JP2012017701A - Steam system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steam system which includes a heat pump and an exhaust gas boiler and responds to a change in steam load used by steam-consuming equipment.SOLUTION: The steam system includes a heat pump 2 and an exhaust gas boiler 5. The heat pump 2 is configured by annularly connecting a compressor 3, a condenser 6, an expansion valve 7, and an evaporator 8 in this order. A refrigerant is circulated in the heat pump, and heat is exchanged between the refrigerant and water in the condenser 6 so as to generate steam. The exhaust gas boiler 5 generates steam using the exhaust gas from an engine 4 which drives the compressor 3. The steam from the exhaust gas boiler 5 joins with the steam from the condenser 6. A pressure sensor 25 is installed at a position where the pressure of the converged steam can be detected. Based on the detected pressure of the pressure sensor 25, the engine 4 is controlled.

Description

本発明は、ヒートポンプおよび／または蒸気圧縮機と、排ガスボイラとを備えた蒸気システムに関するものである。   The present invention relates to a steam system including a heat pump and / or a steam compressor and an exhaust gas boiler.

従来、下記特許文献１において、ヒートポンプ（１０）と排ガスボイラ（１３０）とを用いた蒸気発生システム（Ｓ１）が提案されている。この蒸気発生システム（Ｓ１）は、ヒートポンプ（１０）と、第１蒸気発生装置（ＳＴ１）と、ガスタービン装置（１００）と、第２蒸気発生装置（ＳＴ２）とを備える。そして、第１蒸気発生装置（ＳＴ１）は、ヒートポンプ（１０）からの熱伝達によって蒸気を発生させ、第２蒸気発生装置（ＳＴ２）は、ガスタービン装置（１００）からの排熱を用いて蒸気を発生させる。また、ガスタービン装置（１００）によって、ヒートポンプ（１０）の圧縮機（１２）が駆動される。   Conventionally, in Patent Document 1 below, a steam generation system (S1) using a heat pump (10) and an exhaust gas boiler (130) has been proposed. The steam generation system (S1) includes a heat pump (10), a first steam generation device (ST1), a gas turbine device (100), and a second steam generation device (ST2). The first steam generator (ST1) generates steam by heat transfer from the heat pump (10), and the second steam generator (ST2) uses the exhaust heat from the gas turbine device (100) to generate steam. Is generated. Further, the compressor (12) of the heat pump (10) is driven by the gas turbine device (100).

特開２００８−４５８０７号公報（請求項１、請求項２、段落番号００１５、００２９、図１）JP 2008-45807 A (Claim 1, Claim 2, Paragraph Nos. 0015 and 0029, FIG. 1)

しかしながら、特許文献１に記載の発明は、蒸気圧縮機（３０）による昇圧と、ノズル（３５）による注水とにより、所望の蒸気を得ようとするものである。しかも、その［００２５］に記載のとおり、蒸気圧縮機（３０）は、タンク（４７）内の圧力に基づき制御される。従って、蒸気使用設備における蒸気の使用負荷の変化に応じて、蒸気圧縮機（３０）からの蒸気量や、排ガスボイラ（１３０）からの蒸気量を調整できるものではない。   However, in the invention described in Patent Document 1, desired steam is obtained by pressurization by the steam compressor (30) and water injection by the nozzle (35). Moreover, as described in [0025], the steam compressor (30) is controlled based on the pressure in the tank (47). Therefore, the amount of steam from the steam compressor (30) and the amount of steam from the exhaust gas boiler (130) cannot be adjusted according to changes in the steam usage load in the steam-using facility.

本発明が解決しようとする課題は、ヒートポンプおよび／または蒸気圧縮機と、排ガスボイラとを備える蒸気システムであって、蒸気の使用負荷の変化に対応できるようにすることにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide a steam system including a heat pump and / or a steam compressor and an exhaust gas boiler so as to be able to cope with a change in use load of steam.

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、ヒートポンプまたは蒸気圧縮機と、排ガスボイラとを備え、前記ヒートポンプは、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器が順次環状に接続されて冷媒を循環させ、前記凝縮器において冷媒と水とを熱交換して蒸気を発生させ、前記蒸気圧縮機は、蒸気を吸入し圧縮して吐出し、前記排ガスボイラは、前記圧縮機または前記蒸気圧縮機を駆動するエンジンからの排ガスを用いて蒸気を発生させ、前記凝縮器または前記蒸気圧縮機からの蒸気に、前記排ガスボイラからの蒸気が合流するよう構成され、この合流蒸気の圧力を検出可能な位置に圧力センサが設けられ、この圧力センサの検出圧力に基づき、前記エンジンを制御することを特徴とする蒸気システムである。   The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to claim 1 includes a heat pump or a steam compressor and an exhaust gas boiler, and the heat pump includes a compressor, a condenser, and an expansion valve. And the evaporator is sequentially connected in an annular manner to circulate the refrigerant, heat is exchanged between the refrigerant and water in the condenser to generate steam, and the steam compressor sucks in, compresses and discharges the steam, The exhaust gas boiler generates steam using exhaust gas from the compressor or an engine that drives the steam compressor, so that the steam from the exhaust gas boiler joins the steam from the condenser or the steam compressor. A steam system comprising: a pressure sensor provided at a position where the pressure of the combined steam can be detected; and controlling the engine based on the pressure detected by the pressure sensor. .

請求項１に記載の発明によれば、ヒートポンプまたは蒸気圧縮機と、それを駆動するエンジンからの排ガスを用いた排ガスボイラとを備え、ヒートポンプまたは蒸気圧縮機からの蒸気と、排ガスボイラからの蒸気とを合流させ、その蒸気圧に基づきエンジンを制御することで、所望の蒸気圧の蒸気を得ることができる。これにより、蒸気使用設備における蒸気の使用負荷の変化に対応することも可能となる。たとえば、蒸気使用設備における蒸気の使用が停止から再開するか増加すれば、圧力センサの検出圧力が下がるので、エンジンの駆動を再開するかその回転速度を上げて、凝縮器または蒸気圧縮機と、排ガスボイラとからの蒸気供給を再開するか増加させればよい。逆に、蒸気使用設備における蒸気の使用が停止するか減少すれば、圧力センサの検出圧力が上がるので、エンジンを停止するかその回転速度を下げて、凝縮器または蒸気圧縮機と、排ガスボイラとからの蒸気供給を停止させるか減少させればよい。   According to the first aspect of the present invention, the heat pump or the steam compressor and the exhaust gas boiler using the exhaust gas from the engine that drives the heat pump are provided, the steam from the heat pump or the steam compressor, and the steam from the exhaust gas boiler. Are combined, and the engine is controlled based on the vapor pressure, thereby obtaining steam having a desired vapor pressure. Accordingly, it is possible to cope with a change in the use load of steam in the steam use facility. For example, if the use of steam in a steam-using facility restarts or increases from a stop, the pressure detected by the pressure sensor decreases, so the engine is restarted or its rotational speed is increased, and a condenser or a steam compressor, The steam supply from the exhaust gas boiler may be restarted or increased. Conversely, if the use of steam in the steam-use facility stops or decreases, the pressure detected by the pressure sensor increases, so the engine is stopped or its rotational speed is reduced, and the condenser or steam compressor, exhaust gas boiler, It is only necessary to stop or reduce the steam supply from.

請求項２に記載の発明は、前記エンジンは、前記圧縮機または前記蒸気圧縮機を駆動すると共に、発電機を駆動することを特徴とする請求項１に記載の蒸気システムである。   The invention according to claim 2 is the steam system according to claim 1, wherein the engine drives the compressor or the steam compressor and also drives a generator.

請求項２に記載の発明によれば、エンジンにより発電機を駆動させて発電を行うことができる。   According to the second aspect of the present invention, the generator can be driven by the engine to generate power.

請求項３に記載の発明は、前記凝縮器または前記蒸気圧縮機からの蒸気と、前記排ガスボイラからの蒸気とに、ボイラからの蒸気がボイラ蒸気供給弁を介して合流するよう構成され、前記圧力センサは、前記凝縮器または前記蒸気圧縮機からの蒸気と、前記排ガスボイラからの蒸気と、前記ボイラからの蒸気との合流蒸気の圧力を検出可能な位置に設けられ、前記エンジンは、前記圧力センサの検出圧力を第一設定圧力に維持するよう制御され、前記ボイラ蒸気供給弁は、それより下流側の圧力を第二設定圧力に維持するよう開閉または開度が調整され、前記第二設定圧力は、前記第一設定圧力よりも低く設定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蒸気システムである。   Invention of Claim 3 is comprised so that the steam from a boiler may join the steam from the said condenser or the said steam compressor, and the steam from the said waste gas boiler via a boiler steam supply valve, The pressure sensor is provided at a position where the pressure of the combined steam of the steam from the condenser or the steam compressor, the steam from the exhaust gas boiler, and the steam from the boiler can be detected. The detection pressure of the pressure sensor is controlled to be maintained at the first set pressure, and the boiler steam supply valve is adjusted in opening / closing or opening degree so as to maintain the downstream pressure at the second set pressure. 3. The steam system according to claim 1, wherein the set pressure is set lower than the first set pressure.

請求項３に記載の発明によれば、排ガスボイラとは別のボイラを備え、このボイラからの蒸気路に設けたボイラ蒸気供給弁の設定圧力を、エンジンの制御圧力よりも下げておくことで、ヒートポンプまたは蒸気圧縮機と、排ガスボイラとからの蒸気供給を優先することができる。また、ヒートポンプまたは蒸気圧縮機と、排ガスボイラとから蒸気を吐出できないか、あるいはそれらからの蒸気だけでは足りない状況になっても、ボイラから蒸気使用設備へ安定して蒸気を供給することができる。   According to the invention described in claim 3, by providing a boiler separate from the exhaust gas boiler, the set pressure of the boiler steam supply valve provided in the steam path from this boiler is lowered below the control pressure of the engine. The steam supply from the heat pump or the steam compressor and the exhaust gas boiler can be prioritized. In addition, even if the steam cannot be discharged from the heat pump or the steam compressor and the exhaust gas boiler, or the steam is not sufficient from the exhaust gas boiler, the steam can be stably supplied from the boiler to the steam using equipment. .

請求項４に記載の発明は、前記凝縮器または前記蒸気圧縮機からの蒸気と、前記排ガスボイラからの蒸気とに、ボイラからの蒸気が合流するよう構成され、前記圧力センサは、前記凝縮器または前記蒸気圧縮機からの蒸気と、前記排ガスボイラからの蒸気と、前記ボイラからの蒸気との合流蒸気の圧力を検出可能な位置に設けられ、前記エンジンは、前記圧力センサの検出圧力を第一設定圧力に維持するよう制御され、前記ボイラは、前記圧力センサの検出圧力を第二設定圧力に維持するよう制御され、前記第二設定圧力は、前記第一設定圧力よりも低く設定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蒸気システムである。   Invention of Claim 4 is comprised so that the vapor | steam from a boiler may join the vapor | steam from the said condenser or the said vapor | steam compressor, and the vapor | steam from the said exhaust gas boiler, The said pressure sensor is the said condenser. Alternatively, the engine is provided at a position where the pressure of the combined steam of the steam from the steam compressor, the steam from the exhaust gas boiler, and the steam from the boiler can be detected, and the engine detects the pressure detected by the pressure sensor. The boiler is controlled to maintain a set pressure, and the boiler is controlled to maintain a pressure detected by the pressure sensor at a second set pressure, and the second set pressure is set lower than the first set pressure. The steam system according to claim 1 or 2, characterized by the above.

請求項４に記載の発明によれば、排ガスボイラとは別のボイラを備え、このボイラの設定圧力を、エンジンの制御圧力よりも下げておくことで、ヒートポンプまたは蒸気圧縮機と、排ガスボイラとからの蒸気供給を優先することができる。また、ヒートポンプまたは蒸気圧縮機と、排ガスボイラとから蒸気を吐出できないか、あるいはそれらからの蒸気だけでは足りない状況になっても、ボイラから蒸気使用設備へ安定して蒸気を供給することができる。   According to the invention described in claim 4, a boiler separate from the exhaust gas boiler is provided, and by setting the set pressure of the boiler lower than the control pressure of the engine, a heat pump or a steam compressor, an exhaust gas boiler, The steam supply from can be prioritized. In addition, even if the steam cannot be discharged from the heat pump or the steam compressor and the exhaust gas boiler, or the steam is not sufficient from the exhaust gas boiler, the steam can be stably supplied from the boiler to the steam using equipment. .

請求項５に記載の発明は、前記凝縮器または前記蒸気圧縮機からの蒸気と、前記排ガスボイラからの蒸気との合流部に、エゼクタが設けられ、このエゼクタは、前記排ガスボイラからの蒸気をノズルから噴出させることで、前記凝縮器または前記蒸気圧縮機からの蒸気を吸引して、前記ノズルからの蒸気と混合して吐出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸気システムである。   According to a fifth aspect of the present invention, an ejector is provided at a junction of the steam from the condenser or the steam compressor and the steam from the exhaust gas boiler, and the ejector receives the steam from the exhaust gas boiler. The vapor | steam from the said condenser or the said vapor | steam compressor is attracted | sucked by making it eject from a nozzle, it mixes with the vapor | steam from the said nozzle, and it discharges to any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. The described steam system.

請求項５に記載の発明によれば、凝縮器または蒸気圧縮機からの蒸気を、エゼクタで昇圧して蒸気使用設備へ供給することができる。そのため、エゼクタでの昇圧がない場合と比較して、凝縮器または蒸気圧縮機の出口における蒸気圧を下げることができ、ヒートポンプの効率を向上したり、ヒートポンプまたは蒸気圧縮機の大型化を防止したりすることができる。しかも、蒸気の使用負荷の変化に応じた蒸気を、蒸気使用設備へ供給することができる。   According to invention of Claim 5, the vapor | steam from a condenser or a steam compressor can be pressure | voltage-risen with an ejector, and can be supplied to a vapor | steam using equipment. Therefore, compared with the case where there is no pressure increase in the ejector, the vapor pressure at the outlet of the condenser or the steam compressor can be lowered, thereby improving the efficiency of the heat pump and preventing the enlargement of the heat pump or the steam compressor. Can be. In addition, it is possible to supply steam according to changes in the steam use load to the steam using facility.

さらに、請求項６に記載の発明は、前記凝縮器からの蒸気は、蒸気圧縮機で昇圧されて、前記排ガスボイラからの蒸気と合流し、この合流蒸気の圧力を検出可能な位置に、前記圧力センサが設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の蒸気システムである。   Furthermore, in the invention according to claim 6, the steam from the condenser is boosted by a steam compressor and merged with the steam from the exhaust gas boiler, and the pressure of the merged steam can be detected at the position where the steam can be detected. The steam system according to claim 1, wherein a pressure sensor is provided.

請求項６に記載の発明によれば、ヒートポンプからの蒸気を蒸気圧縮機で昇圧して送り出すことができる。   According to invention of Claim 6, the vapor | steam from a heat pump can be pressurized and sent out with a vapor | steam compressor.

本発明によれば、ヒートポンプおよび／または蒸気圧縮機と、排ガスボイラとを備える蒸気システムであって、蒸気の使用負荷の変化に対応可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is a steam system provided with a heat pump and / or a steam compressor, and an exhaust gas boiler, Comprising: It becomes possible to respond to the change of the use load of steam.

本発明の蒸気システムの実施例１を示す概略図である。It is the schematic which shows Example 1 of the steam system of this invention. 圧力センサの検出圧力、エンジンの作動状態、およびボイラ蒸気供給弁の開閉状態の対応関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the correspondence of the detection pressure of a pressure sensor, the operating state of an engine, and the open / close state of a boiler steam supply valve. 本発明の蒸気システムの実施例２を示す概略図である。It is the schematic which shows Example 2 of the steam system of this invention.

以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の蒸気システムの実施例１を示す概略図である。
本実施例の蒸気システム１は、温水、空気または排ガスなどから熱をくみ上げて蒸気を発生させるヒートポンプ２と、このヒートポンプ２の圧縮機３を駆動するエンジン４と、このエンジン４からの排ガスを用いて蒸気を発生させる排ガスボイラ５とを備える。 FIG. 1 is a schematic diagram showing Example 1 of the steam system of the present invention.
The steam system 1 of the present embodiment uses a heat pump 2 that generates heat by generating heat from hot water, air, or exhaust gas, an engine 4 that drives a compressor 3 of the heat pump 2, and exhaust gas from the engine 4. And an exhaust gas boiler 5 for generating steam.

ヒートポンプ２は、蒸気圧縮式のヒートポンプであり、圧縮機３、凝縮器６、膨張弁７および蒸発器８が順次環状に接続されて構成される。そして、圧縮機３は、ガス冷媒を圧縮して高温高圧にする。また、凝縮器６は、圧縮機３からのガス冷媒を凝縮液化する。さらに、膨張弁７は、凝縮器６からの液冷媒を通過させることで、冷媒の圧力と温度とを低下させる。そして、蒸発器８は、膨張弁７からの冷媒の蒸発を図る。   The heat pump 2 is a vapor compression heat pump, and includes a compressor 3, a condenser 6, an expansion valve 7, and an evaporator 8 that are sequentially connected in an annular shape. The compressor 3 compresses the gas refrigerant to a high temperature and a high pressure. The condenser 6 condenses and liquefies the gas refrigerant from the compressor 3. Further, the expansion valve 7 allows the liquid refrigerant from the condenser 6 to pass therethrough, thereby reducing the pressure and temperature of the refrigerant. The evaporator 8 evaporates the refrigerant from the expansion valve 7.

従って、ヒートポンプ２は、蒸発器８において、冷媒が外部から熱を奪って気化する一方、凝縮器６において、冷媒が外部へ放熱して凝縮することになる。これを利用して、ヒートポンプ２は、蒸発器８において、温水（たとえば工場などから排出される排温水）、空気（外気の他、空気圧縮機からの吐出空気のように熱を持った空気を含む）、または排ガスなどから熱をくみ上げ、凝縮器６において、水を加温して蒸気を発生させる。凝縮器６への給水としては、凝縮器６を構成する熱交換器内へのスケール（水中の硬度分が析出したもの）の付着を防止するために、純水または軟水であるのが好ましい。   Therefore, in the heat pump 2, the refrigerant takes heat from the outside in the evaporator 8 and vaporizes, while in the condenser 6, the refrigerant dissipates heat to the outside and condenses. By using this, the heat pump 2 uses the evaporator 8 to supply hot water (for example, exhausted hot water discharged from a factory or the like), air (heated air such as air discharged from an air compressor, as well as outside air). Heat) from exhaust gas or the like, and in the condenser 6, water is heated to generate steam. The feed water to the condenser 6 is preferably pure water or soft water in order to prevent adhesion of scale (deposited in water) to the heat exchanger constituting the condenser 6.

凝縮器６は、冷媒と水とを混ぜることなく熱交換する構成であれば、その具体的構成を特に問わない。たとえば、プレート式熱交換器またはシェルアンドチューブ式熱交換器が用いられる。凝縮器６には、第一給水路９を介して水が供給される。凝縮器６への給水を制御することで、凝縮器６内には所望量の水が貯留される。凝縮器６内の水は、冷媒と熱交換して蒸気化され、その蒸気は、第一蒸気路１０へ導出される。   As long as the condenser 6 is configured to exchange heat without mixing refrigerant and water, the specific configuration thereof is not particularly limited. For example, a plate heat exchanger or a shell and tube heat exchanger is used. Water is supplied to the condenser 6 via the first water supply path 9. By controlling the water supply to the condenser 6, a desired amount of water is stored in the condenser 6. The water in the condenser 6 is vaporized by exchanging heat with the refrigerant, and the vapor is led to the first vapor path 10.

蒸発器８は、温水、空気または排ガスなどの熱源流体と、ヒートポンプ２の冷媒とを混ぜることなく熱交換する構成であれば、その具体的構成を特に問わない。蒸発器８には、熱源流体の供給路１１と排出路１２とが設けられており、熱源流体が通される。   The evaporator 8 is not particularly limited as long as it is configured to exchange heat without mixing a heat source fluid such as hot water, air, or exhaust gas and the refrigerant of the heat pump 2. The evaporator 8 is provided with a heat source fluid supply path 11 and a discharge path 12 through which the heat source fluid is passed.

ヒートポンプ２に用いる冷媒は、特に問わないが、炭素数が４以上のハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）またはこれに水および／または消火液を加えたもの、アルコール（たとえばエチルアルコールまたはメチルアルコール）またはこれに水および／または消火液を加えたもの、または水（たとえば純水または軟水）が好適に用いられる。   The refrigerant used for the heat pump 2 is not particularly limited, but is a hydrofluorocarbon (HFC) having 4 or more carbon atoms or a mixture obtained by adding water and / or a fire extinguishing liquid, alcohol (for example, ethyl alcohol or methyl alcohol) or water And what added fire extinguishing liquid, or water (for example, pure water or soft water) is used suitably.

ヒートポンプ２には、凝縮器６から膨張弁７への冷媒と蒸発器８から圧縮機３への冷媒とを混ぜることなく熱交換する液ガス熱交換器（図示省略）を設けてもよい。これにより、蒸発器８から圧縮機３への冷媒は、凝縮器６から膨張弁７への冷媒で過熱される。このようにして、圧縮機３の入口側のエンタルピを高めて、そしてそれにより圧縮機３の出口側のエンタルピも高めることで、ヒートポンプ２の成績係数（ＣＯＰ）を高めることができる。しかも、圧縮機３へ液冷媒が供給される不都合も防止できる。   The heat pump 2 may be provided with a liquid gas heat exchanger (not shown) that exchanges heat without mixing the refrigerant from the condenser 6 to the expansion valve 7 and the refrigerant from the evaporator 8 to the compressor 3. Thereby, the refrigerant from the evaporator 8 to the compressor 3 is superheated by the refrigerant from the condenser 6 to the expansion valve 7. In this way, the coefficient of performance (COP) of the heat pump 2 can be increased by increasing the enthalpy on the inlet side of the compressor 3 and thereby increasing the enthalpy on the outlet side of the compressor 3. In addition, the disadvantage that the liquid refrigerant is supplied to the compressor 3 can be prevented.

ヒートポンプ２には、凝縮器６と膨張弁７との間に、所望によりサブクーラ１３を設けてもよい。サブクーラ１３は、凝縮器６から膨張弁７への冷媒と、凝縮器６への給水とを混ぜることなく熱交換する。サブクーラ１３により、凝縮器６への給水で、凝縮器６から膨張弁７への冷媒を過冷却することができると共に、凝縮器６から膨張弁７への冷媒で、凝縮器６への給水を加温することができる。また、冷媒と水との熱交換は、顕熱による熱交換部としてのサブクーラ１３と、主として潜熱による熱交換部としての凝縮器６とに分けられるので、伝熱効率を向上することができる。   The heat pump 2 may be provided with a subcooler 13 between the condenser 6 and the expansion valve 7 as desired. The subcooler 13 exchanges heat without mixing the refrigerant from the condenser 6 to the expansion valve 7 and the feed water to the condenser 6. The subcooler 13 can supercool the refrigerant from the condenser 6 to the expansion valve 7 with the water supplied to the condenser 6 and can supply the water to the condenser 6 with the refrigerant from the condenser 6 to the expansion valve 7. Can be warmed. Further, the heat exchange between the refrigerant and water is divided into the subcooler 13 as a heat exchanging part by sensible heat and the condenser 6 as a heat exchanging part mainly by latent heat, so that the heat transfer efficiency can be improved.

液ガス熱交換器とサブクーラ１３との双方を設ける場合、凝縮器６からの冷媒は、液ガス熱交換器を通過後にサブクーラ１３に通してもよいし、サブクーラ１３を通過後に液ガス熱交換器に通してもよいし、液ガス熱交換器とサブクーラ１３とに並行に通してもよい。   When both the liquid gas heat exchanger and the subcooler 13 are provided, the refrigerant from the condenser 6 may pass through the liquid gas heat exchanger and then through the subcooler 13, or after passing through the subcooler 13, the liquid gas heat exchanger. Or through the liquid gas heat exchanger and the subcooler 13 in parallel.

エンジン４は、典型的にはガスエンジンまたはディーゼルエンジンである。エンジン４は、オンオフ制御されるか、出力つまり回転速度を調整可能とされる。エンジン４は、圧縮機３を駆動すると共に、所望により発電機１４も駆動する。図示例の場合、エンジン４は、圧縮機３を駆動すると共に、たとえばベルト伝動機構１５を介して発電機１４も駆動する。発電機１４で発電した電力で、蒸気システム１の各機器に必要な電力を賄うのが好ましい。   The engine 4 is typically a gas engine or a diesel engine. The engine 4 is controlled to be turned on / off, or the output, that is, the rotation speed can be adjusted. The engine 4 drives the compressor 3 and also drives the generator 14 as desired. In the illustrated example, the engine 4 drives the compressor 3 and also drives the generator 14 via, for example, a belt transmission mechanism 15. It is preferable to cover the power required for each device of the steam system 1 with the power generated by the generator 14.

エンジン４の潤滑油は、オイルクーラ１６との間で循環され、オイルクーラ１６において冷却水により冷却を図られる。また、エンジン４は、それを覆うジャケット１７に冷却水が通されて、冷却を図られる。   The lubricating oil of the engine 4 is circulated between the oil cooler 16 and cooled by the cooling water in the oil cooler 16. The engine 4 is cooled by passing cooling water through a jacket 17 covering the engine 4.

エンジン４からの排ガスは、煙道１８および煙突１９を介して、外部へ排出される。煙道１８には、エンジン４の側から順に、排ガスボイラ５と、所望により温水器２０とが設けられる。   Exhaust gas from the engine 4 is discharged to the outside through the flue 18 and the chimney 19. The flue 18 is provided with an exhaust gas boiler 5 and, if desired, a water heater 20 in order from the engine 4 side.

排ガスボイラ５には、第二給水路２１を介して水が供給される。排ガスボイラ５への給水を制御することで、排ガスボイラ５内には所望量の水が貯留される。排ガスボイラ５内の水は、エンジン４からの排ガスにより加温されて蒸気化され、その蒸気は、第二蒸気路２２へ導出される。   Water is supplied to the exhaust gas boiler 5 via the second water supply path 21. A desired amount of water is stored in the exhaust gas boiler 5 by controlling the water supply to the exhaust gas boiler 5. Water in the exhaust gas boiler 5 is heated and vaporized by the exhaust gas from the engine 4, and the steam is led to the second steam path 22.

温水器２０は、排ガスボイラ５を通過後の排ガスとその冷却水との熱交換器である。温水器２０において、排ガスの一層の冷却が図られる一方、水の加温が図られる。   The water heater 20 is a heat exchanger between the exhaust gas after passing through the exhaust gas boiler 5 and its cooling water. In the water heater 20, the exhaust gas is further cooled while the water is warmed.

排ガスボイラ５からの第二蒸気路２２は、凝縮器６からの第一蒸気路１０と合流するよう構成される。この合流は、蒸気ヘッダを用いて行うこともできる。また、この合流は、二点鎖線で示すように、エゼクタ２３により行ってもよい。この場合、排ガスボイラ５からの蒸気をエゼクタ２３のノズルへ供給して、ノズルから噴出させることで、凝縮器６からの蒸気がエゼクタ２３へ吸引され、ノズルからの蒸気と混合して吐出される。   The second steam path 22 from the exhaust gas boiler 5 is configured to merge with the first steam path 10 from the condenser 6. This merging can also be performed using a steam header. Further, this merging may be performed by the ejector 23 as shown by a two-dot chain line. In this case, the steam from the exhaust gas boiler 5 is supplied to the nozzle of the ejector 23 and ejected from the nozzle, whereby the steam from the condenser 6 is sucked into the ejector 23 and mixed with the steam from the nozzle and discharged. .

なお、第一蒸気路１０には、第二蒸気路２２との合流部よりも上流側に、逆止弁２４を設けておくのが好ましい。これにより、ヒートポンプ２が停止中、ヒートポンプ２の凝縮器６へ蒸気が逆流するのが防止される。また、同様に、第二蒸気路２２には、第一蒸気路１０との合流部より上流側に、逆止弁（図示省略）を設けておくのが好ましい。これにより、排ガスボイラ５が停止中、排ガスボイラ５へ蒸気が逆流するのが防止される。   The first steam path 10 is preferably provided with a check valve 24 on the upstream side of the junction with the second steam path 22. This prevents the steam from flowing back to the condenser 6 of the heat pump 2 while the heat pump 2 is stopped. Similarly, it is preferable that a check valve (not shown) is provided in the second steam path 22 upstream from the junction with the first steam path 10. This prevents the steam from flowing back to the exhaust gas boiler 5 while the exhaust gas boiler 5 is stopped.

凝縮器６からの蒸気と排ガスボイラ５からの蒸気との合流蒸気の圧力を検出可能な位置には、圧力センサ２５が設けられる。本実施例では、第一蒸気路１０と第二蒸気路２２とが合流された後の第三蒸気路２６（エゼクタ２３が設けられる場合にはエゼクタ２３からの排蒸路でもある）に、圧力センサ２５が設けられるが、第一蒸気路１０からの蒸気と第二蒸気路２２からの蒸気とを蒸気ヘッダで合流させる場合、その蒸気ヘッダに圧力センサ２５を設けてもよい。また、合流蒸気の圧力を検出可能であれば、第一蒸気路１０の内、合流部よりも上流側に設けてもよいし、第二蒸気路２２の内、合流部よりも上流側に設けてもよい。この際、第一蒸気路１０に逆止弁２４が設けられる場合には、その逆止弁２４より下流側に圧力センサ２５が設けられ、第二蒸気路２２に逆止弁が設けられる場合には、その逆止弁より下流側に圧力センサ２５が設けられる。   A pressure sensor 25 is provided at a position where the pressure of the combined steam of the steam from the condenser 6 and the steam from the exhaust gas boiler 5 can be detected. In the present embodiment, the pressure is applied to the third steam path 26 (which is also the exhaust steam path from the ejector 23 when the ejector 23 is provided) after the first steam path 10 and the second steam path 22 are merged. Although the sensor 25 is provided, when the steam from the first steam path 10 and the steam from the second steam path 22 are merged in the steam header, the pressure sensor 25 may be provided in the steam header. Further, if the pressure of the combined steam can be detected, the first steam path 10 may be provided on the upstream side of the joining part, or the second steam path 22 may be provided on the upstream side of the joining part. May be. At this time, when the check valve 24 is provided in the first steam passage 10, the pressure sensor 25 is provided downstream of the check valve 24, and the check valve is provided in the second steam passage 22. The pressure sensor 25 is provided downstream of the check valve.

ところで、二点鎖線で示すように、排ガスボイラ５とは別にボイラ２７を設け、このボイラ２７からの蒸気を、凝縮器６からの蒸気や排ガスボイラ５からの蒸気に合流可能としてもよい。図示例では、ボイラ２７からの第四蒸気路２８は、第三蒸気路２６と合流するよう構成されるが、第一蒸気路１０または第二蒸気路２２と合流するよう構成されてもよい。また、第一蒸気路１０からの蒸気、第二蒸気路２２からの蒸気、および第四蒸気路２８からの蒸気を、共通の蒸気ヘッダで合流させ、この蒸気ヘッダから第三蒸気路２６を介して蒸気使用設備へ蒸気を供給するようにしてもよい。なお、ボイラ２７を設置する場合、圧力センサ２５は、凝縮器６からの蒸気と、排ガスボイラ５からの蒸気と、ボイラ２７からの蒸気との合流蒸気の圧力を検出可能な位置に設けられる。   Incidentally, as indicated by a two-dot chain line, a boiler 27 may be provided separately from the exhaust gas boiler 5, and the steam from the boiler 27 may be merged with the steam from the condenser 6 or the steam from the exhaust gas boiler 5. In the illustrated example, the fourth steam path 28 from the boiler 27 is configured to merge with the third steam path 26, but may be configured to merge with the first steam path 10 or the second steam path 22. In addition, the steam from the first steam path 10, the steam from the second steam path 22, and the steam from the fourth steam path 28 are merged by a common steam header, and the steam header 26 passes through the third steam path 26. The steam may be supplied to the steam using facility. When the boiler 27 is installed, the pressure sensor 25 is provided at a position where the pressure of the combined steam of the steam from the condenser 6, the steam from the exhaust gas boiler 5, and the steam from the boiler 27 can be detected.

排ガスボイラ５とは別に設けられるボイラ２７は、典型的には燃料焚きボイラまたは電気ボイラである。燃料焚きボイラは、燃料の燃焼により水を蒸気化する装置であり、蒸気圧を所望に維持するように、燃焼の有無や量が調整される。また、電気ボイラは、電気ヒータにより水を蒸気化する装置であり、蒸気圧を所望に維持するように、電気ヒータへの給電の有無や量が調整される。   The boiler 27 provided separately from the exhaust gas boiler 5 is typically a fuel-fired boiler or an electric boiler. A fuel-fired boiler is a device that vaporizes water by burning fuel, and the presence or amount of combustion is adjusted so as to maintain the vapor pressure as desired. The electric boiler is a device that vaporizes water with an electric heater, and the presence or amount of power supply to the electric heater is adjusted so as to maintain the vapor pressure as desired.

本実施例では、ボイラ２７からの第四蒸気路２８には、合流部よりも上流側に、ボイラ蒸気供給弁２９が設けられる。ボイラ蒸気供給弁２９は、図示例では自力式の減圧弁（二次圧力調整弁）とされる。但し、ボイラ蒸気供給弁２９は、圧力センサ２５の検出圧力に基づき制御される電磁弁または電動弁であってもよい。なお、ボイラ蒸気供給弁２９より上流側は、下流側よりもボイラ２７により高圧に維持される。   In the present embodiment, a boiler steam supply valve 29 is provided in the fourth steam path 28 from the boiler 27 on the upstream side of the junction. In the illustrated example, the boiler steam supply valve 29 is a self-reducing pressure reducing valve (secondary pressure regulating valve). However, the boiler steam supply valve 29 may be an electromagnetic valve or an electric valve controlled based on the pressure detected by the pressure sensor 25. The upstream side of the boiler steam supply valve 29 is maintained at a higher pressure by the boiler 27 than the downstream side.

前述したように、オイルクーラ１６、エンジン４のジャケット１７、温水器２０には、それぞれ水（冷却水）が通されるが、その内のいずれかを通過後の水を蒸発器８に通してもよい（図１においてＡ部をＢ１部へ接続）。つまり、オイルクーラ１６、エンジン４のジャケット１７、または温水器２０を通過することで加温された水を、蒸発器８に通して冷媒の加温に用いてもよい。但し、蒸発器８には、工場などからの排温水の他、空気または排ガスなどを通してもよいことは、前述したとおりである。   As described above, water (cooling water) is passed through the oil cooler 16, the jacket 17 of the engine 4, and the water heater 20, and the water after passing through any of them is passed through the evaporator 8. (A part in FIG. 1 is connected to B1 part). That is, water heated by passing through the oil cooler 16, the jacket 17 of the engine 4 or the water heater 20 may be passed through the evaporator 8 and used for heating the refrigerant. However, as described above, air or exhaust gas may be passed through the evaporator 8 in addition to the warm water discharged from the factory or the like.

また、凝縮器６への第一給水路９に、間接熱交換器３０（以下、第一給水予熱器という）を設置して、オイルクーラ１６、エンジン４のジャケット１７、または温水器２０のいずれかを通過後の水を、第一給水予熱器３０に通してもよい（図１においてＡ部をＢ２部へ接続）。つまり、オイルクーラ１６、エンジン４のジャケット１７、または温水器２０を通過することで加温された水を、第一給水予熱器３０に通して、凝縮器６への給水の加温に用いてもよい。但し、第一給水予熱器３０を設置することに代えてまたはそれに加えて、オイルクーラ１６、エンジン４のジャケット１７、または温水器２０のいずれかを通過することで加温された水を、凝縮器６への給水として直接に用いてもよい。   Further, an indirect heat exchanger 30 (hereinafter referred to as a first water supply preheater) is installed in the first water supply path 9 to the condenser 6, and any of the oil cooler 16, the jacket 17 of the engine 4, or the water heater 20 is selected. The water after passing through may be passed through the first water supply preheater 30 (A part is connected to B2 part in FIG. 1). That is, the water heated by passing through the oil cooler 16, the jacket 17 of the engine 4, or the water heater 20 is passed through the first water supply preheater 30 and used for heating the water supplied to the condenser 6. Also good. However, in place of or in addition to installing the first water supply preheater 30, the water heated by passing through the oil cooler 16, the jacket 17 of the engine 4, or the water heater 20 is condensed. It may be used directly as water supply to the vessel 6.

さらに、排ガスボイラ５への第二給水路２１に、間接熱交換器３１（以下、第二給水予熱器という）を設置して、オイルクーラ１６、エンジン４のジャケット１７、または温水器２０のいずれかを通過後の水を、第二給水予熱器３１に通してもよい（図１においてＡ部をＢ３部へ接続）。つまり、オイルクーラ１６、エンジン４のジャケット１７、または温水器２０を通過することで加温された水を、第二給水予熱器３１に通して、排ガスボイラ５への給水の加温に用いてもよい。但し、第二給水予熱器３１を設置することに代えてまたはそれに加えて、オイルクーラ１６、エンジン４のジャケット１７、または温水器２０のいずれかを通過することで加温された水を、排ガスボイラ５への給水として直接に用いてもよい。   Further, an indirect heat exchanger 31 (hereinafter referred to as a second water supply preheater) is installed in the second water supply path 21 to the exhaust gas boiler 5, and any of the oil cooler 16, the jacket 17 of the engine 4, or the water heater 20 is selected. You may let the water after passing through the 2nd feed water preheater 31 (A part is connected to B3 part in FIG. 1). That is, the water heated by passing through the oil cooler 16, the jacket 17 of the engine 4, or the water heater 20 is passed through the second water supply preheater 31 to be used for heating the water supplied to the exhaust gas boiler 5. Also good. However, instead of or in addition to installing the second water supply preheater 31, water heated by passing through the oil cooler 16, the jacket 17 of the engine 4, or the water heater 20 is treated as exhaust gas. You may use directly as water supply to the boiler 5. FIG.

本実施例の蒸気システム１では、圧力センサ２５の検出圧力に基づき、エンジン４が制御される。典型的には、圧力センサ２５の検出圧力を所望に維持するように、エンジン４の作動の有無を切り替えるか、エンジン４の回転速度を調整する。たとえば、蒸気使用設備における蒸気の使用が停止から再開するか増加すれば、圧力センサ２５の検出圧力が下がるので、エンジン４の駆動を再開するかその回転速度を上げて、凝縮器６や排ガスボイラ５からの蒸気供給を再開するか増加させればよい。逆に、蒸気使用設備における蒸気の使用が停止するか減少すれば、圧力センサ２５の検出圧力が上がるので、エンジン４を停止するかその回転速度を下げて、凝縮器６や排ガスボイラ５からの蒸気供給を停止させるか減少させればよい。   In the steam system 1 of the present embodiment, the engine 4 is controlled based on the pressure detected by the pressure sensor 25. Typically, the presence or absence of operation of the engine 4 is switched or the rotational speed of the engine 4 is adjusted so that the detection pressure of the pressure sensor 25 is maintained as desired. For example, if the use of steam in the steam-using facility restarts or increases from the stop, the pressure detected by the pressure sensor 25 decreases. Therefore, the drive of the engine 4 is restarted or its rotational speed is increased, and the condenser 6 and the exhaust gas boiler The steam supply from 5 may be restarted or increased. On the contrary, if the use of steam in the steam using facility stops or decreases, the pressure detected by the pressure sensor 25 increases, so the engine 4 is stopped or the rotational speed thereof is reduced, and the condenser 6 and the exhaust gas boiler 5 The steam supply may be stopped or reduced.

以下、ボイラ２７を併設した蒸気システム１の動作の一例について説明する。
図２は、圧力センサ２５の検出圧力、エンジン４の作動状態、およびボイラ蒸気供給弁２９の開閉状態の対応関係を示す概略図である。ここでは、エンジン４は、第一設定圧力Ｐ１でオンオフされ、ボイラ蒸気供給弁２９は、第二設定圧力Ｐ２で開閉される。 Hereinafter, an example of the operation of the steam system 1 provided with the boiler 27 will be described.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a correspondence relationship between the detected pressure of the pressure sensor 25, the operating state of the engine 4, and the open / closed state of the boiler steam supply valve 29. Here, the engine 4 is turned on and off at the first set pressure P1, and the boiler steam supply valve 29 is opened and closed at the second set pressure P2.

具体的には、圧力センサ２５の検出圧力が第二設定圧力Ｐ２未満であると、エンジン４は駆動されており、エンジン４によりヒートポンプ２の圧縮機３が駆動されて、凝縮器６から蒸気を発生させる一方、エンジン４からの排ガスが排ガスボイラ５へ供給され、その排ガスの熱により、排ガスボイラ５から蒸気を発生させる状態にある。また、ボイラ蒸気供給弁２９は開放しており、ボイラ２７からも蒸気が供給される。つまり、第二設定圧力Ｐ２未満では、凝縮器６、排ガスボイラ５およびボイラ２７からの蒸気が蒸気使用設備へ供給される。   Specifically, when the detected pressure of the pressure sensor 25 is less than the second set pressure P2, the engine 4 is driven, and the compressor 3 of the heat pump 2 is driven by the engine 4 so that steam is discharged from the condenser 6. On the other hand, the exhaust gas from the engine 4 is supplied to the exhaust gas boiler 5, and steam is generated from the exhaust gas boiler 5 by the heat of the exhaust gas. Further, the boiler steam supply valve 29 is opened, and steam is also supplied from the boiler 27. That is, when the pressure is less than the second set pressure P2, steam from the condenser 6, the exhaust gas boiler 5 and the boiler 27 is supplied to the steam using facility.

そして、第二設定圧力Ｐ２以上になると、ボイラ蒸気供給弁２９が閉鎖し、ボイラ２７からの蒸気供給は停止され、凝縮器６と排ガスボイラ５とから蒸気供給される。圧力センサ２５の検出圧力が第一設定圧力Ｐ１以上になると、エンジン４が停止され、ヒートポンプ２が停止される。これにより、凝縮器６からの蒸気供給が停止されると共に、排ガスボイラ５からの蒸気供給も停止される。   When the pressure is equal to or higher than the second set pressure P2, the boiler steam supply valve 29 is closed, the steam supply from the boiler 27 is stopped, and the steam is supplied from the condenser 6 and the exhaust gas boiler 5. When the detected pressure of the pressure sensor 25 becomes equal to or higher than the first set pressure P1, the engine 4 is stopped and the heat pump 2 is stopped. Thereby, the steam supply from the condenser 6 is stopped, and the steam supply from the exhaust gas boiler 5 is also stopped.

一方、圧力センサ２５の検出圧力が第一設定圧力Ｐ１未満になると、エンジン４が駆動されて、凝縮器６と排ガスボイラ５とから蒸気供給され、その後、凝縮器６と排ガスボイラ５とによる蒸気だけでは賄い切れず、第二設定圧力Ｐ２未満になると、ボイラ蒸気供給弁２９が開放して、ボイラ２７からも蒸気供給される。   On the other hand, when the detected pressure of the pressure sensor 25 becomes less than the first set pressure P1, the engine 4 is driven and steam is supplied from the condenser 6 and the exhaust gas boiler 5, and then steam generated by the condenser 6 and the exhaust gas boiler 5 is used. If the pressure is less than the second set pressure P <b> 2, the boiler steam supply valve 29 is opened and steam is also supplied from the boiler 27.

なお、エンジン４の作動中、発電機１４により発電がなされる。また、ボイラ蒸気供給弁２９が自力式の減圧弁の場合、ボイラ蒸気供給弁２９は、これらの動作を機械的に自力で行う。但し、ボイラ蒸気供給弁２９を電磁弁や電動弁により構成し、圧力センサ２５の検出圧力に基づき、第二設定圧力Ｐ２でボイラ蒸気供給弁２９を開閉したり、開度調整したりしてもよい。   Note that, during operation of the engine 4, power is generated by the generator 14. When the boiler steam supply valve 29 is a self-reducing pressure reducing valve, the boiler steam supply valve 29 performs these operations mechanically by itself. However, even if the boiler steam supply valve 29 is configured by an electromagnetic valve or an electric valve, and the boiler steam supply valve 29 is opened and closed at the second set pressure P2 or the opening degree is adjusted based on the detected pressure of the pressure sensor 25. Good.

前記各設定圧力Ｐ１，Ｐ２には、所望によりそれぞれディファレンシャル（動作隙間）が設定されるのは言うまでもない。たとえば、第一設定圧力Ｐ１について、第一上限圧力Ｐ１Ｈと第一下限圧力Ｐ１Ｌ（但しＰ１Ｌ＜Ｐ１Ｈ）とを設定し、圧力上昇時、圧力センサ２５の検出圧力が第一上限圧力Ｐ１Ｈ以上になるとエンジン４を停止させ、圧力下降時、圧力センサ２５の検出圧力が第一下限圧力Ｐ１Ｌ未満になるとエンジン４を駆動する。   Needless to say, a differential (operation gap) is set for each of the set pressures P1 and P2, if desired. For example, for the first set pressure P1, a first upper limit pressure P1H and a first lower limit pressure P1L (where P1L <P1H) are set, and when the pressure detected by the pressure sensor 25 becomes equal to or higher than the first upper limit pressure P1H. The engine 4 is stopped, and the engine 4 is driven when the pressure detected by the pressure sensor 25 becomes less than the first lower limit pressure P1L when the pressure drops.

また、第二設定圧力Ｐ２について、第二上限圧力Ｐ２Ｈと第二下限圧力Ｐ２Ｌ（但しＰ２Ｌ＜Ｐ２Ｈ）とを設定し、圧力上昇時、第二上限圧力Ｐ２Ｈ以上になるとボイラ蒸気供給弁２９を閉鎖し、圧力下降時、第二下限圧力Ｐ２Ｌ未満になるとボイラ蒸気供給弁２９を開放する。   In addition, the second upper limit pressure P2H and the second lower limit pressure P2L (where P2L <P2H) are set for the second set pressure P2, and when the pressure rises, when the pressure exceeds the second upper limit pressure P2H, the boiler steam supply valve 29 is closed. When the pressure drops, the boiler steam supply valve 29 is opened when the pressure falls below the second lower limit pressure P2L.

ところで、エンジン４は、その駆動と停止のオンオフ制御でなく、回転速度を調整されることで、比例制御やＰＩＤ制御されてもよい。つまり、エンジン４は、圧力センサ２５の検出圧力を第一設定圧力Ｐ１に維持するように、比例制御またはＰＩＤ制御されてもよい。   By the way, the engine 4 may be subjected to proportional control or PID control by adjusting the rotation speed instead of on / off control of driving and stopping. That is, the engine 4 may be subjected to proportional control or PID control so as to maintain the pressure detected by the pressure sensor 25 at the first set pressure P1.

さらに、ボイラ蒸気供給弁２９は、それより下流側の圧力に基づき自力で開閉したり、圧力センサ２５の検出圧力に基づき開閉される以外に、圧力センサ２５の検出圧力に基づき開度調整されてもよい。その場合、圧力センサ２５の検出圧力を第二設定圧力Ｐ２に維持するように、比例制御やＰＩＤ制御により、ボイラ蒸気供給弁２９の開度を調整すればよい。   Further, the boiler steam supply valve 29 is opened / closed based on the pressure detected by the pressure sensor 25 in addition to being opened / closed based on the pressure downstream of the boiler steam supply valve 29 or opened / closed based on the pressure detected by the pressure sensor 25. Also good. In that case, the opening degree of the boiler steam supply valve 29 may be adjusted by proportional control or PID control so that the detected pressure of the pressure sensor 25 is maintained at the second set pressure P2.

いずれにしても、第一設定圧力Ｐ１よりも第二設定圧力Ｐ２を低く設定しておくことで、ヒートポンプ２や排ガスボイラ５による蒸気発生を、ボイラ２７による蒸気発生よりも優先させることができる。つまり、ヒートポンプ２および排ガスボイラ５により蒸気発生させ、それでは足りない場合に、ボイラ２７からも蒸気供給することができる。   In any case, the steam generation by the heat pump 2 or the exhaust gas boiler 5 can be given priority over the steam generation by the boiler 27 by setting the second set pressure P2 lower than the first set pressure P1. That is, steam can be generated by the heat pump 2 and the exhaust gas boiler 5, and steam can be supplied also from the boiler 27 when that is not enough.

ところで、ボイラ蒸気供給弁２９の設置を省略する代わりに、圧力センサ２５の検出圧力に基づき、ボイラ２７を制御してもよい。この場合、図２において、ボイラ２７は、第二設定圧力Ｐ２でオンオフ（第二設定圧力Ｐ２（第二上限圧力Ｐ２Ｈ）以上でオフし第二設定圧力Ｐ２（第二下限圧力Ｐ２Ｌ）未満でオン）するか、圧力センサ２５の検出圧力を第二設定圧力Ｐ２に維持するように燃焼量などを調整すればよい。ボイラ蒸気供給弁２９の設置を省略する代わりに、圧力センサ２５の検出圧力に基づきボイラ２７を制御する場合、ボイラ２７からの第四蒸気路２８には、逆止弁を設けておくのが好ましい。これにより、ボイラ２７が停止中、ボイラ２７へ蒸気が逆流するのが防止される。   By the way, instead of omitting the installation of the boiler steam supply valve 29, the boiler 27 may be controlled based on the pressure detected by the pressure sensor 25. In this case, in FIG. 2, the boiler 27 is turned on / off at the second set pressure P2 (turned off at the second set pressure P2 (second upper limit pressure P2H) or higher and turned on at the second set pressure P2 (second lower limit pressure P2L)). Or the amount of combustion may be adjusted so that the pressure detected by the pressure sensor 25 is maintained at the second set pressure P2. Instead of omitting the installation of the boiler steam supply valve 29, when the boiler 27 is controlled based on the pressure detected by the pressure sensor 25, it is preferable to provide a check valve in the fourth steam path 28 from the boiler 27. . This prevents steam from flowing back to the boiler 27 while the boiler 27 is stopped.

図３は、本発明の蒸気システム１の実施例２を示す概略図である。本実施例２の蒸気システム１も、基本的には前記実施例１の蒸気システム１と同様である。そこで、以下では両者の異なる点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。   FIG. 3 is a schematic diagram showing Example 2 of the steam system 1 of the present invention. The steam system 1 of the second embodiment is basically the same as the steam system 1 of the first embodiment. Therefore, the following description will be focused on the different points, and corresponding portions will be described with the same reference numerals.

前記実施例１では、蒸気システム１はヒートポンプ２を備えたが、本実施例では、ヒートポンプ２に代えて蒸気圧縮機３２を備える。そして、その蒸気圧縮機３２からの蒸気が、排ガスボイラ５からの蒸気や、ボイラ２７からの蒸気に合流可能とされる。   In the first embodiment, the steam system 1 includes the heat pump 2, but in this embodiment, the steam system 1 includes a steam compressor 32 instead of the heat pump 2. Then, the steam from the steam compressor 32 can be merged with the steam from the exhaust gas boiler 5 and the steam from the boiler 27.

蒸気圧縮機３２は、蒸気を吸入し圧縮して吐出する装置である。蒸気圧縮機３２は、その構成を特に問わないが、たとえばスクリュ式の蒸気圧縮機とされる。スクリュ式の蒸気圧縮機は、互いにかみ合って回転するスクリュロータ間に蒸気を吸入して、スクリュロータの回転により圧縮して吐出する装置である。但し、蒸気圧縮機３２は、蒸気を圧縮して吐出するものであれば、スクリュ式に限らず、レシプロ式などであってもよい。   The steam compressor 32 is a device that sucks in, compresses and discharges steam. The vapor compressor 32 is not particularly limited in its configuration, but is, for example, a screw-type vapor compressor. A screw-type steam compressor is a device that sucks steam between screw rotors that rotate while meshing with each other, and compresses and discharges the steam by rotation of the screw rotor. However, the steam compressor 32 is not limited to the screw type, but may be a reciprocating type as long as the steam is compressed and discharged.

蒸気圧縮機３２は、供給路３３を介して蒸気を吸入し、圧縮して吐出する。より具体的には、図示例の場合、蒸気圧縮機３２は、供給路３３を介して、中空容器状のセパレータタンク３４と接続されている。そして、セパレータタンク３４には、流入路３５を介して蒸気（たとえばフラッシュ蒸気、未利用蒸気、低圧蒸気）が供給される。その蒸気の凝縮水は、セパレータタンク３４からの排出路３６を介して適宜排水され、蒸気が供給路３３を介して蒸気圧縮機３２へ供給される。このように、セパレータタンク３４は、気液分離部として機能する。なお、セパレータタンク３４に代えて、単にＴ字継手を用いてもよい。   The steam compressor 32 draws in steam through the supply path 33, compresses it, and discharges it. More specifically, in the illustrated example, the vapor compressor 32 is connected to a separator container 34 having a hollow container shape via a supply path 33. Then, steam (for example, flash steam, unused steam, low-pressure steam) is supplied to the separator tank 34 via the inflow path 35. The steam condensate is appropriately drained through a discharge path 36 from the separator tank 34, and the steam is supplied to a steam compressor 32 through a supply path 33. Thus, the separator tank 34 functions as a gas-liquid separator. In place of the separator tank 34, a T-shaped joint may be simply used.

蒸気使用設備のドレンからフラッシュ蒸気を生成して、そのフラッシュ蒸気を蒸気圧縮機３２で昇圧する例について説明する。この場合、蒸気使用設備のドレンは、第一蒸気トラップ（図示省略）を介して、流入路３５からセパレータタンク３４へ排出される。高圧高温のドレンが第一蒸気トラップを介して低圧下に排出されることで、フラッシュ蒸気およびその凝縮水となり、セパレータタンク３４で気液分離が図られる。そして、蒸気圧縮機３２は、セパレータタンク３４内の蒸気を吸入し圧縮して吐出する。一方、セパレータタンク３４で分離された水は、排出路３６から適宜排水される。そのために、セパレータタンク３４からの排出路３６には、第二蒸気トラップ（図示省略）を設けておくのが好ましい。   An example in which flash steam is generated from the drain of the steam-using facility and the flash compressor 32 is pressurized by the steam compressor 32 will be described. In this case, the drain of the steam using facility is discharged from the inflow path 35 to the separator tank 34 via a first steam trap (not shown). The high-pressure and high-temperature drain is discharged under a low pressure through the first steam trap, so that it becomes flash steam and its condensed water, and gas-liquid separation is achieved in the separator tank 34. The vapor compressor 32 sucks, compresses and discharges the vapor in the separator tank 34. On the other hand, the water separated in the separator tank 34 is appropriately drained from the discharge path 36. Therefore, it is preferable to provide a second steam trap (not shown) in the discharge path 36 from the separator tank 34.

前記実施例１における圧縮機３に代えて、本実施例２では蒸気圧縮機３２をエンジン４が駆動する以外、その他の構成および制御は前記実施例１と同様のため、説明は省略する。   Instead of the compressor 3 in the first embodiment, in the second embodiment, the configuration and control are the same as those in the first embodiment except that the engine 4 drives the steam compressor 32, and thus the description thereof is omitted.

本発明の蒸気システム１は、前記各実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。たとえば、前記各実施例では、ヒートポンプ２（または蒸気圧縮機３２）と排ガスボイラ５とに加えてボイラ２７を設置する例について説明したが、場合によりボイラ２７やボイラ蒸気供給弁２９の設置および制御は省略することができる。   The steam system 1 of the present invention is not limited to the configuration of each of the embodiments described above, and can be changed as appropriate. For example, in each of the above-described embodiments, the example in which the boiler 27 is installed in addition to the heat pump 2 (or the steam compressor 32) and the exhaust gas boiler 5 has been described. Can be omitted.

また、前記実施例１において、凝縮器６からの第一蒸気路１０に蒸気圧縮機を設置し、凝縮器６からの蒸気を蒸気圧縮機で昇圧して、排ガスボイラ５からの蒸気などに合流させてもよい。この場合、蒸気圧縮機は、ヒートポンプ２の圧縮機３と連動するように、エンジン４により駆動してもよいし、ヒートポンプ２の圧縮機３とは異なる動力源で駆動してもよい。   In the first embodiment, a steam compressor is installed in the first steam path 10 from the condenser 6, the steam from the condenser 6 is boosted by the steam compressor, and merged with the steam from the exhaust gas boiler 5. You may let them. In this case, the steam compressor may be driven by the engine 4 so as to be interlocked with the compressor 3 of the heat pump 2 or may be driven by a power source different from the compressor 3 of the heat pump 2.

さらに、前記実施例２の蒸気圧縮機３２、または前記実施例１において凝縮器６の出口側に設けられる蒸気圧縮機には、その入口もしくは出口において、適宜注水を図ってもよい。   Further, the steam compressor 32 of the second embodiment or the steam compressor provided on the outlet side of the condenser 6 in the first embodiment may be appropriately injected with water at the inlet or the outlet.

１ 蒸気システム
２ ヒートポンプ
３ 圧縮機
４ エンジン
５ 排ガスボイラ
６ 凝縮器
７ 膨張弁
８ 蒸発器
１４ 発電機
２３ エゼクタ
２５ 圧力センサ
２７ ボイラ
２９ ボイラ蒸気供給弁
３２ 蒸気圧縮機
Ｐ１ 第一設定圧力
Ｐ２ 第二設定圧力 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steam system 2 Heat pump 3 Compressor 4 Engine 5 Exhaust gas boiler 6 Condenser 7 Expansion valve 8 Evaporator 14 Generator 23 Ejector 25 Pressure sensor 27 Boiler 29 Boiler steam supply valve 32 Steam compressor P1 First setting pressure P2 Second setting pressure

Claims (6)

ヒートポンプまたは蒸気圧縮機と、排ガスボイラとを備え、
前記ヒートポンプは、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器が順次環状に接続されて冷媒を循環させ、前記凝縮器において冷媒と水とを熱交換して蒸気を発生させ、
前記蒸気圧縮機は、蒸気を吸入し圧縮して吐出し、
前記排ガスボイラは、前記圧縮機または前記蒸気圧縮機を駆動するエンジンからの排ガスを用いて蒸気を発生させ、
前記凝縮器または前記蒸気圧縮機からの蒸気に、前記排ガスボイラからの蒸気が合流するよう構成され、
この合流蒸気の圧力を検出可能な位置に圧力センサが設けられ、
この圧力センサの検出圧力に基づき、前記エンジンを制御する
ことを特徴とする蒸気システム。 A heat pump or a steam compressor and an exhaust gas boiler;
In the heat pump, a compressor, a condenser, an expansion valve and an evaporator are sequentially connected in an annular manner to circulate a refrigerant, and heat is exchanged between the refrigerant and water in the condenser to generate steam,
The steam compressor sucks in, compresses and discharges steam,
The exhaust gas boiler generates steam using exhaust gas from an engine that drives the compressor or the steam compressor,
The steam from the exhaust gas boiler is joined to the steam from the condenser or the steam compressor,
A pressure sensor is provided at a position where the pressure of the combined steam can be detected,
A steam system characterized in that the engine is controlled based on a pressure detected by the pressure sensor. 前記エンジンは、前記圧縮機または前記蒸気圧縮機を駆動すると共に、発電機を駆動する
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸気システム。 The steam system according to claim 1, wherein the engine drives the compressor or the steam compressor and drives a generator. 前記凝縮器または前記蒸気圧縮機からの蒸気と、前記排ガスボイラからの蒸気とに、ボイラからの蒸気がボイラ蒸気供給弁を介して合流するよう構成され、
前記圧力センサは、前記凝縮器または前記蒸気圧縮機からの蒸気と、前記排ガスボイラからの蒸気と、前記ボイラからの蒸気との合流蒸気の圧力を検出可能な位置に設けられ、
前記エンジンは、前記圧力センサの検出圧力を第一設定圧力に維持するよう制御され、
前記ボイラ蒸気供給弁は、それより下流側の圧力を第二設定圧力に維持するよう開閉または開度が調整され、
前記第二設定圧力は、前記第一設定圧力よりも低く設定される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蒸気システム。 The steam from the boiler is joined to the steam from the condenser or the steam compressor and the steam from the exhaust gas boiler via a boiler steam supply valve,
The pressure sensor is provided at a position where the pressure of the combined steam of the steam from the condenser or the steam compressor, the steam from the exhaust gas boiler, and the steam from the boiler can be detected,
The engine is controlled to maintain a detected pressure of the pressure sensor at a first set pressure;
The boiler steam supply valve has its opening / closing or opening adjusted so as to maintain the downstream pressure at the second set pressure,
The steam system according to claim 1 or 2, wherein the second set pressure is set lower than the first set pressure. 前記凝縮器または前記蒸気圧縮機からの蒸気と、前記排ガスボイラからの蒸気とに、ボイラからの蒸気が合流するよう構成され、
前記圧力センサは、前記凝縮器または前記蒸気圧縮機からの蒸気と、前記排ガスボイラからの蒸気と、前記ボイラからの蒸気との合流蒸気の圧力を検出可能な位置に設けられ、
前記エンジンは、前記圧力センサの検出圧力を第一設定圧力に維持するよう制御され、
前記ボイラは、前記圧力センサの検出圧力を第二設定圧力に維持するよう制御され、
前記第二設定圧力は、前記第一設定圧力よりも低く設定される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蒸気システム。 The steam from the boiler is combined with the steam from the condenser or the steam compressor and the steam from the exhaust gas boiler,
The pressure sensor is provided at a position where the pressure of the combined steam of the steam from the condenser or the steam compressor, the steam from the exhaust gas boiler, and the steam from the boiler can be detected,
The engine is controlled to maintain a detected pressure of the pressure sensor at a first set pressure;
The boiler is controlled to maintain the detected pressure of the pressure sensor at a second set pressure,
The steam system according to claim 1 or 2, wherein the second set pressure is set lower than the first set pressure. 前記凝縮器または前記蒸気圧縮機からの蒸気と、前記排ガスボイラからの蒸気との合流部に、エゼクタが設けられ、
このエゼクタは、前記排ガスボイラからの蒸気をノズルから噴出させることで、前記凝縮器または前記蒸気圧縮機からの蒸気を吸引して、前記ノズルからの蒸気と混合して吐出する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸気システム。 An ejector is provided at a junction of the steam from the condenser or the steam compressor and the steam from the exhaust gas boiler,
The ejector sucks steam from the condenser or the steam compressor by ejecting steam from the exhaust gas boiler from a nozzle, and mixes and discharges the steam from the nozzle. The steam system according to any one of claims 1 to 4. 前記凝縮器からの蒸気は、蒸気圧縮機で昇圧されて、前記排ガスボイラからの蒸気と合流し、
この合流蒸気の圧力を検出可能な位置に、前記圧力センサが設けられる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の蒸気システム。 The steam from the condenser is pressurized by a steam compressor and merges with the steam from the exhaust gas boiler,
The steam system according to any one of claims 1 to 5, wherein the pressure sensor is provided at a position where the pressure of the combined steam can be detected.
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