JP2002188438A - 動力回収システム - Google Patents
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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Abstract
縮機間での排ガスをより低温まで冷却できるようにし
て、極力安価にして動力回収量を増加する。 【解決手段】 ガスエンジン1からのジャケット冷却水
を熱源として吸収冷凍機を作動する。一方、ガスエンジ
ン1からの高温排ガスを、第1のガス配管16を介し
て、タービン17と圧縮機18とから成る動力取り出し
用ガスタービン19に供給するように構成し、かつ、動
力取り出し用ガスタービン19に発電機20を連動連結
する。タービン17と圧縮機18とを接続する第2のガ
ス配管21に冷却器22を設け、この冷却器22と蒸発
器12とにわたって冷却用媒体の取り出し管24を設
け、タービン17からの排ガスを冷却する。
Description
ン、ガスエンジン、燃料電池といった排熱を発生するも
のを熱源とし、その熱源からの排熱を駆動装置の動力と
して回収する動力回収システムに関する。
来、図5の従来例の概略構成図に示すようなものがあっ
た。この従来例によれば、圧縮機01とタービン02と
から成る熱源用ガスタービン03に発電機などの第1の
駆動装置04が連動連結され、圧縮機01とタービン0
2とを接続するガス配管05にバーナー06が介装され
ている。
が、タービン07と圧縮機08とから成る動力取り出し
用ガスタービン09に供給されるように構成され、か
つ、動力取り出し用ガスタービン09に発電機などの第
2の駆動装置010が連動連結されている。また、ター
ビン07と圧縮機08とを接続するガス配管011に冷
却器012が介装されるとともに、この冷却器012に
クーリングタワーからの冷却水が供給されている。
からの排熱である高温排ガスを利用して動力を取り出す
ようになっている。次に、上記動力の取り出し量につ
き、図2のT−s線図を参照して説明する。この図2に
おける丸付き数字は、図5における丸付き数字と対応し
ている。
03のT−s線図であり、−が断熱圧縮、−が
バーナー06での等圧膨張(圧力P1 )、−がター
ビン02での断熱膨張、−が圧縮機01からの放出
後の冷却を示している。
けて動力を回収する場合のT−s線図は、−−−
−−−−となる。の圧縮機01からの排ガ
ス(大気圧P0 )をタービン07での負圧(P- )ま
で膨張させる。この膨張した排ガスを冷却器012によ
って冷却し(−)、その後に圧縮機08で圧縮する
(−)のである。これにより、−−−の面
積で示される分の動力を動力取り出し用ガスタービン0
9で回収できることになる。
力P- によって制限され、この圧力P- は冷却器012
での冷却温度T1によって制限される。しかしながら、
従来例の場合、冷却器012として、クーリングタワー
からの冷却水を供給するものであり、略大気温度程度ま
でしか冷却できない。そのために、の圧力(P- )を
十分低下することができなくて動力回収量が少なく、改
善の余地があった。
たものであって、特別な熱源を用いずに、動力取り出し
用ガスタービンのタービンと圧縮機間での排ガスをより
低温まで冷却できるようにして、極力安価にして動力回
収量を増加できるようにすることを目的する。
力回収システムは、上述のような目的を達成するため
に、排熱を発生する熱源と、前記熱源からの排熱を作動
熱源として駆動する吸収冷凍機と、前記熱源からの排ガ
スによって駆動される動力取り出し用ガスタービンと、
前記動力取り出し用ガスタービンに連動連結された駆動
装置と、前記動力取り出し用ガスタービンを構成するタ
ービンと圧縮機とを接続するガス配管に設けられて前記
タービンからの排ガスを冷却する冷却手段とを備え、前
記吸収冷凍機で取り出した冷熱を前記冷却手段の冷熱源
とするように構成する。
エンジンなどのエンジン(請求項2)や燃料電池などが
適用される。また、吸収冷凍機の作動熱源としては、エ
ンジンを冷却した後のジャケット冷却水(請求項2)や
燃料電池を冷却した後の冷却水などが適用される。
によれば、熱源からの排熱を作動熱源として吸収冷凍機
を作動し、大気温度よりも十分低い温度の冷熱を取り出
す。一方、熱源からの排ガスによって動力取り出し用ガ
スタービンを駆動し、その動力取り出し用ガスタービン
のタービンから圧縮機に送られる排ガスを、吸収冷凍機
から取り出した大気温度よりも十分低温の冷熱によって
冷却する。
づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係る動力回収
システムの実施例を示す概略構成図であり、熱源として
のガスエンジン1に、カップリング2を介して発電機3
が連動連結されている。
ジン冷却部1aの出口と入口とにわたって、ジャケット
冷却水(温度85〜95℃)を循環するポンプ4を介装した
循環配管5が接続され、この循環配管5に、吸収冷凍機
を構成する再生器6が設けられている。再生器6には、
ガスエンジン1からのエンジン冷却水によって蒸発可能
なアンモニアを冷媒とし、かつ、水を吸収剤とした非共
沸混合媒体としてのアンモニア−水系溶液が収容されて
いる。
したアンモニア蒸気を供給するように凝縮器8が連通接
続され、再生器6に第1の配管9を介して吸収器10が
接続されるとともに、凝縮器8に第2の配管11を介し
て蒸発器12が接続され、更に、吸収器10と蒸発器1
2とが連通接続され、吸収冷凍機が構成されている。
凝縮液化し、その液化した冷媒を蒸発器12に噴霧供給
により戻すようになっている。蒸発器12では、吸収器
10における吸収剤による冷媒の吸収に伴い、冷媒が蒸
発するようになっている。
ポンプ13を介装した第3の配管14が接続され、この
第3の配管14と第1の配管9との間に熱交換器15が
設けられ、再生器6に戻す液化したアンモニア−水系溶
液を、再生器6から吸収器10に流すアンモニア−水系
溶液によって加熱するようになっている。
のガス配管16を介して、タービン17と圧縮機18と
から成る動力取り出し用ガスタービン19に供給される
ように構成され、かつ、動力取り出し用ガスタービン1
9に駆動装置としての発電機20が連動連結されてい
る。駆動装置としては、発電機20に限らず、圧縮機や
ポンプが適用可能である。
2のガス配管21に冷却器22が設けられている。図中
23は圧縮機18で常圧に戻した排ガスを大気中に放出
する第3のガス配管を示している。
用媒体の取り出し管24が設けられ、吸収冷凍機で取り
出した低温水(例えば、約7℃)を冷熱源として冷却器
22に供給し、タービン17からの排ガスを冷却するよ
うに構成されている。
ビン19のタービン17と圧縮機18間での排ガスをよ
り低温まで冷却し、動力回収量を増加できる。すなわ
ち、図2のT−s線図に示すように、吸収冷凍機で取り
出した低温水により冷却器22で冷却するために、ター
ビン17からの排ガスの温度T2を大気温度よりも十分
低温にでき、動力取り出し用ガスタービン19で回収で
きる動力回収量が、−’−’−の面積で示され
る分となって、従来の−−−の面積に比べて大
きく、動力回収量を増加できるのである。例えば、大気
放出されるガスの温度を 200℃、タービン17からの
排ガスの冷却温度T2を7℃とした場合、従来のクーリ
ングタワーからの冷却水による場合(温度T1=35℃)
に比べて、動力回収量は略17%向上できる。
あり、上記実施例と異なるところは次の通りである。す
なわち、第2のガス配管21を蒸発器12内に直接導入
し、冷却器22および冷却用媒体の取り出し管24を設
けずにタービン17からの排ガスを冷却するように構成
されている。他の構成は実施例と同じであり、同じ番号
を付すことにより、その説明は省略する。
あり、前述実施例と異なるところは次の通りである。す
なわち、圧縮機18を二段に設けて二段圧縮型の動力取
り出し用ガスタービン19を構成し、両圧縮機18間を
ガス配管31で接続するとともに、そのガス配管31に
冷却器32を設け、第2のガス配管23に設けた冷却器
22を出た冷却用媒体の取り出し管24を冷却器32に
直列に接続し、両圧縮機18間でも排ガスを冷却するよ
うに構成されている。他の構成は実施例と同じであり、
同じ番号を付すことにより、その説明は省略する。この
第2の変形例において、冷却用媒体の取り出し管24を
両冷却器22,32に並列に接続するように構成しても
良い。
を冷却器22に接続する構成、第1の変形例の第2のガ
ス配管21を蒸発器12内に直接導入する構成、ならび
に、第2の変形例の冷却用媒体の取り出し管24を両冷
却器22,32に接続する構成、要するに、タービン1
7からの排ガスを冷却する構成をして冷却手段と総称す
る。
ラーサイクルガスエンジンやディーゼルエンジンやスタ
ーリングエンジンなど各種のエンジンを用いることがで
きる。
温の排熱源である排気ガスと、吸収冷凍機の作動熱源と
して有効に適用できる低温の排熱源であるジャケット冷
却水をもつガスエンジン1を熱源としているため、動力
回収システムを容易に構成できる利点を有しているが、
本発明の熱源としては、燃料電池なども適用できる。
明の動力回収システムによれば、熱源からの排熱を利用
して吸収冷凍機から取り出した大気温度よりも十分低温
の冷熱によって、動力取り出し用ガスタービンのタービ
ンから圧縮機に送られる排ガスを冷却するから、電気式
の冷却装置といったような特別な熱源を用いずに、動力
取り出し用ガスタービンのタービンと圧縮機間での排ガ
スをより低温まで冷却でき、極力安価にして動力回収量
を増加できるようになった。
概略構成図である。
Claims (2)
- 【請求項1】排熱を発生する熱源と、 前記熱源からの排熱を作動熱源として駆動する吸収冷凍
機と、 前記熱源からの排ガスによって駆動される動力取り出し
用ガスタービンと、 前記動力取り出し用ガスタービンに連動連結された駆動
装置と、 前記動力取り出し用ガスタービンを構成するタービンと
圧縮機とを接続するガス配管に設けられて前記タービン
からの排ガスを冷却する冷却手段とを備え、 前記吸収冷凍機で取り出した冷熱を前記冷却手段の冷熱
源としたことを特徴とする動力回収システム。 - 【請求項2】請求項1に記載の動力回収システムにおい
て、 熱源がエンジンであり、吸収冷凍機の作動熱源が前記エ
ンジンを冷却した後のジャケット冷却水である動力回収
システム。
Priority Applications (1)
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JP2000388268A JP4408560B2 (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 動力回収システム |
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Publication Number | Publication Date |
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- 2000-12-21 JP JP2000388268A patent/JP4408560B2/ja not_active Expired - Fee Related
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