JPS62172150A - 熱機関排気ガス利用システム - Google Patents

熱機関排気ガス利用システム

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JPS62172150A
JPS62172150A JP1262286A JP1262286A JPS62172150A JP S62172150 A JPS62172150 A JP S62172150A JP 1262286 A JP1262286 A JP 1262286A JP 1262286 A JP1262286 A JP 1262286A JP S62172150 A JPS62172150 A JP S62172150A
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JP
Japan
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exhaust gas
water
steam
heat engine
hot water
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Pending
Application number
JP1262286A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Morie
森江 勉
Daisei Tanaka
大生 田中
Tomohiko Kubo
久保 智彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimizu Construction Co Ltd
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62172150A publication Critical patent/JPS62172150A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱機関から発生する1廃ガス、自家発電その
他の1廃ガスを利用する熱機関排気ガス利用システムに
関するものである。
〔従来の技術〕
工場やゴミ処理場等、熱機関から熱エネルギーを残した
’IFA廃ガス全ガスする施設は多い。このような1廃
ガスの有する熱工ふルギーをさらに有効に利用するため
に、1廃ガスを廃熱ボイラーにより熱交換することによ
り蒸気を発生させ、発電及びその他吸収式冷凍機による
冷暖房等の設備に利用するシステムは従来からある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、従来の温廃ガス利用システムでは、効率
が悪いため現実にシステムに利用するには大量の廃ガス
が必要とされた。従って、廃ガスが少量の場合には、コ
スト的に採算が合わず、何ら利用されることなく廃棄さ
れていた。
本発明は、上記の考察に基づくものであって、少量の廃
ガスでも効率よく二次利用できる熱機関排気ガス利用シ
ステムの提供を目的とするものである。
[問題点を解決するための手段] そのために本発明の熱機関排気ガス利用システムは、熱
機関から発生する排気ガスを霧状噴射の水と直接接触さ
せ温熱水又は7気を生成する熱交換手段、該熱交換手段
で生成された温熱水又は蒸気を利用する温水/蒸気利用
手段、該利用後の温熱水又は蒸気を冷却する復水手段を
備えたことを特徴とするものである。
〔作用〕
本発明の熱機関排気ガス利用システムは、排気ガスを水
と直接接触させ温熱水又は蒸気を生成し温熱水又は仄気
の温度に応して利用するので、効率よく熱エネルギーを
回収することができ、また、排気ガスを水と直接接触さ
せることによって或いは復水手段で残ったガスを処理す
ることによって、排気ガス中に含まれる有毒ガス等を水
に吸収させて、大気に排出することなく除去することが
できる。
〔実施例〕
以下、実施例を図面を参照しつつ説明する。
第1図は本発明に係る熱機関排気ガス利用システムの1
実施例構成を示す図であり、1はディーゼルエンジン、
2と6は発電機、3は廃ガスファン、4は蒸気発生装置
、5はタービン、7は真空ポンプ、8は復水器、9は水
槽、IOはコントローラ、11はポンプ、12ないし1
4は処理装置を示す。
第1図において、ディーゼルエンジンlは、発電機2が
直結された温熱源であって、相当の熱エネルギーを有す
る排気ガスを出力するものであり、廃ガスファン3は、
この排気ガスを蒸気発生装置4へ圧送するものである。
蒸気発生装置4は、廃ガスファン3を使ってディーゼル
エンジン1から排気ガスが供給されると、そのガス中に
直接水を噴霧するように構成し、排気ガスを水に直接接
触させることにより蒸気を発生させるものである。
タービン5は、発電機6が直結され蒸気発生装置4によ
って発生した蒸気により駆動されるものである。復水器
8は、タービン5で仕事をした後の茎気を冷却水と接触
させて復水するものであり、この水を貯留しておくのが
水槽である。コントローラ【0は、蒸気発生装置4に供
給される排気ガスの温度及び流星を検出してポンプ11
を制御し、排気ガスの温度及び流量に対応して茎気発生
装置4に供給する水を適切な量に調節するものである。
処理装置12ないし14は、例えばフィルターのような
ものであって、処理装置12は、茎気発生装置4の水に
吸収された有害物質の除去処理を行うものであり、処理
装置13は、同様に水槽9の水に吸収された有害物質の
除去処理を行うものであり、処理装置14は、復水器8
のガス中に残存する有害物質の除去処理を行うものであ
る。
次にシステム全体の動作を説明する。ディーゼルエンジ
ン1が運転され、排気ガスが蒸気発生装置4へ供給され
ると、コントローラ10がこの供給される排気ガスの温
度及び流量を検出して、ポンプ11を制御し排気ガスの
供給量に見合った水量を水槽9から蒸気発生装置4へ供
給する。そうすると、蒸気発生装置4では、400℃〜
450℃程度の排気ガスにより霧状に噴射された加熱さ
れて版気を発生する。そして、この蒸気はタービン5を
駆動し、その後復水器8で復水され水槽9に貯留される
。なお、排気中にはNOx等の有害物質が含まれている
が、これらは、蒸気発生装置4や水槽9で水に吸収させ
て処理装置12.13を通して適宜除去すると共に、蒸
気発生装置4で水に吸収されずにガスとして残存したも
のは、復水器8に接続された真空ポンプ7を使って引き
出して処理装置14を通して除去する。水槽9に貯留さ
れた水は、ポンプ11により再び蒸気発生装置4へ圧送
される。
上記システムによれば、例えば400℃〜450℃程度
の排気ガスを使った場合、低くとも150℃程度の蒸気
を得ることができ、蒸気タービンを駆動するのに充分な
蒸気を得ることができる。
また、例えば化石燃料を使った場合、熱機関から発生す
る排気ガスには多量の炭酸ガス(CO2)を含むが、c
o、は、臨界温度35℃、70kg/−であり、これを
65 ’C,130kg/c1aに昇温、昇圧しても熱
分解することなく安定性がある。そこで、この臨界温度
35℃、70kg/cJの特性と安定したCOlの性状
を活用して、COtを65°C1130kg/−に昇温
、昇圧してタービン発電に利用することが既に考えられ
、低熱温源に適用できるものとして提案されている。排
気ガスに多量のCO2を含む場合には上記CO,の性状
が効果的に作用することになる。即ち、蒸気発生装置4
で生成される蒸気と共に排気ガスも多量にタービン5に
供給されると、臨界温度を越えた状態でCO2が供給さ
れることになる。
第2図は本発明の熱機関排気ガス利用システムに適用で
きる冷凍設備の1実施例構成を示す図であり、21は蒸
発タンク、22は凝縮タンク、23と24は冷媒、25
はポンプ、26は受皿を示す。
第2図において、冷媒23と24は、臭化リチウムニ水
和物(Li−Br・2+1□0)にエタノールやメタノ
ールなどのアルコール系液を混入したもので、蒸発タン
ク21は、この冷媒23を水銀柱約75mmの真空下で
収容し、凝縮タンク22は、水銀柱約71の真空下で収
容したものである。そして蒸発タンク21に収容した冷
媒23の中に第1図に示す蒸気発生装置4からの蒸気又
は温熱水を供給し、冷媒23を水銀柱約75mmの真空
下で加温する。冷媒23は、アルコール系液を混入して
いるので、沸点が低く65℃程度の蒸気又温熱水でも沸
騰蒸発する。また、蒸発タンク21の冷媒23の面より
上方には、屋外用クーラーの水が還流するパイプを配置
するとともに、その下方に受皿26を配置し、冷媒23
より沸騰蒸発した水蒸気をここで湿り蒸気にして受皿2
6を通して凝縮タンク22へ還流させ、その途中で断熱
膨張により冷水を生成する。この冷水を凝縮タンク22
の上方に導き、ここで冷房用の水管を冷やし冷媒24に
合流させる。これにより、冷房用の水管を還流する水は
、12℃から7℃程度に冷却される。この過程において
、冷媒23は、沸騰蒸発により濃度が高くなり、逆に冷
媒24は、冷水の合流により濃度が低くなるから、冷媒
23の一部を凝縮タンク22の冷媒24に合流させると
ともにポンプ25を使ってさらに冷媒24の一部を茎発
タンク21の冷媒23に還流させて、冷媒の濃度を常に
所定の値に維持することも必要である。
上述のように冷凍設備では、アルコール系液を混入する
ことによってさらに沸点を低くした臭化リチウムニ水和
物を冷媒とし、蒸発タンク21でその水分を蒸発、凝縮
させ、その途中で断熱膨張により冷水を生成して冷房用
の水管をぶ流する水の冷却を行う。これにより一般に活
用が難しいとされていた低温の熱源が有効に活用できる
ようになる。なお、第2図において、屋外クーラーによ
って32℃にgfN ’/Nrした冷却水は、蒸発タン
ク21の水蒸気及びa縮タンク22の冷媒24を補助的
に冷却するためのもので、版発タンク21及び凝縮タン
ク22の状態を改善するものである。すなわち、蒸発タ
ンク21では、水蒸気の一部を冷却凝縮して湿り蒸気と
することにより、断熱膨張の効果を高め、凝縮タンク2
2では、蒸発タンク21から高温で還流する冷媒のため
に 冷房用の水管を還流する水の吐出温度が上昇しない
ように冷媒24の温度を下げるものである。
−最に温熱源を使った冷凍設備では、例えば90℃の淡
水を95°Cの熱湯に換え、それを熱源として5°C〜
10°C程度の冷水を生成している。従って、この冷凍
設備では、低温の熱源が存在しても、上記温度以下の場
合には活用することができず、80℃以下の低温熱源で
はよくても成績係数が3〜4程度にしかならず、を効な
活用は難しいしかし、上述のように冷媒とじて臭化リチ
ウムニ水和物(Li−Br・2+1□0)にアルコール
系液を混入したものを用いると、65℃〜68℃程度の
低温熱水をエネルギー源としても冷凍機を働かせること
ができる。しかもその結果、成績係数も3〜4から倍の
7〜8の成績係数を達成することができる。これにより
低温の地熱流体の熱エネルギーをさらに広範囲に活用す
ることが可能となる。
なお、本発明は、種々の変形が可能であり、上記実施例
に限定されるものではない。例えば温熱源としては、工
場廃ガスに限らずゴミ焼却場その他の熱機関からの排気
ガスを使うことができることは勿論である。また、蒸気
発生装置に代えて温水発生装置を使い、タービン発電機
以外の動力や吸収式冷凍機による冷暖房等に温熱源とし
て利用してもよいことはいうまでもない。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、温廃
ガスを用いてガスと蒸気によるタービン発電及び温水利
用(冷暖房、給湯等)が可能となる。しかも、温廃ガス
に水を噴霧することにより直接蒸気及び温水を発生させ
るため、無駄なく蒸気及び温水をつくることができる。
このように熱交換効率がよいため、従来、200℃程度
までと言われていたが、120 ’C程度の低温度まで
回収できる。また、このシステムでは、蒸気及び温水を
つくるための廃熱ボイラー(熱交換器)が不要となり、
システムの簡素化を図ることができる。
さらには、工場から出る有害ガスやエンジン等から出る
排気がすを水に吸収させてしまうため、大気汚染防止に
も役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る熱機関排気ガス利用システムの1
実施例構成を示す図、第2図は本発明の熱機関排気ガス
利用システムに適用できる冷凍設備の1実施例構成を示
す図である。 ■・・・ディーゼルエンジン、2と6・・・発電機、3
・・・廃ガスファン、4・・・蒸気発生装置、5・・・
タービン、7・・・真空ポンプ、8・・・復水器、9・
・・水槽、10・・・コントローラ、11・・・ポンプ
、12ないし14・・・処理装置、21・・・蒸発タン
ク、22・・・凝縮タンク、23と24・・・冷媒、2
5・・・ポンプ、26・・・受皿。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)熱機関から発生する排気ガスを霧状噴射の水と直
    接接触させ温熱水又は蒸気を生成する熱交換手段、該熱
    交換手段で生成された温熱水又は蒸気を利用する温水/
    蒸気利用手段、該利用後の温熱水又は蒸気を冷却する復
    水手段を備えたことを特徴とする熱機関排気ガス利用シ
    ステム。
  2. (2)熱交換手段では、排気ガスを霧状噴射の水と直接
    接触させる過程で有害ガスを水に吸収させるようにした
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の熱機関排
    気ガス利用システム。
  3. (3)熱交換手段に供給する排気ガスのエネルギー量を
    検出して供給水量を調節することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項又は第2項記載の熱機関排気ガス利用シス
    テム。
  4. (4)温水/蒸気利用手段は、タービン発電機であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項のい
    ずれかに記載の熱機関排気ガス利用システム。
  5. (5)温水/蒸気利用手段は、吸収冷凍機による冷暖房
    設備であることを特徴とする特許請求の範囲第1項ない
    し第3項のいずれかに記載の熱機関排気ガス利用システ
    ム。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001093830A (ja) * 1999-07-19 2001-04-06 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置および基板処理方法
JP2008277551A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Tokyo Electron Ltd 塗布、現像装置及びその方法並びに記憶媒体
JP2008277554A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Tokyo Electron Ltd 加熱装置、加熱方法及び塗布、現像装置並びに記憶媒体
JP2011007413A (ja) * 2009-06-25 2011-01-13 Noriko Utano 太陽電池印刷用乾燥装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60198337A (ja) * 1984-03-19 1985-10-07 Toshiba Corp ガスタ−ビンの燃料系統加熱装置

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