JP2013503280A - カリーナサイクル効率を上げるためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

カリーナサイクル制御システムは、カリーナサイクルの１または複数の作動パラメータを監視する。システムは、カリーナサイクルが高い効率で作動することができる１または複数の最適な作動パラメータを計算することができる。システムは、１または複数の実際の作動パラメータを最適なパラメータに自動的に調節することによりカリーナサイクルの効率を上げる。カリーナサイクルの効率を上げる方法は、１または複数の作動パラメータを最適な構成に自動的に調節するステップを含む。

Description

本発明は、熱力学サイクルの効率を上げるシステム、方法および装置に関する。詳細には本発明は、カリーナサイクル（Ｋａｌｉｎａ ｃｙｃｌｅ）の様々なパラメータを監視し調節することで、このサイクル全体の効率を上げることに関する。

いくつかの従来式のエネルギー変換システムにより、そうでなければ廃棄されてしまう熱を有効なエネルギーに変えることが可能である。エネルギー変換システムの一例は、地熱による高温の水または産業廃棄熱源からの熱エネルギーを電気に変換するものである。このような熱力学システムにはカリーナサイクルを含めることができる。カリーナサイクルは、タービンを介して熱エネルギーを機械動力に変換するのに利用される「閉鎖ループ」の熱力学サイクルである。「閉鎖ループ」熱力学サイクルと同様に、カリーナサイクルの効率の少なくともその一部は、熱源および冷却源の温度に左右される。

タービンは、典型的には「熱源」および「冷却源」を直接使用することができないため、「作動流体」と呼ばれる媒体を使用して熱源と冷却源の間を進む。例えば、１または複数の熱交換器を使用して、地熱排気口にある比較的高温の液体（例えば、塩水）からの熱を使用して作動流体を加熱することができる。流体は、低エネルギーの低い温度の流体状態から比較的高圧の蒸気へと加熱される。高圧の蒸気、すなわち作動流が、その後、１または複数のタービン内を通過して、この１または複数のタービンを回転させて電気を生成させることができる。

タービンを駆動する工程では、蒸気が膨張して、より低い圧力および温度でタービンを出る。タービンを出た後、流体は、「冷却源」を利用する凝縮機において凝縮されて液体になる。タービンの入口とタービン出口の圧力差が最適になったとき、より高いサイクル効率（したがってより大きな動力の出力）を実現することができる。このような圧力は、「熱源」と「冷却源」の温度に左右される。

タービンが、「熱源」および「冷却源」を直接利用することができない場合、この場合次に最適なのは（効率を最大限にするために）、これらの熱源と冷却源をできるだけ厳密に再現することができる作動流体を有することである。たいていのカリーナサイクル以外の「閉鎖ループ」熱力学サイクルは、単一（または純粋な）成分流体の作動流体を利用する。例えば、今日の電気の多くは、ランキンサイクルによる発電所により生成されている。このような発電所は、作動流体として「純水」を使用する。水のような純粋な作動流体は典型的には、熱源および冷却源を再現するのに制限がある。純粋な流体は一定の温度で沸騰および凝縮するためである。この一定の温度は、たいていの「熱」源および「冷却」源の温度が可変であるという性質と直接矛盾する。一定の温度に対して作動流体と熱／冷却源の温度差が可変であるということは、熱力学的な構造の違いとなり、ランキンサイクル発電所における効率のロスにつながる。

カリーナサイクル発電所は、少なくとも１つの極めて特徴的なやり方においてランキンサイクル発電所とは異なる。カリーナサイクル発電所の作動流体は典型的には、アンモニアと水の混合物である。アンモニアと水の混合物は、純水または純粋なアンモニアとは異なる多くの基本的な特徴を有する。２つの流体の混合物は、全体として新たな流体として機能することができる。カリーナサイクルの本質は、アンモニアと水の混合物が、熱源および冷却源と同様に温度が可変であっても沸騰および凝縮することが可能であり、これにより、これらの熱源および冷却源をより適切に再現することができるということを上手く利用している点である。これは結果としてより高いサイクル効率となり得る。

典型的には、カリーナサイクルを採用する際、熱源および冷却源の温度が測定される。この測定に基づいてアンモニアと水の作動流体の最適な濃度を計算することで、作動流体が最適に熱源および冷却源を再現し、これによりシステムの効率を最大にすることができる。

アンモニアと水の作動流体の濃度の他に、カリーナサイクルの他の多様なパラメータが、このサイクル全体の効率に影響を与える可能性がある。このようなパラメータの一部には、作動流体の圧力、ならびに熱源および冷却源の流量に対する作動流体の流量が含まれる。典型的にはこのようなパラメータはそれぞれ、熱源および冷却源の最初の測定および他のシステムパラメータに基づいて最適化される。これらの多様なパラメータが最初に設定されると、その一部はほとんど調節されることはない。

しかしながら、熱源および冷却源が経時的にゆっくりと、および場合によっては急速に変化を受ける場合もある。１または複数の熱源および冷却源のこのような変化は、カリーナサイクルの効率に影響を及ぼす恐れがある。さらに、このような温度の揺れによる効率の低下は、熱源と冷却源の温度差が低い場合、例えば、低温の地熱用途において特に顕著である。

米国特許第７５１６６１９号明細書 米国特許第５８２２９９０号明細書 米国特許第５９５３９１８号明細書 米国特許第５５７２８７１号明細書 米国特許第５４４０８８２号明細書 米国特許第４９８２５６８号明細書

本発明は、カリーナサイクルの作動パラメータを監視し自動的に調節することで効率を改善させる助けをするように構成されたシステム、装置および方法を使用して、従来技術における１または複数の上記のおよび他の問題を解決する。例えば、本発明の１または複数の実施形態によると、カリーナサイクル制御システムは、熱源および冷却源を監視する１または複数のセンサを含むことができる。制御システムはこのとき、１または複数の熱源または冷却源の検知された変化に応じて、カリーナサイクルの１または複数の作動パラメータを自動的に調節することができる。本発明の付加的なまたは代替の実施形態では、カリーナサイクル制御システムは、カリーナサイクルの１または複数の作動パラメータを監視することができ、１または複数の作動パラメータを自動的に調節することでカリーナサイクルの効率を上げることができる。

例えば、１または複数の実施形態のカリーナサイクルの効率を最大にすることを目的とした制御システムは、制御システムプロセッサを含むことができる。制御システムはまた、カリーナサイクルの１または複数のパラメータを測定する１または複数のセンサを含み、測定されたデータを制御システムプロセッサに伝送することができる。制御システムはさらに、制御システムプロセッサにより制御される１または複数のカリーナサイクル部を含むことで、カリーナサイクルの１または複数の付加的なパラメータを修正することができる。

さらに、１または複数の実施形態のカリーナサイクルの効率を上げる方法は、カリーナサイクルの効率を左右するカリーナサイクルの１または複数のパラメータを表示する１または複数のセンサにおいてデータを収集するステップを含むこととしてもよい。上記方法はまた、１または複数の伝送機構を利用して、データを制御システムプロセッサに伝送するステップを含むこともできる。さらに、上記方法は、制御システムプロセッサを使用して、このデータに基づいて１または複数の実際のパラメータを計算するステップを含むことができる。さらに、上記方法は、カリーナサイクルの効率を上げる１または複数の最適なパラメータを決定するステップを含むことができる。上記方法はさらに、１または複数の実際のパラメータを１または複数の最適なパラメータに自動的に調節するステップを含むことができる。

上記に加えて、１または複数の実施形態の熱力学サイクルを実施する装置は、多成分の蒸気作動流を膨張させる膨張機を含み、そのエネルギーを使用できる形態に変換し使用済み流れを生成することができる。装置はまた、この使用済み流れをリッチ流とリーン流に分けるセパレータを含むことができる。また、装置は、セパレータからリーン流の少なくとも一部を受け取り、その中に一定量のリーン流を保持するタンクを含むことができる。装置はさらに、タンクを出るリーン流の体積流量に影響を及ぼす弁を含むことができる。さらに、装置は、タンクを出たリーン流をリッチ流と混合させて合流した流れを生成するミキサを含むことができる。装置はまた、合流した流れを凝縮して多成分の作動流を生成する凝縮機を含むことができる。装置はさらに、多成分の作動流を加熱して蒸気の作動流を生成する第２の熱交換器を含むことができる。また、装置は、多成分の作動流の濃度比を測定するセンサを含むことができる。装置は付加的に、熱力学サイクルのパラメータの変化に応じて弁を自動的に操作して、多成分の作動流の濃度比を変える制御システムを含むことができる。

本発明の例示の実施形態のさらなる特徴および利点は、以下に続く記述において記載される、またはこのような例示の実施形態を実施することにより習得することができる。このような実施形態の特徴および利点は、添付の特許請求の範囲において特に指摘されるシステムおよび方法により現実化し実現することができる。これらの、および、他の特徴は、以下の記述および添付の特許請求の範囲よりより完全に明白になる、またはこの後に記載されるような例示の実施形態を実施することにより習得することができる。

本発明の上に記載した、および他の利点および特徴を得ることができる方法を記載する目的で、添付の図面に例示されるものに固有の実施形態を参照することにより、上記に簡単に記載した本発明のより具体的な記述を行なう。図面は縮尺通りではなく、図面全体を通して例示する目的で、同一の構造または機能の要素は一般に同様の参照番号により表されている。これらの図面は、本発明の特に一般的な実施形態を描写しており、その範囲を限定するとみなすべきではないということを理解した上で、本添付の図面の付加的な特異性および使用を通しての詳細に関して本発明を記載し説明する。

本発明の一態様による制御システムを含む、カリーナサイクルエネルギー変換システムの概略図である。 本発明の一態様による、図１のカリーナサイクルの冷却源の温度とアンモニアの濃度の関係の例示のグラフである。 冷却源の温度上昇に応じて、制御システムが基本作動流体の混合物の濃度を調節した図１のカリーナサイクルの概略図である。 冷却源の温度低下に応じて、制御システムが基本作動流体の混合物の濃度を調節した図１のカリーナサイクルの概略図である。 本発明の一態様による制御システムを含む、カリーナサイクルエネルギー変換システムの概略図である。 様々なタービン入口圧力でのアンモニア濃度とカリーナサイクルの効率の潜在的な関係の例示のグラフである。

本発明は、カリーナサイクルの作動パラメータを監視し自動的に調節することで効率を上げるのを助けるように構成されたシステム、装置および方法に及ぶ。例えば、本発明の１または複数の実施形態によると、カリーナサイクル制御システムは、熱源と冷却源を監視する１または複数のセンサを含むことができる。制御システムはこのとき、１または複数の熱源または冷却源の検知された変化に応じて、カリーナサイクルの１または複数の作動パラメータを自動的に調節することができる。本発明のさらなるまたは代替の実施形態において、カリーナサイクル制御システムは、カリーナサイクルの１または複数の作動パラメータを監視することができ、１または複数のこの作動パラメータを自動的に調節してカリーナサイクルの効率を上げることができる。

最初の事案として、カリーナサイクルシステムなどの多成分の作動流体を利用する閉鎖ループの熱力学システムを利用して、本発明の多様な実施形態を実施することができる。広範な種類の様々なタイプの熱力学サイクルシステムに本発明を組み込むことが可能であるが、本明細書では具体的にカリーナサイクルシステムについて言及する。本明細書に例示され記載される特定のカリーナサイクルは、本発明を実施することができるいくつかの多様なカリーナサイクルの単なる例である。本発明を実施することができる他の例としてのカリーナサイクル技術は、米国特許第７，５１６，６１９号、５，８２２，９９０号、５，９５３，９１８号、５，５７２，８７１号、５，４４０，８８２号および４，９８２，５６８号に示されており、その内容は、全体として参照により本明細書に組み込まれている。

先に言及したように、本発明の１または複数の実施形態は、制御システムと、これに関連する方法、すなわちカリーナサイクルにおける基本作動流体の濃度、カリーナサイクルの熱源の温度および／またはカリーナサイクルの冷却源の温度を監視する方法を含むことができる。熱源の温度および／または冷却源の温度が変化するときはいつでも、制御システムがこれに従ってカリーナサイクルの基本作動流体の濃度を調節することでカリーナサイクルの効率を上げ、カリーナサイクルを収容している発電所の電力出力を増加させることができる。

本明細書の開示に照らしてみて、制御システムおよびこれに関連する方法は、１または複数の熱源または冷却源の温度が動的であるカリーナサイクルの場合に特に有益である。このようなカリーナサイクルは、例えば、製鋼所または鋳造工場などの加工プラントからの排熱を熱源として利用するサイクルを含むことができる。加工プラントはバッチ式に作動する場合があり、これは結果として熱源温度が１時間毎にまたはより短い周期で繰り返すことになる。

冷却源側では、乾燥地帯に多くの地熱利用施設が設置され、空冷式の凝縮機において「周囲空気」を利用している。このような場所での昼から夜への空気温度の揺れは、華氏４０°にもなり得る。したがって、２４時間の間の周囲空気の温度は、例えば、夜の華氏５０°の低温から昼間の華氏９０°の高温まで変化し、夜にはまた華氏５０°に戻る。このような冷却温度の低温と高温の揺れの差は、「寒冷前線」天気事象または猛暑においてさらに大きくなり得る。

ここで、図面に戻ると、図１は、制御システム１３０を含むカリーナサイクル１００の概略を示している。制御システム１３０は、１または複数の熱源１２２および冷却源１２４の温度変化に基づいて、カリーナサイクル１００の基本作動流体の濃度を調節することができる。具体的には、制御システム１３０は、基本作動流体の濃度を調節することで、カリーナサイクル１００の効率を上げるまたは最適化することができる。

図１に示されるように、カリーナサイクル１００は、第１の熱交換器、すなわち凝縮機１０４と、供給ポンプ１０６と、第２の熱交換器１０８と、第３の熱交換器、すなわち蒸発器１１０と、タービン１１２とを含むことができる。さらに、カリーナサイクル１００は、セパレータ１１４と、ドレンタンク１１６と、ドレンポンプ１１８と、タンク１２０とを含むことができる。以下により詳細に説明するように、カリーナサイクル１００は、外部熱源１２２および外部冷却源１２４を使用して作動することができる。

作動流体（アンモニアと水の混合物）は、タンク１２０の出口から始まって地点１１において特定の設置値のパラメータを有しており、これは、本明細書では以後基本混合物または基本作動流体混合物と呼ばれる。作動流体は、この後、ポンプ１０６により、より高い圧力まで汲み上げられて、地点１２において加圧された作動流体を形成する。加圧された作動流体はその後、第２の熱交換器１０８を通過し、ここでタービン１１２を出た流れにより予熱され、地点１４において予熱された作動流体を形成する。予熱された作動流体はその後熱交換器１１０を通過し、ここで外部熱源１２２により加熱され、地点１６において少なくとも一部が気化した作動流を形成する。少なくとも一部が気化した作動流は、その後、タービン１１２を通過し、タービン１１２を駆動することで機械エネルギーを生成し、この機械エネルギーは生成器１２６により電気エネルギーに変換される。タービン１１２内で作動流は膨張し、地点１８において低圧の作動流または少なくとも一部が使用された流れとしてタービン１１２を出る。

低圧の作動流はその後、第２の熱交換器１０８の第２の面を通過し、上記に言及したように加圧された作動流体を予熱する。加圧された作動流を予熱することにより、低圧の作動流が冷却され、地点２０において一部が凝縮した作動流または冷却され使用された流れを形成する。一部が凝縮した作動流はその後セパレータ１１４に入る。セパレータ１１４は、一部が凝縮した作動流を地点２２におけるリーン（基本の混合物に対してアンモニアの含有量が低い）流と、地点２４におけるリッチ（基本の混合物に対してアンモニアの含有量が高い）蒸気流に分ける。リーン流はドレンタンク１１６を通過し、その後ドレンポンプ１１８により、より高い圧力に汲み上げられ、地点２６において加圧されたリーン流を形成する。加圧されたリーン流はその後、リッチ蒸気流と共に凝縮機１０４に入る際にリッチ蒸気流に対して噴霧され、または、それと混合され、地点２８において合流した流れを形成する。リーン流をリッチ蒸気流に噴霧することで、リッチ蒸気流の凝縮を助けることができる。合流した流れ２８は、外部冷却源１２４により凝縮機１０４内で冷却され、地点１０において基本混合物を形成する。基本混合物は、その後タンク１２０に入る。工程はその後閉鎖ループ構成において繰り返される。

上に言及したように、制御システム１３０は、カリーナサイクル１００の様々な地点において作動流体のパラメータを監視することができる。さらに制御システム１３０は、１または複数の熱源１２２の温度および冷却源１２４の温度を監視することもできる。測定された作動流体のパラメータ、および熱源および冷却源の温度に基づいて、制御システムは作動流体の濃度を最適化、またはそうでなければ修正することでカリーナサイクル１００の効率を上げることができる。換言すると、制御システム１３０は、基本作動流体混合物のアンモニアの量を増減することで、カリーナサイクル１００の効率に影響を及ぼすことができる。

このような工程における手助けとなるために、制御システム１３０は、冷却源１２４のパラメータを測定する第１センサ１２８を含むことができる。伝送機構Ａは、センサ１２８により記録または測定されたデータを、制御システム１３０の制御システムプロセッサまたはコンピュータに伝送することができる。伝送機構Ａは、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）接続、シリアル接続、パラレル接続、ワイヤレス接続、ブルートゥース接続および／または任意の他の通信接続を介して制御システム１３０のシステムプロセッサにデータを送信することができる。

一実施形態においてセンサ１２８は、冷却源１２４の温度を測定し、冷却源１２４の温度を制御システム１３０の制御システムプロセッサまたはコンピュータに伝送する温度センサであってよい。別の実施形態では、センサ１２８は、例えば、流量などの流体流れ特性などの冷却源の他の特徴またはパラメータを測定するようになされてよい。本発明のいくつかの実施形態によると、制御システム１３０の制御システムプロセッサは、カリーナサイクル１００と共に施設内に設置される。本発明の代替の実施形態によると、制御システム１３０の制御システムプロセッサは、カリーナサイクル１００の場所から離れた場所に設置される。

また、制御システム１３０は、基本作動流体の密度（すなわちアンモニアと水の濃度）を測定するセンサ１３２を含むことができる。伝送機構Ｂは、センサ１３２により記録または測定されたデータを制御システム１３０の制御システムプロセッサまたはコンピュータに伝送することができる。伝送機構Ｂは、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）接続、シリアル接続、パラレル接続、ワイヤレス接続、ブルートゥース接続および／または任意の他の通信接続を介して制御システム１３０のシステムプロセッサにデータを送信することができる。

制御システム１３０はまた、ドレンタンク１１６内のリーン流のレベルを測定するドレンタンクレベル伝送器１３４を含むことができる。伝送機構は、センサ１３２により記録または測定されたデータを制御システム１３０の制御システムプロセッサまたはコンピュータに伝送することができる。この伝送機構は、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）接続、シリアル接続、パラレル接続、ワイヤレス接続、ブルートゥース接続および／または任意の他の通信接続を介して制御システム１３０のシステムプロセッサにデータを送信することができる。さらに制御システム１３０は、ドレンタンクレベル制御弁１３６を含むことができ、これにより制御システム１３０がドレンタンク１１６内のリーン流の量またはレベルを制御することが可能になる。

作動中、制御システム１３０は、最適な基本混合物の濃度（基本混合物におけるアンモニアの割合）と、冷却源温度との関係を計算またはダウンロードすることができる。華氏３１０°の温度の外部熱源１２２を利用するカリーナサイクル１００に関する上記の関係のグラフを図２に示す。図２に描かれる曲線の数学的関数は、
ｙ＝０．００５８１ｘ^２＋０．００３５０６ｘ＋８３．８２９７５５であり、
この場合、ｘは冷却源１２４の温度に等しく、ｙは基本混合物のアンモニア濃度に等しい。本明細書の開示に照らせば、図２に描かれる関係は、特定のカリーナサイクルの例示的な関係であり、制御システム１３０は、実施される際に伴う特定のカリーナサイクルに関して同様の関係を利用することができる。

したがって、作動中、制御システムは、センサ１２８を利用して冷却源１２４の温度を測定することができる。測定された温度に基づいて（１または複数の本発明の実施形態により、所与の期間（例えば、１５から３０分）にわたる平均的な温度である）、制御システム１３０のプロセッサは、カリーナサイクル１００の最大限の効率をもたらす基本混合物の最適なアンモニアと水の濃度を計算することができる。制御システムは、その後、センサ１３２を使用して基本混合物の実際の濃度を測定する。その後、制御システム１３０は、最適なアンモニアと水の濃度を実際のアンモニアと水の濃度と比較することができる。

実際のアンモニアと水の濃度が最適なアンモニアと水の濃度より低い（すなわち基本混合物の実際のアンモニアが、最適な混合物のものより少ない）場合、制御システム１３０は、基本混合物のアンモニア濃度を上げることができる。具体的には制御システム１３０は、ドレンタンクレベル伝送器１３４を使用してドレンタンク１１６内のリーン流の実際のレベルを判定することができる。制御システム１３０はその後、ドレンタンクの目標レベルを「より高い」設定値に自動的に設定し、ドレンタンクレベル制御弁１３６を自動的に調節することで新たな設定値レベルを維持することができる。この場合、制御システム１３０は、ドレンタンク１１６内のリーン流のレベルが新たな設定値レベルに達するまで、ドレンタンクレベル制御弁１３６を通る加圧されたリーン流の流れを制限する。

ドレンタンク１１６の中に蓄積されるリーン流の量を増やすことにより、制御システム１３０は、システム１００内を循環する作動流体における水の濃度を下げることで基本混合物のアンモニア濃度を上げることができる。本発明の１または複数の実施形態によると、より多くのリーン流がドレンタンク１１６内に蓄積されると、タンク１２０に蓄積されたより多くの基本混合物が取り出され、カリーナサイクル１００内を循環することにより、安定した量の作動流体を維持することができる。

例えば、図１は、華氏７０°の冷却源の温度を考慮して、制御システムにより基本混合物の濃度が８６．９パーセントのアンモニアと、１３．１パーセントの水に調節または最適化されたカリーナサイクル１００を示している。これとは対照的に、図３は、冷却源１２４の温度が華氏１００°に上昇するのに応じて、制御システムにより、ドレンタンク１１６内のリーン流のレベルが調節されたカリーナサイクル１００を示している。詳細には制御システムは、基本混合物の濃度を９０．０パーセントのアンモニアと１０．０パーセントの水に調節している。図１と図３を比較することで示されるように、図３のカリーナサイクル１００は、図１のカリーナサイクル１００と比較してドレンタンク１１６に蓄積されているリーン流の量が多い。上記の趣旨に従うと、図３のカリーナサイクル１００はまた、図１のカリーナサイクル１００と比べて、タンク１２０に蓄積されている基本混合物の量が少ない。

制御システム１３０が基本混合物の濃度を調節する一方、平衡濃度（カリーナサイクル１００の様々な部分にあるアンモニアと水の流体が全て、１つの容器内で一緒に混ぜ合わされた場合に生じるアンモニアと水の混合物）を一定に保つことができる。これはカリーナサイクル１００が閉鎖システムであることがその理由である。したがって、制御システム１３０が基本混合物の濃度を変えることができるように、本発明のカリーナサイクル１００は、従来のカリーナサイクルと比較して多くの量の作動流体を含むことができる。同様の趣旨に従うと、ドレンタンク１１６およびタンク１２０は共に、従来のものよりかなり大きな収容力があるため、カリーナサイクル１００はより多くの作動流体を蓄えることができる。

本明細書の開示に照らしてみて、基本混合物の濃度に基づいて、カリーナサイクル１００の他の部分のリーン流およびリッチ流の濃度を自動的に調節することができる。例えば、リーン流とリッチ蒸気流の濃度は共に、図１および図３に示されるように、基本混合物の濃度に基づいて自動的に調節することができる。例えば、本発明のいくつかの実施形態では、図１のドレンタンク１１６内のリーン流は、５１．０パーセントのアンモニアと４９．０パーセントの水を含むことができる。この濃度は、制御システム１３０が基本作動流体の濃度を変える際に自動的に調節することができる。例えば、図３のドレンタンク１１６内のリーン流は、５６．５パーセントのアンモニアと４３．３３パーセントの水の濃度に自動的に調節することができる。

同様の趣旨に従って、１または複数の実施形態では、図１の地点２４におけるリッチ流は、９９．６パーセントのアンモニアと０．４パーセントの水の濃度を含むことができる。この濃度は、制御システム１３０が基本作動流体の濃度を変える際に自動的に調節することができる。例えば、図３の地点２４におけるリッチ流は、９９．７パーセントのアンモニアと０．３パーセントの水の濃度に自動的に調節することができる。

冷却源１２４の温度上昇により基本混合物のアンモニア濃度を上げる工程と同様に、制御システム１３０はまた、あるいは代替として、冷却源１２４の温度低下によりアンモニア濃度を下げることも可能である。具体的には、制御システム１３０は、センサ１２８を使用して冷却源１２４の温度を測定することができる。測定された温度に基づいて、制御システム１３０のプロセッサは、カリーナサイクル１００の最大限の効率を生み出す基本混合物の最適なアンモニアと水の濃度を計算することができる。次いで、制御システム１３０は、センサ１３２を使用して基本混合物の実際の濃度を測定することができる。その後、制御システム１３０は、実際のアンモニアと水の濃度を最適なアンモニアを水の濃度と比較することができる。

実際のアンモニアの濃度が、最適なアンモニアと水の濃度より高い（すなわち基本混合物内のアンモニアが最適な混合物のアンモニアより多い）場合、制御システム１３０は、基本混合物におけるアンモニア濃度を下げることができる。具体的には、制御システム１３０は、ドレンタンクレベル伝送器１３４を使用してドレンタンク１１６内のリーン流の実際のレベルを判定することができる。制御システムはこのとき、ドレンタンクの目標レベルを「より低い」設定値に自動的に設定し、ドレンタンクレベル制御弁１３６を自動的に調節することでこの新しい設定値レベルを維持することができる。この場合、制御システム１３０は、ドレンタンク１１６内のリーン流のレベルが新たな設定値レベルに達するまで、ドレンタンクレベル制御弁１３６を通る加圧されたリーン流の流れを増加させることができる。

ドレンタンク１１６内に蓄積されたリーン流の量を減らすことにより、制御システム１３０は、システム１００内を循環する作動流体の水の濃度を上げることで基本混合物のアンモニア濃度を下げることができる。本発明の１または複数の実施形態によると、ドレンタンク１１６に蓄積されるリーン流の量が少なくなると、タンク１２０内に蓄積される基本混合物の量が多くなり、カリーナサイクル１００内を循環する作動流体の量が安定して維持される。

例えば、図４は、冷却源１２４の温度が華氏４０°まで低下するのに応じて、制御システム１３０により、ドレンタンク１１６内のリーン流のレベルが調節されたカリーナサイクル１００を示している。具体的には、制御システム１３０は、基本混合物の濃度を８４．９パーセントのアンモニアと１５．１パーセントの水に調節している。図１と図４を比較することで示されるように、図４のカリーナサイクル１００は、図１のカリーナサイクル１００と比べてドレンタンク１１６内に蓄積されるリーン流の量が少ない。これらの趣旨に従うと、図４のカリーナサイクル１００はまた、図１のカリーナサイクル１００と比べてタンク１２０内に蓄積される基本混合物の量が多い。

先に言及したように、基本混合物の濃度が調節されると、カリーナサイクル１００の他の部分のリーン流およびリッチ流の濃度を、この基本混合物の濃度に基づいて自動的に調節することができる。例えば、リーン流とリッチ蒸気流の濃度は共に、図１および図４に示されるように、基本混合物の濃度に基づいて自動的に調節することができる。例えば、本発明のいくつかの実施形態では、図１のドレンタンク１１６内のリーン流は、５１．０パーセントのアンモニアと４９．０パーセントの水を含むことができる。この濃度は、制御システム１３０が基本作動流体の濃度を変える際に自動的に調節することができる。例えば、図４のドレンタンク１１６内のリーン流は、６５．１パーセントのアンモニアと３４．９パーセントの水に自動的に調節することができる。

同様の趣旨に従うと、１または複数の実施形態において、図１の地点２４におけるリッチ流は、９９．６パーセントのアンモニアと０．４パーセントの水の濃度を含むことができる。この濃度は、制御システム１３０が基本作動流体の濃度を変える際に自動的に調節することができる。例えば、図４の地点２４におけるリッチ流は、９９．７パーセントのアンモニアと０．３パーセントの水の濃度に調節することができる。

上記の本明細書に記載される制御システム１３０は、冷却源１２４の温度を測定し、これに応じて基本混合物の濃度を調節するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、冷却源１２４の温度を測定する代わりにまたはそれに加えて、制御システム１３０は凝縮機１２４を出た凝縮された作動流体の温度、または他の関連するパラメータを測定することができる。さらに制御システム１３０は、タンク１２０に蓄積された基本混合物の量を監視するためにタンクレベル伝送器１３９を含むことができる。

さらに、冷却源１２４の温度変化に応じて基本混合物の濃度を調節する代わりにまたはそれに加えて、制御システム１３０は、熱源１２２の温度変化に応じて基本混合物の濃度を調節することができる。本発明のこのような実施形態では、制御システム１３０は、例えば、温度などの加熱源１２２のパラメータを測定する、温度センサなどのセンサ１３８を含むことができる。伝送機構Ｄは、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）接続、シリアル接続、パラレル接続、ワイヤレス接続、ブルートゥース接続および／または任意の他の通信接続を介して制御システム１３０のシステムプロセッサにセンサ１３８からのデータを送信することができる。代替の実施形態において、センサ１３８は、流量および／または熱源１２２から作動流への熱移動の度合いに影響を及ぼす可能性のある、加熱源１２２の他の特性あるいはパラメータを測定するようになされることができる。

冷却源１２４の温度変化に関連して上記に説明したのと同様に、制御システム１３０のプロセッサは、測定された加熱源１２２の温度に基づいて、カリーナサイクル１００の最大限の効率を生み出す基本混合物の最適なアンモニアと水の濃度を計算することができる。制御システム１３０は次いで、センサ１３２を使用して基本混合物の実際の濃度を測定することができる。その後制御システム１３０は、実際のアンモニアと水の濃度を最適なアンモニアと水の濃度と比べることができる。

実際のアンモニア濃度が、最適なアンモニアと水の濃度より高い（すなわち基本混合物のアンモニアが最適な混合物のものより多い）場合、制御システム１３０は、基本混合物におけるアンモニア濃度を下げることができる。具体的には、制御システム１３０は、ドレンタンクレベル伝送器１３４を使用してドレンタンク１１６内のリーン流の実際のレベルを判定することができる。制御システムはこのとき、ドレンタンクの目標レベルを「より低い」設定値に自動的に設定し、ドレンタンクレベル制御弁１３６を自動的に調節することでこの新しい設定値レベルを維持することができる。この場合制御システム１３０は、ドレンタンク１１６内のリーン流のレベルが新たな設定値レベルに達するまで、ドレンタンクレベル制御弁１３６を通る加圧されたリーン流の流れを増加させることができる。

同様に、実際のアンモニアと水の濃度が、最適なアンモニアと水の濃度より低い（すなわち、基本混合物の実際のアンモニアが、最適な混合物のものより少ない）場合、制御システム１３０は、基本混合物におけるアンモニア濃度を上げることができる。具体的には、制御システム１３０は、ドレンタンクレベル伝送器１３４を使用してドレンタンク１１６内のリーン流の実際のレベルを判定することができる。制御システム１３０はその後、ドレンタンクの目標レベルを「より高い」設定値に自動的に設定し、ドレンタンクレベル制御弁１３６を自動的に調節することで新たな設定値レベルを維持することができる。この場合、制御システム１３０は、ドレンタンク１１６内のリーン流のレベルが新たな設定値レベルに達するまで、ドレンタンクレベル制御弁１３６を通る加圧されたリーン流の流れを制限する。

さらに制御システム１３０は、現実に（すなわち実際に）冷却源または熱源の温度が変化するより前に、その濃度を変えるために、冷却源または熱源の温度の標準的な周期的な変化（すなわち予想される温度変化）を「予測する」ようにプログラムすることができる。（例えば、空冷式の凝縮機を利用する場合、所与の１日の中での空気の温度サイクルは極めて予測可能であるため、午前から午後の早い時間に予測される温度の「上昇」、ならびに夕方および夜間の温度の「下降」に関して制御装置にバイアスをかけることができる。）

また、カリーナサイクルの種類およびそこに含まれる多様な要素により、制御システム１３０は、他のまたはさらなる要素を使用して基本混合物の濃度を調節することで、効率を上げるまたは最適化することができる。例えば、図５は、カリーナサイクル２００の概略図を示している。カリーナサイクル２００は、図１、図３および図４に示されるカリーナサイクル１００と同様であるが、第４の熱交換器５０２とセパレータ５０４を含んでいる。

作動流体（アンモニアと水の混合物）は、凝縮機１０４の出口から始まり地点１０において一定の設定値のパラメータを有しており、これは本明細書では以後基本混合物と呼ばれる。作動流体はこの後、ポンプ１０６により、より高い圧力に汲み上げられ、地点１２において加圧された作動流体を形成する。加圧された作動流体はその後、第２の熱交換器１０８を通過し、ここで予熱され、地点１４において予熱された作動流体を形成する。

予熱された作動流体はその後、第４の熱交換器５０２を通過し、ここでさらに加熱され、任意選択で一部が気化されて、地点３０においてさらに加熱された作動流体を形成する。このさらに加熱された作動流体はその後、第３の熱交換器１１０を通過し、ここで外部熱源１２２により加熱され、地点１６において少なくとも一部が気化した作動流を形成する。少なくとも一部が気化した作動流はその後、セパレータ５０４を通過する。セパレータ５０４は、少なくとも一部が気化した作動流を地点３２におけるリッチ蒸気要素と、地点３４におけるリーン飽和液体要素に分ける。リッチ蒸気要素は、タービン１１２に入りこれを駆動することで機械エネルギーを生成し、この機械エネルギーは生成器１２６により電気エネルギーに変換される。タービン１１２内で、作動流は膨張し、地点１８において低圧の作動流または使用された流れを形成する。

リーン飽和液体要素は、第４の熱交換器５０２で冷却され（予熱された作動流体を加熱することにより）、地点３６において一部が冷却されたリーン要素を形成する。一部が冷却されたリーン要素はその後、低圧の作動流または使用された流れと合流され、地点３８において合流した使用済みの流れを形成し、この流れは次いで第２の熱交換器１０８を通過し、ここで加圧された作動流体を加熱することにより冷却されて、地点２０において一部が凝縮した作動流を形成する。

一部が凝縮した作動流は、その後、セパレータ１１４に入る。セパレータ１１４は、一部が凝縮した作動流を地点２２におけるリーン（基本混合物に対してアンモニア含有量が低い）流と、地点２４におけるリッチ（基本混合物に対してアンモニア含有量が高い）流に分ける。リーン流はドレンタンク１１６内に進み、そこでドレンポンプ１１８により、より高い圧力に汲み上げられ、地点２６において加圧されたリーン流を形成する。加圧されたリーン流はその後、リッチ蒸気流と共に凝縮機１０４に入る際、リッチ蒸気流に対して噴霧されるまたはそれと混合されて、地点２８において合流した流れを形成する。リーン流をリッチ蒸気流に噴霧することで、リッチ蒸気流の凝縮を助けることができる。合流した流れ２８は、外部冷却源１２４により凝縮機１０４内で冷却される。冷却された合流した流れは、凝縮機１０４を出ると基本混合物となり、この混合物はその後タンク１２０に入る。工程はその後閉鎖ループ構成において繰り返される

さらに、図５に示されるように、制御システム１３０は、セパレータ５０４内のリーン飽和液体要素のレベルを測定する第１のセパレータタンクレベル伝送器５０６を含むことができる。伝送機構Ｆは、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）接続、シリアル接続、パラレル接続、ワイヤレス接続、ブルートゥース接続および／または任意の他の通信接続を介してセパレータタンクレベル伝送器５０６からのデータを制御システム１３０のシステムプロセッサに送信することができる。さらに、制御システム１３０は、セパレータタンクレベル制御弁５０８を含むことができ、これにより制御システム１３０が、制御機構Ｇを介してセパレータ５０４のタンク内のリーン飽和液体要素の量を制御することが可能になる。制御機構Ｇは、伝送機構Ａ、Ｃ、ＤおよびＥに関連して上記に記載したものと同様の伝送機構と、弁５０８を開閉する作動装置を備えることができる。

したがって、図５に示される制御システム１３０の実施形態では、冷却源１２４および／または熱源１２２の温度変化に応じて、制御システム１３０は、セパレータ５０４内のリーン飽和液体要素のレベルを調節することにより基本混合物の濃度を調節することができる。本明細書の開示に照らしてみて、制御システム１３０が、ドレンタンク１１６内のリーン流のレベルを調節するのに関連して上記に記載したのと同様のやり方で、セパレータ５０４のタンク内のリーン飽和液体要素のレベルを調節することができる。具体的には、制御システム１３０は、目標レベルを設定し、その後、それに従ってセパレータタンクレベル制御弁５０８を調節することができる。故に、セパレータ５０４のタンク内の流体のレベルは、上昇または下降する。あるいは、制御システム１３０は、セパレータ５０４内のリーン飽和液体要素のレベルと、ドレンタンク１１６内のリーン流のレベルの両方を調節することで基本混合物の濃度を調節することができる。

本明細書の開示に照らしてみて、制御システム１３０は、基本混合物の濃度を迅速に調節することができる。当然のことながら、本発明の１または複数の実施形態では、制御システム１３０は、１日毎、１時間毎に、または１または複数の熱源１２２および冷却源１２４の温度変化に応じて基本混合物の濃度を調節することができる。本発明の１または複数の実施形態では、制御システム１３０は、リアルタイムの１または複数の熱源１２２および冷却源１２４の温度変化に応じて基本混合物を監視し調節することができる。

上記に記載した制御システム１３０の実施形態は、基本混合物の濃度を監視し自動的に調節して、カリーナサイクル１００、２００が確実に高いまたは最大限の効率で稼働するのを助ける一方で、本発明の１または複数の付加的または代替の実施形態は、カリーナサイクルの１または複数の付加的なパラメータを調節することで確実に高いまたは最大限の効率にするのを助ける。例えば、図６は、作動流体のアンモニア濃度と、タービン入口での作動流体の圧力に基づくカリーナサイクルの効率との潜在的な関係を示すグラフを表している。本発明の制御システム１３０の１または複数の実施形態は、それが制御するカリーナサイクルの特定のパラメータに基づいて同様の関係を計算またはダウンロードすることができる。この情報を使用して制御システム１３０は、基本混合物の濃度を監視し、それに応じてタービン入口における圧力を自動的に調節することで、カリーナサイクルが確実に高いまたは最大限の効率で稼働するのを助けることができる。

例えば、再び図１を参照すると、制御システム１３０は、センサ１３２を使用して基本混合物の濃度を監視することができる。さらに、本発明の１または複数の実施形態によると、センサ１３２は、基本混合物の温度および流量を測定することもできる。測定された基本混合物の濃度に基づいて、制御システム１３０のプロセッサは、図６に示されるグラフまたは同様のデータを使用してカリーナサイクル１００の効率を最大限にするタービン入口の圧力を計算することができる。制御システム１３０はその後、タービン入口圧力センサ１４０を使用して、タービン１１２における実際の圧力を測定することができる。伝送機構Ｅは、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）接続、シリアル接続、パラレル接続、ワイヤレス接続、ブルートゥース接続および／または任意の他の通信接続を介してセンサ１４０からのデータを制御システム１３０のシステムプロセッサに送信することができる。本発明のいくつかの実施形態によると、制御システム１３０は、タービン１１２の入口における作動流体の流量を測定し、その後その圧力を計算することができる。

実際のタービン入口の圧力が、最適なタービン入口の圧力より大きい（または小さい）場合、制御システム１３０は、実際のタービン入口の圧力を調節することができる。例えば、制御システム１３０は、ポンプ１０６の出力を調節することでタービン入口の圧力を調節することができる。いずれの場合でも、制御システム１３０は、タービン入口の圧力を監視し調節することで、カリーナサイクルが確実に最大限の効率で稼働するのを助けることができる。

本明細書の開示に照らしてみて、濃度とタービン入口の圧力は正に、本発明の制御システム１３０が監視し自動的に調節することでカリーナサイクルの効率を最大限にすることができる２つの例示のパラメータである。当然のことながら本発明の１または複数の実施形態は、所与のカリーナサイクルの効率の基準となる任意の数の異なるサイクルパラメータを監視し、それらのパラメータを自動的に調節することでカリーナサイクルの効率を助けることができる。

例えば、カリーナサイクルは、本明細書において閉鎖サイクルとして記載されているが、これはタービンシールが不完全であり、タービン内で膨張した少量のリッチ蒸気がカリーナサイクルから漏れる可能性があるためである。経時的なこのような作動流体の損失は、カリーナサイクルを循環する作動流体の量が減少することにより、および作動流体の濃度を調節することにより、カリーナサイクルの作動効率に対して悪影響を与える恐れがある。本発明の１または複数の実施形態は、ドレンタンクレベル伝送器１３４とタンクレベル伝送器１３９を使用することでカリーナサイクル内を循環する作動流体の量を監視することができる。制御システム１３０はこのとき、ドレンタンクレベル制御弁１３６を使用して、より多くの作動流体がカリーナサイクル内を循環することができるようにし、これによりタービンシールを経由するいかなる損失に対しても配慮することができる。これに加えて、制御システム１３０は、上記の本明細書で記載したように基本混合物の濃度を調節することで、タービンシールにおけるリッチ蒸気の漏出によるいかなる変化も補償することができる。

本発明の実施形態は、熱力学サイクルを採用しその効率を上げる方法を含むことができる。以下は、図１から図６の構成要素と図面を参照して、カリーナサイクルの効率を上げる方法の少なくとも１の実施形態を記載している。当然のことながら、前置き事項として、本明細書で詳細に説明される方法の一部を変更できることを当業者は理解するであろう。例えば、記載される方法の様々な作用を所望するように変えるため、記載される方法の様々な作用を省略するまたは拡大することができる。

したがって、本発明の１の方法によると、上記方法は、カリーナサイクルの効率が左右されるカリーナサイクルの１または複数のパラメータを表示する１または複数のセンサのデータを収集する作用を含むことができる。例えば、上記方法は、１または複数の温度センサ１２８、１３８を使用して、１または複数の熱源１２２および冷却源１２４の温度を測定するステップを含むことができる。さらに、上記方法は、密度センサ１３２を使用してカリーナサイクルの基本作動流体混合物の密度を測定するステップを含むことができる。さらに上記方法は、圧力センサ１４０を使用してカリーナサイクルの作動流体のタービン入口の圧力を測定するステップを含むことができる。

本発明はまた、１または複数の伝送機構を使用してデータを制御システムプロセッサに伝送する作用を含むことができる。例えば、上記方法は、伝送機構Ａ、Ｄを使用して１または複数の熱源１２２および冷却源１２４の温度を制御システム１３０のプロセッサに伝送するステップを含むことができる。これに加えてまたはその代替として、上記方法は、伝送機構Ｂを使用して作動流体の濃度を制御システム１３０のプロセッサに伝送するステップを含むことができる。さらに、上記方法は、伝送機構Ｅを使用して作動流体のタービン入口の圧力を制御システム１３０のプロセッサに伝送するステップを含むことができる。

上記方法は付加的に、制御システムプロセッサを使用してこのデータに基づいて１または複数の実際のパラメータを計算する作用を含むことができる。例えば、上記方法は、作動流体の実際の濃度、カリーナサイクルの中の作動流体の実際の量またはタービン入口における作動流体の実際の圧力を計算することができる。

さらに、上記方法は、カリーナサイクルの効率を上げる１または複数の最適なパラメータを決定する作用を含むことができる。例えば、上記方法は、熱源および／または冷却源の実際の温度に基づいて最適な作動流体の濃度を計算するステップを含むことができる。これに加えてまたはその代替として、上記方法は、タービン入口における作動流体の実際の圧力に基づいて、作動流体の最適な濃度を計算するステップを含むことができる。

上記方法はまた、１または複数の実際のパラメータを１または複数の最適なパラメータに自動的に調節する作用を含むことができる。例えば、上記方法は、ドレンタンク制御弁１３６またはセパレータタンクレベル制御弁５０８を操作することで、基本作動流体混合物の濃度を調節するステップを含むことができる。これに加えてまたはその代替として、上記方法は、ポンプ１０６の出力を調節することによりカリーナサイクルの作動流体のタービン入口の圧力を調節するステップを含むことができる。

本発明は、その精神または基本的な特徴から逸脱することなく他の固有の形態において具現化することができる。記載される実施形態は全ての点において例示であり、限定するものではない。したがって本発明の範囲は、前述の記載ではなく添付の特許請求の範囲により示されるものである。特許請求と等価であることを意味するおよびその範囲にある全ての変更は、その範囲内にあると受け取るべきである。

Claims (20)

1. 制御システムプロセッサと、
   カリーナサイクルの１または複数のパラメータを測定し、測定したデータを前記制御システムプロセッサに伝送する１または複数のセンサと、
   前記制御システムプロセッサにより制御されることで、前記カリーナサイクルの１または複数の付加的なパラメータを修正する１または複数のカリーナサイクル部と
   を備える、前記カリーナサイクルの効率を上げることを目的とする制御システム。
2. 前記１または複数のセンサが、１または複数の熱源および冷却源の温度を測定する温度センサを備える、請求項１に記載の制御システム。
3. 前記カリーナサイクルの前記１または複数のパラメータが、１または複数の熱源温度および冷却源温度を含み、前記１または複数の付加的なパラメータが、基本作動流体の濃度を含む、請求項２に記載の制御システム。
4. 前記１または複数のカリーナサイクル部が、ドレンタンクレベル制御弁を備える、請求項３に記載の制御システム。
5. 前記１または複数のセンサが、ドレンタンクレベル伝送器を備える、請求項１に記載の制御システム。
6. 前記１または複数のセンサが、タービン入口圧力センサを備える、請求項１に記載の制御システム。
7. 前記カリーナサイクルの前記１または複数のパラメータが、タービン入口における作動流体の圧力を含み、前記１または複数の付加的なパラメータが、基本作動流体の濃度を含む、請求項６に記載の制御システム。
8. 前記１または複数のセンサが、ドレンタンクレベル伝送器とタンクレベル伝送器とを備える、請求項１に記載の制御システム。
9. 前記カリーナサイクルの前記１または複数のパラメータが、前記カリーナサイクルにおける作動流体の総量を含み、前記１または複数の付加的なパラメータが、基本作動流体の濃度を含む、請求項７に記載の制御システム。
10. カリーナサイクルの効率を左右する前記カリーナサイクルの１または複数のパラメータを表示する１または複数のセンサにおいてデータを収集するステップと、
    １または複数の伝送機構を使用して前記データを制御システムプロセッサに伝送するステップと、
    制御システムプロセッサを使用して前記データに基づいて１または複数の実際のパラメータを計算するステップと、
    前記カリーナサイクルの効率を上げる１または複数の最適なパラメータを決定するステップと、
    前記１または複数の実際のパラメータを前記１または複数の最適なパラメータに自動的に調節するステップとを含む、前記カリーナサイクルの効率を上げる方法。
11. データを収集するステップが、１または複数の熱源および冷却源の温度を測定するステップと、前記カリーナサイクルの基本作動流体混合物の密度を測定するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 自動的に調節するステップが、ドレンタンク制御弁を操作することにより、前記基本作動流体混合物の濃度を調節するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
13. 自動的に調節するステップが、ポンプの出力を調節することにより、前記カリーナサイクルの作動流体のタービン入口の圧力を調節するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
14. 前記カリーナサイクルの前記１または複数のパラメータが、熱源温度、冷却源温度、タービン入口における作動流体の圧力および基本混合物の濃度のうちの１または複数を備える、請求項１０に記載の方法。
15. 多成分の蒸気作動流を膨張させてそのエネルギーを利用できる形態に変換し使用済みの流れを生成する膨張機と、
    前記使用済みの流れをリッチ流とリーン流に分けるセパレータと、
    前記セパレータから前記リーン流の少なくとも一部を受け取り、一定量の前記リーン流を中に保持するタンクと、
    前記タンクを出る前記リーン流の体積流量に影響を及ぼす弁と、
    前記タンクを出る前記リーン流を前記リッチ流と混合させ、合流した流れを生成するミキサと、
    前記合流した流れを凝縮し、多成分の作動流を生成する凝縮機と、
    前記多成分の作動流を加熱し、前記蒸気作動流を生成する第２の熱交換器と、
    多成分の作動流の濃度比を測定するセンサと、
    熱力学サイクルのパラメータの変化に応じて、前記弁を自動的に操作することで前記多成分の作動流の濃度比を変える制御システムとを備える、前記熱力学サイクルを履行する装置。
16. １または複数の熱源温度センサと冷却源温度センサをさらに備える、請求項１５に記載の装置。
17. タービン入口圧力センサをさらに備える、請求項１５に記載の装置。
18. 前記凝縮機から前記多成分の作動流を受け取り、一定量の前記多成分の作動流を中に保持する第２のタンクをさらに備える、請求項１５に記載の装置。
19. 前記加熱された多成分の作動流を蒸気作動流とリーン飽和液体流に分離する第２のセパレータをさらに備える、請求項１５に記載の装置。
20. 前記第２のセパレータにおいて前記リーン飽和液体流の量を制御するタンクレベル制御弁をさらに備える、請求項１９に記載の装置。

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