JPH0517441B2 - - Google Patents
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- JPH0517441B2 JPH0517441B2 JP59006831A JP683184A JPH0517441B2 JP H0517441 B2 JPH0517441 B2 JP H0517441B2 JP 59006831 A JP59006831 A JP 59006831A JP 683184 A JP683184 A JP 683184A JP H0517441 B2 JPH0517441 B2 JP H0517441B2
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Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
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- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、船舶の内燃機関の排熱を有効に回収
して再利用するための二系統式廃熱回収システム
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a two-system waste heat recovery system for effectively recovering and reusing exhaust heat from an internal combustion engine of a ship.
従来技術
従来の船舶主デイーゼル機関の廃熱回収システ
ムは、主機関排気ガスエネルギと掃気エネルギを
利用して排ガスエコノマイザが発生した水蒸気で
ターボ発電機を動作させている。しかし、従来の
システムでは、廃熱回収により発生した水蒸気に
より、船内所要電力を賄うターボ発電機の駆動だ
けでなく、燃料油タンク加熱、燃料油加熱器加熱
等の船内雑用加熱も行つている。即ち、廃熱回収
した熱量の全てをターボ発電機駆動に使用できな
いため、ターボ発電機により発生する電力は相対
的に小さく、かなり大馬力の主機関でないと船内
電力を全て賄うことができない。そのため、中馬
力、小馬力の主機関ではこの排ガスエコノマイ
ザ・ターボ発電機廃熱回収システムを有効に使用
出来ず、低出力船舶では省エネルギがなされてい
なかつた。Prior Art A conventional waste heat recovery system for a ship's main diesel engine uses the main engine exhaust gas energy and scavenging energy to operate a turbo generator with water vapor generated by an exhaust gas economizer. However, in conventional systems, the steam generated by waste heat recovery is used not only to drive the turbo generators that provide the necessary electricity onboard the ship, but also to heat the ship's miscellaneous tasks such as heating the fuel oil tanks and fuel oil heaters. That is, since not all of the recovered waste heat can be used to drive the turbo generator, the electric power generated by the turbo generator is relatively small, and only a main engine with a fairly large horsepower can cover all of the onboard electric power. For this reason, the exhaust gas economizer/turbo generator waste heat recovery system cannot be used effectively in main engines with medium or small horsepower, and low-power ships are not able to save energy.
そこで、内燃機関の廃熱回収効率を高めるため
に液冷式内燃機関のシリンダジヤケツト冷却液か
らも廃熱回収することが考えられるが、現状の内
燃機関シリンダジヤケツト冷却は、水で行なわれ
ており、その冷却温度レベルは、機関出口で80〜
85℃程度である。しかし、そのような低温では十
分な熱エネルギを回収できない。 Therefore, in order to improve the waste heat recovery efficiency of internal combustion engines, it is possible to recover waste heat from the cylinder jacket coolant of liquid-cooled internal combustion engines, but currently internal combustion engine cylinder jacket cooling is performed using water. The cooling temperature level is 80~80℃ at the engine outlet.
The temperature is about 85℃. However, sufficient thermal energy cannot be recovered at such low temperatures.
廃熱回収及び廃熱利用を考えると、機関出口温
度が130〜140℃以上の高温冷却とする必要がある
が、冷却媒体に水を用いると、沸騰を防止する為
に、加圧する必要があり、機関強度設計上問題と
なる。 Considering waste heat recovery and waste heat utilization, it is necessary to cool the engine at a high temperature with an engine outlet temperature of 130 to 140 degrees Celsius or higher, but if water is used as the cooling medium, it must be pressurized to prevent boiling. , which poses a problem in terms of engine strength design.
発明の目的
そこで、本発明は、低出力船舶においても省エ
ネルギを実現できる廃熱回収システムを提供せん
とするものである。OBJECT OF THE INVENTION Therefore, it is an object of the present invention to provide a waste heat recovery system that can realize energy savings even in low-power ships.
更に具体的に述べるならば、本発明は、従来の
内燃機関を特別改良することなく内燃機関冷却液
からの廃熱回収を可能にして、内燃機関の掃気ガ
ス・排ガスと冷却液の両方より廃熱回収して総合
熱効率を高めた廃熱回収システムを提供せんとす
るものである。 More specifically, the present invention makes it possible to recover waste heat from the internal combustion engine coolant without making any special improvements to conventional internal combustion engines, thereby recovering waste heat from both the scavenging gas/exhaust gas and the coolant of the internal combustion engine. The aim is to provide a waste heat recovery system that recovers heat and improves overall thermal efficiency.
発明の構成
すなわち、本発明によるならば、水より沸点が
十分高い冷却液による船舶の主内燃機関シリンダ
冷却ジヤケツトの高温冷却方式を採用し、その高
温冷却液より廃熱を回収してその熱エネルギを雑
用加熱源として利用し、従来の水蒸気による主機
関掃気、排ガスの廃熱回収システムとの組合せに
より省エネルギ化を更に促進し、総合熱効率を高
める。Structure of the Invention That is, according to the present invention, a high-temperature cooling method for the cylinder cooling jacket of a main internal combustion engine of a ship is adopted using a coolant whose boiling point is sufficiently higher than that of water, and waste heat is recovered from the high-temperature coolant to generate heat energy. By using this system as a heating source for miscellaneous tasks, and combining it with conventional main engine scavenging using steam and exhaust gas waste heat recovery systems, energy savings will be further promoted and overall thermal efficiency will be increased.
従つて、本発明は、二系統式ともいうべき方式
の廃熱回収システムを実現している。 Therefore, the present invention realizes a waste heat recovery system that can be called a two-system system.
更に具体的に述べるならば、本発明による船舶
機関の二系統式廃熱回収システムは、船舶の主機
関である液冷式の内燃機関と、給水タンクより冷
却水を供給する給水ポンプと、該給水ポンプより
の前記冷却水を受けて前記内燃機関への空気を冷
却する空気冷却器と、該空気冷却聞から排出され
た加熱された前記冷却水を受けて該冷却水により
前記内燃機関からの排ガスを冷却する排ガスエコ
ノマイザと、該排ガスエコノマイザにおける前記
冷却水の排ガス冷却により発生した蒸気の全てを
受けて駆動されるターボ発電機と、水よりも沸点
の高い冷却液を前記内燃機関のシリンダ冷却ジヤ
ケツトに供給する循環ポンプと、前記内燃機関の
シリンダ冷却ジヤケツトから排出される加熱され
た前記冷却液を受ける一方、熱交換済の前記冷却
液を前記循環ポンプへ送る熱交換式加熱装置とを
具備して構成されている。 More specifically, the two-system waste heat recovery system for a marine engine according to the present invention includes a liquid-cooled internal combustion engine that is the main engine of the vessel, a water supply pump that supplies cooling water from a water supply tank, and a water supply pump that supplies cooling water from a water supply tank. an air cooler that receives the cooling water from the water supply pump to cool the air to the internal combustion engine; and an air cooler that receives the heated cooling water discharged from the air cooling chamber and uses the cooling water to cool the air from the internal combustion engine. an exhaust gas economizer that cools exhaust gas; a turbo generator driven by receiving all of the steam generated by cooling the exhaust gas with the cooling water in the exhaust gas economizer; The engine is equipped with a circulation pump that supplies the jacket to the cylinder cooling jacket, and a heat exchange type heating device that receives the heated coolant discharged from the cylinder cooling jacket of the internal combustion engine and sends the coolant that has undergone heat exchange to the circulation pump. It is configured as follows.
実施例
以下添付図面を参照して本発明による二系統式
廃熱回収システムの実施例を説明する。Embodiments Hereinafter, embodiments of the dual-system waste heat recovery system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第１図は、本発明による内燃機関のための二系
統式廃熱回収システムの一実施例の系統図であ
る。 FIG. 1 is a system diagram of an embodiment of a dual-system waste heat recovery system for an internal combustion engine according to the present invention.
図示のシステムにおいて、例えば船舶の主デイ
ーゼル機関１へ、主機関空気冷却器２を介して掃
気用空気が供給される。この空気冷却器は、通常
140℃前後の空気を45℃前後まで冷却する。また、
主デイーゼル機関１からの排ガスは、通常260℃
前後あり、排ガスエコノマイザ３へ送り込まれ
る。 In the illustrated system, scavenging air is supplied to a main diesel engine 1 of a ship, for example, via a main engine air cooler 2 . This air cooler is usually
Cools air around 140℃ to around 45℃. Also,
The exhaust gas from the main diesel engine 1 is normally 260℃
It is sent to the exhaust gas economizer 3.
一方、給水タンク１０に貯蔵されている冷却水
は、給水ポンプ５によつて空気冷却器２の高温部
へ供給される。そして、空気冷却器２において、
主デイーゼル機関１へ送られる空気との熱交換に
より加熱された冷却水は、排ガスエコノマイザ３
へ送られる。この排ガスエコノマイザ３におい
て、空気冷却器２において既に或る程度加熱され
た冷却水が、260℃前後の排ガスと熱交換されて
水蒸気に変換される。その水蒸気の中の高圧水蒸
気はターボ発電機７へ直接供給される。一方、低
圧水蒸気は、低圧蒸気分離器６へ供給されて気液
分離され、蒸気のみがターボ発電機７へ供給され
る。 On the other hand, the cooling water stored in the water supply tank 10 is supplied to the high temperature section of the air cooler 2 by the water supply pump 5. Then, in the air cooler 2,
The cooling water heated by heat exchange with the air sent to the main diesel engine 1 is sent to the exhaust gas economizer 3
sent to. In the exhaust gas economizer 3, the cooling water that has already been heated to some extent in the air cooler 2 is converted into water vapor by exchanging heat with the exhaust gas at about 260°C. High-pressure steam in the steam is directly supplied to the turbo generator 7. On the other hand, the low-pressure steam is supplied to the low-pressure steam separator 6 and separated into gas and liquid, and only steam is supplied to the turbo generator 7.
ターボ発電機７を駆動した水蒸気は、復水器８
へ送られて水に戻され、復水ポンプ９により給水
タンク１０へ送られて回収される。しかし、水蒸
気を回収する必要がない場合、ターボ発電機７よ
りの水蒸気をそのまま大気へ放出してもよい。 The steam that drove the turbo generator 7 is transferred to the condenser 8
It is sent to the water supply tank 10 by the condensate pump 9 and recovered. However, if there is no need to recover the water vapor, the water vapor from the turbo generator 7 may be released directly into the atmosphere.
一方、主デイーゼル機関１のシリンダ冷却ジヤ
ケツト１２へは、無色透明で腐食性がなく沸点
197℃のエチレングリコールのような、水よりも
沸点の高い冷却水が循環ポンプ１１から供給され
る。 On the other hand, the cylinder cooling jacket 12 of the main diesel engine 1 is colorless and transparent, non-corrosive, and has a boiling point.
Cooling water having a boiling point higher than water, such as 197° C. ethylene glycol, is supplied from the circulation pump 11.
シリンダ冷却ジヤケツト１２へ供給されるこの
冷却液は、以下サーマルオイルと称するが、沸点
が水より相当高く、常温で液体となつており且つ
粘性抵抗が水と比べて高くなく、シリンダ冷却ジ
ヤケツトに対して腐食性がない液体であれば、オ
イルに限らずどのような液体でもよい。 This cooling fluid supplied to the cylinder cooling jacket 12, hereinafter referred to as thermal oil, has a boiling point considerably higher than that of water, is a liquid at room temperature, and has a viscous resistance that is not as high as that of water, making it suitable for the cylinder cooling jacket. Any liquid other than oil may be used as long as it is not corrosive.
そのサーマルオイルは、シリンダ冷却ジヤケツ
トを通る際に130〜140℃に加熱されて三方弁１３
Ａを介して分配用マニホルド３０Ａに供給され
る。 The thermal oil is heated to 130 to 140°C as it passes through the cylinder cooling jacket, and is heated to 130 to 140°C.
A to the distribution manifold 30A.
この分配用マニホルド３０Ａには、第１図に示
すように、主機関燃料油加熱器１７、造水装置１
８、燃料油タンク１９、燃料油清浄機加熱器２
０、Ｃ重油サービスタンク２１、Ｃ重油澄タンク
２２、Ａ重油タンク２３、潤滑油清浄機加熱器２
４、カロリフアイアー２５、スラツジタンク２
６、雑用熱交換式加熱器２７、居住区暖房器２
８、および居住区サービス用熱交換式加熱器２９
等の熱交換式加熱装置が接続されている。それら
熱交換式加熱装置で熱放出して冷却したサーマル
オイルは、集合用マニホルド３０Ｂにより集めら
れて三方弁１４Ａを介して循環ポンプ１１へ戻さ
れる。 As shown in FIG. 1, this distribution manifold 30A includes a main engine fuel oil heater 17, a fresh water generator 1
8, Fuel oil tank 19, Fuel oil purifier heater 2
0, C heavy oil service tank 21, C heavy oil clarifying tank 22, A heavy oil tank 23, lubricating oil purifier heater 2
4, Calorie Air 25, Sludge Tank 2
6. Miscellaneous heat exchange heater 27, living area heater 2
8, and heat exchange type heater 29 for residential area service.
A heat exchange heating device such as the following is connected. Thermal oil cooled by releasing heat in these heat exchange type heating devices is collected by a collection manifold 30B and returned to the circulation pump 11 via a three-way valve 14A.
集合用マニホルド３０Ｂの出口側と三方弁１４
Ａとの間には、サーマルオイル冷却器１４が接続
されている。このサーマルオイル冷却器１４は、
サーマルオイルを常に一定の温度以下にして主デ
イーゼル機関１のシリンダ冷却ジヤケツト１２へ
供給するために、サーマルオイルが余分な熱を除
去するものである。このように一定温度以下のサ
ーマルオイルをシリンダ冷却ジヤケツト１２へ供
給することにより、シリンダよりの吸熱量をほぼ
一定値以上に保つことができる。 The outlet side of the collection manifold 30B and the three-way valve 14
A thermal oil cooler 14 is connected between A and A. This thermal oil cooler 14 is
Thermal oil removes excess heat in order to keep the temperature of the thermal oil below a certain level and supply it to the cylinder cooling jacket 12 of the main diesel engine 1. By supplying thermal oil below a certain temperature to the cylinder cooling jacket 12 in this manner, the amount of heat absorbed from the cylinder can be maintained at a substantially constant value or above.
それ故、熱交換式加熱装置１７より２９までの
全てが使用されてサーマルオイルが十分に冷却さ
れている場合は、サーマルオイル冷却器１４をバ
イパスするように三方弁１４Ａを操作し、反対
に、集合用マニホルド３０Ｂからのサーマルオイ
ルが一定温度以上のときは、三方弁１４Ａを操作
してサーマルオイル冷却器１４を通して循環ポン
プ１１へ戻す。 Therefore, when all of the heat exchange heating devices 17 to 29 are used and the thermal oil is sufficiently cooled, the three-way valve 14A is operated to bypass the thermal oil cooler 14, and vice versa. When the temperature of the thermal oil from the collecting manifold 30B is higher than a certain temperature, the three-way valve 14A is operated to return the thermal oil to the circulation pump 11 through the thermal oil cooler 14.
主デイーゼル機関１のシリンダ冷却ジヤケツト
１２の入口と出口とは、弁１２Ａで短絡できるよ
うになされている。更に、シリンダ冷却ジヤケツ
ト１２の出口は、サーマルオイル膨張タンク１５
にも接続されている。このサーマルオイル膨張タ
ンク１５は、サーマルオイルの余分な圧力を逃す
ための膨張バツフアとして機能する。サーマルオ
イル膨張タンク１５の出口は、集合用マニホルド
３０Ｂの出口に接続され、更に、サーマルオイル
タンク１６に接続されている。そのサーマルオイ
ルタンク１６は、サーマルオイル循環ポンプ１１
の入口に接続されている。 The inlet and outlet of the cylinder cooling jacket 12 of the main diesel engine 1 can be short-circuited by a valve 12A. Furthermore, the outlet of the cylinder cooling jacket 12 is connected to a thermal oil expansion tank 15.
is also connected. This thermal oil expansion tank 15 functions as an expansion buffer for releasing excess pressure of thermal oil. The outlet of the thermal oil expansion tank 15 is connected to the outlet of the collection manifold 30B, and further connected to the thermal oil tank 16. The thermal oil tank 16 is connected to the thermal oil circulation pump 11.
connected to the entrance.
なお、主デイーゼル機関が休止しているとき又
は主デイーゼル聞かの廃熱量がすくないとき、タ
ーボ発電機７と熱交換式加熱装置１７〜２９を動
作させるために補助ボイラ４が設けられている。
この補助ボイラ４は、排ガスエコノマイザ３を介
してターボ発電機７へ水蒸気を供給する。更に、
その補助ボイラ４から水蒸気を熱源として受ける
補助サーマルオイル加熱装置１３が設けられてい
る。この補助サーマルオイル加熱装置１３の入口
は、弁１２Ａの出口に接続され、出口は三方弁１
３Ａに接続されている。 Note that an auxiliary boiler 4 is provided to operate the turbo generator 7 and the heat exchange type heating devices 17 to 29 when the main diesel engine is at rest or when the amount of waste heat from the main diesel engine is low.
This auxiliary boiler 4 supplies steam to the turbo generator 7 via the exhaust gas economizer 3. Furthermore,
An auxiliary thermal oil heating device 13 is provided which receives steam from the auxiliary boiler 4 as a heat source. The inlet of this auxiliary thermal oil heating device 13 is connected to the outlet of the valve 12A, and the outlet is connected to the three-way valve 1.
Connected to 3A.
以上の如き二系統式廃熱回収システムは、次の
如く動作する。 The two-system waste heat recovery system as described above operates as follows.
主デイーゼル機関１が動作するときは、補助ボ
イラ４は使用されず、また、弁１２Ａは閉じられ
る。更に、三方弁１３Ａは、シリンダ冷却ジヤケ
ツト１２の出口を分配用マニホルド３０Ａに短絡
する状態におく。なお、三方弁１４Ａは、熱交換
式加熱装置１７〜２９の使用状況等に合わせて、
サーマルオイル冷却器１４を使用する状態又は使
用しない状態におく。 When the main diesel engine 1 operates, the auxiliary boiler 4 is not used and the valve 12A is closed. Additionally, three-way valve 13A shorts the outlet of cylinder cooling jacket 12 to distribution manifold 30A. In addition, the three-way valve 14A is adjusted according to the usage conditions of the heat exchange type heating devices 17 to 29.
The thermal oil cooler 14 is placed in a state in which it is used or in a state in which it is not used.
この状態において、水蒸気によつて廃熱回収す
る系統にあつては、給水タンク１０の冷却水は、
給水ポンプ５により空気冷却器２の高温部及び排
ガスエコノマイザ３に送られ、主デイーゼル機関
１の掃気、排ガスの廃熱回収を行つて蒸気化され
る。そして、排ガスエコノマイザ３と低圧蒸気分
離器６からの水蒸気は、ターボ発電機７を駆動
し、船内所要電力を賄う。ターボ発電機７から排
出された水蒸気は、復水器８で復水され、復水ポ
ンプ９により給水タンク１０へ送られる。以上に
より、水蒸気ランキンサイクルが構成される。 In this state, in a system that recovers waste heat using steam, the cooling water in the water tank 10 is
The water is sent to the high temperature section of the air cooler 2 and the exhaust gas economizer 3 by the feed water pump 5, scavenges the main diesel engine 1, recovers waste heat from the exhaust gas, and is vaporized. The steam from the exhaust gas economizer 3 and the low-pressure steam separator 6 drives the turbo generator 7 and supplies the necessary power in the ship. Steam discharged from the turbo generator 7 is condensed in a condenser 8 and sent to a water supply tank 10 by a condensate pump 9. The above constitutes a steam Rankine cycle.
一方、サーマルオイルによつて廃熱回収する系
統にあつては、サーマルオイルは、循環ポンプ１
１により主デイーゼル機関シリンダ冷却ジヤケツ
ト１２を高温冷却することにより、主デイーゼル
機関シリンダから廃熱回収を行う。そのようにし
て高温になつたサーマルオイルによつて、主機関
燃料油加熱器１７から居住区サービス用熱交換式
加熱器２９までの船内所要雑用加熱を行う。 On the other hand, in a system that uses thermal oil to recover waste heat, the thermal oil is used in the circulation pump 1.
1, the main diesel engine cylinder cooling jacket 12 is cooled to a high temperature, thereby recovering waste heat from the main diesel engine cylinder. The thermal oil heated to a high temperature in this manner heats the necessary chores in the ship from the main engine fuel oil heater 17 to the accommodation area service heat exchange type heater 29.
主デイーゼル機関１の停止時は、補助ボイラ４
が使用され、弁１２Ａは開放され、三方弁１３Ａ
は、弁１２Ａからのサーマルオイルが補助サーマ
ルオイル加熱装置１３を通つて分配用マニホルド
３０Ａへ供給される。 When the main diesel engine 1 is stopped, the auxiliary boiler 4
is used, valve 12A is opened, and three-way valve 13A is opened.
Thermal oil from valve 12A is supplied to distribution manifold 30A through auxiliary thermal oil heating device 13.
以上の如く、主機関空気冷却器、排ガスエコノ
マイザにより廃熱回収して発生させた水蒸気で船
内所要雑用加熱を行つて、残りの水蒸気でターボ
発電機を駆動していた従来例と異なり、上記実施
例においては、船内所要雑用加熱は、全てサーマ
ルオイルによるジヤケツト廃熱によりなされるの
で、主機空気冷却器、排ガスエコノマイザで発生
した水蒸気は、全てターボ発電機駆動に使用する
ことが可能となる。 As described above, unlike the conventional example in which the steam generated by recovering waste heat from the main engine air cooler and exhaust gas economizer is used to heat the necessary chores inside the ship, and the remaining steam is used to drive the turbo generator, the above implementation is different. In this example, all the necessary heating for the inside of the ship is done by jacket waste heat from thermal oil, so all the steam generated by the main engine air cooler and exhaust gas economizer can be used to drive the turbo generator.
第２図は、二段圧力式排ガスエコノマイザにお
ける温度−熱量線図の一例を示す。 FIG. 2 shows an example of a temperature-calorie diagram in a two-stage pressure type exhaust gas economizer.
従来の方式では、回収熱量Ａで高圧加熱蒸気を
発生させターボ発電機を駆動し、回収熱量Ｂで低
圧飽和蒸気を発生させ、船内所要雑用加熱を行つ
ていた。 In the conventional system, the recovered heat amount A generates high-pressure heating steam to drive a turbo generator, and the recovered heat amount B generates low-pressure saturated steam to heat the necessary chores inside the ship.
本発明によれば、内燃機関のシリンダ冷却ジヤ
ケツト廃熱で船内所要雑用加熱を賄うので、回収
熱量Ｃ（＝Ａ＋Ｂ）で発生させた高圧加熱蒸気と
低圧飽和蒸気との両方をターボ発電機駆動に使用
できる。 According to the present invention, since the cylinder cooling jacket waste heat of the internal combustion engine is used to cover the necessary heating for the inside of the ship, both the high pressure heated steam and the low pressure saturated steam generated by the recovered heat amount C (=A + B) are used to drive the turbo generator. Can be used.
第３図は、主機関出力に対応したターボ発電機
出力を示す。第３図において、W1は船内所要電
力を示し、W2は従来方式のターボ発電出力、W3
は、本発明による水蒸気−サーマルオイル二系統
式廃熱回収システムによるターボ発電機出力を示
す。第３図よりわかる如く、水蒸気−サーマルオ
イル二系統式廃熱回収システムでは、主機出力
12.000psクラスで約120kw発生電力が増加（従来
システムと比べ発生電力は約45％増加）し、従来
システムでは、船内所要電力を賄うことが出来な
かつた中、低馬力の主機関出力に対しても、十分
に賄うことができ、船内省エネルギに大きく貢献
することができる。 FIG. 3 shows the turbo generator output corresponding to the main engine output. In Figure 3, W 1 indicates the required power on board, W 2 is the conventional turbo power generation output, and W 3
shows the turbo generator output by the steam-thermal oil dual system waste heat recovery system according to the present invention. As can be seen from Figure 3, in the steam-thermal oil dual system waste heat recovery system, the main engine output
Approximately 120kw of power generation has increased in the 12,000ps class (approximately 45% increase in power generation compared to the conventional system), and while the conventional system was unable to cover the required power onboard the ship, This can make a significant contribution to onboard energy conservation.
発明の効果
以上説明したことから明らかなように、本発明
による二系統式廃熱回収システムにおいては、主
内燃機関のシリンダ冷却ジヤケツトを、水より沸
点の高い冷却液により高温冷却して廃熱回収し、
その回収した廃熱を用いて、燃料油タンク加熱等
の船内所要雑用加熱を行う一方、従来の排ガスエ
コノマイザ・ターボ発電機システムと同様に、主
機掃気エネルギ、排ガスエネルギの廃熱回収を行
つて水蒸気を発生させ、その水蒸気によりターボ
発電機を駆動している。Effects of the Invention As is clear from the above explanation, in the dual-system waste heat recovery system according to the present invention, the cylinder cooling jacket of the main internal combustion engine is cooled at a high temperature with a coolant having a boiling point higher than that of water to recover waste heat. death,
The recovered waste heat is used to heat the ship's miscellaneous tasks such as heating the fuel oil tanks, while at the same time, similar to conventional exhaust gas economizer/turbo generator systems, the waste heat from the main engine scavenging air and exhaust gas energy is recovered to generate water vapor. This steam generates water vapor that drives a turbo generator.
このように本発明においては、主内燃機関のジ
ヤケツト冷却媒体に、沸点が高く、高温熱安定性
の良い冷却液を使用するため、大気圧で高温冷却
システムを適用することができるので、従来の内
燃機関の機関強度を高める等の改良を一切必要と
せずに従来の内燃機関をそのまま使用して、内燃
機関の冷却液より効率的に廃熱回収をすることが
でき、その回収熱により船内所要雑用加熱を行う
ことができる。 In this way, in the present invention, a coolant with a high boiling point and good high temperature thermal stability is used as the jacket coolant for the main internal combustion engine, so a high temperature cooling system can be applied at atmospheric pressure. Conventional internal combustion engines can be used as they are without the need for any improvements such as increasing the strength of the internal combustion engine, and waste heat can be recovered more efficiently than the internal combustion engine's coolant, and the recovered heat can be used to reduce the onboard requirements. Can perform heating chores.
それ故、本発明においては、発生した水蒸気
は、従来システムとは異なり、全量ターボ発電機
駆動に使用でき、発生電力量を増大することがで
き、低出力船舶においても、船内所要電力を賄う
ことができる。 Therefore, in the present invention, unlike conventional systems, all of the generated water vapor can be used to drive the turbo generator, increasing the amount of generated power, and even in low-power ships, it is possible to cover the required power on board. I can do it.
従つて、本発明によれば、低出力船舶におい
て、内燃機関の廃熱利用による省エネルギを実現
できる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to realize energy saving by utilizing waste heat of an internal combustion engine in a low-power ship.
なお、本発明の二系統式廃熱回収システムは、
船舶に限らず、陸上で使用される内燃機関の廃熱
回収システムとしても効果的に使用できることは
当業者にとつては明らかであろう。 In addition, the dual system waste heat recovery system of the present invention is
It will be clear to those skilled in the art that it can be effectively used not only in ships but also as a waste heat recovery system for internal combustion engines used on land.
第１図は、本発明による内燃機関のための二系
統式廃熱回収システムの一実施例の系統図、第２
図は、排ガスエコノマイザの温度−熱量線図の一
例を示すグラフ、そして、第３図は、主機関出力
とターボ発電機出力との関係を示すグラフであ
る。
（主な参照番号）、１……主デイーゼル機関、
２……空気冷却器、３……排ガスエコノマイザ、
４……補助ボイラ、５……給水ポンプ、６……低
圧蒸気分離器、７……ターボ発電機、８…復水
器、９……復水ポンプ、１０……給水タンク、１
１……循環ポンプ、１２……主デイーゼル機関シ
リンダ冷却ジヤケツト、１３……補助サーマルオ
イル加熱器、１４……サーマルオイル冷却器、１
５……サーマルオイル膨張タンク、１６……サー
マルオイルタンク、１７……主機関燃料油加熱
器、１８……造水装置、１９……燃料油タンク、
２０……燃料油清浄機加熱器、２１……Ｃ重油サ
ービスタンク、２２……Ｃ重油澄タンク、２３…
…Ａ重油タンク、２４……潤滑油清浄機加熱器、
２５……カロリフアイアー、２６……スラツジタ
ンク、２７……雑用熱交換式加熱器、２８……居
住区暖房器、２９……居住区サービス用熱交換式
加熱器。
FIG. 1 is a system diagram of an embodiment of a dual-system waste heat recovery system for an internal combustion engine according to the present invention;
The figure is a graph showing an example of a temperature-calorie diagram of an exhaust gas economizer, and FIG. 3 is a graph showing the relationship between the main engine output and the turbo generator output. (main reference number), 1...main diesel engine,
2...Air cooler, 3...Exhaust gas economizer,
4...Auxiliary boiler, 5...Water pump, 6...Low pressure steam separator, 7...Turbo generator, 8...Condenser, 9...Condensate pump, 10...Water tank, 1
1...Circulation pump, 12...Main diesel engine cylinder cooling jacket, 13...Auxiliary thermal oil heater, 14...Thermal oil cooler, 1
5... Thermal oil expansion tank, 16... Thermal oil tank, 17... Main engine fuel oil heater, 18... Water generator, 19... Fuel oil tank,
20...Fuel oil purifier heater, 21...C heavy oil service tank, 22...C heavy oil clarifying tank, 23...
...A heavy oil tank, 24...Lubricating oil purifier heater,
25...Calorific fire, 26...Sludge tank, 27...Miscellaneous heat exchange type heater, 28...Residence area heater, 29...Residence area service heat exchange type heater.
Claims (1)
液を使用する冷却式内燃機関と、 該冷却液を該内燃機関のシリンダ冷却ジヤケツ
トに供給する循環ポンプ、および、該シリンダ冷
却ジヤケツトから排出された該冷却液を熱交換に
供した後該循環ポンプへ送る熱交換式加熱装置を
含む該冷却液を使用した第１の廃熱回収系と、 給水タンクより冷却水を供給する給水ポンプ、
該内燃機関へ供給される空気を該冷却水により冷
却する空気冷却器、該内燃機関から排出される排
ガスを該空気冷却器から排出される該冷却水によ
り冷却する排ガスエコノマイザ、および、該排ガ
スエコノマイザにおいて発生した水蒸気により駆
動されるターボ発電機を含む該冷却水を使用した
第２の廃熱回収系とを備えた二系統式廃熱回収シ
ステムであつて、 該ターボ発電機が、該冷却水から発生した水蒸
気の全てにより駆動されていることを特徴とする
船舶機関の二系統式廃熱回収システム。 ２ 前記第１廃熱回収系における前記熱交換式加
熱装置が、主機関燃料油加熱器、造水装置、熱量
油タンク、燃料油清浄機加熱器、Ｃ重油サービス
タンク、Ｃ重油澄タンク、Ａ重油タンク、潤滑油
清浄機加熱器、カロリフアイアー、スラツジタン
ク、雑用熱交換式加熱器、住居区暖房器、および
住居区サービス用熱交換式加熱器のうちの少なく
とも１つを包含していることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載された船舶機関の二系統式
廃熱回収システム。 ３ 前記第１敗熱回収系が、前記循環ポンプへ送
られる前記冷却水の温度を所定の温度よりも低く
する冷却器を備えることを特徴とする特許請求の
範囲第１項または第２項記載された船舶機関の二
系統廃熱回収システム。 ４ 前記第２廃熱回収系が、前記排ガスエコノマ
イザにおいて発生した水蒸気のうち、高圧水蒸気
を前記ターボ発電機へ直接送り、低圧水蒸気を低
圧蒸気分離器を介して該ターボ発電機へ送るよう
に構成されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項から第３項までのいずれか１項に記載さ
れた船舶機関の二系統式廃熱回収システム。 ５ 前記第２廃熱回収系が、前記ターボ発電機か
ら排出された水蒸気を復水器で復水し、更に復水
ポンプにより前記給水タンクへ戻すように構成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
から第４項までのいずれか１項に記載された船舶
機関の二系統式廃熱回収システム。 ６ 前記内燃機関の休止時に水蒸気を発生する補
助ボイラを備え、 前記第１廃熱回収系において、前記内燃機関と
前記熱交換式加熱装置との間に接続可能に設けら
れた補助冷却液加熱器が該補助ボイラよりの水蒸
気を受けて該冷却液を加熱し、更に、前記第２廃
熱回収系において、該補助ボイラで発生した水蒸
気が前記ターボ発電機を駆動するように構成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項か
ら第５項までのいずれか１項に記載された船舶機
関の二系統式廃熱回収システム。[Claims] 1. A cooled internal combustion engine that is a main engine of a ship and uses a coolant with a boiling point higher than water; a circulation pump that supplies the coolant to a cylinder cooling jacket of the internal combustion engine; A first waste heat recovery system using the coolant, which includes a heat exchange type heating device that sends the coolant discharged from the cylinder cooling jacket to the circulation pump after subjecting the coolant to heat exchange; and a first waste heat recovery system using the coolant; supply water pump,
An air cooler that cools air supplied to the internal combustion engine with the cooling water, an exhaust gas economizer that cools exhaust gas discharged from the internal combustion engine with the cooling water discharged from the air cooler, and the exhaust gas economizer. and a second waste heat recovery system using the cooling water, including a turbo generator driven by steam generated in the cooling water, the turbo generator being driven by the cooling water. A two-system waste heat recovery system for marine engines, which is characterized by being driven entirely by the steam generated from the engine. 2. The heat exchange type heating device in the first waste heat recovery system includes a main engine fuel oil heater, a freshwater generation device, a calorific oil tank, a fuel oil purifier heater, a C heavy oil service tank, a C heavy oil clarifying tank, and A Includes at least one of the following: heavy oil tank, lubricating oil purifier heater, calorific fire, sludge tank, miscellaneous heat exchange heater, residential area heater, and residential area service heat exchange heater. A dual-system waste heat recovery system for a ship engine as set forth in claim 1, characterized in that: 3. Claim 1 or 2, wherein the first heat loss recovery system includes a cooler that lowers the temperature of the cooling water sent to the circulation pump below a predetermined temperature. A two-system waste heat recovery system for marine engines. 4. The second waste heat recovery system is configured to send high-pressure steam of the water vapor generated in the exhaust gas economizer directly to the turbo generator, and send low-pressure steam to the turbo generator via a low-pressure steam separator. A two-system waste heat recovery system for a ship engine according to any one of claims 1 to 3. 5. A patent characterized in that the second waste heat recovery system is configured to condense water vapor discharged from the turbo generator in a condenser and return it to the water supply tank by a condensate pump. A two-system waste heat recovery system for a ship engine according to any one of claims 1 to 4. 6. An auxiliary coolant heater, comprising an auxiliary boiler that generates steam when the internal combustion engine is at rest, and in the first waste heat recovery system, an auxiliary coolant heater that is connectable between the internal combustion engine and the heat exchange type heating device. receives water vapor from the auxiliary boiler to heat the cooling liquid, and further, in the second waste heat recovery system, the water vapor generated in the auxiliary boiler is configured to drive the turbo generator. A two-system waste heat recovery system for a ship engine as set forth in any one of claims 1 to 5, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP683184A JPS60149802A (en) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | Two system type waste heat recovery system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP683184A JPS60149802A (en) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | Two system type waste heat recovery system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60149802A JPS60149802A (en) | 1985-08-07 |
| JPH0517441B2 true JPH0517441B2 (en) | 1993-03-09 |
Family
ID=11649169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP683184A Granted JPS60149802A (en) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | Two system type waste heat recovery system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60149802A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011149332A (en) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Exhaust heat recovery power generating device and ship with the same |
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| JPS53147877A (en) * | 1977-05-23 | 1978-12-22 | Teikoku Sangyo Kk | Production of net without knot |
| JPS54146059A (en) * | 1978-05-08 | 1979-11-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Soot remover for waste gas economizers |
| JPS5749703A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-23 | Sumitomo Heavy Industries | Exhaust gas heat recovery apparatus with exhaust gas economizer and auxiliary boiler |
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| JPS57164286A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-08 | Hitachi Zosen Corp | Heating method for shipboard hot water |
-
1984
- 1984-01-18 JP JP683184A patent/JPS60149802A/en active Granted
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| JPS57164286A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-08 | Hitachi Zosen Corp | Heating method for shipboard hot water |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60149802A (en) | 1985-08-07 |
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