圧縮熱回収システム

【課題】ガス圧縮熱の回収を行い、ＣＯ_２削減や省エネ及び化石燃料削減効果を向上する。
【解決手段】圧縮機のガス出口にガス温度を冷却するための蒸発器としてボイラもしくは熱交換器を設置して、給水側の媒体で蒸発潜熱を回収して蒸気もしくはガスを発生させるとともに、圧縮機出口のガス温度を低下させる。また発生した蒸気もしくはガスの圧力を更に昇圧する場合には、別置き圧縮機を付加させる。あるいは蒸気もしくは低温媒体ガスを原動機に導き発電をさせる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機吐出ガスから熱を回収して蒸気変換あるいは電気変換させるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧縮機の吐出ガスは高温になるので冷却水により冷却して放熱している。
【０００３】
図４は、一例であるが従来の２段圧縮機システムの一例を示すブロック図である。
【０００４】
一例の圧縮機システムは本従来例図４に示すように、１段吸気管１１と、１段圧縮機１２と、１段吐出管１３と、２段吸気管１４と、２段圧縮機１５と、２段吐出管１６と、ガス供給管１７と、駆動機２１と、速度変換機２２と、冷却水入口管２３と、冷却水出口管２４と、インタークーラ３１と、アフタークーラ３２によって構成される。
【０００５】
上記のように構成された圧縮機システムにおいての圧縮機は駆動機２１で駆動され、速度変換機２２にて最適な速度で運転される。圧縮機は１段吸気管１１において、大気空気もしくは低圧ガスを吸入し、１段圧縮機１２にて昇圧し１段吐出管１３に導かれる。空気やガスを圧縮すると圧力はもとより吐出ガス温度も昇温するのでインタークーラ３１で冷却して２段吸気管１４経由、２段圧縮機１５に導かれる。２段圧縮機１５でのガスは更に昇圧されて２段吐出管１６に導かれる。ガスは再度昇温するので、アフタークーラ３２にて再度冷却してガス供給管１７経由二次側に導かれる。冷却水入口管２３はアフタークーラ３２とインタークーラ３１に導かれ、加熱された流体ガスを冷却して冷却水出口管２４経由外部冷却塔などで放熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２５５８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したような従来の圧縮機システムにおいては、駆動機の動力のほとんどが熱に変換されて吐出ガス温度が昇温し、インタークーラ３１やアフタークーラ３２を経由して外部に放熱されており、省エネの観点からは問題点がある。
【０００８】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、圧縮機吐出ガスを蒸発器に導き蒸気あるいは低温媒体ガスを発生させて二次側で活用させることにより、ＣＯ_２削減や省エネ及び化石燃料削減が期待できる圧縮熱回収システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、
圧縮機システムにおいて、
圧縮機出口に蒸発器としてボイラもしくは熱交換器を有し、
圧縮機吐出のガスの熱にて蒸気もしくは低温媒体ガスを発生させて二次側で有効活用させることを特徴とする。
【００１０】
また、前記ボイラ及び熱交換器で発生した蒸気もしくは低温媒体ガスの圧力を更に昇圧する場合には、別途圧縮機を設けることにより可能となる。
【００１１】
また、前記ボイラ及び熱交換器で発生した蒸気もしくは低温媒体ガスを発電設備の原動機に導き電気変換させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、圧縮機システムにおいて、従来は廃棄していた熱を付加価値の高い蒸気や低温媒体ガスに回収して二次側で有効活用ができるので、ＣＯ_２削減や省エネ及び化石燃料の削減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の圧縮熱回収システムの第１の実施の形態を示すブロック図である。
【００１４】
【図２】本発明の圧縮熱回収システムの第２の実施の形態を示すブロック図である。
【００１５】
【図３】本発明の圧縮熱回収システムの第３の実施の形態を示すブロック図である。
【００１６】
【図４】従来の圧縮機システムの一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の圧縮熱回収システムの第１の実施の形態を示すブロック図である。
【００１８】
本形態は図１に示すように、１段圧縮機１２と２段圧縮機１５と、それを駆動させる駆動機２１と、速度変換機２２と、圧縮熱を回収する蒸発器、ボイラもしくは熱交換器４１と４２が主要な機器である。圧縮機段数は限定しない。
【００１９】
蒸発器、ボイラもしくは熱交換器４１は、１段圧縮機１２で昇圧昇温されたガスの有する熱エネルギーで給水を加熱する。給水はガスの熱エネルギーを回収して蒸気もしくは低温媒体ガスと化す。一方、圧縮機吐出ガスは蒸発潜熱を奪われるので温度は低下して２段圧縮機１５に導かれる。
【００２０】
２段圧縮機１５でも昇圧する過程で再度昇温するので、前記同様に蒸発器、ボイラもしくは熱交換器４２で熱回収し、蒸気もしくは低温媒体ガスを発生させる。温度が低下した圧縮機吐出ガスはガス供給管１７に導かれる。
【００２１】
給水は給水管４５から給水ポンプ４３及び４４を経由して、それぞれの蒸発器、ボイラもしくは熱交換器４１及び４２に導かれ蒸気もしくは低温媒体ガス化する。発生した蒸気もしくは低温媒体ガスは蒸気管４６を経由して二次側へ送気される。１段圧縮機１２及び２段圧縮機１５の吐出ガス温度を一定に制御したい場合は、それぞれの給水ポンプ４３及び４４に回転数制御を掛けて蒸発量を制御する。
【００２２】
本形態の圧縮機は２段のものであるが、段数は限定しないので、１段の圧縮機の場合には、給水から給水ポンプ及び蒸発器、ボイラもしくは熱交換器は１系列となる。
【００２３】
このように本形態においては、従来は圧縮機出口のガス温度冷却に冷却水を利用して放熱していたが、給水を蒸気もしくはガス化させることにより潜熱を回収して冷却することになり、また回収した蒸気もしくは低温媒体ガスは二次側での活用が可能となるので、ＣＯ_２削減や省エネ及び化石燃料削減効果が期待できる。
【００２４】
（第２の実施の形態）
図２は、本発明の圧縮熱回収システムの第２の実施の形態を示すブロック図である。
【００２５】
本形態は図２に示すように、第１の実施の形態に示したものに対して、圧縮機５１が追加されている点のみが異なるものである。
【００２６】
蒸発器、ボイラもしくは熱交換器で発生した蒸気もしくは低温媒体ガスを昇圧して利用する場合は、圧縮機５１を設置する。
【００２７】
（第３の実施の形態）
図３は、本発明の圧縮熱回収システムの第３の実施の形態を示すブロック図である。
【００２８】
本形態は図２に示すように、第１の実施の形態に示したものに対して、発電設備５２が追加されている点のみが異なるものである。
【００２９】
蒸発器、ボイラもしくは熱交換器で発生させた蒸気もしくは低温媒体ガスを原動機に導き発電する発電設備５２を設置する。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
現在の工場環境においては、省エネルギー対策の一環として熱回収が加速されているが、圧縮ガスの冷却にはまだ冷却水が使用されて放熱されている。
【００３１】
しかしながら、本発明を適用することにより、付加価値の高い蒸気もしくは低温媒体ガスが回収し二次側で有効活用することによりＣＯ_２削減や省エネ及び化石燃料の削減に寄与できる。
【符号の説明】
【００３２】
１１１段吸気管
１２１段圧縮機
１３１段吐出管
１４２段吸気管
１５２段圧縮機
１６２段吐出管
１７ガス供給管
２１駆動機
２２速度変換装置
２３冷却水入口管
２４冷却水出口管
３１インタークーラ
３２アフタークーラ
４１蒸発器、ボイラもしくは熱交換器
４２蒸発器、ボイラもしくは熱交換器
４３給水ポンプ
４４給水ポンプ
４５給水管
４６蒸気管
４７蒸気管
５１圧縮機
５２発電設備

【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮熱回収システムにおいて、
ガス圧縮機出口に蒸発器、ボイラもしくは熱交換器を設置して、直接に蒸気もしくは低温媒体ガスを発生させることを特徴とする圧縮熱回収システム。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮熱回収システムにおいて、
前記蒸発器、ボイラもしくは熱交換器で発生した蒸気もしくは低温媒体ガスを昇圧する圧縮機を有する圧縮熱回収システム。
【請求項３】
請求項１に記載の圧縮熱回収システムにおいて、
前記蒸発器、ボイラもしくは熱交換器で発生した蒸気もしくは低温媒体ガスを原動機に導き発電させる圧縮熱回収システム。

【図１】