JP2012020731A - 少なくとも１つの冷凍機を備えた海洋船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】特に船舶駆動装置用に規定された動力源の廃熱を、できるだけ最適に且つ完全に使用し且つこれにより、船舶の運転をより経済的なものにする。
【解決手段】少なくとも１つの冷凍機が吸収冷凍機１として形成されており、少なくとも１つの動力源３が廃熱側で、少なくとも１つの吸収冷凍機に接続されており、吸収冷凍機が、廃熱側で分岐する少なくとも１つの廃熱導管を有しており、吸収冷凍機の少なくとも１つの廃熱導管が、少なくとも１つの廃熱利用装置２に接続されているようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、船舶、有利には客船又は海洋船舶であって、特に船舶駆動装置用に規定された少なくとも１つの動力源と、少なくとも１つの廃熱利用装置と、少なくとも１つの冷凍機とを備えている形式のものに関する。更に本発明は、前記形式の船舶を運転するための方法であって、特に船舶駆動装置用に規定された少なくとも１つの動力源から供与される熱を、廃熱利用装置で利用する形式のものに関する。

特に船舶駆動装置用に規定された動力源によっては、使用エネルギの規定された１部分しか、船舶を駆動するための動力に変換されないので、使用エネルギの少なからぬ部分が熱として使用されないままとなる。従来、これらの熱は主に、船室及び／又は船舶の別の個別の装置を加熱するためにしか、利用されなかった。

本発明の課題は、特に船舶駆動装置用に規定された動力源の廃熱を、できるだけ最適に且つ完全に利用し且つこれにより、船舶の運転をより経済的なものにすることである。

この課題を解決するために本発明では、少なくとも１つの冷凍機が吸収冷凍機として形成されており、少なくとも１つの動力源が廃熱側で、少なくとも１つの吸収冷凍機に接続されており、吸収冷凍機が、廃熱側で分岐する少なくとも１つの廃熱導管を有しており、吸収冷凍機の少なくとも１つの廃熱導管が、少なくとも１つの廃熱利用装置に接続されているようにした。更に前記課題を解決するために本発明では方法上、動力源から供与された熱の少なくとも一部を、少なくとも１つの吸収冷凍機に供給し、該吸収冷凍機により冷却回路の冷却媒体を冷却し、吸収冷凍機の運転時に発生する廃熱の少なくとも一部を、少なくとも１つの廃熱利用装置に供給するようにした。本発明の有利な改良及び構成は、従属請求項に記載されている。

船舶、有利には客船又は海洋船舶であって、特に船舶駆動装置用に規定された少なくとも１つの動力源と、少なくとも１つの廃熱利用装置と、少なくとも１つの冷凍機とを備えているものは、本発明に基づき、少なくとも１つの冷凍機が、吸収冷凍機として形成されており、少なくとも１つの動力源が、廃熱側で少なくとも１つの吸収冷凍機に接続されており、前記吸収冷凍機が、廃熱側で分岐する少なくとも１つの廃熱導管を有しており、各吸収冷凍機の少なくとも１つの廃熱導管が、少なくとも１つの廃熱利用装置に接続されている、という点において優れている。

動力源、吸収冷凍機及び廃熱利用装置のこの構成により、動力源により供与される廃熱が複数回利用され、延いては最適化されて利用される。廃熱は、有利にはまず最初にこの廃熱のために規定された吸収冷凍機に供給され、この吸収冷凍機の精留塔において、吸収された冷媒を溶剤から抜き出すために利用される。次いで、吸収冷凍機の精留塔から、動力源の廃熱の余熱が、第１の廃熱導管を介して吸収冷凍機から廃熱利用装置に案内されている。精留塔における余熱に加えて付加的に、吸収冷凍機の運転時には凝縮器に廃熱が生じ、この廃熱もやはり、第２の廃熱導管を介して、廃熱利用装置に供給される。この場合、この廃熱利用装置の寸法決めに関連して、吸収冷凍機からは、第１の廃熱導管だけが、又は第２の廃熱導管だけが、又は第１と第２の廃熱導管が、廃熱利用装置に通じており、場合によっては別の複数の廃熱導管が廃熱利用装置に通じている、ということが規定されていてもよい。

この場合、有利には比較的高い温度を有する廃熱が、動力源から吸収冷凍機に案内される。廃熱利用装置のためには、吸収冷凍機の廃熱側における比較的低い温度を有する廃熱で十分である。

少なくとも吸収冷凍機の凝縮器からの廃熱は、有利には熱担体媒体に伝達され、この熱担体媒体は、吸収冷凍機と廃熱利用装置との間で循環させて案内することができる。

改良型では、少なくとも１つの廃熱利用装置が、海水用の熱的な除塩装置である。このような除塩装置によって、船舶における飲用水及び運転用水の常時備蓄量を最低限に減少させることができる。

特に、除塩装置が海水を真空下で蒸発させる場合は、前記熱的な除塩装置は低い温度レベルで運転され得る。但し、動力源から供与される廃熱は、大抵著しく高めの温度を有しているので、前記供与された廃熱は、動力源の下流側に直接に接続された除塩装置において、最適には利用され得ない。動力源と除塩装置との間に熱流技術的に配置された吸収冷凍機によって、除塩装置には有利には吸収冷凍機内で使用された、比較的低温の余熱若しくは廃熱が供給される。これにより、動力源の廃熱が最適に利用されている。

別の廃熱利用装置は例えば、クルーズ船に設けられる加熱可能なプール、温水蓄え器、特に衛生温水蓄え器又はタンクヒータであってよく、これらは少なくとも１つの廃熱導管を介して吸収冷凍機から供給された余熱若しくは廃熱によって加熱される。この場合、廃熱利用装置の寸法決めは、その都度供与可能な余熱量若しくは廃熱量に依存している。

吸収冷凍機から導出された余熱若しくは廃熱を、要求に応じて１つ以上の廃熱利用装置で利用できるようにするためには、吸収冷凍機の廃熱側から１つの廃熱利用装置に分岐する少なくとも１つの廃熱導管が、別の少なくとも１つの廃熱利用装置に通じる、少なくとも１つの分岐を有している、ということが規定されている。この場合は相応の制御装置を介して、熱流をその都度、複数の廃熱利用装置に分配することができる。別の廃熱利用装置へ分岐する、このような廃熱導管の分岐は、吸収冷凍機の精留塔から分岐する第１の廃熱導管か、又は吸収冷凍機の凝縮器から分離する第２の廃熱導管に配置されていてよく、この場合は１つ又は複数の廃熱利用装置が、前記第１及び第２の廃熱導管に接続されていてもよく、場合によっては別の複数の廃熱導管に接続されていてよい。

吸収冷凍機では、動力源から供給された廃熱エネルギが、吸収された冷媒を溶剤から抜き出すために利用される。つまり、廃熱エネルギが熱化学的に変換される。抜き出された冷媒は、吸収冷凍機の低温側に供給され、この低温側で凝縮器において凝縮される。次いで吸収冷凍機の低温側において、凝縮器から案内された冷媒を膨張させ且つ蒸発させることにより、冷却媒体から熱が取り出される。このためには、冷却媒体内に含まれる利用可能な熱が、蒸発器内で冷却媒体から冷媒に伝達される。このことは、吸収冷凍機が低温側に冷却回路を有しており、この冷却回路内を、冷却されるべき冷却媒体が案内されていることによって行われる。有利には、この冷却回路は船舶に組み込まれる冷却装置の構成部材である。つまり、廃熱、特に船舶駆動装置用に規定された動力源の廃熱が最適に利用された場合には、冷却装置のために付加的なエネルギが生ぜしめられること無しに、船室を冷却することができる。

更に本発明は、冒頭で述べた形式の船舶を運転するための方法を含んでおり、この方法では、特に船舶駆動装置用に規定された、少なくとも１つの動力源から供与される熱の少なくとも一部を廃熱利用装置で使用し、この場合、前記動力源から供与された熱の少なくとも一部を、少なくとも１つの吸収冷凍機に供給し、該吸収冷凍機によって冷却回路の冷却媒体を冷却し、吸収冷凍機の運転時に発生する廃熱の少なくとも一部もやはり、少なくとも１つの廃熱利用装置に供給する。

この場合、前記廃熱利用装置には、吸収冷凍機内で利用された動力源の熱の余熱及び／又は吸収冷凍機の凝縮器から導出された廃熱が供給される。つまり、吸収冷凍機には、比較的高い温度を有する廃熱が供給され、廃熱利用装置には、比較的低い温度を有する廃熱が供給される。この場合、前記廃熱は、吸収冷凍機内で利用するためにも、廃熱利用装置内で利用するためにも十分な高さの温度を有している。

動力源から供与された熱の規定された部分を吸収冷凍機に供給することによって、前記熱は熱エネルギとして利用されるのみならず、吸収冷凍機内での熱化学的な変換に基づき、冷却回路の冷却媒体を冷却するためにも利用される、ということが達成されている。前記冷却回路は、冷却装置に組み込まれており且つ船室を冷却するために役立つことができる。即ち、空調装置の冷却媒体の冷却は、有利には別の技術的な手段を必要としない。

吸収冷凍機の運転時に発生する廃熱の最適な利用については、この廃熱の少なくとも一部を、海水の熱的な除塩に利用する、ということが規定されている。特に、海水を真空下で蒸発させる場合には、吸収冷凍機の運転に必要とされるような高い廃熱温度は必要とされないので、本発明に基づき熱的な除塩装置は、吸収冷凍機の余熱及び廃熱によって運転可能である。

本発明を実施するための方法を概略的に示した図である。

以下に、本発明を実施するための形態を図面につき詳しく説明する。

図１には、ブロック図として１点鎖線で示された吸収冷凍機１と、ブロックを破線で示した除塩装置２と、動力源３と、物質流及び熱流を導出し且つ供給する各導管とが示されている。更に、この方法図には、吸収冷凍機１及び除塩装置２に熱流技術的に接続された複数の装置が示されている。

吸収冷凍機１は、精留塔４と、凝縮器５と、蒸発器６と、吸収器７とを有している。吸収冷凍機１内では溶剤と冷媒とが循環案内され、この場合、冷媒は精留塔４内で溶剤から分離されて、凝縮器５へ案内される。この凝縮器５内で冷媒は液化され且つ膨張弁８を介して蒸発器６に案内される。次いで、蒸発した冷媒は、吸収器７において溶剤に吸収される。この溶剤は、溶剤ポンプ９によって精留塔４と吸収器７との間で循環案内され、この場合、精留塔４に向かって流れる溶剤・冷媒混合物も、吸収器７に向かって逆流する溶剤も、熱交換器１０を介して案内される。

除塩装置２は、蒸発器１１と、凝縮器１２と、熱交換器１３とから成っている。除塩されるべき海水は、除塩装置２の運転時に海水導管１４を介して供給され且つ熱交換器１３において予熱される。この熱交換器１３から、予熱された海水が蒸発器１１に流入し、蒸発器１１内で蒸発され、次いで凝縮器１２において再び液化されて、タンク１５に捕集される。タンク１５に接続された新鮮水導管１６を介して、浄化された新鮮水を別の用途のために取り出すことができる。蒸発されて濃縮された塩水は、蒸発器１１から塩水導管１７を介して導出可能である。

動力源３から吸収冷凍機１の精留塔４に通じる廃熱導管１８が配置されており、この廃熱導管１８を介して、動力源３から精留塔４に提供される廃熱エネルギが、吸収冷凍機１を運転するために供給される。精留塔４で使用されなかった動力源３の廃熱の余熱は、余熱導管１９を介して除塩装置２の蒸発器１１に送られる。この余熱により、除塩装置２の蒸発器１１に供給された海水が沸騰され且つ蒸発される。蒸発器１１で前記余熱を利用した後、この余熱は導出管２０を介して除塩装置２から導出される。

除塩装置２には、吸収冷凍機１の運転時に更に、吸収冷凍機１の凝縮器５において発生する廃熱が供給される。このためには、凝縮器５と熱交換器１３との間に、供給導管２１と戻し導管２２とが配置されており、これにより、凝縮器５と熱交換器１３との間で、熱担体媒体が循環案内され得る。この熱担体媒体は凝縮器５において加熱され、供給導管２１を介して熱交換器１３へ案内され且つこの熱交換器１３において海水導管１４を介して供給される海水を加熱するために役立つ。冷却された熱担体媒体は、戻し導管２２を介して凝縮器５に戻される。

熱担体媒体のこの回路にはヒータ２３が接続されており、このヒータ２３には供給導管２１の分岐２４を介して、高温の熱担体媒体が供給され得る。ヒータ２３で利用された熱担体媒体は、戻し導管２２に供給される。廃熱を利用するための別の装置２５が、分岐２６を介して精留塔４と蒸発器１１との間の余熱導管１９に接続されている。

吸収冷凍機１の蒸発器６には更に、空調装置２８の冷却回路２７の１区分が組み込まれており、この場合、冷却回路２７の加熱された冷却媒体は、蒸発器６において前記冷媒を蒸発させるために使用される。この場合、前記冷却媒体は冷却されて、空調装置２８の温度調節されるべき領域に供給される。更に、吸収冷凍機１の吸収器７から冷却ユニット２９を介して熱が導出され、この熱は別の熱利用プロセスのために使用され得る。

１ 吸収冷凍機、 ２ 除塩装置、 ３ 動力源、 ４ 精留塔、 ５ 凝縮器、 ６ 蒸発器、 ７ 吸収器、 ８ 膨張弁、 ９ 溶剤ポンプ、 １０ 熱交換器、 １１ 蒸発器、 １２ 凝縮器、 １３ 熱交換器、 １４ 海水導管、 １５ タンク、 １６ 新鮮水導管、 １７ 塩水導管、 １８ 廃熱導管、 １９ 余熱導管、 ２０ 導出管、 ２１ 供給管、 ２２ 戻し導管、 ２３ ヒータ、 ２４ 分岐、 ２５ 廃熱、 ２６ 分岐、 ２７ 冷却回路、 ２８ 空調装置、 ２９ 冷却ユニット

Claims (7)

1. 船舶、有利には客船又は海洋船舶であって、特に船舶駆動装置用に規定された少なくとも１つの動力源と、少なくとも１つの廃熱利用装置と、少なくとも１つの冷凍機とを備えている形式のものにおいて、
   少なくとも１つの冷凍機が吸収冷凍機として形成されており、少なくとも１つの動力源が廃熱側で、少なくとも１つの吸収冷凍機に接続されており、吸収冷凍機が、廃熱側で分岐する少なくとも１つの廃熱導管を有しており、吸収冷凍機の少なくとも１つの廃熱導管が、少なくとも１つの廃熱利用装置に接続されていることを特徴とする、船舶。
2. 少なくとも１つの廃熱利用装置が、海水用の熱的な除塩装置である、請求項１記載の船舶。
3. 吸収冷凍機の廃熱側から１つの廃熱利用装置へ分岐する少なくとも１つの廃熱導管が、別の少なくとも１つの廃熱利用装置に通じる少なくとも１つの分岐を有している、請求項１又は２記載の船舶。
4. 吸収冷凍機が低温側に冷却回路を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の船舶。
5. 前記冷却回路が、船舶に組み込まれた冷却装置の構成部材である、請求項４記載の船舶。
6. 請求項１記載の船舶、有利には客船又は海洋船舶を運転するための方法であって、特に船舶駆動装置用に規定された少なくとも１つの動力源から供与される熱の少なくとも一部を、廃熱利用装置で利用する形式のものにおいて、
   前記動力源から供与された熱の少なくとも一部を、少なくとも１つの吸収冷凍機に供給し、該吸収冷凍機により冷却回路の冷却媒体を冷却し、吸収冷凍機の運転時に発生する廃熱の少なくとも一部を、少なくとも１つの廃熱利用装置に供給することを特徴とする、船舶を運転するための方法。
7. 吸収冷凍機の運転時に発生する廃熱の少なくとも一部を、海水の熱的な除塩に利用する、請求項６記載の方法。

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