された前記機械的パワーを電気エネルギーに変換するための、前記パワー回収装置の前記駆動軸に機械的に結合される電気機械とを備えるシステムであって、
   前記システムは、
   前記パワー回収装置が、前記蒸発器によって供給される高圧ガスによって駆動されかつ高圧ガスから機械的パワーを回収する、パワー回収モードであって、前記システムが前記パワー回収モードにある場合に、前記電気機械は、発電機として動作しかつ前記パワー回収装置によって回収された前記機械的パワーを電気エネルギーに変換するように構成される、パワー回収モード、および
   前記パワー回収装置が、前記蒸発器によって供給される高圧ガス以外の駆動手段によって駆動される、モータ動作モード
   において動作可能である、極低温パワー回収システム。
2. 前記システムは、前記モータ動作モードと前記パワー回収モードとの間で切り替え可能である、請求項１に記載の極低温パワー回収システム。
3. 前記ポンプは、前記システムが、前記モータ動作モードにある場合は、高圧寒剤を前記蒸発器に供給しない、請求項１または請求項２に記載の極低温パワー回収システム。
4. 前記システムは、前記ポンプから前記蒸発器への高圧寒剤の供給を導入することによって前記モータ動作モードから前記パワー回収モードに切り替え可能である、請求項１から３のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
5. 前記パワー回収装置が前記モータ動作モードにある場合に、前記電気機械は、前記パワー回収装置を駆動するように、およびモータとして動作するように構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
6. 前記システムが前記モータ動作モードにある場合に、前記パワー回収装置を前記ポンプおよび／または前記蒸発器から隔離するように構成される少なくとも１つのバルブをさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
7. 前記電気機械は、外部の電気グリッドに結合されるように構成され、前記システムが前記パワー回収モードにある場合に、前記電気機械は、電気エネルギーを前記外部の電気グリッドに供給するように構成され、前記システムが前記モータ動作モードにある場合に、前記電気機械は、前記パワー回収装置を駆動するために前記外部の電気グリッドからパワーを引き出すように構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
8. 前記電気機械を前記電気グリッドに結合しかつ／または前記電気グリッドから切り離すための電気ブレーカをさらに備える、請求項７に記載の極低温パワー回収システム。
9. 前記システムが前記モータ動作モードにある場合に、前記パワー回収装置は、第１の所定速度で駆動され、前記システムが前記パワー回収モードにある場合に、前記パワー回収装置は、第２の所定速度で駆動される、請求項１から８のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
10. 前記第１の所定速度は、前記第２の所定速度と同じである、請求項９に記載の極低温パワー回収システム。
11. 前記第１の所定速度および／または前記第２の所定速度は、前記電気機械が電気グリッドに同期するのに必要とされる速度である、請求項９または１０に記載の極低温パワー回収システム。
12. 前記ポンプを冷却するための第１の冷却手段をさらに備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
13. 前記第１の冷却手段は、前記極低温貯蔵タンク内の寒剤を含み、前記ポンプは、前記ポンプが前記極低温貯蔵タンク内の寒剤によって冷却されることを可能にするために前記極低温貯蔵タンク内に設置される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
14. 前記第１の冷却手段は、前記極低温貯蔵タンク内の寒剤と、寒剤を前記極低温貯蔵タンクから前記ポンプに輸送するための第１の導管とを備える、請求項１２または１３に記載の極低温パワー回収システム。
15. 前記パワー回収装置を冷却するための第２の冷却手段をさらに備え、前記第２の冷却手段は、寒剤を前記極低温貯蔵タンクから前記パワー回収装置に輸送するための第２の導管を備える、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
16. 前記パワー回収装置は、少なくとも１つのターボ膨張器を備える、請求項１から１５のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
17. 前記少なくとも１つのターボ膨張器は、少なくとも１つの膨張段を備える、請求項１６に記載の極低温パワー回収システム。
18. 前記パワー回収装置は、少なくとも１つの膨張ホイールを備える、請求項１６または１７に記載の極低温パワー回収システム。
19. 前記少なくとも１つのターボ膨張器は、それらの膨張段のすべてを前記駆動軸に接続される、請求項１６から１８のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
20. ガスが前記パワー回収装置において膨張される前に、高温熱エネルギーを前記ガスに移送するように構成される熱交換器をさらに備える、請求項１から１９のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
21. ガスが、少なくとも１つのターボ膨張器において膨張される前に、高温熱エネルギーを前記ガスに移送するように構成される１つまたは複数の熱交換器を備える、請求項１６から２０のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
22. 高温熱エネルギーは、ガスが、各膨張段において膨張される前に、熱交換器によって前記ガスに移送される、請求項２１に記載の極低温パワー回収システム。
23. 下流の膨張段から上流の熱交換器または膨張段への低温または高温ガスの流れを可能にするために、前記下流の膨張段の出口と前記上流の熱交換器または膨張段との間にバイパス導管をさらに備える、請求項１６から２２のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
24. 前記バイパス導管は、前記システムが前記モータ動作モードにある場合だけ動作するように構成され、かつ前記バイパス導管を通るガスの流れを制御するためのバイパスバルブを備える、請求項２３に記載の極低温パワー回収システム。
25. 前記システムが前記モータ動作モードにある場合に、前記パワー回収装置を駆動するための電気モータをさらに備える、請求項１から２４のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
26. 前記システムは、アイドルモードと前記モータ動作モードとの間で切り替え可能であり、前記システムが前記アイドルモードにある場合は、前記パワー回収装置は、駆動されない、請求項１から２５のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
27. 前記システムが前記アイドルモードにある場合は、前記電気機械は、電気グリッドに結合されず、前記システムが、前記アイドルモードにある場合は、前記蒸発器は、高圧ガスを前記パワー回収装置に供給せず、かつ電気モータは、オフにされる、請求項２６に記載の極低温パワー回収システム。
28. 前記寒剤は、液体空気または液体窒素を含む、請求項１から２７のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
29. 前記パワー回収装置と流体連通する排気管をさらに備える、請求項１から２８のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
30. 前記システムが、そのモータ動作モードにあるとき、前記ポンプおよび前記蒸発器を冷却された状態に保つために、低圧寒剤を前記極低温貯蔵タンクから前記ポンプを通って前記蒸発器に輸送するための手段を備える、請求項１から２９のいずれか一項に記載の極低温パワー回収システム。
31. 寒剤を貯蔵するための極低温貯蔵タンクを設けるステップと、
    前記極低温貯蔵タンクからの寒剤を高圧にポンピングするための、前記極低温貯蔵タンクと流体連通するポンプを設けるステップと、
    高圧ガスを形成するために前記ポンプからの高圧寒剤を蒸発させるための、前記ポンプと流体連通する蒸発器を設けるステップと、
    機械的パワーを伝達するための駆動軸を備えるパワー回収装置を設けるステップと、
    前記パワー回収装置によって回収された前記機械的パワーを電気エネルギーに変換するための、前記パワー回収装置の前記駆動軸に機械的に結合される電気機械を設けるステップと、
    前記パワー回収装置が、前記蒸発器によって供給される高圧ガスによって駆動されかつ高圧ガスから機械的パワーを回収する、パワー回収モード、および
    前記パワー回収装置が、前記蒸発器によって供給される高圧ガス以外の駆動手段によって駆動される、モータ動作モードのうちの１つを選択するステップとを含む、極低温パワー回収システムを作動させるための方法。