[发明专利]废热回收发电装置及具备该装置的船舶

说明书

技术领域

本发明涉及回收内燃机的废热而进行发电的废热回收发电装置及具备该装置的船舶。

背景技术

一直以来，提出了回收内燃机的废气等的废热而进行发电的各种技术。在下述专利文献1中公开了一种将来自柴油发电机的废热作为热源的利用有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle）进行发电的废热回收发电装置。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本实用新型注册第3044386号公报

发明内容

然而，在上述专利文献1中，使用水作为从柴油发动机的废气进行热回收时的热介质。在将水作为热介质时，若柴油发动机的废气成为高温（例如250℃以上），则水或水蒸气的压力成为高压。因此，需要使水循环路径为高压规格，到目前为止成为高价的系统。

本发明鉴于这种情况而作出，其目的在于提供一种即使在来自内燃机的废热温度成为高温的情况下也能够不会导入高压规格的热介质路径地进行废热回收的废热回收发电装置及具备该装置的船舶。

为了解决上述课题，本发明的废热回收发电装置及具备该装置的船舶采用以下的装置。

即，本发明的第一形态的废热回收发电装置具备：使沸点比水高的热介质与内燃机的废热进行热交换而进行热回收的废热回收器；使所述热介质与有机流体进行热交换而使该有机流体蒸发的蒸发器；通过利用该蒸发器蒸发了的所述有机流体进行驱动的涡轮；利用该涡轮的旋转输出进行发电的发电机；及使通过了涡轮的所述有机流体冷凝的冷凝器。

有机流体进行在利用蒸发器蒸发之后在涡轮进行膨胀并利用冷凝器进行冷凝的循环、即有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle）。在本发明中，在进行有机朗肯循环时，内燃机的废热由沸点比水高的热介质进行热回收，然后利用该热介质使有机流体蒸发。如此，不是利用水对内燃机的废热进行热回收，而是使用沸点比水高的热介质进行废热回收，因此即使内燃机的废热成为高温（例如250℃以上）也不会像水那样压力升高。因此，无需将热介质路径形成为高压规格，而能够廉价地构成。

作为内燃机，典型地列举有船用柴油发动机（主机）。但是，并不局限于船用，例如也可以是在发电等中使用的陆地用的内燃机。

作为内燃机的废热，典型地使用废气。另外，可以使用来自对设置于内燃机的增压器的压缩空气进行冷却的空气冷却器的废热、在水冷式的内燃机的情况下使用发动机冷却水的废热。需要说明的是，这些废气、空气冷却器及发动机冷却水的废热可以分别单独使用，也可以如使用废气和空气冷却器这样适当组合使用。

作为沸点比水高的热介质，优选热介质油，具体而言，使用从松村石油株式会社能够获得的合成系高沸点高温度用热介质油即バ一レルサ一ム（BARREL THERM，注册商标）。例如，バ一レルサ一ム400的沸点为390℃。

另外，优选在蒸发器的上游侧设置对有机流体进行预热的预热器。

在本发明的第一形态的废热回收发电装置中，优选的是，所述废热回收器具备：从由所述内燃机排出的废气进行热回收的第一废热回收器；从对设置于所述内燃机的增压器的压缩空气进行冷却的空气冷却器进行热回收的第二废热回收器、及/或从对所述内燃机进行冷却的发动机冷却水进行热回收的第三废热回收器。

具备从废气进行热回收的第一废热回收器、从增压器的空气冷却器进行热回收的第二废热回收器、及/或从对内燃机进行冷却的发动机冷却水进行热回收的第三废热回收器。由此，能够从内燃机回收较多的废热，能够提高发电效率。

此外，在本发明的第一形态的废热回收发电装置中，优选的是，能够切换由所述废热回收器进行热回收的时刻。

由于能够切换废热回收器进行热回收的时刻，因此能够根据内燃机的运转状态、电力需要等来决定是否需要废热回收。由此，能够构筑高灵活性的发电系统。

此外，在本发明的第一形态的废热回收发电装置中，优选的是，所述蒸发器、所述涡轮、所述发电机及所述冷凝器收纳在同一壳体内。

通过将蒸发器、涡轮、发电机及冷凝器收纳在同一壳体内，而能够紧凑地构成废热回收发电装置。另外，即便假设热介质、有机流体漏出的情况下，也能够在壳体内阻止热介质、有机流体的流出，因此能够提供一种高安全性的废热回收发电装置。

另外，本发明的第二形态的船舶具备上述的废热回收发电装置。

由于具备上述的任一个废热回收发电装置，因此能够提供一种可有效地进行废热回收的高节能性的船舶。

【发明效果】