JPH11350920A - 排熱回収システム - Google Patents
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- JPH11350920A JPH11350920A JP11097833A JP9783399A JPH11350920A JP H11350920 A JPH11350920 A JP H11350920A JP 11097833 A JP11097833 A JP 11097833A JP 9783399 A JP9783399 A JP 9783399A JP H11350920 A JPH11350920 A JP H11350920A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温排熱源および高温排熱源のいずれからの
排熱をも効率良く回収するとともに蒸気タービン出力を
大きくする。 【解決手段】 ガスエンジン１からの高温排気ガスを高
温蒸気発生装置５と、アンモニア−水系混合流体の蒸気
を発生する低温蒸気発生装置６とに順に流し、高温蒸気
発生装置５で発生した水蒸気により高温側蒸気タービン
９を駆動し、低温蒸気発生装置６で発生した蒸気により
低温側蒸気タービン１６を駆動し、ガスエンジン１から
の排熱を電力や動力をとして回収する。また、エンジン
冷却後の冷却水を再生器１４に供給するとともに、低温
側蒸気タービン１６を経た蒸気を吸収器１７に供給し、
アンモニア−水系混合流体を加熱して蒸気を発生させ、
その蒸気を吸収式冷凍機の熱源に利用して冷水を得る。
排熱をも効率良く回収するとともに蒸気タービン出力を
大きくする。 【解決手段】 ガスエンジン１からの高温排気ガスを高
温蒸気発生装置５と、アンモニア−水系混合流体の蒸気
を発生する低温蒸気発生装置６とに順に流し、高温蒸気
発生装置５で発生した水蒸気により高温側蒸気タービン
９を駆動し、低温蒸気発生装置６で発生した蒸気により
低温側蒸気タービン１６を駆動し、ガスエンジン１から
の排熱を電力や動力をとして回収する。また、エンジン
冷却後の冷却水を再生器１４に供給するとともに、低温
側蒸気タービン１６を経た蒸気を吸収器１７に供給し、
アンモニア−水系混合流体を加熱して蒸気を発生させ、
その蒸気を吸収式冷凍機の熱源に利用して冷水を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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
どのエンジンから発生する排熱を回収して電力や動力を
取り出したり冷凍作用を行わせたりするように構成した
排熱回収システムに関する。
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
どのエンジンから発生する排熱を回収して電力や動力を
取り出したり冷凍作用を行わせたりするように構成した
排熱回収システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のシステムとしては、従来一般
に、エンジンから発生する排気ガスとの熱交換により水
蒸気を発生させ、この発生蒸気で蒸気タービンを駆動し
て動力や電力を得るように構成されている。ところが、
排気ガスのエネルギーしか利用できず、しかも、利用で
きるのが排気ガスの高温部になるため、近年のような排
気ガスの温度が低い高効率エンジンでは、利用できる熱
量が減少して熱回収効率が非常に悪いという問題があっ
た。また、エンジン冷却用のジャケット水の低温排熱を
利用して吸収式冷凍機を駆動し、蒸発器で冷水を発生さ
せ、その冷水を冷房に利用するものもあるが、空調負荷
が低いときには冷水の需要が少なく、低温排熱を充分利
用できないという問題があった。
に、エンジンから発生する排気ガスとの熱交換により水
蒸気を発生させ、この発生蒸気で蒸気タービンを駆動し
て動力や電力を得るように構成されている。ところが、
排気ガスのエネルギーしか利用できず、しかも、利用で
きるのが排気ガスの高温部になるため、近年のような排
気ガスの温度が低い高効率エンジンでは、利用できる熱
量が減少して熱回収効率が非常に悪いという問題があっ
た。また、エンジン冷却用のジャケット水の低温排熱を
利用して吸収式冷凍機を駆動し、蒸発器で冷水を発生さ
せ、その冷水を冷房に利用するものもあるが、空調負荷
が低いときには冷水の需要が少なく、低温排熱を充分利
用できないという問題があった。
【０００３】上述のような問題を解消するものとして、
特開平８−２４６８１７号公報に開示されるものがあっ
た。この従来の公報例によれば、エンジン冷却用のジャ
ケット水の低温排熱により水とそれよりも沸点が低いア
ンモニアから成る２成分系混合流体を加熱して再生器で
蒸気を発生させ、更に、エンジンからの排気ガスの高温
排熱により２成分系混合流体を加熱して高温蒸気発生装
置で蒸気を発生させ、高温蒸気発生装置で発生した蒸気
を蒸気タービンに供給して蒸気タービンを駆動するとと
もに、再生器で発生した蒸気を吸収式冷凍機の熱源に利
用するように構成されている。これにより、エンジン冷
却用のジャケット水の低温排熱とエンジンからの排気ガ
スの高温排熱の両方を十分に利用できるようにしてい
る。また、吸収式冷凍機の凝縮器で凝縮液化された低沸
点成分の濃度が高い溶液を高温蒸気発生装置に供給し、
低温域から有効に蒸気を発生できるようにし、空調負荷
が低いときでも、余った低沸点成分の濃度が高い溶液を
熱回収に利用できるようにしている。
特開平８−２４６８１７号公報に開示されるものがあっ
た。この従来の公報例によれば、エンジン冷却用のジャ
ケット水の低温排熱により水とそれよりも沸点が低いア
ンモニアから成る２成分系混合流体を加熱して再生器で
蒸気を発生させ、更に、エンジンからの排気ガスの高温
排熱により２成分系混合流体を加熱して高温蒸気発生装
置で蒸気を発生させ、高温蒸気発生装置で発生した蒸気
を蒸気タービンに供給して蒸気タービンを駆動するとと
もに、再生器で発生した蒸気を吸収式冷凍機の熱源に利
用するように構成されている。これにより、エンジン冷
却用のジャケット水の低温排熱とエンジンからの排気ガ
スの高温排熱の両方を十分に利用できるようにしてい
る。また、吸収式冷凍機の凝縮器で凝縮液化された低沸
点成分の濃度が高い溶液を高温蒸気発生装置に供給し、
低温域から有効に蒸気を発生できるようにし、空調負荷
が低いときでも、余った低沸点成分の濃度が高い溶液を
熱回収に利用できるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の公報例の場合、２成分系混合流体を使用するこ
とにより、低温から蒸気を発生するとともに、その蒸発
過程で温度が変化し、ピンチポイントでの排気ガスの温
度を低くできて熱回収量を増大できる利点があるが、水
の場合に比べて、蒸発器での単位入熱当たりの蒸気ター
ビン出力が小さく（すなわち、水を使うと低温で高圧蒸
気を発生させることは無理であるが、高温熱源を利用し
て発生させることができるならば、蒸発器での入熱単位
量当たりに対するタービン出力は水の方が大きい。）、
排気ガスの高温部を充分利用できない問題があり、未だ
改善の余地があった。
た従来の公報例の場合、２成分系混合流体を使用するこ
とにより、低温から蒸気を発生するとともに、その蒸発
過程で温度が変化し、ピンチポイントでの排気ガスの温
度を低くできて熱回収量を増大できる利点があるが、水
の場合に比べて、蒸発器での単位入熱当たりの蒸気ター
ビン出力が小さく（すなわち、水を使うと低温で高圧蒸
気を発生させることは無理であるが、高温熱源を利用し
て発生させることができるならば、蒸発器での入熱単位
量当たりに対するタービン出力は水の方が大きい。）、
排気ガスの高温部を充分利用できない問題があり、未だ
改善の余地があった。
【０００５】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、低温排熱源および高温排熱源のいずれからの排熱
をも効率良く回収するとともに蒸気タービン出力を大き
くできるように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、復水器の温度を充分低
くできるようにすることを目的とし、そして、請求項３
に係る発明の排熱回収システムは、再生器での加熱温度
を高めて、吸収式冷凍機から取り出せる冷熱エネルギー
量を増大できるようにすることを目的する。また、請求
項４に係る発明の排熱回収システムは、高温排熱源での
排熱発生量の変動に起因する蒸気タービン出力の低下を
防止することを目的とし、また、請求項５に係る発明の
排熱回収システムは、使用する２成分系混合流体を合理
的に選択して、構成を簡単にできるようにすることを目
的とし、また、請求項６に係る発明の排熱回収システム
は、簡単な構成の付加により、アンモニア臭の発生を防
止することを目的とし、そして、請求項７に係る発明の
排熱回収システムは、復水器で得られる冷水を利用して
ガスエンジンの出力および効率を向上することを目的と
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、低温排熱源および高温排熱源のいずれからの排熱
をも効率良く回収するとともに蒸気タービン出力を大き
くできるように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、復水器の温度を充分低
くできるようにすることを目的とし、そして、請求項３
に係る発明の排熱回収システムは、再生器での加熱温度
を高めて、吸収式冷凍機から取り出せる冷熱エネルギー
量を増大できるようにすることを目的する。また、請求
項４に係る発明の排熱回収システムは、高温排熱源での
排熱発生量の変動に起因する蒸気タービン出力の低下を
防止することを目的とし、また、請求項５に係る発明の
排熱回収システムは、使用する２成分系混合流体を合理
的に選択して、構成を簡単にできるようにすることを目
的とし、また、請求項６に係る発明の排熱回収システム
は、簡単な構成の付加により、アンモニア臭の発生を防
止することを目的とし、そして、請求項７に係る発明の
排熱回収システムは、復水器で得られる冷水を利用して
ガスエンジンの出力および効率を向上することを目的と
する。
【０００６】
【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、 150℃よりも低い温度の排熱を発生する低温排熱源
と、 150℃よりも高い温度の排熱を発生する高温排熱源
とを設け、その高温排熱源からの排熱を取り出す高温排
熱配管に、水蒸気を発生する高温蒸気発生装置と、水の
沸点よりも低く、かつ、低温排熱源からの排熱によって
蒸発可能な２成分系混合流体の蒸気を発生する低温蒸気
発生装置とをその順に直列接続し、高温蒸気発生装置に
第１の循環配管を接続するとともに、その第１の循環配
管に、高温蒸気発生装置で発生した水蒸気によって駆動
する高温側蒸気タービンと、その高温側蒸気タービンを
経た後の水蒸気を水に戻す復水器とをその順に直列接続
し、低温排熱源からの排熱を熱源とするように低温排熱
源に第２の循環配管を介して再生器を接続し、その再生
器に吸収器と凝縮器と蒸発器とを接続して吸収式冷凍機
を構成し、低温蒸気発生装置に第３の循環配管を接続す
るとともに、その第３の循環配管に、低温蒸気発生装置
で発生した低温蒸気によって駆動する低温側蒸気タービ
ンと、吸収器とをその順に直列接続して構成する。
熱回収システムは、上述のような目的を達成するため
に、 150℃よりも低い温度の排熱を発生する低温排熱源
と、 150℃よりも高い温度の排熱を発生する高温排熱源
とを設け、その高温排熱源からの排熱を取り出す高温排
熱配管に、水蒸気を発生する高温蒸気発生装置と、水の
沸点よりも低く、かつ、低温排熱源からの排熱によって
蒸発可能な２成分系混合流体の蒸気を発生する低温蒸気
発生装置とをその順に直列接続し、高温蒸気発生装置に
第１の循環配管を接続するとともに、その第１の循環配
管に、高温蒸気発生装置で発生した水蒸気によって駆動
する高温側蒸気タービンと、その高温側蒸気タービンを
経た後の水蒸気を水に戻す復水器とをその順に直列接続
し、低温排熱源からの排熱を熱源とするように低温排熱
源に第２の循環配管を介して再生器を接続し、その再生
器に吸収器と凝縮器と蒸発器とを接続して吸収式冷凍機
を構成し、低温蒸気発生装置に第３の循環配管を接続す
るとともに、その第３の循環配管に、低温蒸気発生装置
で発生した低温蒸気によって駆動する低温側蒸気タービ
ンと、吸収器とをその順に直列接続して構成する。
【０００７】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。この２成分系混合流体は低温排熱時の排熱を熱
源とする低温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。
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。この２成分系混合流体は低温排熱時の排熱を熱
源とする低温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。
【０００８】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いて、吸収式冷凍機
を構成する蒸発器に、その内部の冷媒を取り出して戻す
冷媒配管を接続し、その冷媒配管を冷却用として復水器
に導入するように構成する。この導入構成としては、蒸
発器から復水器側に流すようにポンプを冷媒配管に設け
るものでも冷媒の気液相変化による自然循環に頼るもの
でも良い。
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いて、吸収式冷凍機
を構成する蒸発器に、その内部の冷媒を取り出して戻す
冷媒配管を接続し、その冷媒配管を冷却用として復水器
に導入するように構成する。この導入構成としては、蒸
発器から復水器側に流すようにポンプを冷媒配管に設け
るものでも冷媒の気液相変化による自然循環に頼るもの
でも良い。
【０００９】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
または請求項２のいずれかに記載の排熱回収システムに
おいて、第２の循環配管の低温蒸気発生装置と低温側蒸
気タービンとの中間箇所と再生器とを分岐配管を介して
接続して構成する。
テムは、上述のような目的を達成するために、請求項１
または請求項２のいずれかに記載の排熱回収システムに
おいて、第２の循環配管の低温蒸気発生装置と低温側蒸
気タービンとの中間箇所と再生器とを分岐配管を介して
接続して構成する。
【００１０】また、請求項４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、請求項２または請求項３のいずれかに記載の排熱回
収システムにおいて、高温排熱配管に、高温蒸気発生装
置と並列にバイパス配管を接続するとともに、高温排熱
源からの排熱を、高温蒸気発生装置に流す状態と低温蒸
気発生装置に流す状態とに切り換える切り換え手段を備
えて構成する。
テムは、上述のような目的を達成するために、請求項
１、請求項２または請求項３のいずれかに記載の排熱回
収システムにおいて、高温排熱配管に、高温蒸気発生装
置と並列にバイパス配管を接続するとともに、高温排熱
源からの排熱を、高温蒸気発生装置に流す状態と低温蒸
気発生装置に流す状態とに切り換える切り換え手段を備
えて構成する。
【００１１】また、請求項５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、請求項２、請求項３または請求項４のいずれかに記
載の排熱回収システムにおいて、２成分系混合流体とし
て、冷媒と、蒸発しない吸収剤とから成るものを使用す
る。
テムは、上述のような目的を達成するために、請求項
１、請求項２、請求項３または請求項４のいずれかに記
載の排熱回収システムにおいて、２成分系混合流体とし
て、冷媒と、蒸発しない吸収剤とから成るものを使用す
る。
【００１２】また、請求項６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、請求項２、請求項３または請求項４のいずれかに記
載の排熱回収システムにおいて、２成分系混合流体が水
−アンモニア系混合流体であり、低温側蒸気タービンの
軸受部にアンモニア水の漏洩を防止する水封装置を付設
するとともに、高温排熱配管の高温蒸気発生装置よりも
上流側箇所と水封装置とを配管を介して接続し、軸受部
からの漏水分を水封装置から導入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、請求項２、請求項３または請求項４のいずれかに記
載の排熱回収システムにおいて、２成分系混合流体が水
−アンモニア系混合流体であり、低温側蒸気タービンの
軸受部にアンモニア水の漏洩を防止する水封装置を付設
するとともに、高温排熱配管の高温蒸気発生装置よりも
上流側箇所と水封装置とを配管を介して接続し、軸受部
からの漏水分を水封装置から導入するように構成する。
【００１３】また、請求項７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、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５または請
求項６のいずれかに記載の排熱回収システムにおいて、
高温排熱源をガスエンジンで構成し、第１の循環配管の
復水器と高温蒸気発生装置との間に熱交換器を設け、空
気または燃料ガスと空気の混合物を熱交換器に通して冷
却した後にガスエンジンに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、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５または請
求項６のいずれかに記載の排熱回収システムにおいて、
高温排熱源をガスエンジンで構成し、第１の循環配管の
復水器と高温蒸気発生装置との間に熱交換器を設け、空
気または燃料ガスと空気の混合物を熱交換器に通して冷
却した後にガスエンジンに供給するように構成する。
【００１４】
【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、高温排熱源からの排熱により高温蒸気発生装
置で水蒸気を発生させ、その高温蒸気発生装置で発生し
た水蒸気を高温側蒸気タービンに供給して高温側蒸気タ
ービンを駆動し、電力や動力を取り出すことができる。
また、高温排熱源から高温蒸気発生装置を通過させた後
の排熱により低温蒸気発生装置で２成分系混合流体の蒸
気を発生させ、その低温蒸気発生装置で発生した２成分
系混合流体の蒸気を低温側蒸気タービンに供給して低温
側蒸気タービンを駆動し、低温域から有効に蒸気を発生
させて、電力や動力を取り出すことができる。
によれば、高温排熱源からの排熱により高温蒸気発生装
置で水蒸気を発生させ、その高温蒸気発生装置で発生し
た水蒸気を高温側蒸気タービンに供給して高温側蒸気タ
ービンを駆動し、電力や動力を取り出すことができる。
また、高温排熱源から高温蒸気発生装置を通過させた後
の排熱により低温蒸気発生装置で２成分系混合流体の蒸
気を発生させ、その低温蒸気発生装置で発生した２成分
系混合流体の蒸気を低温側蒸気タービンに供給して低温
側蒸気タービンを駆動し、低温域から有効に蒸気を発生
させて、電力や動力を取り出すことができる。
【００１５】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、蒸発器に溜まった冷媒を、冷媒配
管により復水器に直接導入し、復水器内の水を直接的に
冷却することができる。
テムの構成によれば、蒸発器に溜まった冷媒を、冷媒配
管により復水器に直接導入し、復水器内の水を直接的に
冷却することができる。
【００１６】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、低温蒸気発生装置で発生させた２
成分系混合流体の蒸気を再生器に直接供給して再生器で
の加熱温度を高め、再生器から吸収器に供給する２成分
系混合流体の蒸気の量を増加して蒸発器で得られる冷水
量を増加することができる。
テムの構成によれば、低温蒸気発生装置で発生させた２
成分系混合流体の蒸気を再生器に直接供給して再生器で
の加熱温度を高め、再生器から吸収器に供給する２成分
系混合流体の蒸気の量を増加して蒸発器で得られる冷水
量を増加することができる。
【００１７】また、請求項４に係る発明の排熱回収シス
テムの構成によれば、通常時には高温排熱源からの排熱
を高温蒸気発生装置から低温蒸気発生装置へと供給し、
高温側蒸気タービンおよび低温側蒸気タービンの両者か
ら電力や動力を回収し、例えば、高温排熱源が複数台の
エンジンで構成され、その一部のエンジンが停止される
など、高温排熱源で得られる排熱量が減少した場合に
は、低温蒸気発生装置にのみ供給し、低温側蒸気タービ
ンだけを駆動して電力や動力を回収することができる。
テムの構成によれば、通常時には高温排熱源からの排熱
を高温蒸気発生装置から低温蒸気発生装置へと供給し、
高温側蒸気タービンおよび低温側蒸気タービンの両者か
ら電力や動力を回収し、例えば、高温排熱源が複数台の
エンジンで構成され、その一部のエンジンが停止される
など、高温排熱源で得られる排熱量が減少した場合に
は、低温蒸気発生装置にのみ供給し、低温側蒸気タービ
ンだけを駆動して電力や動力を回収することができる。
【００１８】また、請求項５に係る発明の排熱回収シス
テムの構成によれば、２成分系混合流体の吸収剤が蒸発
せず、冷媒と吸収剤との分離のための精溜塔を不要にで
きる。
テムの構成によれば、２成分系混合流体の吸収剤が蒸発
せず、冷媒と吸収剤との分離のための精溜塔を不要にで
きる。
【００１９】また、請求項６に係る発明の排熱回収シス
テムの構成によれば、低温側蒸気タービンの軸受部から
漏れたアンモニア水を高温排熱配管に送って蒸発させる
ことができる。
テムの構成によれば、低温側蒸気タービンの軸受部から
漏れたアンモニア水を高温排熱配管に送って蒸発させる
ことができる。
【００２０】また、請求項７に係る発明の排熱回収シス
テムの構成によれば、復水器で得られる冷水を利用し
て、ガスエンジンに供給される燃料ガスを冷却すること
ができる。
テムの構成によれば、復水器で得られる冷水を利用し
て、ガスエンジンに供給される燃料ガスを冷却すること
ができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】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、ガスエ
ンジン１に、カップリング２を介して発電機３が連動連
結されている。
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、ガスエ
ンジン１に、カップリング２を介して発電機３が連動連
結されている。
【００２２】高温排熱源としてのガスエンジン１の排気
管に排ガス供給管４が接続され、その排ガス供給管４
が、水蒸気を発生させる高温蒸気発生装置５に接続さ
れ、ガスエンジン１からの燃焼排ガスを供給するように
構成されている。また、排ガス供給管４には、高温蒸気
発生装置５の下流側に直列に、アンモニア−水系の２成
分系混合流体の蒸気を発生させる低温蒸気発生装置６が
接続されている。図中７は、ＮＯｘ成分を除去する脱硝
装置を示している。
管に排ガス供給管４が接続され、その排ガス供給管４
が、水蒸気を発生させる高温蒸気発生装置５に接続さ
れ、ガスエンジン１からの燃焼排ガスを供給するように
構成されている。また、排ガス供給管４には、高温蒸気
発生装置５の下流側に直列に、アンモニア−水系の２成
分系混合流体の蒸気を発生させる低温蒸気発生装置６が
接続されている。図中７は、ＮＯｘ成分を除去する脱硝
装置を示している。
【００２３】高温蒸気発生装置５には第１の循環配管８
が接続され、この第１の循環配管８に、水蒸気によって
駆動する高温側蒸気タービン９と、この高温側蒸気ター
ビン９を経た後の水蒸気を水に戻す復水器１０と第１の
ポンプ１１とがその順に直列接続されている。なお、高
温側蒸気タービン９を多段とし、高温蒸気発生装置５を
復圧タービンとして、タービン中間段より、低圧蒸気を
注入し、蒸気タービンサイクルとしての効率向上を図っ
ても良い。
が接続され、この第１の循環配管８に、水蒸気によって
駆動する高温側蒸気タービン９と、この高温側蒸気ター
ビン９を経た後の水蒸気を水に戻す復水器１０と第１の
ポンプ１１とがその順に直列接続されている。なお、高
温側蒸気タービン９を多段とし、高温蒸気発生装置５を
復圧タービンとして、タービン中間段より、低圧蒸気を
注入し、蒸気タービンサイクルとしての効率向上を図っ
ても良い。
【００２４】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２のポンプ１
２を介装した第２の循環配管１３が接続され、この第２
の循環配管１３に、吸収式冷凍機を構成する再生器１４
が設けられている。
ジン冷却部の出口と入口とにわたって、第２のポンプ１
２を介装した第２の循環配管１３が接続され、この第２
の循環配管１３に、吸収式冷凍機を構成する再生器１４
が設けられている。
【００２５】低温蒸気発生装置６には第３の循環配管１
５が接続され、この第３の循環配管１５に、２成分系混
合流体の蒸気によって駆動する低温側蒸気タービン１６
と、再生器１４で蒸発した２成分系混合流体を液化する
吸収器１７と第３のポンプ１８とがその順に直列接続さ
れている。
５が接続され、この第３の循環配管１５に、２成分系混
合流体の蒸気によって駆動する低温側蒸気タービン１６
と、再生器１４で蒸発した２成分系混合流体を液化する
吸収器１７と第３のポンプ１８とがその順に直列接続さ
れている。
【００２６】第３の循環配管１５の吸収器１７と第３の
ポンプ１８との間と、再生器１４とが、第４のポンプ１
９を介装した戻し配管２０を介して接続され、液化した
２成分系混合流体を再生器１４に戻すように構成されて
いる。第３の循環配管１５の低温側蒸気タービン１６と
吸収器１７との間と、戻し配管２０とが熱交換器３２に
よって伝熱可能に構成され、再生器１４に戻す液化した
２成分系混合流体を、低温側蒸気タービン１６から吸収
器１７に流す２成分系混合流体によって加熱するように
なっている。
ポンプ１８との間と、再生器１４とが、第４のポンプ１
９を介装した戻し配管２０を介して接続され、液化した
２成分系混合流体を再生器１４に戻すように構成されて
いる。第３の循環配管１５の低温側蒸気タービン１６と
吸収器１７との間と、戻し配管２０とが熱交換器３２に
よって伝熱可能に構成され、再生器１４に戻す液化した
２成分系混合流体を、低温側蒸気タービン１６から吸収
器１７に流す２成分系混合流体によって加熱するように
なっている。
【００２７】再生器１４に凝縮器２１が接続されるとと
もに凝縮器２１に蒸発器２２が接続され、更に、蒸発器
２２と吸収器１７とが接続され、かつ、第３の循環配管
１５の吸収器１７と第３のポンプ１８との間に設けられ
た混合器２３と凝縮器２１とが分岐配管２４を介して接
続され、エンジン冷却によって発生する温水（例えば、
第２の循環配管１３内の圧力を高圧系に構成するなどに
より、温度80〜 150℃のものが得られる）を再生器１４
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（アン
モニア濃度99.8％) を凝縮器２１に供給して液化した
後、蒸発器２２に供給して蒸発させるに伴い、その気化
熱により冷水を取り出すように吸収式冷凍機が構成され
ている。取り出された冷水は、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。冷房の不要な時期に
は、凝縮器２１のアンモニア濃度の高い液を分岐配管２
４によって低温蒸気発生装置６に送り込み、低温蒸気発
生装置６における排熱回収量を増大させることができ
る。
もに凝縮器２１に蒸発器２２が接続され、更に、蒸発器
２２と吸収器１７とが接続され、かつ、第３の循環配管
１５の吸収器１７と第３のポンプ１８との間に設けられ
た混合器２３と凝縮器２１とが分岐配管２４を介して接
続され、エンジン冷却によって発生する温水（例えば、
第２の循環配管１３内の圧力を高圧系に構成するなどに
より、温度80〜 150℃のものが得られる）を再生器１４
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（アン
モニア濃度99.8％) を凝縮器２１に供給して液化した
後、蒸発器２２に供給して蒸発させるに伴い、その気化
熱により冷水を取り出すように吸収式冷凍機が構成され
ている。取り出された冷水は、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。冷房の不要な時期に
は、凝縮器２１のアンモニア濃度の高い液を分岐配管２
４によって低温蒸気発生装置６に送り込み、低温蒸気発
生装置６における排熱回収量を増大させることができ
る。
【００２８】高温側蒸気タービン９と低温側蒸気タービ
ン１６の出力軸２５は同軸で構成され、その出力軸２５
に発電機２６が設けられている。出力軸２５は、図２の
要部の拡大断面図に示すように、両蒸気タービン９，１
６の固定ケーシング９ａ，１６ａに、メカニカルシール
（図示せず）を備えた軸受部２７，２７を介して回転自
在に支持されている。
ン１６の出力軸２５は同軸で構成され、その出力軸２５
に発電機２６が設けられている。出力軸２５は、図２の
要部の拡大断面図に示すように、両蒸気タービン９，１
６の固定ケーシング９ａ，１６ａに、メカニカルシール
（図示せず）を備えた軸受部２７，２７を介して回転自
在に支持されている。
【００２９】両固定ケーシング９ａ，１６ａにわたって
水封装置２８が設けられ、高温側蒸気タービン９の軸受
部２７から漏洩した水分と低温側蒸気タービン１６から
漏洩したアンモニア水が外部に漏洩することを防止する
ように構成されている。
水封装置２８が設けられ、高温側蒸気タービン９の軸受
部２７から漏洩した水分と低温側蒸気タービン１６から
漏洩したアンモニア水が外部に漏洩することを防止する
ように構成されている。
【００３０】水封装置２８と排ガス供給管４のガスエン
ジン１と脱硝装置７との間の箇所とが配管２９を介して
接続され、水封装置２８に回収されるアンモニア水を排
ガス供給管４に供給して蒸発させるとともに脱硝処理
し、アンモニア臭が外部に発散することを防止できるよ
うに構成されている。
ジン１と脱硝装置７との間の箇所とが配管２９を介して
接続され、水封装置２８に回収されるアンモニア水を排
ガス供給管４に供給して蒸発させるとともに脱硝処理
し、アンモニア臭が外部に発散することを防止できるよ
うに構成されている。
【００３１】蒸発器２２に、その内部の冷媒を取り出し
て戻す冷媒配管３０が接続され、その冷媒配管３０が復
水器１０内に導入され、蒸発器２２内の冷媒液（高濃度
のアンモニア水）を冷媒配管３０内で復水器１０内に流
下させ、復水器１０内の水を冷却し、それに伴って蒸発
した冷媒ガスを蒸発器２２内に戻すように、すなわち、
冷媒を自然循環させて復水器１０内の水を直接冷却でき
るように構成されている。蒸発器２２が復水器１０より
も低い位置に設けられる場合には冷媒配管３０にポンプ
を設けて強制的に循環するように構成すれば良い。
て戻す冷媒配管３０が接続され、その冷媒配管３０が復
水器１０内に導入され、蒸発器２２内の冷媒液（高濃度
のアンモニア水）を冷媒配管３０内で復水器１０内に流
下させ、復水器１０内の水を冷却し、それに伴って蒸発
した冷媒ガスを蒸発器２２内に戻すように、すなわち、
冷媒を自然循環させて復水器１０内の水を直接冷却でき
るように構成されている。蒸発器２２が復水器１０より
も低い位置に設けられる場合には冷媒配管３０にポンプ
を設けて強制的に循環するように構成すれば良い。
【００３２】また、第３の循環配管１５の低温蒸気発生
装置６と低温側蒸気タービン１６との中間箇所と再生器
１４とが分岐配管３１を介して接続され、低温蒸気発生
装置６で発生させた２成分系混合流体の蒸気を再生器１
４に直接供給して再生器１４での加熱温度を高め、再生
器１４から吸収器１７に供給する２成分系混合流体の蒸
気の量を増加して蒸発器２２で得られる冷水量を増加で
きるように構成されている。
装置６と低温側蒸気タービン１６との中間箇所と再生器
１４とが分岐配管３１を介して接続され、低温蒸気発生
装置６で発生させた２成分系混合流体の蒸気を再生器１
４に直接供給して再生器１４での加熱温度を高め、再生
器１４から吸収器１７に供給する２成分系混合流体の蒸
気の量を増加して蒸発器２２で得られる冷水量を増加で
きるように構成されている。
【００３３】図３は、本発明に係る排熱回収システムの
第２実施例の要部を示す概略構成図であり、高温排熱源
が２台のガスエンジン１ａ，１ｂで構成され、両ガスエ
ンジン１ａ，１ｂからの排ガス供給管４ａ，４ｂが合流
されて１本の排ガス供給管４に接続されている。
第２実施例の要部を示す概略構成図であり、高温排熱源
が２台のガスエンジン１ａ，１ｂで構成され、両ガスエ
ンジン１ａ，１ｂからの排ガス供給管４ａ，４ｂが合流
されて１本の排ガス供給管４に接続されている。
【００３４】排ガス供給管４に、高温蒸気発生装置５と
並列にバイパス配管３３が接続されるとともに、排ガス
供給管４のバイパス配管３３との分岐箇所と高温蒸気発
生装置５との間、および、バイパス配管３３に第１およ
び第２の開閉弁３４，３５が設けられている。
並列にバイパス配管３３が接続されるとともに、排ガス
供給管４のバイパス配管３３との分岐箇所と高温蒸気発
生装置５との間、および、バイパス配管３３に第１およ
び第２の開閉弁３４，３５が設けられている。
【００３５】上記構成により、２台のガスエンジン１
ａ，１ｂが運転されている通常時には第１の開閉弁３４
を開いて第２の開閉弁３５を閉じ、高温排熱源からの排
熱を高温蒸気発生装置５から低温蒸気発生装置６へと供
給し、高温側蒸気タービン９（図１参照）および低温側
蒸気タービン１６（図１参照）の両者から電力や動力を
回収できるようになっている。
ａ，１ｂが運転されている通常時には第１の開閉弁３４
を開いて第２の開閉弁３５を閉じ、高温排熱源からの排
熱を高温蒸気発生装置５から低温蒸気発生装置６へと供
給し、高温側蒸気タービン９（図１参照）および低温側
蒸気タービン１６（図１参照）の両者から電力や動力を
回収できるようになっている。
【００３６】そして、メンテナンス等により２台のガス
エンジン１ａ，１ｂのうちの一方が停止されるなど、高
温排熱源で得られる排熱量が減少した場合には、第１の
開閉弁３４を閉じて第２の開閉弁３５を開き、高温排熱
源からの排熱を低温蒸気発生装置６にのみ供給し、低温
側蒸気タービン１６（図１参照）だけを駆動して電力や
動力を回収することができるようになっている。
エンジン１ａ，１ｂのうちの一方が停止されるなど、高
温排熱源で得られる排熱量が減少した場合には、第１の
開閉弁３４を閉じて第２の開閉弁３５を開き、高温排熱
源からの排熱を低温蒸気発生装置６にのみ供給し、低温
側蒸気タービン１６（図１参照）だけを駆動して電力や
動力を回収することができるようになっている。
【００３７】上述した高温排熱源からの排熱を、高温蒸
気発生装置５に流す状態と低温蒸気発生装置６に流す状
態とに切り換えるための第１および第２の開閉弁３４，
３５をして切り換え手段と称する。この切り換え手段と
しては、三方弁で構成しても良い。
気発生装置５に流す状態と低温蒸気発生装置６に流す状
態とに切り換えるための第１および第２の開閉弁３４，
３５をして切り換え手段と称する。この切り換え手段と
しては、三方弁で構成しても良い。
【００３８】図４は、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り、再生器１４
から吸収器１７への配管４１と、吸収器１７から再生器
１４へのポンプ付き配管４２との間に熱交換器４３が介
装されている。
第３実施例の要部を示す概略構成図であり、再生器１４
から吸収器１７への配管４１と、吸収器１７から再生器
１４へのポンプ付き配管４２との間に熱交換器４３が介
装されている。
【００３９】吸収器１７への冷却水配管４４が、吸収器
１７から凝縮器２１にわたって延設され、吸収器１７で
の吸収熱と凝縮器２１での凝縮熱とを回収して温水を取
り出し、その温水を暖房等に利用するように構成されて
いる。
１７から凝縮器２１にわたって延設され、吸収器１７で
の吸収熱と凝縮器２１での凝縮熱とを回収して温水を取
り出し、その温水を暖房等に利用するように構成されて
いる。
【００４０】再生器１４にエンジン冷却後の高温ジャケ
ット水を供給する第２の循環配管１３内の圧力が高圧に
設定され、 125℃の高温ジャケット水を再生器１４に供
給できるように構成されている。
ット水を供給する第２の循環配管１３内の圧力が高圧に
設定され、 125℃の高温ジャケット水を再生器１４に供
給できるように構成されている。
【００４１】これにより、図５のデューリング線図に示
すように、再生器１４において、２成分系混合流体のア
ンモニア濃度ξが0.3334で（Ａで示す）、その温度が 1
20℃となる。
すように、再生器１４において、２成分系混合流体のア
ンモニア濃度ξが0.3334で（Ａで示す）、その温度が 1
20℃となる。
【００４２】吸収器１７では、２成分系混合流体のアン
モニア濃度ξが0.4262で（Ｂで示す）、その温度が42℃
となり、そして、凝縮器２１での２成分系混合流体の温
度が45℃となり、冷却水配管４４を通じて45℃の温水を
取り出すことができる。
モニア濃度ξが0.4262で（Ｂで示す）、その温度が42℃
となり、そして、凝縮器２１での２成分系混合流体の温
度が45℃となり、冷却水配管４４を通じて45℃の温水を
取り出すことができる。
【００４３】また、蒸発器２２では、２成分系混合流体
のアンモニア濃度ξが 0.998で（Ｃで示す）、その温度
は−５℃であり、この蒸発器２２から冷水を取り出すこ
とができる。
のアンモニア濃度ξが 0.998で（Ｃで示す）、その温度
は−５℃であり、この蒸発器２２から冷水を取り出すこ
とができる。
【００４４】上記第３実施例において、温水を取り出す
のに、吸収器１７または凝縮器２１のいずれか一方から
のみ熱を回収するものでも良い。また、再生器１４に供
給するエンジン冷却後の高温ジャケット水の温度として
は、第２の循環配管１３内の温度設定により、潤滑油の
劣化を防止するために 150℃以下に、また、温水取り出
し用の冷却水配管４４の温度を確保するために 100℃以
上に設定するのが好ましい。そして、吸収器１７および
凝縮器２１での温度としては、40℃以上に設定するのが
好ましい。
のに、吸収器１７または凝縮器２１のいずれか一方から
のみ熱を回収するものでも良い。また、再生器１４に供
給するエンジン冷却後の高温ジャケット水の温度として
は、第２の循環配管１３内の温度設定により、潤滑油の
劣化を防止するために 150℃以下に、また、温水取り出
し用の冷却水配管４４の温度を確保するために 100℃以
上に設定するのが好ましい。そして、吸収器１７および
凝縮器２１での温度としては、40℃以上に設定するのが
好ましい。
【００４５】図６は、本発明に係る排熱回収システムの
第４実施例の要部を示す概略構成図であり、高温側蒸気
タービン９および低温側蒸気タービン１６それぞれに個
別に高周波発電機９ａ，１６ａが取り付けられている。
第４実施例の要部を示す概略構成図であり、高温側蒸気
タービン９および低温側蒸気タービン１６それぞれに個
別に高周波発電機９ａ，１６ａが取り付けられている。
【００４６】両高周波発電機９ａ，１６ａで発電された
交流電力がコンバータ９ｂ，１６ｂにより直流に変換さ
れ、その直流電流と、ダイオード４６によって直流化さ
れた商用電源４７からの直流電流とが合流され、合流後
にインバータ４８により交流に戻され、例えば、60Hzな
どの所定周波数の交流電力を取り出せるように構成され
ている。
交流電力がコンバータ９ｂ，１６ｂにより直流に変換さ
れ、その直流電流と、ダイオード４６によって直流化さ
れた商用電源４７からの直流電流とが合流され、合流後
にインバータ４８により交流に戻され、例えば、60Hzな
どの所定周波数の交流電力を取り出せるように構成され
ている。
【００４７】上記構成により、ガスエンジン１からの高
温排気ガスとジャケット冷却水を有効利用し、その排熱
を電力として回収し、不足分を商用電力で補い、低コス
トで電力を得ることができるようになっている。
温排気ガスとジャケット冷却水を有効利用し、その排熱
を電力として回収し、不足分を商用電力で補い、低コス
トで電力を得ることができるようになっている。
【００４８】図７は、本発明に係る排熱回収システムの
第５実施例の要部を示す概略構成図であり、エンジン燃
焼室５１に、排ガスタービン５２によって駆動されるタ
ーボコンプレッサー５３と混合器５４およびフィルター
５５を介装した燃料ガス供給管５６が接続されている。
第５実施例の要部を示す概略構成図であり、エンジン燃
焼室５１に、排ガスタービン５２によって駆動されるタ
ーボコンプレッサー５３と混合器５４およびフィルター
５５を介装した燃料ガス供給管５６が接続されている。
【００４９】燃料ガス供給管５６のエンジン燃焼室５１
とターボコンプレッサー５３との間に熱交換器５７が設
けられ、この熱交換器５７に、復水器１０から高温蒸気
発生装置５に至る第１の循環配管８が導入されている。
とターボコンプレッサー５３との間に熱交換器５７が設
けられ、この熱交換器５７に、復水器１０から高温蒸気
発生装置５に至る第１の循環配管８が導入されている。
【００５０】上記構成により、復水器１０からの冷水
（温度８℃）を利用してエンジン燃焼室５１に供給され
る空気または燃料ガスと空気の混合物を冷却し、その体
積効率を向上させることによって、エンジン出力および
効率を向上できるようになっている。同時に高温側蒸気
タービン９を駆動するシステム側から見れば、高温蒸気
発生装置５に送られる水が給水加熱されることとなり、
タービン系全体としての効率向上に繋がる。
（温度８℃）を利用してエンジン燃焼室５１に供給され
る空気または燃料ガスと空気の混合物を冷却し、その体
積効率を向上させることによって、エンジン出力および
効率を向上できるようになっている。同時に高温側蒸気
タービン９を駆動するシステム側から見れば、高温蒸気
発生装置５に送られる水が給水加熱されることとなり、
タービン系全体としての効率向上に繋がる。
【００５１】図８は、本発明に係る排熱回収システムの
第６実施例を示す概略構成図であり、冷媒−吸収剤系で
ある二成分系混合流体として、吸収剤が蒸発しないアン
モニア−硝酸リチウム溶液を用いている。これにより、
再生器１４から凝縮器２１への蒸気取り出し配管６１に
精溜塔を設けずに済むようにして構成の簡略化を図って
いる。そして、凝縮器２１と低温蒸気発生装置６とが、
ポンプ６２を介装したポンプ配管６３を介して接続さ
れ、凝縮器２１から低温側蒸気タービン１６に、タービ
ン作動媒体としてアンモニア溶液のみを供給するように
構成されている。他の構成は第１実施例と同じであり、
同一図番を付してその説明は省略する。
第６実施例を示す概略構成図であり、冷媒−吸収剤系で
ある二成分系混合流体として、吸収剤が蒸発しないアン
モニア−硝酸リチウム溶液を用いている。これにより、
再生器１４から凝縮器２１への蒸気取り出し配管６１に
精溜塔を設けずに済むようにして構成の簡略化を図って
いる。そして、凝縮器２１と低温蒸気発生装置６とが、
ポンプ６２を介装したポンプ配管６３を介して接続さ
れ、凝縮器２１から低温側蒸気タービン１６に、タービ
ン作動媒体としてアンモニア溶液のみを供給するように
構成されている。他の構成は第１実施例と同じであり、
同一図番を付してその説明は省略する。
【００５２】図９は、本発明に係る排熱回収システムの
第７実施例を示す概略構成図であり、低温側蒸気タービ
ン１６と吸収器１７とを接続する配管７１の途中箇所に
貯湯槽７２が介装され、低温側蒸気タービン１６から排
出される蒸気との熱交換により、給湯用の湯を得るよう
に構成されている。すなわち、給湯用の湯としては、50
〜55℃程度の温度で有れば十分である。これに対して、
低温側蒸気タービン１６から排出される蒸気は、アンモ
ニアまたはアンモニア−水系であるために、その温度が
60〜70℃程度である。このことに着目し、低温側蒸気タ
ービン１６から排出される蒸気の熱を有効に活用できる
ように構成している。
第７実施例を示す概略構成図であり、低温側蒸気タービ
ン１６と吸収器１７とを接続する配管７１の途中箇所に
貯湯槽７２が介装され、低温側蒸気タービン１６から排
出される蒸気との熱交換により、給湯用の湯を得るよう
に構成されている。すなわち、給湯用の湯としては、50
〜55℃程度の温度で有れば十分である。これに対して、
低温側蒸気タービン１６から排出される蒸気は、アンモ
ニアまたはアンモニア−水系であるために、その温度が
60〜70℃程度である。このことに着目し、低温側蒸気タ
ービン１６から排出される蒸気の熱を有効に活用できる
ように構成している。
【００５３】吸収器１７から再生器１４への戻し配管２
０と、再生器１４から吸収器１７への還り配管７３とが
熱交換器７４に通されるように構成され、再生器１４に
戻す液化した２成分系混合流体を加熱できるように構成
されている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一
図番を付してその説明は省略する。
０と、再生器１４から吸収器１７への還り配管７３とが
熱交換器７４に通されるように構成され、再生器１４に
戻す液化した２成分系混合流体を加熱できるように構成
されている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一
図番を付してその説明は省略する。
【００５４】図１０は、本発明に係る排熱回収システム
の第８実施例を示す概略構成図であり、クーリングタワ
ー８１からの冷却水の冷却用配管８２が、吸収器１７か
ら凝縮器２１にわたって循環接続されている。
の第８実施例を示す概略構成図であり、クーリングタワ
ー８１からの冷却水の冷却用配管８２が、吸収器１７か
ら凝縮器２１にわたって循環接続されている。
【００５５】冷却用配管８２は、クーリングタワー８１
から吸収器１７にわたる、ポンプ８３を介装した第１の
冷却用配管８２ａと、吸収器１７から凝縮器２１にわた
る第２の冷却用配管８２ｂと、凝縮器２１からクーリン
グタワー８１にわたる第３の冷却用配管８２ｃとから構
成されている。
から吸収器１７にわたる、ポンプ８３を介装した第１の
冷却用配管８２ａと、吸収器１７から凝縮器２１にわた
る第２の冷却用配管８２ｂと、凝縮器２１からクーリン
グタワー８１にわたる第３の冷却用配管８２ｃとから構
成されている。
【００５６】第１の冷却用配管８２ａに、流路切換弁８
４を介して分岐冷却用配管８５が接続され、この分岐冷
却用配管８５が、蒸発器２２から復水器１０を経て第３
の冷却用配管８２ｃに接続されている。
４を介して分岐冷却用配管８５が接続され、この分岐冷
却用配管８５が、蒸発器２２から復水器１０を経て第３
の冷却用配管８２ｃに接続されている。
【００５７】冷媒配管３０に開閉弁８６が設けられ、更
に、第３の冷却用配管８２ｃと、第１の冷却用配管８２
ａの流路切換弁８４よりも下流側箇所とがポンプ付き配
管８７を介して接続されるとともに、そのポンプ付き配
管８７に、暖房装置８８の暖房用コイル８９が介装され
ている。
に、第３の冷却用配管８２ｃと、第１の冷却用配管８２
ａの流路切換弁８４よりも下流側箇所とがポンプ付き配
管８７を介して接続されるとともに、そのポンプ付き配
管８７に、暖房装置８８の暖房用コイル８９が介装され
ている。
【００５８】上記構成により、冬期において、開閉弁８
６を閉じるとともに、蒸発器２２側に冷却水を流すよう
に流路切換弁８４を切り換え、クーリングタワー８１か
らの冷却水を蒸発器２２→復水器１０→クーリングタワ
ー８１と流すとともに凝縮器２１を経た冷却水を暖房用
コイル８９に供給し、復水器１０をクーリングタワー８
１からの冷却水によって冷却するとともに、凝縮器２１
を経た冷却水によって暖房を行えるようになっている。
６を閉じるとともに、蒸発器２２側に冷却水を流すよう
に流路切換弁８４を切り換え、クーリングタワー８１か
らの冷却水を蒸発器２２→復水器１０→クーリングタワ
ー８１と流すとともに凝縮器２１を経た冷却水を暖房用
コイル８９に供給し、復水器１０をクーリングタワー８
１からの冷却水によって冷却するとともに、凝縮器２１
を経た冷却水によって暖房を行えるようになっている。
【００５９】すなわち、復水器１０をクーリングタワー
８１からの冷却水によって冷却することにより、吸収器
１７に供給する冷却水の温度を自由に設定できるように
し、凝縮器２１を経た冷却水として、暖房を十分に行え
る40℃以上の温度の冷却水を得られるようにしている。
８１からの冷却水によって冷却することにより、吸収器
１７に供給する冷却水の温度を自由に設定できるように
し、凝縮器２１を経た冷却水として、暖房を十分に行え
る40℃以上の温度の冷却水を得られるようにしている。
【００６０】また、分岐冷却用配管８５の復水器１０よ
りも下流側箇所に、過給機９０の給気管９１との熱交換
部９２が介装されて過給機９０のアフタークーラーに構
成され、復水器１０から高温側蒸気タービン９に供給さ
れる水の温度のいかんにかかわらず、アフタークーラー
での冷却温度を必要な温度に調整できるように構成され
ている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番
を付してその説明は省略する。
りも下流側箇所に、過給機９０の給気管９１との熱交換
部９２が介装されて過給機９０のアフタークーラーに構
成され、復水器１０から高温側蒸気タービン９に供給さ
れる水の温度のいかんにかかわらず、アフタークーラー
での冷却温度を必要な温度に調整できるように構成され
ている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番
を付してその説明は省略する。
【００６１】次に、第１実施例の排熱回収システムを用
いて行ったコンピュータシミュレーションの結果につい
て説明する。
いて行ったコンピュータシミュレーションの結果につい
て説明する。
【００６２】ガスエンジン１としては、空気比が2.10の
1000kw希薄ガスエンジンを用い、燃料ガスとして１３Ａ
ガスを256Nm3/h（発熱量9930kcal/Nm3、出力2956kw）供
給するように設定した。
1000kw希薄ガスエンジンを用い、燃料ガスとして１３Ａ
ガスを256Nm3/h（発熱量9930kcal/Nm3、出力2956kw）供
給するように設定した。
【００６３】そして、ジャケット冷却水の熱量を678kw
、温度を90℃に設定し、排気ガスの温度は 416.5℃と
した。高温側蒸気タービン９および低温側蒸気タービン
１６それぞれの飽和圧力は、いずれも50kg/cm2である。
、温度を90℃に設定し、排気ガスの温度は 416.5℃と
した。高温側蒸気タービン９および低温側蒸気タービン
１６それぞれの飽和圧力は、いずれも50kg/cm2である。
【００６４】また、吸収式冷凍機における蒸発器２２の
温度は４℃、再生器１４の温度は85℃、吸収器１７およ
び凝縮器２１の温度はいずれも35℃であった。また、高
温蒸気発生装置５側の復水器１０の温度は８℃で、ピン
チポイント温度差は25℃であった。それらの結果、高温
側蒸気タービン９の出力が 126kw、低温側蒸気タービン
１６の出力が55kwで、合計出力は 181kwであった。
温度は４℃、再生器１４の温度は85℃、吸収器１７およ
び凝縮器２１の温度はいずれも35℃であった。また、高
温蒸気発生装置５側の復水器１０の温度は８℃で、ピン
チポイント温度差は25℃であった。それらの結果、高温
側蒸気タービン９の出力が 126kw、低温側蒸気タービン
１６の出力が55kwで、合計出力は 181kwであった。
【００６５】上記結果と、前述従来例で説明した高温排
気ガスのみによって蒸気タービンを駆動する場合、およ
び、２成分系混合流体を用いた公報例の場合と比較する
と、前者に対しては約35％、後者に対しては約17％出力
を向上できることが判った。また、排熱回収の面でも、
冷房専用モードで、２成分系混合流体を用いた公報例の
場合に比べて10％以上回収量を増大できた。
気ガスのみによって蒸気タービンを駆動する場合、およ
び、２成分系混合流体を用いた公報例の場合と比較する
と、前者に対しては約35％、後者に対しては約17％出力
を向上できることが判った。また、排熱回収の面でも、
冷房専用モードで、２成分系混合流体を用いた公報例の
場合に比べて10％以上回収量を増大できた。
【００６６】上記実施例において、低温側蒸気タービン
１６の能力としては、高温側蒸気タービン９の能力の１
／２〜１に設定するのが好ましい。
１６の能力としては、高温側蒸気タービン９の能力の１
／２〜１に設定するのが好ましい。
【００６７】上述実施例のガスエンジン１としては、ミ
ラーサイクルガスエンジンや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ガスエンジンを用いること
ができる。また、本発明としては、燃料電池を併用して
その高温排熱や低温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。
ラーサイクルガスエンジンや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ガスエンジンを用いること
ができる。また、本発明としては、燃料電池を併用して
その高温排熱や低温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。
【００６８】また、上記実施例では、ガスエンジン１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、ガスエンジン１
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。
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、ガスエンジン１
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。
【００６９】
【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、高温排熱源
からの排熱の高温部により発生させた水蒸気で高温側蒸
気タービンを駆動するから、タービン駆動源を水蒸気と
する利点を生かし、単位重量当たりのタービン出力を向
上できるようになった。また、高温排熱源から高温蒸気
発生装置を通過させた後の排熱、すなわち、高温排熱源
からの低温部により発生させた２成分系混合流体の蒸気
で低温側蒸気タービンを駆動するから、タービン駆動源
を水蒸気よりも低温で蒸発可能な２成分系混合流体とす
る利点を生かし、低温域から有効に蒸気を発生させるこ
とができ、排熱回収量を大幅に増大できるようになっ
た。そのうえ、高温排熱源からの排熱エネルギーの低温
部と低温排熱源からの排熱エネルギーとを、低温側蒸気
タービンの駆動と吸収式冷凍機の熱源とに有効に利用す
るから、全体として、低温排熱源および高温排熱源のい
ずれからの排熱をも効率良く回収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、高温排熱源
からの排熱の高温部により発生させた水蒸気で高温側蒸
気タービンを駆動するから、タービン駆動源を水蒸気と
する利点を生かし、単位重量当たりのタービン出力を向
上できるようになった。また、高温排熱源から高温蒸気
発生装置を通過させた後の排熱、すなわち、高温排熱源
からの低温部により発生させた２成分系混合流体の蒸気
で低温側蒸気タービンを駆動するから、タービン駆動源
を水蒸気よりも低温で蒸発可能な２成分系混合流体とす
る利点を生かし、低温域から有効に蒸気を発生させるこ
とができ、排熱回収量を大幅に増大できるようになっ
た。そのうえ、高温排熱源からの排熱エネルギーの低温
部と低温排熱源からの排熱エネルギーとを、低温側蒸気
タービンの駆動と吸収式冷凍機の熱源とに有効に利用す
るから、全体として、低温排熱源および高温排熱源のい
ずれからの排熱をも効率良く回収できるようになった。
【００７０】また、請求項２に係る発明の排熱回収シス
テムによれば、蒸発器に溜まった冷媒を復水器に直接導
入するから、例えば、中間に熱交換器を介在させて間接
的に冷却する場合に比べて、復水器内の水温をより低下
でき、高温側蒸気タービンの圧力比を大きくすることが
できるから、高温側蒸気タービンの出力を一層向上でき
るようになった。
テムによれば、蒸発器に溜まった冷媒を復水器に直接導
入するから、例えば、中間に熱交換器を介在させて間接
的に冷却する場合に比べて、復水器内の水温をより低下
でき、高温側蒸気タービンの圧力比を大きくすることが
できるから、高温側蒸気タービンの出力を一層向上でき
るようになった。
【００７１】また、請求項３に係る発明の排熱回収シス
テムによれば、低温蒸気発生装置で発生させた２成分系
混合流体の蒸気を再生器に直接供給することにより蒸発
器で得られる冷水量を増加するから、例えば、低温排熱
源からの排熱を流す第２の循環配管に対して熱交換器を
設けて、高温排熱源からの排熱と間接的に熱交換させる
場合に比べ、吸収式冷凍機から取り出せる冷熱エネルギ
ー量を増大でき、例えば、冷房負荷が増大したときな
ど、冷熱エネルギーの需要量が増大したときにも良好に
対応でき、実用面で優れる。
テムによれば、低温蒸気発生装置で発生させた２成分系
混合流体の蒸気を再生器に直接供給することにより蒸発
器で得られる冷水量を増加するから、例えば、低温排熱
源からの排熱を流す第２の循環配管に対して熱交換器を
設けて、高温排熱源からの排熱と間接的に熱交換させる
場合に比べ、吸収式冷凍機から取り出せる冷熱エネルギ
ー量を増大でき、例えば、冷房負荷が増大したときな
ど、冷熱エネルギーの需要量が増大したときにも良好に
対応でき、実用面で優れる。
【００７２】また、請求項４に係る発明の排熱回収シス
テムによれば、通常時には、高温側蒸気タービンおよび
低温側蒸気タービンの両者から電力や動力を回収し、一
方、高温排熱源で得られる排熱量が減少した場合には、
低温側蒸気タービンだけを駆動して電力や動力を回収す
るから、例えば、高温排熱源で得られる排熱量が減少し
て高温蒸気発生装置で蒸発する水蒸気量が減少し、充分
な出力が得られないまま高温側蒸気タービンを駆動する
といったロスを無くすことができ、高温排熱源での排熱
発生量の変動に起因する蒸気タービン出力の低下を防止
できるようになった。
テムによれば、通常時には、高温側蒸気タービンおよび
低温側蒸気タービンの両者から電力や動力を回収し、一
方、高温排熱源で得られる排熱量が減少した場合には、
低温側蒸気タービンだけを駆動して電力や動力を回収す
るから、例えば、高温排熱源で得られる排熱量が減少し
て高温蒸気発生装置で蒸発する水蒸気量が減少し、充分
な出力が得られないまま高温側蒸気タービンを駆動する
といったロスを無くすことができ、高温排熱源での排熱
発生量の変動に起因する蒸気タービン出力の低下を防止
できるようになった。
【００７３】また、請求項５に係る発明の排熱回収シス
テムによれば、蒸発しない吸収剤を使用するという合理
的な構成を採用することにより、冷媒と吸収剤との分離
のための精溜塔を不要にできるから、システム構成を簡
単にできてイニシャルコストを低減できるようになっ
た。
テムによれば、蒸発しない吸収剤を使用するという合理
的な構成を採用することにより、冷媒と吸収剤との分離
のための精溜塔を不要にできるから、システム構成を簡
単にできてイニシャルコストを低減できるようになっ
た。
【００７４】また、請求項６に係る発明の排熱回収シス
テムによれば、水封装置と配管を設けるだけでありなが
ら、低温側蒸気タービンの軸受部から漏れたアンモニア
水を高温排熱配管に送って蒸発させるから、簡単な構成
の付加によりアンモニア臭の外部への発散を防止できて
環境衛生面で優れる。同時に又、ガスエンジンのＮＯｘ
を取り去ることができる。
テムによれば、水封装置と配管を設けるだけでありなが
ら、低温側蒸気タービンの軸受部から漏れたアンモニア
水を高温排熱配管に送って蒸発させるから、簡単な構成
の付加によりアンモニア臭の外部への発散を防止できて
環境衛生面で優れる。同時に又、ガスエンジンのＮＯｘ
を取り去ることができる。
【００７５】また、請求項７に係る発明の排熱回収シス
テムによれば、復水器で得られる冷水を利用して、ガス
エンジンに供給される空気または燃料ガスと空気の混合
物を冷却するから、体積効率の高いエンジンを設計で
き、エンジン出力および効率を向上できるようになっ
た。
テムによれば、復水器で得られる冷水を利用して、ガス
エンジンに供給される空気または燃料ガスと空気の混合
物を冷却するから、体積効率の高いエンジンを設計で
き、エンジン出力および効率を向上できるようになっ
た。
【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】水封装置を示す要部の拡大断面図である。
【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実施例を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図５】デューリング線図である。
【図６】本発明に係る排熱回収システムの第４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７】本発明に係る排熱回収システムの第５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８】本発明に係る排熱回収システムの第６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９】本発明に係る排熱回収システムの第７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１０】本発明に係る排熱回収システムの第８実施例
を示す概略構成図である。
を示す概略構成図である。
１…ガスエンジン ４…高温排熱配管としての排ガス供給管 ５…高温蒸気発生装置 ６…低温蒸気発生装置 ８…第１の循環配管 ９…高温側蒸気タービン １０…復水器 １３…第２の循環配管 １４…再生器 １５…第３の循環配管 １６…低温側蒸気タービン １７…吸収器 ２１…凝縮器 ２２…蒸発器 ２５…出力軸 ２７…軸受部 ２８…水封装置 ２９…配管 ３０…冷媒配管 ３１…分岐配管 ３３…バイパス配管 ３４…切り換え手段を構成する第１の開閉弁 ３５…切り換え手段を構成する第２の開閉弁 ５７…熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２５Ｂ 15/00 ３０１ Ｆ２５Ｂ 15/00 ３０１Ｅ 27/02 27/02 Ｋ
Claims (7)
- 【請求項１】 150℃よりも低い温度の排熱を発生する低
温排熱源と、 150℃よりも高い温度の排熱を発生する高温排熱源とを
設け、 前記高温排熱源からの排熱を取り出す高温排熱配管(4)
に、水蒸気を発生する高温蒸気発生装置(5) と、水の沸
点よりも低く、かつ、前記低温排熱源からの排熱によっ
て蒸発可能な２成分系混合流体の蒸気を発生する低温蒸
気発生装置(6)とをその順に直列接続し、 前記高温蒸気発生装置(5) に第１の循環配管(8) を接続
するとともに、前記第１の循環配管(8) に、前記高温蒸
気発生装置(5) で発生した水蒸気によって駆動する高温
側蒸気タービン(9) と、前記高温側蒸気タービン(9) を
経た後の水蒸気を水に戻す復水器(10)とをその順に直列
接続し、 前記低温排熱源からの排熱を熱源とするように前記低温
排熱源に第２の循環配管(13)を介して再生器(14)を接続
し、前記再生器(14)に吸収器(17)と凝縮器(21)と蒸発器
(22)とを接続して吸収式冷凍機を構成し、 前記低温蒸気発生装置(6) に第３の循環配管(15)を接続
するとともに、前記第３の循環配管(15)に、前記低温蒸
気発生装置(6) で発生した低温蒸気によって駆動する低
温側蒸気タービン(16)と、前記吸収器(17)とをその順に
直列接続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に記載の排熱回収システムにおい
て、 吸収式冷凍機を構成する蒸発器(22)に、その内部の冷媒
を取り出して戻す冷媒配管(30)を接続し、前記冷媒配管
(30)を冷却用として復水器(10)に導入してある排熱回収
システム。 - 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の排熱回収
システムにおいて、 第２の循環配管の低温蒸気発生装置(6) と低温側蒸気タ
ービン(16)との中間箇所と再生器(14)とを分岐配管(31)
を介して接続してある排熱回収システム。 - 【請求項４】請求項１、請求項２または請求項３のいず
れかに記載の排熱回収システムにおいて、 高温排熱配管(4) に、高温蒸気発生装置(5) と並列にバ
イパス配管(33)を接続するとともに、高温排熱源からの
排熱を、前記高温蒸気発生装置(5) に流す状態と低温蒸
気発生装置(6) に流す状態とに切り換える切り換え手段
(34,35) を備えた排熱回収システム。 - 【請求項５】請求項１、請求項２、請求項３または請求
項４に記載の排熱回収システムにおいて、 ２成分系混合流体が、冷媒と、蒸発しない吸収剤とから
成るものである排熱回収システム。 - 【請求項６】請求項１、請求項２、請求項３または請求
項４のいずれかに記載の排熱回収システムにおいて、 ２成分系混合流体が水−アンモニア系混合流体であり、 低温側蒸気タービン(16)の軸受部(27)にアンモニア水の
漏洩を防止する水封装置(28)を付設するとともに、高温
排熱配管(4) の高温蒸気発生装置(5) よりも上流側箇所
と前記水封装置(28)とを配管(29)を介して接続し、前記
軸受部(27)からの漏水分を前記水封装置(28)から導入す
るものである排熱回収システム。 - 【請求項７】請求項１、請求項２、請求項３、請求項
４、請求項５または請求項６のいずれかに記載の排熱回
収システムにおいて、 高温排熱源がガスエンジン(1) であり、第１の循環配管
(8) の復水器(10)と高温蒸気発生装置(5) との間に熱交
換器(57)を設け、空気または燃料ガスと空気の混合物を
前記熱交換器(57)に通して冷却した後に前記ガスエンジ
ン(1) に供給するように構成してある排熱回収システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09783399A JP4274619B2 (ja) | 1998-04-09 | 1999-04-05 | 排熱回収システム |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-97085 | 1998-04-09 | ||
| JP9708598 | 1998-04-09 | ||
| JP09783399A JP4274619B2 (ja) | 1998-04-09 | 1999-04-05 | 排熱回収システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11350920A true JPH11350920A (ja) | 1999-12-21 |
| JP4274619B2 JP4274619B2 (ja) | 2009-06-10 |
Family
ID=26438292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09783399A Expired - Fee Related JP4274619B2 (ja) | 1998-04-09 | 1999-04-05 | 排熱回収システム |
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|---|---|
| JP (1) | JP4274619B2 (ja) |
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| JP2006316704A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Yanmar Co Ltd | 排熱回収装置 |
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1999
- 1999-04-05 JP JP09783399A patent/JP4274619B2/ja not_active Expired - Fee Related
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