排熱回收裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及利用閃蒸循環(huán)系統(tǒng)的排熱回收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知利用閃蒸循環(huán)系統(tǒng)的排熱回收裝置。例如，非專利文獻(xiàn)I的圖3公開一種排熱回收裝置，其包括:氣液分離器；讓由所述氣液分離器分離的氣態(tài)的工作介質(zhì)流入的膨脹器；與所述膨脹器連接的發(fā)電機；使由所述氣液分離器分離的液態(tài)的工作介質(zhì)膨脹的膨脹閥；使從所述膨脹器排出的工作介質(zhì)與經(jīng)過所述膨脹閥后的工作介質(zhì)相混合的混合器；使由所述混合器混合的工作介質(zhì)凝結(jié)的凝結(jié)器；對由所述凝結(jié)器凝結(jié)的工作介質(zhì)進(jìn)行加壓的栗；以及使由所述栗加壓的工作介質(zhì)蒸發(fā)的蒸發(fā)器。
[0003]在非專利文獻(xiàn)I記載的排熱回收裝置中，由氣液分離器分離后的液態(tài)的工作介質(zhì)在與從膨脹器排出的工作介質(zhì)匯合之前經(jīng)過膨脹閥。此時，所述液態(tài)的工作介質(zhì)絕熱膨脹。即，在該排熱回收裝置中，在所述液態(tài)的工作介質(zhì)經(jīng)過膨脹閥的過程中廢棄該工作介質(zhì)的熱能。而且，在該排熱回收裝置中沒有有效回收所述液態(tài)的工作介質(zhì)所廢棄的熱能。因此，膨脹器的動力回收率，即發(fā)電機的發(fā)電效率不夠充分。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]非專利文獻(xiàn)
[0006]非專利文獻(xiàn)1:Tony Ho及其他兩位，“在中高溫下的排熱再利用及太陽熱能領(lǐng)域的有機閃蒸循環(huán)系統(tǒng)(OFC)與其它先進(jìn)蒸汽循環(huán)系統(tǒng)的比較(Comparison of the OrganicFlash Cycle (OFC) to other advanced vapor cycles for intermediate and hightemperature waste heat reclamat1n and solar thermal energy)，，，〈〈Energy〉〉，2012 年6 月，第 42 號，ρ.213-222

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高膨脹器的動力回收率的排熱回收裝置。
[0008]基于本發(fā)明的一方面的排熱回收裝置包括:氣液分離器；讓由所述氣液分離器分離的氣態(tài)的工作介質(zhì)流入的膨脹器；與所述膨脹器連接的驅(qū)動機；使從所述膨脹器流出的工作介質(zhì)凝結(jié)的凝結(jié)器；對從所述凝結(jié)器流出的工作介質(zhì)進(jìn)行加壓的第一栗；對由所述第一栗加壓的工作介質(zhì)進(jìn)行加熱的第一加熱器；將所述氣液分離器、所述膨脹器、所述凝結(jié)器、所述第一栗及所述第一加熱器按該順序串聯(lián)連接的循環(huán)流路；使從所述氣液分離器流出的液態(tài)的工作介質(zhì)匯合到所述循環(huán)流路的所述第一加熱器與所述氣液分離器之間的部位中的熱回收流路；以及設(shè)置于所述熱回收流路而對所述熱回收流路中的工作介質(zhì)進(jìn)行加壓的第二栗。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的排熱回收裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實施方式】
[0010]參照圖1，對本發(fā)明的一實施方式的排熱回收裝置進(jìn)行說明。該排熱回收裝置是利用閃蒸循環(huán)系統(tǒng)的裝置。
[0011]如圖1所示，該排熱回收裝置包括:氣液分離器(閃蒸鼓)10 ;讓由氣液分離器10分離的氣態(tài)的工作介質(zhì)流入的膨脹器12 ;與膨脹器12連接的驅(qū)動機14 ;使從膨脹器12流出的工作介質(zhì)凝結(jié)的凝結(jié)器16 ;對從凝結(jié)器16流出的工作介質(zhì)進(jìn)行加壓的第一栗18 ;對由第一栗18加壓的工作介質(zhì)進(jìn)行加熱的第一加熱器20 ;以及將氣液分離器10、膨脹器12、凝結(jié)器16、第一栗18及第一加熱器20按該順序串聯(lián)連接的循環(huán)流路22。該排熱回收裝置還包括:使從氣液分離器10流出的液態(tài)的工作介質(zhì)匯合到循環(huán)流路22的熱回收流路24 ;設(shè)置在熱回收流路24的第二栗26 ;對由第二栗26加壓的工作介質(zhì)進(jìn)行加熱的第二加熱器28 ;使熱回收流路24匯合到循環(huán)流路22的混合器30 ;第一傳感器32 ;第二傳感器34 ;以及控制單元36。
[0012]氣液分離器10設(shè)置于循環(huán)流路22。工作介質(zhì)以飽和液態(tài)態(tài)或稍微過熱的狀態(tài)流入氣液分離器10。氣液分離器10將流入該氣液分離器10的工作介質(zhì)分離成氣態(tài)的工作介質(zhì)(飽和氣體)和液態(tài)的工作介質(zhì)(飽和液體)。具體而言，通過在氣液分離器10中發(fā)生壓力損失，流入該氣液分離器10的工作介質(zhì)被分離成氣態(tài)的工作介質(zhì)和液態(tài)的工作介質(zhì)。優(yōu)選的是，將水(水蒸氣)、烴系介質(zhì)(沼氣、乙烷、丙烷、丁烷、異丁烷、丙烯、苯、甲苯、二甲苯等)或?qū)θ蜃兣挠绊戄^小的氟利昂系介質(zhì)(HFC134a、HFC152a、HFC245fa等)用作工作介質(zhì)。在本實施方式中，使用選自所述工作介質(zhì)中的一種介質(zhì)。
[0013]膨脹器12設(shè)置于循環(huán)流路22中的氣液分離器10的下游側(cè)的部位。膨脹器12包括轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子利用從氣液分離器10排出的氣態(tài)的工作介質(zhì)的膨脹能量旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。具體而言，該膨脹器12具備在內(nèi)部形成有轉(zhuǎn)子室的外殼以及旋轉(zhuǎn)自如地支承在轉(zhuǎn)子室內(nèi)的公母一對的螺桿轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)子)。在本實施方式中，所述螺桿轉(zhuǎn)子利用通過形成于所述外殼的吸氣口向所述轉(zhuǎn)子室提供的工作介質(zhì)的膨脹能量來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。然后，通過在所述轉(zhuǎn)子室內(nèi)膨脹而壓力下降的工作介質(zhì)從形成于所述外殼的排出口向循環(huán)流路22排出。
[0014]驅(qū)動機14與膨脹器12相連接。在本實施方式中，將發(fā)電機14用作驅(qū)動機14。通過氣態(tài)的工作介質(zhì)在膨脹器12內(nèi)膨脹而使所述螺桿轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從而發(fā)電機14被驅(qū)動。具體而言，該發(fā)電機14具備與膨脹器12的一對螺桿轉(zhuǎn)子中的一個轉(zhuǎn)子相連接的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸伴隨所述螺桿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，由此產(chǎn)生電力。
[0015]凝結(jié)器16設(shè)置于循環(huán)流路22中的膨脹器12的下游側(cè)的部位。凝結(jié)器16使從膨脹器12排出的氣態(tài)的工作介質(zhì)凝結(jié)成液態(tài)的工作介質(zhì)。具體而言，該凝結(jié)器16具備讓氣態(tài)的工作介質(zhì)流動的工作介質(zhì)流路16a和讓從外部提供的冷卻介質(zhì)流動的冷卻介質(zhì)流路16b。冷卻介質(zhì)流路16b與用于從外部向凝結(jié)器16提供冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)提供流路17相連接。在該冷卻介質(zhì)提供流路17中設(shè)有用于對流入冷卻介質(zhì)流路16b的冷卻介質(zhì)的量進(jìn)行調(diào)整的冷卻閥17a。在工作介質(zhì)流路16a中流動的工作介質(zhì)通過與在冷卻介質(zhì)流路16b中流動的冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱交換而凝結(jié)。對于在冷卻介質(zhì)流路16b中流動的冷卻介質(zhì)而言，例如可以列舉冷卻水或空氣。
[0016]第一栗18設(shè)置于循環(huán)流路22中的凝結(jié)器16的下游側(cè)的部位。第一栗18將由凝結(jié)器16凝結(jié)的工作介質(zhì)加壓到規(guī)定壓力，并向循環(huán)流路22中的第一栗18的下游側(cè)送出。對于第一栗18，可以采用具備作為轉(zhuǎn)子的葉輪的離心栗、轉(zhuǎn)子由一對齒輪構(gòu)成的齒輪栗等。該第一栗18可以以任意轉(zhuǎn)速驅(qū)動。
[0017]第一加熱器20設(shè)置于循環(huán)流路22中的第一栗18的下游側(cè)(第一栗18與氣液分離器10之間)的部位。第一加熱器20對從第一栗18送出的工作介質(zhì)進(jìn)行加熱。具體而言，該第一加熱器20具備讓工作介質(zhì)流動的工作介質(zhì)流路20a和讓從外部提供的加熱介質(zhì)流動的第一加熱介質(zhì)流路20b。第一加熱介質(zhì)流路20b與用于從外部向第一加熱器20提供加熱介質(zhì)的第一加熱介質(zhì)提供流路21相連接。在該第一加熱介質(zhì)提供流路21中設(shè)有用于對流入第一加熱介質(zhì)流路20b的加熱介質(zhì)的量進(jìn)行調(diào)整的第一閥21a。在工作介質(zhì)流路20a中流動的工作介質(zhì)通過與在第一加熱介質(zhì)流路20b中流動的加熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換而被加熱。另外，工作介質(zhì)也可以由第一加熱器20加熱成稍微過熱狀態(tài)。對于向第一加熱介質(zhì)流路20b提供的加熱介質(zhì)，例如可以列舉蒸汽或溫水。
[0018]熱回收流路24是使從氣液分離器10流出的液態(tài)的工作介質(zhì)匯合到循環(huán)流路22的第一加熱器20與氣液分離器10之間的部位中的流路，更具體而言，該部位是混合器30。
[0019]第二栗26設(shè)置于熱回收流路24中的氣液分離器10的下游側(cè)的部位。第二栗26將由氣液分離器10分離的液態(tài)的工作介質(zhì)加壓到規(guī)定壓力，并向熱回收流路24中的第二栗26的下游側(cè)送出。第二栗26的結(jié)構(gòu)與第一栗18的結(jié)構(gòu)基本相同。
[0020]第二加熱器28設(shè)置于熱回收流路24中的第二栗26的下游側(cè)(第二栗26與混合器30之間)的部位。第二加熱器28的結(jié)構(gòu)與第一加熱器20的結(jié)構(gòu)基本相同。具體而言，第二加熱器28具備讓工作介質(zhì)流動的工作介質(zhì)流路28a和讓從外部提供的加熱介質(zhì)流動的第二加熱介質(zhì)流路28b。第二加熱介質(zhì)流路28b與用于從外部向第二加熱器28提供加熱介質(zhì)的第二加熱介質(zhì)提供流路29相連接。在該第二加熱介質(zhì)提供流路29中設(shè)有用于對流入第二加熱介質(zhì)流路28b的加熱介質(zhì)的量進(jìn)行調(diào)整的第二閥29a。在工作介質(zhì)流路28a中流動的工作介質(zhì)通過與在第二加熱介質(zhì)流路28b中流動的加熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換而被加熱。對于向第二加熱介質(zhì)流路28b提供的加熱介質(zhì)，例如可以列舉蒸汽或溫水。
[0021]混合器30使在循環(huán)流路22中由第一加熱器20加熱的工作介質(zhì)與在熱回收流路24中由第二加熱器28加熱的工作介質(zhì)相混合。S卩，循環(huán)流路22中設(shè)置有混合器30的部位是熱回收流路24與循環(huán)流路22的匯合點。在混合器30中混合的工作介質(zhì)經(jīng)過循環(huán)流路22被導(dǎo)入氣液分離器10。另外，也可以省略該混合器30。此時，熱回收流路24的下游側(cè)的端部直接與循環(huán)流路22相連接。
[0022]第一傳感器32是對在循環(huán)流路22中流動的工作介質(zhì)的壓力進(jìn)行檢測的壓力傳感器。該第一傳感器32設(shè)置于循環(huán)流路22中的第一加熱器20與混合器30之間的部位。SP，第一傳感器32對由第一加熱器20加熱的工作介質(zhì)的壓力進(jìn)行檢測。
[0023]第二傳感器34是對在熱回收流路24中流動的工作介質(zhì)的壓力進(jìn)行檢測的壓力傳感器。該第二傳感器34設(shè)置于熱回收流路24中的第二加熱器28與混合器30之間的部位。即，第二傳感器34對由第二加熱器28加熱的工作介質(zhì)的壓力進(jìn)行檢測。
[0024]控制單元36分別連接于冷卻閥17a、第一閥21a、第二閥29a、第一栗18、第二栗26、第一傳感器32及第二傳感器34?？刂茊卧?6具備:調(diào)整冷卻閥17a的開度的冷卻閥控制部36a ;調(diào)整第一栗18的轉(zhuǎn)速的第一栗控制部36b ;調(diào)整第一閥21a的開度的第一閥控制部36c ;調(diào)整第二栗26的轉(zhuǎn)速的第二栗控制部36d ;以及調(diào)整第二閥29a的開度的第二閥控制部36e。各控制部36a至36e對各自的控制對