(57)【要約】【課題】冷却水を冷却するための冷却塔を不要とすることで、設置スペースやコストの低減を図ることができる廃熱発電装置及び冷却装置を提供する。【解決手段】廃熱発電装置は、廃熱エネルギーを回収して作動媒体を蒸発させる蒸発器と、蒸発器からの作動媒体の供給により発電を行うタービン発電機と、タービン発電機から排出された作動媒体を凝縮する凝縮器と、凝縮器で凝縮された作動媒体を蒸発器に向けて送出するポンプと、凝縮器にミストを供給してタービン発電機から排出された作動媒体を冷却する冷却装置とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃熱エネルギーを回収して作動媒体を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器からの前記作動媒体の供給により発電を行うタービン発電機と、該タービン発電機から排出された前記作動媒体を凝縮する凝縮器と、該凝縮器で凝縮された前記作動媒体を前記蒸発器に向けて送出するポンプとを備える廃熱発電装置において、
前記凝縮器にミストを供給して前記タービン発電機から排出された前記作動媒体を冷却する冷却装置を備えることを特徴とする廃熱発電装置。
【請求項２】
前記冷却装置は、前記ミストを生成するミスト生成器と、
生成された前記ミストを送風により前記凝縮器に供給する送風機と
を備えることを特徴とする請求項１記載の廃熱発電装置。
【請求項３】
前記冷却装置は、前記ミストの生成に必要な水を蓄えるタンクと、
前記凝縮器から排出される前記ミストの蒸気を液滴にして前記タンクに還流させる還流器と
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の廃熱発電装置。
【請求項４】
前記蒸発器、前記タービン発電機、前記凝縮器、及び前記ポンプを収容する筐体と、
前記凝縮器に接続されていて端部が前記筐体の外部に配置された配管とを備えており、
前記冷却装置は、前記配管の端部に接続された状態で前記筐体の外部に設置されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の廃熱発電装置。
【請求項５】
前記凝縮器から排出される前記ミストの蒸気により生ずる騒音を低減する消音器を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の廃熱発電装置。
【請求項６】
廃熱エネルギーを回収して作動媒体を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器からの前記作動媒体の供給により発電を行うタービン発電機と、該タービン発電機から排出された前記作動媒体を凝縮する凝縮器と、該凝縮器で凝縮された前記作動媒体を前記蒸発器に向けて送出するポンプとを備える廃熱発電装置で用いられる冷却装置であって、
前記凝縮器にミストを供給して前記タービン発電機から排出された前記作動媒体を冷却することを特徴とする冷却装置。
【請求項７】
廃熱エネルギーを回収した作動媒体によって発電を行う廃熱発電装置であって、
前記作動媒体が供給され、前記作動媒体を冷却する凝縮器と、
前記凝縮器にミストを供給する冷却装置と、
を有する、廃熱発電装置。
【請求項８】
前記冷却装置は、
前記ミストを生成する噴霧器と、
前記噴霧器が生成した前記ミストに対する送風を行うブロアと、
を含む、請求項７に記載の廃熱発電装置。
【請求項９】
前記ミストの生成量及び前記ミストに対する送風量は可変である、
請求項８に記載の廃熱発電装置。
【請求項１０】
前記廃熱発電装置の外気温または発電量に基づいて、前記生成量及び前記送風量が制御される、請求項９に記載の廃熱発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃熱発電装置及び冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工場や焼却施設等で放出される廃熱エネルギーを回収して発電が行われており、この発電によって得られた電気エネルギーが再利用されることで省エネルギーが図られている。このような工場や施設では、発電機を駆動するための高圧の蒸気を生成しやすいということから約３００℃以上（場合によっては１０００℃近く）の廃熱が発電に用いられており、約３００℃以下の低温廃熱はその多くが依然として大気中に放出されていた。このため、従来は殆ど回収されていなかった低温廃熱の廃熱エネルギーを回収して発電を行えば、更なる省エネルギーを実現することができると考えられている。
【０００３】
以下の特許文献１には、低沸点作動媒体を用いたランキンサイクルによって、３００℃以下の低温廃熱の廃熱エネルギーを用いて発電を行う廃熱発電装置が開示されている。具体的に、以下の特許文献１に開示された廃熱発電装置は、廃熱回収器、蒸気タービン、凝縮器、及び高圧ポンプを備えており、廃熱回収器で回収される低温の廃熱によって低沸点作動媒体の高圧蒸気を生成し、この高圧蒸気により蒸気タービンを駆動して発電を行っている。尚、蒸気タービンの排気は凝縮器により凝縮液化し、この液化した低沸点作動媒体を廃熱回収器に送り出して循環させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１１０５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の廃熱発電装置では、蒸気タービンから排出された低沸点作動媒体と外部からの冷却水とを別経路で凝縮器に供給し、凝縮器の内部で熱交換を行うことで低沸点作動媒体を凝縮液化している。このため、従来は、低沸点作動媒体の冷却に用いられた冷却水（低沸点作動媒体との熱交換によって温度が上昇した冷却水）を冷却するための冷却塔を、廃熱発電装置に付随して設ける必要があった。
【０００６】
上記の冷却塔は、例えば散布水装置によって散布された冷却水を、送風機で送風される空気に接触させ、冷却水の一部を蒸発させることによって残りの冷却水を冷却するものであり、大きな設置スペースが必要になるという問題がある。また、冷却塔は、送風機や冷却水を循環させるためのポンプを常時駆動する必要があるとともに、蒸発した分の冷却水を常時補充する必要があることから、余分なコストがかかるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、冷却水を冷却するための冷却塔を不要とすることで、設置スペースやコストの低減を図ることができる廃熱発電装置及び冷却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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の廃熱発電装置は、廃熱エネルギーを回収して作動媒体（Ｙ）を蒸発させる蒸発器（１１）と、該蒸発器からの前記作動媒体の供給により発電を行うタービン発電機（１２）と、該タービン発電機から排出された前記作動媒体を凝縮する凝縮器（１３）と、該凝縮器で凝縮された前記作動媒体を前記蒸発器に向けて送出するポンプ（１５）とを備える廃熱発電装置（１、２）において、前記凝縮器にミスト（Ｚ）を供給して前記タービン発電機から排出された前記作動媒体を冷却する冷却装置（２０）を備えることを特徴としている。
また、本発明の廃熱発電装置は、前記冷却装置が、前記ミストを生成するミスト生成器（２１、３０）と、生成された前記ミストを送風により前記凝縮器に供給する送風機（２２）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の廃熱発電装置は、前記冷却装置が、前記ミストの生成に必要な水を蓄えるタンク（２１ａ）と、前記凝縮器から排出される前記ミストの蒸気を液滴にして前記タンクに還流させる還流器（２３）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の廃熱発電装置は、前記蒸発器、前記タービン発電機、前記凝縮器、及び前記ポンプを収容する筐体（Ｃ）と、前記凝縮器に接続されていて端部（Ｔ１、Ｔ２）が前記筐体の外部に配置された配管（Ｒ１、Ｒ２）とを備えており、前記冷却装置が、前記配管の端部に接続された状態で前記筐体の外部に設置されていることを特徴としている。
また、本発明の廃熱発電装置は、前記凝縮器から排出される前記ミストの蒸気により生ずる騒音を低減する消音器（２４）を備えることを特徴としている。
本発明の冷却装置は、廃熱エネルギーを回収して作動媒体（Ｙ）を蒸発させる蒸発器（１１）と、該蒸発器からの前記作動媒体の供給により発電を行うタービン発電機（１２）と、該タービン発電機から排出された前記作動媒体を凝縮する凝縮器（１３）と、該凝縮器で凝縮された前記作動媒体を前記蒸発器に向けて送出するポンプ（１５）とを備える廃熱発電装置（１、２）で用いられる冷却装置（２０）であって、前記凝縮器にミスト（Ｚ）を供給して前記タービン発電機から排出された前記作動媒体を冷却することを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の廃熱発電装置は、廃熱エネルギーを回収した作動媒体によって発電を行う廃熱発電装置であって、前記作動媒体が供給され、前記作動媒体を冷却する凝縮器と、前記凝縮器にミストを供給する冷却装置と、を有することを特徴としている。
また、本発明の廃熱発電装置は、前記冷却装置が、前記ミストを生成する噴霧器と、前記噴霧器が生成した前記ミストに対する送風を行うブロアと、を含むことを特徴としている。
また、本発明の廃熱発電装置は、前記ミストの生成量及び前記ミストに対する送風量が可変であることを特徴としている。
また、本発明の廃熱発電装置は、前記廃熱発電装置の外気温または発電量に基づいて、前記生成量及び前記送風量が制御されることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、凝縮器にミストを供給してタービン発電機から排出された作動媒体を冷却するようにしているため、従来必要であった冷却塔を不要とすることができ、これにより設置スペースやコストの低減を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態による廃熱発電装置の全体構成を簡略化して示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態による廃熱発電装置の背面図である。
【図３】対流熱伝達率の概略値を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態による廃熱発電装置の背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態による廃熱発電装置及び冷却装置について詳細に説明する。
【００１２】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による廃熱発電装置の全体構成を簡略化して示すブロック図である。図１に示す通り、廃熱発電装置１は、発電装置本体１０と冷却装置２０とを備える。発電装置本体１０は、蒸発器１１、膨張タービン発電機１２（タービン発電機）、凝縮器１３、リザーバタンク１４、及びポンプ１５を備えるランキンサイクルを利用した発電装置であり、工場や焼却施設等から放出される約３００℃以下の廃熱媒体（本実施形態では「温水Ｘ」という）の廃熱エネルギーを回収して発電を行う。尚、廃熱媒体は、温水Ｘに限られるものではなく、工場や焼却施設等から放出されるガスを用いることもできる。
【００１３】
蒸発器１１は、工場等から放出される温水Ｘとポンプ１５から送出される作動媒体Ｙとが別経路にて供給され、内部にて熱交換を行うことで作動媒体Ｙの蒸気を生成する。つまり、蒸発器１１は、温水Ｘの廃熱エネルギーを回収して作動媒体Ｙの蒸気を生成する。ここで、作動媒体Ｙは、沸点（大気圧条件下における沸点）が１５℃程度の媒体であるのが望ましい。この作動媒体Ｙとしては、例えばハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）、フルオロカーボン、フルオロケトン、パーフルオロポリエーテル等を用いることができる。
【００１４】
膨張タービン発電機１２は、タービン１２ａ及び発電機１２ｂを備えており、蒸発器１１から供給された気化状態の作動媒体Ｙを用いて三相交流電力を発電する。タービン１２ａは、蒸発器１１からの作動媒体Ｙの供給によってタービンインペラを回転させる回転機械である。発電機１２ｂは、タービンインペラの軸と結合したロータ（回転子）と、ロータの外周を取り囲むように設けられたステータ（固定子）とを備えており、ロータがタービン１２ａによって回転駆動されることによって、三相交流電力を発電する。
【００１５】
凝縮器１３は、膨張タービン発電機１２から排出された作動媒体Ｙと、冷却装置２０から供給される冷却媒体としてのミストＺとが別経路にて供給され、内部にて熱交換を行うことで作動媒体Ｙを冷却して凝縮する。リザーバタンク１４は、凝縮器１３で凝縮された作動媒体Ｙを一時的に蓄えるタンクである。ポンプ１５は、凝縮器１３で凝縮されてリザーバタンク１４に一時的に蓄えられた作動媒体Ｙを加圧して蒸発器１１に向けて送出する。尚、ポンプ１５は、膨張タービン発電機１２に供給される作動媒体Ｙの温度及び圧力の計測結果に基づいて、温水Ｘの廃熱エネルギーから最も多くの発電が可能となるように、不図示の制御装置によって制御される。
【００１６】
冷却装置２０は、発電装置本体１０に設けられた凝縮器１３にミストＺを供給して、膨張タービン発電機１２から排出された作動媒体Ｙを冷却する。この冷却装置２０は、噴霧器２１（ミスト生成器）及びブロア２２（送風機）を備えており、発電装置本体１０の外部に取り付けられている。大幅な変更を行うことなく既存の発電装置本体１０への取り付けを可能とするために、冷却装置２０は、発電装置本体１０の外部に取り付けられる。
【００１７】
噴霧器２１は、例えば超音波振動子を用いて凝縮器１３に供給するためのミストＺを生成する。ここで、ミストＺの粒径は、例えば数μｍ〜数十μｍ程度であることが望ましい。ミストＺの粒径が大きすぎる場合（数十μｍ程度よりも大きい場合）には、ミストＺが配管に付着しやすくなって凝縮器１３への供給が滞ることが考えられ、ミストＺの粒径が小さすぎる場合（数μｍ程度よりも小さい場合）には、凝縮器１３における冷却能力が不十分になると考えられるからである。
【００１８】
ブロア２２は、噴霧器２１で生成されたミストＺを、送風によって凝縮器１３に供給するものである。つまり、ブロア２２は、発電装置本体１０の外部に取り付けられている冷却装置２０で生成されたミストを、発電装置本体１０に送り込んで凝縮器１３に供給するために設けられる。このブロア２２としては、例えばルーツブロア（一対のロータをハウジング内で互いに接触しないように同期回転させる方式のブロア）等を用いることができる。尚、ミストＺを凝縮器１３に供給することができるのであれば、ブロア２２はルーツブロアに限定されない。
【００１９】
次に、廃熱発電装置１の具体的な構成について説明する。図２は、本発明の第１実施形態による廃熱発電装置の背面図である。尚、図２においては、図１に示す構成に相当する構成については同一の符号を付してある。また、図２においては、理解を容易にするために、廃熱発電装置１に設けられた構成の一部の図示を省略している。例えば、蒸発器１１、及び蒸発器１１に接続される配管（温水Ｘの配管及び作動媒体Ｙの循環配管）、膨張タービン発電機１２、リザーバタンク１４、及びポンプ１５等の図示を省略している。
【００２０】
図２に示す通り、凝縮器１３は、発電装置本体１０の筐体Ｃに収容されている。尚、不図示の蒸発器１１、膨張タービン発電機１２、リザーバタンク１４、及びポンプ１５等も発電装置本体１０の筐体Ｃに収容されている。
【００２１】
凝縮器１３は、架台Ｂによって支持された状態のものが４つ設けられている。これら凝縮器１３は、箱形に形状設定されており、作動媒体Ｙ及びミストＺの出入口が正面側（廃熱発電装置１の背面側）に集約されて設けられている。具体的に、凝縮器１３の正面側には、作動媒体Ｙの入口Ｐ１１、作動媒体Ｙの出口Ｐ１２、ミストＺの入口Ｐ２１、ミストＺの出口Ｐ２２が設けられている。尚、廃熱発電装置１が動作状態にある場合には、出口Ｐ２２からはミストＺの蒸気が排出されるが、以下では便宜的に出口Ｐ２２を「ミストＺの出口Ｐ２２」ということもある。
【００２２】
４つの凝縮器１３に設けられた作動媒体Ｙの入口Ｐ１１は、作動媒体Ｙの出口Ｐ１２よりも上流側において作動媒体Ｙの循環配管（図示省略）に対して並列に接続されている。また、４つの凝縮器１３に設けられた作動媒体Ｙの出口Ｐ１２は、作動媒体Ｙの入口Ｐ１１よりも下流側において循環配管に対して並列に接続されている。つまり、４つの凝縮器１３は、作動媒体Ｙの循環配管に対して並列接続されている。
【００２３】
また、４つの凝縮器１３に設けられたミストＺの入口Ｐ２１は、供給配管Ｒ１に対して並列に接続されており、ミストＺの出口Ｐ２２は、回収配管Ｒ２に対して並列に接続されている。供給配管Ｒ１は、冷却装置２０で生成されたミストＺを、４つの凝縮器１３に導くための配管であり、端部Ｔ１が筐体Ｃの外部に配置されている。回収配管Ｒ２は、４つの凝縮器１３から排出されるミストＺの蒸気を回収するための配管であり、供給配管Ｒ１と同様に端部Ｔ２が筐体Ｃの外部に配置されている。
【００２４】
冷却装置２０は、前述した噴霧器２１及びブロア２２に加えて還流器２３を備えており、発電装置本体１０の筐体Ｃの外部に設置されている。噴霧器２１は、ミストＺの生成に必要となる水を蓄えるタンク２１ａと、タンク２１ａに取り付けられた超音波振動子２１ｂとを備えており、超音波振動子２１ｂを振動させることによってタンク２１ａ内でミストＺを生成する。尚、上記の超音波振動子２１ｂとしては、圧電セラミックス等の圧電振動子を用いることができる。また、ミストＺの生成には、液の圧力により液体を噴霧する一流体式の噴霧ノズル、若しくは液体と気体とを混合しながら噴霧する二流体式の噴霧ノズルを使用することもできる。
【００２５】
噴霧器２１は、タンク２１ａの上部空間ＳＰ（水で満たされておらず、ミストＺが生成される空間）が、発電装置本体１０に設けられた供給配管Ｒ１に連通するように、供給配管Ｒ１の端部Ｔ１に取り付けられている。尚、タンク２１ａ内に蓄えられている水の減少を補うために、タンク２１ａには、水道水が供給されている。また、ブロア２２は、タンク２１ａの上部空間ＳＰに接続されている。これにより、タンク２１ａの上部空間ＳＰに生成されたミストＺが、ブロア２２からタンク２１ａの上部空間ＳＰに導かれた空気によって、供給配管Ｒ１を介して凝縮器１３に供給される。
【００２６】
還流器２３は、凝縮器１３から排出されるミストＺの蒸気を液滴にしてタンク２１ａに還流するものであり、回収配管Ｒ２の端部Ｔ２に取り付けられている。この還流器２３は、タンク２１ａに蓄えられている水の減少を極力抑えて、補う必要のある水道水の量を低減するために設けられる。この還流器２３には、サイレンサー２４（消音器）が取り付けられている。このサイレンサー２４は、凝縮器１３から排出されるミストＺの蒸気によって生ずる騒音を低減するために設けられる。尚、実用上、騒音が十分小さい場合には、サイレンサー２４を省略することもできる。
【００２７】
次に、上記構成における廃熱発電装置１の動作について説明する。本実施形態の廃熱発電装置１では、作動媒体Ｙが、蒸発器１１→膨張タービン発電機１２→凝縮器１３→リザーバタンク１４→ポンプ１５→蒸発器１１の順で循環しつつ、作動媒体Ｙが液体と気体に状態変化することによって膨張タービン発電機１２における発電が行われる。
【００２８】
即ち、蒸発器１１において温水Ｘの熱によって蒸発した作動媒体Ｙは、膨張タービン発電機１２に供給された後に凝縮器１３で凝縮されて、リザーバタンク１４に一時に貯溜された後、再びポンプ１５を介して蒸発器１１に送出される。このような作動媒体Ｙの循環的な状態変化の過程において、作動媒体Ｙによって膨張タービン発電機１２が駆動されて発電が行われる。
【００２９】
以上の動作が行われている間、冷却装置２０では、噴霧器２１によるミストＺの生成が行われるとともに、ブロア２２による送風が行われる。これにより、噴霧器２１で生成されたミストＺが、供給配管Ｒ１及び入口Ｐ２１を順に介して４つの凝縮器１３にそれぞれ供給される。ミストＺが凝縮器１３に供給されると、膨張タービン発電機１２から排出された作動媒体Ｙとの間で熱交換が行われ、ミストＺが蒸発することによって作動媒体Ｙが冷却されて凝縮される。
【００３０】
４つの凝縮器１３の内部で得られたミストＺの蒸気は、出口Ｐ２２からそれぞれ排出されて回収配管Ｒ２を介して還流器２３に回収される。そして、回収されたミストＺの蒸気が還流器２３によって液滴にされてタンク２１ａに還流される。尚、タンク２１ａに還流されなかった液滴の分だけ、タンク２１ａに蓄えられている水が減少する。この減少分を補うために必要な量の水道水が、タンク２１ａに供給される。
【００３１】
図３は、対流熱伝達率の概略値を示す図である。図３を参照すると、液体が自然対流するときの熱伝達率Ｈ２は気体が自然対流するときの熱伝達率Ｈ１よりも高く、液体が強制対流するときの熱伝達率Ｈ４は気体が強制対流するときの熱伝達率Ｈ３と同程度か、或いは高い傾向であることが分かる。また、相変化（液相と気相との相変化）を伴う場合の熱伝達率Ｈ５は、液体が強制対流するときの熱伝達率Ｈ４と同程度か、或いは高い傾向であることが分かる。
【００３２】
従来の廃熱発電装置に設けられた凝縮器は、冷却塔から供給される冷却水を用いて作動媒体を冷却して凝縮するものである。このため、従来の凝縮器の熱伝達率は、図３中の熱伝達率Ｈ４であると考えられる。これに対し、本実施形態の廃熱発電装置１に設けられた凝縮器１３は、ミストを蒸発させて作動媒体Ｙを冷却して凝縮するものである。このため、本実施形態の凝縮器１３の熱伝達率は、図３中の熱伝達率Ｈ５であると考えられる。
【００３３】
ここで、図３を参照すると、熱伝達率Ｈ５は、熱伝達率Ｈ４と少なくとも同程度であり、条件によっては１０倍程度高くなることもある。このため、本実施形態の廃熱発電装置１に設けられた凝縮器１３は、少なくとも従来の凝縮器と同程度の冷却能力を有する。また、凝縮器１３にミストＺを供給する条件（例えば、ミストＺの粒径、ミストＺを供給する速度、ミストＺの供給経路等）を最適化すれば、本実施形態の廃熱発電装置１に設けられた凝縮器１３の冷却能力を従来の凝縮器よりも優れたものにすることができる。
【００３４】
以上の通り、本実施形態では、発電装置本体１０の外部に冷却装置２０を設置し、発電装置本体１０に設けられた凝縮器１３にミストを供給して膨張タービン発電機１２から排出された作動媒体Ｙを冷却するようにしている。これにより、従来必要であった冷却塔を省略することができ、設置スペースやコストの低減を図ることができる。また、本実施形態では、大幅な変更を行うことなく既存の発電装置本体１０に対して冷却装置２０を取り付けることができる。
【００３５】
〔第２実施形態〕
図４は、本発明の第２実施形態による廃熱発電装置の背面図である。尚、図４においては、図２に示す構成に相当する構成については同一の符号を付してある。また、図４においては、図２と同様に、廃熱発電装置に設けられた構成の一部（例えば、蒸発器１１、及び蒸発器１１に接続される配管、膨張タービン発電機１２、リザーバタンク１４、及びポンプ１５等）の図示を省略している。
【００３６】
図２に示す通り、本実施形態の廃熱発電装置２は、噴霧器３０（ミスト生成器）を発電装置本体１０の内部（筐体Ｃの内部）に設けた構成である。具体的に、廃熱発電装置２は、発電装置本体１０に設けられている複数の凝縮器１３のミストＺの入口Ｐ２１に、噴霧器３０をそれぞれ設けた構成である。尚、図４においては、図示の複雑化を避けるため、噴霧器３０を簡略化して図示している。
【００３７】
また、本実施形態の廃熱発電装置２では、発電装置本体１０に噴霧器３０が設けられていることにより、廃熱発電装置１では発電装置本体１０の外部に設けられていた噴霧器（図２に示す噴霧器２１）が省略されている。また、ブロア２２が供給配管Ｒ１の端部Ｔ１に接続されており、ブロア２２から噴霧器３０への送風は、供給配管Ｒ１を介して行われる。
【００３８】
本実施形態の廃熱発電装置２の基本的な動作は、廃熱発電装置１と同様である。即ち、蒸発器１１において温水Ｘの熱によって蒸発した作動媒体Ｙが、膨張タービン発電機１２に供給された後に凝縮器１３で凝縮されて、リザーバタンク１４に一時に貯溜された後、再びポンプ１５を介して蒸発器１１に送出される。このような作動媒体Ｙの循環的な状態変化の過程において、作動媒体Ｙによって膨張タービン発電機１２が駆動されて発電が行われる。
【００３９】
以上の動作が行われている間、本実施形態の廃熱発電装置２では、噴霧器３０によるミストＺの生成が行われるとともに、ブロア２２による送風が行われる。これにより、噴霧器３０で生成されたミストＺが、供給配管Ｒ１を介することなく４つの凝縮器１３にそれぞれ供給される。ミストＺが凝縮器１３に供給されると、膨張タービン発電機１２から排出された作動媒体Ｙとの間で熱交換が行われ、ミストＺが蒸発することによって作動媒体Ｙが冷却されて凝縮される。
【００４０】
以上の通り、本実施形態では、発電装置本体１０内に噴霧器３０を設けて凝縮器１３にミストを供給して膨張タービン発電機１２から排出された作動媒体Ｙを冷却するようにしている。このため、第１実施形態と同様に、従来必要であった冷却塔を省略することができ、設置スペースやコストの低減を図ることができる。また、本実施形態では、凝縮器１３のミストＺの入口Ｐ２１に噴霧器３０が設けられているため、第１実施形態よりも確実にミストＺを凝縮器１３に供給することができる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態による廃熱発電装置及び冷却装置について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、温水Ｘとなった廃熱エネルギーを電気エネルギーとして回収したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば熱源として廃ガスを用いてもよい。また、熱源は、廃ガスや廃温水などの廃熱に限定されない。また、上述した膨張タービン発電機１２として、遠心式膨張タービン発電機、斜流式膨張タービン発電機等のラジアルタービン発電機を用いることも可能である。
【００４２】
また、ミストＺを用いた冷却が可能であれば、凝縮器１３の種類や数は問わない。例えば、膨張タービン発電機１２から排出された作動媒体ＹとミストＺとの流れ方向が同じ方向であるもの（並流型）、逆方向であるもの（向流型）、及び直交するもの（直交流型）の何れであっても良い。或いは、シェルアンドチューブ型のものであっても良く、フィンアンドチューブ型のものであっても良い。
【００４３】
また、前述した第１実施形態の廃熱発電装置１は、ブロア２２と供給配管Ｒ１の端部Ｔ１との間にタンク２１ａを備える構成であったが、ミストＺを生成することができるのであれば、タンク２１ａを省略することも可能である。タンク２１ａを省略する場合には、例えばブロア２２と供給配管Ｒ１の端部Ｔ１と配管等によって接続し、その配管等に前述した噴霧ノズル（一流体式のもの、或いは二流体式のもの）を設けた構成とすることができる。
【００４４】
また、上記実施形態では、説明を簡単にするために、ミストＺの生成量やブロア２２による送風量が一定である場合を例に挙げて説明した。しかしながら、外気温度や廃熱発電装置１，２の運転状態に応じてミストＺの生成量やブロア２２による送風量を制御し、最適条件で運転できるようにしても良い。例えば、外気温度が高い場合や廃熱発電装置１，２の発電量が多い場合には、ミストＺの生成量及びブロア２２による送風量を増加させて凝縮器１３の冷却能力を高め、逆に外気温度が低い場合や廃熱発電装置１，２の発電量が低い場合には、ミストＺの生成量及びブロア２２による送風量を減少させて凝縮器１３の冷却能力を低下させるといった具合である。
【符号の説明】
【００４５】
１，２…廃熱発電装置、１１…蒸発器、１２…膨張タービン発電機、１３…凝縮器、１５…ポンプ、２０…冷却装置、２１…噴霧器、２２…ブロア、２１ａ…タンク、２３…還流器、２４…消音器、３０…噴霧器、Ｃ…筐体、Ｒ１…供給配管、Ｒ２…回収配管、Ｔ１，Ｔ２…端部、Ｙ…作動媒体、Ｚ…ミスト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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