JPH0457843B2 - - Google Patents
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- JPH0457843B2 JPH0457843B2 JP59199896A JP19989684A JPH0457843B2 JP H0457843 B2 JPH0457843 B2 JP H0457843B2 JP 59199896 A JP59199896 A JP 59199896A JP 19989684 A JP19989684 A JP 19989684A JP H0457843 B2 JPH0457843 B2 JP H0457843B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lubricating oil
- positive displacement
- evaporator
- supplied
- vapor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- 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
- F01K25/04—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for the fluid being in different phases, e.g. foamed
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は工場等から排出される温排水等を利用
して例えば発電を行う排熱回収装置に関するもの
である。
して例えば発電を行う排熱回収装置に関するもの
である。
従来の技術
工場等から排出される温排水等を利用する小温
度差利用のランキンサイクルによつて動力回収を
行ない、例えば発電を行なう目的で、従来第２図
に示すような排熱回収装置が用いられている。図
中１は温排水等の熱源により作動流体となる例え
ばフロンを加熱、蒸発させるための蒸発器、２は
蒸発器１内で蒸発したフロン蒸気によつて回転す
るタービン、３はタービン２の出力軸に連結され
た発電機である。４はタービン２から排出された
フロン蒸発を凝縮するための凝縮器であり、当該
凝縮器４には冷却水が供給される。５はフロンを
蒸発器１、タービン２及び凝縮器４間で循環させ
るためのポンプである。
度差利用のランキンサイクルによつて動力回収を
行ない、例えば発電を行なう目的で、従来第２図
に示すような排熱回収装置が用いられている。図
中１は温排水等の熱源により作動流体となる例え
ばフロンを加熱、蒸発させるための蒸発器、２は
蒸発器１内で蒸発したフロン蒸気によつて回転す
るタービン、３はタービン２の出力軸に連結され
た発電機である。４はタービン２から排出された
フロン蒸発を凝縮するための凝縮器であり、当該
凝縮器４には冷却水が供給される。５はフロンを
蒸発器１、タービン２及び凝縮器４間で循環させ
るためのポンプである。
上記排熱回収装置に於いて、熱源となる例えば
温排水等により発電を行なうには、温排水を蒸発
器１に供給するのと同時に凝縮器４内に冷却水を
供給し、この状態でポンプ５を駆動させてフロン
を循環させる。するとポンプ５から吐出され、蒸
発器１に送られた液体のフロンは、蒸発器１内で
温排水によつて加熱されフロン蒸気となつてター
ビン２に送られる。そしてフロン蒸気によつてタ
ービン２が回転し、タービン２の出力軸に連結さ
れた発電機３が回転することにより、発電が行わ
れる。又、タービン２から排出されたフロン蒸気
は凝縮器４に送られ、凝縮器４に供給されている
冷却水によつて冷却され、該凝縮器４内で凝縮し
た後再びポンプ５に戻り、上記動作が繰返され
る。
温排水等により発電を行なうには、温排水を蒸発
器１に供給するのと同時に凝縮器４内に冷却水を
供給し、この状態でポンプ５を駆動させてフロン
を循環させる。するとポンプ５から吐出され、蒸
発器１に送られた液体のフロンは、蒸発器１内で
温排水によつて加熱されフロン蒸気となつてター
ビン２に送られる。そしてフロン蒸気によつてタ
ービン２が回転し、タービン２の出力軸に連結さ
れた発電機３が回転することにより、発電が行わ
れる。又、タービン２から排出されたフロン蒸気
は凝縮器４に送られ、凝縮器４に供給されている
冷却水によつて冷却され、該凝縮器４内で凝縮し
た後再びポンプ５に戻り、上記動作が繰返され
る。
発明が解決しようとする問題点
ところが、上記の如き工業用温排水等の比較的
低温度の熱源から動力回収を行うと、温度差を大
きくできないため、作動流体、例えばフロンの蒸
気を充分に加熱することができず、充分な動力回
収を行えないという問題点が認められた。
低温度の熱源から動力回収を行うと、温度差を大
きくできないため、作動流体、例えばフロンの蒸
気を充分に加熱することができず、充分な動力回
収を行えないという問題点が認められた。
又、上記欠点を補うものとして、蒸発器１内で
蒸発した作動流体、例えばフロンの蒸気を図示し
ない第２の加熱器に導き、該第２の加熱器内でフ
ロン蒸気をスーパーヒートさせた後、タービン２
に供給することにより、動力回収量を増加させる
方法が提案されている。尚、上記第２の加熱器に
用いる熱源としては、前記蒸発器１に供給する熱
源を用いてもよいし、他の熱源を用いてもよい。
蒸発した作動流体、例えばフロンの蒸気を図示し
ない第２の加熱器に導き、該第２の加熱器内でフ
ロン蒸気をスーパーヒートさせた後、タービン２
に供給することにより、動力回収量を増加させる
方法が提案されている。尚、上記第２の加熱器に
用いる熱源としては、前記蒸発器１に供給する熱
源を用いてもよいし、他の熱源を用いてもよい。
しかし、上記方法によつて動力回収量を増加さ
せようとすると、次のような問題が生じる。即
ち、前記第２の加熱器に供給されるフロン蒸気は
気体であるため、当該フロン蒸気をスーパーヒー
トさせるための第２の加熱器の大型化が避けられ
ない。従つて、第２図に示した蒸発器１とタービ
ン２との間に第２の加熱器を介在させることによ
つて装置全体が極度に大型化し、設置スペースの
確保が困難になる。
せようとすると、次のような問題が生じる。即
ち、前記第２の加熱器に供給されるフロン蒸気は
気体であるため、当該フロン蒸気をスーパーヒー
トさせるための第２の加熱器の大型化が避けられ
ない。従つて、第２図に示した蒸発器１とタービ
ン２との間に第２の加熱器を介在させることによ
つて装置全体が極度に大型化し、設置スペースの
確保が困難になる。
前記の如き在来の排熱回収装置に認められた技
術的な問題点に鑑み、本発明は、工場等から排出
される温排水等の比較的低温度の熱源によつてフ
ロン等の作動流体を蒸発させ、この作動流体に蒸
気を用いて動力回収を行うに際し、当該蒸気を大
型の加熱器を使用することなくスーパーヒートす
ることにより、排熱回収装置を大型化することな
く動力回収量を増加させ得る新規な排熱回収装置
を提供することをその主要な目的とするものであ
る。
術的な問題点に鑑み、本発明は、工場等から排出
される温排水等の比較的低温度の熱源によつてフ
ロン等の作動流体を蒸発させ、この作動流体に蒸
気を用いて動力回収を行うに際し、当該蒸気を大
型の加熱器を使用することなくスーパーヒートす
ることにより、排熱回収装置を大型化することな
く動力回収量を増加させ得る新規な排熱回収装置
を提供することをその主要な目的とするものであ
る。
問題点を解決するための手段
斯かる目的に鑑みて本発明は、容積式膨脹機１
２と、該容積式膨脹機１２に供給する作動流体を
排熱によつて蒸発させるための蒸発器１０と、前
記容積式膨脹機１２に供給する潤滑油を作動流体
の蒸気温度よりも高温に加熱するための小温度差
熱交換器１１と、上記容積式膨脹器１２から排出
される作動蒸気と潤滑油とを分離するための油分
離器１９と、容積式膨脹機１２から排出され油分
離器１９で分離された蒸気を凝縮させるための凝
縮器２０と、上記作動流体及び潤滑油を循環させ
るための第１と第２のポンプ２１，２２とからな
り、容積式膨脹器１２内に供給される蒸発器１０
から送出された作動蒸気と小温度差熱交換器１１
で高温に加熱された潤滑油とを容積式膨脹機１２
外で直接接触させて作動蒸気をスーパーヒートさ
せ、排熱回収装置の動力回収量を増加せしめる排
熱回収装置を要旨とするものである。
２と、該容積式膨脹機１２に供給する作動流体を
排熱によつて蒸発させるための蒸発器１０と、前
記容積式膨脹機１２に供給する潤滑油を作動流体
の蒸気温度よりも高温に加熱するための小温度差
熱交換器１１と、上記容積式膨脹器１２から排出
される作動蒸気と潤滑油とを分離するための油分
離器１９と、容積式膨脹機１２から排出され油分
離器１９で分離された蒸気を凝縮させるための凝
縮器２０と、上記作動流体及び潤滑油を循環させ
るための第１と第２のポンプ２１，２２とからな
り、容積式膨脹器１２内に供給される蒸発器１０
から送出された作動蒸気と小温度差熱交換器１１
で高温に加熱された潤滑油とを容積式膨脹機１２
外で直接接触させて作動蒸気をスーパーヒートさ
せ、排熱回収装置の動力回収量を増加せしめる排
熱回収装置を要旨とするものである。
実施例
第１図は本発明に係る排熱回収装置の構成を例
示するブロツク図である。図中１０は温排水等の
熱源により作動流体、例えばフロンを加熱、蒸発
させるための蒸発器、１１は前記容積式膨張機た
るスクリユー式エキスパンダー１２に供給する潤
滑油を蒸発器１０内で蒸発したフロン蒸気の温度
よりも高温に加熱するための小温度差熱交換器た
るプレート式熱交換器であり、該プレート式熱交
換器１１の熱源には、図示する如く蒸発器１０に
供給するのと同じ熱源を用いてもよいし、又、他
の熱源を用いてもよい。１２は蒸発器１０内で蒸
発したフロン蒸気と、プレート式熱交換器１１内
でフロン蒸気よりも高温に加熱された潤滑油とが
供給されるスクリユー式エキスパンダーである。
尚、本実施例に於いては、容積式膨張機１２とし
てスクリユー式エキスパンダーが使用されている
が、このほか往復動式膨張機等、公知の任意の容
積式膨張機を使用することができる。又、作動流
体としては上記フロンのほか、ブタン、アンモニ
ヤあるいはアルコール等の低沸点を有する流体を
使用することができる。然し乍ら、以下の記述に
於いては理解を容易にするため、スクリユー式エ
キスパンダー、プレート式熱交換器ならびにフロ
ンを使用した実施例について説明を進める。前記
スクリユー式エキスパンダー１２は第３図乃至第
５図に示す如く、吸入孔１３及び吐出孔１４を有
するケース本体１５と、ケース本体１５内に回転
自在に軸支されたスクリユー状の雄ロータ１６と
雌ロータ１７とによつて構成されている。雌ロー
タ１６と雄ロータ１７とは両軸が平行となり、且
つ両者が噛み合つて回転するようにケース本体１
５内に配置されている。又、雄ロータ１６と雌ロ
ータ１７との噛合いによつて両者間に形成される
歯形空間ａは、両者が回転し、噛合い点が吸入側
から吐出側へ移動するのに従つて容量が増大する
ように、両ロータ１６，１７の歯形形状が設定さ
れている。又、ケース本体１５の吸入孔１３及び
吐出孔１４は、雄ロータ１６及び雌ロータ１７の
端面に開口するように配設されており、又、雄ロ
ータ１６及び雌ロータ１７の外周はケース本体１
５の内壁面によつて囲繞されている。従つて、ス
クリユー式エキスパンダー１２の吸入孔１３内に
流入したフロン蒸気は、雄ロータ１６と雌ロータ
１７との間に形成された歯形空間ａ内に流入し、
雄ロータ１６及び雌ロータ１７を回転させ、歯形
空間ａ内で膨張した後、吐出孔１４から排出され
ることになり、この間に動力回収が行なわれる。
又、蒸発器１０から吐出されるフロン蒸気は、プ
レート式熱交換器１１から吐出されるフロン蒸気
よりも高温に加熱された潤滑油と、第１図に示す
ように、配管内で直接接触し、フロン蒸気はスー
パーヒートさせられ、吸入孔１３からケース本体
１５内に供給される。なお、潤滑油は雌・雄ロー
タ１６，１７の潤滑と各部のシール作用を行う。
一方、プレート式熱交換器１１で代表される小温
度差熱交換器は、温排水等の熱源の入口温度近く
まで潤滑油の温度を上昇させることにより、他の
熱源を利用することなく排熱回収装置に再熱サイ
クルを形成することができる。また、１８はスク
リユー式エキスパンダー１２の出力軸に連結され
た発電機、１９はスクリユー式エキスパンダー１
２の吐出孔１４から排出されるフロン蒸気と潤滑
油とを分離するための油分離器、２０は油分離器
１９によつて分離されたフロン蒸気を凝縮するた
めの凝縮器であり、内部には図示する如く系外か
ら冷却水が供給される。２１はフロンを前記蒸発
器１０、スクリユー式エキスパンダー１２、油分
離器１９及び凝縮器２０の間で潤滑させるための
第１ポンプ、２２は潤滑油をプレート式熱交換器
１１、スクリユー式エキスパンダー１２及び油分
離器１９間で循環させるための第２のポンプであ
る。又、２３は温排水を蒸発器１０とプレート式
熱交換器１１に供給するための第３のポンプであ
る。
示するブロツク図である。図中１０は温排水等の
熱源により作動流体、例えばフロンを加熱、蒸発
させるための蒸発器、１１は前記容積式膨張機た
るスクリユー式エキスパンダー１２に供給する潤
滑油を蒸発器１０内で蒸発したフロン蒸気の温度
よりも高温に加熱するための小温度差熱交換器た
るプレート式熱交換器であり、該プレート式熱交
換器１１の熱源には、図示する如く蒸発器１０に
供給するのと同じ熱源を用いてもよいし、又、他
の熱源を用いてもよい。１２は蒸発器１０内で蒸
発したフロン蒸気と、プレート式熱交換器１１内
でフロン蒸気よりも高温に加熱された潤滑油とが
供給されるスクリユー式エキスパンダーである。
尚、本実施例に於いては、容積式膨張機１２とし
てスクリユー式エキスパンダーが使用されている
が、このほか往復動式膨張機等、公知の任意の容
積式膨張機を使用することができる。又、作動流
体としては上記フロンのほか、ブタン、アンモニ
ヤあるいはアルコール等の低沸点を有する流体を
使用することができる。然し乍ら、以下の記述に
於いては理解を容易にするため、スクリユー式エ
キスパンダー、プレート式熱交換器ならびにフロ
ンを使用した実施例について説明を進める。前記
スクリユー式エキスパンダー１２は第３図乃至第
５図に示す如く、吸入孔１３及び吐出孔１４を有
するケース本体１５と、ケース本体１５内に回転
自在に軸支されたスクリユー状の雄ロータ１６と
雌ロータ１７とによつて構成されている。雌ロー
タ１６と雄ロータ１７とは両軸が平行となり、且
つ両者が噛み合つて回転するようにケース本体１
５内に配置されている。又、雄ロータ１６と雌ロ
ータ１７との噛合いによつて両者間に形成される
歯形空間ａは、両者が回転し、噛合い点が吸入側
から吐出側へ移動するのに従つて容量が増大する
ように、両ロータ１６，１７の歯形形状が設定さ
れている。又、ケース本体１５の吸入孔１３及び
吐出孔１４は、雄ロータ１６及び雌ロータ１７の
端面に開口するように配設されており、又、雄ロ
ータ１６及び雌ロータ１７の外周はケース本体１
５の内壁面によつて囲繞されている。従つて、ス
クリユー式エキスパンダー１２の吸入孔１３内に
流入したフロン蒸気は、雄ロータ１６と雌ロータ
１７との間に形成された歯形空間ａ内に流入し、
雄ロータ１６及び雌ロータ１７を回転させ、歯形
空間ａ内で膨張した後、吐出孔１４から排出され
ることになり、この間に動力回収が行なわれる。
又、蒸発器１０から吐出されるフロン蒸気は、プ
レート式熱交換器１１から吐出されるフロン蒸気
よりも高温に加熱された潤滑油と、第１図に示す
ように、配管内で直接接触し、フロン蒸気はスー
パーヒートさせられ、吸入孔１３からケース本体
１５内に供給される。なお、潤滑油は雌・雄ロー
タ１６，１７の潤滑と各部のシール作用を行う。
一方、プレート式熱交換器１１で代表される小温
度差熱交換器は、温排水等の熱源の入口温度近く
まで潤滑油の温度を上昇させることにより、他の
熱源を利用することなく排熱回収装置に再熱サイ
クルを形成することができる。また、１８はスク
リユー式エキスパンダー１２の出力軸に連結され
た発電機、１９はスクリユー式エキスパンダー１
２の吐出孔１４から排出されるフロン蒸気と潤滑
油とを分離するための油分離器、２０は油分離器
１９によつて分離されたフロン蒸気を凝縮するた
めの凝縮器であり、内部には図示する如く系外か
ら冷却水が供給される。２１はフロンを前記蒸発
器１０、スクリユー式エキスパンダー１２、油分
離器１９及び凝縮器２０の間で潤滑させるための
第１ポンプ、２２は潤滑油をプレート式熱交換器
１１、スクリユー式エキスパンダー１２及び油分
離器１９間で循環させるための第２のポンプであ
る。又、２３は温排水を蒸発器１０とプレート式
熱交換器１１に供給するための第３のポンプであ
る。
本発明に係る排熱回収装置によつて発電を行な
うには、熱源となる例えば温排水を蒸発器１０及
びプレート式熱交換器１１に供給するのと同時
に、凝縮器２０に冷却水を供給する。この状態で
第１乃至第３のポンプ２１，２２ならびに２３を
駆動し、フロン及び潤滑油を循環させる。すると
第１のポンプ２１から吐出され、蒸発器１０に送
られた液体状のフロンは、蒸発器１０内で温排水
によつて加熱され、フロン蒸気となつてスクリユ
ー式エキスパンダー１２の吸入孔１３内に流入す
る。又、第２のポンプ２２から吐出され、プレー
ト式熱交換器１１に送られた潤滑油も、プレート
式熱交換器１１内で温排水によつて上述したフロ
ン蒸気よりも高温に加熱され、フロン蒸気と、フ
ロン蒸気よりも高温に加熱された潤滑油とは配管
内で直接接触し、スーパーヒートされた後、スク
リユー式エキスパンダー１２の雄ロータ１６と雌
ロータ１７との噛合いによつて両者間に生じる歯
形空間ａに潤滑油と共に流入する。そして、歯形
空間ａ内でフロン蒸気が膨張することにより、雄
ロータ１６と雌ロータ１７とを回転させた後、フ
ロン蒸気及び及び潤滑油はスクリユー式エキスパ
ンダー１２の吐出孔１４から油分離器１９内へ流
入する。上記のようにしてスクリユー式エキスパ
ンダー１２の雄ロータ１６と雌ロータ１７とが回
転すると、スクリユー式エキスパンダー１２の出
力軸に連結された発電機１８も回転するため、発
電が行われる。又、油分離器１９内に流入したフ
ロン蒸気と潤滑油は、油分離器１９内で分離し、
フロン蒸気は凝縮器２０に送られ、該凝縮器２０
内で冷却水によつて冷却され、フロン液となつた
後、第１のポンプ２１を通つて再び蒸発器１０に
送られる。又、油分離器１９から排出された潤滑
油は、第２のポンプ２２を通つて再びプレート式
熱交換器１１に送られる。上記動作を連続的に繰
返すことにより、温排水等の熱源からの動力回収
が行われる。
うには、熱源となる例えば温排水を蒸発器１０及
びプレート式熱交換器１１に供給するのと同時
に、凝縮器２０に冷却水を供給する。この状態で
第１乃至第３のポンプ２１，２２ならびに２３を
駆動し、フロン及び潤滑油を循環させる。すると
第１のポンプ２１から吐出され、蒸発器１０に送
られた液体状のフロンは、蒸発器１０内で温排水
によつて加熱され、フロン蒸気となつてスクリユ
ー式エキスパンダー１２の吸入孔１３内に流入す
る。又、第２のポンプ２２から吐出され、プレー
ト式熱交換器１１に送られた潤滑油も、プレート
式熱交換器１１内で温排水によつて上述したフロ
ン蒸気よりも高温に加熱され、フロン蒸気と、フ
ロン蒸気よりも高温に加熱された潤滑油とは配管
内で直接接触し、スーパーヒートされた後、スク
リユー式エキスパンダー１２の雄ロータ１６と雌
ロータ１７との噛合いによつて両者間に生じる歯
形空間ａに潤滑油と共に流入する。そして、歯形
空間ａ内でフロン蒸気が膨張することにより、雄
ロータ１６と雌ロータ１７とを回転させた後、フ
ロン蒸気及び及び潤滑油はスクリユー式エキスパ
ンダー１２の吐出孔１４から油分離器１９内へ流
入する。上記のようにしてスクリユー式エキスパ
ンダー１２の雄ロータ１６と雌ロータ１７とが回
転すると、スクリユー式エキスパンダー１２の出
力軸に連結された発電機１８も回転するため、発
電が行われる。又、油分離器１９内に流入したフ
ロン蒸気と潤滑油は、油分離器１９内で分離し、
フロン蒸気は凝縮器２０に送られ、該凝縮器２０
内で冷却水によつて冷却され、フロン液となつた
後、第１のポンプ２１を通つて再び蒸発器１０に
送られる。又、油分離器１９から排出された潤滑
油は、第２のポンプ２２を通つて再びプレート式
熱交換器１１に送られる。上記動作を連続的に繰
返すことにより、温排水等の熱源からの動力回収
が行われる。
第６図は上記排熱回収装置により動力回収を行
う場合に、スクリユー式エキスパンダーに供給さ
れるフロン蒸気を潤滑油によつてスーパーヒート
した場合と、そうでない場合とを比較したグラフ
である。図中ｈ１，ｈ１′はスクリユー式エキス
パンダーの入口（蒸発器出口）、ｈ２，ｈ２′はス
クリユー式エキスパンダーの出口（凝縮器入口）、
ｈ３は凝縮器の出口（第１のポンプ入口）、ｈ４
は第１のポンプの出口（蒸発器入口）を示す。フ
ロン蒸気を潤滑油によつてスーパーヒートしない
場合の熱力学サイクルは、ｈ１→ｈ２→ｈ３→ｈ
４となり、動力回収量は（h1−h2）となる。又、
フロン蒸気を潤滑油によつてスーパーヒートさせ
た場合の熱力学サイクルは、h1′→h2′→ｈ３→ｈ
４となる。又、動力回収量は（h1′−h2′）とな
り、（h1′−h2′）／（h1−h2）＞1.0となる。ここ
でスクリユー式エキスパンダー１２入口でのフロ
ン蒸気の温度が62℃、出口30℃の条件において、
潤滑油によつてフロン蒸気を20℃だけスーパーヒ
ートさせると、（h1′−h2′）／（h1−h2）≒1.1と
なり、約10％動力回収量が増加する。
う場合に、スクリユー式エキスパンダーに供給さ
れるフロン蒸気を潤滑油によつてスーパーヒート
した場合と、そうでない場合とを比較したグラフ
である。図中ｈ１，ｈ１′はスクリユー式エキス
パンダーの入口（蒸発器出口）、ｈ２，ｈ２′はス
クリユー式エキスパンダーの出口（凝縮器入口）、
ｈ３は凝縮器の出口（第１のポンプ入口）、ｈ４
は第１のポンプの出口（蒸発器入口）を示す。フ
ロン蒸気を潤滑油によつてスーパーヒートしない
場合の熱力学サイクルは、ｈ１→ｈ２→ｈ３→ｈ
４となり、動力回収量は（h1−h2）となる。又、
フロン蒸気を潤滑油によつてスーパーヒートさせ
た場合の熱力学サイクルは、h1′→h2′→ｈ３→ｈ
４となる。又、動力回収量は（h1′−h2′）とな
り、（h1′−h2′）／（h1−h2）＞1.0となる。ここ
でスクリユー式エキスパンダー１２入口でのフロ
ン蒸気の温度が62℃、出口30℃の条件において、
潤滑油によつてフロン蒸気を20℃だけスーパーヒ
ートさせると、（h1′−h2′）／（h1−h2）≒1.1と
なり、約10％動力回収量が増加する。
本発明者等の実験によれば、例えば約75℃の流
入温度を有する工場温排水を蒸発器１０ならびに
プレート式熱交換器１１内に供給しフロン蒸気の
発生と潤滑油の加熱を行つた場合、プレート式熱
交換器内への流入温度が約50℃であつた潤滑油は
約72℃に加熱され、一方、蒸発器１０内へ流入し
た前記約75℃の工場排水は凝縮器２０から送り出
された液状フロンを約62℃の蒸気に変換し、配管
内でフロン蒸気と潤滑油を直接接触させフロン蒸
気をスーパーヒートさせた状態でスクリユー式エ
キスパンダー１２内に供給する。因みに、プレー
ト式熱交換器１１から排出される温排水の温度は
約53℃であつた。
入温度を有する工場温排水を蒸発器１０ならびに
プレート式熱交換器１１内に供給しフロン蒸気の
発生と潤滑油の加熱を行つた場合、プレート式熱
交換器内への流入温度が約50℃であつた潤滑油は
約72℃に加熱され、一方、蒸発器１０内へ流入し
た前記約75℃の工場排水は凝縮器２０から送り出
された液状フロンを約62℃の蒸気に変換し、配管
内でフロン蒸気と潤滑油を直接接触させフロン蒸
気をスーパーヒートさせた状態でスクリユー式エ
キスパンダー１２内に供給する。因みに、プレー
ト式熱交換器１１から排出される温排水の温度は
約53℃であつた。
斯くして、スクリユー式エキスパンダー１２内
に於いて、フロンは約62℃から約50℃に、又、潤
滑油は約72℃から約50℃にそれぞれ温度を低下せ
しめる。従つて、在来の装置に比較して大きな温
度低下を発生せしめることが可能となり、発電機
１８による動力回収量が大幅に増大する。
に於いて、フロンは約62℃から約50℃に、又、潤
滑油は約72℃から約50℃にそれぞれ温度を低下せ
しめる。従つて、在来の装置に比較して大きな温
度低下を発生せしめることが可能となり、発電機
１８による動力回収量が大幅に増大する。
発明の効果
上記した如く、作動流体、例えばフロンを蒸発
器によつて蒸発させた後、一対のロータからなる
スクリユー式エキスパンダーに供給すると共に、
スクリユー式エキスパンダーに供給する潤滑油
を、フロン蒸気の温度よりも高温に加熱した後フ
ロン蒸気に直接接触させ、フロン蒸気をスーパー
ヒートさせれば、従来のフロン蒸気をタービンに
直接供給する装置に比べ動力回収量を増加させる
ことができる。又、このようにプレート式熱交換
器のような小温度差熱交換器と容積式膨張器とを
用いてフロン等の作動流体の蒸気をスーパーヒー
トさせれば、潤滑油の加熱が小型の熱交換器で行
えるため、排熱回収装置を大型化することなく動
力回収量を増加させることができる。
器によつて蒸発させた後、一対のロータからなる
スクリユー式エキスパンダーに供給すると共に、
スクリユー式エキスパンダーに供給する潤滑油
を、フロン蒸気の温度よりも高温に加熱した後フ
ロン蒸気に直接接触させ、フロン蒸気をスーパー
ヒートさせれば、従来のフロン蒸気をタービンに
直接供給する装置に比べ動力回収量を増加させる
ことができる。又、このようにプレート式熱交換
器のような小温度差熱交換器と容積式膨張器とを
用いてフロン等の作動流体の蒸気をスーパーヒー
トさせれば、潤滑油の加熱が小型の熱交換器で行
えるため、排熱回収装置を大型化することなく動
力回収量を増加させることができる。
第１図は本発明に係る排熱回収装置の構成を示
すブロツク線図、第２図は在来の排熱回収装置の
構成を示すブロツク線図、第３図乃至第５図は、
容積式膨張機の１例たるスクリユー式エキスパン
ダーの構造を示す概略図、第６図は、本発明に係
る排熱回収装置の熱力学サイクルを示す温度（圧
力）−エンタルビー線図である。 １０……蒸発器、１１……小温度差熱交換器
（例えばプレート式熱交換器）、１２……容積式膨
張機（例えばスクリユー式エキスパンダー）、１
３……吸入孔、１４……吐出孔、１５……ケース
本体、１６……雄ロータ、１７……雌ロータ、２
０……凝縮器、２１……第１のポンプ、２２……
第２のポンプ、２３……第３のポンプ。
すブロツク線図、第２図は在来の排熱回収装置の
構成を示すブロツク線図、第３図乃至第５図は、
容積式膨張機の１例たるスクリユー式エキスパン
ダーの構造を示す概略図、第６図は、本発明に係
る排熱回収装置の熱力学サイクルを示す温度（圧
力）−エンタルビー線図である。 １０……蒸発器、１１……小温度差熱交換器
（例えばプレート式熱交換器）、１２……容積式膨
張機（例えばスクリユー式エキスパンダー）、１
３……吸入孔、１４……吐出孔、１５……ケース
本体、１６……雄ロータ、１７……雌ロータ、２
０……凝縮器、２１……第１のポンプ、２２……
第２のポンプ、２３……第３のポンプ。
Claims (1)
- １ 容積式膨脹機と、該容積式膨脹機に供給する
作動流体を排熱によつて蒸発させるための蒸発器
と、前記容積式膨脹機に供給する潤滑油を作動流
体の蒸気温度よりも高温に加熱するための小温度
差熱交換器と、上記容積式膨脹器から排出される
作動蒸気と潤滑油とを分離するための油分離器
と、容積式膨脹機から排出され油分離器で分離さ
れた蒸気を凝縮させるための凝縮機と、上記作動
流体及び潤滑油を循環させるための第１と第２の
ポンプとからなり、容積式膨脹器内に供給される
蒸発器から送出された作動蒸気と小温度差熱交換
器で高温に加熱された潤滑油とを容積式膨脹機外
で直接接触させて作動蒸気をスーパーヒートさせ
たことを特徴とする排熱回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19989684A JPS6176710A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 排熱回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19989684A JPS6176710A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 排熱回収装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6176710A JPS6176710A (ja) | 1986-04-19 |
| JPH0457843B2 true JPH0457843B2 (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=16415403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19989684A Granted JPS6176710A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 排熱回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6176710A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001271609A (ja) * | 2000-01-18 | 2001-10-05 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の廃熱回収装置 |
| GB2446457A (en) * | 2007-02-08 | 2008-08-13 | Epicam Ltd | Rotary power generation |
| JP6207124B2 (ja) * | 2012-03-09 | 2017-10-04 | 株式会社神戸製鋼所 | バイナリー発電装置 |
| KR101668363B1 (ko) * | 2015-07-15 | 2016-10-21 | 한국에너지기술연구원 | 에너지 시스템 |
| CN108844875A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-11-20 | 中国石油大学(华东) | 探究注过热蒸汽对储层孔渗饱影响的实验装置和方法 |
| CN109826686B (zh) * | 2019-03-25 | 2024-01-26 | 深圳市奥宇低碳技术股份有限公司 | 余热回收系统 |
| CN112833382A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-05-25 | 西安热工研究院有限公司 | 一种电厂多阶余热综合利用装置及方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60526B2 (ja) * | 1979-06-29 | 1985-01-08 | 新日本製鐵株式会社 | 廃熱利用発電プラント |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP19989684A patent/JPS6176710A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6176710A (ja) | 1986-04-19 |
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