JPH06241038A - 熱エネルギ回収方法及び装置 - Google Patents

熱エネルギ回収方法及び装置

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JPH06241038A JP2404116A JP40411690A JPH06241038A JP H06241038 A JPH06241038 A JP H06241038A JP 2404116 A JP2404116 A JP 2404116A JP 40411690 A JP40411690 A JP 40411690A JP H06241038 A JPH06241038 A JP H06241038A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】機関による機械的エネルギの生産に関係なく利
用される二次エネルギの生産の効率を高めた、ターボ装
置を備えた大型ジーゼル機関の排気ガスからの熱エネル
ギ回収方法及び装置の提供。 【構成】ジーゼル機関１の排気ガスがターボ装置３へ送
られる前にその排気ガスに含まれる熱エネルギの少なく
ても一部分が回収され、そして回収される熱エネルギの
少なくても大部分が、機関による機械的エネルギの生産
と関係なく利用される二次エネルギの生産に使用され
る。即ち、回収された熱エネルギは熱水又は蒸気の生産
に使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ターボ装置を備えた大
型ジーゼル機関の排気ガスから熱エネルギを回収するた
めの、特許請求の範囲請求項１に記載の如き方法、及び
この方法を実施するための、同請求項４に記載の如き熱
エネルギ回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】大型ジーゼル機関とは、ここでは、ジー
ゼル発電所又は船舶等で使用され、その出力が例えば１
MW以上、場合によっては更に２０MW又はそれ以上のジー
ゼル機関をいう。そのような大型の機関では、しばし
ば、機関が生産する機械的エネルギ以外に、その廃熱、
いわゆる二次エネルギをも利用することが望ましい。そ
のために普通、排気ガスボイラが機関の排気管中のター
ボ装置の直ぐ後の個所に設置されて熱エネルギを回収す
るようにされている。しかし最近のジーゼル機関の排気
ガスの温度は比較的低く、そして排気ガスがターボ装置
を通過するとき更に低下する。このことにより排気ガス
ボイラにおける熱エネルギ回収のための熱交換面を比較
的大きなものにしなければならない。この結果、排気ガ
スボイラが大型になり、その設置コストも高くなる。回
収した熱エネルギを蒸気生産に利用する場合、その比較
的低い温度では発生する蒸気の圧力を約４−１６バール
（飽和蒸気で約１４３−２０１℃に相当）にしかできな
い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特に
発電所において蒸気を生産するために大型ジーゼル機関
の排気ガスから熱エネルギを回収して利用することの問
題を改良して二次エネルギ生産の効率を高め、従来技術
の短所や欠点を無くすることにある。特に本発明の目的
は、ジーゼル機関を使用する発電所の全体的な効率を改
良することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、特
許請求の範囲請求項１に記載の方法及び同請求項４に記
載の装置によって達せられる。本発明の基本にある視点
は、機関が高い作動率で操作しているときは、その排気
ガスが、機関と結合したターボ装置に必要なエネルギの
他に、ターボ装置の操作効率に著しく影響を与えること
なく利用できる余分のエネルギを持っているということ
である。そこで本発明によれば、機関の排気ガスがター
ボ装置へ送られる前にその排気ガスに含まれる熱エネル
ギの少なくとも一部分が回収され、これによってその回
収される熱エネルギの少なくとも大部分が、機関による
機械的エネルギの生産と関係なく利用される二次エネル
ギの生産に使用される。このことは実際的には、機関の
排気が最初に排気ガスボイラへ送られ、その後でターボ
装置へ送られるような構成によって行われる。これによ
り、例えば蒸気を生産する場合、約３５バールまでの圧
力を得ることができ、これは飽和蒸気で２４０−２５０
℃に相当する。こうして本発明によれば蒸気の生産効率
を、従って全エネルギ生産高を著しく高めることができ
る。
【０００５】排気ガスからの熱エネルギの回収は又好適
に２つの相で、一部はそのガスがターボ装置へ送られる
前に、そして一部はその後で行うようにできる。
【０００６】機関負荷が低い場合、特に作動率が８５％
以下の場合、ターボ装置の前での排気ガスからの熱エネ
ルギの回収は、その排気ガスの大部分をターボ装置へ直
接送ることによって少なくされる。これによって、機関
の燃焼に必要な空気は充分に供給される。
【０００７】
【実施例】次に添付図面を参照しながら本発明の記述を
続ける。図１は従来技術、図２は本発明の構成を示す。
【０００８】図面において番号１は大型ジーゼル機関を
示し、この機関は幾つかのシリンダと排気管２を備え
る。この排気管にターボ装置３が設けられ、給気ダクト
４を通して給気を機関のシリンダへ供給する。排気ガス
から熱エネルギを回収するため、その排気ガスは排気ガ
スボイラ５へ送られる。図１と図２の両構成とも、排気
ガスボイラ５に蒸気発生器６が結合される。ダクト７か
ら水が蒸気発生器６へ送られる。通常の場合、発生した
蒸気はダクト８によって直接利用個所へ送られる。変化
形として、過熱された蒸気を生産するため鎖線１３で示
すようなダクトが備えられる。蒸気発生器６から出た飽
和蒸気はそのダクト１３によって先ずボイラ５の過熱部
へ送られ、それから利用個所へ送給される。必要なとき
には排気ガスの一部又は全部が迂回弁９によって排気ガ
スボイラ５を迂回できる。
【０００９】図２に示す本発明による構成では、第２の
排気ガスボイラ１０、いわゆるエコノマイザが追加して
備えられ、これによって、蒸気発生器６へ送給する水を
予熱することができる。鎖線のダクト１４は、エコノマ
イザ１０が必要でない場合の変化形を示す。又この構成
ではターボ装置の迂回ダクト１１が備えられる。
【００１０】図２に示されるように、本発明によれば、
排気ガスがターボ装置３へ送られる前に、その排気ガス
に含まれる熱エネルギの一部分が排気ガスボイラ５によ
って回収される。この場合、排気ガスボイラ５へ送られ
る排気ガスの温度は、図１の場合に比較して約１５０−
１８０℃高く、そしてその圧力もより高い。従って排気
ガスとボイラ５内の熱交換パイプとの間の熱移動はより
効率的に行われ、そこでその熱交換表面は、同じ熱容量
において、従来の排気ガスボイラの場合よりも小さくす
ることができる。
【００１１】本発明による構成の又別の長所は、回収す
る熱エネルギの利用がより効率的に行われることによっ
て従来よりも高い蒸気圧力が得られ、即ち他の工業プロ
セスに使用するためのより良質で効率的な蒸気が得られ
るということである。従ってボイラに例えば蒸気タービ
ンを結合した場合、そのタービンの機械効率はより高く
され、この結果、ジーゼル発電所の全体的な効率、特に
その電力生産の効率が高くなる。
【００１２】又、図２に示す本発明の構成によれば、排
気ガスが先に排気ガスボイラ５へ送られるので、その後
でターボ装置３へ入っていく排気ガスの温度と圧力は図
１の場合より低く、そこでターボ装置に対する負荷は小
さくなるがその寸法を考慮に入れなければならない。そ
れでもターボ装置３は、機関の負荷が重い場合でも機関
に充分な給気を行うことができる。しかし、機関が、熱
生産に加えて更に別の用途で負荷を掛けられ、そしてそ
の機関が例えば作動率８５％以下で操作する場合、排気
ガスの少なくとも一部分を迂回弁９と迂回ダクト１２に
よって排気ガスボイラ５を迂回させ、直接ターボ装置へ
送るようにできる。これによって確実に機関へ充分な空
気を供給することができる。いうまでもなく迂回弁９と
ダクト１２は、例えば排気ガスボイラ５の清掃や保守を
するときにも利用できる。本発明は図示の実施例に限定
されるものでなく、特許請求の範囲の中の全ての変化形
を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】大型ジーゼル機関の排気ガスから熱を回収する
ための従来技術の構成の装置の概要図。
【図２】本発明による構成の熱回収装置の概要図。
【符号の説明】
１ ジーゼル機関 ３ ターボ装置 ５ 排気ガスボイラ ６ 蒸気発生器 ９ 迂回弁 １０ エコノマイザ １１ 迂回ダクト １２ 迂回ダクト

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ターボ装置を備えた大型ジーゼル機関の
    排気ガスからの熱エネルギの回収と利用を効率化するた
    めの方法において、該機関の排気ガスが該ターボ装置へ
    送られる前に該排気ガスに含まれる熱エネルギの少なく
    とも一部分が回収されること、及び該回収される熱エネ
    ルギの少なくとも大部分が、該機関による機械的エネル
    ギの生産と関係なく利用される二次エネルギの生産に使
    用されることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 該排気ガスからの熱エネルギの回収が少
    なくとも２つの相で、一部は該ガスが該ターボ装置へ送
    られる前に、そして一部はその後で行われることを特徴
    とする請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 該ターボ装置の前で回収される熱エネル
    ギが熱水又は蒸気を生産するのに使用され、該ターボ装
    置の後で回収される熱エネルギが該熱水又は蒸気生産の
    ための供給水を予熱するのに使用されることを特徴とす
    る請求項１又は２の方法。
  4. 【請求項４】 機関負荷が低い場合、特に作動率が８５
    ％以下の場合、該ターボ装置の前での該排気ガスからの
    熱エネルギの回収が、該排気ガスの大部分を該ターボ装
    置へ直接送ることによって少なくされることを特徴とす
    る請求項１から３までのいずれか一つの項の方法。
  5. 【請求項５】 請求項１から４までのいずれか一つの項
    の方法を実施するための熱エネルギ回収装置であって、
    大型ジーゼル機関（１）が、ターボ装置（３）、及び、
    該機関の排気ガスから熱エネルギを回収するための例え
    ば排気ガスボイラ（５）のような熱交換器を備える如き
    構成の熱エネルギ回収装置において、該機関の排気ガス
    が最初に該排気ガスボイラ（５）へ送られ、その後で該
    ターボ装置（３）へ送られることを特徴とする熱エネル
    ギ回収装置。
  6. 【請求項６】 熱水又は蒸気発生器（６）が周知の様式
    で該排気ガスボイラ（５）の熱交換回路に結合され、該
    ターボ装置の後で該排気ガスが、該熱水又は蒸気発生器
    （６）へ送られる供給水を予熱するための第２排気ガス
    ボイラ（１０）へ送られる如き構成を備えることを特徴
    とする請求項５の熱エネルギ回収装置。
  7. 【請求項７】 該排気ガスを該第１排気ガスボイラ
    （５）を迂回して直接該ターボ装置（３）へ送る迂回ダ
    クト（１２）を備え、そして機関負荷が低い場合、特に
    効率が８５％以下の場合、該排気ガスの大部分が該迂回
    ダクト（１２）を通して送られる如き構成を備えること
    を特徴とする請求項５又は６の熱エネルギ回収装置。
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