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公開番号2025144108
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2024043723
出願日2024-03-19
発明の名称蒸気生成システム及び蒸気生成方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F22B 3/02 20060101AFI20250925BHJP(蒸気発生)
要約【課題】ヒートポンプから蒸気発生器に熱を伝達する中間流体を用いる場合であっても高い熱効率で蒸気を生成することができる蒸気生成システムを提供する。
【解決手段】蒸気生成システム1Aは、冷媒を圧縮する圧縮機12、圧縮機12で圧縮された冷媒が凝縮される凝縮器13、凝縮器13で凝縮した冷媒を減圧する膨張弁14、及び、膨張弁14で膨張した冷媒が蒸発される蒸発器15を備えたヒートポンプ3と、中間流体である水と給水とを熱交換させて水から蒸気を生成する蒸気発生器7と、凝縮器13と蒸気発生器7との間を中間流体である水が循環する中間流体循環流路5と、を備え、中間流体である水は、蒸気発生器7で発生する蒸気よりも圧力が大きい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機、該圧縮機で圧縮された冷媒が凝縮される凝縮器、該凝縮器で凝縮した冷媒を減圧する膨張弁、及び、該膨張弁で膨張した冷媒が蒸発される蒸発器を備えたヒートポンプと、
中間流体と水とを熱交換させて該水から蒸気を生成する蒸気発生器と、
前記凝縮器と前記蒸気発生器との間を前記中間流体が循環する中間流体循環流路と、
を備え、
前記中間流体は、前記蒸気発生器で発生する蒸気よりも圧力が大きい蒸気生成システム。
続きを表示（約 750 文字）【請求項２】
前記蒸気発生器に供給する水を大気圧以下に減圧する減圧弁を備えている請求項１に記載の蒸気生成システム。
【請求項３】
前記中間流体は、大気圧以上とされている請求項１又は２に記載の蒸気生成システム。
【請求項４】
前記中間流体は、前記中間流体循環流路を液相で循環する水またはブラインとされている請求項３に記載の蒸気生成システム。
【請求項５】
前記中間流体循環流路を循環する前記中間流体を大気圧以上に加圧する加圧手段を備えている請求項４に記載の蒸気生成システム。
【請求項６】
前記中間流体は、前記凝縮器で蒸発するとともに、前記蒸気発生器で凝縮する流体とされている請求項３に記載の蒸気生成システム。
【請求項７】
前記蒸気発生器は、前記凝縮器よりも高い位置に設けられている請求項６に記載の蒸気生成システム。
【請求項８】
前記蒸気発生器における前記中間流体の液位を、前記凝縮器における前記中間流体の液位よりも高くする制御手段を備えている請求項６に記載の蒸気生成システム。
【請求項９】
冷媒を圧縮する圧縮機、該圧縮機で圧縮された冷媒が凝縮される凝縮器、該凝縮器で凝縮した冷媒を減圧する膨張弁、及び、該膨張弁で膨張した冷媒が蒸発される蒸発器を備えたヒートポンプと、
中間流体と水を熱交換させて蒸気を生成する蒸気発生器と、
前記凝縮器と前記蒸気発生器との間を前記中間流体が循環する中間流体循環流路と、
を備えた蒸気生成システムを用いた蒸気生成方法であって、
前記中間流体は、前記蒸気発生器で発生する蒸気よりも圧力が大きい蒸気生成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、蒸気生成システム及び蒸気生成方法に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
工場の種々のプロセスなどに蒸気を供給するために、排温水や空気を熱源としたヒートポンプによって水を加熱し、蒸気を生成することが知られている。例えば、特許文献１に開示されたヒートポンプ式蒸気発生装置では、ヒートポンプの凝縮器と蒸気発生器との間で中間流体が循環する流体伝熱部が設けられた構成となっている。流体伝熱部を循環する中間流体によって蒸気発生器で水を加熱して蒸気が発生する。流体伝熱部を循環する中間流体としては、比較的高沸点とされたハイドロフルオロカーボンが用いられている。
【０００３】
特許文献１のヒートポンプ式蒸気発生装置は、中間流体の圧力が蒸気発生器における蒸気の圧力よりも低くなるように運転される。蒸気発生器が損傷した場合でも蒸気発生器の蒸気に中間流体が混入するのを防止するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－３７１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のように流体伝熱部を循環する中間流体の圧力を蒸気よりも低くすると、ヒートポンプから中間流体を介して十分な熱量を蒸気発生器まで輸送できないおそれがある。
【０００６】
特に、１００℃未満の低温で水を加熱することによって蒸気発生器で負圧蒸気を生成する場合、中間流体の圧力がさらに低くなって熱効率が低下する。
【０００７】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ヒートポンプから蒸気発生器に熱を伝達する中間流体を用いる場合であっても高い熱効率で蒸気を生成することができる蒸気生成システム及び蒸気生成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様に係る蒸気生成システムは、冷媒を圧縮する圧縮機、該圧縮機で圧縮された冷媒が凝縮される凝縮器、該凝縮器で凝縮した冷媒を減圧する膨張弁、及び、該膨張弁で膨張した冷媒が蒸発される蒸発器を備えたヒートポンプと、中間流体と水とを熱交換させて該水から蒸気を生成する蒸気発生器と、前記凝縮器と前記蒸気発生器との間を前記中間流体が循環する中間流体循環流路と、を備え、前記中間流体は、前記蒸気発生器で発生する蒸気よりも圧力が大きい。
【０００９】
本開示の一態様に係る蒸気生成方法は、冷媒を圧縮する圧縮機、該圧縮機で圧縮された冷媒が凝縮される凝縮器、該凝縮器で凝縮した冷媒を減圧する膨張弁、及び、該膨張弁で膨張した冷媒が蒸発される蒸発器を備えたヒートポンプと、中間流体と水を熱交換させて蒸気を生成する蒸気発生器と、前記凝縮器と前記蒸気発生器との間を前記中間流体が循環する中間流体循環流路と、を備えた蒸気生成システムを用いた蒸気生成方法であって、前記中間流体は、前記蒸気発生器で発生する蒸気よりも圧力が大きい。
【発明の効果】
【００１０】
ヒートポンプから蒸気発生器に熱を伝達する中間流体を用いる場合であっても高い熱効率で蒸気を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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