(57)【要約】【課題】ガスエンジンから排出された排ガス中の臭気成分及び未燃焼成分を簡単且つ安価な手段により除去し得るようにしたガスエンジンシステムを提供する。【解決手段】ガスエンジン１から排出された排ガスＧｅを過給機３のガスタービン４へ送給する管路７に、排ガスＧｅ中に含有されている臭気成分であるアルデヒド類及びＨＣ、ＣＯ等の未燃焼成分を燃焼させるための燃焼器６を設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機を駆動し得るようにしたガスエンジンから排出された排ガスを過給機のガスタービンへ送給する管路に、前記排ガス中に含有されている臭気成分であるアルデヒド類及び／又はＨＣ、ＣＯ等の未燃焼成分を燃焼させるための燃焼器を設けたことを特徴とするガスエンジンシステム。
【請求項２】
過給機のコンプレッサを駆動したガスタービンの余剰出力により、発電機を駆動し得るよう構成した請求項１記載のガスエンジンシステム。
【請求項３】
コンプレッサで生成された圧縮空気をガスエンジンに供給し得るよう構成した請求項１又は２記載のガスエンジンシステム。
【請求項４】
コンプレッサで生成された圧縮空気の一部を燃焼器に供給し得るよう構成した請求項１、２又は３記載のガスエンジンシステム。
【請求項５】
ガスタービンからの排ガスから熱を回収するための廃熱ボイラを設けた請求項１、２、３又は４記載のガスエンジンシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガスエンジンシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から発電用システム或はコージェネレーション用システムにおいては、ガスエンジンが使用されている。すなわち、これらシステムにおいては、ガスエンジンのシリンダには燃料ガスが供給されて該燃料ガスの爆発燃焼によりピストンが往復動させられ、その結果、クランク軸が回転駆動されて発電機が駆動されるようになっている。而して、発電機の駆動により電力が得られる。
【０００３】
一方、発電用システムやコージェネレーション用システムに使用されるガスエンジンの先行技術文献情報としては、例えば特許文献１がある。特許文献１では、ガスエンジンと複数の過給機とを設け、ガスエンジンに高圧過給してガスエンジンの背圧を高くしないようにし、ガスエンジンの出力、効率を向上させるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２１８８８３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
発電用システム或はコージェネレーション用システムにおいては、ガスエンジンから排出される排ガス中には、臭気成分であるアルデヒド類、及びＨＣ、ＣＯ等の未燃焼成分が含有されている。このため、排ガスが大気中に排出されると、臭気が生じたり、メタンスリップ（ＣＯ２の約２１倍の温室効果ガスが生じること）が生じたりして環境上問題がある。このことは、特許文献１に示すシステムにおいても同様である。
【０００６】
ところで、従来は排ガスを大気中に排出するラインに酸化触媒等の臭気成分回収手段を設け、排ガスを臭気成分回収手段に通すことにより、臭気成分を回収することが行われている。
【０００７】
しかしながら、前記臭気成分回収手段では、臭気成分は回収できてもメタンスリップを防止することはできず、又、臭気成分回収のために、ガスエンジンを備えたシステムに臭気成分回収手段を設けるのは、設備が複雑化、大型化すると共に、設備費、運転維持費が高価となり、経済的ではない。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑み、ガスエンジンから排出された排ガス中の臭気成分及び未燃焼成分を簡単且つ安価な手段により除去し得るようにしたガスエンジンシステムを提供することを目的としてなしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１のガスエンジンシステムは、発電機を駆動し得るようにしたガスエンジンから排出された排ガスを過給機のガスタービンへ送給する管路に、前記排ガス中に含有されている臭気成分であるアルデヒド類及び／又はＨＣ、ＣＯ等の未燃焼成分を燃焼させるための燃焼器を設けたものである。
【００１０】
請求項２のガスエンジンシステムは、過給機のコンプレッサを駆動したガスタービンの余剰出力により、発電機を駆動し得るよう構成したものである。
【００１１】
請求項３のガスエンジンシステムは、コンプレッサで生成された圧縮空気をガスエンジンに供給し得るよう構成したものである。
【００１２】
請求項４のガスエンジンシステムは、コンプレッサで生成された圧縮空気の一部を燃焼器に供給し得るよう構成したものである。
【００１３】
請求項５のガスエンジンシステムは、ガスタービンからの排ガスから熱を回収するための廃熱ボイラを設けたものである。
【００１４】
本発明によれば、簡単且つ安価な手段により、臭気成分や未燃焼成分が大気中に排出されることを防止できるため、環境対策上有効であり、又、発電はガスエンジンに供給される燃料ガスの爆発燃焼によるエネルギ及びコンプレッサを駆動したガスタービンの余剰出力により行われると共に、ガスタービンからの排ガスの熱は廃熱ボイラにおいて回収されるため、総合熱効率が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は本発明を実施するためのガスエンジンシステムのフロー図を示し、図中、１はガスエンジン、２はガスエンジン１により駆動されて発電を行う発電機、３はガスタービン４及びコンプレッサ５を備えた過給機、６は排ガスＧｅを送給する管路７に設けられた燃焼器である。
【００１６】
而して、燃焼器６には単位時間当たり少量の燃料Ｆ及びコンプレッサ５からの圧縮空気Ａｃの一部並びにガスエンジン１からの排ガスＧｅが導入され、燃料Ｆ及び排ガスＧｅ中の臭気成分であるアルデヒド類、及びＨＣ、ＣＯ等の未燃焼成分は圧縮空気Ａｃ中の酸素と協働して燃焼させられ、高温ガスＧｈが生成されるようになっている。
【００１７】
又、燃焼器６で得られた高温ガスＧｈは過給機３のガスタービン４に導入されて膨張することによりガスタービン４を駆動し、ガスタービン４の駆動によりコンプレッサ５を駆動し得るようになっている。コンプレッサ５は吸入された空気Ａを圧縮して圧縮空気Ａｃを生成し得るようになっている。
【００１８】
８はコンプレッサ５から吐出されてガスエンジン１のシリンダ１ａに送給される圧縮空気Ａｃを冷却するための空気冷却器であり、空気冷却器８で冷却された圧縮空気Ａｃは、ガスエンジン１のシリンダ１ａ内へ図示してない燃料ガスと共に導入されるようになっている。
【００１９】
９はガスタービン４からの高温ガスＧｈから排熱を回収する廃熱ボイラ、１０は廃熱ボイラ９からの排ガスＧｈ’を排気ガスＧとして大気中へ放出するための煙突である。
【００２０】
１１はコンプレッサ５を駆動したガスタービン４の余剰出力を伝達するための動力伝達軸、１２は動力伝達軸１１の一端に外嵌、固定されたギヤ、１３はガスエンジン１の図示してないクランク軸に直接的或は間接的に連結された動力伝達軸、１４は動力伝達軸１３の一端に外嵌、固定されると共にギヤ１２に噛合するギヤであり、ガスタービン４のコンプレッサ５を駆動した余りの余剰出力は動力伝達軸１１、ギヤ１２，１４、動力伝達軸１３、ガスエンジン１のクランク軸を介して発電機２に伝達し得るようになっている。
【００２１】
次に、上記図示例の作動を説明する。
上記ガスエンジンシステムにおいては、ガスタービン４により駆動されるコンプレッサ５に吸引されて圧縮され生成された圧縮空気Ａｃの多くは、空気冷却器８で冷却された後、図示してないラインから供給された燃料ガスと共に、ガスエンジン１のシリンダ１ａに導入され、爆発燃焼して図示してないピストンを昇降させることにより図示してないクランク軸を回転駆動する。このため、発電機２が駆動されて発電が行われる。
【００２２】
シリンダ１ａから排出された排ガスＧｅは、燃焼器６に導入されると共に、燃料Ｆ及びコンプレッサ５から吐出された圧縮空気Ａｃの一部も燃焼器６に導入され、このため、燃焼器６においては、圧縮空気Ａｃ中の酸素と協働して燃料Ｆ及び臭気成分であるアルデヒド類、及びＨＣ、ＣＯ等の未燃焼成分が燃焼する。
【００２３】
燃料Ｆやアルデヒド類及び未燃焼成分が燃焼することにより、排ガスＧｅが加熱されて高温ガスＧｈが得られ、得られた高温ガスＧｈは過給機３のガスタービン４へ導入される。
【００２４】
ガスタービン４に高温ガスＧｈが導入されると、高温ガスＧｈが膨張することによりガスタービン４が駆動され、このため、コンプレッサ５が回転駆動される。従って、コンプレッサ５は空気Ａを吸引し圧縮して圧縮空気Ａｃが生成され、前記したごとく圧縮空気Ａｃの多くはガスエンジン１及びに送給され、残りの圧縮空気Ａｃは燃焼器６に送給される。
【００２５】
コンプレッサ５を駆動したガスタービン４の余剰出力は動力伝達軸１１、ギヤ１２，１４、動力伝達軸１３、ガスエンジン１のクランク軸を介して発電機２に伝達される。このため、発電機２は、ガスエンジン１のシリンダ１ａ内に供給された燃料ガスの爆発燃焼エネルギを利用して発電されると共に、コンプレッサ５を駆動したガスタービン４の余剰出力によっても発電されることになり、従って、電力を有効に回収することができる。
【００２６】
ガスタービン４を駆動した後の高温ガスＧｈは廃熱ボイラ９へ導入されて熱回収され、温度が降下した排ガスＧｈ’となり、排気ガスＧとして煙突１０から大気中へ排出される。
【００２７】
廃熱ボイラ９においては、ガスタービン４からの高温ガスＧｈより熱エネルギが回収されるため、ガスタービン４の余剰出力を電力として回収することと相俟って、総合熱効率が向上する。
【００２８】
上記図示例においては、ガスエンジン１からの排ガスＧｅ中には臭気成分であるアルデヒド類、及びＨＣ、ＣＯ等の未燃焼成分が含有されている。しかし、アルデヒド類及び未燃焼成分は簡単且つ安価な手段である燃焼器６において燃料Ｆと共に燃焼されるため、臭気成分や未燃焼成分が大気中に排出されることが防止される。従って、大気にアルデヒド類を基とした臭気がしたり、メタンスリップが生じることを防止でき、環境対策上有効である。
【００２９】
又、上述したごとく、本図示例では、ガスエンジン１のシリンダ１ａ内に供給された燃料ガスの爆発燃焼エネルギを利用して発電が行われると共に、コンプレッサ５を駆動したガスタービン４の余剰出力により発電が行われ、しかも、廃熱ボイラ９においては熱エネルギが回収される。このため、本図示例においては、総合熱効率が向上する。
【００３０】
なお、本発明のガスエンジンシステムにおいては、燃焼器に圧縮空気の一部を供給する場合について説明したが、エンジンからの排ガス中に所定濃度の酸素が残っている場合には、圧縮空気を供給しなくても実施可能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１〜５記載のガスエンジンシステムによれば、簡単且つ安価な手段により、臭気成分や未燃焼成分が大気中に排出されることを防止でき、従って、環境対策上有効であり、又、発電はガスエンジンに供給される燃料ガスの爆発燃焼エネルギ及びコンプレッサを駆動したガスタービンの余剰出力により行われ、しかも、熱エネルギは廃熱ボイラにおいて回収されるため、総合熱効率が向上する、等種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスエンジンシステムの概要を示すフロー図である。
【符号の説明】
１  ガスエンジン
２    発電機
３    過給機
４    ガスタービン
５    コンプレッサ
６  燃焼器
７    管路
９    廃熱ボイラ
Ａｃ            圧縮空気
Ｇｅ            排ガス
Ｇｈ            高温ガス（排ガス）
【図１】
2004360559.tif 000003