[发明专利]蒸气压缩装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种蒸气压缩装置。

背景技术

在工业界，使用蒸气的设备很多，但能够消耗至其潜热的设备非 常少，0MPa、100℃的蒸气被大量地废弃了。提出了下述的蒸气压缩装 置：通过回收这些被废弃的低压蒸气，并利用压缩机进行压缩，使得 以比由锅炉重新使水蒸发少的能量廉价地再生出可利用的压力的蒸气 (例如日本·特公平6-70540号公报)。

在这样的蒸气压缩装置中，压缩机的排出压力也根据锅炉的主蒸 气配管的设定压力确定。压缩机采用具有相对于压缩的蒸气的量和压 力而言足够大的容量的压缩机，但过度的输出会引起排出的蒸气的过 度的温度上升。这些热量不仅不能有效利用，而且还会使压缩机的温 度上升。对于螺杆压缩机而言，由于结构上的耐用温度为250℃左右， 最高达到300℃左右，所以必须避免过度的温度上升。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种蒸气压缩 装置，能够防止压缩机的过度的温度上升，并能够将压缩机的输出作 为蒸气能量最大限度地加以利用。

为了解决上述问题，本发明的蒸气压缩装置具有：容积式压缩机， 对吸入到作用空间中的作为气相的对象流体的蒸气进行压缩，并排出 到既定排出压力的排出配管中；液体导入机构，将液相的上述对象流 体导入到上述压缩机的上述作用空间或上述压缩机的吸入侧；和脱水 器，设置在上述排出配管上，从由上述压缩机排出的上述对象流体中 分离出液相部分，上述液体导入机构导入对于下述情况而言足够量的 上述液相的对象流体：即，将以下热能作为用于使上述液相的对象流 体气化的蒸发潜热而消耗，所述热能是上述压缩机给予上述对象流体 的能量中的、上述压缩机所吸入的上述气相的对象流体为了升压至上 述排出压力而消耗了能量之后剩余的热能，并且使上述对象流体从上 述压缩机以一部分为液相的湿蒸气的状态排出。

根据该构成，在压缩机中，由于借助液体导入机构供给的液相的 对象流体通过蒸发而夺走过剩的热量，所以排出的蒸气温度不会比排 出压力的饱和蒸气温度高。因此，压缩机的温度不会过度地上升。另 外，在压缩机中，由于使借助液体导入机构导入的液相的对象流体蒸 发，所以能够使排出的蒸气量比吸入的蒸气量多。因此，能够将压缩 机的输出能量无剩余地转换为能够利用的蒸气能量。因此，能提高包 括锅炉设备在内的机器整体的能量效率。

另外，在本发明的蒸气压缩装置中，上述液体导入机构可以导入 与以下值相比多量的液相的上述对象流体，该值是上述压缩机的有效 输出能量除以上述对象流体的上述排出压力的单位量的蒸发潜热得到 的值，上述压缩机的有效输出能量从驱动上述压缩机的电动机的输出 算出。

根据该构成，容易计算出应导入到压缩机的作用空间或上述压缩 机的吸入侧的液相的对象流体的量，且控制简单。由于对象流体的显 热负荷比潜热负荷小，所以与使排出为湿蒸气所需的液量之间的误差 也不大。另外，由于忽略显热负荷，所以导入量被算多，这是为了保 持排出为湿蒸气的安全面的误差。

另外，在本发明的蒸气压缩装置中，上述液体导入机构具有：将 由上述脱水器分离的液相的上述对象流体导入到上述作用空间或上述 压缩机的吸入侧的机构；以及将不足的液相的上述对象流体从外部的 流体供给源导入的机构。

根据该构成，由于由脱水器分离的液相的对象流体的温度是排出 压力的饱和蒸气温度，所以不需要在压缩机内用于使温度上升的能量， 排出的蒸气的增量效果高。

另外，在本发明的蒸气压缩装置中，上述液体导入机构可以具有 能切断上述对象流体从上述流体供给源的供给的供给阀、和检测由上 述脱水器分离的液体的流量的流量检测器，当上述流量检测器的检测 流量成为上述压缩机排出的对象流体为饱和蒸气所需的供给量以上的 既定的下限流量时，打开上述供给阀，当上述流量检测器的检测流量 成为大于上述下限流量的既定的上限流量时，关闭上述供给阀。

根据该构成，当由脱水器分离的液相的对象流体的流量足够排出 湿蒸气时，便不从其他供给源导入液体。由于能够比较准确地测定由 脱水器分离的液体的流量，所以容易使压缩机的排出始终维持为湿蒸 气。