(57)【要約】    【課題】  高温の凝縮物やフラッシュ蒸気の熱エネルギを無駄にすることなく有効に再利用することが可能であり、かつ安価で簡易に設置可能である、エネルギ回収ユニットおよび蒸気利用システムを提供する。    【解決手段】  本発明に係るエネルギ回収ユニットは、外部から凝縮物が供給される凝縮物供給口５０と、内部に蓄積した凝縮物を外部へと送出する第１および第２の凝縮物出口３４，３６とを有するフラッシュ容器１２と、前記フラッシュ容器１２内に包含される経路をその一区間として含んだ流体経路を画定するボイラー供給ライン１８と、前記フラッシュ容器１２内に配置されて、当該フラッシュ容器１２の外部から供給された前記凝縮物の持つ熱エネルギおよび前記凝縮物が再蒸発して形成されたフラッシュ蒸気の持つ熱エネルギを、それぞれ前記ボイラー供給ライン１８を流れる流体へと伝達する、第２の熱交換器ならびに第１の熱交換器１４と、を備えている。【選択図】      図１
2011185594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から凝縮物が供給される凝縮物供給口と、内部に蓄積した凝縮物を外部へと送出する凝縮物出口とを有する容器と、
前記容器内に包含される経路をその一区間として含んだ流体経路を画定する流体供給ラインと、
前記容器内に配置されて、当該容器の外部から供給された前記凝縮物の持つ熱エネルギおよび前記凝縮物が再蒸発して形成されたフラッシュ蒸気の持つ熱エネルギを、それぞれ前記流体供給ラインを流れる流体へと伝達する、第１の熱交換器および第２の熱交換器と
を備えたことを特徴とするエネルギ回収ユニット。
【請求項２】
請求項１記載のエネルギ回収ユニットにおいて、
前記容器内で、前記第１の熱交換器が、前記第２の熱交換器よりも鉛直方向上側に配置された
ことを特徴とするエネルギ回収ユニット。
【請求項３】
請求項１または２記載のエネルギ回収ユニットにおいて、
前記第１の熱交換器および／または前記第２の熱交換器が、前記流体供給ラインに対して熱的に接触状態にあるように設けられた複数の熱伝達用のフィンを備えたものである
ことを特徴とするエネルギ回収ユニット。
【請求項４】
請求項３記載のエネルギ回収ユニットにおいて、
前記第１の熱交換器および／または前記第２の熱交換器が、水平方向に所定の間隔を置いて複数枚の前記フィンを配列形成してなる構造を含んだものである
ことを特徴とするエネルギ回収ユニット。
【請求項５】
請求項１から４のうちいずれか１つの項に記載のエネルギ回収ユニットにおいて、
前記凝縮物供給口が、前記第２の熱交換器に向かって凝縮物を誘導するように配設されている
ことを特徴とするエネルギ回収ユニット。
【請求項６】
請求項１から５のうちいずれか１つの項に記載のエネルギ回収ユニットにおいて、
前記凝縮物出口が、前記容器の底部に、その開口が鉛直方向上向きに向くように配置されている
ことを特徴とするエネルギ回収ユニット。
【請求項７】
請求項１から６のうちいずれか１つの項に記載のエネルギ回収ユニットにおいて、
前記凝縮物出口よりも鉛直方向上側に、前記凝縮物出口とは別に配置された第２の凝縮物出口を、さらに備えた
ことを特徴とするエネルギ回収ユニット。
【請求項８】
請求項７記載のエネルギ回収ユニットにおいて、
前記凝縮物出口および前記第２の凝縮物出口のうちの少なくともいずれか一方を蒸気トラップに接続する凝縮物出口パイプを、さらに備えた
ことを特徴とするエネルギ回収ユニット。
【請求項９】
請求項１から８のうちいずれか１つの項に記載のエネルギ回収ユニットにおいて、
前記フラッシュ蒸気のうちの再液化されずに残った余剰のフラッシュ蒸気を前記容器の外側へと送出するフラッシュ蒸気出口を、さらに備えた
ことを特徴とするエネルギ回収ユニット。
【請求項１０】
請求項９記載のエネルギ回収ユニットにおいて、
前記フラッシュ蒸気出口が、前記容器の上部に、その開口が鉛直方向下向きに向くように配置されている
ことを特徴とするエネルギ回収ユニット。
【請求項１１】
請求項９または１０記載のエネルギ回収ユニットにおいて、
前記フラッシュ蒸気出口を圧力制御バルブに接続するフラッシュ蒸気出口パイプを、さらに備えた
ことを特徴とするエネルギ回収ユニット。
【請求項１２】
請求項１から１１のうちいずれか１つの項に記載のエネルギ回収ユニットにおいて、
前記流体供給ラインが、前記容器を少なくとも１回は水平方向に横断する区間を含んだ流体経路を形成している
ことを特徴とするエネルギ回収ユニット。
【請求項１３】
請求項１２記載のエネルギ回収ユニットにおいて、
前記流体供給ラインが、前記第１の熱交換器および前記第２の熱交換器のうちの少なくともいずれか一方を通過する区間を含んだ流体経路を形成している
ことを特徴とするエネルギ回収ユニット。
【請求項１４】
請求項１から１３のうちいずれか１つの項に記載のエネルギ回収ユニットにおいて、
前記流体供給ラインが、前記凝縮物の供給元である前記外部のボイラーにて利用される作動流体の元となる流体を前記流体として導通するボイラー供給ラインである
ことを特徴とするエネルギ回収ユニット。
【請求項１５】
請求項１から１４のうちいずれか１つの項に記載のエネルギ回収ユニットにおいて、
前記容器の外側へと伸びているパイプ類であって前記流体供給ラインおよび第１の熱交換器ならびに第２の熱交換器のうちの少なくともいずれか１つに連なるパイプ類の先端の開口が、前記容器の外側に向けられており、かつ当該パイプ類の先端部分が継手フランジとなっている
ことを特徴とするエネルギ回収ユニット。
【請求項１６】
請求項１から１５のうちいずれか１つの項に記載のエネルギ回収ユニットを、一構成要素として含んで、当該エネルギ回収ユニットに少なくとも前記凝縮物を供給する
ことを特徴とする蒸気利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば加熱媒体として蒸気を利用する工業プロセスにて発生する凝縮物から熱エネルギを回収する手段として好適なエネルギ回収ユニットおよび蒸気利用システムに関する。但し、本発明の適用対象は、左様な工業プロセスにおける熱エネルギの回収のみには限定されないことは勿論である。
【背景技術】
【０００２】
蒸気を利用する工業用または加熱プロセスにおいては、一般に、ボイラーで蒸気を発生させ、その蒸気を、高い温度および圧力に保ちつつ、パイプ類を介して、その蒸気の持つ熱エネルギを利用する様々なプロセスへと供給するようにしている。その供給行程において蒸気の熱エネルギが低下すると、いわゆるドレンと呼ばれる凝縮水のような凝縮物が形成されるが、一般に、その凝縮物は、例えば、その蒸気を利用するシステムにおける凝縮物が発生しやすい位置に配置された凝縮物回収システムによって収集され、蒸気トラップもしくは凝縮物排出装置などによって定期的に除去される。蒸気トラップは、一般に、凝縮物を大気圧以下まで減圧するように設定されている。
蒸気を利用するシステム内で見られる高圧下においては、凝縮物は、最も典型的にはいわゆるドレン水のような液相となっているが、一般にシステム内では温度が１００℃を超えているため、その凝縮物が蒸気トラップなどによって大気圧下の環境へと排出された際には、その凝縮物はフラッシュ蒸気（再蒸発蒸気）のような気相となる。その相変化の際に、凝縮物の熱エネルギが失われる。このエネルギ損失は、蒸気を利用するシステムにおいて利用可能なエネルギの浪費となるばかりでなく、炭素燃料の使用量を減少させるために施行される法律に基づく罰則や課金のようなペナルティの対象にもなるといった対世的な不都合をも、もたらすことになる。
【０００３】
ボイラー供給水を予熱するために、高温の凝縮物とその凝縮物から得られるフラッシュ蒸気とを再利用（もしくは、いわゆるカスケード利用）することは、周知である。
例えば、特許文献１には、ボイラー供給水を、回収後の凝縮物からボイラー供給水へ熱を伝達する熱交換器、および回収後の凝縮物を受け入れるフラッシュ凝縮器に、連続的に流すようにしたシステムが開示されている。このような従来の技術によれば、高温の凝縮物やフラッシュ蒸気の内包している熱エネルギを無駄にすることなく再利用可能となることが期待される。
【０００４】
しかしながら、上記のような従来技術に係るシステムは、現場で組み立てられなければならない部品を多く包含しており、また逆に汎用化を図ろうとするとその構造がさらに煩雑なものとなる傾向があり、その結果、いずれにしても複雑かつ高価で大型の設備となってしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４８７８４５７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みて成されたもので、その目的は、高温の凝縮物やフラッシュ蒸気の熱エネルギを無駄にすることなく有効に再利用することが可能であり、かつ安価で簡易に設置可能である、エネルギ回収ユニットおよび蒸気利用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】
本発明によれば、外部から凝縮物が供給される凝縮物供給口と、内部に蓄積した凝縮物を外部へと送出する凝縮物出口とを有する容器と、前記容器内に包含される経路をその一区間として含んだ流体経路を画定する流体供給ラインと、前記容器内に配置されて、当該容器の外部から供給された前記凝縮物の持つ熱エネルギおよび前記凝縮物が再蒸発して形成されたフラッシュ蒸気の持つ熱エネルギを、それぞれ前記流体供給ラインを流れる流体へと伝達する、第１の熱交換器および第２の熱交換器とを備えたエネルギ回収ユニットが、提供される。
【０００８】
前記容器内で、前記第１の熱交換器が、前記第２の熱交換器よりも鉛直方向上側に配置された第１熱交換器は第２熱交換器の上に配置されるようにすることは、より望ましい一態様である。
【０００９】
また、前記第１の熱交換器および／または前記第２の熱交換器が、水平方向に所定の間隔を置いて複数枚の前記フィンを配列形成してなる構造を含んだものであるようにすることは、より望ましい一態様である。
【００１０】
また、前記凝縮物供給口が、前記第２の熱交換器に向かって凝縮物を誘導するように配設されているようにすることは、より望ましい一態様である。
【００１１】
また、前記凝縮物出口が、前記容器の底部に、その開口が鉛直方向上向きに向くように配置されており、また容器の異なる高さに配置された二つ以上の凝縮物出口の一つであるようにすることは、より望ましい一態様である。
【００１２】
また、凝縮物出口パイプによって、凝縮物出口の各々を蒸気トラップに接続するようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明に係るエネルギ回収ユニットは、さらに、フラッシュ蒸気出口を包含し、そのフラッシュ蒸気出口が、前記容器の上部に、その開口が鉛直方向下向きに向くように配置されているようにすることは、より望ましい一態様である。そしてまた、その場合には、フラッシュ蒸気出口パイプによって、前記フラッシュ蒸気出口を圧力制御バルブに接続するようにしてもよい。
【００１４】
また、前記流体供給ラインが、前記容器を少なくとも１回は水平方向に横断する区間を含んだ流体経路を形成しているようにすることは、顕著に有効な一態様である。そしてまた、前記流体供給ラインが、前記凝縮物の供給元である前記外部のボイラーにて利用される作動流体の元となる流体を前記流体として導通するボイラー供給ラインであるようにすることは、さらに有効な望ましい一態様である。
【００１５】
また、本発明によれば、上記のエネルギ回収ユニットを含む蒸気利用システムが提供される。
【００１６】
本発明は、相互排除的となるような構成の組合せを除いて、本明細書および特許請求の範囲に記載されている構成および／または規定のいかなる組合せも包含し得るものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係るフラッシュ蒸気・凝縮物のエネルギを回収するエネルギ回収ユニットの主要な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係るエネルギ回収ユニットについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の実施の形態に係る蒸気利用システムは、本発明の実施の形態に係るエネルギ回収ユニットの全体を包含するものであり、また本発明に係る特徴的な構成およびその機能は、実質的に、当該エネルギ回収ユニットに集約されているので、以下、本発明の実施の形態に係るエネルギ回収ユニットの構成およびその機能を主軸として説明する。
蒸気利用システムによって発せられたフラッシュ蒸気・凝縮物からその熱エネルギを回収し、当該蒸気利用システムに戻して再利用するための、本発明の実施の形態に係るエネルギ回収ユニット１０（以下、単に「エネルギ回収ユニット１０」とも表記する）は、第１の円形端面１２ａおよび第２の円形端面１２ｂを有する円筒形のフラッシュ容器１２を備えている。そのフラッシュ容器１２内には、第１の熱交換器１４および第２の熱交換器１６が配置されている。但し、このフラッシュ容器１２の外形形状は、円筒形のみには限定されず、その他にも、例えば方形の断面を有するようにしてもよい。もしくは、本実施の形態では水平方向の配向としているが（フラッシュ容器１２の円筒形の中心軸が水平方向に向くような配置となっているが）、垂直方向の配向としてもよい。
第１の熱交換器１４および第２の熱交換器１６は、それ自体の構造は、いわゆるフィン付き管熱交換器である。而してその配置の点で特徴があり、第１の熱交換器１４は、第２の熱交換器１６の鉛直方向上方に配置されている。第１および第２の熱交換器１４，１６の各々は、水平方向に積層された複数の、概外がほぼ円盤状の、熱交換用のフィンを備えている。より具体的には、フィン付き管熱交換器である第１および第２の熱交換器１４，１６においては、複数のフィンが、所定の間隔を置いて互いに平行に、かつそれら各フィンの主面が垂直に立ったような姿勢で揃うように、配列形成されている。そしてそれら複数のフィンの全てが、ボイラー供給ライン１８で画定される流体経路によって貫かれている。
【００１９】
但し、第１および第２の熱交換器１４，１６は、上記のようなフィン付き管熱交換器とすることのみには限定されない。それ以外にも、熱交換器１４，１６は、例えば、コイルパイプ、ヒートパイプ、ループヒートパイプ等とすることも可能である。あるいは、さらにそれ以外にも、第１および第２の熱交換器１４，１６は、単一の熱交換器の別々の部分としてもよい。
【００２０】
このエネルギ回収ユニット１０は、フラッシュ容器１２を通る流体経路を画定するボイラー供給ライン１８のような流体供給ラインを備えている。ボイラー供給ライン１８は、フラッシュ容器１２の外側から、まず第１の円形端壁１２ａを貫通して、そのフラッシュ容器１２内に入り、さらにそのフラッシュ容器１２内を横切るように（図１においては左から右へと）伸びて、第２の熱交換器１６を通過した後、第２の円形端壁１２ｂを貫通してフラッシュ容器１２からその外側へと（つまり一般に大気圧環境下へと）一旦露出する。そしてそのフラッシュ容器１２の外側にて、いわゆるＵターンし、再び第２の円形端壁１２ｂを貫通してフラッシュ容器１２内に入る。そして、そのフラッシュ容器１２内を横切るように（図１においては右から左へと）伸びて、第１の熱交換器１４を通過した後、第１の円形端壁１２ａを貫通して、さらにその外側へと伸びている。
このボイラー供給ライン１８は、第１および第２の熱交換器１４，１６の各々に対して溶着によって固定されている。また、第１および第２の端壁１２ａ，１２ｂの各々に対しても溶着によって固定されている。特に第１および第２の熱交換器１４，１６のフィン（またはプレート）について、さらに具体的に説明すると、それらのフィンは、それらを貫いているボイラー供給ライン１８の表面に、直接的に接するように固着されている。このようなボイラー供給ライン１８を具体的な流体導通手段として用いて形成される流体経路は、従って、フラッシュ容器１２内を往復し、その際に第１および第２の熱交換器１４，１６を通過すると共に、その往路と復路との間で一旦、フラッシュ容器１２の外側へと露出することとなる。ボイラー供給ライン１８の入口２０および出口２２の部分は、それぞれ継手フランジとなっている。
【００２１】
一連のボイラー供給ライン１８における、入口２０とフラッシュ容器１２との間の区間内には、エネルギメータ２４、温度計２６、遮断バルブ２８、ストレーナ２９が装備されている。このボイラー供給ライン１８の、フラッシュ容器１２と出口２２との間の区間内には、遮断バルブ３０、温度計３２が装備されている。なお、ボイラー供給ライン１８は、前記の各装備以外にも、必要な補助部品等を適宜に備えるようにしてもよいことは勿論である。
【００２２】
フラッシュ容器１２は、第１および第２の凝縮物出口３４，３６を備えている。第１の凝縮物出口３４は、フラッシュ容器１２の底部に位置し、第２の凝縮物出口３６は、フラッシュ容器１２の端壁１２ａにおける、第１の凝縮物出口３４よりも鉛直方向上方の位置に、配置されている。第１および第２の凝縮物出口３４，３６は、パイプ類３８を介して、蒸気トラップ３９に接続されている。その蒸気トラップの出口４０の部分は、継手フランジとなっている。当該技術分野の当業者にとっては自明である通り、最低限必要な凝縮物出口は、一つだけである。但し、これのみには限定されないことは言うまでもない。
【００２３】
フラッシュ容器１２の鉛直方向最上部付近には、フラッシュ蒸気出口４２が配置されている。そのフラッシュ蒸気出口４２に連なるフラッシュ出口パイプ４３は、フラッシュ蒸気出口４２を圧力制御バルブ４４へと接続している。その圧力制御バルブ４４の出口４６の部分は、継手フランジとなっている。
【００２４】
このエネルギ回収ユニット１０は、さらに、凝縮物供給口パイプ４８を包含している。その凝縮物供給口パイプ４８の一方の先端部分は、第１の円形端壁１２ａを貫通してフラッシュ容器１２内に到り、そこで直角ベンド４９に継続している。その直角ベンド４９は、水平方向から鉛直方向下向きに四半円弧状に曲げられた形状となっている。その直角ベンド４９の最先端部分である凝縮物供給口５０、つまり凝縮物供給口パイプ４８の最先端の開口は、鉛直方向下方に向いており、かつ第２の凝縮物出口３６よりも鉛直方向上側であって第２の熱交換器１６のフィン積層体の上部付近に位置している。ここで、凝縮物供給口パイプ４８の最先端部付近の形状つまり凝縮物供給口５０付近の形状は、直角ベンド４９のような９０°に湾曲した形状以外にも、例えば直線状にしてもよい。凝縮物供給口パイプ４８の、フラッシュ容器１２の外側に配置された部分の先端部分には、遮断バルブ５２が装備されており、その入口５４の部分は、継手フランジとなっている。
【００２５】
このエネルギ回収ユニット１０は、さらに、ボイラー供給ライン１８の入口２０と出口２２との間に流体経路を設けてフラッシュ容器１２を迂回するバイパスライン５６を包含している。つまり、言葉を換えて言うならば、ボイラー供給ライン１８の一端と他端とを実質的にほぼ最短距離でショートカットして結ぶためのバイパスライン５６が設けられている。このバイパスライン５６の入口は、遮断バルブ２８の上流側にあり、またその出口は、遮断バルブ３０の下流側にある。そして、バイパスライン５６は、それ自体の流路の開閉を行うための、遮断バルブ５８を備えている。このバイパスライン５６は、エネルギ回収ユニット１０の第１および第２の熱交換器１４，１６を迂回して、ボイラー供給水を流すために用いられる。
【００２６】
エネルギ回収ユニット１０は、少なくともその最も主要な構成部位が当該ユニット内に内蔵された、いわゆる内蔵一体型のシステムであって、既存の蒸気利用システムに組み付けられる際に、その組み付けの現場以外の例えば組立設備にて予め組み立てられたモジュール、もしくは、いわゆる「スキッド」方式によって、現場まで搬送され、そのままの形で既存の蒸気利用システムに組み付けられる、もしくは設置され接続されることが可能なものとなっている。従って、このエネルギ回収ユニット１０は、それ自体の製造工場または組立設備から、そのエネルギ回収ユニットが利用される現場へと、簡易に運搬可能であるように、このエネルギ回収ユニット１０に属する全部品および関連するパイプ類が、機械的な剛性支持構造を以て取り付けられている。またそれと共に、関連の既存パイプ類への接続を比較的単純化するために、このエネルギ回収ユニット１０のパイプ類の継手の全てが、現場で既存の蒸気利用システムのパイプ類に対して簡易に接続できるように、例えば本実施の形態で開示した通り、例えば入口２０や出口４０のような、外部との接続が必要なパイプ類の先端部分は全て、その開口が外側に向いた継手フランジとなっている。
また、さらには、既設のパイプ類の接続部分の相対的な位置関係についての情報が予め把握できているような場合には、このエネルギ回収ユニット１０自体は勿論のこと、このエネルギ回収ユニット１０自体に予め設けられているパイプ類と既存の蒸気利用システムのバイプ類との間を繋ぐためのパイプ類も予め組み付けるなどしておき、それを現場まで搬入し、その現場にて予定通りの各種パイプ類の接続を適宜に行うようにすれば、その現場で直ちに、このエネルギ回収ユニット１０を既存の蒸気利用システムに組み付けることが可能となる。
【００２７】
上記の通り、このエネルギ回収ユニット１０は、各種の継手フランジが、蒸気利用システムの既設のパイプ類に対して、現場で簡易に接続されるように設定されている。
【００２８】
このエネルギ回収ユニット１０では、ボイラー供給ライン１８の入口２０が、蒸気利用システムにおける蒸気供給タンク（図示省略）に接続されると共に、ボイラー供給ライン１８の出口２２が、蒸気利用システムにおけるボイラー本体（図示省略）に連なる各種パイプ類に接続される。また、蒸気トラップ３９の出口４０が、蒸気利用システムにおける供給タンク（不図示）に通じるパイプ類に接続されると共に、圧力制御バルブ４４の出口４６が、蒸気利用システムにおける余剰フラッシュ蒸気ライン（不図示）に接続される。また、凝縮物供給口パイプ４８の入口５４は、蒸気利用システムからの凝縮物がフラッシュ容器１２の凝縮物供給口５０を通ってフラッシュ容器１２内へと供給されるように、蒸気利用システム（図示省略）に接続されている。
【００２９】
蒸気利用システムの通常の運転時には、ボイラー供給ライン１８の遮断バルブ２８，３０が開放されると共に、バイパスライン５６の遮断バルブ５８が閉鎖される。こうして、ボイラー供給水は、蒸気利用システムの供給タンクから、エネルギ回収ユニット１０のボイラー供給ライン１８を通って、再び蒸気利用システムのボイラーへと還流され、そこで蒸気発生のために利用される。
【００３０】
凝縮物供給口パイプ４８の遮断バルブ５２が開放されているときには、蒸気利用システムからの凝縮物は、入口５４〜遮断バルブ５２〜凝縮物供給口パイプ４８〜凝縮物供給口５０を通って、フラッシュ容器１２内へと供給される。その凝縮物は、フラッシュ容器１２内に入ると、その大半が第２の熱交換器１６のフィンに接すると共に、圧力が低下するが、その際に少なくともその凝縮物の一部が再蒸発して、フラッシュ蒸気（再蒸発蒸気）となる。
【００３１】
そして、そのフラッシュ蒸気は、フラッシュ容器１２内を上昇して、第１の熱交換器１４の水平方向に平行に配列されたフィン積層体の各フィン間を通過する。第１の熱交換器１４では、フィン積層体を構成している各フィン間を通るフラッシュ蒸気から熱エネルギを抽出し、その熱エネルギを、ボイラー供給ライン１８内を流れるボイラー供給水へと伝達する。こうしてフラッシュ蒸気からボイラー供給水へと熱エネルギが伝達されると、フラッシュ蒸気は、その抽出された熱エネルギを失った分、凝縮して液化し、いわゆる再液化されたドレンとなって滴下して、フラッシュ容器１２の底部に蓄積される。このように、第１の熱交換器１４は、蒸気凝縮器として機能する。
再液化されなかったフラッシュ蒸気は、余剰フラッシュ蒸気として、適切な圧力に設定された手動圧力制御バルブ４４を通って蒸気利用システムの例えば供給タンク（不図示）へと送られる。
他方、前記の蒸気利用システムから送られて来た凝縮物は、既述の通り、凝縮物供給口５０を通ってフラッシュ容器１２内に供給されて、その大半が、液相または気相の形で第２熱交換器１６の水平方向フィン積層体を通過する。その通過の際に、第２熱交換器１６によって、その凝縮物から熱エネルギが抽出され、その熱エネルギが、ボイラー供給ライン１８内に流されているボイラー供給水に伝達される。そして、熱エネルギを抽出されると共に冷却された凝縮物は、第１および／または第２の凝縮物出口３４，３６を通って、フラッシュ容器１２の外側へと送り出され、蒸気トラップ３９および出口４０を介して蒸気利用システムのボイラー供給水タンクへと戻される。このように、第２熱交換器１６は、凝縮物冷却器および熱交換器として機能する。
【００３２】
上記の様々な入口および出口の位置および大きさは、フラッシュ容器１２内に所定レベルの凝縮物を維持するように適宜に選択されることが望ましい。
【００３３】
第１の熱交換器１４は、フラッシュ蒸気からボイラー供給水へと最大量の熱エネルギを伝達するように設計されたものであることが望ましい。同様に、第２の熱交換器１６は、凝縮物からボイラー供給水へと最大量の熱エネルギを伝達するように設計されたものであることが望ましい。蒸気および凝縮物からそれぞれ最大量の熱エネルギを抽出するために、第１および第２の熱交換器１４，１６は、互いに異なった設計となる場合も多くなるものと考えられる。例えば、第１および第２の熱交換器１４，１６は、異なった枚数のフィンを有するものとなることなどが想定される。
【００３４】
ここで、本発明に係るエネルギ回収システムおよびそれを組み込んでなる蒸気利用システムの一実施例を挙げると、ボイラー供給水は、８５℃の温度で入口２０を通って、ボイラー供給ライン１８へと供給される。このとき、ボイラー供給水は、第２の熱交換器１６によって約１１５℃程度まで、また第１の熱交換器１４によって約１１５℃から約１３２℃程度まで、加熱される。エネルギメータ２４は、ボイラー供給水がこのエネルギ回収ユニット１０内を流れる際に得た熱エネルギを測定する。エネルギメータ２４は、三つの主要部品、すなわち流量計と、一対の温度センサと、得られたエネルギを表示するためのディスプレイとを包含している。温度計２６，３２は、このエネルギ回収ユニット１０に出入する際のボイラー供給水の温度を測定する。
【００３５】
必要に応じて、ボイラー供給ライン１８の遮断バルブ２８，３０を閉鎖して、バイパスライン５６の遮断バルブ５８を開放することにより、蒸気利用システム本体の運転状態には実質的な影響を与えることなしに、エネルギ回収ユニット１０を遮断することができる。但し、その場合には、ボイラー供給水は、第１および第２の熱交換器１４，１６を迂回するので、ボイラー供給水は予熱されないこととなる。
フラッシュ容器１２内の状況は、点検穴１３を用いて、例えば目視によって点検することができるようになっている。
【００３６】
このエネルギ回収ユニット１０は、フラッシュ蒸気と凝縮物との両方から、熱エネルギを回収し、またそのフラッシュ蒸気の持つ熱エネルギの少なくとも一部分を用いてボイラー供給水を予熱することができる。このようにボイラー供給水を予熱することによって、そのボイラー供給水を用いるボイラーを包含してなる蒸気利用システムの全体的な外燃機関としてのエネルギ消費量を、低減せしめることが可能となる。つまり、そのエネルギ利用効率を、明確に向上せしめることが可能となる。
【００３７】
本発明に係るエネルギ回収ユニット１０は、例えば在庫の部品を利用して製作できるというように、製造設備にて予め製造〜組立を完了してあって、後はそれを運搬して現場に据え付けるだけで済むようになっているので、比較的低コストで簡易に、既存の蒸気利用システムに組み付けることが可能であると共に、交換を必要とする部品等を短時間で経済的に交換することが可能となっている。実際に、このエネルギ回収ユニット１０に掛かるコストは、このエネルギ回収ユニット１０を採用したことによって達成されるエネルギ節約により、２年未満の標準的な運用で、十分に回収可能であることが予想される。
【００３８】
なお、第１および第２の熱交換器１４，１６を、単一のフラッシュ容器１２内に配置することにより、米国特許第４８７８４５７号に開示されているような先行技術システムと比較して、このエネルギ回収ユニット１０の全体的な大きさを、さらに縮小化されたものとすることが可能となる。
【００３９】
また、蒸気利用システムからの凝縮物が担持している廃熱の、ほぼ全てを、このエネルギ回収ユニット１０によって回収して、それを作動流体である蒸気の発生元となるボイラー供給水のような流体に移動させて供給タンクに戻すと共に、蒸気利用システムからの凝縮物を起源とする余剰フラッシュ蒸気および残余の凝縮物（再凝縮した凝縮物など）を蒸気利用システムに戻すことにより、蒸気利用システムにおける消費エネルギ量の低減は勿論のこと、必要となる補給水の量を、顕著に低減せしめることが可能となる。これは、ボイラーにおける化学物質の必要レベルを維持するために補給水に加えられる必要のある化学的添加剤についても同様に、顕著に低減せしめることが可能となるということも意味している。
【符号の説明】
【００４０】
１０    凝縮物エネルギ回収ユニット
１２    円筒形フラッシュ容器
１２ａ  第１円形端面
１２ｂ  第２円形端面
１３    点検穴
１４    第１熱交換器
１６    第２熱交換器
１８    ボイラー供給ライン
２０    入口
２２    出口
２４    エネルギメータ
２６，
３２  温度計
２８，
３０  遮断バルブ
２９    ストレーナ
３４    第１凝縮物出口
３６    第２凝縮物出口
３８    パイプ類
３９    蒸気トラップ
４０    出口
４２    フラッシュ蒸気出口
４３    フラッシュ出口パイプ
４４    圧力制御バルブ
４６    圧力制御バルブの出口
４８    凝縮物供給口パイプ
４９    直角ベンド
５０    凝縮物供給口
５２    遮断バルブ
５４    遮断バルブの入口
５６    バイパスライン
５８    遮断バルブ
【図１】
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