JP3369568B2 - 改良した三重効果吸収サイクル装置 - Google Patents
改良した三重効果吸収サイクル装置Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Description
【０００１】
フルオロカーボン、及びハイドロフルオロカーボンが
周囲に与える環境破壊についての関心が高まった結果、
水、又はアンモニヤのような環境的に安全な冷媒の広範
囲な使用が要求されている。加熱を殆ど行わないで、15
〜10,000冷凍トンの容量範囲の営業用に対して、非可燃
性で穏やかな性質の水は通常良好な冷媒である。
周囲に与える環境破壊についての関心が高まった結果、
水、又はアンモニヤのような環境的に安全な冷媒の広範
囲な使用が要求されている。加熱を殆ど行わないで、15
〜10,000冷凍トンの容量範囲の営業用に対して、非可燃
性で穏やかな性質の水は通常良好な冷媒である。
【０００２】
このような冷媒を利用する水性吸収流体サイクルは既
知であり、数十年にわたり使用されている。単一効果
で、種々の２段設計のものが多くの国で営業用に使用さ
れている。しかし、空気調和、又は冷凍のために使用さ
れるエネルギーに化石燃料を変換するプロセスにおいて
発生する全CO2量についての関心の高まりにより、単一
段吸収装置（成績係数COP＝0.6〜0.8）、又は２段吸収
装置（成績係数COP＝0.9〜1.25）で現在得られているエ
ネルギー変換効率より一層高い効果が要求されている。
知であり、数十年にわたり使用されている。単一効果
で、種々の２段設計のものが多くの国で営業用に使用さ
れている。しかし、空気調和、又は冷凍のために使用さ
れるエネルギーに化石燃料を変換するプロセスにおいて
発生する全CO2量についての関心の高まりにより、単一
段吸収装置（成績係数COP＝0.6〜0.8）、又は２段吸収
装置（成績係数COP＝0.9〜1.25）で現在得られているエ
ネルギー変換効率より一層高い効果が要求されている。
【０００３】
米国特許第4732008号は三冷凍効果を達成するため単
一段サイクルを２つ結合して使用することを教示してい
る。その独立するループによって異なる吸収流体を運
び、水性LiBr溶液のような流体を下段で使用している。
しかし、必要な上段では流体結晶化、及び蒸気圧抑制の
特性があるため異なる流体を使用する必要がある。たと
え適切な上段用の流体を使用したとしても性能の評価は
1.5〜1.7の成績係数になるに過ぎない。
一段サイクルを２つ結合して使用することを教示してい
る。その独立するループによって異なる吸収流体を運
び、水性LiBr溶液のような流体を下段で使用している。
しかし、必要な上段では流体結晶化、及び蒸気圧抑制の
特性があるため異なる流体を使用する必要がある。たと
え適切な上段用の流体を使用したとしても性能の評価は
1.5〜1.7の成績係数になるに過ぎない。
【０００４】
発明の要約
本発明装置は単一の水性吸収流体、又は２個、又は３
個の異なる吸収流体、又は単一の冷媒、即ち水について
の種々の吸収剤濃度をシステムを通じて使用して、三重
冷凍効果を有する装置である。従って、本発明は段とは
無関係に、システムを通じて単一冷媒、水を冷媒、即ち
作動流体溶剤として使用するから、通常の物質移動が無
く３個の熱交換器を結合する熱伝達のみに依存する従来
の三重効果システムを著しく改良する。本発明の装置、
及びシステムは上述の単一段サイクルを２個有する三重
効果装置で使用される成績係数に似た成績係数となる。
しかし、最高作動温度がこのような二重ループシステム
におけるより低いため、第３段再生器における流体組成
物の温度上昇、及び流体結晶化の要件が減少する。
個の異なる吸収流体、又は単一の冷媒、即ち水について
の種々の吸収剤濃度をシステムを通じて使用して、三重
冷凍効果を有する装置である。従って、本発明は段とは
無関係に、システムを通じて単一冷媒、水を冷媒、即ち
作動流体溶剤として使用するから、通常の物質移動が無
く３個の熱交換器を結合する熱伝達のみに依存する従来
の三重効果システムを著しく改良する。本発明の装置、
及びシステムは上述の単一段サイクルを２個有する三重
効果装置で使用される成績係数に似た成績係数となる。
しかし、最高作動温度がこのような二重ループシステム
におけるより低いため、第３段再生器における流体組成
物の温度上昇、及び流体結晶化の要件が減少する。
【０００５】
米国特許第4520634号は３個の再生器を有する３段吸
収冷凍システムを開示している。このシステムでは、他
の再生器を通して流すことなく、１個の吸収器から各３
個の再生器に互いに並列流として直接、溶液を供給して
いる。本願人等の米国特許第5335515号で開示された三
重効果システムは３個の再生器と３個の凝縮器とを組み
込み、これ等１個、又は２個、又は３個の吸収器と、第
１、第２、及び第３の再生器のうちのいずれかの１個、
又はそれ以上との間に水性吸収流体を指向させるための
１個、又はそれ以上の流体ループを有するシステムであ
って、直列流体ループと並列流体ループの形態を使用し
ている。本発明は潜在的な結晶化を引き起こす高い吸収
剤濃度を避ける利益を達成するため、種々の並列流、直
列流、及び逆流の流体ループの特別な組合せを組み込ん
だシステムを説明する。
収冷凍システムを開示している。このシステムでは、他
の再生器を通して流すことなく、１個の吸収器から各３
個の再生器に互いに並列流として直接、溶液を供給して
いる。本願人等の米国特許第5335515号で開示された三
重効果システムは３個の再生器と３個の凝縮器とを組み
込み、これ等１個、又は２個、又は３個の吸収器と、第
１、第２、及び第３の再生器のうちのいずれかの１個、
又はそれ以上との間に水性吸収流体を指向させるための
１個、又はそれ以上の流体ループを有するシステムであ
って、直列流体ループと並列流体ループの形態を使用し
ている。本発明は潜在的な結晶化を引き起こす高い吸収
剤濃度を避ける利益を達成するため、種々の並列流、直
列流、及び逆流の流体ループの特別な組合せを組み込ん
だシステムを説明する。
【０００６】
本発明の他の実施例では、最高段のループの構成要素
を３段装置の残りの下段構成要素のみに熱伝達連通させ
ている装置を図示する。
を３段装置の残りの下段構成要素のみに熱伝達連通させ
ている装置を図示する。
【０００７】
発明の詳細な説明
本願人の上述の米国特許第5335515号には、本願の図
面に線図的に示す装置を利用する発明の三重効果吸収サ
イクルを示す状態図が示されている。この線図的に示さ
れる装置は、それぞれ高温再生器G3、中間温度再生器
G2、及び低温再生器G1の３個の再生器と、それぞれ高温
凝縮器C3、中間温度凝縮器C2、及び低温凝縮器C1とを有
する。着火温度FTは通常、約204℃（400゜F）と約271℃
（520゜F）との間にあり、最も狭い範囲では約199℃（3
90゜F）と約215℃（420゜F）との間である。このような
装置では、高温用の第３段再生器G3を使用して十分な圧
力、及び温度の水蒸気を発生させ水冷媒を凝縮し、中間
段再生器G2を駆動するためこの凝縮熱を使用し得るよう
にする。この中間段再生器G2は低温の第１段再生器G1を
駆動するため十分な温度で凝縮すべき蒸気を発生し、こ
の第１段再生器G1は冷媒蒸気を発生し、通常の冷却手
段、及び熱除去手段によってこの冷媒蒸気を凝縮させ
る。凝縮器C3と再生器G2との間の熱交換はほぼ149℃（3
00゜F）から204℃（400゜F）の温度範囲内で作動し得る
適切な相変化熱伝達流体を使用する相変化熱伝達によっ
て達成される。代案として顕熱伝達のため熱交換流体の
強制循環ループを使用してもよい。同様に、約65℃（15
0゜F）と135℃（275゜F）の温度範囲での相変化熱伝達
によって、又は熱交換流体の強制循環によって凝縮器C2
と再生器G1との熱交換を行ってもよい。上述の温度範囲
はおおよその値であり、この温度範囲は装置に加わる熱
的負荷と、一日中、及びシーズン中変化する周囲の放出
熱温度とによって定まる。代表的な温度除去装置では、
水冷装置については21℃（70゜F）から35℃（95゜F）の
範囲であり、空冷装置については約４℃（25F゜）高
い。
面に線図的に示す装置を利用する発明の三重効果吸収サ
イクルを示す状態図が示されている。この線図的に示さ
れる装置は、それぞれ高温再生器G3、中間温度再生器
G2、及び低温再生器G1の３個の再生器と、それぞれ高温
凝縮器C3、中間温度凝縮器C2、及び低温凝縮器C1とを有
する。着火温度FTは通常、約204℃（400゜F）と約271℃
（520゜F）との間にあり、最も狭い範囲では約199℃（3
90゜F）と約215℃（420゜F）との間である。このような
装置では、高温用の第３段再生器G3を使用して十分な圧
力、及び温度の水蒸気を発生させ水冷媒を凝縮し、中間
段再生器G2を駆動するためこの凝縮熱を使用し得るよう
にする。この中間段再生器G2は低温の第１段再生器G1を
駆動するため十分な温度で凝縮すべき蒸気を発生し、こ
の第１段再生器G1は冷媒蒸気を発生し、通常の冷却手
段、及び熱除去手段によってこの冷媒蒸気を凝縮させ
る。凝縮器C3と再生器G2との間の熱交換はほぼ149℃（3
00゜F）から204℃（400゜F）の温度範囲内で作動し得る
適切な相変化熱伝達流体を使用する相変化熱伝達によっ
て達成される。代案として顕熱伝達のため熱交換流体の
強制循環ループを使用してもよい。同様に、約65℃（15
0゜F）と135℃（275゜F）の温度範囲での相変化熱伝達
によって、又は熱交換流体の強制循環によって凝縮器C2
と再生器G1との熱交換を行ってもよい。上述の温度範囲
はおおよその値であり、この温度範囲は装置に加わる熱
的負荷と、一日中、及びシーズン中変化する周囲の放出
熱温度とによって定まる。代表的な温度除去装置では、
水冷装置については21℃（70゜F）から35℃（95゜F）の
範囲であり、空冷装置については約４℃（25F゜）高
い。
【０００８】
第３段再生器G3の作動温度はダブル効果装置に現在使
用されている温度より一層高い。直接着火高温再生器に
よる加熱は一層経済的であると共に、腐食の加速を防止
し、材料が適さなくなるのを防止するため吸収流体に接
触する再生器の表面にスポットが発生するのを避ける必
要がある。従って、相変化、又は強制循環流体ループを
使用するような、バーナーの火焔が高温再生器に接触し
ない間接加熱が好適である。更に、加熱再生器G3の方法
と無関係に、再生器G3を加熱するために利用できないG3
温度以下の顕熱、又は残留エネルギーは燃焼空気の予熱
に有利に使用され、又は一層下段の再生器の一方、又は
両方に指向させるのに有利に使用される。従って、再生
器G3にエネルギーを与えるのに強制循環流体ループを使
用する場合は、上述したように下段の再生器、及び凝縮
器にリンクする強制循環ループを組み合わせることもで
き、又は個々の熱伝達ループを使用して他の再生器、及
び凝縮器を残して、連通する凝縮器、及び再生器構成要
素の１個をリンクするように組み合わせてもよい。更
に、例えばガス燃焼熱、又は高圧蒸気のように第２法則
により利用できる高温の熱を使用する熱伝達流体再熱要
求に必要とする温度より低い温度で流体回路を作動させ
ることは熱力学的に不利であるが、上述の回路ループは
ハードウェアの必要、及びポンプの要求を簡単化し、従
ってコストの面で利点がある。現在のチラーヒーターシ
ステムに通常用いられている温水加熱を行うのに過剰な
熱を使用することもできる。
用されている温度より一層高い。直接着火高温再生器に
よる加熱は一層経済的であると共に、腐食の加速を防止
し、材料が適さなくなるのを防止するため吸収流体に接
触する再生器の表面にスポットが発生するのを避ける必
要がある。従って、相変化、又は強制循環流体ループを
使用するような、バーナーの火焔が高温再生器に接触し
ない間接加熱が好適である。更に、加熱再生器G3の方法
と無関係に、再生器G3を加熱するために利用できないG3
温度以下の顕熱、又は残留エネルギーは燃焼空気の予熱
に有利に使用され、又は一層下段の再生器の一方、又は
両方に指向させるのに有利に使用される。従って、再生
器G3にエネルギーを与えるのに強制循環流体ループを使
用する場合は、上述したように下段の再生器、及び凝縮
器にリンクする強制循環ループを組み合わせることもで
き、又は個々の熱伝達ループを使用して他の再生器、及
び凝縮器を残して、連通する凝縮器、及び再生器構成要
素の１個をリンクするように組み合わせてもよい。更
に、例えばガス燃焼熱、又は高圧蒸気のように第２法則
により利用できる高温の熱を使用する熱伝達流体再熱要
求に必要とする温度より低い温度で流体回路を作動させ
ることは熱力学的に不利であるが、上述の回路ループは
ハードウェアの必要、及びポンプの要求を簡単化し、従
ってコストの面で利点がある。現在のチラーヒーターシ
ステムに通常用いられている温水加熱を行うのに過剰な
熱を使用することもできる。
【０００９】
本発明のこのシステムの吸収器と蒸発器の部分をそれ
れ単一ユニット、又は多数のユニットにすることができ
る。流体の結晶化の限界が液体溶液の作動範囲内でのサ
イクルの安全な作動を危うくする場合には、図３〜図８
の装置に示すような多数の蒸発器、及び多数の吸収器の
使用が特に有利である。図示の実施例では、温度レベル
が増大すると、塩の濃度が増大する。従って、吸収器A3
の塩濃度は吸収器A2に比較して低く、また、吸収器A2の
塩濃度は吸収器A1に比較して低い。同様に、それぞれの
吸収器作動温度も一層高濃度の吸収器において一層高
い。更に、これ等蒸発器は種々の温度で作動し、最も温
度が高い蒸発器E1は吸収器A1と協働し、吸収剤の濃度が
最も高い流体を処理する。同様に、低温の蒸発器は一層
希釈な溶液の吸収器に連通する。代案として、最も高い
温度の蒸発器を濃度が一層低い溶液を処理する吸収器と
対（つい）にし、低温の蒸発器を一層濃度が高い溶液の
吸収器に連通させてもよい。但し、吸収器が蒸発器より
も一層低い蒸気圧で作動するものとする。通常、８℃
（37゜F）から16℃（60゜F）の範囲の種々の蒸発器温度
を使用するには、負荷を冷却するために使用する熱伝達
流体の適正な路線が必要である。例えば、建物が通常冷
水ループと呼ばれる冷水分配システムによって冷却され
ている場合、建物の負荷によって加熱された復帰流体が
まず最も高温の蒸発器熱交換器に入り、次に順次の一層
低温の蒸発器に通る。本発明のシステムは３個までの蒸
発器を組み込むが、１個、又はそれ以上の吸収器を介し
て再生器に連通するよう２個以上の蒸発器を使用するこ
とによって再生器の数を増大することなく、種々の吸収
器、蒸発器対を使用する他の装置の形態を使用すること
もできる。しかし、過度の装置コストは２つ、又は３つ
の蒸発器温度レベルによって到達すべき実際の限界を定
めてしまう。図示のシステムも蒸発器E1のみでなく蒸発
器E2、及びE3のいずれか一方、又は両方と凝縮器C1との
間に直接の流れを設けることによって変更することがで
きる。また、装置内の構成要素位置が重要な因子である
場合には、ほぼ同一温度で多数の蒸発器を作動させるの
が有利であり、このことはほぼ同一の作動温度が要求さ
れる多数区域の建物の場合に特に有利である。また、多
数の吸収器の使用は種々の吸収剤濃度、又は種々の作動
圧力、又は種々の作動温度での吸収器の作動に限定され
ない。
れ単一ユニット、又は多数のユニットにすることができ
る。流体の結晶化の限界が液体溶液の作動範囲内でのサ
イクルの安全な作動を危うくする場合には、図３〜図８
の装置に示すような多数の蒸発器、及び多数の吸収器の
使用が特に有利である。図示の実施例では、温度レベル
が増大すると、塩の濃度が増大する。従って、吸収器A3
の塩濃度は吸収器A2に比較して低く、また、吸収器A2の
塩濃度は吸収器A1に比較して低い。同様に、それぞれの
吸収器作動温度も一層高濃度の吸収器において一層高
い。更に、これ等蒸発器は種々の温度で作動し、最も温
度が高い蒸発器E1は吸収器A1と協働し、吸収剤の濃度が
最も高い流体を処理する。同様に、低温の蒸発器は一層
希釈な溶液の吸収器に連通する。代案として、最も高い
温度の蒸発器を濃度が一層低い溶液を処理する吸収器と
対（つい）にし、低温の蒸発器を一層濃度が高い溶液の
吸収器に連通させてもよい。但し、吸収器が蒸発器より
も一層低い蒸気圧で作動するものとする。通常、８℃
（37゜F）から16℃（60゜F）の範囲の種々の蒸発器温度
を使用するには、負荷を冷却するために使用する熱伝達
流体の適正な路線が必要である。例えば、建物が通常冷
水ループと呼ばれる冷水分配システムによって冷却され
ている場合、建物の負荷によって加熱された復帰流体が
まず最も高温の蒸発器熱交換器に入り、次に順次の一層
低温の蒸発器に通る。本発明のシステムは３個までの蒸
発器を組み込むが、１個、又はそれ以上の吸収器を介し
て再生器に連通するよう２個以上の蒸発器を使用するこ
とによって再生器の数を増大することなく、種々の吸収
器、蒸発器対を使用する他の装置の形態を使用すること
もできる。しかし、過度の装置コストは２つ、又は３つ
の蒸発器温度レベルによって到達すべき実際の限界を定
めてしまう。図示のシステムも蒸発器E1のみでなく蒸発
器E2、及びE3のいずれか一方、又は両方と凝縮器C1との
間に直接の流れを設けることによって変更することがで
きる。また、装置内の構成要素位置が重要な因子である
場合には、ほぼ同一温度で多数の蒸発器を作動させるの
が有利であり、このことはほぼ同一の作動温度が要求さ
れる多数区域の建物の場合に特に有利である。また、多
数の吸収器の使用は種々の吸収剤濃度、又は種々の作動
圧力、又は種々の作動温度での吸収器の作動に限定され
ない。
【００１０】
更に、コスト上有利に製造するために、蒸発器と吸収
器との対を１個のシェル、即ちハウジングに組み込むこ
とは当業者には理解することができる。このような構成
要素の対は下位段の２個の蒸発器、及び吸収器にとって
特に有利である。安定した、又は受け入れられる熱伝達
質量輸送添加剤を全ての３個の段に使用している場合、
または添加剤が高段の再生器で劣化するのを防止するた
め十分な流体処理手段を使用している場合、又は添加剤
の相当の量が高段の再生器に入るのを防止する他の手段
を設けている場合には、１個、又はそれ以上の吸収器を
単一のシェル、又はハウジング内に使用することができ
る。
器との対を１個のシェル、即ちハウジングに組み込むこ
とは当業者には理解することができる。このような構成
要素の対は下位段の２個の蒸発器、及び吸収器にとって
特に有利である。安定した、又は受け入れられる熱伝達
質量輸送添加剤を全ての３個の段に使用している場合、
または添加剤が高段の再生器で劣化するのを防止するた
め十分な流体処理手段を使用している場合、又は添加剤
の相当の量が高段の再生器に入るのを防止する他の手段
を設けている場合には、１個、又はそれ以上の吸収器を
単一のシェル、又はハウジング内に使用することができ
る。
【００１１】
本発明のシステムでは単一の冷媒である水を水性の吸
収流体内に使用するから、再生器と１個、又はそれ以上
の吸収器との間の流体の流れの比率の大きな変化が得ら
れ、発生する作動条件、負荷、及び特定の温度に応じて
種々の流量選択の自由が得られる。例えば、高温の再生
器G3は凝縮器C3で凝縮する十分な冷媒を発生することが
でき、従って、凝縮器C3は再生器G2に冷媒を送り、一部
は再生器G1に冷媒を送る。更に、もし凝縮器C3のエネル
ギーが再生器G2のみを駆動するにも不十分なものである
と、燃焼システムからの煙道ガス、又は再生器G3を通る
排ガスである熱伝達媒体を使用することができる。この
ような形態は種々の設計選択の異なる形式の例示のみと
理解すべきで、本発明の範囲を限定するものでない。
収流体内に使用するから、再生器と１個、又はそれ以上
の吸収器との間の流体の流れの比率の大きな変化が得ら
れ、発生する作動条件、負荷、及び特定の温度に応じて
種々の流量選択の自由が得られる。例えば、高温の再生
器G3は凝縮器C3で凝縮する十分な冷媒を発生することが
でき、従って、凝縮器C3は再生器G2に冷媒を送り、一部
は再生器G1に冷媒を送る。更に、もし凝縮器C3のエネル
ギーが再生器G2のみを駆動するにも不十分なものである
と、燃焼システムからの煙道ガス、又は再生器G3を通る
排ガスである熱伝達媒体を使用することができる。この
ような形態は種々の設計選択の異なる形式の例示のみと
理解すべきで、本発明の範囲を限定するものでない。
【００１２】
本発明により、またここに線図的に図示する種々の三
重効果システムに示すように、１個、又はそれ以上の吸
収器と３個の再生器との間に水性吸収流体を指向させる
流体ループは直列流で、又は並列流で、又は逆流で流体
を流すのを含む多数の種々の方法で組み合わせることが
できる。従って、１個の吸収器、又は複数個の吸収器か
らそれぞれの再生器に最適の熱的吸収効率のために量を
定めた同一の流体を指向させて１個、又はそれ以上の吸
収器が１個より多い、即ち２個以上の再生器に流体を送
ることができる。通常は、種々の吸収器から種々の再生
器への流れの質量、又は容積は同一でない。更に、１個
の再生器からの流体の流れは１個、又はそれ以上の他の
再生器からの流体に再結合し、１個、又はそれ以上の吸
収器に送られる。種々の再生器から指向された流体の濃
度が相違していると、このような流体の再結合は一層高
い濃度の流体が最低の温度の吸収器に、又は単一の吸収
器システム内の唯一の吸収器に入るのを回避し、これに
より流体が結晶化する危険を減らしている。
重効果システムに示すように、１個、又はそれ以上の吸
収器と３個の再生器との間に水性吸収流体を指向させる
流体ループは直列流で、又は並列流で、又は逆流で流体
を流すのを含む多数の種々の方法で組み合わせることが
できる。従って、１個の吸収器、又は複数個の吸収器か
らそれぞれの再生器に最適の熱的吸収効率のために量を
定めた同一の流体を指向させて１個、又はそれ以上の吸
収器が１個より多い、即ち２個以上の再生器に流体を送
ることができる。通常は、種々の吸収器から種々の再生
器への流れの質量、又は容積は同一でない。更に、１個
の再生器からの流体の流れは１個、又はそれ以上の他の
再生器からの流体に再結合し、１個、又はそれ以上の吸
収器に送られる。種々の再生器から指向された流体の濃
度が相違していると、このような流体の再結合は一層高
い濃度の流体が最低の温度の吸収器に、又は単一の吸収
器システム内の唯一の吸収器に入るのを回避し、これに
より流体が結晶化する危険を減らしている。
【００１３】
ここにこの要旨を説明すれば、吸収器をＡにて示すこ
とにし、第１段、第２段、及び第３段の吸収器をそれぞ
れA1、A2、及びA3にて示し、それぞれ対応する蒸発器を
E1、E2、及びE3にて示す。種々の吸収器と再生器との間
の流体ループは流体の方向を示す矢印が付いた直線で示
されており、またこの直線には図示の再生器に向け、及
び再生器からの流体の間に熱を伝達するための熱交換器
を示している。また、この線図的な図示はシステム内の
構成要素の温度圧力関係に基づいていること、及びこの
流体ループの線は流体ループ内の水性吸収溶液の濃度を
表していないことはもちろんである。
とにし、第１段、第２段、及び第３段の吸収器をそれぞ
れA1、A2、及びA3にて示し、それぞれ対応する蒸発器を
E1、E2、及びE3にて示す。種々の吸収器と再生器との間
の流体ループは流体の方向を示す矢印が付いた直線で示
されており、またこの直線には図示の再生器に向け、及
び再生器からの流体の間に熱を伝達するための熱交換器
を示している。また、この線図的な図示はシステム内の
構成要素の温度圧力関係に基づいていること、及びこの
流体ループの線は流体ループ内の水性吸収溶液の濃度を
表していないことはもちろんである。
【００１４】
図１、及び図２において、単一の吸収器から全ての一
層高段の再生器へのそれぞれ並列、及び逆流流体ループ
を有する三重効果サイクルを示している。図１において
は、吸収器Ａは全ての３個の再生器G1、G2、及びG3に並
列に流体を送る。この線図的に示すシステムはポンプ17
を通じて吸収器Ａからポンプ作用を加えた流体を指向さ
せるため、流体分割接合点13、15を有する。再生器から
吸収器への復帰回路では、接合点12、14によってそれぞ
れ再生器G1、G2からの水性吸収流体を再生器G3に復帰す
る流体に再結合させる。また、このシステムはそれぞれ
の再生器に、及び再生器から流れる流体間に熱伝達する
ための流体ループに沿って熱交換器16を使用しているこ
とを示している。従って、図１に示す実施例のシステム
ではこの流体ループに沿う全ての再生器へ、及び再生器
からの並列の流れを示している。
層高段の再生器へのそれぞれ並列、及び逆流流体ループ
を有する三重効果サイクルを示している。図１において
は、吸収器Ａは全ての３個の再生器G1、G2、及びG3に並
列に流体を送る。この線図的に示すシステムはポンプ17
を通じて吸収器Ａからポンプ作用を加えた流体を指向さ
せるため、流体分割接合点13、15を有する。再生器から
吸収器への復帰回路では、接合点12、14によってそれぞ
れ再生器G1、G2からの水性吸収流体を再生器G3に復帰す
る流体に再結合させる。また、このシステムはそれぞれ
の再生器に、及び再生器から流れる流体間に熱伝達する
ための流体ループに沿って熱交換器16を使用しているこ
とを示している。従って、図１に示す実施例のシステム
ではこの流体ループに沿う全ての再生器へ、及び再生器
からの並列の流れを示している。
【００１５】
図２においては、逆流の回路を組み込んだ実施例の流
体ループを使用しており、下段の再生器から流れる水性
吸収流体の一部を指向させるための流体分割接合点に一
層高段の再生器に向けポンプ作用を加え、流体の他の部
分を吸収器に戻して指向させている。特に、１個の流体
ループでは、ポンプ21を介して水性吸収流体を第１段の
再生器G1に送り、この再生器G1から流体を流体分割接合
点26に流し、この接合点で流体を２個の部分に分割し、
ポンプ22を通じて一方の流体を第２段の再生器G2に送
り、他の流体を吸収器Ａに復帰させる。同様に、流体分
割接合点27はポンプ23を通じて再生器G2からの流体の第
１部分を再生器G3に指向させ、流体の第２部分を吸収器
Ａに復帰させる。複数個の再生器から吸収器Ａへの流体
の再結合のための復帰流体接合点28、29も示されてい
る。単一の吸収器を利用している図１、及び図２に示す
実施例では、並列流と逆流との種々の組合せに、更に例
えば、上述の米国特許第5335515号の図７、及び図８に
示す直列流のループ構成要素を組み合わせていることを
理解すべきである。
体ループを使用しており、下段の再生器から流れる水性
吸収流体の一部を指向させるための流体分割接合点に一
層高段の再生器に向けポンプ作用を加え、流体の他の部
分を吸収器に戻して指向させている。特に、１個の流体
ループでは、ポンプ21を介して水性吸収流体を第１段の
再生器G1に送り、この再生器G1から流体を流体分割接合
点26に流し、この接合点で流体を２個の部分に分割し、
ポンプ22を通じて一方の流体を第２段の再生器G2に送
り、他の流体を吸収器Ａに復帰させる。同様に、流体分
割接合点27はポンプ23を通じて再生器G2からの流体の第
１部分を再生器G3に指向させ、流体の第２部分を吸収器
Ａに復帰させる。複数個の再生器から吸収器Ａへの流体
の再結合のための復帰流体接合点28、29も示されてい
る。単一の吸収器を利用している図１、及び図２に示す
実施例では、並列流と逆流との種々の組合せに、更に例
えば、上述の米国特許第5335515号の図７、及び図８に
示す直列流のループ構成要素を組み合わせていることを
理解すべきである。
【００１６】
図３〜図７においては、本発明による２個の吸収器を
使用する三重効果システムの種々の実施例を線図的に示
している。図３に示すシステムは分割接合点32を通じて
吸収器A2から第２段、及び第３段の再生器G2、G3への並
列流体ループと、接合点31で再結合している２個の一層
高段の再生器G2、G3からの並列復帰流体ループとを使用
している。吸収器A1は低段の再生器G1のみに流体を送
る。この図示のシステムは吸収器A2と再生器G2、G3との
間の並列流と逆流とを変更することもできる。
使用する三重効果システムの種々の実施例を線図的に示
している。図３に示すシステムは分割接合点32を通じて
吸収器A2から第２段、及び第３段の再生器G2、G3への並
列流体ループと、接合点31で再結合している２個の一層
高段の再生器G2、G3からの並列復帰流体ループとを使用
している。吸収器A1は低段の再生器G1のみに流体を送
る。この図示のシステムは吸収器A2と再生器G2、G3との
間の並列流と逆流とを変更することもできる。
【００１７】
図４では、吸収器A2によって第１段の再生器G1と第３
段の再生器G3とが並列に流体を受け、第２段の再生器G2
は吸収器A1によって流体を受ける。吸収器A2と再生器
G1、G3間の流体ループにおける復帰流接合点41と、再生
器G1に流体を送るための流体分割接合点42とは並列の流
れを発生させている。また、この図示のシステムは吸収
器A2と再生器G1、G3との間に直列流、又は逆流を生ずる
ように変更することができる。
段の再生器G3とが並列に流体を受け、第２段の再生器G2
は吸収器A1によって流体を受ける。吸収器A2と再生器
G1、G3間の流体ループにおける復帰流接合点41と、再生
器G1に流体を送るための流体分割接合点42とは並列の流
れを発生させている。また、この図示のシステムは吸収
器A2と再生器G1、G3との間に直列流、又は逆流を生ずる
ように変更することができる。
【００１８】
図５に示すシステムは、両方の吸収器が第２段の再生
器G2に流体を送り、吸収器A2のみによって第３段の再生
器G3に流体を送り、再生器G2と流体分割接合点52とを通
じて吸収器A1のみにより低段の再生器G1に流体を送り、
また、この接合点52は再生器G2からの水性吸収流体の第
２部分を吸収器A2に指向させる構成を示す。従って、接
合点51、52は両方の吸収器A1、A2に復帰させるため吸収
器A1によって送られる流体の並列の流れを生ぜしめる。
分割接合点51によって両方の再生器G3、G2への並列の流
れを発生させる。図６、図７の実施例と同様、図５の実
施例においては、両方の吸収器間に破線で示したように
２個の吸収器は重複する温度範囲を有する。図示の蒸発
器は通常は単一のハウジング内にないが、その代わり
に、各蒸発器は上述したように単一のシェル内でそれぞ
れの吸収器と通常結合している。この実施例は、複数個
の再生器が１個より多い吸収器から流体を受けることが
できること、種々の再生器が１個より多い吸収器から流
体を受けることができること、及び流体ループには直列
流、並列流、又は逆流を組み合わせることができること
を示している。
器G2に流体を送り、吸収器A2のみによって第３段の再生
器G3に流体を送り、再生器G2と流体分割接合点52とを通
じて吸収器A1のみにより低段の再生器G1に流体を送り、
また、この接合点52は再生器G2からの水性吸収流体の第
２部分を吸収器A2に指向させる構成を示す。従って、接
合点51、52は両方の吸収器A1、A2に復帰させるため吸収
器A1によって送られる流体の並列の流れを生ぜしめる。
分割接合点51によって両方の再生器G3、G2への並列の流
れを発生させる。図６、図７の実施例と同様、図５の実
施例においては、両方の吸収器間に破線で示したように
２個の吸収器は重複する温度範囲を有する。図示の蒸発
器は通常は単一のハウジング内にないが、その代わり
に、各蒸発器は上述したように単一のシェル内でそれぞ
れの吸収器と通常結合している。この実施例は、複数個
の再生器が１個より多い吸収器から流体を受けることが
できること、種々の再生器が１個より多い吸収器から流
体を受けることができること、及び流体ループには直列
流、並列流、又は逆流を組み合わせることができること
を示している。
【００１９】
図６、及び図７においては、高段の再生器G3が第２段
吸収器A2のみによって流体を受け、第１段の吸収器A1が
両方の再生器G1、G2に流体を送り、また受けている。図
６では、送り分割接合点62は２個の下段の再生器G1、G2
へ流体を送る並列流を提供し、接合点61は２個の下段の
再生器G1、G2から吸収器A1へ復帰する並列流を提供して
いる。図７においては、送り分割接合点71、及びポンプ
73を利用する逆流によって再生器G2は流体を受け、再生
器G1を去る流体の一部を再生器G2に送ると共に、下段の
複数個の再生器G1、G2からの復帰流体の流れを接合点72
で再結合する。
吸収器A2のみによって流体を受け、第１段の吸収器A1が
両方の再生器G1、G2に流体を送り、また受けている。図
６では、送り分割接合点62は２個の下段の再生器G1、G2
へ流体を送る並列流を提供し、接合点61は２個の下段の
再生器G1、G2から吸収器A1へ復帰する並列流を提供して
いる。図７においては、送り分割接合点71、及びポンプ
73を利用する逆流によって再生器G2は流体を受け、再生
器G1を去る流体の一部を再生器G2に送ると共に、下段の
複数個の再生器G1、G2からの復帰流体の流れを接合点72
で再結合する。
【００２０】
図８は３個の吸収器を有するシステムの実施例を示
し、送り分割接合点81を通じて第３段吸収器A3は両方の
再生器G2、G3に流体を送ると共に、吸収器A2は再生器G2
に流体を送り、吸収器A1は再生器G1のみに流体を送る。
両方の再生器G2、G3からの復帰の流れを接合点82で結合
して再生器G1に指向させ、接合点83を通じて再生器G1か
らの流体の流れを両方の吸収器A1、A2に分割する。この
システムは多数の吸収器に連通する１個、又はそれ以上
の再生器を有する３個の吸収器のシステムに可能な多様
な回路の例を示している。
し、送り分割接合点81を通じて第３段吸収器A3は両方の
再生器G2、G3に流体を送ると共に、吸収器A2は再生器G2
に流体を送り、吸収器A1は再生器G1のみに流体を送る。
両方の再生器G2、G3からの復帰の流れを接合点82で結合
して再生器G1に指向させ、接合点83を通じて再生器G1か
らの流体の流れを両方の吸収器A1、A2に分割する。この
システムは多数の吸収器に連通する１個、又はそれ以上
の再生器を有する３個の吸収器のシステムに可能な多様
な回路の例を示している。
【００２１】
溶液の熱交換は通常の管、又は板の熱交換器によって
達成することができ、出入する溶液間の温度を適正にす
ることによって最高効率が得られる。本発明のシステム
の形態のいずれにおいても、複数個の再生器と単数の吸
収器、又は複数個の吸収器との間の溶液熱交換を使用す
べきであることが理解される。多数吸収流体ループを使
用すれば、溶液の熱交換は各ループ間の熱交換に限定さ
れず、種々の流体ループ間のエネルギー交換を組み込む
ことができる。例えば、一層高温の流体がその主機能を
遂行して中間の温度の流体を予熱した後、高温の流体が
一層低温側のループ流体を加熱する。過剰な熱は次のも
のから得ることができる。即ち、溶液熱交換器のコスト
ドリブンデザイントレードオフから、また再生器に出入
する濃厚な冷媒溶液と希釈冷媒溶液との間の比熱、及び
質量の流れの差から、また再生器出口温度差から得られ
る。
達成することができ、出入する溶液間の温度を適正にす
ることによって最高効率が得られる。本発明のシステム
の形態のいずれにおいても、複数個の再生器と単数の吸
収器、又は複数個の吸収器との間の溶液熱交換を使用す
べきであることが理解される。多数吸収流体ループを使
用すれば、溶液の熱交換は各ループ間の熱交換に限定さ
れず、種々の流体ループ間のエネルギー交換を組み込む
ことができる。例えば、一層高温の流体がその主機能を
遂行して中間の温度の流体を予熱した後、高温の流体が
一層低温側のループ流体を加熱する。過剰な熱は次のも
のから得ることができる。即ち、溶液熱交換器のコスト
ドリブンデザイントレードオフから、また再生器に出入
する濃厚な冷媒溶液と希釈冷媒溶液との間の比熱、及び
質量の流れの差から、また再生器出口温度差から得られ
る。
【００２２】
上述したように、吸収器、再生器のグループ、又は吸
収器流体ループ、又は複数個のループに無関係に、本発
明装置を通じて水性吸収流体に単一冷媒である水を使用
し、更にこのシステムで実施するトリプル効果サイクル
の全ての段で単一冷媒である水を使用する。しかし、種
々の塩、又は塩の組合せ、又は同一塩の種々の濃度を種
々の流体ループに使用することができる。本発明に使用
し得る水性吸収流体はLiBr、LiCl、LiI、LiNO2、LiCN
S、及びLiClO3の水性溶液、及びこれ等の混合物から成
る。高段再生器で作用する好適な混合物は、LiBr−LiCN
S、LiBr−LiI、LiBr−LiClO3、LiBr−LiNO2、LiCl−Li
I、LiCl−LiNO2、及びLiCl−LiClO3がある。他の有用な
流体はLiBr、LiCl、及びLiIのグループの内の１つとNi
（NO3）２、CaBr2、FeCl2、及びMnI2のグループの中の
第２塩との水性混合物である。他の有用な塩グループは
CaBr2を組み合わせたZnBr2である。LiBr、LiCl、又はこ
れ等の混合物の適切な濃度は重量で約58％と約68％±２
％との間であり、第３段ではLiBrの濃度が一層低く、約
50％、又はそれ以下が使用される。この残りの塩を約40
％から約75％までの間の濃度でいかなる段階でも使用す
ることができる。しかし、高い濃度は塩の結晶化限界に
よって制限を受ける。他の有用な塩グループはNaOH、KO
H、又はその混合物から成る。結晶限界までの約40％の
適切な濃度を使用することができ、混合物を使用する場
合には、40％と60％との間のNaOHの相対比率と、60〜40
％のKOHの相対濃度とが好適である。LiBr、LiCl、又は
その混合物を第１段、又は第１、第２段、又は第３段で
使用する場合には、LiBr、又は他の上述の複数個の塩、
又はその組合せのいずれかの低濃度のものが好適であ
る。
収器流体ループ、又は複数個のループに無関係に、本発
明装置を通じて水性吸収流体に単一冷媒である水を使用
し、更にこのシステムで実施するトリプル効果サイクル
の全ての段で単一冷媒である水を使用する。しかし、種
々の塩、又は塩の組合せ、又は同一塩の種々の濃度を種
々の流体ループに使用することができる。本発明に使用
し得る水性吸収流体はLiBr、LiCl、LiI、LiNO2、LiCN
S、及びLiClO3の水性溶液、及びこれ等の混合物から成
る。高段再生器で作用する好適な混合物は、LiBr−LiCN
S、LiBr−LiI、LiBr−LiClO3、LiBr−LiNO2、LiCl−Li
I、LiCl−LiNO2、及びLiCl−LiClO3がある。他の有用な
流体はLiBr、LiCl、及びLiIのグループの内の１つとNi
（NO3）２、CaBr2、FeCl2、及びMnI2のグループの中の
第２塩との水性混合物である。他の有用な塩グループは
CaBr2を組み合わせたZnBr2である。LiBr、LiCl、又はこ
れ等の混合物の適切な濃度は重量で約58％と約68％±２
％との間であり、第３段ではLiBrの濃度が一層低く、約
50％、又はそれ以下が使用される。この残りの塩を約40
％から約75％までの間の濃度でいかなる段階でも使用す
ることができる。しかし、高い濃度は塩の結晶化限界に
よって制限を受ける。他の有用な塩グループはNaOH、KO
H、又はその混合物から成る。結晶限界までの約40％の
適切な濃度を使用することができ、混合物を使用する場
合には、40％と60％との間のNaOHの相対比率と、60〜40
％のKOHの相対濃度とが好適である。LiBr、LiCl、又は
その混合物を第１段、又は第１、第２段、又は第３段で
使用する場合には、LiBr、又は他の上述の複数個の塩、
又はその組合せのいずれかの低濃度のものが好適であ
る。
【００２３】
リチウム腐食防止剤は上述のリチウム塩組成物に対し
特に有用である。適切な腐食防止剤には例えばリチウム
モリブデン塩、リチウム硝酸塩、又はリチウムクロム酸
塩がある。Ph調整は例えばLiOHを使用して行うことがで
きる。第３段再生器における吸収流体の高温、及び塩濃
度のため、耐食成分、又は耐食材料を使用するのが望ま
しい。従って、例えば、高段の再生器の構造用にニッケ
ルクロム合金、又はニッケル銅合金、又はその他の非鉄
合金が好適である。
特に有用である。適切な腐食防止剤には例えばリチウム
モリブデン塩、リチウム硝酸塩、又はリチウムクロム酸
塩がある。Ph調整は例えばLiOHを使用して行うことがで
きる。第３段再生器における吸収流体の高温、及び塩濃
度のため、耐食成分、又は耐食材料を使用するのが望ま
しい。従って、例えば、高段の再生器の構造用にニッケ
ルクロム合金、又はニッケル銅合金、又はその他の非鉄
合金が好適である。
【００２４】
また、水性吸収流体には熱伝達添加物、及び物質移動
添加物を使用するのが望ましい。特に、有用な添加物に
は約６から10の炭素原子、例えば２−エチルヘキサノー
ル、及びｎ−オクタノールを有するアルコールがある。
ノニルアミン、又はベンジルアミン、又はその誘導体の
ような脂肪族、及び芳香族アミンも使用することができ
る。有効な濃度範囲は約10ppmから2000ppmである。第３
段の再生器に入れる前に水性吸収流体から熱伝達質量輸
送添加剤を分離するのが望ましい。熱伝達質量輸送添加
剤は水性塩溶液に僅かに可溶性であるか、又は不溶性で
あり、従って吸収器又は複数個の吸収器内で非常に望ま
しい重い水性溶液上に通常浮動する第２相を形成する。
しかし、これ等の添加剤は高温の再生器の温度では通常
安定していないから、高温再生器に入る前に、これ等熱
伝達質量輸送添加剤を分離するため機械的分離装置、又
はスキマー、又はその他の手段を使用するのが望まし
い。代案として、熱伝達質量輸送添加剤が集まる表面か
ら溶液を汲み出さないようにする蓄積室を設けることに
よってこのような分離を行ってもよい。添加剤を分離す
るための他の手段は、一層低温の再生器G2内にフラッシ
ュ室を使用するか、高温再生器に入る前に流体ループに
沿ってこのような室を設けることである。例えば、吸収
流体が再生器G3より前に再生器G2に通るように吸収流体
の通路を定めると、熱伝達質量輸送添加剤を再生器G2か
ら容易にフラッシュオフできる利点がある。しかし、こ
の選択は、一層高い圧力で作動する再生器G3に溶液を送
り込むため付加的ポンプを必要とする。使用する分離器
の形式とは無関係に、水性吸収溶液内に存在する添加剤
の量を添加剤のほぼ溶解限界まで、又は実質的に溶解限
界まで減少させるのが好適である。吸収器に入る際、又
は入る直前に、分離した添加剤を流体内に戻すための手
段を設けるべきである。従って図８に示すように、高段
の再生器G3に入る前に、流体から分離した添加剤を、流
体が再生器G3を去った後、ループに戻して供給するため
の復帰導管51を分離器50に設けてもよい。
添加物を使用するのが望ましい。特に、有用な添加物に
は約６から10の炭素原子、例えば２−エチルヘキサノー
ル、及びｎ−オクタノールを有するアルコールがある。
ノニルアミン、又はベンジルアミン、又はその誘導体の
ような脂肪族、及び芳香族アミンも使用することができ
る。有効な濃度範囲は約10ppmから2000ppmである。第３
段の再生器に入れる前に水性吸収流体から熱伝達質量輸
送添加剤を分離するのが望ましい。熱伝達質量輸送添加
剤は水性塩溶液に僅かに可溶性であるか、又は不溶性で
あり、従って吸収器又は複数個の吸収器内で非常に望ま
しい重い水性溶液上に通常浮動する第２相を形成する。
しかし、これ等の添加剤は高温の再生器の温度では通常
安定していないから、高温再生器に入る前に、これ等熱
伝達質量輸送添加剤を分離するため機械的分離装置、又
はスキマー、又はその他の手段を使用するのが望まし
い。代案として、熱伝達質量輸送添加剤が集まる表面か
ら溶液を汲み出さないようにする蓄積室を設けることに
よってこのような分離を行ってもよい。添加剤を分離す
るための他の手段は、一層低温の再生器G2内にフラッシ
ュ室を使用するか、高温再生器に入る前に流体ループに
沿ってこのような室を設けることである。例えば、吸収
流体が再生器G3より前に再生器G2に通るように吸収流体
の通路を定めると、熱伝達質量輸送添加剤を再生器G2か
ら容易にフラッシュオフできる利点がある。しかし、こ
の選択は、一層高い圧力で作動する再生器G3に溶液を送
り込むため付加的ポンプを必要とする。使用する分離器
の形式とは無関係に、水性吸収溶液内に存在する添加剤
の量を添加剤のほぼ溶解限界まで、又は実質的に溶解限
界まで減少させるのが好適である。吸収器に入る際、又
は入る直前に、分離した添加剤を流体内に戻すための手
段を設けるべきである。従って図８に示すように、高段
の再生器G3に入る前に、流体から分離した添加剤を、流
体が再生器G3を去った後、ループに戻して供給するため
の復帰導管51を分離器50に設けてもよい。
【００２５】
図９は特に有用で有利な本発明の他の実施例を示し、
この実施例ではこの三重効果システムの最も高い段はこ
の最も高い段において使用される水性吸収流体内に熱伝
達質量輸送添加剤を組み入れておらず、又は下段の流体
内で使用するものと異なる熱伝達質量輸送添加剤を使用
する。図示のシステムでは、Eh−A2−G3−C3間の最も高
い段の流体ループは下段の凝縮器C2、C1との熱的連通、
即ち熱伝達連通に限定され、高温の蒸発器Eh、及び第２
段の吸収器A2は他の対（つい）をなす蒸発器、及び吸収
器に物理的に連通していない。特に、図示のように、導
管22に沿って指向する凝縮器C3からの凝縮した冷媒は凝
縮器C2内の熱交換器23と凝縮器C1内の熱交換器25とを通
じて熱伝達連通し、更に対（つい）をなす蒸発器Eh、吸
収器A2に指向する。このようにして、最も高い温度の部
分の水性吸収流体ループは下段のループ内の流体から物
理的に分離され、これにより熱伝達質量輸送添加剤が下
段から高段に好ましくない移動、即ち混合するのを防止
する。凝縮器C2からの凝縮水は導管26を経て凝縮器C1に
通り、導管27を経て凝縮器C1から蒸発器E1に通る。この
ような形態は２個の吸収器、及び蒸発器を有するシステ
ムに限定されず、本明細書中にも前に説明し、米国特許
第5335515号に記載されている種々の蒸発器の結合体と
共に３個の吸収器を使用している他の形態にも使用する
ことができる。この実施例では、添加剤分離器50の使用
は任意である。
この実施例ではこの三重効果システムの最も高い段はこ
の最も高い段において使用される水性吸収流体内に熱伝
達質量輸送添加剤を組み入れておらず、又は下段の流体
内で使用するものと異なる熱伝達質量輸送添加剤を使用
する。図示のシステムでは、Eh−A2−G3−C3間の最も高
い段の流体ループは下段の凝縮器C2、C1との熱的連通、
即ち熱伝達連通に限定され、高温の蒸発器Eh、及び第２
段の吸収器A2は他の対（つい）をなす蒸発器、及び吸収
器に物理的に連通していない。特に、図示のように、導
管22に沿って指向する凝縮器C3からの凝縮した冷媒は凝
縮器C2内の熱交換器23と凝縮器C1内の熱交換器25とを通
じて熱伝達連通し、更に対（つい）をなす蒸発器Eh、吸
収器A2に指向する。このようにして、最も高い温度の部
分の水性吸収流体ループは下段のループ内の流体から物
理的に分離され、これにより熱伝達質量輸送添加剤が下
段から高段に好ましくない移動、即ち混合するのを防止
する。凝縮器C2からの凝縮水は導管26を経て凝縮器C1に
通り、導管27を経て凝縮器C1から蒸発器E1に通る。この
ような形態は２個の吸収器、及び蒸発器を有するシステ
ムに限定されず、本明細書中にも前に説明し、米国特許
第5335515号に記載されている種々の蒸発器の結合体と
共に３個の吸収器を使用している他の形態にも使用する
ことができる。この実施例では、添加剤分離器50の使用
は任意である。
【００２６】
水性吸収流体ループ内の空気、又はその他の非凝縮ガ
スを除去するため本発明システムに通常のパージャーを
組み込むことが望ましい。このような装置、及び吸収シ
ステム内でのその使用は当業者には良く知られている。
また、このシステムは熱伝達質量輸送添加剤移送タン
ク、及び添加剤を吸収器、又は複数個の吸収器内に導入
するための手段を使用するように設計することができ
る。時間の経過により添加剤が徐々に分解するから、吸
収器、又は複数個の吸収器内で、又はその手前で流体内
の適切な濃度を維持するため、添加剤の計量した代わり
の量を周期的に注入する手段も好適である。この場合、
熱伝達質量輸送添加剤の分解生成物が例えば２−エチル
ヘキサノールによって駆遂することができるものである
ことが必要である。
スを除去するため本発明システムに通常のパージャーを
組み込むことが望ましい。このような装置、及び吸収シ
ステム内でのその使用は当業者には良く知られている。
また、このシステムは熱伝達質量輸送添加剤移送タン
ク、及び添加剤を吸収器、又は複数個の吸収器内に導入
するための手段を使用するように設計することができ
る。時間の経過により添加剤が徐々に分解するから、吸
収器、又は複数個の吸収器内で、又はその手前で流体内
の適切な濃度を維持するため、添加剤の計量した代わり
の量を周期的に注入する手段も好適である。この場合、
熱伝達質量輸送添加剤の分解生成物が例えば２−エチル
ヘキサノールによって駆遂することができるものである
ことが必要である。
【００２７】
この装置の構成要素間に熱伝達するのに使用される適
当な熱伝達流体には水、熱伝達油、ダウサム（商標名）
流体、水グリコール混合液等がある。高温再生器が蒸気
着火である場合には、システム内の低温部を加熱する目
的に凝縮水を使用してもよい。
当な熱伝達流体には水、熱伝達油、ダウサム（商標名）
流体、水グリコール混合液等がある。高温再生器が蒸気
着火である場合には、システム内の低温部を加熱する目
的に凝縮水を使用してもよい。
【００２８】
本発明のサイクル、及びシステムの重要な利点は熱伝
達と質量交換との結合に単一の冷媒で済む点にある。そ
の結果、約10℃（50゜F）の蒸発器温度から約82℃（180
゜F）の溶液平衡温度まで54℃（130゜F）の蒸発器、吸
収器温度上昇を有する作動流体を必要としない。更に、
最低有効作動温度は二重ループサイクルの場合に必要な
温度より一層低い。これは凝縮器と再生器との間に必要
な温度の広がりは蒸発器と吸収器との間の温度の広がり
に比例しているからである。更に、本発明の最も高温段
の部分は約７℃（45゜F）と約32℃（90゜F）との間の通
常の蒸発器、吸収器温度上昇で作動し、最高段での凝縮
温度は第２段再生器を駆動するのに十分であればよく、
第２段再生器は149℃（300゜F）の低い温度で作動する
ことができる。このような状態は作動条件と使用する熱
交換表面とにより第３段について約199℃（390゜F）と2
15℃（420゜F）との間の最低の再生器温度要件となる。
この温度は現在約226℃（440゜F）と238℃（460゜F）と
の間と考えられている二重ループ三重効果システムの温
度より一層低い。本発明システムのこれ等の効果、及び
その他の効果は当業者には明らかである。 ［図面の簡単な説明］
達と質量交換との結合に単一の冷媒で済む点にある。そ
の結果、約10℃（50゜F）の蒸発器温度から約82℃（180
゜F）の溶液平衡温度まで54℃（130゜F）の蒸発器、吸
収器温度上昇を有する作動流体を必要としない。更に、
最低有効作動温度は二重ループサイクルの場合に必要な
温度より一層低い。これは凝縮器と再生器との間に必要
な温度の広がりは蒸発器と吸収器との間の温度の広がり
に比例しているからである。更に、本発明の最も高温段
の部分は約７℃（45゜F）と約32℃（90゜F）との間の通
常の蒸発器、吸収器温度上昇で作動し、最高段での凝縮
温度は第２段再生器を駆動するのに十分であればよく、
第２段再生器は149℃（300゜F）の低い温度で作動する
ことができる。このような状態は作動条件と使用する熱
交換表面とにより第３段について約199℃（390゜F）と2
15℃（420゜F）との間の最低の再生器温度要件となる。
この温度は現在約226℃（440゜F）と238℃（460゜F）と
の間と考えられている二重ループ三重効果システムの温
度より一層低い。本発明システムのこれ等の効果、及び
その他の効果は当業者には明らかである。 ［図面の簡単な説明］
【図１】 全ての段にそれぞれ並列流、及び逆流の構成
を有し、対をなす単一の蒸発器と吸収器とを対にして利
用した三重効果サイクルの線図的図面である。
を有し、対をなす単一の蒸発器と吸収器とを対にして利
用した三重効果サイクルの線図的図面である。
【図２】 全ての段にそれぞれ並列流、及び逆流の構成
を有し、対をなす単一の蒸発器と吸収器とを対にして利
用した三重効果サイクルの線図的図面である。
を有し、対をなす単一の蒸発器と吸収器とを対にして利
用した三重効果サイクルの線図的図面である。
【図３】 多数の異なる吸収器と再生器と、流体ループ
とを組み合わせて有する２個の吸収器を持つシステムの
線図である。
とを組み合わせて有する２個の吸収器を持つシステムの
線図である。
【図４】 多数の異なる吸収器と再生器と、流体ループ
とを組み合わせて有する２個の吸収器を持つ他のシステ
ムの線図である。
とを組み合わせて有する２個の吸収器を持つ他のシステ
ムの線図である。
【図５】 多数の異なる吸収器と再生器と、流体ループ
とを組み合わせて有する２個の吸収器を持つ他のシステ
ムの線図である。
とを組み合わせて有する２個の吸収器を持つ他のシステ
ムの線図である。
【図６】 多数の異なる吸収器と再生器と、流体ループ
とを組み合わせて有する２個の吸収器を持つ他のシステ
ムの線図である。
とを組み合わせて有する２個の吸収器を持つ他のシステ
ムの線図である。
【図７】 多数の異なる吸収器と再生器と、流体ループ
とを組み合わせて有する２個の吸収器を持つ他のシステ
ムの線図である。
とを組み合わせて有する２個の吸収器を持つ他のシステ
ムの線図である。
【図８】 並列流体ループ、及び直列流体ループの組合
せを組み込んだ３個の吸収器を有するシステムを線図的
に示す図である。
せを組み込んだ３個の吸収器を有するシステムを線図的
に示す図である。
【図９】 熱交換面のみを介して、システムの高段の流
体ループを２つの下段の凝縮器に熱交換連通して維持す
る三重効果システムの線図である。
体ループを２つの下段の凝縮器に熱交換連通して維持す
る三重効果システムの線図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−199862（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−189265（ＪＰ，Ａ)
国際公開93／11393（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F25B 15/00 102
Claims (25)
- 【請求項１】それぞれ水性吸収流体を含み、順次一層高
温で作動する第１、第２、及び第３の再生器と、 順次一層高温で作動し、前記第１、第２、及び第３の再
生器にそれぞれ作動するように連通する第１、第２、及
び第３の凝縮器と、 前記第２、及び第１の凝縮器の１個、又はそれ以上と熱
交換連通する前記第３の凝縮器からこの第３の凝縮器内
で凝縮した冷媒を指向させる第１の凝縮水流動手段と、 前記第３の凝縮器と、前記第２の再生器との間、及び前
記第２の凝縮器と前記第１の再生器との間に協働して、
それぞれこれ等の間にエネルギーを指向させる第１熱交
換手段と、 水性吸収流体を前記第１、第２及び第３の再生器に供給
するための１個、又はそれ以上の流体ループに協働する
１個、又はそれ以上の吸収器と、 前記流体ループ内の水性吸収流体の流れの間にエネルギ
ーを交換するため前記流体ループに協働する第２の熱交
換手段と、 前記吸収器に作動するよう連通する１個、又はそれ以上
の蒸発器とを具え、 前記流体ループの少なくとも１個が前記吸収器の少なく
とも１個と前記第１、第２及び第３の再生器との間に直
列流で、又は並列流で水性吸収流体を指向させるもので
あり、又は前記流体ループの少なくとも１個が第１、第
２又は第３の再生器から前記吸収器の少なくとも１個に
前記水性吸収流体の一部分を指向させると共に、前記第
１、又は第２の再生器から前記第２、及び第３の再生器
に前記水性吸収流体の一部分を指向させる少なくとも１
個の流れ分割接合点を前記流体ループの少なくとも１個
が有し、又は前記第１、第２又は第３の再生器の少なく
とも１個から吸収器のうちの１個に水性吸収流体の一部
分を指向させる少なくとも１個の流れ分割接合点を前記
流体ループの少なくとも１個が有するものとして構成し
た ことを特徴とする三重効果吸収サイクル装置。 - 【請求項２】前記第２、及び第１の凝縮器内で凝縮した
冷媒を１個、又はそれ以上の前記蒸発器に指向させる第
２の凝縮水流動手段を設けた請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】前記１個、又はそれ以上の第１の吸収器に
作動するよう連通する１個、又はそれ以上の第１の蒸発
器と、前記１個、又はそれ以上の第２の吸収器に作動す
るよう連通する１個、又はそれ以上の第２の蒸発器とを
具え、前記第３の凝縮器内で凝縮した前記冷媒を前記第
１の凝縮水流動手段によって前記１個、又はそれ以上の
第１の蒸発器に指向させる請求項１に記載の装置。 - 【請求項４】前記第２、及び第１の凝縮器内で凝縮した
冷媒を前記１個、又はそれ以上の第２の蒸発器に指向さ
せる第２の凝縮水流動手段を有する請求項３に記載の装
置。 - 【請求項５】前記第２、及び第１の凝縮器にそれぞれ順
次熱交換連通する前記第３の凝縮器内で凝縮した前記冷
媒を前記第１の凝縮水流動手段によって指向させる請求
項１に記載の装置。 - 【請求項６】前記第２、及び第１の凝縮器にそれぞれ順
次熱交換連通する前記第３の凝縮器内で凝縮した前記冷
媒を前記第１の凝縮水流動手段によって指向させる請求
項４に記載の装置。 - 【請求項７】前記第２の凝縮器内で凝縮した冷媒を前記
第１の凝縮器に前記第２の凝縮水流動手段によって指向
させる請求項４に記載の装置。 - 【請求項８】流れ分割接合点からの水性吸収流体の流れ
の部分の質量、又は体積が一様でない請求項１に記載の
装置。 - 【請求項９】前記１個、又はそれ以上の第１の吸収器内
の前記水性吸収流体がLiBr、又はLiCl、又はその混合物
から成り、前記１個、又はそれ以上の第２の吸収器内の
前記水性吸収流体が約55％、又はそれ以下の濃度のLiBr
の水溶液から成るか、又は （ａ）LiCl、LiNO2、LiCNS、LiClO3、又はLiI、又はこ
れ等の混合物、 （ｂ）LiBr、LiCl、又はLiI、及びNi（NO3）２、CaB
r2、FeCl2、又はMnI2から選択した塩、 （ｃ）ZnBr2、及びCaBr2の混合物、 （ｄ）NaOH、KOH、又はこれ等の混合物、又は （ｅ）LiNO2、LiCNS、LiClO3、又はLiI、又はこれ等
と、LiBr、又はLiCl、又はこれ等の混合物との混合物 の塩の群の中の１つの塩の水溶液から成る請求項１に記
載の装置。 - 【請求項１０】前記１個、又はそれ以上の第１の吸収器
内の前記水性吸収流体がLiBr、又はLiCl、又はその混合
物から成り、前記１個、又はそれ以上の第２の吸収器内
の前記水性吸収流体が約55％、又はそれ以下の濃度のLi
Brの水溶液から成るか、又は （ａ）LiCl、LiNO2、LiCNS、LiClO3、又はLiI、又はこ
れ等の混合物、 （ｂ）LiBr、LiCl、又はLiI、及びNi（NO3）２、CaB
r2、FeCl2、又はMnI2から選択した塩、 （ｃ）ZnBr2、及びCaBr2の混合物、 （ｄ）NaOH、KOH、又はこれ等の混合物、又は （ｅ）LiNO2、LiCNS、LiClO3、又はLiI、又はこれ等
と、LiBr、又はLiCl、又はこれ等の混合物との混合物 の塩の群の中の１つの塩の水溶液から成る請求項７に記
載の装置。 - 【請求項１１】前記第１、及び第２の再生器に供給する
水性吸収流体は第１の塩配合の水性組成物から成り、前
記第３の再生器に供給する水性吸収流体は第２の塩配合
の水性組成物から成る請求項１に記載の装置。 - 【請求項１２】前記第１、及び第２の再生器に供給する
水性吸収流体は第１の塩配合の水性組成物から成り、前
記第３の再生器に供給する水性吸収流体は第２の塩配合
の水性組成物から成る請求項４に記載の装置。 - 【請求項１３】前記第１、及び第２の再生器に供給する
水性吸収流体は前記１個、又はそれ以上の第１の吸収器
内の第１塩濃度を有する塩組成物の水溶液から成り、前
記第３の再生器に供給する水性吸収流体は前記１個、又
はそれ以上の第２の吸収器内の第２塩濃度を有する前記
塩組成物の水溶液から成る請求項１に記載の装置。 - 【請求項１４】前記第１、及び第２の再生器に供給する
水性吸収流体は前記１個、又はそれ以上の第１の吸収器
内の第１塩濃度を有する塩組成物の水溶液から成り、前
記第３の再生器に供給する水性吸収流体は前記１個、又
はそれ以上の第２の吸収器内の第２塩濃度を有する前記
塩組成物の水溶液から成る請求項４に記載の装置。 - 【請求項１５】前記第１、及び第２の再生器に供給する
前記水性吸収流体は約６と約10との間の炭素原子を有す
るアルコール、又は脂肪族アミン、又は芳香族アミンか
ら成る熱伝達質量輸送添加剤を含み、前記第３の再生器
に供給する前記水性吸収流体は熱伝達質量輸送添加剤を
含まないか、前記第１、及び第２の再生器に供給する水
性吸収流体が含む熱伝達質量輸送添加剤とは異なる熱伝
達質量輸送添加剤を含む請求項１に記載の装置。 - 【請求項１６】前記第１、及び第２の再生器に供給する
前記水性吸収流体は約６と約10との間の炭素原子を有す
るアルコール、又は脂肪族アミン、又は芳香族アミンか
ら成る熱伝達質量輸送添加剤を含み、前記第３の再生器
に供給する前記水性吸収流体は熱伝達質量輸送添加剤を
含まないか、前記第１、及び第２の再生器に供給する水
性吸収流体が含む熱伝達質量輸送添加剤とは異なる熱伝
達質量輸送添加剤を含む請求項４に記載の装置。 - 【請求項１７】前記第１の吸収器に作動するよう連通す
る１個、又は２個の第１蒸発器と、前記第２吸収器に作
動するよう連通する第２蒸発器とを更に具え、 前記第２、及び第１の凝縮器にそれぞれ順次熱交換連通
する前記第３の凝縮器から凝縮した冷媒を前記第１の凝
縮水流動手段によって前記第２の蒸発器に指向させ、 それぞれ前記第２、及び第１の凝縮器からの凝縮した冷
媒を前記第１の蒸発器に指向させる第２の凝縮水流動手
段を設けた請求項１に記載の装置。 - 【請求項１８】前記第２の凝縮器から前記第１の凝縮器
へ、また前記第１の蒸発器へ順次前記凝縮水を前記第２
の凝縮水流動手段によって指向させる請求項17に記載の
装置。 - 【請求項１９】前記第１の流体ループの少なくとも１個
が前記第１の吸収器の少なくとも１個と前記第１、及び
第２の再生器との間に直列流で、又は並列流で水性吸収
流体を指向させるものであり、又は前記第１流体ループ
の少なくとも１個が第１、又は第２の再生器から前記第
１の吸収器の１個に前記水性吸収流体の第１の部分を指
向させると共に、前記第１、又は第２の再生器から前記
第１、及び第２の再生器の他方に前記水性吸収流体の第
２の部分を指向させる少なくとも１個の流れ分割接合点
を前記第１の流体ループの少なくとも１個が有し、又は
前記第１、又は第２の再生器の少なくとも１個から種々
の第１の吸収器に水性吸収流体の第１、及び第２の部分
を指向させる少なくとも１個の流れ分割接合点を前記第
１の流体ループの少なくとも１個が有する請求項17に記
載の装置。 - 【請求項２０】それぞれ水性吸収流体を含み、順次一層
高温で作動する第１、第２、及び第３の再生器と、 それぞれ順次一層高温で作動し、前記第１、第２、及び
第３の再生器にそれぞれ作動するように連通する第１、
第２、及び第３の凝縮器と、 前記第３の凝縮器と、前記第２の再生器との間、及び前
記第２の凝縮器と前記第１の再生器との間に協働して、
それぞれこれ等の間にエネルギーを指向させる第１の熱
交換手段と、 ２個又は３個の吸収器と、これ等吸収器に協働してこれ
等２個又は３個の吸収器と前記第１、第２、及び第３の
再生器のいずれか１個、又はそれ以上との間に水性吸収
流体を指向させる２個、又はそれ以上の流体ループとを
設け、前記流体ループの少なくとも１個によって前記吸
収器のうちの少なくとも１個から複数個の前記再生器に
並列流として、及び／又は少なくとも１個の前記再生器
から複数個の前記吸収器に並列流として前記水性吸収流
体を指向させ、 前記流体ループ内の水性吸収流体の流れの間にエネルギ
ーを交換するため前記流体ループに協働する第２の熱交
換手段と、 前記２個又は３個の吸収器にそれぞれ作動するよう連通
する１個、２個、又は３個の蒸発器とを具え、 前記流体ループの少なくとも１個が前記吸収器の少なく
とも１個からの前記水性吸収流体を直列流として前記再
生器の少なくとも２個に指向させるものとし、 前記再生器の１個から前記吸収器の１個に水性吸収流体
の第１の部分を指向させ、前記再生器の１個から前記再
生器の他方に前記水性吸収流体の第２の部分を指向させ
る少なくとも１個の流れ分割接合点を前記流体ループの
少なくとも１個が有するものとして構成した ことを特徴とする三重効果吸収サイクル装置。 - 【請求項２１】前記流体ループの少なくとも１個が前記
吸収器の少なくとも１個と、前記再生器の少なくとも２
個との間に水性吸収流体を並列流として指向させるもの
である請求項20に記載の装置。 - 【請求項２２】前記再生器の１個から種々の吸収器に水
性吸収流体の第１、及び第２の部分を指向させる少なく
とも１個の流れ分割接合点を前記流体ループの少なくと
も１個が有する請求項20に記載の装置。 - 【請求項２３】流れ分割接合点からの水性吸収流体の流
れの第１、及び第２の部分の質量、又は体積が一様でな
い請求項20に記載の装置。 - 【請求項２４】流れ分割接合点からの水性吸収流体の流
れの第１、及び第２の部分の質量、又は体積が一様でな
い請求項22に記載の装置。 - 【請求項２５】前記再生器の１個から種々の吸収器に水
性吸収流体の第１、及び第２の部分を指向させる少なく
とも１個の流れ分割接合点を前記流体ループの少なくと
も１個が有する請求項20に記載の装置。
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