JPH0828209A - 排熱回収システム - Google Patents
排熱回収システムInfo
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- JPH0828209A JPH0828209A JP6186520A JP18652094A JPH0828209A JP H0828209 A JPH0828209 A JP H0828209A JP 6186520 A JP6186520 A JP 6186520A JP 18652094 A JP18652094 A JP 18652094A JP H0828209 A JPH0828209 A JP H0828209A
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 水の沸点よりも低い温度の排熱を発生する低
温排熱源からの排熱によっても蒸気を発生して動力とし
て回収できるようにして汎用性を向上する。 【構成】 エンジン冷却後の冷却水を第２の蒸気発生装
置７に供給し、アンモニア−水系混合流体を加熱してア
ンモニア蒸気を発生させ、そのアンモニア蒸気を第２の
蒸気タービン９に供給し、更に、エンジン燃焼排ガスを
第１の蒸気発生装置１２に供給し、アンモニア−水系混
合流体を加熱して水蒸気を発生させ、その水蒸気を第１
の蒸気タービン１３に供給し、第１および第２の蒸気タ
ービン１３，９に連動連結した動力取り出し軸１６から
動力を取り出す。
温排熱源からの排熱によっても蒸気を発生して動力とし
て回収できるようにして汎用性を向上する。 【構成】 エンジン冷却後の冷却水を第２の蒸気発生装
置７に供給し、アンモニア−水系混合流体を加熱してア
ンモニア蒸気を発生させ、そのアンモニア蒸気を第２の
蒸気タービン９に供給し、更に、エンジン燃焼排ガスを
第１の蒸気発生装置１２に供給し、アンモニア−水系混
合流体を加熱して水蒸気を発生させ、その水蒸気を第１
の蒸気タービン１３に供給し、第１および第２の蒸気タ
ービン１３，９に連動連結した動力取り出し軸１６から
動力を取り出す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コジェネレーションシ
ステムなどに用いるために、ディーゼルエンジン、スタ
ーリングエンジン、ミラーサイクルガスエンジンなどの
エンジンや燃料電池などから発生する排熱を回収して動
力を取り出すように構成した排熱回収システムに関す
る。
ステムなどに用いるために、ディーゼルエンジン、スタ
ーリングエンジン、ミラーサイクルガスエンジンなどの
エンジンや燃料電池などから発生する排熱を回収して動
力を取り出すように構成した排熱回収システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、火力発電所において、ガスタ
ービンの排熱により水蒸気を発生させて蒸気タービン発
電を行い、ガスタービン発電と合わせることにより、総
合発電効率を上げることが行われている。このサイクル
のことがコンバインドサイクルと称せられる。
ービンの排熱により水蒸気を発生させて蒸気タービン発
電を行い、ガスタービン発電と合わせることにより、総
合発電効率を上げることが行われている。このサイクル
のことがコンバインドサイクルと称せられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たコンバインドサイクルの考え方を、ガスエンジンやデ
ィーゼルエンジンなどのように、温水排熱と排ガス排熱
といった、水の沸点よりも低い温度の排熱を発生する低
温排熱源と、水の沸点よりも高い温度の排熱を発生する
高温排熱源との温度レベルの異なる二種類の排熱源を持
つものに適用しようとしても、従来のように作動流体と
して水を用いる場合、排ガス排熱の温度は、通常 400〜
700℃であるために高圧蒸気を発生できるものの、温水
排熱は90℃程度であって、１気圧以上の高圧蒸気を発生
できないために動力として回収できず、その温水排熱は
給湯設備に対する加熱用熱源として利用できる程度であ
り、汎用性が低下する欠点があった。
たコンバインドサイクルの考え方を、ガスエンジンやデ
ィーゼルエンジンなどのように、温水排熱と排ガス排熱
といった、水の沸点よりも低い温度の排熱を発生する低
温排熱源と、水の沸点よりも高い温度の排熱を発生する
高温排熱源との温度レベルの異なる二種類の排熱源を持
つものに適用しようとしても、従来のように作動流体と
して水を用いる場合、排ガス排熱の温度は、通常 400〜
700℃であるために高圧蒸気を発生できるものの、温水
排熱は90℃程度であって、１気圧以上の高圧蒸気を発生
できないために動力として回収できず、その温水排熱は
給湯設備に対する加熱用熱源として利用できる程度であ
り、汎用性が低下する欠点があった。
【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、請求項１に係る発明の排熱回収システ
ムは、水の沸点よりも低い温度の排熱を発生する低温排
熱源からの排熱によっても蒸気を発生して動力として回
収できるようにして汎用性を向上することを目的とし、
また、請求項２に係る発明の排熱回収システムは、大き
な動力を効率良く取り出せるようにすることを目的と
し、また、請求項３に係る発明の排熱回収システムは、
構成簡単にしてエンジン出力を向上できるようにするこ
とを目的とする。
たものであって、請求項１に係る発明の排熱回収システ
ムは、水の沸点よりも低い温度の排熱を発生する低温排
熱源からの排熱によっても蒸気を発生して動力として回
収できるようにして汎用性を向上することを目的とし、
また、請求項２に係る発明の排熱回収システムは、大き
な動力を効率良く取り出せるようにすることを目的と
し、また、請求項３に係る発明の排熱回収システムは、
構成簡単にしてエンジン出力を向上できるようにするこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の排
熱回収システムは、上述のような目的を達成するため
に、水の沸点よりも低い温度の排熱を発生する低温排熱
源と、水の沸点よりも高い温度の排熱を発生する高温排
熱源と、高温排熱源からの排熱を熱源とする第１の蒸気
発生装置と、その第１の蒸気発生装置に接続した作動流
体の循環配管に設けられてその第１の蒸気発生装置で発
生した蒸気によって駆動する蒸気タービンとを備えた排
熱回収システムにおいて、作動流体として、水の沸点よ
りも低く低温排熱源からの排熱によって蒸発可能な２成
分系混合流体を用い、第１の蒸気発生装置よりも作動流
体の流動方向上流側で、循環配管に、低温排熱源からの
排熱を熱源とする第２の蒸気発生装置を設けるととも
に、その第２の蒸気発生装置で発生した蒸気によって蒸
気タービンを駆動するように構成する。２成分系混合流
体としては、アンモニア−水系の混合流体、メタノール
−水系の混合流体等が使用できる。該２成分系混合流体
は低温排熱時の排熱を熱源とする第２の蒸気発生装置で
混合流体から低沸点成分が分離されればよく、主成分以
外に若干の第三成分を含んでいてもよい。
熱回収システムは、上述のような目的を達成するため
に、水の沸点よりも低い温度の排熱を発生する低温排熱
源と、水の沸点よりも高い温度の排熱を発生する高温排
熱源と、高温排熱源からの排熱を熱源とする第１の蒸気
発生装置と、その第１の蒸気発生装置に接続した作動流
体の循環配管に設けられてその第１の蒸気発生装置で発
生した蒸気によって駆動する蒸気タービンとを備えた排
熱回収システムにおいて、作動流体として、水の沸点よ
りも低く低温排熱源からの排熱によって蒸発可能な２成
分系混合流体を用い、第１の蒸気発生装置よりも作動流
体の流動方向上流側で、循環配管に、低温排熱源からの
排熱を熱源とする第２の蒸気発生装置を設けるととも
に、その第２の蒸気発生装置で発生した蒸気によって蒸
気タービンを駆動するように構成する。２成分系混合流
体としては、アンモニア−水系の混合流体、メタノール
−水系の混合流体等が使用できる。該２成分系混合流体
は低温排熱時の排熱を熱源とする第２の蒸気発生装置で
混合流体から低沸点成分が分離されればよく、主成分以
外に若干の第三成分を含んでいてもよい。
【０００６】また、請求項２に係る発明の排熱回収シス
テムは、上述のような目的を達成するために、請求項１
に係る発明の排熱回収システムにおける蒸気タービン
を、同一の動力取り出し軸に連動連結した第１および第
２の蒸気タービンから構成し、第１の蒸気タービンに第
１の蒸気発生装置で発生した蒸気を供給し、かつ、第２
の蒸気タービンに第２の蒸気発生装置で発生した蒸気を
供給するように構成する。
テムは、上述のような目的を達成するために、請求項１
に係る発明の排熱回収システムにおける蒸気タービン
を、同一の動力取り出し軸に連動連結した第１および第
２の蒸気タービンから構成し、第１の蒸気タービンに第
１の蒸気発生装置で発生した蒸気を供給し、かつ、第２
の蒸気タービンに第２の蒸気発生装置で発生した蒸気を
供給するように構成する。
【０００７】また、請求項３に係る発明の排熱回収シス
テムは、上述のような目的を達成するために、請求項１
または２に係る発明の排熱回収システムの蒸気タービン
によってミラーサイクルガスエンジンの過給機を駆動す
るように構成する。
テムは、上述のような目的を達成するために、請求項１
または２に係る発明の排熱回収システムの蒸気タービン
によってミラーサイクルガスエンジンの過給機を駆動す
るように構成する。
【０００８】
【作用】請求項１に係る発明の排熱回収システムの構成
によれば、低温排熱源からの排熱により２成分系混合流
体を加熱して第２の蒸気発生装置で蒸気を発生させ、更
に、高温排熱源からの排熱により該流体を加熱して第１
の蒸気発生装置で蒸気を発生させ、第１および第２の蒸
気発生装置で発生した蒸気それぞれを蒸気タービンに供
給し、蒸気タービンを駆動することができる。
によれば、低温排熱源からの排熱により２成分系混合流
体を加熱して第２の蒸気発生装置で蒸気を発生させ、更
に、高温排熱源からの排熱により該流体を加熱して第１
の蒸気発生装置で蒸気を発生させ、第１および第２の蒸
気発生装置で発生した蒸気それぞれを蒸気タービンに供
給し、蒸気タービンを駆動することができる。
【０００９】また、請求項２に係る発明の排熱回収シス
テムの構成によれば、第１および第２の蒸気発生装置そ
れぞれで発生する蒸気量に合わせた第１および第２の蒸
気タービンを用い、その動力を同一の動力取り出し軸か
ら取り出すことができる。
テムの構成によれば、第１および第２の蒸気発生装置そ
れぞれで発生する蒸気量に合わせた第１および第２の蒸
気タービンを用い、その動力を同一の動力取り出し軸か
ら取り出すことができる。
【００１０】また、請求項３に係る発明の排熱回収シス
テムの構成によれば、ミラーサイクルガスエンジンで
は、圧縮比を調整できるため、排熱による過給機の作動
に圧縮比を合わせて高出力状態を得ることができる。
テムの構成によれば、ミラーサイクルガスエンジンで
は、圧縮比を調整できるため、排熱による過給機の作動
に圧縮比を合わせて高出力状態を得ることができる。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明に係る排熱回収システムの
第１実施例を示す概略構成図であり、ミラーサイクルガ
スエンジン１に、伝動クラッチ２を介して発電機３が連
動連結されている。
に説明する。図１は、本発明に係る排熱回収システムの
第１実施例を示す概略構成図であり、ミラーサイクルガ
スエンジン１に、伝動クラッチ２を介して発電機３が連
動連結されている。
【００１２】ミラーサイクルガスエンジン１の低温排熱
源としてのエンジン冷却部の出口と入口とにわたって、
第１のポンプ４を介装したエンジン温水供給管５ａと冷
却水配管５ｂとから成る主配管５が接続されている。主
配管５に、作動流体がアンモニア−水系の２成分系混合
流体である、ループ配管６に介装した第２の蒸気発生装
置７が接続されている。
源としてのエンジン冷却部の出口と入口とにわたって、
第１のポンプ４を介装したエンジン温水供給管５ａと冷
却水配管５ｂとから成る主配管５が接続されている。主
配管５に、作動流体がアンモニア−水系の２成分系混合
流体である、ループ配管６に介装した第２の蒸気発生装
置７が接続されている。
【００１３】ループ配管６には、第２のポンプ８と第２
の蒸気タービン９と吸収器兼用の復水器１０とが介装さ
れ、エンジン冷却によって発生する温水（例えば、温度
80〜100℃）を第２の蒸気発生装置７に供給し、その排
熱により２成分系混合流体中のアンモニアを蒸発させ、
そのアンモニア濃度の高い蒸気を第２の蒸気タービン９
に供給して駆動するように構成されている。
の蒸気タービン９と吸収器兼用の復水器１０とが介装さ
れ、エンジン冷却によって発生する温水（例えば、温度
80〜100℃）を第２の蒸気発生装置７に供給し、その排
熱により２成分系混合流体中のアンモニアを蒸発させ、
そのアンモニア濃度の高い蒸気を第２の蒸気タービン９
に供給して駆動するように構成されている。
【００１４】前記第２の蒸気発生装置７の底側部分と復
水器１０とが、第３のポンプ１１と第１の蒸気発生装置
１２と第１の蒸気タービン１３とを介装した配管１４を
介して接続され、かつ、第１の蒸気発生装置１２に、ミ
ラーサイクルガスエンジン１の高温排熱源としての排気
管からの燃焼排ガスを供給する排ガス供給管１５が接続
され、ミラーサイクルガスエンジン１からの燃焼排ガス
（例えば、温度 400〜750℃）を第１の蒸気発生装置１
２に供給し、その排熱により、先に第２の蒸気発生装置
７でアンモニアを蒸発させた後の混合流体中の水分を主
として蒸発させ、その水分濃度の高い蒸気を第１の蒸気
タービン１３に供給して駆動するように構成されてい
る。前記ループ配管６および配管１４から成る配管構成
をして循環配管と称する。
水器１０とが、第３のポンプ１１と第１の蒸気発生装置
１２と第１の蒸気タービン１３とを介装した配管１４を
介して接続され、かつ、第１の蒸気発生装置１２に、ミ
ラーサイクルガスエンジン１の高温排熱源としての排気
管からの燃焼排ガスを供給する排ガス供給管１５が接続
され、ミラーサイクルガスエンジン１からの燃焼排ガス
（例えば、温度 400〜750℃）を第１の蒸気発生装置１
２に供給し、その排熱により、先に第２の蒸気発生装置
７でアンモニアを蒸発させた後の混合流体中の水分を主
として蒸発させ、その水分濃度の高い蒸気を第１の蒸気
タービン１３に供給して駆動するように構成されてい
る。前記ループ配管６および配管１４から成る配管構成
をして循環配管と称する。
【００１５】第１および第２の蒸気タービン１３，９が
互いに同一の動力取り出し軸１６に連動連結されるとと
もに、その動力取り出し軸１６に、前記ミラーサイクル
ガスエンジン１に圧縮空気を供給する過給機１７が設け
られている。図中１８は、第１の蒸気発生装置１２から
第１の蒸気タービン１３に設定圧力の蒸気を供給する第
１の圧力調整弁を示し、また、１９は、第２の蒸気発生
装置７から第２の蒸気タービン９に設定圧力の蒸気を供
給する第２の圧力調整弁を示している。
互いに同一の動力取り出し軸１６に連動連結されるとと
もに、その動力取り出し軸１６に、前記ミラーサイクル
ガスエンジン１に圧縮空気を供給する過給機１７が設け
られている。図中１８は、第１の蒸気発生装置１２から
第１の蒸気タービン１３に設定圧力の蒸気を供給する第
１の圧力調整弁を示し、また、１９は、第２の蒸気発生
装置７から第２の蒸気タービン９に設定圧力の蒸気を供
給する第２の圧力調整弁を示している。
【００１６】例えば、２成分系混合流体として、復水器
１０［通常２ａｔａ（絶対気圧）程度］でのアンモニア
濃度がξ1 ％となるアンモニア−水系混合流体を用い、
第２のポンプ８で圧力をＰ1 ［例えば、９ａｔａ（絶対
気圧）程度］に加圧して第２の蒸気発生装置７に供給す
るとともに、第３のポンプ１１で圧力をＰ2 ［例えば、
40ａｔａ（絶対気圧）程度］に加圧して第１の蒸気発生
装置１２に供給する場合を考えれば、図２の温度とアン
モニア濃度との相関のグラフに示すように、エンジン冷
却によって発生する温度ｔ1 （例えば、温度90℃）の温
水によって、アンモニア濃度がξ2 のアンモニア濃度が
高い蒸気を第２の蒸気発生装置７から発生できる。一
方、温度ｔ2 （例えば、温度 700℃）の燃焼排ガスによ
って、アンモニア濃度がξ3 のアンモニア濃度が低い蒸
気、すなわち、水分を主体とする蒸気を第１の蒸気発生
装置１２から発生できる。なお、アンモニア濃度がξ2
の蒸気は、図示を省略するが、排熱の一部を用いてスー
パーヒートしても良い。
１０［通常２ａｔａ（絶対気圧）程度］でのアンモニア
濃度がξ1 ％となるアンモニア−水系混合流体を用い、
第２のポンプ８で圧力をＰ1 ［例えば、９ａｔａ（絶対
気圧）程度］に加圧して第２の蒸気発生装置７に供給す
るとともに、第３のポンプ１１で圧力をＰ2 ［例えば、
40ａｔａ（絶対気圧）程度］に加圧して第１の蒸気発生
装置１２に供給する場合を考えれば、図２の温度とアン
モニア濃度との相関のグラフに示すように、エンジン冷
却によって発生する温度ｔ1 （例えば、温度90℃）の温
水によって、アンモニア濃度がξ2 のアンモニア濃度が
高い蒸気を第２の蒸気発生装置７から発生できる。一
方、温度ｔ2 （例えば、温度 700℃）の燃焼排ガスによ
って、アンモニア濃度がξ3 のアンモニア濃度が低い蒸
気、すなわち、水分を主体とする蒸気を第１の蒸気発生
装置１２から発生できる。なお、アンモニア濃度がξ2
の蒸気は、図示を省略するが、排熱の一部を用いてスー
パーヒートしても良い。
【００１７】以上の構成により、エンジン冷却によって
発生する温水、および、ミラーサイクルガスエンジン１
からの燃焼排ガスのいずれをも熱源として蒸気を発生さ
せ、その蒸気により第１および第２の蒸気タービン１
３，９を駆動して過給機１７を駆動し、ミラーサイクル
ガスエンジン１の動力を低下させずに圧縮空気を供給
し、高出力状態が得られるようになっている。
発生する温水、および、ミラーサイクルガスエンジン１
からの燃焼排ガスのいずれをも熱源として蒸気を発生さ
せ、その蒸気により第１および第２の蒸気タービン１
３，９を駆動して過給機１７を駆動し、ミラーサイクル
ガスエンジン１の動力を低下させずに圧縮空気を供給
し、高出力状態が得られるようになっている。
【００１８】図３は、本発明に係る排熱回収システムの
第２実施例を示す概略構成図であり、第１実施例と異な
るところは次の通りである。すなわち、冷却水配管５ｂ
の途中箇所に熱交換器２０が介装されるとともに、その
熱交換器２０に配管２１を介して吸収式冷凍機２２が接
続され、更に、第１の蒸気発生装置１２からの、開閉弁
２３を介装した分岐蒸気配管２４が熱交換器２０に接続
されるとともに、熱交換器２０と復水器１０とが戻り配
管２５を介して接続され、ミラーサイクルガスエンジン
１が部分負荷となった場合とか、第１および第２の蒸気
タービン１３，９から取り出す動力が低減したような場
合に、エンジン冷却によって発生する温水、および、ミ
ラーサイクルガスエンジン１からの燃焼排ガスの排熱を
利用して吸収式冷凍機２２から冷水を取り出し、その冷
水を冷房や冷凍用などの熱源に利用できるようになって
いる。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番を
付すことにより、その説明は省略する。
第２実施例を示す概略構成図であり、第１実施例と異な
るところは次の通りである。すなわち、冷却水配管５ｂ
の途中箇所に熱交換器２０が介装されるとともに、その
熱交換器２０に配管２１を介して吸収式冷凍機２２が接
続され、更に、第１の蒸気発生装置１２からの、開閉弁
２３を介装した分岐蒸気配管２４が熱交換器２０に接続
されるとともに、熱交換器２０と復水器１０とが戻り配
管２５を介して接続され、ミラーサイクルガスエンジン
１が部分負荷となった場合とか、第１および第２の蒸気
タービン１３，９から取り出す動力が低減したような場
合に、エンジン冷却によって発生する温水、および、ミ
ラーサイクルガスエンジン１からの燃焼排ガスの排熱を
利用して吸収式冷凍機２２から冷水を取り出し、その冷
水を冷房や冷凍用などの熱源に利用できるようになって
いる。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番を
付すことにより、その説明は省略する。
【００１９】図４は、本発明に係る排熱回収システムの
第３実施例を示す概略構成図であり、第１実施例と異な
るところは次の通りである。すなわち、第１実施例にお
ける第１および第２の蒸気タービン１３，９に代えて１
個の蒸気タービン２６を設け、第１および第２の蒸気発
生装置１２，７からの蒸気を蒸気タービン２６に供給す
るように構成されている。他の構成は、第１実施例と同
じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略
する。
第３実施例を示す概略構成図であり、第１実施例と異な
るところは次の通りである。すなわち、第１実施例にお
ける第１および第２の蒸気タービン１３，９に代えて１
個の蒸気タービン２６を設け、第１および第２の蒸気発
生装置１２，７からの蒸気を蒸気タービン２６に供給す
るように構成されている。他の構成は、第１実施例と同
じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略
する。
【００２０】本発明は、上述実施例のようなミラーサイ
クルガスエンジン１に限らず、ディーゼルエンジンやス
ターリングエンジンなど各種のエンジンを用いたり、ま
た、燃料電池を併用してその排熱をも回収するように構
成した排熱回収システムにも好適に適用できる。
クルガスエンジン１に限らず、ディーゼルエンジンやス
ターリングエンジンなど各種のエンジンを用いたり、ま
た、燃料電池を併用してその排熱をも回収するように構
成した排熱回収システムにも好適に適用できる。
【００２１】また、上記実施例では、エンジンによって
発電機３を駆動して電力を取り出す、いわゆるコジェネ
レーションシステムを示したが、エンジンによって各種
の機械装置を駆動する場合にも適用できる。
発電機３を駆動して電力を取り出す、いわゆるコジェネ
レーションシステムを示したが、エンジンによって各種
の機械装置を駆動する場合にも適用できる。
【００２２】また、上記実施例では、第１および第２の
蒸気タービン１３，９、ならびに、蒸気タービン２６で
取り出した動力によってミラーサイクルガスエンジン１
の過給機１７を駆動するように構成しているが、各種の
機械装置を駆動するための動力を取り出す場合にも適用
できる。
蒸気タービン１３，９、ならびに、蒸気タービン２６で
取り出した動力によってミラーサイクルガスエンジン１
の過給機１７を駆動するように構成しているが、各種の
機械装置を駆動するための動力を取り出す場合にも適用
できる。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に係る発明の排熱回収システムによれば、低温排熱源
からの排熱により２成分系混合流体を加熱して第２の蒸
気発生装置で蒸気を発生させ、更に、高温排熱源からの
排熱により該流体を加熱して第１の蒸気発生装置で蒸気
を発生させ、第１および第２の蒸気発生装置で発生した
蒸気それぞれを蒸気タービンに供給し、蒸気タービンを
駆動することができる。水の沸点よりも低く低温排熱源
からの排熱によって蒸発可能な２成分系混合流体を用い
るから、高温排熱源はもちろんのこと、低温排熱源によ
っても第２の蒸気発生装置で蒸気を発生させ、その蒸気
で蒸気タービンを駆動して動力として回収することがで
き、汎用性を向上できるようになった。
１に係る発明の排熱回収システムによれば、低温排熱源
からの排熱により２成分系混合流体を加熱して第２の蒸
気発生装置で蒸気を発生させ、更に、高温排熱源からの
排熱により該流体を加熱して第１の蒸気発生装置で蒸気
を発生させ、第１および第２の蒸気発生装置で発生した
蒸気それぞれを蒸気タービンに供給し、蒸気タービンを
駆動することができる。水の沸点よりも低く低温排熱源
からの排熱によって蒸発可能な２成分系混合流体を用い
るから、高温排熱源はもちろんのこと、低温排熱源によ
っても第２の蒸気発生装置で蒸気を発生させ、その蒸気
で蒸気タービンを駆動して動力として回収することがで
き、汎用性を向上できるようになった。
【００２４】また、請求項２に係る発明の排熱回収シス
テムによれば、第１および第２の蒸気発生装置それぞれ
で発生した蒸気をそれぞれの第１および第２の蒸気ター
ビンに供給して同一の動力取り出し軸から動力を取り出
すから、それぞれの蒸気条件に合ったタービン設計を行
うことができる。
テムによれば、第１および第２の蒸気発生装置それぞれ
で発生した蒸気をそれぞれの第１および第２の蒸気ター
ビンに供給して同一の動力取り出し軸から動力を取り出
すから、それぞれの蒸気条件に合ったタービン設計を行
うことができる。
【００２５】また、請求項３に係る発明の排熱回収シス
テムによれば、ミラーサイクルガスエンジンの過給機を
作動して圧縮空気をエンジンに供給するから、エンジン
のクランク軸と過給機とをギアなどを介して連動連結せ
ずに済み、過給機駆動のための動力ロスを無くすことが
できる。
テムによれば、ミラーサイクルガスエンジンの過給機を
作動して圧縮空気をエンジンに供給するから、エンジン
のクランク軸と過給機とをギアなどを介して連動連結せ
ずに済み、過給機駆動のための動力ロスを無くすことが
できる。
【００２６】しかも、ガスエンジン等のエンジンでは、
圧縮比を高くすると効率が高くなるが、圧縮比を高くし
すぎると燃焼室内の温度が高くなり、ノッキングを起こ
す。このため、高圧縮比を保ちつつノッキングを防止し
て高出力を得ることが重要である。一方、ミラーサイク
ルガスエンジンは、圧縮開始時期を調整できる特徴があ
る。このミラーサイクルガスエンジンに、請求項３に係
る発明を適用し、過給機で圧縮されアフタークーラーで
冷却された燃焼用空気を供給するとともに圧縮開始時期
を遅らせると燃焼室内の温度の上昇を抑えることができ
る。このため、ノッキングを防止しつつ高圧縮比の運転
ができ、エンジン出力を高めることができる。
圧縮比を高くすると効率が高くなるが、圧縮比を高くし
すぎると燃焼室内の温度が高くなり、ノッキングを起こ
す。このため、高圧縮比を保ちつつノッキングを防止し
て高出力を得ることが重要である。一方、ミラーサイク
ルガスエンジンは、圧縮開始時期を調整できる特徴があ
る。このミラーサイクルガスエンジンに、請求項３に係
る発明を適用し、過給機で圧縮されアフタークーラーで
冷却された燃焼用空気を供給するとともに圧縮開始時期
を遅らせると燃焼室内の温度の上昇を抑えることができ
る。このため、ノッキングを防止しつつ高圧縮比の運転
ができ、エンジン出力を高めることができる。
【００２７】エンジンのクランク軸から取り出した動力
で過給機を駆動する従来の方法ではメカニカルロスが大
きくなる。また、排熱回収で発電した電力で過給機を駆
動すると発電ロスおよびモーターロスが発生する。これ
に対して、排熱で駆動する蒸気タービンを過給機に連動
連結した請求項３に係る発明の排熱回収システムでは、
メカニカルロスが少ないうえ、排熱回収によって得られ
る動力がフルに利用できるようにミラーサイクルガスエ
ンジンの吸入弁の閉止タイミングを調整すると、エンジ
ン全体の熱効率を飛躍的に向上させることができる。ま
た、過給機の作動をエンジンに合わせるために、蒸気タ
ービンと過給機との連動連結構成にギア変速とか周波数
調整といった特別な構成を付加せずに済み、過給機駆動
のための動力ロスを無くすこともできる。このため、構
成簡単にしてより一層エンジン出力を向上できる。
で過給機を駆動する従来の方法ではメカニカルロスが大
きくなる。また、排熱回収で発電した電力で過給機を駆
動すると発電ロスおよびモーターロスが発生する。これ
に対して、排熱で駆動する蒸気タービンを過給機に連動
連結した請求項３に係る発明の排熱回収システムでは、
メカニカルロスが少ないうえ、排熱回収によって得られ
る動力がフルに利用できるようにミラーサイクルガスエ
ンジンの吸入弁の閉止タイミングを調整すると、エンジ
ン全体の熱効率を飛躍的に向上させることができる。ま
た、過給機の作動をエンジンに合わせるために、蒸気タ
ービンと過給機との連動連結構成にギア変速とか周波数
調整といった特別な構成を付加せずに済み、過給機駆動
のための動力ロスを無くすこともできる。このため、構
成簡単にしてより一層エンジン出力を向上できる。
【図１】本発明に係る排熱回収システムの第１実施例を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図２】温度と蒸気のアンモニア濃度との相関を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図３】本発明に係る排熱回収システムの第２実施例を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る排熱回収システムの第３実施例の
要部を示す概略構成図である。
要部を示す概略構成図である。
１…ミラーサイクルガスエンジン ６…ループ配管 ７…第２の蒸気発生装置 ９…第２の蒸気タービン １２…第１の蒸気発生装置 １３…第１の蒸気タービン １４…配管 １６…動力取り出し軸 １７…過給機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｂ 33/40 39/08 Ｆ０２Ｇ 5/00 Ｂ 5/04 Ｃ
Claims (3)
- 【請求項１】 水の沸点よりも低い温度の排熱を発生す
る低温排熱源と、水の沸点よりも高い温度の排熱を発生
する高温排熱源と、前記高温排熱源からの排熱を熱源と
する第１の蒸気発生装置と、前記第１の蒸気発生装置に
接続した作動流体の循環配管に設けられてその第１の蒸
気発生装置で発生した蒸気によって駆動する蒸気タービ
ンとを備えた排熱回収システムにおいて、 前記作動流体として、水の沸点よりも低く前記低温排熱
源からの排熱によって蒸発可能な２成分系混合流体を用
い、前記第１の蒸気発生装置よりも作動流体の流動方向
上流側で、前記循環配管に、前記低温排熱源からの排熱
を熱源とする第２の蒸気発生装置を設けるとともに、そ
の第２の蒸気発生装置で発生した蒸気によって蒸気ター
ビンを駆動するように構成したことを特徴とする排熱回
収システム。 - 【請求項２】 請求項１に記載の蒸気タービンが、同一
の動力取り出し軸に連動連結した第１および第２の蒸気
タービンから成り、前記第１の蒸気タービンに第１の蒸
気発生装置で発生した蒸気を供給し、かつ、前記第２の
蒸気タービンに第２の蒸気発生装置で発生した蒸気を供
給するものである排熱回収システム。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の蒸気タービン
によってミラーサイクルガスエンジンの過給機を駆動す
るものである排熱回収システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6186520A JPH0828209A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 排熱回収システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6186520A JPH0828209A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 排熱回収システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0828209A true JPH0828209A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=16189939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6186520A Pending JPH0828209A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 排熱回収システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828209A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011179710A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Ihi Corp | 熱輸送装置 |
| KR20200056714A (ko) | 2018-11-15 | 2020-05-25 | 주식회사 엘지화학 | 후크 결합구조 및 이를 사용한 배터리 팩 케이스 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63255502A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 発電プラント |
| JPH0318656A (ja) * | 1989-06-16 | 1991-01-28 | Nkk Corp | コージェネレーションシステム |
-
1994
- 1994-07-14 JP JP6186520A patent/JPH0828209A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63255502A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 発電プラント |
| JPH0318656A (ja) * | 1989-06-16 | 1991-01-28 | Nkk Corp | コージェネレーションシステム |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011179710A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Ihi Corp | 熱輸送装置 |
| KR20200056714A (ko) | 2018-11-15 | 2020-05-25 | 주식회사 엘지화학 | 후크 결합구조 및 이를 사용한 배터리 팩 케이스 |
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