JP2010117085A - Industrial drying system and drying method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an industrial drying system with high energy efficiency. <P>SOLUTION: The drying system includes a first device (12), a second device (14) and a third device (16). The first device (12) includes a heat pump circuit (20) where a working fluid is made to flow and which has a heat absorbing part (21), a compression part (22), a heat release part (23) and an expansion part (24). The second device (14) includes an evaporation part (42) in which water receiving heat from the working fluid is evaporated and a steam circuit (44) where steam from the evaporation part (42) is made to flow. The third device (16) includes a drying chamber (62) where a drying target is arranged. In the third device (16), heat from the steam is transmitted to at least one of the target and the fluid made to flow toward the target. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、産業用乾燥システム及び乾燥方法に関する。   The present invention relates to an industrial drying system and a drying method.

産業用乾燥システムとしては、ボイラで燃料を燃焼させて対象物を乾燥する構成が一般的に知られている。   As an industrial drying system, a configuration in which an object is dried by burning fuel in a boiler is generally known.

また、空気調和機からの加熱空気を対象物に供給する構成を有する乾燥機がある(例えば、特許文献1参照)。
特許第3957652号公報
Moreover, there exists a dryer which has the structure which supplies the heating air from an air conditioner to a target object (for example, refer patent document 1).
Japanese Patent No. 3957665

本発明は、エネルギー効率の高い乾燥システム及び乾燥方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the drying system and drying method with high energy efficiency.

本発明の態様に従えば、作動流体が流れかつ、吸熱部、圧縮部、放熱部、及び膨張部を有するヒートポンプ回路を有する第1装置と;前記作動流体からの熱を受けた水が蒸発する蒸発部と、前記蒸発部からの蒸気が流れる蒸気回路とを有する第2装置と;乾燥の対象物が配置される乾燥室を有する第3装置であって、前記蒸気からの熱が前記対象物及び前記対象物に向けて流れる流体の少なくとも一方に伝わる、前記第3装置と;を備える産業用乾燥システムが提供される。   According to an aspect of the present invention, a working fluid flows and a first device having a heat pump circuit having a heat absorbing portion, a compressing portion, a heat radiating portion, and an expanding portion; and water that receives heat from the working fluid evaporates. A second device having an evaporation section and a steam circuit through which steam from the evaporation section flows; and a third device having a drying chamber in which an object to be dried is disposed, wherein heat from the steam is the object And an industrial drying system comprising: the third device that is transmitted to at least one of a fluid flowing toward the object.

本発明の別の態様に従えば、作動流体が流れるヒートポンプ回路を用意する工程と、前記作動流体からの熱を水に伝えて蒸気を生成する工程と、前記蒸気からの熱を乾燥の対象物及び前記対象物に向けて流れる流体の少なくとも一方に伝える工程と、を備える産業用乾燥方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, a step of preparing a heat pump circuit through which a working fluid flows, a step of generating steam by transferring heat from the working fluid to water, and an object to dry the heat from the steam And transferring to at least one of the fluids flowing toward the object.

この乾燥システム又は乾燥方法によれば、ヒートポンプからの熱を利用して蒸気が生成され、この蒸気の熱によって対象物が乾燥される。したがって、熱伝達に優れた蒸気の使用により、乾燥にかかる熱効率の向上を図ることができる。   According to this drying system or drying method, steam is generated using heat from the heat pump, and the object is dried by the heat of the steam. Therefore, the use of steam excellent in heat transfer can improve the thermal efficiency for drying.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、第1実施形態における乾燥システムS1を示す概略図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a drying system S1 in the first embodiment.

乾燥システムS1は、作動流体が流れるヒートポンプ(ヒートポンプ回路)20を有するヒートポンプ装置(第1装置)12と、蒸気装置(第2装置)14と、乾燥対象物が乾燥される乾燥装置(第3装置)16と、制御装置70とを備える。制御装置70は、システム全体を統括的に制御する。乾燥システムS1の構成は設計要求に応じて様々に変更可能である。   The drying system S1 includes a heat pump device (first device) 12 having a heat pump (heat pump circuit) 20 through which a working fluid flows, a steam device (second device) 14, and a drying device (third device) for drying an object to be dried. ) 16 and a control device 70. The control device 70 comprehensively controls the entire system. The configuration of the drying system S1 can be variously changed according to design requirements.

本実施形態において、乾燥対象物は産業用電気部品である。なお、汚泥、木材、樹脂、砂、家庭ごみ、産業ごみ、塗装物、産業用衣類、機械部品、食料品など、様々な物体を乾燥対象にできる。   In the present embodiment, the object to be dried is an industrial electrical component. Various objects such as sludge, wood, resin, sand, household waste, industrial waste, paint, industrial clothing, machine parts, and food can be dried.

ヒートポンプ装置12において、ヒートポンプ20は、蒸発、圧縮、凝縮、及び膨張の各工程からなるサイクルにより、作動流体の状態変化を利用して複数の物体間で熱の授受を行う回路である。ヒートポンプサイクルは一般に、エネルギー効率が比較的高いという利点を有する。   In the heat pump device 12, the heat pump 20 is a circuit that transfers heat between a plurality of objects using a change in the state of the working fluid by a cycle composed of steps of evaporation, compression, condensation, and expansion. A heat pump cycle generally has the advantage of being relatively energy efficient.

本実施形態において、ヒートポンプ20は、吸熱部21、圧縮部22、放熱部(前放熱部23A、後放熱部(加温用放熱部)23Z)23、及び膨張部24を有し、これらは導管を介して接続されている。   In the present embodiment, the heat pump 20 includes a heat absorbing portion 21, a compressing portion 22, a heat radiating portion (a front heat radiating portion 23A, a rear heat radiating portion (heating heat radiating portion) 23Z) 23, and an expansion portion 24. Connected through.

吸熱部21では、主経路25内を流れる作動流体がサイクル外の熱源の熱を吸収する。本実施形態において、ヒートポンプ20の吸熱部21は、乾燥処理に伴い排出される乾燥装置16からの排出流体の熱を吸収することができる。   In the heat absorption part 21, the working fluid flowing in the main path 25 absorbs the heat of the heat source outside the cycle. In the present embodiment, the heat absorption part 21 of the heat pump 20 can absorb the heat of the discharged fluid from the drying device 16 that is discharged along with the drying process.

本実施形態において、ヒートポンプ装置12は、乾燥装置16からの排熱の少なくとも一部をヒートポンプ20の吸熱部21が汲み上げる排熱回収部29をさらに有する。排熱回収部29は、熱流体が流れる導管291と、乾燥装置16からの排出熱(例えば、排出流体の熱)が熱流体に伝わる吸熱部293と、導管291内の熱流体からの熱がヒートポンプ20の吸熱部21に伝わる放熱部295とを有する。排熱回収部29はさらに、必要に応じて、ポンプなどの流体駆動部やバルブなどの流量制御部(不図示)を有することができる。ヒートポンプ20の吸熱部21は、乾燥処理に伴い乾燥装置16から排出される熱を吸収することができる。代替的又は追加的に、ヒートポンプ20の吸熱部21が乾燥装置16からの排出流体以外の熱源(例えば大気、冷熱供給装置)の熱を吸収する構成とすることもできる。   In the present embodiment, the heat pump device 12 further includes an exhaust heat recovery unit 29 that pumps at least part of the exhaust heat from the drying device 16 by the heat absorption unit 21 of the heat pump 20. The exhaust heat recovery unit 29 includes a conduit 291 through which the thermal fluid flows, a heat absorption unit 293 through which heat exhausted from the drying device 16 (for example, heat of the exhaust fluid) is transmitted to the thermal fluid, and heat from the thermal fluid in the conduit 291. And a heat radiating portion 295 transmitted to the heat absorbing portion 21 of the heat pump 20. The exhaust heat recovery unit 29 can further include a fluid drive unit such as a pump and a flow rate control unit (not shown) such as a valve, if necessary. The heat absorption part 21 of the heat pump 20 can absorb the heat discharged from the drying device 16 during the drying process. Alternatively, or in addition, the heat absorption unit 21 of the heat pump 20 may be configured to absorb the heat of a heat source (for example, air or a cold heat supply device) other than the fluid discharged from the drying device 16.

圧縮部22は、圧縮機等によって作動流体を圧縮する。この際、通常、作動流体の温度が上がる。本実施形態において、圧縮部22は、単段圧縮構造又は多段圧縮構造を有することができる。圧縮部22は、軸流圧縮機、遠心圧縮機、レシプロ式圧縮機、ロータリー式圧縮機などの様々な圧縮機のうち、作動流体の圧縮に適するものが適用される。圧縮機には動力が供給される。多段圧縮構造を有する圧縮部22において、多軸圧縮構造又は同軸圧縮構造が適用可能である。   The compression unit 22 compresses the working fluid by a compressor or the like. At this time, the temperature of the working fluid usually increases. In this embodiment, the compression part 22 can have a single stage compression structure or a multistage compression structure. Among the various compressors such as an axial flow compressor, a centrifugal compressor, a reciprocating compressor, and a rotary compressor, a compressor suitable for compressing the working fluid is applied. Power is supplied to the compressor. In the compression unit 22 having a multistage compression structure, a multiaxial compression structure or a coaxial compression structure can be applied.

放熱部(前放熱部23A、後放熱部23Z)23は、圧縮部22で圧縮された作動流体が流れる導管を有し、主経路25内を流れる作動流体の熱をサイクル外の物体に与える。放熱部23を流れる作動流体の少なくとも一部は、ガス域又は超臨界域にできる。本実施形態において、作動流体の流れ方向に沿って、前放熱部23A、及び後放熱部23Zがその順に並んでいる。放熱部の数は、乾燥システムS1の仕様に応じて設定され、2、3、4、5、6、7、8、9、10、あるいは11以上である。前放熱部23Aは、圧縮部22の下流側の位置に配置され、後放熱部23Zは、前放熱部23Aの下流側の位置に配置される。各放熱部23A,23Zは、蒸気装置14に熱的に接続されている。   The heat dissipating part (the front heat dissipating part 23A and the rear heat dissipating part 23Z) 23 has a conduit through which the working fluid compressed by the compressing part 22 flows, and gives the heat of the working fluid flowing in the main path 25 to an object outside the cycle. At least a part of the working fluid flowing through the heat dissipating unit 23 can be in a gas region or a supercritical region. In the present embodiment, the front heat radiating portion 23A and the rear heat radiating portion 23Z are arranged in that order along the flow direction of the working fluid. The number of heat radiation units is set according to the specification of the drying system S1, and is 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, or 11 or more. The front heat radiating portion 23A is disposed at a position downstream of the compression portion 22, and the rear heat radiating portion 23Z is disposed at a position downstream of the front heat radiating portion 23A. Each heat radiating part 23A, 23Z is thermally connected to the steam device 14.

膨張部24は、減圧弁またはタービン等によって作動流体を膨張させる。タービンを使用した場合には膨張部24から動力を取り出すことができ、その動力を例えば圧縮部22に供給してもよい。ヒートポンプ20に使用される作動流体として、フロン系媒体(HFC 245faなど)、アンモニア、水、二酸化炭素、空気などの公知の様々な熱媒体が、乾燥システムS1の仕様及び熱バランス等に応じて選択される。   The expansion unit 24 expands the working fluid by a pressure reducing valve, a turbine, or the like. When a turbine is used, power can be taken out from the expansion unit 24, and the power may be supplied to the compression unit 22, for example. As a working fluid used for the heat pump 20, various known heat media such as a chlorofluorocarbon medium (HFC 245fa, etc.), ammonia, water, carbon dioxide, air, etc. are selected according to the specifications and heat balance of the drying system S1. Is done.

本実施形態において、ヒートポンプ20はさらに、バイパス経路27と、再生器28とを有する。バイパス経路27の入口端がヒートポンプ20の主経路25における前放熱部23Aと後放熱部23Zとの間の導管に流体的に接続される。バイパス経路27の出口端が主経路25における後放熱部23Zと膨張部24との間の配管に流体的に接続される。バイパス経路27の入口に、作動流体のバイパス流量を制御する流量制御弁を設けることができる。バイパス経路27において、前放熱部23Aからの作動流体の一部が、後放熱部23Zを迂回し、膨張部24の手前で後放熱部23Zからの作動流体と合流する。前放熱部23Aからの残りの作動流体は、後放熱部23Zを流れる。   In the present embodiment, the heat pump 20 further includes a bypass path 27 and a regenerator 28. The inlet end of the bypass path 27 is fluidly connected to a conduit between the front heat dissipating part 23A and the rear heat dissipating part 23Z in the main path 25 of the heat pump 20. The outlet end of the bypass path 27 is fluidly connected to a pipe between the rear heat radiating part 23Z and the expansion part 24 in the main path 25. A flow rate control valve for controlling the bypass flow rate of the working fluid can be provided at the inlet of the bypass passage 27. In the bypass path 27, a part of the working fluid from the front heat radiating portion 23A bypasses the rear heat radiating portion 23Z and joins the working fluid from the rear heat radiating portion 23Z before the expansion portion 24. The remaining working fluid from the front heat radiating portion 23A flows through the rear heat radiating portion 23Z.

再生器28は、バイパス経路27の導管の一部と、ヒートポンプ20の主経路25の導管(吸熱部21と圧縮部22との間の導管)の一部とが熱的に接続された構成を有する。例えば、両導管が互いに接触あるいは隣接して配置される。ヒートポンプ20において、吸熱部21からの作動流体に比べて、前放熱部23Aからの作動流体は高温である。再生器28において、バイパス経路27を流れる前放熱部23Aからの作動流体と、ヒートポンプ20の主経路25を流れる吸熱部21からの作動流体とが熱交換する。この熱交換により、バイパス経路27内の作動流体の温度が降下し、主経路25内の作動流体の温度が上昇する。再生器28は、低温の流体(主経路25内の作動流体)と高温の流体(バイパス経路27内の作動流体)とが対向して流れる向流型の熱交換構造を有することができる。あるいは、再生器28は、高温流体と低温流体とが並行して流れる並行流型の熱交換構造を有することができる。   The regenerator 28 has a configuration in which a part of the conduit of the bypass path 27 and a part of the conduit of the main path 25 of the heat pump 20 (the conduit between the heat absorption part 21 and the compression part 22) are thermally connected. Have. For example, both conduits are placed in contact with or adjacent to each other. In the heat pump 20, the working fluid from the front heat radiating unit 23 </ b> A is hotter than the working fluid from the heat absorbing unit 21. In the regenerator 28, the working fluid from the front heat radiating section 23 </ b> A flowing through the bypass path 27 and the working fluid from the heat absorbing section 21 flowing through the main path 25 of the heat pump 20 exchange heat. By this heat exchange, the temperature of the working fluid in the bypass path 27 is lowered, and the temperature of the working fluid in the main path 25 is raised. The regenerator 28 can have a countercurrent heat exchange structure in which a low-temperature fluid (working fluid in the main passage 25) and a high-temperature fluid (working fluid in the bypass passage 27) flow in opposition. Alternatively, the regenerator 28 can have a parallel flow type heat exchange structure in which a high-temperature fluid and a low-temperature fluid flow in parallel.

図1に示すように、蒸気装置14は、加温部40と、蒸発部42と、蒸気回路44と、必要に応じてポンプなどの流体駆動部(不図示)と、必要に応じてバルブなどの流量制御部(不図示)とを有する。   As shown in FIG. 1, the steam device 14 includes a heating unit 40, an evaporation unit 42, a steam circuit 44, a fluid drive unit (not shown) such as a pump as necessary, a valve and the like as necessary. A flow rate control unit (not shown).

加温部40は、ヒートポンプ20の後放熱部23Zに熱的に接続されかつ供給源(不図示)からの水が流れる導管を含む。加温部40と後放熱部23Zとを含んで熱交換器110(加温器、熱交換装置)が構成される。すなわち、熱交換器110は、蒸気装置14の導管の一部(加温部40)と、ヒートポンプ20の主経路25の導管の一部(後放熱部23Z)とが熱的に接続された構造を有する。熱交換器110は、低温の流体(蒸気装置14内の水)と高温の流体(ヒートポンプ20内の作動流体)とが対向して流れる向流型の熱交換方式を有することができる。あるいは、熱交換器110は、高温流体と低温流体とが並行して流れる並行流型の熱交換方式を有することができる。熱交換器110の熱交換構造として、公知の様々なものを採用することができる。加温部40の導管と後放熱部23Zの導管とは互いに接触あるいは隣接して配置される。例えば、後放熱部23Zの導管を、加温部40の導管の周りや内部に配設することができる。加温部40において、ヒートポンプ20の後放熱部23Zからの伝達熱によって、導管内の水が温度上昇する。   The heating unit 40 includes a conduit that is thermally connected to the rear heat dissipation unit 23Z of the heat pump 20 and through which water from a supply source (not shown) flows. A heat exchanger 110 (a warmer, a heat exchange device) is configured including the heating unit 40 and the rear heat dissipation unit 23Z. That is, the heat exchanger 110 has a structure in which a part of the conduit of the steam device 14 (heating unit 40) and a part of the conduit of the main path 25 of the heat pump 20 (rear heat radiating unit 23Z) are thermally connected. Have The heat exchanger 110 may have a countercurrent heat exchange system in which a low-temperature fluid (water in the steam device 14) and a high-temperature fluid (working fluid in the heat pump 20) flow in opposition. Alternatively, the heat exchanger 110 may have a parallel flow type heat exchange system in which a high-temperature fluid and a low-temperature fluid flow in parallel. Various known heat exchange structures for the heat exchanger 110 can be employed. The conduit of the heating unit 40 and the conduit of the rear heat radiating unit 23Z are arranged in contact with or adjacent to each other. For example, the conduit of the rear heat radiating portion 23Z can be disposed around or inside the conduit of the warming portion 40. In the heating unit 40, the temperature of the water in the conduit rises due to the heat transferred from the rear heat radiating unit 23Z of the heat pump 20.

蒸発部42は、ドラム式、蒸発式、沸騰式、及び、蒸発+沸騰式の少なくとも1つの方式を有することができる。本実施形態において、蒸発部42は、少なくとも液状の被加熱流体(水)を貯溜するタンク(ドラム、蒸気発生部)420と、タンク420に流体的に接続された循環導管422とを有する。加温部40とタンク420との間には、必要に応じて脱気槽(不図示)と、ポンプなどの流体駆動部(不図示)とが配置される。タンク420は、必要に応じて、液面を計測するレベルセンサ424と、気液分離器(不図示)とを有することができる。   The evaporation unit 42 may have at least one of a drum type, an evaporation type, a boiling type, and an evaporation + boiling type. In the present embodiment, the evaporation unit 42 includes a tank (drum, steam generation unit) 420 that stores at least a liquid fluid to be heated (water), and a circulation conduit 422 that is fluidly connected to the tank 420. A deaeration tank (not shown) and a fluid drive unit (not shown) such as a pump are disposed between the heating unit 40 and the tank 420 as necessary. The tank 420 can include a level sensor 424 that measures the liquid level and a gas-liquid separator (not shown) as necessary.

タンク420または循環導管422には、加温部40からの水の供給口と、蒸気の排出口とが設けられる。循環導管422の入口端と出口端とはそれぞれタンク420に接続される。循環導管422は、ヒートポンプ20の前放熱部23Aに熱的に接続される被加熱管426と、必要に応じて、ポンプ(不図示)と、バルブ(不図示)とを有する。被加熱流体(水)の熱対流及び/又は外部との差圧などを利用してポンプを省くこともできる。   The tank 420 or the circulation conduit 422 is provided with a water supply port from the heating unit 40 and a steam discharge port. The inlet end and the outlet end of the circulation conduit 422 are each connected to the tank 420. The circulation conduit 422 includes a heated pipe 426 that is thermally connected to the front heat radiating portion 23 </ b> A of the heat pump 20, and, if necessary, a pump (not shown) and a valve (not shown). The pump can be omitted by utilizing the heat convection of the fluid to be heated (water) and / or the differential pressure with the outside.

被加熱管426と前放熱部23Aとを含んで熱交換器112(熱交換装置)が構成される。すなわち、熱交換器112において、ヒートポンプ20の前放熱部23Aと蒸発部42の被加熱管426とが熱的に接続される。前放熱部23Aを流れる作動流体からの熱が被加熱管426を流れる水に伝わる。熱交換器112は、低温の流体(被加熱管426内の水)と高温の流体(ヒートポンプ20内の作動流体)とが対向して流れる向流型の熱交換方式を有することができる。あるいは、熱交換器112は、高温流体と低温流体とが並行して流れる並行流型の熱交換方式を有してもよい。熱交換器112の熱交換構造として、公知の様々なものを採用することができる。ヒートポンプ20の前放熱部23Aの導管と、被加熱管426とは互いに接触あるいは隣接して配置される。例えば、ヒートポンプ20の前放熱部23Aの導管を、被加熱管426の周りや内部に配設することができる。   A heat exchanger 112 (heat exchange device) is configured including the heated tube 426 and the front heat radiating portion 23A. That is, in the heat exchanger 112, the front heat radiating part 23A of the heat pump 20 and the heated pipe 426 of the evaporation part 42 are thermally connected. Heat from the working fluid flowing through the front heat radiating portion 23 </ b> A is transferred to the water flowing through the heated pipe 426. The heat exchanger 112 can have a countercurrent heat exchange system in which a low-temperature fluid (water in the heated pipe 426) and a high-temperature fluid (working fluid in the heat pump 20) flow in opposition. Alternatively, the heat exchanger 112 may have a parallel flow type heat exchange method in which a high-temperature fluid and a low-temperature fluid flow in parallel. Various known heat exchange structures of the heat exchanger 112 can be employed. The conduit of the front heat radiating portion 23A of the heat pump 20 and the heated tube 426 are arranged in contact with or adjacent to each other. For example, the conduit of the front heat radiating portion 23 </ b> A of the heat pump 20 can be disposed around or inside the heated tube 426.

蒸発部42において、加温部40で温度上昇した水が供給口を介してタンク420に供給され、タンク420及び循環導管422内に水が貯溜される。タンク420内の液面が所定範囲内になるように、タンク420への水の供給量が制御される。例えば、レベルセンサの計測結果に基づいて、タンク420への水の供給量が制御される。ヒートポンプ20の前放熱部23Aを流れる作動流体からの熱を受けた被加熱管426内の水は、少なくとも一部が蒸発する。蒸発部42からの蒸気は、蒸気回路44を流れる。   In the evaporation unit 42, the water whose temperature has increased in the heating unit 40 is supplied to the tank 420 through the supply port, and water is stored in the tank 420 and the circulation conduit 422. The amount of water supplied to the tank 420 is controlled so that the liquid level in the tank 420 is within a predetermined range. For example, the amount of water supplied to the tank 420 is controlled based on the measurement result of the level sensor. At least a part of the water in the heated pipe 426 that has received heat from the working fluid flowing through the front heat radiating portion 23A of the heat pump 20 evaporates. The steam from the evaporator 42 flows through the steam circuit 44.

蒸気回路44は、圧縮部440と、蒸気が流れる経路442とを有する。本実施形態において、圧縮部440は、蒸発部42のタンク420に流体的に接続されている。タンク420の内部空間は、タンク420の排出口及びダクト425を介して圧縮部440によって吸引される。   The steam circuit 44 includes a compression unit 440 and a path 442 through which steam flows. In the present embodiment, the compression unit 440 is fluidly connected to the tank 420 of the evaporation unit 42. The internal space of the tank 420 is sucked by the compression unit 440 through the discharge port of the tank 420 and the duct 425.

本実施形態において、蒸気回路44の圧縮部440は、第1圧縮部440A、第2圧縮部440B、及び第3圧縮部440Cを含む3段圧縮構造を有する。圧縮部440は、各圧縮部440A−440Cに対応する回転数が個々に制御される多軸圧縮構造を有することができる。あるいは、圧縮部440は、同軸圧縮構造を有することができる。本実施形態において、圧縮部440は、圧縮部440A−440Cに関して同軸構造を有する。圧縮機440A−440Cとしては、軸流圧縮機、遠心圧縮機、レシプロ式圧縮機、ロータリー式圧縮機などの様々な圧縮機が適用され、蒸気圧縮に適するものが用いられる。第1圧縮部440Aは、蒸発部42のタンク420からの蒸気を圧縮する。第2圧縮部440Bは、第1圧縮部440Aからの蒸気を圧縮し、第3圧縮部440Cは、第2圧縮部440Bからの蒸気を圧縮する。各圧縮部440A−440Cの圧縮比(圧力比)は、乾燥システムS1の仕様に応じて設定することができる。圧縮部の段数は、乾燥システムS1の仕様に応じて設定され、1、2、3、4、5、6、7、8、9、あるいは10以上である。   In the present embodiment, the compression unit 440 of the steam circuit 44 has a three-stage compression structure including a first compression unit 440A, a second compression unit 440B, and a third compression unit 440C. The compression unit 440 may have a multiaxial compression structure in which the rotation speeds corresponding to the compression units 440A to 440C are individually controlled. Alternatively, the compression unit 440 can have a coaxial compression structure. In the present embodiment, the compression unit 440 has a coaxial structure with respect to the compression units 440A-440C. As the compressors 440A to 440C, various compressors such as an axial compressor, a centrifugal compressor, a reciprocating compressor, and a rotary compressor are applied, and those suitable for vapor compression are used. The first compression unit 440A compresses the vapor from the tank 420 of the evaporation unit 42. The second compression unit 440B compresses the steam from the first compression unit 440A, and the third compression unit 440C compresses the steam from the second compression unit 440B. The compression ratio (pressure ratio) of each compression part 440A-440C can be set according to the specification of drying system S1. The number of stages of the compression unit is set according to the specification of the drying system S1, and is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 or more.

本実施形態において、蒸気回路44の経路442は、補経路442A,442B,442C,442Dを有する。蒸発部42のタンク420からの蒸気の一部が第1補経路442Aを流れ、残部が第1圧縮部440Aに入る。圧縮された第1圧縮部440Aからの蒸気の一部が第2補経路442Bを流れ、残部が第2圧縮部440Bに入る。圧縮された第2圧縮部440Bからの蒸気の一部が第3圧縮部440Cに入り、残部が第3補経路442Cを流れる。圧縮された第3圧縮部440Cからの蒸気が第4補経路442Dを流れる。経路442の各分岐の位置に制御弁や流量制御弁を配置することができる。各分岐位置における蒸気の分岐割合は、乾燥システムS1の仕様に応じて設定することができる。   In the present embodiment, the path 442 of the steam circuit 44 includes auxiliary paths 442A, 442B, 442C, and 442D. A part of the vapor from the tank 420 of the evaporation part 42 flows through the first auxiliary path 442A, and the remaining part enters the first compression part 440A. A part of the compressed steam from the first compression part 440A flows through the second auxiliary path 442B, and the remaining part enters the second compression part 440B. Part of the compressed steam from the second compression unit 440B enters the third compression unit 440C, and the remaining part flows through the third auxiliary path 442C. The compressed steam from the third compression section 440C flows through the fourth auxiliary path 442D. A control valve and a flow control valve can be disposed at each branch position of the path 442. The steam branching ratio at each branching position can be set according to the specifications of the drying system S1.

本実施形態において、蒸気回路44の経路442はさらに、乾燥装置16と熱的に接続される放熱部444A,444B,444C,444Dを有する。放熱部444A−444Dは、蒸発部42のタンク420からの蒸気又は圧縮部440A−440Cで圧縮された蒸気が流れる導管を有し、蒸気の熱を外部の物体に与える。第1放熱部444A、第2放熱部444B、第3放熱部444C、及び第4放熱部444Dはそれぞれ、第1補経路442A、第2補経路442B、第3補経路442C、及び第4補経路442Dの一部である。   In the present embodiment, the path 442 of the steam circuit 44 further includes heat radiation portions 444A, 444B, 444C, and 444D that are thermally connected to the drying device 16. The heat radiating units 444A to 444D have a conduit through which the steam from the tank 420 of the evaporation unit 42 or the steam compressed by the compression units 440A to 440C flows, and gives heat of the steam to an external object. The first heat dissipating part 444A, the second heat dissipating part 444B, the third heat dissipating part 444C, and the fourth heat dissipating part 444D are respectively a first auxiliary path 442A, a second auxiliary path 442B, a third auxiliary path 442C, and a fourth auxiliary path. Part of 442D.

本実施形態において、第1放熱部444Aが乾燥装置16における上流位置に配される。乾燥装置16の流れ方向に沿って、第1放熱部444A、第2放熱部444B、第3放熱部444C、及び第4放熱部444Dがその順に並ぶ。放熱部の数は、乾燥システムS1の仕様に応じて設定され、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、あるいは11以上にできる。   In the present embodiment, the first heat radiating portion 444 </ b> A is disposed at an upstream position in the drying device 16. A first heat radiating portion 444A, a second heat radiating portion 444B, a third heat radiating portion 444C, and a fourth heat radiating portion 444D are arranged in that order along the flow direction of the drying device 16. The number of heat radiating units is set according to the specification of the drying system S1, and can be 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, or 11 or more.

本実施形態において、第1放熱部444A(第1補経路442A)、第2放熱部444B(第2補経路442B)、第3放熱部444C(第3補経路442C)、及び第4放熱部444D(第4補経路442D)を互いに温度(飽和温度)が異なる蒸気がそれぞれ流れる。第1放熱部444Aを流れる蒸気の温度が比較的低く、第4放熱部444Dを流れる蒸気の温度が比較的高い。蒸気の温度は、圧縮段数に応じて、第4放熱部444D、第3放熱部444C、第2放熱部444B、及び第1放熱部444Aの順に高い。すなわち、蒸気回路44の経路442において、乾燥装置16の流れ方向における比較的上流側に比較的低温の蒸気が供給され、流れ方向における比較的下流側に比較的高温の蒸気が供給される。   In the present embodiment, the first heat radiating part 444A (first auxiliary path 442A), the second heat radiating part 444B (second auxiliary path 442B), the third heat radiating part 444C (third auxiliary path 442C), and the fourth heat radiating part 444D. Steam having different temperatures (saturation temperatures) flows through the (fourth auxiliary path 442D). The temperature of the steam flowing through the first heat radiation part 444A is relatively low, and the temperature of the steam flowing through the fourth heat radiation part 444D is relatively high. The temperature of the steam is higher in the order of the fourth heat radiating portion 444D, the third heat radiating portion 444C, the second heat radiating portion 444B, and the first heat radiating portion 444A according to the number of compression stages. That is, in the path 442 of the steam circuit 44, relatively low temperature steam is supplied to the relatively upstream side in the flow direction of the drying device 16, and relatively high temperature steam is supplied to the relatively downstream side in the flow direction.

放熱部444A−444Dを流れる蒸気及びその凝縮液の少なくとも一方からの熱が乾燥装置16内の物体に伝わり、放熱部444A−444Dを流れる蒸気の少なくとも一部が液化する。本実施形態において、補経路442A−442Dの下流端がタンク420に流体的に接続される。放熱部444A−444Dからの蒸気及び液体は、タンク420に入る。補経路442A−442Dにおいて、放熱部444A−444Dとタンク420との間に流体制御弁(減圧弁)などを配置することができる。   Heat from at least one of the steam flowing through the heat radiating units 444A-444D and the condensed liquid thereof is transmitted to the object in the drying device 16, and at least a part of the steam flowing through the heat radiating units 444A-444D is liquefied. In the present embodiment, the downstream end of the auxiliary path 442A-442D is fluidly connected to the tank 420. Vapor and liquid from the heat radiation portions 444A-444D enter the tank 420. In the auxiliary path 442A-442D, a fluid control valve (pressure reducing valve) or the like can be disposed between the heat radiating portion 444A-444D and the tank 420.

圧縮部440A−440Cには、蒸気に対して水(温水)を供給するノズル448A,448B,448Cが、必要に応じて配設される。ノズル448A−448Cの配設位置は、例えば、各圧縮部440A−440Bの段間、入口、及び/又は出口である。ノズル448A−448Cと蒸発部42のタンク420の液相位置とが導管446を介して流体的に接続された配管構成を採用することができる。この配管構成では、タンク420内の液体がノズル448A−448Cへの供給に有効利用される。ノズル448A−448Cからの液体の排出(スプレイ)には、ポンプなどの動力源を用いてもよく、導管の入口と出口との間の圧力差を利用してもよい。   In the compression units 440A-440C, nozzles 448A, 448B, 448C for supplying water (hot water) to the steam are arranged as necessary. The arrangement positions of the nozzles 448A to 448C are, for example, the interstages, the inlets, and / or the outlets of the compression units 440A to 440B. A piping configuration in which the nozzles 448A to 448C and the liquid phase position of the tank 420 of the evaporation unit 42 are fluidly connected via a conduit 446 can be employed. In this piping configuration, the liquid in the tank 420 is effectively used for supply to the nozzles 448A-448C. For discharging (spraying) the liquid from the nozzles 448A to 448C, a power source such as a pump may be used, or a pressure difference between the inlet and the outlet of the conduit may be used.

圧縮部440による吸引作用により、蒸発部42におけるヒートポンプ20による加熱部位での内部空間、すなわちタンク420の内部空間が減圧される。例えば、タンク420の内部圧力が大気圧(1atm=約0.1MPa)に比べて低い負圧(陰圧)となるように、経路442(補経路442A−442D)上の制御弁(流量制御弁など。不図示)、圧縮部440等が制御される。この制御は、例えば、タンク420の内部圧力を計測するセンサ(不図示)の計測結果に基づいて行うことができる。   Due to the suction action by the compression unit 440, the internal space at the portion heated by the heat pump 20 in the evaporation unit 42, that is, the internal space of the tank 420 is decompressed. For example, the control valve (flow rate control valve) on the path 442 (complementary path 442A-442D) is set so that the internal pressure of the tank 420 becomes a negative pressure (negative pressure) lower than the atmospheric pressure (1 atm = about 0.1 MPa). , Etc. (not shown), the compression unit 440 and the like are controlled. This control can be performed based on the measurement result of a sensor (not shown) that measures the internal pressure of the tank 420, for example.

本実施形態において、乾燥装置16は、流体加熱部61、乾燥室62、流体排出部63、及び不図示の移送装置を有する。一例において、移送装置は、コンベア、搬送車、搬送ロボットなどの様々な形態を有することができる。移送装置によって、乾燥対象物が乾燥室62内に投入されるとともに、乾燥室62から取り出される。代替的又は追加的に、乾燥装置16は、乾燥後の対象物の出力のために、ゲート式、旋回式などの形態を有する出力部を備えることができる。乾燥した対象物の出力部は、必要に応じて乾燥した対象物に化学処理などの所定の処理を行う機構を有することができる。   In the present embodiment, the drying device 16 includes a fluid heating unit 61, a drying chamber 62, a fluid discharge unit 63, and a transfer device (not shown). In one example, the transfer device can have various forms such as a conveyor, a transport vehicle, and a transport robot. The object to be dried is put into the drying chamber 62 and taken out from the drying chamber 62 by the transfer device. Alternatively or additionally, the drying device 16 may include an output unit having a gate type, a swivel type, or the like for outputting an object after drying. The output unit of the dried object can have a mechanism for performing a predetermined process such as a chemical process on the dried object as necessary.

本実施形態において、必要に応じて、移送装置は、乾燥室62内で、乾燥対象物を移動させることができる。乾燥装置16は、必要に応じて、不図示の脱水装置をさらに有し、それによって対象物を脱水することができる。脱水の際、対象物に必要に応じて凝集剤を添加することができる。脱水は、遠心式、加圧式、圧搾式、振動式など、対象物に応じて様々な形態が適用可能である。脱水により、対象物の容量が減少する。また、乾燥装置16は、必要に応じて、乾燥室62に入る前の対象物に熱を与える予熱室をさらに有することができる。   In the present embodiment, the transfer device can move the object to be dried in the drying chamber 62 as necessary. The drying device 16 further includes a dehydrating device (not shown) as necessary, thereby dehydrating the object. During the dehydration, a flocculant can be added to the object as necessary. Various forms such as a centrifugal type, a pressure type, a pressure type, and a vibration type can be applied to the dehydration depending on the object. Dehydration reduces the volume of the object. Moreover, the drying apparatus 16 can further have a preheating chamber for applying heat to the object before entering the drying chamber 62 as necessary.

本実施形態において、乾燥装置16は、概要的な筒形状を有し、全体的にその軸方向に沿って内部を空気が流れる。本実施形態において、全体的な空気の流れ方向(以後、流れ方向と称する)に沿って、流体加熱部61、乾燥室62、及び流体排出部63がその順に並ぶ。代替的又は追加的に、乾燥装置16は、様々な形態を採用することができる。   In the present embodiment, the drying device 16 has a general cylindrical shape, and the air flows inside along the axial direction as a whole. In the present embodiment, the fluid heating unit 61, the drying chamber 62, and the fluid discharge unit 63 are arranged in that order along the overall air flow direction (hereinafter referred to as the flow direction). Alternatively or additionally, the drying device 16 can take a variety of forms.

本実施形態において、蒸気回路44の放熱部444A−444Dが流体加熱部61内に配される。前述したように、蒸気の温度は、第4放熱部444D、第3放熱部444C、第2放熱部444B、及び第1放熱部444Aの順に高い。乾燥装置16の流体加熱部61に流入した空気は、第1放熱部444A、第2放熱部444B、第3放熱部444C、及び第4放熱部444Dによって順次加熱される。   In the present embodiment, the heat radiating portions 444 </ b> A to 444 </ b> D of the steam circuit 44 are arranged in the fluid heating portion 61. As described above, the temperature of the steam is higher in the order of the fourth heat radiating portion 444D, the third heat radiating portion 444C, the second heat radiating portion 444B, and the first heat radiating portion 444A. The air that has flowed into the fluid heating unit 61 of the drying device 16 is sequentially heated by the first heat radiating unit 444A, the second heat radiating unit 444B, the third heat radiating unit 444C, and the fourth heat radiating unit 444D.

乾燥室62内に、乾燥の対象物が配置される。本実施形態において、加熱された空気によって乾燥室62内の対象物が乾燥される。乾燥室62からの空気(排ガスなど)は流体排出部63を経由して外部に排出される。   An object to be dried is placed in the drying chamber 62. In the present embodiment, the object in the drying chamber 62 is dried by the heated air. Air (exhaust gas etc.) from the drying chamber 62 is discharged to the outside via the fluid discharge portion 63.

本実施形態において、流体排出部63には、ヒートポンプ装置12における排熱回収部29の吸熱部293が配される。乾燥室62からの空気の熱の少なくとも一部が排熱回収部29の吸熱部293に供給される。   In the present embodiment, the fluid discharge unit 63 is provided with a heat absorption unit 293 of the exhaust heat recovery unit 29 in the heat pump device 12. At least part of the heat of the air from the drying chamber 62 is supplied to the heat absorption unit 293 of the exhaust heat recovery unit 29.

流体排出部63は、低温の流体(吸熱部293内の作動流体)と高温の流体(流体排出部63内の排出流体)とが対向して流れる向流型の熱交換方式を有することができる。あるいは、流体排出部63は、高温流体と低温流体とが並行して流れる並行流型の熱交換方式を有してもよい。流体排出部63は、熱交換構造として、公知の様々なものを採用することができる。これにより、ヒートポンプ20は、乾燥装置16の排熱を回収することができる。排熱の回収により、乾燥システムS1の全体の熱利用の向上が図られる。流体排出部63を流れる流体の多くは、乾燥室62において湿分が蒸発したものであり、蒸発潜熱を有している。この蒸発潜熱の少なくとも一部を吸熱部293によって回収できる。潜熱を回収した場合には、排出流体の少なくとも一部が凝縮することになる。   The fluid discharge part 63 can have a countercurrent heat exchange system in which a low-temperature fluid (working fluid in the heat absorption part 293) and a high-temperature fluid (discharged fluid in the fluid discharge part 63) face each other. . Alternatively, the fluid discharge unit 63 may have a parallel flow type heat exchange method in which a high-temperature fluid and a low-temperature fluid flow in parallel. The fluid discharge unit 63 may employ various known ones as a heat exchange structure. Thereby, the heat pump 20 can collect the exhaust heat of the drying device 16. By recovering the exhaust heat, the overall heat utilization of the drying system S1 can be improved. Most of the fluid flowing through the fluid discharge portion 63 is obtained by evaporating moisture in the drying chamber 62 and has latent heat of evaporation. At least a part of the latent heat of evaporation can be recovered by the heat absorption part 293. When the latent heat is recovered, at least a part of the discharged fluid is condensed.

次に、乾燥システムS1の乾燥処理プロセスの一例について説明する。   Next, an example of the drying process of the drying system S1 will be described.

図1に示すように、まず、ヒートポンプ20からの熱伝達によって蒸気装置14の蒸発部42において蒸気が生成される。すなわち、蒸発部42の加温部40において、ヒートポンプ20の後放熱部23Zから伝達される熱によって供給源からの水が加温される。一例において、加温部40への水の入口温度は約20℃であり、加温部40からの水の出口温度は約60℃である。上記数値は一例であって、本発明はこれに限定されない。加温部40からの加温された水はタンク420に投入される。タンク420内は、圧縮部440による吸引作用により負圧下にあるとともに、水温に対して実質的に飽和圧力下にある。ヒートポンプ20の前放熱部23Aからの伝達される熱に受けてタンク420内の水が相変化し蒸発する。   As shown in FIG. 1, first, steam is generated in the evaporation section 42 of the steam device 14 by heat transfer from the heat pump 20. That is, in the heating unit 40 of the evaporation unit 42, the water from the supply source is heated by the heat transmitted from the rear heat radiating unit 23Z of the heat pump 20. In one example, the water inlet temperature to the heating unit 40 is about 20 ° C., and the water outlet temperature from the heating unit 40 is about 60 ° C. The above numerical value is an example, and the present invention is not limited to this. The heated water from the heating unit 40 is put into the tank 420. The inside of the tank 420 is under a negative pressure due to the suction action by the compression unit 440 and is substantially under a saturation pressure with respect to the water temperature. In response to heat transmitted from the front heat radiating portion 23A of the heat pump 20, the water in the tank 420 changes phase and evaporates.

タンク420からの蒸気は、蒸気回路44内を流れ、圧縮部440による圧縮で比較的高圧力かつ高温度の蒸気となる。すなわち、ヒートポンプ20で加熱された水が、圧縮部440での圧縮によってさらに加熱される。一例において、第1放熱部444A、第2放熱部444B、第3放熱部444C、及び第4放熱部444D内の蒸気の温度はそれぞれ、約60℃、77℃、97℃、及び130℃である。乾燥装置16の流体加熱部61に流入した空気が、第1放熱部444A、第2放熱部444B、第3放熱部444C、及び第4放熱部444Dによって順次加熱され、その後、乾燥室62に流入する。例えば乾燥室62に流入する空気の温度は約120℃である。そして、乾燥室62において、空気からの熱によって対象物が温度上昇するとともに、対象物に含まれる液分が蒸発する。上記数値は一例であって、本発明はこれに限定されない。   The steam from the tank 420 flows in the steam circuit 44 and becomes steam at a relatively high pressure and high temperature by compression by the compression unit 440. That is, the water heated by the heat pump 20 is further heated by the compression in the compression unit 440. In one example, the temperatures of the steam in the first heat radiating part 444A, the second heat radiating part 444B, the third heat radiating part 444C, and the fourth heat radiating part 444D are about 60 ° C., 77 ° C., 97 ° C., and 130 ° C., respectively. . The air flowing into the fluid heating unit 61 of the drying device 16 is sequentially heated by the first heat radiating unit 444A, the second heat radiating unit 444B, the third heat radiating unit 444C, and the fourth heat radiating unit 444D, and then flows into the drying chamber 62. To do. For example, the temperature of the air flowing into the drying chamber 62 is about 120 ° C. In the drying chamber 62, the temperature of the object increases due to heat from the air, and the liquid component contained in the object evaporates. The above numerical value is an example, and the present invention is not limited to this.

以上のように、本実施形態において、ヒートポンプ20の熱を利用して生成された蒸気を用いて乾燥が行われる。熱伝達に優れた蒸気の使用により、乾燥にかかる熱効率の向上を図ることができる。また、蒸気を利用することにより、比較的高温域の乾燥処理が実行可能である。   As described above, in the present embodiment, drying is performed using the steam generated using the heat of the heat pump 20. The use of steam excellent in heat transfer can improve the thermal efficiency for drying. Further, by using steam, a drying process in a relatively high temperature region can be performed.

ボイラのエネルギー効率が一般に約0.7〜0.8(70〜80%)であるのに対して、ヒートポンプのエネルギー効率としての成績係数(COP:coefficient of performance)は一般に2.5〜5.0である。ヒートポンプの成績係数は、被加熱媒体の入出力温度差に応じて変化し、比較的高い入出力温度差においてその成績係数が低下する傾向がある。本実施形態において、顕熱交換及び潜熱交換に対応してヒートポンプ20が個別の加熱部(後放熱部23Z及び前放熱部23A)を有することにより、入出力温度差を抑え、ボイラに比べて高いエネルギー効率で蒸気を生成することができる。例えば、COPが3.0のとき、発電効率を40%とすると、一次エネルギーの120%の熱を生成でき、従来のボイラにおける90%を上回る。これは、エネルギーの節約に有利である。上記数値は一例であって、本発明はこれに限定されない。   The energy efficiency of the boiler is generally about 0.7 to 0.8 (70 to 80%), whereas the coefficient of performance (COP) as the energy efficiency of the heat pump is generally 2.5 to 5. 0. The coefficient of performance of the heat pump changes according to the input / output temperature difference of the medium to be heated, and the coefficient of performance tends to decrease at a relatively high input / output temperature difference. In the present embodiment, the heat pump 20 has individual heating parts (rear heat radiating part 23Z and front heat radiating part 23A) corresponding to sensible heat exchange and latent heat exchange, thereby suppressing the temperature difference between the input and output and higher than that of the boiler. Steam can be generated with energy efficiency. For example, when the COP is 3.0, if the power generation efficiency is 40%, heat of 120% of the primary energy can be generated, exceeding 90% in the conventional boiler. This is advantageous for energy saving. The above numerical value is an example, and the present invention is not limited to this.

本実施形態において、蒸気回路44を流れる蒸気及びその凝縮液の少なくとも一方からの熱が乾燥装置16内の物体(空気)に伝わり、蒸気回路44内の蒸気の少なくとも一部が液化する。すなわち、蒸気の潜熱を利用して乾燥処理が実行される。これは、シリコンオイルや圧縮水を熱媒として用いるシステムに比べて、乾燥システムS1のコンパクト化や効率化に有利である。   In the present embodiment, heat from at least one of the steam flowing through the steam circuit 44 and its condensate is transferred to an object (air) in the drying device 16, and at least a part of the steam in the steam circuit 44 is liquefied. That is, the drying process is performed using the latent heat of steam. This is advantageous for making the drying system S1 more compact and more efficient than a system using silicon oil or compressed water as a heat medium.

本実施形態において、蒸気回路44の圧縮部440が3段圧縮構造を有し、乾燥装置16の流れ方向における比較的上流側において空気は比較的低温の放熱部(第1放熱部444Aなど)と熱交換し、比較的下流側において空気は比較的高温の放熱部(第4放熱部444Dなど)と熱交換する。これは熱効率の向上に有利である。   In the present embodiment, the compression unit 440 of the steam circuit 44 has a three-stage compression structure, and the air is relatively cool on the upstream side in the flow direction of the drying device 16, and the air is a relatively low-temperature heat dissipation unit (such as the first heat dissipation unit 444A). Heat exchange is performed, and the air exchanges heat with a relatively high temperature heat radiating section (such as the fourth heat radiating section 444D) on the relatively downstream side. This is advantageous for improving the thermal efficiency.

図2は、本実施形態における蒸気回路内の蒸気、及び乾燥装置内の空気の温度変化の一例を示す模式図である。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a temperature change of the steam in the steam circuit and the air in the drying apparatus in the present embodiment.

図2に示すように、乾燥装置16の流体加熱部61(図1参照)の入口付近において、空気は比較的低温の蒸気が流れる第1放熱部444Aから熱を受けて温度上昇する(図2の矢印m1)。このとき、潜熱の放出に伴い、第1放熱部444A内で蒸気の少なくとも一部が液化する(矢印n1)。第1放熱部444Aで加熱された空気は、次に、第2放熱部444Bから熱を受けて温度上昇する(矢印m2)。このとき、潜熱の放出に伴い、第2放熱部444B内で蒸気の少なくとも一部が液化する(矢印n2)。放熱温度は、第4放熱部444D、第3放熱部444C、第2放熱部444B、及び第1放熱部444Aの順に高い。以後、空気は、第3放熱部444C、及び第4放熱部444Dから順に熱を受けて温度上昇する(矢印m3、m4)。また、第3放熱部444C及び第4放熱部444D内で蒸気の少なくとも一部が液化する(矢印n3、n4)。第1−第4放熱部444A−444D(図1)によって空気が温度上昇する。   As shown in FIG. 2, in the vicinity of the inlet of the fluid heating unit 61 (see FIG. 1) of the drying device 16, the air rises in temperature by receiving heat from the first heat radiating unit 444A through which relatively low-temperature steam flows (FIG. 2). Arrow m1). At this time, with the release of latent heat, at least a part of the vapor is liquefied in the first heat dissipating part 444A (arrow n1). The air heated by the first heat radiating part 444A then receives heat from the second heat radiating part 444B and rises in temperature (arrow m2). At this time, with the release of latent heat, at least a part of the vapor is liquefied in the second heat radiating portion 444B (arrow n2). The heat radiation temperature is higher in the order of the fourth heat radiation part 444D, the third heat radiation part 444C, the second heat radiation part 444B, and the first heat radiation part 444A. Thereafter, the air receives heat from the third heat radiating portion 444C and the fourth heat radiating portion 444D in order and rises in temperature (arrows m3 and m4). Further, at least part of the vapor is liquefied in the third heat radiating part 444C and the fourth heat radiating part 444D (arrows n3 and n4). The temperature of the air rises by the first to fourth heat radiation portions 444A-444D (FIG. 1).

図1に戻り、このように、本実施形態において、乾燥装置16の流体加熱部61における、蒸気回路44の放熱温度分布が流れ方向に沿って全体的な勾配を有する。そのため、蒸気回路44内の蒸気と乾燥装置16内の空気との温度差が抑制された勾配加熱が実現され、これは、熱交換効率の向上に貢献する。本実施形態において、蒸気回路44は、互いに温度(飽和温度)が異なる複数の蒸気がそれぞれ流れる放熱部444A−444D(補経路442A−442D)を有し、これは、蒸気の潜熱を利用した勾配加熱に好ましく適用される。   Returning to FIG. 1, in this embodiment, in this embodiment, the heat radiation temperature distribution of the steam circuit 44 in the fluid heating unit 61 of the drying device 16 has an overall gradient along the flow direction. Therefore, gradient heating is realized in which the temperature difference between the steam in the steam circuit 44 and the air in the drying device 16 is suppressed, which contributes to improvement in heat exchange efficiency. In the present embodiment, the steam circuit 44 includes heat radiation portions 444A-444D (complementary paths 442A-442D) through which a plurality of steams having different temperatures (saturation temperatures) flow, and this is a gradient using the latent heat of steam. It is preferably applied to heating.

本実施形態において、蒸発部42のタンク420に流体的に接続された蒸気回路44の圧縮部440が多段構成を有しており、その結果、乾燥装置16の空気に対する勾配加熱を実現する形態が提供される。   In the present embodiment, the compression unit 440 of the vapor circuit 44 fluidly connected to the tank 420 of the evaporation unit 42 has a multi-stage configuration, and as a result, a mode that realizes gradient heating to the air of the drying device 16 is realized. Provided.

図3は、図1に示す蒸気回路44の蒸発部42及び第1圧縮部440Aにおける水の状態変化の一例を示す T-s 線図である。図3に示すように、水は、蒸発部42の加温部40(図1参照)において沸点近くまで温度上昇した後、蒸発部42のタンク420(図1)において温度一定のまま相変化する。このとき、大気圧(P1=1atm=約0.1MPa)に比べて低い負圧P0の状態において、飽和蒸気d0が発生する。飽和蒸気d0の温度は標準沸点よりも低い、例えば約60℃である。   FIG. 3 is a Ts diagram illustrating an example of a state change of water in the evaporation section 42 and the first compression section 440A of the steam circuit 44 illustrated in FIG. As shown in FIG. 3, the temperature of the water rises to near the boiling point in the heating unit 40 (see FIG. 1) of the evaporation unit 42, and then changes in phase while keeping the temperature constant in the tank 420 (FIG. 1) of the evaporation unit 42. . At this time, saturated steam d0 is generated in a state of negative pressure P0 that is lower than atmospheric pressure (P1 = 1 atm = about 0.1 MPa). The temperature of the saturated vapor d0 is lower than the normal boiling point, for example, about 60 ° C.

次に、タンク420からの約60℃の飽和蒸気d0は、蒸気回路44の第1圧縮部440A(図1参照)での圧縮によって温度上昇して比較的高圧力かつ高温の蒸気(過熱蒸気e1)になる。この過熱蒸気e1を定圧下で冷却することにより、約77℃の飽和蒸気を得ることができる(図3の破線a)。上記数値は一例であって、本発明はこれに限定されない。   Next, the saturated steam d0 at about 60 ° C. from the tank 420 rises in temperature due to compression in the first compression section 440A (see FIG. 1) of the steam circuit 44, and relatively high pressure and high temperature steam (superheated steam e1). )become. By cooling the superheated steam e1 under a constant pressure, a saturated steam of about 77 ° C. can be obtained (dashed line a in FIG. 3). The above numerical value is an example, and the present invention is not limited to this.

過熱蒸気から飽和蒸気への冷却に、液状の水または温水を直接混入することにより、蒸気のボリュームが増加する。図1に示すように、本実施形態において、第1圧縮部440Aと第2圧縮部440Bとの段間(又は第1圧縮部440Aの出口付近)にノズル448Aが配設され、ノズル448Aは導管446を介して蒸発部42のタンク420の液相位置に流体的に接続されている。蒸発部42のタンク420内の液体がノズル448Aを介して第1圧縮部440Aからの過熱蒸気に供給される。   By directly mixing liquid water or hot water into the cooling from superheated steam to saturated steam, the volume of steam is increased. As shown in FIG. 1, in this embodiment, a nozzle 448A is disposed between the first compression unit 440A and the second compression unit 440B (or near the outlet of the first compression unit 440A), and the nozzle 448A is a conduit. It is fluidly connected to the liquid phase position of the tank 420 of the evaporating unit 42 via 446. The liquid in the tank 420 of the evaporation unit 42 is supplied to the superheated steam from the first compression unit 440A through the nozzle 448A.

代替的又は追加的に、ノズル448Aは、蒸気回路44に流体的に接続できる。ノズル448Aに供給される液体として、放熱部(第1−第4放熱部444A−444D)から出た液体(ドレン)を使用することができる。放熱部(444A−444D)からの液体は、高い温度を有することができ、水噴霧による体積増量に効果的である。特に、放熱部444Dから排出された液体は比較的高い温度を有することができる。   Alternatively or additionally, the nozzle 448A can be fluidly connected to the steam circuit 44. As the liquid supplied to the nozzle 448 </ b> A, the liquid (drain) discharged from the heat radiating part (first to fourth heat radiating parts 444 </ b> A to 444 </ b> D) can be used. The liquid from the heat dissipating part (444A-444D) can have a high temperature and is effective for volume increase by water spray. In particular, the liquid discharged from the heat dissipation part 444D can have a relatively high temperature.

代替的に、図3において、水または温水の供給量及びタイミングの最適化により、比較的低圧力かつ低温度の飽和蒸気から比較的高圧力かつ高温度の飽和蒸気への変化を、より直接的にできる。例えば、第1圧縮部440A(図1)の入口で適量の水または温水が蒸気に供給されることにより、第1圧縮部440Aの入口での飽和蒸気d0が、第1圧縮部440Aの出口で飽和蒸気d1に変化する(図3の破線c1(スプレー)及びc2(圧縮))。または、第1圧縮部440Aの中間で適量の水または温水が蒸気に供給されることにより、第1圧縮部440Aの入口での飽和蒸気d0が、第1圧縮部440Aの出口で飽和蒸気d1に変化する(図3の破線b)。   Alternatively, in FIG. 3, the change from relatively low pressure and low temperature saturated steam to relatively high pressure and high temperature saturated steam can be made more direct by optimizing the supply and timing of water or hot water. Can be. For example, when an appropriate amount of water or hot water is supplied to the steam at the inlet of the first compression unit 440A (FIG. 1), the saturated steam d0 at the inlet of the first compression unit 440A becomes the outlet of the first compression unit 440A. It changes to saturated steam d1 (broken lines c1 (spray) and c2 (compression) in FIG. 3). Alternatively, when an appropriate amount of water or hot water is supplied to the steam in the middle of the first compression section 440A, the saturated steam d0 at the inlet of the first compression section 440A becomes the saturated steam d1 at the outlet of the first compression section 440A. It changes (broken line b in FIG. 3).

図1に戻り、一例において、同様に、第2圧縮部440Bからの過熱蒸気はノズル448Bからの液体によって冷却され、その結果、約97℃の飽和蒸気が得られる。また、第3圧縮部440Cからの過熱蒸気はノズル448Cからの液体によって冷却され、その結果、約130℃の飽和蒸気が得られる。代替的又は追加的に、ノズル448B及び/又はノズル448Cは、蒸気回路44に流体的に接続できる。ノズル448B及び/又はノズル448Cに供給される液体として、放熱部(第1−第4放熱部444A−444D)から出た液体(ドレン)を使用することができる。上記数値は一例であって、本発明はこれに限定されない。   Returning to FIG. 1, in one example, similarly, the superheated steam from the second compression section 440B is cooled by the liquid from the nozzle 448B, and as a result, saturated steam at about 97 ° C. is obtained. Also, the superheated steam from the third compression unit 440C is cooled by the liquid from the nozzle 448C, and as a result, saturated steam at about 130 ° C. is obtained. Alternatively or additionally, nozzle 448B and / or nozzle 448C may be fluidly connected to steam circuit 44. As the liquid supplied to the nozzle 448B and / or the nozzle 448C, the liquid (drain) that has exited from the heat radiating section (first to fourth heat radiating sections 444A to 444D) can be used. The above numerical value is an example, and the present invention is not limited to this.

図4は、蒸気回路44からの温水を、圧縮部(440A−440C)からの蒸気に混入する形態の一例を示している。図4において、蒸気回路44の第4放熱部444Dから出た流体が流れる導管は、第4放熱部444Dとタンク420とを流体的につなぐ導管446Aと、その導管446Aから分岐された分岐導管446Bとを有する。第4放熱部444Dから出た流体の少なくとも一部が分岐導管446Bを流れることができる。第1圧縮部440Aと第2圧縮部440Bとの段間(又は第1圧縮部440Aの出口付近)にノズル448Aが配設され、ノズル448Aは分岐導管446Bに流体的に接続されている。同様に、第2圧縮部440Bと第3圧縮部440Cとの段間(又は第2圧縮部440Bの出口付近)にノズル448Bが配設され、ノズル448Bは分岐導管446Bに流体的に接続されている。また、第3圧縮部440Cの出口付近にノズル448Cが配設され、ノズル448Cは分岐導管446Bに流体的に接続されている。ポンプなどの動力源、流量制御弁などの弁が必要に応じて配置される。第4放熱部444Dからの比較的高い温度を有する流体がノズル448Aを介して第1圧縮部440Aからの蒸気に供給される。同様に、第4放熱部444Dからの流体がノズル448B及びノズル444Cを介して第2圧縮部440B及び第3圧縮部444Cからの蒸気にそれぞれ供給される。代替的又は追加的に、蒸気回路44の他の放熱部444A−444Cの少なくとも1つからの流体を、圧縮部(440A−440C)の少なくとも1つからの蒸気に混入する形態が適用され得る。   FIG. 4 shows an example of a form in which hot water from the steam circuit 44 is mixed into steam from the compression unit (440A-440C). In FIG. 4, the conduit through which the fluid exiting the fourth heat radiating portion 444D of the steam circuit 44 flows includes a conduit 446A that fluidly connects the fourth heat radiating portion 444D and the tank 420, and a branch conduit 446B branched from the conduit 446A. And have. At least a part of the fluid exiting the fourth heat radiating portion 444D can flow through the branch conduit 446B. A nozzle 448A is disposed between the first compression section 440A and the second compression section 440B (or in the vicinity of the outlet of the first compression section 440A), and the nozzle 448A is fluidly connected to the branch conduit 446B. Similarly, a nozzle 448B is disposed between the second compression unit 440B and the third compression unit 440C (or in the vicinity of the outlet of the second compression unit 440B), and the nozzle 448B is fluidly connected to the branch conduit 446B. Yes. A nozzle 448C is disposed near the outlet of the third compression section 440C, and the nozzle 448C is fluidly connected to the branch conduit 446B. A power source such as a pump and a valve such as a flow control valve are arranged as necessary. A fluid having a relatively high temperature from the fourth heat radiating unit 444D is supplied to the vapor from the first compression unit 440A through the nozzle 448A. Similarly, the fluid from the fourth heat radiating unit 444D is supplied to the steam from the second compression unit 440B and the third compression unit 444C via the nozzle 448B and the nozzle 444C, respectively. Alternatively or additionally, a configuration may be applied in which fluid from at least one of the other heat dissipation portions 444A-444C of the vapor circuit 44 is mixed into the vapor from at least one of the compression portions (440A-440C).

図1に戻り、本実施形態において、蒸気の利用により、乾燥装置16に配置される放熱部(第1−第4放熱部444A−444D)内の熱媒体の圧力が比較的低く設定可能である。これに対して、ヒートポンプ20の作動流体の熱を直接的に乾燥装置16内の物体に与えるシステムは、作動流体の圧力が数十気圧程度の場合がある。本実施形態において、配管コストの低減化が可能である。   Returning to FIG. 1, in the present embodiment, the pressure of the heat medium in the heat radiating section (first to fourth heat radiating sections 444A to 444D) disposed in the drying device 16 can be set to be relatively low by using steam. . On the other hand, in the system in which the heat of the working fluid of the heat pump 20 is directly applied to the object in the drying device 16, the pressure of the working fluid may be about several tens of atmospheres. In this embodiment, the piping cost can be reduced.

本実施形態において、蒸気回路44における各補経路442A−442D内の蒸気(液化分及び蒸気)は、タンク420に戻る。したがって、蒸気回路44は循環運転を実施できる。循環運転の実施中において、供給源からのタンク420への水の供給を軽減又は不要にできる。加温部40に供給される熱(ヒートポンプ20の後放熱部23Zの熱)をシステム内の他の部分で利用することにより、さらなる熱効率の向上が図られる。   In the present embodiment, the steam (liquefied component and steam) in each auxiliary path 442A-442D in the steam circuit 44 returns to the tank 420. Therefore, the steam circuit 44 can perform a circulating operation. During the implementation of the circulating operation, the supply of water from the supply source to the tank 420 can be reduced or eliminated. By using the heat supplied to the heating unit 40 (heat of the heat radiating unit 23Z of the heat pump 20) in other parts of the system, further improvement in thermal efficiency can be achieved.

代替的又は追加的に、第1−第4放熱部444A−444D(補経路442A−442D)からタンク420に向かう流体の少なくとも一部を、必要に応じて、加熱することができる。例えば、比較的低温を有する第1放熱部444Aからの流体が加熱され得る。蒸気回路44から蒸発部42(タンク420)への戻り流体の加熱には、例えば、加温部40での加熱を用いることができる。戻り流体の加熱により、タンク420内の温度がより適切に維持される。   Alternatively or additionally, at least a portion of the fluid from the first to fourth heat radiating portions 444A to 444D (auxiliary path 442A to 442D) toward the tank 420 can be heated as necessary. For example, the fluid from the first heat radiation part 444A having a relatively low temperature can be heated. For heating the return fluid from the vapor circuit 44 to the evaporation unit 42 (tank 420), for example, heating in the heating unit 40 can be used. By heating the return fluid, the temperature in the tank 420 is more appropriately maintained.

図5は、戻り流体を加熱する形態の一例を示している。図5において、蒸気回路444Aの第1放熱部444Aからの流体用の導管は、第1放熱部444Aの出口部を加温部40の入口付近に流体的につなぐ導管446Eを有する。ポンプなどの動力源、流量制御弁などの弁が必要に応じて配置される。通常、第1放熱部444Aから出た流体は、他の放熱部444B−444Dのそれに比べて低温を有する。第1放熱部444Aからの戻り流体は導管446Eを介して加温部40を流れ、加温部40においてヒートポンプ20の後放熱部23Zからの伝達熱によって温度上昇し、その後にタンク420に入る。図5において、第1放熱部444Aからの流体のすべてが加温部40を流れて加熱される。代替的に、第1放熱部444Aからの一部が加温部40を流れる形態が採用され得る。また、代替的又は追加的に、蒸気回路44の他の放熱部444B−444Dからの流体の少なくとも一部が加温部40を流れて加熱される形態が採用され得る。   FIG. 5 shows an example of a mode in which the return fluid is heated. In FIG. 5, the conduit for fluid from the first heat radiating portion 444A of the steam circuit 444A has a conduit 446E that fluidly connects the outlet portion of the first heat radiating portion 444A to the vicinity of the inlet of the heating portion 40. A power source such as a pump and a valve such as a flow control valve are arranged as necessary. In general, the fluid exiting from the first heat radiating portion 444A has a lower temperature than that of the other heat radiating portions 444B-444D. The return fluid from the first heat radiating unit 444A flows through the heating unit 40 via the conduit 446E, and the temperature rises due to the heat transferred from the rear heat radiating unit 23Z of the heat pump 20 in the heating unit 40, and then enters the tank 420. In FIG. 5, all of the fluid from the first heat radiating unit 444 </ b> A flows through the heating unit 40 and is heated. Alternatively, a form in which a part from the first heat radiation unit 444A flows through the heating unit 40 may be employed. Alternatively or additionally, a form in which at least a part of the fluid from the other heat radiation units 444B to 444D of the steam circuit 44 flows through the heating unit 40 and is heated may be employed.

図1に戻り、本実施形態において、ヒートポンプ装置12(20)が乾燥装置16の排熱を回収する。これも、熱効率向上に有利である。   Returning to FIG. 1, in the present embodiment, the heat pump device 12 (20) recovers the exhaust heat of the drying device 16. This is also advantageous for improving thermal efficiency.

本実施形態において、ヒートポンプ20において、バイパス経路27を介して作動流体の一部が放熱部23Zを迂回するから、放熱部23Zに入る作動流体の流量の最適化が図られる。これは、加温部40に対する放熱温度の適切な制御、及び作動流体の保有熱を有効に使う上で有利である。   In the present embodiment, in the heat pump 20, since a part of the working fluid bypasses the heat radiating portion 23Z via the bypass path 27, the flow rate of the working fluid entering the heat radiating portion 23Z is optimized. This is advantageous in appropriately controlling the heat radiation temperature with respect to the heating unit 40 and effectively using the retained heat of the working fluid.

本実施形態において、バイパス経路27を流れる作動流体は、再生器28において、ヒートポンプ20の主経路25を流れる吸熱部21からの作動流体と熱交換する。この熱交換により、バイパス経路27内の作動流体の温度が降下し、ヒートポンプ20の主経路25内の作動流体の温度が上昇する。圧縮部22に対する作動流体の初期入力温度の上昇により、圧縮部22の動力の低減が図られる。なお、作動流体のバイパス量は、乾燥の対象物の種類や量など、乾燥条件に応じて定められる。   In the present embodiment, the working fluid flowing through the bypass path 27 exchanges heat with the working fluid from the heat absorbing portion 21 flowing through the main path 25 of the heat pump 20 in the regenerator 28. By this heat exchange, the temperature of the working fluid in the bypass path 27 is lowered, and the temperature of the working fluid in the main path 25 of the heat pump 20 is raised. Due to the increase in the initial input temperature of the working fluid to the compression unit 22, the power of the compression unit 22 is reduced. The bypass amount of the working fluid is determined according to the drying conditions such as the type and amount of the object to be dried.

本実施形態において、ヒートポンプ20において、再生器28で温度降下したバイパス経路27内の作動流体は、膨張部24の手前で、ヒートポンプ20の主経路25を流れる放熱部23Zからの作動流体と合流する。放熱部23Zからの作動流体の出力温度は比較的低く設定される。膨張部24に対する作動流体の入力温度の低下により、作動流体の液ガス比の最適化が図られ、その結果、吸熱部21においてサイクル外の熱源(排出流体)から有効に熱が吸収される。   In the present embodiment, in the heat pump 20, the working fluid in the bypass path 27 whose temperature has dropped in the regenerator 28 joins the working fluid from the heat radiating section 23 </ b> Z flowing through the main path 25 of the heat pump 20 before the expansion section 24. . The output temperature of the working fluid from the heat radiating portion 23Z is set to be relatively low. The liquid gas ratio of the working fluid is optimized by lowering the input temperature of the working fluid to the expansion unit 24. As a result, the heat absorption unit 21 effectively absorbs heat from the heat source (exhaust fluid) outside the cycle.

図6は、第2実施形態における乾燥システムS2を示す概略図である。以下の説明では、乾燥システムS2について、図1に示す乾燥システムS1と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。   FIG. 6 is a schematic diagram showing a drying system S2 in the second embodiment. In the following description, for the drying system S2, the same elements as those in the drying system S1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図6に示すように、本実施形態における乾燥システムS2において、蒸気回路44の放熱部の一部が乾燥装置16の乾燥室62に配置されている。   As shown in FIG. 6, in the drying system S <b> 2 in the present embodiment, a part of the heat radiation part of the steam circuit 44 is disposed in the drying chamber 62 of the drying device 16.

具体的には、蒸気回路44は、互いに温度(飽和温度)が異なる蒸気が流れる第1−第4放熱部444A−444Dを有し、第1−第3放熱部444A−444Cが乾燥装置16の流体加熱部61に配され、第4放熱部444Dが乾燥装置16の乾燥室62に配される。蒸気の温度は、第4放熱部444D、第3放熱部444C、第2放熱部444B、及び第1放熱部444Aの順に高い。代替的に、第3放熱部444Cの放熱温度が第4放熱部444Dの放熱温度よりも高くでき、また、第3放熱部444C及び第4放熱部444Dの放熱温度が概ね同じにできる。本実施形態においても、蒸気回路44の経路442において、乾燥装置16の流れ方向における比較的上流側に比較的低温の蒸気が供給され、流れ方向における比較的下流側(乾燥室62及び流体加熱部61の下流部)に比較的高温の蒸気が供給される。   Specifically, the steam circuit 44 includes first to fourth heat radiating portions 444A to 444D through which steam having different temperatures (saturation temperatures) flow, and the first to third heat radiating portions 444A to 444C are provided for the drying device 16. Arranged in the fluid heating unit 61, the fourth heat radiating unit 444 </ b> D is arranged in the drying chamber 62 of the drying device 16. The temperature of the steam is higher in the order of the fourth heat radiation part 444D, the third heat radiation part 444C, the second heat radiation part 444B, and the first heat radiation part 444A. Alternatively, the heat radiation temperature of the third heat radiation part 444C can be higher than the heat radiation temperature of the fourth heat radiation part 444D, and the heat radiation temperature of the third heat radiation part 444C and the fourth heat radiation part 444D can be made substantially the same. Also in the present embodiment, in the path 442 of the steam circuit 44, relatively low temperature steam is supplied to the relatively upstream side in the flow direction of the drying device 16, and relatively downstream in the flow direction (the drying chamber 62 and the fluid heating unit). A relatively high temperature steam is supplied to the downstream portion of 61.

本実施形態において、乾燥装置16の流体加熱部61に流入した空気が、第1放熱部444A、第2放熱部444B、及び第3放熱部444Cによって順次加熱され、その後、乾燥室62に流入する。そして、乾燥室62において、流体加熱部61からの加熱空気の熱及び第4放熱部444Dからの熱によって対象物が温度上昇するとともに、対象物に含まれる液分が蒸発する。第1−第3放熱部444A−444Cによって空気が温度上昇し、
第4放熱部444Dによって対象物が乾燥される。
In the present embodiment, the air flowing into the fluid heating unit 61 of the drying device 16 is sequentially heated by the first heat radiating unit 444A, the second heat radiating unit 444B, and the third heat radiating unit 444C, and then flows into the drying chamber 62. . In the drying chamber 62, the temperature of the object increases due to the heat of the heated air from the fluid heating unit 61 and the heat from the fourth heat radiating unit 444D, and the liquid component contained in the object evaporates. The temperature of the air rises by the first to third heat radiation parts 444A-444C
The object is dried by the fourth heat radiating portion 444D.

本実施形態においても、蒸気回路44における各補経路442A−442D内の蒸気(液化分及び蒸気)は、タンク420に戻る。したがって、蒸気回路44は循環運転を実施できる。循環運転の実施中において、供給源からのタンク420への水の供給を軽減又は不要にできる。加温部40に供給される熱(ヒートポンプ20の後放熱部23Zの熱)をシステム内の他の部分で利用することにより、さらなる熱効率の向上が図られる。代替的又は追加的に、第1−第4放熱部444A−444D(補経路442A−442D)からタンク420に向かう流体の少なくとも一部を、必要に応じて、加熱することができる。例えば、比較的低温を有する第1放熱部444Aからの流体が加熱され得る。蒸気回路44から蒸発部42(タンク420)への戻り流体の加熱には、例えば、加温部40からの熱を用いることができる。戻り流体の加熱により、タンク420内の温度がより適切に維持される。   Also in the present embodiment, the steam (liquefied component and steam) in each auxiliary path 442A-442D in the steam circuit 44 returns to the tank 420. Therefore, the steam circuit 44 can perform a circulating operation. During the implementation of the circulating operation, the supply of water from the supply source to the tank 420 can be reduced or eliminated. By using the heat supplied to the heating unit 40 (heat of the heat radiating unit 23Z of the heat pump 20) in other parts of the system, further improvement in thermal efficiency can be achieved. Alternatively or additionally, at least a portion of the fluid from the first to fourth heat radiating portions 444A to 444D (auxiliary path 442A to 442D) toward the tank 420 can be heated as necessary. For example, the fluid from the first heat radiation part 444A having a relatively low temperature can be heated. For example, heat from the heating unit 40 can be used to heat the return fluid from the vapor circuit 44 to the evaporation unit 42 (tank 420). By heating the return fluid, the temperature in the tank 420 is more appropriately maintained.

図7、図8、及び図9は、乾燥室62の構成例を示す。   7, 8, and 9 show examples of the configuration of the drying chamber 62.

図7において、乾燥室62は、対象物を搬送するコンベア510と、第4放熱部444Dに対応しかつコンベア510上の対象物に熱を与える加熱部512とを有する。乾燥室62には、流体加熱部61(図6)からの加熱空気が供給される。乾燥室62は、対象物に接するコンベア510の部材を介して加熱部512(第4放熱部444D)から実質的に間接的に対象物に熱が伝わる構成を有することができる。あるいは、乾燥室62は、対象物に接するコンベア510の部材が実質的に加熱部512(第4放熱部444D)であり、加熱部512(第4放熱部444D)から実質的に直接的に対象物に熱が伝わる構成を有することができる。   In FIG. 7, the drying chamber 62 includes a conveyor 510 that conveys an object, and a heating unit 512 that corresponds to the fourth heat radiating unit 444D and applies heat to the object on the conveyor 510. The drying chamber 62 is supplied with heated air from the fluid heating unit 61 (FIG. 6). The drying chamber 62 can have a configuration in which heat is substantially indirectly transmitted from the heating unit 512 (fourth heat radiating unit 444D) to the target object via a member of the conveyor 510 in contact with the target object. Alternatively, in the drying chamber 62, the member of the conveyor 510 that is in contact with the object is substantially the heating unit 512 (fourth heat radiation unit 444D), and the target is substantially directly from the heating unit 512 (fourth heat radiation unit 444D). A structure in which heat is transmitted to an object can be provided.

図7の乾燥室62において、流体加熱部61からの加熱空気の熱が加熱部512(第4放熱部444D)からの熱よりも先に対象物に伝わってもよく、加熱部512からの熱が加熱空気の熱よりも先に対象物に伝わってもよく、あるいは、両方の熱が同時に対象物に伝わってもよい。また、代替的に又は追加的に、乾燥室62は、流体加熱部61からの加熱空気に加え、第4放熱部444Dを熱源とした加熱空気を対象物に吹き付ける構成を有することができる。   In the drying chamber 62 of FIG. 7, the heat of the heated air from the fluid heating unit 61 may be transmitted to the object prior to the heat from the heating unit 512 (fourth heat radiating unit 444D), and the heat from the heating unit 512 May be transmitted to the object prior to the heat of the heated air, or both heats may be transmitted to the object at the same time. Alternatively or additionally, the drying chamber 62 may have a configuration in which heated air using the fourth heat radiating unit 444D as a heat source is blown to the object in addition to the heated air from the fluid heating unit 61.

図8において、乾燥室62は、回転自在なドラム520と、第4放熱部444Dに対応しかつドラム520内の対象物に熱を与える加熱部522とを有する。乾燥室62には、流体加熱部61(図6)からの加熱空気が供給される。ドラム520の回転軸は、実質的に水平、垂直、又は斜めに配置される。ドラム520の回転に伴い、ドラム520内の対象物が少なくとも軸方向に移動することができる。   In FIG. 8, the drying chamber 62 includes a rotatable drum 520 and a heating unit 522 that corresponds to the fourth heat radiating unit 444 </ b> D and applies heat to the object in the drum 520. The drying chamber 62 is supplied with heated air from the fluid heating unit 61 (FIG. 6). The rotation axis of the drum 520 is arranged substantially horizontally, vertically, or diagonally. As the drum 520 rotates, the object in the drum 520 can move at least in the axial direction.

乾燥室62は、ドラム520の内周面の少なくとも一部が加熱対象物に直接的又は間接的に接する構成を有することができる。例えば、乾燥室62は、ドラム520の内壁の少なくとも一部が加熱部522(第4放熱部444D)であり、加熱部522(第4放熱部444D)から実質的に直接的又は間接的に対象物に熱が伝わる構成を有することができる。   The drying chamber 62 can have a configuration in which at least a part of the inner peripheral surface of the drum 520 is in direct or indirect contact with the object to be heated. For example, in the drying chamber 62, at least a part of the inner wall of the drum 520 is the heating unit 522 (fourth heat radiation unit 444D), and the target is substantially directly or indirectly from the heating unit 522 (fourth heat radiation unit 444D). A structure in which heat is transmitted to an object can be provided.

図8の乾燥室62において、例えばドラム520の内周面の少なくとも一部が加熱面である。流体加熱部61からの加熱空気の熱が第4放熱部444Dからの熱よりも先に対象物に伝わってもよく、第4放熱部444Dからの熱が加熱空気の熱よりも先に対象物に伝わってもよく、両方の熱が同時に対象物に伝わってもよい。また、代替的又は追加的に、乾燥室62は、流体加熱部61からの加熱空気に加え、第4放熱部444Dを熱源とした加熱空気を対象物に吹き付ける構成を有することができる。   In the drying chamber 62 of FIG. 8, for example, at least a part of the inner peripheral surface of the drum 520 is a heating surface. The heat of the heated air from the fluid heating unit 61 may be transmitted to the object prior to the heat from the fourth heat radiating unit 444D, and the heat from the fourth heat radiating unit 444D is prior to the heat of the heated air. Or both heats may be transferred to the object at the same time. Alternatively or additionally, the drying chamber 62 may have a configuration in which heated air using the fourth heat radiating unit 444D as a heat source is blown to the object in addition to the heated air from the fluid heating unit 61.

図8において、追加的に、乾燥室62は、対象物を攪拌する不図示の攪拌機構を有することができる。攪拌機構は、回転又は移動可能な羽根(ブレード)を有する羽根機構、対象物を振動させる振動機構、及び/又は対象物を揺動させる揺動機構を有することができる。   In FIG. 8, the drying chamber 62 can additionally have a stirring mechanism (not shown) that stirs the object. The stirring mechanism can include a blade mechanism having blades that can rotate or move, a vibration mechanism that vibrates the object, and / or a rocking mechanism that rocks the object.

攪拌機構が備えられている場合、乾燥室62は、ドラム520が回転しない構成を有することができる。この場合、攪拌機構が対象物を移動させる機能を有することができる。ドラム520の内周面が加熱面である場合、ドラム520を縦に配置することにより、内周面の広い範囲を加熱のために使用することができる。   When a stirring mechanism is provided, the drying chamber 62 can have a configuration in which the drum 520 does not rotate. In this case, the stirring mechanism can have a function of moving the object. When the inner peripheral surface of the drum 520 is a heating surface, a wide range of the inner peripheral surface can be used for heating by arranging the drum 520 vertically.

図9において、乾燥室62は、流動床を有するチャンバ530と、熱風を吹き出すノズルを有する熱風装置532と、第4放熱部444Dに対応しかつチャンバ530内の対象物に熱を与える加熱部540とを有する。熱風装置532は、流体加熱部61からの加熱空気をチャンバ530内に供給することができる。熱風装置532からの加熱空気によって対象物が攪拌されかつ加熱される。   In FIG. 9, the drying chamber 62 includes a chamber 530 having a fluidized bed, a hot air device 532 having a nozzle for blowing hot air, and a heating unit 540 corresponding to the fourth heat radiating unit 444D and applying heat to an object in the chamber 530. And have. The hot air device 532 can supply the heated air from the fluid heating unit 61 into the chamber 530. The object is stirred and heated by the heated air from the hot air device 532.

乾燥室62は、チャンバ530の内周面の少なくとも一部が加熱対象物に直接的又は間接的に接する構成を有することができる。例えば、乾燥室62は、チャンバ530の内壁の一部が加熱部540(第4放熱部444D)であり、加熱部540(第4放熱部444D)から実質的に直接的又は間接的に対象物に熱が伝わる構成を有することができる。   The drying chamber 62 can have a configuration in which at least a part of the inner peripheral surface of the chamber 530 is in direct or indirect contact with the object to be heated. For example, in the drying chamber 62, a part of the inner wall of the chamber 530 is a heating unit 540 (fourth heat radiation unit 444D), and the object is substantially directly or indirectly from the heating unit 540 (fourth heat radiation unit 444D). It is possible to have a configuration in which heat is transmitted to

図9の乾燥室62において、例えばチャンバ530の内周面の少なくとも一部が加熱面である。代替的又は追加的に、乾燥室62は、流体加熱部61からの加熱空気を対象物に吹き付ける熱風装置532に加え、第4放熱部444Dを熱源とした加熱空気を対象物に吹き付ける別の熱風装置を有することができる。   In the drying chamber 62 of FIG. 9, for example, at least a part of the inner peripheral surface of the chamber 530 is a heating surface. Alternatively or additionally, the drying chamber 62 adds another hot air to the object in addition to the hot air device 532 that blows the heated air from the fluid heating unit 61 onto the object, and the heated air using the fourth heat radiation part 444D as a heat source. You can have a device.

また、追加的に、乾燥室62は、熱風装置532とは別に、対象物を攪拌する機構を有することができる。なお、チャンバ530を多段に配置することも可能である。   In addition, the drying chamber 62 may have a mechanism for stirring the object separately from the hot air device 532. Note that the chambers 530 can be arranged in multiple stages.

図10は、第3実施形態における乾燥システムS3を示す概略図である。以下の説明では、乾燥システムS3について、図1に示す乾燥システムS1と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。   FIG. 10 is a schematic diagram showing a drying system S3 in the third embodiment. In the following description, with respect to the drying system S3, the same elements as those in the drying system S1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図10に示すように、本実施形態における乾燥システムS3において、ヒートポンプ20の圧縮部22は、作動流体を複数段に圧縮する多段圧縮構造を有し、すなわち、第1圧縮部22A及び第2圧縮部22Bを含む2段圧縮構造を有する。圧縮の段数は、乾燥システムS3の仕様に応じて設定され、2、3、4、5、6、7、8、9、あるいは10以上である。圧縮部22は、軸流圧縮機、遠心圧縮機、レシプロ式圧縮機、ロータリー式圧縮機などの様々な圧縮機のうち、作動流体の圧縮に適するものが適用される。圧縮機には動力が供給される。圧縮部22は、各圧縮部22A及び22Bに対応する回転数が個々に制御される多軸圧縮構造を有することができる。あるいは、圧縮部22は、同軸圧縮構造を有することができる。圧縮部22の圧縮比(圧力比)は、乾燥システムS3の仕様に応じて設定される。   As shown in FIG. 10, in the drying system S3 in this embodiment, the compression unit 22 of the heat pump 20 has a multistage compression structure that compresses the working fluid into a plurality of stages, that is, the first compression unit 22A and the second compression. It has a two-stage compression structure including the portion 22B. The number of compression stages is set according to the specification of the drying system S3, and is 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 or more. Among the various compressors such as an axial flow compressor, a centrifugal compressor, a reciprocating compressor, and a rotary compressor, a compressor suitable for compressing the working fluid is applied. Power is supplied to the compressor. The compression unit 22 can have a multiaxial compression structure in which the rotation speeds corresponding to the compression units 22A and 22B are individually controlled. Alternatively, the compression unit 22 can have a coaxial compression structure. The compression ratio (pressure ratio) of the compression unit 22 is set according to the specifications of the drying system S3.

本実施形態において、放熱部23は、2段の前放熱部(第1前放熱部23A、第2前放熱部23B)と、1段の後放熱部23Zを有する。本実施形態において、作動流体の流れ方向に沿って、3つの放熱部23A、23B、及び23Zが実質的に直列に配置されている。放熱部の数は、乾燥システムS3の仕様に応じて設定され、3、4、5、6、7、8、9、10、あるいは11以上である。第1前放熱部23Aは圧縮部22Aと22Bとの段間に配置され、第2前放熱部23Bは圧縮部22Bの下流位置に配置され、後放熱部23Zは、第2前放熱部23Bの下流位置に配置される。   In the present embodiment, the heat radiating portion 23 includes a two-stage front heat radiating portion (a first front heat radiating portion 23A and a second front heat radiating portion 23B) and a first stage rear heat radiating portion 23Z. In the present embodiment, the three heat radiating portions 23A, 23B, and 23Z are arranged substantially in series along the flow direction of the working fluid. The number of heat radiation units is set according to the specification of the drying system S3, and is 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, or 11 or more. The first front heat dissipating part 23A is disposed between the compression parts 22A and 22B, the second front heat dissipating part 23B is disposed at a downstream position of the compression part 22B, and the rear heat dissipating part 23Z is connected to the second front heat dissipating part 23B. It is arranged at the downstream position.

本実施形態において、蒸発部42の被加熱管426とヒートポンプ20の第1及び第2前放熱部23A、23Bとを含んで熱交換器112(熱交換装置)が構成される。すなわち、熱交換器112において、ヒートポンプ20の第1前放熱部23A及び第2前放熱部23Bと蒸発部42の被加熱管426とが熱的に接続される。第1前放熱部23A及び第2前放熱部23Bを流れる作動流体からの熱が被加熱管426を流れる水に伝わる。熱交換器112は、低温の流体(被加熱管426内の水)と高温の流体(ヒートポンプ20内の作動流体)とが対向して流れる向流型の熱交換方式を有することができる。あるいは、熱交換器112は、高温流体と低温流体とが並行して流れる並行流型の熱交換方式を有してもよい。熱交換器112の熱交換構造として、公知の様々なものを採用することができる。ヒートポンプ20の第1前放熱部23A又は第2前放熱部23Bの導管と、被加熱管426とは互いに接触あるいは隣接して配置される。例えば、ヒートポンプ20の第1前放熱部23A又は第2前放熱部23Bの導管を、被加熱管426の外周面や内部に配設することができる。   In the present embodiment, the heat exchanger 112 (heat exchange device) is configured including the heated pipe 426 of the evaporation unit 42 and the first and second front heat radiation units 23A and 23B of the heat pump 20. That is, in the heat exchanger 112, the first front heat radiating part 23A and the second front heat radiating part 23B of the heat pump 20 and the heated pipe 426 of the evaporation part 42 are thermally connected. Heat from the working fluid flowing through the first front heat radiating portion 23A and the second front heat radiating portion 23B is transferred to the water flowing through the heated pipe 426. The heat exchanger 112 can have a countercurrent heat exchange system in which a low-temperature fluid (water in the heated pipe 426) and a high-temperature fluid (working fluid in the heat pump 20) flow in opposition. Alternatively, the heat exchanger 112 may have a parallel flow type heat exchange method in which a high-temperature fluid and a low-temperature fluid flow in parallel. Various known heat exchange structures of the heat exchanger 112 can be employed. The conduit of the first front heat radiating portion 23A or the second front heat radiating portion 23B of the heat pump 20 and the heated tube 426 are arranged in contact with or adjacent to each other. For example, the conduit of the first front heat radiating portion 23 </ b> A or the second front heat radiating portion 23 </ b> B of the heat pump 20 can be disposed on the outer peripheral surface or inside of the heated tube 426.

本実施形態において、蒸発部42の被加熱管426は、ヒートポンプ20の2つの放熱部(放熱部23A及び放熱部23B)を熱源としている。すなわち、ヒートポンプ20において、第1圧縮部22Aで圧縮された作動流体が放熱部23Aを流れ、被加熱管426内の水に熱を与える。熱を奪われた作動流体は、温度低下する。放熱部23Aからの温度低下した作動流体が第2圧縮部22Bに入る。第2圧縮部22Bで圧縮された作動流体が放熱部23Bを流れ、被加熱管426内の対象物に熱を与える。   In the present embodiment, the heated pipe 426 of the evaporation unit 42 uses the two heat radiation units (the heat radiation unit 23A and the heat radiation unit 23B) of the heat pump 20 as heat sources. That is, in the heat pump 20, the working fluid compressed by the first compression unit 22 </ b> A flows through the heat radiating unit 23 </ b> A and gives heat to the water in the heated pipe 426. The working fluid deprived of heat falls in temperature. The working fluid whose temperature has decreased from the heat radiating unit 23A enters the second compression unit 22B. The working fluid compressed by the second compression unit 22B flows through the heat radiating unit 23B and gives heat to the object in the heated tube 426.

第2圧縮部22Bの入力温度が低く設定されることにより、第2圧縮部22Bの圧縮効率の向上が図られる。つまり、段間の放熱部23Aの熱が奪われることによって、作動流体の圧縮過程における作動流体の温度上昇が抑制され、その結果、圧縮部22の圧縮効率の向上及び圧縮機の動力の低減化が図られる。   By setting the input temperature of the second compression unit 22B to be low, the compression efficiency of the second compression unit 22B can be improved. That is, the heat of the heat radiating portion 23A between the stages is deprived, thereby suppressing the temperature rise of the working fluid in the process of compressing the working fluid. As a result, the compression efficiency of the compression portion 22 is improved and the power of the compressor is reduced. Is planned.

換言すると、本実施形態において、ヒートポンプ20の圧縮部22が多段圧縮構造を有し、その段間に位置する放熱部23Aからの熱が蒸発部42における水の潜熱加熱に用いられる。段間に位置する放熱部23Aにおいて、作動流体が実質的に冷却される。段間冷却は、上記の圧縮効率の向上に加え、ヒートポンプ20を流れる作動流体が圧縮によって過度に温度上昇するのを防止する。放熱温度が適切に制御されることで、ヒートポンプ20の放熱部23A,23Bと水との間の熱伝達効率の向上が図られる。すなわち、適切に制御された熱を水に供給することができる。   In other words, in this embodiment, the compression part 22 of the heat pump 20 has a multistage compression structure, and the heat from the heat radiating part 23A located between the stages is used for latent heat heating of water in the evaporation part 42. The working fluid is substantially cooled in the heat dissipating part 23A located between the stages. Interstage cooling prevents the working fluid flowing through the heat pump 20 from excessively rising in temperature due to compression, in addition to improving the compression efficiency. By appropriately controlling the heat radiation temperature, the heat transfer efficiency between the heat radiation portions 23A and 23B of the heat pump 20 and the water can be improved. That is, appropriately controlled heat can be supplied to the water.

このように、本実施形態において、多段圧縮構造のヒートポンプ20を採用し、段間の放熱部(放熱部23A)を含む複数の放熱部23A,23Bを水の潜熱加熱の熱源としている。これは、ヒートポンプを蒸気生成プロセスに適用する上で有利である。   Thus, in this embodiment, the heat pump 20 of a multistage compression structure is employ | adopted, and the several thermal radiation part 23A, 23B including the thermal radiation part (radiation part 23A) between stages is used as the heat source of the latent heat heating of water. This is advantageous in applying the heat pump to the steam generation process.

本実施形態においても、蒸気回路44における各補経路442A−442D内の蒸気(液化分及び蒸気)は、タンク420に戻る。したがって、蒸気回路44は循環運転を実施できる。循環運転の実施中において、供給源からのタンク420への水の供給を軽減又は不要にできる。加温部40に供給される熱(ヒートポンプ20の後放熱部23Zの熱)をシステム内の他の部分で利用することにより、さらなる熱効率の向上が図られる。代替的又は追加的に、第1−第4放熱部444A−444D(補経路442A−442D)からタンク420に向かう流体の少なくとも一部を、必要に応じて、加熱することができる。例えば、比較的低温を有する第1放熱部444Aからの流体が加熱され得る。蒸気回路44から蒸発部42(タンク420)への戻り流体の加熱には、例えば、加温部40からの熱を用いることができる。戻り流体の加熱により、タンク420内の温度がより適切に維持される。   Also in the present embodiment, the steam (liquefied component and steam) in each auxiliary path 442A-442D in the steam circuit 44 returns to the tank 420. Therefore, the steam circuit 44 can perform a circulating operation. During the implementation of the circulating operation, the supply of water from the supply source to the tank 420 can be reduced or eliminated. By using the heat supplied to the heating unit 40 (heat of the heat radiating unit 23Z of the heat pump 20) in other parts of the system, further improvement in thermal efficiency can be achieved. Alternatively or additionally, at least a portion of the fluid from the first to fourth heat radiating portions 444A to 444D (auxiliary path 442A to 442D) toward the tank 420 can be heated as necessary. For example, the fluid from the first heat radiation part 444A having a relatively low temperature can be heated. For example, heat from the heating unit 40 can be used to heat the return fluid from the vapor circuit 44 to the evaporation unit 42 (tank 420). By heating the return fluid, the temperature in the tank 420 is more appropriately maintained.

図11は、第4実施形態における乾燥システムS4を示す概略図である。以下の説明では、乾燥システムS4について、図1に示す乾燥システムS1と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。   FIG. 11 is a schematic diagram showing a drying system S4 in the fourth embodiment. In the following description, with respect to the drying system S4, elements similar to those in the drying system S1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

本実施形態において、ヒートポンプ20は、4つの放熱部(第1前放熱部23A、第2前放熱部23C、第1後放熱部23Z、第2後放熱部23B)を有する。作動流体の流れ方向に沿って、4つの放熱部23A、23B、23C、23Zが実質的に直列に配置され、第1前放熱部23A、第2後放熱部23B、第2前放熱部23C、及び第1後放熱部23Zがその順に並んでいる。代替的又は追加的に、放熱部の数は、乾燥システムS4の仕様に応じて設定され、3、4、5、6、7、8、9、10、あるいは11以上である。   In the present embodiment, the heat pump 20 has four heat radiating portions (a first front heat radiating portion 23A, a second front heat radiating portion 23C, a first rear heat radiating portion 23Z, and a second rear heat radiating portion 23B). Four heat radiating portions 23A, 23B, 23C, and 23Z are arranged substantially in series along the flow direction of the working fluid, and the first front heat radiating portion 23A, the second rear heat radiating portion 23B, the second front heat radiating portion 23C, And the first rear heat radiating portion 23Z is arranged in that order. Alternatively or additionally, the number of heat dissipation units is set according to the specifications of the drying system S4 and is 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, or 11 or more.

本実施形態において、蒸気装置14は、2つの加温部(第1加温部40A、第2加温部40B)と、2つの蒸発部(第1蒸発部42A、第2蒸発部42B)と、蒸気回路44と、必要に応じてポンプなどの流体駆動部(不図示)と、必要に応じてバルブなどの流量制御部(不図示)とを有する。   In the present embodiment, the steam device 14 includes two heating units (first heating unit 40A and second heating unit 40B), two evaporation units (first evaporation unit 42A and second evaporation unit 42B), and , A steam circuit 44, a fluid drive unit (not shown) such as a pump, if necessary, and a flow rate control unit (not shown) such as a valve, if necessary.

本実施形態において、供給源からの水の経路(供給経路)は、分岐部427Aと、分岐部427Aからの水を第1蒸発部42Aに導く分岐経路428Aと、分岐部427Aからの水を第2蒸発部42Bに導く分岐経路428Bとを有する。   In the present embodiment, the water path (supply path) from the supply source includes the branching part 427A, the branching path 428A for guiding the water from the branching part 427A to the first evaporation part 42A, and the water from the branching part 427A. 2 and a branch path 428B leading to the evaporation section 42B.

第1加温部40Aは、ヒートポンプ20の第1後放熱部23Zに隣接して配置されかつ供給源(不図示)からの水が流れる導管を含む。第1加温部40Aと第1後放熱部23Zとを含んで熱交換器110が構成される。第1加温部40Aにおいて、ヒートポンプ20の第1後放熱部23Zからの熱伝達によって、水が温度上昇する。   40 A of 1st heating parts are arrange | positioned adjacent to the 1st back heat radiation part 23Z of the heat pump 20, and contain the conduit | pipe through which the water from a supply source (not shown) flows. The heat exchanger 110 is configured including the first heating unit 40A and the first rear heat radiating unit 23Z. In the first heating unit 40A, the temperature of water rises due to heat transfer from the first rear heat radiating unit 23Z of the heat pump 20.

第2加温部40Bは、分岐経路428Bに配置される。第2加温部40Bは、ヒートポンプ20の第2後放熱部23Bに隣接して配置されかつ第1加温部40Aからの水が流れる導管を含む。第2加温部40Bと第2後放熱部23Bとを含んで熱交換器114が構成される。第2加温部40Bにおいて、ヒートポンプ20の第2後放熱部23Bからの熱伝達によって、分岐経路428B内の水が温度上昇する。   The second heating unit 40B is disposed in the branch path 428B. The second heating unit 40B includes a conduit that is disposed adjacent to the second rear heat dissipation unit 23B of the heat pump 20 and through which water from the first heating unit 40A flows. The heat exchanger 114 is configured including the second heating unit 40B and the second rear heat radiating unit 23B. In the second heating unit 40B, the temperature of the water in the branch path 428B rises due to heat transfer from the second rear heat radiating unit 23B of the heat pump 20.

熱交換器110、114は、低温の流体(供給経路内の水)と高温の流体(ヒートポンプ20内の作動流体)とが対向して流れる向流型の熱交換方式を有することができる。熱交換器110、114は、高温流体と低温流体とが並行して流れる並行流型の熱交換方式を有してもよい。熱交換器110、114の熱交換構造として、公知の様々なものを採用することができる。例えば、ヒートポンプ20の放熱部23Z又は放熱部23Bの配管を、第1加温部40A又は第2加温部40Bの配管の外周面及び/又は内部に配設することができる。   The heat exchangers 110 and 114 may have a countercurrent heat exchange system in which a low-temperature fluid (water in the supply path) and a high-temperature fluid (working fluid in the heat pump 20) flow in opposition. The heat exchangers 110 and 114 may have a parallel flow type heat exchange system in which a high-temperature fluid and a low-temperature fluid flow in parallel. Various known heat exchange structures for the heat exchangers 110 and 114 can be employed. For example, the piping of the heat radiating part 23Z or the heat radiating part 23B of the heat pump 20 can be disposed on the outer peripheral surface and / or the inside of the pipe of the first heating part 40A or the second heating part 40B.

本実施形態において、分岐経路428Bにおける分岐部427Aと第2加温部40Bとの間にポンプを配置することができる。ポンプ及び/又は不図示の流量制御装置(制御バルブ等)によって、分岐経路428A及び分岐経路428Bを流れる単位時間あたりの水の量(蒸発部42A,42Bに対する水の分配量)が制御される。ポンプの配置位置は、分岐部427Aと第2加温部40Bとの間に限定されない。   In this embodiment, a pump can be arrange | positioned between the branch part 427A and the 2nd heating part 40B in the branch path 428B. The amount of water per unit time flowing through the branch path 428A and the branch path 428B (the amount of water distributed to the evaporators 42A and 42B) is controlled by a pump and / or a flow control device (not shown) (not shown). The arrangement position of the pump is not limited between the branching part 427A and the second heating part 40B.

第1蒸発部42Aは、水を貯溜する第1タンク420A(蒸気発生部)と、第1タンク420Aに流体的に接続された第1循環導管422Aとを有する。すなわち、第1循環導管422Aの入口端と出口端とが第1タンク420Aに流体的に接続される。第1タンク420Aには、第1加温部40Aからの水の供給口と、蒸気の排出口とが設けられる。第1タンク420Aは、必要に応じて、液面を計測するレベルセンサ424Aと、気液分離器(不図示)とを有する。第1循環導管422Aは、ヒートポンプ20の第2前放熱部23Cに隣接して配置される被加熱管426Aと、必要に応じてポンプ(不図示)とを有する。   42 A of 1st evaporation parts have the 1st tank 420A (steam generation part) which stores water, and the 1st circulation conduit 422A fluidly connected to the 1st tank 420A. That is, the inlet end and the outlet end of the first circulation conduit 422A are fluidly connected to the first tank 420A. The first tank 420A is provided with a water supply port from the first heating unit 40A and a steam discharge port. The first tank 420A includes a level sensor 424A that measures the liquid level and a gas-liquid separator (not shown) as necessary. The first circulation conduit 422A includes a heated pipe 426A disposed adjacent to the second front heat radiating portion 23C of the heat pump 20, and a pump (not shown) as necessary.

第2蒸発部42Bは、第1蒸発部42Aと同様に、水を貯溜する第2タンク420B(蒸気発生部)と、第2タンク420Bに流体的に接続された第2循環導管422Bとを有する。すなわち、第2循環導管422Bの入口端と出口端とが第2タンク420に流体的に接続される。第2タンク420には、第2加温部40Bからの水の供給口と、蒸気の排出口とが設けられる。第2タンク420Bは、必要に応じて、液面を計測するレベルセンサ424Bと、気液分離器(不図示)とを有する。第2循環導管422Bは、ヒートポンプ20の第1前放熱部23Aに隣接して配置される被加熱管426Bと、必要に応じてポンプ(不図示)とを有する。   Similar to the first evaporator 42A, the second evaporator 42B has a second tank 420B (steam generator) for storing water and a second circulation conduit 422B fluidly connected to the second tank 420B. . That is, the inlet end and the outlet end of the second circulation conduit 422B are fluidly connected to the second tank 420. The second tank 420 is provided with a water supply port from the second heating unit 40B and a steam discharge port. The second tank 420B includes a level sensor 424B that measures the liquid level and a gas-liquid separator (not shown) as necessary. The second circulation conduit 422B includes a heated pipe 426B disposed adjacent to the first front heat radiating portion 23A of the heat pump 20 and, if necessary, a pump (not shown).

本実施形態において、第1蒸発部42A(第1タンク420A、被加熱管426A)と第2蒸発部42B(第2タンク420B、被加熱管426B)とが、水の供給経路に対して実質的に並列に配置される。なお、ヒートポンプ20における作動流体の流れ方向に対して、第2蒸発部42Bが上流位置、第1蒸発部42Aが下流位置である。   In the present embodiment, the first evaporator 42A (first tank 420A, heated pipe 426A) and the second evaporator 42B (second tank 420B, heated pipe 426B) are substantially connected to the water supply path. Are arranged in parallel. Note that the second evaporator 42B is an upstream position and the first evaporator 42A is a downstream position with respect to the flow direction of the working fluid in the heat pump 20.

被加熱管426Aと第2前放熱部23Cとを含んで熱交換器115が構成される。同様に、被加熱管426Bと第1前放熱部23Aとを含んで熱交換器113が構成される。熱交換器113、115は、低温の流体(被加熱管426A,426B内の水)と高温の流体(ヒートポンプ20内の作動流体)とが対向して流れる向流型の熱交換方式を有することができる。熱交換器113、115は、高温流体と低温流体とが並行して流れる並行流型の熱交換方式を有してもよい。熱交換器113、115の熱交換構造として、公知の様々なものを採用することができる。例えば、ヒートポンプ20の各放熱部23C、23Aの配管を、被加熱管426A、426Bの外周面及び/又は内部に配設することができる。   A heat exchanger 115 is configured including the heated tube 426A and the second front heat radiating portion 23C. Similarly, the heat exchanger 113 is configured including the heated tube 426B and the first front heat radiating portion 23A. The heat exchangers 113 and 115 have a countercurrent heat exchange system in which a low-temperature fluid (water in the heated pipes 426A and 426B) and a high-temperature fluid (working fluid in the heat pump 20) flow in opposition. Can do. The heat exchangers 113 and 115 may have a parallel flow type heat exchange system in which a high-temperature fluid and a low-temperature fluid flow in parallel. Various known heat exchange structures for the heat exchangers 113 and 115 can be employed. For example, the pipes of the heat radiating portions 23C and 23A of the heat pump 20 can be disposed on the outer peripheral surface and / or inside of the heated tubes 426A and 426B.

第1蒸発部42Aにおいて、第1加温部40Aで温度上昇した水が供給口を介して第1タンク420Aに供給され、第1タンク420A及び第1循環導管422A内に水が貯溜される。第1タンク420A内の液面が所定範囲内になるように、第1タンク420Aへの水の供給量が制御される。例えば、レベルセンサ424Aの計測結果に基づいて、第1タンク420Aへの水の供給量が制御される。ヒートポンプ20の第2前放熱部23Cからの熱伝達によって被加熱管426A内の水が加熱され、その水の少なくとも一部が蒸発する。第1タンク420Aは、ダクト425Aを介して蒸気回路44に流体的に接続されている。第1タンク420A内の蒸気は、ダクト425A内を蒸気回路44に向けて流れる。   In the first evaporation section 42A, the water whose temperature has increased in the first heating section 40A is supplied to the first tank 420A through the supply port, and water is stored in the first tank 420A and the first circulation conduit 422A. The amount of water supplied to the first tank 420A is controlled so that the liquid level in the first tank 420A is within a predetermined range. For example, the amount of water supplied to the first tank 420A is controlled based on the measurement result of the level sensor 424A. The water in the heated tube 426A is heated by heat transfer from the second front heat radiating portion 23C of the heat pump 20, and at least a part of the water evaporates. The first tank 420A is fluidly connected to the steam circuit 44 via a duct 425A. The steam in the first tank 420A flows in the duct 425A toward the steam circuit 44.

第2蒸発部42Bにおいて、第1及び第2加温部40A、40Bで温度上昇した水が供給口を介して第2タンク420Bに供給され、第2タンク420B及び第2循環導管422B内に水が貯溜される。第2タンク420B内の液面が所定範囲内になるように、第2タンク420Bへの水の供給量が制御される。例えば、レベルセンサ424Bの計測結果に基づいて、第2タンク420Bへの水の供給量が制御される。   In the second evaporation section 42B, the water whose temperature has risen in the first and second heating sections 40A and 40B is supplied to the second tank 420B through the supply port, and water is supplied into the second tank 420B and the second circulation conduit 422B. Is stored. The amount of water supplied to the second tank 420B is controlled so that the liquid level in the second tank 420B is within a predetermined range. For example, the amount of water supplied to the second tank 420B is controlled based on the measurement result of the level sensor 424B.

本実施形態において、第1前放熱部23Aと第2前放熱部23Cの間で、作動流体の状態(圧力など)が異なる。各放熱部23A、23Cに対応する被加熱管426A、426Bを流れる水の単位時間あたりの流量が個々に制御されることにより、熱バランスの制御性の向上が図られる。   In the present embodiment, the state (pressure etc.) of the working fluid differs between the first front heat radiating part 23A and the second front heat radiating part 23C. The controllability of the heat balance can be improved by individually controlling the flow rate per unit time of the water flowing through the heated tubes 426A and 426B corresponding to the heat radiating portions 23A and 23C.

図12は、被加熱管426Bにおける水の流量を制御する構成の一例を示す。ヒートポンプ20において、放熱部23Aの出口温度を計測するセンサ471が設けられている。制御装置70は、センサ471の計測結果に基づいて、被加熱管426Bの流体駆動部(ポンプ474など)を介して被加熱管426Bを流れる単位時間あたりの水の流量を制御する。これにより、放熱部23Aにおける作動流体の出口温度を目標値に設定することができる。放熱部23Aの入口温度を計測するセンサ472を用いてもよい。図11に示す被加熱管426Aに対して、これと同様の構成を採用することができる。   FIG. 12 shows an example of a configuration for controlling the flow rate of water in the heated tube 426B. In the heat pump 20, a sensor 471 for measuring the outlet temperature of the heat radiating unit 23A is provided. Based on the measurement result of the sensor 471, the control device 70 controls the flow rate of water per unit time flowing through the heated pipe 426B via the fluid drive unit (pump 474, etc.) of the heated pipe 426B. Thereby, the exit temperature of the working fluid in the heat radiating portion 23A can be set to the target value. You may use the sensor 472 which measures the inlet_port | entrance temperature of the thermal radiation part 23A. A configuration similar to this can be employed for the heated tube 426A shown in FIG.

図11に戻り、ヒートポンプ20の第1前放熱部23Aからの熱伝達によって被加熱管426B内の水が加熱され、その水の少なくとも一部が蒸発する。第2タンク420Bは、ダクト425Bを介して蒸気回路44に流体的に接続されている。第2タンク420B内の蒸気は、ダクト425B内を蒸気回路44に向けて流れる。   Returning to FIG. 11, the water in the heated pipe 426B is heated by heat transfer from the first front heat radiating portion 23A of the heat pump 20, and at least a part of the water evaporates. The second tank 420B is fluidly connected to the steam circuit 44 via a duct 425B. The steam in the second tank 420B flows toward the steam circuit 44 in the duct 425B.

蒸気回路44は、蒸気が流れる経路442と、必要に応じて経路内の圧力を制御する圧力制御装置(不図示)とを有する。   The steam circuit 44 includes a path 442 through which steam flows, and a pressure control device (not shown) that controls the pressure in the path as necessary.

本実施形態において、蒸気回路44の経路442は、補経路442F、及び補経路442Gを有する。補経路442Fは第1蒸発部42Aに対応し、補経路442Gは第2蒸発部42Bに対応する。第1蒸発部42Aの第1タンク420Aからの蒸気は補経路442Fを流れる。第2蒸発部42Bの第2タンク420Bからの蒸気は補経路442Gを流れる。   In the present embodiment, the path 442 of the steam circuit 44 includes an auxiliary path 442F and an auxiliary path 442G. The auxiliary path 442F corresponds to the first evaporator 42A, and the auxiliary path 442G corresponds to the second evaporator 42B. The steam from the first tank 420A of the first evaporator 42A flows through the auxiliary path 442F. Vapor from the second tank 420B of the second evaporator 42B flows through the auxiliary path 442G.

補経路442Fと補経路442Gとは互いに独立した関係にある。各補経路442F、442Gの内部空間は、互いに異なる圧力に設定されている。この設定は、例えば圧力制御装置を用いて行われる。圧力制御装置は、真空製造機能及び圧縮機能の少なくとも1つを有することができる。各補経路442F、442Gに対して圧力制御装置が脱着自在でもよい。   The complementary path 442F and the complementary path 442G are independent of each other. The internal spaces of the auxiliary paths 442F and 442G are set to different pressures. This setting is performed using, for example, a pressure control device. The pressure control device may have at least one of a vacuum manufacturing function and a compression function. The pressure control device may be detachable with respect to the auxiliary paths 442F and 442G.

本実施形態において、蒸気回路44の経路442はさらに、乾燥装置16と熱的に接続される放熱部444F、444Gを有する。放熱部444Fは、第1蒸発部42Aの第1タンク420Aからの蒸気が流れる導管を有する。放熱部444Gは、第2蒸発部42Bの第2タンク420Bからの蒸気が流れる導管を有する。放熱部444F、及び放熱部444Gはそれぞれ、補経路442F、及び補経路442Gの一部である。   In the present embodiment, the path 442 of the steam circuit 44 further includes heat radiation portions 444F and 444G that are thermally connected to the drying device 16. The heat dissipation part 444F has a conduit through which steam from the first tank 420A of the first evaporation part 42A flows. The heat radiation part 444G has a conduit through which steam from the second tank 420B of the second evaporation part 42B flows. The heat dissipating part 444F and the heat dissipating part 444G are part of the auxiliary path 442F and the auxiliary path 442G, respectively.

本実施形態において、放熱部444Gよりも、放熱部444Fが乾燥装置16における上流位置に配される。すなわち、乾燥装置16の流れ方向に沿って、放熱部444F、及び放熱部444Gがその順に並ぶ。   In the present embodiment, the heat dissipating part 444F is arranged at the upstream position in the drying device 16 rather than the heat dissipating part 444G. That is, the heat dissipating part 444F and the heat dissipating part 444G are arranged in that order along the flow direction of the drying device 16.

本実施形態において、蒸気回路44の補経路444F、444Gの内部圧力の設定に応じて、第1及び第2蒸発部42A、42Bの第1及び第2タンク420A、420B内の圧力が定まる。本実施形態において、第1タンク420A及び第2タンク420Bの内部圧力はそれぞれ、第1及び第2蒸発部42A、42Bへの水の入力温度に応じたものとすることができる。   In the present embodiment, the pressures in the first and second tanks 420A and 420B of the first and second evaporators 42A and 42B are determined according to the setting of the internal pressures of the auxiliary paths 444F and 444G of the steam circuit 44. In the present embodiment, the internal pressures of the first tank 420A and the second tank 420B may be in accordance with the input temperatures of water to the first and second evaporators 42A and 42B, respectively.

本実施形態において、第1タンク420Aには、第1加温部40Aで加熱された水が供給され、第2タンク420Bには、第1加温部40Aによる加熱に加え、第2加温部40Bで加熱された水が供給される。一例において、第1タンク420Aに比べて、第2タンク420Bへの水の入口温度が高く、これに応じて、第1タンク420Aに比べて、第2タンク420Bの内部圧力が高く設定される。各タンク420A、420B内の圧力は、大気圧(1atm=約0.1MPa)に比べて低い負圧(陰圧)、又は大気圧に比べて高い正圧(陽圧)にできる。   In the present embodiment, the water heated by the first heating unit 40A is supplied to the first tank 420A, and the second heating unit 40B is supplied to the second tank 420B in addition to the heating by the first heating unit 40A. Water heated at 40B is supplied. In one example, the water inlet temperature to the second tank 420B is higher than that of the first tank 420A, and accordingly, the internal pressure of the second tank 420B is set higher than that of the first tank 420A. The pressure in each tank 420A, 420B can be a negative pressure (negative pressure) lower than atmospheric pressure (1 atm = about 0.1 MPa) or a positive pressure (positive pressure) higher than atmospheric pressure.

本実施形態において、熱交換器110(第1加温部40A)において、供給源からの水がヒートポンプ20の放熱部23Zからの熱伝達によって温度上昇する。第1加温部40Aからの水の流れは、分岐部427Aを介して、分岐経路428Aと分岐経路428Bとに分かれる。分岐経路428Aを流れる水は、第1蒸発部42A(第1タンク420A)に向かう。第1タンク420Aにおいて、水は沸点(第1沸点)に近い温度を有する。熱交換器115において、放熱部23Bからの熱伝達によって被加熱管426A内の水が相変化して蒸発する。   In the present embodiment, in the heat exchanger 110 (first heating unit 40A), the temperature of water from the supply source rises due to heat transfer from the heat radiating unit 23Z of the heat pump 20. The flow of water from the first heating unit 40A is divided into a branch path 428A and a branch path 428B via the branch part 427A. The water flowing through the branch path 428A is directed to the first evaporator 42A (first tank 420A). In the first tank 420A, water has a temperature close to the boiling point (first boiling point). In the heat exchanger 115, the water in the heated tube 426A changes in phase due to heat transfer from the heat radiating portion 23B and evaporates.

分岐経路428Bを流れる水は、熱交換器114(第2加温部40B)に向かう。熱交換器114(第2加温部40B)において、分岐経路428B内の水がヒートポンプ20の放熱部23Yからの熱伝達によってさらに温度上昇する。一例において、第2タンク420Bの内部圧力は第1タンク420Aに比べて高い。第2タンク420Bにおいて、水は沸点(第2沸点)に近い温度を有する。第2タンク420B内の水の温度は、第1タンク420A内の水に比べて高い。熱交換器113において、放熱部23Aからの熱伝達によって被加熱管426B内の水が相変化して蒸発する。   The water flowing through the branch path 428B goes to the heat exchanger 114 (second heating unit 40B). In the heat exchanger 114 (second heating unit 40B), the temperature of the water in the branch path 428B further rises due to heat transfer from the heat radiating unit 23Y of the heat pump 20. In one example, the internal pressure of the second tank 420B is higher than that of the first tank 420A. In the second tank 420B, the water has a temperature close to the boiling point (second boiling point). The temperature of the water in the second tank 420B is higher than the water in the first tank 420A. In the heat exchanger 113, the water in the heated pipe 426B undergoes a phase change and evaporates due to heat transfer from the heat radiating portion 23A.

本実施形態において、熱交換器110、114(第1及び第2加温部40A、40B)において水が顕熱加熱され、熱交換器115、113(被加熱管426A、426B)において水が潜熱加熱される。熱交換器110、114が顕熱交換に適した形態であり、熱交換器115、113が潜熱交換に適した形態であるといった、装置構成の最適化が図られることにより、好ましい加熱プロセスを経て蒸気が発生する。   In this embodiment, water is sensible heat heated in the heat exchangers 110 and 114 (first and second heating units 40A and 40B), and water is latent heat in the heat exchangers 115 and 113 (heated tubes 426A and 426B). Heated. The heat exchangers 110 and 114 are in a form suitable for sensible heat exchange and the heat exchangers 115 and 113 are in a form suitable for latent heat exchange. Steam is generated.

このように、本実施形態において、異なる環境に設定された複数の蒸発部42A、42Bが設けられている。第1蒸発部42Aの第1タンク420Aでは比較的低い圧力下で飽和蒸気が発生し、第2蒸発部42Bの第2タンク420Bでは比較的高い圧力下で飽和蒸気が発生する。   Thus, in the present embodiment, a plurality of evaporators 42A and 42B set in different environments are provided. Saturated steam is generated under a relatively low pressure in the first tank 420A of the first evaporator 42A, and saturated steam is generated under a relatively high pressure in the second tank 420B of the second evaporator 42B.

図13は、本実施形態における水とヒートポンプの作動流体との温度変化の一例を模式的に示している。   FIG. 13 schematically shows an example of a temperature change between water and the working fluid of the heat pump in the present embodiment.

図13に示すように、第1加温部40A(図11参照)において、作動流体との熱交換により、供給源からの水の温度が第1沸点近くに上昇する(図13の矢印m1)。第1蒸発部42Aにおいて、作動流体との熱交換により、第1沸点近くの温度で、水が液体から蒸気に相変化する(矢印m2)。第2加温部40Bにおいて、作動流体との熱交換により、水の温度が第2沸点近くに上昇する(矢印m3)。第2蒸発部42Bにおいて、作動流体との熱交換により、第2沸点近くの温度で、水が液体から蒸気に相変化する(矢印m4)。   As shown in FIG. 13, in the first heating unit 40A (see FIG. 11), the temperature of water from the supply source rises near the first boiling point due to heat exchange with the working fluid (arrow m1 in FIG. 13). . In the first evaporation part 42A, the phase of water changes from liquid to vapor at a temperature near the first boiling point by heat exchange with the working fluid (arrow m2). In the second heating unit 40B, the temperature of water rises near the second boiling point due to heat exchange with the working fluid (arrow m3). In the second evaporation part 42B, the phase of water changes from liquid to vapor at a temperature near the second boiling point due to heat exchange with the working fluid (arrow m4).

また、図13に示すように、水との熱交換により、圧縮部22(図11参照)からの作動流体の温度が降下する(図13の矢印n1)。その作動流体は、水との熱交換により、液体に相変化する(矢印n2)。さらに、水との熱交換により、作動流体の温度が降下する(矢印n3)。   Moreover, as shown in FIG. 13, the temperature of the working fluid from the compression part 22 (refer FIG. 11) falls by the heat exchange with water (arrow n1 of FIG. 13). The working fluid undergoes a phase change to a liquid by heat exchange with water (arrow n2). Furthermore, the temperature of the working fluid decreases due to heat exchange with water (arrow n3).

本実施形態において、異なる環境に設定された2つの蒸発部を用いて蒸気を発生させることにより、熱交換時の作動流体と水との温度差を抑制し、熱交換効率を高めることができる。   In the present embodiment, by generating steam using two evaporation units set in different environments, the temperature difference between the working fluid and water during heat exchange can be suppressed, and heat exchange efficiency can be increased.

本実施形態において、放熱部444F(補経路442F)、及び放熱部444G(補経路442G)を互いに温度(飽和温度)が異なる蒸気がそれぞれ流れる。放熱部444Fを流れる蒸気の温度が比較的低く、放熱部444Gを流れる蒸気の温度が比較的高い。すなわち、蒸気回路44の経路442において、乾燥装置16の流れ方向における比較的上流側に比較的低温の蒸気が供給され、流れ方向における比較的下流側に比較的高温の蒸気が供給される。   In the present embodiment, steam having different temperatures (saturation temperatures) flows through the heat dissipating part 444F (auxiliary path 442F) and the heat dissipating part 444G (auxiliary path 442G). The temperature of the steam flowing through the heat radiating portion 444F is relatively low, and the temperature of the steam flowing through the heat radiating portion 444G is relatively high. That is, in the path 442 of the steam circuit 44, relatively low temperature steam is supplied to the relatively upstream side in the flow direction of the drying device 16, and relatively high temperature steam is supplied to the relatively downstream side in the flow direction.

放熱部444F、444Gを流れる蒸気及びその凝縮液の少なくとも一方からの熱が乾燥装置16内の物体に伝わり、放熱部444F、444Gを流れる蒸気の少なくとも一部が液化する。本実施形態において、補経路442Fの下流端が第1タンク420Aに流体的に接続される。また、補経路442Gの下流端が第2タンク420Bに流体的に接続される。放熱部444F及び放熱部444Gからの蒸気及び液体は、第1タンク420A及び第2タンク420Bにそれぞれ入る。補経路442F、442Gにおいて、放熱部444A、444Gとタンク420A、420Bとの間に流体制御弁(減圧弁)などを配置することができる。   Heat from at least one of the steam flowing through the heat radiating units 444F and 444G and the condensed liquid thereof is transmitted to the object in the drying device 16, and at least a part of the steam flowing through the heat radiating units 444F and 444G is liquefied. In the present embodiment, the downstream end of the auxiliary path 442F is fluidly connected to the first tank 420A. Further, the downstream end of the auxiliary path 442G is fluidly connected to the second tank 420B. Vapor and liquid from the heat dissipating part 444F and the heat dissipating part 444G enter the first tank 420A and the second tank 420B, respectively. In the auxiliary paths 442F and 442G, a fluid control valve (pressure reducing valve) or the like can be disposed between the heat radiation units 444A and 444G and the tanks 420A and 420B.

本実施形態においても、蒸気回路44における補経路442F及び補経路442G内の蒸気(液化分及び蒸気)はそれぞれ、第1タンク420A及び第2タンク420Bに戻る。したがって、蒸気回路44は循環運転を実施できる。循環運転の実施中において、供給源からの第1及び第2タンク420A、420Bへの水の供給を軽減又は不要にできる。第1及び第2加温部40A、40Bに供給される熱(ヒートポンプ20の第1後放熱部23Z及び第2後放熱部23Bの熱)をシステム内の他の部分で利用することにより、さらなる熱効率の向上が図られる。   Also in this embodiment, the steam (liquefied component and steam) in the auxiliary path 442F and the auxiliary path 442G in the steam circuit 44 returns to the first tank 420A and the second tank 420B, respectively. Therefore, the steam circuit 44 can perform a circulating operation. During the implementation of the circulating operation, the supply of water from the supply source to the first and second tanks 420A and 420B can be reduced or eliminated. By using the heat supplied to the first and second heating units 40A and 40B (heat of the first rear heat radiation part 23Z and the second rear heat radiation part 23B of the heat pump 20) in other parts of the system, further Improvement of thermal efficiency is achieved.

本実施形態において、蒸気回路44の放熱部444F、444Gが乾燥装置16の流体加熱部61内に配される。乾燥装置16の流体加熱部61に流入した空気は、放熱部444F、及び放熱部444Gによって順次加熱される。   In the present embodiment, the heat radiating units 444F and 444G of the steam circuit 44 are arranged in the fluid heating unit 61 of the drying device 16. The air that has flowed into the fluid heating unit 61 of the drying device 16 is sequentially heated by the heat dissipation unit 444F and the heat dissipation unit 444G.

乾燥室62内に、乾燥の対象物が配置される。本実施形態において、加熱された空気によって乾燥室62内の対象物が乾燥される。乾燥室62からの空気(排ガスなど)は流体排出部63を経由して外部に排出される。   An object to be dried is placed in the drying chamber 62. In the present embodiment, the object in the drying chamber 62 is dried by the heated air. Air (exhaust gas etc.) from the drying chamber 62 is discharged to the outside via the fluid discharge portion 63.

以上のように、本実施形態においても、ヒートポンプ20の熱を利用して生成された蒸気を用いて乾燥が行われる。   As described above, also in the present embodiment, drying is performed using the steam generated using the heat of the heat pump 20.

代替的に、図6の乾燥システムS2のように、図11の蒸気回路44の放熱部444F、444Gの一部を乾燥装置16の乾燥室62に配置することができる。   Alternatively, a part of the heat radiation portions 444F and 444G of the steam circuit 44 of FIG. 11 can be disposed in the drying chamber 62 of the drying device 16 as in the drying system S2 of FIG.

図14、図15、及び図16は、図11の乾燥システムS4における、ヒートポンプ装置12(ヒートポンプ20)及び蒸気装置14(蒸発部42)の変形例を示す模式図である。以下の説明では、図11に示すシステムと同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。   14, FIG. 15, and FIG. 16 are schematic views showing modifications of the heat pump device 12 (heat pump 20) and the steam device 14 (evaporating section 42) in the drying system S4 of FIG. In the following description, the same reference numerals are given to the same elements as those in the system shown in FIG. 11, and the description thereof is omitted or simplified.

図14において、ヒートポンプ20の圧縮部22が作動流体を複数段(2段)で圧縮する構造を有する。本実施形態において、圧縮部22は、放熱部23Aの前に配置される第1圧縮部22Aと、放熱部23Aの中段に配置される第2圧縮部22Bとを有する。第2圧縮部22Bに代えてあるいは加えて、放熱部23Cの中段に圧縮部を設けることができる。圧縮の段数は、乾燥システムS4の仕様に応じて設定され、2、3、4、5、6、7、8、9、あるいは10以上である。圧縮部22は、各圧縮部22A,22Bに対応する回転数が個々に制御される多軸圧縮構造を有することができる。あるいは、圧縮部22は、同軸圧縮構造を有することができる。各圧縮部22A,22Bの圧縮比(圧力比)は、乾燥システムS4の仕様に応じて設定される。   In FIG. 14, the compression unit 22 of the heat pump 20 has a structure that compresses the working fluid in a plurality of stages (two stages). In this embodiment, the compression part 22 has the 1st compression part 22A arrange | positioned in front of the thermal radiation part 23A, and the 2nd compression part 22B arrange | positioned in the middle stage of the thermal radiation part 23A. Instead of or in addition to the second compression part 22B, a compression part can be provided in the middle stage of the heat dissipation part 23C. The number of compression stages is set according to the specification of the drying system S4, and is 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 or more. The compression unit 22 can have a multiaxial compression structure in which the rotation speeds corresponding to the compression units 22A and 22B are individually controlled. Alternatively, the compression unit 22 can have a coaxial compression structure. The compression ratio (pressure ratio) of each compression part 22A, 22B is set according to the specification of drying system S4.

本実施形態において、圧縮部22が多段式である点から、エネルギー効率の向上が図られる。すなわち、多段式の圧縮部22の段間の熱が奪われることによって、作動流体の圧縮過程における作動流体の温度上昇が抑制され、その結果、圧縮部22の圧縮効率の向上及び圧縮機の動力の低減化が図られる。また、本実施形態において、多段式の圧縮部22に対する作動流体の入力温度が再生器28によって高められている点も、圧縮部22の動力低減に有利である。   In this embodiment, since the compression part 22 is a multistage type, the energy efficiency is improved. That is, the heat between the stages of the multistage compression unit 22 is deprived, thereby suppressing an increase in the temperature of the working fluid during the compression process of the working fluid. As a result, the compression efficiency of the compression unit 22 is improved and the power of the compressor is increased. Can be reduced. In the present embodiment, the point that the input temperature of the working fluid to the multistage compression unit 22 is increased by the regenerator 28 is also advantageous in reducing the power of the compression unit 22.

次に、図15において、蒸気装置14は、第1、第2、及び第3加温部40A,40B,40Cと、第1、第2、及び第3蒸発部42A,42B,42Cとを有する。本実施形態において、水の供給経路は、分岐部427A,427Bと、分岐経路428A,428B,428C,428Dとを有する。水の供給経路において、第2加温部40Bと第2タンク420Bとの間に、分岐部427Bが位置する。分岐経路428Cは、分岐部427Bからの水を第2蒸発部42Bに導く。分岐経路428Dは、分岐部427Bからの水を第3蒸発部42Cに導く。   Next, in FIG. 15, the steam device 14 includes first, second, and third heating units 40A, 40B, and 40C, and first, second, and third evaporation units 42A, 42B, and 42C. . In the present embodiment, the water supply path includes branch portions 427A and 427B and branch paths 428A, 428B, 428C, and 428D. In the water supply path, a branching part 427B is located between the second heating part 40B and the second tank 420B. The branch path 428C guides water from the branch part 427B to the second evaporation part 42B. The branch path 428D guides water from the branch part 427B to the third evaporation part 42C.

本実施形態において、作動流体の流れ方向に沿って、6つの放熱部23E、23F、23A、23B、23C、及び23Zが直列に配置されている。作動流体の流れ方向に沿って、放熱部23E、放熱部23F、放熱部23A、放熱部23B、放熱部23C、及び放熱部23Zがその順に並んでいる。   In the present embodiment, six heat radiating portions 23E, 23F, 23A, 23B, 23C, and 23Z are arranged in series along the flow direction of the working fluid. A heat radiating portion 23E, a heat radiating portion 23F, a heat radiating portion 23A, a heat radiating portion 23B, a heat radiating portion 23C, and a heat radiating portion 23Z are arranged in this order along the flow direction of the working fluid.

第3加温部40Cは、分岐経路428Dに配置される。第3加温部40Cは、ヒートポンプ20の放熱部23Fに隣接して配置されかつ第2加温部40Bからの水が流れる配管を含む。第3加温部40Cと放熱部23Fとを含んで熱交換器116が構成される。第3加温部40Cにおいて、ヒートポンプ20の放熱部23Fからの熱伝達によって、分岐経路428D内の水が温度上昇する。   The third heating unit 40C is disposed in the branch path 428D. 40C of 3rd heating parts are arrange | positioned adjacent to the thermal radiation part 23F of the heat pump 20, and contain the piping through which the water from the 2nd heating part 40B flows. The heat exchanger 116 is configured including the third heating unit 40C and the heat radiating unit 23F. In the third heating unit 40C, the temperature of the water in the branch path 428D rises due to heat transfer from the heat radiating unit 23F of the heat pump 20.

本実施形態において、分岐経路428Dにおける分岐部427Bと第3加温部40Cとの間にポンプを配置することができる。ポンプ及び/又は不図示の流量制御装置(制御バルブ等)によって、分岐経路428C及び分岐経路428Dを流れる単位時間あたりの水の量(蒸発部42B,42Cに対する水の分配量)が制御される。ポンプの配置位置は、分岐部427Bと第3加温部40Cとの間に限定されない。   In the present embodiment, a pump can be disposed between the branch portion 427B and the third heating unit 40C in the branch path 428D. The amount of water per unit time flowing through the branch path 428C and the branch path 428D (the amount of water distributed to the evaporation units 42B and 42C) is controlled by a pump and / or a flow control device (not shown) (not shown). The arrangement position of the pump is not limited between the branching part 427B and the third heating part 40C.

第3蒸発部42Cは、第1及び第2蒸発部42A,42Bと同様に、水を貯溜する第3タンク420Cと、第3タンク420Cに流体的に接続された第3循環導管422Cとを有する。すなわち、第3循環導管422Cの入口端と出口端とが第3タンク420Cに流体的に接続される。第3タンク420Cには、第3加温部40Cからの水の供給口と、蒸気の排出口とが設けられる。第3タンク420Cは、必要に応じて、液面を計測するレベルセンサ424Cと、気液分離器(不図示)とを有する。第3循環導管422Cは、ヒートポンプ20の放熱部23Eに隣接して配置される被加熱管426Cと、必要に応じてポンプなどの流体駆動部やバルブなどの流量制御部(不図示)とを有する。   Similarly to the first and second evaporators 42A and 42B, the third evaporator 42C includes a third tank 420C for storing water and a third circulation conduit 422C fluidly connected to the third tank 420C. . That is, the inlet end and the outlet end of the third circulation conduit 422C are fluidly connected to the third tank 420C. The third tank 420C is provided with a water supply port from the third heating unit 40C and a steam discharge port. The third tank 420C includes a level sensor 424C that measures the liquid level and a gas-liquid separator (not shown) as necessary. The third circulation conduit 422C includes a heated pipe 426C disposed adjacent to the heat radiating unit 23E of the heat pump 20, and a fluid drive unit such as a pump and a flow rate control unit (not shown) such as a valve as necessary. .

本実施形態において、第1蒸発部42A(第1タンク420A、被加熱管426A)と第2蒸発部42B(第2タンク420B、被加熱管426B)と第3蒸発部42C(第3タンク420C、被加熱管426C)とが、水の供給経路に対して実質的に並列に配置される。第1、第2、及び第3加温部40A,40B,40Cは、水の供給経路に対して実質的に直列に配置される。なお、ヒートポンプ20における作動流体の流れ方向に対して、第3蒸発部42Cが上流位置、第2蒸発部42Bが中間位置、第1蒸発部42Aが下流位置である。被加熱管426Cと放熱部23Eとを含んで熱交換器117が構成される。   In the present embodiment, the first evaporator 42A (first tank 420A, heated pipe 426A), the second evaporator 42B (second tank 420B, heated pipe 426B), and the third evaporator 42C (third tank 420C, The heated tube 426C) is arranged substantially in parallel with the water supply path. The first, second, and third heating units 40A, 40B, and 40C are disposed substantially in series with respect to the water supply path. Note that the third evaporator 42C is an upstream position, the second evaporator 42B is an intermediate position, and the first evaporator 42A is a downstream position with respect to the flow direction of the working fluid in the heat pump 20. A heat exchanger 117 is configured including the heated tube 426C and the heat radiating portion 23E.

第3蒸発部42Cにおいて、第1、第2、及び第3加温部40A,40B,40Cで温度上昇した水が供給口を介して第3タンク420Cに供給され、第3タンク420C及び第3循環導管422C内に水が貯溜される。第3タンク420C内の液面が所定範囲内になるように、第3タンク420Cへの水の供給量が制御される。例えば、レベルセンサ424Cの計測結果に基づいて、第3タンク420Cへの水の供給量が制御される。ヒートポンプ20の放熱部23Eからの熱伝達によって被加熱管426C内の水が加熱され、その水の少なくとも一部が蒸発する。   In the third evaporation section 42C, the water whose temperature has increased in the first, second, and third heating sections 40A, 40B, and 40C is supplied to the third tank 420C through the supply port, and the third tank 420C and the third tank Water is stored in the circulation conduit 422C. The amount of water supplied to the third tank 420C is controlled so that the liquid level in the third tank 420C is within a predetermined range. For example, the amount of water supplied to the third tank 420C is controlled based on the measurement result of the level sensor 424C. The water in the heated pipe 426C is heated by heat transfer from the heat radiating portion 23E of the heat pump 20, and at least a part of the water evaporates.

本実施形態において、分岐経路428Dを流れる水は、熱交換器116(第3加温部40C)に向かう。熱交換器116(第3加温部40C)において、分岐経路428D内の水がヒートポンプ20の放熱部23Fからの熱伝達によってさらに温度上昇する。第3タンク420Cの内部圧力は第1及び第2タンク420A,420Bに比べて高い。第3タンク420Cにおいて、水は沸点(第3沸点)に近い温度を有する。第3タンク420C内の水の温度は、第1及び第2タンク420A,420B内の水に比べて高い。熱交換器117において、放熱部23Eからの熱伝達によって被加熱管426C内の水が相変化して蒸発する。   In the present embodiment, the water flowing through the branch path 428D goes to the heat exchanger 116 (third heating unit 40C). In the heat exchanger 116 (third heating unit 40C), the temperature of the water in the branch path 428D further rises due to heat transfer from the heat radiating unit 23F of the heat pump 20. The internal pressure of the third tank 420C is higher than that of the first and second tanks 420A and 420B. In the third tank 420C, the water has a temperature close to the boiling point (third boiling point). The temperature of the water in the third tank 420C is higher than the water in the first and second tanks 420A and 420B. In the heat exchanger 117, the water in the heated pipe 426C changes in phase due to heat transfer from the heat radiating portion 23E and evaporates.

本実施形態において、ヒートポンプ20の圧縮部22が作動流体を複数段(本例では2段)で圧縮する構造を有する。本実施形態において、圧縮部22は、放熱部23Eの前に配置される第1圧縮部22Aと、放熱部23Eの中段に配置される第2圧縮部22Bとを有する。第2圧縮部22Bに代えてあるいは加えて、放熱部23Aの中段及び/又は放熱部23Cの中段に圧縮部を設けることができる。   In this embodiment, the compression unit 22 of the heat pump 20 has a structure that compresses the working fluid in a plurality of stages (in this example, two stages). In this embodiment, the compression part 22 has 22 A of 1st compression parts arrange | positioned in front of the thermal radiation part 23E, and 2nd compression part 22B arrange | positioned in the middle stage of the thermal radiation part 23E. Instead of or in addition to the second compression part 22B, a compression part can be provided in the middle stage of the heat radiation part 23A and / or the middle stage of the heat radiation part 23C.

本実施形態において、第1蒸発部42Aの第1タンク420Aでは比較的低い圧力下で飽和蒸気が発生し、第3蒸発部42Cの第3タンク420Cでは比較的高い圧力下で飽和蒸気が発生し、第2蒸発部42Bの第2タンク420Bでは中間の圧力下で飽和蒸気が発生する。   In the present embodiment, saturated steam is generated under a relatively low pressure in the first tank 420A of the first evaporator 42A, and saturated steam is generated under a relatively high pressure in the third tank 420C of the third evaporator 42C. In the second tank 420B of the second evaporator 42B, saturated steam is generated under an intermediate pressure.

次に、図16において、本実施形態において、ヒートポンプ20の圧縮部22が作動流体を複数段(本例では2段)で圧縮する構造を有する。本実施形態において、圧縮部22は、放熱部23Aの前に配置される第1圧縮部22Aと、放熱部23Bと放熱部23Cとの間に配置される第2圧縮部22Cとを有する。第2圧縮部22Cに加えて、放熱部23A及び/又は放熱部23Cの中段に圧縮部を設けることもできる。圧縮の段数は、蒸気発生システムの仕様に応じて設定され、2、3、4、5、6、7、8、9、あるいは10以上である。圧縮部22は、各圧縮部22A,22Cに対応する回転数が個々に制御される多軸圧縮構造を有することができる。あるいは、圧縮部22は、同軸圧縮構造を有することができる。各圧縮部22A,22Cの圧縮比(圧力比)は、蒸気発生システムの仕様に応じて設定される。   Next, in FIG. 16, in this embodiment, the compression part 22 of the heat pump 20 has a structure that compresses the working fluid in a plurality of stages (in this example, two stages). In this embodiment, the compression part 22 has the 1st compression part 22A arrange | positioned in front of the thermal radiation part 23A, and the 2nd compression part 22C arrange | positioned between the thermal radiation part 23B and the thermal radiation part 23C. In addition to the second compression unit 22C, a compression unit may be provided in the middle stage of the heat dissipation unit 23A and / or the heat dissipation unit 23C. The number of compression stages is set according to the specifications of the steam generation system, and is 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 or more. The compression unit 22 can have a multiaxial compression structure in which the rotation speeds corresponding to the compression units 22A and 22C are individually controlled. Alternatively, the compression unit 22 can have a coaxial compression structure. The compression ratio (pressure ratio) of each compression part 22A, 22C is set according to the specification of a steam generation system.

図17は、第5実施形態における乾燥システムS5を示す概略図である。以下の説明では、乾燥システムS5について、図1に示す乾燥システムS1と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。   FIG. 17 is a schematic diagram showing a drying system S5 in the fifth embodiment. In the following description, with respect to the drying system S5, elements similar to those in the drying system S1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

本実施形態において、蒸気回路44の経路442は、1つの蒸気循環ルートを有する。経路442は、乾燥装置16と熱的に接続される放熱部444Jを有する。放熱部444Jは、蒸発部42のタンク420からの蒸気が流れる導管を有する。放熱部444Jは、経路442の一部である。   In the present embodiment, the path 442 of the steam circuit 44 has one steam circulation route. The path 442 includes a heat radiating portion 444J that is thermally connected to the drying device 16. The heat radiation part 444J has a conduit through which steam from the tank 420 of the evaporation part 42 flows. The heat dissipation part 444J is a part of the path 442.

本実施形態において、蒸気回路44の経路442の内部空間は、必要に応じて所定の圧力に設定される。この設定は、例えば圧力制御装置を用いて行われる。圧力制御装置は、真空製造機能及び圧縮機能の少なくとも1つを有することができる。経路442に対して圧力制御装置が脱着自在でもよい。   In the present embodiment, the internal space of the path 442 of the steam circuit 44 is set to a predetermined pressure as necessary. This setting is performed using, for example, a pressure control device. The pressure control device may have at least one of a vacuum manufacturing function and a compression function. The pressure control device may be detachable with respect to the path 442.

本実施形態において、乾燥装置16の流体加熱部61は、低温の流体(空気)と高温の流体(放熱部444J内の蒸気)とが対向して流れる向流型の熱交換方式を有する。すなわち、蒸気回路44の経路442において、乾燥装置16の流れ方向における比較的上流側に比較的低温の蒸気が供給され、流れ方向における比較的下流側に比較的高温の蒸気が供給される。   In the present embodiment, the fluid heating unit 61 of the drying device 16 has a counter-current heat exchange method in which a low-temperature fluid (air) and a high-temperature fluid (steam in the heat dissipation unit 444J) flow opposite to each other. That is, in the path 442 of the steam circuit 44, relatively low temperature steam is supplied to the relatively upstream side in the flow direction of the drying device 16, and relatively high temperature steam is supplied to the relatively downstream side in the flow direction.

本実施形態において、経路442を流れる蒸気は、飽和蒸気又は過熱蒸気にできる。過熱蒸気は、例えば、蒸発部42のタンク420からの蒸気を不図示の圧縮部で圧縮することにより生成される。過熱蒸気の利用により、少なくとも蒸気の顕熱を利用して乾燥装置16内の空気が加熱される。この場合、乾燥装置16の流体加熱部61における、蒸気回路44の放熱温度分布が流れ方向に沿って全体的な勾配を有することができる。   In this embodiment, the steam flowing through the path 442 can be saturated steam or superheated steam. The superheated steam is generated, for example, by compressing steam from the tank 420 of the evaporation unit 42 by a compression unit (not shown). By using the superheated steam, the air in the drying device 16 is heated using at least the sensible heat of the steam. In this case, the heat radiation temperature distribution of the steam circuit 44 in the fluid heating unit 61 of the drying device 16 can have an overall gradient along the flow direction.

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定されることはない。上記説明において使用した数値は一例であって、本発明はこれに限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の請求の範囲によってのみ限定される。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments. The numerical value used in the above description is an example, and the present invention is not limited to this. Additions, omissions, substitutions, and other modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. The present invention is not limited by the above description, but only by the appended claims.

第1実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows 1st Embodiment. 第1実施形態における蒸気回路内の蒸気、及び乾燥装置内の空気の温度変化の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the temperature change of the vapor | steam in the steam circuit in 1st Embodiment, and the air in a drying apparatus. 蒸気発生システムによる水の状態変化の一例を示す T-s 線図である。It is a Ts diagram which shows an example of the state change of the water by a steam generation system. 蒸気回路からの温水を、圧縮部からの蒸気に混入する形態の一例を示す部分的な模式図である。It is a partial schematic diagram which shows an example of the form which mixes the warm water from a steam circuit with the steam from a compression part. 図1の形態の変形例であり、戻り流体を加熱する形態の一例を示す概略図である。It is the modification of the form of FIG. 1, and is the schematic which shows an example of the form which heats a return fluid. 第2実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows 2nd Embodiment. 乾燥室の構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of a drying chamber. 乾燥室の別の構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another structural example of a drying chamber. 乾燥室の別の構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another structural example of a drying chamber. 第3実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows 3rd Embodiment. 第4実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows 4th Embodiment. 蒸発管における水の流量を制御する構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the structure which controls the flow volume of the water in an evaporation pipe. 水とヒートポンプの作動媒体との温度変化の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the temperature change of water and the working medium of a heat pump. ヒートポンプ装置(ヒートポンプ)及び蒸気装置(蒸発部)の変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of a heat pump apparatus (heat pump) and a vapor | steam apparatus (evaporation part). ヒートポンプ装置(ヒートポンプ)及び蒸気装置(蒸発部)の別の変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another modification of a heat pump apparatus (heat pump) and a steam apparatus (evaporation part). ヒートポンプ装置(ヒートポンプ)及び蒸気装置(蒸発部)の別の変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another modification of a heat pump apparatus (heat pump) and a steam apparatus (evaporation part). 第5実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows 5th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

S1,S2,S3,S4,S5…乾燥システム、12…ヒートポンプ装置(第1装置)、20…ヒートポンプ(ヒートポンプ回路)、21…吸熱部、22…圧縮部、24…膨張部、25…主経路、27…バイパス経路、28…再生器、16…乾燥装置(第3装置)、61…流体加熱部、62…乾燥室、63…流体排出部、70…制御装置。   S1, S2, S3, S4, S5 ... drying system, 12 ... heat pump device (first device), 20 ... heat pump (heat pump circuit), 21 ... heat absorption part, 22 ... compression part, 24 ... expansion part, 25 ... main path , 27 ... bypass path, 28 ... regenerator, 16 ... drying device (third device), 61 ... fluid heating unit, 62 ... drying chamber, 63 ... fluid discharge unit, 70 ... control device.

Claims (17)

作動流体が流れかつ、吸熱部、圧縮部、放熱部、及び膨張部を有するヒートポンプ回路を有する第1装置と、
前記作動流体からの熱を受けた水が蒸発する蒸発部と、前記蒸発部からの蒸気が流れる蒸気回路とを有する第2装置と、
乾燥の対象物が配置される乾燥室を有する第3装置であって、前記蒸気からの熱が前記対象物及び前記対象物に向けて流れる流体の少なくとも一方に伝わる、前記第3装置と、
を備えることを特徴とする産業用乾燥システム。
A first device having a heat pump circuit in which a working fluid flows and having a heat absorption part, a compression part, a heat dissipation part, and an expansion part;
A second device having an evaporation section where water that has received heat from the working fluid evaporates, and a vapor circuit through which the vapor from the evaporation section flows;
A third device having a drying chamber in which an object to be dried is arranged, wherein the heat from the steam is transferred to at least one of the object and a fluid flowing toward the object;
An industrial drying system comprising:
前記蒸気の少なくとも一部が前記蒸気回路内で液化することを特徴とする請求項1に記載の産業用乾燥システム。   The industrial drying system according to claim 1, wherein at least a part of the steam is liquefied in the steam circuit. 前記対象物及び前記流体の少なくとも一方が流れ方向に沿って流れ、
前記蒸気回路は、前記流れ方向における比較的上流側に比較的低温の前記蒸気が供給され、前記流れ方向における比較的下流側に比較的高温の前記蒸気が供給される、経路を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の産業用乾燥システム。
At least one of the object and the fluid flows along a flow direction;
The steam circuit has a path in which the relatively low temperature steam is supplied to a relatively upstream side in the flow direction and the relatively high temperature steam is supplied to a relatively downstream side in the flow direction. The industrial drying system according to claim 1 or 2.
前記蒸気回路は、互いに飽和温度が異なる複数の蒸気がそれぞれ流れる複数の補経路であって、前記対象物及び前記流体の少なくとも一方に前記複数の蒸気及びその凝縮液の少なくとも一方からの熱がそれぞれ伝わる前記複数の補経路を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の産業用乾燥システム。   The steam circuit is a plurality of auxiliary paths through which a plurality of steams having different saturation temperatures flow, and heat from at least one of the plurality of steams and the condensate thereof is supplied to at least one of the object and the fluid, respectively. The industrial drying system according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of auxiliary paths are provided. 前記蒸気回路は、多段を構成する複数の圧縮部をさらに有することを特徴とする請求項4に記載の産業用乾燥システム。   The industrial drying system according to claim 4, wherein the steam circuit further includes a plurality of compression units constituting multiple stages. 前記蒸気回路は、圧縮された前記蒸気に水を供給するノズルをさらに有することを特徴とする請求項5に記載の産業用乾燥システム。   The industrial drying system according to claim 5, wherein the steam circuit further includes a nozzle for supplying water to the compressed steam. 前記ノズルは、前記第2装置の前記蒸発部及び前記蒸気回路の少なくとも一方に流体的に接続されることを特徴とする請求項6に記載の産業用乾燥システム。   The industrial drying system according to claim 6, wherein the nozzle is fluidly connected to at least one of the evaporation unit and the vapor circuit of the second device. 前記蒸発部は、ドラム式、蒸発式、沸騰式、及び、蒸発かつ沸騰式の少なくとも1つの方式を有することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の産業用乾燥システム。   The industrial drying system according to any one of claims 1 to 7, wherein the evaporation section has at least one of a drum type, an evaporation type, a boiling type, and an evaporation and boiling type. 前記蒸発部は、複数の蒸気発生部であって、前記ヒートポンプ回路の前記作動流体の熱が前記水にそれぞれ伝わる前記複数の蒸気発生部をさらに有することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の産業用乾燥システム。   The said evaporation part is a some steam generation part, Comprising: The said several steam generation part which each transmits the heat of the said working fluid of the said heat pump circuit to the said water is further characterized by the above-mentioned. An industrial drying system according to any of the above. 前記複数の蒸気発生部は、互いに異なる複数の内部圧力をそれぞれ有し、
互いに飽和温度が異なる複数の蒸気が前記複数の蒸気発生部からそれぞれ前記蒸気回路に供給されることを特徴とする請求項9に記載の産業用乾燥システム。
The plurality of steam generation units each have a plurality of different internal pressures,
The industrial drying system according to claim 9, wherein a plurality of steams having different saturation temperatures are supplied from the plurality of steam generating units to the steam circuit.
前記第3装置は、前記乾燥室に流体的に接続される流体加熱部であって、前記蒸気及びその凝縮液の少なくとも一方からの熱が前記乾燥室に向けて流れる流体に伝わる前記流体加熱部をさらに有することを特徴とする請求項1から請求項10のいずれかに記載の産業用乾燥システム。   The third device is a fluid heating unit fluidly connected to the drying chamber, wherein the fluid heating unit transmits heat from at least one of the steam and its condensate to the fluid flowing toward the drying chamber. The industrial drying system according to any one of claims 1 to 10, further comprising: 前記第1装置は、前記第3装置からの排熱の少なくとも一部を前記ヒートポンプ回路の前記吸熱部が汲み上げる排熱回収部をさらに有することを特徴とする請求項1から請求項11のいずれかに記載の産業用乾燥システム。   The said 1st apparatus further has an exhaust heat recovery part which the said heat absorption part of the said heat pump circuit pumps up at least one part of the exhaust heat from the said 3rd apparatus, The any one of Claims 1-11 characterized by the above-mentioned. Industrial drying system as described in. 前記ヒートポンプ回路の前記圧縮部は、多段構造を有することを特徴とする請求項1から請求項12のいずれかに記載の産業用乾燥システム。   The industrial drying system according to any one of claims 1 to 12, wherein the compression section of the heat pump circuit has a multistage structure. 前記ヒートポンプ回路は、前記蒸発部に供給される水を加温する熱を供給する加温用放熱部をさらに有することを特徴とする請求項1から請求項13のいずれかに記載の産業用乾燥システム。   The industrial drying according to any one of claims 1 to 13, wherein the heat pump circuit further includes a heating heat dissipating unit that supplies heat for heating water supplied to the evaporation unit. system. 前記加温用放熱部は、前記蒸気回路から前記蒸発部に戻る前記蒸気及びその凝縮液の少なくとも一部を加熱することができることを特徴とする請求項14に記載の産業用乾燥システム。   The industrial drying system according to claim 14, wherein the heating heat dissipating unit can heat at least a part of the steam and its condensate returning from the steam circuit to the evaporation unit. 前記ヒートポンプ回路は、前記作動流体からの熱が前記吸熱部と前記圧縮部との間の前記作動流体に伝わる再生器をさらに有することを特徴とする請求項1から請求項15のいずれかに記載の産業用乾燥システム。   The heat pump circuit further includes a regenerator in which heat from the working fluid is transmitted to the working fluid between the heat absorption unit and the compression unit. Industrial drying system. 作動流体が流れるヒートポンプ回路を用意する工程と、
前記作動流体からの熱を水に伝えて蒸気を生成する工程と、
前記蒸気からの熱を乾燥の対象物及び前記対象物に向けて流れる流体の少なくとも一方に伝える工程と、
を備えることを特徴とする産業用乾燥方法。
Preparing a heat pump circuit through which the working fluid flows;
Transferring heat from the working fluid to water to generate steam;
Transferring heat from the vapor to at least one of a drying object and a fluid flowing toward the object;
An industrial drying method comprising:
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