CN106351705B - 热能回收装置及其起动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够抑制在运转开始时在蒸发器中产生的热应力的急剧增大的热能回收装置及其起动方法。前述热能回收装置具备蒸发器（10）、预热器（12）、能量回收部（13）、循环流路（22）、泵（20）、加热介质流路（30）、流量调整部（40）、控制部（50），前述加热介质流路（30）对于蒸发器（10）及预热器（12）供给加热介质，前述流量调整部（40）设置于加热介质流路（30）的比蒸发器（10）更靠上游侧的部位，控制部（50）在使泵（20）停止直到蒸发器（10）的温度变成规定值的状态下，控制流量调整部（40），使得气相的加热介质向蒸发器（10）的流入量逐渐地增加。

Description

热能回收装置及其起动方法

技术领域

本发明涉及热能回收装置及其起动方法。

背景技术

以往，众所周知有从由工厂的各种设备排出的废气等加热介质回收动力的热能回收装置。例如，在专利文献1中，公开了一种发电装置（热能回收装置），该发电装置具备：利用从外部的热源供给的加热介质加热工作介质的蒸发器，利用从蒸发器流出来的加热介质加热流入蒸发器前的工作介质的预热器，使从蒸发器流出来的工作介质膨胀的膨胀机，连接于膨胀机的发电机，使从膨胀机流出来的工作介质凝结的凝结器，将在凝结器中凝结的工作介质向预热器输送的工作介质泵，连接预热器、蒸发器、膨胀机、凝结器及泵的循环流路。

专利文献1：日本特开2014-47632号公报。

利用在上述专利文献1中记载的热能回收装置，在向蒸发器作为加热介质供给蒸汽（气相的介质）的情况下，存在在该装置的运转开始时蒸发器的温度急剧上升、由此在蒸发器中产生的热应力急剧地增大的可能。具体地说，在装置的运转开始之前，蒸发器的温度为比较低的温度，另一方面，蒸汽等气相的加热介质具有的热能非常大，因此若在运转开始时高温的气相的加热介质对于蒸发器流入，则存在蒸发器的温度会急剧上升的可能。

发明内容

本发明的目的在于，提供能够抑制运转开始时在蒸发器中产生的热应力的急剧增大的热能回收装置及其起动方法。

作为解决前述问题的技术方案，本发明提供一种热能回收装置，前述一种热能回收装置具备蒸发器、预热器、能量回收部、循环流路、泵、加热介质流路、流量调整部、控制部，前述蒸发器使工作介质与从外部供给的气相的加热介质进行热交换，由此使前述工作介质蒸发，前述预热器使从前述蒸发器流出来的加热介质与流入前述蒸发器前的工作介质进行热交换，由此加热工作介质，前述能量回收部从由前述蒸发器流出来的工作介质回收能量，前述循环流路连接前述预热器、前述蒸发器及前述能量回收部，并且用于流通前述工作介质，前述泵设置于前述循环流路，前述加热介质流路对于前述蒸发器及前述预热器供给前述加热介质，前述流量调整部设置于前述加热介质流路的比前述蒸发器更靠上游侧的部位，前述控制部在使前述泵停止直到前述蒸发器的温度变成规定值的状态下，控制前述流量调整部，使得前述气相的加热介质向前述蒸发器的流入量逐渐地增加。

在本热能回收装置中，气相的加热介质（蒸汽等）向蒸发器的流入量逐渐地增加直到蒸发器的温度变成规定值，因此抑制蒸发器的温度的急剧上升。进一步地，泵停止直到蒸发器的温度变成规定值，因此更切实地抑制加热介质向蒸发器急剧地流入，即，更切实地抑制蒸发器的温度的急剧上升。具体地说，若在蒸发器的温度变成规定值前驱动泵，则工作介质向蒸发器流入，气相的加热介质借助该工作介质冷却，因此会促进蒸发器中的气相的加热介质的凝结。若气相的加热介质凝结，则该加热介质的体积（压力）变小，因此促进气相的加热介质从加热介质流路向蒸发器的流入，由此存在蒸发器的温度急剧上升的情况。与之相对的，在本装置中，泵停止，直到蒸发器的温度变成规定值，因此会抑制运转开始时的蒸发器的温度的急剧上升，即，抑制在蒸发器中产生的热应力的急剧增大。

在这种情况下，优选为，前述控制部在蒸发器的温度为规定值时提高前述泵的转速，使得维持前述加热介质流路的前述流量调整部与前述蒸发器之间的部位的压力比前述加热介质流路的比前述预热器更靠下游侧的部位的压力更高的状态。

这样的话，能够一边抑制蒸发器中的所谓的水锤现象的产生一边驱动泵（向在能量回收部中回收能量的稳定运转转移）。例如，在加热介质流路的流量调整部与蒸发器之间的部位的压力比加热介质流路的比预热器更靠下游侧的部位的压力更小的情况下，在蒸发器和预热器中凝结的液相的加热介质变得很难从预热器流出，因此该液相的加热介质变得容易停留在蒸发器内。若在这种状态下气相的加热介质流入蒸发器内，则该加热介质被蒸发器内的液相加热介质（排水或雾）冷却而凝结，由此体积急剧地变小。若这样，则产生加热介质的凝结的区域的压力变得相对地低。结果，液相的加热介质（液滴）朝向该压力相对地低的区域移动，由此会产生该液相的加热介质冲击蒸发器的内表面的现象（水锤现象）。相对于此，在本装置中，维持加热介质流路的流量调整部与蒸发器之间的部位的压力比加热介质流路的比预热器更靠下游侧的部位的压力更高的状态，因此抑制蒸发器中的水锤现象的产生。

另外，在本发明中，优选为，还具备蒸汽疏水阀，前述蒸汽疏水阀设置于前述加热介质流路的比前述蒸发器更靠下游侧并且比前述预热器更靠上游侧的部位，前述蒸汽疏水阀禁止从前述蒸发器流出来的加热介质中的气相的加热介质的通过，并且允许液相的加热介质的通过。

在这种技术方案的情况下，即使加热介质从蒸发器以气相或气液两相的状态流出来，也借助蒸汽疏水阀禁止气相的加热介质的通过，因此抑制气相的加热介质向预热器的流入。由此，抑制预热器中的水锤现象的产生。

在这种情况下，优选为，还具备排气流路，前述排气流路设置于前述加热介质流路的前述蒸汽疏水阀与前述预热器之间的部位，使从前述蒸发器流出来的加热介质中的气相的加热介质向外部排出。

这样的话，更切实地抑制气相的加热介质向预热器的流入。

另外，在本发明中，优选为，前述流量调整部具有第一开关阀、旁通流路、第二开关阀，前述第一开关阀设置于前述加热介质流路的比前述蒸发器更靠上游侧的部位，前述旁通流路绕过前述第一开关阀，并且具有比前述加热介质流路的内径更小的内径，前述第二开关阀设置于前述旁通流路，前述第二开关阀构成为能够调整开度。

在这种技术方案的情况下，能够借助如下所述的简单的构造，进行气相的加热介质向蒸发器的流入量的微调整：设置具有比加热介质流路的内径更小的内径的旁通流路和能够调整开度的第二开关阀。

在这种情况下，优选为，前述控制部在前述加热介质流路的比前述流量调整部更靠上游侧的部位的压力与前述加热介质流路的前述流量调整部与前述蒸发器之间的部位的压力彼此相等时，将前述第一开关阀打开。

这样的话，能够抑制打开第一开关阀时的气相的加热介质向蒸发器的急剧流入，即抑制蒸发器的温度的急剧上升，并且增加气相的加热介质向蒸发器的流入量。

另外，在本发明中，优选为，在前述加热介质流路的比前述预热器更靠下游侧的部位设置有压力损失产生部，前述压力损失产生部对于从前述预热器流出来的加热介质使其产生压力损失，使得前述预热器内被液相的加热介质充满。

这样的话，预热器内被液相的加热介质充满，因此抑制预热器中的水锤现象的产生。

具体地说，优选为，前述压力损失产生部由立起流路构成，前述立起流路由前述加热介质流路的一部分构成并且具有向上方立起的形状，前述立起流路的下游侧的端部的位置设定成与前述预热器的用于使前述加热介质流入前述预热器内的流入口的高度位置相同或比其更高的高度位置。

这样的话，能够对于从预热器流出来的加热介质简单地使其产生压力损失。

另外，在本发明中，优选为，还具备调整阀，前述调整阀设置于前述加热介质流路的前述预热器的下游侧的部位，能够调整开度，前述控制部调整前述调整阀的开度，使得前述加热介质流路的比前述调整阀更靠下游侧的部位的温度或压力落入一定的范围内。

这样的话，从预热器流出来的加热介质的温度或压力落入一定的范围内，因此能有效地利用该加热介质。

另外，本发明提供一种热能回收装置，前述一种热能回收装置具备蒸发器、能量回收部、循环流路、泵、加热介质流路、流量调整部、控制部，前述蒸发器使工作介质与从外部供给的气相的加热介质进行热交换，由此使前述工作介质蒸发，前述能量回收部从由前述蒸发器流出来的工作介质回收能量，前述循环流路连接前述蒸发器及前述能量回收部，并且用于流通前述工作介质，前述泵设置于前述循环流路，前述加热介质流路对于前述蒸发器供给前述加热介质，前述流量调整部设置于前述加热介质流路的比前述蒸发器更靠上游侧的部位，前述控制部在使前述泵停止直到前述蒸发器的温度变成规定值的状态下，控制前述流量调整部，使得前述气相的加热介质向前述蒸发器的流入量逐渐地增加。

在本热能回收装置中也同样地，气相的加热介质（蒸汽等）向蒸发器的流入量逐渐地增加，直到蒸发器的温度变成规定值，因此抑制蒸发器的温度的急剧的上升。进一步地，泵停止直到蒸发器的温度变成规定值，因此更切实地抑制加热介质向蒸发器急剧流入，即，更切实地抑制蒸发器的温度急剧上升。

在这种情况下，优选为，前述流量调整部具有第一开关阀、旁通流路、第二开关阀，前述第一开关阀设置于前述加热介质流路的比前述蒸发器更靠上游侧的部位，前述旁通流路绕过前述第一开关阀，并且具有比前述加热介质流路的内径更小的内径，前述第二开关阀设置于前述旁通流路，前述第二开关阀构成为能够调整开度。

进一步地，在这种情况下，优选为，前述控制部在前述加热介质流路的比前述流量调整部更靠上游侧的部位的压力与前述加热介质流路的前述流量调整部与前述蒸发器之间的部位的压力彼此相等时，将前述第一开关阀打开。

另外，本发明提供一种热能回收装置的起动方法，前述热能回收装置具备蒸发器、预热器、能量回收部、循环流路、泵、加热介质流路，前述蒸发器使工作介质与从外部供给的气相的加热介质进行热交换，由此使前述工作介质蒸发，前述预热器使从前述蒸发器流出来的加热介质与流入前述蒸发器前的工作介质进行热交换，由此加热工作介质，前述能量回收部从由前述蒸发器流出来的工作介质回收能量，前述循环流路连接前述预热器、前述蒸发器及前述能量回收部，并且用于流通前述工作介质，前述泵设置于前述循环流路，前述加热介质流路对于前述蒸发器及前述预热器供给前述加热介质，其特征在于，包括开始前述气相的加热介质的向前述蒸发器及前述预热器的供给的加热介质供给开始工序，在前述加热介质供给开始工序中，在使前述泵停止直到前述蒸发器的温度变成规定值的状态下，使前述气相的加热介质向前述蒸发器的流入量逐渐地增加。

在本起动方法的情况下，抑制起动时（运转开始时）的蒸发器的温度的急剧上升，即，抑制在蒸发器中产生的热应力的急剧的增大。

在这种情况下，优选为，还包括开始前述泵的驱动的泵驱动开始工序，在前述泵驱动开始工序中，在前述蒸发器的温度变成前述规定值时，提高前述泵的转速，使得维持前述加热介质流路的前述流量调整部与前述蒸发器之间的部位的压力与前述加热介质流路的比前述预热器更靠下游侧的部位的压力相比更高的状态。

这样的话，能够一边抑制蒸发器中的所谓的水锤现象的产生一边驱动泵（向在能量回收部中回收能量的稳定运转转移）。

如上所述，根据本发明，能提供能够抑制在运转开始时在蒸发器中产生的热应力的急剧增大的热能回收装置及其起动方法。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的热能回收装置的结构的概略的图。

图2是表示起动时的控制部的控制内容的流程图。

图3是表示本发明的第二实施方式的热能回收装置的结构的概略的图。

图4是表示第一实施方式的热能回收装置的变形例的结构的概略的图。

具体实施方式

第一实施方式

关于本发明的第一实施方式的热能回收装置，参照图1及图2进行说明。

如图1所示，热能回收装置具备蒸发器10、预热器12、能量回收部13、凝结器18、泵20、循环流路22、加热介质流路30、流量调整部40、控制部50。

蒸发器10通过使由外部供给的气相的加热介质（工厂的废气等）与工作介质（HFC245fa等）进行热交换，使工作介质蒸发。蒸发器10具有工作介质流通的第一流路10a和加热介质流通的第二流路10b。在本实施方式中，作为蒸发器10，使用有钎焊板式的热交换器。但是，作为蒸发器10，也可以使用所谓的管壳式热交换器。

预热器12通过使从蒸发器10流出来的加热介质与流入蒸发器10之前的工作介质进行热交换，加热工作介质。预热器12具有工作介质流通的第一流路12a、加热介质流通的第二流路12b。在本实施方式中，作为预热器12，也使用钎焊板式的热交换器。但是，作为预热器12也可以使用所谓的管壳式的热交换器的这一情况与蒸发器10的情况相同。预热器12具有用于使加热介质流入第二流路12b内的流入口12c、用于使加热介质从第二流路12b流出的流出口12d。预热器12设置成流入口12c的位置比流出口12d的位置更高的姿势。预热器12的第二流路12b的上游侧的端部的高度位置设定成与蒸发器10的第二流路10b的下游侧的端部的高度位置相同或比其更低。

能量回收部13具备膨胀机14、动力回收机16。循环流路22将预热器12、蒸发器10、膨胀机14、凝结器18及泵20按照该顺序直接地连接。在循环流路22的蒸发器10与膨胀机14之间的部位上，设置有截止阀25。另外，在循环流路22中，设置有绕过膨胀机14的迂回流路24。在迂回流路24中，设置有开关阀26。

膨胀机14设置于循环流路22的蒸发器10的下游侧的部位。膨胀机14使从蒸发器10流出来的气相的工作介质膨胀。在本实施方式中，作为膨胀机14，使用有容积式的螺旋膨胀机，前述容积式的螺旋膨胀机具有被从蒸发器10流出来的气相的工作介质的膨胀能量旋转驱动的转子。具体地说，膨胀机14具有阴阳一对的螺旋转子。

动力回收机16连接于膨胀机14。在本实施方式中，作为动力回收机16使用有发电机。该动力回收机16具有旋转轴，前述旋转轴连接于膨胀机14的一对的螺旋转子中的一个。动力回收机16的前述旋转轴伴随前述螺旋转子的旋转而旋转，由此产生电力。此外，作为动力回收机16，除发电机之外，也可以使用压缩机等。

凝结器18设置于循环流路22的膨胀机14的下游侧的部位。凝结器18用从外部供给的冷却介质（冷却水等）使从膨胀机14流出来的工作介质冷却，由此使其凝结（液化）。

泵20设置于循环流路22的凝结器18的下游侧的部位（凝结器18与预热器12之间的部位）。泵20将液相的工作介质一直加压到既定的压力后向预热器12送出。作为泵20，使用离心泵、齿轮泵、螺旋泵、次摆线泵（trochoid pump）等，前述离心泵将叶轮作为转子而具备，前述齿轮泵的转子由一对齿轮构成。

加热介质流路30是从生成气相的加热介质的外部热源对于蒸发器10及预热器12按该顺序供给加热介质的流路。即，加热介质30具有将气相的加热介质向蒸发器10供给的供给流路30a、使从蒸发器10的第二流路10b流出来的加热介质流入预热器12的第二流路12b的连结流路30b、使加热介质从预热器12流出的排出流路30c。

流量调整部40设置于供给流路30a（加热介质流路30的比蒸发器10更靠上游侧的部位）。流量调整部40构成为能够调整气相的工作介质向蒸发器10的流入量。在本实施方式中，流量调整部40具有设置于供给流路30a的第一开关阀V1、绕过第一开关阀V1的旁通流路32、设置于旁通流路32中的第二开关阀V2。旁通流路32的内径（公称直径）设定为比供给流路30a的内径（公称直径）更小。旁通流路32的内径优选地设定为供给流路30a的内径的一半以下。第二开关阀V2由能够调整开度的电磁阀构成。

在本实施方式中，在连结流路30b（加热介质流路30的在蒸发器10与预热器12之间的部位）中设置有蒸汽疏水阀38、排气流路34。蒸汽疏水阀38禁止从蒸发器10流出来的加热介质中的气相的加热介质的通过，并且允许液相的加热介质的通过。排气流路34设置于连结流路30b的蒸汽疏水阀38与预热器12之间的部位。排气流路34是用于使从蒸发器10流出来的加热介质的气相的加热介质向外部排出的流路。在排气流路34中设置有阀35。

排出流路30c（加热介质流路30的比预热器12更靠下游侧的部位）是用于将在预热器12中赋予工作介质热量之后的加热介质向外部排出的流路。在本实施方式中，排出流路30c设成向大气敞开。在排出流路30c上设置有压力损失产生部36。压力损失产生部36对于从预热器12流出来的加热介质使其产生压力损失，使得预热器12的第二流路12b内被液相的加热介质充满。在本实施方式中，压力损失产生部36由立起流路构成，该立起流路由排出流路30c的一部分构成。立起流路具有朝向上方立起的形状。立起流路的下游侧的端部36a的位置设定成与预热器的流入口12c的高度位置相同或更高的高度位置。在排出流路30c中的比压力损失产生部36更靠下游侧的部位上设置有能够调整开度的调整阀V3。

控制部50在本能量回收装置起动时，主要控制第一开关阀V1、第二开关阀V2、泵20、截止阀25以及开关阀26。此外，在本装置起动之前（停止时），第一开关阀V1及第二开关阀V2都关闭，泵20及能量回收部13都停止，截止阀25关闭，开关阀26打开。下面，参照图2，关于控制部50的控制内容进行说明。

若本装置的运转开始，则控制部50打开第二开关阀V2，并且使第二开关阀V2的开度以一定的速度持续增大（步骤S11）。若这样，则气相的加热介质通过旁通流路32渐渐地开始流入蒸发器10。并且，其流量逐渐地增加。结果，蒸发器10的温度T1渐渐地上升。此外，蒸发器10的温度T1意味着蒸发器10的代表温度。在本实施方式（钎焊板式的热交换器）中，前述代表温度是蒸发器10的表面温度，该温度T1由设置于蒸发器10的表面的温度传感器51检测。此外，在采用管壳式的热交换器作为蒸发器10的情况下，前述代表温度意味着该热交换器的加热介质流通的流路的温度。

接下来，控制部50判定蒸发器10的温度T1是否比规定值T0更大（步骤S12）。结果，在蒸发器10的温度T1不足规定值T0的情况下（在步骤S11中为否），控制部50再一次判定蒸发器10的温度T1是否比规定值T0更大（步骤S12）。另一方面，在蒸发器10的温度T1比规定值T0更大的情况下（在步骤S11中为是），控制部50提高泵20的转速（步骤S13）。

若这样，则向预热器12及蒸发器10供给工作介质。在这里，截止阀25关闭，开关阀26打开，所以工作介质经由迂回流路24（同时绕过膨胀机14）在循环流路22中循环。这时，在蒸发器10中，气相的加热介质被工作介质冷却（加热工作介质）。接下来，以液相或气液两相的状态从蒸发器10流出来的加热介质经由蒸汽疏水阀38流入预热器12。接下来，在预热器12中被工作介质冷却的（对工作介质施加热量）加热介质通过排出流路30c向外部排出。

接下来，控制部50判定压力Ps2是否比压力Ps4更大（步骤S14），前述压力Ps2是供给流路30a的流量调整部40与蒸发器10之间的部位的压力，前述Ps4是排出流路30c的预热器12与压力损失产生部（立起流路）36之间的部位的压力（在本实施方式中，大气压与压力损失产生部36中的压力损失大小的和）。在前述压力Ps4比前述压力Ps2更大的情况下，可以说处于液相的加热介质从排出流路30c很难排出的状态，即，液相的加热介质在蒸发器10的第二流路10b内容易停留的状态。此外，前述压力Ps2由设置于供给流路30a的流量调整部40与蒸发器10之间的部位的压力传感器62检测，前述压力Ps4由设置于排出流路30c的预热器12与压力损失产生部36之间的部位的压力传感器64检测。

上述判定的结果是，在前述压力Ps2比前述压力Ps4更大的情况下，控制部50提高泵20的转速（步骤S15），另一方面，在前述压力Ps2是前述压力Ps4以下的情况下，控制部50降低泵20的转速（步骤S16）。

之后，控制部50判定第二开关阀V2的开度是否为最大（步骤S17）。结果，在第二开关阀V2的开度不是最大的情况下，控制部50再一次判定蒸发器10的温度T1是否比规定值T0更大（步骤S12）。另一方面，在第二开关阀V2的开度是最大的情况下，控制部50判定供给流路30a的比流量调整部40更靠上游侧的部位的压力Ps1是否与前述压力Ps2相等（步骤S18）。此外，前述压力Ps1由设置在供给流路30a的比流量调整部40更靠上游侧的部位的压力传感器61检测。

上述判定的结果是，在前述压力Ps1与前述压力Ps2不相等的情况下（在步骤S18为否），控制部50再一次判定前述压力Ps1与前述压力Ps2是否相等（步骤S18）。另一方面，在前述压力Ps1与前述压力Ps2相等的情况下（在步骤S18为是），控制部50将第一开关阀V1打开（步骤S19）。若这样，则气相的加热介质不受第一开关阀V1及第二开关阀V2的限制，全部流入蒸发器10。

然后，控制部50关闭开关阀26，并且打开截止阀25，驱动膨胀机14及动力回收机16（开始动力的回收），由此向暖机运转转移。这时，控制部50提高泵20的转速，以便使第一饱和温度与第二包和温度的差（间隔温度）成为目标值，前述第一饱和温度是供给流路30a的流量调整部40与蒸发器10之间的部位的温度，前述第二饱和温度是循环流路22的蒸发器10与膨胀机14之间的部位的温度。此外，前述第一饱和温度基于压力传感器62的检测值而算出，前述压力传感器62设置于供给流路30a的流量调整部40与蒸发器10之间的部位，前述第二饱和温度基于压力传感器65的检测值而算出，前述压力传感器65设置于循环流路22的蒸发器10与膨胀机14之间的部位。

接下来，控制部50调整调整阀V3的开度，使得排出流路30c的比压力损失产生部36更靠下游侧的部位的温度Ts6或压力Ps6落入一定的范围内。此外，前述温度Ts6及前述压力Ps6分别由设置于排出流路30c的比压力损失产生部36更靠下游侧的部位的温度传感器66及压力传感器67检测。

如上所述，在本热能回收装置中，气相的加热介质（蒸汽等）向蒸发器10的流入量逐渐地增加直到蒸发器10的温度T1变成规定值T0，因此抑制蒸发器10的温度T1的急剧的上升。进一步地，泵20保持停止直到蒸发器10的温度T1变成规定值T0，因此更切实地抑制加热介质向蒸发器10的急剧的流入，即，蒸发器10的温度T1的急剧上升。具体地说，若在蒸发器10的温度T1变成规定值T0之前驱动泵20，则工作介质向蒸发器10流入，气相的加热介质被该工作介质冷却，因此促进蒸发器10中的气相的加热介质的凝结。若气相的加热介质凝结，则该加热介质的体积（压力）变小，因此促进气相的加热介质从加热介质流路30向蒸发器10的流入，由此存在蒸发器10的温度T1会急剧上升的情况。与之相对的，在本装置中，泵20停止直到蒸发器10的温度T1变成规定值T0，因此抑制运转开始时（起动时）的蒸发器10的温度T1的急剧上升，即，在蒸发器10中产生的热应力的急剧增大。

另外，控制部50在蒸发器10的温度T1为规定值T0时提高泵20的转速，以便维持压力Ps2比压力Ps4更高的状态，前述压力Ps2是加热介质流路30的流量调整部40与蒸发器10之间的部位的压力，前述压力Ps4是加热介质流路30的比预热器12更靠下游侧的部位的压力。

因此，能够一边抑制蒸发器10中的所谓的水锤现象的产生一边驱动泵20（向在能量回收部13中回收能量的稳定运转转移）。例如，在前述压力Ps2比前述压力Ps4更小的情况下，在蒸发器10和预热器12中凝结的液相的加热介质变得很难从预热器12流出，因此该液相的加热介质变得容易停留在蒸发器10的第二流路10b内。若气相的加热介质在这种状态下流入蒸发器10的第二流路10b内，则该加热介质被第二流路10b内的液相加热介质（排水或雾）冷却而凝结，由此体积急剧地变小。若这样，则产生加热介质的凝结的区域的压力变得相对地低。结果，液相的加热介质（液滴）朝向该压力相对地低的区域移动，由此会产生该液相的加热介质冲击蒸发器10的第二流路10b的内表面的现象（水锤现象）。相对于此，在本实施方式中，维持前述压力Ps2比前述压力Ps4更高的状态，因此抑制蒸发器10中的水锤现象的产生。

另外，在本实施方式中，在连结流路30b中设置有蒸汽疏水阀38。因此，即使加热介质从蒸发器10以气相或气液两相的状态流出来，也借助蒸汽疏水阀38禁止气相的加热介质的通过，因此抑制气相的加热介质向预热器12的流入。由此，抑制预热器12中的水锤现象的产生。

进一步地，在连结流路30b的蒸汽疏水阀38与预热器12之间的部位上设置有排气流路34，因此更切实地抑制气相的加热介质向预热器12的流入。

另外，在本实施方式中，流量调整部40具有第一开关阀V1、旁通流路32、第二开关阀V2，前述旁通流路32具有比供给流路30a的内径更小的内径。在这种状态下，能够借助如下所述的简单的构造，微调整气相的加热介质向蒸发器10的流入量：设置旁通流路32和第二开关阀V2，前述旁通流路32具有比供给流路30a的内径更小的内径，前述第二开关阀V2能够调整开度。

另外，在本实施方式中，控制部50在压力Ps1与压力Ps2变成彼此相等时，打开第一开关阀V，前述压力Ps1是供给流路30a的比流量调整部40更靠上游侧的部位的压力，前述压力Ps2是供给流路30a的流量调整部40与蒸发器10之间的部位的压力。因此，能抑制打开第一开关阀V1时的气相的加热介质向蒸发器10的急剧的流入，即，抑制蒸发器10的温度T1的急剧上升，同时增加气相的加热介质向蒸发器10的流入量。

另外，在本实施方式中，在排出流路30c中设置有由立起流路构成的压力损失产生部36。因此，预热器12的第二流路12b内被液相的加热介质充满，因此抑制预热器12中的水锤现象的产生。在假设没有设置压力损失产生部36的情况下，由于重力的影响，促进液相的加热介质从预热器12的第二流路12b内的流出。若这样，则连结流路30b中的比蒸汽疏水阀38更靠下游侧的部位（包括预热器12和排出流路30c）的压力变得比较小，因此从蒸发器10流出来的加热介质在通过蒸汽疏水阀38后奔流，由此存在产生气相的加热介质的情况。在这种情况下，在预热器12中，会产生水锤现象。

除此之外，在本实施方式中，控制部50调整调整阀V3的开度，使得排出流路30c的比调整阀V3更靠下游侧的部位的温度T6或压力Ps6落入一定的范围内。因此，能够有效地利用从排出流路30c排出来的加热介质。

第二实施方式

接下来，参照图3，关于本发明的第二实施方式的热能回收装置进行说明。此外，在图3中，主要表示有与第一实施方式不同的部分。在第二实施方式中，仅关于与第一实施方式不同的部分进行说明，省略与第一实施方式相同的构造、作用及效果。

在本实施方式中，作为压力损失产生部36，使用有能够调整开度的电磁开关阀。换言之，在本实施方式中，省略了第一实施方式的立起流路，并且调整阀V3兼任压力损失产生部36。

控制部50调整压力损失产生部36（调整阀V3）的开度，使得压力Ps4形成为压力Ps3以上，前述压力Ps4是排出流路30c的预热器12与压力损失产生部36之间的部位的压力，前述压力Ps3是连结流路30b的蒸汽疏水阀38与预热器12之间的部位的压力。此外，前述压力Ps3由设置于连结流路30b的蒸汽疏水阀38与预热器12之间的部位的压力传感器63检测。

在本实施方式中也同样地，能对于从预热器12流出来的加热介质简单地使其产生压力损失。

变形例

如图4所示，在热能回收装置中，不是必须要设置预热器。此外，在省略了预热器的情况下，也能省略设置于加热介质流路30的比蒸汽疏水阀38更靠下游侧的部位及相当部位的结构。热能回收装置的其他结构与图1相同。即使在这种情况下，气相的加热介质（蒸汽等）向蒸发器10的流入量也逐渐地增加直到蒸发器10的温度T1变成规定值T0，因此抑制蒸发器10的温度T1的急剧上升。进一步地，泵20停止直到蒸发器10的温度T1变成规定值T0，因此更切实地抑制加热介质向蒸发器10的急剧的流入，即，蒸发器10的温度T1的急剧上升。

此外，应该认为此次公开的实施方式在所有的点都是例示，而不是限制性的。本发明的范围不是由上述的实施方式的说明而由权利要求书表示，还包括与权利要求书等同的意思及范围内的所有的变更。

例如，流量调整部40也可以由单一的电磁阀构成。即，也可以省略流量调整部40的旁通流路32及第二开关阀V2，作为第一开关阀V1，使用能够调整开度的电磁阀。

附图表及说明

10蒸发器；12预热器；13能量回收部；20泵；22循环流路；30加热介质流路；32旁通流路；34排气流路；36压力损失产生部；38蒸汽疏水阀；40流量调整部；50控制部；V1第一开关阀；V2第二开关阀；V3调整阀。

Claims (14)

1.一种热能回收装置，其特征在于，

具备蒸发器、预热器、能量回收部、循环流路、泵、加热介质流路、流量调整部、控制部，

前述蒸发器使工作介质与从外部供给的气相的加热介质进行热交换，由此使前述工作介质蒸发，

前述预热器使从前述蒸发器流出来的加热介质与流入前述蒸发器前的工作介质进行热交换，由此加热工作介质，

前述能量回收部从由前述蒸发器流出来的工作介质回收能量，

前述循环流路连接前述预热器、前述蒸发器及前述能量回收部，并且用于流通前述工作介质，

前述泵设置于前述循环流路，

前述加热介质流路对于前述蒸发器及前述预热器供给前述加热介质，

前述流量调整部设置于前述加热介质流路的比前述蒸发器更靠上游侧的部位，

前述控制部在使前述泵停止直到前述蒸发器的温度变成规定值的状态下，控制前述流量调整部，使得前述气相的加热介质向前述蒸发器的流入量逐渐地增加。

2.如权利要求1所述的热能回收装置，其特征在于，

前述控制部在前述蒸发器的温度为前述规定值时，提高前述泵的转速，使得维持前述加热介质流路的前述流量调整部与前述蒸发器之间的部位的压力与前述加热介质流路的比前述预热器更靠下游侧的部位的压力相比更高的状态。

3.如权利要求2所述的热能回收装置，其特征在于，

还具备蒸汽疏水阀，前述蒸汽疏水阀设置于前述加热介质流路的比前述蒸发器更靠下游侧并且比前述预热器更靠上游侧的部位，

前述蒸汽疏水阀禁止从前述蒸发器流出来的加热介质中的气相的加热介质的通过，并且允许液相的加热介质的通过。

4.如权利要求3所述的热能回收装置，其特征在于，

还具备排气流路，前述排气流路设置于前述加热介质流路的前述蒸汽疏水阀与前述预热器之间的部位，使从前述蒸发器流出来的加热介质中的气相的加热介质向外部排出。

5.如权利要求1~4中任意一项所述的热能回收装置，其特征在于，

前述流量调整部具有第一开关阀、旁通流路、第二开关阀，

前述第一开关阀设置于前述加热介质流路的比前述蒸发器更靠上游侧的部位，

前述旁通流路绕过前述第一开关阀，并且具有比前述加热介质流路的内径更小的内径，

前述第二开关阀设置于前述旁通流路，

前述第二开关阀构成为能够调整开度。

6.如权利要求5所述的热能回收装置，其特征在于，

前述控制部在前述加热介质流路的比前述流量调整部更靠上游侧的部位的压力与前述加热介质流路的前述流量调整部与前述蒸发器之间的部位的压力彼此相等时，将前述第一开关阀打开。

7.如权利要求1~4中任意一项所述的热能回收装置，其特征在于，

在前述加热介质流路的比前述预热器更靠下游侧的部位处设置有压力损失产生部，前述压力损失产生部对于从前述预热器流出来的加热介质使其产生压力损失，使得前述预热器内被液相的加热介质充满。

8.如权利要求7所述的热能回收装置，其特征在于，

前述压力损失产生部由立起流路构成，前述立起流路由前述加热介质流路的一部分构成并且具有向上方立起的形状，

前述立起流路的下游侧的端部的位置设定成与前述预热器的用于使前述加热介质流入前述预热器内的流入口的高度位置相同或比其更高的高度位置。

9.如权利要求1~4中任意一项所述的热能回收装置，其特征在于，

还具备调整阀，前述调整阀设置于前述加热介质流路的前述预热器的下游侧的部位，能够调整开度，

前述控制部调整前述调整阀的开度，使得前述加热介质流路的比前述调整阀更靠下游侧的部位的温度或压力落入一定的范围内。

10.一种热能回收装置，其特征在于，

具备蒸发器、能量回收部、循环流路、泵、加热介质流路、流量调整部、控制部，

前述蒸发器使工作介质与从外部供给的气相的加热介质进行热交换，由此使前述工作介质蒸发，

前述能量回收部从由前述蒸发器流出来的工作介质回收能量，

前述循环流路连接前述蒸发器及前述能量回收部，并且用于流通前述工作介质，

前述泵设置于前述循环流路，

前述加热介质流路对于前述蒸发器供给前述加热介质，

前述流量调整部设置于前述加热介质流路的比前述蒸发器更靠上游侧的部位，

前述流量调整部具有第一开关阀、旁通流路、第二开关阀，

前述第一开关阀设置于前述加热介质流路的比前述蒸发器更靠上游侧的部位，

前述旁通流路绕过前述第一开关阀，并且具有比前述加热介质流路的内径更小的内径，

前述第二开关阀设置于前述旁通流路，

前述第二开关阀构成为能够调整开度，

前述控制部在使前述泵停止直到前述蒸发器的温度变成规定值的状态下，控制前述流量调整部，使得前述气相的加热介质向前述蒸发器的流入量逐渐地增加。

11.如权利要求10所述的热能回收装置，其特征在于，

前述流量调整部具有第一开关阀、旁通流路、第二开关阀，

前述第一开关阀设置于前述加热介质流路的比前述蒸发器更靠上游侧的部位，

前述旁通流路绕过前述第一开关阀，并且具有比前述加热介质流路的内径更小的内径，

前述第二开关阀设置于前述旁通流路，

前述第二开关阀构成为能够调整开度。

12.如权利要求11所述的热能回收装置，其特征在于，

前述控制部在前述加热介质流路的比前述流量调整部更靠上游侧的部位的压力与前述加热介质流路的前述流量调整部与前述蒸发器之间的部位的压力彼此相等时，将前述第一开关阀打开。

13.一种热能回收装置的起动方法，前述热能回收装置具备蒸发器、预热器、能量回收部、循环流路、泵、加热介质流路，

前述蒸发器使工作介质与从外部供给的气相的加热介质进行热交换，由此使前述工作介质蒸发，

前述预热器使从前述蒸发器流出来的加热介质与流入前述蒸发器前的工作介质进行热交换，由此加热工作介质，

前述能量回收部从由前述蒸发器流出来的工作介质回收能量，

前述循环流路连接前述预热器、前述蒸发器及前述能量回收部，并且用于流通前述工作介质，

前述泵设置于前述循环流路，

前述加热介质流路对于前述蒸发器及前述预热器供给前述加热介质，

其特征在于，

包括开始前述气相的加热介质的向前述蒸发器及前述预热器的供给的加热介质供给开始工序，

在前述加热介质供给开始工序中，在使前述泵停止直到前述蒸发器的温度变成规定值的状态下，使前述气相的加热介质向前述蒸发器的流入量逐渐地增加。

14.如权利要求13所述的热能回收装置的起动方法，其特征在于，

还包括开始前述泵的驱动的泵驱动开始工序，

在前述泵驱动开始工序中，在前述蒸发器的温度变成前述规定值时，提高前述泵的转速，使得维持前述加热介质流路的流量调整部与前述蒸发器之间的部位的压力与前述加热介质流路的比前述预热器更靠下游侧的部位的压力相比更高的状态。