CN109098810A - 杂质回收方法及油回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够将在系统外分离杂质的作业省略的杂质回收方法。一种从热能回收装置（10）将动作介质中含有的杂质回收的方法，具备：准备工序，准备具有旁通流路（32）、旁通阀（V3）和分离器（34）的杂质回收单元（30）；连接工序，将旁通流路（32）连接在循环流路（22）上；分离器设置工序，设置分离器（34）；阀开闭工序，在维持着加热介质向蒸发器（12）的供给及冷却介质向冷凝器（18）的供给、并且泵（20）驱动的状态下，将截止阀（V1）关闭并将旁通阀（V3）打开；泵停止工序，当表示在分离器（34）中积存了既定量的杂质的条件成立时，将泵（20）停止；和杂质回收工序，从分离器（34）将杂质回收。

Description

杂质回收方法及油回收方法

技术领域

本发明涉及热能回收装置的杂质回收方法及油回收方法。

背景技术

以往，已知有从工厂等的各种设备的排热回收动力的热能回收装置。例如，在专利文献1中，公开了一种具备蒸发器、膨胀机、动力回收机、冷凝器、泵和循环流路的热能回收装置。蒸发器使动作介质蒸发。膨胀机使从蒸发器流出的动作介质膨胀。动力回收机被连接在膨胀机上，随着膨胀机的驱动而将动力回收。冷凝器使从膨胀机流出的动作介质冷凝。泵将从冷凝器流出的动作介质向蒸发器输送。

在这样的热能回收装置中，为了将动作介质中含有的杂质或油分离，通常进行从系统内（例如冷凝器内）回收液相的动作介质、从该动作介质将杂质或油分离、然后仅将液相的动作介质向系统内送回的处理。

专利文献1：日本特开2016－79881号公报。

在专利文献1所记载的那样的、在热能回收装置中从动作介质中回收杂质或油的方法中，系统外的作业变得复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够将在系统外分离杂质的作业省略的杂质回收方法、以及将在系统外分离油的作业省略的油回收方法。

为了达到前述的目的，本发明提供一种杂质回收方法，是从热能回收装置将作为在动作介质中含有的杂质、具有前述动作介质的沸点以上的沸点的物质回收的方法，所述热能回收装置具备：蒸发器，通过将前述动作介质用加热介质加热而使前述动作介质蒸发；膨胀机，使从前述蒸发器流出的动作介质膨胀；动力回收机，连接在前述膨胀机上；冷凝器，通过将从前述膨胀机流出的动作介质用冷却介质冷却而使该动作介质冷凝；泵，将从前述冷凝器流出的动作介质向前述蒸发器输送；和循环流路，将前述蒸发器、前述膨胀机、前述冷凝器及前述泵以该顺序连接；该方法具备：准备工序，准备杂质回收单元，该杂质回收单元具有能够将前述截止阀和前述膨胀机旁通的旁通流路、设置在前述旁通流路中的旁通阀、以及将前述动作介质中含有的杂质分离的分离器；连接工序，以将前述截止阀和前述膨胀机旁通的方式，将前述旁通流路连接到前述循环流路上；分离器设置工序，在前述循环流路中的比前述蒸发器靠下游侧且前述循环流路中的比上游侧连接部靠上游侧的部位处、前述旁通流路中、或者前述循环流路中的比下游侧连接部靠下游侧且比前述冷凝器靠上游侧的部位处，设置前述分离器，所述上游侧连接部作为该循环流路与前述旁通流路的上游侧的端部的连接部，所述下游侧连接部作为该循环流路与前述旁通流路的下游侧的端部的连接部；阀开闭工序，在维持前述加热介质向前述蒸发器的供给及前述冷却介质向前述冷凝器的供给、并且前述泵驱动的状态下，将前述截止阀关闭并将前述旁通阀打开；泵停止工序，当表示在前述分离器中积存了既定量的前述杂质的条件成立时，将前述泵停止；和杂质回收工序，从前述分离器将前述杂质回收。

在本杂质回收方法中，通过经历连接工序、分离器设置工序及阀开闭工序，动作介质在旁通膨胀机的同时在系统内循环，所以在该过程中，动作介质中含有的杂质被分离器分离。并且，在泵停止工序中，当表示在分离器中积存了既定量的液相的杂质的条件（例如，从将截止阀关闭并将旁通阀打开起经过了既定时间）成立时将泵停止。由此，在系统内从动作介质将杂质分离。由此，然后通过在杂质回收工序中从分离器将液相的杂质回收，系统外的从动作介质的杂质的分离作业能够省略。

在此情况下，优选的是，在前述杂质回收工序之前还具备将前述动作介质回收的动作介质回收工序；在前述动作介质回收工序中，通过将前述旁通流路或前述循环流路中的气相的动作介质存在的部位抽真空，使前述分离器内的液相的杂质中含有的液相的动作介质气化，将该气相的动作介质从前述部位回收。

如果这样，则从分离器回收的杂质的纯度提高。具体而言，在动作介质回收工序中，通过抽真空而使分离器内的液相的杂质中含有的液相的动作介质气化，将该气相的动作介质回收，所以在动作介质回收工序之后进行的杂质回收工序中从分离器回收的液相的杂质的纯度提高。

具体而言，优选的是，在前述动作介质回收工序中，在从前述冷凝器或前述循环流路中的液相的动作介质存在的部位将该液相的动作介质回收后，使前述分离器中含有的动作介质气化而回收。

如果这样，则有效率地将动作介质回收。

进而，优选的是，在前述杂质回收工序中，在前述分离器内被维持为正压的状态下从前述分离器内将前述杂质回收。

如果这样，则向分离器的外界气体的倒流被抑制，所以杂质的回收变得顺畅。

此外，优选的是，在前述分离器设置工序中，将前述分离器设置在前述旁通流路中。

如果这样，则不需要为了分离器的设置而变更循环流路的构造，所以能够相对于已有的热能回收装置简便地连接杂质回收单元。

此外，本发明提供一种油回收方法，是从热能回收装置将油回收的方法，所述热能回收装置具有：蒸发器，通过将动作介质用加热介质加热，使前述动作介质蒸发；膨胀机，接受油的供给，同时使从前述蒸发器流出的动作介质膨胀；动力回收机，连接在前述膨胀机上；冷凝器，通过将从前述膨胀机流出的动作介质用冷却介质冷却，使该动作介质冷凝；泵，将从前述冷凝器流出的动作介质向前述蒸发器输送；循环流路，将前述蒸发器、前述膨胀机、前述冷凝器及前述泵以该顺序连接；旁通流路，被连接在前述循环流路上，将前述膨胀机旁通；旁通阀，设置在前述旁通流路中，能够开闭；截止阀，被设置在前述循环流路中的比上游侧连接部靠下游侧且比前述膨胀机靠上游侧的部位处，所述上游侧连接部作为该循环流路与前述旁通流路的上游侧的端部的连接部；分离器，被设置在前述循环流路中的比前述蒸发器靠下游侧且比前述上游侧连接部靠上游侧的部位处、前述旁通流路中、或者前述循环流路中的比下游侧连接部靠下游侧且比前述冷凝器靠上游侧的部位处，将前述动作介质中含有的油分离，所述下游侧连接部作为该循环流路与前述旁通流路的下游侧的端部的连接部；供油流路，将前述分离器内的油向前述膨胀机供给；该方法具备：阀开闭工序，在维持前述加热介质向前述蒸发器的供给及前述冷却介质向前述冷凝器的供给、并且前述泵驱动的状态下，将前述截止阀关闭并将前述旁通阀打开；泵停止工序，当表示在前述分离器中积存了既定量的前述油的条件成立时，将前述泵停止；和油回收工序，从前述分离器将前述油回收。

在本油回收方法中，通过经历阀开闭工序，动作介质在旁通膨胀机的同时在系统内循环，所以在该过程中，动作介质中含有的油被分离器分离。由此，然后通过经历泵停止工序及油回收工序，在本方法中，系统外的从动作介质的油的分离作业也能够省略。

如以上这样，根据本发明，能够提供一种能够将在系统外分离杂质的作业省略的杂质回收方法、以及能够将在系统外分离油的作业省略的油回收方法。

附图说明

图1是用来说明本发明的第1实施方式的杂质分离方法的图。

图2是用来说明杂质分离方法的变形例的图。

图3是用来说明本发明的第2实施方式的杂质分离方法的图。

图4是用来说明本发明的第3实施方式的杂质分离方法的图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施本发明的具体实施方式详细地进行说明。

（第1实施方式）

参照图1对本发明的第1实施方式的杂质回收方法进行说明。图1表示相对于热能回收装置10连接着杂质回收单元30的结构（后述的连接工序及分离器设置工序结束的状态）。

热能回收装置10具有蒸发器12、膨胀机14、动力回收机16、冷凝器18、泵20、和将蒸发器12、膨胀机14、冷凝器18及泵20以该顺序连接的循环流路22。

蒸发器12通过使动作介质与加热介质（发动机的排气等）热交换而使动作介质蒸发。

膨胀机14被设置在循环流路22中的蒸发器12的下游侧的部位。膨胀机14使从蒸发器12流出的气相的动作介质膨胀。作为膨胀机14，例如使用容积式的螺旋膨胀机，该容积式的螺旋膨胀机具有被气相的动作介质的膨胀能量旋转驱动的转子。

动力回收机16被连接在膨胀机14上。动力回收机16通过随着膨胀机14的驱动而旋转，从动作介质回收动力。在本实施方式中，作为动力回收机16而使用发电机。另外，作为动力回收机16也可以使用压缩机等。

冷凝器18被设置在循环流路22中的膨胀机14的下游侧的部位。冷凝器18通过使从膨胀机14流出的动作介质与冷却介质（冷却水等）热交换而使动作介质冷凝。

泵20被设置在循环流路22中的冷凝器18的下游侧的部位（冷凝器18与蒸发器12之间的部位）。泵20将从冷凝器18流出的液相的动作介质向蒸发器12输送。

在循环流路22中，设置有截止阀V1和抽液流路24。截止阀V1被设置在循环流路22中的蒸发器12与膨胀机14之间的部位。抽液流路24被设置在循环流路22中的冷凝器18与泵20之间的部位。抽液流路24是用来将液相的动作介质从循环流路22向外部抽出（回收）的流路。在该抽液流路24中，设置有能够开闭的抽液阀V2。

杂质回收单元30是用来将作为动作介质中包含的杂质、具有动作介质的沸点以上的沸点的物质从热能回收装置10回收的单元。杂质回收单元30具有旁通流路32、旁通阀V3和分离器34。

旁通流路32能够以将截止阀V1及膨胀机14旁通的方式连接在循环流路22上。

旁通阀V3被设置在旁通流路32中，能够开闭。

分离器34能够将动作介质中含有的液相的杂质分离。作为分离器34，优选的是使用除雾器式或旋风式。在分离器34中，设置有将液相的杂质回收的杂质回收流路36。在该杂质回收流路36中，设置有能够开闭的抽液阀V4。

接着，对杂质回收方法进行说明。本实施方式的杂质回收方法具备连接工序、分离器设置工序、阀开闭工序、泵停止工序、动作介质回收工序和杂质回收工序。

在连接工序中，以将截止阀V1及膨胀机14旁通的方式，将旁通流路32连接在循环流路22上。另外，此时热能回收装置1停止。

在分离器设置工序中，设置（连接）分离器34。在本实施方式中，分离器34被设置在循环流路22中的比蒸发器12靠下游侧且比上游侧连接部26靠上游侧的部位。上游侧连接部26是循环流路22中的该循环流路22与旁通流路32的上游侧的端部的连接部。但是，如图2所示，分离器34也可以设置在旁通流路32中。或者，分离器34也可以被设置在循环流路22中的比下游侧连接部27靠下游侧且比冷凝器18靠上游侧的部位。下游侧连接部27是循环流路22与旁通流路32的下游侧的端部的连接部。

阀开闭工序在连接工序及分离器设置工序后进行。在阀开闭工序之前，将截止阀V1打开，将各抽液阀V2、V4及旁通阀V3关闭。在阀开闭工序中，在维持着向蒸发器12的加热介质的供给及向冷凝器18的冷却介质的供给、并且泵20驱动的状态下，将截止阀V1关闭并将旁通阀V3打开。如果这样，则动作介质在将膨胀机14旁通的同时在系统内循环。由此，液相的杂质积存在分离器34内。

然后，在阀开闭工序后的泵停止工序中，在表示在分离器34中积存了既定量的液相的杂质的条件（例如，从将截止阀V1关闭并将旁通阀V3打开起经过既定时间、或分离器34的液面达到阈值）成立时，将泵20停止。

然后，在动作介质回收工序中，将抽液阀V2打开，经由抽液流路24将液相的动作介质从系统内向储液罐等容器25回收。此外，在杂质回收工序中，将抽液阀V4打开，经由杂质回收流路36将液相的杂质从分离器34向储液罐等容器37回收。

如以上这样，在本实施方式的杂质回收方法中，通过经历连接工序、分离器设置工序及阀开闭工序，动作介质在将膨胀机14旁通的同时在系统内循环，所以在该过程中动作介质中包含的杂质被分离器34分离。并且，在泵停止工序中，当表示在分离器34中积存有既定量的液相的杂质的条件成立时，将泵20停止。由此，在系统内从动作介质将杂质分离。由此，然后通过在杂质回收工序中从分离器34将液相的杂质回收，能够将系统外的从动作介质的杂质的分离作业省略。

（第2实施方式）

接着，参照图3对本发明的第2实施方式的杂质回收方法进行说明。另外，在第2实施方式中，仅对与第1实施方式不同的部分进行说明，与第1实施方式相同的构造、作用及效果的说明省略。

在本实施方式中，动作介质回收工序及杂质回收工序与第1实施方式的动作介质回收工序及杂质回收工序不同。在本实施方式的动作介质回收工序中，使用抽气单元40。

抽气单元40具备抽气流路41、能够开闭的抽气阀V5、真空泵42、压缩机43、使气相的动作介质冷凝的冷凝器44、和储液罐等容器45。抽气流路41被连接在循环流路22中的下游侧连接部27与冷凝器18之间的部位。另外，抽气流路41并不限于前述部位，也可以连接在旁通流路32或循环流路22中的气相的动作介质存在的部位上。抽气阀V5、真空泵42、压缩机43、冷凝器44及容器45以该顺序被连接在抽气流路41上。另外，抽气阀V5在动作介质回收工序之前被关闭。

接着，对本实施方式的动作介质回收工序及杂质回收工序具体地进行说明。

在动作介质回收工序中，首先，将抽液阀V2打开，经由抽液流路24将液相的动作介质从系统内向容器25回收。另外，抽液流路24也可以如图3所示那样被设置在冷凝器18的底部。在液相的动作介质的回收后，使分离器34内的液相的杂质中含有的（溶入的）液相的动作介质气化，将该气相的动作介质回收。具体而言，在经由抽液流路24的液相的动作介质的回收后，将抽液阀V2关闭并将抽气阀V5打开，将真空泵42及压缩机43驱动，向冷凝器44供给冷却介质（冷却水等）。如果这样，则系统内的压力开始下降。由此，分离器34内的液相的杂质中包含的液相的动作介质气化，由此产生的气相的动作介质经由旁通流路32向抽气流路41流入。该动作介质在冷凝器44中液化，被储存到容器45中。

在本实施方式中，杂质回收工序在动作介质回收工序之后进行。借助动作介质回收工序，系统内成为负压，所以在杂质回收工序中，在分离器34内被维持为正压的状态下从分离器34内将液相的杂质回收。具体而言，在将设置在分离器34的上部的阀35打开、将分别设置在循环流路22中的分离器34的上游侧及下游侧的各开闭阀V6、V7关闭后，将抽液阀V4打开。

如以上这样，在本实施方式中，在动作介质回收工序中将与杂质一起积存在分离器34内的动作介质回收，所以在动作介质回收工序之后进行的杂质回收工序中被从分离器34回收的液相的杂质的纯度提高。

进而，在杂质回收工序中，分离器34内被维持为正压，所以向分离器34的外界气体的倒流被抑制。由此，杂质的回收变得顺畅。

（第3实施方式）

接着，参照图4对本发明的一实施方式的油回收方法进行说明。另外，在第3实施方式中，仅对与第2实施方式不同的部分进行说明，与第2实施方式相同的构造、作用及效果的说明省略。

本实施方式的热能回收装置除了蒸发器12、膨胀机14、动力回收机16、冷凝器18、泵20及循环流路22以外，还具有旁通流路32、旁通阀V3、分离器34和供油流路28。在本实施方式中，作为膨胀机14，使用供油式（具有轴承及转子的螺旋膨胀机）的结构，分离器34将动作介质中含有的油分离。供油流路28是用来将分离器34内的油向膨胀机14的轴承供给的流路。即，本实施方式的分离器34以在热能回收装置的运转时恒常地将油向膨胀机14供给为目的而设置。

接着，对本实施方式的油回收方法进行说明。本实施方式的热能回收装置的结构除了供油流路28以外，实质上与第1实施方式及第2实施方式的连接工序及分离器设置工序结束后的方案是同样的。即，本油回收方法具备阀开闭工序、泵停止工序、动作介质回收工序和杂质回收工序。另外，各工序中的操作与上述实施方式的各工序中的操作相同。

如以上这样，在本实施方式中，也通过经历阀开闭工序，动作介质在旁通膨胀机14的同时在系统内循环，所以在该过程中动作介质中含有的油被分离器34分离。由此，然后通过经历泵停止工序及油回收工序，系统外的从动作介质的油的分离作业可以省略。

附图标记说明

10 热能回收装置

12 蒸发器

14 膨胀机

16 动力回收机

18 冷凝器

20 泵

22 循环流路

25 上游侧连接部

27 下游侧连接部

28 供油流路

30 杂质回收单元

32 旁通流路

34 分离器

40 抽气单元

41 抽气流路

42 真空泵

43 压缩机

44 冷凝器

45 容器

V1 截止阀

V2 抽液阀

V3 旁通阀

V4 抽液阀

V5 抽气阀

Claims (6)

1.一种杂质回收方法，是从热能回收装置将作为在动作介质中含有的杂质、具有前述动作介质的沸点以上的沸点的物质回收的方法，所述热能回收装置具备：蒸发器，通过将前述动作介质用加热介质加热而使前述动作介质蒸发；膨胀机，使从前述蒸发器流出的动作介质膨胀；动力回收机，连接在前述膨胀机上；冷凝器，通过将从前述膨胀机流出的动作介质用冷却介质冷却而使该动作介质冷凝；泵，将从前述冷凝器流出的动作介质向前述蒸发器输送；和循环流路，将前述蒸发器、前述膨胀机、前述冷凝器及前述泵以该顺序连接，

其特征在于，具备：

准备工序，准备杂质回收单元，该杂质回收单元具有能够将前述截止阀和前述膨胀机旁通的旁通流路、设置在前述旁通流路中的旁通阀、以及将前述动作介质中含有的杂质分离的分离器；

连接工序，以将前述截止阀和前述膨胀机旁通的方式，将前述旁通流路连接到前述循环流路上；

分离器设置工序，在前述循环流路中的比前述蒸发器靠下游侧且前述循环流路中的比上游侧连接部靠上游侧的部位处、前述旁通流路中、或者前述循环流路中的比下游侧连接部靠下游侧且比前述冷凝器靠上游侧的部位处，设置前述分离器，所述上游侧连接部作为该循环流路与前述旁通流路的上游侧的端部的连接部，所述下游侧连接部作为该循环流路与前述旁通流路的下游侧的端部的连接部；

阀开闭工序，在维持前述加热介质向前述蒸发器的供给及前述冷却介质向前述冷凝器的供给、并且前述泵驱动的状态下，将前述截止阀关闭并将前述旁通阀打开；

泵停止工序，当表示在前述分离器中积存了既定量的前述杂质的条件成立时，将前述泵停止；和

杂质回收工序，从前述分离器将前述杂质回收。

2.如权利要求1所述的杂质回收方法，其特征在于，

在前述杂质回收工序之前还具备将前述动作介质回收的动作介质回收工序；

在前述动作介质回收工序中，通过将前述旁通流路或前述循环流路中的气相的动作介质存在的部位抽真空，使前述分离器内的液相的杂质中含有的液相的动作介质气化，将该气相的动作介质从前述部位回收。

3.如权利要求2所述的杂质回收方法，其特征在于，

在前述动作介质回收工序中，在从前述冷凝器或前述循环流路中的液相的动作介质存在的部位将该液相的动作介质回收后，使前述分离器中含有的动作介质气化而回收。

4.如权利要求3所述的杂质回收方法，其特征在于，

在前述杂质回收工序中，在前述分离器内被维持为正压的状态下从前述分离器内将前述杂质回收。

5.如权利要求1～4中任一项所述的杂质回收方法，其特征在于，

在前述分离器设置工序中，将前述分离器设置在前述旁通流路中。

6.一种油回收方法，是从热能回收装置将油回收的方法，所述热能回收装置具有：蒸发器，通过将动作介质用加热介质加热，使前述动作介质蒸发；膨胀机，接受油的供给，同时使从前述蒸发器流出的动作介质膨胀；动力回收机，连接在前述膨胀机上；冷凝器，通过将从前述膨胀机流出的动作介质用冷却介质冷却，使该动作介质冷凝；泵，将从前述冷凝器流出的动作介质向前述蒸发器输送；循环流路，将前述蒸发器、前述膨胀机、前述冷凝器及前述泵以该顺序连接；旁通流路，被连接在前述循环流路上，将前述膨胀机旁通；旁通阀，设置在前述旁通流路中，能够开闭；截止阀，被设置在前述循环流路中的比上游侧连接部靠下游侧且比前述膨胀机靠上游侧的部位处，所述上游侧连接部作为该循环流路与前述旁通流路的上游侧的端部的连接部；分离器，被设置在前述循环流路中的比前述蒸发器靠下游侧且比前述上游侧连接部靠上游侧的部位处、前述旁通流路中、或者前述循环流路中的比下游侧连接部靠下游侧且比前述冷凝器靠上游侧的部位处，将前述动作介质中含有的油分离，所述下游侧连接部作为该循环流路与前述旁通流路的下游侧的端部的连接部；供油流路，将前述分离器内的油向前述膨胀机供给；

其特征在于，具备：

阀开闭工序，在维持前述加热介质向前述蒸发器的供给及前述冷却介质向前述冷凝器的供给、并且前述泵驱动的状态下，将前述截止阀关闭并将前述旁通阀打开；

泵停止工序，当表示在前述分离器中积存了既定量的前述油的条件成立时，将前述泵停止；和

油回收工序，从前述分离器将前述油回收。