JP2008057453A - ヒートポンプシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水を蒸発させて蒸気を生成する蒸発器と、前記蒸発器で生成された蒸気を昇温昇圧する多段圧縮機と、前記多段圧縮機の段間に設置され前記圧縮機の主流蒸気を中間冷却する冷却手段とを備えたヒートポンプシステムにおいて、前記冷却手段を前記圧縮機のケーシングの外部に設置する。
【選択図】図1
Description
rpmを想定している。
42,43を設置する。本実施例では中間冷却器として熱交換器を利用した間接熱交換方式のものを用いる。熱交換器の種類について制約はないが、本実施例ではプレートフィン型を採用する。各中間冷却器にはそれぞれ外部から冷却媒体61,62,63が供給される。
120℃まで冷却され、飽和蒸気88となって第4段14へと流入する。そこで所定の圧力比1.8 まで圧縮され、圧力約0.40MPa ,温度約190℃の過熱蒸気89の状態で放出される。この過熱蒸気89は工業用熱源として、製紙会社,食品工場,地域冷暖房,化学工場などの熱利用施設10で利用される。
112で減速し、昇温昇圧された過熱蒸気83の状態で圧縮機のケーシング201の外部に設けられた配管211を通って中間冷却器41へと導かれる。
121,131,141,ディフューザ112,122,132,142により昇温昇圧し、過熱蒸気89として吐出する。1軸多段圧縮機101の各段はケーシング150内に一体に配置されているため、各段の段間に中間冷却器を新たに設置しようとすると構造が複雑になる。また、圧縮機101は1軸圧縮機であり、各段の回転数を違えることはできない。
MPa,温度約150℃過熱蒸気83が生成される。過熱蒸気83は加湿器41aに流入し、そこで噴霧された約0.1kg/s の水91が蒸発潜熱を奪うことによって飽和温度である80℃程度まで冷却され、飽和蒸気84となって第2段12へと流入する。第2段
12による圧縮によって、圧力約0.11MPa ,温度約170℃の過熱蒸気85が生成される。過熱蒸気85は加湿器42aに流入し、そこで噴霧された約0.1kg/s の水
92が蒸発潜熱を奪うことによって飽和温度である100℃程度まで冷却され、飽和蒸気86となって第3段13へと流入する。第3段13による圧縮によって、圧力約0.22MPa,温度約180℃の過熱蒸気87が生成される。過熱蒸気87は加湿器43aに流入し、そこで噴霧された約0.1kg/s の水が蒸発潜熱を奪うことによって飽和温度である120℃程度まで冷却され、飽和蒸気88となって第4段14へと流入する。第4段
14により、圧力約0.40MPa ,温度約190℃の過熱蒸気89が生成され、最終的には過熱蒸気89の状態で熱利用設備2に供給される。
(A−A断面)を示す。本実施例の加湿器4aはケーシング411,噴霧ノズル412,ドレン排出孔413から構成されており、冷却水91はノズル412から噴霧され、中間冷却が行われる。
414を伝って加湿器内の水滴がドレン排出孔413に集まりやすくなるため、水滴が主流へ混入する可能性が減少する。水滴が主流に混入すると第2段12のインペラに水滴が衝突し、エロージョンが発生することがある。本実施例の加湿器はスロープ414を有するため、ヒートポンプシステムの信頼性の向上に貢献する。また、加湿器ケーシング411に残る水量を削減できるため、ケーシングの腐食の抑制にも貢献する。
43a、44…加湿器、51,52…ピニオンギア、60…高温熱源、61〜63…冷却媒体、80,81…水、82〜89,82a…水蒸気、91〜94…冷却水、111,
121,131,141…インペラ、112,122,132,142…ディフューザ、150,201…ケーシング、211…配管、301…入口、302…出口、411…ケーシング、412…噴霧ノズル、413…ドレン排出孔、414…スロープ、415…ミストセパレータ。
Claims (9)
- 水を蒸発させて蒸気を生成する蒸発器と、前記蒸発器で生成された蒸気を昇温昇圧する多段圧縮機と、前記多段圧縮機の段間に設置され前記圧縮機の主流蒸気を中間冷却する冷却手段とを備えたヒートポンプシステムにおいて、
前記冷却手段は前記圧縮機のケーシング外部に設置されたことを特徴とするヒートポンプシステム。 - 水を蒸発させて蒸気を生成する蒸発器と、前記蒸発器で生成された蒸気を昇温昇圧する多段圧縮機と、前記多段圧縮機の段間に設置され前記圧縮機の圧縮段で圧縮された蒸気を冷却する冷却器とを備えたヒートポンプシステムにおいて、
前記多段圧縮機はギアド圧縮機であることを特徴とするヒートポンプシステム。 - 熱源との熱交換により水を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した蒸気を圧縮する多段圧縮機と、前記多段圧縮機の段間に設けられ、前記圧縮機の主流蒸気を冷却する冷却器を備えたヒートポンプシステムにおいて、
前記多段圧縮機はギアド圧縮機であり、
前記冷却器は前記主流蒸気に水を散布するよう構成されたことを特徴とするヒートポンプシステム。 - 請求項3に記載のヒートポンプシステムにおいて、
水を散布する散布装置は前記冷却器内の主流蒸気の流通方向上流側に設置されていることを特徴とするヒートポンプシステム。 - 請求項2または請求項3に記載のヒートポンプシステムにおいて、
前記冷却器は、前記圧縮段の鉛直方向下側に設置されたことを特徴とするヒートポンプシステム。 - 請求項2に記載のヒートポンプシステムにおいて、
前記冷却器の入口流路の流路断面積が主流蒸気の流れ方向で単調増加するよう構成されたことを特徴とするヒートポンプシステム。 - 請求項2に記載のヒートポンプシステムにおいて、
前記冷却器の内部底面にスロープが設けられ、該スロープの鉛直方向最下点にドレン排出口が設けられたことを特徴とするヒートポンプシステム。 - 請求項2に記載のヒートポンプシステムにおいて、
前記冷却器の出口流路にミストセパレータを設置したことを特徴とするヒートポンプシステム。 - 水を蒸発させて蒸気を生成する蒸発器と、前記蒸発器で生成された蒸気を昇温昇圧する多段圧縮機とを備えたヒートポンプシステムの主流蒸気中間冷却方法において、
前記多段圧縮機の段間にて前記主流蒸気を抽気し、前記圧縮機のケーシング外部で前記主流蒸気を冷却することを特徴とするヒートポンプシステムの主流蒸気中間冷却方法。
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