CN104612853A - 排热回收装置、加热系统、蒸汽锅炉以及除臭系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的排热回收装置(150A)，具备：排热流路(110)，其用于使具有排热的第1热介质流动；第2热介质流路(112)，其用于使具有比第1热介质的温度低的温度的第2热介质流动；朗肯循环(155)，其包含泵(151)、蒸发器(152)、膨胀机(153)、和冷凝器(154)，通过在蒸发器(152)中使在排热流路(110)中流动的第1热介质与工作流体热交换而使工作流体蒸发，蒸发了的工作流体利用膨胀机(153)进行膨胀而产生动力；和排热回收热交换器(156)，其用于通过使在排热流路(110)中流动的第1热介质与在第2热介质流路(112)中流动的第2热介质热交换来加热第2热介质，从而将第1热介质具有的排热回收。

Description

排热回收装置、加热系统、蒸汽锅炉以及除臭系统
技术领域
本发明涉及排热回收装置。另外，本发明涉及具备该排热回收装置的加热系统、蒸汽锅炉以及除臭系统。
背景技术
以往，作为有效地利用排热的手段，已知通过具有排热的高温热源与需要预热的低温热源的温度差来获取功的朗肯循环。例如，已知一种具有朗肯循环的排热回收装置，所述朗肯循环，使用从以可燃性气体为燃料的车辆用内燃机排出的排气作为高温热源，使用从液体状态的燃料气化的可燃性气体作为低温热源。
在专利文献1中，记载了如图9所示的排热回收装置500。在冷凝器520中，利用从罐516向内燃机510供给的可燃性气体的气化热，朗肯循环的工作流体(例如氟利昂)通过等压冷却而冷凝。泵532将工作流体绝热压缩。通过热交换器514中的热交换而利用排气的热，将工作流体等压加热从而使其蒸发。通过涡轮526使蒸发了的工作流体绝热膨胀，从而将排气具有的排热作为功获取。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2003-278598号公报
发明内容
专利文献1中记载的排热回收装置，从提高朗肯循环的工作效率、高效地利用排热的观点来看，具有改良的余地。
鉴于上述情况，非限定的例示性的一实施方式(One non-limiting andexemplary embodiment provides)，提供一种与以往相比，朗肯循环的工作效率高、能够高效地利用排热的排热回收装置。
所公开的实施方式的其它益处和优点在说明书和附图中显而易见。其益处和/或优点可以通过在说明书和附图中公开的各实施方式和特征而单独提供，并且不需要为了获得一个或多个相同的益处和/或优点而全部设置。
本发明提供一种排热回收装置，具备：排热流路，其用于使具有排热的第1热介质流动；第2热介质流路，其用于使具有比上述第1热介质的温度低的温度的第2热介质流动；朗肯循环，其包含泵、蒸发器、膨胀机、和冷凝器，在上述蒸发器中通过使在上述排热流路中流动的上述第1热介质与工作流体热交换而使上述工作流体蒸发，蒸发了的上述工作流体利用上述膨胀机进行膨胀而产生动力；和排热回收热交换器，其用于通过使在上述排热流路中流动的上述第1热介质与在上述第2热介质流路中流动的上述第2热介质热交换来加热上述第2热介质，从而将上述第1热介质具有的排热回收。
这些一般性的和具体的方面可以通过使用系统、方法、以及它们的任意组合来实现。
根据本发明，能够提供一种与以往相比，朗肯循环的工作效率高、能够高效地利用排热的排热回收装置。
附图说明
图1是第1实施方式涉及的排热回收装置的构成图。
图2是第1变形例涉及的排热回收装置的构成图。
图3是第2变形例涉及的排热回收装置的构成图。
图4是第3变形例涉及的排热回收装置的构成图。
图5是具备排热回收装置的加热系统的构成图。
图6是具备排热回收装置的蒸汽锅炉的构成图。
图7是具备排热回收装置的除臭系统的构成图。
图8是变形例涉及的除臭系统的构成图。
图9是以往的排热回收装置的构成图。
附图标记说明
100  加热系统
102  加热空间
105  燃烧部
107  再热流路
110  排热流路
112  第2热介质流路
120  排出流路
130  吸气流路
150A-150D  排热回收装置
151  泵
152  蒸发器
153  膨胀机
154  冷凝器
155  朗肯循环
156  排热回收热交换器
170  发电机
200  蒸汽锅炉
202  蒸气发生器
205  燃烧器
250  供液流路
300A、300B  除臭系统
310  排气流路
320  供给流路
340  浓缩部
350  过程流体流路
360  燃烧部
360A  预热部
360B  催化燃烧部
具体实施方式
通过朗肯循环来产生动力的情况下，例如，通过朗肯循环来进行发电的情况下，朗肯循环的发电端的发电效率，通过来自发电机的发电输出除以在蒸发器中回收的热量而求出。通过在蒸发器中被加热而蒸发了的高温的工作流体向压力低的冷凝器流动，使膨胀机或涡轮中的旋转机构旋转而产生动力(功)。由此，发电机被驱动而进行发电。即，蒸发器中的工作流体的压力与冷凝器中的工作流体的压力之差越大，发电机的发电输出越大。
蒸发器中的工作流体的压力和冷凝器中的工作流体的压力，分别由在蒸发器中工作流体蒸发的温度和在冷凝器中工作流体冷凝的温度决定。工作流体蒸发的温度，受到高温热源的最低的温度和蒸发器的热交换性能的影响。工作流体冷凝的温度，受到低温热源的最高的温度和冷凝器的热交换性能的影响。在如专利文献1中记载的排热回收装置500那样仅利用朗肯循环进行作为高温热源的排气具有的排热的回收的情况下，如果要增加热交换器514中的排热的回收量，则热回收后的排气的温度下降，工作流体蒸发的温度下降。因此，蒸发器中的工作流体的压力与冷凝器中的工作流体的压力之差变小，发电输出变小。其结果，以往的排热回收装置，具有在朗肯循环的动力生成的效率低的状态下工作的可能性。另外，如果高温热源的温度过高，则朗肯循环的泵所要求的动力变大，朗肯循环的效率下降。
另外，在专利文献1的排热回收装置500中，如果要较高地维持热交换器514中的排气的温度，则排气具有的排热的回收量减少，难以高效地利用排气具有的排热。
而且，以往的排热回收装置，由于利用朗肯循环进行全部的排热回收，因此相对于发电量的热交换量变大，具有朗肯循环大型化，从而难以低成本化的问题。
本发明的第1方式，提供一种排热回收装置，其具备：排热流路，其用于使具有排热的第1热介质流动；第2热介质流路，其用于使具有比上述第1热介质的温度低的温度的第2热介质流动；朗肯循环，其包含泵、蒸发器、膨胀机、和冷凝器，在上述蒸发器中通过使在上述排热流路中流动的上述第1热介质与工作流体热交换而使上述工作流体蒸发，蒸发了的上述工作流体利用上述膨胀机进行膨胀而产生动力；和排热回收热交换器，其用于通过使在上述排热流路中流动的上述第1热介质与在上述第2热介质流路中流动的上述第2热介质热交换来加热上述第2热介质，从而将上述第1热介质具有的排热回收。
根据第1方式，能够利用排热回收热交换器回收第1热介质具有的排热，使作为高温热源在适当的温度范围的第1热介质与工作流体在蒸发器中热交换。因此，朗肯循环的工作效率高。另外，由于能够利用在朗肯循环中未被回收的第1热介质具有的排热来加热第2热介质，因此能够高效地利用第1热介质具有的排热。由于能够降低朗肯循环的排热的回收量，因此能够使朗肯循环小型化，也能够谋求低成本化。
本发明的第2方式，提供下述排热回收装置：在第1方式中，上述第2热介质流路构成为，向规定的热过程供给由上述排热回收热交换器加热了的上述第2热介质。根据第2方式，能够将向规定的热过程供给的第2热介质，在排热回收热交换器中被第1热介质具有的排热预热。
本发明的第3方式，提供下述排热回收装置：在第1方式或第2方式中，还具备利用上述动力发电的发电机。根据第3方式，能够将热能转换为放射本能(有效能：exergy)大的电能。
本发明的第4方式，提供下述排热回收装置：在第1方式～第3方式的任一方式中，上述朗肯循环，通过在上述冷凝器中使由上述膨胀机进行了膨胀的上述工作流体与由上述排热回收热交换器加热之前的在上述第2热介质流路中流动的上述第2热介质热交换，从而使上述工作流体冷凝。根据第4方式，能够利用由排热回收热交换器加热之前的第2热介质使工作流体冷凝。
本发明的第5方式，提供下述排热回收装置：在第4方式中，上述排热回收热交换器，使与上述蒸发器中的上述工作流体热交换后的在上述排热流路中流动的上述第1热介质、和与上述冷凝器中的上述工作流体热交换后的在上述第2热介质流路中流动的上述第2热介质热交换。根据第5方式，由于蒸发器中的高温热源即第1热介质的温度与冷凝器中的低温热源即第2热介质的温度之差大，因此朗肯循环的动力生成效率高。另外，由于能够利用排热回收热交换器回收在蒸发器中与工作流体热交换后的第1热介质具有的排热，因此能够高效地利用第1热介质具有的排热。
本发明的第6方式，提供下述排热回收装置：在第4方式中，上述排热回收热交换器，使与上述蒸发器中的上述工作流体热交换前的在上述排热流路中流动的上述第1热介质、和与上述冷凝器中的上述工作流体热交换后的在上述第2热介质流路中流动的上述第2热介质热交换。根据第6方式，在第1热介质的温度对于朗肯循环来说过高的情况下，能够通过在排热回收热交换器中与第2热介质的热交换而使蒸发器中的工作流体的温度适当地下降。由此，蒸发器中的第1热介质的温度，处于朗肯循环能够效率良好地工作的温度范围。由于能够降低朗肯循环的排热的回收量，因此能够使朗肯循环小型化。
本发明的第7方式，提供下述排热回收装置：在第1方式～第3方式的任一方式中，上述朗肯循环，通过在上述冷凝器中使由上述膨胀机进行了膨胀的上述工作流体与不同于上述第2热介质的冷却介质热交换，从而使上述工作流体冷凝，上述排热回收热交换器，使与上述蒸发器中的上述工作流体热交换前的在上述排热流路中流动的上述第1热介质、与在上述第2热介质流路中流动的上述第2热介质热交换。根据第7方式，在第2热介质的温度不适合作为朗肯循环的低温热源的温度的情况下，能够利用不同于第2热介质的冷却介质，在冷凝器中使工作流体冷凝。另外，在第1热介质的温度对于朗肯循环来说过高的情况下，能够通过在排热回收热交换器中与第2热介质的热交换而使蒸发器中的工作流体的温度适当地下降。由此，蒸发器中的第1热介质的温度，处于朗肯循环效率良好地工作的温度范围。另外，由于能够降低朗肯循环的排热的回收量，因此能够使朗肯循环小型化。
本发明的第8方式，提供下述排热回收装置：在第1方式～第3方式的任一方式中，上述朗肯循环，通过在上述冷凝器中使由上述膨胀机进行了膨胀的上述工作流体与不同于上述第2热介质的冷却介质热交换，从而使上述工作流体冷凝，上述排热回收热交换器，使与上述蒸发器中的上述工作流体热交换后的在上述排热流路中流动的上述第1热介质、与在上述第2热介质流路中流动的上述第2热介质热交换。根据第8方式，在第2热介质的温度不适合作为朗肯循环的低温热源的温度的情况下，能够利用不同于第2热介质的冷却介质，在冷凝器中使工作流体冷凝。另外，由于蒸发器中的高温热源即第1热介质的温度与冷凝器中的低温热源即冷却介质的温度之差大，因此朗肯循环的动力生成效率高。另外，由于能够利用排热回收热交换器将在蒸发器中与工作流体热交换后的第1热介质具有的排热回收，因此能够高效地利用第1热介质具有的排热。
本发明的第9方式，提供一种加热系统，其具备：燃烧部；加热空间，其用于利用在上述燃烧部产生的热来加热被加热物；排出流路，其用于将在上述加热空间产生的排气排出；吸气流路，其用于向上述燃烧部供给外部气体；和第5方式～第8方式的任一方式的排热回收装置，上述排热流路与上述排出流路连接，使得上述排气作为第1热介质被供给到上述排热流路中，上述第2热介质流路形成上述吸气流路的至少一部分，使得上述外部气体作为上述第2热介质经由上述第2热介质流路而被供给到上述燃烧部。
根据第9方式，能够利用在加热空间产生的排气的排热来产生动力，并且能够将向燃烧部供给的外部气体在排热回收装置中预热。由此，能够节约在燃烧部中所使用的燃料。
本发明的第10方式，提供下述加热系统：在第9方式中，还具备用于将上述加热空间中的空气的一部分向上述燃烧部供给的再热流路。根据第10方式，由于加热空间中的空气的一部分被供给到燃烧部，因此能够节约燃烧部中的燃料。
本发明的第11方式，提供一种蒸汽锅炉，其具备：燃烧器；蒸气发生部，其通过使在上述燃烧器产生的燃烧气体与液体热交换而使上述液体蒸发；供液流路，其用于向上述蒸气发生器供给上述液体；和第5方式～第8方式的任一方式的排热回收装置，上述排热流路构成为，在上述蒸气发生器中与上述液体热交换后的上述燃烧气体作为上述第1热介质在上述排热流路中流动，上述第2热介质流路形成上述供液流路的至少一部分，使得应该向上述蒸气发生器供给的上述液体作为第2热介质经由上述第2热介质流路而被供给到上述蒸气发生器。
根据第11方式，能够利用与蒸气发生器热交换后的热介质的排热来产生动力，并且能够将应该向蒸气发生部供给的液体预热。由此，能够节约在燃烧器中所使用的燃料。
本发明的第12方式，提供一种除臭系统，其具备：燃烧部，其使臭气物质燃烧；排气流路，其用于将在上述燃烧部使上述臭气物质燃烧而产生的排气排出；过程流体流路，其用于向规定的热过程供给过程流体；和第5方式～第8方式的任一方式的排热回收装置，上述排热流路与上述排气流路连接，使得上述排气作为上述第1热介质被供给到上述排热流路，上述第2热介质流路形成上述过程流体流路的至少一部分，使得上述过程流体作为上述第2热介质经由上述第2热介质流路而被供给到上述规定的热过程。
根据第12方式，能够利用使臭气物质燃烧而产生的排气的排热来产生动力，并且能够将向规定的热过程供给的过程流体在排热回收装置中预热。
本发明的第13方式，提供下述除臭系统：在第12方式中，上述燃烧部具备：预热部，其将上述臭气物质预热；和催化燃烧部，其使被预热了的上述臭气物质与催化剂接触而进行催化燃烧。根据第13方式，能够利用催化燃烧法使臭气物质燃烧。
本发明的第14方式，提供下述除臭系统：在第12方式或第13方式中，还具备：浓缩部，其使上述臭气物质吸附于吸附材料后，使上述臭气物质从上述吸附材料脱附而将上述臭气物质浓缩；和供给流路，其用于向上述燃烧部供给由上述浓缩部浓缩了的上述臭气物质，作为上述规定的热过程，利用经由上述第2热介质流路的上述过程流体将吸附有上述臭气物质的上述吸附材料加热，从而使上述臭气物质从上述吸附材料脱附。根据第14方式，能够利用在排热回收装置中预热了的过程流体使被浓缩部的吸附材料吸附了的臭气物质脱附，从而将臭气物质浓缩。
以下，对于本发明的实施方式，一边参照附图一边进行说明。再者，以下的说明涉及本发明的一例，本发明并不限于此。
<排热回收装置>
第1实施方式涉及的排热回收装置150A，如图1所示，具备：排热流路110、第2热介质流路112、朗肯循环155、以及排热回收热交换器156。排热流路110是用于使具有排热的第1热介质流动的流路。第1热介质，例如是通过燃烧而产生的排气、加压水或油等的高温的排出流体。第2热介质流路112，是用于使具有比第1热介质的温度低的温度的第2热介质流动的流路。第2热介质，例如是从排热回收装置150A的外部供给的外部气体等的气体或水等的液体。
朗肯循环155，包含泵151、蒸发器152、膨胀机153、和冷凝器154，泵151、蒸发器152、膨胀机153、和冷凝器154以该顺序通过配管而连接。工作流体在朗肯循环155中循环。朗肯循环155，通过在蒸发器152中使在排热流路110中流动的第1热介质与工作流体热交换而使工作流体蒸发。即，在排热流路110中流动的第1热介质是朗肯循环155的高温热源。蒸发器152，是例如双重管式热交换器、板式热交换器、翅片管式热交换器、或壳管式热交换器。蒸发器152，例如配置于排热流路110中。朗肯循环155的工作流体不特别限制，例如是水、醇、氨、烃或卤烃(halocarbon)。
朗肯循环155，蒸发了的工作流体由膨胀机153进行膨胀而产生动力。膨胀机153具备旋转机构。膨胀机153，例如是涡轮或容积型的膨胀机。作为容积型的膨胀机，可举出涡旋式膨胀机、旋转式膨胀机等。排热回收装置150A还具备发电机170。发电机170由膨胀机153驱动。发电机170，例如通过轴与膨胀机153连结。发电机170利用由朗肯循环155产生的动力来发电。因此，能够将热能转换为放射本能大的电能。膨胀机153和发电机170，可以一体地构成使得收容于同一箱体中，也可以收容于各自分开的箱体中。
排热回收热交换器156，是用于通过使在排热流路110中流动的第1热介质与在第2热介质流路112中流动的第2热介质热交换来加热第2热介质，从而将第1热介质具有的排热回收的热交换器。即，排热回收热交换器156由排热流路110的一部分和第2热介质流路的一部分构成，或者配置于排热流路110或第2热介质流路112上。排热回收热交换器156，例如是双重管式热交换器、板式热交换器、翅片管式热交换器、或壳管式热交换器。
第2热介质流路112构成为，将由排热回收热交换器156加热了的第2热介质向规定的热过程供给。所谓热过程，意味着由于热而伴有化学变化或物理变化的过程。规定的热过程，根据排热回收装置150A的用途而不同，例如是加热、燃烧、蒸发等的相变化、或吸附物质的脱附。能够利用排热回收热交换器156，将应该向规定的热过程供给的第2热介质预热。
冷凝器154，在第2热介质流路112中配置于比排热回收热交换器156靠上的上游。因此，朗肯循环155，通过在冷凝器154中使由膨胀机153膨胀了的工作流体与由排热回收热交换器156加热前的在第2热介质流路112中流动的第2热介质热交换，而使工作流体冷凝。即，在第2热介质流路112中流动的第2热介质是朗肯循环155的低温热源。冷凝器154，例如是双重管式热交换器、板式热交换器、翅片管式热交换器、或壳管式热交换器。能够利用由排热回收热交换器156加热前的第2热介质使工作流体冷凝。另外，在冷凝器154中，能够将第2热介质预热。
排热回收热交换器156，在排热流路110中配置于比蒸发器152靠下的下游侧，并且，在第2热介质流路112中配置于比冷凝器154靠下的下游侧。即，排热回收热交换器156，使与蒸发器152中的工作流体热交换后的在排热流路110中流动的第1热介质、和与冷凝器154中的工作流体热交换后的在第2热介质流路112中流动的第2热介质热交换。
对于排热回收装置150A的工作进行说明。在蒸发器152中与工作流体进行热交换的在排热流路110中流动的第1热介质的温度为例如100℃以上150℃以下的范围时，利用泵151将被封入到朗肯循环155中的液相的工作流体送到蒸发器152中。在蒸发器152中，在排热流路110中流动的第1热介质具有的排热被回收，工作流体因该排热而蒸发。由于与通过泵151的作功而被送入蒸发器152中的工作流体的蒸发相伴的蒸气压力的增加，在朗肯循环155中的泵151的出口与膨胀机153的入口之间工作流体的压力高。此时，蒸发器152，通过工作流体的蒸发而被冷却，因此从第1热介质具有的排热中得到保护。
在蒸发器152中，使在排热流路110中流动的第1热介质与工作流体热交换。第1热介质在排热流路中从上游侧向下游侧流动。由于在蒸发器152中使存在温度差的两方的流体热交换，因此能够减薄构成蒸发器152的热交换器的表面的温度边界层。由于热交换器的表面的热传递率大且蒸发器152的热交换效率高，因此能够使蒸发器152小型化。
在冷凝器154中，通过与在第2热介质流路112中流动的第2热介质的热交换，工作流体被冷却，因此工作流体冷凝。在朗肯循环155中的膨胀机153的出口与泵151的入口之间工作流体的压力低。因此，膨胀机153的蒸发器152侧的工作流体的压力变高，膨胀机153的冷凝器154侧的工作流体的压力变低，因此在蒸发器152中被加热而蒸发了的气相的工作流体通过膨胀机153而向冷凝器154流动。膨胀机153，利用旋转机构将工作流体流动的能量转换为旋转动力。由此，朗肯循环155产生动力。发电机170被该旋转动力驱动而进行发电。
通过了膨胀机153的工作流体，向冷凝器154供给，与在第2热介质流路112中流动的第2热介质热交换，将第2热介质加热。
排热回收热交换器156，配置于排热流路110中的比蒸发器152靠下游侧的位置和第2热介质流路112中的比冷凝器154靠下游侧的位置。因此，排热回收热交换器156，将在朗肯循环155中未被回收的、在排热流路110中流动的第1热介质具有的排热回收。通过该被回收的排热来进一步加热在第2热介质流路112中流动的第2热介质。因此，能够高效地利用第1热介质具有的排热。
朗肯循环155构成为，高温热源的温度与低温热源的温度之差为适合于朗肯循环155的效率好的工作的范围。具体而言，蒸发器152，在排热流路110中，配置于从蒸发器152通过的第1热介质的温度变为适合的范围的位置。另外，冷凝器154，在第2热介质流路112中，配置于从冷凝器154通过的第2热介质的温度变为适当的范围的位置。因此，蒸发器152中的第1热介质具有的排热的回收量被限制。其结果，蒸发器152的出口的高温热源的温度与冷凝器154的出口的低温热源的温度之差不过于小，因此朗肯循环155的动力生成效率提高。高温热源的温度与低温热源的温度之差大，能够使朗肯循环155效率良好地工作的第1热介质具有的排热，由朗肯循环155的蒸发器152回收。另一方面，高温热源的温度与低温热源的温度之差小，不用于朗肯循环155的高效的工作的第1热介质具有的排热，由排热回收热交换器156回收。
朗肯循环155，通过排热回收装置150A具备排热回收热交换器156而效率良好地工作。原因是因为，使由排热回收热交换器156冷却前的高温的第1热介质和由排热回收热交换器156加热前的低温的第2热介质、与朗肯循环155的工作流体热交换。这样，通过利用朗肯循环155的蒸发器152和排热回收热交换器156分担第1热介质具有的排热的回收，能在朗肯循环155的蒸发器152中进行适当的排热回收。另外，由于能够降低由朗肯循环155的蒸发器152回收的排热量，因此能够使蒸发器152小型化。
朗肯循环155，在蒸发器152中使在排热流路110中流动的第1热介质与工作流体热交换。由此，能够使用朗肯循环155和发电机170进行发电。另外，朗肯循环155，在冷凝器154中，使由膨胀机153进行了膨胀的工作流体与由排热回收热交换器156加热前的在第2热介质流路112中流动的第2热介质热交换。由此，能够将第2热介质预热。另外，排热回收热交换器156，使在排热流路110中流动的第1热介质与在第2热介质流路112中流动的第2热介质热交换。由此，能够将第2热介质预热。因此，排热回收装置150A，不仅能够将从第1热介质回收了的排热用于发电，还能够将其用于第2热介质的预热等的其它用途。因此，能够高效地利用第1热介质具有的排热。
排热回收装置150A，由于朗肯循环155和排热回收热交换器156适当地分担第1热介质具有的排热的回收，因此利用朗肯循环155的蒸发器152从第1热介质回收的排热量降低。因此，朗肯循环155的动力生成效率也提高。另外，能够使朗肯循环155小型化，能够谋求排热回收装置150A的低成本化。
排热回收装置150A，只要朗肯循环155产生动力，就也可以不具备发电机170。该情况下，也可以将由朗肯循环155产生的动力用于驱动发电机以外的机械。
(第1变形例)
排热回收装置150A，从各种各样的观点出发能够进行变更。排热回收装置150A，如图2所示，也可以如第1变形例涉及的排热回收装置150B那样变更。排热回收装置150B，除了特别说明的情况以外，与排热回收装置150A同样地构成。有时对与排热回收装置150A的构成要素相同或对应的排热回收装置150B的构成要素附带与排热回收装置150A相同的标记，并省略详细的说明。对于排热回收装置150A的说明，只要在技术上不矛盾，也能应用于排热回收装置150B。这也适合于其它变形例。
排热回收装置150B的排热回收热交换器156，在排热流路110中配置于比蒸发器152靠上的上游侧，并且，在第2热介质流路112中配置于比冷凝器154靠下的下游侧。即，排热回收热交换器156，使与蒸发器152中的工作流体热交换前的在排热流路110中流动的第1热介质、和与冷凝器154中的工作流体热交换后的在第2热介质流路112中流动的上述第2热介质热交换。在流入到排热回收装置150B中的第1热介质的温度对于朗肯循环155来说过高的情况下，能够在在排热流路110中流动的第1热介质与蒸发器152中的工作流体热交换前使第1热介质的温度适当地降低。其结果，高温热源的温度处于朗肯循环155能够效率良好地工作的范围。
排热回收装置150B，与排热回收装置150A同样地，不仅能够将从第1热介质回收了的排热用于发电，还能够将其用于第2热介质的预热等的其它用途。因此，能够效率良好地利用第1热介质具有的排热。另外，利用朗肯循环155的蒸发器152从第1热介质回收的排热的量降低。因此，能够使朗肯循环155小型化，能够谋求排热回收装置150B的低成本化。
(第2变形例)
排热回收装置150A，如图3所示，也可以如第2变形例涉及的排热回收装置150C那样变更。排热回收装置150C的朗肯循环155，通过在冷凝器154中使由膨胀机153进行了膨胀的工作流体与不同于第2热介质的冷却介质热交换而使工作流体冷凝。排热回收装置150C，具备例如风扇157。风扇157，将排热回收装置150C的外部的空气作为冷却介质向冷凝器154供给。排热回收装置150C可以构成为，将海水、河水、或湖沼水等作为冷却介质通过泵向冷凝器154供给。即使在第2热介质流路112中流动的第2热介质的温度高而不适合作为朗肯循环155的低温热源的温度的情况下，也能够使朗肯循环155效率良好地工作。
排热回收热交换器156，在排热流路110中配置于比蒸发器152靠上的上游侧，并且，在第2热介质流路112中配置于比冷凝器154靠下的下游侧。即，排热回收热交换器156，使与蒸发器152中的工作流体热交换前的在排热流路110中流动的第1热介质、与在第2热介质流路112中流动的第2热介质热交换。
排热回收装置150C，利用排热回收热交换器156将第1热介质的温度对于朗肯循环155来说过高时的第1热介质具有的排热回收，将第2热介质加热。由此，在第1热介质与蒸发器152中的工作流体热交换前使第1热介质的温度适当地下降。朗肯循环155，使用通过排热回收热交换器156而变为对朗肯循环155来说适当的温度的第1热介质作为高温热源，使用排热装置150C的外部的空气等的无穷尽地存在的冷却介质作为低温热源。由此，利用朗肯循环155和发电机170来进行发电。能够利用由于排热回收热交换器150回收排热而导致温度下降了的第1热介质的排热，使用朗肯循环155和发电机170进行发电。
排热回收装置150C，与排热回收装置150A同样地，不仅能够将从第1热介质回收了的排热用于发电，还能够将其用于第2热介质的预热等的其它用途。因此，能够效率良好地利用第1热介质具有的排热。另外，利用朗肯循环155的蒸发器152从第1热介质回收的排热的量降低。因此，朗肯循环155的动力生成效率也提高。另外，能够使朗肯循环155小型化，能够谋求排热回收装置150C的低成本化。
(第3变形例)
排热回收装置150A，如图4所示，也可以如第3变形例涉及的排热回收装置150D那样变更。排热回收装置150D的朗肯循环155，与排热回收装置150C同样地，通过在冷凝器154中使由膨胀机153进行了膨胀的工作流体与不同于第2热介质的冷却介质热交换而使工作流体冷凝。另外，排热回收热交换器156，在排热流路110中配置于比蒸发器152靠上的上游侧，并且，在第2热介质流路112中配置于比冷凝器154靠下的下游侧。即，排热回收热交换器156，使与蒸发器152中的工作流体热交换前的在排热流路110中流动的第1热介质、与在第2热介质流路112中流动的第2热介质热交换。排热回收装置150D，在排热流路110中，除了蒸发器152与排热回收热交换器156的位置关系颠倒过来以外，与排热回收装置150C同样地构成。
排热回收装置150D，能够将作为朗肯循环155的高温热源以适当的温度流入到排热回收装置150D中的第1热介质的排热，首先利用朗肯循环155的蒸发器152回收。另外，能够利用排热回收热交换器156将没有由蒸发器152回收的第1热介质的排热回收。因此，与排热回收装置150A同样地，朗肯循环155和排热回收热交换器156能够适当地分担第1热介质具有的排热的回收。另外，即使在第2热介质流路中流动的第2热介质的温度高而不适合作为朗肯循环155的低温热源的温度的情况下，也能够使朗肯循环155效率良好地工作。
<加热系统>
接着，对于具备上述的排热回收装置的加热系统100进行说明。如图5所示，加热系统100具备：炉体101、燃烧部105、加热空间102、排出流路120、吸气流路130、再热流路107、加热流路108、排热回收装置150A、以及运送装置104。
燃烧部105具备燃烧器105A。吸气流路130是用于向燃烧部105供给外部气体的流路。在吸气流路130的途中设有吸气风扇111。通过吸气风扇111工作而向燃烧部105供给外部气体。由此，燃烧部105通过燃烧器105A而使燃料燃烧来产生热。
加热空间102，通过加热流路108与燃烧部105连接。通过运送装置104向加热空间102运送被加热物103。加热空间102是用于利用在燃烧部105产生的热来加热被加热物103的空间。通过运送装置104向加热空间102的外部运送加热后的被加热物103。
在燃烧部105产生的燃烧气体，从加热流路108通过而向加热空间102连续地供给，因此在加热空间102中产生排气。排出流路120是用于将在加热空间102中产生的排气排出的流路。排出流路120与加热空间102连接。在排出流路120的途中配置有排气风扇109。通过排气风扇109工作，在加热空间102中产生的排气被排出到加热系统100的外部。排热回收装置150A的排热流路110与排出流路120连接，使得该排气作为第1热介质被供给到排热流路110中。
排热回收装置150A的第2热介质流路112(参照图1)，形成吸气流路130的至少一部分，使得向燃烧部105供给的外部气体作为第2热介质经由第2热介质流路112被供给到燃烧部105。
再热流路107，是用于将加热空间102中的空气的一部分向燃烧部105供给的流路。再热流路107与加热空间102连接。在再热流路107的途中设有循环风扇106。通过循环风扇106工作，加热空间102中的空气的一部分流过再热流路107而被供给到燃烧部105。再热流路107，在吸气流路130的途中与吸气流路130连接。因此，在吸气流路130中流动的外部气体与在再热流路107中流动的空气被混合，并被供给到燃烧部105。再者，再热流路107，也可以不与吸气流路130连接，而与燃烧部105直接连接。
对于加热系统100的工作进行说明。首先，使吸气风扇111、排气风扇109、和循环风扇106工作，在加热系统100的内部产生空气的流动。接着，向燃烧器105A供给燃料，并将燃烧器105A点火。通过向燃烧部105供给在吸气流路130中流动的外部气体与在再热流路107中流动的空气混合而成的空气，从而在燃烧器105A中燃料燃烧。由此产生燃烧气体。另外，不直接参与燃烧器105A中的燃料的燃烧的燃烧部105的空气被燃烧气体加热。燃烧气体和被燃烧气体加热了的空气从加热流路108通过而被供给到加热空间102中。排气以与通过吸气流路130向燃烧部105供给的外部气体的流量相同程度的流量，从加热空间102通过排出流路120排出。
加热空间102中的空气的温度变为规定的温度后，被加热物103由运送装置104运送到加热空间102中。通过在加热空间102中加热被加热物103，来进行干燥、烤漆中的涂料的固化、钎焊等的对被加热物103的处理。
排热回收装置150A，使用从加热空间102排出了的排气作为第1热介质，使用在吸气流路130中流动的外部气体作为第2热介质，如上述那样工作。由此，排热回收装置150A，采用朗肯循环155和发电机170进行发电以及应该向燃烧部105供给的外部气体的预热。
发电产生的电力，例如被用于在加热系统100中消耗电能的运送装置104、循环风扇106、排气风扇109、或吸气风扇111的工作。由此，能够降低应该从外部对加热系统100供给的电力。另外，由于向燃烧部105供给的外部气体被排热回收装置150A预热，因此能够降低应该通过燃烧器105A中的燃料的燃烧而产生的热量。由此，能够节约燃料。其结果，加热系统100具有高的节能性能。发电产生的电力，也可以向加热系统100的外部供给。
加热系统100，也可以具备排热回收装置150B、排热回收装置150C、或排热回收装置150D来代替排热回收装置150A。另外，在加热系统100中，再热流路107和循环风扇106可以被省略。
<蒸汽锅炉>
接着，对于具备上述的排热回收装置的蒸汽锅炉200进行说明。如图6所示，蒸汽锅炉200具备：燃烧器205、燃烧气体流路207、蒸气发生器202、供液流路250、蒸气流路260和排热回收装置150A。燃烧器205，使燃料燃烧而产生燃烧气体。燃烧气体在燃烧气体流路207中流动。蒸气发生器202，通过使由燃烧器205产生的燃烧气体与液体热交换而使液体蒸发。采用蒸气发生器202进行蒸发的液体，例如是水。蒸气发生器202，例如是翅片管式热交换器或裸管式热交换器。供液流路250是用于向蒸气发生器202供给液体的流路。供液流路250与蒸气发生器202连接。蒸气流路260将由蒸气发生器202产生的蒸气向蒸汽锅炉200的外部供给。
排热回收装置150A的排热流路110构成为，在蒸气发生器202中与液体热交换后的燃烧气体作为第1热介质在排热流路110中流动。具体而言，利用燃烧气体流路207的蒸气发生器202的下游侧的部分形成了排热流路110。排热回收装置150A的第2热介质流路112，形成供液流路250的至少一部分，使得应该向蒸气发生器202供给的液体作为第2热介质经由第2热介质流路被供给到蒸气发生器202。
对于蒸汽锅炉200的工作进行说明。首先，使泵(省略图示)工作，通过供液流路250向蒸气发生器202供给液体。接着，向燃烧器205供给燃料，并将燃烧器205点火。通过燃烧器205中的燃料的燃烧而产生的燃烧气体在燃烧气体流路207中流动。在蒸气发生器202中，燃烧气体207与蒸气发生器202的内部的液体热交换。由此，蒸气发生器202使液体蒸发。利用蒸气发生器202产生的蒸气，通过蒸气流路260向蒸汽锅炉200的外部供给。
排热回收装置150A，使用在蒸气发生器202中与液体热交换后的燃烧气体作为第1热介质，使用应该向蒸气发生器202供给的液体作为第2热介质，如上述那样工作。由此，排热回收装置150A，采用朗肯循环155和发电机170进行发电以及应该向蒸气发生器202供给的液体的预热。
发电产生的电力，例如，为了使泵、或送风机(省略图示)等的在蒸汽锅炉200中消耗电能的装置工作而被使用，所述泵用于使液体在供液流路250中流动。由此，能够降低应该从外部对蒸汽锅炉200供给的电力。另外，由于应该向蒸气发生器202供给的液体被排热回收装置150A预热，因此能够降低应该通过燃烧器205中的燃料的燃烧而产生的热量。由此，能够节约燃料。其结果，蒸汽锅炉200具有高的节能性能。发电产生的电能，也可以向蒸汽锅炉200的外部供给。
<除臭系统>
接着，对于具备上述的排热回收装置的除臭系统300A进行说明。如图7所示，除臭系统300A具备：燃烧部360、排气流路310、供给流路320、过程流体流路350、排热回收装置150B、浓缩部340、以及导入流路370。燃烧部360使臭气物质燃烧。由此，将臭气物质分解。臭气物质，例如是从工厂的生产工序排出的气体所含有的有机化合物。浓缩部340将臭气物质浓缩，浓缩了的臭气物质被供给到燃烧部360。通过在燃烧部360使臭气物质燃烧而产生排气。排气流路310是用于将在燃烧部360使臭气物质燃烧而产生的排气排出的流路。
过程流体流路350是用于向规定的热过程供给过程流体的流路。过程流体，例如是从除臭系统300A的外部吸入的空气。过程流体流路350与浓缩部340连接，向浓缩部340供给过程流体。
排热回收装置150B的排热流路110与排气流路310连接，使得在燃烧部360产生的排气作为第1热介质被供给到排热流路110中。另外，排热回收装置150B的第2热介质流路112，形成过程流体流路350的至少一部分，使得过程流体作为第2热介质经由第2热介质流路112被供给到规定的热过程中。
燃烧部360具备预热部360A和催化燃烧部360B。预热部360A将臭气物质预热。预热部360A具有燃烧器305。利用在燃烧器305中使燃料燃烧而产生的热来将臭气物质预热。催化燃烧部360B具有催化剂。催化剂，例如是铂、钯、钌、铑、银等金属或这些金属的硝酸盐或氯化物。该催化剂，在催化燃烧部360B中，担载于金属蜂窝、陶瓷蜂窝、或球丸粒(ballpellet)等的结构体上。催化燃烧部360B，使预热了的臭气物质与催化剂接触而使其催化燃烧。
浓缩部340，使臭气物质吸附于吸附材料后，使臭气物质从吸附材料脱附而将臭气物质浓缩。供给流路320，是将用于浓缩部340与燃烧部360连接、将由浓缩部340浓缩了的臭气物质向燃烧部360供给的流路。浓缩部340，例如具备由吸附材料形成的环状的浓缩转子(省略图示)。吸附材料例如是沸石。浓缩转子能够旋转地设置于浓缩部340。浓缩部340具备吸附区域341和再生区域342。浓缩转子旋转使得浓缩转子的一部分交替地通过吸附区域341和再生区域342。导入流路370与吸附区域341连接。通过导入流路370向吸附区域341供给臭气物质。在吸附区域341中，臭气物质吸附于吸附材料上，即吸附于浓缩转子上。
过程流体流路350与再生区域342连接。通过过程流体流路350向再生区域342供给过程流体。过程流体，经由排热回收装置150B的第2热介质流路112，因此被排热回收装置150B预热。由此，在再生区域342中，利用经由了排热回收装置150B的第2热介质流路112的过程流体将吸附有臭气物质的吸附材料加热，从而使臭气物质从吸附剂脱附。即，该过程相当于规定的热过程。
对除臭系统300A的工作进行说明。首先，除臭系统300A，使例如设置于过程流体流路350的风扇(省略图示)工作，通过过程流体流路350，将作为过程流体的除臭系统300A的外部的空气向浓缩部340的再生区域342供给。接着，向燃烧器305供给燃料，将燃烧器305点火。使浓缩部340的浓缩转子旋转。通过导入流路370将臭气物质向浓缩部340供给，利用浓缩部340将臭气物质浓缩。将由浓缩部340浓缩了的臭气物质，通过供给流路320向预热部360A供给，由燃烧器305预热。使预热了的臭气物质在催化燃烧部360B催化燃烧而进行分解、除臭。将使臭气物质燃烧而产生的排气，通过排气流路310向排热回收装置150B供给。
排热回收装置150B，使用通过排气流路310而供给的、在燃烧部360使臭气物质燃烧而产生的排气作为第1热介质，使用在过程流体流路350中流动的过程流体作为第2热介质，如上述那样工作。由此，排热回收装置150B，采用朗肯循环155和发电机170进行发电以及应该向浓缩部340的再生区域342供给的过程流体的预热。
发电产生的电能，例如为了使浓缩部340的吸附材料转子、风扇等的在除臭系统300A中消耗电能的装置工作而被使用。由此，能够降低应该从外部对除臭系统300A供给的电力。另外，由于过程流体被排热回收装置150A预热，因此能够降低用于将向浓缩部340供给的过程流体预热的热量。由此，能够节约除臭系统300A消耗的燃料。其结果，除臭系统300A具有高的节能性能。发电产生的电能，也可以向除臭系统300A的外部供给。
(变形例)
除臭系统300A能够进行各种各样的变更。例如，除臭系统300A，也可以如图8所示的除臭系统300B那样变更。除臭系统300A，除了使用排热回收装置150C来代替排热回收装置150B以外，与除臭系统300A同样地构成。通过这样的构成，也能够得到与除臭系统300A同样的效果。
在除臭系统300A中，规定的热过程，不限于浓缩部340中的热过程。例如，规定的热过程，也可以是燃烧部360中的臭气物质的燃烧。即，也可以变更，使得被预热了的过程流体被供给到燃烧部360而作为燃烧用空气利用。另外，也可以省略浓缩部340。燃烧部360，也可以不按照使臭气物质催化燃烧的方式来构成，例如，也可以按照利用燃烧器使臭气物质直接燃烧的直接燃烧方式来构成。除臭系统300B也可以同样地进行变更。而且，除臭系统300A，也可以变更为使用排热回收装置150A或排热回收装置150D来代替排热回收装置150B。

Claims (14)

1.一种排热回收装置，具备：
排热流路，其用于使具有排热的第1热介质流动；
第2热介质流路，其用于使具有比所述第1热介质的温度低的温度的第2热介质流动；
朗肯循环，其包含泵、蒸发器、膨胀机、和冷凝器，通过在所述蒸发器中使在所述排热流路中流动的所述第1热介质与工作流体热交换而使所述工作流体蒸发，蒸发了的所述工作流体利用所述膨胀机进行膨胀而产生动力；和
排热回收热交换器，其用于通过使在所述排热流路中流动的所述第1热介质与在所述第2热介质流路中流动的所述第2热介质热交换来加热所述第2热介质，从而将所述第1热介质具有的排热回收。
2.根据权利要求1所述的排热回收装置，所述第2热介质流路构成为，向规定的热过程供给由所述排热回收热交换器加热了的所述第2热介质。
3.根据权利要求1或2所述的排热回收装置，还具备利用所述动力发电的发电机。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的排热回收装置，所述朗肯循环，通过在所述冷凝器中使由所述膨胀机进行了膨胀的所述工作流体与由所述排热回收热交换器加热之前的在所述第2热介质流路中流动的所述第2热介质热交换，从而使所述工作流体冷凝。
5.根据权利要求4所述的排热回收装置，所述排热回收热交换器，使与所述蒸发器中的所述工作流体热交换后的在所述排热流路中流动的所述第1热介质、和与所述冷凝器中的所述工作流体热交换后的在所述第2热介质流路中流动的所述第2热介质热交换。
6.根据权利要求4所述的排热回收装置，所述排热回收热交换器，使与所述蒸发器中的所述工作流体热交换前的在所述排热流路中流动的所述第1热介质、和与所述冷凝器中的所述工作流体热交换后的在所述第2热介质流路中流动的所述第2热介质热交换。
7.根据权利要求1～3的任一项所述的排热回收装置，所述朗肯循环，通过在所述冷凝器中使由所述膨胀机进行了膨胀的所述工作流体与不同于所述第2热介质的冷却介质热交换，从而使所述工作流体冷凝，
所述排热回收热交换器，使与所述蒸发器中的所述工作流体热交换前的在所述排热流路中流动的所述第1热介质、和在所述第2热介质流路中流动的所述第2热介质热交换。
8.根据权利要求1～3的任一项所述的排热回收装置，所述朗肯循环，通过在所述冷凝器中使由所述膨胀机进行了膨胀的所述工作流体与不同于所述第2热介质的冷却介质热交换，从而使所述工作流体冷凝，
所述排热回收热交换器，使与所述蒸发器中的所述工作流体热交换后的在所述排热流路中流动的所述第1热介质与在所述第2热介质流路中流动的所述第2热介质热交换。
9.一种加热系统，具备：
燃烧部；
加热空间，其用于利用在所述燃烧部产生的热来加热被加热物；
排出流路，其用于将在所述加热空间产生的排气排出；
吸气流路，其用于向所述燃烧部供给外部气体；和
权利要求5～8的任一项所述的排热回收装置，
所述排热流路与所述排出流路连接，使得所述排气作为所述第1热介质被供给到所述排热流路，
所述第2热介质流路形成所述吸气流路的至少一部分，使得所述外部气体作为所述第2热介质经由所述第2热介质流路而被供给到所述燃烧部。
10.根据权利要求9所述的加热系统，还具备用于将所述加热空间中的空气的一部分向所述燃烧部供给的再热流路。
11.一种蒸汽锅炉，具备：
燃烧器；
蒸气发生部，其通过使在所述燃烧器产生的燃烧气体与液体热交换而使所述液体蒸发；
供液流路，其用于向所述蒸气发生器供给所述液体；和
权利要求5～8的任一项所述的排热回收装置，
所述排热流路构成为，在所述蒸气发生器中与所述液体热交换后的所述燃烧气体作为所述第1热介质在所述排热流路中流动，
所述第2热介质流路形成所述供液流路的至少一部分，使得应该向所述蒸气发生器供给的所述液体作为第2热介质经由所述第2热介质流路而被供给到所述蒸气发生器。
12.一种除臭系统，具备：
燃烧部，其使臭气物质燃烧；
排气流路，其用于将在所述燃烧部使所述臭气物质燃烧而产生的排气排出，
过程流体流路，其用于向规定的热过程供给过程流体；和
权利要求5～8的任一项所述的排热回收装置，
所述排热流路与所述排气流路连接，使得所述排气作为所述第1热介质被供给到所述排热流路，
所述第2热介质流路形成所述过程流体流路的至少一部分，使得所述过程流体作为所述第2热介质经由所述第2热介质流路而被供给到所述规定的热过程。
13.根据权利要求12所述的除臭系统，所述燃烧部具备：预热部，其将所述臭气物质预热；和催化燃烧部，其使被预热了的所述臭气物质与催化剂接触而进行催化燃烧。
14.根据权利要求12或13所述的除臭系统，还具备：
浓缩部，其使所述臭气物质吸附于吸附材料后，使所述臭气物质从所述吸附材料脱附而将所述臭气物质浓缩；和
供给流路，其用于向所述燃烧部供给由所述浓缩部浓缩了的所述臭气物质，
作为所述规定的热过程，利用经由所述第2热介质流路的所述过程流体将吸附有所述臭气物质的所述吸附材料加热，从而使所述臭气物质从所述吸附材料脱附。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112055776A (zh) * 2018-05-02 2020-12-08 永岛一彦 电力生成系统

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015025422A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 株式会社Ihi ボイラ用給水予熱システム及びボイラ用給水予熱方法
CN107726354A (zh) * 2016-08-12 2018-02-23 天津华赛尔传热设备有限公司 一种烟气余热回收系统
CN109026220A (zh) * 2018-10-17 2018-12-18 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种热电解耦型热储能热电联供系统
CN110864577A (zh) * 2019-11-27 2020-03-06 天津科技大学 甲苯生产苯甲酸工艺的末端热能利用及减排工艺
US20210190328A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 Intellihot, Inc. Combined heating and cooling system
WO2022156521A1 (zh) * 2021-01-19 2022-07-28 李华玉 双燃料联合循环动力装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003278598A (ja) * 2002-03-20 2003-10-02 Toyota Motor Corp ランキンサイクルによる車輌の排熱回収方法及び装置
CN101566113A (zh) * 2009-06-03 2009-10-28 浙江银轮机械股份有限公司 基于有机朗肯循环的发动机废热回收系统
US20090277173A1 (en) * 2008-05-12 2009-11-12 Ernst Timothy C Waste heat recovery system with constant power output
CN102588053A (zh) * 2011-01-06 2012-07-18 康明斯知识产权有限公司 用于内燃机的废热回收系统
CN102777240A (zh) * 2012-08-14 2012-11-14 天津大学 两级朗肯循环的柴油机排气余热回收系统

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3882671A (en) * 1971-09-14 1975-05-13 Brayton Cycle Improvement Ass Gasification method with fuel gas cooling
JPS591806U (ja) * 1982-06-28 1984-01-07 株式会社新潟鐵工所 脱臭装置の高温ガスを利用した原動機
JPS604903A (ja) 1983-06-24 1985-01-11 Hitachi Ltd 光分合波器
JPS6049203U (ja) * 1983-09-13 1985-04-06 三井造船株式会社 複合サイクルガスタ−ビン発電装置
JPS60119305A (ja) * 1983-11-30 1985-06-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 熱電変換・有機媒体サイクル複合発電装置
JP3042394B2 (ja) * 1996-01-26 2000-05-15 株式会社日立製作所 廃棄物焼却熱利用発電システム
JP2003232226A (ja) * 2002-02-12 2003-08-22 Hitachi Zosen Corp ガスタービン発電設備
JP4155898B2 (ja) * 2003-09-22 2008-09-24 稔 守田 ガスタービンが備わる高水分廃棄物の焼却設備
US7225621B2 (en) * 2005-03-01 2007-06-05 Ormat Technologies, Inc. Organic working fluids
US8561405B2 (en) * 2007-06-29 2013-10-22 General Electric Company System and method for recovering waste heat
JP5998043B2 (ja) * 2012-12-26 2016-09-28 株式会社日立製作所 エンジンコンバインドシステム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003278598A (ja) * 2002-03-20 2003-10-02 Toyota Motor Corp ランキンサイクルによる車輌の排熱回収方法及び装置
US20090277173A1 (en) * 2008-05-12 2009-11-12 Ernst Timothy C Waste heat recovery system with constant power output
CN101566113A (zh) * 2009-06-03 2009-10-28 浙江银轮机械股份有限公司 基于有机朗肯循环的发动机废热回收系统
CN102588053A (zh) * 2011-01-06 2012-07-18 康明斯知识产权有限公司 用于内燃机的废热回收系统
CN102777240A (zh) * 2012-08-14 2012-11-14 天津大学 两级朗肯循环的柴油机排气余热回收系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112055776A (zh) * 2018-05-02 2020-12-08 永岛一彦 电力生成系统
CN112055776B (zh) * 2018-05-02 2021-06-29 永岛一彦 电力生成系统

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