JPS6179811A - 廃熱回収装置 - Google Patents
廃熱回収装置Info
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- JPS6179811A JPS6179811A JP20087984A JP20087984A JPS6179811A JP S6179811 A JPS6179811 A JP S6179811A JP 20087984 A JP20087984 A JP 20087984A JP 20087984 A JP20087984 A JP 20087984A JP S6179811 A JPS6179811 A JP S6179811A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
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-
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04C29/0007—Injection of a fluid in the working chamber for sealing, cooling and lubricating
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
11上皇且里分!
この発明は油噴射式スクリューエキスパンダを使用した
廃熱回収装置に関するもので、工場から排出される廃熱
の回収等に利用することができる。
廃熱回収装置に関するもので、工場から排出される廃熱
の回収等に利用することができる。
従沸J日えE
工場で排出される温排水等から小温度差利用のランキン
サイクルによって熱回収を行い発電等に利用するように
した廃熱回収装置を第7図に示す。この装置は温排水等
を熱源として作動媒体例えばフロンを加熱して蒸発せし
めるための蒸発器(1)、蒸発器で発生したフロン蒸気
によって回転するタービン(2)、タービンから排出さ
れるフロン蒸気を冷却して凝縮せしめるための凝縮器(
3)、およびフロンを系内で循環させるためのフロン循
環ポンプ(4)を包含している。タービン(2)の出力
軸は発電機等の負荷(5)に連結されている。
サイクルによって熱回収を行い発電等に利用するように
した廃熱回収装置を第7図に示す。この装置は温排水等
を熱源として作動媒体例えばフロンを加熱して蒸発せし
めるための蒸発器(1)、蒸発器で発生したフロン蒸気
によって回転するタービン(2)、タービンから排出さ
れるフロン蒸気を冷却して凝縮せしめるための凝縮器(
3)、およびフロンを系内で循環させるためのフロン循
環ポンプ(4)を包含している。タービン(2)の出力
軸は発電機等の負荷(5)に連結されている。
(′シよ°と るrI 包
この装置の欠点は、vJ!源たる温排水等の低温度のゆ
えに作動媒体を充分に加熱することができず、換言すれ
ば大きな温度差を確保することができず、そのため充分
な動力回収を行い難いということである。
えに作動媒体を充分に加熱することができず、換言すれ
ば大きな温度差を確保することができず、そのため充分
な動力回収を行い難いということである。
かかる欠点を補うために、蒸発器(1)から得られるフ
ロン蒸気を追加の熱交換器に導いてそこでスーパーヒー
トした上でタービン(2)へ供給するようにすれば、動
力回収量の増大が期待できる。しかし、この場合、フロ
ンは蒸気の状態で追加の熱交換器に入るため、そのフロ
ン蒸気をスーパーヒートするための当該熱交換器は大型
のものとならざるを得ない。したがって、蒸発器(1)
とタービン(2)との間に当該熱交換器用の大きなスペ
ースを要し、装置全体が非常に大型化してしまうという
難点がある。
ロン蒸気を追加の熱交換器に導いてそこでスーパーヒー
トした上でタービン(2)へ供給するようにすれば、動
力回収量の増大が期待できる。しかし、この場合、フロ
ンは蒸気の状態で追加の熱交換器に入るため、そのフロ
ン蒸気をスーパーヒートするための当該熱交換器は大型
のものとならざるを得ない。したがって、蒸発器(1)
とタービン(2)との間に当該熱交換器用の大きなスペ
ースを要し、装置全体が非常に大型化してしまうという
難点がある。
この発明は、工場温排水のような低温度の熱源を利用し
て作動媒体を蒸発させ、その作動媒体蒸気によって動力
回収を行うようにした廃熱回収装置において、装置の大
型化を伴うことなく、作動媒体蒸気をスーパーヒートで
きるようにし、しかして動力回収量の増大を図らんとす
るものである。
て作動媒体を蒸発させ、その作動媒体蒸気によって動力
回収を行うようにした廃熱回収装置において、装置の大
型化を伴うことなく、作動媒体蒸気をスーパーヒートで
きるようにし、しかして動力回収量の増大を図らんとす
るものである。
ロ 占 ”るための
この発明は、出力軸を発電機のごとき負荷に連結した油
噴射式スクリューエキスパンダと、廃熱を熱源として作
動媒体を蒸発せしめてスクリューエキスパンダへ供給す
べき作動媒体蒸気を発生させるための蒸発器と、スクリ
ューエキスパンダから排出された作動媒体蒸気を凝縮せ
しめるための凝縮器と、作動媒体を凝縮器、蒸発器、お
よびスクリューエキスパンダで構成される系内で循環さ
せるための作動媒体循環ポンプと、スクリューエキスパ
ンダに油を供給するための油循環ポンプと、スクリュー
エキスパンダに供給さ九る油を作動媒体蒸気よりも高温
に加熱するための加熱器とを包含してなる廃熱回収装置
であって、作動媒体蒸気がスクリューエキスパンダの吸
入孔から吐出孔に至る過程において多段にわたって、作
動媒体蒸気と油とが直接接触するようにして油を噴射す
るようにしたことを特徴とする。
噴射式スクリューエキスパンダと、廃熱を熱源として作
動媒体を蒸発せしめてスクリューエキスパンダへ供給す
べき作動媒体蒸気を発生させるための蒸発器と、スクリ
ューエキスパンダから排出された作動媒体蒸気を凝縮せ
しめるための凝縮器と、作動媒体を凝縮器、蒸発器、お
よびスクリューエキスパンダで構成される系内で循環さ
せるための作動媒体循環ポンプと、スクリューエキスパ
ンダに油を供給するための油循環ポンプと、スクリュー
エキスパンダに供給さ九る油を作動媒体蒸気よりも高温
に加熱するための加熱器とを包含してなる廃熱回収装置
であって、作動媒体蒸気がスクリューエキスパンダの吸
入孔から吐出孔に至る過程において多段にわたって、作
動媒体蒸気と油とが直接接触するようにして油を噴射す
るようにしたことを特徴とする。
裏見週
以下、図面に示すこの発明の実施例について述べる。
まず第1図を参照すると、廃熱回収装置は出力軸を負荷
(例えば発電機) (12)に連結した油噴射式スク
リューエキスパンダ(11)を使用している。このエキ
スパンダ(11)に供給されるフロンのごとき作動媒体
は、温排水等を熱源として作動媒体を加熱して蒸発せし
めるための蒸発器(13) 、エキスパンダ(11)か
ら排出された作動媒体蒸気と油とを分離せしめるための
油分離器(14)および、油分離器(14)からの作動
媒体蒸気を冷却水で冷却して凝縮せしめるための凝縮器
(15)でもって構成される系内を、作動媒体循環ポン
プ(16)により循環せしめられる。エキスパンダ(1
1)には:/rA沿およびシールの作用をなすと共に、
作動媒体蒸気をスーパーヒートするために、油も供給さ
れる。この油は、作動媒体蒸気よりも高温に加熱するだ
めの加熱器(17)と、エキスパンダ(11)および、
油分離器(14)でもって構成される系内を、油循環ポ
ンプ(18)により循環せしめられる。
(例えば発電機) (12)に連結した油噴射式スク
リューエキスパンダ(11)を使用している。このエキ
スパンダ(11)に供給されるフロンのごとき作動媒体
は、温排水等を熱源として作動媒体を加熱して蒸発せし
めるための蒸発器(13) 、エキスパンダ(11)か
ら排出された作動媒体蒸気と油とを分離せしめるための
油分離器(14)および、油分離器(14)からの作動
媒体蒸気を冷却水で冷却して凝縮せしめるための凝縮器
(15)でもって構成される系内を、作動媒体循環ポン
プ(16)により循環せしめられる。エキスパンダ(1
1)には:/rA沿およびシールの作用をなすと共に、
作動媒体蒸気をスーパーヒートするために、油も供給さ
れる。この油は、作動媒体蒸気よりも高温に加熱するだ
めの加熱器(17)と、エキスパンダ(11)および、
油分離器(14)でもって構成される系内を、油循環ポ
ンプ(18)により循環せしめられる。
なお、加熱器(17)の熱源には、図示のごと(蒸発器
(13)用のものを共用してもよいが、別の熱源を使用
することもできる。
(13)用のものを共用してもよいが、別の熱源を使用
することもできる。
エキスパンダ(11)は第2〜4図に示すように、作動
媒体の吸入孔(22)および吐出孔(23)を有するケ
ーシング(21)と、ケーシング内に互いに平行にかつ
回転自在に延在する一対の雄ロータ(24)および雌ロ
ータ(25)とを主要な構成要素としている。両ロータ
(24) (25) ハ互いに噴み合って両者間に歯
形空間(26)を形成する。ロータ(24) (25
)の形状は歯形空間(26)が吸入孔側から吐出孔側へ
移動するにしたがってその容量が増大するように設定し
である。ロータ(24) (25)の外周はケーシン
グ(21)により囲繞されており、吸入孔(22)およ
び吐出孔(23)はロータ(24) (25)の端面
に向けて開口している。作動媒体蒸気が吸入孔(22)
から吐出孔(23)に至る過程で多段(第1図および第
5図図示例は3段)の油の噴射を受けるように、ケーシ
ング(21)の適当な位置にノズル(19) (第1
図参照)を配設しである。
媒体の吸入孔(22)および吐出孔(23)を有するケ
ーシング(21)と、ケーシング内に互いに平行にかつ
回転自在に延在する一対の雄ロータ(24)および雌ロ
ータ(25)とを主要な構成要素としている。両ロータ
(24) (25) ハ互いに噴み合って両者間に歯
形空間(26)を形成する。ロータ(24) (25
)の形状は歯形空間(26)が吸入孔側から吐出孔側へ
移動するにしたがってその容量が増大するように設定し
である。ロータ(24) (25)の外周はケーシン
グ(21)により囲繞されており、吸入孔(22)およ
び吐出孔(23)はロータ(24) (25)の端面
に向けて開口している。作動媒体蒸気が吸入孔(22)
から吐出孔(23)に至る過程で多段(第1図および第
5図図示例は3段)の油の噴射を受けるように、ケーシ
ング(21)の適当な位置にノズル(19) (第1
図参照)を配設しである。
次に上記構成の廃熱回収装置の作用について述べる。
蒸発器(13)からエキスパンダ(11)の吸入孔(2
2)へ供給される作動媒体蒸気はロータ(24) (
25)間の歯形空間(26)内に流入し、膨張しつつ吐
出孔(23)へ進み、しかしてロータ(24) (2
5)を回転せしめる。この動力はエキスパンダ(工1)
の出力軸を介して発電機等の負荷(12)へ伝えられる
。
2)へ供給される作動媒体蒸気はロータ(24) (
25)間の歯形空間(26)内に流入し、膨張しつつ吐
出孔(23)へ進み、しかしてロータ(24) (2
5)を回転せしめる。この動力はエキスパンダ(工1)
の出力軸を介して発電機等の負荷(12)へ伝えられる
。
また、加熱器(17)で作動媒体蒸気よりも高温に加熱
された油は、エキスパンダ(11)ノケーシング(21
)に設けられたノズル(19)から噴射される。これに
よりエキスパンダ(11) 内の作動媒体蒸気はそれよ
りも高温の油と直接接触シテスーパーヒートされる。こ
のことを第5図のP−H線図を参照して説明すると、同
図においてaおよびa゛はエキスパンダ(11)の作動
媒体吸入孔(つまり蒸発器(13)出口)、bおよびb
oはエキスパンダ(11)の作動媒体吐出孔(つまり凝
縮器(15)人口)、Cは凝縮器(15)出口、dは蒸
発器(13)入口における作動媒体の状態を示す。作動
媒体蒸気をスーパーヒートしない場合の熱力学サイクル
はa−b−C−dとなり、そのときの動力回収量はΔH
=Ha−Hbで表される。これに対して作動媒体をスー
パーヒートする場合の熱力学サイクルつまり再熱サイク
ルは、a′−bI→C−4dとなり、動力回収量は△H
”=Ha” −Hb’ で表される。かくて、ΔH’/
ΔH>1.0なる関係が成り立つ。ちなみにエキスパン
ダ(11)の入口での作動媒体温度が60℃、出口で3
0℃という条件において、油噴射によって作動媒体蒸気
を20℃スーパーヒートすると、ΔH″/ΔH!q1.
1 となり、約10%の動力回収量増加が実現する。
された油は、エキスパンダ(11)ノケーシング(21
)に設けられたノズル(19)から噴射される。これに
よりエキスパンダ(11) 内の作動媒体蒸気はそれよ
りも高温の油と直接接触シテスーパーヒートされる。こ
のことを第5図のP−H線図を参照して説明すると、同
図においてaおよびa゛はエキスパンダ(11)の作動
媒体吸入孔(つまり蒸発器(13)出口)、bおよびb
oはエキスパンダ(11)の作動媒体吐出孔(つまり凝
縮器(15)人口)、Cは凝縮器(15)出口、dは蒸
発器(13)入口における作動媒体の状態を示す。作動
媒体蒸気をスーパーヒートしない場合の熱力学サイクル
はa−b−C−dとなり、そのときの動力回収量はΔH
=Ha−Hbで表される。これに対して作動媒体をスー
パーヒートする場合の熱力学サイクルつまり再熱サイク
ルは、a′−bI→C−4dとなり、動力回収量は△H
”=Ha” −Hb’ で表される。かくて、ΔH’/
ΔH>1.0なる関係が成り立つ。ちなみにエキスパン
ダ(11)の入口での作動媒体温度が60℃、出口で3
0℃という条件において、油噴射によって作動媒体蒸気
を20℃スーパーヒートすると、ΔH″/ΔH!q1.
1 となり、約10%の動力回収量増加が実現する。
さらにこの発明は、既に述べたとおり作動媒体蒸気がエ
キスパンダ(11)の吸入孔(22)から吐出孔(23
)に至る過程において複数回、つまり多段の、油噴射に
よる再熱を行う。例えば“、第1図および第6図に示す
ように、加熱器(17)からの油をエキスパンダ(11
)内の作動媒体蒸気に対して噴射することによる再熱を
3回行う場合、作動媒体蒸気の膨張仕事はΣ△旧で表さ
れる。しかも、等エントロピー1jl(St〜S4)の
傾きは圧力が下がるほど緩やかになるため、エキスパン
ダ(11)の吸入孔(22)付近のみならず吐出孔(2
3)付近に至るまで載設にわたって油の噴射を行うこと
により、動力回収量が増大する。
キスパンダ(11)の吸入孔(22)から吐出孔(23
)に至る過程において複数回、つまり多段の、油噴射に
よる再熱を行う。例えば“、第1図および第6図に示す
ように、加熱器(17)からの油をエキスパンダ(11
)内の作動媒体蒸気に対して噴射することによる再熱を
3回行う場合、作動媒体蒸気の膨張仕事はΣ△旧で表さ
れる。しかも、等エントロピー1jl(St〜S4)の
傾きは圧力が下がるほど緩やかになるため、エキスパン
ダ(11)の吸入孔(22)付近のみならず吐出孔(2
3)付近に至るまで載設にわたって油の噴射を行うこと
により、動力回収量が増大する。
作動媒体蒸気と油とはエキスパンダ(11)の吐出孔(
23)から排出されて油分離器(14)へ入る。油分離
器(14)にて作動媒体蒸気は油と分離し、凝縮器(1
5)へ進む。凝!1′!J器(15)にて凝縮した作動
媒体は作動媒体循環ポンプ(16)で蒸発器(13)へ
送られる。一方、油分1’ltt器(14)にて作動媒
体から分離した油は、油循環ポンプ(18)で再びエキ
スパンダ(11)のノズル(19)へ送られる。
23)から排出されて油分離器(14)へ入る。油分離
器(14)にて作動媒体蒸気は油と分離し、凝縮器(1
5)へ進む。凝!1′!J器(15)にて凝縮した作動
媒体は作動媒体循環ポンプ(16)で蒸発器(13)へ
送られる。一方、油分1’ltt器(14)にて作動媒
体から分離した油は、油循環ポンプ(18)で再びエキ
スパンダ(11)のノズル(19)へ送られる。
発皿坐立来
この発明によれば、作動媒体蒸気に対する高温油噴射に
よる再熱を多段にわたって、しかもとりわけエキスパン
ダの吐出孔付近においても行うことにより、熱効率が向
上する。したがって、比較的低温の廃熱からも効率良く
動力回収を達成することができる。
よる再熱を多段にわたって、しかもとりわけエキスパン
ダの吐出孔付近においても行うことにより、熱効率が向
上する。したがって、比較的低温の廃熱からも効率良く
動力回収を達成することができる。
第1図はこの発明の一実施例たる廃熱回収装置のブロッ
ク図、第2〜4図はそれぞれスクリューエキスパンダの
縦断面略図、横断面略図および模式的斜′fM図、第5
図および第6図は縦軸に圧力P、横軸にエンタルピHを
とった作動媒体のPHH線図第7図は廃熱回収装置の従
来例を示すブロック図である。 (11)・・・油噴射式スクリューエキスパンダ、(1
2)−・−負荷、(13) −・蒸発器、(14)・−
油分離器、(15)−凝縮器、(16) −作動媒体循
環ポンプ、(17) −・油加熱器、(18)−油循環
ポンプ、(19)・・−ノズル、(22) −作動媒体
吸入孔、(23)・−作動媒体吐出孔。 特 許 出 願 人 株式会社 日阪製作所代
理 人 江 原 省 吾〃
江 原 秀第7@ 第1図 第3図 @6 図 第5図
ク図、第2〜4図はそれぞれスクリューエキスパンダの
縦断面略図、横断面略図および模式的斜′fM図、第5
図および第6図は縦軸に圧力P、横軸にエンタルピHを
とった作動媒体のPHH線図第7図は廃熱回収装置の従
来例を示すブロック図である。 (11)・・・油噴射式スクリューエキスパンダ、(1
2)−・−負荷、(13) −・蒸発器、(14)・−
油分離器、(15)−凝縮器、(16) −作動媒体循
環ポンプ、(17) −・油加熱器、(18)−油循環
ポンプ、(19)・・−ノズル、(22) −作動媒体
吸入孔、(23)・−作動媒体吐出孔。 特 許 出 願 人 株式会社 日阪製作所代
理 人 江 原 省 吾〃
江 原 秀第7@ 第1図 第3図 @6 図 第5図
Claims (1)
- (1)出力軸を負荷に連結した油噴射式スクリューエキ
スパンダと、廃熱を熱源として作動媒体を蒸発せしめて
前記エキスパンダへ供給すべき作動媒体蒸気を発生させ
るための蒸発器と、前記エキスパンダから排出された作
動媒体蒸気を凝縮せしめるための凝縮器と、作動媒体を
前記凝縮器、蒸発器、およびエキスパンダで構成される
系内で循環させるための作動媒体循環ポンプと、前記エ
キスパンダに油を供給するための油循環ポンプと、前記
エキスパンダに供給される油を作動媒体蒸気よりも高温
に加熱するための加熱器とを包含してなり、作動媒体蒸
気が前記エキスパンダの吸入孔から吐出孔に至る過程で
多段にわたって、作動媒体蒸気と油とが直接接触するよ
うにして前記の加熱に油を噴射するようにしたことを特
徴とする廃熱回収装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20087984A JPS6179811A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | 廃熱回収装置 |
SE8500022A SE456835B (sv) | 1984-01-05 | 1985-01-03 | Anordning foer vaermeaatervinning innefattande en expansionsskruvmotor av injektionstyp |
FR8500078A FR2557921B1 (fr) | 1984-01-05 | 1985-01-04 | Dispositif de recuperation de chaleur perdue utilisant un detendeur a vis a injection d'huile. |
US06/688,941 US4608829A (en) | 1984-01-05 | 1985-01-04 | Waste heat recovering device |
DE3500170A DE3500170C1 (de) | 1984-01-05 | 1985-01-04 | Vorrichtung für die Rückgewinnung von Wärme |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20087984A JPS6179811A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | 廃熱回収装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6179811A true JPS6179811A (ja) | 1986-04-23 |
JPH0429843B2 JPH0429843B2 (ja) | 1992-05-20 |
Family
ID=16431756
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20087984A Granted JPS6179811A (ja) | 1984-01-05 | 1984-09-26 | 廃熱回収装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6179811A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63215804A (ja) * | 1987-03-03 | 1988-09-08 | Hisaka Works Ltd | スクリユ−エキスパンダ−の最適運転方法 |
CN104989471A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-10-21 | 上海齐耀膨胀机有限公司 | 抽气回热式螺杆膨胀机有机朗肯循环发电机组 |
CN109631602A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-16 | 山东金艺珠宝有限公司 | 一种贵金属加工用余热回收装置及工艺 |
-
1984
- 1984-09-26 JP JP20087984A patent/JPS6179811A/ja active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63215804A (ja) * | 1987-03-03 | 1988-09-08 | Hisaka Works Ltd | スクリユ−エキスパンダ−の最適運転方法 |
CN104989471A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-10-21 | 上海齐耀膨胀机有限公司 | 抽气回热式螺杆膨胀机有机朗肯循环发电机组 |
CN109631602A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-16 | 山东金艺珠宝有限公司 | 一种贵金属加工用余热回收装置及工艺 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0429843B2 (ja) | 1992-05-20 |
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