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JP5644239B2 - Industrial heating system - Google Patents
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JP5644239B2 - Industrial heating system - Google Patents

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JP5644239B2 JP2010173928A JP2010173928A JP5644239B2 JP 5644239 B2 JP5644239 B2 JP 5644239B2 JP 2010173928 A JP2010173928 A JP 2010173928A JP 2010173928 A JP2010173928 A JP 2010173928A JP 5644239 B2 JP5644239 B2 JP 5644239B2
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Description

本発明は、産業用加熱システムに関する。   The present invention relates to an industrial heating system.

産業用加熱システムとしては、ボイラで生成した蒸気の熱を対象物に伝える構成が一般的に知られている(例えば、特許文献1参照)。また、ヒートポンプあるいは冷凍機の媒体の熱を対象物に伝える構成が知られている。   As an industrial heating system, a configuration in which heat of steam generated by a boiler is transmitted to an object is generally known (for example, see Patent Document 1). In addition, a configuration is known in which heat from a heat pump or refrigerator medium is transmitted to an object.

特開平6−249450号公報JP-A-6-249450

本発明は、エネルギー効率の高い産業用加熱システムを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an industrial heating system with high energy efficiency.

本発明の態様に従えば、対象物が配置される加熱室と、前記加熱室に供給される気体を圧縮する圧縮機と、前記加熱室から排出された前記気体から動力を回収する動力回収機と、前記動力回収機からの前記気体の少なくとも一部が前記圧縮機に向けて流れる循環路と、前記循環路内を流れる前記気体、又は前記圧縮機で圧縮された前記気体を除湿する除湿システムと、前記加熱室内の前記対象物の状態に応じて、前記循環路を介して循環される循環率を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、排気口を介して前記循環路から外部に排出される前記気体の量、及び吸気口を介して前記循環路に新たに導入される前記気体の量を制御することを特徴とする産業用加熱システムが提供される。 According to an aspect of the present invention, a heating chamber in which an object is arranged, a compressor that compresses a gas supplied to the heating chamber, and a power recovery machine that recovers power from the gas discharged from the heating chamber A circulation path in which at least a part of the gas from the power recovery machine flows toward the compressor, the dehumidification system that dehumidifies the gas flowing in the circulation path , or the gas compressed by the compressor And a control device that controls a circulation rate that is circulated through the circulation path according to the state of the object in the heating chamber, and the control device is connected to the circulation path through an exhaust port. the amount of the gas discharged to the outside, and industrial heating systems, characterized that you control the amount of the gas that is newly introduced into the circulation path through the air inlet is provided.

この加熱システムによれば、圧縮に伴って得られた高温気体によって対象物を加熱できる。また、加熱室からの排動力を動力回収機で回収するとともに、気体を循環使用することにより、エネルギー効率の向上が図られる。   According to this heating system, the object can be heated by the high-temperature gas obtained along with the compression. In addition, the exhaust power from the heating chamber is recovered by a power recovery machine, and the energy efficiency is improved by circulating and using the gas.

一実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows one Embodiment. 別の実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows another embodiment. さらに別の実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows another embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、一実施形態にかかる加熱システムS1を示す概略図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Drawing 1 is a schematic diagram showing heating system S1 concerning one embodiment.

図1に示すように、加熱システムS1は、加熱室(加熱装置)12と、圧縮機(空気圧縮機)14と、動力回収機16と、制御装置70とを備える。必要に応じて、加熱システムS1は、除湿システム18をさらに備えることができる。制御装置70は、システム全体を統括的に制御する。加熱システムS1の構成は、設計要求に応じて様々に変更可能である。   As shown in FIG. 1, the heating system S <b> 1 includes a heating chamber (heating device) 12, a compressor (air compressor) 14, a power recovery machine 16, and a control device 70. If necessary, the heating system S1 may further include a dehumidification system 18. The control device 70 comprehensively controls the entire system. The configuration of the heating system S1 can be variously changed according to design requirements.

本実施形態において、加熱対象物は産業部品や産業材料である。例えば、加熱室12において、産業部品又は産業材料の少なくとも一部が乾燥処理される。あるいは、加熱室12において、産業部品又は産業材料の少なくとも一部が熱処理(例えば、熱硬化処理など)される。なお、汚泥、紙、木材、樹脂、薬剤、薬品、砂、家庭ごみ、産業ごみ、工芸品、工芸材料、電気部品、電気機器、塗装物、産業用衣類、機械部品、機械製品、食料、食材、食料品など、様々な物体を加熱対象にできる。   In the present embodiment, the heating object is an industrial part or an industrial material. For example, in the heating chamber 12, at least a part of industrial parts or industrial materials is dried. Alternatively, in the heating chamber 12, at least a part of the industrial part or the industrial material is subjected to heat treatment (for example, thermosetting treatment). Sludge, paper, wood, resin, chemicals, chemicals, sand, household waste, industrial waste, crafts, craft materials, electrical parts, electrical equipment, paints, industrial clothing, machine parts, mechanical products, food, foodstuffs Various objects such as food products can be heated.

本実施形態において、加熱室12は、加熱室本体122と、空気供給路124と、空気排出路126とを有する。加熱室本体122内に加熱対象物が配置される。圧縮機14からの空気が空気供給路124を流れ、加熱室本体122に入る。加熱室本体122からの空気は、空気排出路126を流れ、動力回収機16に入る。加熱室本体122には、空気供給路124に流体的に接続される入口125と、空気排出路126に流体的に接続される出口127とが設けられる。入口125及び出口127の数、設置位置、形状などは任意に設定可能である。   In the present embodiment, the heating chamber 12 includes a heating chamber main body 122, an air supply path 124, and an air discharge path 126. A heating object is disposed in the heating chamber main body 122. Air from the compressor 14 flows through the air supply path 124 and enters the heating chamber body 122. The air from the heating chamber main body 122 flows through the air discharge path 126 and enters the power recovery machine 16. The heating chamber body 122 is provided with an inlet 125 fluidly connected to the air supply path 124 and an outlet 127 fluidly connected to the air discharge path 126. The number of inlets 125 and outlets 127, installation positions, shapes, and the like can be arbitrarily set.

また、加熱室12は、必要に応じて不図示の移送装置を有する。一例において、移送装置は、コンベア、搬送車、搬送ロボットなどの様々な形態を有することができる。移送装置によって、加熱対象物が加熱室12内に投入されるとともに、加熱室12から取り出される。代替的又は追加的に、加熱室12は、加熱後の対象物の出力のために、ゲート式、旋回式などの形態を有する出力部を備えることができる。加熱した対象物の出力部は、必要に応じて加熱した対象物に化学処理などの所定の処理を行う機構を有することができる。   The heating chamber 12 has a transfer device (not shown) as necessary. In one example, the transfer device can have various forms such as a conveyor, a transport vehicle, and a transport robot. The object to be heated is put into the heating chamber 12 and taken out from the heating chamber 12 by the transfer device. Alternatively or additionally, the heating chamber 12 may include an output unit having a gate type, a swivel type, or the like for outputting an object after heating. The output part of the heated object can have a mechanism for performing a predetermined process such as a chemical process on the heated object as necessary.

本実施形態において、必要に応じて、移送装置は、加熱室12内で、加熱対象物を移動させることができる。加熱室12は、必要に応じて、不図示の脱水装置をさらに有し、それによって対象物を脱水することができる。脱水の際、対象物に必要に応じて凝集剤を添加することができる。脱水は、遠心式、加圧式、圧搾式、振動式など、対象物に応じて様々な形態が適用可能である。脱水により、対象物の容量が減少する。また、加熱室12は、必要に応じて、加熱室12に入る前の対象物に熱を与える予熱室をさらに有することができる。   In the present embodiment, the transfer device can move the object to be heated in the heating chamber 12 as necessary. The heating chamber 12 further includes a dehydrating device (not shown) as needed, and thereby the object can be dehydrated. During the dehydration, a flocculant can be added to the object as necessary. Various forms such as a centrifugal type, a pressure type, a pressure type, and a vibration type can be applied to the dehydration depending on the object. Dehydration reduces the volume of the object. Moreover, the heating chamber 12 can further have a preheating chamber for applying heat to the object before entering the heating chamber 12 as necessary.

本実施形態において、圧縮機14は、加熱室12に供給される空気を圧縮する。圧縮に伴い、空気の温度が上がる。圧縮機14は、遠心圧縮機、軸流圧縮機、レシプロ式圧縮機、ロータリー式圧縮機などの様々な圧縮機のうち、空気圧縮に適するものが好ましく適用される。圧縮機14には動力が供給される。圧縮機14の圧縮比(圧力比)は、加熱システムS1の仕様に応じて適宜に設定される。   In the present embodiment, the compressor 14 compresses the air supplied to the heating chamber 12. The air temperature increases with compression. Of the various compressors such as a centrifugal compressor, an axial compressor, a reciprocating compressor, and a rotary compressor, a compressor suitable for air compression is preferably applied. Power is supplied to the compressor 14. The compression ratio (pressure ratio) of the compressor 14 is appropriately set according to the specifications of the heating system S1.

圧縮機14からの高温の空気が加熱室12に供給される。加熱室12において、空気からの熱が対象物に伝わる。   Hot air from the compressor 14 is supplied to the heating chamber 12. In the heating chamber 12, heat from the air is transmitted to the object.

本実施形態において、加熱室12において、圧縮機14で圧縮された空気からの熱が直接的又は間接的に対象物に伝わる。例えば、加熱室12において、加熱された空気が対象物に直接的に接することができる。あるいは、加熱室12において、加熱された空気と対象物との間に別の物質が介在することができる。   In this embodiment, in the heating chamber 12, heat from the air compressed by the compressor 14 is directly or indirectly transmitted to the object. For example, in the heating chamber 12, heated air can directly contact the object. Alternatively, another substance can be interposed between the heated air and the object in the heating chamber 12.

本実施形態において、動力回収機16は、タービン発電機である。タービン圧縮機は、ブレード式、スクリュー式など、空気流れに適するものが好ましく適用される。他の実施形態において、動力回収機16は、タービン発電機以外の構成を採用できる。   In the present embodiment, the power recovery machine 16 is a turbine generator. A turbine compressor that is suitable for air flow, such as a blade type or a screw type, is preferably used. In other embodiments, the power recovery machine 16 may employ a configuration other than the turbine generator.

動力回収機16は、加熱室12から排出された空気を羽根車に当て、空気のエネルギーを回転運動に変換して動力を回収する。動力回収機16で回収した動力は、例えば圧縮機14で使用することができる。動力回収機16からの排気は、排気管162を介して、外部に放出される、又は少なくとも一部が加熱システムS1で再使用される。排気管162は、必要に応じて、ポンプなどの流体駆動部、バルブなどの流量制御部(不図示)、フィルタなどの排出ガス処理装置を有することができる。   The power recovery machine 16 applies the air discharged from the heating chamber 12 to the impeller, converts the energy of the air into a rotational motion, and recovers the power. The power recovered by the power recovery machine 16 can be used by the compressor 14, for example. The exhaust gas from the power recovery machine 16 is discharged to the outside through the exhaust pipe 162, or at least a part thereof is reused in the heating system S1. The exhaust pipe 162 may include a fluid drive unit such as a pump, a flow rate control unit (not shown) such as a valve, and an exhaust gas processing device such as a filter, as necessary.

このように、本実施形態の加熱システムS1において、圧縮機14における圧縮によって高温空気が得られる。本実施形態において、加熱室12に供給される空気の温度は、例えば、約90、100、110、120、130、140、150、160、170、又は180℃以上である。   Thus, in the heating system S1 of the present embodiment, high-temperature air is obtained by compression in the compressor 14. In the present embodiment, the temperature of the air supplied to the heating chamber 12 is, for example, about 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, or 180 ° C. or higher.

加熱室12に供給される空気を直接的に加熱することは、熱伝達箇所の減少につながり、熱損失の抑制に有利である。また、加熱システムS1では、冷媒の使用を回避(冷媒フリー)又は低減でき、地球環境への負荷の軽減に有利である。また、加熱システムS1では、加熱室12からの排動力を動力回収機16で回収することにより、エネルギー効率の向上が図られる。   Directly heating the air supplied to the heating chamber 12 leads to a decrease in heat transfer points, which is advantageous for suppressing heat loss. Further, in the heating system S1, the use of the refrigerant can be avoided (refrigerant-free) or reduced, which is advantageous for reducing the load on the global environment. Further, in the heating system S <b> 1, energy efficiency is improved by recovering the exhaust power from the heating chamber 12 by the power recovery machine 16.

本実施形態の加熱システムS1について、試算したCOP(Coefficient of Performance、成績係数)が、3.48(動力ベース)、3.13(電気ベース)であった。すなわち、加熱システムS1について、高温域でのCOPの向上が図られる。ここで、試算において、空気入口温度は20℃、加熱室12への流入空気温度は173℃、加熱室12からの流出空気温度は150℃、動力回収機16からの排気温度は41℃であった。また、試算において、圧縮機14の効率は85%、動力回収機16の効率は85%とした。   The COP (Coefficient of Performance, coefficient of performance) calculated for the heating system S1 of the present embodiment was 3.48 (power base) and 3.13 (electric base). That is, with respect to the heating system S1, the COP in the high temperature range can be improved. Here, in the trial calculation, the air inlet temperature was 20 ° C., the inflow air temperature to the heating chamber 12 was 173 ° C., the outflow air temperature from the heating chamber 12 was 150 ° C., and the exhaust temperature from the power recovery machine 16 was 41 ° C. It was. In the trial calculation, the efficiency of the compressor 14 was 85%, and the efficiency of the power recovery machine 16 was 85%.

本実施形態において、加熱室12の空気供給路124に必要に応じて除湿システム18が設置される。本実施形態において、除湿システム18は、ヒートポンプサイクルを有する。すなわち、除湿システム18は、蒸発、圧縮、凝縮、及び膨張の各工程からなるサイクルにより、作動流体の状態変化を利用して複数の物体間で熱の授受を行う回路を有する。ヒートポンプサイクルは一般に、エネルギー効率が比較的高いという利点を有する。なお、除湿システム18は、動力回収機16で回収した動力の少なくとも一部を使用することが可能である。   In the present embodiment, the dehumidifying system 18 is installed in the air supply path 124 of the heating chamber 12 as necessary. In the present embodiment, the dehumidification system 18 has a heat pump cycle. That is, the dehumidification system 18 has a circuit that transfers heat between a plurality of objects by using a change in the state of the working fluid by a cycle including evaporation, compression, condensation, and expansion processes. A heat pump cycle generally has the advantage of being relatively energy efficient. Note that the dehumidification system 18 can use at least a part of the power recovered by the power recovery machine 16.

具体的には、除湿システム18は、吸熱部181、圧縮部182、放熱部183、及び膨張部184を有し、これらは導管を介して接続されている。吸熱部181では、サイクル内の作動流体がサイクル外の熱源の熱、すなわち空気供給路124を流れる空気(加熱室12に向かう圧縮機14からの空気)の熱を吸収する。熱を奪われた空気に含まれる湿分の少なくとも一部が凝縮して不図示の排出路を流れる。放熱部183では、サイクル内の作動流体の熱をサイクル外の物体、すなわち空気供給路124を流れる除湿された空気(加熱室12に向かう、吸熱部181で除湿された空気)に熱を与える。なお、除湿システム18で回収した液体を動力回収機16(タービン入口など)に投入してもよい。   Specifically, the dehumidification system 18 has a heat absorption part 181, a compression part 182, a heat radiation part 183, and an expansion part 184, which are connected via a conduit. In the heat absorption unit 181, the working fluid in the cycle absorbs the heat of the heat source outside the cycle, that is, the heat of the air flowing through the air supply path 124 (air from the compressor 14 toward the heating chamber 12). At least a portion of the moisture contained in the air deprived of heat condenses and flows through a discharge path (not shown). In the heat radiating unit 183, heat of the working fluid in the cycle is given to an object outside the cycle, that is, dehumidified air flowing through the air supply path 124 (air dehumidified by the heat absorbing unit 181 toward the heating chamber 12). Note that the liquid recovered by the dehumidification system 18 may be input to the power recovery machine 16 (such as a turbine inlet).

本実施形態において、圧縮機14による圧縮に伴い空気の相対湿度が上がる。除湿システム18による除湿は、空気中の湿分を低減する。これは、例えば、加熱室12で乾燥処理をする場合などにおいて、処理能力の向上に有利である。   In the present embodiment, the relative humidity of the air increases with compression by the compressor 14. Dehumidification by the dehumidification system 18 reduces moisture in the air. This is advantageous, for example, in improving the processing capacity when performing a drying process in the heating chamber 12.

図2は、別の実施形態にかかる加熱システムS2を示す概略図である。以下の説明では、上記実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。   FIG. 2 is a schematic diagram showing a heating system S2 according to another embodiment. In the following description, the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

本実施形態において、加熱システムS2は、図2に示すように、加熱室(加熱装置)12と、圧縮機(空気圧縮機)14と、動力回収機16と、制御装置70とを備える。さらに、加熱システムS2は、除湿システム18としての除湿器188と、循環路(排熱回収経路)19とを備える。制御装置70は、システム全体を統括的に制御する。加熱システムS2の構成は、設計要求に応じて様々に変更可能である。   In the present embodiment, the heating system S2 includes a heating chamber (heating device) 12, a compressor (air compressor) 14, a power recovery machine 16, and a control device 70, as shown in FIG. Furthermore, the heating system S <b> 2 includes a dehumidifier 188 as a dehumidifying system 18 and a circulation path (exhaust heat recovery path) 19. The control device 70 comprehensively controls the entire system. The configuration of the heating system S2 can be variously changed according to design requirements.

本実施形態において、動力回収機16と圧縮機14とが流体的につながっている。循環路19の一端が動力回収機16の出口部(排気口)163に接続され、他端が圧縮機14の入口部(吸込口)142に接続される。動力回収機16の出口部163の近傍において、動力回収機16からの排気の一部を排出可能な排気口192が循環路19に設けられている。圧縮機14の入口部142の近傍において、空気を取り込むための吸気口194が循環路19に設けられている。また、図1の形態と同様に、加熱室12は、加熱室本体122と、空気供給路124と、空気排出路126とを有する。必要に応じて、ポンプなどの流体駆動部、バルブなどの流量制御部(不図示)、フィルタなどのガス処理装置が配管上に設けられる。   In the present embodiment, the power recovery machine 16 and the compressor 14 are fluidly connected. One end of the circulation path 19 is connected to the outlet (exhaust port) 163 of the power recovery machine 16, and the other end is connected to the inlet (suction port) 142 of the compressor 14. In the vicinity of the outlet 163 of the power recovery machine 16, an exhaust port 192 through which a part of the exhaust from the power recovery machine 16 can be discharged is provided in the circulation path 19. An intake port 194 for taking in air is provided in the circulation path 19 in the vicinity of the inlet portion 142 of the compressor 14. 1, the heating chamber 12 includes a heating chamber main body 122, an air supply path 124, and an air discharge path 126. If necessary, a fluid drive unit such as a pump, a flow rate control unit (not shown) such as a valve, and a gas processing device such as a filter are provided on the pipe.

本実施形態において、加熱室本体122内に加熱対象物が配置される。吸気口194からの空気は圧縮機14に入る。圧縮機14からの空気は空気供給路124を流れ、加熱室本体122に入る。本実施形態において、圧縮機14は、加熱室12に供給される空気を圧縮する。圧縮機14には動力が供給される(動力が電気的に伝達される)。圧縮に伴い、空気の温度が上がる。圧縮機14からの高温の空気が加熱室12に供給される。加熱室12において、空気からの熱が対象物に伝わる。   In the present embodiment, a heating object is disposed in the heating chamber main body 122. Air from the inlet 194 enters the compressor 14. The air from the compressor 14 flows through the air supply path 124 and enters the heating chamber main body 122. In the present embodiment, the compressor 14 compresses the air supplied to the heating chamber 12. Power is supplied to the compressor 14 (power is transmitted electrically). The air temperature increases with compression. Hot air from the compressor 14 is supplied to the heating chamber 12. In the heating chamber 12, heat from the air is transmitted to the object.

本実施形態において、加熱室12において、圧縮機14で圧縮された空気からの熱が直接的又は間接的に対象物に伝わる。例えば、加熱室12において、加熱された空気が対象物に直接的に接することができる。あるいは、加熱室12において、加熱された空気と対象物との間に別の物質が介在することができる。   In this embodiment, in the heating chamber 12, heat from the air compressed by the compressor 14 is directly or indirectly transmitted to the object. For example, in the heating chamber 12, heated air can directly contact the object. Alternatively, another substance can be interposed between the heated air and the object in the heating chamber 12.

加熱室本体122からの空気は、空気排出路126を流れ、動力回収機16に入る。本実施形態において、動力回収機16は、タービン発電機である。他の実施形態において、動力回収機16は、タービン発電機以外の構成を採用できる。動力回収機16は、例えば、加熱室12から排出された空気を羽根車に当て、空気のエネルギーを回転運動に変換して動力を回収する。動力回収機16で回収した動力は、例えば圧縮機14で使用することができる。   The air from the heating chamber main body 122 flows through the air discharge path 126 and enters the power recovery machine 16. In the present embodiment, the power recovery machine 16 is a turbine generator. In other embodiments, the power recovery machine 16 may employ a configuration other than the turbine generator. For example, the power recovery machine 16 applies air discharged from the heating chamber 12 to the impeller and converts the energy of the air into a rotational motion to recover the power. The power recovered by the power recovery machine 16 can be used by the compressor 14, for example.

動力回収機16からの空気(排気)は、循環路19を流れる。本実施形態において、被加熱流体(加熱空気)の少なくとも一部を循環使用可能である。循環路19内の空気の一部を、排気口192から外部に放出可能である。循環路19を流れる空気は圧縮機14に供給される(再使用される)。圧縮機14への投入前において、循環空気にフレッシュエアが投入される。循環路19の合流部196で循環空気とフレッシュエアとが合流する。合流した空気が圧縮機14に入る。なお、動力回収機16からの排気が有する熱(排熱)を用いて、圧縮機14に供給される空気を加温(予熱)する構成を採用することができる。   Air (exhaust gas) from the power recovery machine 16 flows through the circulation path 19. In the present embodiment, at least a part of the fluid to be heated (heated air) can be circulated. A part of the air in the circulation path 19 can be discharged from the exhaust port 192 to the outside. Air flowing through the circulation path 19 is supplied to the compressor 14 (reused). Before being charged into the compressor 14, fresh air is charged into the circulating air. Circulating air and fresh air merge at the junction 196 of the circulation path 19. The merged air enters the compressor 14. In addition, the structure which heats (preheats) the air supplied to the compressor 14 using the heat | fever (exhaust heat) which the exhaust_gas | exhaustion from the motive power recovery machine 16 has can be employ | adopted.

このように、本実施形態の加熱システムS2において、圧縮機14における圧縮によって高温空気が得られる。本実施形態において、加熱室12に供給される空気の温度は、例えば、約90、100、110、120、130、140、150、160、170、又は180℃以上である。   Thus, in the heating system S2 of the present embodiment, high-temperature air is obtained by compression in the compressor 14. In the present embodiment, the temperature of the air supplied to the heating chamber 12 is, for example, about 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, or 180 ° C. or higher.

また、図1の形態と同様に、加熱室12に供給される空気を直接的に加熱することは、熱伝達箇所の減少につながり、熱損失の抑制に有利である。また、加熱システムS2では、冷媒の使用を回避(冷媒フリー)又は低減でき、地球環境への負荷の軽減に有利である。また、加熱システムS1では、加熱室12からの排動力を動力回収機16で回収することにより、エネルギー効率の向上が図られる。   Similarly to the embodiment of FIG. 1, directly heating the air supplied to the heating chamber 12 leads to a decrease in heat transfer locations, which is advantageous for suppressing heat loss. Moreover, in heating system S2, use of a refrigerant | coolant can be avoided (refrigerant free) or can be reduced, and it is advantageous to the reduction | restoration of the load to global environment. Further, in the heating system S <b> 1, energy efficiency is improved by recovering the exhaust power from the heating chamber 12 by the power recovery machine 16.

本実施形態において、圧縮機14と動力回収機16とが比較的互いに近づけて配置される。一例において、圧縮機14の入口部(吸込口)142が動力回収機16に近づけて配置され、動力回収機16の出口部(排気口)163が圧縮機14に近づけて配置される。近接配置により、循環路19の配管長さの短縮化(配管スペースの縮小化)が図られる。これは、熱損失の抑制に有利である。また、近接配置により、動力回収機16で回収した動力を圧縮機14に機械的に伝達することが比較的容易に可能になる。回収動力の機械的伝達は、損失低減に有利である。動力を機械的に伝達する構成において、圧縮機14と動力回収機16とは同軸配置でもよく、非同軸配置でもよい。同軸配置により、機械的損失の抑制が図られる。   In the present embodiment, the compressor 14 and the power recovery machine 16 are arranged relatively close to each other. In one example, the inlet portion (suction port) 142 of the compressor 14 is disposed close to the power recovery device 16, and the outlet portion (exhaust port) 163 of the power recovery device 16 is disposed close to the compressor 14. By the close arrangement, the piping length of the circulation path 19 can be shortened (the piping space can be reduced). This is advantageous for suppressing heat loss. Further, the proximity arrangement makes it relatively easy to mechanically transmit the power recovered by the power recovery machine 16 to the compressor 14. The mechanical transmission of the recovery power is advantageous for reducing the loss. In the configuration for mechanically transmitting power, the compressor 14 and the power recovery machine 16 may be arranged coaxially or non-coaxially. The coaxial arrangement can suppress mechanical loss.

本実施形態において、空気を循環使用することにより、エネルギー効率のさらなる向上が図られる。制御装置70は、循環路19を介して循環される循環率(熱回収率)を制御することができる。一例において、排気口192を介して循環路19から外部に排出される気体(排気)の量を制御する機器(開閉制御器、流量制御器、又は流れ方向制御器など)が設けられ、制御装置70がこの機器を制御する。また、一例において、吸気口194を介して循環路19に導入されるフレッシュエアの量を制御する機器(開閉制御器、流量制御器、又は流れ方向制御器など)が設けられ、制御装置70がこの機器を制御する。   In this embodiment, the energy efficiency is further improved by circulating and using air. The control device 70 can control the circulation rate (heat recovery rate) circulated through the circulation path 19. In one example, a device (such as an open / close controller, a flow rate controller, or a flow direction controller) that controls the amount of gas (exhaust gas) discharged from the circulation path 19 to the outside via the exhaust port 192 is provided, and the control device 70 controls this device. In one example, a device (such as an open / close controller, a flow rate controller, or a flow direction controller) that controls the amount of fresh air introduced into the circulation path 19 via the intake port 194 is provided. Control this equipment.

一実施形態において、制御装置70は、(1)循環モード、(2)非循環モード、及び(3)一部循環モードを含むことができる。   In one embodiment, the controller 70 can include (1) a circulation mode, (2) a non-circulation mode, and (3) a partial circulation mode.

循環モードにおいて、動力回収機16からの排ガスの大部分が循環路19に割り当てられる。循環路19を介して、加熱室12から排出された空気が加熱室12に戻される。   In the circulation mode, most of the exhaust gas from the power recovery machine 16 is allocated to the circulation path 19. The air discharged from the heating chamber 12 is returned to the heating chamber 12 through the circulation path 19.

非循環モードにおいて、加熱室12からのほぼすべての排ガスが外部に排出される。非循環モードでは、吸気口194を介して導入された実質的にフレッシュエアのみが加熱室12に入る。   In the non-circulation mode, almost all the exhaust gas from the heating chamber 12 is discharged to the outside. In the non-circulation mode, substantially only fresh air introduced through the air inlet 194 enters the heating chamber 12.

一部循環モードにおいて、加熱室12からの排ガス(空気)の一部が循環路19に割り当てられ、かつ加熱室12からの排ガス(空気)の別の一部が外部に排出される。   In the partial circulation mode, a part of the exhaust gas (air) from the heating chamber 12 is assigned to the circulation path 19 and another part of the exhaust gas (air) from the heating chamber 12 is discharged to the outside.

モードの切り換えにより、空気供給量及び/又は空気温度を変更でき、加熱室12における処理状況に応じて適切な加熱処理を実行することができる。例えば、制御装置70は、加熱室12内の温度や、加熱室12内の対象物の状態(乾燥状態、硬化状態など)に応じて、モードの切り替えを行うことができる。   By switching the mode, the air supply amount and / or the air temperature can be changed, and an appropriate heat treatment can be executed according to the treatment situation in the heating chamber 12. For example, the control device 70 can switch modes according to the temperature in the heating chamber 12 and the state of the object in the heating chamber 12 (dry state, cured state, etc.).

モードの切り換えは、例えば、所定箇所における加熱用空気の温度の計測結果、及び/又は流量の測定結果に基づいて実行できる。代替的又は追加的に、加熱時間経過に基づいてモードの切り換えを実行できる。   The mode can be switched based on, for example, the measurement result of the temperature of the heating air and / or the measurement result of the flow rate at a predetermined location. Alternatively or additionally, mode switching can be performed based on heating time.

本実施形態の加熱システムS2について、試算したCOP(Coefficient of Performance、成績係数)が、循環率(熱回収率)が80%の場合、3.54、また、循環率(熱回収率)が0%(熱回収無し)の場合、2.75であった。試算において、圧縮機14の効率は80%、動力回収機16の効率は80%とした。   Regarding the heating system S2 of the present embodiment, the estimated COP (Coefficient of Performance, coefficient of performance) is 3.54 when the circulation rate (heat recovery rate) is 80%, and the circulation rate (heat recovery rate) is 0. % (No heat recovery) was 2.75. In the trial calculation, the efficiency of the compressor 14 was 80%, and the efficiency of the power recovery machine 16 was 80%.

本実施形態において、除湿器188は、循環路19内を流れる気体、又は圧縮機14で圧縮された気体を除湿する。すなわち、除湿器188は、(1)循環路19における動力回収機16側の端部と合流部196との間、(2)循環路19における合流部196と圧縮機14の入口部(吸込口)142との間、及び/又は(3)空気供給路124に配設される。   In the present embodiment, the dehumidifier 188 dehumidifies the gas flowing in the circulation path 19 or the gas compressed by the compressor 14. That is, the dehumidifier 188 is (1) between the end portion on the power recovery machine 16 side in the circulation path 19 and the merge section 196, and (2) the merge section 196 in the circulation path 19 and the inlet section (suction port) of the compressor 14. 142) and / or (3) in the air supply path 124.

本実施形態において、圧縮機14による圧縮に伴い空気の相対湿度が上がる。除湿システム18による除湿は、空気中の湿分を低減する。これは、例えば、加熱室12で乾燥処理をする場合などにおいて、処理能力の向上に有利である。   In the present embodiment, the relative humidity of the air increases with compression by the compressor 14. Dehumidification by the dehumidification system 18 reduces moisture in the air. This is advantageous, for example, in improving the processing capacity when performing a drying process in the heating chamber 12.

図3は、別の実施形態にかかる加熱システムS3を示す概略図である。以下の説明では、上記実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。   FIG. 3 is a schematic diagram showing a heating system S3 according to another embodiment. In the following description, the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

本実施形態において、圧縮機14と動力回収機16とが比較的互いに近づけて配置される。近接配置により、動力回収機16で回収した動力を圧縮機14に機械的に伝達することが比較的容易に可能になる。回収動力の機械的伝達は、損失低減に有利である。動力を機械的に伝達する構成において、圧縮機14と動力回収機16とは同軸配置でもよく、非同軸配置でもよい。   In the present embodiment, the compressor 14 and the power recovery machine 16 are arranged relatively close to each other. Due to the proximity arrangement, the power recovered by the power recovery machine 16 can be mechanically transmitted to the compressor 14 relatively easily. The mechanical transmission of the recovery power is advantageous for reducing the loss. In the configuration for mechanically transmitting power, the compressor 14 and the power recovery machine 16 may be arranged coaxially or non-coaxially.

また、圧縮機14と動力回収機16の近接配置は、動力回収機16からの排気を圧縮機14で再利用する構成において配管スペースの縮小化に有利である。なお、動力回収機16からの排気が有する熱(排熱)を用いて、圧縮機14に供給される空気を加温(予熱)する構成を採用することができる。   Further, the close arrangement of the compressor 14 and the power recovery machine 16 is advantageous in reducing the piping space in the configuration in which the exhaust gas from the power recovery machine 16 is reused by the compressor 14. In addition, the structure which heats (preheats) the air supplied to the compressor 14 using the heat | fever (exhaust heat) which the exhaust_gas | exhaustion from the motive power recovery machine 16 has can be employ | adopted.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されることはない。上記説明において使用した数値は一例であって、本発明はこれに限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の請求の範囲によってのみ限定される。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment. The numerical value used in the above description is an example, and the present invention is not limited to this. Additions, omissions, substitutions, and other modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. The present invention is not limited by the above description, but only by the appended claims.

S1、S2、S3:加熱システム、12:加熱室(加熱装置)、14:圧縮機(空気圧縮機)、16:動力回収機、19:循環路(排熱回収経路)、70:制御装置、18:除湿システム、122:加熱室本体、124:空気供給路、126:空気排出路、188:除湿器。   S1, S2, S3: heating system, 12: heating chamber (heating device), 14: compressor (air compressor), 16: power recovery machine, 19: circulation path (exhaust heat recovery path), 70: control device, 18: Dehumidification system, 122: Heating chamber body, 124: Air supply path, 126: Air discharge path, 188: Dehumidifier.

Claims (4)

対象物が配置される加熱室と、
前記加熱室に供給される気体を圧縮する圧縮機と、
前記加熱室から排出された前記気体から動力を回収する動力回収機と、
前記動力回収機からの前記気体の少なくとも一部が前記圧縮機に向けて流れる循環路と、
前記循環路内を流れる前記気体、又は前記圧縮機で圧縮された前記気体を除湿する除湿システムと、
前記加熱室内の前記対象物の状態に応じて、前記循環路を介して循環される循環率を制御する制御装置と、を備え
前記制御装置は、排気口を介して前記循環路から外部に排出される前記気体の量、及び吸気口を介して前記循環路に新たに導入される前記気体の量を制御す
ことを特徴とする産業用加熱システム。
A heating chamber in which the object is placed;
A compressor for compressing the gas supplied to the heating chamber;
A power recovery machine that recovers power from the gas discharged from the heating chamber;
A circulation path in which at least a part of the gas from the power recovery machine flows toward the compressor;
A dehumidification system for dehumidifying the gas flowing in the circulation path or the gas compressed by the compressor;
A control device for controlling a circulation rate circulated through the circulation path according to a state of the object in the heating chamber ,
The control device that controls the amount of the gas that is newly introduced into the circulation path through the amount of gas, and the intake port is discharged to the outside from the circulation path via the exhaust port
Industrial heating system characterized by that.
前記除湿システムは、前記循環路に設けられる
ことを特徴とする請求項1に記載の産業用加熱システム。
The industrial heating system according to claim 1 , wherein the dehumidifying system is provided in the circulation path .
前記除湿システムは、前記圧縮器と前記加熱室との間における前記気体の供給路に設けられる
ことを特徴とする請求項1に記載の産業用加熱システム。
The industrial heating system according to claim 1 , wherein the dehumidifying system is provided in the gas supply path between the compressor and the heating chamber .
前記除湿システムが前記気体から回収した液体が前記動力回収機に投入される
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の産業用加熱システム。
The industrial heating system according to any one of claims 1 to 3, wherein a liquid recovered from the gas by the dehumidifying system is input to the power recovery machine .
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