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公開番号2024060888
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-07
出願番号2022168453
出願日2022-10-20
発明の名称蒸発器、及び化学蓄熱システム
出願人日新電機株式会社,国立大学法人東海国立大学機構
代理人個人,個人
主分類F22B 27/14 20060101AFI20240425BHJP(蒸気発生)
要約【課題】蒸気出力量をより高く維持することを可能にした蒸発器、及び化学蓄熱システムを提供する。
【解決手段】蒸発器51は、第4熱交換器52と、第4熱交換器52に蒸発用流体を供給する蒸発用流体供給部54と、第4熱交換器52で加熱された蒸発用流体をフラッシュ蒸発させるフラッシュ蒸発部55と、第4熱交換器52及びフラッシュ蒸発部55を収容する第4容器53とを備える。蒸発器51は、蒸発用流体貯留部57と、フラッシュ蒸発部55から蒸発用流体貯留部57に蒸発用流体を送液する第1流路58と、蒸発用流体貯留部57から蒸発用流体供給部54に蒸発用流体を送液する第2流路59と、第2流路59を流通する蒸発用流体の送液を強制的に行う送液ポンプ60とを備える。送液ポンプ60により、蒸発用流体供給部54、第4熱交換器52、フラッシュ蒸発部55、及び蒸発用流体貯留部57の順に蒸発用流体を循環させる。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
加熱媒体が導入される熱交換器と、
前記熱交換器に蒸発用流体を供給する蒸発用流体供給部と、
前記熱交換器で加熱された前記蒸発用流体をフラッシュ蒸発させるフラッシュ蒸発部と、
前記熱交換器及び前記フラッシュ蒸発部を収容する容器と、を備える蒸発器であって、
前記蒸発用流体を貯留する蒸発用流体貯留部と、
前記フラッシュ蒸発部から前記蒸発用流体貯留部に前記蒸発用流体を送液する第１流路と、
前記蒸発用流体貯留部から前記蒸発用流体供給部に前記蒸発用流体を送液する第２流路と、
前記第２流路を流通する前記蒸発用流体の送液を強制的に行う送液ポンプと、を備え、
前記送液ポンプにより、前記蒸発用流体供給部、前記熱交換器、前記フラッシュ蒸発部、及び前記蒸発用流体貯留部の順に前記蒸発用流体を循環させる、蒸発器。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記フラッシュ蒸発部は、上方に開口を有するとともに水平に延びる収容部を有し、
前記収容部は、前記蒸発用流体を収容可能に構成され、
前記第１流路は、前記フラッシュ蒸発部の前記収容部から溢れた前記蒸発用流体を前記蒸発用流体貯留部に送液する、請求項１に記載の蒸発器。
【請求項３】
前記フラッシュ蒸発部の前記収容部は、上下に複数段となるように配置される複数の収容部から構成され、
前記蒸発用流体供給部から最上段の前記収容部に前記蒸発用流体が供給され、
前記第１流路は、前記最上段の前記収容部から溢れた前記蒸発用流体を、下方に配置される前記収容部に送液する上部第１流路と、
最下段の前記収容部から溢れた前記蒸発用流体を前記蒸発用流体貯留部に送液する下部第１流路と、を含む、請求項２に記載の蒸発器。
【請求項４】
前記熱交換器は、多穴扁平管を積層した構造を有する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の蒸発器。
【請求項５】
蓄熱動作時に脱水反応し、放熱動作時に水和反応する化学蓄熱材を有する蓄熱器と、
前記化学蓄熱材と反応させる水蒸気を前記蓄熱器に供給する蒸発器と、を備える化学蓄熱システムであって、
前記蒸発器は、加熱媒体が導入される熱交換器と、
前記熱交換器に蒸発用流体としての水を供給する蒸発用流体供給部と、
前記熱交換器で加熱された前記蒸発用流体をフラッシュ蒸発させるフラッシュ蒸発部と、
前記熱交換器及び前記フラッシュ蒸発部を収容する容器と、を備える蒸発器であって、
前記蒸発用流体を貯留する蒸発用流体貯留部と、
前記フラッシュ蒸発部から前記蒸発用流体貯留部に前記蒸発用流体を送液する第１流路と、
前記蒸発用流体貯留部から前記蒸発用流体供給部に前記蒸発用流体を送液する第２流路と、
前記第２流路を流通する前記蒸発用流体の送液を強制的に行う送液ポンプと、を備え、
前記送液ポンプにより、前記蒸発用流体供給部、前記熱交換器、前記フラッシュ蒸発部、及び前記蒸発用流体貯留部の順に前記蒸発用流体を循環させる、化学蓄熱システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発器、及び化学蓄熱システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるように、加熱媒体が導入される熱交換器と、熱交換器に蒸発用流体を供給する蒸発用流体供給部と、熱交換器で加熱された蒸発用流体を蒸発させるフラッシュ蒸発部とを備える蒸発器が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平０７－０７１７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような蒸発器において、蒸気出力量をより高く維持するという観点で未だ改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する蒸発器、及び化学蓄熱システムの各態様について説明する。
態様１の蒸発器は、加熱媒体が導入される熱交換器と、前記熱交換器に蒸発用流体を供給する蒸発用流体供給部と、前記熱交換器で加熱された前記蒸発用流体をフラッシュ蒸発させるフラッシュ蒸発部と、前記熱交換器及び前記フラッシュ蒸発部を収容する容器と、を備える蒸発器であって、前記蒸発用流体を貯留する蒸発用流体貯留部と、前記フラッシュ蒸発部から前記蒸発用流体貯留部に前記蒸発用流体を送液する第１流路と、前記蒸発用流体貯留部から前記蒸発用流体供給部に前記蒸発用流体を送液する第２流路と、前記第２流路を流通する前記蒸発用流体の送液を強制的に行う送液ポンプと、を備え、前記送液ポンプにより、前記蒸発用流体供給部、前記熱交換器、前記フラッシュ蒸発部、及び前記蒸発用流体貯留部の順に前記蒸発用流体を循環させる。
【０００６】
この構成によれば、熱交換器で再加熱された蒸発用流体をフラッシュ蒸発部に再び供給することができる。これにより、フラッシュ蒸発部に供給する蒸発用流体の温度を加熱媒体の温度により近づけることができる。
【０００７】
態様２の蒸発器では、態様１において、前記フラッシュ蒸発部は、上方に開口を有するとともに水平に延びる収容部を有し、前記収容部は、前記蒸発用流体を収容可能に構成され、前記第１流路は、前記フラッシュ蒸発部の前記収容部から溢れた前記蒸発用流体を前記蒸発用流体貯留部に送液してもよい。この構成によれば、上記収容部の開口から蒸発用流体をフラッシュ蒸発させることで、例えば、フラッシュ蒸発部における蒸気発生量を安定させることができる。このような収容部の開口から溢れた蒸発用流体を蒸発用流体貯留部に送液することで、収容部における蒸発用流体の液面高さを一定に保つことが容易となる。これにより、フラッシュ蒸発部における蒸気発生量を安定させることが可能となる。
【０００８】
態様３の蒸発器では、態様２において、前記フラッシュ蒸発部の前記収容部は、上下に複数段となるように配置される複数の収容部から構成され、前記蒸発用流体供給部から最上段の前記収容部に前記蒸発用流体が供給され、前記第１流路は、前記最上段の前記収容部から溢れた前記蒸発用流体を、下方に配置される前記収容部に送液する上部第１流路と、最下段の前記収容部から溢れた前記蒸発用流体を前記蒸発用流体貯留部に送液する下部第１流路と、を含んでもよい。この構成によれば、上述した複数の収容部の各開口から蒸発用流体をフラッシュ蒸発させることができる。従って、蒸発器の設置面積を抑えつつ、蒸気発生量を高めることが可能となる。
【０００９】
態様４の蒸発器では、態様１から態様３の何れか一つの態様において、前記熱交換器は、多穴扁平管を積層した構造を有してもよい。この構成によれば、例えば、熱交換器の熱交換性能を容易に高めることができる。
【００１０】
態様５の化学蓄熱システムは、蓄熱動作時に脱水反応し、放熱動作時に水和反応する化学蓄熱材を有する蓄熱器と、前記化学蓄熱材と反応させる水蒸気を前記蓄熱器に供給する蒸発器と、を備える化学蓄熱システムであって、前記蒸発器は、加熱媒体が導入される熱交換器と、前記熱交換器に蒸発用流体としての水を供給する蒸発用流体供給部と、前記熱交換器で加熱された前記蒸発用流体をフラッシュ蒸発させるフラッシュ蒸発部と、前記熱交換器及び前記フラッシュ蒸発部を収容する容器と、を備える蒸発器であって、前記蒸発用流体を貯留する蒸発用流体貯留部と、前記フラッシュ蒸発部から前記蒸発用流体貯留部に前記蒸発用流体を送液する第１流路と、前記蒸発用流体貯留部から前記蒸発用流体供給部に前記蒸発用流体を送液する第２流路と、前記第２流路を流通する前記蒸発用流体の送液を強制的に行う送液ポンプと、を備え、前記送液ポンプにより、前記蒸発用流体供給部、前記熱交換器、前記フラッシュ蒸発部、及び前記蒸発用流体貯留部の順に前記蒸発用流体を循環させる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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