JP2002318027A - Refrigerating system - Google Patents

Refrigerating system

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JP2002318027A
JP2002318027A JP2001122728A JP2001122728A JP2002318027A JP 2002318027 A JP2002318027 A JP 2002318027A JP 2001122728 A JP2001122728 A JP 2001122728A JP 2001122728 A JP2001122728 A JP 2001122728A JP 2002318027 A JP2002318027 A JP 2002318027A
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Japan
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refrigerant air
air
turbine
compression
compression device
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JP2001122728A
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Japanese (ja)
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Hisashi Mitani
壽 三谷
Hidefumi Saito
英文 斎藤
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refrigerating system, capable of realizing energy-reducing effect, even in a factory or the like where a heat demand is small by a method where a cogeneration system employing a gas turbine is effectively utilized by combining the same with a refrigerating machine. SOLUTION: The refrigerating machine 2, constituting an air refrigeration cycle, obtains refrigerated air, compressed by compression means 121, 232 and cooled by cooling means 22, 24, by expanding the same through an expansion turbine 231, and the output of a steam turbine 211, driven by superheated steam generated by a boiler 4 heated by the heat of exhaust gas of a gas turbine 1, is employed for the compression of the refrigerant air.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンの排
気熱を利用して冷媒空気を冷却する冷凍システムに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a refrigeration system for cooling refrigerant air using exhaust heat of a gas turbine.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば食品を加工・調理し、さらに出荷
の際には急速に冷凍処理し、その食品の質を保った状態
で出荷するような食品加工工場においては、従前にあっ
ては、加熱処理等のための熱源用には燃料を燃焼させ、
冷凍処理用等のための各種機器の駆動用には電力を消費
していた。
2. Description of the Related Art For example, in a food processing factory where food is processed and cooked, and furthermore, the food is rapidly frozen at the time of shipment and shipped while maintaining the quality of the food, it has been conventionally required that: Fuel is burned for heat source for heat treatment, etc.
Electric power was consumed for driving various devices for freezing processing and the like.

【0003】近年のエネルギ消費削減の要請から、燃料
の燃焼により作動するガスタービンから電気エネルギを
取出し、且つ、そのガスタービンの排気熱でボイラ等を
炊くというコージェネレーション(熱電併給)システム
が普及しつつある。特に食品加工工場内では、殺菌、煮
沸、調理、食材や食器の湯による洗浄といった熱需要が
大きく、ガスタービンを用いたコージェネレーションシ
ステムでエネルギ消費削減効果を上げることが期待され
ている。さらに、近年マイクロガスタービンが実用化さ
れたことで、このようなコージェネレーションを小規模
な工場でも活用することが期待されている。
[0003] In response to recent demands for reduction of energy consumption, cogeneration (combined heat and power) systems for extracting electric energy from a gas turbine that operates by burning fuel and cooking a boiler or the like with the exhaust heat of the gas turbine have become widespread. It is getting. Particularly in a food processing plant, there is a large demand for heat such as sterilization, boiling, cooking, and washing of foods and dishes with hot water, and it is expected that a cogeneration system using a gas turbine will improve the energy consumption reduction effect. Furthermore, with the practical use of micro gas turbines in recent years, it is expected that such cogeneration will be used in small factories.

【0004】一方、食品加工分野等においては、食品に
極低温の冷気を吹きかけて急速冷凍するのに、空気を冷
媒とする空気冷凍サイクルを用いて行うことが試みられ
ている。従来のフロンや代替フロン等を冷媒とし、蒸発
潜熱で冷凍を行うベーパサイクルの冷凍機では、例えば
−40℃以下から熱を汲み出し、常温に放熱するといっ
た非常に低い温度域の冷凍においては成績係数が低下す
る。このようなベーパサイクル冷凍機に比べて、空気冷
凍サイクル冷凍機は相対的に高い成績係数が期待でき
る。さらに、空気サイクル冷凍機は、冷媒空気を食品に
直接当てることができ、冷凍部でパネル等の伝熱部材を
介して熱交換する必要がないため、伝熱部材の霜取り等
の処理が不要になると言ったメリットも期待されてい
る。そのような空気冷凍サイクルとして、例えば特開平
2−97850号や特開2000−121184号は、
電動モータや内燃機関により駆動される第一段コンプレ
ッサにより空気を圧縮し、昇温した空気を冷却し、次に
膨張タービンにより駆動される第二段遠心型コンプレッ
サにより圧縮した後、昇温した空気を再度冷却し、しか
る後に膨張タービンで膨張させることで低温空気を得る
ものを開示している。
[0004] On the other hand, in the food processing field and the like, attempts have been made to use an air refrigeration cycle using air as a refrigerant to blow cryogenic air at a very low temperature and rapidly freeze the food. In conventional vapor cycle refrigerators that use conventional chlorofluorocarbons or alternative fluorocarbons as refrigerants and perform refrigeration with latent heat of vaporization, the coefficient of performance is very low in the freezing range, for example, pumping heat from -40 ° C or lower and radiating it to room temperature. Decrease. An air refrigeration cycle refrigerator can be expected to have a relatively high coefficient of performance as compared with such a vapor cycle refrigerator. In addition, the air cycle refrigerator can directly apply the refrigerant air to the food, and there is no need to exchange heat via a heat transfer member such as a panel in the freezing section, so that a process such as defrosting the heat transfer member is unnecessary. The merit of becoming it is also expected. As such an air refrigeration cycle, for example, JP-A-2-97850 and JP-A-2000-12184 are described.
Air is compressed by a first-stage compressor driven by an electric motor or an internal combustion engine, the heated air is cooled, and then compressed by a second-stage centrifugal compressor driven by an expansion turbine, and then the heated air is cooled. Is cooled again and then expanded by an expansion turbine to obtain low-temperature air.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】食品加工分野等におい
てガスタービンを用いたコージェネレーションシステム
が適すると考えられているのは、例えば煮沸釜などによ
り多量の蒸気を発生させて熱が活用され、発電量の2〜
3倍の熱負荷が見込まれ、ガスタービンからの高温排気
の有効利用が期待されるからである。
It is considered that a cogeneration system using a gas turbine is suitable in the field of food processing or the like because, for example, a large amount of steam is generated by a boiling pot and the like, and heat is utilized to generate electricity. 2 of quantity
This is because a heat load three times as much is expected, and effective use of high-temperature exhaust gas from the gas turbine is expected.

【0006】しかしながら、そのような食品加工工場に
おける加工工程を観察してみると、煮沸釜などはバッチ
処理されることが多く、煮沸釜が炊かれている時とそう
でない時とで熱負荷量に大きな差が生じる。このため、
複数の煮沸釜を順次処理しているような大規模な工場で
は、熱負荷もある程度均一になってコージェネレーショ
ンシステムの活用も容易である。しかし、マイクロガス
タービンが適するような小規模工場では熱負荷が間欠的
にしか発生しないため、ガスタービンの起動停止を行う
必要が生じる。一方、工場内での電力需要は熱負荷の変
化とは独立して存在する。そうすると、せっかくコージ
ェネレーションシステムを導入しても、熱負荷が発生し
ない間にコージェネレーションシステムを停止させてい
たのでは、熱電併給できる機会が減少し、十分な活用が
できないという問題がある。また、夏場等に電力会社か
ら供給される電力のピークカット等が必要な時に、せっ
かくの発電能力が使えないという問題も生じる。工場内
の電力需要が変動した場合は売電等のための電力系統と
の連携で対処できるが、熱負荷の変動には従来対処する
ことができなかった。
However, when observing the processing steps in such a food processing plant, boiling pots and the like are often subjected to batch processing, and the heat load is different between when the boiling pot is cooked and when it is not. Large differences occur. For this reason,
In a large-scale factory in which a plurality of boiling pots are sequentially processed, the heat load becomes uniform to some extent, and the cogeneration system can be easily used. However, in a small-scale factory where a micro gas turbine is suitable, since a heat load is generated only intermittently, it is necessary to start and stop the gas turbine. On the other hand, power demand in a factory exists independently of changes in heat load. Then, even if the cogeneration system is introduced, if the cogeneration system is stopped while the heat load does not occur, there is a problem that opportunities for cogeneration can be reduced and the cogeneration system cannot be fully utilized. In addition, there is also a problem that when a peak cut of power supplied from a power company is required in summer or the like, power generation capacity cannot be used. If the power demand in the factory fluctuates, it can be dealt with in cooperation with a power system for selling power, etc., but it has not been possible to cope with the change in heat load in the past.

【0007】一方、食品工場等で利用されている冷凍機
において、氷点以上を対象とする臭化リチウムを用いた
吸収冷凍機は別にして、電力会社から供給される電力に
より駆動される電動モータや、コージェネレーションシ
ステムを構成するガスタービンの軸動力により駆動され
るコンプレッサを用いることが提案されている。しか
し、電動モータを駆動するために電力を消費すると、火
力発電所での燃料エネルギ消費基準で燃料の持つエネル
ギの約35%しか利用されないという問題がある。ま
た、ガスタービンの軸動力を利用すると、コージェネレ
ーションシステムの貴重な発電能力を削ぐことになるた
め、熱負荷と電力負荷のバランスを悪くすることにな
る。このように、マイクロガスタービン規模でのコージ
ェネレーションシステムの導入は、それ自体が難しい
上、冷凍機とのコンビネーションとなると、コージェネ
レーションシステムの活用によるエネルギ削減効果を出
すことがより難しくなる。
On the other hand, in a refrigerator used in a food factory or the like, an electric motor driven by electric power supplied from an electric power company is set apart from an absorption refrigerator using lithium bromide which is used at a temperature above the freezing point. Also, it has been proposed to use a compressor driven by shaft power of a gas turbine constituting a cogeneration system. However, when electric power is consumed to drive the electric motor, there is a problem in that only about 35% of the energy of fuel is used on a fuel energy consumption basis in a thermal power plant. In addition, when the shaft power of the gas turbine is used, valuable power generation capacity of the cogeneration system is reduced, and thus the balance between the heat load and the power load is deteriorated. As described above, it is difficult to introduce a cogeneration system on a micro gas turbine scale, and in combination with a refrigerator, it is more difficult to achieve an energy reduction effect by utilizing the cogeneration system.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の冷凍システム
は、ガスタービンと、そのガスタービンの排気熱により
過熱蒸気を発生するボイラと、空気冷凍サイクルを構成
する冷凍機とを備える。その冷凍機は、そのボイラの発
生する過熱蒸気によって駆動される蒸気タービンと、冷
媒空気の圧縮手段と、その圧縮された冷媒空気の冷却手
段と、その冷却された冷媒空気を膨張させることで低温
空気とする膨張タービンとを有する。その蒸気タービン
の出力が、その冷媒空気の圧縮に用いられる。本発明の
構成によれば、ガスタービンの排気熱によりボイラが発
生させる過熱蒸気により蒸気タービンを駆動し、その蒸
気タービンの出力を空気冷凍サイクルにおける冷媒空気
の圧縮に用いることで、ガスタービンからの高温排気が
冷凍機の熱需要に利用される。これにより、ガスタービ
ンにより駆動される発電機から電気エネルギを取出し、
且つ、そのガスタービンの排気から熱エネルギを取り出
すコージェネレーションシステムを、冷凍機と組み合わ
せることで、熱負荷の変動を小さくしてエネルギを有効
利用することが可能になる。そのガスタービンの高温排
気熱をボイラによる過熱蒸気の発生に用いた後に、その
排気熱をボイラの下流においてカスケードに有効利用す
ることができるので、効率の高いコージェネレーション
システムの構築ができる。そのガスタービンとしてマイ
クロガスタービンを採用することで、小規模な食品加工
工場等での利用も可能になり、コージェネレーションシ
ステムによる消費エネルギの削減によって社会的にも貢
献できる。
A refrigeration system according to the present invention includes a gas turbine, a boiler for generating superheated steam by exhaust heat of the gas turbine, and a refrigerator constituting an air refrigeration cycle. The refrigerator has a steam turbine driven by superheated steam generated by the boiler, a compressor for compressing the refrigerant air, a cooling unit for the compressed refrigerant air, and a low temperature by expanding the cooled refrigerant air. And an expansion turbine for air. The output of the steam turbine is used to compress the refrigerant air. According to the configuration of the present invention, the steam turbine is driven by superheated steam generated by the boiler by the exhaust heat of the gas turbine, and the output of the steam turbine is used for compressing the refrigerant air in the air refrigeration cycle. The high temperature exhaust is used for the heat demand of the refrigerator. Thereby, the electric energy is taken out from the generator driven by the gas turbine,
In addition, by combining a cogeneration system that extracts heat energy from the exhaust gas of the gas turbine with a refrigerator, it becomes possible to reduce fluctuations in heat load and to effectively use energy. After the high-temperature exhaust heat of the gas turbine is used for generating superheated steam by the boiler, the exhaust heat can be effectively used in a cascade downstream of the boiler, so that a highly efficient cogeneration system can be constructed. By employing a micro gas turbine as the gas turbine, it can be used in small-scale food processing factories and the like, and contribute to society by reducing energy consumption by the cogeneration system.

【0009】その膨張タービンの出力が、その冷媒空気
の圧縮に用いられるのが好ましい。これにより、蒸気タ
ービンの出力だけでなく膨張タービンの出力も冷媒空気
の圧縮に用いることができ、冷凍機の冷却能力を大きく
してより低温の空気を得ることができる。この場合、そ
の圧縮手段として第1圧縮装置と第2圧縮装置とを有
し、その冷却手段として第1冷却装置と第2冷却装置と
を有し、その第1圧縮装置により圧縮された冷媒空気が
第1冷却装置により冷却され、その第1冷却装置により
冷却された冷媒空気が第2圧縮装置により圧縮され、そ
の第2圧縮装置により圧縮された冷媒空気が第2冷却装
置により冷却され、その第2冷却装置により冷却された
冷媒空気が前記膨張タービンにより膨張されてもよい。
これにより、冷媒空気の圧縮と冷却とを2段で行い、冷
却能力をより向上できる。その冷媒空気の圧縮と冷却と
を2段で行う場合、その第1圧縮装置と第2圧縮装置の
中の一方をその蒸気タービンにより駆動し、その第1圧
縮装置と第2圧縮装置の中の他方そその膨張タービンに
より駆動してもよいし、あるいは、その第1圧縮装置と
第2圧縮装置とをその蒸気タービンと膨張タービンとに
より駆動してもよい。その第1圧縮装置と第2圧縮装置
とを蒸気タービンと膨張タービンとにより駆動すること
で、その2つの圧縮装置の圧縮比を、蒸気タービンと膨
張タービンの出力比の制限を受けずに最適化することが
できる。
Preferably, the output of the expansion turbine is used to compress the refrigerant air. Thereby, not only the output of the steam turbine but also the output of the expansion turbine can be used for compressing the refrigerant air, and the cooling capacity of the refrigerator can be increased to obtain lower-temperature air. In this case, the compressor has a first compression device and a second compression device as its compression means, and has a first cooling device and a second cooling device as its cooling means, and the refrigerant air compressed by the first compression device. Is cooled by the first cooling device, the refrigerant air cooled by the first cooling device is compressed by the second compression device, and the refrigerant air compressed by the second compression device is cooled by the second cooling device. The refrigerant air cooled by the second cooling device may be expanded by the expansion turbine.
Thereby, compression and cooling of the refrigerant air are performed in two stages, and the cooling capacity can be further improved. When the compression and cooling of the refrigerant air are performed in two stages, one of the first compression device and the second compression device is driven by the steam turbine and the first compression device and the second compression device are driven by the steam turbine. On the other hand, it may be driven by the expansion turbine, or the first compression device and the second compression device may be driven by the steam turbine and the expansion turbine. By driving the first compression device and the second compression device by the steam turbine and the expansion turbine, the compression ratio of the two compression devices is optimized without being restricted by the output ratio of the steam turbine and the expansion turbine. can do.

【0010】加圧水と前記圧縮された冷媒空気との間で
熱交換を行うことで、その圧縮された冷媒空気を冷却す
る熱交換器を有し、前記ボイラは、その熱交換器での冷
媒空気との熱交換により加熱された加圧水を前記排気熱
により加熱することで前記過熱蒸気を発生するのが好ま
しい。これにより、エネルギ効率をより向上することが
できる。また、膨張タービンにて膨張される前の前記圧
縮された冷媒空気と前記低温空気が冷凍対象を冷却した
後の戻り空気との間で熱交換を行う熱交換器を有するの
がエネルギ効率をより向上する上で好ましい。
[0010] A heat exchanger is provided for cooling the compressed refrigerant air by performing heat exchange between the pressurized water and the compressed refrigerant air, and the boiler is provided with the refrigerant air in the heat exchanger. Preferably, the superheated steam is generated by heating pressurized water heated by heat exchange with the exhaust heat. Thereby, energy efficiency can be further improved. Further, having a heat exchanger for performing heat exchange between the compressed refrigerant air before being expanded by the expansion turbine and the return air after the low-temperature air has cooled the refrigeration target increases energy efficiency. It is preferable for improvement.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1に示す第1実施形態の冷凍シ
ステムは、マイクロガスタービン1と、そのガスタービ
ン1の排気熱により過熱蒸気を発生するボイラ4と、空
気冷凍サイクルを構成する冷凍機2とを備えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A refrigeration system according to a first embodiment shown in FIG. 1 includes a micro gas turbine 1, a boiler 4 for generating superheated steam by exhaust heat of the gas turbine 1, and a refrigeration system constituting an air refrigeration cycle. Machine 2.

【0012】そのガスタービン1は、吸気フィルター1
0を介して吸込んだ空気を、遠心型コンプレッサ11で
圧縮し、レキュパレータ12により排気と熱交換して加
熱し、燃焼装置13において吹き込まれた燃料と混合し
て燃焼させ、その燃焼装置13から送り出される燃焼ガ
スをタービン14により膨張させ、レキュパレータ12
を介して排出する。このようなガスタービンの排気温
は、通常250〜300℃となり、かなりの熱エネルギ
を持っている。そのコンプレッサ11とタービン14の
各回転部は回転シャフト15により連結される。そのタ
ービン14から回収された動力によりコンプレッサ11
が駆動される。そのシャフト15はスタータモータを兼
用する発電機16のロータを構成する。その発電機16
はインバータ回路を内蔵するコントローラ17に接続さ
れ、起動時以外は電力を発生させるため、電力会社と電
力の授受を行えるようにコントローラ17を介して電力
系統と連携される結果、この電力線に接続されている施
設内の電力利用機器で消費される。また、その余剰分は
電力線を介して他施設でも利用される。
The gas turbine 1 has an intake filter 1
The air sucked through the compressor 0 is compressed by a centrifugal compressor 11, heated by exchanging heat with exhaust gas by a recuperator 12, mixed with the fuel blown in a combustion device 13, burned, and discharged from the combustion device 13. The combustion gas is expanded by the turbine 14 and the recuperator 12
Drain through. The exhaust temperature of such a gas turbine is usually 250 to 300 ° C., and has considerable heat energy. The rotating parts of the compressor 11 and the turbine 14 are connected by a rotating shaft 15. The power recovered from the turbine 14 causes the compressor 11
Is driven. The shaft 15 forms a rotor of a generator 16 which also serves as a starter motor. The generator 16
Is connected to a controller 17 having a built-in inverter circuit, and generates electric power except at the time of start-up. As a result, the electric power is linked to the electric power system via the controller 17 so that electric power can be exchanged with the electric power company. Is consumed by the power-using equipment in the facility where it is located. The surplus is also used by other facilities via power lines.

【0013】そのガスタービン1からの排気はボイラ4
に供給される。そのボイラ4は、図2にも示すように、
加熱対象の加熱水の流れの上流側から順に配置されるエ
コノマイザ41、蒸発部42、過熱蒸気発生部43を備
え、それぞれ排気通路A内に設けられている。そのガス
タービン1の排気熱により、そのエコノマイザ41では
供給された加圧水が暖められ、その暖められた水が蒸発
部42で飽和蒸気とされ、その飽和蒸気が過熱蒸気発生
部43で過熱蒸気とされる。その蒸発部42には、ガス
タービン1の排気Bからの熱の取込みを多くするため多
数の煙管が組込まれる。そのボイラ4に供給される加圧
水Wは、ポンプ222により例えば略4気圧(絶対圧)
で供給され、エコノマイザ41で90℃以上になり、蒸
発部42で約143℃で沸騰し飽和蒸気となり、過熱蒸
気発生部43で約200℃まで昇温し過熱蒸気となり、
冷凍機2に供給される。なお、過熱蒸気が規定圧に達し
た後に冷凍機2に供給されるように、ボイラ4と冷凍機
2との間にはバルブ44が設けられている。そのバルブ
44はレギュレータや、圧力センサの検出値に応じて開
度変化する電磁バルブ等により構成できる。なお、一般
的なボイラは水管構造とすることで大きな熱伝達率を確
保するが、本実施形態のボイラ4の加熱源となるガスタ
ービン1の排気温度は通常300℃程度までしか上昇し
ないため、例えば過熱蒸気発生部43についてはプレー
トフィンタイプの熱交換器とすることで小型コンパクト
なものとすることができる。
The exhaust gas from the gas turbine 1 is supplied to a boiler 4
Supplied to The boiler 4, as shown in FIG.
An economizer 41, an evaporator 42, and a superheated steam generator 43 are arranged in this order from the upstream side of the flow of the heating water to be heated. The supplied pressurized water is warmed in the economizer 41 by the exhaust heat of the gas turbine 1, the heated water is turned into saturated steam in the evaporator 42, and the saturated steam is turned into superheated steam in the superheated steam generator 43. You. A large number of smoke tubes are incorporated into the evaporating section 42 in order to increase the amount of heat taken from the exhaust B of the gas turbine 1. The pressurized water W supplied to the boiler 4 is, for example, approximately 4 atm (absolute pressure) by a pump 222.
The temperature is increased to 90 ° C. or more in the economizer 41, boiled at about 143 ° C. in the evaporator 42 to become saturated steam, and heated to about 200 ° C. in the superheated steam generator 43 to become superheated steam.
It is supplied to the refrigerator 2. Note that a valve 44 is provided between the boiler 4 and the refrigerator 2 so that the superheated steam is supplied to the refrigerator 2 after reaching the specified pressure. The valve 44 can be constituted by a regulator, an electromagnetic valve whose opening degree changes according to the detection value of the pressure sensor, or the like. Although a general boiler has a water pipe structure to secure a large heat transfer coefficient, the exhaust temperature of the gas turbine 1 serving as a heating source of the boiler 4 of the present embodiment usually rises only up to about 300 ° C. For example, the superheated steam generator 43 can be made small and compact by using a plate fin type heat exchanger.

【0014】その冷凍機2は、第1圧縮装置212、第
1冷却装置22、第2圧縮装置232、第2冷却装置2
4、膨張タービン231により空気冷凍サイクルを構成
し、冷凍チャンバ3に低温空気を供給する。
The refrigerator 2 includes a first compression device 212, a first cooling device 22, a second compression device 232, and a second cooling device 2.
4. An air refrigeration cycle is constituted by the expansion turbine 231 and low-temperature air is supplied to the refrigeration chamber 3.

【0015】その第1圧縮装置212は、本実施形態で
は遠心型ブロアーにより構成され、そのボイラ4の発生
する過熱蒸気によって駆動される蒸気タービン211に
より駆動されることで、冷媒空気Dを圧縮する。すなわ
ち、その蒸気タービン211の出力が冷媒空気の圧縮に
用いられる。そのため、第1圧縮装置212の回転部と
蒸気タービン211の回転部とは回転シャフト213に
より機械的に直結され、構造がシンプルで小型なものと
される。その回転シャフト213は動圧ガス軸受または
磁気軸受により非接触で支持されるのが食品に悪影響の
ある潤滑油の使用を避けることができ好ましい。その動
圧ガス軸受としては、回転シャフト213を支持するフ
ォイル状の部材によって構成され、フォイル表面に空気
を巻き込むことで動圧を発生して回転部材213を支持
するものを用いることができる。そのボイラ4から供給
された過熱蒸気は、この蒸気タービン211で例えば約
4気圧(絶対圧)から約1気圧(絶対圧)に膨張し、膨
張後は数%は凝縮するが大部分は蒸発潜熱を内包する1
00℃の飽和蒸気となり、例えば食品の殺菌、煮沸、蒸
し調理のような加工用や、食物かすの発酵熱源、施設や
備品などの蒸気や高温による滅菌システム、食器などの
乾燥用熱源、そして臭化リチウムを用いた吸収冷凍機の
熱源などに利用される。その蒸気タービン211で得ら
れた膨張仕事がシャフト213を介して伝えられること
で作動する第1圧縮装置212が冷媒空気を圧縮する。
この第1圧縮装置212により圧縮された冷媒空気は、
例えば約1気圧(絶対圧)から約1.4気圧(絶対圧)
まで昇圧されると共に55℃〜75℃程度まで昇温され
る。
In the present embodiment, the first compressor 212 is constituted by a centrifugal blower, and is driven by a steam turbine 211 driven by superheated steam generated by the boiler 4 to compress the refrigerant air D. . That is, the output of the steam turbine 211 is used for compressing the refrigerant air. Therefore, the rotating part of the first compression device 212 and the rotating part of the steam turbine 211 are mechanically directly connected by the rotating shaft 213, so that the structure is simple and small. It is preferable that the rotating shaft 213 be supported in a non-contact manner by a dynamic pressure gas bearing or a magnetic bearing because it is possible to avoid the use of lubricating oil which has an adverse effect on food. The dynamic pressure gas bearing may be a foil-shaped member that supports the rotating shaft 213, and generates dynamic pressure by entraining air on the foil surface to support the rotating member 213. The superheated steam supplied from the boiler 4 expands in the steam turbine 211 from, for example, about 4 atm (absolute pressure) to about 1 atm (absolute pressure). 1 that contains
It becomes saturated steam of 00 ° C, for processing such as sterilization, boiling and steaming of food, fermentation heat source of food waste, sterilization system by steam and high temperature of facilities and equipment, heat source for drying of tableware, and odor. It is used as a heat source for absorption refrigerators using lithium chloride. The first compression device 212 which operates by transmitting the expansion work obtained by the steam turbine 211 via the shaft 213 compresses the refrigerant air.
The refrigerant air compressed by the first compression device 212 is
For example, about 1 atmosphere (absolute pressure) to about 1.4 atmospheres (absolute pressure)
And the temperature is raised to about 55 ° C to 75 ° C.

【0016】その第1圧縮装置212により圧縮された
冷媒空気は第1冷却装置22により常温近くまで冷却さ
れる。その第1冷却装置22は、その第1圧縮装置21
2により圧縮された冷媒空気と、上記ポンプ222によ
り約4気圧(絶対圧)まで加圧された加圧水との間で熱
交換を行う第1熱交換器221により構成されている。
その第1熱交換器221での冷媒空気との熱交換により
加熱された加圧水をガスタービン1からの排気により過
熱することでボイラ4は過熱蒸気を発生する。
The refrigerant air compressed by the first compression device 212 is cooled by the first cooling device 22 to near normal temperature. The first cooling device 22 includes the first compression device 21
The first heat exchanger 221 performs heat exchange between the refrigerant air compressed by the pump 2 and pressurized water pressurized by the pump 222 to about 4 atm (absolute pressure).
The boiler 4 generates superheated steam by heating the pressurized water heated by the heat exchange with the refrigerant air in the first heat exchanger 221 by the exhaust gas from the gas turbine 1.

【0017】その第1冷却装置22により冷却された冷
媒空気は第2圧縮装置232により圧縮される。その第
2圧縮装置232は、本実施形態では遠心型ブロアーに
より構成され、膨張タービン231により駆動される。
その第2圧縮装置232を駆動するため、第2圧縮装置
232の回転部と膨張タービン231の回転部とは回転
シャフト233により機械的に直結され、構造がシンプ
ルで小型なものとされる。その回転シャフト233は上
記回転シャフト213と同様に動圧ガス軸受または磁気
軸受により非接触で支持されるのが好ましい。その蒸気
タービン211で得られた膨張仕事がシャフト213を
介して伝えられることで作動する第1圧縮装置212が
冷媒空気を圧縮する。この第2圧縮装置232により圧
縮された冷媒空気は、例えば約1.4気圧(絶対圧)か
ら約2気圧(絶対圧)まで昇圧されると共に70℃〜9
0℃程度まで昇温される。
The refrigerant air cooled by the first cooling device 22 is compressed by the second compression device 232. In the present embodiment, the second compression device 232 is constituted by a centrifugal blower, and is driven by the expansion turbine 231.
In order to drive the second compression device 232, the rotating portion of the second compression device 232 and the rotating portion of the expansion turbine 231 are mechanically directly connected by a rotating shaft 233, so that the structure is simple and small. The rotating shaft 233 is preferably supported in a non-contact manner by a dynamic pressure gas bearing or a magnetic bearing similarly to the rotating shaft 213. The first compression device 212 which operates by transmitting the expansion work obtained by the steam turbine 211 via the shaft 213 compresses the refrigerant air. The refrigerant air compressed by the second compression device 232 is raised in pressure from, for example, about 1.4 atm (absolute pressure) to about 2 atm (absolute pressure) and at 70 ° C to 9 ° C.
The temperature is raised to about 0 ° C.

【0018】その第2圧縮装置232により圧縮された
冷媒空気は第2冷却装置24により冷却される。その第
2冷却装置24は、第2熱交換器241と再生熱交換器
242とにより構成されている。その第2熱交換器24
1は、冷媒空気とファン243により送り込まれる周囲
空気との間で熱交換を行う。その再生熱交換器242
は、冷媒空気と冷凍機2から冷凍チャンバ3に送り込ま
れた後に排出された低温空気との間で熱交換を行う。こ
の第2冷却装置24により冷却されることで、冷媒空気
は例えば約−10℃付近まで冷却される。
The refrigerant air compressed by the second compression device 232 is cooled by the second cooling device 24. The second cooling device 24 includes a second heat exchanger 241 and a regenerative heat exchanger 242. The second heat exchanger 24
1 performs heat exchange between the refrigerant air and the ambient air sent by the fan 243. The regenerative heat exchanger 242
Performs heat exchange between the refrigerant air and the low-temperature air discharged after being sent from the refrigerator 2 to the freezing chamber 3. By being cooled by the second cooling device 24, the refrigerant air is cooled to, for example, about -10 ° C.

【0019】その第2冷却装置24により冷却された冷
媒空気が膨張タービン231において膨張することで低
温空気Eとなる。その膨張タービン231において、冷
媒空気は約2気圧(絶対圧)から約1気圧(絶対圧)に
膨張し、温度も例えば−50℃近くとなる。この低温空
気が冷凍チャンバ3に供給される。すなわち、冷凍機2
の冷媒は極低温の空気であり、これを冷凍チャンバ3内
において直接食品等の冷凍対象Fに空気噴流として当て
ることができるため、冷却が容易な上、霜取り等の処理
が不要となる。その冷凍チャンバ3においては、膨張タ
ービン231から流出する低温空気はノズル31から吹
き出され、オーバーフローする低温空気はチャンバ冷却
管32でチャンバ3の周囲を冷却した後、上記再生熱交
換器242に供給され、その再生熱交換器242で常温
近くまで昇温し、冷媒空気として第1圧縮装置212に
供給される。なお、冷媒空気は膨張後すぐでは例えば−
50℃程度となっているが、冷凍チャンバ3の周囲から
の熱の流入を遮るためにも活用される結果、再生熱交換
器242に戻る際には−20℃程度まで上昇したものと
なるが、冷凍チャンバ3内からの戻り空気のため水蒸気
の含有はほとんどなく、起動開始時に膨張タービン23
1の出口で霧状の氷の微細な粒子が出る程度であるた
め、冷媒空気からの継続しての水分除去は特に必要とさ
れない。
The refrigerant air cooled by the second cooling device 24 expands in the expansion turbine 231 to become low-temperature air E. In the expansion turbine 231, the refrigerant air expands from about 2 atm (absolute pressure) to about 1 atm (absolute pressure), and the temperature becomes close to, for example, -50 ° C. This low-temperature air is supplied to the freezing chamber 3. That is, the refrigerator 2
Is a very low temperature air, which can be directly applied to the object F to be frozen, such as food, in the freezing chamber 3 as an air jet, so that cooling is easy and no treatment such as defrosting is required. In the refrigeration chamber 3, the low-temperature air flowing out of the expansion turbine 231 is blown out from the nozzle 31, and the overflowing low-temperature air is cooled around the chamber 3 by the chamber cooling pipe 32, and then supplied to the regenerative heat exchanger 242. The temperature of the regenerative heat exchanger 242 is increased to near normal temperature and supplied to the first compressor 212 as refrigerant air. In addition, the refrigerant air immediately after expansion, for example,-
Although it is about 50 ° C., it is also used to block the inflow of heat from the surroundings of the freezing chamber 3. As a result, when returning to the regenerative heat exchanger 242, the temperature rises to about −20 ° C. Since the return air from the refrigeration chamber 3 contains little water vapor, the expansion turbine 23
Since only fine particles of mist ice come out at the outlet 1, the continuous removal of water from the refrigerant air is not particularly required.

【0020】上記実施形態において、ガスタービン1の
電力の出力が60kwである場合、ボイラ4に導入され
るガスタービン1の排気流量は0.6kg/sec程
度、排気温度は250℃程度となり、ボイラ4から蒸気
タービン211に供給される蒸気流量は200℃、4気
圧(絶対圧)で120kg/hr程度、蒸気タービン2
11の動力は8.5kw程度、空気冷凍サイクルにおけ
る冷媒空気流量は10.7kg/min程度、第1圧縮
装置212による圧縮後冷媒空気圧力は1.4気圧(絶
対圧)程度、第2圧縮装置232による圧縮後冷媒空気
圧力は2.0気圧(絶対圧)程度、膨張タービン231
入口での冷媒空気温度は−10℃程度、膨張タービン2
31出口での冷媒空気温度は−52℃程度、その膨張空
気が−30℃まで上昇するまでの冷却能力は3.9kw
(56kcal/min)程度である。ガスタービン1
の電力の出力を120kwとし、空気冷凍サイクルにお
ける冷媒空気流量を60kwの場合の2倍とし、各圧縮
装置212、232による圧縮比を60kwの場合と同
様とすれば、60kwである場合に比べて、ボイラ4に
導入されるガスタービン1の排気流量、ボイラ4から蒸
気タービン211に供給される蒸気流量、蒸気タービン
211の動力、冷却能力は2倍になり、他は同様であ
る。ガスタービン1の電力の出力を120kwとし、空
気冷凍サイクルにおける冷媒空気流量を60kwの場合
と同様とし、第1圧縮装置212による圧縮後冷媒空気
圧力を1.9気圧(絶対圧)程度、第2圧縮装置232
による圧縮後冷媒空気圧力を3.5気圧(絶対圧)程度
とすれば、60kwである場合に比べて、ボイラ4に導
入されるガスタービン1の排気流量、ボイラ4から蒸気
タービン211に供給される蒸気流量、蒸気タービン2
11の動力は2倍になり、膨張タービン231入口での
冷媒空気温度は常温の20℃程度でも、膨張タービン2
31出口での冷媒空気温度は−63℃程度が得られ、そ
の膨張空気が−30℃まで上昇するまでの冷却能力は
5.9kw(84kcal/min)程度になる。この
場合は、戻り空気による常温以下までの冷却は不要と言
える。なお、ガスタービン1の電力の出力を120kw
とする場合、出力60Kwのガスタービンを2台連結し
て用いても良い。また、第1圧縮装置212および第2
圧縮装置232は上記実施形態ではブロアーにより構成
したが、冷媒空気の圧縮比を2倍以上にする場合はコン
プレッサーにより構成すればよい。
In the above embodiment, when the power output of the gas turbine 1 is 60 kW, the exhaust flow rate of the gas turbine 1 introduced into the boiler 4 is about 0.6 kg / sec, and the exhaust temperature is about 250 ° C. 4 is supplied to the steam turbine 211 at a temperature of 200 ° C. and 4 atm (absolute pressure) of about 120 kg / hr.
The power of No. 11 is about 8.5 kw, the refrigerant air flow rate in the air refrigeration cycle is about 10.7 kg / min, the refrigerant air pressure after compression by the first compressor 212 is about 1.4 atm (absolute pressure), and the second compressor is 232, the refrigerant air pressure after compression is about 2.0 atm (absolute pressure), and the expansion turbine 231
The refrigerant air temperature at the inlet is about −10 ° C., and the expansion turbine 2
The refrigerant air temperature at the outlet of the outlet 31 is about -52 ° C, and the cooling capacity until the expansion air rises to -30 ° C is 3.9 kw.
(56 kcal / min). Gas turbine 1
If the output of the electric power is set to 120 kW, the refrigerant air flow rate in the air refrigeration cycle is set to twice that in the case of 60 kW, and the compression ratio by each of the compression devices 212 and 232 is the same as that in the case of 60 kW, compared to the case of 60 kW , The exhaust flow rate of the gas turbine 1 introduced into the boiler 4, the steam flow rate supplied from the boiler 4 to the steam turbine 211, the power of the steam turbine 211, and the cooling capacity are doubled, and the others are the same. The power output of the gas turbine 1 is set to 120 kw, the refrigerant air flow rate in the air refrigeration cycle is set to 60 kw, the refrigerant air pressure after compression by the first compressor 212 is about 1.9 atm (absolute pressure), and the second Compression device 232
If the refrigerant air pressure after compression is about 3.5 atm (absolute pressure), the flow rate of the exhaust gas of the gas turbine 1 introduced into the boiler 4 and the flow rate of the exhaust gas from the boiler 4 to the steam turbine 211 are smaller than the case of 60 kW. Steam flow, steam turbine 2
11 is doubled, and even if the refrigerant air temperature at the inlet of the expansion turbine 231 is about 20 ° C. which is room temperature, the expansion turbine 2
The refrigerant air temperature at the outlet 31 is about -63 ° C, and the cooling capacity until the expanded air rises to -30 ° C is about 5.9 kw (84 kcal / min). In this case, it can be said that cooling to room temperature or lower by the return air is unnecessary. The power output of the gas turbine 1 is set to 120 kW.
In this case, two gas turbines each having an output of 60 Kw may be connected and used. In addition, the first compression device 212 and the second
The compression device 232 is constituted by a blower in the above embodiment, but may be constituted by a compressor when the compression ratio of the refrigerant air is made to be twice or more.

【0021】上記構成によれば、ガスタービン1の排気
熱によりボイラ4が発生させる過熱蒸気により蒸気ター
ビン211を駆動し、その蒸気タービン211により第
1圧縮装置212を駆動することで、ガスタービン1か
らの高温排気が冷凍機2の熱需要に利用される。これに
より、ガスタービン1から発電機16を介して電気エネ
ルギを取出し、且つ、そのガスタービン1の排気から熱
エネルギを取り出すコージェネレーションシステムを、
冷凍機2と組み合わせることで、熱負荷の変動を小さく
してエネルギを有効利用することが可能になる。さら
に、そのガスタービン1の高温排気熱をボイラ4による
過熱蒸気の発生に用いた後に、その排気熱をボイラ4の
下流においてカスケードに有効利用することができるの
で、効率の高いコージェネレーションシステムの構築が
できる。そのガスタービン1としてマイクロガスタービ
ンを採用することで、小規模な食品加工工場等での利用
も可能になり、コージェネレーションシステムによる消
費エネルギの削減によって社会的にも貢献できる。その
ボイラ4においては、第1熱交換器221における冷媒
空気との熱交換により加熱された加圧水が、ガスタービ
ン1からの排気熱により加熱されて過熱蒸気が発生する
ので、エネルギ効率を向上することができる。また、再
生熱交換器242において冷媒空気と低温空気との間で
熱交換を行うことで、よりエネルギ効率を向上すること
ができる。
According to the above configuration, the steam turbine 211 is driven by the superheated steam generated by the boiler 4 by the exhaust heat of the gas turbine 1, and the first compression device 212 is driven by the steam turbine 211, so that the gas turbine 1 The high-temperature exhaust gas from the refrigerator is used for the heat demand of the refrigerator 2. Accordingly, a cogeneration system that extracts electric energy from the gas turbine 1 via the generator 16 and extracts heat energy from the exhaust gas of the gas turbine 1
Combination with the refrigerator 2 makes it possible to reduce fluctuations in the heat load and effectively use energy. Furthermore, since the high-temperature exhaust heat of the gas turbine 1 is used for generating superheated steam by the boiler 4, the exhaust heat can be effectively used in a cascade downstream of the boiler 4, so that a highly efficient cogeneration system is constructed. Can be. By adopting a micro gas turbine as the gas turbine 1, it can be used in a small-scale food processing plant or the like, and can contribute to society by reducing energy consumption by the cogeneration system. In the boiler 4, pressurized water heated by heat exchange with the refrigerant air in the first heat exchanger 221 is heated by exhaust heat from the gas turbine 1 to generate superheated steam, thereby improving energy efficiency. Can be. Further, by performing heat exchange between the refrigerant air and the low-temperature air in the regenerative heat exchanger 242, the energy efficiency can be further improved.

【0022】図3は本発明の第2実施形態の冷凍システ
ムを示す。上記第1実施形態との相違は、第1圧縮装置
212の回転部、第2圧縮装置232の回転部、蒸気タ
ービン211の回転部、および膨張タービン231の回
転部を単一の回転シャフト250により機械的に直結
し、これにより、第1圧縮装置212と第2圧縮装置2
32とを、蒸気タービン211と膨張タービン231と
により駆動する点にある。これにより、第1圧縮装置2
12と第2圧縮装置232の圧縮比を、蒸気タービン2
11と膨張タービン231の出力比の制限を受けずに自
由に選択して最適化することができる。他は第1実施形
態と同様で同一部分は同一符号で示す。
FIG. 3 shows a refrigeration system according to a second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the rotating part of the first compressor 212, the rotating part of the second compressor 232, the rotating part of the steam turbine 211, and the rotating part of the expansion turbine 231 are formed by a single rotating shaft 250. The first compression device 212 and the second compression device 2
32 is driven by the steam turbine 211 and the expansion turbine 231. Thereby, the first compression device 2
12 and the compression ratio of the second compression device 232
11 and the expansion turbine 231 can be freely selected and optimized without being limited. Other parts are the same as those in the first embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals.

【0023】本発明は上記各実施形態に限定されない。
例えば、上記第1実施形態において第1圧縮装置を膨張
タービンにより駆動し、第2圧縮装置を蒸気タービンに
より駆動するようにしてもよい。また、上記各実施形態
において第2冷却装置、あるいは第1冷却装置と第2冷
却装置の両方が、加圧水と冷媒空気との熱交換を行う熱
交換器を備えるようにしてもよい。さらに、ガスタービ
ン1からの排気をボイラ4に導入する前に、図1、図3
において破線で示すように排気流路にアフタバーナ50
あるいは補助バーナを配置し、排気の再加熱を行っても
よい。そのガスタービン1の排気には15〜16%程度
の酸素が含まれることから、再加熱によりボイラ4にお
ける発生蒸気量を増大させることが可能である。これに
より、冷凍機2の作動中に煮沸釜の加熱等のために蒸気
が大量に必要になった場合にも対応することができる。
また、上記各実施形態では冷媒空気の圧縮と冷却とを2
段で行ったが、冷凍機における圧縮装置と冷却装置とを
単一として冷媒空気の圧縮と冷却とを1段で行ってもよ
く、この場合、その圧縮装置は蒸気タービンと膨張ター
ビンの両方で駆動してもよいし、大きな冷凍能力を必要
としない場合には蒸気タービンのみで駆動し、膨張ター
ビンの出力は例えば発電に利用するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments.
For example, in the first embodiment, the first compression device may be driven by an expansion turbine, and the second compression device may be driven by a steam turbine. In each of the above embodiments, the second cooling device, or both the first cooling device and the second cooling device, may include a heat exchanger that exchanges heat between the pressurized water and the refrigerant air. Further, before the exhaust gas from the gas turbine 1 is introduced into the boiler 4, FIGS.
As shown by the broken line in FIG.
Alternatively, an auxiliary burner may be provided to reheat the exhaust gas. Since the exhaust of the gas turbine 1 contains about 15 to 16% of oxygen, the amount of steam generated in the boiler 4 can be increased by reheating. Thereby, it is possible to cope with a case where a large amount of steam is required for heating the boiling pot while the refrigerator 2 is operating.
In each of the above embodiments, the compression and cooling of the refrigerant air is performed by 2 times.
However, the compression and cooling of the refrigerant air may be performed in a single stage by using a single compression device and cooling device in the refrigerator. In this case, the compression device is used in both the steam turbine and the expansion turbine. It may be driven, or when a large refrigeration capacity is not required, it may be driven only by the steam turbine, and the output of the expansion turbine may be used for, for example, power generation.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、熱需要の少ない食品加
工工場等においてもガスタービンを用いたコージェネレ
ーションシステムを、極低温の空気流による冷凍処理を
可能にする冷凍機と組み合わせて有効活用し、エネルギ
削減効果を奏することができる冷凍システムを提供でき
る。
According to the present invention, a cogeneration system using a gas turbine can be effectively used even in a food processing plant or the like where the heat demand is small, in combination with a refrigerator capable of performing a refrigeration process using a cryogenic air flow. In addition, it is possible to provide a refrigeration system capable of achieving an energy reduction effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態の冷凍システムの構成説
明図
FIG. 1 is a configuration explanatory view of a refrigeration system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態の冷凍システムの要部の
斜視図
FIG. 2 is a perspective view of a main part of the refrigeration system according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2実施形態の冷凍システムの構成説
明図
FIG. 3 is a configuration explanatory view of a refrigeration system according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガスタービン 2 冷凍機 211 蒸気タービン 212 第1圧縮装置 22 第1冷却装置 221 第1熱交換器 231 膨張タービン 232 第2圧縮装置 24 第2冷却装置 4 ボイラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas turbine 2 Refrigerator 211 Steam turbine 212 First compression device 22 First cooling device 221 First heat exchanger 231 Expansion turbine 232 Second compression device 24 Second cooling device 4 Boiler

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02G 5/04 F02G 5/04 C G H F22B 1/18 F22B 1/18 R F25B 9/00 301 F25B 9/00 301 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02G 5/04 F02G 5/04 CGH F22B 1/18 F22B 1/18 R F25B 9/00 301 F25B 9 / 00 301

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ガスタービンと、そのガスタービンの排気
熱により過熱蒸気を発生するボイラと、空気冷凍サイク
ルを構成する冷凍機とを備え、その冷凍機は、そのボイ
ラの発生する過熱蒸気によって駆動される蒸気タービン
と、冷媒空気の圧縮手段と、その圧縮された冷媒空気の
冷却手段と、その冷却された冷媒空気を膨張させること
で低温空気とする膨張タービンとを有し、その蒸気ター
ビンの出力が、その冷媒空気の圧縮に用いられる冷凍シ
ステム。
A gas turbine, a boiler that generates superheated steam by exhaust heat of the gas turbine, and a refrigerator that constitutes an air refrigeration cycle, wherein the refrigerator is driven by the superheated steam generated by the boiler. A steam turbine to be cooled, a refrigerant air compression unit, a compressed refrigerant air cooling unit, and an expansion turbine that expands the cooled refrigerant air to produce low-temperature air. A refrigeration system whose output is used to compress the refrigerant air.
【請求項2】その膨張タービンの出力が、その冷媒空気
の圧縮に用いられる請求項1に記載の冷凍システム。
2. The refrigeration system according to claim 1, wherein the output of the expansion turbine is used for compressing the refrigerant air.
【請求項3】その圧縮手段として第1圧縮装置と第2圧
縮装置とを有し、その冷却手段として第1冷却装置と第
2冷却装置とを有し、その第1圧縮装置により圧縮され
た冷媒空気が第1冷却装置により冷却され、その第1冷
却装置により冷却された冷媒空気が第2圧縮装置により
圧縮され、その第2圧縮装置により圧縮された冷媒空気
が第2冷却装置により冷却され、その第2冷却装置によ
り冷却された冷媒空気が前記膨張タービンにより膨張さ
れ、その第1圧縮装置と第2圧縮装置の中の一方は、そ
の蒸気タービンにより駆動され、その第1圧縮装置と第
2圧縮装置の中の他方は、その膨張タービンにより駆動
される請求項2に記載の冷凍システム。
3. The apparatus has a first compression device and a second compression device as its compression means, and has a first cooling device and a second cooling device as its cooling means, and is compressed by the first compression device. The refrigerant air is cooled by the first cooling device, the refrigerant air cooled by the first cooling device is compressed by the second compression device, and the refrigerant air compressed by the second compression device is cooled by the second cooling device. The refrigerant air cooled by the second cooling device is expanded by the expansion turbine, and one of the first compression device and the second compression device is driven by the steam turbine, and the first compression device and the second compression device are driven by the steam turbine. The refrigeration system according to claim 2, wherein the other of the two compression devices is driven by the expansion turbine.
【請求項4】その圧縮手段として第1圧縮装置と第2圧
縮装置とを有し、その冷却手段として第1冷却装置と第
2冷却装置とを有し、その第1圧縮装置により圧縮され
た冷媒空気が第1冷却装置により冷却され、その第1冷
却装置により冷却された冷媒空気が第2圧縮装置により
圧縮され、その第2圧縮装置により圧縮された冷媒空気
が第2冷却装置により冷却され、その第2冷却装置によ
り冷却された冷媒空気が前記膨張タービンにより膨張さ
れ、その第1圧縮装置と第2圧縮装置とが、その蒸気タ
ービンと膨張タービンとにより駆動される請求項2に記
載の冷凍システム。
4. A compression means having a first compression device and a second compression device, and a cooling device having a first cooling device and a second cooling device, and compressed by the first compression device. The refrigerant air is cooled by the first cooling device, the refrigerant air cooled by the first cooling device is compressed by the second compression device, and the refrigerant air compressed by the second compression device is cooled by the second cooling device. The refrigerant air cooled by the second cooling device is expanded by the expansion turbine, and the first compression device and the second compression device are driven by the steam turbine and the expansion turbine. Refrigeration system.
【請求項5】加圧水と前記圧縮された冷媒空気との間で
熱交換を行うことで、その圧縮された冷媒空気を冷却す
る熱交換器を有し、前記ボイラは、その熱交換器での冷
媒空気との熱交換により加熱された加圧水を前記排気熱
により加熱することで前記過熱蒸気を発生する請求項1
〜4の中の何れかに記載の冷凍システム。
5. A heat exchanger for cooling the compressed refrigerant air by performing heat exchange between the pressurized water and the compressed refrigerant air, wherein the boiler has a heat exchanger. The superheated steam is generated by heating pressurized water heated by heat exchange with refrigerant air by the exhaust heat.
The refrigeration system according to any one of the above-mentioned items.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100362210C (en) * 2004-04-26 2008-01-16 株式会社电装 Fluid machine
JP2008298322A (en) * 2007-05-29 2008-12-11 Mayekawa Mfg Co Ltd Air refrigerant type refrigerating device
US10400599B2 (en) 2014-04-04 2019-09-03 Z Mechanism Technology Institute Co., Ltd. Expander and air refrigeration device with the same

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