熱能回收裝置及其起動方法與流程

本發(fā)明涉及熱能回收裝置及其起動方法。

背景技術(shù)：

以往，眾所周知有從由工廠的各種設(shè)備排出的廢氣等加熱介質(zhì)回收動力的熱能回收裝置。例如，在專利文獻(xiàn)1中，公開了一種發(fā)電裝置（熱能回收裝置），該發(fā)電裝置具備：利用從外部的熱源供給的加熱介質(zhì)加熱工作介質(zhì)的蒸發(fā)器，利用從蒸發(fā)器流出來的加熱介質(zhì)加熱流入蒸發(fā)器前的工作介質(zhì)的預(yù)熱器，使從蒸發(fā)器流出來的工作介質(zhì)膨脹的膨脹機(jī)，連接于膨脹機(jī)的發(fā)電機(jī)，使從膨脹機(jī)流出來的工作介質(zhì)凝結(jié)的凝結(jié)器，將在凝結(jié)器中凝結(jié)的工作介質(zhì)向預(yù)熱器輸送的工作介質(zhì)泵，連接預(yù)熱器、蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、凝結(jié)器及泵的循環(huán)流路。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2014-47632號公報。

利用在上述專利文獻(xiàn)1中記載的熱能回收裝置，在向蒸發(fā)器作為加熱介質(zhì)供給蒸汽（氣相的介質(zhì)）的情況下，存在在該裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)開始時蒸發(fā)器的溫度急劇上升、由此在蒸發(fā)器中產(chǎn)生的熱應(yīng)力急劇地增大的可能。具體地說，在裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)開始之前，蒸發(fā)器的溫度為比較低的溫度，另一方面，蒸汽等氣相的加熱介質(zhì)具有的熱能非常大，因此若在運(yùn)轉(zhuǎn)開始時高溫的氣相的加熱介質(zhì)對于蒸發(fā)器流入，則存在蒸發(fā)器的溫度會急劇上升的可能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供能夠抑制運(yùn)轉(zhuǎn)開始時在蒸發(fā)器中產(chǎn)生的熱應(yīng)力的急劇增大的熱能回收裝置及其起動方法。

作為解決前述問題的技術(shù)方案，本發(fā)明提供一種熱能回收裝置，前述一種熱能回收裝置具備蒸發(fā)器、預(yù)熱器、能量回收部、循環(huán)流路、泵、加熱介質(zhì)流路、流量調(diào)整部、控制部，前述蒸發(fā)器使工作介質(zhì)與從外部供給的氣相的加熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換，由此使前述工作介質(zhì)蒸發(fā)，前述預(yù)熱器使從前述蒸發(fā)器流出來的加熱介質(zhì)與流入前述蒸發(fā)器前的工作介質(zhì)進(jìn)行熱交換，由此加熱工作介質(zhì)，前述能量回收部從由前述蒸發(fā)器流出來的工作介質(zhì)回收能量，前述循環(huán)流路連接前述預(yù)熱器、前述蒸發(fā)器及前述能量回收部，并且用于流通前述工作介質(zhì)，前述泵設(shè)置于前述循環(huán)流路，前述加熱介質(zhì)流路對于前述蒸發(fā)器及前述預(yù)熱器供給前述加熱介質(zhì)，前述流量調(diào)整部設(shè)置于前述加熱介質(zhì)流路的比前述蒸發(fā)器更靠上游側(cè)的部位，前述控制部在使前述泵停止直到前述蒸發(fā)器的溫度變成規(guī)定值的狀態(tài)下，控制前述流量調(diào)整部，使得前述氣相的加熱介質(zhì)向前述蒸發(fā)器的流入量逐漸地增加。

在本熱能回收裝置中，氣相的加熱介質(zhì)（蒸汽等）向蒸發(fā)器的流入量逐漸地增加直到蒸發(fā)器的溫度變成規(guī)定值，因此抑制蒸發(fā)器的溫度的急劇上升。進(jìn)一步地，泵停止直到蒸發(fā)器的溫度變成規(guī)定值，因此更切實(shí)地抑制加熱介質(zhì)向蒸發(fā)器急劇地流入，即，更切實(shí)地抑制蒸發(fā)器的溫度的急劇上升。具體地說，若在蒸發(fā)器的溫度變成規(guī)定值前驅(qū)動泵，則工作介質(zhì)向蒸發(fā)器流入，氣相的加熱介質(zhì)借助該工作介質(zhì)冷卻，因此會促進(jìn)蒸發(fā)器中的氣相的加熱介質(zhì)的凝結(jié)。若氣相的加熱介質(zhì)凝結(jié)，則該加熱介質(zhì)的體積（壓力）變小，因此促進(jìn)氣相的加熱介質(zhì)從加熱介質(zhì)流路向蒸發(fā)器的流入，由此存在蒸發(fā)器的溫度急劇上升的情況。與之相對的，在本裝置中，泵停止，直到蒸發(fā)器的溫度變成規(guī)定值，因此會抑制運(yùn)轉(zhuǎn)開始時的蒸發(fā)器的溫度的急劇上升，即，抑制在蒸發(fā)器中產(chǎn)生的熱應(yīng)力的急劇增大。

在這種情況下，優(yōu)選為，前述控制部在蒸發(fā)器的溫度為規(guī)定值時提高前述泵的轉(zhuǎn)速，使得維持前述加熱介質(zhì)流路的前述流量調(diào)整部與前述蒸發(fā)器之間的部位的壓力比前述加熱介質(zhì)流路的比前述預(yù)熱器更靠下游側(cè)的部位的壓力更高的狀態(tài)。

這樣的話，能夠一邊抑制蒸發(fā)器中的所謂的水錘現(xiàn)象的產(chǎn)生一邊驅(qū)動泵（向在能量回收部中回收能量的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移）。例如，在加熱介質(zhì)流路的流量調(diào)整部與蒸發(fā)器之間的部位的壓力比加熱介質(zhì)流路的比預(yù)熱器更靠下游側(cè)的部位的壓力更小的情況下，在蒸發(fā)器和預(yù)熱器中凝結(jié)的液相的加熱介質(zhì)變得很難從預(yù)熱器流出，因此該液相的加熱介質(zhì)變得容易停留在蒸發(fā)器內(nèi)。若在這種狀態(tài)下氣相的加熱介質(zhì)流入蒸發(fā)器內(nèi)，則該加熱介質(zhì)被蒸發(fā)器內(nèi)的液相加熱介質(zhì)（排水或霧）冷卻而凝結(jié)，由此體積急劇地變小。若這樣，則產(chǎn)生加熱介質(zhì)的凝結(jié)的區(qū)域的壓力變得相對地低。結(jié)果，液相的加熱介質(zhì)（液滴）朝向該壓力相對地低的區(qū)域移動，由此會產(chǎn)生該液相的加熱介質(zhì)沖擊蒸發(fā)器的內(nèi)表面的現(xiàn)象（水錘現(xiàn)象）。相對于此，在本裝置中，維持加熱介質(zhì)流路的流量調(diào)整部與蒸發(fā)器之間的部位的壓力比加熱介質(zhì)流路的比預(yù)熱器更靠下游側(cè)的部位的壓力更高的狀態(tài)，因此抑制蒸發(fā)器中的水錘現(xiàn)象的產(chǎn)生。

另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選為，還具備蒸汽疏水閥，前述蒸汽疏水閥設(shè)置于前述加熱介質(zhì)流路的比前述蒸發(fā)器更靠下游側(cè)并且比前述預(yù)熱器更靠上游側(cè)的部位，前述蒸汽疏水閥禁止從前述蒸發(fā)器流出來的加熱介質(zhì)中的氣相的加熱介質(zhì)的通過，并且允許液相的加熱介質(zhì)的通過。

在這種技術(shù)方案的情況下，即使加熱介質(zhì)從蒸發(fā)器以氣相或氣液兩相的狀態(tài)流出來，也借助蒸汽疏水閥禁止氣相的加熱介質(zhì)的通過，因此抑制氣相的加熱介質(zhì)向預(yù)熱器的流入。由此，抑制預(yù)熱器中的水錘現(xiàn)象的產(chǎn)生。

在這種情況下，優(yōu)選為，還具備排氣流路，前述排氣流路設(shè)置于前述加熱介質(zhì)流路的前述蒸汽疏水閥與前述預(yù)熱器之間的部位，使從前述蒸發(fā)器流出來的加熱介質(zhì)中的氣相的加熱介質(zhì)向外部排出。

這樣的話，更切實(shí)地抑制氣相的加熱介質(zhì)向預(yù)熱器的流入。

另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選為，前述流量調(diào)整部具有第一開關(guān)閥、旁通流路、第二開關(guān)閥，前述第一開關(guān)閥設(shè)置于前述加熱介質(zhì)流路的比前述蒸發(fā)器更靠上游側(cè)的部位，前述旁通流路繞過前述第一開關(guān)閥，并且具有比前述加熱介質(zhì)流路的內(nèi)徑更小的內(nèi)徑，前述第二開關(guān)閥設(shè)置于前述旁通流路，前述第二開關(guān)閥構(gòu)成為能夠調(diào)整開度。

在這種技術(shù)方案的情況下，能夠借助如下所述的簡單的構(gòu)造，進(jìn)行氣相的加熱介質(zhì)向蒸發(fā)器的流入量的微調(diào)整：設(shè)置具有比加熱介質(zhì)流路的內(nèi)徑更小的內(nèi)徑的旁通流路和能夠調(diào)整開度的第二開關(guān)閥。

在這種情況下，優(yōu)選為，前述控制部在前述加熱介質(zhì)流路的比前述流量調(diào)整部更靠上游側(cè)的部位的壓力與前述加熱介質(zhì)流路的前述流量調(diào)整部與前述蒸發(fā)器之間的部位的壓力彼此相等時，將前述第一開關(guān)閥打開。

這樣的話，能夠抑制打開第一開關(guān)閥時的氣相的加熱介質(zhì)向蒸發(fā)器的急劇流入，即抑制蒸發(fā)器的溫度的急劇上升，并且增加氣相的加熱介質(zhì)向蒸發(fā)器的流入量。

另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選為，在前述加熱介質(zhì)流路的比前述預(yù)熱器更靠下游側(cè)的部位設(shè)置有壓力損失產(chǎn)生部，前述壓力損失產(chǎn)生部對于從前述預(yù)熱器流出來的加熱介質(zhì)使其產(chǎn)生壓力損失，使得前述預(yù)熱器內(nèi)被液相的加熱介質(zhì)充滿。

這樣的話，預(yù)熱器內(nèi)被液相的加熱介質(zhì)充滿，因此抑制預(yù)熱器中的水錘現(xiàn)象的產(chǎn)生。

具體地說，優(yōu)選為，前述壓力損失產(chǎn)生部由立起流路構(gòu)成，前述立起流路由前述加熱介質(zhì)流路的一部分構(gòu)成并且具有向上方立起的形狀，前述立起流路的下游側(cè)的端部的位置設(shè)定成與前述預(yù)熱器的用于使前述加熱介質(zhì)流入前述預(yù)熱器內(nèi)的流入口的高度位置相同或比其更高的高度位置。

這樣的話，能夠?qū)τ趶念A(yù)熱器流出來的加熱介質(zhì)簡單地使其產(chǎn)生壓力損失。

另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選為，還具備調(diào)整閥，前述調(diào)整閥設(shè)置于前述加熱介質(zhì)流路的前述預(yù)熱器的下游側(cè)的部位，能夠調(diào)整開度，前述控制部調(diào)整前述調(diào)整閥的開度，使得前述加熱介質(zhì)流路的比前述調(diào)整閥更靠下游側(cè)的部位的溫度或壓力落入一定的范圍內(nèi)。

這樣的話，從預(yù)熱器流出來的加熱介質(zhì)的溫度或壓力落入一定的范圍內(nèi)，因此能有效地利用該加熱介質(zhì)。

另外，本發(fā)明提供一種熱能回收裝置，前述一種熱能回收裝置具備蒸發(fā)器、能量回收部、循環(huán)流路、泵、加熱介質(zhì)流路、流量調(diào)整部、控制部，前述蒸發(fā)器使工作介質(zhì)與從外部供給的氣相的加熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換，由此使前述工作介質(zhì)蒸發(fā)，前述能量回收部從由前述蒸發(fā)器流出來的工作介質(zhì)回收能量，前述循環(huán)流路連接前述蒸發(fā)器及前述能量回收部，并且用于流通前述工作介質(zhì)，前述泵設(shè)置于前述循環(huán)流路，前述加熱介質(zhì)流路對于前述蒸發(fā)器供給前述加熱介質(zhì)，前述流量調(diào)整部設(shè)置于前述加熱介質(zhì)流路的比前述蒸發(fā)器更靠上游側(cè)的部位，前述控制部在使前述泵停止直到前述蒸發(fā)器的溫度變成規(guī)定值的狀態(tài)下，控制前述流量調(diào)整部，使得前述氣相的加熱介質(zhì)向前述蒸發(fā)器的流入量逐漸地增加。

在本熱能回收裝置中也同樣地，氣相的加熱介質(zhì)（蒸汽等）向蒸發(fā)器的流入量逐漸地增加，直到蒸發(fā)器的溫度變成規(guī)定值，因此抑制蒸發(fā)器的溫度的急劇的上升。進(jìn)一步地，泵停止直到蒸發(fā)器的溫度變成規(guī)定值，因此更切實(shí)地抑制加熱介質(zhì)向蒸發(fā)器急劇流入，即，更切實(shí)地抑制蒸發(fā)器的溫度急劇上升。

在這種情況下，優(yōu)選為，前述流量調(diào)整部具有第一開關(guān)閥、旁通流路、第二開關(guān)閥，前述第一開關(guān)閥設(shè)置于前述加熱介質(zhì)流路的比前述蒸發(fā)器更靠上游側(cè)的部位，前述旁通流路繞過前述第一開關(guān)閥，并且具有比前述加熱介質(zhì)流路的內(nèi)徑更小的內(nèi)徑，前述第二開關(guān)閥設(shè)置于前述旁通流路，前述第二開關(guān)閥構(gòu)成為能夠調(diào)整開度。

進(jìn)一步地，在這種情況下，優(yōu)選為，前述控制部在前述加熱介質(zhì)流路的比前述流量調(diào)整部更靠上游側(cè)的部位的壓力與前述加熱介質(zhì)流路的前述流量調(diào)整部與前述蒸發(fā)器之間的部位的壓力彼此相等時，將前述第一開關(guān)閥打開。

另外，本發(fā)明提供一種熱能回收裝置的起動方法，前述熱能回收裝置具備蒸發(fā)器、預(yù)熱器、能量回收部、循環(huán)流路、泵、加熱介質(zhì)流路，前述蒸發(fā)器使工作介質(zhì)與從外部供給的氣相的加熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換，由此使前述工作介質(zhì)蒸發(fā)，前述預(yù)熱器使從前述蒸發(fā)器流出來的加熱介質(zhì)與流入前述蒸發(fā)器前的工作介質(zhì)進(jìn)行熱交換，由此加熱工作介質(zhì)，前述能量回收部從由前述蒸發(fā)器流出來的工作介質(zhì)回收能量，前述循環(huán)流路連接前述預(yù)熱器、前述蒸發(fā)器及前述能量回收部，并且用于流通前述工作介質(zhì)，前述泵設(shè)置于前述循環(huán)流路，前述加熱介質(zhì)流路對于前述蒸發(fā)器及前述預(yù)熱器供給前述加熱介質(zhì)，其特征在于，包括開始前述氣相的加熱介質(zhì)的向前述蒸發(fā)器及前述預(yù)熱器的供給的加熱介質(zhì)供給開始工序，在前述加熱介質(zhì)供給開始工序中，在使前述泵停止直到前述蒸發(fā)器的溫度變成規(guī)定值的狀態(tài)下，使前述氣相的加熱介質(zhì)向前述蒸發(fā)器的流入量逐漸地增加。

在本起動方法的情況下，抑制起動時（運(yùn)轉(zhuǎn)開始時）的蒸發(fā)器的溫度的急劇上升，即，抑制在蒸發(fā)器中產(chǎn)生的熱應(yīng)力的急劇的增大。

在這種情況下，優(yōu)選為，還包括開始前述泵的驅(qū)動的泵驅(qū)動開始工序，在前述泵驅(qū)動開始工序中，在前述蒸發(fā)器的溫度變成前述規(guī)定值時，提高前述泵的轉(zhuǎn)速，使得維持前述加熱介質(zhì)流路的前述流量調(diào)整部與前述蒸發(fā)器之間的部位的壓力與前述加熱介質(zhì)流路的比前述預(yù)熱器更靠下游側(cè)的部位的壓力相比更高的狀態(tài)。

這樣的話，能夠一邊抑制蒸發(fā)器中的所謂的水錘現(xiàn)象的產(chǎn)生一邊驅(qū)動泵（向在能量回收部中回收能量的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移）。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能提供能夠抑制在運(yùn)轉(zhuǎn)開始時在蒸發(fā)器中產(chǎn)生的熱應(yīng)力的急劇增大的熱能回收裝置及其起動方法。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的熱能回收裝置的結(jié)構(gòu)的概略的圖。

圖2是表示起動時的控制部的控制內(nèi)容的流程圖。

圖3是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的熱能回收裝置的結(jié)構(gòu)的概略的圖。

圖4是表示第一實(shí)施方式的熱能回收裝置的變形例的結(jié)構(gòu)的概略的圖。

具體實(shí)施方式

第一實(shí)施方式

關(guān)于本發(fā)明的第一實(shí)施方式的熱能回收裝置，參照圖1及圖2進(jìn)行說明。

如圖1所示，熱能回收裝置具備蒸發(fā)器10、預(yù)熱器12、能量回收部13、凝結(jié)器18、泵20、循環(huán)流路22、加熱介質(zhì)流路30、流量調(diào)整部40、控制部50。

蒸發(fā)器10通過使由外部供給的氣相的加熱介質(zhì)（工廠的廢氣等）與工作介質(zhì)（HFC245fa等）進(jìn)行熱交換，使工作介質(zhì)蒸發(fā)。蒸發(fā)器10具有工作介質(zhì)流通的第一流路10a和加熱介質(zhì)流通的第二流路10b。在本實(shí)施方式中，作為蒸發(fā)器10，使用有釬焊板式的熱交換器。但是，作為蒸發(fā)器10，也可以使用所謂的管殼式熱交換器。

預(yù)熱器12通過使從蒸發(fā)器10流出來的加熱介質(zhì)與流入蒸發(fā)器10之前的工作介質(zhì)進(jìn)行熱交換，加熱工作介質(zhì)。預(yù)熱器12具有工作介質(zhì)流通的第一流路12a、加熱介質(zhì)流通的第二流路12b。在本實(shí)施方式中，作為預(yù)熱器12，也使用釬焊板式的熱交換器。但是，作為預(yù)熱器12也可以使用所謂的管殼式的熱交換器的這一情況與蒸發(fā)器10的情況相同。預(yù)熱器12具有用于使加熱介質(zhì)流入第二流路12b內(nèi)的流入口12c、用于使加熱介質(zhì)從第二流路12b流出的流出口12d。預(yù)熱器12設(shè)置成流入口12c的位置比流出口12d的位置更高的姿勢。預(yù)熱器12的第二流路12b的上游側(cè)的端部的高度位置設(shè)定成與蒸發(fā)器10的第二流路10b的下游側(cè)的端部的高度位置相同或比其更低。

能量回收部13具備膨脹機(jī)14、動力回收機(jī)16。循環(huán)流路22將預(yù)熱器12、蒸發(fā)器10、膨脹機(jī)14、凝結(jié)器18及泵20按照該順序直接地連接。在循環(huán)流路22的蒸發(fā)器10與膨脹機(jī)14之間的部位上，設(shè)置有截止閥25。另外，在循環(huán)流路22中，設(shè)置有繞過膨脹機(jī)14的迂回流路24。在迂回流路24中，設(shè)置有開關(guān)閥26。

膨脹機(jī)14設(shè)置于循環(huán)流路22的蒸發(fā)器10的下游側(cè)的部位。膨脹機(jī)14使從蒸發(fā)器10流出來的氣相的工作介質(zhì)膨脹。在本實(shí)施方式中，作為膨脹機(jī)14，使用有容積式的螺旋膨脹機(jī)，前述容積式的螺旋膨脹機(jī)具有被從蒸發(fā)器10流出來的氣相的工作介質(zhì)的膨脹能量旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的轉(zhuǎn)子。具體地說，膨脹機(jī)14具有陰陽一對的螺旋轉(zhuǎn)子。

動力回收機(jī)16連接于膨脹機(jī)14。在本實(shí)施方式中，作為動力回收機(jī)16使用有發(fā)電機(jī)。該動力回收機(jī)16具有旋轉(zhuǎn)軸，前述旋轉(zhuǎn)軸連接于膨脹機(jī)14的一對的螺旋轉(zhuǎn)子中的一個。動力回收機(jī)16的前述旋轉(zhuǎn)軸伴隨前述螺旋轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，由此產(chǎn)生電力。此外，作為動力回收機(jī)16，除發(fā)電機(jī)之外，也可以使用壓縮機(jī)等。

凝結(jié)器18設(shè)置于循環(huán)流路22的膨脹機(jī)14的下游側(cè)的部位。凝結(jié)器18用從外部供給的冷卻介質(zhì)（冷卻水等）使從膨脹機(jī)14流出來的工作介質(zhì)冷卻，由此使其凝結(jié)（液化）。

泵20設(shè)置于循環(huán)流路22的凝結(jié)器18的下游側(cè)的部位（凝結(jié)器18與預(yù)熱器12之間的部位）。泵20將液相的工作介質(zhì)一直加壓到既定的壓力后向預(yù)熱器12送出。作為泵20，使用離心泵、齒輪泵、螺旋泵、次擺線泵（trochoid pump）等，前述離心泵將葉輪作為轉(zhuǎn)子而具備，前述齒輪泵的轉(zhuǎn)子由一對齒輪構(gòu)成。

加熱介質(zhì)流路30是從生成氣相的加熱介質(zhì)的外部熱源對于蒸發(fā)器10及預(yù)熱器12按該順序供給加熱介質(zhì)的流路。即，加熱介質(zhì)30具有將氣相的加熱介質(zhì)向蒸發(fā)器10供給的供給流路30a、使從蒸發(fā)器10的第二流路10b流出來的加熱介質(zhì)流入預(yù)熱器12的第二流路12b的連結(jié)流路30b、使加熱介質(zhì)從預(yù)熱器12流出的排出流路30c。

流量調(diào)整部40設(shè)置于供給流路30a（加熱介質(zhì)流路30的比蒸發(fā)器10更靠上游側(cè)的部位）。流量調(diào)整部40構(gòu)成為能夠調(diào)整氣相的工作介質(zhì)向蒸發(fā)器10的流入量。在本實(shí)施方式中，流量調(diào)整部40具有設(shè)置于供給流路30a的第一開關(guān)閥V1、繞過第一開關(guān)閥V1的旁通流路32、設(shè)置于旁通流路32中的第二開關(guān)閥V2。旁通流路32的內(nèi)徑（公稱直徑）設(shè)定為比供給流路30a的內(nèi)徑（公稱直徑）更小。旁通流路32的內(nèi)徑優(yōu)選地設(shè)定為供給流路30a的內(nèi)徑的一半以下。第二開關(guān)閥V2由能夠調(diào)整開度的電磁閥構(gòu)成。

在本實(shí)施方式中，在連結(jié)流路30b（加熱介質(zhì)流路30的在蒸發(fā)器10與預(yù)熱器12之間的部位）中設(shè)置有蒸汽疏水閥38、排氣流路34。蒸汽疏水閥38禁止從蒸發(fā)器10流出來的加熱介質(zhì)中的氣相的加熱介質(zhì)的通過，并且允許液相的加熱介質(zhì)的通過。排氣流路34設(shè)置于連結(jié)流路30b的蒸汽疏水閥38與預(yù)熱器12之間的部位。排氣流路34是用于使從蒸發(fā)器10流出來的加熱介質(zhì)的氣相的加熱介質(zhì)向外部排出的流路。在排氣流路34中設(shè)置有閥35。

排出流路30c（加熱介質(zhì)流路30的比預(yù)熱器12更靠下游側(cè)的部位）是用于將在預(yù)熱器12中賦予工作介質(zhì)熱量之后的加熱介質(zhì)向外部排出的流路。在本實(shí)施方式中，排出流路30c設(shè)成向大氣敞開。在排出流路30c上設(shè)置有壓力損失產(chǎn)生部36。壓力損失產(chǎn)生部36對于從預(yù)熱器12流出來的加熱介質(zhì)使其產(chǎn)生壓力損失，使得預(yù)熱器12的第二流路12b內(nèi)被液相的加熱介質(zhì)充滿。在本實(shí)施方式中，壓力損失產(chǎn)生部36由立起流路構(gòu)成，該立起流路由排出流路30c的一部分構(gòu)成。立起流路具有朝向上方立起的形狀。立起流路的下游側(cè)的端部36a的位置設(shè)定成與預(yù)熱器的流入口12c的高度位置相同或更高的高度位置。在排出流路30c中的比壓力損失產(chǎn)生部36更靠下游側(cè)的部位上設(shè)置有能夠調(diào)整開度的調(diào)整閥V3。

控制部50在本能量回收裝置起動時，主要控制第一開關(guān)閥V1、第二開關(guān)閥V2、泵20、截止閥25以及開關(guān)閥26。此外，在本裝置起動之前（停止時），第一開關(guān)閥V1及第二開關(guān)閥V2都關(guān)閉，泵20及能量回收部13都停止，截止閥25關(guān)閉，開關(guān)閥26打開。下面，參照圖2，關(guān)于控制部50的控制內(nèi)容進(jìn)行說明。

若本裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)開始，則控制部50打開第二開關(guān)閥V2，并且使第二開關(guān)閥V2的開度以一定的速度持續(xù)增大（步驟S11）。若這樣，則氣相的加熱介質(zhì)通過旁通流路32漸漸地開始流入蒸發(fā)器10。并且，其流量逐漸地增加。結(jié)果，蒸發(fā)器10的溫度T1漸漸地上升。此外，蒸發(fā)器10的溫度T1意味著蒸發(fā)器10的代表溫度。在本實(shí)施方式（釬焊板式的熱交換器）中，前述代表溫度是蒸發(fā)器10的表面溫度，該溫度T1由設(shè)置于蒸發(fā)器10的表面的溫度傳感器51檢測。此外，在采用管殼式的熱交換器作為蒸發(fā)器10的情況下，前述代表溫度意味著該熱交換器的加熱介質(zhì)流通的流路的溫度。

接下來，控制部50判定蒸發(fā)器10的溫度T1是否比規(guī)定值T0更大（步驟S12）。結(jié)果，在蒸發(fā)器10的溫度T1不足規(guī)定值T0的情況下（在步驟S11中為否），控制部50再一次判定蒸發(fā)器10的溫度T1是否比規(guī)定值T0更大（步驟S12）。另一方面，在蒸發(fā)器10的溫度T1比規(guī)定值T0更大的情況下（在步驟S11中為是），控制部50提高泵20的轉(zhuǎn)速（步驟S13）。

若這樣，則向預(yù)熱器12及蒸發(fā)器10供給工作介質(zhì)。在這里，截止閥25關(guān)閉，開關(guān)閥26打開，所以工作介質(zhì)經(jīng)由迂回流路24（同時繞過膨脹機(jī)14）在循環(huán)流路22中循環(huán)。這時，在蒸發(fā)器10中，氣相的加熱介質(zhì)被工作介質(zhì)冷卻（加熱工作介質(zhì)）。接下來，以液相或氣液兩相的狀態(tài)從蒸發(fā)器10流出來的加熱介質(zhì)經(jīng)由蒸汽疏水閥38流入預(yù)熱器12。接下來，在預(yù)熱器12中被工作介質(zhì)冷卻的（對工作介質(zhì)施加熱量）加熱介質(zhì)通過排出流路30c向外部排出。

接下來，控制部50判定壓力Ps2是否比壓力Ps4更大（步驟S14），前述壓力Ps2是供給流路30a的流量調(diào)整部40與蒸發(fā)器10之間的部位的壓力，前述Ps4是排出流路30c的預(yù)熱器12與壓力損失產(chǎn)生部（立起流路）36之間的部位的壓力（在本實(shí)施方式中，大氣壓與壓力損失產(chǎn)生部36中的壓力損失大小的和）。在前述壓力Ps4比前述壓力Ps2更大的情況下，可以說處于液相的加熱介質(zhì)從排出流路30c很難排出的狀態(tài)，即，液相的加熱介質(zhì)在蒸發(fā)器10的第二流路10b內(nèi)容易停留的狀態(tài)。此外，前述壓力Ps2由設(shè)置于供給流路30a的流量調(diào)整部40與蒸發(fā)器10之間的部位的壓力傳感器62檢測，前述壓力Ps4由設(shè)置于排出流路30c的預(yù)熱器12與壓力損失產(chǎn)生部36之間的部位的壓力傳感器64檢測。

上述判定的結(jié)果是，在前述壓力Ps2比前述壓力Ps4更大的情況下，控制部50提高泵20的轉(zhuǎn)速（步驟S15），另一方面，在前述壓力Ps2是前述壓力Ps4以下的情況下，控制部50降低泵20的轉(zhuǎn)速（步驟S16）。

之后，控制部50判定第二開關(guān)閥V2的開度是否為最大（步驟S17）。結(jié)果，在第二開關(guān)閥V2的開度不是最大的情況下，控制部50再一次判定蒸發(fā)器10的溫度T1是否比規(guī)定值T0更大（步驟S12）。另一方面，在第二開關(guān)閥V2的開度是最大的情況下，控制部50判定供給流路30a的比流量調(diào)整部40更靠上游側(cè)的部位的壓力Ps1是否與前述壓力Ps2相等（步驟S18）。此外，前述壓力Ps1由設(shè)置在供給流路30a的比流量調(diào)整部40更靠上游側(cè)的部位的壓力傳感器61檢測。

上述判定的結(jié)果是，在前述壓力Ps1與前述壓力Ps2不相等的情況下（在步驟S18為否），控制部50再一次判定前述壓力Ps1與前述壓力Ps2是否相等（步驟S18）。另一方面，在前述壓力Ps1與前述壓力Ps2相等的情況下（在步驟S18為是），控制部50將第一開關(guān)閥V1打開（步驟S19）。若這樣，則氣相的加熱介質(zhì)不受第一開關(guān)閥V1及第二開關(guān)閥V2的限制，全部流入蒸發(fā)器10。

然后，控制部50關(guān)閉開關(guān)閥26，并且打開截止閥25，驅(qū)動膨脹機(jī)14及動力回收機(jī)16（開始動力的回收），由此向暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移。這時，控制部50提高泵20的轉(zhuǎn)速，以便使第一飽和溫度與第二包和溫度的差（間隔溫度）成為目標(biāo)值，前述第一飽和溫度是供給流路30a的流量調(diào)整部40與蒸發(fā)器10之間的部位的溫度，前述第二飽和溫度是循環(huán)流路22的蒸發(fā)器10與膨脹機(jī)14之間的部位的溫度。此外，前述第一飽和溫度基于壓力傳感器62的檢測值而算出，前述壓力傳感器62設(shè)置于供給流路30a的流量調(diào)整部40與蒸發(fā)器10之間的部位，前述第二飽和溫度基于壓力傳感器65的檢測值而算出，前述壓力傳感器65設(shè)置于循環(huán)流路22的蒸發(fā)器10與膨脹機(jī)14之間的部位。

接下來，控制部50調(diào)整調(diào)整閥V3的開度，使得排出流路30c的比壓力損失產(chǎn)生部36更靠下游側(cè)的部位的溫度Ts6或壓力Ps6落入一定的范圍內(nèi)。此外，前述溫度Ts6及前述壓力Ps6分別由設(shè)置于排出流路30c的比壓力損失產(chǎn)生部36更靠下游側(cè)的部位的溫度傳感器66及壓力傳感器67檢測。

如上所述，在本熱能回收裝置中，氣相的加熱介質(zhì)（蒸汽等）向蒸發(fā)器10的流入量逐漸地增加直到蒸發(fā)器10的溫度T1變成規(guī)定值T0，因此抑制蒸發(fā)器10的溫度T1的急劇的上升。進(jìn)一步地，泵20保持停止直到蒸發(fā)器10的溫度T1變成規(guī)定值T0，因此更切實(shí)地抑制加熱介質(zhì)向蒸發(fā)器10的急劇的流入，即，蒸發(fā)器10的溫度T1的急劇上升。具體地說，若在蒸發(fā)器10的溫度T1變成規(guī)定值T0之前驅(qū)動泵20，則工作介質(zhì)向蒸發(fā)器10流入，氣相的加熱介質(zhì)被該工作介質(zhì)冷卻，因此促進(jìn)蒸發(fā)器10中的氣相的加熱介質(zhì)的凝結(jié)。若氣相的加熱介質(zhì)凝結(jié)，則該加熱介質(zhì)的體積（壓力）變小，因此促進(jìn)氣相的加熱介質(zhì)從加熱介質(zhì)流路30向蒸發(fā)器10的流入，由此存在蒸發(fā)器10的溫度T1會急劇上升的情況。與之相對的，在本裝置中，泵20停止直到蒸發(fā)器10的溫度T1變成規(guī)定值T0，因此抑制運(yùn)轉(zhuǎn)開始時（起動時）的蒸發(fā)器10的溫度T1的急劇上升，即，在蒸發(fā)器10中產(chǎn)生的熱應(yīng)力的急劇增大。

另外，控制部50在蒸發(fā)器10的溫度T1為規(guī)定值T0時提高泵20的轉(zhuǎn)速，以便維持壓力Ps2比壓力Ps4更高的狀態(tài)，前述壓力Ps2是加熱介質(zhì)流路30的流量調(diào)整部40與蒸發(fā)器10之間的部位的壓力，前述壓力Ps4是加熱介質(zhì)流路30的比預(yù)熱器12更靠下游側(cè)的部位的壓力。

因此，能夠一邊抑制蒸發(fā)器10中的所謂的水錘現(xiàn)象的產(chǎn)生一邊驅(qū)動泵20（向在能量回收部13中回收能量的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移）。例如，在前述壓力Ps2比前述壓力Ps4更小的情況下，在蒸發(fā)器10和預(yù)熱器12中凝結(jié)的液相的加熱介質(zhì)變得很難從預(yù)熱器12流出，因此該液相的加熱介質(zhì)變得容易停留在蒸發(fā)器10的第二流路10b內(nèi)。若氣相的加熱介質(zhì)在這種狀態(tài)下流入蒸發(fā)器10的第二流路10b內(nèi)，則該加熱介質(zhì)被第二流路10b內(nèi)的液相加熱介質(zhì)（排水或霧）冷卻而凝結(jié)，由此體積急劇地變小。若這樣，則產(chǎn)生加熱介質(zhì)的凝結(jié)的區(qū)域的壓力變得相對地低。結(jié)果，液相的加熱介質(zhì)（液滴）朝向該壓力相對地低的區(qū)域移動，由此會產(chǎn)生該液相的加熱介質(zhì)沖擊蒸發(fā)器10的第二流路10b的內(nèi)表面的現(xiàn)象（水錘現(xiàn)象）。相對于此，在本實(shí)施方式中，維持前述壓力Ps2比前述壓力Ps4更高的狀態(tài)，因此抑制蒸發(fā)器10中的水錘現(xiàn)象的產(chǎn)生。

另外，在本實(shí)施方式中，在連結(jié)流路30b中設(shè)置有蒸汽疏水閥38。因此，即使加熱介質(zhì)從蒸發(fā)器10以氣相或氣液兩相的狀態(tài)流出來，也借助蒸汽疏水閥38禁止氣相的加熱介質(zhì)的通過，因此抑制氣相的加熱介質(zhì)向預(yù)熱器12的流入。由此，抑制預(yù)熱器12中的水錘現(xiàn)象的產(chǎn)生。

進(jìn)一步地，在連結(jié)流路30b的蒸汽疏水閥38與預(yù)熱器12之間的部位上設(shè)置有排氣流路34，因此更切實(shí)地抑制氣相的加熱介質(zhì)向預(yù)熱器12的流入。

另外，在本實(shí)施方式中，流量調(diào)整部40具有第一開關(guān)閥V1、旁通流路32、第二開關(guān)閥V2，前述旁通流路32具有比供給流路30a的內(nèi)徑更小的內(nèi)徑。在這種狀態(tài)下，能夠借助如下所述的簡單的構(gòu)造，微調(diào)整氣相的加熱介質(zhì)向蒸發(fā)器10的流入量：設(shè)置旁通流路32和第二開關(guān)閥V2，前述旁通流路32具有比供給流路30a的內(nèi)徑更小的內(nèi)徑，前述第二開關(guān)閥V2能夠調(diào)整開度。

另外，在本實(shí)施方式中，控制部50在壓力Ps1與壓力Ps2變成彼此相等時，打開第一開關(guān)閥V，前述壓力Ps1是供給流路30a的比流量調(diào)整部40更靠上游側(cè)的部位的壓力，前述壓力Ps2是供給流路30a的流量調(diào)整部40與蒸發(fā)器10之間的部位的壓力。因此，能抑制打開第一開關(guān)閥V1時的氣相的加熱介質(zhì)向蒸發(fā)器10的急劇的流入，即，抑制蒸發(fā)器10的溫度T1的急劇上升，同時增加氣相的加熱介質(zhì)向蒸發(fā)器10的流入量。

另外，在本實(shí)施方式中，在排出流路30c中設(shè)置有由立起流路構(gòu)成的壓力損失產(chǎn)生部36。因此，預(yù)熱器12的第二流路12b內(nèi)被液相的加熱介質(zhì)充滿，因此抑制預(yù)熱器12中的水錘現(xiàn)象的產(chǎn)生。在假設(shè)沒有設(shè)置壓力損失產(chǎn)生部36的情況下，由于重力的影響，促進(jìn)液相的加熱介質(zhì)從預(yù)熱器12的第二流路12b內(nèi)的流出。若這樣，則連結(jié)流路30b中的比蒸汽疏水閥38更靠下游側(cè)的部位（包括預(yù)熱器12和排出流路30c）的壓力變得比較小，因此從蒸發(fā)器10流出來的加熱介質(zhì)在通過蒸汽疏水閥38后奔流，由此存在產(chǎn)生氣相的加熱介質(zhì)的情況。在這種情況下，在預(yù)熱器12中，會產(chǎn)生水錘現(xiàn)象。

除此之外，在本實(shí)施方式中，控制部50調(diào)整調(diào)整閥V3的開度，使得排出流路30c的比調(diào)整閥V3更靠下游側(cè)的部位的溫度T6或壓力Ps6落入一定的范圍內(nèi)。因此，能夠有效地利用從排出流路30c排出來的加熱介質(zhì)。

第二實(shí)施方式

接下來，參照圖3，關(guān)于本發(fā)明的第二實(shí)施方式的熱能回收裝置進(jìn)行說明。此外，在圖3中，主要表示有與第一實(shí)施方式不同的部分。在第二實(shí)施方式中，僅關(guān)于與第一實(shí)施方式不同的部分進(jìn)行說明，省略與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)造、作用及效果。

在本實(shí)施方式中，作為壓力損失產(chǎn)生部36，使用有能夠調(diào)整開度的電磁開關(guān)閥。換言之，在本實(shí)施方式中，省略了第一實(shí)施方式的立起流路，并且調(diào)整閥V3兼任壓力損失產(chǎn)生部36。

控制部50調(diào)整壓力損失產(chǎn)生部36（調(diào)整閥V3）的開度，使得壓力Ps4形成為壓力Ps3以上，前述壓力Ps4是排出流路30c的預(yù)熱器12與壓力損失產(chǎn)生部36之間的部位的壓力，前述壓力Ps3是連結(jié)流路30b的蒸汽疏水閥38與預(yù)熱器12之間的部位的壓力。此外，前述壓力Ps3由設(shè)置于連結(jié)流路30b的蒸汽疏水閥38與預(yù)熱器12之間的部位的壓力傳感器63檢測。

在本實(shí)施方式中也同樣地，能對于從預(yù)熱器12流出來的加熱介質(zhì)簡單地使其產(chǎn)生壓力損失。

變形例

如圖4所示，在熱能回收裝置中，不是必須要設(shè)置預(yù)熱器。此外，在省略了預(yù)熱器的情況下，也能省略設(shè)置于加熱介質(zhì)流路30的比蒸汽疏水閥38更靠下游側(cè)的部位及相當(dāng)部位的結(jié)構(gòu)。熱能回收裝置的其他結(jié)構(gòu)與圖1相同。即使在這種情況下，氣相的加熱介質(zhì)（蒸汽等）向蒸發(fā)器10的流入量也逐漸地增加直到蒸發(fā)器10的溫度T1變成規(guī)定值T0，因此抑制蒸發(fā)器10的溫度T1的急劇上升。進(jìn)一步地，泵20停止直到蒸發(fā)器10的溫度T1變成規(guī)定值T0，因此更切實(shí)地抑制加熱介質(zhì)向蒸發(fā)器10的急劇的流入，即，蒸發(fā)器10的溫度T1的急劇上升。

此外，應(yīng)該認(rèn)為此次公開的實(shí)施方式在所有的點(diǎn)都是例示，而不是限制性的。本發(fā)明的范圍不是由上述的實(shí)施方式的說明而由權(quán)利要求書表示，還包括與權(quán)利要求書等同的意思及范圍內(nèi)的所有的變更。

例如，流量調(diào)整部40也可以由單一的電磁閥構(gòu)成。即，也可以省略流量調(diào)整部40的旁通流路32及第二開關(guān)閥V2，作為第一開關(guān)閥V1，使用能夠調(diào)整開度的電磁閥。

附圖表及說明

10蒸發(fā)器；12預(yù)熱器；13能量回收部；20泵；22循環(huán)流路；30加熱介質(zhì)流路；32旁通流路；34排氣流路；36壓力損失產(chǎn)生部；38蒸汽疏水閥；40流量調(diào)整部；50控制部；V1第一開關(guān)閥；V2第二開關(guān)閥；V3調(diào)整閥。