WO2022249670A1 - 熱回収システム - Google Patents

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WO2022249670A1
WO2022249670A1 PCT/JP2022/012003 JP2022012003W WO2022249670A1 WO 2022249670 A1 WO2022249670 A1 WO 2022249670A1 JP 2022012003 W JP2022012003 W JP 2022012003W WO 2022249670 A1 WO2022249670 A1 WO 2022249670A1
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WO
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path
steam
header tank
valve
drain
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/012003
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
杉江悠一
Original Assignee
株式会社テイエルブイ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社テイエルブイ filed Critical 株式会社テイエルブイ
Priority to JP2022542712A priority Critical patent/JP7124250B1/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
    • F22D11/00—Feed-water supply not provided for in other main groups
    • F22D11/02—Arrangements of feed-water pumps
    • F22D11/06—Arrangements of feed-water pumps for returning condensate to boiler

Definitions

  • the technology of the present disclosure relates to a heat recovery system.
  • a drain recovery device that recovers in a header tank drain generated by condensation of steam in steam-using equipment.
  • This drain recovery device is provided with a liquid pumping device for supplying the drain of the header tank to the utilization side.
  • the liquid pumping device alternately performs drain inflow operation and pumping operation.
  • the drain inflow operation the drain of the header tank flows in and is stored in the storage chamber, and the steam in the storage chamber is discharged.
  • the drain pumping operation high-pressure steam is introduced into the storage chamber, whereby the drain in the storage chamber is pumped to the utilization side.
  • the steam in the storage chamber is discharged into the header tank.
  • the header tank as described above, a so-called water-sealed tank, in which a water-sealed trap is provided to prevent steam leakage, is often used.
  • the heat recovery system described above may have the following problems.
  • the steam discharged from the liquid pumping device to the header tank has a relatively high pressure, so the impact force of the exhaust steam acts on the header tank, and the impact force breaks the water seal of the water seal trap. There is fear. If the water seal is broken, steam will leak out of the header tank.
  • the pressure of the exhaust steam is high, the above-mentioned water seal breakage of the header tank becomes conspicuous.
  • the technology of the present disclosure has been made in view of such circumstances, and its object is to provide a heat recovery system capable of suppressing breakage of the water seal of the header tank caused by the inflow operation of the liquid pumping device. be.
  • the heat recovery system of the present disclosure includes a water-sealed header tank, a liquid pumping device, and a path switching section.
  • the header tank receives and stores the drain generated by the steam-using equipment.
  • the liquid pumping device has a casing in which a drain storage chamber and a steam exhaust port are formed, and discharges the steam in the storage chamber from the exhaust port to cause the drain of the header tank to flow into the storage chamber. and a pumping operation for pumping the drain in the storage chamber by introducing steam into the storage chamber.
  • the path switching unit has a first path for supplying the steam discharged from the exhaust port to the header tank and a second path for supplying the steam to a location different from the header tank, and during the inflow operation, The first path and the second path are selectively switched according to the exhaust pressure, which is the pressure of the steam discharged from the exhaust port.
  • the heat recovery system of the present disclosure it is possible to suppress breakage of the water seal of the header tank due to the inflow operation of the liquid pumping device.
  • FIG. 1 is a piping system diagram showing a schematic configuration of a heat recovery system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a gas-liquid separator.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the liquid pumping device.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a switching valve.
  • FIG. 5 is a view equivalent to FIG. 4 showing one state of the switching valve.
  • FIG. 6 is a piping system diagram showing a schematic configuration of the heat recovery system.
  • FIG. 7 is a piping system diagram showing a schematic configuration of a heat recovery system according to another embodiment.
  • the heat recovery system 100 of the present embodiment recovers drain generated by condensation of steam in steam-using equipment and flash steam (such as steam) of the drain. That is, the heat recovery system 100 recovers the heat of the hot drain and the heat of the flash steam.
  • the heat recovery system 100 includes a gas-liquid separation section 1, a header tank 2, a heat exchanger 4, a liquid pumping device 5, and a path switching section 6.
  • the gas-liquid separation unit 1 separates the drain sent from the steam-using equipment (not shown) and its flash steam.
  • the gas-liquid separation section 1 has a recovery pipe 10 , a liquid pipe 11 and a gas pipe 12 .
  • the liquid pipe 11 and the gas pipe 12 are branch pipes obtained by branching the recovery pipe 10 into two. Of the drain and flash steam that have flowed into the recovery pipe 10 , the drain flows into the liquid pipe 11 and the flash steam flows into the gas pipe 12 .
  • the gas pipe 12 is a straight pipe extending vertically upward from the end of the recovery pipe 10 .
  • the gas pipe 12 is connected to the heat exchanger 4 and supplies flash steam to the heat exchanger 4 .
  • the liquid tube 11 extends downward from the end of the recovery tube 10 .
  • the liquid pipe 11 is connected to the header tank 2 and allows drain to flow into the header tank 2 .
  • the liquid tube 11 is a so-called U-shaped tube that bends in a U-shape.
  • the liquid tube 11 has a first tube 11a, a second tube 11b, a third tube 11c and a fourth tube 11d.
  • the first pipe 11a is a straight pipe extending vertically downward from the end of the recovery pipe 10 .
  • the second pipe 11b is a straight pipe extending horizontally from the lower end of the first pipe 11a, and corresponds to the bottom of the U shape.
  • the third pipe 11c is a straight pipe extending vertically upward from the end of the second pipe 11b. That is, the first pipe 11a and the third pipe 11c extend parallel to each other in the vertical direction.
  • the fourth pipe 11d is a straight pipe extending horizontally from the upper end of the third pipe 11c.
  • the fourth pipe 11d is connected to the side of the header tank 2 (more precisely, the tank body 21).
  • drain stays in the first pipe 11a, the second pipe 11b, and the third pipe 11c, and is water-sealed by the staying drain. More specifically, in the third pipe 11c, the drain stays up to the upper end, while in the first pipe 11a, the drain head is lower than that of the third pipe 11c. That is, a drain head difference H is generated between the first pipe 11a and the third pipe 11c.
  • This head difference H is caused by pressure loss in the heat exchanger 4 .
  • the pressure loss in the heat exchanger 4 is offset by the water head difference H thus generated.
  • the first pipe 11 a and the third pipe 11 c are set to have a height sufficient to ensure a water head difference H corresponding to the pressure loss of the heat exchanger 4 . Therefore, the pressure loss of the heat exchanger 4 can be reliably offset. As a result, the flash steam can easily flow into the heat exchanger 4 from the gas pipe 12 .
  • the header tank 2 is a water-sealed header tank into which drain generated by steam-using equipment flows and is stored. Specifically, the header tank 2 has a container-like tank body 21 and an overflow pipe 24 .
  • the internal space of the tank body 21 is divided into a liquid phase portion 22 of drain and a gas phase portion 23 of steam.
  • the tank main body 21 is connected to the liquid pipe 11 (fourth pipe 11d), the outflow pipe 13 and the inflow pipe 16a.
  • the liquid pipe 11 opens to the gas phase portion 23 .
  • the outflow pipe 13 is connected to the top of the tank body 21 and opens to the gas phase portion 23 .
  • the inflow pipe 16 a opens to the liquid phase portion 22 .
  • Drain flows from the liquid pipe 11 and is stored in the tank body 21 .
  • the drain from the heat exchanger 4 flows through the outflow pipe 13 and is stored.
  • the drain of the liquid phase portion 22 flows into the liquid pumping device 5 through the inflow pipe 16a.
  • One end of the overflow pipe 24, which is an inflow end opens to the liquid phase portion 22, and the other end, which is an outflow end, penetrates the upper side wall of the tank body 21 and opens to the atmosphere.
  • the internal space of the tank body 21 is sealed by the water seal of the water seal trap 3 .
  • the water seal trap 3 is connected to the tank body 21 by a connection pipe 15a and an outflow pipe 15b.
  • the connection pipe 15 a has one end, which is an inflow end, opened to the gas phase portion 23 of the tank body 21 , and the other end, which is an outflow end, is opened to the sealing water of the water seal trap 3 . That is, the other end of the connection pipe 15a is water sealed.
  • the outflow pipe 15 b has one inflow end connected to the water seal trap 3 and the other outflow end opening to the liquid phase portion 22 of the tank body 21 .
  • the water seal trap 3 normally prevents the steam from leaking out of the tank body 21 by means of a water seal. escape to the atmosphere. Further, in the water seal trap 3, excess drain generated by condensation of steam flows into the tank main body 21 through the outflow pipe 15b and is stored therein.
  • the heat exchanger 4 has a first channel 41 and a second channel 42 which are internal channels.
  • the first flow path 41 is a heat exchange flow path through which flush steam from the drain flowing into the header tank 2 from the steam-using equipment is introduced to exchange heat with an object (for example, water) in the second flow path 42 .
  • the gas pipe 12 is connected to the inflow end of the first flow path 41
  • the outflow pipe 13 is connected to the outflow end of the first flow path 41 .
  • the second flow path 42 is connected to an inflow pipe 14 a for supplying water and an outflow pipe 14 b for outflowing water from the second flow path 42 .
  • the flash steam in the first flow path 41 exchanges heat with the water in the second flow path 42 to heat the water.
  • the flash steam condenses to become drain and flows into the header tank 2 through the outflow pipe 13 . The heat of the flash steam is thus recovered.
  • the liquid pumping device 5 has a casing 50 in which a drain storage chamber 51 and a steam exhaust port 55 are formed.
  • An inflow operation for causing the drain No. 2 to flow into the storage chamber 51 and store it, and a pumping operation for pumping the drain in the storage chamber 51 by introducing steam into the storage chamber 51 are performed.
  • the liquid pumping device 5 alternately performs an inflow operation and a pumping operation.
  • the steam introduced into the storage chamber 51 is the working gas and is high-temperature and high-pressure steam.
  • the liquid pumping device 5 includes a casing 50 that is a closed container, an air supply valve 56 and an exhaust valve 57, and a valve operating mechanism 58.
  • the casing 50 has a body portion 50a and a lid portion 50b that are joined by bolts, and a drain storage chamber 51 is formed inside.
  • the lid portion 50b is provided with an inflow port 52 for drain inflow, a pumping port 53 for pumping the drain, an air supply port 54 for supplying the working gas, and an exhaust port 55 for discharging the working gas. ing.
  • These inflow ports 52 and the like are all provided in the lid portion 50b and communicate with the storage chamber 51.
  • the inflow port 52 is connected to the inflow pipe 16a
  • the pressure feed port 53 is connected to the pressure feed pipe 16b
  • the air supply port 54 is connected to the air supply pipe 16c
  • the exhaust port 55 is connected to the exhaust pipe 16d.
  • the air supply pipe 16c supplies high-pressure steam generated by, for example, a boiler in the steam system to the air supply port 54 .
  • the pressure-feeding pipe 16b supplies the drain from the pressure-feeding port 53 to a predetermined utilization point. Thereby, the heat of the hot drain is recovered.
  • the air supply valve 56 is provided in the air supply port 54 and opens and closes the air supply port 54 .
  • the exhaust valve 57 is provided at the exhaust port 55 and opens and closes the exhaust port 55 .
  • a valve operating rod 57 a is connected to the lower portion of the exhaust valve 57 .
  • a connecting plate 57b extending to a region below the air supply valve 56 is attached to the valve operating rod 57a.
  • the valve operating mechanism 58 is provided inside the casing 50 and operates the intake valve 56 and the exhaust valve 57 by moving the valve operating rod 57a up and down.
  • the valve actuation mechanism 58 has a float 581 and a snap mechanism 59 .
  • the float 581 is spherical and has a lever 582 attached.
  • Lever 582 is rotatably supported by shaft 583 provided on bracket 584 .
  • a shaft 585 is provided at the end of the lever 582 opposite to the float 581 side.
  • the snap mechanism 59 has a float arm 591, a sub arm 592, a coil spring 593, and two receiving members 594a, 594b.
  • One end of the float arm 591 is rotatably supported by a shaft 596 provided on a bracket 597 .
  • a groove 591a is formed in the other end of the float arm 591, and the shaft 585 of the lever 582 is fitted in the groove 591a. With this configuration, the float arm 591 swings around the shaft 596 as the float 581 rises and falls.
  • the float arm 591 is provided with a shaft 595a.
  • the secondary arm 592 has an upper end rotatably supported by a shaft 596 and a lower end provided with a shaft 595b.
  • the receiving member 594a is rotatably supported by the shaft 595a of the float arm 591, and the receiving member 594b is rotatably supported by the shaft 595b of the sub arm 592.
  • a compressed coil spring 593 is attached between the receiving members 594a and 594b.
  • the sub arm 592 is provided with a shaft 598 to which the lower end of the valve operating rod 57a is connected.
  • the float 581 is positioned at the bottom of the storage chamber 51 when no drain is accumulated in the storage chamber 51.
  • the valve operating rod 57a is lowered, the intake valve 56 is closed, and the exhaust valve 57 is open.
  • the float 581 rises.
  • steam is discharged from the exhaust port 55 as the drain accumulates.
  • the inflow operation is performed. That is, the inlet operation replaces drain with steam.
  • the snap mechanism 59 raises the valve operating rod 57a.
  • the air supply valve 56 is opened and the exhaust valve 57 is closed.
  • the path switching unit 6 selects a first path for supplying the steam discharged from the exhaust port 55 to the header tank 2 and a second path for supplying the steam to the first flow path 41 of the heat exchanger 4 different from the header tank 2 .
  • the first path and the second path are selectively switched according to the exhaust pressure, which is the pressure of the steam discharged from the exhaust port 55.
  • the path switching unit 6 switches the path of the vapor discharged from the exhaust port 55 during the inflow operation of the liquid pumping device 5 .
  • the path switching unit 6 switches to the first path when the exhaust pressure is less than a predetermined value, and switches to the second path when the exhaust pressure is equal to or higher than the predetermined value. .
  • the path switching section 6 has a switching valve 60 , a first communication pipe 71 , a second communication pipe 72 and a check valve 73 .
  • the switching valve 60 is connected to the exhaust pipe 16d.
  • the first communication pipe 71 is connected to the switching valve 60 and the header tank 2 . More specifically, the first communication pipe 71 has one inflow end communicating with the first outflow passage 64 of the switching valve 60 and the other outflow end communicating with the gas layer 23 of the header tank 2 . .
  • the second communication pipe 72 is connected to the switching valve 60 and the gas pipe 12 . More specifically, the second communication pipe 72 communicates with the second outflow passage 65 of the switching valve 60 at one end, which is the inflow end, and communicates with the gas pipe 12 at the other end, which is the outflow end.
  • the first path is formed by the first communication pipe 71 and the second path is formed by the second communication pipe 72 and the gas pipe 12 .
  • a check valve 73 is provided in the second communication pipe 72 . The check valve 73 only allows steam to flow from the switching valve 60 toward the gas pipe 12 .
  • the switching valve 60 selectively switches between the first path and the second path according to the exhaust pressure.
  • the switching valve 60 switches the steam supply location between the header tank 2 and the heat exchanger 4 by causing the incoming steam to flow out to the first communicating pipe 71 or the second communicating pipe 72 according to the exhaust pressure.
  • the switching valve 60 includes an inflow path 62 into which steam discharged from the exhaust port 55 flows, a first outflow path 64 connected to the first path, and a second path connected to the second path. It has a second outflow passage 65, a valve body 671 that opens and closes the first outflow passage 64, and a spring 676 that biases the valve body 671 in the valve opening direction. Body 671 closes the valve against the biasing force of spring 676 .
  • Spring 676 is an example of a biasing member.
  • the switching valve 60 has a casing 61 , a screen 66 and a valve mechanism 67 .
  • a fluid flow path is formed in the casing 61 .
  • the flow path is formed by an inflow channel 62, a capture channel 63 and two outflow channels 64, 65 (ie, a first outflow channel 64 and a second outflow channel 65).
  • the flow path has a first flow path for causing the inflowing steam to flow out to the header tank 2 side and a second flow path for causing the inflowing steam to flow out to the heat exchanger 4 side.
  • a first flow path is formed by an inflow channel 62 , a capture channel 63 and a first outflow channel 64 .
  • a second flow path is formed by an inflow channel 62 , a capture channel 63 and a second outflow channel 65 .
  • An exhaust pipe 16 d is connected to the inflow path 62 . That is, the inflow path 62 is a flow path into which steam flows from the exhaust pipe 16d.
  • the first outflow path 64 is a path through which steam flows out to the first communication pipe 71
  • the second outflow path 65 is a flow path through which steam flows out to the second communication pipe 72 .
  • the inflow path 62 and the second outflow path 65 face each other and have a common axis X1 extending horizontally.
  • the capture channel 63 is a channel connected to the inflow channel 62 and the second outflow channel 65 and provided with a screen 66 .
  • the inflow path 62 and the second outflow path 65 communicate with each other through the trapping path 63 .
  • the catching path 63 extends obliquely downward from the inflow path 62 , and the side portion of the catching path 63 is connected to the second outflow path 65 . That is, the axis X2 of the catching passage 63 is inclined downward with respect to the axis X1 toward the second outflow passage 65 side.
  • the first outflow path 64 is located below the capture path 63 and communicates with the capture path 63 .
  • the first outflow passage 64 also constitutes the valve chamber of the valve mechanism 67 . More specifically, the first outflow path 64 extends vertically. That is, the first outflow channel 64 extends in a direction perpendicular to the inflow channel 62 and the second outflow channel 65 and extends in an oblique direction to the capture channel 63 .
  • the casing 61 is provided with a partition wall 641 that separates the capture path 63 and the first outflow path 64 .
  • the partition wall 641 is provided with a communication hole 642 that allows the capture channel 63 and the first outflow channel 64 to communicate with each other. Steam flows from the capture passage 63 through the communication hole 642 into the first outflow passage 64 configured in this manner.
  • the screen 66 captures foreign matter in steam flowing from the inflow path 62 to the first outflow path 64 and the second outflow path 65 .
  • the screen 66 is formed in a cylindrical shape extending coaxially with the axis X2 of the catching path 63 .
  • One end of the screen 66 opens toward the inflow channel 62 .
  • steam from the inflow passage 62 flows into the screen 66 , passes through the peripheral wall of the screen 66 and flows into the first outflow passage 64 or the second outflow passage 65 . As the steam thus passes through the screen 66, foreign matter in the steam is captured.
  • the valve mechanism 67 is provided in the first outflow path 64 and opens and closes the first outflow path 64 (that is, the first flow path). Specifically, the valve mechanism 67 causes the steam to flow out to the first communication pipe 71 by opening the first outflow passage 64 . Also, the valve mechanism 67 causes the steam to flow out from the second outflow passage 65 to the second communication pipe 72 by closing the first outflow passage 64 .
  • the valve mechanism 67 has a valve body 671 , a valve seat 673 , a spring 676 and a baffle plate 677 .
  • a valve hole 675 is provided in the first outflow passage 64 .
  • the valve body 671 is formed in a disc shape.
  • the valve body 671 is accommodated in the first outflow passage 64 with its axis extending in the vertical direction.
  • the valve body 671 is vertically movable.
  • the valve body 671 is arranged above the valve hole 675 and opens and closes the valve hole 675 by moving up and down.
  • the valve seat 673 is provided below the first outflow passage 64 .
  • a valve hole 675 is formed in the valve seat 673 .
  • the valve hole 675 opens vertically in the first outflow passage 64 .
  • the valve hole 675 allows the first outflow path 64 and the first communication pipe 71 to communicate with each other.
  • the spring 676 is composed of a coil spring that biases the valve body 671 in the valve opening direction.
  • a spring 676 is provided below the valve body 671 in the first outflow passage 64 and biases the valve body 671 upward. That is, the spring 676 is provided between the valve body 671 and the valve seat 673 .
  • One end of the spring 676 is connected to the lower surface of the valve body 671 to support the valve body 671 . More specifically, one end of the spring 676 is fitted and connected to an annular recess 672 formed in the lower surface of the valve body 671 . The other end of spring 676 is supported by valve seat 673 . More specifically, the other end of the spring 676 is fitted into an annular recess 674 formed around the valve hole 675 in the upstream end face of the valve seat 673 .
  • the baffle plate 677 prevents the steam flowing from the capture passage 63 into the first outflow passage 64 from hitting the upper surface of the valve body 671 .
  • the baffle plate 677 is provided above the valve body 671 in the first outflow passage 64 .
  • the baffle plate 677 is formed in a substantially conical surface shape, and is provided with the apex of the conical surface located on the upper side. The valve body 671 is pressed against the baffle plate 677 by the biasing force of the spring 676 when the valve is opened.
  • valve mechanism 67 when the pressure of the first outflow passage 64 (that is, the exhaust pressure) becomes less than a predetermined value, the biasing force of the spring 676 lifts the valve body 671 away from the valve seat 673, and the valve hole is closed. 675 is opened (state shown in FIG. 4).
  • the pressure of the first outflow passage 64 that is, the exhaust pressure
  • the pressure causes the valve body 671 to move downward against the biasing force of the spring 676 and seat on the valve seat 673. (state shown in FIG. 5). This closes the valve hole 675 .
  • opening and closing the valve hole 675 in this way, the first outflow passage 64 is opened and closed.
  • the pressure of the first outflow path 64 described above corresponds to the pressure of the steam that has flowed into the inflow path 62 and the first outflow path 64 .
  • the aforementioned predetermined value is set to an exhaust pressure value at which the water seal of the water seal trap 3 is broken during the inflow operation of the liquid pumping device 5 .
  • the path switching unit 6 configured as described above, when the pressure of the steam discharged from the exhaust port 55 and flowing into the switching valve 66 (that is, the exhaust pressure) is equal to or higher than a predetermined value during the inflow operation of the liquid pumping device 5, , the first outflow passage 64 is closed in the switching valve 60 . As a result, the first communication pipe 71 (that is, the first path) is blocked, so that the steam that has flowed into the switching valve 60 from the exhaust pipe 16d flows from the second outflow passage 65 to the second communication pipe 72 as shown in FIG. and flows into the heat exchanger 4 via the gas pipe 12 . In other words, the path switching unit 6 prevents steam having a pressure higher than a predetermined value from being supplied to the header tank 2 , and the heat of the steam is recovered by the heat exchanger 4 .
  • the switching valve At 60 the first outlet channel 64 is opened.
  • the first communication pipe 71 that is, the first path
  • gas-liquid replacement that is, replacement of drain with steam
  • the heat recovery system 100 of the embodiment includes the water-sealed header tank 2 , the liquid pumping device 5 , and the path switching section 6 .
  • the header tank 2 stores the inflow of the drain generated by the equipment using steam.
  • the liquid pumping device 5 has a casing 50 in which a drain storage chamber 51 and a steam exhaust port 55 are formed. An inflow operation of introducing steam into the storage chamber 51 and pumping the drain in the storage chamber 51 is performed.
  • the path switching unit 6 has a first path for supplying the steam discharged from the exhaust port 55 to the header tank 2 and a second path for supplying the steam to a location different from the header tank 2. The first route and the second route are selectively switched according to the exhaust pressure, which is the pressure of the steam discharged from the port 55 .
  • the path switching unit 6 switches to the first path when the exhaust pressure is less than a predetermined value, and switches to the second path when the exhaust pressure is greater than or equal to the predetermined value.
  • the above configuration it is possible to prevent the high-pressure steam of a predetermined value or higher from being supplied to the header tank 2 during the inflow operation of the liquid pumping device 5 . Therefore, it is possible to prevent the water seal of the header tank 2 (that is, the water seal of the water seal trap 3 ) from being broken by the steam discharged from the exhaust port 55 . Further, when the pressure of the steam discharged from the exhaust port 55 drops to a pressure that has no effect during the inflow operation of the liquid pumping device 5 , the steam is supplied to the header tank 2 . Therefore, gas-liquid replacement can be performed between the header tank 2 and the liquid pressure-feeding device 5 , and drain can smoothly flow from the header tank 2 into the liquid pressure-feeding device 5 .
  • the heat recovery system 100 of the above-described embodiment has the first flow path 41 (heat exchange flow path) for allowing flash steam of drain flowing into the header tank 2 from the steam-using equipment to flow in and exchange heat with an object.
  • An exchanger 4 is further provided.
  • the second path supplies the steam discharged from the exhaust port 55 to the first flow path 41 .
  • the heat of the high-pressure steam discharged from the exhaust port 55 can be recovered by the heat exchanger 4.
  • the technology of the present disclosure may be configured as follows in the heat recovery system 100 of the embodiment.
  • the second route may be a route for releasing steam discharged from the exhaust port 55 to the atmosphere.
  • the path switching unit 6 of this example includes an atmosphere release pipe 74 instead of the second communication pipe 72 .
  • the atmosphere release pipe 74 is provided with a check valve 75 similar to that of the above-described embodiment.
  • the exhaust pressure is equal to or higher than a predetermined value
  • the steam discharged from the exhaust port 55 is released to the atmosphere from the switching valve 66 through the atmosphere release pipe 74. Therefore, in this case as well, it is possible to prevent the supply of steam having a pressure equal to or higher than the predetermined value to the header tank 2 .
  • the spring 676 is provided below the valve body 671, it may be provided above the valve body. In that case, the spring is configured as a tension spring that biases the valve body in the valve-opening direction (upward).
  • valve body 671 may be provided in a form other than a disk shape.
  • the spring 676 is used as the biasing member of the switching valve 60, but a temperature-responsive member such as a bimetal may be used, for example.
  • the temperature responsive member deforms and displaces the valve body 671 from the valve open state to the valve closed state when the temperature rises to the temperature corresponding to the pressure of the predetermined value.
  • the technology of the present disclosure is useful for heat recovery systems.
  • Heat recovery system 100 Heat recovery system 2 Header tank 4 Heat exchanger 5 Liquid pumping device 6 Path switching unit 41 First channel (heat exchange channel) 50 Casing 51 Storage chamber 55 Exhaust port 60 Switching valve 62 Inflow path 64 First outflow path 65 Second outflow path 671 Valve body 676 Spring (biasing member)

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Abstract

熱回収システム（１００）は、蒸気使用機器で発生したドレンが流入して貯留される水封式のヘッダタンク（２）と、ドレンの貯留室（５１）および蒸気の排気口（５５）が形成されたケーシング（５０）を有し、貯留室（５１）の蒸気を排気口（５５）から排出することによってヘッダタンク（２）のドレンを貯留室（５１）に流入させて貯留する流入動作と、貯留室（５１）に蒸気を導入することによって貯留室（５１）のドレンを圧送する圧送動作とを行う液体圧送装置（５）と、排気口（５５）から排出された蒸気を、ヘッダタンク（２）へ供給する第１経路およびヘッダタンク（２）とは別の熱交換器（４）の第１流路（４１）へ供給する第２経路を有し、流入動作の際、排気口（５５）から排出された蒸気の圧力である排気圧力に応じて第１経路と第２経路とを選択切換する経路切換部（６）とを備える。

Description

熱回収システム
　本開示の技術は、熱回収システムに関する。
　熱回収システムとして、例えば特許文献１に開示されているように、蒸気使用機器において蒸気が凝縮して発生したドレンをヘッダタンクに回収するドレン回収装置が知られている。このドレン回収装置は、ヘッダタンクのドレンを利用側へ供給する液体圧送装置を備えている。液体圧送装置は、ドレンの流入動作と圧送動作とを交互に行う。ドレンの流入動作では、ヘッダタンクのドレンが流入して貯留室に貯留されると共に、貯留室の蒸気が排出される。ドレンの圧送動作では、高圧の蒸気が貯留室に導入されることによって、貯留室のドレンが利用側へ圧送される。また、ドレンの流入動作では、貯留室の蒸気はヘッダタンク内に排出される。こうすることにより、ヘッダタンクと貯留室とが均圧されて、両者の間で速やかな気液置換（ドレンと蒸気の置換）が行われる。そのため、流入動作を速やかに行うことができる。
国際公開第２０１６／０５６４８１号
　ところで、前述したようなヘッダタンクとして、水封トラップを設けて蒸気の漏洩を阻止する、いわゆる水封式タンクが用いられることも少なくない。しかしながら、その場合、前述した熱回収システムでは以下の問題が発生する虞がある。ドレンの流入動作において、液体圧送装置からヘッダタンクに排出される蒸気は比較的高圧であるため、ヘッダタンクに排気蒸気の衝撃力が作用し、その衝撃力によって水封トラップの水封が破られる虞がある。水封が破られると、ヘッダタンクから蒸気が漏洩してしまう。特に、流入動作の初期では、排気蒸気の圧力が高いことから、前述のヘッダタンクの水封破れは顕著となる。
　本開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体圧送装置の流入動作に起因するヘッダタンクの水封破れを抑制することができる熱回収システムを提供することにある。
　本開示の熱回収システムは、水封式のヘッダタンクと、液体圧送装置と、経路切換部とを備えている。前記ヘッダタンクは、蒸気使用機器で発生したドレンが流入して貯留される。前記液体圧送装置は、ドレンの貯留室および蒸気の排気口が形成されたケーシングを有し、前記貯留室の蒸気を前記排気口から排出することによって前記ヘッダタンクのドレンを前記貯留室に流入させて貯留する流入動作と、前記貯留室に蒸気を導入することによって前記貯留室のドレンを圧送する圧送動作とを行う。前記経路切換部は、前記排気口から排出された蒸気を、前記ヘッダタンクへ供給する第１経路および前記ヘッダタンクとは別の箇所へ供給する第２経路を有し、前記流入動作の際、前記排気口から排出された蒸気の圧力である排気圧力に応じて前記第１経路と前記第２経路とを選択切換する。
　本開示の熱回収システムによれば、液体圧送装置の流入動作に起因するヘッダタンクの水封破れを抑制することができる。
図１は、実施形態に係る熱回収システムの概略構成を示す配管系統図である。 図２は、気液分離部の概略構成図である。 図３は、液体圧送装置の概略構成を示す断面図である。 図４は、切換弁の概略構成を示す断面図である。 図５は、切換弁の一状態を示す図４相当図である。 図６は、熱回収システムの概略構成を示す配管系統図である。 図７は、その他の実施形態に係る熱回収システムの概略構成を示す配管系統図である。
　以下、本願の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本願に開示の技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
　本実施形態の熱回収システム１００は、蒸気使用機器において蒸気が凝縮して発生したドレンおよびそのドレンのフラッシュ蒸気（湯気等）を回収する。つまり、熱回収システム１００は、高温ドレンの熱およびフラッシュ蒸気の熱を回収する。
　図１に示すように、熱回収システム１００は、気液分離部１と、ヘッダタンク２と、熱交換器４と、液体圧送装置５と、経路切換部６とを備えている。
　気液分離部１は、蒸気使用機器（図示省略）から送られてきたドレンおよびそのフラッシュ蒸気を分離する。気液分離部１は、回収管１０と、液管１１と、ガス管１２とを有している。
　回収管１０には、蒸気使用機器で発生したドレンおよびそのフラッシュ蒸気が流入してくる。液管１１およびガス管１２は、回収管１０が２つに分岐した分岐管である。回収管１０に流入したドレンおよびフラッシュ蒸気のうち、ドレンは液管１１に流入し、フラッシュ蒸気はガス管１２に流入する。ガス管１２は、回収管１０の端部から鉛直上方へ向かって延びる直管である。ガス管１２は、熱交換器４に接続されており、フラッシュ蒸気を熱交換器４に供給する。液管１１は、回収管１０の端部から下方へ向かって延びている。液管１１は、ヘッダタンク２に接続されており、ドレンをヘッダタンク２に流入させる。
　図２にも示すように、液管１１は、Ｕ字状に屈曲する、いわゆるＵ字管である。具体的に、液管１１は、第１管１１ａ、第２管１１ｂ、第３管１１ｃおよび第４管１１ｄを有している。第１管１１ａは、回収管１０の端部から鉛直下方へ延びる直管である。第２管１１ｂは、第１管１１ａの下端から水平方向に延びる直管であり、Ｕ字の底部に相当する部分である。第３管１１ｃは、第２管１１ｂの端部から鉛直上方へ延びる直管である。つまり、第１管１１ａおよび第３管１１ｃは、互いに鉛直方向へ平行に延びている。第４管１１ｄは、第３管１１ｃの上端から水平方向に延びる直管である。第４管１１ｄは、ヘッダタンク２（より詳しくは、タンク本体２１）の側部に接続されている。
　このように構成された液管１１では、第１管１１ａ、第２管１１ｂおよび第３管１１ｃにドレンが滞留し、その滞留ドレンによって水封される。より詳しくは、第３管１１ｃでは、ドレンが上端まで滞留する一方、第１管１１ａでは、ドレンの水頭が第３管１１ｃのドレンの水頭よりも低い。つまり、第１管１１ａと第３管１１ｃとでは、ドレンの水頭差Ｈが生じる。この水頭差Ｈは、熱交換器４における圧力損失によって生じる。こうして水頭差Ｈが生じることにより、熱交換器４の圧力損失が相殺される。第１管１１ａおよび第３管１１ｃは、熱交換器４の圧力損失に相当する水頭差Ｈを確保し得る十分な高さに設定されている。そのため、熱交換器４の圧力損失を確実に相殺することができる。これにより、ガス管１２から熱交換器４にフラッシュ蒸気が容易に流入させることができる。
　ヘッダタンク２は、蒸気使用機器で発生したドレンが流入して貯留される水封式のヘッダタンクである。具体的に、ヘッダタンク２は、容器状のタンク本体２１と、オーバーフロー管２４とを有している。
　タンク本体２１は、内部空間が、ドレンの液相部２２と蒸気の気相部２３とに分かれている。タンク本体２１には、液管１１（第４管１１ｄ）、流出管１３および流入管１６ａが接続されている。液管１１は、気相部２３に開口している。流出管１３は、タンク本体２１の頂部に接続され、気相部２３に開口している。流入管１６ａは、液相部２２に開口している。タンク本体２１では、液管１１からドレンが流入して貯留される。また、タンク本体２１では、熱交換器４からのドレンが流出管１３を介して流入し貯留される。また、タンク本体２１では、液相部２２のドレンが流入管１６ａを介して液体圧送装置５に流入する。オーバーフロー管２４は、流入端である一端が液相部２２に開口し、流出端である他端がタンク本体２１の上部の側壁を貫通して大気に開口している。
　タンク本体２１の内部空間は、水封トラップ３の水封によって密閉されている。具体的に、水封トラップ３は、接続管１５ａおよび流出管１５ｂによってタンク本体２１と接続されている。接続管１５ａは、流入端である一端がタンク本体２１の気相部２３に開口し、流出端である他端が水封トラップ３の封水に開口している。つまり、接続管１５ａの他端は水封されている。流出管１５ｂは、流入端である一端が水封トラップ３に接続され、流出端である他端がタンク本体２１の液相部２２に開口している。水封トラップ３は、通常時は、タンク本体２１の蒸気が漏れ出ることを水封によって阻止する一方、タンク本体２１が異常高圧となる非常時には、水封が破られてタンク本体２１の蒸気を大気に逃がす。また、水封トラップ３では、蒸気の凝縮によって発生した余剰のドレンは流出管１５ｂを介してタンク本体２１に流入して貯留される。
　熱交換器４は、内部流路である第１流路４１および第２流路４２を有している。第１流路４１は、蒸気使用機器からヘッダタンク２に流入するドレンのフラッシュ蒸気を流入させて第２流路４２の対象物（例えば、水）と熱交換させる熱交換流路である。より詳しくは、第１流路４１の流入端にはガス管１２が接続され、第１流路４１の流出端には流出管１３が接続されている。第２流路４２には、水を供給する流入管１４ａと、第２流路４２から水が流出する流出管１４ｂとが接続されている。熱交換器４では、第１流路４１のフラッシュ蒸気が第２流路４２の水と熱交換し、水が加熱される。フラッシュ蒸気は、凝縮してドレンとなり、流出管１３を介してヘッダタンク２に流入する。こうして、フラッシュ蒸気の熱が回収される。
　図３に示すように、液体圧送装置５は、ドレンの貯留室５１および蒸気の排気口５５が形成されたケーシング５０を有し、貯留室５１の蒸気を排気口５５から排出することによってヘッダタンク２のドレンを貯留室５１に流入させて貯留する流入動作と、貯留室５１に蒸気を導入することによって貯留室５１のドレンを圧送する圧送動作とを行う。
　具体的に、液体圧送装置５は、流入動作と圧送動作とを交互に行う。圧送動作の際、貯留室５１に導入する蒸気は、作動気体であり、高温高圧の蒸気である。液体圧送装置５は、密閉容器であるケーシング５０と、給気弁５６および排気弁５７と、弁作動機構５８とを備えている。
　ケーシング５０は、本体部５０ａと蓋部５０ｂとがボルトによって結合され、内部にドレンの貯留室５１が形成されている。蓋部５０ｂには、ドレンが流入する流入口５２と、ドレンが圧送される圧送口５３と、作動気体が供給される給気口５４と、作動気体が排出される排気口５５とが設けられている。これら流入口５２等は何れも、蓋部５０ｂに設けられており、貯留室５１と連通している。流入口５２には流入管１６ａが接続され、圧送口５３には圧送管１６ｂが接続され、給気口５４には給気管１６ｃが接続され、排気口５５には排気管１６ｄが接続されている。給気管１６ｃは、蒸気システム内の例えばボイラで生成された高圧の蒸気を給気口５４に供給する。圧送管１６ｂは、圧送口５３からのドレンを所定の利用箇所へ供給する。これにより、高温ドレンの熱が回収される。
　給気弁５６は、給気口５４に設けられており、給気口５４を開閉する。排気弁５７は、排気口５５に設けられており、排気口５５を開閉する。排気弁５７の下部には、弁操作棒５７ａが連結されている。弁操作棒５７ａには、給気弁５６の下方領域まで延びる連設板５７ｂが取り付けられている。この構成によれば、弁操作棒５７ａが上昇すると、給気弁５６が給気口５４を開放する一方、排気弁５７が排気口５５を閉鎖する。弁操作棒５７ａが下降すると、給気弁５６が給気口５４を閉鎖する一方、排気弁５７が排気口５５を開放する。
　弁作動機構５８は、ケーシング５０内に設けられ、弁操作棒５７ａを上下動させて給気弁５６および排気弁５７を作動させる。弁作動機構５８は、フロート５８１およびスナップ機構５９を有する。
　フロート５８１は、球形に形成され、レバー５８２が取り付けられている。レバー５８２は、ブラケット５８４に設けられた軸５８３に回転可能に支持されている。レバー５８２には、フロート５８１側とは反対側の端部に軸５８５が設けられている。スナップ機構５９は、フロートアーム５９１、副アーム５９２、コイルバネ５９３、２つの受け部材５９４ａ，５９４ｂを有する。フロートアーム５９１の一端部は、ブラケット５９７に設けられた軸５９６に回転可能に支持されている。フロートアーム５９１の他端部は、溝５９１ａが形成されており、その溝５９１ａにレバー５８２の軸５８５が嵌っている。この構成により、フロートアーム５９１はフロート５８１の浮き沈みに伴い軸５９６を中心として揺動する。
　また、フロートアーム５９１には軸５９５ａが設けられている。副アーム５９２は、上端部が軸５９６に回転可能に支持され、下端部に軸５９５ｂが設けられている。受け部材５９４ａはフロートアーム５９１の軸５９５ａに回転可能に支持され、受け部材５９４ｂは副アーム５９２の軸５９５ｂに回転可能に支持されている。両受け部材５９４ａ，５９４ｂの間には、圧縮状態のコイルバネ５９３が取り付けられている。また、副アーム５９２には軸５９８が設けられ、その軸５９８に弁操作棒５７ａの下端部が連結されている。
　液体圧送装置５では、貯留室５１にドレンが溜まっていない場合、フロート５８１は貯留室５１の底部に位置する。この状態において、弁操作棒５７ａは下降しており、給気弁５６は閉弁し排気弁５７は開弁している。そして、ドレンが流入口５２から流入し貯留室５１に溜まっていくに従って、フロート５８１が浮上する。一方、貯留室５１では、ドレンが溜まっていくにつれて蒸気が排気口５５から排出される。こうして、流入動作が行われる。つまり、流入動作ではドレンと蒸気とが置換される。そして、貯留室５１におけるドレンの水位が所定高水位に達すると、スナップ機構５９によって弁操作棒５７ａが上昇する。これにより、給気弁５６が開弁すると共に排気弁５７が閉弁する。
　給気弁５６が開弁すると、蒸気（高圧蒸気）が給気口５４から供給されて貯留室５１の上部（ドレンの上方空間）に導入される。そうすると、貯留室５１に溜まっているドレンは、導入された蒸気の圧力によって下方へ押されて圧送口５３から圧送される。こうして、圧送動作が行われる。この圧送動作によって貯留室５１のドレン水位が低下すると、フロート５８１が下降する。そして、貯留室５１におけるドレンの水位が所定低水位に達すると、スナップ機構５９によって弁操作棒５７ａが下降する。これにより、給気弁５６が閉弁すると共に排気弁５７が開弁する。
　経路切換部６は、排気口５５から排出された蒸気を、ヘッダタンク２へ供給する第１経路およびヘッダタンク２とは別の熱交換器４の第１流路４１へ供給する第２経路を有し、液体圧送装置５の流入動作の際、排気口５５から排出された蒸気の圧力である排気圧力に応じて第１経路と第２経路とを選択切換する。つまり、経路切換部６は、液体圧送装置５の流入動作の際、排気口５５から排出された蒸気の経路を切り換える。具体的に、経路切換部６は、液体圧送装置５の流入動作の際、排気圧力が所定値未満の場合は第１経路に切り換え、排気圧力が前記所定値以上の場合は第２経路に切り換える。
　より具体的に、経路切換部６は、切換弁６０と、第１連通管７１と、第２連通管７２と、逆止弁７３とを有している。
　切換弁６０は、排気管１６ｄに接続されている。第１連通管７１は、切換弁６０とヘッダタンク２とに接続されている。より詳しくは、第１連通管７１は、流入端である一端が切換弁６０の第１流出路６４に連通し、流出端である他端がヘッダタンク２の気層部２３に連通している。第２連通管７２は、切換弁６０とガス管１２とに接続されている。より詳しくは、第２連通管７２は、流入端である一端が切換弁６０の第２流出路６５に連通し、流出端である他端がガス管１２の途中に連通している。この例では、第１経路は、第１連通管７１によって形成され、第２経路は、第２連通管７２およびガス管１２によって形成されている。逆止弁７３は、第２連通管７２に設けられている。逆止弁７３は、切換弁６０からガス管１２へ向かう蒸気の流れのみを許容する。
　切換弁６０は、排気圧力に応じて第１経路と第２経路とを選択切換する。つまり、切換弁６０は、流入してきた蒸気を排気圧力に応じて第１連通管７１または第２連通管７２に流出させることにより、蒸気の供給場所をヘッダタンク２と熱交換器４とに切り換える。図４に示すように、切換弁６０は、排気口５５から排出された蒸気が流入する流入路６２と、第１経路が接続された第１流出路６４と、第２経路が接続された第２流出路６５と、第１流出路６４を開閉する弁体６７１と、弁体６７１を開弁方向に付勢するバネ６７６とを有し、排気圧力が所定値以上になると、排気圧力によって弁体６７１がバネ６７６の付勢力に抗して閉弁する。バネ６７６は、付勢部材の一例である。
　具体的に、切換弁６０は、ケーシング６１と、スクリーン６６と、弁機構６７とを有している。
　ケーシング６１には、流体の流路が形成されている。具体的に、流路は、流入路６２、捕捉路６３および２つの流出路６４，６５（即ち、第１流出路６４および第２流出路６５）によって形成されている。流路は、流入してきた蒸気をヘッダタンク２側に流出させるための第１流路と、流入してきた蒸気を熱交換器４側に流出させるための第２流路とを有している。第１流路は、流入路６２、捕捉路６３および第１流出路６４によって形成されている。第２流路は、流入路６２、捕捉路６３および第２流出路６５によって形成されている。
　流入路６２には、排気管１６ｄが接続されている。つまり、流入路６２は、排気管１６ｄから蒸気が流入してくる流路である。第１流出路６４は、蒸気が第１連通管７１に流出していく流路であり、第２流出路６５は、蒸気が第２連通管７２に流出していく流路である。流入路６２および第２流出路６５は、互いに対向しており、水平に延びる共通の軸心Ｘ１を有している。
　捕捉路６３は、流入路６２と第２流出路６５とに接続され、スクリーン６６が設けられる流路である。つまり、流入路６２と第２流出路６５とは、捕捉路６３を介して連通している。より詳しくは、捕捉路６３は、流入路６２から斜め下方に延びており、捕捉路６３の側部が第２流出路６５に接続されている。つまり、捕捉路６３の軸心Ｘ２は、第２流出路６５側にいくに従って軸心Ｘ１に対し下方に傾いている。
　第１流出路６４は、捕捉路６３の下方に位置して捕捉路６３と連通している。第１流出路６４は、弁機構６７の弁室も構成している。より詳しくは、第１流出路６４は、上下方向に延びている。つまり、第１流出路６４は、流入路６２および第２流出路６５に対しては垂直となる方向に延びており、捕捉路６３に対しては傾斜する方向に延びている。ケーシング６１には、捕捉路６３と第１流出路６４とを仕切る仕切壁６４１が設けられている。仕切壁６４１には、捕捉路６３と第１流出路６４とを連通させる連通孔６４２が設けられている。こうして構成された第１流出路６４には、捕捉路６３から蒸気が連通孔６４２を通じて流入する。
　スクリーン６６は、流入路６２から第１流出路６４および第２流出路６５に流れる蒸気中の異物を捕捉する。スクリーン６６は、捕捉路６３の軸心Ｘ２と同軸に延びる円筒状に形成されている。スクリーン６６の一端は、流入路６２に向かって開口している。捕捉路６３では、流入路６２からの蒸気が、スクリーン６６の内部に流入し、スクリーン６６の周壁を通過して第１流出路６４または第２流出路６５に流入する。こうして蒸気がスクリーン６６を通過する際、蒸気中の異物が捕捉される。
　弁機構６７は、第１流出路６４に設けられ、第１流出路６４（即ち、第１流路）を開閉する。具体的に、弁機構６７は、第１流出路６４を開放することにより、蒸気を第１連通管７１に流出させる。また、弁機構６７は、第１流出路６４を閉鎖することにより、蒸気を第２流出路６５から第２連通管７２に流出させる。弁機構６７は、弁体６７１、弁座６７３、バネ６７６および邪魔板６７７を有している。
　第１流出路６４には、弁孔６７５が設けられている。弁体６７１は、円板状に形成されている。弁体６７１は、軸心が上下方向に延びる状態で第１流出路６４に収容されている。弁体６７１は、上下動自在に設けられている。弁体６７１は、弁孔６７５の上方に配置され、上下動することによって弁孔６７５を開閉する。弁座６７３は、第１流出路６４の下部に設けられている。弁座６７３には、弁孔６７５が形成されている。弁孔６７５は、第１流出路６４において上下方向に開口している。弁孔６７５は、第１流出路６４と第１連通管７１とを連通させている。
　バネ６７６は、弁体６７１を開弁方向に付勢するコイルバネにより構成されている。バネ６７６は、第１流出路６４における弁体６７１の下方に設けられ、弁体６７１を上方へ付勢している。つまり、バネ６７６は、弁体６７１と弁座６７３との間に設けられている。
　バネ６７６は、一端が弁体６７１の下面に接続されて弁体６７１を支持している。より詳しくは、バネ６７６の一端は、弁体６７１の下面に形成された環状の凹部６７２に嵌め込まれて接続されている。バネ６７６の他端は、弁座６７３によって支持されている。より詳しくは、バネ６７６の他端は、弁座６７３の上流側端面における弁孔６７５の周囲に形成された環状の凹部６７４に嵌め込まれている。
　邪魔板６７７は、捕捉路６３から第１流出路６４に流入する蒸気が弁体６７１の上面に当たるのを阻止する。邪魔板６７７は、第１流出路６４における弁体６７１の上方に設けられている。邪魔板６７７は、略円錐面状に形成され、円錐面の頂点が上側に位置する状態で設けられている。弁体６７１は、開弁時にはバネ６７６の付勢力によって邪魔板６７７に押し付けられている。
　そして、弁機構６７では、第１流出路６４の圧力（即ち、排気圧力）が所定値未満になると、バネ６７６の付勢力によって弁体６７１が上昇して弁座６７３から離座し、弁孔６７５が開放される（図４に示す状態）。また、弁機構６７では、第１流出路６４の圧力（即ち、排気圧力）が所定値以上になると、その圧力によって弁体６７１がバネ６７６の付勢力に抗して下降し弁座６７３に着座する（図５に示す状態）。これにより、弁孔６７５が閉鎖される。こうして、弁孔６７５が開閉されることにより、第１流出路６４が開閉される。前述の第１流出路６４の圧力は、流入路６２や第１流出路６４に流入した蒸気の圧力に相当する。前述の所定値は、液体圧送装置５の流入動作の際、水封トラップ３の水封が破られる排気圧力の値に設定される。
　このように構成された経路切換部６では、液体圧送装置５の流入動作の際、排気口５５から排出されて切換弁６６に流入した蒸気の圧力（即ち、排気圧力）が所定値以上の場合は、切換弁６０において第１流出路６４が閉鎖される。そのため、第１連通管７１（即ち、第１経路）が遮断されるので、図６に示すように、排気管１６ｄから切換弁６０に流入した蒸気は第２流出路６５から第２連通管７２およびガス管１２を介して熱交換器４に流入する。つまり、経路切換部６では、所定値以上の高圧の蒸気がヘッダタンク２に供給されることを阻止すると共に、その蒸気の熱を熱交換器４で回収する。
　また、経路切換部６では、液体圧送装置５の流入動作の際、排気口５５から排出されて切換弁６６に流入した蒸気の圧力（即ち、排気圧力）が所定値未満に低下すると、切換弁６０において第１流出路６４が開放される。そのため、第１連通管７１（即ち、第１経路）が開放されるので、図１に示すように、排気管１６ｄから切換弁６０に流入した蒸気は第１流出路６４から第１連通管７１を介してヘッダタンク２に流入する。これにより、タンク本体２１と貯留室５１とが均圧し両者の間で気液置換（即ち、ドレンと蒸気との置換）が行われる。そのため、ヘッダタンク２から液体圧送装置５へのドレンの流入がスムーズに行われる。
　以上のように、前記実施形態の熱回収システム１００は、水封式のヘッダタンク２と、液体圧送装置５と、経路切換部６とを備えている。ヘッダタンク２は、蒸気使用機器で発生したドレンが流入して貯留される。液体圧送装置５は、ドレンの貯留室５１および蒸気の排気口５５が形成されたケーシング５０を有し、貯留室５１の蒸気を排気口５５から排出することによってヘッダタンク２のドレンを貯留室５１に流入させて貯留する流入動作と、貯留室５１に蒸気を導入することによって貯留室５１のドレンを圧送する圧送動作とを行う。経路切換部６は、排気口５５から排出された蒸気を、ヘッダタンク２へ供給する第１経路およびヘッダタンク２とは別の箇所へ供給する第２経路を有し、流入動作の際、排気口５５から排出された蒸気の圧力である排気圧力に応じて第１経路と第２経路とを選択切換する。
　より具体的に、経路切換部６は、流入動作の際、排気圧力が所定値未満の場合は第１経路に切り換え、排気圧力が所定値以上の場合は第２経路に切り換える。
　前記の構成によれば、液体圧送装置５の流入動作の際、所定値以上の高圧の蒸気がヘッダタンク２に供給されることを阻止することができる。そのため、ヘッダタンク２の水封（即ち、水封トラップ３の水封）が、排気口５５から排出された蒸気によって破られることを防止することができる。また、液体圧送装置５の流入動作の際、排気口５５から排出された蒸気の圧力が影響のない圧力まで低下した場合は、その蒸気がヘッダタンク２に供給される。そのため、ヘッダタンク２と液体圧送装置５との間で気液置換を行うことができ、ヘッダタンク２から液体圧送装置５へのドレンの流入をスムーズに行うことができる。
　また、前記実施形態の熱回収システム１００は、蒸気使用機器からヘッダタンク２に流入するドレンのフラッシュ蒸気を流入させて対象物と熱交換させる第１流路４１（熱交換流路）を有する熱交換器４をさらに備えている。そして、第２経路は、排気口５５から排出された蒸気を第１流路４１へ供給する。
　前記の構成によれば、排気口５５から排出された高圧の蒸気の熱を熱交換器４で回収することができる。
　《その他の実施形態》
　本開示の技術は、前記実施形態の熱回収システム１００において以下のような構成としてもよい。
　例えば、図７に示すように、第２経路は、排気口５５から排出された蒸気を大気へ放出する経路であってもよい。具体的に、この例の経路切換部６は、第２連通管７２に代えて、大気開放管７４を備えている。大気開放管７４には、前記実施形態と同様の逆止弁７５が設けられている。この例では、液体圧送装置５の流入動作の際、排気圧力が所定値以上の場合は、排気口５５から排出された蒸気は切換弁６６から大気開放管７４を介して大気に放出される。したがって、この場合も、所定値以上の高圧の蒸気がヘッダタンク２に供給されることを阻止することができる。
　また、バネ６７６を弁体６７１の下方に設けたが、弁体の上方に設けるようにしてもよい。その場合、バネは、弁体を開弁方向（上方）に付勢する引っ張りバネとして構成される。
　また、前記実施形態の切換弁６０において、弁体６７１は、円板状（ディスク形）以外の形式のものを設けるようにしてもよい。
　また、前記実施形態では、切換弁６０の付勢部材としてバネ６７６を用いたが、例えば、バイメタル等の温度応動部材を用いるようにしてもよい。その場合、温度応動部材は、温度が前述した所定値の圧力に相当する温度まで上昇すると、変形して弁体６７１を開弁状態から閉弁状態に変位させる。
　以上説明したように、本開示の技術は、熱回収システムについて有用である。
１００　　熱回収システム
２　　　　ヘッダタンク
４　　　　熱交換器
５　　　　液体圧送装置
６　　　　経路切換部
４１　　　第１流路（熱交換流路）
５０　　　ケーシング
５１　　　貯留室
５５　　　排気口
６０　　　切換弁
６２　　　流入路
６４　　　第１流出路
６５　　　第２流出路
６７１　　弁体
６７６　　バネ（付勢部材）

 

Claims (5)

  1. 　蒸気使用機器で発生したドレンが流入して貯留される水封式のヘッダタンクと、
    　ドレンの貯留室および蒸気の排気口が形成されたケーシングを有し、前記貯留室の蒸気を前記排気口から排出することによって前記ヘッダタンクのドレンを前記貯留室に流入させて貯留する流入動作と、前記貯留室に蒸気を導入することによって前記貯留室のドレンを圧送する圧送動作とを行う液体圧送装置と、
    　前記排気口から排出された蒸気を、前記ヘッダタンクへ供給する第１経路および前記ヘッダタンクとは別の箇所へ供給する第２経路を有し、前記流入動作の際、前記排気口から排出された蒸気の圧力である排気圧力に応じて前記第１経路と前記第２経路とを選択切換する経路切換部とを備えている
    ことを特徴とする熱回収システム。
  2. 　請求項１に記載の熱回収システムにおいて、
    　前記経路切換部は、前記流入動作の際、前記排気圧力が所定値未満の場合は前記第１経路に切り換え、前記排気圧力が前記所定値以上の場合は前記第２経路に切り換える
    ことを特徴とする熱回収システム。
  3. 　請求項１または２に記載の熱回収システムにおいて、
    　前記蒸気使用機器から前記ヘッダタンクに流入するドレンのフラッシュ蒸気を流入させて対象物と熱交換させる熱交換流路を有する熱交換器をさらに備え、
    　前記第２経路は、前記排気口から排出された蒸気を前記熱交換流路へ供給する
    ことを特徴とする熱回収システム。
  4. 　請求項１または２に記載の熱回収システムにおいて、
    　前記第２経路は、前記排気口から排出された蒸気を大気へ放出する
    ことを特徴とする熱回収システム。
  5. 　請求項２に記載の熱回収システムにおいて、
    　前記経路切換部は、前記排気圧力に応じて前記第１経路と前記第２経路とを選択切換する切換弁をさらに有しており、
    　前記切換弁は、前記排気口から排出された蒸気が流入する流入路と、前記第１経路が接続された第１流出路と、前記第２経路が接続された第２流出路と、前記第１流出路を開閉する弁体と、前記弁体を開弁方向に付勢する付勢部材とを有し、前記排気圧力が前記所定値以上になると、前記排気圧力によって前記弁体が前記付勢部材の付勢力に抗して閉弁する
    ことを特徴とする熱回収システム。

     
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