JPH11509309A - 蒸気圧増大のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ＶＰＥ冷却機は多数の圧力処理ゾーンを含み、吸収蒸気圧増大操作に基づく。それは圧力Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＮ下で操作される多数の処理ゾーンＺ−１，Ｚ−２，…，Ｚ−Ｎを含む。各圧力ゾーン（Ｚ−ｎ）は水蒸発ゾーン（Ｚ−Ｅｎ）、蒸気圧増大ゾーン（Ｚ−ＶＰＥｎ）及び第２蒸気凝縮ゾーン（Ｚ−Ｘｎ）を含む。蒸発ゾーンには水蒸発表面を与えるための１組の回転円板（１１）がある。蒸気圧増大ゾーン（９）には吸収溶液の落下する薄膜及び水の落下する薄膜を形成するためのフラットな熱伝導性管がある。凝縮ゾーン（１０）には凝縮管（１３）がある。増大ゾーン（９）では第１蒸気が吸収され、第２蒸気が発生される。凝縮ゾーン（１０）では第２蒸気が凝縮される。戸外空気、冷却水又は空気／水の組合せは凝縮熱を除去するために使用される。ＶＰＥ−加熱機の構成及び操作はＶＰＥ冷却機のそれと同様である。

Description

【発明の詳細な説明】 蒸気圧増大のための方法及び装置 発明の背景 発明の分野（技術分野）： 本発明の方法及び装置は吸収蒸気圧増大操作と組合される断熱水冷却及び加熱 操作に関連する。背景技術： 大規模吸収エアコンディショニングプロセスは、（ａ）吸収液冷却機において 、７．２℃（４５°F）付近でエチレングリコールの水溶液又は水の如き冷却液 の流れを生成する工程及び（ｂ）エアハンドラー（air handler）を通して冷却 液の流れを循環し、屋内空気から熱を除去し、それによって液を１５．５℃（６ ０°F）付近に戻す工程を含む。吸収冷却機の製造業者はニューヨークのCarrier Corp.及びウィスコンシンのTrane Corp.である。日本にはSanyo，Ebara，Mit subishi及びYasakiなどの製造業者がある。工業的な吸収液冷却機は、（ａ）蒸 発ゾーン、（ｂ）吸収ゾーン、（ｃ）再生ゾーン及び（ｄ）凝縮ゾーンを取り囲 む大きな真空囲いを有する。その処理工程は次の通りである： (a) 水が蒸発ゾーンに入ってくるにつれて、フラッシュ蒸発は４．４℃（４０ °F）付近で内部冷却水及び第１蒸気の形成を生じる。１５．５℃（６０°F）付 近の第１温度の外部冷却水は次いで内部冷却水と熱交換し、それによって７．２ ℃（４５°F）付近の第２温度に冷却される。冷却された外部冷却水は次いでエ アハンドラーに循環され、第１温度に加熱され、液冷却機に戻される； (b) 水蒸気は吸収ゾーンに引き寄せられ、６３％臭化リチウム水溶液の如き強 い（濃い）吸収溶液で吸収される。吸収溶液はそれによって希釈され、弱い（薄 い）吸収溶液（即ち５８％臭化リチウム）になる。吸収熱は冷却水流れに放出さ れる； (c) 薄い吸収溶液は次いで再生ゾーンに入り、そこでそれは加熱及び気化され て周囲圧力近くの蒸気を発生し、熱交換され吸収ゾーンに戻される強い吸収溶液 になる； (d) 周囲圧力近くの水蒸気は冷却水流れに対して熱を拒絶することによって凝 縮され、形成された凝縮物は熱交換され蒸発ゾーンに戻される。 小さな従来の吸収エアコンディショナーにおける操作は蒸発ゾーンで生成され る内部冷却水がエアハンドラーに直接循環されること以外、記載された大きなユ ニットのそれと同じである。 ＩＨＵＡシステム（Immediate Heat Upgrading Absorption Air Conditi oning System）はChen-Yen Cheng によって導入され、米国特許第５２０９０ ７１号及び対応する国際出願に記載されている。そのシステムはＩＨＵＡエアハ ンドラー（Immediate Heat Upgrading Absorption Air Handlers）を使用 する。このシステムでは、共通の塩及び水からなる吸収溶液はＩＨＵＡエアハン ドラーを通って循環され、第１空気又は水から取った熱を高め、高められた熱を 第２空気にすぐに放出する。冷却水の製造は避けられる。ＩＨＵＡエアハンドラ ーは２組の伝熱フィン集成体を有する１以上のＥ−Ａパネル（モジュラー蒸発− 吸収パネル（Modular Evaporation-Absorption panels））を持つ。Ｅ−Ａパ ネルは２組のフィン集成体を通して冷却されるべき空気及び加熱されるべき空気 と熱をそれぞれ交換する薄膜（film）蒸発ゾーン及び薄膜吸収ゾーンを包囲する 二つの密接な間隔で配置された熱伝導性壁を有する。多くの圧力ゾーンＩＨＵＡ エアハンドラー及び多くの圧力ゾーン蒸発及び吸収操作が記載されている。本願 は同時係属中の米国出願シリアル No.０８／２９５７７１（それは記載された米 国特許 No.５２０９０７１になった米国出願シリアル No.８５１２９８の継続出 願である）の一部継続出願であることが注意される。 発明の概要 発明の開示 ＶＰＥ冷却機と称される蒸気圧増大直接水冷却機、ＶＰＥ加熱機と称される蒸 気圧増大直接水加熱機、及びＶＰＥ冷却機／加熱機と称される二重目的統合蒸気 圧増大直接水冷却機／加熱機が導入される。 ビルディングのためのエアコンディショニングシステムは吸収溶液を再生する １以上の蒸発機（evaporators）（再生機（regenerator）として言及される） を持ってもよい。再生機は幾つかのＶＰＥ冷却機、ＶＰＥ加熱機又はＶＰＥ冷却 機／加熱機に使用されるために吸収溶液を十分に濃縮してもよい。次いで、ＶＰ Ｅ冷却機は室内冷却のための多数のエアハンドラーに使用するために十分な冷却 水を供給してもよい。同様に、ＶＰＥ加熱機は室内加熱のための多数のエアハン ドラーに使用するために十分な温暖水を供給してもよい。もちろん、ＶＰＥ冷却 機／加熱機をビルディングの冷却及び加熱のために使用できるし、幾つかのエア ハンドラーと組合せて使用してもよい。かかるセントラルエアコンディショニン グシステムを良好な経済性及び便宜性のため適切に調整してもよい。 ＶＰＥ冷却機は第１の低い圧力下でシステム水の流れをフラッシュ蒸発するこ とによってシステム冷却水の流れを生成する。発生した水蒸気は第１蒸気として 、また内部水蒸気として言及される。内部水蒸気は高温で吸収溶液中に吸収され 、吸収熱は第１圧力より実質的に高い第２圧力の外部水蒸気としても言及される 第２蒸気を発生するために利用される。外部水蒸気は凝縮熱を戸外空気又は冷却 水に放出することによって凝縮される。蒸発凝縮機は外部水蒸気を凝縮するため に使用されてもよい。希釈された吸収溶液は吸収溶液再生機における蒸発操作に よって濃縮される。内部水蒸気から外部水蒸気への変換は吸収蒸気圧増大操作と して言及され、単にＶＰＥ操作としても言及される。内部蒸気及び外部蒸気はＶ ＰＥ冷却機におけるＶＰＥ操作のための入口蒸気及び出口蒸気であるので、それ らはそれぞれＶＰＥ操作の第１蒸気及び第２蒸気として言及される。 ＶＰＥ加熱機は断熱に近い条件下でシステム水の流れに内部水蒸気を凝縮する ことによってシステム加熱水の流れを生成する。まず、環境から、例えば戸外空 気、湖水及び川水及び廃熱源からＶＰＥ加熱機に熱が取られ、第１圧力下で水を 蒸発し、それによって低い圧力の水蒸気を発生する。発生した蒸気は外部水蒸気 として言及される。外部水蒸気は高温で吸収溶液に吸収され、吸収熱は第１圧力 より実質的に高い第２圧力の水蒸気を生成するために利用される。発生した蒸気 はシステム水を加熱するために使用される内部水蒸気になる。 外部水蒸気から内部水蒸気への変換も吸収蒸気圧増大（ＶＰＥ）操作である。 外部蒸気及び内部蒸気はそれぞれＶＰＥ操作の入口蒸気及び出口蒸気であるので 、それらはそれぞれＶＰＥ操作の第１及び第２蒸気として言及される。 ＶＰＥ冷却機及びＶＰＥ加熱機の両方に対して使用される専門用語は下記のよ うにまとめられる： (a) “断熱液−蒸気相互作用（adiabatic liquid-vapor interaction）”は ＶＰＥ冷却機におけるフラッシュ蒸発とＶＰＥ加熱機におけるシステム水への内 部水蒸気の断熱凝縮の両方に関する。 (b) “環境との熱相互作用（heat interaction with the environment） ”はＶＰＥ冷却機における冷却水又は戸外空気による凝縮熱の除去とＶＰＥ加熱 機における低温熱源又は戸外空気から熱を受けとったときに水を蒸発することに よる外部蒸気の発生の両方に関する。 (c) “断熱液−蒸気相互作用ゾーン（adiabatic liquid-vapor interaction zone）”はＶＰＥ冷却機のフラッシュ蒸発ゾーンとＶＰＥ加熱機の断熱内部蒸 気凝縮ゾーンの両方に関する。 (d) “環境熱相互作用ゾーン（environmental heat interaction zone）” はＶＰＥ冷却機における第２蒸気凝縮ゾーンとＶＰＥ加熱機における外部水蒸気 発生ゾーンの両方に関する。 (e) “内部水蒸気（inner water vapor）”はＶＰＥ冷却機におけるシステ ム水のフラッシュ蒸発において形成される蒸気とＶＰＥ加熱機におけるシステム 水に凝縮される蒸気の両方に関する。 (f) “外部水蒸気（outer water vapor）”はＶＰＥ冷却機における環境と の熱相互作用によって凝縮される第２蒸気とＶＰＥ加熱機における環境との熱相 互作用によって生成される蒸気の両方に関する。 ＶＰＥ冷却機は多くの圧力ゾーンに分割されてもよく、多くの圧力ゾーン操作 はフラッシュ蒸発、第１蒸気（内部蒸気）吸収、第２蒸気（外部蒸気）発生及び 第２蒸気（外部蒸気）凝縮操作を行うために使用されてもよい。かかるＶＰＥ冷 却機は蒸気圧増大多重圧力ゾーン直接水冷却機（Vapor Pressure Enhancement Multiple Pressure Zone Direct Water Chiller）として言及されてもよ く、またＶＰＥ／ＭＰＺ直接水冷却機として又は単にＶＰＥ／ＭＰＺ冷却機とし て言及されてもよい。 ＶＰＥ−ＭＰＺ冷却機は多数の処理サブゾーン（sub-zones）（Ｚ−１〜Ｚ− Ｎ）を含む。各圧力サブゾーン（Ｚ−ｎ）は水蒸発ゾーン（Ｚ−Ｅｎ）、蒸気圧 増大ゾーン（Ｚ−ＶＰＥｎ）及び第２蒸気凝縮ゾーン（Ｚ−Ｘｎ）を含む。 蒸発ゾーンには、水蒸発表面を与えるために１組以上の回転円板又は他の充填 装置（packing device）がある。蒸気圧増大ゾーンには落下する吸収溶液薄膜 を形成するための及び落下する水薄膜を形成するための熱伝導性材料から作られ た平行な垂直壁又はフラット管がある。第２蒸気を凝縮するための凝縮ゾーンに は凝縮管がある。タイプＡシステムでは、戸外空気は凝縮熱を除去するために使 用され、伝熱フィンは凝縮管上に与えられる。タイプＢシステムでは、冷却水は 凝縮管の内側を通過し、それによって管の外側の第２蒸気を凝縮する。 下記操作工程が各圧力ゾーンにおいて行われる： (1) 水は各蒸発ゾーンで蒸発され、第１蒸気（内部蒸気）を発生し、水を冷却 する； (2) 第１蒸気（内部蒸気）は吸収され、第２蒸気（外部蒸気）は各蒸気圧増大 ゾーンで生成される。 (3) 第２蒸気（外部蒸気）は各凝縮ゾーンで凝縮される。 (4a)タイプＡ ＶＰＥ／ＭＰＺ冷却機では、戸外空気の流れはフィンを通って 流れ、凝縮熱を除去する。 (4b)タイプＢ ＶＰＥ／ＭＰＺ冷却機では、冷却水の流れは凝縮管を通って流 れ、凝縮熱を除去する。 ＶＰＥ加熱機は多くの圧力ゾーンに分割されてもよく、多くの圧力ゾーン操作 は戸外空気の如き環境及び様々な熱源との熱相互作用、外部蒸気発生、外部蒸気 吸収、内部蒸気発生及びシステム水への近断熱（near adiabatic）内部蒸気凝 縮を行うために使用されてもよい。かかるＶＰＥ加熱機は蒸気圧増大多重圧力ゾ ーン直接水加熱機として、またＶＰＥ／ＭＰＺ直接水加熱機として又は単にＶＰ Ｅ／ＭＰＺ加熱機として言及されてもよい。ＶＰＥ／ＭＰＺの構造はＶＰＥ／Ｍ ＰＺ冷却機のそれと極めて似ている。二重目的ＶＰＥ／ＭＰＺ冷却機／加熱機は 水流れと吸収溶液の流れを単に変えることによってＶＰＥ／ＭＰＺ冷却機及びＶ ＰＥ／ＭＰＺ加熱機として使用することができる。 図面の簡単な説明 図１は多数のエアハンドラーをビルディングのエアコンディショニングに与え るためのシステムを示したものである。そのシステムはＶＰＥ冷却機−加熱機と 称される１以上の蒸気圧増大直接水冷却機−加熱機を含む。ＶＰＥ冷却機は低圧 及び低温下で水をフラッシュ蒸発することによって冷却水を生成する。第１低圧 水蒸気（内部水蒸気）が発生される。冷却水はエアハンドラーを通して循環され 、ＶＰＥ冷却機に再循環される。第１水蒸気は高温で吸収溶液に吸収され、吸収 熱は第１圧力より高い第２圧力で第２水蒸気（外部水蒸気）を発生するために利 用される。第２水蒸気は冷却水または戸外空気に凝縮熱を放出することによって 凝縮される。蒸発凝縮機は第２蒸気を凝縮するために利用されてもよい。希釈さ れた吸収溶液は吸収溶液再生機における蒸発操作によって濃縮される。ＶＰＥ加 熱機は近断熱条件下でシステム水の流れに内部水蒸気を凝縮することによってシ ステム加熱水の流れを生成する。まず、熱は環境から、例えば戸外空気、湖水及 び川水及び低温熱源からＶＰＥ加熱機に取られ、第１圧力下で水を気化し、それ によって低圧水蒸気を発生する。発生した蒸気は外部水蒸気として言及される。 外部水蒸気は高温で吸収溶液に吸収され、吸収熱は第１圧力より実質的に高い第 ２圧力で水蒸気を発生するために利用される。発生した蒸気はシステム水を加熱 するために使用される内部水蒸気になる。 ＶＰＥ冷却機−加熱機はＶＰＥ冷却機及びＶＰＥ加熱機の両方に使用すること ができる。ＶＰＥ冷却機は多数の圧力ゾーンに分割されてもよく、多数の圧力ゾ ーン操作は記載されたフラッシュ蒸発第１蒸気吸収、第２蒸気発生及び第２蒸気 凝縮操作を行うために使用されてもよい。かかるＶＰＥ冷却機は蒸気圧増大多重 圧力ゾーン直接水冷却機として、またＶＰＥ／ＭＰＺ直接水冷却機として又は単 にＶＰＥ／ＭＰＺ冷却機として言及されてもよい。図２はＶＰＥ／ＭＰＺ冷却機 の構造及び操作を示す。五つの圧力ゾーンユニットが示されている。 図３及び図４はそれぞれタイプＡ ＶＰＥ−ＭＰＺ直接水冷却機の垂直横断面 （断面Ａ−Ａ）及び水平横断面（断面Ｂ−Ｂ）を示す。これらの図を参照すると 、タイプＡ ＶＰＥ−ＭＰＺ冷却機は真空囲い及び多数の圧力処理サブゾーンを 含む。図には、五つの処理サブゾーンＺ−１，Ｚ−２，Ｚ−３，Ｚ−４及びＺ− ５が示されている。各圧力サブゾーン（Ｚ−ｎ）は水蒸発ゾーン（Ｚ−Ｅｎ）、 蒸気圧増大ゾーン（Ｚ−ＶＰＥｎ）及び第２蒸気凝縮ゾーン（Ｚ−Ｘｎ）を含む 。 蒸発ゾーンには水蒸発表面を与えるために１組以上の回転円板又は他の充填装 置がある。蒸気圧増大ゾーンには落下する吸収溶液薄膜を形成するための及び落 下及び蒸発する水薄膜を形成するための熱伝導性材料から作られたフラット管が ある。第２蒸気を凝縮するための凝縮ゾーンには凝縮管及び伝熱フィンがある。 操作において、下記操作工程が各圧力ゾーンにおいて行われる： (1) 水は各蒸発ゾーンで気化され、第１蒸気を発生し、水を冷却する； (2) 第１蒸気は吸収され、第２蒸気は各蒸気圧増大ゾーンで発生される； (3) 第２蒸気は各凝縮ゾーンで凝縮される； (4) 戸外空気の流れは凝縮熱を除去するためにフィンを通って流れる。 図５及び図６はそれぞれタイプＢ ＶＰＥ−ＭＰＺ直接水冷却機の半径方向に 垂直に取った垂直横断面（断面Ａ−Ａ）及び長手方向に平行に取った垂直横断面 （断面Ｂ−Ｂ）を示す。これらの図を参照すると、タイプＢ ＶＰＥ−ＭＰＺ冷 却機は水平真空囲い及び多数の圧力処理サブゾーンを含む。図において、五つの 処理サブゾーンＺ−１，Ｚ−２，Ｚ−３，Ｚ−４及びＺ−５が示されている。各 圧力サブゾーン（Ｚ−ｎ）は水蒸発ゾーン（Ｚ−Ｅｎ）、蒸気圧増大ゾーン（Ｚ −ＶＰＥｎ）及び第２蒸気凝縮ゾーン（Ｚ−Ｘｎ）を含む。 蒸発ゾーンには水蒸発表面を与えるために１組以上の回転円板（２組が示され ている）又は他の充填装置がある。蒸気圧増大ゾーンには落下する吸収溶液薄膜 を形成するための及び落下する蒸発水薄膜を形成するための熱伝導性材料から作 られたフラット管がある。凝縮ゾーンには凝縮管がある。冷却水は管を通過して 第２蒸気を凝縮する。蒸発ゾーン（Ｚ−Ｅｎ）から蒸気圧増大ゾーン（Ｚ−ＶＰ Ｅｎ）に蒸気を移動するための蒸気通路がある。蒸気圧増大ゾーン（Ｚ−ＶＰＥ ｎ）から蒸気凝縮ゾーン（Ｚ−Ｘｎ）に蒸気を移動するための蒸気通路がある。 各蒸気圧増大ゾーンには、第１蒸気吸収ゾーン（Ｚ−Ｊｎ）及び蒸気発生ゾーン （Ｚ−Ｓｎ）がある。前者のゾーンはフラット管の外側のゾーンであり、後者の ゾーンはフラット管の内側のゾーンである。蒸発ゾーン（Ｚ−Ｅｎ）には水たま り（pool of water）がある。 図５及び図６のシステムで行われる操作工程は冷却水が第２蒸気の凝縮熱を除 去する際に使用される以外、図３及び図４のシステムのそれらと同様である。 ＶＰＥ加熱機は多数の圧力ゾーンに分割されてもよく、多数の圧力ゾーン操作 は外部水蒸気発生、外部水蒸気を内部水蒸気に変換する蒸気圧増大操作及びシス テム水への内部水蒸気の凝縮を行うために使用されてもよい。かかるＶＰＥ加熱 機は蒸気圧増大多重圧力ゾーン直接水加熱機として、またＶＰＥ／ＭＰＺ直接水 加熱機として又は単にＶＰＥ／ＭＰＺ加熱機として言及されてもよい。図７はＶ ＰＥ／ＭＰＺ加熱機の構造及び操作を示す。五つの圧力ゾーンが示されている。 図８及び図９はそれぞれタイプＡ ＶＰＥ−ＭＰＺ直接水加熱機の垂直横断面 （断面Ａ−Ａ）及び水平横断面（断面Ｂ−Ｂ）を示す。これらの図を参照すると 、タイプＡ ＶＰＥ／ＭＰＺ加熱機は真空囲い及び多数の圧力処理サブゾーンを 含む。図には、五つの処理サブゾーンＺ−１，Ｚ−２，Ｚ−３，Ｚ−４及びＺ− ５が示されている。各圧力サブゾーン（Ｚ−ｎ）は断熱液−蒸気相互作用ゾーン （Ｚ−Ｅｎ）、蒸気圧増大ゾーン（Ｚ−ＶＰＥｎ）及び熱相互作用ゾーン（Ｚ− Ｘｎ）を含む。 断熱液−蒸気相互作用ゾーン（Ｚ−Ｅｎ）には、蒸気−液相互作用表面を与え るために１組以上の回転円板又は他の充填装置がある。蒸気圧増大ゾーン（Ｚ− ＶＰＥｎ）には落下する吸収溶液薄膜を形成するための及び落下及び蒸発する水 薄膜を形成するための熱伝導性材料から作られたフラット管又は平行な垂直壁が ある。外部水蒸気を発生するための熱相互作用ゾーン（Ｚ−Ｘｎ）には伝熱管及 び伝熱フィンがある。 操作において、下記操作工程が各圧力ゾーンにおいて行われる： (1) 各熱相互作用ゾーンＺ−Ｘｎにおいて、熱を戸外空気又は他の低温熱源か ＶＰＥｎ）で発生される。 (3) 内部水蒸気Ｖ_nnは凝縮され、システム水は各断熱液−蒸気相互作用ゾーン （Ｚ−Ｅｎ）で加熱される。 発明の好適な例 （発明を実施するためのベストモード） 図１は多数のエアハンドラーをビルディングのエアコンディショニングに与え るためのシステムを示したものである。それはＶＰＥ冷却機／加熱機と称される １以上の蒸気圧増大直接水冷却機／加熱機１ａ，１ｂを含む。ＶＰＥ冷却機／加 熱機は吸収溶液及び水の流れを単に調整することによって冷却機又は加熱機とし て使用されうる二重目的ユニットである。ＶＰＥ冷却機は低圧及び低温（それぞ れ第１圧力及び第１温度として言及される）下でシステム水をフラッシュ蒸発す ることによって冷却水(Ｌ_H)₁₂を生成する。生成された低圧水蒸気は第１水蒸気 として言及される。第１水蒸気はシステム水から生成されるので、それは内部水 蒸気としても言及される。冷却水(Ｌ_H)₁₂は室内空気を冷却するために室内の１ 以上のエアハンドラー２ａ，２ｂを通って循環される。冷却水は加熱され、(Ｌ_H )₂₁になり、冷却水に再循環される。第１水蒸気は高温で吸収溶液に吸収され、 吸収熱は第１圧力より高い第２圧力で第２水蒸気を発生するために利用される。 第２水蒸気は戸外空気又は冷却水に凝縮熱を放出することによって凝縮される。 第２蒸気は戸外空気又は冷却水の如き環境との熱交換関係になるので、それは外 部水蒸気としても言及される。第２蒸気流れを凝縮する際に蒸発凝縮機を使用し てもよい。蒸発凝縮機では、水は凝縮表面上に適用され、吸収熱は表面上の水を 蒸発することによって除去され、発生した水蒸気は循環空気に運び去られる。循 環する空気流れは加熱及び加湿される。蒸発凝縮機は凝縮機と冷却塔の組合せと して考えてもよい。蒸発凝縮機を使用することによって、冷却塔の使用は要求さ れない。希釈された吸収溶液は吸収溶液再生機３の蒸発操作によって濃縮される 。 ＶＰＥ冷却機は多数の圧力ゾーンに分割されてもよく、多数の圧力ゾーン操作 は記載されたフラッシュ蒸発、第１蒸気吸収、第２蒸気発生及び第２蒸気凝縮操 作を行うために使用されてもよい。かかるＶＰＥ冷却機は蒸気圧増大多重圧力ゾ ーン直接水冷却機として、またＶＰＥ／ＭＰＺ直接水冷却機として又は単にＶＰ Ｅ／ＭＰＺ冷却機として言及されてもよい。多重圧力ゾーンで行われる操作は単 一圧力ゾーン冷却機で行われる操作より多くの利点を有する。これらの利点は次 の通りである： 1. 温度推進力（temperature driving forces）がより効率的に利用される ； 2. 熱力学的に、操作がより効率的である； 3. 使用される吸収溶液の濃度がかなり低い； 4. 操作濃度範囲がずっと大きい； 5. 性能係数（coefficient of performance（C.O.P.））値がかなり高い。 図２はＶＰＥ／ＭＰＺ冷却機の構造及び操作を示したものである。五つの圧力 ゾーンユニットが示されている。それはＺ−１（３ａ），Ｚ−２（３ｂ），Ｚ− ３（３ｃ），Ｚ−４（３ｄ），及びＺ−５（３ｅ）と称される五つの圧力サブゾ ーンを含む。各圧力サブゾーンにはフラッシュ蒸発サブゾーンＺ−Ｅｎ、蒸気圧 増大サブゾーンＺ−ＶＰＥｎ及び第２蒸気凝縮サブゾーンＺ−Ｘｎがある。各蒸 気圧増大サブゾーンＺ−ＶＰＥｎは第１蒸気吸収サブゾーンＺ−Ｊｎ及び第２蒸 気発生サブゾーンＺ−Ｓｎを含む。それゆえ、Ｚ−ｎ圧力サブゾーンにはＺ−Ｅ ｎ，Ｚ−Ｊｎ，Ｚ−Ｓｎ，Ｚ−Ｘｎ（ｎ＝１〜５である）がある。 操作において、エアハンドラーから再循環されたシステム水Ｌ₀₁の流れは連続 的に低い圧力(Ｐ_E)₁，(Ｐ_E)₂，(Ｐ_E)₃，(Ｐ_E)₄及び(Ｐ_E)₅下でＺ−Ｅ１ ４ａ， Ｚ−Ｅ２ ４ｂ，Ｚ−Ｅ３ ４ｃ，Ｚ−Ｅ４ ４ｄ及びＺ−Ｅ５ ４ｅで連続的 にフラッシュ蒸発される。第１水蒸気流れＶ₁₁，Ｖ₂₂，Ｖ₃₃，Ｖ₄₄，Ｖ₅₅が生成 され、水が連続的に冷却されてＬ₁₂，Ｌ₂₃，Ｌ₃₄，Ｌ₄₅，Ｌ₅₀になる。最後のシ ステム冷却水はエアハンドラーに循環されて空気から熱を除去し、Ｌ₀₁として加 熱及び再循環される。 フラッシュ蒸発操作は液相及び蒸気相を含む近断熱操作であるので、それは“ 断熱液−蒸気相互作用”としても言及される。同様に、フラッシュ蒸発ゾーンは “断熱液−蒸気相互作用ゾーン”として言及される。 吸収による蒸気圧増大操作及びそれに使用される装置は米国特許第５０６１３ ０６号にChen-Yen Cheng によって記載されている。かかる装置及び操作はＶＰ Ｅｎサブゾーン又はＺ−ＶＰＥｎと称される各蒸気圧増大サブゾーンに使用され る。ＶＰＥｎサブゾーンはそれぞれＺ−Ｊｎサブゾーン及びＺ−Ｓｎサブゾーン と称される第１蒸気吸収サブゾーン及び第２蒸気発生サブゾーンを含む。ＶＰＥ サブゾーンは第１蒸気吸収サブゾーンＺ−Ｊｎと第２蒸気発生サブゾーンＺ−Ｓ ｎを分離する多数の垂直熱伝導性壁又はフラット管を含む。吸収溶液の落下する 薄膜及び水の落下する薄膜はそれぞれ各垂直壁の二つの表面上に適用される。第 １蒸気の流れＶ_nnは第１蒸気の飽和温度より高い温度でＺ−Ｊｎサブゾーンの吸 収溶液中に吸収される。吸収溶液はそれによって希釈されより薄い吸収溶液にな る。吸収熱は垂直壁を通って伝達され、Ｚ−Ｓｎサブゾーンで水を蒸発させ、第 示されたシステムには、Ｚ−ＶＰＥ１ ５ａ，Ｚ−ＶＰＥ２ ５ｂ，Ｚ−ＶＰ Ｅ３ ５ｃ，Ｚ−ＶＰＥ４ ５ｄ及びＺ−ＶＰＥ５ ５ｅと称される五つの蒸気 圧増大サブゾーンがある。これらの蒸気圧増大サブゾーンにはＺ−Ｊ１，Ｚ−Ｊ ２，Ｚ−Ｊ３，Ｚ−Ｊ４及びＺ−Ｊ５と称される五つの第１蒸気吸収サブゾーン 及びＺ−Ｓ１，Ｚ−Ｓ２，Ｚ−Ｓ３，Ｚ−Ｓ４及びＺ−Ｓ５と称される五つの第 ２蒸気発生サブゾーンがある。 操作において、再生機から濃い吸収溶液Ｊ₀₅が落下する薄膜としてＺ−Ｊ５サ ブゾーンに導入され、水流れＬ₅₅が落下する薄膜としてＺ−Ｓ５サブゾーンに導 入され、第１蒸気Ｖ₅₅がＺ−Ｊ５において吸収溶液と接触させられる。吸収溶液 は第１蒸気を吸収してより薄い溶液Ｊ₅₄になり、それは落下する薄膜としてＺ− Ｊ４に導入される。吸収熱は垂直壁を通って伝達され、Ｚ−Ｓ５で水を気化させ 同様の操作が他のＶＰＥサブゾーン、Ｚ−ＶＰＥ４，Ｚ−ＶＰＥ３，Ｚ−ＶＰ Ｅ２及びＺ−ＶＰＥ１で行われる。全てのＶＰＥサブゾーンで行われる操作は以 下のように要約することができる： 1. 吸収溶液Ｊ₀₅及び水Ｌ₅₅はそれぞれＺ−Ｊ５及びＺ−Ｓ５に導入されて落 下する薄膜を形成し、第１蒸気Ｖ₅₅はＺ−Ｊ５において吸収溶液と接触させられ 2. 吸収溶液Ｊ₅₄及び水Ｌ₄₄はそれぞれＺ−Ｊ４及びＺ−Ｓ４に導入されて落 下する薄膜を形成し、第１蒸気Ｖ₄₄はＺ−Ｊ４において吸収溶液と接触させられ 3. 吸収溶液Ｊ₄₃及び水Ｌ₃₃はそれぞれＺ−Ｊ３及びＺ−Ｓ３に導入されて落 下する薄膜を形成し、第１蒸気Ｖ₃₃はＺ−Ｊ３において吸収溶液と接触させられ 4. 吸収溶液Ｊ₃₂及び水Ｌ₂₂はそれぞれＺ−Ｊ２及びＺ−Ｓ２に導入されて落 下する薄膜を形成し、第１蒸気Ｖ₂₂はＺ−Ｊ２において吸収溶液と接触させられ 5. 吸収溶液Ｊ₂₁及び水Ｌ₁₁はそれぞれＺ−Ｊ１及びＺ−Ｓ１に導入されて落 下する薄膜を形成し、第１蒸気Ｖ₁₁はＺ−Ｊ１において吸収溶液と接触させられ ブゾーンＺ−Ｘ１ ６ａ，Ｚ−Ｘ２ ６ｂ，Ｚ−Ｘ３ ６ｃ，Ｚ−Ｘ４ ６ｄ及 びＺ−Ｘ５ ６ｅがある。凝縮熱を除去するために戸外空気又は冷却水を使用し Ｌ₄₄及びＬ₅₅を形成し、それらはそれぞれＺ−Ｓ１，Ｚ−Ｓ２，Ｚ−Ｓ３，Ｚ− Ｓ４及びＺ−Ｓ５サブゾーンに再循環される。空気Ｇ₀₁は連続的に加熱されてＧ₁₂ ，Ｇ₂₃，Ｇ₃₄，Ｇ₄₅及びＧ₅₀になる。戸外空気が冷却を与えるために使用され るとき、熱伝達を増大するために伝熱フィンを使用することが望ましい。 戸外空気Ｇ₀₁の代わりに冷却水流れ(Ｌ_c)₀₁ を使用してもよい。冷却水は第２ 蒸気流れの凝縮熱を除去することによって連続的に加熱され、(Ｌ_c)₁₂，(Ｌ_C)₂₃ ，(Ｌ_c)₃₄，(Ｌ_c)₄₅及び(Ｌ_c)₅₀になる。加熱された水(Ｌ_c)₅₀は冷却塔で冷却さ れるように処理され、(Ｌ_c)₀₁として戻される。記載したように、第２蒸気流れ を凝縮する際に蒸発凝縮機を使用してもよい。 これらの第２蒸気凝縮ゾーンのそれぞれは戸外空気又は冷却水の如き環境との 熱相互作用を有するので、それは“環境熱相互作用ゾーン”として又は単に“熱 相互作用ゾーン”としても言及される。 図３及び図４はそれぞれタイプＡ ＶＰＥ−ＭＰＺ直接水冷却機の垂直横断面 （断面Ａ−Ａ）及び水平横断面（断面Ｂ−Ｂ）を示している。これらの図を参照 すると、タイプＡ ＶＰＥ−ＭＰＺ冷却機は真空囲い７及び多数の圧力処理サブ ゾーンを含む。図において、五つの処理サブゾーンＺ−１（７ａ），Ｚ−２（７ ｂ），Ｚ−３（７ｃ），Ｚ−４（７ｄ）及びＺ−５（７ｅ）が示されている。各 圧力サブゾーン（Ｚ−ｎ）は水蒸発ゾーン（Ｚ−Ｅｎ）８、蒸気圧増大ゾーン（ Ｚ−ＶＰＥｎ）９、及び第２蒸気凝縮ゾーン（Ｚ−Ｘｎ）１０を含む。 蒸発ゾーンには水蒸発表面を与えるために１組以上の回転円板１１（２組が示 されている）がある。蒸気圧増大ゾーンには落下する吸収溶液薄膜を形成するた めの及び落下及び蒸発する水薄膜を形成するための熱伝導性材料から作られたフ ラット管１２がある。第２蒸気流れを凝縮するために凝縮ゾーンにおいて凝縮管 １３及び伝熱フィン１４がある。蒸発ゾーン（Ｚ−Ｅｎ）から蒸気圧増大ゾーン （Ｚ−ＶＰＥｎ）に蒸気を移動するための蒸気通路１５がある。蒸気圧増大ゾー ン（Ｚ−ＶＰＥｎ）から蒸気凝縮ゾーン（Ｚ−Ｘｎ）に蒸気を移動するための蒸 気通路１６がある。各圧力ゾーンには吸収溶液のための貯蔵及びポンプ装置１７ があり、水のための貯蔵及びポンプ装置１８がある。各蒸気圧増大ゾーンには、 蒸気吸収ゾーン（Ｚ−Ｊｎ）１９及び第２蒸気発生ゾーン（Ｚ−Ｓｎ）２０があ る。前者のゾーンはフラット管１２の外側のゾーンであり、後者のゾーンはフラ ット管１２の内側のゾーンである。蒸発ゾーン（Ｚ−Ｅｎ）８には水たまり２１ がある。 操作において、容器７は排気され、システム水Ｌ₀₁はＺ−Ｅ１，Ｚ−Ｅ２，Ｚ −Ｅ３，Ｚ−Ｅ４及びＺ−Ｅ５を通って連続的に流れ、回転円板１１は円板表面 上に水薄膜を形成するように回転され、吸収溶液Ｊ_onは貯蔵タンクＪ_n中に導入 され、吸収溶液及び水を循環するための循環ポンプを活動させて、吸収ゾーン（ Ｚ−Ｊｎ）１９及び第２蒸気発生ゾーン（Ｚ−Ｓｎ）２０において吸収溶液及び 水の落下する薄膜を形成する。戸外空気はＺ−１〜Ｚ−５の方向に伝熱フィンを 通って吹き込まれる。 次に、システム水はＺ−Ｅ１〜Ｚ−Ｅ５を通って流れて第１蒸気Ｖ₁₁，Ｖ₂₂， Ｖ₃₃，Ｖ₄₄及びＶ₅₅を形成し、システム冷却水Ｌ₅₀（図１の冷却水(Ｌ_H)₁₂にな る）を生成するように連続的にフラッシュ蒸発する。それはエアハンドラーを通 って循環されて室内空気を冷却し、加熱されて図１の(Ｌ_H)₂₁になる。加熱され た冷却水(Ｌ_H)₂₁はＶＰＥ−ＭＰＺ冷却機のＬ₀₁になる。第１蒸気Ｖ_nnは蒸気通 路１５を通過し、吸収ゾーン（Ｚ−Ｊｎ）１９において吸収溶液によって吸収さ れ、吸収熱は第２蒸気発生ゾーン（Ｚ−Ｓｎ）２０において落下する水薄膜の水 凝縮管１３において凝縮される。凝縮熱は伝熱フィン１４を通って戸外空気に伝 達される。戸外空気はＺ−Ｘ１からＺ−Ｘ２への方向に伝熱フィンを通って流れ 、加熱及び排出される。 記載したように、第２蒸気流れを凝縮する熱を除去するために冷却水を使用し てもよい。第２蒸気流れを凝縮する熱を除去する際に蒸発凝縮機を使用してもよ い。 図５及び図６はそれぞれタイプＢ ＶＰＥ−ＭＰＺ直接水冷却機の半径方向に 垂直に取った垂直横断面（断面Ａ−Ａ）及び長手方向に平行に取った垂直横断面 （断面Ｂ−Ｂ）を示したものである。これらの図を参照すると、タイプＢ ＶＰ Ｅ−ＭＰＺ冷却機は水平真空囲い７及び多数の圧力処理サブゾーンを含む。図に おいて、五つの処理サブゾーンＺ−１（７ａ），Ｚ−２（７ｂ），Ｚ−３（７ｃ ），Ｚ−４（７ｄ）及びＺ−５（７ｅ）が示されている。各圧力サブゾーン（Ｚ −ｎ）は水蒸発ゾーン（Ｚ−Ｅｎ）８、蒸気圧増大ゾーン（Ｚ−ＶＰＥｎ）９、 及び第２蒸気凝縮ゾーン（Ｚ−Ｘｎ）１０を含む。 蒸発ゾーンには水蒸発表面を与えるために１組以上の回転円板１１（２組が示 されている）がある。蒸気圧力増大ゾーンには落下する吸収溶液薄膜を形成する ための及び落下する蒸発水薄膜を形成するための熱伝導性材料から作られたフラ ット管１２がある。第２蒸気を凝縮するための凝縮ゾーンには凝縮管１３がある 。蒸発ゾーン（Ｚ−Ｅｎ）から蒸気圧増大ゾーン（Ｚ−ＶＰＥｎ）に蒸気を移動 するための蒸気通路１５がある。蒸気圧増大ゾーン（Ｚ−ＶＰＥｎ）から蒸気凝 縮ゾーン（Ｚ−Ｘｎ）に蒸気を移動するための蒸気通路１６がある。各圧力ゾー ンには吸収溶液のための貯蔵及びポンプ装置があり、水のための貯蔵及びポンプ 装置がある。これらは図には示されていない。各蒸気圧増大ゾーンには、第１蒸 気吸収ゾーン（Ｚ−Ｊｎ）１９及び第２蒸気発生ゾーン（Ｚ−Ｓｎ）２０がある 。前者のゾーンはフラット管１２の外側のゾーンであり、後者のゾーンはフラッ ト管１２の内側のゾーンである。蒸発ゾーン（Ｚ−Ｅｎ）８には水たまり２１が ある。 操作において、容器７は排気され、冷却水Ｌ₀₁はＺ−Ｅ１，Ｚ−Ｅ２，Ｚ−Ｅ ３，Ｚ−Ｅ４及びＺ−Ｅ５を通って連続的に流れ、回転円板１１は円板表面上に 水薄膜を形成するように回転され、吸収溶液及び水を循環するための循環ポンプ を活動させて、吸収ゾーン（Ｚ−Ｊｎ）１９及び第２蒸気発生ゾーン（Ｚ−Ｓｎ ）２０において吸収溶液及び水の落下する薄膜を形成する。冷却水は凝縮管１３ 中に導入される。 次に、システム水Ｌ₀₁はＺ−Ｅ１〜Ｚ−Ｅ５を通って流れて第１蒸気Ｖ₁₁，Ｖ₂₂ ，Ｖ₃₃，Ｖ₄₄及びＶ₅₅を形成し、システム冷却水Ｌ₅₀（図１の冷却水(Ｌ_H)₁₂ になる）を生成するように連続的にフラッシュ蒸発する。それはエアハンドラー を通って循環されて室内空気を冷却し、加熱されて図１の(Ｌ_H)₂₁ になる。加熱 された冷却水(Ｌ_H)₂₁ はＶＰＥ−ＭＰＺ冷却機のＬ₀₁になる。第１蒸気Ｖ_nnは蒸 気通路１５を通過し、吸収ゾーン（Ｚ−Ｊｎ）１９において吸収溶液によって吸 収され、吸収熱は第２蒸気発生ゾーン（Ｚ−Ｓｎ）２０において落下する水薄膜 し、凝縮管１３の外側で凝縮される。凝縮熱は凝縮管を通って内側の冷却水に伝 達される。冷却水はＺ−Ｘ１からＺ−Ｘ５への方向に管の内側で流れ、加熱され る。加熱された冷却水は冷却塔において処理され、冷却機に戻される。 ＶＰＥ加熱機は多数の圧力ゾーンに分割されてもよく、多数の圧力ゾーン操作 は戸外空気又は他の低温熱源の如き環境との熱相互作用を行って外部水蒸気の生 成、外部蒸気の吸収、内部蒸気の生成及びシステム水への内部蒸気の断熱凝縮の ために使用されてもよい。かかるＶＰＥ水加熱機は蒸気圧増大多重圧力ゾーン直 接水加熱機として言及されてもよく、またＶＰＥ／ＭＰＺ直接水加熱機又は単に ＶＰＥ／ＭＰＺ加熱機として言及されてもよい。多重圧力ゾーンＶＰＥ加熱機で 行われる操作は単一圧力ゾーンＶＰＥ加熱機で行われる操作に対して多くの利点 を有する。これらの利点は単一圧力ゾーンＶＰＥ冷却機に対する多重圧力ゾーン ＶＰＥ冷却機の利点と同様である。それゆえ、これらの利点の詳細な記述は省略 する。 図７はＶＰＥ／ＭＰＺ加熱機の構造及び操作を示している。五つの圧力ゾーン ユニットが示されている。それはＺ−１（２２ａ）〜Ｚ−５（２２ｅ）と称され る五つの圧力サブゾーンを含む。Ｚ−Ｅ１（２３ａ）〜Ｚ−Ｅ５（２３ｅ）と称 される断熱液−蒸気相互作用ゾーンがあり、Ｚ−ＶＰＥ１（２４ａ）〜Ｚ−ＶＰ Ｅ５（２４ｅ）と称される蒸気圧増大ゾーンがあり、Ｚ−Ｘ１（２５ａ）〜Ｚ− Ｘ５（２５ｅ）と称される環境熱相互作用ゾーンがある。各蒸気圧増大サブゾー ンＺ−ＶＰＥｎは外部蒸気吸収サブゾーンＺ−Ｊｎ及び内部蒸気発生サブゾーン Ｚ−Ｓｎを含む。それゆえ、Ｚ−Ｊ１〜Ｚ−Ｊ４と称される外部蒸気吸収ゾーン 及びＺ−Ｓ１〜Ｚ−Ｓ５と称される内部蒸気発生ゾーンがある。 図７で示されたシステムの構造は図２によって示されたシステムのそれに極め て良く似ている。液−蒸気界面エリアを与えるためにＺ−Ｅ１〜Ｚ−Ｅ５に回転 円板がある。吸収溶液の液薄膜を形成し、水薄膜を落下するためにフラット管が ある。環境から熱を受け、水を蒸発するためにＺ−Ｘ１〜Ｚ−Ｘ５に伝熱管があ る。 操作において、水はＺ−Ｘ１〜Ｚ−Ｘ５に加えられ、水はＺ−Ｓ１〜Ｚ−Ｓ５ に加えられ、吸収溶液Ｊ₀₅はＺ−Ｊ５に導入され、希釈された吸収溶液はＪ₅₄〜 Ｊ₂₁としてＺ−Ｊ４〜Ｚ−Ｊ１に連続的に導入され、最後にＪ₁₀としてＺ−Ｊ１ から排出される。吸収溶液はＺ−Ｊ１〜Ｚ−Ｊ５で落下する薄膜を形成し、水は Ｚ−Ｓ１〜Ｚ−Ｓ５で落下する薄膜を形成する。システム水はＺ−１〜Ｚ−５を 流れる。次に下記の操作が行われる： 1. 外部水蒸気流れＶ₁₁〜Ｖ₅₅はＺ−Ｘ１〜Ｚ−Ｘ５で生成される。 2. 外部水蒸気流れはＺ−Ｊ１〜Ｚ−Ｊ５で吸収溶液に吸収される。 3. 水はＺ−Ｊ１〜Ｚ−Ｊ５から吸収熱を受けるとＺ−Ｓ１〜Ｚ−Ｓ５で気化 的に加熱することによって凝縮する。システム水はＺ−Ｅ１〜Ｚ−Ｅ５を流れる につれてＬ₀₁からＬ₅₀で連続的に加熱される。 蒸気圧増大操作は図２に言及して記載されたものと同様である。 Ｚ−Ｘ１ゾーン〜Ｚ−Ｘ５ゾーンは“環境熱相互作用ゾーン”として又は単に “熱相互作用ゾーン”として言及され、これらのゾーンで行われる操作は“環境 熱相互作用”として又は単に“熱相互作用”として言及される。Ｚ−Ｅ１〜Ｚ− Ｅ５は“断熱液−蒸気相互作用ゾーン”として言及され、これらのゾーンで行わ れる操作は“断熱液−蒸気相互作用”又は“システム水への断熱凝縮”として言 及される。水は戸外空気の如き環境から熱を受けることによってＺ−Ｘ１〜Ｚ− Ｘ５で気化され、生成した蒸気流れＶ₁₁〜Ｖ₅₅は外部水蒸気流れとして言及され 熱されたシステム水の一部になるので、それらは内部水蒸気として言及される。 ＰＥｎにおける蒸気圧増大操作の入口蒸気及び出口蒸気であるので、それらはそ れぞれＶＰＥ操作に関して第１蒸気及び第２蒸気として言及される。 図８及び図９はそれぞれタイプＡ ＶＰＥ−ＭＰＺ直接水加熱機の垂直横断面 （断面Ａ−Ａ）及び水平横断面（断面Ｂ−Ｂ）を示す。これらの図に関して、タ イプＡ ＶＰＥ−ＭＰＺ加熱機は真空囲い２６及び多数の圧力処理サブゾーンを 含む。図において、五つの処理サブゾーンＺ−１（２６ａ），Ｚ−２（２６ｂ） ，Ｚ−３（２６ｃ），Ｚ−４（２６ｄ）及びＺ−５（２６ｅ）が示されている。 各圧力サブゾーン（Ｚ−ｎ）は断熱液−蒸気相互作用ゾーン（Ｚ−Ｅｎ）２７、 蒸気圧増大ゾーン（Ｚ−ＶＰＥｎ）２８、及び環境熱相互作用ゾーン（Ｚ−Ｘｎ ）２９を含む。 断熱液−蒸気相互作用ゾーン（Ｚ−Ｅｎ）２７には界面エリアを与えるために １以上の回転円板３０（２組が示されている）がある。蒸気圧増大ゾーンには落 下する吸収溶液薄膜を形成するための及び落下及び蒸発する水薄膜を形成するた めの熱伝導性材料から作られたフラット管３１がある。外部蒸気流れを生成する ための熱相互作用ゾーン（Ｚ−Ｘｎ）２９には伝熱管３２及び伝熱フィン３３が ある。蒸気圧増大ゾーン（Ｚ−ＶＰＥｎ）２８から断熱液−蒸気相互作用ゾーン （Ｚ−Ｅｎ）２７に蒸気を移動するための蒸気通路３４がある。熱相互作用ゾー ン（Ｚ−Ｘｎ）２９から蒸気圧増大ゾーン（Ｚ−ＶＰＥｎ）２８に外部蒸気を移 動するための蒸気通路３５がある。各圧力ゾーンには吸収溶液のための貯蔵及び ポンプ装置３６があり、水のための貯蔵及びポンプ装置３７がある。各蒸気圧増 大ゾーンには、蒸気吸収ゾーン（Ｚ−Ｊｎ）３９及び内部蒸気発生ゾーン（Ｚ− Ｓｎ）３８がある。前者のゾーンはフラット管３１の内側のゾーンであり、後者 のゾーンはフラット管３１の外側のゾーンである。断熱液−蒸気相互作用ゾーン （Ｚ−Ｅｎ）２７には水たまり４０がある。 操作において、容器２６は排気され、システム水Ｌ₀₁はＺ−Ｅ１，Ｚ−Ｅ２， Ｚ−Ｅ３，Ｚ−Ｅ４及びＺ−Ｅ５を通って連続的に流れ、回転円板３０は円板表 面上に水薄膜を形成するために回転され、吸収溶液Ｊ_onは貯蔵タンクＪ_n中に導 入され、吸収溶液及び水を循環するための循環ポンプは活動的にされて吸収ゾー ン（Ｚ−Ｊｎ）３９及び内部蒸気発生ゾーン（Ｚ−Ｓｎ）３８で吸収溶液及び水 の落下する薄膜を形成する。水は伝熱管３２に加えられて落下する水薄膜を形成 し、戸外空気はＺ−１からＺ−５への方向に伝熱フィンを通って流れる。下記操 作が行われる： 1. 水はＺ−Ｘ１〜Ｚ−Ｘ５で蒸発し、外部水蒸気Ｖ₁₁〜Ｖ₅₅を発生する。 2. 外部水蒸気流れはＺ−ＶＰＥ１〜Ｚ−ＶＰＥ５で吸収容液中に吸収される 。 3. Ｚ−Ｊ１〜Ｚ−Ｊ５で生成される吸収熱はＺ−Ｓ１〜Ｚ−Ｓ５に伝達され 4. 内部水蒸気流れはＺ−Ｅ１〜Ｚ−Ｅ５でシステム水と断熱的に相互作用す ることによって凝縮され、システム水Ｌ₀₁を連続的に加熱し、加熱されたシステ ム水Ｌ₅₀になる。 タイプＢ ＶＰＥ−ＭＰＺ直接水加熱機を構成及び操作してもよい。その構造 は図５及び図６によって示されたＶＰＥ−ＭＰＺ直接水冷却機のそれと同様であ り、その操作は記載したタイプＡ ＶＰＥ−ＭＰＺ加熱機と関連して述べたもの と同様である。それゆえ、タイプＢ ＶＰＥ−ＭＰＺの詳細な記述は省略する。 ＶＰＥ加熱機及びＶＰＥ冷却機の構造及び操作は極めて近いので、二つの目的 のＶＰＥ冷却機／加熱機を構成及び操作することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年２月１３日 【補正内容】 冷却水流れは第２蒸気凝縮機を冷却するために使用されてもよい。流れ配置は 記載した戸外空気冷却の場合のそれと同じである。同様に、Ｌ₀₅，Ｌ₅₄，Ｌ₄₃， Ｌ₃₂，Ｌ₂₁及びＬ₁₀はそれぞれＧ₀₅，Ｇ₅₄，Ｇ₄₃，Ｇ₃₂，Ｇ₂₁及びＧ₁₀に置換す る。 組合せた方式の操作では、吸収溶液の部分的な後退及び部分的な前進移動があ る。第３方式の操作工程は第１方式の操作工程を変形することによって再び説明 される。図２を再び参照すると、変形された操作工程は次の通りである： 1. 濃い吸収溶液Ｊ₀₅がＺ−Ｊ５中に導入され、低圧であるＺ−Ｅ５から第１ 蒸気Ｖ₅₅を吸収し、それによって薄い吸収溶液を生成し、第２蒸気Ｖ₅₅を発生す る； 2. Ｚ−Ｊ５からの吸収溶液Ｊ₅₁がＺ−Ｊ１中に導入され、Ｖ₁₁を吸収し、第 ２蒸気Ｖ₁₁及び薄い吸収溶液Ｊ₁₂を生成する； 3. 吸収溶液Ｊ₁₂，Ｊ₂₃，Ｊ₃₄はそれぞれＺ−Ｊ２，Ｚ−Ｊ３及びＺ−Ｊ４中 に導入され、Ｚ−Ｅ２，Ｚ−Ｅ３及びＺ−Ｅ４からそれぞれ第１蒸気Ｖ₂₂，Ｖ₃₃ 及びＶ₄₄を吸収し、それによって第２蒸気Ｖ₂₂，Ｖ₃₃及びＶ₄₄及び薄い溶液Ｊ₂₃ ，Ｊ₃₄及びＪ₄₀を生成する。Ｊ₄₀は最も薄い溶液であり、再生操作に戻される。 図１０ａ，図１０ｂ及び図１０ｃは臭化リチウムのデューリング（Duhring） 図を示したものである。デューリング図のそれぞれは温度の関数として様々な濃 度のＬｉＢｒ水溶液の平衡蒸気圧間の関係を示している。吸収溶液の温度が横軸 上に示され、平衡蒸気圧が右側縦軸上に示されている。右側縦軸上に示された蒸 気圧に相当する純水の飽和温度は左側縦軸上に示されている。 ＶＰＥ／ＭＰＺ冷却機では、吸収溶液を定められた順序で吸収ゾーンを通って 移動する。（ａ）後進移動方式（第１方式）、（ｂ）前進移動方式（第２方式） 及び（ｃ）組合された移動方式（第３方式）がある。図１０ａ，図１０ｂ及び図 １０ｃは三つの操作方式について吸収温度分布、圧力分布及び濃度分布を示して いる。下記の条件が仮定される： (1) Ｌ₀₁は１２℃でＺ−Ｅ１に入り、１１℃でＺ−Ｅ１を出て、１０℃でＺ− Ｅ２に入る；Ｌ₃₄は９℃でＺ−Ｅ３を出て、８℃でＺ−Ｅ４を出て、７℃でＺ− Ｅ５を出る。 (2) 冷却機に入る濃い吸収溶液は６３％ＬｉＢｒ溶液である。冷却機を出る最 後の薄い吸収溶液は５８％ＬｉＢｒ溶液である。濃度変化は一工程あたり１％で ある。 仮定された条件はSanyo Co.によって製造される従来の水冷水冷却機で使用さ れた条件から採用している。 図では、線４１，４２，４３，４４及び４５はそれぞれ１２℃，１１℃，１０ ℃，９℃，８℃及び７℃の蒸気圧を示し、それらはＬ₀₁，Ｌ₁₂，Ｌ₂₃，Ｌ₃₄，Ｌ₄₅ 及びＬ₅₀の温度である。それゆえ、これらの圧力はそれぞれ（Ｚ−Ｅ１，Ｚ− Ｊ１），（Ｚ−Ｅ２，Ｚ−Ｊ２），（Ｚ−Ｅ３，Ｚ−Ｊ３），（Ｚ−Ｅ４，Ｚ− Ｊ４）及び（Ｚ−Ｅ５，Ｚ−Ｊ５）の圧力である。 図１０ａは前述した後進移動モード（第１方式）の操作条件を示したものであ る。点４６，４７，４８，４９及び５０によって表された温度は吸収溶液Ｊ₁₀， Ｊ₂₁，Ｊ₃₂，Ｊ₄₃及びＪ₅₄の温度である。第１方式の操作における吸収溶液の温 度の変動は第２方式の操作と比較して相対的に小さいことが注意される。これは 連続的に減少した濃度の吸収溶液が連続的に高い圧力の第１蒸気と出会うためで ある。第２蒸気凝縮機に使用される冷却媒体の温度上昇が低い場合（例えば５℃ ）、第１方式の操作を使用することが有利である。 図１０ｂは前述した前進移動方式（第２方式）のための操作条件を示したもの である。点５１，５２，５３，５４及び５５によって表された温度は吸収溶液Ｊ₁₂ ，Ｊ₂₃，Ｊ₃₄，Ｊ₄₅及びＪ₅₀の温度である。第２方式の操作における吸収溶液 の温度の変動はかなり大きいことが注意される。これは連続的に減少した濃度の 吸収溶液が連続的に低い圧力の第１蒸気と出会うためである。第２蒸気凝縮機に 使用される冷却媒体の温度上昇が高い場合（例えば１０℃）、第２方式の操作を 使用することが有利である。第２方式の操作の主な欠点は低圧での吸収溶液の温 度Ｊ₅₀がかなり低いことである。吸収溶液の温度はＺ−１からＺ−５に落ちるこ とが注意される。それゆえ、使用された冷却水又は戸外空気はＺ−Ｘ５からＺ− Ｘ１への方向に移動されなければならない。 図１０ｃは最初に記載した組合せた方式のための操作条件を示したものである 。点５６，５７，５８，５９及び６０によって表される温度は吸収溶液Ｊ₅₁，Ｊ₁₂ ，Ｊ₂₃，Ｊ₃₄及びＪ₄₀の温度である。この方式の操作は最高濃度の吸収溶液に よって最低圧力で第１蒸気を吸収する利点を有し、吸収溶液の温度にかなり大き な変動を持つ。 ０℃未満の温度で冷却機を製造することが望ましいとき、純水は蒸発ゾーンＺ −Ｅｎで蒸発されるべき蒸発液として使用することができない。なぜならば水は 実際に凍結するからである。エチレングリコール、プロピレングリコール、Ｌｉ Ｂｒ、ＬｉＣｌ，ＮａＣｌの如き低揮発性溶質を含有する水溶液を使用すること が必要である。低温冷却液を製造するための操作手順は通常の冷却水の製造に記 載されたものと同様である。 ＶＰＥ／ＭＰＺ水冷却機は蒸発ゾーンＺ−Ｅｎ内に熱交換管を与えることによ って多くの液を冷却し、冷却される液体と冷却されたシステム水溶液の間の熱交 換関係を確立するために使用されてもよい。例えば、ＶＰＥ／ＭＰＺ水冷却機に よってフルーツジュースを冷却してもよい。 本発明を適切にクレームするために新しい表示を導入することが便利であるこ とがわかる。補正された請求の範囲では次のように述べられている。 ＶＰＥ／ＭＰＺ水冷却機又は加熱機は多数の圧力処理ゾーンを含み、それらの それぞれは複合処理ゾーンである。複合処理ゾーンＺ−ｎは（Ｚ−Ｆ）ｎと称さ れる第１蒸気発生ゾーン、（Ｚ−ＶＰＥ）ｎと称される吸収蒸気圧増大ゾーン、 及び（Ｚ−Ｃ）ｎと称される第２蒸気凝縮ゾーンを含む。各吸収蒸気圧増大ゾー ン（Ｚ−ＶＰＥ）ｎは（Ｚ−Ｊ）ｎと称される第１蒸気吸収ゾーンと（Ｚ−Ｓ） ｎと称される第２蒸気生成ゾーンにゾーンを分離する１組の垂直な熱伝導性壁を 含む。 図２を参照すると、記載したＶＰＥ／ＭＰＺ冷却機に使用される新しい表示は 下記のように最初の表示に関連する： (a) 第１蒸気発生ゾーンはＺ−Ｅｎの代わりに（Ｚ−Ｆ）ｎと称される； (b) 蒸気圧増大ゾーンはＺ−ＶＰＥｎの代わりに（Ｚ−ＶＰＥ）ｎと称される ； (c) 第１蒸気吸収ゾーンはＺ−Ｊｎの代わりに（Ｚ−Ｊ）ｎと称される； (d) 第２蒸気発生ゾーンはＺ−Ｓｎの代わりに（Ｚ−Ｓ）ｎと称される； (e) 第２蒸気凝縮ゾーンはＺ−Ｘｎの代わりに（Ｚ−Ｃ）ｎと称される； (f) 第１蒸気の圧力は(Ｐ_F)_nと称される； (g) 第２蒸気の圧力は(Ｐ_S)_nと称される。 それゆえ、新しい表示と最初の表示は相互に変更可能に使用される。 図７を参照すると、記載したＶＰＥ／ＭＰＺ加熱機に使用される新しい表示は 下記のように最初の表示に関連する： (a) １蒸気発生ゾーンはＺ−Ｘｎの代わりに(Ｚ−Ｆ)_n と称される； (b) 蒸気圧増大ゾーンはＺ−ＶＰＥｎの代わりに(Ｚ−ＶＰＥ)_n と称される； (c) 第１蒸気吸収ゾーンはＺ−Ｊｎの代わりに(Ｚ−Ｊ)_n と称される； (d) 第２蒸気発生ゾーンはＺ−Ｓｎの代わりに(Ｚ−Ｓ)_n と称される； (e) 第２蒸気凝縮ゾーンはＺ−Ｅｎの代わりに(Ｚ−Ｃ)_n と称される； (f) 第１蒸気の圧力は(Ｐ_F)_nと称される； (g) ２蒸気の圧力は(ＰＥ)_n の代わりに(Ｐ_S)_nと称される。 それゆえ、再び新しい表示と最初の表示は相互に変更可能に使用される。 請求の範囲 １．(1) それぞれ(Ｚ−Ｆ)₁，(Ｚ−Ｆ)₂，……，(Ｚ−Ｆ)_n，……，(Ｚ−Ｆ)_N と称される第１蒸気発生ゾーンにおいて連続的な低い圧力(Ｐ_F)₁，(Ｐ_F)₂，…… ，(Ｐ_F)_n，……，(Ｐ_F)_Nで第１蒸気Ｖ₁₁，Ｖ₂₂，……，Ｖ_nn，……，Ｖ_NNと称さ れる第１組の水蒸気流れを生成する第１工程； 第２蒸気はそれぞれ対応する第１蒸気の圧力より実質的に高い圧力(Ｐ_S)₁，(Ｐ_S )₂，……，(Ｐ_S)_n，……，(Ｐ_S)_Nである）； (3) 第２蒸気凝縮ゾーン(Ｚ−Ｃ)₁，(Ｚ−Ｃ)₂，……，(Ｚ−Ｃ)_n，……，(Ｚ −Ｃ)_Nにおいて第２蒸気をそれぞれ凝縮する第３工程、 を含む供給流体の温度を変える方法において、下記（１）〜（８）を特徴とする 方法： (1) 方法がＺ−１〜Ｚ−Ｎゾーン（Ｎは少なくとも２である）と称される多数 の複合処理ゾーンで行われる； (2) 各複合処理ゾーンＺ−ｎが第１蒸気発生ゾーン(Ｚ−Ｆ)_n、吸収蒸気圧増 大ゾーン(Ｚ−ＶＰＥ)_n及び第２蒸気凝縮ゾーン(Ｚ−Ｃ)_nを含む； (3) 各吸収蒸気圧増大ゾーン(Ｚ−ＶＰＥ)_nが第１蒸気吸収ゾーン(Ｚ−Ｊ)_nと 第２蒸気発生ゾーン(Ｚ−Ｓ)_nにゾーンを分離する１組の垂直熱伝導性壁を含み 、各壁が第１蒸気吸収ゾーン(Ｚ−Ｊ)_nに面する第１表面及び第２蒸気発生ゾー ン(Ｚ−Ｓ)_nに面する第２表面を有する； (4) 第１蒸気発生ゾーン(Ｚ−Ｆ)₁〜(Ｚ−Ｆ)_Nにおける圧力が連続的に低い圧 力(Ｐ_F)₁〜(Ｐ_F)_Nである； (5) 第１蒸気発生ゾーン(Ｚ−Ｆ)_nにおける第１蒸気Ｖ_nn を発生する第１工程 が(a)ゾーン内にシステム水溶液をフラッシュ蒸発して第１蒸気Ｖ_nnを発生し、 それによってシステム水溶液を冷却するか、又は(b)熱伝導性壁を通して外部流 体から熱を受けることによってシステム水溶液の一部を蒸発することによって行 われる； (6) 吸収蒸気圧増大操作を行う第２工程が第１蒸気を吸収ゾーン(Ｚ−Ｊ)_n中 に入れ、吸収溶液を吸収ゾーン(Ｚ−Ｊ)_n中に導入し、各熱伝導性壁の第１表面 上に吸収溶液の落下する薄膜を形成し、水を第２蒸気発生ゾーン(Ｚ−Ｓ)_n中に 導入し、各熱伝導性壁の第２表面上に落下する水薄膜を形成し、それによって第 を発生し、薄い吸収溶液を形成することによって行われる； (7) 吸収溶液は定められた順序で(Ｚ−Ｊ)₁〜(Ｚ−Ｊ)_Nの吸収ゾーンを通って 移動される； (8) 第２蒸気凝縮ゾーン(Ｚ−Ｃ)_nにおいて第２蒸気Ｖ_nnを凝縮する第３工程 が水溶液との直接接触凝縮によって又は外部流体との熱交換による間接接触凝縮 によって行われ、供給流体は第１蒸気の発生と関連して冷却され、第２蒸気の凝 縮と関連して加熱される。 ２．水溶液が供給流体であり、しかも(Ｚ−Ｆ)₁〜(Ｚ−Ｆ)_Nの順序で第１蒸気 発生ゾーンで連続的にフラッシュ蒸発され、それによって連続的に冷却され、生 成冷却水溶液として最後の第１蒸気発生ゾーンから排出されるシステム水溶液で ある請求の範囲第１項記載の方法。 ３．供給流体として使用される水溶液が水である請求の範囲第２項記載の方法 。 ４．第２蒸気の間接接触凝縮に使用される外部流体が空気流れである請求の範 囲第２項記載の方法。 ５．吸収溶液が(Ｚ−Ｊ)_Nから(Ｚ−Ｊ)₁への方向に連続的に第１蒸気吸収ゾー ンを通って移動される請求の範囲第２項記載の方法。 ６．吸収溶液が(Ｚ−Ｊ)₁から(Ｚ−Ｊ)_Nへの方向に連続的に第１蒸気吸収ゾー ンを通って移動される請求の範囲第２項記載の方法。 ７．濃い吸収溶液が最後の第１蒸気発生ゾーン(Ｚ−Ｆ)_N中に導入され、薄い 吸収溶液が中間ゾーン(Ｚ−Ｆ)_mまで後方に移動され、次いで(Ｚ−Ｆ)₁から(Ｚ −Ｆ)_m-1への方向に残りのゾーンを通って移動される請求の範囲第２項記載の方 法。 ８．第１蒸気を発生する第１工程が空気流れ又は水流れから熱を受けることに よって第１蒸気発生ゾーン(Ｚ−Ｆ)₁〜(Ｚ−Ｆ)_Nで水を気化させることによって 達成され、供給流体が水溶液であり、直接接触凝縮によって第２蒸気を凝縮する 第３工程で使用されたシステム水溶液として使用され、供給水溶液がそれによっ て加熱される請求の範囲第１項記載の方法。 ９．Ｚ−１〜Ｚ−Ｎゾーン（Ｎは少なくとも２である）と称される多数の複合 処理ゾーンを含む、供給流体の温度を変えるための装置において、下記（１）〜 （４）を特徴とし： (1) 各複合処理ゾーンＺ−ｎが第１蒸気発生ゾーン(Ｚ−Ｆ)_n、吸収蒸気圧増 大ゾーン(Ｚ−ＶＰＥ)_n及び第２蒸気凝縮ゾーン(Ｚ−Ｃ)nを含む； (2) 各第１蒸気発生ゾーン(Ｚ−Ｆ)nが第１システム水溶液を露出するために 液−蒸気界面エリアを与えるための及び／又は第１外部流体を輸送し第１外部流 体からシステム水溶液に熱を伝達するために熱交換管を与えるための手段を与え られている； (3) 各吸収蒸気圧増大ゾーン(Ｚ−ＶＰＥ)_nが第１蒸気吸収ゾーン(Ｚ−Ｊ)_nと 第２蒸気発生ゾーン(Ｚ−Ｓ)_nにゾーンを分離する１組の垂直な熱伝導性壁を含 み、各壁が第１蒸気吸収ゾーン(Ｚ−Ｊ)_nに面する第１表面及び第２蒸気発生ゾ ーン(Ｚ−Ｓ)_nに面する第２表面を有する； (4) 各第２蒸気凝縮ゾーン(Ｚ−Ｓ)_nが第２外部流体に熱を伝達するための熱 伝導性管を与えられるか又はシステム水溶液と第２蒸気を接触するための液／蒸 気界面を与えられる、 下記（ａ）〜（ｄ）の操作を行い： (a) 伝熱管を通って第１外部流体を導入して又は導入せずに第１蒸気発生ゾー ン(Ｚ−Ｆ)₁〜(Ｚ−Ｆ)_N中にシステム水溶液を導入する； (b) 定められた順序で第１蒸気吸収ゾーン(Ｚ−Ｊ)₁〜(Ｚ−Ｊ)_Nを通って吸収 溶液を移動し、垂直壁の第１表面上に吸収溶液の落下する薄膜を形成する； (c) 第２蒸気発生ゾーン(Ｚ−Ｓ)₁〜(Ｚ−Ｓ)_N中に水を導入し、垂直壁の第２ 表面上に水の落下する薄膜を形成する； (d) 第２蒸気凝縮ゾーン(Ｚ−Ｃ)₁〜(Ｚ−Ｃ)_Nにおいて伝熱管と熱交換関係で 第２外部流体を通過させる、 下記（ａ）〜（ｄ）の操作を引き起こし： (a) 連続的に低い圧力(Ｐ_F)₁，(Ｐ_F)₂，……，(Ｐ_F)_n，……，(Ｐ_F)_N の第１ 蒸気Ｖ₁₁，Ｖ₂₂，……，Ｖ_nn，……，Ｖ_NNが第１蒸気発生ゾーン(Ｚ−Ｆ)₁〜(Ｚ −Ｆ)_Nで形成される； (b) 第１蒸気がそれぞれ第１蒸気吸収ゾーン(Ｚ−Ｊ)₁〜(Ｚ−Ｊ)_Nの吸収溶液 に吸収される； −Ｃ)₁〜(Ｚ−Ｃ)_Nで形成される； (d) 第２蒸気が(Ｚ−Ｃ)₁〜(Ｚ−Ｃ)_Nゾーンで凝縮される、 供給流体が第１蒸気の発生と関連して冷却され、第２蒸気の凝縮と関連して加 熱される装置。 10．水溶液が供給流体であり、しかも(Ｚ−Ｆ)₁〜(Ｚ−Ｆ)_Nの順序で第１蒸気 発生ゾーンで連続的にフラッシュ蒸発され、それによって連続的に冷却され、生 成冷却水溶液として最後の第１蒸気発生ゾーンから排出されるシステム水溶液で ある請求の範囲第９項記載の方法。 11．供給流体として使用される水溶液が水である請求の範囲第１０項記載の方 法。 12．第２蒸気の間接接触凝縮に使用される外部流体が空気流れである請求の範 囲第１０項記載の方法。 13．吸収溶液が(Ｚ−Ｊ)_Nから(Ｚ−Ｊ)₁への方向に連続的に第１蒸気吸収ゾー ンを通って移動される請求の範囲第１０項記載の方法。 14．吸収溶液が(Ｚ−Ｊ)₁から(Ｚ−Ｊ)_Nへの方向に連続的に第１蒸気吸収ゾー ンを通って移動される請求の範囲第１０項記載の方法。 15．濃い吸収溶液が最後の第１蒸気発生ゾーン(Ｚ−Ｆ)_N中に導入され、薄い 吸収溶液が中間ゾーン(Ｚ−Ｆ)_mまで後方に移動され、次いで(Ｚ−Ｆ)₁から(Ｚ −Ｆ)_m-1への方向に残りのゾーンを通って移動される請求の範囲第１０項記載の 方法。 16．第１蒸気を発生する第１工程が空気流れ又は水流れから熱を受けることに よって第１蒸気発生ゾーン(Ｚ−Ｆ)₁〜(Ｚ−Ｆ)_Nで水を気化させることによって 達成され、供給流体が水溶液であり、直接接触凝縮によって第２蒸気を凝縮する 第３工程で使用されたシステム水溶液として使用され、供給水溶液がそれによっ て加熱される請求の範囲第１０項記載の方法。 【図１０】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．下記（１）〜（３）の工程を含む、システム水の流れを冷却水の生成流れ （product stream）又は加熱水の生成流れに変えるための方法： (1) (a)低圧下で水をフラッシュ蒸発し、それによって第１低圧蒸気（内部水 蒸気として言及する）を発生し、冷却水を生成するか、又は(b)システム水を水 蒸気（内部水蒸気として言及する）と接触させ、それによって水蒸気を凝縮し、 加熱水を生成する、断熱液−蒸気相互作用に水流れを供する第１工程； (2) (a)環境に対して凝縮熱を拒絶することによって水蒸気（外部水蒸気とし て言及する）を凝縮するか、又は(b)環境から熱を受けることによって水蒸気（ 外部水蒸気として言及する）を発生するために水を蒸発する、環境との熱相互作 用を行う第２工程； (3) (a)内部水蒸気を吸収溶液中に吸収し、熱伝導性壁を通して吸収熱を伝達 し、水を気化し、それによって外部水蒸気を発生するか（外部水蒸気の圧力は内 部水蒸気の圧力より実質的に高い）、又は(b)外部水蒸気を吸収溶液中に吸収し 、熱伝導性壁を通して吸収熱を伝達し、水を気化し、内部水蒸気を発生する（内 部水蒸気の圧力は外部水蒸気の圧力より実質的に高い）、吸収蒸気圧増大操作に 内部水蒸気及び外部水蒸気を供する第３工程。 ２．生成流れが冷却水であり、下記（１）〜（３）を特徴とする請求項１記載 の方法： (1) 第１工程がフラッシュ蒸発操作であり、それによって内部水蒸気を発生す る； (2) 第３工程が内部水蒸気を吸収溶液中に吸収する工程及び吸収熱を利用して 外部水蒸気を発生する工程を含む； (3) 第２工程が環境に対して凝縮熱を拒絶することによる外部水蒸気の凝縮で ある。 ３．生成流れが加熱水であり、下記（１）〜（３）を特徴とする請求項１記載 の方法： (1) 第２工程が環境から熱を受けることによる水の蒸発（気化）であり、それ によって外部水蒸気を発生する； (2) 第３工程が外部水蒸気を吸収溶液中に吸収する工程及び吸収熱を利用して 内部水蒸気を発生する工程を含む； (3) 第１工程がシステム水との内部水蒸気の断熱相互作用であり、それによっ て同時に内部水蒸気を凝縮し、システム水の温度を上昇する。 ４．方法がＺ−１〜Ｚ−Ｎとして連続的に称される多数の圧力ゾーンで行われ 、下記（１）〜（４）を特徴とする請求項２記載の方法： (1) 各圧力ゾーンＺ−ｎがフラッシュ蒸発ゾーンＺ−Ｅｎ、蒸気圧増大ゾーン Ｚ−ＶＰＥｎ及び蒸気凝縮ゾーンＺ−Ｘｎを含む； (2) 蒸気圧増大ゾーンＺ−ＶＰＥｎが内部水蒸気吸収ゾーンＺ−Ｊｎ及び外部 水蒸気発生ゾーンＺ−Ｓｎを含む； (3) システム水がＺ−Ｅ１からＺ−Ｅｎへの方向にＺ−Ｅｎゾーンを通って連 続的に流れ、吸収溶液がＺ−ＪｎからＺ−Ｊ１への方向にＺ−Ｊｎゾーンを通っ て連続的に流れる； (4) 所定の圧力ゾーンＺ−Ｅｎで発生した内部水蒸気がＺ−ＶＰＥｎで行われ る蒸気圧増大操作に供されて外部水蒸気を発生し、外部水蒸気が熱相互作用ゾー ンＺ−Ｘｎで凝縮される。 ５．外部水蒸気が戸外空気に対して熱を拒絶することによってＺ−Ｘゾーンで 凝縮される請求項４記載の方法。 ６．外部水蒸気が冷却水流れに対して熱を拒絶することによってＺ−Ｘゾーン で凝縮される請求項４記載の方法。 ７．外部水蒸気が蒸発冷却操作によって凝縮される請求項４記載の方法。 ８．方法がＺ−１〜Ｚ−ｎとして連続的に称される多数の圧力ゾーンで行われ 、下記（１）〜（４）を特徴とする請求項３記載の方法： (1) 各圧力ゾーンＺ−ｎが断熱液−蒸気相互作用ゾーンＺ−Ｅｎ、蒸気圧増大 ゾーンＺ−ＶＰＥｎ及び環境熱相互作用ゾーンＺ−Ｘｎを含む； (2) 蒸気圧増大ゾーンＺ−ＶＰＥｎが外部水蒸気吸収ゾーンＺ−Ｊｎ及び内部 水蒸気発生ゾーンＺ−Ｓｎを含む； (3) システム水がＺ−Ｅ１からＺ−Ｅｎへの方向にＺ−Ｅｎゾーンを通って連 続的に流れ、吸収溶液がＺ−ＪｎからＺ−Ｊ１への方向にＺ−Ｊｎゾーンを通っ て連続的に流れる； (4) 所定の圧力ゾーンＺ−Ｘｎで発生した外部水蒸気がＺ−ＶＰＥｎゾーンで 蒸気圧増大操作に供されて内部水蒸気を発生し、内部水蒸気がゾーンＥ−ｎでシ ステム水との断熱液−蒸気相互作用を行い、その中で凝縮し、システム水温度を 上昇する。 ９．水が戸外空気から熱を受けることによってＺ−Ｘゾーンで蒸発されて外部 水蒸気を発生する請求項８記載の方法。 10．水が水流れから熱を受けることによってＺ−Ｘゾーンで蒸発されて外部水 蒸気を発生する請求項８記載の方法。 11．下記のものを含む、システム水の流れを冷却水の生成流れ又は加熱水の生 成流れに変えるための装置： (1) (a)低圧下でシステム水をフラッシュ蒸発し、それによって低圧内部水蒸 気を発生し、冷却水を生成するか、又は(b)システム水との直接接触熱相互作用 によって内部水蒸気を凝縮し、加熱水を生成する、内部水蒸気との直接接触相互 作用にシステム水をもたらすための液体−蒸気界面エリアを与えるための手段を 有する、Ｚ−Ｅゾーンと称される断熱液−蒸気相互作用ゾーン； (2) 環境から熱を受けるための又は環境に対して熱を拒絶するための伝熱管を 与え、それによって(a)外部水蒸気を凝縮するか、又は(b)外部水蒸気を発生する 、Ｚ−Ｘゾーンと称される環境熱相互作用ゾーン； (3) Ｚ−Ｊゾーンと称される蒸気吸収ゾーン及びＺ−Ｓゾーンと称される蒸気 発生ゾーンを含み、それによって(a)内部水蒸気を吸収し、外部水蒸気を発生す るか、又は(b)外部水蒸気を吸収し、内部水蒸気を発生する、Ｚ−ＶＰＥゾーン と称される蒸気圧増大ゾーン。 12．生成流れが冷却水であり、下記（１）〜（３）を特徴とする請求項１１記 載の装置： (1) システム水のフラッシュ蒸発がＺ−Ｅゾーンで起こる； (2) 外部水蒸気の凝縮がＺ−Ｘゾーンで起こる； (3) 内部水蒸気の吸収及び外部水蒸気の発生がＺ−ＶＰＥゾーンで起こる。 13．生成流れが加熱水であり、下記（１）〜（３）を特徴とする請求項１１記 載の装置： (1) システム水中への内部水蒸気の断熱凝縮がＺ−Ｅゾーンで起こる； (2) 外部水蒸気の発生がＺ−Ｘゾーンで起こる； (3) 外部水蒸気の吸収及び内部水蒸気の発生がＺ−ＶＰＥゾーンで起こる。 14．装置がＺ−１〜Ｚ−Ｎとして連続的に称される多数の圧力ゾーンを含み、 下記（１）〜（４）を特徴とする請求項１２記載の装置： (1)各圧力ゾーンＺ−ｎがフラッシュ蒸発ゾーンＺ−Ｅｎ、蒸気圧増大ゾーン Ｚ−ＶＰＥｎ及び蒸気凝縮ゾーンＺ−Ｘｎを含む； (2) 蒸気圧増大ゾーンＺ−ＶＰＥｎが内部水蒸気吸収ゾーンＺ−Ｊｎ及び外部 水蒸気発生ゾーンＺ−Ｓｎを含む； (3) システム水がＺ−Ｅ１からＺ−Ｅｎへの方向にＺ−Ｅｎゾーンを通って連 続的に流れ、吸収溶液がＺ−ＪｎからＺ−Ｊ１への方向にＺ−Ｊｎゾーンを通っ て連続的に流れる； (4) 所定の圧力ゾーンＺ−Ｅｎで発生した内部水蒸気がＺ−ＶＰＥｎで行われ る蒸気圧増大操作に供されて外部水蒸気を発生し、外部水蒸気が熱相互作用ゾー ンＺ−Ｘｎで凝縮される。 15．外部水蒸気が戸外空気に対して熱を拒絶することによってＺ−Ｘゾーンで 凝縮される請求項１４記載の装置。 16．外部水蒸気が冷却水流れに対して熱を拒絶することによってＺ−Ｘゾーン で凝縮される請求項１４記載の装置。 17．外部水蒸気が蒸発冷却操作によって凝縮される請求項１４記載の装置。 18．方法がＺ−１〜Ｚ−ｎとして連続的に称される多数の圧力ゾーンを含み、 下記（１）〜（４）を特徴とする請求項１３記載の装置： (1) 各圧力ゾーンＺ−ｎが断熱液−蒸気相互作用ゾーンＺ−Ｅｎ、蒸気圧増大 ゾーンＺ−ＶＰＥｎ及び環境熱相互作用ゾーンＺ−Ｘｎを含む； (2) 蒸気圧増大ゾーンＺ−ＶＰＥｎが外部水蒸気吸収ゾーンＺ−Ｊｎ及び内部 水蒸気発生ゾーンＺ−Ｓｎを含む； (3) システム水がＺ−Ｅ１からＺ−Ｅｎへの方向にＺ−Ｅｎゾーンを通って連 続的に流れ、吸収溶液がＺ−ＪｎからＺ−Ｊ１への方向にＺ−Ｊｎゾーンを通っ て連続的に流れる； (4) 所定の圧力ゾーンＺ−Ｘｎで発生した外部水蒸気がＺ−ＶＰＥｎゾーンで 蒸気圧増大操作に供されて内部水蒸気を発生し、内部水蒸気がゾーンＥ−ｎでシ ステム水との断熱液−蒸気相互作用を行い、その中で凝縮し、システム水温度を 上昇する。 19．水が戸外空気から熱を受けることによってＺ−Ｘゾーンで蒸発されて外部 水蒸気を発生する請求項１８記載の装置。 20．水が水流れから熱を受けることによってＺ−Ｘゾーンで蒸発されて外部水 蒸気を発生する請求項１８記載の装置。