(57)【要約】【課題】比較的流量の小さい気体を効率よく圧縮してエクセルギー損失を効果的に低減できる熱循環システムを提供する。【解決手段】供給される物質に対して加熱処理が施され、その加熱された物質を使用して所定の処理（蒸留，乾燥等）が行われて気体が生成されると、圧縮機１０によって当該気体が圧縮されることによって気体の温度が上昇し、その熱が当該物質の加熱プロセスの熱源として再利用される。エクセルギー率の低い気体を圧縮して温度を上昇させることにより加熱プロセス用の熱源として再利用することで、消費エネルギーを削減できる。また、気体の昇温のための断熱圧縮を行う圧縮機１０としてルーツ型ドライポンプを用いることによって、遠心回転方式やスクリュー方式の圧縮機に比べて気体の流量が小さい場合でも、消費電力を抑えて効率よく圧縮を行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部による前記気体の圧縮に伴って生じた熱を、前記圧縮部に送り込まれる気体若しくは前記圧縮部に送り込まれる気体の生成に使用される物質に伝達する熱交換部と
を有し、
前記圧縮部は、互いに平行な回転軸において逆方向に回転駆動される一対のロータが収容されたロータ室を備えたルーツ型ドライポンプを含む、
熱循環システム。
【請求項２】
前記ルーツ型ドライポンプは、縦続接続された複数の前記ロータ室を含む、
請求項１に記載の熱循環システム。
【請求項３】
前記圧縮部は、縦続接続された複数の前記ルーツ型ドライポンプを含む、
請求項１又は２に記載の熱循環システム。
【請求項４】
前記熱交換部において熱交換された気体が膨張することにより生じる力を所定の形式の動力に変換する膨張機と、
前記膨張機の動力を前記気体の圧縮に要する動力の一部として前記ルーツ型ドライポンプに伝達する動力伝達部とを有する、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の熱循環システム。
【請求項５】
前記膨張機は、互いに平行な回転軸において逆方向に回転駆動される一対のロータが収容されたロータ室を備えたルーツ型ドライポンプを含む、
請求項４に記載の熱循環システム。
【請求項６】
室内に投入された乾燥対象物を乾燥させる乾燥室と、
前記乾燥室から排気される気体に含まれた塵を除去する集塵部と、
前記集塵部において塵が除去された気体を圧縮する第１圧縮部と、
前記圧縮部による前記気体の圧縮に伴って生じた熱を、前記乾燥室の室内に投入された前記乾燥対象物に伝達する第１熱交換部と、
前記第１熱交換部を通過した気体が膨張することにより生じる力を所定の形式の動力に変換する膨張機と、
前記膨張機の動力を前記気体の圧縮に要する動力の一部として前記第１圧縮部に伝える動力伝達部と、
前記膨張機において膨張した気体を圧縮して前記乾燥室の室内に送り込む第２圧縮部と、
を有し、
前記第１圧縮部は、互いに平行な回転軸において逆方向に回転駆動される一対のロータが収容されたロータ室を備えたルーツ型ドライポンプを含む、
熱循環システム。
【請求項７】
前記第１熱交換部を通過した気体の熱を、前記第２圧縮部に供給される気体に伝える第２熱交換部を有する、
請求項６に記載の熱循環システム。
【請求項８】
前記膨張機及び前記第２圧縮部の少なくとも一方は、互いに平行な回転軸において逆方向に回転駆動される一対のロータが収容されたロータ室を備えたルーツ型ドライポンプを含む、
請求項６又は７に記載の熱循環システム。
【請求項９】
前記膨張機に吸気される気体に含まれる液体を除去する気液分離部、及び／又は、前記膨張機から排気される気体に含まれる液体を除去する気液分離部を有する、
請求項６乃至８の何れか一項に記載の熱循環システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体の圧縮によって生じる熱を加熱プロセスに再利用することでエクセルギーの損失を低減する熱循環システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エクセルギーは、ある系から有効な仕事として理論的に取り出し得るエネルギーであり、全エネルギーに対するエクセルギーの割合をエクセルギー率と呼ぶ。エクセルギー率はエネルギーの形態によって異なり、電気エネルギーは１００％、化石エネルギーは９０％と比較的高いのに対して、熱エネルギーは１００℃で１０％前後、１０００℃でも５０％程度と低い。従って、化石燃料を燃焼させて発生した熱により動力を発生する従来の一般的なシステム（蒸気タービン等）では、利用されずに捨てられてしまうエクセルギーが大きく、エネルギー資源の利用効率が低いという問題が指摘されている。
【０００３】
下記の非特許文献１では、エクセルギーの視点からエネルギーの利用を見直して、よりエクセルギー損失が少なくなるように工夫した熱循環システムが提案されている。この熱循環システムは、エクセルギー率の小さい熱エネルギーを担う気体に断熱圧縮の仕事を加えることによって温度を上昇させ、その熱を加熱プロセスにおいて再利用するものであり、蒸留や濃縮、乾燥、化学合成等の様々な分野に適用可能である。熱循環システムをプロセスに組み込むことにより、外部から熱を加える従来の方法に比べてエクセルギー損失を抑制できるため、消費エネルギーを大幅に削減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】堤  敦司、"低炭素社会構築に向けた革新的エネルギー技術 "、［online］、平成２２年５月１０日、東京大学、［平成２４年１１月１４日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.energy.iis.u-tokyo.ac.jp/tsutsumi/20100510.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した熱循環システムを実現するためには、気体を断熱圧縮して熱を発生するための圧縮機が必須である。例えば水蒸気の熱循環システムにおいて使用される圧縮機には、少なくとも百数十℃以上の温度で動作することや、大気圧より高い圧力まで圧縮できる性能が求められる。水蒸気の圧縮に遠心回転方式やスクリュー方式の圧縮機を使用する例は存在するが、消費電力が大きいため大流量の用途に向けたものが多く、比較的流量の小さい用途には不向きである。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的流量の小さい気体を効率よく圧縮してエクセルギー損失を効果的に低減できる熱循環システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の観点に係る熱循環システムは、気体を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部による前記気体の圧縮に伴って生じた熱を、前記圧縮部に送り込まれる気体若しくは前記圧縮部に送り込まれる気体の生成に使用される物質に伝達する熱交換部とを有する。前記圧縮部は、互いに平行な回転軸において逆方向に回転駆動される一対のロータが収容されたロータ室を備えたルーツ型ドライポンプを含む。
【０００８】
好適に、前記ルーツ型ドライポンプは、縦続接続された複数の前記ロータ室を含んでよい。また、前記圧縮部は、縦続接続された複数の前記ルーツ型ドライポンプを含んでよい。
【０００９】
好適に、上記熱循環システムは、前記熱交換部において熱交換された気体が膨張することにより生じる力を所定の形式の動力に変換する膨張機と、前記膨張機の動力を前記気体の圧縮に要する動力の一部として前記ルーツ型ドライポンプに伝達する動力伝達部とを有してよい。この場合、前記膨張機は、互いに平行な回転軸において逆方向に回転駆動される一対のロータが収容されたロータ室を備えたルーツ型ドライポンプを含んでよい。
【００１０】
本発明の第２の観点に係る熱循環システムは、室内に投入された乾燥対象物を乾燥させる乾燥室と、前記乾燥室から排気される気体に含まれた塵を除去する集塵部と、前記集塵部において塵が除去された気体を圧縮する第１圧縮部と、前記圧縮部による前記気体の圧縮に伴って生じた熱を、前記乾燥室の室内に投入された前記乾燥対象物に伝達する第１熱交換部と、前記第１熱交換部を通過した気体が膨張することにより生じる力を所定の形式の動力に変換する膨張機と、前記膨張機の動力を前記気体の圧縮に要する動力の一部として前記第１圧縮部に伝える動力伝達部と、前記膨張機において膨張した気体を圧縮して前記乾燥室の室内に送り込む第２圧縮部とを有し、前記第１圧縮部は、互いに平行な回転軸において逆方向に回転駆動される一対のロータが収容されたロータ室を備えたルーツ型ドライポンプを含む。
【００１１】
好適に、上記熱循環システムは、前記第１熱交換部を通過した気体の熱を、前記第２圧縮部に供給される気体に伝える第２熱交換部を有してよい。
【００１２】
好適に、前記膨張機及び前記第２圧縮部の少なくとも一方は、互いに平行な回転軸において逆方向に回転駆動される一対のロータが収容されたロータ室を備えたルーツ型ドライポンプを含んでよい。
【００１３】
好適に、上記熱循環システムは、前記膨張機に吸気される気体に含まれる液体を除去する気液分離部、及び／又は、前記膨張機から排気される気体に含まれる液体を除去する気液分離部を有してよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、気体の断熱圧縮にルーツ型ドライポンプを使用することによって、比較的流量の小さい気体（水蒸気等）を効率よく圧縮して効果的にエクセルギー損失を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る熱循環システムの構成の一例を示す図である。
【図２】圧縮機を構成するポンプの構成の一例を示す、回転軸に垂直な断面を表す図である。
【図３】圧縮機を構成するポンプの構成の一例を示す、回転軸に平行な断面を表す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る熱循環システムの構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る熱循環システムの構成の一例を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る熱循環システムの構成の一例を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る熱循環システムの構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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、本発明の実施形態に係る熱循環システムの構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る熱循環システムは、熱交換部２０と、処理部５０と、圧縮機１０と、モータ４０と、冷却部２５を有する。熱交換部２０は、本発明における熱交換部の一例である。圧縮機１０とモータ４０を含むユニットは、本発明における圧縮部の一例である。
【００１７】
圧縮機１０は、処理部５０から流出する気体（水蒸気等）を圧縮して温度を上昇させる。圧縮機１０は、後述するルーツ型ドライポンプ（図２，図３）を含む。モータ４０は、圧縮機１０に供給する駆動用の動力を発生する。
【００１８】
処理部５０は、熱交換部２０において加熱された物質に基づいて、蒸留や濃縮、乾燥、化学合成、ガス分離などの所定の処理を行う装置であり、処理に伴って生成された気体を流出する。
【００１９】
熱交換部２０は、圧縮機１０による気体の圧縮に伴って生じた熱を、処理部５０において気体の生成に使用される物質に伝達する。これにより、処理部５０に供給される物質が加熱される。
【００２０】
冷却部２５は、熱交換部２０から流出される気体を冷却し、液体として回収する。
【００２１】
図１に示す熱循環システムでは、蒸留や濃縮、乾燥、化学合成、ガス分離などの所定の処理が行われるが、その処理過程における加熱プロセスの熱源として、処理部５０から流出した気体の圧縮により生じる熱が使用される。すなわち、供給される物質に対して加熱処理が施され、その加熱された物質を使用して所定の処理（蒸留，乾燥等）が行われて気体が生成されると、圧縮機１０によって当該気体が圧縮されることによって気体の温度が上昇し、その熱が当該物質の加熱プロセスの熱源として再利用される。エクセルギー率の低い気体を圧縮して温度を上昇させることにより加熱プロセス用の熱源として再利用するため、別途に加熱プロセス用の熱エネルギーを投入する方法に比べて消費エネルギーの削減を図ることができる。
【００２２】
図２，図３は、圧縮機１０を構成するポンプ（ルーツ型ドライポンプ）の構成の一例を示す図である。図２はロータ（１１ａ〜１１ｆ）の回転軸１２と垂直な断面を示し、図３は回転軸１２と平行な断面を示す。
【００２３】
図２，図３に示すポンプは、本体を形成するケーシング１９の内部において平行に保持された２本の回転軸１２を有する。回転軸１２は、ケーシング１９の両端に設けられた軸受１５，１６によって回転自在に支持される。
【００２４】
ケーシング１９の内部には、それぞれ２つのロータ（１１ａ〜１１ｆ）を収容する複数の（図３の例では６つの）縦続接続されたロータ室１３が形成される。６つのロータ室１３は、回転軸１２の軸方向に並んで配置され、２本の回転軸１２がこれらのロータ室１３を貫通している。ロータ室１３はそれぞれ吸気口と排気口を備えており、前段のロータ室１３の排気口が連通路１４を介して後段のロータ室１３の吸気口に接続される。吸気路１７から初段のロータ室１３に供給された気体は、６つのロータ室１３においてロータ（１１ａ〜１１ｆ）の回転により圧縮され、終段のロータ室１３から排気路１８を通じて排出される。
【００２５】
同一のロータ室１３に収容される２つのロータ（１１ａ〜１１ｆ）は、同一の形状・寸法を有する。２つのロータ（１１ａ〜１１ｆ）は、それぞれ回転軸１２に固定され、僅かな隙間を維持しながら互いに逆方向に回転する。また、２つのロータ（１１ａ〜１１ｆ）は、ロータ室１３の内壁とも接触することなく、僅かな隙間を維持しながら回転する。
【００２６】
２つの回転軸１２には、図示しない動力伝達機構を介してモータ４０の駆動軸から動力が伝達される。例えば２つの回転軸１２は、互いに反対方向へ回転するようにタイミングギヤを介して結合され、一方の回転軸１２がモータ４０の駆動軸に結合される。
【００２７】
図２，図３に示すポンプ（ルーツ型ドライポンプ）によれば、モータ４０の駆動によって２つの回転軸１２が逆方向に回転すると、ロータ室１３内において２つのロータ（１１ａ〜１１ｆ）が僅かな隙間を維持しながら互いに逆方向に回転する。これにより、ロータ室１３の吸気口に供給される気体は、ロータ室１３の内壁とロータ（１１ａ〜１１ｆ）の隙間に閉じ込められてロータ室１３の排気口に運ばれる。その結果、初段のロータ室１３から終段のロータ室１３へ気体が順次に運ばれて行き、ポンプの吸気側に比べて排気側の気体の圧力が高くなる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態に係る熱循環システムによれば、気体の昇温のための断熱圧縮を行う圧縮機１０としてルーツ型ドライポンプを用いるため、遠心回転方式やスクリュー方式の圧縮機に比べて、気体の流量が小さい場合でも消費電力を抑えて効率よく圧縮を行うことができる。これにより、比較的小さい流量を扱う熱循環システムにおける損失を更に低減し、省エネルギー性を向上することができる。
【００２９】
また、本実施形態によれば、ルーツ型ドライポンプを用いることによって、百数十℃以上の温度で大気圧より高い圧力まで圧縮を行うことができるため、水蒸気を使用する比較的小規模の熱循環システムを構築することができる。
【００３０】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。
【００３１】
図４は、本発明の他の実施形態に係る熱循環システムの構成の一例を示す図である。
図４に示す熱循環システムは、図１に示す熱循環システムと同様の構成（圧縮機１０、モータ４０、熱交換部２０、冷却部２５、処理部５０）を有するとともに、処理部５０Ａとバルブ２２を有する。
【００３２】
バルブ２２は、熱交換部２０を介して圧縮機１０に供給される気体の量を調節する。
圧縮機１０は、熱交換部２０において加熱された気体を圧縮し、処理部５０Ａに供給する。
処理部５０Ａは、圧縮機１０で圧縮された気体に基づいて、蒸留や濃縮、乾燥、化学合成、ガス分離などの所定の処理を行う。
熱交換部２０は、処理部５０Ａから流出する物質（気体又は液体）の熱を圧縮機１０の吸気側の気体に伝えて加熱する。
図４に示す熱循環システムによれば、処理部５０Ａに供給される気体の温度が圧縮機１０の圧縮によって上昇し、その処理部５０Ａから流出する気体の熱を利用して圧縮機１０の吸気側の気体が加熱される。従って、図４に示す熱循環システムにおいても、図１に示す熱循環システムと同様に、エクセルギー率の低い気体を圧縮して温度を上昇させることにより加熱プロセス用の熱源として再利用することから、消費エネルギーを効果的に削減することができる。
【００３３】
図５は、本発明の他の実施形態に係る熱循環システムの構成の一例を示す図である。
図５に示す熱循環システムは、図１に示す熱循環システムと同様の構成（圧縮機１０、モータ４０、熱交換部２０、処理部５０）を有するとともに、膨張機３０と動力伝達部４５を有する。
膨張機３０は、熱交換部２０において熱交換された気体が膨張することにより生じる力を、所定の形式の動力に変換する。この膨張機３０は、例えばルーツ型ドライポンプを含んで構成される。ルーツ型ドライポンプは、例えば図２，図３に示すポンプと同様な構成を有しており、気体の膨張により生じる力を回転軸の回転動力に変換する。
動力伝達部４５は、膨張機３０において気体の膨張力から回収された動力を、気体の圧縮に要する動力の一部として、圧縮機１０のポンプに伝達する。
図５に示す熱循環システムによれば、気体の膨張により生じる力を膨張機３０において動力として回収し、気体の圧縮に再利用することによって、圧縮機１０を駆動するモータ４０の消費電力を削減することができる。
【００３４】
図６は、本発明の他の実施形態に係る熱循環システムの構成の一例を示す図である。
図６に示す熱循環システムは、図５に示す熱循環システムと同様の構成（圧縮機１０、モータ４０、熱交換部２０、処理部５０、膨張機３０、動力伝達部４５）を有するとともに、処理部５０Ｂと熱交換部２０Ｂを有する。
処理部５０と処理部５０Ｂを合わせたブロックは、蒸留や濃縮、乾燥、化学合成、ガス分離などの所定の処理を行うが、処理部５０Ｂは処理部５０に比べて流入・流出する物質（気体又は液体）の温度が低い。そこで、図６に示す熱循環システムでは、熱交換部２０から流出するやや温度が低下した気体の熱が、処理部５０Ｂに供給される物質（気体又は液体）の加熱に利用される。熱交換部２０Ｂは、熱交換部２０から流出する気体の熱を処理部５０Ｂに供給される物質に伝達して加熱する。膨張機３０は、熱交換部２０Ｂから流出する気体の膨張を動力に変換する。
【００３５】
図６に示す熱循環システムによれば、圧縮機１０において昇温された気体の熱を、複数の熱交換部において温度の異なる加熱プロセスに再利用することから、熱エネルギーの利用効率を向上して消費エネルギーの削減に寄与できる。
なお、図６の例では熱交換器の段数が２段であるが、３段以上の熱交換器をカスケードに設けて熱エネルギーの再利用を図ってもよい。
【００３６】
図７は、本発明の他の実施形態に係る熱循環システムの構成の一例を示す図であり、バイオマスの乾燥を行うシステムに適用した例を示す。
【００３７】
図７に示す熱循環システムは、圧縮機１０及び９５と、膨張機３０と、モータ４０と、動力伝達部４５と、乾燥装置６０と、熱交換器６５及び９０と、集塵装置７０と、気液分離器８０及び８５を有する。
乾燥装置６０の乾燥室は、本発明における乾燥室の一例である。
集塵装置７０は、本発明における集塵部の一例である。
圧縮機１０は、本発明における第１圧縮部の一例である。
熱交換器６５は、本発明における第１熱交換部の一例である。
膨張機３０は、本発明における膨張機の一例である。
動力伝達部４５は、本発明における動力伝達部の一例である。
圧縮機９５は、本発明における第２圧縮部の一例である。
熱交換器９０は、第２熱交換部の一例である。
気液分離器８０，８５は、本発明における気液分離部の一例である。
【００３８】
乾燥装置６０は、外部から供給されるバイオマスを乾燥する装置である。乾燥装置６０の乾燥室は熱交換器６５によって加熱され、乾燥室の下側には圧縮機９５から空気が送り込まれる。この乾燥室内にバイオマスと流動材が投入されると、バイオマスは流動層の状態となって加熱され、水分が蒸発して乾燥する。
【００３９】
集塵装置７０は、乾燥装置６０から排気される空気に含まれた塵（バイオマスや流動材の粒子）を除去する。なお、集塵装置７０によって排気から分離除去されたバイオマスの粒子は、乾燥装置６０から排出される乾燥後のバイオマスに戻してもよい。
【００４０】
圧縮機１０は、集塵装置７０において塵が除去された気体（水蒸気を含んだ空気）を圧縮して温度を上昇させる。圧縮機１０は、例えばルーツ型ドライポンプ（図２，図３）を含む。
モータ４０は、圧縮機１０に供給する駆動用の動力を発生する。
【００４１】
熱交換部６５は、圧縮機１０による気体の圧縮に伴って生じた熱を、乾燥装置６０の乾燥室に投入されたバイオマスに伝達する。これにより、乾燥装置６０の乾燥室に投入されたバイオマスが加熱される。
【００４２】
熱交換部９０は、圧縮機１０から送り込まれて熱交換部６５を通過した気体（水蒸気を含んだ空気）の熱を、圧縮機９５の吸気側の空気に伝える。これにより、圧縮機９５から乾燥室へ送り込まれる空気が予熱される。
【００４３】
気液分離器８０は、熱交換部６５及び熱交換部９０を通過した気体（水蒸気を含んだ空気）に含まれる液体（水分）を除去する。
【００４４】
膨張機３０は、熱交換部６５，９０及び気液分離器８０を通過した高圧の気体（水蒸気を含んだ空気）が膨張することにより生じる力を、所定の形式の動力に変換する。この膨張機３０は、例えばルーツ型ドライポンプを含んで構成される。ルーツ型ドライポンプは、例えば図２，図３に示すポンプと同様な構成を有しており、気体の膨張によって生じる力を回転軸の回転動力に変換する。
動力伝達部４５は、膨張機３０において気体の膨張力から回収された動力を、気体の圧縮に要する動力の一部として、圧縮機１０のポンプに伝達する。
【００４５】
圧縮機９５は、膨張機３０において膨張した気体を圧縮して乾燥装置６０の乾燥室に送り込む。圧縮機９５は、例えばルーツ型ドライポンプ（図２，図３）を含む。
【００４６】
気液分離器８５は、膨張機３０から排気される気体（水蒸気を含んだ空気）に含まれる液体（水分）を除去する。
【００４７】
上述した構成を有する図７に示す熱循環システムの動作を説明する。
乾燥装置６０内にバイオマスと流動材が投入され、圧縮機９５から乾燥装置６０内に加熱空気が送り込まれると、バイオマスが流動層の状態で乾燥装置６０内に舞い広がりながら加熱空気と接触して、バイオマスに含有される水分が蒸発する。乾燥装置６０においてバイオマスの加熱により生じた水蒸気は、集塵装置において集塵された後、圧縮機１０に供給されて圧縮される。圧縮によって温度が上昇した蒸気は、乾燥装置６０内部の熱交換器６５に戻されて、バイオマスの加熱に使用される。熱交換器６５を通過した蒸気は更に熱交換器９０を通過し、圧縮機９５に供給される空気が蒸気の熱によって予熱される。２つの熱交換器６５，９０を通過することで温度の低下した蒸気は、気液分離器８０において気体成分と液体成分に分離され、気体成分が膨張機３０に供給される。気体成分が膨張機３０において膨張すると、膨張により生じた力が所定の形式の動力に変換され、動力伝達部４５を介して圧縮機１０の仕事に使用される。膨張機３０において膨張した気体成分は、気液分離器８５において更に液体成分を除去された後、熱交換器９０において予熱され、圧縮機９５に戻される。
【００４８】
図７に示す熱循環システムによれば、乾燥装置６０から排気される気体（水蒸気を含んだ空気）を圧縮機１０において高圧に圧縮することにより熱が発生し、その熱が乾燥装置６０内のバイオマスの乾燥に使用される。このように、エクセルギー率の低い気体を圧縮して温度を上昇させて加熱プロセス用の熱源に利用するため、燃料の燃焼等により作り出した熱を乾燥に使用する従来の方法に比べて、エクセルギーの損失を抑えることが可能であり、大幅な消費エネルギーの節減を図ることができる。
【００４９】
また、図７に示す熱循環システムによれば、乾燥装置６０の加熱に使用された気体が熱交換器９０を通ることにより、乾燥装置６０に供給される前の空気が予熱されるため、熱エネルギーの無駄な損失を抑えてエネルギーの利用効率を高めることができる。
【００５０】
更に、図７に示す熱循環システムによれば、気体の膨張により生じる力を膨張機３０において動力として回収し、気体の圧縮に再利用することによって、圧縮機１０を駆動するモータ４０の消費電力を削減できるため、エネルギーの利用効率を更に高めることができる。
【００５１】
なお、上述した実施形態では、多段に縦続接続された複数のロータ室を備えるルーツ型ドライポンプを気体の圧縮に使用する例が挙げられているが、本発明はこの例に限定されない。本発明の他の実施形態では、１段のロータ室で動作するルーツ型ドライポンプ（メカニカルブースタポンプ）を気体の圧縮に使用してもよいし、任意の段数のロータ室を備えるルーツ型ドライポンプを複数台縦続接続して使用してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０…圧縮機、１１ａ〜１１ｆ…ロータ、１２…回転軸、１３…ロータ室、１４…連通路、１５，１６…軸受、１７…吸気路、１８…排気路、１９…ケーシング、２０…熱交換部、２５…冷却部、３０…膨張機、４０…モータ、４５…動力伝達部、５０…処理部、６０…乾燥装置、６５，９０…熱交換器、８０，８５…気液分離器、９５…圧縮機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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