JPH074452Y2 - 低温熱源利用装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は，たとえば臭化リチウム水溶液，フロン水溶
液，アルコール水溶液，アンモニア水のような非共沸２
成分混合熱媒を用い，廃熱回収、海洋温度差，地熱など
の低温源を発電等に利用する装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

第２図は、従来の低温熱源利用装置のサイクルループの
一例を示すフローシートである。この図により，混合水
溶液の流れに沿って説明する。

凝縮器（２）からの混合水溶液（1a）は，循環ポンプ
（５）及び流量コントロール（7a）で所定の流量が吐出
する。（9a）は循環流量計である。

吐出された混合水溶液（1a）は二方向に分流し，一方は
加熱部（10）を経てフラッシュタンク（３）へ流れる。
フラッシュタンク（３）では低沸点物質の濃度の高いガ
ス（19）が蒸発するので，フラッシュタンク（３）内の
混合水溶液（1c）中の低沸点物質は逆に濃度が薄くな
る。その混合水溶液（1c）は，液位コントロール弁（8
b）を通り上記凝縮器（２）の上部へ送られる。（9c）
は流量計，（10c）は水位計である。なおフラッシュタ
ンク（３）の圧力（13b）は，上記加熱部（10）で制御
される。低沸点物質濃度の高い混合ガス（19）は吸収器
（４）へ送られる。

循環ポンプ（５）を吐出して分岐した他方の混合水溶液
（1a）は，所定量にコントロール弁（7b）で制御されな
がら、吸収器（４）へ入る。（9b）は流量計である。

吸収器（４）では，フラッシュタンク（３）から来た温
度が高くかつ低沸点物質濃度の高い混合ガス（19）と凝
縮器（２）から来た混合水溶液（1a）とが，吸収器
（４）上部で合流し、冷却管（14b）で冷却されながら
混合ガス（19）が高沸点物質に吸収され，低沸点物質濃
度の高い混合水溶液（1b）となる。

低沸点物質濃度の高い混合水溶液（1b）は，水位計（10
c）および水位コントロール弁（8a）で一定の水位に調
整されながら，吸収器（４）を吐出し，配管（６）部に
設けてある蒸発器（11）で過熱蒸気になる。蒸発器（1
1）では，蒸発した混合水溶液蒸気の温度（12）が制御
できるようになっている。

蒸発した混合水溶液蒸気は，蒸気冷却器（15）で冷やさ
れて凝縮器（２）へ入る。

凝縮器（２）では，フラッシュタンク（３）の底部から
来た低沸点物質濃度の低い混合水溶液（1c）と，蒸気冷
却器（15）から入る混合水溶液蒸気とが，凝縮器上部で
合流し冷却管（14a）で凝縮されて，混合水溶液（1a）
となる。（13a）は圧力計，（16）は冷却管の冷却水コ
ントロール弁であって，これらで凝縮器の圧力を制御す
る。（10a）は液位計，（18）はフロン等の低沸点物質
の補給ラインである。

以後再び最初に戻ってサイクルループを形成する。

なお，配管途中に，作動流体（混合水溶液）以外のガス
をループから抜くためのガス抜きバルブ（17）が設けて
ある。

〔考案が解決しようとする課題〕

前記したサイクルループで重要なことは，吸収器（４）
の混合水溶液（1b）の濃度を設定通りにコントロールで
き，かつ循環ポンプ（５）からの混合水溶液（1a）循環
量と吸収器（４）からの混合水溶液（1b）の吐出量（蒸
発量）を制御できること，さらには凝縮器（２）の性能
が，正常に働くことである。

ところが，前記従来技術に於けるサイクルループでは，
凝縮器（２），吸収器（４）において，それぞれの圧
力，温度および混合水溶液濃度の関係が，その混合水溶
液の状態での飽和気液線に合致せず，圧力が異常に高く
なり，伝熱性能が著しく悪かった。また，フラッシュタ
ンク（３）における低沸点物質の混合ガス（19）蒸発量
をコントロールしにくいため，吸収器（４）の低沸点物
質（1b）濃度設定が推定不可能となり，運転上上記した
条件設定が困難であった。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、前記従来の課題を解決するために，凝縮器，
吸収器およびフラッシュタンクを有する非共沸２成分の
混合熱媒サイクルループにおいて，上記凝縮器，吸収器
およびフラッシュタンクの各液面に近接した上方に不凝
縮ガス抜き管を設けたことを特徴とする低温熱源利用装
置を提案するものである。

〔作用〕

凝縮器，吸収器およびフラッシュタンク内に作動流体
（混合水溶液の成分）以外の不凝縮ガス（空気等）が混
入していることが考えられる。ところが前述した従来の
サイクルループでは，使用する熱媒および吸収剤の種類
や大気温度によっては，その混合水溶液濃度と温度の関
係で，運転中または停止中に系内が負圧になることがあ
る。したがって混合水溶液蒸気が空気よりも比重が小さ
いと，系内に混入した空気等は配管（６）に設けている
ガス抜きバルブ（17）からは排出されない。本考案では
ガス相の最下部に不凝縮ガス抜き管を設けるので，系内
に混入した空気等を排出することができる。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例のサイクルループを示すフロ
ーシートである。この図において，前記第２図により説
明した従来のものと同じ部分については同一の符号を付
け，詳しい説明を省略する。

本実施例では，凝縮器（２），フラッシュタンク（３）
および吸収器（４）の各液面のすぐ上，すなわちガス相
の最下部に，開閉制御弁付きの不凝縮ガス抜き管（20
a），（20b），（20c）を設ける。したがって，フラッ
シュタンク（３），吸収器（４）の圧力は同じで，凝縮
器（２）の圧力よりも高い場合には，不凝縮ガス抜き管
（20b），（20c）を連結して凝縮器（２）上部へつな
ぎ，凝縮器（２）下部に設けた不凝縮ガス抜き管（20
a）でループより排出する。

〔考案の効果〕

本考案においては，不凝縮ガス抜き管（20a），（20
b），（20c）を設けたので，凝縮器（２）および吸収器
（４）の混合水溶液の濃度，圧力，温度の関係が混合水
溶液の気液飽和線に合致し，圧力の異常上昇や伝熱性能
の悪化が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例のサイクルループを示すフロー
シート，第２図は従来の低温熱源利用装置のサイクルル
ープの一例を示すフローシートである。 （1a），（1b），（1c）……混合水溶液，（２）……凝
縮器，（３）……フラッシュタンク，（４）……吸収
器，（５）……循環ポンプ，（６）……配管，（7a），
（7b）……流量コントロール弁，（8a），（8b）……液
位コントロール弁，（9a），（9b），（9c）……流量
計，（10）……加熱部，（10a），（10b），（10c）…
…液位計，（11）……蒸発器，（12）……温度計，（13
a），（13b）……圧力計，（14a），（14b）……冷却
管，（15）……蒸気冷却器，（16）……冷却水コントロ
ール弁，（17）……ガス抜きバルブ，（18）……混合水
溶液の補給ライン，（19）……混合水溶液ガス，（20
a），（20b），（20c）……不凝縮ガス抜き管

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】凝縮器，吸収器およびフラッシュタンクを
   有する非共沸２成分の混合熱媒サイクルループにおい
   て，上記凝縮器，吸収器およびフラッシュタンクの各液
   面に近接した上方に不凝縮ガス抜き管を設けたことを特
   徴とする低温熱源利用装置。