JP2546868B2 - 熱併給バイナリー発電装置 - Google Patents
熱併給バイナリー発電装置Info
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- JP2546868B2 JP2546868B2 JP62335106A JP33510687A JP2546868B2 JP 2546868 B2 JP2546868 B2 JP 2546868B2 JP 62335106 A JP62335106 A JP 62335106A JP 33510687 A JP33510687 A JP 33510687A JP 2546868 B2 JP2546868 B2 JP 2546868B2
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- heat
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、中低温廃熱を熱源とし、フロン等を作動
媒体とする、電気と熱を同時に供給することのできる熱
併給バイナリー発電装置に関する。
媒体とする、電気と熱を同時に供給することのできる熱
併給バイナリー発電装置に関する。
従来の技術 エンジンで発電機を回して電気を供給すると同時に排
熱を回収して冷暖房や給湯用に有効利用するようにした
熱電気併給システム、いわゆるコ・ジェネレーションシ
ステムが開発されている。例えば特開昭60−144594号公
報に記載のバイナリー発電装置は、第２に示すように、
蒸発器（Ｅ）、蒸気原動機（Ｔ）、および凝縮器（Ｃ）
を直列に接続して閉じたループを構成し、このループ内
で作動媒体としてフロンを循環させるようにしている。
すなわち、蒸発器（Ｅ）において液相のフロンは熱源か
ら熱を奪って蒸発し、生成した高温・高圧のフロン蒸気
は蒸気原動機（Ｔ）に供給され、発電機（Ｇ）を駆動す
るのに利用される。仕事を終えて低温・低圧となったフ
ロン蒸気は、蒸気原動機（Ｔ）から排出されると凝縮器
（Ｃ）へ進み、そこで冷却水に熱を与えて凝縮する。凝
縮液となったフロンは、ポンプ（Ｐ）で再び蒸発器
（Ｅ）へ送られる。
熱を回収して冷暖房や給湯用に有効利用するようにした
熱電気併給システム、いわゆるコ・ジェネレーションシ
ステムが開発されている。例えば特開昭60−144594号公
報に記載のバイナリー発電装置は、第２に示すように、
蒸発器（Ｅ）、蒸気原動機（Ｔ）、および凝縮器（Ｃ）
を直列に接続して閉じたループを構成し、このループ内
で作動媒体としてフロンを循環させるようにしている。
すなわち、蒸発器（Ｅ）において液相のフロンは熱源か
ら熱を奪って蒸発し、生成した高温・高圧のフロン蒸気
は蒸気原動機（Ｔ）に供給され、発電機（Ｇ）を駆動す
るのに利用される。仕事を終えて低温・低圧となったフ
ロン蒸気は、蒸気原動機（Ｔ）から排出されると凝縮器
（Ｃ）へ進み、そこで冷却水に熱を与えて凝縮する。凝
縮液となったフロンは、ポンプ（Ｐ）で再び蒸発器
（Ｅ）へ送られる。
発明が解決しょうとする課題 上述のバイナリー発電装置においては、熱源として地
熱や、工場等からの各種排水が利用されるが、100℃未
満の中低温廃熱では発電効率が悪く、装置を大型化して
みてもコストメリットが得られない。
熱や、工場等からの各種排水が利用されるが、100℃未
満の中低温廃熱では発電効率が悪く、装置を大型化して
みてもコストメリットが得られない。
この発明は、このような中低温廃熱からでも有効に、
かつ、安定して熱と電気を併給することのできるバイナ
リー発電装置を提供せんとするものである。
かつ、安定して熱と電気を併給することのできるバイナ
リー発電装置を提供せんとするものである。
問題点を解決するための手段 この発明は、中低温廃熱を熱源として作動媒体を蒸発
せしめ、これを蒸気原動機に供給して発電機を駆動させ
るようにしたバイナリー発電装置において、蒸発器から
出てくる作動媒体蒸気をさらに加圧した上で、一方では
蒸気原動機へ供給して発電をおこなわせ、他方で凝縮器
へ供給して熱供給をおこなわせ、かつ、双方への供給割
合を任意に調節できるようにした。
せしめ、これを蒸気原動機に供給して発電機を駆動させ
るようにしたバイナリー発電装置において、蒸発器から
出てくる作動媒体蒸気をさらに加圧した上で、一方では
蒸気原動機へ供給して発電をおこなわせ、他方で凝縮器
へ供給して熱供給をおこなわせ、かつ、双方への供給割
合を任意に調節できるようにした。
すなわち、この発明の熱併給バイナリー発電装置は、 蒸発器、圧縮機、第１の流量調整弁、蒸気原動機、第
１の凝縮器、およびポンプを直列に接続した作動媒体ル
ープと、 第１の流量調整弁の上流側と蒸発器の上流側とで作動
媒体ループを連絡せしめ、第２の流量調整弁、第２の凝
縮器、および膨張弁を直列に接続したバイパスとを包含
している。
１の凝縮器、およびポンプを直列に接続した作動媒体ル
ープと、 第１の流量調整弁の上流側と蒸発器の上流側とで作動
媒体ループを連絡せしめ、第２の流量調整弁、第２の凝
縮器、および膨張弁を直列に接続したバイパスとを包含
している。
そうして、蒸気原動機を発電機に連結し、蒸発器に熱
源流体を供給し、第１の凝縮器に冷却水を供給し、か
つ、第２の凝縮器に適当な被加熱流体を供給する。
源流体を供給し、第１の凝縮器に冷却水を供給し、か
つ、第２の凝縮器に適当な被加熱流体を供給する。
作用 まず、作動媒体ループを循環する作動媒体の挙動につ
いて述べると、蒸発器で液相の作動媒体が熱源流体から
熱を奪って蒸発する。生成した作動媒体蒸気は次に圧縮
機で所定圧力に加圧され、しかる後、第１の流量調整弁
の開度に応じて、蒸気原動機に供給される。蒸気原動機
において仕事をして低温・低圧となった作動媒体蒸気
は、第１の凝縮器へ進みそこで冷却水に熱を与えて凝縮
する。凝縮液となった作動媒体はポンプで再び蒸発器へ
送られる。
いて述べると、蒸発器で液相の作動媒体が熱源流体から
熱を奪って蒸発する。生成した作動媒体蒸気は次に圧縮
機で所定圧力に加圧され、しかる後、第１の流量調整弁
の開度に応じて、蒸気原動機に供給される。蒸気原動機
において仕事をして低温・低圧となった作動媒体蒸気
は、第１の凝縮器へ進みそこで冷却水に熱を与えて凝縮
する。凝縮液となった作動媒体はポンプで再び蒸発器へ
送られる。
圧縮機からの作動媒体蒸気は、第２の流量調整弁の開
度に応じてバイパスへも流入する。この作動媒体蒸気は
第２の凝縮器において被加熱流体に熱を与えて凝縮し、
しかる後膨張弁を介して減圧した上で再び蒸発器へ送ら
れる。
度に応じてバイパスへも流入する。この作動媒体蒸気は
第２の凝縮器において被加熱流体に熱を与えて凝縮し、
しかる後膨張弁を介して減圧した上で再び蒸発器へ送ら
れる。
このように、この発明の熱併給バイナリー発電装置
は、バイナリー発電とヒートポンプの両機能を併わせ持
ち、電気と熱を同時供給することができ、かつ、また流
量調整弁により電気と熱の供給割合を任意に変えられ
る。
は、バイナリー発電とヒートポンプの両機能を併わせ持
ち、電気と熱を同時供給することができ、かつ、また流
量調整弁により電気と熱の供給割合を任意に変えられ
る。
実施例 この発明の実施例を示す第１図を参照すると、作動媒
体ループは参照符号（Ｌ）で指してある。作動媒体ルー
プ（Ｌ）は、蒸発器（Ｅ）、圧縮機（Co）、第１の流量
調整弁（V1）、蒸気原動機（Ｔ）、第１の凝縮器
（C1）、およびポンプ（Ｐ）を直列に接続して閉ループ
を構成している。作動媒体ループ（Ｌ）内を循環させる
作動媒体としては、例えばフロンを使用することができ
る。
体ループは参照符号（Ｌ）で指してある。作動媒体ルー
プ（Ｌ）は、蒸発器（Ｅ）、圧縮機（Co）、第１の流量
調整弁（V1）、蒸気原動機（Ｔ）、第１の凝縮器
（C1）、およびポンプ（Ｐ）を直列に接続して閉ループ
を構成している。作動媒体ループ（Ｌ）内を循環させる
作動媒体としては、例えばフロンを使用することができ
る。
作動媒体ループ（Ｌ）の第１の流量調整弁（V1）上流
側と蒸発器（Ｅ）上流側とはバイパス（Ｂ）を通じて連
絡している。このバイパス（Ｂ）には上流側から、第２
の流量調整弁（V2）、第２の凝縮器（C2）、および膨張
弁（Ve）が直列に接続されている。
側と蒸発器（Ｅ）上流側とはバイパス（Ｂ）を通じて連
絡している。このバイパス（Ｂ）には上流側から、第２
の流量調整弁（V2）、第２の凝縮器（C2）、および膨張
弁（Ve）が直列に接続されている。
以上の各構成要素は、一般に知られている種々タイプ
のなかから適当なものを選択して使用することができ
る。例えば蒸気原動機（Ｔ）には、通常の蒸気タービン
のほか、スクリューエキスパンダのような容積式膨張機
を使用することができる。勿論、蒸気原動機（Ｔ）の出
力軸は発電機（Ｇ）と連結する。なお、第１および第２
の流量調整弁（V1）（V2）は、外部からの制御信号に応
答して開度を任意に変えられるのが望ましいが、手動式
のものでもよい。
のなかから適当なものを選択して使用することができ
る。例えば蒸気原動機（Ｔ）には、通常の蒸気タービン
のほか、スクリューエキスパンダのような容積式膨張機
を使用することができる。勿論、蒸気原動機（Ｔ）の出
力軸は発電機（Ｇ）と連結する。なお、第１および第２
の流量調整弁（V1）（V2）は、外部からの制御信号に応
答して開度を任意に変えられるのが望ましいが、手動式
のものでもよい。
しかして蒸発器（Ｅ）には熱源流体として例えば地熱
水であるとか、工場やプラントなどからの各種温排水、
その他中低温廃熱を有する適当な流体が供給される。こ
こに、中低温とは、実用的な発電をおこなうには十分で
ない100℃未満の温度領域をいう。もっとも、より高温
の廃熱であっても利用できることは明らかであろう。
水であるとか、工場やプラントなどからの各種温排水、
その他中低温廃熱を有する適当な流体が供給される。こ
こに、中低温とは、実用的な発電をおこなうには十分で
ない100℃未満の温度領域をいう。もっとも、より高温
の廃熱であっても利用できることは明らかであろう。
第１の凝縮器（C1）には冷却水を供給する。第２の凝
縮器（C2）には適当な被加熱流体を供給する。
縮器（C2）には適当な被加熱流体を供給する。
次に、この実施例装置の作動を、図に付記した具体的
数値を用いて説明する。蒸発器（Ｅ）に60℃の熱源流体
を供給したとすると、この熱源流体は作動媒体に熱を与
えて蒸発器出口で50℃まで温度降下する。そうして47℃
の作動媒体蒸気が発生する。作動媒体蒸気は圧縮機（C
o）で加圧され、100℃に昇温する。この100℃の作動媒
体蒸気が、第１および第２の流量調整弁（V1）（V2）の
開度に応じて、蒸気原動機（Ｔ）および／または第２の
凝縮器（C2）へ送られる。
数値を用いて説明する。蒸発器（Ｅ）に60℃の熱源流体
を供給したとすると、この熱源流体は作動媒体に熱を与
えて蒸発器出口で50℃まで温度降下する。そうして47℃
の作動媒体蒸気が発生する。作動媒体蒸気は圧縮機（C
o）で加圧され、100℃に昇温する。この100℃の作動媒
体蒸気が、第１および第２の流量調整弁（V1）（V2）の
開度に応じて、蒸気原動機（Ｔ）および／または第２の
凝縮器（C2）へ送られる。
蒸気原動機（Ｔ）に供給された作動媒体蒸気は発電機
（Ｇ）を駆動するのに利用される。第１の凝縮器（C1）
には26℃の冷却水が供給され、仕事を終えて蒸気原動機
（Ｔ）から排出された作動媒体蒸気は、この凝縮器
（C1）で冷却水に熱を与えて35℃の凝縮液となる。凝縮
液はポンプ（Ｐ）で蒸発器（Ｅ）へ送られる。
（Ｇ）を駆動するのに利用される。第１の凝縮器（C1）
には26℃の冷却水が供給され、仕事を終えて蒸気原動機
（Ｔ）から排出された作動媒体蒸気は、この凝縮器
（C1）で冷却水に熱を与えて35℃の凝縮液となる。凝縮
液はポンプ（Ｐ）で蒸発器（Ｅ）へ送られる。
第２の凝縮器（C2）に供給された作動媒体蒸気は、80
℃の被加熱流体に熱を与えて95℃まで昇温させ、膨張弁
（Ve）を介して減圧して蒸発器（Ｅ）に送られる。
℃の被加熱流体に熱を与えて95℃まで昇温させ、膨張弁
（Ve）を介して減圧して蒸発器（Ｅ）に送られる。
このように、第１および第２の流量調整弁（V1）
（V2）で、作動媒体蒸気の分配供給量を調節することに
より、発電と熱供給の割合を任意に変えることがなき
る。例えば、所定の割合で蒸気原動機（Ｔ）と第２の凝
縮機（C2）に分配供給することもできるし、いずれか一
方にだけ供給することもできる。したがって、エネルギ
ー需要すなわち、電力需要および熱需要に応じた運転が
可能となり、両者のバランスがくずれたときでも迅速に
対応することができる。また、電力需要が少ないか全く
ないときは、発電機（Ｇ）による余剰電力で圧縮機（C
o）の動力をまかなうようにすれば、非常に経済的な運
転をおこなうことができる。
（V2）で、作動媒体蒸気の分配供給量を調節することに
より、発電と熱供給の割合を任意に変えることがなき
る。例えば、所定の割合で蒸気原動機（Ｔ）と第２の凝
縮機（C2）に分配供給することもできるし、いずれか一
方にだけ供給することもできる。したがって、エネルギ
ー需要すなわち、電力需要および熱需要に応じた運転が
可能となり、両者のバランスがくずれたときでも迅速に
対応することができる。また、電力需要が少ないか全く
ないときは、発電機（Ｇ）による余剰電力で圧縮機（C
o）の動力をまかなうようにすれば、非常に経済的な運
転をおこなうことができる。
さらに、第１図に想像線で示すようにアキュムレータ
（Ａ）を設けてもよい。このアキュムレータ（Ａ）は、
圧縮機（Co）からの作動媒体蒸気を高温溶液の形で貯
え、所望により随時取り出せるようにしたものである。
アキュムレータ（Ａ）を設けることにより、熱源が変動
しても、電気もしくは熱の供給を平準化できる。また、
低料金の夜間電力を利用して蓄熱をしておくことによ
り、稼働率が向上するだけでなく、昼間の電力需要のピ
ークカットが可能となるので、比較的小規模の発電装置
で大きな負荷変動に対応し得るという利点がある。
（Ａ）を設けてもよい。このアキュムレータ（Ａ）は、
圧縮機（Co）からの作動媒体蒸気を高温溶液の形で貯
え、所望により随時取り出せるようにしたものである。
アキュムレータ（Ａ）を設けることにより、熱源が変動
しても、電気もしくは熱の供給を平準化できる。また、
低料金の夜間電力を利用して蓄熱をしておくことによ
り、稼働率が向上するだけでなく、昼間の電力需要のピ
ークカットが可能となるので、比較的小規模の発電装置
で大きな負荷変動に対応し得るという利点がある。
発明の効果 以上説明したようにこの発明の熱併給バイナリー発電
装置は、バイナリー発電とヒートポンプの両機能を併わ
せ持ち、しかも蒸発器と圧縮機は両機能に共用するの
で、全体としては小型ながら、負荷変動に対する融通性
を備えている すなわち、バイナリー発電については、蒸発器からの
作動媒体蒸気を圧縮機でさらに加圧するため、大きな熱
落差を確保して出力増大を図ることができる。したがっ
て、中低温廃熱からでも有効に発電をおこなうことがで
きる。また、同時に、圧縮機で加圧した作動媒体蒸気を
第２の凝縮器に送って被加熱流体に熱を与えることによ
り、冷暖房や給湯等の用途に熱を供給することができ
る。さらに、流量調整弁で蒸気原動機および／または第
２の凝縮器への作動媒体蒸気の供給量を任意に変えられ
るようにしたので、エネルギー需要に柔軟に対応し得、
負荷バランスがくずれても容易・迅速な対応ができる。
装置は、バイナリー発電とヒートポンプの両機能を併わ
せ持ち、しかも蒸発器と圧縮機は両機能に共用するの
で、全体としては小型ながら、負荷変動に対する融通性
を備えている すなわち、バイナリー発電については、蒸発器からの
作動媒体蒸気を圧縮機でさらに加圧するため、大きな熱
落差を確保して出力増大を図ることができる。したがっ
て、中低温廃熱からでも有効に発電をおこなうことがで
きる。また、同時に、圧縮機で加圧した作動媒体蒸気を
第２の凝縮器に送って被加熱流体に熱を与えることによ
り、冷暖房や給湯等の用途に熱を供給することができ
る。さらに、流量調整弁で蒸気原動機および／または第
２の凝縮器への作動媒体蒸気の供給量を任意に変えられ
るようにしたので、エネルギー需要に柔軟に対応し得、
負荷バランスがくずれても容易・迅速な対応ができる。
斯くしてこの発明によれば、中低温廃熱から有効に、
かつ、安定して熱と電気を併給することのできるバイナ
リー発電装置が得られる。
かつ、安定して熱と電気を併給することのできるバイナ
リー発電装置が得られる。
第１図は、この発明の実施例たる熱併給バイナリー発電
装置のフローシート； 第２図は、従来のバイナリー発電装置のフローシートで
ある。 （Ｂ）……バイパス、（C1）……第１の凝縮器、 （C2）……第２の凝縮器、（Co）……圧縮機、 （Ｅ）……蒸発器、（Ｇ）……発電機、 （Ｌ）……作動媒体ループ、（Ｐ）……ポンプ、 （Ｔ）……蒸気原動機、（Ve）……膨張弁、 （V1）……第１の流量調整弁、 （V2）……第２の流量調整弁。
装置のフローシート； 第２図は、従来のバイナリー発電装置のフローシートで
ある。 （Ｂ）……バイパス、（C1）……第１の凝縮器、 （C2）……第２の凝縮器、（Co）……圧縮機、 （Ｅ）……蒸発器、（Ｇ）……発電機、 （Ｌ）……作動媒体ループ、（Ｐ）……ポンプ、 （Ｔ）……蒸気原動機、（Ve）……膨張弁、 （V1）……第１の流量調整弁、 （V2）……第２の流量調整弁。
Claims (1)
- 【請求項１】蒸発器、圧縮機、第１の流量調整弁、蒸気
原動機、第１の凝縮器、およびポンプを直列に接続して
なる閉じた作動流体ループと、 作動流体ループの第１の流量調整弁上流側と蒸発器上流
側とを連絡し、第２の流量調整弁、第２の凝縮器、およ
び膨張弁を直列に接続してなるバイパスとを包含し、 蒸発器に熱源流体を供給し、第１の凝縮器に冷却水を供
給し、第２の凝縮器に被加熱流体を供給し、蒸気原動機
に発電機を連結したことを特徴とする熱併給バイナリー
発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62335106A JP2546868B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 熱併給バイナリー発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62335106A JP2546868B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 熱併給バイナリー発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01174801A JPH01174801A (ja) | 1989-07-11 |
| JP2546868B2 true JP2546868B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=18284837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62335106A Expired - Fee Related JP2546868B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 熱併給バイナリー発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546868B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102798113A (zh) * | 2011-05-25 | 2012-11-28 | 株式会社神户制钢所 | 蒸汽制造装置及其运转方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008095673A (ja) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Heiin Shoji | 温水熱発電機 |
| CN102022145B (zh) * | 2010-11-18 | 2014-03-05 | 清华大学 | 一种乏汽余热回收机组 |
| WO2012176254A1 (ja) * | 2011-06-20 | 2012-12-27 | 熱技術開発株式会社 | 閉サイクルガスタービン |
| JP5971706B2 (ja) * | 2012-07-20 | 2016-08-17 | 株式会社東芝 | 発電システム |
| CA2900257C (en) * | 2013-02-05 | 2020-10-06 | Corey Jackson NEWMAN | Improved organic rankine cycle decompression heat engine |
-
1987
- 1987-12-28 JP JP62335106A patent/JP2546868B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102798113A (zh) * | 2011-05-25 | 2012-11-28 | 株式会社神户制钢所 | 蒸汽制造装置及其运转方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01174801A (ja) | 1989-07-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |