JP6194274B2 - 排熱回収システム及び排熱回収方法 - Google Patents
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Description
2 過給機
3 エンジン
6 エアクーラ
7 冷却媒体供給管
8 冷却媒体ポンプ
10 排熱回収装置
12 加熱器
14 熱交換器
16 膨張機
18 動力回収機(発電機)
20 凝縮器
22 循環ポンプ
24 循環流路
26 分岐管
28 排出管
30 制御部
40 第一バイパス流路
42 第二バイパス流路
V1 調整弁
V2 第一バイパス弁
V3 第二バイパス弁
V4 遮断弁
Claims (14)
- エンジンに供給される過給空気と作動媒体とを熱交換させることにより当該作動媒体を蒸発させる加熱器と、
前記加熱器から流出した作動媒体を膨張させる膨張機と、
前記膨張機に接続された動力回収機と、
前記膨張機から流出した作動媒体を凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮器から流出した作動媒体を前記加熱器へ送る循環ポンプと、
前記加熱器から流出した過給空気を冷却するエアクーラに冷却媒体を供給するための冷却媒体供給管と、
前記冷却媒体供給管に設けられており、前記冷却媒体を前記エアクーラに送る冷却媒体ポンプと、
前記冷却媒体により前記作動媒体が冷却されるように、前記冷却媒体供給管を流れる前記冷却媒体の一部を前記凝縮器に分岐させる分岐管と、
前記分岐管に設けられており開度を調整可能な調整弁と、
前記エアクーラから流出した過給空気の温度が設定温度以下となるように前記調整弁の開度を制御する制御部と、を備える排熱回収システム。 - 請求項1に記載の排熱回収システムにおいて、
前記制御部は、前記凝縮器から流出した後の冷却媒体の温度から前記凝縮器に流入する前の冷却媒体の温度を引いた温度差が基準温度以上、あるいは前記凝縮器に流入する前の冷却媒体の圧力から前記凝縮器から流出した後の冷却媒体の圧力を引いた圧力差が基準圧力以下となったときに前記循環ポンプを停止させる排熱回収システム。 - 請求項2に記載の排熱回収システムにおいて、
前記加熱器をバイパスする第一バイパス流路と、
前記第一バイパス流路に設けられた第一バイパス弁と、
前記膨張機をバイパスする第二バイパス流路と、
前記第二バイパス流路に設けられた第二バイパス弁と、
前記加熱器から流出した作動媒体の前記膨張機への流入を遮断可能な遮断弁と、をさらに備え、
前記制御部は、前記温度差が前記基準温度以上、あるいは前記圧力差が前記基準圧力以下となったときに前記循環ポンプを停止させるとともに、前記調整弁の開度を指定開度に維持しつつ前記第一バイパス弁及び前記第二バイパス弁を開き、前記遮断弁を閉じる排熱回収システム。 - 請求項3に記載の排熱回収システムにおいて、
前記制御部は、前記加熱器の下流側でかつ前記第一バイパス流路と前記膨張機との間における作動媒体の温度が閾値以下となったときに前記調整弁を閉じる排熱回収システム。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の排熱回収システムにおいて、
前記制御部は、前記エアクーラから流出した後の過給空気の温度が前記設定温度よりも低い指定温度以下であるときは、前記凝縮器から流出した後の冷却媒体の温度から前記凝縮器に流入する前の冷却媒体の温度を引いた温度差が特定温度となる、あるいは前記凝縮器に流入する前の冷却媒体の圧力から前記凝縮器から流出した後の冷却媒体の圧力を引いた圧力差が特定圧力となるように前記調整弁の開度を調整する排熱回収システム。 - 請求項5に記載の排熱回収システムにおいて、
前記制御部は、前記凝縮器から流出した後の冷却媒体の温度が規定値以下となるように前記循環ポンプの回転数を調整する排熱回収システム。 - 請求項1ないし6のいずれかに記載の排熱回収システムにおいて、
前記エンジンは、船舶用のエンジンであり、
前記冷却媒体供給管は、海水を前記冷却媒体として前記エアクーラ内に供給可能に構成されており、
前記分岐管は、海水を前記冷却媒体として前記凝縮器内に供給可能に構成されている排熱回収システム。 - エンジンに供給される過給空気の排熱を回収する排熱回収方法であって、
前記過給空気を加熱器に供給することによって当該加熱器で作動媒体を蒸発させる蒸発工程と、
前記加熱器から流出した過給空気と冷却媒体とをエアクーラで熱交換させることによって前記過給空気を冷却する冷却工程と、
前記加熱器から流出した作動媒体を膨張機で膨張させることによって当該作動媒体から動力を回収する動力回収工程と、
前記膨張機から流出した作動媒体を凝縮器で凝縮させる凝縮工程と、を備え、
前記凝縮工程では、前記冷却工程において前記エアクーラに供給される冷却媒体の一部を前記凝縮器に分岐させることによって当該凝縮器において前記作動媒体を凝縮させるとともに、前記エアクーラから流出する過給空気の温度が設定温度以下となるように前記凝縮器への前記冷却媒体の供給量を調整する排熱回収方法。 - 請求項8に記載の排熱回収方法において、
前記凝縮器から流出した作動媒体を前記加熱器へ送る作動媒体循環工程をさらに備え、
前記作動媒体循環工程では、前記凝縮器から流出した後の冷却媒体の温度から前記凝縮器に流入する前の冷却媒体の温度を引いた温度差が基準温度以上、あるいは前記凝縮器に流入する前の冷却媒体の圧力から前記凝縮器から流出した後の冷却媒体の圧力を引いた圧力差が基準圧力以下となったときに前記凝縮器から流出した作動媒体を前記加熱器へ送る送り操作を停止する排熱回収方法。 - 請求項9に記載の排熱回収方法において、
前記凝縮工程では、前記温度差が前記基準温度以上、あるいは前記圧力差が前記基準圧力以下となったときに前記凝縮器への前記冷却媒体の供給量を一定の範囲内に収まるように維持し、
前記作動媒体循環工程では、前記温度差が前記基準温度以上、あるいは前記圧力差が前記基準圧力以下となったときに前記送り操作を停止するとともに、前記凝縮器から流出した作動媒体であって前記加熱器に流入する前のものを前記加熱器から流出した作動媒体と合流させ、この合流後の作動媒体を前記膨張機に流入させることなく前記凝縮器に流入させる排熱回収方法。 - 請求項10に記載の排熱回収方法において、
前記凝縮工程では、前記合流後の作動媒体の温度が閾値以下となったときに前記凝縮器への前記冷却媒体の供給を停止する排熱回収方法。 - 請求項8ないし11のいずれかに記載の排熱回収方法において、
前記凝縮工程では、前記エアクーラから流出する過給空気の温度が前記設定温度よりも低い指定温度以下であるときは、前記凝縮器から流出した後の冷却媒体の温度から前記凝縮器に流入する前の冷却媒体の温度を引いた温度差が特定温度となる、あるいは前記凝縮器に流入する前の冷却媒体の圧力から前記凝縮器から流出した後の冷却媒体の圧力を引いた圧力差が特定圧力となるように前記凝縮器への前記冷却媒体の供給量を調整する排熱回収方法。 - 請求項12に記載の排熱回収方法において、
前記凝縮工程では、前記凝縮器から流出した後の冷却媒体の温度が規定値以下となるように前記凝縮器への前記冷却媒体の供給量を調整する排熱回収方法。 - 請求項8ないし13のいずれかに記載の排熱回収方法において、
前記エンジンとして船舶用のエンジンが用いられ、
前記エアクーラ及び前記凝縮器に供給される冷却媒体として海水が用いられる排熱回収方法。
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