JP6980546B2 - 熱エネルギー回収装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、第1実施形態に係る熱エネルギー回収装置10は、作動媒体のランキンサイクルを利用した発電システムとして構成されている。熱エネルギー回収装置10は、例えば、船舶に搭載される。熱エネルギー回収装置10は、船舶のエンジンEGから排出されて煙突STに向かって排ガス路3を流れる排ガスの熱エネルギーを作動媒体を介して受け取る。そして、熱エネルギー回収装置10は、作動媒体の有するエネルギーを動力回収機26によって電気エネルギーに変換する。なお、エンジンEGは、C重油を燃料として用いてもよいが、これに限られるものではない。
図4本発明の第2実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図7本発明の第3実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図8本発明の第4実施形態を示す。尚、ここでは第2実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図9本発明の第5実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図11本発明の第6実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
12 循環流路
14 ポンプ
16 加熱器
18 膨張機
20 凝縮器
24 蒸発器
26 動力回収機
34 温度検出器
38 制御器
41 運転制御部
42 入熱量制御部
43 酸露点導出部
51 SOX計
53 戻し路
54 流量調整弁
56 バイパス路
57 バイパス弁
61 中間媒体加熱器
62 作動媒体加熱器
63 媒体流路
65 調整弁
Claims (7)
- 排ガス路を流れる排ガスを熱源として、循環流路を流れる作動媒体が加熱される加熱器と、
前記循環流路における前記加熱器の下流側の作動媒体によって駆動される膨張機と、
前記膨張機によって駆動される動力回収機と、
前記膨張機に導入される作動媒体の過熱度を所定範囲に収めるための過熱度制御を行う運転制御部と、
前記排ガス路における前記加熱器の下流側での排ガスの温度を検出する温度検出器と、
前記温度検出器による検出温度が、設定された温度以上に維持されるように、前記加熱器における前記排ガスから前記作動媒体への伝熱量を調整するための制御を行う入熱量制御部と、
前記循環流路内で作動媒体を循環させるポンプと、を備え、
前記ポンプは回転数を調整可能な構成であり、
前記運転制御部は、前記作動媒体の過熱度を導出し、当該導出した過熱度が前記所定範囲の下限値を下回っているときには前記ポンプの回転数を下げる一方、当該導出した過熱度が前記所定範囲の上限値を上回っているときには前記ポンプの回転数を上げる制御を前記過熱度制御として行い、
前記入熱量制御部は、前記加熱器における排ガスから作動媒体への伝熱量が調整されるように前記ポンプの回転数を調整する制御を行い、
前記入熱量制御部は、前記運転制御部による前記過熱度制御が行われているときに前記温度検出器による検出温度が前記設定された温度以上であるか否かを判定し、前記検出温度が前記設定された温度以上である場合には前記運転制御部による前記過熱度制御を継続させる一方、前記検出温度が前記設定された温度未満である場合には前記加熱器において前記排ガスから前記作動媒体に放出させる熱量を減少させるための前記ポンプの回転数の制御を前記過熱度制御に優先して行い、そのポンプの回転数の制御により前記検出温度が前記設定された温度以上になったときには当該ポンプの回転数の制御を前記運転制御部による前記過熱度制御に復帰させる、熱エネルギー回収装置。 - 前記排ガス路における前記加熱器の下流側での排ガス中の硫黄酸化物の含有割合を測定するSOX計を備え、
前記入熱量制御部は、前記温度検出器による検出結果及び前記SOX計による測定結果に基づいて、前記検出温度が前記設定された温度としての前記排ガスの酸露点以上に維持されるように、前記伝熱量を調整するための制御を行う、請求項1に記載の熱エネルギー回収装置。 - 前記排ガス路における前記加熱器の下流側での排ガス中の硫黄酸化物の含有割合を測定するSOX計と、
前記SOX計による測定値に基づいて、前記排ガス路における前記加熱器の下流側での排ガスの酸露点を導出する酸露点導出部と、を備え、
前記入熱量制御部は、前記酸露点導出部によって導出された酸露点を前記設定された温度として、前記検出温度が前記温度以上に維持されるように、前記伝熱量を調整するための制御を行う、請求項1に記載の熱エネルギー回収装置。 - 前記SOX計は、排ガス中の硫黄酸化物の重量%を測定するように構成されており、
前記酸露点導出部は、硫黄酸化物の重量%と排ガスの酸露点との関係を記憶した記憶部を含み、前記記憶部に記憶された関係と前記SOX計による測定結果とを用いて排ガスの酸露点を導出するように構成されている、請求項3に記載の熱エネルギー回収装置。 - 排ガス路を流れる排ガスを熱源として、循環流路を流れる作動媒体が加熱される加熱器と、
前記循環流路における前記加熱器の下流側の作動媒体によって駆動される膨張機と、
前記膨張機によって駆動される動力回収機と、
前記膨張機に導入される作動媒体の過熱度を所定範囲に収めるための過熱度制御を行う運転制御部と、
前記排ガス路における前記加熱器の下流側での排ガスの温度を検出する温度検出器と、
前記温度検出器による検出温度が、設定された温度以上に維持されるように、前記加熱器における前記排ガスから前記作動媒体への伝熱量を調節するための制御を行う入熱量制御部と、
前記加熱器をバイパスするバイパス路と、
前記バイパス路を開閉するバイパス弁と、
前記循環流路内で作動媒体を循環させるポンプと、を備えており、
前記ポンプは回転数を調整可能な構成であり、
前記運転制御部は、前記作動媒体の過熱度を導出し、当該導出した過熱度が前記所定範囲の下限値を下回っているときには前記ポンプの回転数を下げる一方、当該導出した過熱度が前記所定範囲の上限値を上回っているときには前記ポンプの回転数を上げる制御を前記過熱度制御として行い、
前記入熱量制御部は、前記温度検出器による検出温度が前記設定された温度以上に維持されるように前記加熱器における排ガスから作動媒体への伝熱量を調整するための前記バイパス弁の制御を行い、
前記入熱量制御部は、前記運転制御部による前記過熱度制御が行われているときに前記温度検出器による検出温度が前記設定された温度以上であるか否かを判定し、前記検出温度が前記設定された温度以上である場合には前記バイパス弁を閉じて前記運転制御部による前記過熱度制御を継続させる一方、前記検出温度が前記設定された温度未満である場合には前記加熱器における前記排ガスから前記作動媒体への伝熱量が減少するように前記バイパス弁を開いて前記加熱器に流入する作動媒体量を減少させる制御を行い、その制御により前記検出温度が前記設定された温度以上になったときには前記バイパス弁を閉じて前記運転制御部による前記過熱度制御を復帰させる、熱エネルギー回収装置。 - 前記加熱器は、前記排ガス路及び前記循環流路に接続された熱交換器によって構成されている、請求項1から5の何れか1項に記載の熱エネルギー回収装置。
- 前記加熱器は、前記排ガス路を流れる排ガスによって媒体流路を流れる中間媒体を加熱する中間媒体加熱器と、前記中間媒体加熱器で加熱された中間媒体によって前記作動媒体を加熱する作動媒体加熱器と、を備え、
前記温度検出器は、前記排ガス路における前記中間媒体加熱器の下流側での排ガスの温度を検出するように構成されている、請求項1から5の何れか1項に記載の熱エネルギー回収装置。
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