(57)【要約】【課題】水蒸気の効果的な凝縮を行ない、かつ、電力需要および水需要の双方に応じて発電量および造水量の適切な調整を行なう。【解決手段】実施形態によれば、発電造水プラントは、内燃機関の下流側に設けられて前記内燃機関からの排気ガスが流入する本体容器と、前記本体容器内に設けられて、前記排気ガスを凝縮させるための水を流入させる流入手段と、前記本体容器内に設けられて、前記排気ガスを凝縮させるための液滴を散水する散水手段と、前記流入手段により前記容器内に流入した水、前記散水手段により散水した液滴、および前記凝縮により得た凝縮水を回収する水回収装置とをもち、前記凝縮による造水の需要の変動および前記内燃機関の駆動により発電する電力の需要の変動に応じて前記流入手段による水の流入量および前記散水手段による散水量を変動させる制御を行なう。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の下流側に設けられて前記内燃機関からの排気ガスが流入する本体容器と、
前記本体容器内に設けられて、前記排気ガスを凝縮させるための水を前記本体容器内に流入させる流入手段と、
前記本体容器内に設けられて、前記排気ガスを凝縮させるための液滴を前記本体容器内に散水する散水手段と、
前記流入手段により前記容器内に流入した水、前記散水手段により散水した液滴、および前記凝縮により得た凝縮水を回収する水回収装置と、
前記凝縮による造水の需要の変動および前記内燃機関の駆動により発電する電力の需要の変動に応じて前記流入手段による水の流入量および前記散水手段による散水量を変動させる制御を行なう制御手段と
を備えたことを特徴とする発電造水プラント。
【請求項２】
前記流入手段は、
前記本体容器内の流れ方向長さに対する入口部に近い側に設けられ、
前記散水手段は、
前記本体容器内の流れ方向長さに対する出口部に近い側に設けられ、かつ、前記排気ガスを凝縮させるための液滴を前記流入手段により流入させる水と比較して微細化した液滴として散水する
ことを特徴とする請求項１に記載の発電造水プラント。
【請求項３】
前記流入手段および前記散水手段は、前記排気ガスの流れ方向に沿って複数設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の発電造水プラント。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記凝縮による造水の需要が増大し、前記内燃機関の駆動により発電する電力の需要が減少した場合には、前記流入手段による水の流入量を増加させて前記散水手段による散水量を減少させ、前記凝縮による造水の需要が減少し、前記内燃機関の駆動により発電する電力の需要が増大した場合には、前記流入手段による水の流入量を減少させて前記散水手段による散水量を増加させる
ことを特徴とする請求項１に記載の発電造水プラント。
【請求項５】
前記流入手段は、前記排気ガスを凝縮させるための水を流入させるための複数の孔を設け、前記孔の径を前記排気ガスの流れ方向の上流側から下流側に向かうにつれて減少させる
ことを特徴とする請求項１に記載の発電造水プラント。
【請求項６】
前記散水手段は、前記排気ガスを凝縮させるための液滴を噴射する複数のスプレーノズルであり、
前記スプレーノズルは、
最小流路断面積を前記排気ガスの流れ方向の上流側から下流側に向かうにつれて減少させる
ことを特徴とする請求項１に記載の発電造水プラント。
【請求項７】
前記流入手段は、前記排気ガスを凝縮させるための水を流入させるための複数の孔を設け、前記孔の径を前記排気ガスの流動方向の上流側から下流側に向かうにつれて減少させ、
前記散水手段は、前記排気ガスを凝縮させるための液滴を噴射する複数のスプレーノズルであり、
前記スプレーノズルは、
最小流路断面積を前記排気ガスの流動方向の上流側から下流側に向かうにつれて減少させる
ことを特徴とする請求項１に記載の発電造水プラント。
【請求項８】
蒸気を排出する下流側に設けられて前記内燃機関からの排気ガスが流入する本体容器内に設けられて、前記排気ガスを凝縮させるための水を流入させ、前記本体容器内に前記排気ガスを凝縮させるための液滴を散水し、
前記容器内に流入した水、前記散水した液滴、および前記凝縮により得た凝縮水を回収し、
前記凝縮による造水の需要の変動および前記内燃機関の駆動により発電する電力の需要の変動に応じて前記流入する水の流入量および前記散水される水の散水量を変動させる制御を行なう
ことを特徴とする発電造水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、排気ガス中に含まれる水を回収する発電造水プラントおよび発電造水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人口増加や経済成長が著しい地域では、急速な工業化やライフスタイルの変化により、水需要が増大している。このような地域では、経済的・物理的理由により水の供給量が不足する場合があり、過剰取水や地下水の汚染により水資源が枯渇することがある。西アジア、中東、アフリカおよび中南米等がその代表地域として挙げられる。これらの地域では、海水や排水等の工業的に有効利用できない水を利用可能にする“造水”に対する期待が高まっている。
【０００３】
造水手法の１つとして海水淡水化がある。本手法は実質的に無尽蔵に存在する海水から淡水を造り出す手法であり、代表的なものとして逆浸透膜法および蒸発法が挙げられる。逆浸透膜法は、海水を加圧して逆浸透膜を通過させ、海水中の塩分を濃縮させて淡水部分のみを取り出す手法である。
【０００４】
本手法では、エネルギー消費量が少ないものの、海水中に含まれる不純物（微生物や固形物）による目詰まりするのを防ぐため、海水の前処理が必要であり、メインテナンスコストが大きくなる。
【０００５】
一方、蒸発法は、海水を減圧沸騰させて得られた蒸気を凝縮させることで淡水を取り出す手法である。本手法では比較的多量の淡水を造ることが可能であり、適用範囲が海水の質に大きく左右されないものの、熱効率が悪く、エネルギー消費量が大きい。
【０００６】
このように、今日の一般的な海水淡水化手法において、各手法ともに造水量やコストの面で一長一短がある。しかしながら、この手法の決定的な弱点は、その立地が海水を容易に入手できる地域、すなわち沿岸部に限定されることである。
【０００７】
既存の海水淡水化手法が立地を制限されるのに対して、立地に制限されない造水手法もある。
【０００８】
本手法は化石燃料を利用した蒸気発生器を備えたプラントシステムに適用される。例えばＬＮＧを燃料とする火力発電プラント等が適用先として挙げられる。従来の火力発電プラント等では、炭化水素燃料の燃焼により生じた水蒸気がスタックから大気中に無駄に放出されていた。
【０００９】
本手法は、この点に着目し、排気ガス中に含まれる水蒸気を凝縮させて回収することで淡水を得るものである。この手法は、既存の発電システムに熱交換器を付加することで実現可能であり、電気および水を同時に得ることが可能となる点がメリットとなる。
【００１０】
代表的な構成は、化石燃料の燃焼によって蒸気を発生させ、その蒸気を用いて発電を行う火力発電プラントで、蒸気を最終的に大気に排気するものにおいて、排気用の煙突の上流側に設置され排気ガスを導いて冷却し接触式冷却塔にて凝縮処理された排気ガスを昇温させて煙突へ導くガス−ガス熱交換器と、このガス−ガス熱交換器で冷却された被冷却ガスと循環水を直接接触させて凝縮させる接触式冷却塔と、この接触式冷却塔から導かれた循環水を冷却する冷却熱交換器と、この冷却熱交換器から導かれ温度低下した水を排水する回収水排水装置を備えたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平８−２６０９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前述のように、立地に制約を受ける海水淡水化手法とは異なり、火力発電プラントに熱交換器を付加することで、立地に制約を受けずに発電および造水を行うことが可能なシステムが存在する。
【００１３】
本システムでは、火力発電プラントにおけるガスタービンの排気ガスに冷却水を直接接触させて排気ガス中の水蒸気を凝縮させるものである。  
しかし、冷却水と水蒸気の直接接触凝縮において、排気ガス中に含まれる水蒸気以外のガスが問題となる。
【００１４】
炭化水素を燃焼させると、水蒸気以外のガスとして、窒素化合物系ガスや二酸化炭素が生成される。これらのガスは、水蒸気の凝縮点では液化しないため、不凝縮ガスと呼ばれる。冷却水を用いた直接接触凝縮において、水蒸気と不凝縮の混合ガスの雰囲気下では、凝縮性能が著しく低下する。この理由としては、水蒸気の凝縮に伴って冷却水の周りに不凝縮ガスが集中して、水蒸気の凝縮点を降下させることが挙げられる。
【００１５】
そして、その作用は不凝縮ガスの濃度に比例して大きくなる。炭化水素の燃焼による排気ガスの不凝縮ガス濃度は８０％程度であることから、本システムに用いられる熱交換器（造水装置）では、凝縮（造水）性能が著しく低下することを念頭に置く必要がある。  
よって、不凝縮ガス濃度が大きな混合ガス雰囲気での直接接触凝縮において、凝縮性能の低下を緩和し、造水量を増加させることが望まれている。
【００１６】
蒸気を効果的に凝縮させるための手法として、冷却水を微細な液滴として蒸気と直接接触させる手法がある。冷却水を微細化して多数の液滴とすることにより、冷却水の総表面積を増大させて、蒸気との交換熱量の増加を目指したものである。しかしながら、冷却水を微細な液滴とするためには、冷却水を加圧してノズルに供給する必要があることから、ポンプ等の加圧手段を駆動するための動力が必要となり、正味発電量を減少させる結果を招く。
【００１７】
更に、本システムは、時々刻々と変動する電力需要および水需要に対して、出力を柔軟に調整することは出来ない。例えば、電力需要と水需要がともに増大・減少する場合は、燃料消費量を単に増大・減少させる事で対応可能であるが、電力需要と水需要の一方が増大し、他方が減少する場合は、燃料消費量を単に増大・減少させる事では、需要に応じた出力調整とはならない。この理由は、目標の造水量を達成するためには、排気ガスに含まれる水蒸気の質量流量を減少させることは出来ないからである。電力需要と水需要の一方が増大し、他方が減少する場合とは、例えば、電力需要が減少して、水需要が増大する場合が挙げられる。
【００１８】
本発明が解決しようとする課題は、内燃機関からの排気ガスに含まれる水蒸気の効果的な凝縮を行ない、かつ、電力需要および水需要の双方に応じて発電量および造水量の適切な調整を行なうことが可能になる発電造水プラントおよび発電造水方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
実施形態によれば、発電造水プラントは、内燃機関の下流側に設けられて前記内燃機関からの排気ガスが流入する本体容器と、前記本体容器内に設けられて、前記排気ガスを凝縮させるための水を流入させる流入手段と、前記本体容器内に設けられて、前記排気ガスを凝縮させるための液滴を散水する散水手段と、前記流入手段により前記容器内に流入した水、前記散水手段により散水した液滴、および前記凝縮により得た凝縮水を回収する水回収装置とをもち、前記凝縮による造水の需要の変動および前記内燃機関の駆動により発電する電力の需要の変動に応じて前記流入手段による水の流入量および前記散水手段による散水量を変動させる制御を行なう。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、内燃機関からの排気ガスに含まれる水蒸気の効果的な凝縮を行ない、かつ、電力需要および水需要の双方に応じて発電量および造水量の適切な調整を行なうことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態における発電造水プラントの構成例を示す図。
【図２】第１の実施形態における発電造水プラントにおける凝縮量と圧力損失の関係について表形式で説明する図。
【図３】本実施形態における造水発電プラントにおける圧力損失と凝縮性能の関係を表形式で説明する図。
【図４】第１の実施形態における発電造水プラントの第１の変形例を説明する図。
【図５】第１の実施形態における発電造水プラントの第２の変形例を説明する図。
【図６】第２の実施形態における発電造水プラントの構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。  
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。  
図１は、第１の実施形態における発電造水プラントの構成例を示す図である。  
本実施形態における発電造水プラントは、発電プラントおよび湿分除去器を併せ持つプラントであり、内燃機関１と、大気中に排気ガスを放出するスタック(stack)３と、内燃機関１の下流に位置する熱交換器２と、冷却器１８と、水回収装置１７とから構成される発電システムにおいて、熱交換器２の下流側に位置する本体容器９を備える。
【００２３】
本体容器９の内部には、排気ガスの入口部である流入部１２、および排気ガスの出口部である流出部１３が設けられる。また、本体容器９には、多孔板８、散水装置６、およびホットウエル(hot well)１０が設けられる。
【００２４】
本体容器９の流入部１２は、熱交換器２の下流側に設けられる。この流入部１２には、熱交換器２からの排気ガスが流入する。また、本体容器９の流出部１３は、流入部１２と対面するように配置される。本体容器９の流出部１３から排出された排気ガスは熱交換器２を介してスタック３に排出される。
【００２５】
多孔板８は、本体容器９の内部における流入部１２に近い側に取り付けられ、本体容器９内における設置箇所からホットウエル１０に向かって、柱状に分解された冷却水である液柱４が流れ落ちる構成となっている。多孔板８は、平板に複数個の連通孔を設けたものである。この連通孔の断面形状は円形、多角形等が挙げられる。
【００２６】
散水装置６はスプレーノズル等であり、本体容器９の内部における流出部１３に近い側に取り付けられる。散水装置６は、本体容器９内における設置箇所から下方に向かって、冷却水昇圧装置５で昇圧した液滴を霧状化することで均一な流量の液滴７を生成する。散水装置６は、この生成した液滴７を、例えば、ほぼ円錐形状の範囲といった所定の角度範囲にわたって分布して飛散するように噴出する。この結果、本体容器９内に流入した排気ガスが凝縮されることになる。
【００２７】
ホットウエル１０は、本体容器９内において凝縮された水、多孔板８から流れ落ちた液柱４、および散水装置６により噴出された液滴７を溜めおく。  
ホットウエル１０に溜めおかれた水や液滴の一部は、回収流路１５を介して水回収装置１７により回収される。
【００２８】
また、ホットウエル１０に溜め置かれた水や液滴の一部は、回収流路１５の一端を介して冷却器１８に供給され、この冷却器１８を通る、海水や淡水などの取水流路１９との間の熱交換により冷却されて冷却水となる。この冷却水は供給流路１４の一端から他端に供給される。  
この供給流路１４の他端は２つの流路に分岐している。この分岐した一方の流路は、第１の流量調整装置１１ａを介して多孔板８に連結される。また、供給流路１４から分岐した他方の流路は、第２の流量調整装置１１ｂを介して冷却水昇圧装置５に連結される。冷却水昇圧装置５に供給された冷却水は、この冷却水昇圧装置５により昇圧されて散水装置６に供給される。
【００２９】
本実施形態における発電造水プラントは制御装置２０を備える。制御装置２０は、第１の流量調整装置１１ａを制御して供給流路１４から多孔板８への冷却水の流量を制御する。また、制御装置２０は、第２の流量調整装置１１ｂを制御して供給流路１４から散水装置６への冷却水の流量を制御する。
【００３０】
次に、本実施形態における発電造水プラントがもたらす作用について説明する。  
内燃機関１から排気された排気ガスは、主に窒素化合物系ガス、水蒸気および二酸化炭素から構成され、水蒸気以外が不凝縮ガスとなる。この排気ガスは、本体容器９の流入部１２から本体容器９内に導入される。
【００３１】
本体容器９内では、ある流速で流れる排気ガスが、多孔板８から流れ落ちる液柱４に衝突して、液柱４を粉砕させて微細な液滴とする。  
このように液柱４を粉砕して微細な液滴とする手法を用いることで、この液滴には不凝縮ガスに覆われていない新たな液面が発生し、不凝縮ガスが本体容器９内に混入することによる、排気ガスの凝縮性能低下を緩和することができる。本実施形態では、この手法を液柱法と称する。
【００３２】
更に、本体容器９内で液柱４を形成するためには、冷却器１８からの冷却水を多孔板８の上方から多孔板８に導入するのみであり、散水装置６に用いるような冷却水昇圧装置５を備える必要がない。
【００３３】
液柱４に排気ガスが作用すると、この液柱４に作用した排気ガスに含まれる水蒸気の一部が凝縮するため、排気ガスの流速は、液柱４の作用により減少する。本実施形態では、流速が減少した排気ガスに対して、散水装置６により発生させた液滴７を作用させて、残りの蒸気を凝縮させる。本実施形態では、このように散水装置６により発生させた液滴を凝縮させる手法を液滴法と称する。
【００３４】
このように本体容器９の流出部１３に近い側において、液滴法を用いて蒸気を凝縮させる理由は、液柱４に作用して流速が減少した排気ガスは液柱４を十分に粉砕する能力を有さないため、この排気ガスに対しては、微細な液滴７を作用させた方が、効果的に蒸気を凝縮せしめると考えられるからである。  
ここで用いられる液滴７の直径は、排気ガス流から受ける抗力によって、液滴７が発電造水プラントの外部に流出しない範囲で設定してもよい。
【００３５】
上述のように、本実施形態では、排気ガスに対する異なる凝縮手法（液柱法、液滴法）を本体容器９内の位置に応じて併用することで、不凝縮ガスを含む水蒸気である排気ガスを効果的に凝縮させることが可能となる。
【００３６】
ところで、本実施形態における発電造水プラントにおける発電量と造水量は、当該発電造水プラントの特性により、次のように変化する。発電造水プラントにおける圧力損失が大きくなると、内燃機関１の出口圧力が上昇して、出力が低下する。
【００３７】
これは、内燃機関１の入口・出口圧力差が小さくなり、当該内燃機関１に投入されるエネルギーが減少するためである。一方、発電造水プラントにおける蒸気の凝縮量が減少することは、直接的に造水量の減少に繋がる。
【００３８】
ここで、発電造水プラントにおける凝縮量と圧力損失の関係について図２を参照して述べる。前述のように、本実施形態における発電造水プラントでは、液柱法および液滴法の両手段を備えている。液柱法は、排気ガスの有する運動エネルギーを利用して液柱を粉砕することから、当該液柱を通過する排気ガスの圧力損失が大きい。
【００３９】
一方、冷却水を散水装置６によって予め液滴７とし、この液滴７を本体容器９内に噴射する液滴法を用いた際、この液滴７を通過する排気ガスの圧力損失は、液柱４を通過する排気ガスの圧力損失と比較して小さい。
【００４０】
一方、液柱法では、凝縮量に関して、不凝縮ガス濃度に対する凝縮性能の感度が鈍いため、本プラントのように高濃度の不凝縮ガス雰囲気下でも性能低下量が小さいので、凝縮性能は液滴法よりも優れていると考えられる。
【００４１】
図３は、本実施形態における造水発電プラントにおける圧力損失と凝縮性能の関係を表形式で説明する図である。  
図３に示すように、液柱法と液滴法では凝縮性能と圧力損失との関係がトレードオフとなっている。  
本実施形態では、制御装置２０が、多孔板８側の流量調整装置１１ａと散水装置６側の流量調整装置１１ｂとを個別に制御して、各凝縮手段への冷却水の流量配分を制御することによって、発電量と造水量とを独立に調整することが可能となる。  
つまり、発電造水プラントの作動条件を変更することによって、プラント全体の発電量および造水量を柔軟に調整することが可能となり、電力需要および水需要の双方に応じて発電量および造水量の適切な調整を行なうことができる。  
なお、本プラントに設けられる内燃機関１には、排熱回収装置が含まれていてもよい。
【００４２】
次に、第１の実施形態における発電造水プラントの変形例について説明する。  
図４は、第１の実施形態における発電造水プラントの第１の変形例を説明する図である。  
この変形例では、前述した多孔板８は、流入部１２に近い側において、本体容器９内における排気ガスの流れ方向に沿って複数設けられている。  
また、この変形例では、前述した散水装置６は、流出部１３に近い側において、本体容器９内における排気ガスの流れ方向に沿って複数設けられている。
【００４３】
そして、この変形例では、供給流路１４は、複数の多孔板８のそれぞれに対応するように分岐しており、これら分岐した流路のそれぞれに流量調整装置１１ａが設けられている。
【００４４】
また、この変形例では、供給流路１４は、複数の散水装置６のそれぞれに対応するように分岐しており、これら分岐した流路のそれぞれに流量調整装置１１ｂが設けられている。
【００４５】
このような構成とすることにより、１つの多孔板８にて、本体容器９の流入部１２に近い箇所への冷却水を液柱４として供給する必要が無くなり、１つあたりの多孔板８を小型化することができる。また、１つの散水装置６にて、本体容器９の流出部１３に近い箇所への冷却水を液滴７として供給する必要が無くなり、１つあたりの本体容器９を小型化することができる。
【００４６】
図５は、第１の実施形態における発電造水プラントの第２の変形例を説明する図である。  
この変形例は、第１の変形例を改良したものであり、第１の実施形態で説明した流量調整装置１１ａ，１１ｂ、制御装置２０、冷却水昇圧装置５を内包するコントローラ１６を備える。
【００４７】
このコントローラ１６は、外部装置から電力需要の情報および水需要の情報を得て、電力需要の増減、および水需要の増減を判別する需要判別部１６ａと、これらの需要の増減に応じて、多孔板８側への冷却水の流量、および散水装置６側への冷却水の流量を適切に制御する流量制御部１６ｂとを有する。
【００４８】
前述したように、液柱法を用いた場合、圧力損失は液滴法と比較して大きいが、凝縮性能は液滴法より優れている。  
また、液適法を用いた場合、凝縮性能は液滴法よりやや劣るが、圧力損失は液柱法と比較して大幅に小さい。
【００４９】
これらの事から、本実施形態では、水需要が増加した一方で、電力需要が減少したことをコントローラ１６の需要判別部１６ａにより判別した際は、流量制御部１６ｂは、本体容器９の入口部側における液柱法による液柱４の供給量を増加させて、本体容器９の出口部側における液滴法による液滴７の供給量を減少させるように、入口側の流量調整装置１１ａに対して流量を増加させるための制御を行ない、出口側の流量調整装置１１ｂに対して流量を減少させるための制御を行なう。
【００５０】
このような制御を行なうと、凝縮性能に優れた液柱法による液柱４の供給量が増加し、圧力損失の小さい液適法による液滴７の供給量が減少する。  
すると、本体容器９の全体における圧力損失は、制御前と比較して増加する。一方、本体容器９の全体における凝縮性能は、制御前と比較して向上する。  
前述のように、電力需要は減少し、水需要は増加しているので、これら減少した電力需要および増加した水需要に双方に応じた制御を行なうことができる。
【００５１】
また、本実施形態では、水需要が減少する一方で、電力需要が増加したことをコントローラ１６の需要判別部１６ａにより判別した際は、流量制御部１６ｂは、本体容器９の入口部側における液柱法による液柱４の供給量を減少させて、本体容器９の出口部側における液滴法による液滴７の供給量を増加させるように、入口側の流量調整装置１１ａに対して流量を減少させるための制御を行ない、出口側の流量調整装置１１ｂに対して流量を増加させるための制御を行なう。
【００５２】
すると、本体容器９の全体における凝縮性能は、制御前と比較して低下する。一方、本体容器９の全体における圧力損失は、制御前と比較して減少する。  
前述のように、電力需要は増加し、水需要は減少しているので、これら増加した電力需要および減少した水需要に双方に応じた制御を行なうことができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態における発電造水プラントの構成のうち第１の実施形態と同一部分の説明は省略する。  
図６は、第２の実施形態における発電造水プラントの構成例を示す図である。  
本実施形態における発電造水プラントは、第１の実施形態で説明した発電造水プラントにおける多孔板８から流れ落ちる液柱４の直径を、本体容器９内における排気ガスの流れ方向に向かって小さくしたことを特徴とする。
【００５４】
本実施形態では、例えば、多孔板８に設けられる連通孔の直径（断面積）を、排気ガスの流れ方向に沿って小さくするように変化させることで液柱４の直径を調整する。  
本体容器９に流入した排気ガスは、第１の液柱４に衝突して、この排気ガスに含まれる水蒸気の一部が凝縮するため、運動エネルギー（流速）が減少する。  
その後、排気ガスは第２の液柱４に衝突するが、もはや当初の運動エネルギーを保持していないため、この液柱４を十分に粉砕する能力を有していない。そこで、本実施形態では、第２の液柱４の直径（体積）を第１の液柱４の直径より小さくすることで、残りの排気ガスを用いて液柱４を粉砕して、凝縮性能を向上させることが可能となる。
【００５５】
また、本実施形態では、第１の実施形態で説明した散水装置６の最小流路断面積（スロート面積）を、本体容器内における排気ガスの流れ方向に向かって小さくしたことをさらなる特徴とする。  
このように、散水装置６の最小流路断面積を排気ガスの流れ方向に向かって小さくすると、散水装置６から放出される液滴７の直径が排気ガスの流れ方向に向かって小さくなり、冷却水の総量に対する表面積が増大する。
【００５６】
排気ガスは、本体容器９内の流入部１２から流出部１３に向かって通過するにつれて水蒸気が凝縮するため、不凝縮ガス濃度が増大していく。本体容器９の流出部１３の近傍では、流入部１２への流入時と比較して排気ガスの流速が著しく減少して、本体容器９内の流出部１３近傍における凝縮性能が著しく低下する可能性がある。
【００５７】
そこで、上述のように、液滴法における散水条件を排気ガスの流れ方向に沿って変化させることで、本体容器９内の流出部１３近傍における凝縮性能の低下を緩和することが可能となる。
【００５８】
これらの各実施形態によれば、内燃機関からの排気ガスに含まれる水蒸気の効果的な凝縮を行ない、かつ、電力需要および水需要の双方に応じて発電量および造水量の適切な調整を行なうことが可能になる発電造水プラントおよび発電造水方法を提供することができる。  
発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１…内燃機関、２…熱交換器、３…スタック、４…液柱、５…冷却水昇圧装置、６…散水手段、７…液滴、８…多孔板、９…本体容器、１０…ホットウエル、１１ａ，１１ｂ…流量調整装置、１２…流入部、１３…流出部、１４…供給流路、１５…回収流路、１６…コントローラ、１７…水回収装置、１８…冷却器、１９…取水流路。
【図１】
2014031781.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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