JPS5977083A - 排熱回収装置 - Google Patents
排熱回収装置Info
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- JPS5977083A JPS5977083A JP18735682A JP18735682A JPS5977083A JP S5977083 A JPS5977083 A JP S5977083A JP 18735682 A JP18735682 A JP 18735682A JP 18735682 A JP18735682 A JP 18735682A JP S5977083 A JPS5977083 A JP S5977083A
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Classifications
-
- 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
- F01K5/00—Plants characterised by use of means for storing steam in an alkali to increase steam pressure, e.g. of Honigmann or Koenemann type
Landscapes
- 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)
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】
本発明は、低温度レベルの工場排熱回収装置に関する。
従来、１００℃以下の低レベルの工場排熱を利用して電
力を回収する方法及び装置はなかった。
力を回収する方法及び装置はなかった。
オイルショック以来、工場では、省エネルギーが進んで
いるが、その主流は排（廃）熱の有効利用である。高温
レベルの排熱は、蒸気を発生させ、タービンを回転して
電気として動力回収を行っている。上記方法では、水又
はフロン等より蒸気を発生させる為、排熱は約１３０℃
以上の温度が必要であり、１３０℃以下の排熱は回収手
段がほとんどなく、捨てられているのが現状である。
いるが、その主流は排（廃）熱の有効利用である。高温
レベルの排熱は、蒸気を発生させ、タービンを回転して
電気として動力回収を行っている。上記方法では、水又
はフロン等より蒸気を発生させる為、排熱は約１３０℃
以上の温度が必要であり、１３０℃以下の排熱は回収手
段がほとんどなく、捨てられているのが現状である。
また、動力としての回収法ではないが、低温度レベルの
省エネルギー装置と（７て吸収冷凍機をヒートポンプと
して使用し、４０℃レベルのＪ、Ｉト熱を８０℃レベル
に昇温する方法もあるが、この程度の昇温では経済的メ
リットがあ捷り生まれてこない。
省エネルギー装置と（７て吸収冷凍機をヒートポンプと
して使用し、４０℃レベルのＪ、Ｉト熱を８０℃レベル
に昇温する方法もあるが、この程度の昇温では経済的メ
リットがあ捷り生まれてこない。
この様に、本発明者は約１００℃前後の排熱を有効に動
力として回収する省エネルギ一方法を模索してきた。
力として回収する省エネルギ一方法を模索してきた。
本発明は、上記に鑑みなされたもので、排熱回収におじ
でサイクルガスの圧力を発生させるためてガス吸蔵金属
を使用して、従来捨てられていた１００℃レベルの排熱
から電気として動力を回収することを目的とするもので
ある。
でサイクルガスの圧力を発生させるためてガス吸蔵金属
を使用して、従来捨てられていた１００℃レベルの排熱
から電気として動力を回収することを目的とするもので
ある。
このだめに、本発明の特徴とするところは、ガスを吸蔵
し、加熱されることにより圧力を有する前記ガスを排出
する吸蔵金属を用の、同吸蔵金属の加熱、冷却により、
前記ガスの排出、吸蔵をくり返すサイクルを形成し、前
記吸蔵金属より排出されるガスのエネルギーより動力を
取り出すようにしたことにあり、上記熱回収方法を達成
する念めに、吸蔵金属を加熱する手段を有し、前記吸蔵
金属から圧力を有するガスを排出する排出装置と、同排
出装置からの前記ガスを膨張させて動力を取り出すガス
膨張機と、冷却手段を有し、前記ガス膨張機からのガス
を吸蔵金属に吸蔵させる吸蔵装置とからなる熱回収装置
に構成するものである。
し、加熱されることにより圧力を有する前記ガスを排出
する吸蔵金属を用の、同吸蔵金属の加熱、冷却により、
前記ガスの排出、吸蔵をくり返すサイクルを形成し、前
記吸蔵金属より排出されるガスのエネルギーより動力を
取り出すようにしたことにあり、上記熱回収方法を達成
する念めに、吸蔵金属を加熱する手段を有し、前記吸蔵
金属から圧力を有するガスを排出する排出装置と、同排
出装置からの前記ガスを膨張させて動力を取り出すガス
膨張機と、冷却手段を有し、前記ガス膨張機からのガス
を吸蔵金属に吸蔵させる吸蔵装置とからなる熱回収装置
に構成するものである。
本発明りよ、低温度レベル排熱回収装置に広く応用でき
る。
る。
以下、第１図及び第２図を参照して、ガスには水素、吸
蔵物として水素吸蔵金属を使用した実施例について説明
する。
蔵物として水素吸蔵金属を使用した実施例について説明
する。
第１実施例について第１図を参照して説明すると、（＋
１は水素ガスを吸蔵した水素吸蔵金属より水素ガスを排
出させる排出装置で、排出装置（１）には水素ガスを排
出させる熱交換器（２）が挿設されている。（３）は排
出装置で排出された圧力を有する水素（５つは水素ガス
を冷熱源として使用しない場合のバイパス流路、（６）
は減圧された水素ガスを吸蔵する吸蔵装置、（７）は吸
蔵装置（６）での吸蔵熱を取り去る熱交換器、（８）は
吸蔵装置（６）で水素を吸蔵した吸蔵金属を排出装置（
１）に送る搬送装置、（９）は排出装置（１）と吸蔵装
置（６）との圧力差をシールする圧力シール装置、ＯＩ
は排出装置（１）から吸蔵装置（６）へ送られる吸蔵金
属と吸蔵装置（６）から排出装置（１）へ送られる吸蔵
金属と熱交換するための熱交換器であり、排熱回収装置
は上記各部分から構成されている。
１は水素ガスを吸蔵した水素吸蔵金属より水素ガスを排
出させる排出装置で、排出装置（１）には水素ガスを排
出させる熱交換器（２）が挿設されている。（３）は排
出装置で排出された圧力を有する水素（５つは水素ガス
を冷熱源として使用しない場合のバイパス流路、（６）
は減圧された水素ガスを吸蔵する吸蔵装置、（７）は吸
蔵装置（６）での吸蔵熱を取り去る熱交換器、（８）は
吸蔵装置（６）で水素を吸蔵した吸蔵金属を排出装置（
１）に送る搬送装置、（９）は排出装置（１）と吸蔵装
置（６）との圧力差をシールする圧力シール装置、ＯＩ
は排出装置（１）から吸蔵装置（６）へ送られる吸蔵金
属と吸蔵装置（６）から排出装置（１）へ送られる吸蔵
金属と熱交換するための熱交換器であり、排熱回収装置
は上記各部分から構成されている。
上記装置において、排出装置（１）には、水素ガスを吸
蔵した水素吸蔵金属が充填されている。水素吸蔵金属よ
り水素ガスを排出させる為に、熱交換器（２）に約１０
０℃前後の排スチーム、又は、排温水を通す。水素吸蔵
金属は、８０’Ｃ以上に加熱されると８〜１０ ＫＦ／
７ａｂｓの圧力を有する水素ガスを発生する。加熱温度
と、排出水素ガス圧力との関係は、水素吸蔵金属の成分
によって決まる。水素吸蔵金属の１例として、鉄、チタ
ン、ジルコニウム、ニオブ等からなる合金、チタン亜鉛
等からなる合金、二ノクール、ジルコニウム等からなる
合金が使用される。
蔵した水素吸蔵金属が充填されている。水素吸蔵金属よ
り水素ガスを排出させる為に、熱交換器（２）に約１０
０℃前後の排スチーム、又は、排温水を通す。水素吸蔵
金属は、８０’Ｃ以上に加熱されると８〜１０ ＫＦ／
７ａｂｓの圧力を有する水素ガスを発生する。加熱温度
と、排出水素ガス圧力との関係は、水素吸蔵金属の成分
によって決まる。水素吸蔵金属の１例として、鉄、チタ
ン、ジルコニウム、ニオブ等からなる合金、チタン亜鉛
等からなる合金、二ノクール、ジルコニウム等からなる
合金が使用される。
圧力を有する水素ガスは、ガス膨張機（３）に送られ、
約２にグ／ｃＪ’ａｂ ｓまでほぼ等エントロピー的に
減圧される。水素ガスが膨張する時のエネルギーは、膨
張機により軸の回転力として取り出され、発電機（４）
を駆動し、電気を発生させる。断熱膨張した水素ガスの
温度は、減圧前の温度より降下するので冷凍装置の冷熱
源として使用できる。他のプロセス流体を冷却する場合
は、熱交換器（５）により冷却する。冷却させない場合
は、バイパス（５つにより熱交換器（５）へ水素ガスを
通さない。膨張後の水素ガスは、吸蔵装置（６）に送ら
れる。また、吸蔵装置には、排出装置（１）によって水
素ガスを排出した吸蔵金属が送られて来る。吸蔵装置（
６）には、吸蔵熱を取り去る熱交換器（７）があり、一
般的に使用されているクーリングタワーからの冷却水等
が流されている。そして水素吸蔵金属は、２０’Ｃ〜３
５℃に冷却されることにより水素ガスを吸収す゛る。水
素を吸収した吸蔵金属はスクリューフィーダ等の搬送装
置（８ンにより〃１．出装置（１ンに送５７する。
約２にグ／ｃＪ’ａｂ ｓまでほぼ等エントロピー的に
減圧される。水素ガスが膨張する時のエネルギーは、膨
張機により軸の回転力として取り出され、発電機（４）
を駆動し、電気を発生させる。断熱膨張した水素ガスの
温度は、減圧前の温度より降下するので冷凍装置の冷熱
源として使用できる。他のプロセス流体を冷却する場合
は、熱交換器（５）により冷却する。冷却させない場合
は、バイパス（５つにより熱交換器（５）へ水素ガスを
通さない。膨張後の水素ガスは、吸蔵装置（６）に送ら
れる。また、吸蔵装置には、排出装置（１）によって水
素ガスを排出した吸蔵金属が送られて来る。吸蔵装置（
６）には、吸蔵熱を取り去る熱交換器（７）があり、一
般的に使用されているクーリングタワーからの冷却水等
が流されている。そして水素吸蔵金属は、２０’Ｃ〜３
５℃に冷却されることにより水素ガスを吸収す゛る。水
素を吸収した吸蔵金属はスクリューフィーダ等の搬送装
置（８ンにより〃１．出装置（１ンに送５７する。
また、排出装置（１）で水素ガスを排出した吸蔵金属は
、排出装置と吸蔵装置との圧力差を駆動力として粒体用
ボールパルプ等の圧力シール装置（９）を通って、吸蔵
装置（６）に送られる。
、排出装置と吸蔵装置との圧力差を駆動力として粒体用
ボールパルプ等の圧力シール装置（９）を通って、吸蔵
装置（６）に送られる。
また、このシステムの熱効率を良くする為に、熱交換器
００）があり、排出装置がら吸蔵装置へ送られる吸蔵金
属と吸蔵装置から排出装置へ送られる吸蔵金属とで熱交
換が行なわれる。
００）があり、排出装置がら吸蔵装置へ送られる吸蔵金
属と吸蔵装置から排出装置へ送られる吸蔵金属とで熱交
換が行なわれる。
以下、同様に水素ガスと吸蔵金属が循環する事により同
一サイクルがくり返えされる。
一サイクルがくり返えされる。
上記のように、第１図のものは、１００℃レベルの排熱
を水素吸蔵金属の排出熱源とする事により圧力を有する
水素ガスを発生させ、膨張機により仕事を取り出し、電
力を発生させる事ができる。
を水素吸蔵金属の排出熱源とする事により圧力を有する
水素ガスを発生させ、膨張機により仕事を取り出し、電
力を発生させる事ができる。
それゆえ、従来、捨てられていた１００℃レベルの排熱
を利用して電力回収ができ、省エネルギーが達成される
。
を利用して電力回収ができ、省エネルギーが達成される
。
実施例１は水素吸蔵金属を循環させたが、循環させない
バッチプロセスの例を第２図について実施例２に示す。
バッチプロセスの例を第２図について実施例２に示す。
第２図において、第１図のものと同一の部材は同一の符
号を付しである。第２図のものは、水素ガスを吸蔵した
り、排出したりする事のできる水素吸蔵金属が充填され
ている容器（２０）、Ｃυ、（例は２つ示しであるが２
つ以上より構成される事もある）、各々吸蔵、排出する
為の熱を与える熱交換器（２２） 、（ハ）、加熱源（
２４）からの熱を切り変えるだめの弁（２５＋ （２６
）、冷却源（２７）からの冷熱を切換えるだめの弁（２
ａｌ、（２！ｌｌ、排出される水素ガスを切り変えるだ
めの弁側、０Ｄ、吸蔵される水素ガスを切換えるだめの
弁（３２１，、（３３１、弁の開閉を自動コントロール
する弁コントロール装置（３４１，実施例１と同様な作
用をするガス膨張機（３）、発電機（４）、熱交換器（
５）、バイパス（５）ｒ より構成されている。
号を付しである。第２図のものは、水素ガスを吸蔵した
り、排出したりする事のできる水素吸蔵金属が充填され
ている容器（２０）、Ｃυ、（例は２つ示しであるが２
つ以上より構成される事もある）、各々吸蔵、排出する
為の熱を与える熱交換器（２２） 、（ハ）、加熱源（
２４）からの熱を切り変えるだめの弁（２５＋ （２６
）、冷却源（２７）からの冷熱を切換えるだめの弁（２
ａｌ、（２！ｌｌ、排出される水素ガスを切り変えるだ
めの弁側、０Ｄ、吸蔵される水素ガスを切換えるだめの
弁（３２１，、（３３１、弁の開閉を自動コントロール
する弁コントロール装置（３４１，実施例１と同様な作
用をするガス膨張機（３）、発電機（４）、熱交換器（
５）、バイパス（５）ｒ より構成されている。
実施例１において第１図に示しだ水素吸蔵装置（６）は
、吸蔵作用のみで、排出装置（１）は、排出作用のみを
行っていたが、次に説明する実施例２は、容器（２０）
、０１）が各々吸蔵排出を交互に繰り返す、バッチプロ
セスである。
、吸蔵作用のみで、排出装置（１）は、排出作用のみを
行っていたが、次に説明する実施例２は、容器（２０）
、０１）が各々吸蔵排出を交互に繰り返す、バッチプロ
セスである。
即ち、容器（２０）が水素ガスを排出する場合は、加熱
源（２４Ｊからの熱を熱交換器（２２１に送るだめ弁（
２５）は開、弁０６）は閉となっている。壕だ、排出さ
れた圧力を有する水素ガスを膨張機（３）に送る為二゛
弄山は自、弁（３１）は閉になっている。
源（２４Ｊからの熱を熱交換器（２２１に送るだめ弁（
２５）は開、弁０６）は閉となっている。壕だ、排出さ
れた圧力を有する水素ガスを膨張機（３）に送る為二゛
弄山は自、弁（３１）は閉になっている。
膨張機（３）、発電機（４）、熱交換器（５）、バイパ
ス流路（５）′は、実施例１における作用で説明したも
のと同様な作用をする。膨張後の水素ガスを吸蔵する為
に、容器（２Ｉ）には、吸蔵作用を行なわせる。そのた
めに、冷却源（２７）からの冷熱を熱交換器（２３）に
送るだめに、弁（２印は開、弁Ｃ’９）は閉となり、水
素ガスを容器Ｑυに送る為に弁ｔ３□□□は開、弁（３
のは閉となっている。
ス流路（５）′は、実施例１における作用で説明したも
のと同様な作用をする。膨張後の水素ガスを吸蔵する為
に、容器（２Ｉ）には、吸蔵作用を行なわせる。そのた
めに、冷却源（２７）からの冷熱を熱交換器（２３）に
送るだめに、弁（２印は開、弁Ｃ’９）は閉となり、水
素ガスを容器Ｑυに送る為に弁ｔ３□□□は開、弁（３
のは閉となっている。
容器（イ）からの水素ガスの排出、及び容器（２υでの
吸蔵が完了すると、同時に、上記した全ての弁の開閉を
弁コントロール装置０ａの信号により逆にする事により
、容器（２０は排出から吸蔵作用に、また容器ＣＤは吸
蔵から排出作用に切り変える事ができる。
吸蔵が完了すると、同時に、上記した全ての弁の開閉を
弁コントロール装置０ａの信号により逆にする事により
、容器（２０は排出から吸蔵作用に、また容器ＣＤは吸
蔵から排出作用に切り変える事ができる。
これをくりかえす事により、膨張機（３）にほぼ一定の
圧力を有する水素ガスを供給する事ができる。
圧力を有する水素ガスを供給する事ができる。
なお、現状では切換え時間はほぼ３０分位である。
以上、容器（イ）、（２１）の切り換えを説明したが、
排出された水素ガスの作用は実施例１に説明したものと
同様である。また、充填される水素吸蔵金属の種類によ
っては、吸蔵所要時間と排出所要時間の異なるものがあ
るが、それは、容器（２０）、 （２１）と同様な容器
を追加して、３つ又は４つ以上の容器を上記同様にコン
トロールすれば、膨張機（３）に圧力を有する水素ガス
を一定に供給する事ができる。
排出された水素ガスの作用は実施例１に説明したものと
同様である。また、充填される水素吸蔵金属の種類によ
っては、吸蔵所要時間と排出所要時間の異なるものがあ
るが、それは、容器（２０）、 （２１）と同様な容器
を追加して、３つ又は４つ以上の容器を上記同様にコン
トロールすれば、膨張機（３）に圧力を有する水素ガス
を一定に供給する事ができる。
実施例２におけるものも、実施例１のものと同様な１０
０℃レベルの排熱を、水素吸蔵金属の排出熱源とするこ
とにより、圧力を有する水素ガスを、発生させ膨張機に
より仕事を取り出し電力を発生させることができるとい
う効果を奏するものである。
０℃レベルの排熱を、水素吸蔵金属の排出熱源とするこ
とにより、圧力を有する水素ガスを、発生させ膨張機に
より仕事を取り出し電力を発生させることができるとい
う効果を奏するものである。
以上、水素ガスと水素吸蔵金属との組合せによる排熱回
収方法、装置を説明したが、水素ガス以第１図は本発明
の第１実施例を示す系統図、第２図は本発明の第２実施
例を示す系統図である。
収方法、装置を説明したが、水素ガス以第１図は本発明
の第１実施例を示す系統図、第２図は本発明の第２実施
例を示す系統図である。
１１、水素ガス抽出装置、２．’５，７．１０・・熱交
換器、３・・ガス膨張機、４・・発電機、５′・、・バ
イパス流路、６・・水素ガス吸蔵装置、８・・搬送装置
、９・・圧力シール装置、２０，２］・・水素吸蔵金属
充填容器、２２．２３・・熱交換器、２４・・加熱源、
２５ 、２６．２８ 、２９ ’。
換器、３・・ガス膨張機、４・・発電機、５′・、・バ
イパス流路、６・・水素ガス吸蔵装置、８・・搬送装置
、９・・圧力シール装置、２０，２］・・水素吸蔵金属
充填容器、２２．２３・・熱交換器、２４・・加熱源、
２５ 、２６．２８ 、２９ ’。
３０，３１，３２．３３・・弁、２７・・冷却源、３４
・・弁コントロール装置。
・・弁コントロール装置。
第 １ 図
Claims (2)
- （１） ガスを吸蔵し、加熱されることにより圧力を
有する前記ガスを排出する吸蔵金属を用い、同吸蔵金属
の加熱、冷却により、前記ガスの排出、吸蔵をくり返す
サイクルを形成し、前記吸蔵金属より排出されるガスの
エネルギーより動力を取り出すことを特徴とする熱回収
方法。 - （２）吸蔵金属を加熱する手段を有し、同吸蔵金属から
圧力を有するガスを排出する排出装置と、同排出装置か
らの前記ガスを膨張させて動力を取り出すガス膨張機と
、冷却手段を有し、前記ガス膨張機からのガスを前記吸
蔵金属に吸蔵させる吸蔵装置とからなることを特徴とす
る熱回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18735682A JPS5977083A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 排熱回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18735682A JPS5977083A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 排熱回収装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5977083A true JPS5977083A (ja) | 1984-05-02 |
Family
ID=16204557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18735682A Pending JPS5977083A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 排熱回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5977083A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60249610A (ja) * | 1984-05-26 | 1985-12-10 | Jgc Corp | 水素化金属を用いるエネルギ−変換装置 |
| WO2019151938A1 (en) * | 2018-02-05 | 2019-08-08 | Climeon Ab | System and method for waste heat recovery in steel production facilities |
-
1982
- 1982-10-27 JP JP18735682A patent/JPS5977083A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60249610A (ja) * | 1984-05-26 | 1985-12-10 | Jgc Corp | 水素化金属を用いるエネルギ−変換装置 |
| WO2019151938A1 (en) * | 2018-02-05 | 2019-08-08 | Climeon Ab | System and method for waste heat recovery in steel production facilities |
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