排热回收系统及排热回收方法技术方案

本发明专利技术提供的排热回收系统包括：通过让供应给引擎的增压空气和工作介质热交换而使该工作介质蒸发的加热器；使从加热器流出的工作介质膨胀的膨胀机；与膨胀机连接的动力回收机；使从膨胀机流出的工作介质冷凝的冷凝器；用于向冷却从加热器流出的增压空气的空气冷却器供应冷却介质的冷却介质供应管；设置于冷却介质供应管，将冷却介质向空气冷却器输送的冷却介质泵浦；以及将在所述冷却介质供应管中流动的所述冷却介质的一部分分支到所述冷凝器，以便工作介质通过冷却介质而被冷却的分支管。由此，能够通过简单的结构，来回收供应给引擎的增压空气的排热。

【技术实现步骤摘要】
排热回收系统及排热回收方法
本专利技术涉及一种排热回收装置及排热回收方法。
技术介绍
以往，有一种回收从增压器(supercharger)供应给引擎的增压空气的排热的排热回收系统已为公知。例如，在日本专利公开公报特开2011-149332号(以下，简称为“专利文献1”)中公开了一种排热回收发电装置，该排热回收发电装置具备冷却从增压器供应给引擎的压缩空气的空气冷却器、第2排热回收器、蒸发器、涡轮机、与涡轮机连接的发电机以及冷凝器。空气冷却器将从增压器供应给引擎的压缩空气用在第2传热管内流动的冷却介质进行了冷却后，再用在第1传热管内流动的冷却介质进行冷却。第2排热回收器通过在空气冷却器中从压缩空气回收的排热来加热载热体。蒸发器通过让载热体和有机流体热交换而使有机流体蒸发。涡轮机使从蒸发器流出来的有机流体膨胀。冷凝器使从涡轮机流出的有机流体冷凝。清水或海水作为用于冷却压缩空气的冷却介质而被供应给空气冷却器的第1传热管。此外，海水还作为用于冷却有机流体的冷却介质而被供应给冷凝器。在上述专利文献1所示的排热回收发电装置中，向空气冷却器的第1传热管的冷却介质(清水或海水)的供应和向冷凝器的冷却介质(海水)的供应分别通过各自的供应线而进行。因此，各供应线分别需要泵浦，从而结构复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通过简单的结构能够回收供应给引擎的增压空气的排热的排热回收系统，本专利技术的目的还在于提供一种通过简单的工序能够回收供应给引擎的增压空气的排热的排热回收方法。本专利技术的一个方面涉及排热回收系统，其包括：通过让供应给引擎的增压空气和工作介质热交换而使所述工作介质蒸发的加热器；使从所述加热器流出的工作介质膨胀的膨胀机；与所述膨胀机连接的动力回收机；使从所述膨胀机流出的工作介质冷凝的冷凝器；用于向冷却从所述加热器流出的增压空气的空气冷却器供应冷却介质的冷却介质供应管；设置于所述冷却介质供应管，将所述冷却介质向所述空气冷却器输送的冷却介质泵浦；以及将在所述冷却介质供应管中流动的所述冷却介质的一部分分支到所述冷凝器，以便所述工作介质通过所述冷却介质而被冷却的分支管。根据此结构，通过让供应给空气冷却器的冷却介质的一部分分支到冷凝器的简单的结构，可以回收增压空气的排热。此外，本专利技术的另一个方面涉及排热回收方法，该排热回收方法是回收供应给引擎的增压空气的排热的方法，该排热回收方法包括：通过向加热器供应所述增压空气，由该加热器使工作介质蒸发的蒸发工序；通过由空气冷却器让从所述加热器流出的增压空气和冷却介质热交换来冷却所述增压空气的冷却工序；通过由膨胀机使从所述加热器流出的工作介质膨胀而从该工作介质回收动力的动力回收工序；以及由冷凝器使从所述膨胀机流出的工作介质冷凝的冷凝工序，其中，在所述冷凝工序中，通过将在所述冷却工序中供应给所述空气冷却器的冷却介质的一部分分支到所述冷凝器，使所述工作介质在所述冷凝器中冷凝，并且调整向所述冷凝器供应的所述冷却介质的供应量，以便从所述空气冷却器流出的增压空气的温度达到设定温度以下。根据此方法，可以一边获得其温度被空气冷却器适当地冷却而达到设定温度以下的增压空气，一边有效地回收增压空气的排热，即：通过简单的工序，可以回收增压空气的排热。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式所涉及的排热回收装置的结构的概略图。图2是表示控制部的控制内容的流程图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。另外，以下的实施方式是将本专利技术具体化的一个例子，并不限定本专利技术的技术范围。参照图1和图2对本专利技术的一实施方式的排热回收系统进行说明。如图1所示，本排热回收系统包括带有增压器的引擎1以及回收带有增压器的引擎1的排热的排热回收装置10。在本实施方式中，排热回收系统搭载于船舶。带有增压器的引擎1具有增压器2、船舶用的引擎3、吸气线4、排气线5、设置于吸气线4的空气冷却器6、用于供应冷却介质的冷却介质供应管7以及设置于冷却介质供应管7的冷却介质泵浦8。增压器2具有压缩机2a和与该压缩机2a连接的涡轮机2b。被压缩机2a压缩的增压空气通过吸气线4被供应给空气冷却器6。空气冷却器6通过让从压缩机2a排出的增压空气和冷却介质热交换来冷却增压空气。具体而言，空气冷却器6具有供通过吸气线4供应的增压空气流动的第1通路6a、以及供冷却介质流动的第2通路6b。第2通路6b与冷却介质供应管7连接。因此，通过冷却介质供应管7供应的冷却介质在第2通路6b流动。在本实施方式中，使用海水作为冷却介质。从空气冷却器6流出的增压空气通过吸气线4被供应给引擎3。引擎3的排出气体通过排气线5被输送到涡轮机2b。涡轮机2b通过排出气体的膨胀能而被驱动，压缩机2a通过涡轮机2b的驱动力而被驱动。排热回收装置10包括加热器12、膨胀机16、动力回收机18、冷凝器20、循环泵22、以及将加热器12、膨胀机16、冷凝器20及循环泵22按照该顺序串联连接的循环通路24。加热器12被连接在吸气线4的压缩机2a和空气冷却器6之间的部位。加热器12通过让被压缩机2a压缩过的增压空气与液体状的工作介质热交换而使工作介质蒸发。具体而言，加热器12具有供从压缩机2a通过吸气线4供应的增压空气流动的第1通路12a、以及供工作介质流动的第2通路12b。本实施方式中，在循环通路24的加热器12的下游侧的部位设有热交换器14。该热交换器14与设置在船舶内的蒸气线连接。即，热交换器14通过让从加热器12流出的工作介质与在船舶内产生的剩余水蒸气(加热介质)热交换来加热工作介质。另外，该热交换器14也可以省略。膨胀机16被设置于循环通路24的热交换器14的下游侧的部位。在本实施方式中，作为膨胀机16，采用具有通过从热交换器14流出的气体状的工作介质的膨胀能而被旋转驱动的转子的容积型的螺旋膨胀机。具体而言，该膨胀机16具有内部形成有转子室的箱体和旋转自如地支撑在转子室内的阴阳一对的螺旋转子(amale/femalepairofscrewrotors)。在膨胀机16中，所述螺旋转子通过从形成在所述箱体的吸气口供应到所述转子室的气体状的工作介质的膨胀能而被旋转驱动。然后，在所述转子室内因膨胀而压力减小的工作介质从形成在所述箱体的排出口被排出到循环通路24。另外，膨胀机16并不限于容积型的螺旋膨胀机，也可以采用离心型或滚动型等的膨胀机等。动力回收机18与膨胀机16连接。在本实施方式中，使用发电机作为动力回收机18。该动力回收机18具有与膨胀机16的一对螺旋转子的其中之一连接的旋转轴。动力回收机18通过所述旋转轴伴随所述螺旋转子的旋转而旋转，从而产生电力。另外，作为动力回收机18，除了发电机以外，也可以采用压缩机等。冷凝器20被设置于循环通路24的膨胀机16的下游侧的部位。冷凝器20通过用冷却介质冷却工作介质使其冷凝(液化)。具体而言，冷凝器20具有供冷却介质流动的第1通路20a以及供从膨胀机16流出的工作介质流动的第2通路20b。第1通路20a的上游侧的端部与分支管26连接。分支管26让通过冷却介质泵浦8以经过冷却介质供应管7内朝向空气冷却器6的方式而被供应的冷却介质的一部分分支到所述冷凝器20。即，在本实施方式中，向空气冷却器6供应的冷却介质(本实施方式中为海水)的一部分作为用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排热回收系统，其特征在于包括：加热器，通过让供应给引擎的增压空气和工作介质热交换而使该工作介质蒸发；膨胀机，使从所述加热器流出的工作介质膨胀；动力回收机，与所述膨胀机连接；冷凝器，使从所述膨胀机流出的工作介质冷凝；冷却介质供应管，用于向冷却从所述加热器流出的增压空气的空气冷却器供应冷却介质；冷却介质泵浦，设置于所述冷却介质供应管，将所述冷却介质向所述空气冷却器输送；以及分支管，将在所述冷却介质供应管中流动的所述冷却介质的一部分分支到所述冷凝器，以便所述工作介质通过所述冷却介质而被冷却。

【技术特征摘要】
2014.04.04 JP 2014-0776471.一种排热回收系统，其特征在于包括：加热器，通过让供应给引擎的增压空气和工作介质热交换而使该工作介质蒸发；膨胀机，使从所述加热器流出的工作介质膨胀；动力回收机，与所述膨胀机连接；冷凝器，使从所述膨胀机流出的工作介质冷凝；循环泵，将从所述冷凝器流出的工作介质向所述加热器输送；冷却介质供应管，用于向冷却从所述加热器流出的增压空气的空气冷却器供应冷却介质；冷却介质泵浦，设置于所述冷却介质供应管，将所述冷却介质向所述空气冷却器输送；分支管，将在所述冷却介质供应管中流动的所述冷却介质的一部分分支到所述冷凝器，以便所述工作介质通过所述冷却介质而被冷却；调整阀，设置于所述分支管，该调整阀的打开度可以调整；以及控制部，控制所述调整阀的打开度，以便从所述空气冷却器流出的增压空气的温度达到设定温度以下。2.根据权利要求1所述的排热回收系统，其特征在于：当从所述冷凝器流出后的冷却介质的温度减去流入所述冷凝器之前的冷却介质的温度所得的温度差达到标准温度以上时，或者当流入所述冷凝器之前的冷却介质的压力减去从所述冷凝器流出后的冷却介质的压力所得的压力差达到标准压力以下时，所述控制部让所述循环泵停止。3.根据权利要求2所述的排热回收系统，其特征在于还包括：第1迂回通路，迂回所述加热器；第1迂回阀，设置于所述第1迂回通路；第2迂回通路，迂回所述膨胀机；第2迂回阀，设置于所述第2迂回通路；以及截止阀，能够停止从所述加热器流出的工作介质向所述膨胀机的流入，其中，当所述温度差达到所述标准温度以上时，或者当所述压力差达到所述标准压力以下时，所述控制部让所述循环泵停止，并且一边使所述调整阀的打开度维持在指定打开度一边打开所述第1迂回阀和所述第2迂回阀且关闭所述截止阀。4.根据权利要求3所述的排热回收系统，其特征在于：当在所述加热器的下游侧且在所述第1迂回通路和所述膨胀机之间的工作介质的温度达到阈值以下时，所述控制部关闭所述调整阀。5.根据权利要求1所述的排热回收系统，其特征在于：当从所述空气冷却器流出后的增压空气的温度为低于所述设定温度的指定温度以下时，所述控制部调整所述调整阀的打开度，以便从所述冷凝器流出后的冷却介质的温度减去流入所述冷凝器之前的冷却介质的温度所得的温度差达到特定温度、或者从流入所述冷凝器之前的冷却介质的压力减去从所述冷凝器流出后的冷却介质的压力所得的压力差达到特定压力。6.根据权利要求5所述的排热回收系统，其特征在于：所述控制部调整所述循环泵的转数，以便从所述冷凝器流出后的冷却介质的温度达到规定值以下。7.根据权利要求1所述的排热回收系统，其特征在于：所述引擎为船舶用的引擎，所述冷却介质供应管能够将海水作为所述冷却介质供应到所述空气冷却器内，所述分支管能够将海水作为所述冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中祐治，高桥和雄，藤泽亮，足立成人，成川裕，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，三浦工业株式会社，旭海运株式会社，常石造船株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP