(57)【要約】【課題】大きさを抑えることができるエネルギー回収装置および船舶、並びに、エネルギー回収装置の設置方法を提供する。【解決手段】作動媒体を介して熱媒体のエネルギーを回収するエネルギー回収装置Ｘ１であって、熱媒体により加熱された作動媒体が流入する膨張機３と、膨張機３に接続されるとともに、膨張機３の動力を回収する発電機４と、膨張機３から流出した作動媒体を凝縮させる凝縮部６０と、を備え、膨張機３が、重力方向における凝縮部６０の上端部６３と下端部７４との間の高さ範囲に位置する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動媒体を介して熱媒体のエネルギーを回収するエネルギー回収装置であって、
熱媒体により加熱された作動媒体が流入する膨張機と、
前記膨張機に接続されるとともに、前記膨張機の動力を回収する動力回収機と、
前記膨張機から流出した作動媒体を凝縮させる凝縮部と、を備え、
前記膨張機が、重力方向における前記凝縮部の上端部と下端部との間の高さ範囲に位置する、エネルギー回収装置。
【請求項２】
前記凝縮部に対する前記膨張機の高さを調整する膨張機架台をさらに備える、請求項１に記載のエネルギー回収装置。
【請求項３】
前記凝縮部が、
作動媒体を凝縮させる凝縮器と、
少なくとも一部が前記凝縮器よりも重力方向の下方に位置し、前記凝縮器において凝縮された作動媒体を貯留するレシーバと、を備え、
前記高さ範囲が、重力方向における前記凝縮器の上端部と前記レシーバの下端部との間の高さ範囲である、請求項１または２に記載のエネルギー回収装置。
【請求項４】
前記凝縮器における作動媒体の流出口が前記レシーバにおける作動媒体の流入口よりも重力方向の上方に配置されるように前記凝縮器を支持する凝縮器架台をさらに備え、
前記レシーバの位置が、前記膨張機よりも前記凝縮器に近い、請求項３に記載のエネルギー回収装置。
【請求項５】
平面視において、前記凝縮器が略矩形状であり、前記凝縮器の一の側部と前記レシーバとが対向する、請求項３または４に記載のエネルギー回収装置。
【請求項６】
前記膨張機および前記レシーバが直接的又は間接的に固定される台板をさらに備える、請求項３ないし５のいずれかに記載のエネルギー回収装置。
【請求項７】
前記台板および前記凝縮器が配置される取付台をさらに備える、請求項６に記載のエネルギー回収装置。
【請求項８】
前記台板に直接的又は間接的に固定され、前記膨張機に供給される潤滑剤が貯留された潤滑剤タンクと、
前記取付台から下方に突出する収容部と、
前記収容部に収容され、前記潤滑剤タンクに接続される潤滑剤ポンプと、をさらに備える、請求項７に記載のエネルギー回収装置。
【請求項９】
船舶であって、
エンジンと、
エネルギー回収システムと、
を備え、
前記エネルギー回収システムが、
請求項１ないし８のいずれかに記載のエネルギー回収装置と、
熱媒体と作動媒体との熱交換を行う加熱器と、
前記凝縮部から前記加熱器へ作動媒体を送るポンプと、
を備え、
前記熱媒体が前記エンジンに供給される圧縮空気、前記エンジンから排出される排ガス、または、前記エンジンを冷却する冷却流体の少なくとも１つである船舶。
【請求項１０】
熱媒体により加熱された作動媒体が流入する膨張機と、前記膨張機に接続されるとともに前記膨張機の動力を回収する動力回収機と、前記膨張機から流出した作動媒体を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器において凝縮された作動媒体を貯留するレシーバと、を備えるエネルギー回収装置の設置方法であって、
台板に前記膨張機および前記レシーバを直接的又は間接的に固定して組立体を形成する組立工程と、
前記組立体および前記凝縮器を所定の設置場所に搬入する搬入工程と、
前記搬入工程の後に前記組立体と前記凝縮器とを接続する接続工程と、を含む、エネルギー回収装置の設置方法。
【請求項１１】
前記搬入工程の前に、取付台を前記設置場所に搬入し、取付台を互いに対向する前記設置場所の壁に架渡する工程をさらに含み、
前記搬入工程において、前記組立体および前記凝縮器を前記取付台に配置する、請求項１０に記載のエネルギー回収装置の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動媒体を介して熱媒体のエネルギーを回収するエネルギー回収装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種の設備において発生する熱エネルギーを回収する装置が知られている。この装置の一例として、特許文献１には、蒸発器内において熱水により加熱された作動媒体から発電を行う発電タービンシステムが記載されている。特許文献１の発電タービンシステムは、図５に示すように、蒸発器８１０内で加熱された作動媒体が流入する発電タービン８２０と、発電タービン８２０から流出した作動媒体を凝縮させる凝縮器８３０と、凝縮器８３０において凝縮された作動媒体が流入する液溜８４０と、を備えている。そして、液溜８４０から流出した作動媒体は、蒸発器８１０に流入し、当該蒸発器８１０内において熱水により再び加熱されることになる。特許文献１の発電タービンシステムは、上記のように蒸発器８１０内において加熱された作動媒体を循環させることにより発電タービン８２０を駆動し、これにより発電を行う。
【０００３】
ここで、凝縮器８３０は、重力方向において液溜８４０よりも上方に位置している。また、発電タービン８２０は、重力方向において凝縮器８３０よりも上方に位置している。
【０００４】
また、特許文献２には、蒸発器内において蒸発した作動媒体から発電を行うＯＲＣ装置が記載されている。特許文献２のＯＲＣ装置は、特許文献１の発電タービンシステムにおける発電タービンに対応するターボ発電機と、凝縮器に対応するコンデンサと、液溜に対応する配管と、を備えている。特許文献２のＯＲＣ装置では、特許文献１の発電タービンシステムと同様に、重力方向においてコンデンサが配管よりも上方に位置するとともにターボ発電機がコンデンサよりも上方に位置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１６２５６号公報
【特許文献２】特表２００８−５２２０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の発電タービンシステムでは、上記のとおり重力方向において凝縮器が液溜よりも上方に位置するため、例えば凝縮器において凝縮した作動媒体を自重によって液溜に流入させることができる。しかしながら、重力方向において前記凝縮器よりもさらに上方に発電タービンが位置するため、発電タービンシステム全体の高さが高くなってしまう。発電システム全体の高さが高くなると、当該発電タービンシステムの設置スペースに制限がある場合に、当該設置スペースへ発電タービンシステムを搬入することが困難となる。なお、このような課題は、特許文献２のＯＲＣ装置においても同様に生じるものである。
【０００７】
本発明は、上記の課題に基づいてなされたものであり、その目的は、大きさを抑えることができるエネルギー回収装置および船舶、並びに、エネルギー回収装置の設置方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るエネルギー回収装置は、作動媒体を介して熱媒体のエネルギーを回収するエネルギー回収装置であって、熱媒体により加熱された作動媒体が流入する膨張機と、前記膨張機に接続されるとともに、前記膨張機の動力を回収する動力回収機と、前記膨張機から流出した作動媒体を凝縮させる凝縮部と、を備え、前記膨張機が、重力方向における前記凝縮部の上端部と下端部との間の高さ範囲に位置する。
【０００９】
上記のエネルギー回収装置では、膨張機が凝縮部の上端部と下端部との間の高さ範囲内に配置されるため、膨張機が凝縮部よりも上方に位置するエネルギー回収装置に比べて、当該エネルギー回収装置の大きさを抑えることができる。
【００１０】
また、前記凝縮部に対する前記膨張機の高さを調整する膨張機架台をさらに備えることが好ましい。
【００１１】
上記のエネルギー回収装置では、膨張機を膨張機架台に載せて当該膨張機の高さを調整することにより、膨張機と凝縮部とを接続する配管の長さを短くすることができる。
【００１２】
また、前記凝縮部が、作動媒体を凝縮させる凝縮器と、少なくとも一部が前記凝縮器よりも重力方向の下方に位置し、前記凝縮器において凝縮された作動媒体を貯留するレシーバと、を備え、前記高さ範囲が、重力方向における前記凝縮器の上端部と前記レシーバの下端部との間の高さ範囲であることが好ましい。
【００１３】
上記のエネルギー回収装置では、レシーバを備えることにより、より多くの作動媒体を貯留することができる。
【００１４】
また、前記凝縮器における作動媒体の流出口が前記レシーバにおける作動媒体の流入口よりも重力方向の上方に配置されるように前記凝縮器を支持する凝縮器架台をさらに備え、前記レシーバの位置が、前記膨張機よりも前記凝縮器に近いことが好ましい。
【００１５】
上記のエネルギー回収装置では、凝縮器からレシーバへ効率よく作動媒体を流入させることができる。
【００１６】
また、平面視において、前記凝縮器が略矩形状であり、前記凝縮器の一の側部と前記レシーバとが対向することが好ましい。
【００１７】
上記のエネルギー回収装置では、レシーバと凝縮器とを接続する配管の長さをより短くすることができ、凝縮器からレシーバへより効率よく作動媒体を流入させることができる。
【００１８】
また、前記膨張機および前記レシーバが直接的又は間接的に固定される台板をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
上記のエネルギー回収装置では、膨張機、レシーバ及び台板を１つの組立体とすることにより、エネルギー回収装置の設置場所への搬入や当該設置場所における他の機器との接続作業が容易となる。
【００２０】
また、前記台板および前記凝縮器が配置される取付台をさらに備えることが好ましい。
【００２１】
上記のエネルギー回収装置では、取付台を備えているため、設置対象となる施設の床面以外の部分に当該エネルギー回収装置を設置することも可能となる。このように、取付台が設けられることにより、エネルギー回収装置の設置の自由度が向上する。
【００２２】
また、前記台板に直接的又は間接的に固定され、前記膨張機に供給される潤滑剤が貯留された潤滑剤タンクと、前記取付台から下方に突出する収容部と、前記収容部に収容され、前記潤滑剤タンクに接続される潤滑剤ポンプと、をさらに備えることが好ましい。
【００２３】
上記のエネルギー回収装置では、収容部が取付台の下方に突出しているため、収容部を取り外して潤滑剤ポンプを容易に点検することができる。また、取付台の上方のスペースが過度に狭くなってしまうことが防止される。
【００２４】
本発明に係る船舶は、エンジンと、エネルギー回収システムと、を備え、前記エネルギー回収システムが、本発明に係るエネルギー回収装置と、熱媒体と作動媒体との熱交換を行う加熱器と、前記凝縮部から前記加熱器へ作動媒体を送るポンプと、を備え、前記熱媒体が前記エンジンに供給される圧縮空気、前記エンジンから排出される排ガス、または、前記エンジンを冷却する冷却流体の少なくとも１つである。
【００２５】
上記の船舶では、大きさが小さいエネルギー回収装置を利用することにより、設置スペースが過度に必要とされることなく、狭い船内にエネルギー回収装置を配置することができる。
【００２６】
本発明に係るエネルギー回収装置の設置方法は、熱媒体により加熱された作動媒体が流入する膨張機と、前記膨張機に接続されるとともに前記膨張機の動力を回収する動力回収機と、前記膨張機から流出した作動媒体を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器において凝縮された作動媒体を貯留するレシーバと、を備えるエネルギー回収装置の設置方法であって、台板に前記膨張機および前記レシーバを直接的又は間接的に固定して組立体を形成する組立工程と、前記組立体および前記凝縮器を所定の設置場所に搬入する搬入工程と、前記搬入工程の後に前記組立体と前記凝縮器とを接続する接続工程と、を含む。
【００２７】
上記のエネルギー回収装置の設置方法では、膨張機、レシーバ、および台板を１つの組立体とすることにより、設置場所への搬入や設置場所内での他の機器との接続作業が容易となる。
【００２８】
また、前記搬入工程の前に、取付台を前記設置場所に搬入し、取付台を互いに対向する前記設置場所の壁に架渡する工程をさらに含み、前記搬入工程において、前記組立体および前記凝縮器を前記取付台に配置することが好ましい。
【００２９】
上記のエネルギー回収装置の設置方法では、取付台が設けられることにより、設置対象となる施設の床面以外の部分にエネルギー回収装置を設置することも可能となる。このように、取付台が設けられることにより、エネルギー回収装置の設置の自由度が向上する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、大きさを抑えることができるエネルギー回収装置および船舶、並びに、エネルギー回収装置の設置方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係る発電システムの概略構成図である。
【図２】本実施形態に係るエネルギー回収装置の主要部を平面視した概略図である。
【図３】本実施形態に係るエネルギー回収装置の主要部を側面視した概略図であって、収容部のみ断面視した図である。
【図４】本実施形態に係るエネルギー回収装置の主要部を図３とは反対側から側面視した概略図であって、収容部のみ断面視した図である。
【図５】特許文献１に記載された発電タービンシステムを示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本実施形態に係る発電システムＹ１およびエネルギー回収装置Ｘ１を説明するために必要な主要部材を簡略化して示したものである。したがって、本実施形態に係る発電システムＹ１およびエネルギー回収装置Ｘ１は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。
【００３３】
図１では、発電システムＹ１の概略構成を示す。発電システムＹ１は、船舶に搭載され、過給機付エンジン１００における過給機の圧縮空気の熱を回収するように構成されているエネルギー回収システムである。
【００３４】
過給機付エンジン１００は、過給機、エンジン１３０、掃気ライン１４０，１５０、および排気ライン１６０を有している。過給機は、圧縮機１１０、および当該圧縮機１１０に接続されたタービン１２０を有している。圧縮機１１０で圧縮された圧縮空気は、掃気ライン１４０，１５０を通じてエンジン１３０に供給される。エンジン１３０からの排ガスは、排気ライン１６０を通じてタービン１２０に送られる。タービン１２０は、排ガスの膨張エネルギーによって駆動され、このタービン１２０の駆動力により圧縮機１１０が駆動される。
【００３５】
発電システムＹ１は、加熱器２と、ポンプ８と、エネルギー回収装置Ｘ１と、を備えている。エネルギー回収装置Ｘ１は、作動媒体のランキンサイクルを用いて熱媒体である圧縮空気のエネルギーを回収する装置である。本実施形態では、作動媒体として水よりも低沸点の有機流体が利用される。エネルギー回収装置Ｘ１は、膨張機３と、動力回収機である発電機４と、潤滑剤タンク５と、凝縮部６０と、を備えている。凝縮部６０は凝縮器６と、レシーバ７とを備える。加熱器２、膨張機３、潤滑剤タンク５、凝縮器６、レシーバ７、およびポンプ８は、配管９によってこの順に接続されている。以下の説明では、配管９のうち加熱器２と膨張機３とを繋ぐ部位を「第１配管９１」という。膨張機３と潤滑剤タンク５とを繋ぐ部位を「第２配管９２」という。潤滑剤タンク５と凝縮器６とを繋ぐ部位を「第３配管９３」という。凝縮器６とレシーバ７とを繋ぐ部位を「第４配管９４」という。レシーバ７とポンプ８とを繋ぐ部位を「第５配管９５」という。ポンプ８と加熱器２とを繋ぐ部位を「第６配管９６」という。
【００３６】
加熱器２は、フィンチューブ式の熱交換器であり、第１流路２１および第２流路２２を有している。加熱器２はプレート式等の他の熱交換器でもよい。第１流路２１は、圧縮機１１０からの圧縮空気が流れる流路であり、一端が掃気ライン１４０に接続されているとともに他端が掃気ライン１５０に接続されている。第２流路２２は、作動媒体が流れる流路であり、当該作動媒体の流入側である流入口２２ａと、当該作動媒体の流出側である流出口２２ｂと、を有している。加熱器２は、第１流路２１を流れる圧縮空気と第２流路２２を流れる液相の作動媒体とを熱交換させることによって、当該作動媒体を蒸発させる。
【００３７】
膨張機３は、加熱器２の下流側に位置している。膨張機３は、作動媒体の流入側である流入口３１と、作動媒体の流出側である流出口３２と、を有している。加熱器２における第２流路２２の流出口２２ｂと膨張機３における流入口３１とは、第１配管９１を介して互いに接続されている。加熱器２において熱媒体により加熱されて蒸発した作動媒体は、第１配管９１を通じて膨張機３に流入する。
【００３８】
本実施形態では、膨張機３としてスクリュー膨張機が用いられ、気相の作動媒体の膨張エネルギーによりスクリューであるロータ部が回転駆動される。なお、膨張機３としては、スクリュー膨張機に限らず、遠心式のものやスクロールタイプのもの等が用いられてもよい。
【００３９】
発電機４は、膨張機３に接続されている。なお、実際には、膨張機３と発電機４とは１つの筐体に収容されている。発電機４は膨張機３のロータ部に接続された回転軸を有し、膨張機３の動力が発電機４に伝達されて電力が生成される。
【００４０】
潤滑剤タンク５は、膨張機３の下流側に位置し、潤滑剤を貯留する。本実施形態では、潤滑剤は油であり、膨張機３や発電機４内の軸受、あるいは膨張機３のロータ部内等に冷却や潤滑のために供給される。潤滑剤タンク５は、作動媒体の流入側である流入口５１と、作動媒体の流出側である流出口５２と、を有している。膨張機３における流出口３２と潤滑剤タンク５における流入口５１とは、第２配管９２を介して互いに接続されている。膨張機３から流出した気相の作動媒体は、第２配管９２を通じて潤滑剤タンク５の流入口５１に流入し、当該潤滑剤タンク５内において油が分離され、流出口５２から流出する。このように、本実施形態では、潤滑剤タンク５が作動媒体に混在した油を分離する油分離器としての役割を兼ねている。分離された油は、潤滑剤タンク５内に貯留される。
【００４１】
凝縮器６は、潤滑剤タンク５の下流側に位置している。凝縮器６は、第１流路６１および第２流路６２を有している。第１流路６１は、冷却水が流れる流路であって、当該冷却水が流入する流入口６１ａと、当該冷却水が流出する流出口６１ｂと、を有している。第２流路６２は、作動媒体が流れる流路であって、当該作動媒体が流入する流入口６２ａと、当該作動媒体が流出する流出口６２ｂと、を有している。潤滑剤タンク５における流出口５２と凝縮器６における第２流路６２の流入口６２ａとは、第３配管９３を介して互いに接続されている。膨張機３から流出した気相の作動媒体は潤滑剤タンク５にて油から分離された後、第３配管９３を通じて凝縮器６の第２流路６２に流入する。そして、第２流路６２を流れる気相の作動媒体と第１流路６１を流れる冷却水との間で熱交換が行われることにより、当該作動媒体が凝縮される。なお、作動媒体を冷却する冷却媒体として冷却水以外の流体が利用されてもよい。
【００４２】
レシーバ７は、凝縮器６の下流側に位置している。レシーバ７は、作動媒体が流入する流入口７１と、作動媒体が流出する流出口７２と、を有している。凝縮器６における第２流路６２の流出口６２ｂとレシーバ７における流入口７１とは、第４配管９４を介して互いに接続されている。凝縮器６において凝縮された作動媒体は、第４配管９４を介してレシーバ７に流入し、当該レシーバ７に貯留される。
【００４３】
ポンプ８は、レシーバ７の下流側に位置している。レシーバ７における流出口７２とポンプ８とは、第５配管９５を介して互いに接続されている。また、ポンプ８と加熱器２における第２流路２２の流入口２２ａとは、第６配管９６を介して互いに接続されている。レシーバ７に貯留された液相の作動媒体は、第５配管９５を通じてポンプ８に流入するとともに、当該ポンプ７によって所定の圧力で第６配管９６へ送出され、加熱器２の第２流路２２に流入する。ポンプ８としては、インペラをロータとして備える遠心ポンプや、ロータが一対のギアからなるギアポンプ等が用いられる。
【００４４】
次に、エネルギー回収装置Ｘ１が備える各部材の配置関係について説明する。図２は、エネルギー回収装置Ｘ１を平面視した概略図である。図３はエネルギー回収装置Ｘ１を側方から見た概略図である。図４は図３とは反対側から見たエネルギー回収装置Ｘ１の概略図である。
【００４５】
エネルギー回収装置Ｘ１には、取付台２１０、凝縮器架台２４０、台板２５０、膨張機架台２６０、図３および図４に示す収容部２２０、および、潤滑剤ポンプ２３０が設けられる。なお、図２ないし図４では、発電機４の図示を省略している。
【００４６】
取付台２１０には、膨張機３、発電機４、潤滑剤タンク５、凝縮器６、レシーバ７、凝縮器架台２４０、台板２５０および膨張機架台２６０が配置される。本実施形態では、取付台２１０は、平面視して略矩形状をなしている。以下では、水平面内において、取付台２１０の短辺方向（図２における上下方向）を「Ｘ方向」と称する。水平面内において、Ｘ方向に垂直である取付台２１０の長辺方向（図２における左右方向）を「Ｙ方向」と称する。Ｘ方向およびＹ方向に直交する重力方向を「Ｚ方向」と称する。
【００４７】
図３および図４に示すように、取付台２１０は、船内の壁Ｗ１から壁Ｗ２に亘って架渡されている。これにより、取付台２１０はエネルギー回収装置Ｘ１の下方の空間Ｓ１（以下、「下方空間Ｓ１」という。）における天井部分を構成することになる。
【００４８】
図２ないし図４に示すように、凝縮器架台２４０は、水平板からなる支持面２４１と、当該支持面２４１を支える脚部２４２（図３および図４参照）と、を有している。本実施形態では、支持面２４１は、平面視して略矩形状をなしている。
【００４９】
凝縮器６は支持面２４１上に支持されることにより、取付台２１０上に配置される。エネルギー回収装置Ｘ１では、配管９及び各種計装品を除き、凝縮器６がエネルギー回収装置Ｘ１の構成機器のうち最も位置が高い機器である。凝縮器６は平面視において略矩形状である。凝縮器６の上端部６３には作動媒体の流入口６２ａが設けられ、下端部６４には作動媒体の流出口６２ｂが設けられる。凝縮器６内において、作動媒体はＺ方向における下方に向かって流れる。凝縮器６のＸ方向に垂直な２つの面には、冷却水の流入口６１ａ及び流出口６１ｂが設けられる。凝縮器６内において冷却水はＸ方向に流れる。
【００５０】
台板２５０は、取付台２１０上に配置され、Ｙ方向において凝縮器６および凝縮器架台２４０と並ぶ。台板２５０は、Ｘ方向およびＹ方向において凝縮器架台２４０よりも大きい。本実施形態では、台板２５０は、平面視して略矩形状をなしている。台板２５０上には、潤滑剤タンク５、レシーバ７、膨張機３および膨張機架台２６０が配置されている。なお、発電機４も台板２５０上に位置している。レシーバ７、潤滑剤タンク５、および膨張機架台２６０は、台板２５０に対して直接的に固定されている。
【００５１】
レシーバ７は、Ｙ方向において凝縮器架台２４０および凝縮器６と並び、図２に示すように、凝縮器６の一の側部（図２における右側の側部）とレシーバ７とが対向する。また、図３および図４に示すように、Ｚ方向において、レシーバ７は凝縮器６よりも下方に位置する。
【００５２】
図２ないし図４に示すように、膨張機架台２６０は、水平板からなる支持面２６１と、当該支持面２６１を支える脚部２６２（図３および図４参照）と、を有している。本実施形態では、支持面２６１は平面視して略矩形状をなしている。
【００５３】
エネルギー回収装置Ｘ１では、膨張機３が支持面２６１上に支持されることにより、膨張機架台２６０を介して台板２５０に間接的に固定されている。膨張機架台２６０が設けられることにより、凝縮器６に対する膨張機３の高さが調整される。膨張機３および膨張機架台２６０は、Ｙ方向において潤滑剤タンク５と並ぶ。潤滑剤タンク５は、Ｘ方向においてレシーバ７と並ぶ。
【００５４】
図３および図４に示すように、収容部２２０は、取付台２１０に取り付けられ、下方空間Ｓ１に突出する。収容部２２０は、Ｚ方向において潤滑剤タンク５の真下に位置している。本実施形態では、収容部２２０は取付台２１０と別体とされるが、取付台２１０と一体であってもよい。
【００５５】
収容部２２０には、潤滑剤ポンプ２３０が収容されている。潤滑剤ポンプ２３０は、Ｚ方向に延びる接続管Ｃ１を介して潤滑剤タンク５の下端部５４に接続されている。潤滑剤ポンプ２３０は潤滑剤タンク５内の潤滑剤を膨張機３及び発電機４へ送出する。
【００５６】
Ｚ方向において、凝縮器６はレシーバ７よりも上方に位置しており、凝縮器６の下端部６４に設けられた流出口６２ｂは、レシーバ７の上端部７３に設けられた流入口７１よりも上方の位置に位置する。
【００５７】
本実施形態では、膨張機３の全体が、Ｚ方向における凝縮器６の下端部６４とレシーバ７の上端部７３との間の高さ範囲内に配置されるように、膨張機架台２６０の高さが設定されている。ここで、膨張機３の全体とは、膨張機３のロータ部及び当該ロータ部を収容する筐体をいい、膨張機３に接続される各種配管及び計装品は含まないものとする。
【００５８】
次に、図２〜図４を参照しつつ、エネルギー回収装置Ｘ１が備える各機器と配管９との接続関係について説明する。
【００５９】
膨張機３のＸ方向における側面には、作動媒体の流入口３１が設けられている。この流入口３１には、第１配管９１が接続されている。
【００６０】
膨張機３のＹ方向における一方の側面には、作動媒体の流出口３２が設けられている。また、潤滑剤タンク５のＹ方向における側部には、作動媒体の流入口５１が設けられている。膨張機３の流出口３２と潤滑剤タンク５の流入口５１とは、Ｙ方向に延びる第２配管９２によって互いに接続されている。
【００６１】
潤滑剤タンク５の上端部５３には、作動媒体の流出口５２が設けられている。凝縮器６の上端部６３には、作動媒体の流入口６２ａが設けられている。潤滑剤タンク５の流出口５２と凝縮器６の流入口６２ａとは、第３配管９３によって互いに接続されている。
【００６２】
第３配管９３は、第１部位９３ａと、第２部位９３ｂと、第３部位９３ｃと、を有している。第１部位９３ａは、一端が潤滑剤タンク５の流出口５２に接続されているとともに、当該一端からＺ方向に沿って上方へと延びている。第２部位９３ｂは、一端が第１部位９３ａの他端に繋がるとともに、当該一端からＸ方向に沿ってレシーバ７側へと延びている。第３部位９３ｃは、一端が第２部位９３ｂの他端に繋がるとともに、当該一端からＹ方向に沿って凝縮器６側へと延びている。本実施形態では、第２部位９３ｂの他端と第３部位９３ｃの一端との接続部分は、平面視してレシーバ７と重なっている。そして、第３部位９３ｃの他端は、下方へ折れ曲がって凝縮器６の流入口６２ａに接続されている。
【００６３】
凝縮器６の下端部６４には、作動媒体の流出口６２ｂが設けられている。レシーバ７の上端部７３には、作動媒体の流入口７１が設けられている。凝縮器６の流出口６２ｂとレシーバ７の流入口７１とは、第４配管９４によって互いに接続されている。
【００６４】
凝縮器６の流出口６２ｂがレシーバ７の流入口７１よりも上方に位置しており、凝縮器６において凝縮された作動媒体は、自重によって第４配管９４を介してレシーバ７へ流入する。
【００６５】
レシーバ７の下端部７４には、作動媒体の流出口７２が設けられている。レシーバ７の流出口７２と図１のポンプ８とは、第５配管９５によって互いに接続されている。
【００６６】
なお、既述のように凝縮器６のＸ方向における両側面には、冷却水が流れる第１流路６１（図１参照）に繋がる流入口６１ａと流出口６１ｂとがそれぞれ設けられている。すなわち、流入口６１ａと流出口６１ｂとは、潤滑剤タンク５とレシーバ７とが並ぶＹ方向に設けられている。
【００６７】
以上説明したエネルギー回収装置Ｘ１は、以下の工程を含む方法にて設置される。
【００６８】
１）組立工程
まず、潤滑剤タンク５、レシーバ７、および膨張機架台２６０を台板２５０上の所定の位置に固定する。また、膨張機３を膨張機架台２６０に固定する。発電機４は膨張機３に予め取り付けられている。これにより、膨張機３、発電機４、潤滑剤タンク５、レシーバ７、膨張機架台２６０、および、台板２５０が一体となった組立体が形成される。以下、組立体に符号「９」を付す。組立体９では、膨張機３と潤滑剤タンク５とが第２配管９２により接続されている。
【００６９】
２）架渡工程
次に、潤滑剤ポンプ２３０を収容した収容部２２０、および、取付台２１０が船舶内の所定の設置場所に搬入され、当該取付台２１０が互いに対向する壁Ｗ１と壁Ｗ２との間に架渡される。また、収容部２２０が取付台２１０に取り付けられる。
【００７０】
３）搬入工程
取付台２１０が壁Ｗ１，Ｗ２に架渡されると、組立体９、凝縮器架台２４０および凝縮器６が船内に搬入される。これらの部材は、例えばガントリークレーン等の移送手段によって船内に搬入される。組立体９は、潤滑剤タンク５と収容部２２０とが重なるように取付台２１０上に設置される。凝縮器架台２４０はＹ方向においてレシーバ７と並ぶように取付台２１０上に設置される。凝縮器６は凝縮器架台２４０の支持面２４１上に載置される。
【００７１】
４）接続工程
次に、潤滑剤タンク５およびレシーバ７がそれぞれ第３配管９３および第４配管９４を介して凝縮器６に接続される。また、膨張機３１が第１配管９１を介して図１の加熱器２に接続され、レシーバ７が図１の第５配管９５を介してポンプ８に接続される。これにより、組立体９と凝縮器６および発電システムＹ１の他の機器との接続が完了する。
【００７２】
以上、エネルギー回収装置Ｘ１を含む発電システムＹ１の構造およびエネルギー回収装置Ｘ１の設置の流れについて説明したが、エネルギー回収装置Ｘ１では、膨張機３の全体がＺ方向における凝縮器６の上端部６３とレシーバ７の下端部７４との間の高さ範囲内に位置する。これにより、膨張機３が凝縮器６よりも上方に位置するエネルギー回収装置に比べてエネルギー回収装置Ｘ１の大きさ（あるいは、高さ）を抑えることができる。
【００７３】
大きさが小さいエネルギー回収装置Ｘ１が利用されることにより、設置スペースを過度に要することなく船内にエネルギー回収装置Ｘ１を配置することができる。また、発電システムＹ１では、加熱器２が過給機付エンジン１００の近くに配置されることが好ましい。しかしながら、船舶における過給機やエンジン１３０の周囲には発電システムＹ１全体を設置するスペースの確保が困難な場合がある。発電システムＹ１では、エネルギー回収装置Ｘ１が取付台２１０上に形成されることから、船内の壁Ｗ１，Ｗ２に取付台２１０を架渡すことにより船内の床面以外の部分にエネルギー回収装置Ｘ１を設置することができる。このように、取付台２１０が設けられることにより、エネルギー回収装置Ｘ１の設置の自由度が向上し、エネルギー回収装置Ｘ１を過給機付エンジン１００から離れた場所に容易に設置することができ、船内の限られたスペースを有効に利用することができる。
【００７４】
凝縮器架台２４０が設けられることにより、凝縮器６における作動媒体の流出口６２ｂがレシーバ７における作動媒体の流入口７１よりも上方に配置される。これにより、凝縮器６からレシーバ７へ作動媒体を効率良く流入させることができる。また、膨張機３が凝縮器６の上端部６３よりも下方に位置するため、凝縮器２４０が凝縮器架台２４０上に載置されてもエネルギー回収装置Ｘ１の高さを抑えることができる。
【００７５】
さらに、エネルギー回収装置Ｘ１では、レシーバ７の位置が膨張機３よりも凝縮器６に近いため、第４配管９４の長さを短くすることができ、凝縮器６からレシーバ７へ作動媒体をより効率良く流入させることができる。さらに、Ｙ方向においてレシーバ７と凝縮器６とが対向して配置されることにより、第４配管９４の長さをより短くすることができる。
【００７６】
凝縮器６では、内部の作動媒体が重力に沿って流れるようにするために、作動媒体の流入口６２ａが上端部６３に設けられ、流出口６２ｂが下端部６４に設けられる。しかし、凝縮器の流入口が上端部に設けられると、膨張機から凝縮器に至る配管の全長が長くなる虞がある。これに対し、エネルギー回収装置Ｘ１では、膨張機架台２６０が設けられることにより、膨張機３の高さを調整することができる。その結果、膨張機３と凝縮器６とを接続する配管９２，９３の長さを短くすることができる。
【００７７】
エネルギー回収装置Ｘ１では、膨張機３、発電機４、潤滑剤タンク５、レシーバ７、台板２５０、および膨張機架台２６０が１つの組立体９とされることから、船内の設置場所への搬入や、当該設置場所における他の機器との接続作業が容易となる。
【００７８】
収容部２２０が取付台２１０から下方空間Ｓ１側に突出することにより、下方空間Ｓ１側から収容部２２０を取り外して潤滑剤ポンプ２３０を点検することができる。潤滑剤ポンプ２３０がＺ方向において取付台２１０の上方に配置されないため、当該取付台２１０の上方のスペースが過度に狭くなってしまうことが防止される。
【００７９】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８０】
例えば、上記実施形態では、別部材であるレシーバ７および凝縮器６に代えて、作動媒体を凝縮させる機能を有する上部および作動媒体を貯留する機能を有する下部を有する凝縮部が設けられてもよい。この場合であっても、膨張機３がＺ方向における凝縮部の上端部と下端部との間の高さ範囲に位置することにより、エネルギー回収装置Ｘ１の大きさを抑えることができる。上記実施形態では、油に代えてグリース等の他の潤滑剤が用いられてもよい。
【００８１】
エネルギー回収装置Ｘ１では、潤滑剤タンク５が加熱器２から膨張機３に至る作動媒体の流路上に設けられてもよい。この場合、潤滑剤タンク５は必ずしも取付台２１０上に配置される必要はない。膨張機３および発電機４に設けられる軸受として磁気軸受が利用されてもよい。この場合、潤滑剤タンク５は省略されてもよい。動力回収機４として回転機械などが用いられてもよい。発電システムＹ１は船舶以外の移動体や設置スペースの確保が困難な建物内に配置することも可能である。
【００８２】
上記組立工程では、少なくとも、膨張機３、レシーバ７および台板２５０により組立体９を構成することにより、設置場所への搬入作業及び設置場所内での他の機器との接続作業が容易となる。上記実施形態では、潤滑剤タンク５が、加熱器２と膨張機３とを繋ぐ第１配管９１の中間部分に接続されてもよい。
【００８３】
上記実施形態では、膨張機３全体が当該高さ範囲内に配置されるのであれば、エネルギー回収装置Ｘ１は必ずしも膨張機架台２６０を備えていなくともよい。この場合、膨張機３は台板２５０上に直接的に固定される。発電機４は組立体９が取付台２１０に配置された後に、膨張機３に取り付けられてもよい。
【００８４】
上記実施形態では、レシーバ７の少なくとも一部が凝縮器６のＺ方向における下方に位置することにより、凝縮器６からレシーバ７へ作動媒体を効率よく流入させることができる。レシーバ７は他の部材を介して台板２５０に間接的に固定されてもよい。潤滑剤タンク５も他の部材を介して台板２５０に間接的に固定されてもよい。
【００８５】
上記実施形態では、加熱器２の第１流路２１が、過給機付エンジン１００における排気ライン１６０の中間部分に接続されていてもよい。また、エンジン１３０を冷却した冷却水が流れる流路上に加熱器２が配置されてもよい。このように、作動媒体と熱交換される熱媒体として、エンジン１３０に供給される圧縮空気、エンジン１３０から排出される排ガス、および、エンジン１３０を冷却する冷却流体の少なくとも１つが利用されてよい。
【符号の説明】
【００８６】
Ｓ１            下方空間
Ｗ１，Ｗ２      壁
Ｘ１            エネルギー回収装置
Ｙ１            発電システム
２              加熱器
３              膨張機
３１          膨張機の流入口
３２          膨張機の流出口
４              発電機
５              潤滑剤タンク
６              凝縮器
６２ａ        凝縮器の流入口
６２ｂ        凝縮器の流出口
６３          凝縮器の上端部
６４          凝縮器の下端部
７              レシーバ
７１            レシーバの流入口
７２            レシーバの流出口
７３            レシーバの上端部
７４            レシーバの下端部
９              配管
２１０          取付台
２２０          収容部
２３０          潤滑剤ポンプ
２４０          凝縮器架台
２４１          凝縮器架台の支持面
２５０          台板
２６０          膨張機架台
２６１          膨張機架台の支持面
【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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