(57)【要約】【課題】排熱回収効率を向上させることができる排熱回収型船舶推進装置を提供すること。【解決手段】半径方向内側に位置して第１の流路７５を形成する複数枚の第１のブレードと、これら第１のブレードの根元部に配置されるハブと、前記第１のブレードの先端部に配置されて、前記第１の流路７５と第２の流路７７とを仕切るシュラウドと、半径方向外側に位置して前記第２の流路７７を形成する複数枚の第２のブレードと、を備えたラジアルタービンホイール９４を具備し、前記第１の流路７５を通過させることにより圧縮された流体を、前記第２の流路７７の入口に導いて、前記第２の流路７７を通過させることによりさらに圧縮させる１軸２段式ターボチャージャ２を具備している。【選択図】図３
2013104336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径方向内側に位置して第１の流路を形成する複数枚の第１のブレードと、これら第１のブレードの根元部に配置されるハブと、前記第１のブレードの先端部に配置されて、前記第１の流路と第２の流路とを仕切るシュラウドと、半径方向外側に位置して前記第２の流路を形成する複数枚の第２のブレードと、を備えたラジアルタービンホイールを具備し、
前記第１の流路を通過させることにより圧縮された流体を、前記第２の流路の入口に導いて、前記第２の流路を通過させることによりさらに圧縮することを特徴とする１軸２段式ターボチャージャ。
【請求項２】
半径方向内側に位置して第１の流路を形成する複数枚の第１のブレードと、これら第１のブレードの根元部に配置されるハブと、前記第１のブレードの先端部に配置されて、前記第１の流路と第２の流路とを仕切るシュラウドと、半径方向外側に位置して前記第２の流路を形成する複数枚の第２のブレードと、を備えたラジアルタービンホイールを具備し、
前記第２の流路を通過させることにより圧縮された流体を、前記第１の流路の入口に導いて、前記第１の流路を通過させることによりさらに圧縮することを特徴とする１軸２段式ターボチャージャ。
【請求項３】
請求項１に記載の第１の流路または請求項２に記載の第２の流路を通過することにより圧縮された流体を、第１の熱交換器に導いて、前記第１の熱交換器の熱源として利用し、請求項１に記載の第２の流路または請求項２に記載の第１の流路を通過することにより圧縮された流体を、第２の熱交換器に導いて、前記第２の熱交換器の熱源として利用することを特徴とする排熱回収型船舶推進装置。
【請求項４】
半径方向内側に位置して第１の流路を形成する複数枚の第１のブレードと、これら第１のブレードの根元部に配置されるハブと、前記第１のブレードの先端部に配置されて、前記第１の流路と第２の流路とを仕切るシュラウドと、半径方向外側に位置して前記第２の流路を形成する複数枚の第２のブレードと、を備えたラジアルタービンホイールを具備した１軸２段式ラジアルタービンを備えていることを特徴とする請求項３に記載の排熱回収型船舶推進装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排熱回収発電装置を、船舶の推進用主機としてのディーゼルエンジン（内燃機関）の排熱回収用として設置した排熱回収型船舶推進装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排熱回収発電装置は、各種産業用プラント、船舶や車両用の動力源、等から排出される排ガス、温排水等あるいは地熱・ＯＴＥＣ等から回収した熱エネルギーを用いて発電するものである（特許文献１、特許文献２参照）。
排熱回収発電装置では、一般に、熱源の熱によって加熱蒸発させられた作動媒体をタービンに導入し、作動媒体の旋回エネルギーを回転動力に変換し、発電している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−２８５６０７号公報
【特許文献２】特開平８−２１８８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、近年では、図１２に示すような排熱回収型船舶推進装置１１０、すなわち、排熱回収発電装置８を、船舶の推進用主機としてのディーゼルエンジン４０の排熱回収用として設置した排熱回収型船舶推進装置１１０が提案されている。
【０００５】
排熱回収発電装置８は、第１サイクル９と第２サイクル１０の二つの有機流体経路を有する。第１サイクル９は、第１循環ポンプ３１と、第１流量調整弁（図示せず）と、第１蒸発器１２と、パワータービン３３と、凝縮器３５とを備えている。第２サイクル１０は、第２循環ポンプ３２と、第２流量調整弁（図示せず）と、第２蒸発器２２と、パワータービン３３と、凝縮器３５と、を備えている。パワータービン３３には、減速機３６を介して発電機３４が接続されている。
【０００６】
第１サイクル９と第２サイクル１０とは、パワータービン３３から凝縮器３５に至る配管において共通の通路とされ、凝縮器３５からパワータービン３３に至る配管においてそれぞれ別々の通路とされている。第１サイクル９内に存する有機流体は、第１循環ポンプ３１によって第１サイクル９内を循環し、第２サイクル１０内に存する有機流体は、第２循環ポンプ３２によって第２サイクル１０内を循環する。第１サイクル９の圧力および流量は、第１流量調整弁によって調整され、第２サイクル１０の圧力および流量は、第２流量調整弁によって調整される。
【０００７】
第１サイクル９と第２サイクル１０の有機流体経路を流れる有機流体としては、イソペンタン、ブタン、プロパン等の低分子炭化水素や、冷媒として用いられるＲ１３４ａ、Ｒ２４５ｆａ等を用いることができる。第１サイクル９内に存する有機流体は、第１循環ポンプ３１、第１蒸発器１２、パワータービン３３、凝縮器３５を順次通過して相変化を繰り返しながら循環する。第２サイクル１０内に存する有機流体は、第２循環ポンプ３２、第２蒸発器２２、パワータービン３３、凝縮器３５を順次通過して相変化を繰り返しながら循環する。
【０００８】
第１蒸発器１２は、流路５６を流れる熱媒水が第１空気冷却器４６や排ガスエコノマイザ（排ガス熱交換器）５５にて回収した熱によって、第１循環ポンプ３１から送られた液相の有機流体を加熱し、有機流体を気相に変化させる。なお、第１空気冷却器４６は、熱媒水と熱交換することで、ディーゼルエンジン４０のターボチャージャ（過給機）４２から吐出された圧縮空気を冷却する。また、排ガスエコノマイザ５５は、熱媒水と熱交換することで、ディーゼルエンジン４０から排出された排ガスを冷却する。
【０００９】
第２蒸発器２２は、第１冷却器４６によって加熱された熱媒水の一部を利用して、第２循環ポンプ３２から送られた液相の有機流体を加熱し、有機流体を気相に変化させる。
【００１０】
パワータービン３３には、第１サイクル９の第１蒸発器１２で蒸発した有機流体と、第２サイクル１０の第２蒸発器２２で蒸発した有機流体とが導入される。そして、パワータービン３３は、第１蒸発器１２によって蒸発した有機流体の熱落差（エンタルピー落差）と、第２蒸発器２２によって蒸発した有機流体の熱落差（エンタルピー落差）とによって回転駆動される。
【００１１】
パワータービン３３の回転動力は発電機３４に伝達され、発電機３４にて電力が得られるようになっている。発電機３４で得られた電力は、図示しない電力線を介して船内系統へと供給される。パワータービン３３を通過した有機流体は、凝縮器３５にて海水によって冷却されて凝縮液化する。凝縮液化した有機流体は、第１循環ポンプ３１によって第１蒸発器１２へと送られ、第２凝縮ポンプ３２によって第２蒸発器２２へと送られる。
【００１２】
つぎに、排熱回収経路５６について説明する。
排熱回収経路５６は閉回路とされており、熱媒水を循環させるための排熱回収用ポンプ６０が設けられている。この排熱回収用ポンプ６０によって、熱媒水は、第１空気冷却器４６、排ガスエコノマイザ５５、第１蒸発器１２、および第２蒸発器２２と熱交換するように循環する。第１蒸発器１２および第２蒸発器２２にて冷却された熱媒水は、減圧弁（図示せず）を介して大気圧ドレンタンク５８に回収される。排熱回収用ポンプ６０から第１蒸発器１２および第２蒸発器２２に送られる熱媒水の流量は、排熱回収経路５６に設けられた給水制御弁６１で調整される。
【００１３】
第１蒸発器１２の熱媒水入口温度は、例えば、約１９６℃、熱媒水出口温度は、例えば、約７０℃とされる。この第１蒸発器１２にて、熱媒水によって有機流体が蒸発させられる。
【００１４】
排ガスエコノマイザ５５の高温側（排ガス流れ上流側）には、コンポジットボイラ５４が設けられている。コンポジットボイラ５４は、蒸気ドラム６４と循環ポンプ６５と蒸発器４４と、を備えている。蒸気ドラム６４内の水は蒸発器４４に送られ、蒸発器４４にて排ガスと熱交換して蒸発する。
【００１５】
蒸発器４４にて蒸発した蒸気は、蒸気ドラム６４へと導かれる。この蒸気ドラム６４の上方に滞留する蒸気は、補助装置へと導かれ、その後大気圧ドレンタンク５８に回収される。蒸気ドラム６４内の水位は、蒸気ドラムレベル制御弁６２によって調整され、大気圧ドレンタンク５８から蒸気ドラム６４へボイラ給水ポンプ６３によって水が供給される。
【００１６】
つづいて、上記排熱回収発電装置８の動作について図１２を用いて説明する。
ディーゼルエンジン４０のターボチャージャ４２によって圧縮された空気は、第１空気冷却器４６と第２空気冷却器４７によって冷却される。この際に第１空気冷却器４６内を流れる排熱回収経路５６の熱媒水が圧縮空気によって昇温させられることによって、熱媒水は圧縮空気から熱を回収する。第１空気冷却器４６にて熱回収した後の熱媒水温度は、例えば、約１４２℃とされる。
【００１７】
ディーゼルエンジン４０から排出された排ガスは、コンポジットボイラ５４の蒸発器４４と排ガスエコノマイザ５５によって冷却される。この際に排ガスエコノマイザ５５を流れる排熱回収経路５６の熱媒水が排ガスによって昇温させられることによって、熱媒水は排ガスから熱を回収する。排ガスエコノマイザ５５にて熱回収した後の熱媒水温度は、例えば、約１９６℃とされる。
【００１８】
第１空気冷却器４６と排ガスエコノマイザ５５で排熱を回収して高温となった熱媒水は、第１蒸発器１２へ導かれ、一方、第１空気冷却器４６で排熱を回収して高温となった熱媒水の一部は、第２蒸発器２２へと導かれ、第１サイクル９および第２サイクル１０を循環する有機流体と熱交換する。有機流体は、第１蒸発器１２および第２蒸発器２２にて熱媒水の顕熱によって加熱され蒸発気化する。
【００１９】
蒸発気化して高エンタルピとなった有機流体は、パワータービン３３へと導かれ、その熱落差によってパワータービン３３を回転駆動させる。パワータービン３３の回転出力を得て、発電機３４にて発電が行われる。パワータービン３３にて仕事を終えた有機流体（気相）は、凝縮器３５へと導かれ海水等の冷却水によって冷却されることにより凝縮液化する。
【００２０】
しかしながら、図１２に示す排熱回収型船舶推進装置１１０では、ターボチャージャ４２によって圧縮された空気は、第１空気冷却器４６において排熱回収経路５６を通過する熱媒水と熱交換される。第１空気冷却器４６において昇温された熱媒水は、排熱回収経路５６を介して第２蒸発器２２および排ガスエコノマイザ５５に導かれ、第２蒸発器２２に導かれた熱媒水は、第２サイクル１０の有機流体経路を流れる有機流体と熱交換され、第２蒸発器２２において第２サイクル１０の有機流体経路を流れる有機流体が蒸発させられる。一方、排ガスエコノマイザ５５に導かれた熱媒水は、排ガスエコノマイザ５５を通過する排ガスと熱交換され、排ガスエコノマイザ５５において昇温させられる。排ガスエコノマイザ５５において昇温させられた熱媒水は、排熱回収経路５６を介して第１蒸発器１２に導かれる。第１蒸発器１２に導かれた熱媒水は、第１サイクル９の有機流体経路を流れる有機流体と熱交換され、第１蒸発器１２において第１サイクル９の有機流体経路を流れる有機流体が蒸発させられる。すなわち、図１２に示す排熱回収型船舶推進装置１１０では、第１空気冷却器４６の下流側において排熱回収経路５６を分岐させて、第１空気冷却器４６において昇温された熱媒水を第２蒸発器２２および排ガスエコノマイザ５５に導くようにしている。言い換えれば、図１２に示す排熱回収型船舶推進装置１１０では、ターボチャージャ４２によって作り出された一つの熱源を、第２蒸発器２２および排ガスエコノマイザ５５に導いて、排熱を回収しようとしている。そのため、図１２に示す排熱回収型船舶推進装置１１０では、ターボチャージャ４２によって圧縮された空気から熱を回収するという点で限界があった。
【００２１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、排熱回収効率を向上させることができる排熱回収型船舶推進装置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】
【００２２】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る１軸２段式ターボチャージャは、半径方向内側に位置して第１の流路を形成する複数枚の第１のブレードと、これら第１のブレードの根元部に配置されるハブと、前記第１のブレードの先端部に配置されて、前記第１の流路と第２の流路とを仕切るシュラウドと、半径方向外側に位置して前記第２の流路を形成する複数枚の第２のブレードと、を備えたラジアルタービンホイールを具備し、前記第１の流路を通過させることにより圧縮された流体を、前記第２の流路の入口に導いて、前記第２の流路を通過させることによりさらに圧縮する１軸２段式ターボチャージャである。
【００２３】
本発明に係る１軸２段式ターボチャージャによれば、第１の流路を通過させることにより圧縮された流体と、第２の流路を通過させることにより圧縮された流体とが、別々の熱源として取り出されることになる。
その結果、第１の流路を通過させることにより圧縮された流体を第１の熱源として利用することができ、第２の流路を通過させることにより圧縮された流体を第２の熱源として利用することができる。
【００２４】
本発明に係る１軸２段式ターボチャージャは、半径方向内側に位置して第１の流路を形成する複数枚の第１のブレードと、これら第１のブレードの根元部に配置されるハブと、前記第１のブレードの先端部に配置されて、前記第１の流路と第２の流路とを仕切るシュラウドと、半径方向外側に位置して前記第２の流路を形成する複数枚の第２のブレードと、を備えたラジアルタービンホイールを具備し、前記第２の流路を通過させることにより圧縮された流体を、前記第１の流路の入口に導いて、前記第１の流路を通過させることによりさらに圧縮する１軸２段式ターボチャージャである。
【００２５】
本発明に係る１軸２段式ターボチャージャによれば、第２の流路を通過させることにより圧縮された流体と、第１の流路を通過させることにより圧縮された流体とが、別々の熱源として取り出されることになる。
その結果、第２の流路を通過させることにより圧縮された流体を第１の熱源として利用することができ、第１の流路を通過させることにより圧縮された流体を第２の熱源として利用することができる。
【００２６】
本発明に係る排熱回収型船舶推進装置は、請求項１に記載の第１の流路または請求項２に記載の第２の流路を通過することにより圧縮された流体を、第１の熱交換器に導いて、前記第１の熱交換器の熱源として利用し、請求項１に記載の第２の流路または請求項２に記載の第１の流路を通過することにより圧縮された流体を、第２の熱交換器に導いて、前記第２の熱交換器の熱源として利用する排熱回収型船舶推進装置である。
【００２７】
本発明に係る排熱回収型船舶推進装置によれば、請求項１に記載の第１の流路または請求項２に記載の第２の流路を通過することにより圧縮された流体の熱は、第１の熱交換器において回収され、請求項１に記載の第２の流路または請求項２に記載の第１の流路を通過することにより圧縮された流体の熱は、第２の熱交換器において回収されることになる。
その結果、当該排熱回収型船舶推進装置の排熱回収効率を向上させることができる。
【００２８】
上記排熱回収型船舶推進装置において、半径方向内側に位置して第１の流路を形成する複数枚の第１のブレードと、これら第１のブレードの根元部に配置されるハブと、前記第１のブレードの先端部に配置されて、前記第１の流路と第２の流路とを仕切るシュラウドと、半径方向外側に位置して前記第２の流路を形成する複数枚の第２のブレードと、を備えたラジアルタービンホイールを具備した１軸２段式ラジアルタービンを備えているとさらに好適である。
【００２９】
このような排熱回収型船舶推進装置によれば、異なる圧力を有する二つの流体、または同じ圧力を有する二つの流体が１軸２段式ラジアルタービンを通過する際に合流してしまうのを防止する（回避する）ことができる。
その結果、異なる圧力を有する二つの流体、または同じ圧力を有する二つの流体をそれぞれ別々の閉回路内で循環させることができ、当該排熱回収型船舶推進装置の排熱回収効率をさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る排熱回収型船舶推進装置よれば、排熱回収効率を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置を構成する１軸２段式ターボチャージャの側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置を構成する１軸２段式ターボチャージャの縦断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図７】図３のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図８】図１から図７に示す１軸２段式ターボチャージャを構成するラジアルタービンホイールの斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置の概略構成図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置を構成する１軸２段式ターボチャージャの縦断面図である。
【図１１】図１０に示す１軸２段式ターボチャージャを構成するラジアルタービンホイールの斜視図である。
【図１２】近年提案されている排熱回収型船舶推進装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置について、図１から図８を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置の概略構成図、図２は本実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置を構成する１軸２段式ターボチャージャの側面図、図３は本実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置を構成する１軸２段式ターボチャージャの縦断面図、図４は図３のＡ−Ａ矢視断面図、図５は図３のＢ−Ｂ矢視断面図、図６は図３のＣ−Ｃ矢視断面図、図７は図３のＤ−Ｄ矢視断面図、図８は図１から図７に示す１軸２段式ターボチャージャを構成するラジアルタービンホイールの斜視図である。
【００３３】
本実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置１は、ターボチャージャ４２の代わりに１軸２段式ターボチャージャ２が設けられているとともに、第１空気冷却器４６および第２空気冷却器４７の他に第３空気冷却器３を備えているという点で、図１２を用いて説明した排熱回収型船舶推進装置１１０と異なる。その他の構成要素については図１２を用いて説明した排熱回収型船舶推進装置１１０のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、図１２を用いて説明した排熱回収型船舶推進装置１１０と同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００３４】
図３に示すように、１軸２段式ターボチャージャ２は、ケーシング９２と、ケーシング９２に軸支されて回転する回転軸９３と、回転軸９３の一端部外周に取り付けられて回転軸９３とともに回転するラジアルタービンホイール９４と、を備えたコンプレッサ部と、ケーシング９５と、ケーシング９５に軸支されて回転する回転軸９３と、回転軸９３の他端に取り付けられて回転軸９３とともに回転するタービン９６と、を備えたタービン部と、を具備している。
ケーシング９２には、第１空気供給管４の出口端に接続される（第１）空気入口７２、第２空気供給管５の入口端に接続される（第１）空気出口７３、第２空気供給管５の出口端に接続される（第２）空気入口７４、および第３空気供給管６の入口端に接続される（第２）空気出口７１を備えている。また、ケーシング９２内には、空気入口７２から、ラジアルタービンホイール９４の半径方向内側（内周側）に設けられた（第１）流路７５に流入し、流路７５から流出した空気を空気出口７３に導く（第１の）スクロール（ボリュート）７６と、空気入口７４から、ラジアルタービンホイール９４の半径方向外側（外周側）に設けられた（第２）流路７７に流入し、流路７７から流出した空気を空気出口７１に導く（第２の）スクロール（ボリュート）７８と、空気入口７４から流入した空気を流路７７に導く入口チャンバ７９と、を備えている。
【００３５】
なお、空気出口７１は、図３において紙面手前側に開口するように形成され、空気入口７２は、図３において左側に開口するように形成されている。
また、空気出口７３は、図３において上側に開口するように形成され、空気入口７４は、図３において紙面奥側に開口するように形成されている。
【００３６】
図８に示すように、ラジアルタービンホイール９４は、半径方向内側に位置して流路７５を形成する複数枚の（第１の）ブレード１０１と、これらブレード１０１の根元部に配置されるハブ（本体）１０２と、ブレード１０１の先端部に配置されて、流路７５と流路７７とを仕切る（区画する）シュラウド１０３と、半径方向外側に位置して流路７７を形成する複数枚の（第２の）ブレード１０４と、を備えている。シュラウド１０３は、一端から他端に向かって内径および外径が徐々に（緩やかに）拡径する円錐部とされ、シュラウド（円錐部）１０３の外周面には、ブレード１０４の根元部が接続されている（ブレード１０４が立設されている）。
【００３７】
なお、図３中の符号１０５は、流路７５と入口チャンバ７９とを仕切る（区画する）仕切板である。
また、図３中の符号１０６は、仕切板１０５の端面から軸方向に沿って延び、その端面がシュラウド１０３の縮径側の端面１０３ａと接して、流路７５に流入する空気が入口チャンバ７９内に存する空気に混入したり、あるいは入口チャンバ７９内の空気が流路７５に流入する空気に混入したりするのを防止するとシール部材（本実施形態ではラビリンスシール）である。
【００３８】
ここで、図１に示すように、本実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置１では、１軸２段式ターボチャージャ２において一次的に加圧された（圧縮された）空気は、第２空気供給管５を介して第３空気冷却器３に導かれ、排熱回収経路５６を介して第３空気冷却器３に導かれた熱媒水と熱交換された（熱媒水に熱を与えた）後、第２空気供給管５を介して空気入口７４に導かれる。空気入口７４から流入した空気は、１軸２段式ターボチャージャ２においてさらに加圧され、１軸２段式ターボチャージャ２において二次的に加圧された空気は、第３空気供給管６を介して第１空気冷却器４６に導かれ、排熱回収経路５６を介して第１空気冷却器４６に導かれた熱媒水と熱交換された（熱媒水に熱を与えた）後、第３空気供給管６を介してディーゼルエンジン４０に供給される。
【００３９】
また、本実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置１では、蒸気管６６を介して、蒸気ドラム６４の上方に滞留する蒸気が第１蒸発器１２に導かれ、第１サイクル９を介して第１蒸発器１２に導かれた有機流体と熱交換される。第１蒸発器１２に導かれた蒸気は、第１蒸発器１２においてドレン水（復水）となり、第３空気冷却器３において昇温された熱媒水を第２蒸発器２２に導く排熱回収経路５６の途中に、その出口端（下流端）が接続された連絡管６７を介して、第３空気冷却器３において昇温された熱媒水とともに第２蒸発器２２に導かれるようになっている。
【００４０】
本実施形態に係る１軸２段式ターボチャージャ２によれば、第１の流路７５を通過させることにより圧縮された空気（流体）と、第２の流路７７を通過させることにより圧縮された空気（流体）とが、別々の熱源として取り出されることになる。
その結果、第１の流路７５を通過させることにより圧縮された空気を第１の熱源として利用することができ、第２の流路７７を通過させることにより圧縮された空気を第２の熱源として利用することができる。
また、本実施形態に係る１軸２段式ターボチャージャ２を備えた排熱回収型船舶推進装置１によれば、第１の流路７５を通過することにより圧縮された空気の熱は、第３空気冷却器（第１の熱交換器）３において回収され、第２の流路７７を通過することにより圧縮された空気の熱は、第１空気冷却器４６（第２の熱交換器）および第２空気冷却器４７（第２の熱交換器）において回収されることになる。
その結果、当該排熱回収型船舶推進装置１の排熱回収効率を向上させることができる。
【００４１】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置について、図９を参照しながら説明する。図９は本実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置の概略構成図である。
【００４２】
本実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置２１は、パワータービン３３の代わりに１軸２段式（複圧式）ラジアルタービン２５が設けられているとともに、第１サイクル９と第２サイクル１０とが、それぞれ別々の閉回路とされているという点で、上述した排熱回収型船舶推進装置１と異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した排熱回収型船舶推進装置１と同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００４３】
１軸２段式ラジアルタービン２５は、図２から図７に示す１軸２段式ターボチャージャ２を構成するコンプレッサ部と同じ構成を有するラジアルタービンであり、本実施形態では、（第１）空気出口７３が（第１）有機流体入口７３、（第１）空気入口７２が（第１）有機流体出口７２、（第２）空気出口７１が（第２）有機流体入口７１、（第２）空気入口７４が（第２）有機流体出口７４、入口チャンバ７９が出口チャンバ７９となる。すなわち、本実施形態では、ケーシング９２が、第１サイクル９に接続される（第１）有機流体入口７１および（第１）有機流体出口７２と、第２サイクル１０に接続される（第２）有機流体入口７３および（第２）有機流体出口７４と、を備えていることになる。また、ケーシング９２内には、有機流体入口７３から流入した有機流体を、ラジアルタービンホイール９４の半径方向内側（内周側）に設けられた（第１）流路７５の入口に導く（第１の）スクロール（ボリュート）７６と、有機流体入口７１から流入した有機流体を、ラジアルタービンホイール９４の半径方向外側（外周側）に設けられた（第２）流路７７の入口に導く（第２の）スクロール（ボリュート）７８と、流路７７の出口から流出した有機流体を有機流体出口７４に導く出口チャンバ７９と、を備えていることになる。
【００４４】
また、本実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置２１において、蒸気管６６を介して第１蒸発器１２に導かれた蒸気は、第１蒸発器１２においてドレン水（復水）となり、第２蒸発器２２において降温された（有機流体に熱を与えた）熱媒水を大気圧ドレンタンク５８に導く排熱回収経路５６の途中に、その出口端（下流端）が接続された連絡管６８を介して、第２蒸発器２２において降温された熱媒水とともに大気圧ドレンタンク５８に導かれるようになっている。
【００４５】
本実施形態に係る１軸２段式ラジアルタービン２５によれば、異なる圧力を有する二つの流体、または同じ圧力を有する二つの流体が当該１軸２段式ラジアルタービン２５を通過する際に合流してしまうのを防止する（回避する）ことができる。
その結果、異なる圧力を有する二つの流体、または同じ圧力を有する二つの流体をそれぞれ別々の閉回路内で循環させることができ、排熱回収型船舶推進装置２１の排熱回収効率をさらに向上させることができる。
その他の作用効果は、上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００４６】
〔第３実施形態〕
本発明の第３実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置について、図１０および図１１を参照しながら説明する。
図１０は本実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置を構成する１軸２段式ターボチャージャの縦断面図、図１１は図１０に示す１軸２段式ターボチャージャを構成するラジアルタービンホイールの斜視図である。
【００４７】
本実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置（図示せず）は、１軸２段式ターボチャージャ２の代わりに１軸２段式ターボチャージャ５２が設けられているという点で、上述した排熱回収型船舶推進装置１と異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した排熱回収型船舶推進装置１と同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００４８】
図１０に示すように、１軸２段式ターボチャージャ５２は、ケーシング２６と、ケーシング２６に軸支されて回転する回転軸２７と、回転軸２７の一端部外周に取り付けられて回転軸２７とともに回転するラジアルタービンホイール２８と、を備えたコンプレッサ部と、ケーシング９５と、ケーシング９５に軸支されて回転する回転軸２７と、回転軸２７の他端に取り付けられて回転軸２７とともに回転するタービン９６と、を備えたタービン部と、を具備している。
ケーシング２６には、第１空気供給管４の出口端に接続される（第１）空気入口７２、第２空気供給管５の入口端に接続される（第１）空気出口７３、第２空気供給管５の出口端に接続される（第２）空気入口７４、および第３空気供給管６の入口端に接続される（第２）空気出口７１を備えている。また、ケーシング２６内には、空気入口７２から、ラジアルタービンホイール２８の半径方向内側（内周側）に設けられた（第１）流路７５に流入し、流路７５から流出した空気を空気出口７３に導く（第１の）スクロール（ボリュート）７６と、空気入口７４から、ラジアルタービンホイール２８の半径方向外側（外周側）に設けられた（第２）流路７７に流入し、流路７７から流出した空気を空気出口７１に導く（第２の）スクロール（ボリュート）７８と、空気入口７４から流入した空気を流路７７に導く入口チャンバ７９と、を備えている。
【００４９】
なお、空気出口７１は、図１０において紙面手前側に開口するように形成され、空気入口７２は、図１０において左側に開口するように形成されている。
また、空気出口７３は、図１０において上側に開口するように形成され、空気入口７４は、図１０において紙面奥側に開口するように形成されている。
【００５０】
図１１に示すように、ラジアルタービンホイール２８は、半径方向内側に位置して流路７５を形成する複数枚の（第１の）ブレード８１と、これらブレード８１の根元部に配置されるハブ（本体）８２と、ブレード８１の先端部に配置されて、流路７５と流路７７とを仕切る（区画する）シュラウド８３と、半径方向外側に位置して流路７７を形成する複数枚の（第２の）ブレード８４と、を備えている。シュラウド８３は、一端から他端に向かって同一の内径および外径を有する筒状部８５と、筒状部８５の他端に連続するようにして接続された一端から他端に向かって、内径および外径が徐々に（緩やかに）拡径する円錐部８６と、を備えている。また、円錐部８６の外周面には、ブレード８４の根元部が接続されている（ブレード８４が立設されている）。
【００５１】
なお、図１０中の符号８７は、その内周面がシュラウド８３を構成する筒状部８５の一端部に位置する外周面と接して、流路７５に流入する空気が入口チャンバ７９内に存する空気に混入したり、あるいは入口チャンバ７９内の空気が流路７５に流入する空気に混入したりするのを防止するとシール部材（本実施形態ではラビリンスシール）である。
【００５２】
本実施形態に係る１軸２段式ターボチャージャ５２によれば、第１の流路７５を通過させることにより圧縮された空気（流体）と、第２の流路７７を通過させることにより圧縮された空気（流体）とが、別々の熱源として取り出されることになる。
その結果、第１の流路７５を通過させることにより圧縮された空気を第１の熱源として利用することができ、第２の流路７７を通過させることにより圧縮された空気を第２の熱源として利用することができる。
また、本実施形態に係る１軸２段式ターボチャージャ５２を備えた排熱回収型船舶推進装置によれば、第１の流路７５を通過することにより圧縮された空気の熱は、第３空気冷却器（第１の熱交換器）３において回収され、第２の流路７７を通過することにより圧縮された空気の熱は、第１空気冷却器４６（第２の熱交換器）および第２空気冷却器４７（第２の熱交換器）において回収されることになる。
その結果、当該排熱回収型船舶推進装置の排熱回収効率を向上させることができる。
【００５３】
〔第４実施形態〕
本発明の第４実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置について説明する。
本実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置（図示せず）は、パワータービン３３の代わりに１軸２段式（複圧式）ラジアルタービン（図示せず）が設けられているとともに、第１サイクル９と第２サイクル１０とが、それぞれ別々の閉回路とされているという点で、第３実施形態のところで説明した排熱回収型船舶推進装置と異なる。その他の構成要素については上述した第３実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００５４】
本実施形態に係る１軸２段式ラジアルタービンは、図１０に示す１軸２段式ターボチャージャ５２を構成するコンプレッサ部と同じ構成を有するラジアルタービンであり、本実施形態では、（第１）空気出口７３が（第１）有機流体入口７３、（第１）空気入口７２が（第１）有機流体出口７２、（第２）空気出口７１が（第２）有機流体入口７１、（第２）空気入口７４が（第２）有機流体出口７４、入口チャンバ７９が出口チャンバ７９となる。すなわち、本実施形態では、ケーシング２６が、第１サイクル９に接続される（第１）有機流体入口７１および（第１）有機流体出口７２と、第２サイクル１０に接続される（第２）有機流体入口７３および（第２）有機流体出口７４と、を備えていることになる。また、ケーシング２６内には、有機流体入口７３から流入した有機流体を、ラジアルタービンホイール２８の半径方向内側（内周側）に設けられた（第１）流路７５の入口に導く（第１の）スクロール（ボリュート）７６と、有機流体入口７１から流入した有機流体を、ラジアルタービンホイール２８の半径方向外側（外周側）に設けられた（第２）流路７７の入口に導く（第２の）スクロール（ボリュート）７８と、流路７７の出口から流出した有機流体を有機流体出口７４に導く出口チャンバ７９と、を備えていることになる。
【００５５】
また、本実施形態に係る排熱回収型船舶推進装置において、蒸気管６６を介して第１蒸発器１２に導かれた蒸気は、第１蒸発器１２においてドレン水（復水）となり、第２蒸発器２２において降温された（有機流体に熱を与えた）熱媒水を大気圧ドレンタンク５８に導く排熱回収経路５６の途中に、その出口端（下流端）が接続された連絡管６８を介して、第２蒸発器２２において降温された熱媒水とともに大気圧ドレンタンク５８に導かれるようになっている。
【００５６】
本実施形態に係る１軸２段式ラジアルタービンによれば、異なる圧力を有する二つの流体、または同じ圧力を有する二つの流体が当該１軸２段式ラジアルタービンを通過する際に合流してしまうのを防止する（回避する）ことができる。
その結果、異なる圧力を有する二つの流体、または同じ圧力を有する二つの流体をそれぞれ別々の閉回路内で循環させることができ、排熱回収型船舶推進装置の排熱回収効率をさらに向上させることができる。
その他の作用効果は、上述した第３実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００５７】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜必要に応じて変形・変更して実施することもできる。
例えば、上述した実施形態では、第１の流路７５を通過させることにより圧縮された空気を、第２の流路７７の入口に導いて、第２の流路７７を通過させることによりさらに圧縮する１軸２段式ターボチャージャを一具体例として挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第２の流路７７を通過させることにより圧縮された空気を、第１の流路７５の入口に導いて、第１の流路７５を通過させることによりさらに圧縮する１軸２段式ターボチャージャとしてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  排熱回収型船舶推進装置
２  １軸２段式ターボチャージャ
３  第３空気冷却器（第１の熱交換器：第２の熱交換器）
２１  排熱回収型船舶推進装置
２５  １軸２段式ラジアルタービン
２８  ラジアルタービンホイール
４６  第１空気冷却器（第１の熱交換器：第２の熱交換器）
４７  第２空気冷却器（第１の熱交換器：第２の熱交換器）
５２  １軸２段式ターボチャージャ
７５  （第１の）流路
７７  （第２の）流路
８１  （第１の）ブレード
８２  ハブ
８３  シュラウド
８４  （第２の）ブレード
９４  ラジアルタービンホイール
１０１  （第１の）ブレード
１０２  ハブ
１０３  シュラウド
１０４  （第２の）ブレード
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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