蒸馏装置的制作方法

文档序号:13764713阅读:346来源:国知局
蒸馏装置的制作方法

本发明涉及一种蒸馏装置。



背景技术:

以往,已知一种使用蒸馏工艺的蒸馏装置。例如,在专利文献1公开了具备分离器、压缩机、换热器以及冷却器的分离工艺模块。分离器将包含第一成分以及不同于该第一成分的第二成分的输入流体分离为包含所述第一成分的第一输出流体和包含所述第二成分的第二输出流体。压缩机对在分离器分离的第一输出流体进行压缩。换热器使在压缩机被压缩的第一输出流体与在分离器被分离的第二输出流体进行换热。冷却器冷却在换热器换热后的第一输出流体。从冷却器流出的第一输出流体以及从换热器流出的第二输出流体分别返回到分离器。

在该分离工艺模块中,从分离器流出的第一输出流体所具有的热能被投入到换热器,从而在该换热器中从分离器流出的第二输出流体被加热。即,通过有效利用第一输出流体的热能,能够削减加热第二输出流体所需的热能(节能)。

在专利文献1记载的分离工艺模块中,将从分离器流出的第一输出流体在压缩机压缩后导入到换热器,从而回收该第一输出流体所具有的热能。因此,在第一输出流体包含难以直接压缩的成分(例如,高压时非常不稳定的成分、使压缩机的密封部膨润的成分)来作为第一成分的情况下,难以使用于该分离工艺模块。

在专利文献2记载的蒸馏设备中,塔顶蒸气所具有的热能通过使用热泵而被投入到贮存蒸发器。即,在专利文献2的蒸馏设备中,从塔(分离器)的顶部流出的流体所具有的热能通过使用热泵间接地被回收,而不在压缩机将该流体直接压缩。

在专利文献3记载的蒸馏装置中,塔顶蒸气所具有的热能通过使用以水为介质的热泵而间接地在蒸馏再沸器被回收。此外,该专利文献3记载了通过调整压缩机旁通阀以及进口导向叶片(inlet vane)的开度,或者控制压缩机的转速,进行热泵的负荷调整。

在专利文献3记载的蒸馏装置中,虽然进行热泵的负荷的调整,但是其调整量有极限。换言之,在专利文献3记载的蒸馏装置中,难以灵活地应对从分离器的顶部流出的流体的流量的变动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利公开公报特开2012-045449号

专利文献2:日本专利公开公报特开2000-051602号

专利文献3:日本专利公告公报特公平06-009641号



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种蒸馏装置,即使在从分离器流出的第一输出流体包含难以直接压缩的成分的情况下,也能有效地回收第一输出流体的热能,且能够配合第一输出流体的流量的变动而有效地回收该第一输出流体所具有的热能。

本发明一方面涉及蒸馏装置,包括:分离器,将包含第一成分以及第二成分的输入流体分离为包含所述第一成分的第一输出流体和包含所述第二成分的第二输出流体;冷却器,用于冷却从所述分离器流出的所述第一输出流体;加热器,用于加热从所述分离器流出的所述第二输出流体;以及热回收回路,包含工作介质,将该工作介质在所述冷却器与所述第一输出流体进行换热而从该第一输出流体接收的热能,通过该工作介质在所述加热器与所述第二输出流体进行换热而赋予该第二输出流体,其中,所述热回收回路具有:循环流路,连接所述冷却器和所述加热器,并使所述工作介质循环;压缩机,压缩在所述冷却器与所述第一输出流体进行换热而从该第一输出流体接收所述热能后的工作介质;膨胀机构,使在所述加热器与所述第二输出流体进行换热而向该第二输出流体赋予所述热能后的工作介质膨胀;贮存部,连接于所述循环流路,并能够贮存液态的工作介质;以及循环量调整部,调整作为在所述循环流路循环的工作介质的总量的循环量,其中,所述循环量调整部调整被贮存在所述贮存部的工作介质向所述循环流路的流出量或在所述循环流路中循环的工作介质向所述贮存部的流入量,以使所述循环量配合所述第一输出流体的流量的增减而增减。

附图说明

图1是概略地表示本发明的第一实施方式的蒸馏装置的结构的图。

图2是表示图1的蒸馏装置的控制部的控制内容的流程图。

图3是概略地表示本发明的第二实施方式的蒸馏装置的结构的图。

图4是表示图3的蒸馏装置的热回收回路启动时的控制部的控制内容的流程图。

图5是表示图3的蒸馏装置的热回收回路结束工作时的控制部的控制内容的流程图。

具体实施方式

下面,参照附图详细说明本发明的具体的实施方式。

(第一实施方式)

参照图1及图2说明本发明的第一实施方式的蒸馏装置。

如图1所示,该蒸馏装置包括分离器22、冷却从分离器22流出的第一输出流体的冷却器24、加热从分离器22流出的第二输出流体的加热器26以及热回收回路30。该蒸馏装置是将相对低温的第一输出流体所具有的热能以工作介质作为媒介而间接地投入到相对高温的第二输出流体的装置。

分离器22将包含第一成分以及不同于第一成分的第二成分的输入流体分离为包含第一成分的第一输出流体和包含第二成分的第二输出流体。例如,第一输出流体是较多地含有沸点低(挥发性高)的成分来作为第一成分的馏出蒸气(馏出液)。第二输出流体是较多地含有具有比第一成分的沸点高的沸点(具有比第一成分的挥发性低的挥发性)的成分来作为第二成分的蒸馏残液。另外,输入流体通过输入流路11流入分离器22。第一输出流体通过输出流路12流入冷却器24,第二输出流体通过输出流路15流入加热器26。

冷却器24通过使第一输出流体与热回收回路30的工作介质换热而冷却第一输出流体。通过在冷却器24内与工作介质换热而被冷却的第一输出流体的一部分通过输出流路13输出到外部,剩余部分通过再投入流路14而返回到分离器22的上部。在本实施方式中,冷却器24能够从外部的冷却源(省略图示)将冷却介质(冷却水等)供给到该冷却器24内。具体而言,冷却器24具有能够连接于用于将冷却介质从冷却源供给到该冷却器24的冷却介质供给流路(省略图示)的冷却介质流路25。冷却介质流路25具有能够连接于冷却介质供给流路的连接部25a。也就是说,在本实施方式中,第一输出流体在冷却器24能够被工作介质以及冷却介质双方冷却。但是,冷却介质流路25也可以省略。

加热器26通过使第二输出流体与热回收回路30的工作介质换热而加热第二输出流体。通过在加热器26内与工作介质换热而被加热的第二输出流体的一部分通过输出流路16而输出到外部,剩余部分通过再投入流路17而返回到分离器22的下部。在本实施方式中,加热器26能够从外部的热源(省略图示)向该加热器26内供给加热介质(蒸气等)。具体而言,加热器26具有能够连接于用于将加热介质从热源供给到该加热器26的加热介质供给流路(省略图示)的加热介质流路27。加热介质流路27具有能够连接于加热介质供给流路的连接部27a。也就是说,在本实施方式中,第二输出流体在加热器26能够被工作介质以及加热介质双方加热。但是,加热介质流路27也可以省略。

热回收回路30是将通过在冷却器24的第一输出流体与工作介质的换热而该工作介质从第一输出流体接收的热能,通过在加热器26的工作介质与第二输出流体的换热而赋予该第二输出流体的回路。也就是说,热回收回路30作为所谓的热泵而发挥作用,从相对低温的第一输出流体经由工作介质将热传递到相对高温的第二输出流体。具体而言,热回收回路30具有工作介质循环的循环流路32、压缩工作介质的压缩机34以及使工作介质膨胀的膨胀机构36。

循环流路32不连接于第一输出流体以及第二输出流体流动的流路而将冷却器24、压缩机34、加热器26以及膨胀机构36依次串联连接。该循环流路32的冷却器24与压缩机34之间的部位设有气液分离器37。另外,气液分离器37也可省略。

压缩机34被设置在循环流路32中的冷却器24的下游侧且加热器26的上游侧的部位。压缩机34通过压缩从冷却器24流出的气态的工作介质而使其升温。从压缩机34流出的气态的工作介质流入加热器26,在该加热器26通过与第二输出流体换热而成为液态。

膨胀机构36被设置在循环流路32中的加热器26的下游侧且冷却器24的上游侧的部位。膨胀机构36通过使从加热器26流出的液态的工作介质膨胀而使其减压。从膨胀机构36流出的液态的工作介质流入冷却器24,在该冷却器24通过与第一输出流体换热而成为气态。

如上所述,在本蒸馏装置中,从分离器22流出的第一输出流体所具有的热能不是通过第一输出流体本身直接投入到第二输出流体,而是通过在循环流路32循环的工作介质而间接地被投入到第二输出流体。具体而言,第一输出流体所具有的热能在冷却器24的第一输出流体与工作介质的换热而被该工作介质回收后,通过在加热器26的工作介质与第二输出流体的换热而赋予该第二输出流体。即,在本蒸馏装置中,第一输出流体本身不作为热能的授受介质而在压缩机34被压缩,而是在循环流路32中循环的工作介质作为所述授受介质而在压缩机34被压缩。因此,即使在第一输出流体包含难以直接压缩的成分作为第一成分的情况下,也能经由工作介质有效地回收该第一输出流体所具有的热能(能够削减供给到加热器26的热能)。

换言之,在本蒸馏装置中,在循环流路32设置单一的压缩机34以及膨胀机构36,即可有效地回收第一输出流体所具有的热能。

本实施方式的热回收回路30还包括用于配合第一输出流体的流量的增减而增减在循环流路32中循环的工作介质的总量(以下称为“循环量”)的机构。在本蒸馏装置中,从分离器22流出的第一输出流体的流量变动的情况下,工作介质在冷却器24能够从第一输出流体回收的热能也变动。因此,配合第一输出流体的流量的增减而增减作为所述热能的授受介质的工作介质的循环量,从而能够更有效地回收第一输出流体所具有的热能。具体而言,本实施方式的热回收回路30还包括连接于循环流路32的贮存部40以及能够调整在循环流路32中循环的工作介质的循环量的循环量调整部50。

贮存部40具有连接于循环流路32的贮存流路42和设置在贮存流路42的贮存箱44。

贮存流路42以与循环流路32中液态的工作介质流动的部位并列的方式连接于该循环流路32。具体而言,贮存流路42的上游侧的端部连接于循环流路32中加热器26的下游侧且膨胀机构36的上游侧的部位。另一方面,贮存流路42的下游侧的端部连接于循环流路32中该循环流路32与贮存流路42的上游侧的端部的连接部和膨胀机构36之间的部位。即,在本实施方式中,在贮存流路42贮存在加热器26与第二输出流体换热而被冷凝的液态的工作介质。

贮存箱44贮存液态的工作介质。在该贮存箱44设有能够检测该贮存箱44内的工作介质的贮存量的检测器44a。在气液分离器37被分离的液态的工作介质通过流路38流入贮存箱44。

循环量调整部50配合第一输出流体的流量的增减而使循环流路32的循环量增减。具体而言,循环量调整部50调整贮存在贮存流路42及贮存箱44的工作介质向循环流路32的流出量或在循环流路32中循环的工作介质向贮存流路42及贮存箱44的流入量,以使循环量配合第一输出流体的流量的增减而增减。在本实施方式中,循环量调整部50具有流量传感器18、第一开闭阀51、第二开闭阀52、第一泵53、第二泵54以及控制部55。

流量传感器18是能够检测出第一输出流体的流量的传感器。在本实施方式中,流量传感器18被设置在连接分离器22与冷却器24的输出流路12。但是,流量传感器18也可以被设置在用于从冷却器24向外部输出的输出流路13和用于将从冷却器24流出的第一输出流体返送至分离器22的再投入流路14双方。此时,根据这些检测值的合计来计算出第一输出流体的流量。

第一开闭阀51被设置在贮存流路42中相对于设有贮存箱44的部位位于上游侧的部位。第二开闭阀52被设置在贮存流路42中相对于设有贮存箱44的部位位于下游侧的部位。通过使这些第一开闭阀51以及第二开闭阀52均关闭,贮存流路42中第一开闭阀51和第二开闭阀52之间的部位与循环流路32遮断。

第一泵53被设置在贮存流路42中第一开闭阀51与贮存箱44之间的部位。第一泵53将液态的工作介质加压到规定的压力并送出到贮存流路42中的该第一泵53的下游侧(贮存箱44侧)。也就是说,第一泵53是用于将液态的工作介质从循环流路32流入贮存流路42以及贮存箱44的泵。另外,该第一泵53也可以设置在贮存流路42中第一开闭阀51的上游侧的部位。

第二泵54被设置在贮存流路42中贮存箱44与第二开闭阀52之间的部位。第二泵54将液态的工作介质加压到规定的压力并送出到贮存流路42中的该第二泵54的下游侧(第二开闭阀52侧)。也就是说,第二泵54是用于将液态的工作介质从贮存流路42以及贮存箱44流出到循环流路32的泵。另外,该第二泵54也可以被设置在贮存流路42中第二开闭阀52的下游侧的部位。

作为第一泵53及第二泵54,可使用具备叶轮作为转子的离心泵、转子由一对齿轮构成的齿轮泵等。这些第一泵53及第二泵54能够分别以任意的转速被驱动。

控制部55连接于流量传感器18、第一开闭阀51、第二开闭阀52、第一泵53、第二泵54、检测器44a以及压缩机34。控制部55调整各开闭阀51、52的开闭、各泵53、54的转速以及压缩机34的转速,以使当第一输出流体的流量(流量传感器18的检测值)增加时使循环量增加,并且,当第一输出流体的流量减少时使循环量减少。

在此,参照图2说明控制部55的控制内容。

如果本蒸馏装置被启动,控制部55检测流量传感器18的检测值(步骤ST11),基于该检测值,决定在循环流路32循环的循环量的基准值(以下称为“阈值QL-SV”)(步骤ST12)。阈值QL-SV被设定为工作介质在冷却器24从第一输出流体回收尽可能多的热能的量。该阈值QL-SV优选被设定为在冷却器24工作介质与第一输出流体实质上只进行潜热的换热(工作介质以液态流入冷却器24,且以未过热或稍过热的气态从该冷却器24流出)的量。在本实施方式中,在控制部55预先存储有与流量传感器18的检测值相对应的最适的阈值QL-SV的数据,控制部55通过参照所述数据决定与所述检测值相对应的阈值QL-SV

接着,控制部55决定压缩机34的转速,以使在循环流路32循环的工作介质的循环量成为阈值QL-SV(步骤ST13)。

在此,只以经由工作介质投入到加热器26的热量,该加热器26中的第二输出流体的加热量有时不足。此时,控制部55为了补充该不足量而决定从外部供给到加热介质流路27的加热介质的流量(步骤ST14)。同样,只以经由工作介质从冷却器24回收的热量,该冷却器24中的第一输出流体的冷却量有时不足。此时,控制部55为了补充该不足量而决定从外部供给到冷却介质流路25的冷却介质的流量(步骤ST15)。

接着,控制部55根据检测器44a的检测值检测出贮存箱44内的工作介质的贮存量QVS-PV,并且,从预先测定的工作介质的总量Qtotal减去贮存量QVS-PV,从而计算出在该时刻在循环流路32循环的工作介质的循环量即当前循环量QL-PV(步骤ST16)。

然后,控制部55判定循环流路32的当前循环量QL-PV是否不足,即判定从工作介质的总量Qtotal减去贮存量QVS-PV的值是否小于阈值QL-SV(步骤ST17)。

其结果,在当前循环量QL-PV不足的情况下(在步骤ST17为“是”的情况下),控制部55关闭第一开闭阀51、停止第一泵53、调整第二泵54的转速,并且,打开第二开闭阀52(步骤ST18)。由此,贮存在贮存流路42以及贮存箱44的液态的工作介质向循环流路32流出,据此,循环流路32的工作介质的循环量增加。然后,返回到步骤ST11。

另一方面,在当前循环量QL-PV没有不足的情况下(在步骤ST17为“否”的情况下),控制部55判定当前循环量QL-PV是否过剩,即判定从工作介质的总量Qtotal减去贮存量QVS-PV的值是否大于阈值QL-SV(步骤ST19)。

其结果,在当前循环量QL-PV过剩的情况下(在步骤ST19为“是”的情况下),控制部55打开第一开闭阀51、调整第一泵53的转速、停止第二泵54,并且,关闭第二开闭阀52(步骤ST20)。由此,从循环流路32向贮存流路42以及贮存箱44流入液态的工作介质,据此,循环流路32的工作介质的循环量减少。然后,返回到步骤ST11。

另一方面,在当前循环量QL-PV不过剩的情况下(在步骤ST19为“否”的情况下),即当前循环量QL-PV与阈值QL-SV一致的情况下,直接返回到步骤ST11。

如上所述,在本蒸馏装置中,即使从分离器22流出的第一输出流体的流量发生变动的情况下,也能配合该变动而有效地回收该第一输出流体所具有的热能。即,本装置由于具有贮存部40(贮存流路42及贮存箱44)和循环量调整部50,因此,即使在配合第一输出流体的流量的增减而能够从该第一输出流体回收的热能增减的情况下,第一输出流体的热能也能配合其流量的变动而有效地被回收。

此外,在本实施方式中,由于循环量配合第一输出流体的流量(流量传感器18的检测值)的增减而增减,因此,第一输出流体的热能的回收效率进一步提高。具体而言,当使循环量增加时,即第一开闭阀51关闭而第二开闭阀52打开时,第二泵54以促进工作介质从贮存流路42以及贮存箱44向循环流路32流出的方式被驱动。反之,当减少循环量时,即当第一开闭阀51打开且第二开闭阀52关闭时,第一泵53以促进从循环流路32朝向贮存流路42及贮存箱44的工作介质的流入的方式被驱动。因此,配合第一输出流体的流量的增减而循环量增减。因此,第一输出流体的热能的回收效率进一步提高。即,在本实施方式中,第一泵53及第二泵54构成促进从贮存部40向循环流路32的工作介质的流出或从循环流路32向贮存部40的工作介质的流入的“促进部”。另外,具备第一泵53及第二泵54的至少其中之一即可,优选具备第二泵54。

此外,在本实施方式中,控制部55当循环量小于所述阈值QL-SV时,关闭第一开闭阀51并打开第二开闭阀52,当循环量大于所述阈值QL-SV时,打开第一开闭阀51并关闭第二开闭阀52。因此,循环量追随基于流量传感器18的检测值随时被决定的阈值QL-SV。在本实施方式中,作为该阈值QL-SV,设定能够从第一输出流体回收尽可能多的热能的工作介质的量,因此,第一输出流体的热能的回收效率进一步提高。

另外,在本实施方式中,由于在贮存部40贮存液态的工作介质,因此,能够贮存的工作介质的流量变多。即,相较于在贮存部40贮存气态的工作介质的情况,能够贮存大量的工作介质。

进一步,在本实施方式中,由于贮存部40具有贮存箱44,因此,循环量能够更灵活地追随第一输出流体的变动,即能够使第一输出流体的热能的回收效率进一步提高。另外,贮存箱44也可省略。

此外,在本实施方式中,加热器26具有加热介质流路27。因此,即使在仅以经由工作介质投入到加热器26的热量则在该加热器26中第二输出流体的加热量不足的情况下,也能通过从外部向该加热器26供给加热介质,从而补充其不足量。

另外,在本实施方式中,冷却器24具有冷却介质流路25。因此,即使在仅以经由工作介质从冷却器24回收的热量则在该冷却器24中第一输出流体的冷却量不足的情况下,也能通过从外部向该冷却器24供给冷却介质,从而补充其不足量。

(第二实施方式)

下面,参照图3至图5说明本发明的第二实施方式的蒸馏装置。另外,在该第二实施方式中,只对不同于第一实施方式的部分进行说明,省略与第一实施方式相同的结构、作用以及效果的说明。

在本实施方式中,还包括设置在冷却器24的液面传感器24a、设置在冷却介质流路25的第三开闭阀28、设置在加热介质流路27的第四开闭阀29、设置在循环流路32的压力传感器32a及第五开闭阀33、和设置在连接气液分离器37与贮存箱44的流路38的第六开闭阀39。液面传感器24a检测冷却器24内的液态的工作介质的贮存量。第五开闭阀33被设置在循环流路32中的气液分离器37与压缩机34之间的部位。压力传感器32a被设置在循环流路32中气液分离器37与第五开闭阀33之间的部位。

接着,参照图4说明本实施方式的蒸馏装置的热回收回路30启动时(起动时)的控制部55的控制内容。在热回收回路30启动前的状态下,压缩机34、第一泵53及第二泵54停止,第五开闭阀33及第六开闭阀39关闭。此外,用于在冷却器24冷却第一输出流体的第三开闭阀28打开。

在该状态下,控制部55首先读取流量传感器18的检测值QTOP(步骤ST31),并判定该检测值QTOP是否大于预先设定的工作值QST(步骤ST32)。工作值QST被设定为能够使热回收回路30工作的量,即通过压缩机34的驱动而能够将工作介质从第一输出流体接收的热能赋予第二输出流体的量。

并且,在检测值QTOP为工作值QST以下的情况下(在步骤ST32为“否”的情况下),返回到步骤ST31,另一方面,在检测值QTOP大于工作值QST的情况下(在步骤ST32为“是”的情况下),控制部55关闭第三开闭阀28(步骤ST33)并打开第六开闭阀39(步骤ST34)。关闭第三开闭阀28是因为利用冷却器24内的液态的工作介质能够冷却第一输出流体。打开第六开闭阀39是为了将贮存在气液分离器37内的液态的工作介质导入贮存箱44。

接着,控制部55读取液面传感器24a的检测值L2(步骤ST35),并判定该检测值L2是否大于预先设定的基准量LST(步骤ST36)。基准量LST被设定为能够获得使压缩机34稳定地(以下限转速NMIN以上)旋转的量的气态的工作介质的量。

并且,在检测值L2为基准量LST以下的情况下(在步骤ST36为“否”的情况下),控制部55调整第二泵54的转速并打开第二开闭阀52后(步骤ST37)返回到步骤ST35。由此,从贮存箱44向循环流路32流出液态的工作介质,据此,冷却器24内的液态的工作介质量增加。

另一方面,在检测值L2大于基准量LST的情况下(在步骤ST36为“是”的情况下),控制部55停止第二泵54并关闭第二开闭阀52(步骤ST37)。

然后,控制部55关闭第六开闭阀39(步骤ST39)。关闭第六开闭阀39是为了通过遮断气液分离器37与贮存箱44的连通来将气态的工作介质贮存在循环流路32中的冷却器24与第五开闭阀33之间的空间。

接着,控制部55读取压力传感器32a的检测值PV(步骤ST40),并判定该检测值PV是否大于预先被设定的下限压PMIN且小于上限压PMAX(步骤ST41)。

其结果,在检测值PV为下限压PMIN以下或上限压PMAX以上的情况下(在步骤ST41为“否”的情况下),返回到步骤ST40。另一方面,在检测值PV大于下限压PMIN以下且小于上限压PMAX的情况下(在步骤ST41为“是”的情况下),打开第五开闭阀33并驱动压缩机34(步骤ST42)。据此,热回收回路30启动。然后,转移到步骤ST11。

接着,参照图5说明热回收回路30结束工作时(停止时)的控制部55的控制内容。以下,对与第一实施方式的控制部55的控制内容相同的内容赋予与第一实施方式相同的符号并省略其说明。

控制部55在决定压缩机34的转速Nc后(步骤ST13),判定该转速Nc是否大于下限转速NMIN(步骤ST51)。下限转速NMIN被设定为压缩机34能够稳定地旋转的转速范围中的下限值。

并且,在所述转速Nc大于下限转速NMIN的情况下(在步骤ST51为“是”的情况下),控制部55转移到步骤ST14。步骤ST14至步骤ST20的控制内容与第一实施方式的内容相同,因此,省略其说明。

另一方面,在所述转速Nc为下限转速NMIN以下的情况下(在步骤ST51为“否”的情况下),控制部55停止压缩机34(步骤ST52)。此外,控制部55决定向加热器26供给的加热介质的流量,将第四开闭阀29以实现该流量的开度打开(步骤ST53),并决定向冷却器24供给的冷却介质的流量,将第三开闭阀28以实现该流量的开度打开(步骤ST54)。

然后,控制部55驱动第一泵53直到检测器44a的检测值L1达到预先设定的上限值为止(步骤ST56)。据此,在贮存箱44内贮存了规定量的液态的工作介质的状态下,热回收回路30结束工作。

以上说明的热回收回路30结束工作也可手动进行。此时,通过操作用于手动操作压缩机34的驱动及停止的操作按钮(省略图示)来停止压缩机34。压缩机34停止后的控制部55的控制内容与所述的步骤ST53至步骤ST56相同。

如上所述,在本实施方式中,控制部55在流量传感器18的检测值QTOP大于工作值QST时驱动压缩机34,因此,在该检测值QTOP大于工作值QST时,热回收回路30自动地开始启动(起动)。因此,能够更有效地回收第一输出流体所具有的热能。

更具体而言,控制部55在检测值QTOP大于工作值QST且液面传感器24a的检测值L2大于基准量LST时驱动压缩机34。也就是说,充分确保在冷却器24内从第一输出流体接收热能而蒸发的液态的工作介质的量、即在冷却器24内蒸发后流入压缩机34的气态的工作介质的量后驱动压缩机34。因此,热回收回路30的起动稳定。

此外,控制部55在压缩机34的转速NC小于下限转速NMIN时停止压缩机34,因此,在所述转速NC小于下限转速NMIN时热回收回路30自动地结束工作(停止)。因此,确保压缩机34的稳定的驱动状态,能够避免热回收回路30在不稳定的状态的驱动。

另外,本次公开的实施方式在所有的点上为例示,不应认为不用来限制。本发明的范围不是通过所述的实施方式的说明来示出,而是通过权利要求来示出,而且包含与权利要求均等的意思以及范围内的所有变更。

例如,在所述各实施方式中,示出了控制部55通过参照存储在该控制部55的数据来随时决定对应于流量传感器18的检测值的阈值QL-SV的例子,但阈值QL-SV的决定方法并不限定于此。例如,作为阈值QL-SV,也可基于第一输出流体的变动范围或工作介质的总量Qtotal等来设定特定的设定值。此时,控制部55也可在流量传感器18的检测值大于所述设定值时关闭第一开闭阀51并打开第二开闭阀52,在所述检测值小于所述设定值时打开第一开闭阀51并关闭第二开闭阀52。

在此,概括说明所述实施方式。

所述实施方式的蒸馏装置包括:分离器,将包含第一成分以及第二成分的输入流体分离为包含所述第一成分的第一输出流体和包含所述第二成分的第二输出流体;冷却器,用于冷却从所述分离器流出的所述第一输出流体;加热器,用于加热从所述分离器流出的所述第二输出流体;以及热回收回路,包含工作介质,将该工作介质在所述冷却器与所述第一输出流体进行换热而从该第一输出流体接收的热能,通过该工作介质在所述加热器与所述第二输出流体进行换热而赋予该第二输出流体,其中,所述热回收回路具有:循环流路,连接所述冷却器和所述加热器,并使所述工作介质循环;压缩机,压缩在所述冷却器与所述第一输出流体进行换热而从该第一输出流体接收所述热能后的工作介质;膨胀机构,使在所述加热器与所述第二输出流体进行换热而向该第二输出流体赋予所述热能后的工作介质膨胀;贮存部,连接于所述循环流路,并能够贮存液态的工作介质;以及循环量调整部,调整作为在所述循环流路循环的工作介质的总量的循环量,其中,所述循环量调整部调整被贮存在所述贮存部的工作介质向所述循环流路的流出量或在所述循环流路中循环的工作介质向所述贮存部的流入量,以使所述循环量配合所述第一输出流体的流量的增减而增减。

在本装置中,从分离器流出的第一输出流体所具有的热能不是通过第一输出流体本身直接被投入到第二输出流体,而是经由在循环流路循环的工作介质间接地被投入到第二输出流体。具体而言,第一输出流体所具有的热能通过在冷却器的第一输出流体与工作介质的换热而被该工作介质回收后,通过在加热器的工作介质与第二输出流体的换热而被赋予该第二输出流体。即,在本装置中,不是第一输出流体本身作为热能的授受介质而在压缩机被压缩,而是在循环流路中循环的工作介质作为所述授受介质而在压缩机被压缩。因此,即使在第一输出流体包含难以直接被压缩机的成分来作为其第一成分的情况下,也能经由工作介质有效地回收该第一输出流体所具有的热能(削减供给到加热器的热能)。

而且,即使在从分离器流出的第一输出流体的流量发生变动的情况下,也能配合其变动而有效地回收该第一输出流体所具有的热能。即,配合第一输出流体的流量的增减,能够从该第一输出流体回收的热能也增减,但是,本装置具有能够贮存液态的工作介质的贮存部和调整循环量的循环量调整部,因此,第一输出流体的热能配合其流量而有效地被回收。更详细而言,由于在贮存部贮存液态的工作介质,因此,相较于贮存部贮存气态的工作介质的情况,能够贮存大量的工作介质。因此,也能够灵活地应对第一输出流体的流量的较大的变动。

此时,优选:所述贮存部具有以与所述循环流路中所述液态的工作介质流动的部位并列的方式连接于该循环流路的贮存流路,所述循环量调整部包含:第一开闭阀,被设置在所述贮存流路;第二开闭阀,被设置在所述贮存流路中相对于设置有所述第一开闭阀的部位位于下游侧的部位;流量传感器,能够检测流入所述冷却器的所述第一输出流体的流量或从所述冷却器流出的所述第一输出流体的流量;以及控制部,根据所述流量传感器的检测值控制所述第一开闭阀以及所述第二开闭阀,其中,所述控制部关闭所述第一开闭阀并打开所述第二开闭阀,或者打开所述第一开闭阀并关闭所述第二开闭阀,以使所述循环量配合所述检测值的增减而增减。

由此,设置用于使贮存流路与循环流路遮断的两个开闭阀、检测第一输出流体的流量的流量传感器以及控制各开闭阀的控制部的这一简单的结构,能够配合第一输出流体的流量而调整循环量。

此时,优选:所述循环量调整部还包含促进部,该促进部当所述第一开闭阀关闭且所述第二开闭阀打开时,促进从所述贮存流路向所述循环流路的所述液态的工作介质的流出,并且,当所述第一开闭阀打开且所述第二开闭阀关闭时,促进从所述循环流路向所述贮存流路的所述液态的工作介质的流入。

由此,配合第一输出流体的流量(流量传感器的检测值)的增减而循环量顺利地增减,因此,第一输出流体的热能的回收效率进一步提高。具体而言,当使循环量增加时,即第一开闭阀关闭且第二开闭阀打开时,促进部促进从贮存流路向循环流路的液态的工作介质的流出。反之,当使循环量减少时,即第一开闭阀打开且所述第二开闭阀关闭时,促进部促进从循环流路向所述贮存流路的所述液态的工作介质的流入。因此,配合第一输出流体的流量的增减而循环量顺利地增减。因此,第一输出流体的热能的回收效率更进一步提高。

此外,在本装置中,优选:所述控制部当所述循环量小于基于所述检测值决定的阈值时,关闭所述第一开闭阀并打开所述第二开闭阀,当所述循环量大于所述阈值时,打开所述第一开闭阀并关闭所述第二开闭阀。

由此,循环量追随基于流量传感器的检测值而随时被决定的阈值,因此,通过设定从第一输出流体回收尽可能多的热能的工作介质的量来作为阈值,第一输出流体的热能的回收效率更进一步提高。

此外,在本装置中,优选:所述贮存部还具有贮存箱,该贮存箱被设置在所述贮存流路中所述第一开闭阀与所述第二开闭阀之间的部位,贮存所述液态的工作介质。

由此,能够贮存更多的工作介质,能够使循环量更灵活地追随第一输出流体的变动,即能够使第一输出流体的热能的回收效率更进一步提高。

另外,在本装置中,优选:所述加热器具有加热介质流路,该加热介质流路能够连接于用于向该加热器供给加热介质的加热介质供给流路。

由此,即使在仅以经由工作介质投入到加热器的热量则在该加热器中的第二输出流体的加热量不足的情况下,也能通过从外部向该加热器供给加热介质来补充不足量。

此外,在本装置中,优选:所述冷却器具有冷却介质流路,该冷却介质流路能够连接于用于向该冷却器供给冷却介质的冷却介质供给流路。

由此,即使在仅以经由工作介质从冷却器回收的热量则在该冷却器中的第一输出流体的冷却量不足的情况下,也能通过从外部向该冷却器供给冷却介质来补充不足量。

另外,在本装置中,优选:所述控制部当所述流量传感器的检测值大于预先设定的工作值时驱动所述压缩机。

由此,当流量传感器的检测值大于工作值时热回收回路自动地启动(起动),因此,能够更有效地回收第一输出流体所具有的热能。

此时,优选:所述热回收回路还具有液面传感器,该液面传感器能够检测出所述冷却器内的所述液态的工作介质的贮存量,所述控制部当所述流量传感器的检测值大于所述工作值且所述液面传感器的检测值大于预先设定的基准量时驱动所述压缩机。

由此,充分确保在冷却器内从第一输出流体接收热能而蒸发的液态的工作介质的量、即在冷却器内蒸发后流入压缩机的气态的工作介质的量后驱动压缩机,因此,热回收回路的起动稳定。

此外,在本装置中,优选:所述控制部当所述压缩机的转速小于预先设定的下限转速时停止该压缩机。

由此,当压缩机的转速小于下限转速时热回收回路自动地结束工作(停止),因此,例如,通过将下限转速设定为难以确保压缩机的稳定的驱动状态的转速,从而能够回避在热回收回路的不稳定的状态下的驱动。

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