JP6854262B2 - Exhaust heat recovery system - Google Patents
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Description
本発明は、排熱回収システムに関し、より詳しくは、構造を簡素化しつつ、ディーゼル機関の掃気温度を最適な温度に制御でき、また、冷却媒体の総量をディーゼル機関の負荷に関係なく常に最小化でき、冷却媒体の供給に必要な消費動力を抑制できる排熱回収システムに関する。 The present invention relates to an exhaust heat recovery system, more specifically, it is possible to control the scavenging temperature of a diesel engine to an optimum temperature while simplifying the structure, and the total amount of cooling medium is always minimized regardless of the load of the diesel engine. It relates to an exhaust heat recovery system that can suppress the power consumption required for supplying a cooling medium.
従来、過給機からディーゼル機関に供給される掃気(過給空気)の排熱を回収する排熱回収システムが知られている(特許文献1)。この排熱回収システムにおいては、過給機からディーゼル機関に供給される掃気は、伝熱管(加熱器)により冷却される。 Conventionally, an exhaust heat recovery system for recovering exhaust heat of scavenging air (supercharged air) supplied from a supercharger to a diesel engine is known (Patent Document 1). In this exhaust heat recovery system, the scavenging air supplied from the supercharger to the diesel engine is cooled by a heat transfer tube (heater).
伝熱管においては、掃気と冷却媒体(海水等)とが熱交換することにより、冷却媒体が加熱される。加熱された冷却媒体は、排熱回収器に送られる。排熱回収器においては、冷却媒体と熱媒(沸点が冷却媒体より高い油等)とが熱交換することにより、熱媒が加熱される。排熱回収器で加熱された熱媒は、蒸発器に送られ、有機流体(作動媒体)(低分子炭化水素や代替フロン等)を加熱する。有機流体は、タービンに流入され、タービンに接続された発電機が駆動される。そして、タービンを経た有機流体は、凝縮器において凝縮され、蒸発器に戻る。凝縮器には、有機流体を冷却するための冷却媒体(海水等)が供給されている。 In the heat transfer tube, the cooling medium is heated by heat exchange between the scavenging air and the cooling medium (seawater or the like). The heated cooling medium is sent to the waste heat recovery device. In the exhaust heat recovery device, the heat medium is heated by heat exchange between the cooling medium and the heat medium (oil having a boiling point higher than that of the cooling medium, etc.). The heat medium heated by the waste heat recovery device is sent to the evaporator to heat an organic fluid (working medium) (low molecular weight hydrocarbon, CFC substitute, etc.). The organic fluid flows into the turbine and drives a generator connected to the turbine. Then, the organic fluid that has passed through the turbine is condensed in the condenser and returned to the evaporator. A cooling medium (seawater or the like) for cooling the organic fluid is supplied to the condenser.
従来の排熱回収システムでは、伝熱管への冷却媒体の供給、排熱回収器への熱媒の供給及び蒸発器への有機流体の供給のためにそれぞれポンプが必要であり、構造が複雑である。 In the conventional exhaust heat recovery system, pumps are required to supply the cooling medium to the heat transfer tube, the heat medium to the exhaust heat recovery device, and the organic fluid to the evaporator, and the structure is complicated. is there.
また、従来の排熱回収システムでは、ディーゼル機関の掃気温度を最適な温度に制御しながら、かつ、ランキンサイクルに必要とされる冷却媒体の総量を抑制することができない。 Further, in the conventional exhaust heat recovery system, the scavenging temperature of the diesel engine cannot be controlled to the optimum temperature, and the total amount of the cooling medium required for the Rankine cycle cannot be suppressed.
そこで、本発明は、構造を簡素化しつつ、ディーゼル機関の掃気温度を最適な温度に制御でき、また、冷却媒体の総量をディーゼル機関の負荷に関係なく常に最小化でき、冷却媒体の供給に必要な消費動力を抑制できる排熱回収システムを提供することを課題とする。 Therefore, the present invention can control the scavenging temperature of the diesel engine to the optimum temperature while simplifying the structure, and can always minimize the total amount of the cooling medium regardless of the load of the diesel engine, which is necessary for supplying the cooling medium. An object is to provide an exhaust heat recovery system capable of suppressing a large amount of power consumption.
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。 Other problems of the present invention will be clarified by the following description.
前記課題は、以下の各発明によって解決される。 The above problems are solved by the following inventions.
1.
ディーゼル機関に供給される掃気と、作動媒体とを熱交換させることにより該作動媒体を加熱する加熱器と、
前記加熱器を経た掃気を冷却するエアクーラと、
前記加熱器を経た作動媒体が供給されることにより発電する動力回収装置と、
前記動力回収装置を経た作動媒体を冷却し凝縮させて前記加熱器に送る凝縮器と、
前記エアクーラ及び前記凝縮器に分岐して冷却媒体を供給する冷却媒体供給管と、
前記エアクーラへの前記冷却媒体の供給量を制御するための制御弁と、
前記制御弁を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記エアクーラを経た掃気の温度が設定温度以下に維持され、かつ、前記エアクーラへの前記冷却媒体の供給量が設定量以下となるように、前記制御弁の開度を制御することを特徴とする排熱回収システム。
2.
ディーゼル機関に供給される掃気と、作動媒体とを熱交換させることにより該作動媒体を加熱する加熱器と、
前記加熱器を経た掃気を冷却するエアクーラと、
前記加熱器を経た作動媒体が供給されることにより発電する動力回収装置と、
前記動力回収装置を経た作動媒体を冷却し凝縮させて前記加熱器に送る凝縮器と、
前記エアクーラ及び前記凝縮器に分岐して冷却媒体を供給する冷却媒体供給管と、
前記エアクーラへの前記冷却媒体の供給量を制御するための制御弁と、
前記制御弁を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記エアクーラ及び前記凝縮器に分岐される前の冷却媒体の流量が、前記エアクーラを経た掃気の温度が設定温度以下に維持され、かつ、前記凝縮器における作動媒体の冷却凝縮が可能な流量となるように、前記制御弁の開度を制御することを特徴とする排熱回収システム。
3.
ディーゼル機関に供給される掃気と、作動媒体とを熱交換させることにより該作動媒体を加熱する加熱器と、
前記加熱器を経た掃気を冷却するエアクーラと、
前記加熱器を経た作動媒体が供給されることにより発電する動力回収装置と、
前記動力回収装置を経た作動媒体を冷却し凝縮させて前記加熱器に送る凝縮器と、
前記エアクーラ及び前記凝縮器に分岐して冷却媒体を供給する冷却媒体供給管と、
前記エアクーラへの前記冷却媒体の供給量を制御するための制御弁と、
前記制御弁を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記エアクーラ及び前記凝縮器に分岐される前の冷却媒体の温度と、前記エアクーラ及び前記凝縮器から合流した冷却媒体の温度との温度差が、前記エアクーラを経た掃気の温度が設定温度以下に維持される温度差となるように、前記制御弁の開度を制御することを特徴とする排熱回収システム。
4.
前記冷却媒体供給管を流れる前記冷却媒体を前記エアクーラ及び前記凝縮器に分岐させ、開度調整により前記エアクーラ及び前記凝縮器への分岐量を変える三方切替弁を備え、
前記制御装置は、前記凝縮器を経た作動媒体の温度が設定温度となるように、前記三方切替弁の開度を制御することを特徴とする前記1、2又は3記載の排熱回収システム。
5.
前記冷却媒体供給管から分岐された前記冷却媒体の前記凝縮器への供給量を制御する第2制御弁を備え、
前記制御装置は、前記凝縮器を経た作動媒体の温度が設定温度となるように、前記第2制御弁の開度を制御することを特徴とする前記1、2又は3記載の排熱回収システム。
6.
前記制御装置は、凝縮器に供給される冷却媒体の温度と凝縮器を経た冷却媒体の温度との温度差ΔTが基準温度以上となったときには、前記作動媒体を前記加熱器に送る循環ポンプを停止させ、前記三方切替弁又は第2制御弁と、制御弁との開度を調整し、前記冷却媒体のほぼ全量を前記エアクーラに流し、前記循環ポンプの作動を再開したときには、前記作動媒体の温度に基づいて、前記冷却媒体を徐々に前記凝縮器側に流すことを特徴とする前記1〜5の何れかに記載の排熱回収システム。
7.
前記冷却媒体供給管に供給される冷却媒体は、この排熱回収システム外の他のシステムにも、共通の圧力源による圧力によって供給されていることを特徴とする前記1〜6の何れかに記載の排熱回収システム。
1. 1.
A heater that heats the working medium by exchanging heat between the scavenging air supplied to the diesel engine and the working medium.
An air cooler that cools the scavenging air that has passed through the heater,
A power recovery device that generates electricity by supplying an operating medium that has passed through the heater,
A condenser that cools and condenses the working medium that has passed through the power recovery device and sends it to the heater.
A cooling medium supply pipe that branches to the air cooler and the condenser to supply a cooling medium,
A control valve for controlling the supply amount of the cooling medium to the air cooler, and
A control device for controlling the control valve is provided.
The control device controls the opening degree of the control valve so that the temperature of the scavenging air passing through the air cooler is maintained below the set temperature and the amount of the cooling medium supplied to the air cooler is below the set amount. A waste heat recovery system characterized by this.
2.
A heater that heats the working medium by exchanging heat between the scavenging air supplied to the diesel engine and the working medium.
An air cooler that cools the scavenging air that has passed through the heater,
A power recovery device that generates electricity by supplying an operating medium that has passed through the heater,
A condenser that cools and condenses the working medium that has passed through the power recovery device and sends it to the heater.
A cooling medium supply pipe that branches to the air cooler and the condenser to supply a cooling medium,
A control valve for controlling the supply amount of the cooling medium to the air cooler, and
A control device for controlling the control valve is provided.
In the control device, the flow rate of the cooling medium before being branched into the air cooler and the condenser is maintained at a temperature of the scavenging air passing through the air cooler at a set temperature or lower, and the cooling condensation of the working medium in the condenser is performed. An exhaust heat recovery system characterized in that the opening degree of the control valve is controlled so as to obtain a possible flow rate.
3. 3.
A heater that heats the working medium by exchanging heat between the scavenging air supplied to the diesel engine and the working medium.
An air cooler that cools the scavenging air that has passed through the heater,
A power recovery device that generates electricity by supplying an operating medium that has passed through the heater,
A condenser that cools and condenses the working medium that has passed through the power recovery device and sends it to the heater.
A cooling medium supply pipe that branches to the air cooler and the condenser to supply a cooling medium,
A control valve for controlling the supply amount of the cooling medium to the air cooler, and
A control device for controlling the control valve is provided.
In the control device, the temperature difference between the temperature of the cooling medium before being branched into the air cooler and the condenser and the temperature of the cooling medium merged from the air cooler and the condenser is the temperature of the scavenging air passing through the air cooler. An exhaust heat recovery system characterized in that the opening degree of the control valve is controlled so that the temperature difference is maintained below a set temperature.
4.
A three-way switching valve for branching the cooling medium flowing through the cooling medium supply pipe to the air cooler and the condenser and changing the amount of branching to the air cooler and the condenser by adjusting the opening degree is provided.
The exhaust heat recovery system according to 1, 2 or 3, wherein the control device controls the opening degree of the three-way switching valve so that the temperature of the operating medium that has passed through the condenser becomes a set temperature.
5.
A second control valve for controlling the supply amount of the cooling medium branched from the cooling medium supply pipe to the condenser is provided.
The exhaust heat recovery system according to 1, 2 or 3, wherein the control device controls the opening degree of the second control valve so that the temperature of the operating medium that has passed through the condenser becomes a set temperature. ..
6.
The control device provides a circulation pump that sends the working medium to the heater when the temperature difference ΔT between the temperature of the cooling medium supplied to the condenser and the temperature of the cooling medium that has passed through the condenser becomes equal to or higher than the reference temperature. When the operation is stopped, the opening degree between the three-way switching valve or the second control valve and the control valve is adjusted, almost the entire amount of the cooling medium is passed through the air cooler, and the operation of the circulation pump is restarted, the operating medium of the operating medium is stopped. The exhaust heat recovery system according to any one of 1 to 5, wherein the cooling medium is gradually flowed to the condenser side based on the temperature.
7.
The cooling medium supplied to the cooling medium supply pipe is also supplied to other systems outside the exhaust heat recovery system by the pressure of a common pressure source, according to any one of 1 to 6 above. The exhaust heat recovery system described.
本発明によれば、構造を簡素化しつつ、ディーゼル機関の掃気温度を最適な温度に制御でき、また、冷却媒体の総量をディーゼル機関の負荷に関係なく常に最小化でき、冷却媒体の供給に必要な消費動力を抑制できる排熱回収システムを提供することができる。 According to the present invention, the scavenging temperature of the diesel engine can be controlled to the optimum temperature while simplifying the structure, and the total amount of the cooling medium can always be minimized regardless of the load of the diesel engine, which is necessary for supplying the cooling medium. It is possible to provide an exhaust heat recovery system capable of suppressing a large amount of power consumption.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔第1の実施形態〕
図1は、本発明の第1の実施形態の排熱回収システムの構成を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an exhaust heat recovery system according to the first embodiment of the present invention.
本発明に係る排熱回収システムは、図1に示すように、過給機2を備えたディーゼル機関1の排熱を回収するランキンサイクルを用いたシステムである。この排熱回収システムは、主に船舶に搭載されるが、船舶以外のディーゼル機関に用いることもできる。
As shown in FIG. 1, the waste heat recovery system according to the present invention is a system using a Rankine cycle for recovering the waste heat of a diesel engine 1 provided with a
この排熱回収システムにおいては、過給機2からディーゼル機関1に供給される掃気(過給空気)4は、加熱器5により冷却され、さらに、エアクーラ3により冷却される。過給機2は、圧縮機2bと、この圧縮機2bに接続されたタービン2aとを有する。圧縮機2bで圧縮された掃気4は、掃気ラインを通じて加熱器5及びエアクーラ3を経て、ディーゼル機関1に供給される。
In this exhaust heat recovery system, the scavenging air (supercharged air) 4 supplied from the
ディーゼル機関1からの排ガスは、排気ラインを通じてタービン2aに送られる。タービン2aは、排ガスの膨張エネルギーによって駆動され、このタービン2aの駆動力により圧縮機2bが駆動される。
The exhaust gas from the diesel engine 1 is sent to the
加熱器5は、ディーゼル機関1に供給される掃気4と、作動媒体(有機流体)14とを熱交換させることにより、作動媒体14を加熱する。加熱器5を経た作動媒体14は、動力回収装置6に供給される。この動力回収装置6は、発電機6bであって、供給された作動媒体14によりタービンが回転されることによって発電する。発電機6bが発電する電力は、掃気4の熱を作動媒体14を介して回収することによって得られる動力である。
The
動力回収装置6を経た作動媒体14は、凝縮器7に送られ、冷却されて凝縮される。凝縮器7を経た作動媒体14は、加熱器5に戻される。凝縮器7からの作動媒体14は、タンク8を経て、循環ポンプ9によって、加熱器5に戻される。循環ポンプ9は、制御装置12によって制御される。循環ポンプ9としては、インペラをロータとして備える遠心ポンプや、ロータが一対のギアからなるギアポンプ等を用いることができる。
The working
エアクーラ3には、冷却媒体供給管13aから、冷却媒体13が供給される。エアクーラ3は、加熱器5を経た掃気4と、冷却媒体13との熱交換により、掃気4を冷却する。エアクーラ3に供給される冷却媒体13の供給量は、三方切替弁10及び制御弁11によって制御される。これら三方切替弁10及び制御弁11は、制御装置12によって制御される。
The cooling medium 13 is supplied to the
冷却媒体供給管13aは、冷却媒体13として海水や清水を供給可能に構成されていることが好ましい。この実施形態においては、冷却媒体供給管13aに供給される冷却媒体13は、この排熱回収システム外の他のシステムにも、図示しない共通の圧力源(ポンプ)による圧力によって供給されている。この排熱回収システムが船舶内に設置される場合には、船舶に設置されたポンプを共用する。この場合に特に、冷却媒体13の総量をディーゼル機関1の負荷に関係なく常に最小化でき、冷却媒体13の供給に必要な消費動力を抑制できるという効果が顕著なものとなる。つまり、ディーゼル機関1においては冷却媒体13の供給量が多くなって掃気4の温度T1が設定温度より低くなることには問題がないが、この排熱回収システム及び他のシステムの全体においては、冷却媒体13の供給量に限界があるため、冷却媒体13を適切に分配することにより、冷却媒体13の供給に必要な消費動力を抑制できるのである。
The cooling
冷却媒体供給管13aを流れる冷却媒体13の一部は、三方切替弁10により、凝縮器7に分岐される。この三方切替弁10は、開度が調整可能である。三方切替弁10の開度に応じて、三方切替弁10から凝縮器7に供給される冷却媒体13の流量が調整される。三方切替弁10は、制御装置12によって制御される。凝縮器7においては、冷却媒体13により、作動媒体14が冷却され凝縮される。
A part of the cooling medium 13 flowing through the cooling
制御回路12には、エアクーラ3を経た掃気4の温度T1の検出値と、凝縮器7を経た作動媒体14の温度T2の検出値が入力される。
The detected value of the temperature T1 of the scavenging air 4 passed through the
この排熱回収システムにおいては、制御装置12は、エアクーラ3を経た掃気4の温度T1が設定温度以下となり、かつ、エアクーラ3への冷却媒体13の供給量が設定量以下となるように、制御弁11の開度を制御する。また、制御装置12は、凝縮器7を経た作動媒体14の温度T2が設定温度となるように、三方切替弁10の開度を制御する。
In this exhaust heat recovery system, the
この排熱回収システムでは、エアクーラ3に供給される冷却媒体13の一部が冷却媒体供給管13aから分岐して三方切替弁10を通じて凝縮器7に導かれるので、エアクーラ3に冷却媒体13を供給するための既存の冷却媒体ポンプを利用することにより、エアクーラ3及び凝縮器7の双方に冷却媒体13を供給することができる。すなわち、この排熱回収システムでは、凝縮器7に冷却媒体13を供給するための専用のポンプを設けることなく、エアクーラ3に供給される冷却媒体13の一部を凝縮器7に分岐させるという簡単な構成により掃気4の排熱を回収することができる。
In this exhaust heat recovery system, a part of the cooling medium 13 supplied to the
また、この本実施形態では、冷却媒体供給管13aは、海水又は清水を冷却媒体13としてエアクーラ3内に供給可能に構成されており、三方切替弁10は、海水又は清水を冷却媒体13として凝縮器7内に供給可能に構成されている。そのため、エアクーラ3及び凝縮器7に冷却媒体13を供給するための専用の供給源を設けることなく、また、海水を利用する場合には、船舶用のディーゼル機関1に供給される掃気4の排熱を有効に回収することができる。
Further, in the present embodiment, the cooling
図2は、図1に示した排熱回収システムの運転状態を示すグラフである。
図2(a)は、制御回路12が三方切替弁10のみを制御した場合の冷却媒体13の総供給量及び掃気4の温度T1を示し、図2(b)は、制御回路12が三方切替弁10及び制御弁11を制御した場合の冷却媒体13の総供給量及び掃気4の温度T1を示している。
FIG. 2 is a graph showing an operating state of the exhaust heat recovery system shown in FIG.
FIG. 2A shows the total supply amount of the cooling medium 13 and the temperature T1 of the scavenging air 4 when the
図2(a)に示すように、三方切替弁10のみを制御した場合には、冷却媒体13の総供給量が多くなり、掃気4の温度T1が下がり傾向となるが、図2(b)に示すように、三方切替弁10及び制御弁11を制御した場合には、冷却媒体13の総供給量及び掃気4の温度T1ともに、最適な範囲内に制御される。
As shown in FIG. 2A, when only the three-
すなわち、三方切替弁10により凝縮器7を経た作動媒体14の温度T2を最適な温度に制御し、制御弁11により掃気4の温度T1を最適な温度に制御することで、ランキンサイクルによる排熱回収量とディーゼル機関1の運転状態の両方を同時に最適化することができるのである。
That is, the three-
このように、本発明においては、構造を簡素化しつつ、ディーゼル機関1の掃気温度を最適な温度に制御でき、また、冷却媒体13の総量をディーゼル機関1の負荷に関係なく常に最小化でき、冷却媒体13の供給に必要な消費動力を抑制することができる。 As described above, in the present invention, the scavenging temperature of the diesel engine 1 can be controlled to the optimum temperature while simplifying the structure, and the total amount of the cooling medium 13 can always be minimized regardless of the load of the diesel engine 1. The power consumption required for supplying the cooling medium 13 can be suppressed.
さらに、制御装置12は、エアクーラ3からディーゼル機関1に向かう掃気4の温度T1に基づき、三方切替弁10の開度を制御するようにしてもよい。すなわち、制御装置12は、エアクーラ3からディーゼル機関1に向かう掃気4の温度T1が設定温度T1_max以下となるように、三方切替弁10の開度を制御する。
Further, the
このような制御により、掃気4からの排熱が有効に回収され、ディーゼル機関1には、エアクーラ3で適切に冷却された掃気4(設定温度T1_max以下)が供給される。また、凝縮器7への冷却媒体13の供給量が安定し、動力回収装置6により安定的に動力を回収することができる。
By such control, the exhaust heat from the scavenging air 4 is effectively recovered, and the scavenging air 4 (set temperature T1_max or less) appropriately cooled by the
なお、制御装置12は、凝縮器7に供給される冷却媒体13の温度と凝縮器7を経た冷却媒体13の温度との温度差ΔTが基準温度以上となったときには、排熱回収システムの保護のために、循環ポンプ9を停止させるようにしてもよい。
The
このような制御により、排熱回収システムの損傷が抑制される。すなわち、温度差ΔTが基準温度以上であることは、凝縮器7を経た冷却媒体13の温度が高く、作動媒体14の温度が高いことを意味するので、排熱回収システムを構成するシール材が損傷する虞がある。本実施形態では、温度差ΔTが基準温度以上となったときに循環ポンプ9を停止させるので、排熱回収システムの損傷が抑制される。
Such control suppresses damage to the waste heat recovery system. That is, when the temperature difference ΔT is equal to or higher than the reference temperature, it means that the temperature of the cooling medium 13 that has passed through the condenser 7 is high and the temperature of the working
このように循環ポンプ9を停止させたときには、制御装置12は、三方切替弁10及び制御弁11の開度を調整して、冷却媒体13のほぼ全量をエアクーラ3に流す。循環ポンプ9の作動を再開したときには、作動媒体14の温度T2を見ながら、徐々に凝縮器7即に冷却媒体13を流してゆくことになる。これにより、循環ポンプ9の作動の再開時においても、ディーゼル機関1の掃気温度を最適な温度に制御でき、また、冷却媒体13の総量をディーゼル機関1の負荷に関係なく常に最小化でき、冷却媒体13の供給に必要な消費動力を抑制することができる。
When the
〔第2の実施形態〕
図3は、本発明の第2の実施形態の排熱回収システムの構成を示す図である。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an exhaust heat recovery system according to a second embodiment of the present invention.
この排熱回収システムは、図3に示すように、三方切替弁10に代えて、第2制御弁10bを設けて構成してもよい。第2制御弁10bは、冷却媒体供給管13aから分岐された冷却媒体13の凝縮器7への供給量を制御する。この実施形態においては、冷却媒体供給管13aは、三方切替弁10において分岐するのではなく、管そのものが単に分岐している。第2制御弁10bは、冷却媒体供給管13aの分岐部と凝縮器7との間に設けられている。
As shown in FIG. 3, this exhaust heat recovery system may be configured by providing a
制御装置12は、凝縮器7を経た作動媒体14の温度T2が設定温度となるように、第2制御弁10bの開度を制御する。この制御により、前述した第1の実施形態と同様の効果が奏される。
The
〔第3の実施形態〕
図4は、本発明の第3の実施形態の排熱回収システムの構成を示す図である。
[Third Embodiment]
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an exhaust heat recovery system according to a third embodiment of the present invention.
この排熱回収システムは、図4に示すように、エアクーラ3及び凝縮器7に分岐される前の冷却媒体13の流量F1に基づいて制御弁11の開度を制御するようにしてもよい。すなわち、この実施形態では、制御装置12は、エアクーラ3及び凝縮器7に分岐される前の冷却媒体13の流量F1が、エアクーラ3を経た掃気の温度T1が設定温度以下に維持され、かつ、凝縮器7における作動媒体14の冷却凝縮が可能な流量となるように、制御弁11の開度を制御する。この制御により、前述した第1の実施形態と同様の効果が奏される。
As shown in FIG. 4, this exhaust heat recovery system may control the opening degree of the
この実施形態においても、三方切替弁10に代えて第2制御弁10bを設け、制御装置12により、凝縮器7を経た作動媒体14の温度T2が設定温度となるように、第2制御弁10bの開度を制御するようにしてもよい。
Also in this embodiment, the
〔第4の実施形態〕
図5は、本発明の第4の実施形態の排熱回収システムの構成を示す図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an exhaust heat recovery system according to a fourth embodiment of the present invention.
この排熱回収システムは、図5に示すように、エアクーラ3及び凝縮器7に分岐される前の冷却媒体13の温度T3aと、エアクーラ3及び凝縮器7から合流した冷却媒体13の温度T3bとに基づいて制御弁11の開度を制御するようにしてもよい。すなわち、この実施形態では、制御装置12は、エアクーラ3及び凝縮器7に分岐される前の冷却媒体13の温度T3aと、エアクーラ3及び凝縮器7から合流した冷却媒体13の温度T3bとの温度差が、エアクーラ3を経た掃気の温度T1が設定温度以下に維持される温度差となるように、制御弁11の開度を制御する。この制御により、前述した第1の実施形態と同様の効果が奏される。
As shown in FIG. 5, this exhaust heat recovery system includes the temperature T3a of the cooling medium 13 before being branched into the
この実施形態においても、三方切替弁10に代えて第2制御弁10bを設け、制御装置12により、凝縮器7を経た作動媒体14の温度T2が設定温度となるように、第2制御弁10bの開度を制御するようにしてもよい。
Also in this embodiment, the
なお、上述した各実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 It should be noted that each of the above-described embodiments should be considered to be exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the description of the embodiment described above, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1 ディーゼル機関
2 過給機
2a タービン
2b 圧縮機
3 エアクーラ
4 掃気
5 加熱器
6 動力回収装置
6b 発電機
7 凝縮器
8 タンク
9 循環ポンプ
10 三方切替弁
11 制御弁
12 制御装置
13 冷却媒体
14 作動媒体
1
Claims (7)
前記加熱器を経た掃気を冷却するエアクーラと、
前記加熱器を経た作動媒体が供給されることにより発電する動力回収装置と、
前記動力回収装置を経た作動媒体を冷却し凝縮させて前記加熱器に送る凝縮器と、
前記エアクーラ及び前記凝縮器に分岐して冷却媒体を供給する冷却媒体供給管と、
前記エアクーラへの前記冷却媒体の供給量を制御するための制御弁と、
前記制御弁を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記エアクーラを経た掃気の温度が設定温度以下に維持され、かつ、前記エアクーラへの前記冷却媒体の供給量が設定量以下となるように、前記制御弁の開度を制御することを特徴とする排熱回収システム。 A heater that heats the working medium by exchanging heat between the scavenging air supplied to the diesel engine and the working medium.
An air cooler that cools the scavenging air that has passed through the heater,
A power recovery device that generates electricity by supplying an operating medium that has passed through the heater,
A condenser that cools and condenses the working medium that has passed through the power recovery device and sends it to the heater.
A cooling medium supply pipe that branches to the air cooler and the condenser to supply a cooling medium,
A control valve for controlling the supply amount of the cooling medium to the air cooler, and
A control device for controlling the control valve is provided.
The control device controls the opening degree of the control valve so that the temperature of the scavenging air passing through the air cooler is maintained below the set temperature and the amount of the cooling medium supplied to the air cooler is below the set amount. A waste heat recovery system characterized by this.
前記加熱器を経た掃気を冷却するエアクーラと、
前記加熱器を経た作動媒体が供給されることにより発電する動力回収装置と、
前記動力回収装置を経た作動媒体を冷却し凝縮させて前記加熱器に送る凝縮器と、
前記エアクーラ及び前記凝縮器に分岐して冷却媒体を供給する冷却媒体供給管と、
前記エアクーラへの前記冷却媒体の供給量を制御するための制御弁と、
前記制御弁を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記エアクーラ及び前記凝縮器に分岐される前の冷却媒体の流量が、前記エアクーラを経た掃気の温度が設定温度以下に維持され、かつ、前記凝縮器における作動媒体の冷却凝縮が可能な流量となるように、前記制御弁の開度を制御することを特徴とする排熱回収システム。 A heater that heats the working medium by exchanging heat between the scavenging air supplied to the diesel engine and the working medium.
An air cooler that cools the scavenging air that has passed through the heater,
A power recovery device that generates electricity by supplying an operating medium that has passed through the heater,
A condenser that cools and condenses the working medium that has passed through the power recovery device and sends it to the heater.
A cooling medium supply pipe that branches to the air cooler and the condenser to supply a cooling medium,
A control valve for controlling the supply amount of the cooling medium to the air cooler, and
A control device for controlling the control valve is provided.
In the control device, the flow rate of the cooling medium before being branched into the air cooler and the condenser is maintained at a temperature of the scavenging air passing through the air cooler at a set temperature or lower, and the cooling condensation of the working medium in the condenser is performed. An exhaust heat recovery system characterized in that the opening degree of the control valve is controlled so as to obtain a possible flow rate.
前記加熱器を経た掃気を冷却するエアクーラと、
前記加熱器を経た作動媒体が供給されることにより発電する動力回収装置と、
前記動力回収装置を経た作動媒体を冷却し凝縮させて前記加熱器に送る凝縮器と、
前記エアクーラ及び前記凝縮器に分岐して冷却媒体を供給する冷却媒体供給管と、
前記エアクーラへの前記冷却媒体の供給量を制御するための制御弁と、
前記制御弁を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記エアクーラ及び前記凝縮器に分岐される前の冷却媒体の温度と、前記エアクーラ及び前記凝縮器から合流した冷却媒体の温度との温度差が、前記エアクーラを経た掃気の温度が設定温度以下に維持される温度差となるように、前記制御弁の開度を制御することを特徴とする排熱回収システム。 A heater that heats the working medium by exchanging heat between the scavenging air supplied to the diesel engine and the working medium.
An air cooler that cools the scavenging air that has passed through the heater,
A power recovery device that generates electricity by supplying an operating medium that has passed through the heater,
A condenser that cools and condenses the working medium that has passed through the power recovery device and sends it to the heater.
A cooling medium supply pipe that branches to the air cooler and the condenser to supply a cooling medium,
A control valve for controlling the supply amount of the cooling medium to the air cooler, and
A control device for controlling the control valve is provided.
In the control device, the temperature difference between the temperature of the cooling medium before being branched into the air cooler and the condenser and the temperature of the cooling medium merged from the air cooler and the condenser is the temperature of the scavenging air passing through the air cooler. An exhaust heat recovery system characterized in that the opening degree of the control valve is controlled so that the temperature difference is maintained below a set temperature.
前記制御装置は、前記凝縮器を経た作動媒体の温度が設定温度となるように、前記三方切替弁の開度を制御することを特徴とする請求項1、2又は3記載の排熱回収システム。 A three-way switching valve for branching the cooling medium flowing through the cooling medium supply pipe to the air cooler and the condenser and changing the amount of branching to the air cooler and the condenser by adjusting the opening degree is provided.
The exhaust heat recovery system according to claim 1, 2 or 3, wherein the control device controls the opening degree of the three-way switching valve so that the temperature of the operating medium that has passed through the condenser becomes a set temperature. ..
前記制御装置は、前記凝縮器を経た作動媒体の温度が設定温度となるように、前記第2制御弁の開度を制御することを特徴とする請求項1、2又は3記載の排熱回収システム。 A second control valve for controlling the supply amount of the cooling medium branched from the cooling medium supply pipe to the condenser is provided.
The waste heat recovery according to claim 1, 2 or 3, wherein the control device controls the opening degree of the second control valve so that the temperature of the operating medium that has passed through the condenser becomes a set temperature. system.
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