JPS6345404A - 複合発電装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明ハ、ディーゼルエンジン、ガヌエンジン等の内
燃条間を□駆動源として発電を行なうと共に、この内燃
機関で発生する熱を利用して発電を行なう複合発電装置
に関するものである。

「従来の技術」 従来、内燃機関を駆動きせることｆ二より発電を行なう
ようＣＭ成てれた発電装置としては、ディーゼルエンジ
ン、ガヌエンジン等の内燃機関の出力軸に発電機を接続
し、この内燃機関を駆動することにより発電機が発電を
行なうように栴成された発電装置が提供されている。

上記の発電装置は、装置が小型なので装置の設置が容易
である、発電機の始動・停止が容易である等の利点を持
っており、大型発を所における消費電力ピーク時の補助
発電装置として、あるいは非常用自家発電装置等の主に
小、中規模ｔカを得る目的で使用されている、 「発明が解決しようとする問題点」 上記のような発電装置は、発電機の駆動源として、ディ
ーゼルニンジン等の内燃機関が作り出丁機械エネルギー
（駆動軸の回動）を利用したものであるが、ディーゼル
エンジン等の内燃機関は、その燃料である重油等を燃焼
塔ぜて得られる熱エネルギーの一部を機械エネルギーに
変換し、残りの熱エネルギーを排ガス中の熱および放熱
器より排出する熱として排出しているために、内燃機関
の熱効嘉は良好でなかった。この内燃機関より排出はれ
る熱エネルギーを何らかの方法で利用することができｔ
’−ｉｄ　、ν効率の向上が可能であるカニ、従来の発
電装置は、内・票磯関よシ排出される黙を利用する手段
が何カされていなかつ念ので、内燃機関の燃料に対する
発電効率が低（、一定のこ力を得る之めＣ二条（の燃料
を必要とし、ｔカニストが高（なるという問題点かあつ
念。まえ、重油等の燃料の入手が制限されるｍ１ｉど僻
地等では、一定の燃料からより多ぐの電力が得られる発
電装置が切望きれている、 この発明は、上記のような問題点を解消し、燃料に対す
る発７！１１効率を向上ざぜ、低コヌトの電力を供給し
、また、一定量の燃料からより多ぐの電力を得ることの
できる発電装置を提供することを目的としてし）る。

「問題を解決するための手段」 この発明は、内燃機関と、この内燃機関を駆動源として
発電を行なう発ｉ！！機と、上記内燃機関より排出され
る排ガス中の熱を容器内に充填した水に与えて蒸気を発
生させる蒸気発生器と、この蒸気発生器に供給される水
と上記内燃機関の放熱器との間で熱交換を行なう熱交換
器と、上記蒸気発生器で発生させた蒸気を圧縮するスチ
ームコンプレッサと、このスチームコンプレッサで三Ｂ
された蒸気で駆動される蒸気機関と、この蒸気機関を駆
動源として発電を行なう発ＴＩＬ機と、上記蒸気機関か
ら排出される水まｆＣハ蒸気を冷却して上記熱変換器に
送る復水器とを具え、上記内燃機関を駆動源として発ｔ
を行なうと共に、この内燃機関で発生する熱を利用して
発電を行なう二うに構成した複合発電装置である。

「実施例」 第１図はこの発明の一実施例を示す図であるーなお、こ
の実施ｆｌ＋は、この発明を内燃殻間とじて水冷ディー
ゼルエンジンを使用した発電装置に適用した例を示すも
のである、 この図において符号１はディーゼルエンジン、２は蒸気
発生器、３はスチームコンプレッサ、４は蒸気タービン
である。ディーゼルエンジン１の駆動＠５には発電機６
が接続てれており、ディーゼルエンジンｌを駆動するこ
とによって発！８！６が発電を行なうようになっている
。ディーゼルエンジン１から排出される排ガスは、排気
管路７内を通って外部に排出されるが、この排気管路７
の途中には、排ガス中の熱を蒸気発生器２に伝える熱交
換器８が設けられている。蒸気発生器２は、容器９の内
部に充填された水１０が、上記熱交換器８の伝熱によっ
て力り熱てれ、蒸気を発生するように構成したものであ
る。ディーゼルエンジンＩＣ二設けられた放熱器には、
熱交換器１１が接続されており、ディーゼルエンジン１
の冷却水と蒸気発生器２の容器９内に供給される水との
間で熱交換を行なうようになっている。蒸気発生器２で
作られ几蒸気に、バイブ１２を通ってスチームコンプレ
ッサ３に送られるようになっている。スチームコンプレ
ッサ３は、モータ１３を駆動することにより、供給され
た蒸気を圧縮して送り出丁ものである。スチームコンプ
レッサ３から送や出された蒸気は、バイブ１２を通って
蒸気タービン４に送られるようになっている。蒸気ター
ビン４：ζ、その排気側Ｃ二復水器１４を接読し、蒸気
タービン４よジ排出される蒸気を冷却して真空状態を作
り出すことにより、蒸気タービン４に供給苫几る高圧蒸
気を連続的に十分低圧まで膨張芒せることができるよう
に構成されたものである。蒸気タービン４の駆動軸１５
には発電機１６が接続てれており、蒸気タービン４を、
駆動させることによってこの発電機１６が発；を行なう
二う；二なっている、蒸気タービン４から排出され、′
復水器１４内に送られた蒸気は、復水器１４内（−設け
られ次冷却水路１７に接触して凝縮し、水となって１水
器１４内に溜るようになっている。復水器１４とディー
ゼルエンジン１の放熱器に１読された熱交換器１１との
間Ｃ：は、途中にポンプ１８を設け、化管路１９が設ｆ
ｆうれ、ポンプ１８を駆動てぜることによって復水器１
４内の水を熱交換器に送ることができるようになってい
る。管路１９は、熱交換器１１から更に蒸気発生器２の
容器９−！で延びており、熱交換器１１内でディーゼル
エンジン１の放熱器の熱を与えられた水を蒸気発生器２
の容器９内に供給するよう（ニなっている。

上記のように構成でれた複合発電装置の操作方法は、次
の）ふりである。まず、ディーゼルエンジン１を駆動醤
せる。ディーゼルエンジン１の駆動軸５に接続された発
電機６は発電を開始する、ディーゼルエンジン１より排
出される排ガスげ、蒸気発生器２の水１０に熱を与えた
後、外部に排出される。蒸気発生器２の水１０（１カ口
熱きれ、蒸気を発生する。このときの蒸気は、はぼ１０
０°Ｃ１１気圧である。次に、スチームコンプレッサ３
に接続され之モーメ１３を、駆靭すると共に、復水器１
４の冷却水路１７内に冷却水を通す、蒸気発生器２で発
生した蒸気は、バイブ１２を通ってスチームコンプレッ
サ３（ユ送うレる＃スチームコンプレッサ３に人った蒸
気は圧縮でれ、断熱三組による発熱作用によって、温度
と圧力が増加した状態になる、スチームコンプレッサ３
で圧縮でれた蒸気は、バイブ１２を通って蒸気タービン
４に送られる。蒸気タービン４に供給された高圧蒸気は
、連続的に膨張し、タービンを駆動する。タービンの駆
動軸１５に接続された発電機１６は、発電を開始する。

蒸気タービン４から排出された蒸気は、復水器１４内で
冷却されて水となり、復水器１４内に溜る。次に、ポン
プ１８を駆動させる。復水器１４内の水は管路１９を通
って熱交換器１１に送られ、更（：熱交換器１１より蒸
気発生器２の容器９内に送られる。熱交換器１１を通っ
た水は、ディーゼルエンジン１の放熱器の熱を与えられ
て温度が上昇し、一方、放熱器のエンジン冷却水は、温
度を低下式せる、 上記の複合発電装置を作動でせる際に得られる電力は、
ディーゼルエンジンｌに接続された発電機６の発を量と
、蒸気タービン４Ｉ：接続でれた発電機１６の発電量の
合計となるが、上述の実施例ではスチームコンプレッサ
３を駆動でぜるのにモータ１３を便用すると共（＝、ポ
ンプ１８を駆動でせる際にも電力を使用するので、発電
装置を作動させる際に得られる電力は、上述の発１！Ｈ
の合計よリモータ１３およびポンプ１８の使用電力を差
し引い友ものとなる。モータ１３およびポンプ１８は、
全体の発電量に比べると僅かな使用電力で駆動させるこ
とができる、 上記の複合全電装＃は、ディーゼルエンジン１に発！２
６を接続し、このディーゼルエンジン１を駆動させるこ
とにより発電機６が発電を行なうと共に、ディーゼルエ
ンジン１の排出する熱エネルギーによって蒸気を作り出
し、この蒸気で蒸気タービン４を駆動式せ、蒸気タービ
ンに接続した発電機１６が発電を行なうようｆ二構成て
れているので、ディーゼルエンジン１を駆動でぜる燃料
に対する発電効率を向上でせることかでき、低コストの
電力を得ることができる。

第２図は、この発明の他の実施例を示す図である。上述
の一実へ例でに、蒸気発生？５２が、その内部の水１０
Ｃ；ディーゼルエンジン１の排ガスの熱が伝えられ、蒸
気を発生する構成であったカニ、この実施例では、スチ
ームコンプレッサ３の排出側と蒸気発生器２の容器９と
の間に、途中に弁２０を設けたバイブ２１を設け、蒸気
発生器２の水１０をディーゼルエンジン１の排ガスの熱
で加熱スると共に、スチームコンプレッサ３で圧超すれ
几高圧蒸気を水１０内に導入して加熱できるように構成
したものである。また、図には示きれていないが、蒸気
発生器２の容器９には、その内部の水１０を出し入れす
る弁が設けられている、上記の複合発電装置の操作方法
は、まず、蒸気発生器２の水１０の量を上記の弁によっ
て減少畑せておき、ディーゼルエンジン１を駆動をじる
。

蒸気発生器２は、排ガス中の熱−二って加熱され、蒸気
を発生する。次に、スチームコンプレッサ３を駆動させ
、それＣ：接続した弁２０を徐・セに開ける。スチーム
コンプレッサ３で圧縮された蒸気は、バイ１２１を通っ
て蒸気発生器２の水１０中に導入される、次に、蒸気発
生器２の水１０（、’ｌ−］を増加でせる。蒸気発生器
２の水１０は、その水量が増加してもスチームコンプレ
ッサ３より送られる高圧蒸気の熱と排ガス中の熱との両
方で加熱でれて蒸気を発生する７ この実施例による複合発電装置は、上述の一実施例と同
様の効果が得られる他、蒸気発生器２の水１０をディー
ゼルエンジン１の排ガスの熱で力Ｏｉｆると共に、スチ
ームコンプレッサ３で圧縮きれた高圧蒸気を水１０内に
導入して加熱できるように構成したので、ディーゼルエ
ンジン１よす排出きれる排ガス中の熱量が少ない状態で
も複合発電装置を作動させることができる。

なお、上述の各実施例とも排ガス中の熱を蒸気発生器２
の水１０に伝える手段として、排気管路７の途中に熱交
換器８を設け、排ガス中の熱を蒸気発生器２の水１０に
伝える構成としたが、排気管路７の一部を蒸気発生器２
の容器９内に配設し、排気管路７で蒸気発生器２の水１
０を直接加熱するような構成としても良い。

また、上述の各実施例とも、蒸気によって駆１１する蒸
気機関として蒸気タービン４分具えグζ構成としｆＣ７
が、蒸気を膨張でせることによってフ１力し、発ｚ８１
１６が発′Ｆ！Ｌを行なうことができるものであれば、
他の蒸気：１関そ具えた■成としても良い。

ま之、上述の各実施り１とも蒸気２圧縮するスチームコ
ンプレッサ３の小の源としてモータ３を具えた構成とし
穴が、スチームコンプレ・フサ３．２厖勘テせることか
できるものであれば、他の′：Ｔ１勘源を具えた構成と
しても良い。

「発明の効果」 この発明による複合発電装置は、内・燃機関に発電機を
接続し、この内燃機関の排出する黙エネｌレギーｆ二よ
って蒸気を作り出し、この蒸気で蒸気機関を駆動させ、
この蒸気機関に接続した発電機が発１を行なう二うに構
成てれているので、内燃機関を駆動源せる燃料に対する
発電効率を向上石せることができ、低コストのｔ力を得
ることができる。！！穴、発電効率を向上でぜることか
できるので、重油等の燃料の入手がｔｊ限されることに
よって発を全の制限を受けるような場所での発電ジ分増
力りさせることができる、

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はこ
の発明の他の実施例を示す構成図である。 １・・・・・・ディーゼルエンジン（内燃機関）２・・
・・・・蒸気発生器 ３・・・・・・スチームコンプレッサ ４・・・・・・蒸気タービン（蒸気機関）６．１６・・
・・・・発電機 １１・・・・・・熱交換器 １４・・・・・・復水器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関と、この内燃機関を駆動源として発電を行なう
   発電機と、上記内燃機関より排出される排ガス中の熱を
   容器内に充填した水に与えて蒸気を発生させる蒸気発生
   器と、この蒸気発生器に供給される水と、上記内燃機関
   の放熱器との間で熱交換を行なう熱交換器と、上記蒸気
   発生器で発生させた蒸気を圧縮するスチームコンプレッ
   サと、このスチームコンプレッサで圧縮された蒸気で駆
   動される蒸気機関と、この蒸気機関を駆動源として発電
   を行なう発電機と、上記蒸気機関から排出される水また
   は蒸気を冷却して上記熱交換器に送る復水器とを具えて
   なる複合発電装置。