(57)【要約】【課題】従来式吸収冷凍機は、循環冷水あるいはブラインによる冷熱出力のため、蒸発器部と末端冷熱出力用空冷熱交換器部の伝熱面積あるいは容積が過大であり、顕熱熱交換による熱交換温度差が大きく、熱交換効率が低い上、循環液ポンプ動力が大きいことにより、総等価地球温暖化因子の観点から、環境に優しいものという言い難い。【解決手段】揮発性二次冷媒冷熱出力方式方式、これによる小温度差熱交換、あるいはより小温度差熱交換適用可能な蒸発器部、空冷部熱交換器、この様な冷熱出力方式と熱交換器が適用される吸収式冷熱発生、冷・温熱発生、吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生、冷・温熱発生に関する方法と装置、これらの冷熱発生、冷・温熱発生方式とガスタービンを組み合わせた熱電総合利用可能な高性能コジェネ方法と装置を発明する。【選択図】図１
2005321180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程、凝縮工程、蒸発工程と吸収工程を行うための再生器、凝縮器、蒸発器と吸収器を備える吸収式冷熱発生装置あるいは吸収式冷凍機に関して、前記凝縮工程からの冷熱発生用冷媒凝縮液を冷熱発生用蒸発器部内に導入して前記蒸発器部冷媒／二次冷媒凝縮式熱交換器（以下蒸発器部凝縮式熱交換器と省略）用伝熱管の外壁面に散布し、その蒸発吸熱によって発生した冷熱により、前記伝熱管内側揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させ、次にこの様な揮発性二次冷媒凝縮液を空冷熱交換器内に送り、その蒸発吸熱により前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして冷熱出力をなされるものであって、
ａ）前記蒸発器部凝縮式熱交換器からの揮発性二次冷媒液を、いったん揮発性二次冷媒レシーバーに溜まらせて、それから前記レシーバーに接続される数ｎ１≧１の二次冷媒液ポンプにより、二次冷媒配管を通じてその下流側数ｎ２≧１の空冷熱交換器に送り、前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして冷熱出力をなされることにより蒸発させ、引き続きこの様になった二次冷媒蒸気を、二次冷媒配管を通じて前記蒸発器部凝縮式熱交換器の二次冷媒側流路内に送り、この様にして基本的に前記蒸発器部凝縮式熱交換器、前記揮発性二次冷媒レシーバー、数ｎ１≧１の揮発性二次冷媒液ポンプと、数ｎ２≧１の空冷熱交換器から構成される、
ｂ）あるいは数ｎ２≧１の前記空冷熱交換器からの冷熱出力を終えた揮発性二次冷媒蒸気を、いったん二次冷媒気液分離装置に入れ、ここで気液冷媒を分離させた後、前記二次冷媒蒸気を、前記二次冷媒気液分離装置に接続される数ｎ３≧１蒸気輸送機械により、前記蒸発器用凝縮式熱交換器内の揮発性二次冷媒側に送り、そこで前記冷熱発生用冷媒の蒸発吸熱により凝縮液に凝縮させてから、引き続きこの様な揮発性二次冷媒凝縮液を、二次冷媒配管を通じて前記空冷熱交換器に送り、冷熱出力をなされ、この様にして基本的に前記ｎ２≧１の空冷熱交換器、二次冷媒気液分離装置とｎ３≧１の二次冷媒用蒸気輸送機械から構成される、
ｃ）あるいは前記ｎ２≧１の空冷熱交換器からの冷熱出力を終えた揮発性二次冷媒蒸気を、いったん揮発性二次冷媒レシーバーまたは気液分離装置に入れ、そこで気液冷媒に分離させた後、前記揮発性二次冷媒蒸気を、前記揮発性二次冷媒レシーバーまたは分離装置に接続されるｎ３≧１の蒸気輸送機械により、前記蒸発器部凝縮式熱交換器の揮発性二次冷媒側に送り、そこで前記吸収式冷熱発生用冷媒液の蒸発吸熱により、凝縮液に凝縮させてから、前記気液分離装置に戻し、また、前記レシーバーまたは気液分離装置内の揮発性二次冷媒液を、これに連結されるｎ１≧１の二次冷媒液ポンプにより前記ｎ２≧１の二次冷媒空冷熱交換器に送って冷熱出力をなされ、冷熱出力後の二次冷媒蒸気を前記気液分離装置に戻し、この様にして基本的に前記ｎ２≧１の空冷熱交換器、二次冷媒配管、二次冷媒レシーバーまたは気液分離装置、ｎ３≧１の二次冷媒用蒸気輸送機械とｎ１≧１の二次冷媒液ポンプから構成され、
この様にして効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置に、前記ａまたはｂまたはｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する冷熱出力装置を備え、
また前記冷熱出力用揮発性二次冷媒に、二酸化炭素やアンモニアや炭化水素系やＣＦＣ、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ等のフロン系やＨＦＥ系等の冷媒が適用されるという特徴を有する吸収式冷熱発生方法。
【請求項２】
効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程と凝縮工程を経て生じた冷媒凝縮液を前記蒸発器部内に導入して前記蒸発器部凝縮式熱交換器用伝熱管の外壁面に散布し、その蒸発吸熱により前記伝熱管内の揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させてから、前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法により、この様な揮発性二次冷媒凝縮液を空冷熱交換器内に送り、その蒸発吸熱により前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして冷熱出力をなされるという冷熱出力モードを備えると共に、
ａ）効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器あるいは排ガス等の排熱利用の再生器または温水加熱式再生器または高温水蒸気加熱式再生器または直だき再生器（以下再生器または再生器部を称す）において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、直接に暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされ、この様になった冷媒凝縮液を、重力により再生器内に戻すかあるいは重力と圧力差により直接に吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して前記吸収器内に戻し、また前記吸収器内の希吸収液を前記再生器に提供する、
ｂ）あるいは効用数ｎ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体あるいは温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または温水を、前記冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使って温熱出力をなされ、また前記温熱出力用熱媒体または温水の加熱を終えた冷媒凝縮液を、重力や圧力差または重力と圧力差により吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して吸収器部内に戻して、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器に供給する、
ｃ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液の代わりに冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、暖房用熱交換器に供給し、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされることにより凝縮させ、この様な温熱出力後の冷媒凝縮液を、重力により前記再生器内に戻すかあるいは蒸発器を経由して液ポンプにより前記再生器内に供給する、
ｄ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器に吸収液の代わりに蒸発器から冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を加熱することにより凝縮させ、また前記温熱出力用熱媒体または循環温水を暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされ、またこの様な加熱使用後の冷媒凝縮液を重力により再生器内に戻すかあるいは蒸発器部に戻してから液ポンプにより前記再生器に供給する、
ｅ）あるいは前記再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、直接に暖房用熱交換器に送ってこれにより前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされる、
ｆ）あるいは前記再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を前記熱源流体により加熱してから、暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使って温熱出力をなされる、
ｇ）あるいは前記再生器で作られる冷媒蒸気を一部凝縮器に送って冷却用熱媒体により凝縮させ、一部温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器内を送り、温熱出力用熱媒体または温水の加熱に使用し、この様に加熱された温熱出力用熱媒体または温水を、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、この様にして温熱出力をなされると同時に、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器からの冷媒凝縮液を、直接に蒸発器内に導入するかあるいは前記凝縮器を経由して前記凝縮器内の冷媒凝縮液と共に前記蒸発器に導入して冷熱発生に使用する、
ｈ）あるいは温熱出力熱媒体または循環温水を吸収器部熱交換器内に導入し、前記凝縮器部からの冷媒凝縮液を、前記蒸発器部を経由するかあるいは直接に前記吸収器部内に導入し、前記吸収器内の吸収液と共に前記吸収器部熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水の予熱に使用し、この様に予熱された温熱出力用熱媒体または循環温水を、前記凝縮器部熱交換器を通らせ、前記再生器から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、この様にして温熱出力をなされ、また前記吸収器内の希吸収液を前記再生器部に提供する、
ｉ）あるいは温熱出力用媒体または循環温水を、前記凝縮器部熱交換器を通らせ、前記再生器から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、この様にして温熱出力をなされ、前記凝縮器部からの冷媒凝縮液を直接に前記吸収器部に戻すかあるいは前記蒸発器部を経由して前記吸収器部に戻し、また、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器部に提供し、
この様にして冷媒蒸気を吸収液により吸収するという吸収サイクルを介しない温熱出力モードを備えるか、
ｊ）あるいは温熱出力用熱媒体または循環温水を、吸収器部熱交換器内に導入し、前記吸収器部熱交換器用伝熱管の外壁面に散布される吸収液が前記蒸発器部からの冷媒蒸気を吸収する際の吸収熱を吸収させてから、前記凝縮器部熱交換器内に送り、そこで前記再生工程から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、また、前記凝縮器から前記蒸発器内に導入される冷媒凝縮液が、前記蒸発器部を通る冷熱出力用二次冷媒蒸気から吸熱して蒸発するという吸収サイクルを介する温熱出力モードを備え、
ｋ）あるいは前記再生器部熱源にボイラより提供される加熱用水蒸気を適用可能であり、
この様にして、基本的に前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する効用数ｎｓ≧１の吸収冷熱発生装置に、前記ａ〜ｊに記載の温熱出力方法を適用し、温熱出力用熱媒体または温水専用熱交換器や空冷熱交換器を含む温熱出力装置を備るという特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法。
【請求項３】
効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程を経て生じた冷媒凝縮液を蒸発器内に導入して蒸発器部熱交換器伝熱管の外壁面に散布してその蒸発吸熱によって発生した冷熱により、前記蒸発器部熱交換器を通る非揮発性冷熱出力用熱媒体または循環冷水を冷却し、この様に冷却された冷熱出力用熱媒体または循環冷水を末端冷熱出力用空冷熱交換器に送り、前記空冷熱交換器を通る空気の冷却に使用して冷熱出力をなされるという冷熱出力モードを備えると共に、
ａ）効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、直接に暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使用して温熱出力をなされ、この様になった冷媒凝縮液を、重力により再生器内に戻すかあるいは重力と圧力差により直接に吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して前記吸収器内に戻し、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器部に提供する、
ｂ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体あるいは温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を、前記冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使って温熱出力をなされ、また前記温熱出力用熱媒体または循環温水の加熱を終えた冷媒凝縮液を、重力や圧力差または重力と圧力差により吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して吸収器部内に戻して、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器に供給する、
ｃ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液の代わりに冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、暖房用熱交換器に供給し、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされることにより凝縮させ、この様な温熱出力後の冷媒凝縮液を、重力により前記再生器内に戻すかあるいは蒸発器を経由して液ポンプにより前記再生器内に供給する、
ｄ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器に吸収液の代わりに蒸発器から冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を加熱することにより凝縮させ、また前記温熱出力用熱媒体または循環温水を暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使用して温熱出力をなされ、またこの様な加熱使用後の冷媒凝縮液を重力により再生器内に戻すかあるいは蒸発器部に戻してから液ポンプにより前記再生器に供給する、
ｅ）あるいは前記再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、直接に暖房用熱交換器に送ってこれにより前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされる、
ｆ）あるいは前記再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を、前記熱源流体により加熱してから、暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使って温熱出力をなされる、
ｇ）あるいは前記再生器で作られる冷媒蒸気を一部凝縮器に送って冷却用熱媒体により凝縮させ、一部温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器内を送り、温熱出力用熱媒体または温水の加熱に使用し、この様に加熱された温熱出力用熱媒体または温水を、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、この様にして温熱出力をなされると同時に、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器からの冷媒凝縮液を、直接に蒸発器内に導入するかあるいは前記凝縮器を経由して前記凝縮器内の冷媒凝縮液と共に前記蒸発器に導入して冷熱発生に使用する、という吸収サイクルを介しない温熱出力モードを備え、
ｊ）あるいは前記再生器部熱源にボイラより提供される加熱用水蒸気を適用可能であり、
この様にして、基本的に前記非揮発性冷熱出力用熱媒体または循環冷水冷熱出力方法を適用する効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置に、前記ａ〜ｇに記載の温熱出力方法を適用し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器や前記温熱出力用熱媒体または温水用暖房熱交換器を含む温熱出力装置を備えるという特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法。
【請求項４】
前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生方法あるいは吸収冷凍サイクルを適用する蒸発器部凝縮式熱交換器を、等圧放熱、断熱膨張、等圧吸熱と断熱圧縮という複数の過程から構成されるという特徴を有する蒸気圧縮式冷凍サイクルのコンデンサーとし、前記冷熱出力用揮発性二次冷媒を前記蒸気圧縮冷凍サイクル用冷媒とし、この様にして前記吸収冷凍サイクルと前記蒸気圧縮冷凍サイクルをそれぞれ高温段と低温段に設置することにより、前記吸収冷凍サイクルに前記蒸気圧縮冷凍サイクルをカスケードし、前記効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程と凝縮工程を経た冷媒凝縮液を前記蒸発器部内に導入し、前記蒸発器部凝縮式熱交換器用伝熱管の外壁面に散布してその蒸発吸熱により前記伝熱管内の揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させ、この様な揮発性二次冷媒あるいは冷媒凝縮液を、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルの断熱膨張過程により膨張させて温度が下げられてから前記蒸気圧縮式冷凍サイクル用蒸発器あるいは空冷熱交換器内に送り、その蒸発吸熱により、前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして前記吸収式冷熱発生用蒸発器部での冷熱発生温度よりも低い温度下で冷熱出力をなされ、また前記冷熱出力後の揮発性二次冷媒あるいは冷媒蒸気を圧縮過程あるいはコンプレッサーにより前記蒸発器部凝縮式熱交換器内に送り、
この様にして基本的に前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する冷熱出力装置を含む効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置と前記蒸気圧縮冷凍サイクルを適用する蒸気圧縮式冷凍機から構成され、また、前記冷熱出力用揮発性二次冷媒あるいは蒸気圧縮冷凍サイクル用冷媒に、二酸化炭素やアンモニアや炭化水素系やＣＦＣ、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ等のフロン系やＨＦＥ系等の冷媒が適用されるという特徴を有する吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法。
【請求項５】
前記請求項２に記載の吸収式冷・温熱発生の揮発性二次冷媒冷熱出力モードによる吸収式冷熱発生サイクルあるいは吸収式冷凍サイクルに、前記請求項４に記載のカスケード冷熱発生方法により、蒸気圧縮式冷凍サイクルをカスケードして前記蒸気圧縮式冷凍サイクル用蒸発器または空冷熱交換器により、より低温の冷熱出力をなされると共に、前記請求項２−ａ〜ｊに記載の温熱出力モードのどちらかによる温熱出力も可能であり、
この様にして基本的に前記請求項２に記載の吸収式冷・温熱発生方法を適用する吸収式冷・温熱発生装置と前記蒸気圧縮冷凍サイクルを適用する蒸気圧縮式冷凍機から構成されるという特徴を有する吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生方法。
【請求項６】
前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力の吸収式冷熱発生方法による吸収式冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、前記吸収式冷熱発生用再生器の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記吸収式冷熱発生方法による冷熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働し、
この様にして基本的に前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の二次冷媒冷熱出力方法を適用する効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置と前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから構成されるという特徴を有する吸収式冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせたコンビナットコジェネ冷熱発生方法。
【請求項７】
前記揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する冷熱発生モードまたは吸収サイクルを介しない温熱出力モードを備える吸収式冷・温熱発生装置を利用するコジェネ冷熱発生に関するものであって、
ａ）前記請求項２−ａ〜ｊに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する吸収式冷熱発生モードと温熱発生モードのどちらかを兼有するという特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法のどちらかによる吸収式冷・温熱発生装置、
ｂ）あるいは前記３−ａ〜ｇに記載の非揮発性冷熱出力用熱媒体または循環冷水冷熱出力方法を適用する冷熱発生モードと前記吸収サイクルを介しない温熱発生モードのどちらかを兼有するという特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法による吸収式冷・温熱発生装置
とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、前記吸収式冷・温熱発生用再生器の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記ａまたは前記ｂに記載の吸収式冷・温熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働し、
この様にして基本的に前記ａまたはｂに記載の吸収式冷・温熱発生装置と前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから構成されるという特徴を有するコンビナットコジェネ冷・温熱発生方法。
【請求項８】
前記請求項４に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法による冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、その高温段の吸収式冷熱発生用高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法による冷熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働し、
この様にして、基本的に前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンから構成されるという特徴を有するコンビナットコジェネカスケード冷熱発生方法。
【請求項９】
前記請求項５に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生方法によるカスケード冷・温熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、その高温段吸収式冷・温熱発生用再生器の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生装置を所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働し、
この様にして基本的に前記請求項５に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンから構成されるという特徴を有するコンビナットコジェネカスケード冷・温熱発生方法。
【請求項１０】
効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程、凝縮工程、蒸発工程と吸収工程を行うための再生器、凝縮器、蒸発器と吸収器を備える吸収式冷熱発生装置あるいは吸収式冷凍機に関して、前記凝縮工程からの冷熱発生用冷媒凝縮液を冷熱発生用蒸発器部内に導入して前記蒸発器部冷媒／二次冷媒凝縮式熱交換器（以下蒸発器部凝縮式熱交換器と省略）用伝熱管の外壁面に散布し、その蒸発吸熱によって発生した冷熱により、前記伝熱管内側揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させ、次にこの様な揮発性二次冷媒凝縮液を空冷熱交換器内に送り、その蒸発吸熱により前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして冷熱出力をなされるものであって、
ａ）前記蒸発器部凝縮式熱交換器からの揮発性二次冷媒液を、いったん揮発性二次冷媒レシーバーに溜まらせて、それから前記レシーバーに接続される数ｎ１≧１の二次冷媒液ポンプにより、二次冷媒配管を通じてその下流側数ｎ２≧１の空冷熱交換器に送り、前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして冷熱出力をなされることにより蒸発させ、引き続きこの様になった二次冷媒蒸気を、二次冷媒配管を通じて前記蒸発器部凝縮式熱交換器の二次冷媒側流路内に送り、この様にして基本的に前記蒸発器部凝縮式熟交換器、前記揮発性二次冷媒レシーバー、数ｎ１≧１の揮発性二次冷媒液ポンプと、数ｎ２≧１の空冷熱交換器から構成される、
ｂ）あるいは数ｎ２≧１の前記空冷熱交換器からの冷熱出力を終えた揮発性二次冷媒蒸気を、いったん二次冷媒気液分離装置に入れ、ここで気液冷媒を分離させた後、前記二次冷媒蒸気を、前記二次冷媒気液分離装置に接続される数ｎ３≧１蒸気輸送機械により、前記蒸発器用凝縮式熱交換器内の揮発性二次冷媒側に送り、そこで前記冷熱発生用冷媒の蒸発吸熱により凝縮液に凝縮させてから、引き続きこの様な揮発性二次冷媒凝縮液を、二次冷媒配管を通じて前記空冷熱交換器に送り、冷熱出力をなされ、この様にして基本的に前記ｎ２≧１の空冷熱交換器、二次冷媒気液分離装置とｎ３≧１の二次冷媒用蒸気輸送機械から構成される、
ｃ）あるいは前記ｎ２≧１の空冷熱交換器からの冷熱出力を終えた揮発性二次冷媒蒸気を、いったん揮発性二次冷媒レシーバーまたは気液分離装置に入れ、そこで気液冷媒に分離させた後、前記揮発性二次冷媒蒸気を、前記揮発性二次冷媒レシーバーまたは分離装置に接続されるｎ３≧１の蒸気輸送機械により、前記蒸発器部凝縮式熱交換器の揮発性二次冷媒側に送り、そこで前記吸収式冷熱発生用冷媒液の蒸発吸熱により、凝縮液に凝縮させてから、前記気液分離装置に戻し、また、前記レシーバーまたは気液分離装置内の揮発性二次冷媒液を、これに連結されるｎ１≧１の二次冷媒液ポンプにより前記ｎ２≧１の二次冷媒空冷熱交換器に送って冷熱出力をなされ、冷熱出力後の二次冷媒蒸気を前記気液分離装置に戻し、この様にして基本的に前記ｎ２≧１の空冷熱交換器、二次冷媒配管、二次冷媒レシーバーまたは気液分離装置、ｎ３≧１の二次冷媒用蒸気輸送機械とｎ１≧１の二次冷媒液ポンプから構成され、
この様にして効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置に、前記ａまたはｂまたはｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する冷熱出力装置を備え、
また前記冷熱出力用揮発性二次冷媒に、二酸化炭素やアンモニアや炭化水素系やＣＦＣ、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ等のフロン系やＨＦＥ系等の冷媒を適用されるという特徴を有する吸収式冷熱発生装置。
【請求項１１】
効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程と凝縮工程を経て生じた冷媒凝縮液を前記蒸発器部内に導入して前記蒸発器部凝縮式熱交換器用伝熱管の外壁面に散布し、その蒸発吸熱により前記伝熱管内の揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させてから、前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法により、この様な揮発性二次冷媒凝縮液を空冷熱交換器内に送り、その蒸発吸熱により前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして冷熱出力をなされるという冷熱出力モードを備えると共に、
ａ）効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器あるいは排ガス等の排熱利用の再生器または温水加熱式再生器または高温水蒸気加熱式再生器または直だき再生器（以下再生器または再生器部を称す）において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、直接に暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされ、この様になった冷媒凝縮液を、重力により再生器内に戻すかあるいは重力と圧力差により直接に吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して前記吸収器内に戻し、また前記吸収器内の希吸収液を前記再生器に提供する、
ｂ）あるいは効用数ｎ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体あるいは温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または温水を、前記冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使って温熱出力をなされ、また前記温熱出力用熱媒体または温水の加熱を終えた冷媒凝縮液を、重力や圧力差または重力と圧力差により吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して吸収器部内に戻して、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器に供給する、
ｃ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液の代わりに冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、暖房用熱交換器に供給し、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされることにより凝縮させ、この様な温熱出力後の冷媒凝縮液を、重力により前記再生器内に戻すかあるいは蒸発器を経由して液ポンプにより前記再生器内に供給する、
ｄ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器に吸収液の代わりに蒸発器から冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を加熱することにより凝縮させ、また前記温熱出力用熱媒体を暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされ、またこの様な加熱使用後の冷媒凝縮液を重力により再生器内に戻すかあるいは蒸発器部に戻してから液ポンプにより前記再生器に供給する、
ｅ）あるいは前記再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、直接に暖房用熱交換器に送ってこれにより前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされる、
ｆ）あるいは前記再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を前記熱源流体により加熱してから、暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使って温熱出力をなされる、
ｇ）あるいは前記再生器で作られる冷媒蒸気を一部凝縮器に送って冷却用熱媒体により凝縮させ、一部温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器内を送り、温熱出力用熱媒体または温水の加熱に使用し、この様に加熱された温熱出力用熱媒体または温水を、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、この様にして温熱出力をなされると同時に、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器からの冷媒凝縮液を、直接に蒸発器内に導入するかあるいは前記凝縮器を経由して前記凝縮器内の冷媒凝縮液と共に前記蒸発器に導入して冷熱発生に使用する。
ｈ）あるいは温熱出力熱媒体または循環温水を吸収器部熱交換器内に導入し、前記凝縮器部からの冷媒凝縮液を、前記蒸発器部を経由するかあるいは直接に前記吸収器部内に導入し、前記吸収器内の吸収液と共に前記吸収器部熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水の予熱に使用し、この様に予熱された温熱出力用熱媒体または循環温水を、前記凝縮器部熱交換器を通らせ、前記再生器から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、この様にして温熱出力をなされ、また前記吸収器内の希吸収液を前記再生器部に提供する、
ｉ）あるいは温熱出力用媒体または循環温水を、前記凝縮器部熱交換器を通らせ、前記再生器から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、この様にして温熱出力をなされ、前記凝縮器部からの冷媒凝縮液を直接に前記吸収器部に戻すかあるいは前記蒸発器部を経由して前記吸収器部に戻し、また、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器部に提供し、
この様にして冷媒蒸気を吸収液により吸収するという吸収サイクルを介しない温熱出力モードを備えるか、
ｊ）あるいは温熱出力用熱媒体または循環温水を、吸収器部熱交換器内に導入し、前記吸収器部熱交換器用伝熱管の外壁面に散布される吸収液が前記蒸発器部からの冷媒蒸気を吸収する際の吸収熱を吸収させてから、前記凝縮器部熱交換器内に送り、そこで前記再生工程から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、また、前記凝縮器から前記蒸発器内に導入される冷媒凝縮液が、前記蒸発器部を通る冷熱出力用二次冷媒蒸気から吸熱して蒸発するという吸収サイクルを介する温熱出力モードを備え、
ｋ）あるいは前記再生器部熱源にボイラより提供される加熱用水蒸気を適用可能であり、
この様にして、基本的に前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する効用数ｎｓ≧１の吸収冷熱発生装置に、前記ａ〜ｊに記載の温熱出力方法を適用し、温熱出力用熱媒体または温水専用熱交換器や空冷熱交換器を含む温熱出力装置を備るという特徴を有する吸収式冷・温熱発生装置。
【請求項１２】
効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程を経て生じた冷媒凝縮液を蒸発器内に導入して蒸発器部熱交換器伝熱管の外壁面に散布してその蒸発吸熱によって発生した冷熱により、前記蒸発器部熱交換器を通る非揮発性冷熱出力用熱媒体または循環冷水を冷却し、この様に冷却された冷熱出力用熱媒体または循環冷水を末端冷熱出力用空冷熱交換器に送り、前記空冷熱交換器を通る空気の冷却に使用して冷熱出力をなされるという冷熱出力モードを備えると共に、
ａ）効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、直接に暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使用して温熱出力をなされ、この様になった冷媒凝縮液を、重力により再生器内に戻すかあるいは重力と圧力差により直接に吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して前記吸収器内に戻し、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器部に提供する、
ｂ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体あるいは温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を、前記冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使って温熱出力をなされ、また前記温熱出力用熱媒体または循環温水の加熱を終えた冷媒凝縮液を、重力や圧力差または重力と圧力差により吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して吸収器部内に戻して、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器に供給する、
ｃ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液の代わりに冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、暖房用熱交換器に供給し、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされることにより凝縮させ、この様な温熱出力後の冷媒凝縮液を、重力により前記再生器内に戻すかあるいは蒸発器を経由して液ポンプにより前記再生器内に供給する、
ｄ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器に吸収液の代わりに蒸発器から冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を加熱することにより凝縮させ、また前記温熱出力用熱媒体または循環温水を暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使用して温熱出力をなされ、またこの様な加熱使用後の冷媒凝縮液を重力により再生器内に戻すかあるいは蒸発器部に戻してから液ポンプにより前記再生器に供給する、
ｅ）あるいは前記再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、直接に暖房用熱交換器に送ってこれにより前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされる、
ｆ）あるいは前記再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を、前記熱源流体により加熱してから、暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使って温熱出力をなされる、
ｇ）あるいは前記再生器で作られる冷媒蒸気を一部凝縮器に送って冷却用熱媒体により凝縮させ、一部温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器内を送り、温熱出力用熱媒体または温水の加熱に使用し、この様に加熱された温熱出力用熱媒体または温水を、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、この様にして温熱出力をなされると同時に、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器からの冷媒凝縮液を、直接に蒸発器内に導入するかあるいは前記凝縮器を経由して前記凝縮器内の冷媒凝縮液と共に前記蒸発器に導入して冷熱発生に使用する、という吸収サイクルを介しない温熱出力モードを備え、
ｊ）あるいは前記再生器部熱源にボイラより提供される加熱用水蒸気を適用可能であり、
この様にして、基本的に前記非揮発性冷熱出力用熱媒体または循環冷水冷熱出力方法を適用する効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置に、前記ａ〜ｇに記載の温熱出力方法を適用し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器や前記温熱出力用熱媒体または温水用暖房熱交換器を含む温熱出力装置を備えるという特徴を有する吸収式冷・温熱発生装置。
【請求項１３】
前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生方法あるいは吸収冷凍サイクルを適用する蒸発器部凝縮式熱交換器を、等圧放熱、断熱膨張、等圧吸熱と断熱圧縮という複数の過程から構成されるという特徴を有する蒸気圧縮式冷凍サイクルのコンデンサーとし、前記冷熱出力用揮発性二次冷媒を前記蒸気圧縮冷凍サイクル用冷媒とし、この様にして前記吸収冷凍サイクルと前記蒸気圧縮冷凍サイクルをそれぞれ高温段と低温段に設置することにより、前記吸収冷凍サイクルに前記蒸気圧縮冷凍サイクルをカスケードし、前記効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程と凝縮工程を経た冷媒凝縮液を前記蒸発器部内に導入し、前記蒸発器部凝縮式熱交換器用伝熱管の外壁面に散布してその蒸発吸熱により前記伝熱管内の揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させ、この様な揮発性二次冷媒あるいは冷媒凝縮液を、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルの断熱膨張過程により膨張させて温度が下げられてから前記蒸気圧縮式冷凍サイクル用蒸発器あるいは空冷熱交換器内に送り、その蒸発吸熱により、前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして前記吸収式冷熱発生用蒸発器部での冷熱発生温度よりも低い温度下で冷熱出力をなされ、また前記冷熱出力後の揮発性二次冷媒あるいは冷媒蒸気を圧縮過程あるいはコンプレッサーにより前記蒸発器部凝縮式熱交換器内に送り、
この様にして基本的に前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する冷熱出力装置を含む効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置と前記蒸気圧縮冷凍サイクルを適用する蒸気圧縮式冷凍機から構成され、また、前記冷熱出力用揮発性二次冷媒あるいは蒸気圧縮冷凍サイクル用冷媒に、二酸化炭素やアンモニアや炭化水素系やＣＦＣ、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ等のフロン系やＨＦＥ系等の冷媒が適用されるという特徴を有する吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生装置。
【請求項１４】
前記請求項２に記載の吸収式冷・温熱発生の揮発性二次冷媒冷熱出力モードによる吸収式冷熱発生サイクルあるいは吸収式冷凍サイクルに、前記請求項４に記載のカスケード冷熱発生方法により、蒸気圧縮式冷凍サイクルをカスケードして前記蒸気圧縮式冷凍サイクル用蒸発器または空冷熱交換器により、より低温の冷熱出力をなされると共に、前記請求項２−ａ〜ｊに記載の温熱出力モードのどちらかによる温熱出力も可能であり、
この様にして基本的に前記請求項２に記載の吸収式冷・温熱発生方法を適用する吸収式冷・温熱発生装置と前記蒸気圧縮冷凍サイクルを適用する蒸気圧縮式冷凍機から構成されるという特徴を有する吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生装置。
【請求項１５】
前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力の吸収式冷熱発生方法による吸収式冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、前記吸収式冷熱発生用再生器の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記吸収式冷熱発生方法による冷熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働し、
この様にして基本的に前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の二次冷媒冷熱出力方法を適用する効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置と前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから構成されるという特徴を有する吸収式冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせたコンビナットコジェネ冷熱発生装置。
【請求項１６】
前記揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する冷熱発生モードまたは吸収サイクルを介しない温熱出力モードを備える吸収式冷・温熱発生装置を利用するコジェネ冷熱発生に関するものであって、
ａ）前記請求項２−ａ〜ｊに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する吸収式冷熱発生モードと温熱発生モードのどちらかを兼有するという特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法のどちらかによる吸収式冷・温熱発生装置、
ｂ）あるいは前記３−ａ〜ｇに記載の非揮発性冷熱出力用熱媒体または循環冷水冷熱出力方法を適用する冷熱発生モードと前記吸収サイクルを介しない温熱発生モードのどちらかを兼有するという特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法による吸収式冷・温熱発生装置  とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、前記吸収式冷・温熱発生用再生器の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記ａまたは前記ｂに記載の吸収式冷・温熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働し、
この様にして基本的に前記ａまたはｂに記載の吸収式冷・温熱発生装置と前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから構成されるという特徴を有するコンビナットコジェネ冷・温熱発生装置。
【請求項１７】
前記請求項４、１３に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法による冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、その高温段の吸収式冷熱発生用高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法による冷熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働し、
この様にして、基本的に前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンから構成されるという特徴を有するコンビナットコジェネカスケード冷熱発生装置。
【請求項１８】
前記請求項５、１４に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生方法によるカスケード冷・温熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、その高温段吸収式冷・温熱発生用再生器の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生装置を所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働し、
この様にして基本的に前記請求項５に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンから構成されるという特徴を有するコンビナットコジェネカスケード冷・温熱発生装置。
【請求項１９】
前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生方法と装置に関する蒸発器用凝縮式熱交換器、揮発性二次冷媒空冷熱交換器、二次冷媒液ポンプ、二次冷媒蒸気輸送機械、二次冷媒レシーバーと二次冷媒気液分離器、前記請求項２、１１または前記請求項３、１２に記載の二次冷媒冷熱出力方法または吸収サイクルを介しない温熱出力方法を適用する吸収式冷・温熱発生方法と装置に関する排熱や温水や水蒸気加熱適用の再生器、直だき再生器、高温水蒸気発生用ボイラ、暖房用熱交換器、温熱出力用熱媒体または温水加熱用熱交換器、前記請求項４、１３に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法と装置と前記請求項５、１４に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生方法と装置に関するコンプレッサー、揮発性二次冷媒または冷媒冷熱出力用空冷熱交換器あるいは蒸気圧縮式冷凍機と、前記請求項６〜９または前記請求項１５〜１８に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用するコンビナットコジェネ冷熱発生装置または前記揮発性二次冷媒冷熱出力方法または吸収サイクルを介しない温熱出力方法を適用するコンビナットコジェネ冷・温熱発生装置またはコンビナットコジェネカスケード冷熱発生、冷・温熱発生に関するガスタービンまたはマイクロガスタービン。
【請求項２０】
前記請求項１、１０に記載の吸収式冷熱発生用蒸発器部において発生した冷熱を揮発性二次冷媒により出力する凝縮式熱交換器あるいは前記請求項４、１３に記載の吸収式冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生装置のカスケード部の凝縮式熱交換器あるいはコンデンサーに関するものであって
前記蒸発器部凝縮式熱交換器伝熱管に
ａ）一つの流路を有するという特徴を備えるシングル流路伝熱管、
ｂ）あるいは少なくとも２つあるいは２つ以上の複数並列流路を備えるという特徴を有するプレートチューブ、
ｃ）あるいは三角形や矩形等のような非円形管内流路である前記ａまたは前記ｂに記載のシングル流路伝熱管またはプレートチューブ、
ｄ）あるいは伝熱管内流路部の間に前記伝熱管外径より薄いプレート部が設けられ、また／あるいはこの様な薄いプレート部に波紋状などのような突起部が設けられるという特徴を有する拡張プレートチューブ、
ｅ）あるいは前記プレートチューブまたは前記拡張プレートチューブの管内直径が数ミリないし１ミリ以下の微細チャンネルあるいは微細流路であるという特徴を有するマイクロチャンネルプレートチューブまたはマイクロチャンネル拡張プレートチューブ、
ｆ）あるいは前記シングル流路伝熱管または前記プレートチューブの管外壁面にフィン状あるいは波紋や山や台形等のような突起部が管内流路方向あるいは管内流路の垂直方法に連続あるいは間歇に設けられるという特徴を有するフィンチューブまたはフィン付き伝熱管またはフィンプレートチューブ、
ｇ）あるいは前記シングル流路伝熱管あるいはプレートチューブ伝熱管の管内壁面に管長方向複数の直線あるいは螺旋状フィン、あるいは波紋や山や台形のような溝が設けられるという特徴を有する管内伝熱強化型のシングル流路伝熱管あるいはプレートチューブ、
ｈ）あるいは前記シングル流路伝熱管あるいはプレートチューブ伝熱管の管外壁面に多数の微細空孔が設けられるという沸騰伝熱強化型のシングル流路伝熱管あるいはプレートチューブ、
ｉ）あるいは前記シングル流路伝熱管の間に流れ案内板を、前記伝熱管と前記流れ案内板との間に接触あるいは非接触の状態で設ける流れ案内板付き伝熱管を適用し、
また／あるいは前記ａ〜ｉに記載の各種伝熱管の串列接続に、管内流体再分配機能を有するまたは管内流体再分配機能のない流路接続部あるいはＵ字形流路接続部が少なくとも一カ所設けられる、
また／あるいは前記ａ〜ｉに記載の各種伝熱管の管内流路を基本的に縦方向あるいは基本的に水平方向に設置する、
つまり、前記ａ〜ｉに記載の伝熱管と
入り口ヘードチューブに、その長さ方向複数の管内流体用分配用チューブを並行に連結し、前記入り口ヘードチューブに入ってくる流体が、前記入り口ヘードチューブにより前記複数管内流体分配用チューブ内に初期的に分配されてから、前記管内流体分配用チューブに連結される単数あるいは複数前記シングル流路伝熱管またはフィンチューブまたは案内板付き伝熱管の流路あるいはプレートチューブや拡張プレートチューブの複数流路内に再分配する機能を備えるという特徴を有する管内流体用初期分配装置、
上流側の単数あるいは複数前記シングル流路伝熱管またはフィンチューブまたは案内板付き伝熱管あるいはプレートチューブや拡張プレートチューブのそれぞれの管内流路からの流体を混合してその下流側に設置される前記シングル流路伝熱管またはフィンチューブまたは案内板付き伝熱管あるいはプレートチューブや拡張プレートチューブの並列流路（流路数≧１）に再分配する機能を備えるという特徴を有する管内流体用サブ分配装置と、
また／あるいは上方に設けられる前記管外液流体初期分配装置または前記流れ案内板付き伝熱管またはプレートチューブまたは拡張プレートチューブ管外壁面に沿って流下した液流体を受けてから、その直下の下流前記流れ案内板付き伝熱管またはプレートチューブまたは拡張プレートチューブの外壁面に再分配・散布する機能を有し、基本的にＶ字形液流体受け皿部と、前記Ｖ字形液流体受け皿部の下部に複数の流路とガイドが設けられる二枚の流れ案内板を有し、前記Ｖ字形液流体受け皿部に受けられる液流体を前記二枚の流れ案内板により、これらの間に挟まれて設置される前記流れ案内板付き伝熱管またはプレートチューブまたは拡張プレートチューブの両外壁面に容易に分配・散布するという特徴を有する管外液流体用サブ分配装置からなる熱交換器本体と
管壁肉に多数の穴を設け、この様な多数の穴からの液流体を、直下の伝熱管外壁面に分配・散布する機能を有する前記管外液流体用初期分配装置から構成され、
また／あるいは伝熱材に銅系またはステンレス系またはキュプロニッケル材が適用されるという特徴を有する前記蒸発器用凝縮式熱交換器。
【請求項２１】
管内非揮発性冷熱出力用熱媒体または循環温水と管外冷熱発生用冷媒液との熱交換または管内非揮発性温熱出力用熱媒体または循環温水と管外温熱発生用冷媒蒸気との熱交換に、前記請求項２０に記載のプレートチューブまたは拡張プレートチューブまたは案内板付き伝熱管から構成され、
また／あるいは、前記請求項２０に記載のプレートチューブまたは拡張プレートチューブまたは案内板付き伝熱管と前記管内流体用初期分配装置、前記管内流体用サブ分配装置と前記管外液流体用サブ分配装置からなる熱交換器本体と、前記管外液流体用初期分配装置から構成される、
また／あるいは伝熱材に銅系材料が適用されるという特徴を有する吸収式冷熱または冷・温熱発生用蒸発器部熱交換器。
【請求項２２】
管内冷熱出力用熱媒体または循環冷水と管外冷熱発生用冷媒液との熱交換または管内温熱出力用熱媒体または循環温水と管外冷媒蒸気との熱交換に、前記請求項２０に記載のプレートチューブまたは拡張プレートチューブまたは案内板付き伝熱管から構成されるという特徴を有する吸収式冷熱発生用吸収器部熱交換器、あるいは前記請求項２０に記載のシングル流路伝熱管またはプレートチューブまたは拡張プレートチューブまたは案内板付き伝熱管が、前記請求項２０に記載の管内流体用初期分配装置、管内流体用サブ分配装置により連結された熱交換器の主体部と、前記請求項２０に記載の管外液流体用初期分配装置と管外液流体用サブ分配装置から構成される、
また／あるいは伝熱材に銅系材またはキュプロニッケル料が適用されるという特徴を有する吸収式冷熱、温熱発生用吸収器部熱交換器。
【請求項２３】
管内冷却用熱媒体または循環冷水あるいは温熱出力用熱媒体または循環温水と管外冷媒蒸気との熱交換に、前記請求項２０に記載のプレートチューブ伝熱管または拡張プレートチューブまたは案内板付き伝熱管から構成される、
あるいは詳細な構成には前記請求項２１に記載のプレートチューブまたは拡張プレートチューブまたは案内板付き伝熱管と、前記管内流体用初期分配装置、前記管内流体用サブ分配装置から構成される、あるいはさらに上流側伝熱管外壁面に沿って流下する管外液を下流側伝熱管両側に濡らさないように案内する∧字形管外凝縮液脱離装置が適用され、
また／あるいは伝熱材に銅系またはキュプロニッケル材が適用されるという特徴を有する前記吸収式冷熱、温熱発生用凝縮器部熱交換器。
【請求項２４】
温度の違う管外流体と管内流体の熱交換に適用するものであって、
ａ）前記請求項２０に記載の拡張プレートチューブまたは前記拡張プレートチューブの間に散熱フィンが設けられるフィン拡張プレートチューブ
ｂ）あるいは複数本の伝熱管を複数層のプレートフィンを貫通させ、前記プレートフィンの間に散熱フィンが設けられるフィンプレートフィンチューブから構成されるフィンプレートフィンチューブにより熱交換器本体を構成し、
また／あるいは前記ａのフィン拡張プレートチューブまたは前記ｂのフィンプレートフィンチューブからなる熱交換器本体と管内流体用分配機能を有する初期流体分配器（または入り口ヘードまたは端室）と前記複数伝熱管流路内の流体をまとめる出口ヘード（または端室）から構成され、
前記フィン拡張プレートチューブまたは前記フィンプレートフィンチューブの管内流路内に、揮発性熱媒体または揮発性二次冷媒または冷媒あるいは冷熱出力用媒体または循環冷水を流し、前記揮発性熱媒体または揮発性二次冷媒または冷媒の蒸発吸熱あるいは前記冷熱出力用非揮発性熱媒体または循環冷水の冷却効果により、前記散熱フィン間またはプレートフィン間流路に流されるガス状流体や空気を冷やして冷熱出力をなされる、
あるいは、前記フィン拡張プレートチューブまたは前記フィンプレートフィンチューブの管内流路内に、揮発性熱媒体蒸気あるいは温熱出力用熱媒体またはガス状流体または循環温水を流し、前記揮発性熱媒体蒸気の凝縮放熱または前記温熱出力用熱媒体またはガス状流体または循環温水の加熱効果により、前記散熱フィン間またはプレートフィン間流路に流されるガス状流体や空気を加熱して温熱出力をなされる、
また／あるいは前記管内循環冷水による管外空気の冷却と前記管内循環温水の加熱による管外空気の加熱に兼用可能であり
また／あるいは前記フィン拡張プレートチューブまたは前記フィンプレートフィンチューブと散熱フィンに鋼材または銅系材または真鍮材またはアルミニウム材またはステンレス材が適用されるという特徴を有する熱交換器。
【請求項２５】
前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生方法と装置、前記請求項２、１１に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力モードと温熱出力モードを兼有する吸収式冷・温熱発生方法と装置、前記請求項３、１２に記載の吸収サイクルを介しない温熱出力モードと非揮発性熱媒体または循環冷水冷熱出力モードを兼有する吸収式冷・温熱発生方法と装置、前記請求項４、１３に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法と装置、前記請求項５、１４に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生方法と装置と前記請求項６〜９、１５〜１８に記載のコンビナットコジェネ方法冷熱発生、冷・温熱発生、コンビナットコジェネカスケード冷熱発生、冷温熱発生の方法と装置に関して、
ａ）基本的に前記請求項２０に記載のフィン付き伝熱管、あるいはこの様なフィン付き伝熱管からなる熱交換器本体、前記管内流体分配機能を有する初期流体分配器（または入り口ヘードまたは端室）と、前記複数本のフィン付き伝熱管管内流路内からの流体をまとめる出口ヘード（または端室）から構成され、
ａ−１、前記フィン付き伝熱管内流路に流される冷熱出力用揮発性熱媒体または二次冷媒または冷媒の蒸発吸熱により、前記フィン付き伝熱管外フィン間流路に流される空気を冷やして冷熱出力をなされる、
ａ−２、あるいは前記フィン付き伝熱管内に流される温熱出力用揮発性熱媒体あるいは前記吸収式冷熱発生用冷媒蒸気の凝縮放熱により、前記フィン付き伝熱管外フィン間流路に流される空気を加熱して温熱出力をなされる、
ａ−３、あるいは前記フィン付き伝熱管内に流される冷熱出力用熱媒体または循環冷水により前記フィン付き伝熱管内に流される空気を冷やして冷熱出力をなされる、
ａ−４、あるいは前記フィン付き伝熱管内に流される温熱出力用熱媒体または循環温水により前記フィン付き伝熱管内に流される空気を加熱して温熱出力をなされる、
ｂ）あるいは基本的に複数本の伝熱管を複数層のプレートフィンを貫通させるプレートフィンチューブあるいは、この様なプレートフィンチューブと管内流体分配機能を有する初期流体分配器（入り口ヘードまたは端室）と、前記複数本伝熱管内流路内からの流体をまとめる出口ヘード（または端室）から構成され、
ｂ−１、前記プレートフィンチューブ管内流路に流される冷熱出力用揮発性熱媒体または二次冷媒または冷媒の蒸発吸熱により、前記プレートフィン間流路に流される空気を冷やして冷熱出力をなされる、
ｂ−２、あるいは前記プレートフィンチューブ管内流路に流される温熱出力用揮発性熱媒体あるいは前記吸収式冷熱発生用冷媒蒸気の凝縮放熱により、前記プレートフィン間流路に流される空気を加熱して温熱出力をなされる、
ｂ−３、あるいは前記プレートフィンチューブ管内流路に流される冷熱出力用熱媒体または循環冷水により前記プレートフィン間流路に流される空気を冷やして冷熱出力をなされる、
ｂ−４、あるいは前記プレートフィンチューブ管内流路に流される温熱出力用熱媒体または前記循環温水により前記プレートフィン間流路に流される空気を加熱して温熱出力をなされる、
ｃ）あるいは基本的に前記請求項２０に記載のフィンプレートチューブからなる熱交換器本体、管内流体分配機能を有する初期流体分配器（入り口ヘードまたは端室）と、前記複数本伝熱管内流路内からの流体をまとめる出口ヘード（または端室）から構成され、
ｃ−１、前記フィンプレートチューブ管内流路に流される冷熱出力用揮発性熱媒体または二次冷媒または冷媒の蒸発吸熱により、前記プレートチューブ間に設けられる散熱フィン間流路に流される空気を冷やして冷熱出力をなされる、
ｃ−２、あるいは前記プレートフィンチューブ管内流路に流される温熱出力用揮発性熱媒体あるいは前記吸収式冷熱発生用冷媒蒸気の凝縮放熱により、前記プレートチューブ間に設けられる散熱フィン間流路に流される空気を加熱して温熱出力をなされる、
ｃ−３、あるいは前記フィンプレートチューブ管内流路に流される冷熱出力用熱媒体または循環冷水により前記プレートチューブ間に設けられる散熱フィン間流路に流される空気を冷やして冷熱出力をなされる、
ｃ−４、あるいは前記フィンプレートチューブ管内流路に流される温熱出力用熱媒体または前記循環温水により前記プレートチューブ間に設けられる散熱フィン間流路に流される空気を加熱して温熱出力をなされる、
また／あるいは前記ａのフィンチューブと散熱フィンまたは前記ｂのプレートフィンチューブまたは前記ｃのフィンプレートチューブなどの伝熱材に、鋼材または銅系材または真鍮材またはキュプロニッケルまたはアルミニウム材またはステンレス材が適用されるという特徴を有する空冷熱交換器または暖房熱交換器。
【請求項２６】
前記請求項２、３、１１、１２に記載の吸収式冷・温熱発生方法と装置の温熱出力モードにおける温熱出力用熱媒体または循環温水の加熱に適用し、
ａ）吸収式冷熱発生用冷媒蒸気または水蒸気による加熱用のものであって、基本的にシェルアンドチューブ型熱交換器あるいはコイル型熱交換器を適用し、伝熱管外または管内加熱用冷媒蒸気によるもう一方片側の管内または管外温熱出力用熱媒体または循環温水の加熱が可能であり、また伝熱管やフィンなどの伝熱材に鋼材または銅系材または真鍮材が適用される、
ｂ）あるいは排ガス状再生器用熱源流体による加熱用のものであって、基本的に前記フィン付き伝熱管型またはフィンチューブ型熱交換器やプレートフィンチューブ型熱交換器やフィンプレートフィンチューブ型熱交換器を適用し、伝熱管外加熱用排ガスによる管外温熱出力用熱媒体または循環温水の加熱が可能であり、また伝熱管やフィンなどの伝熱材に鋼材または銅系材または真鍮材が適用される、
ｃ）あるいは液状再生器用熱源流体または温水による加熱用のものには、基本的にシェルアンドチューブ型熱交換器あるいはコイル型熱交換器を適用し、伝熱管外または管内加熱用液状熱源流体または温水によるもう一方片側の管内または管外温熱出力用熱媒体または循環温水の加熱が可能であり、また伝熱管やフィンなどの伝熱材に鋼材または銅系材または真鍮材が適用される、
という特徴を有する温熱出力用熱媒体または循環温水加熱用熱交換器。
【請求項２７】
前記請求項２５に記載の熱交換器を適用するという特徴を有する蒸気圧縮式冷凍機、前記請求項２０に記載の蒸発器部凝縮式熱交換器、前記請求項２１に記載の蒸発器部熱交換器、前記請求項２２に記載の吸収器部熱交換器、前記請求項２３に記載の凝縮器部熱交換器、前記請求項２４に記載の熱交換器、前記請求項２５に記載の空冷熱交換器と、暖房熱交換器と前記請求項２６に記載の温熱出力用熱媒体または循環温水加熱用熱交換器を、それぞれの単独使用あるいは組み合わせ使用に適用するという特徴を有する吸収式冷熱発生装置、吸収式冷・温熱発生装置、吸収式冷熱発生、冷・温熱発生装置とガスタービンまたはマイクロガスタービンとのコンビナットコジェネ冷・温熱発生装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  該当システム外部からの高温熱を利用することによる吸収式冷熱、冷・温熱発生、あるいはシステム外部からの高温熱と動力や電気エネルギーから変換される圧縮仕事を利用する吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮冷凍サイクルカスケード冷熱、冷・温熱発生、あるいはシステム内の発生排熱と発生電力を利用することによる発電と冷熱、冷温熱発生のコンビナットコジェネ冷熱発生、冷温熱発生方法と装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の吸収式冷凍機は、該当システム外からの高温熱を、該当システム外からの常温冷却用熱媒体との熱授受を利用することにより、常温以下の冷熱あるいは常温以上の温熱に変換する機能を有するものである。また、この様な吸収式冷凍機に関しては、冷熱または温熱発生部である蒸発器は冷熱出力用非揮発性熱媒体、例えば冷水あるいはブラインにより冷熱あるいは温熱出力をなされるための冷媒／冷熱出力用熱媒体熱交換器で構成されるものであり、吸収器は吸収液と冷却用熱媒体または冷却水、あるいは温熱出力用熱媒体または循環温水との熱交換のための熱交換器で構成されものであり、凝縮器は冷媒蒸気と冷却用熱媒体または循環冷水、あるいは温水熱出力用熱媒体または循環温水との熱交換用熱交換器で構成されるものである。【０００３】  また、前記吸収式冷凍機は、水を冷媒とし、気化しない水溶性物質を吸収剤とする水溶液混合系のもの、水を吸収剤とし、水に溶けやすく、水よりも気化しやすい成分を冷媒とするような水溶液混合系のものと、水以外の二種類以上の流体物質をそれぞれ冷媒、吸収剤とし、前記各溶液混合系の圧力、組成と温度に依存する混合熱の変化を利用し、再生あるいは発生、吸収、蒸発と凝縮という複数の工程からなる吸収冷凍サイクルあるいは吸収ヒートポンプサイクルに従い、該当システム外から高温熱を受け、該当システム内で発生した常温以下の冷熱あるいは常温以上の温熱を該当システム外へ出力可能な特徴を有するものである。【０００４】  前記吸収式冷凍機に適用される前記水溶液混合系に関しては、以下のようなものが挙げられる。【０００５】  水／臭化リチウム（ＬｉＢｒ）系、つまり、水を揮発性冷媒とし、臭化リチウムを吸収剤として用いられているもの。【０００６】  アンモニア（ＮＨ３）／水系、つまり、アンモニアを主たる揮発性冷媒とし、水を吸収剤として用いられているもの。【０００７】  前記アンモニア（ＮＨ３）／水系に類似のメチルアミン（ＣＨ３ＮＨ３）／水系のもの、ここで、メチルアミンを主たる揮発性の熱媒体として、水を吸収剤として用いられている。【０００８】  また、前記吸収式冷凍機に適用される前記水系以外の溶液混合物系に関しては、以下のようなものが挙げられる。【０００９】  前記メチルアミン（ＣＨ３ＮＨ３）／水系に類似し、つまり、チオシアン酸ナトリウム（ＮａＳＣＮ）、チオシアン酸リチウム（ＬｉＳＣＮ）、ＬｉＢｒのどちらかを、吸収剤として用いられているもの。
フロン系のもの、ここで、ＨＣＦＣ−２２、ＨＣＦＣ−１３３ａ、ＨＣＦＣ−１２３ｂ、ＨＣＦＣ−１２３ａとＨＦＣ−１３４ａのどちらかを揮発性冷媒とし、ＤＭＥＴＥＧ、ＤＭＦ、ＤＭＥＤＥＧとＤＭＭＰのどちらかを吸収剤として用いられている。【００１０】  アルコール系のもの、ここで、エチルアルコール（Ｃ２Ｈ５０Ｈ）、２，２，２−トリフルオロエタノール（ＴＦＥ）等を熱媒体とし、ＬｉＢｒ、ＬｉＣｌ、ＬｉＩ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）などを吸収剤として用いられている。
また、前記吸収冷凍サイクルは、基本的に再生あるいは発生、吸収、蒸発と凝縮という複数の工程から構成され、前記吸収ヒートポンプサイクルは再生、吸収、蒸発と凝縮という工程から構成されるものもあるし、再生、凝縮と吸収という工程から構成されるものもある。ここで、再生あるいは発生、吸収、蒸発と凝縮という工程とは、再生あるいは発生器、吸収器、蒸発器、凝縮器内におけるそれぞれの熱交換が伴う蒸発吸熱や凝縮放熱や吸収や分離などの単位操作のことを指している。【００１１】  再生工程では、冷媒の濃い吸収液は、該当システム外からあるいは該当システム内の高温熱を吸収し、常温以上の状態でその中の冷媒を蒸発させることにより、吸収剤の濃いあるいは熱媒体の薄い吸収液に濃縮される。従って、前記再生工程は、該当システム内では、操作温度の最も高い工程でもあり、冷媒蒸気圧の最も高い工程でもある。【００１２】  吸収工程では、前記再生工程からフィードバックされる吸収剤の濃い再生済吸収液は、以下に説明する蒸発工程からの冷媒蒸気を吸収し、吸収剤の薄い希吸収液となる。その際の吸収熱は、該当システム外からの冷却用熱媒体、例えば常温冷却水との熱交換により除外されるあるいは温熱出力用熱媒体あるいは温水の加熱に使われる。また、前記吸収工程は、そこでの吸収液と前記蒸発器からの冷媒蒸気との気液平衡関係により、そこでの冷媒蒸気圧が低く、前記再生工程での熱媒体蒸気圧よりも低い圧力下で行われる。【００１３】  凝縮工程では、前記再生工程からの高温冷媒蒸気は、該当システム外からの前記温熱出力用熱媒体あるいは常温冷却水との熱交換により、部分的高温顕熱と凝縮潜熱が除外されることにより、冷却されて凝縮する。また、前記凝縮工程は、前記再生工程と連通されるため、ほぼ同圧で行われる。【００１４】  蒸発工程では、前記凝縮工程からの冷媒凝縮液あるいは冷媒成分の濃い凝縮液を散布してあるいは絞り膨張させることにより前記冷媒凝縮液を蒸発させ、その際の冷媒蒸発に必要な蒸発熱が、冷熱出力用熱媒体、例えば冷水あるいはブラインの顕熱を奪ったものであるため、そこでの該当システム外への冷熱出力は、この様にして常温よりも低い低温になった前記冷熱出力用熱媒体により行われる。また、前記蒸発工程は、前記吸収工程と連通のため、ほぼ同圧である。【００１５】  従って、吸収式冷凍機には、上述のような再生あるいは発生、吸収、蒸発と凝縮という複数工程から構成される吸収冷凍サイクルとヒートポンプサイクルのものもあり、再生あるいは発生、吸収と凝縮という複数工程から構成されるヒートポンプサイクルもある。【００１６】  前記吸収冷凍サイクルの蒸発工程を行うためには、前記冷媒と前記冷熱出力用熱媒体、例えば冷水あるいはブラインとの間の熱交換を行うための蒸発器が使われている。従って、この様な蒸発器は、実質的には冷媒／冷却用熱媒体熱交換機である。また、この様な蒸発器熱交換機は基本的に伝熱管の管束から構成され、管束の管内流路には、前記冷却用熱媒体、例えば冷水あるいはブラインが循環ポンプにより強制的に循環され、管外には、冷媒液が散布され、管外面を湿潤して流下液膜状になり、下方へ流下しながら管内側冷却用熱媒体の熱を奪って蒸発する。【００１７】  また、前記吸収冷凍サイクルのための蒸発器は、温熱発生に適用される際、その中に前記再生工程からの加熱用冷媒蒸気が導入され、前記蒸発器部熱交換器内に流される温熱出力用熱媒体を加熱してこの様な温熱出力用熱媒体により温熱出力をなされる。【００１８】  また、前記吸収冷凍サイクルの吸収工程を行うためには、前記再生工程からの再生済吸収液により、前記蒸発器からの冷媒蒸気を吸収してその際の吸収熱を冷却用熱媒体、例えば冷却水により除外するための吸収器部熱交換器が使われている。従って、この様な吸収器は、実質的には吸収液／冷却用熱媒体熱交換器である。また、この様な吸収器部熱交換器は基本的に伝熱管の管束から構成され、管束の管内流路には、前記冷却用熱媒体が冷却用熱媒体液ポンプにより強制的に循環され、管外には、吸収液が散布され、管外面を湿潤して流下液膜状になり、流下しながら管内の前記冷却用熱媒体によりその吸収熱が除外される。【００１９】  また、前記吸収冷凍サイクルのための吸収器は、温熱発生あるいはヒートポンプサイクルに適用される際、前記吸収熱によりその中に流される温熱出力用熱媒体を加熱する。
また、前記吸収冷凍サイクルの凝縮工程を行うためには、前記再生工程からの高温冷媒蒸気を前記冷却用熱媒体、例えば常温冷却水により凝縮、冷却除外するための凝縮器部熱交換器が使われている。また、前記吸収ヒートポンプサイクルでは、前記凝縮器は前記再生器からの加熱用冷媒蒸気による温熱出力用熱媒体例えば温水の加熱に使われるのである。従って、この様な凝縮器は、実質的には高温冷媒蒸気／冷却用熱媒体あるいは温熱出力用熱媒体との熱交換器である。また、この様な凝縮器部熱交換器は基本的に伝熱管の管束から構成され、管束の管内流路には、前記冷却用熱媒体が冷却用熱媒体液ポンプにより強制的に循環されあるいは前記吸収器部から流され、管外には、前記高温冷媒蒸気が前記冷却用熱媒体により冷却され、冷熱発生用の冷媒凝縮液になる。【００２０】  また、前記吸収冷凍サイクルのための吸収器は、温熱発生あるいはヒートポンプサイクルに適用される際、前記再生工程からの加熱用冷媒蒸気により前記吸収器部からの温熱出力用熱媒体を加熱してこの様な温熱出力用熱媒体により温熱出力をなされる。【００２１】  また、従来のターボ冷凍機を含む蒸気圧縮型冷凍機は、理論的に断熱圧縮、等圧放熱、断熱膨張、等圧吸熱という複数の工程で構成される冷媒冷凍サイクルあるいはヒートポンプサイクルに従い、該当システム外部から提供される動力あるいは電力から変換される圧縮仕事により冷熱あるいは温熱を得るためのものであり、前記断熱圧縮にはコンプレッサーを、前記等圧放熱にはコンデンサーまたはガスクーラーを、断熱膨張には膨張弁を、前記等圧吸熱には蒸発器を用いている。【００２２】  前記蒸気圧縮式冷凍機の断熱圧縮工程では、蒸発器からの冷媒蒸気は、前記コンプレッサーの圧縮仕事により昇圧・昇温され、蒸発温度より高温な冷媒蒸気になる。【００２３】  前記蒸気圧縮式冷凍機の凝縮あるいは冷却放熱工程では、前記コンプレッサーから吐出される高圧・高温の作動流体蒸気は、前記コンデンサーあるいはガスクーラーにより、該当システム外部との熱交換を行って凝縮潜熱あるいは高温顕熱で周囲あるいは環境へ放熱する。また、このように放出される温熱が利用可能の場合もある。また、前記コンデンサーあるいはガスクーラー出口における作動流体は、臨界温度以下の場合には、液体状であり、臨界温度以上の場合には超臨界流体状である。【００２４】  前記蒸気圧縮式冷凍機の伝熱膨張では、前記等圧放熱工程を経て液状あるいは超臨界流体状になった冷媒は、膨張弁により断熱膨張され、低温、低圧かつ気液混在の状態になる。
前記蒸気圧縮式冷凍機の蒸発吸熱工程では、前記断熱膨張工程を経て低温の気液混在状になった冷媒は、冷媒蒸発器により、冷熱出力用熱媒体、例えばブラインの顕熱を奪うことにより間接に冷凍目的の低温環境に冷熱出力をなされるかあるいは直接に前記低温環境から熱を奪って冷熱出力をなされる。【００２５】  また、蒸気圧縮式冷凍機に関しては、上述の冷媒蒸発器により直接に冷熱出力と、ブライン装置による間接に冷熱出力をなされる例のほか、揮発性二次冷媒装置を用いることにより、冷熱出力をなされる例も挙げられる。【００２６】  また、蒸気圧縮式冷凍機に適用する冷媒とその冷熱出力のための揮発性二次冷媒としては、二酸化炭素、アンモニア、炭化水素系、ＣＦＣ、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ類のフロン系とＨＦＥ系等の冷媒が挙げられる。【００２７】  また、コジェネ方法と装置に関しては、吸熱系冷熱発生に関する水素貯蔵合金吸着冷凍サイクルや循環冷水冷熱出力方式の吸収式冷凍冷凍機とガスタービンを組み合わせたコジェネ方法と装置の例が挙げられる。
【発明が開発しようとする課題】
【００２８】  吸収式冷凍機は、熱交換機の集合体であるため、まず前記蒸発器部、吸収器部と凝縮器部熱交換器の高低温両側熱媒体の種類、相変化の有無、流れ状態と方向による伝熱方式、適用される伝熱管の材料、管内外形状とその設計と配置方式によって、冷熱出力性能が大きく変わるのである。
【００２９】  上述のように、従来の吸収式冷凍機、例えば水／臭化リチウム系吸収冷凍機用蒸発器は、冷熱出力用熱媒体として冷水あるいはブラインが使われており、シングル流路伝熱管の管束から構成される冷媒／冷水あるいはブライン熱交換器であって、つまり、管内流路には冷熱出力用熱媒体が流され、管外には冷媒液が散布され、管内側冷熱出力用熱媒体の顕熱を奪って蒸発する。従って、この様な蒸発器熱交換器の総括熱伝達係数は、管外冷媒液膜蒸発の局部熱伝達係数、管内冷熱出力用熱媒体側の局部熱伝達係数、伝熱管壁および前記伝熱管内外の汚れによる熱抵抗に寄与されるのである。
【００３０】  管外冷媒液蒸発局部熱伝達係数は、冷媒の種類と蒸発温度によって違うが、大抵数ｋＷ／ｍ２Ｋのオーダーで比較的大きく、また伝熱管壁の熱抵抗が伝熱管材料により違うが、一般に前記冷媒液膜蒸発の局部熱伝達係数による熱抵抗よりかなり小さい。これに対して、管内冷熱出力用熱媒体側の局部熱伝達係数は、管外冷媒液膜蒸発の局部熱伝達係数に比べ、顕著に小さく、あるいは管内冷熱出力用熱媒体側の局部熱抵抗は、管外冷媒のそのものより、顕著に大きい。また、この様な冷水やブラインによる冷熱出力方式に関しては、管外冷媒の蒸発吸熱によりほぼ一定の温度下で発生する冷熱を、管内冷熱出力用熱媒体により数℃変化の顕熱で出力するには、単位冷熱出力能力当たりの循環冷熱出力用熱媒体液量が過大に必要となる。
【００３１】  従って、前記吸収式冷凍機用蒸発器熱交換器の設計には、所定熱交換能力を維持するため、伝熱面積あるいは前記蒸発器熱交換器の体積を大きく設けなければならなく、これと共に冷熱出力用熱媒体による冷熱出力のための空気／冷熱出力用熱媒体熱交換器の伝熱面積または体積も大きくしなければならない。また、冷熱出力用熱媒体を循環使用するためには、冷熱出力能力に対して無視できないほどの循環液ポンプ動力あるいは電気エネルギーが必要となる。
【００３２】  たとえば、水／臭化リチウム系作動流体の場合には、伝熱管外側冷媒水の蒸発温度が５℃程度に対して、伝熱管内側循環冷水あるいはブラインの出入り口温度がそれぞれ７℃と１２〜１５℃の場合が多い。つまり、管外冷媒液蒸発と管内側冷熱出力用熱媒体冷却のための熱交換は、比較的大きい平均熱交換温度差の条件下で行わなければならない。これは、冷熱発生のための前記蒸発器熱交換器部における熱力学的不可逆性あるいは熱損失が大きいということを意味している。
【００３３】  また、前記蒸発器熱交換器での発生冷熱をより有効に利用するため、前記蒸発器熱交換器における熱交換に小さい熱交換温度差を求める反面、大きな伝熱面積が必要となり、これにより、前記蒸発器熱交換器、あるいはこれが適用される吸収式冷凍機の体積が極端に大きくなるケースもある。
【００３４】  また、従来の吸収式冷凍機においては蒸発器が占める体積の割合は２５％前後あるいはこれ以上の程度であり、冷水ポンプに消耗される電力は１００ＵＳＲＴ当たり１．５〜２ｋＷの程である。
【００３５】  また従来式の蒸発器、吸収器や凝縮器には平滑管または各種フィン付き伝熱管がよく使われている。しかし、この様な伝熱管の外壁面に散布される冷媒液または吸収液や生じる凝縮液、特に粘度の高い吸収液が前記伝熱管の底部に溜まりやすい傾向があり、この様な液溜まり存在の伝熱管領域には、液膜厚さが相当厚いため、そこでの局部熱伝達係数が著しく小さいだけでなく、前記伝熱管外壁面に冷媒液または吸収液を散布するには余計の液流量が必要であり、その結果、前記伝熱管外壁面における平均液膜厚さが厚くなってしまい、前記伝熱管の伝熱強化作用をうまく機能できないことも多い。
【００３６】  また吸熱系冷熱発生に関する水素貯蔵合金吸着冷凍サイクルや循環冷水冷熱出力方式吸収冷凍サイクルとガスタービンを組み合わせたコジェネ方法と装置の例に関しては、高温段の水素貯蔵合金吸着冷凍サイクルまたは循環冷水冷熱出力方式吸収冷凍サイクルという様なサイクル自体の性能限界あるいは適用される熱エネルギ変換方式や冷熱出力方式による性能限界に制限されるため、この様な冷熱、冷・温熱発生に関する方法と装置あるいはこれらの適用されるコジェネ方法と装置の総括エネルギ利用率のさらなる向上が困難であることと見ている。
【００３７】  従って、本発明では、吸収式冷凍機のような吸収式冷熱、冷・温発生に関する方法と装置の性能、この様な冷熱、冷温熱発生方法と装置の適用されるコジェネ方法と装置の性能を最大限に引き出すあるいは抜本的に改良して熱エネルギ変換効率向上、省エネ、省材料と低コストの実現を図るため、前記蒸発器部熱交換器における冷熱出力用熱媒体顕熱変化による従来冷熱出力方式の代わりに、等温凝縮放熱と等温蒸発吸熱という相変化現象利用の揮発性二次冷媒出力方式を採用して小温度差熱交換可能比つコンパクト可能な蒸発器部凝縮式熱交換器、より小温度差熱交換適用可能かつコンパクト可能な末端冷熱出力用空冷熱交換器、温熱出力用暖房熱交換器、蒸発器部、吸収器部と凝縮器部熱交換器と、これらの熱交換器の適用により、冷熱発生能力あるいは冷・温熱発生能力あるいはコジェネ効果の向上を顕著に図れる吸収式冷熱、冷・温熱発生方法と装置、吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱、冷・温熱発生方法と装置、これらの冷熱、冷・温熱発生方法による冷熱、冷・温熱装置とガスタービンまたはマイクロガスタービンを組み合わせるコンビナットコジェネ方法と装置を発明して提案する。
【課題を解決するための手段】
【００３８】  本発明は、この様な従来の技術課題に鑑みてなされたものであり、その方法と装置の構成は次の通りである。
本発明の請求項１は、効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程、凝縮工程、蒸発工程と吸収工程を行うための再生器、凝縮器、蒸発器と吸収器を備える吸収式冷熱発生装置あるいは吸収式冷凍機に関して、前記凝縮工程からの冷熱発生用冷媒凝縮液を冷熱発生用蒸発器部内に導入して前記蒸発器部冷媒／二次冷媒凝縮式熱交換器（以下蒸発器部凝縮式熱交換器と省略）用伝熱管の外壁面に散布し、その蒸発吸熱によって発生した冷熱により、前記伝熱管内側揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させ、次にこの様な揮発性二次冷媒凝縮液を空冷熱交換器内に送り、その蒸発吸熱により前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして冷熱出力をなされるものであって、
ａ）前記蒸発器部凝縮式熱交換器からの揮発性二次冷媒液を、いったん揮発性二次冷媒レシーバーに溜まらせて、それから前記レシーバーに接続される数ｎ１≧１の二次冷媒液ポンプにより、二次冷媒配管を通じてその下流側数ｎ２≧１の空冷熱交換器に送り、前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして冷熱出力をなされることにより蒸発させ、引き続きこの様になった二次冷媒蒸気を、二次冷媒配管を通じて前記蒸発器部凝縮式熱交換器の二次冷媒側流路内に送り、この様にして基本的に前記蒸発器部凝縮式熱交換器、前記揮発性二次冷媒レシーバー、数ｎ１≧１の揮発性二次冷媒液ポンプと、数ｎ２≧１の空冷熱交換器から構成される、
ｂ）あるいは数ｎ２≧１の前記空冷熱交換器からの冷熱出力を終えた揮発性二次冷媒蒸気を、いったん二次冷媒気液分離装置に入れ、ここで気液冷媒を分離させた後、前記二次冷媒蒸気を、前記二次冷媒気液分離装置に接続される数ｎ３≧１蒸気輸送機械により、前記蒸発器用凝縮式熱交換器内の揮発性二次冷媒側に送り、そこで前記冷熱発生用冷媒の蒸発吸熱により凝縮液に凝縮させてから、引き続きこの様な揮発性二次冷媒凝縮液を、二次冷媒配管を通じて前記空冷熱交換器に送り、冷熱出力をなされ、この様にして基本的に前記ｎ２≧１の空冷熱交換器、二次冷媒気液分離装置とｎ３≧１の二次冷媒用蒸気輸送機械から構成される、
ｃ）あるいは前記ｎ２≧１の空冷熱交換器からの冷熱出力を終えた揮発性二次冷媒蒸気を、いったん揮発性二次冷媒レシーバーまたは気液分離装置に入れ、そこで気液冷媒に分離させた後、前記揮発性二次冷媒蒸気を、前記揮発性二次冷媒レシーバーまたは分離装置に接続されるｎ３≧１の蒸気輸送機械により、前記蒸発器部凝縮式熱交換器の揮発性二次冷媒側に送り、そこで前記吸収式冷熱発生用冷媒液の蒸発吸熱により、凝縮液に凝縮させてから、前記気液分離装置に戻し、また、前記レシーバーまたは気液分離装置内の揮発性二次冷媒液を、これに連結されるｎ１≧１の二次冷媒液ポンプにより前記ｎ２≧１の二次冷媒空冷熱交換器に送って冷熱出力をなされ、冷熱出力後の二次冷媒蒸気を前記気液分離装置に戻し、この様にして基本的に前記ｎ２≧１の空冷熱交換器、二次冷媒配管、二次冷媒レシーバーまたは気液分離装置、ｎ３≧１の二次冷媒用蒸気輸送機械とｎ１≧１の二次冷媒液ポンプから構成され、
この様にして効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置に、前記ａまたはｂまたはｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する冷熱出力装置を備え、
また前記冷熱出力用揮発性二次冷媒に、二酸化炭素やアンモニアや炭化水素系やＣＦＣ、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ等のフロン系やＨＦＥ系等の冷媒が適用されるという特徴を有する吸収式冷熱発生方法である。
本発明の請求項２は、効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程と凝縮工程を経て生じた冷媒凝縮液を前記蒸発器部内に導入して前記蒸発器部凝縮式熱交換器用伝熱管の外壁面に散布し、その蒸発吸熱により前記伝熱管内の揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させてから、前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法により、この様な揮発性二次冷媒凝縮液を空冷熱交換器内に送り、その蒸発吸熱により前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして冷熱出力をなされるという冷熱出力モードを備えると共に、
ａ）効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器あるいは排ガス等の排熱利用の再生器または温水加熱式再生器または高温水蒸気加熱式再生器または直だき再生器（以下再生器または再生器部を称す）において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、直接に暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされ、この様になった冷媒凝縮液を、重力により再生器内に戻すかあるいは重力と圧力差により直接に吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して前記吸収器内に戻し、また前記吸収器内の希吸収液を前記再生器に提供する、
ｂ）あるいは効用数ｎ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体あるいは温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または温水を、前記冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使って温熱出力をなされ、また前記温熱出力用熱媒体または温水の加熱を終えた冷媒凝縮液を、重力や圧力差または重力と圧力差により吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して吸収器部内に戻して、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器に供給する、
ｃ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液の代わりに冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、暖房用熱交換器に供給し、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされることにより凝縮させ、この様な温熱出力後の冷媒凝縮液を、重力により前記再生器内に戻すかあるいは蒸発器を経由して液ポンプにより前記再生器内に供給する、
ｄ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器に吸収液の代わりに蒸発器から冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を加熱することにより凝縮させ、また前記温熱出力用熱媒体を暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされ、またこの様な加熱使用後の冷媒凝縮液を重力により再生器内に戻すかあるいは蒸発器部に戻してから液ポンプにより前記再生器に供給する、
ｅ）あるいは前記再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、直接に暖房用熱交換器に送ってこれにより前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされる、
ｆ）あるいは前記再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を前記熱源流体により加熱してから、暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使って温熱出力をなされる、
ｇ）あるいは前記再生器で作られる冷媒蒸気を一部凝縮器に送って冷却用熱媒体により凝縮させ、一部温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器内を送り、温熱出力用熱媒体または温水の加熱に使用し、この様に加熱された温熱出力用熱媒体または温水を、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、この様にして温熱出力をなされると同時に、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器からの冷媒凝縮液を、直接に蒸発器内に導入するかあるいは前記凝縮器を経由して前記凝縮器内の冷媒凝縮液と共に前記蒸発器に導入して冷熱発生に使用する、
ｈ）あるいは温熱出力熱媒体または循環温水を吸収器部熱交換器内に導入し、前記凝縮器部からの冷媒凝縮液を、前記蒸発器部を経由するかあるいは直接に前記吸収器部内に導入し、前記吸収器内の吸収液と共に前記吸収器部熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水の予熱に使用し、この様に予熱された温熱出力用熱媒体または循環温水を、前記凝縮器部熱交換器を通らせ、前記再生器から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、この様にして温熱出力をなされ、また前記吸収器内の希吸収液を前記再生器部に提供する、
ｉ）あるいは温熱出力用媒体または循環温水を、前記凝縮器部熱交換器を通らせ、前記再生器から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、この様にして温熱出力をなされ、前記凝縮器部からの冷媒凝縮液を直接に前記吸収器部に戻すかあるいは前記蒸発器部を経由して前記吸収器部に戻し、また、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器部に提供し、
この様にして冷媒蒸気を吸収液により吸収するという吸収サイクルを介しない温熱出力モードを備えるか、
ｊ）あるいは温熱出力用熱媒体または循環温水を、吸収器部熱交換器内に導入し、前記吸収器部熱交換器用伝熱管の外壁面に散布される吸収液が前記蒸発器部からの冷媒蒸気を吸収する際の吸収熱を吸収させてから、前記凝縮器部熱交換器内に送り、そこで前記再生工程から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、また、前記凝縮器から前記蒸発器内に導入される冷媒凝縮液が、前記蒸発器部を通る冷熱出力用二次冷媒蒸気から吸熱して蒸発するという吸収サイクルを介する温熱出力モードを備え、
ｋ）あるいは前記再生器部熱源にボイラより提供される加熱用水蒸気を適用可能であり、
この様にして、基本的に前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する効用数ｎｓ≧１の吸収冷熱発生装置に、前記ａ〜ｊに記載の温熱出力方法が適用し、温熱出力用熱媒体または温水専用熱交換器や空冷熱交換器を含む温熱出力装置を備るという特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法である。
本発明の請求項３は、効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程を経て生じた冷媒凝縮液を蒸発器内に導入して蒸発器部熱交換器伝熱管の外壁面に散布してその蒸発吸熱によって発生した冷熱により、前記蒸発器部熱交換器を通る非揮発性冷熱出力用熱媒体または循環冷水を冷却し、この様に冷却された冷熱出力用熱媒体または循環冷水を末端冷熱出力用空冷熱交換器に送り、前記空冷熱交換器を通る空気の冷却に使用して冷熱出力をなされるという冷熱出力モードを備えると共に、
ａ）効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、直接に暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使用して温熱出力をなされ、この様になった冷媒凝縮液を、重力により再生器内に戻すかあるいは重力と圧力差により直接に吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して前記吸収器内に戻し、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器部に提供する、
ｂ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体あるいは温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を、前記冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使って温熱出力をなされ、また前記温熱出力用熱媒体または循環温水の加熱を終えた冷媒凝縮液を、重力や圧力差または重力と圧力差により吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して吸収器部内に戻して、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器に供給する、
ｃ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液の代わりに冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、暖房用熱交換器に供給し、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされることにより凝縮させ、この様な温熱出力後の冷媒凝縮液を、重力により前記再生器内に戻すかあるいは蒸発器を経由して液ポンプにより前記再生器内に供給する、
ｄ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器に吸収液の代わりに蒸発器から冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を加熱することにより凝縮させ、また前記温熱出力用熱媒体または循環温水を暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使用して温熱出力をなされ、またこの様な加熱使用後の冷媒凝縮液を重力により再生器内に戻すかあるいは蒸発器部に戻してから液ポンプにより前記再生器に供給する、
ｅ）あるいは前記再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、直接に暖房用熱交換器に送ってこれにより前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされる、
ｆ）あるいは前記再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を、前記熱源流体により加熱してから、暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使って温熱出力をなされる、
ｇ）あるいは前記再生器で作られる冷媒蒸気を一部凝縮器に送って冷却用熱媒体により凝縮させ、一部温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器内を送り、温熱出力用熱媒体または温水の加熱に使用し、この様に加熱された温熱出力用熱媒体または温水を、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、この様にして温熱出力をなされると同時に、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器からの冷媒凝縮液を、直接に蒸発器内に導入するかあるいは前記凝縮器を経由して前記凝縮器内の冷媒凝縮液と共に前記蒸発器に導入して冷熱発生に使用する、という吸収サイクルを介しない温熱出力モードを備え、
ｊ）あるいは前記再生器部熱源にボイラより提供される加熱用水蒸気を適用可能であり、
この様にして、基本的に前記非揮発性冷熱出力用熱媒体または循環冷水冷熱出力方法を適用する効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置に、前記ａ〜ｇに記載の温熱出力方法が適用し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器や前記温熱出力用熱媒体または温水用暖房熱交換器を含む温熱出力装置を備えるという特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法である。
本発明の請求項４は、前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生方法あるいは吸収冷凍サイクルを適用する蒸発器部凝縮式熱交換器を、等圧放熱、断熱膨張、等圧吸熱と断熱圧縮という複数の過程から構成されるという特徴を有する蒸気圧縮式冷凍サイクルのコンデンサーとし、前記冷熱出力用揮発性二次冷媒を前記蒸気圧縮冷凍サイクル用冷媒とし、この様にして前記吸収冷凍サイクルと前記蒸気圧縮冷凍サイクルをそれぞれ高温段と低温段に設置することにより、前記吸収冷凍サイクルに前記蒸気圧縮冷凍サイクルをカスケードし、前記効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程と凝縮工程を経た冷媒凝縮液を前記蒸発器部内に導入し、前記蒸発器部凝縮式熱交換器用伝熱管の外壁面に散布してその蒸発吸熱により前記伝熱管内の揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させ、この様な揮発性二次冷媒あるいは冷媒凝縮液を、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルの断熱膨張過程により膨張させて温度が下げられてから前記蒸気圧縮式冷凍サイクル用蒸発器あるいは空冷熱交換器内に送り、その蒸発吸熱により、前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして前記吸収式冷熱発生用蒸発器部での冷熱発生温度よりも低い温度下で冷熱出力をなされ、また前記冷熱出力後の揮発性二次冷媒あるいは冷媒蒸気を圧縮過程あるいはコンプレッサーにより前記蒸発器部凝縮式熱交換器内に送り、
この様にして基本的に前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する冷熱出力装置を含む効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置と前記蒸気圧縮冷凍サイクルを適用する蒸気圧縮式冷凍機から構成され、また、前記冷熱出力用揮発性二次冷媒あるいは蒸気圧縮冷凍サイクル用冷媒に、二酸化炭素やアンモニアや炭化水素系やＣＦＣ、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ等のフロン系やＨＦＥ系等の冷媒が適用されるという特徴を有する吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法である。
本発明の請求項５は、前記請求項２に記載の吸収式冷・温熱発生の揮発性二次冷媒冷熱出力モードによる吸収式冷熱発生サイクルあるいは吸収式冷凍サイクルに、前記請求項４に記載のカスケード冷熱発生方法により、蒸気圧縮式冷凍サイクルをカスケードして前記蒸気圧縮式冷凍サイクル用蒸発器または空冷熱交換器により、より低温の冷熱出力をなされると共に、前記請求項２−ａ〜ｊに記載の温熱出力モードのどちらかによる温熱出力も可能であり、
この様にして基本的に前記請求項２に記載の吸収式冷・温熱発生方法を適用する吸収式冷・温熱発生装置と前記蒸気圧縮冷凍サイクルを適用する蒸気圧縮式冷凍機から構成されるという特徴を有する吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生方法である。
本発明の請求項６は、前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力の吸収式冷熱発生方法による吸収式冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、前記吸収式冷熱発生用再生器の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記吸収式冷熱発生方法による冷熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働し、
この様にして基本的に前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の二次冷媒冷熱出力方法を適用する効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置と前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから構成されるという特徴を有する吸収式冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせたコンビナットコジェネ冷熱発生方法である。
本発明の請求項７は、前記揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する冷熱発生モードまたは吸収サイクルを介しない温熱出力モードを備える吸収式冷・温熱発生装置を利用するコジェネ冷熱発生に関するものであって、
ａ）前記請求項２−ａ〜ｊに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する吸収式冷熱発生モードと温熱発生モードのどちらかを兼有するという特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法のどちらかによる吸収式冷・温熱発生装置、
ｂ）あるいは前記３−ａ〜ｇに記載の非揮発性冷熱出力用熱媒体または循環冷水冷熱出力方法を適用する冷熱発生モードと前記吸収サイクルを介しない温熱発生モードのどちらかを兼有するという特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法による吸収式冷・温熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、前記吸収式冷・温熱発生用再生器の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記ａまたは前記ｂに記載の吸収式冷・温熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働し、
この様にして基本的に前記ａまたはｂに記載の吸収式冷・温熱発生装置と前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから構成されるという特徴を有するコンビナットコジェネ冷・温熱発生方法である。
本発明の請求項８は、前記請求項４に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法による冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、その高温段の吸収式冷熱発生用高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法による冷熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働し、
この様にして、基本的に前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンから構成されるという特徴を有するコンビナットコジェネカスケード冷熱発生方法である。
本発明の請求項９は、前記請求項５に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生方法によるカスケード冷・温熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、その高温段吸収式冷・温熱発生用再生器の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生装置を所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働し、
この様にして基本的に前記請求項５に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンから構成されるという特徴を有するコンビナットコジェネカスケード冷・温熱発生方法である。
本発明の請求項１０は、効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程、凝縮工程、蒸発工程と吸収工程を行うための再生器、凝縮器、蒸発器と吸収器を備える吸収式冷熱発生装置あるいは吸収式冷凍機に関して、前記凝縮工程からの冷熱発生用冷媒凝縮液を冷熱発生用蒸発器部内に導入して前記蒸発器部冷媒／二次冷媒凝縮式熱交換器（以下蒸発器部凝縮式熱交換器と省略）用伝熱管の外壁面に散布し、その蒸発吸熱によって発生した冷熱により、前記伝熱管内側揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させ、次にこの様な揮発性二次冷媒凝縮液を空冷熱交換器内に送り、その蒸発吸熱により前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして冷熱出力をなされるものであって、
ａ）前記蒸発器部凝縮式熱交換器からの揮発性二次冷媒液を、いったん揮発性二次冷媒レシーバーに溜まらせて、それから前記レシーバーに接続される数ｎ１≧１の二次冷媒液ポンプにより、二次冷媒配管を通じてその下流側数ｎ２≧１の空冷熱交換器に送り、前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして冷熱出力をなされることにより蒸発させ、引き続きこの様になった二次冷媒蒸気を、二次冷媒配管を通じて前記蒸発器部凝縮式熱交換器の二次冷媒側流路内に送り、この様にして基本的に前記蒸発器部凝縮式熱交換器、前記揮発性二次冷媒レシーバー、数ｎ１≧１の揮発性二次冷媒液ポンプと、数ｎ２≧１の空冷熱交換器から構成される、
ｂ）あるいは数ｎ２≧１の前記空冷熱交換器からの冷熱出力を終えた揮発性二次冷媒蒸気を、いったん二次冷媒気液分離装置に入れ、ここで気液冷媒を分離させた後、前記二次冷媒蒸気を、前記二次冷媒気液分離装置に接続される数ｎ３≧１蒸気輸送機械により、前記蒸発器用凝縮式熱交換器内の揮発性二次冷媒側に送り、そこで前記冷熱発生用冷媒の蒸発吸熱により凝縮液に凝縮させてから、引き続きこの様な揮発性二次冷媒凝縮液を、二次冷媒配管を通じて前記空冷熱交換器に送り、冷熱出力をなされ、この様にして基本的に前記ｎ２≧１の空冷熱交換器、二次冷媒気液分離装置とｎ３≧１の二次冷媒用蒸気輸送機械から構成される、
ｃ）あるいは前記ｎ２≧１の空冷熱交換器からの冷熱出力を終えた揮発性二次冷媒蒸気を、いったん揮発性二次冷媒レシーバーまたは気液分離装置に入れ、そこで気液冷媒に分離させた後、前記揮発性二次冷媒蒸気を、前記揮発性二次冷媒レシーバーまたは分離装置に接続されるｎ３≧１の蒸気輸送機械により、前記蒸発器部凝縮式熱交換器の揮発性二次冷媒側に送り、そこで前記吸収式冷熱発生用冷媒液の蒸発吸熱により、凝縮液に凝縮させてから、前記気液分離装置に戻し、また、前記レシーバーまたは気液分離装置内の揮発性二次冷媒液を、これに連結されるｎ１≧１の二次冷媒液ポンプにより前記ｎ２≧１の二次冷媒空冷熱交換器に送って冷熱出力をなされ、冷熱出力後の二次冷媒蒸気を前記気液分離装置に戻し、この様にして基本的に前記ｎ２≧１の空冷熱交換器、二次冷媒配管、二次冷媒レシーバーまたは気液分離装置、ｎ３≧１の二次冷媒用蒸気輸送機械とｎ１≧１の二次冷媒液ポンプから構成され、
この様にして効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置に、前記ａまたはｂまたはｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する冷熱出力装置を備え、
また前記冷熱出力用揮発性二次冷媒に、二酸化炭素やアンモニアや炭化水素系やＣＦＣ、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ等のフロン系やＨＦＥ系等の冷媒が適用されるという特徴を有する吸収式冷熱発生装置である。
本発明の請求項１１は、効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程と凝縮工程を経て生じた冷媒凝縮液を前記蒸発器部内に導入して前記蒸発器部凝縮式熱交換器用伝熱管の外壁面に散布し、その蒸発吸熱により前記伝熱管内の揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させてから、前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法により、この様な揮発性二次冷媒凝縮液を空冷熱交換器内に送り、その蒸発吸熱により前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして冷熱出力をなされるという冷熱出力モードを備えると共に、
ａ）効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器あるいは排ガス等の排熱利用の再生器または温水加熱式再生器または高温水蒸気加熱式再生器または直だき再生器（以下再生器または再生器部を称す）において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、直接に暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされ、この様になった冷媒凝縮液を、重力により再生器内に戻すかあるいは重力と圧力差により直接に吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して前記吸収器内に戻し、また前記吸収器内の希吸収液を前記再生器に提供する、
ｂ）あるいは効用数ｎ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体あるいは温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または温水を、前記冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使って温熱出力をなされ、また前記温熱出力用熱媒体または温水の加熱を終えた冷媒凝縮液を、重力や圧力差または重力と圧力差により吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して吸収器部内に戻して、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器に供給する、
ｃ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液の代わりに冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、暖房用熱交換器に供給し、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされることにより凝縮させ、この様な温熱出力後の冷媒凝縮液を、重力により前記再生器内に戻すかあるいは蒸発器を経由して液ポンプにより前記再生器内に供給する、
ｄ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器に吸収液の代わりに蒸発器から冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を加熱することにより凝縮させ、また前記温熱出力用熱媒体を暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされ、またこの様な加熱使用後の冷媒凝縮液を重力により再生器内に戻すかあるいは蒸発器部に戻してから液ポンプにより前記再生器に供給する、
ｅ）あるいは前記再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、直接に暖房用熱交換器に送ってこれにより前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされる、
ｆ）あるいは前記再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を前記熱源流体により加熱してから、暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使って温熱出力をなされる、
ｇ）あるいは前記再生器で作られる冷媒蒸気を一部凝縮器に送って冷却用熱媒体により凝縮させ、一部温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器内を送り、温熱出力用熱媒体または温水の加熱に使用し、この様に加熱された温熱出力用熱媒体または温水を、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、この様にして温熱出力をなされると同時に、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器からの冷媒凝縮液を、直接に蒸発器内に導入するかあるいは前記凝縮器を経由して前記凝縮器内の冷媒凝縮液と共に前記蒸発器に導入して冷熱発生に使用する。
ｈ）あるいは温熱出力熱媒体または循環温水を吸収器部熱交換器内に導入し、前記凝縮器部からの冷媒凝縮液を、前記蒸発器部を経由するかあるいは直接に前記吸収器部内に導入し、前記吸収器内の吸収液と共に前記吸収器部熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水の予熱に使用し、この様に予熱された温熱出力用熱媒体または循環温水を、前記凝縮器部熱交換器を通らせ、前記再生器から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、この様にして温熱出力をなされ、また前記吸収器内の希吸収液を前記再生器部に提供する、
ｉ）あるいは温熱出力用媒体または循環温水を、前記凝縮器部熱交換器を通らせ、前記再生器から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、この様にして温熱出力をなされ、前記凝縮器部からの冷媒凝縮液を直接に前記吸収器部に戻すかあるいは前記蒸発器部を経由して前記吸収器部に戻し、また、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器部に提供し、
この様にして冷媒蒸気を吸収液により吸収するという吸収サイクルを介しない温熱出力モードを備えるか、
ｊ）あるいは温熱出力用熱媒体または循環温水を、吸収器部熱交換器内に導入し、前記吸収器部熱交換器用伝熱管の外壁面に散布される吸収液が前記蒸発器部からの冷媒蒸気を吸収する際の吸収熱を吸収させてから、前記凝縮器部熱交換器内に送り、そこで前記再生工程から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、また、前記凝縮器から前記蒸発器内に導入される冷媒凝縮液が、前記蒸発器部を通る冷熱出力用二次冷媒蒸気から吸熱して蒸発するという吸収サイクルを介する温熱出力モードを備え、
ｋ）あるいは前記再生器部熱源にボイラより提供される加熱用水蒸気を適用可能であり、
この様にして、基本的に前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する効用数ｎｓ≧１の吸収冷熱発生装置に、前記ａ〜ｊに記載の温熱出力方法が適用し、温熱出力用熱媒体または温水専用熱交換器や空冷熱交換器を含む温熱出力装置を備るという特徴を有する吸収式冷・温熱発生装置である。
本発明の請求項１２は、効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程を経て生じた冷媒凝縮液を蒸発器内に導入して蒸発器部熱交換器伝熱管の外壁面に散布してその蒸発吸熱によって発生した冷熱により、前記蒸発器部熱交換器を通る非揮発性冷熱出力用熱媒体または循環冷水を冷却し、この様に冷却された冷熱出力用熱媒体または循環冷水を末端冷熱出力用空冷熱交換器に送り、前記空冷熱交換器を通る空気の冷却に使用して冷熱出力をなされるという冷熱出力モードを備えると共に、
ａ）効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、直接に暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使用して温熱出力をなされ、この様になった冷媒凝縮液を、重力により再生器内に戻すかあるいは重力と圧力差により直接に吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して前記吸収器内に戻し、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器部に提供する、
ｂ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体あるいは温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を、前記冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使って温熱出力をなされ、また前記温熱出力用熱媒体または循環温水の加熱を終えた冷媒凝縮液を、重力や圧力差または重力と圧力差により吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して吸収器部内に戻して、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器に供給する、
ｃ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液の代わりに冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、暖房用熱交換器に供給し、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされることにより凝縮させ、この様な温熱出力後の冷媒凝縮液を、重力により前記再生器内に戻すかあるいは蒸発器を経由して液ポンプにより前記再生器内に供給する、
ｄ）あるいは効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器に吸収液の代わりに蒸発器から冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を加熱することにより凝縮させ、また前記温熱出力用熱媒体または循環温水を暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使用して温熱出力をなされ、またこの様な加熱使用後の冷媒凝縮液を重力により再生器内に戻すかあるいは蒸発器部に戻してから液ポンプにより前記再生器に供給する、
ｅ）あるいは前記再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、直接に暖房用熱交換器に送ってこれにより前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされる、
ｆ）あるいは前記再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または循環温水を、前記熱源流体により加熱してから、暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使って温熱出力をなされる、
ｇ）あるいは前記再生器で作られる冷媒蒸気を一部凝縮器に送って冷却用熱媒体により凝縮させ、一部温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器内を送り、温熱出力用熱媒体または温水の加熱に使用し、この様に加熱された温熱出力用熱媒体または温水を、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、この様にして温熱出力をなされると同時に、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器からの冷媒凝縮液を、直接に蒸発器内に導入するかあるいは前記凝縮器を経由して前記凝縮器内の冷媒凝縮液と共に前記蒸発器に導入して冷熱発生に使用する、という吸収サイクルを介しない温熱出力モードを備え、
ｊ）あるいは前記再生器部熱源にボイラより提供される加熱用水蒸気を適用可能であり、
この様にして、基本的に前記非揮発性冷熱出力用熱媒体または循環冷水冷熱出力方法を適用する効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置に、前記ａ〜ｇに記載の温熱出力方法が適用し、前記温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器や前記温熱出力用熱媒体または温水用暖房熱交換器を含む温熱出力装置を備えるという特徴を有する吸収式冷・温熱発生装置である。
本発明の請求項１３は、前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生方法あるいは吸収冷凍サイクルを適用する蒸発器部凝縮式熱交換器を、等圧放熱、断熱膨張、等圧吸熱と断熱圧縮という複数の過程から構成されるという特徴を有する蒸気圧縮式冷凍サイクルのコンデンサーとし、前記冷熱出力用揮発性二次冷媒を前記蒸気圧縮冷凍サイクル用冷媒とし、この様にして前記吸収冷凍サイクルと前記蒸気圧縮冷凍サイクルをそれぞれ高温段と低温段に設置することにより、前記吸収冷凍サイクルに前記蒸気圧縮冷凍サイクルをカスケードし、前記効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程と凝縮工程を経た冷媒凝縮液を前記蒸発器部内に導入し、前記蒸発器部凝縮式熱交換器用伝熱管の外壁面に散布してその蒸発吸熱により前記伝熱管内の揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させ、この様な揮発性二次冷媒あるいは冷媒凝縮液を、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルの断熱膨張過程により膨張させて温度が下げられてから前記蒸気圧縮式冷凍サイクル用蒸発器あるいは空冷熱交換器内に送り、その蒸発吸熱により、前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして前記吸収式冷熱発生用蒸発器部での冷熱発生温度よりも低い温度下で冷熱出力をなされ、また前記冷熱出力後の揮発性二次冷媒あるいは冷媒蒸気を圧縮過程あるいはコンプレッサーにより前記蒸発器部凝縮式熱交換器内に送り、
この様にして基本的に前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する冷熱出力装置を含む効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置と前記蒸気圧縮冷凍サイクルを適用する蒸気圧縮式冷凍機から構成され、また、前記冷熱出力用揮発性二次冷媒あるいは蒸気圧縮冷凍サイクル用冷媒に、二酸化炭素やアンモニアや炭化水素系やＣＦＣ、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ等のフロン系やＨＦＥ系等の冷媒が適用されるという特徴を有する吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生装置である。
本発明の請求項１４は、前記請求項２に記載の吸収式冷・温熱発生の揮発性二次冷媒冷熱出力モードによる吸収式冷熱発生サイクルあるいは吸収式冷凍サイクルに、前記請求項４に記載のカスケード冷熱発生方法により、蒸気圧縮式冷凍サイクルをカスケードして前記蒸気圧縮式冷凍サイクル用蒸発器または空冷熱交換器により、より低温の冷熱出力をなされると共に、前記請求項２−ａ〜ｊに記載の温熱出力モードのどちらかによる温熱出力も可能であり、
この様にして基本的に前記請求項２に記載の吸収式冷・温熱発生方法を適用する吸収式冷・温熱発生装置と前記蒸気圧縮冷凍サイクルを適用する蒸気圧縮式冷凍機から構成されるという特徴を有する吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生装置である。
本発明の請求項１５は、前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力の吸収式冷熱発生方法による吸収式冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、前記吸収式冷熱発生用再生器の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記吸収式冷熱発生方法による冷熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働し、
この様にして基本的に前記請求項１−ａまたは１−ｂまたは１−ｃに記載の二次冷媒冷熱出力方法を適用する効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置と前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから構成されるという特徴を有する吸収式冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせたコンビナットコジェネ冷熱発生装置である。
本発明の請求項１６は、前記揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する冷熱発生モードまたは吸収サイクルを介しない温熱出力モードを備える吸収式冷・温熱発生装置を利用するコジェネ冷熱発生に関するものであって、
ａ）前記請求項２−ａ〜ｊに記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する吸収式冷熱発生モードと温熱発生モードのどちらかを兼有するという特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法のどちらかによる吸収式冷・温熱発生装置、
ｂ）あるいは前記３−ａ〜ｇに記載の非揮発性冷熱出力用熱媒体または循環冷水冷熱出力方法を適用する冷熱発生モードと前記吸収サイクルを介しない温熱発生モードのどちらかを兼有するという特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法による吸収式冷・温熱発生装置
とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、前記吸収式冷・温熱発生用再生器の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記ａまたは前記ｂに記載の吸収式冷・温熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働し、
この様にして基本的に前記ａまたはｂに記載の吸収式冷・温熱発生装置と前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから構成されるという特徴を有するコンビナットコジェネ冷・温熱発生装置である。
本発明の請求項１７は、前記請求項４、１３に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法による冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、その高温段の吸収式冷熱発生用高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法による冷熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働し、
この様にして、基本的に前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンから構成されるという特徴を有するコンビナットコジェネカスケード冷熱発生装置である。
本発明の請求項１８は、前記請求項５、１４に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生方法によるカスケード冷・温熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、その高温段吸収式冷・温熱発生用再生器の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生装置を所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働し、
この様にして基本的に前記請求項５に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンから構成されるという特徴を有するコンビナットコジェネカスケード冷・温熱発生装置である。
本発明の請求項１９は、前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生方法と装置に関する蒸発器用凝縮式熱交換器、揮発性二次冷媒空冷熱交換器、二次冷媒液ポンプ、二次冷媒蒸気輸送機械、二次冷媒レシーバーと二次冷媒気液分離器、前記請求項２、１１または前記請求項３、１２に記載の二次冷媒冷熱出力方法または吸収サイクルを介しない温熱出力方法を適用する吸収式冷・温熱発生方法と装置に関する排熱や温水や水蒸気加熱適用の再生器、直だき再生器、高温水蒸気発生用ボイラ、暖房用熱交換器、温熱出力用熱媒体または温水加熱用熱交換器、前記請求項４、１３に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法と装置と前記請求項５、１４に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生方法と装置に関するコンプレッサー、揮発性二次冷媒または冷媒冷熱出力用空冷熱交換器あるいは蒸気圧縮式冷凍機と、前記請求項６〜９または前記請求項１５〜１８に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用するコンビナットコジェネ冷熱発生装置または前記揮発性二次冷媒冷熱出力方法または吸収サイクルを介しない温熱出力方法を適用するコンビナットコジェネ冷・温熱発生装置またはコンビナットコジェネカスケード冷熱発生、冷・温熱発生に関するガスタービンまたはマイクロガスタービンである。
本発明の請求項２０は、前記請求項１、１０に記載の吸収式冷熱発生用蒸発器部において発生した冷熱を揮発性二次冷媒により出力する凝縮式熱交換器あるいは前記請求項４、１３に記載の吸収式冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生装置のカスケード部の凝縮式熱交換器あるいはコンデンサーに関するものであって
前記蒸発器部凝縮式熱交換器伝熱管に
ａ）一つの流路を有するという特徴を備えるシングル流路伝熱管、
ｂ）あるいは少なくとも２つあるいは２つ以上の複数並列流路を備えるという特徴を有するプレートチューブ、
ｃ）あるいは三角形や矩形等のような非円形管内流路である前記ａまたは前記ｂに記載のシングル流路伝熱管またはプレートチューブ、
ｄ）あるいは伝熱管内流路部の間に前記伝熱管外径より薄いプレート部が設けられ、また／あるいはこの様な薄いプレート部に波紋状などのような突起部が設けられるという特徴を有する拡張プレートチューブ、
ｅ）あるいは前記プレートチューブまたは前記拡張プレートチューブの管内直径が数ミリないし１ミリ以下の微細チャンネルあるいは微細流路であるという特徴を有するマイクロチャンネルプレートチューブまたはマイクロチャンネル拡張プレートチューブ、
ｆ）あるいは前記シングル流路伝熱管または前記プレートチューブの管外壁面にフィン状あるいは波紋や山や台形等のような突起部が管内流路方向あるいは管内流路の垂直方法に連続あるいは間歇に設けられるという特徴を有するフィンチューブまたはフィン付き伝熱管またはフィンプレートチューブ、
ｇ）あるいは前記シングル流路伝熱管あるいはプレートチューブ伝熱管の管内壁面に管長方向複数の直線あるいは螺旋状フィン、あるいは波紋や山や台形のような溝が設けられるという特徴を有する管内伝熱強化型のシングル流路伝熱管あるいはプレートチューブ、
ｈ）あるいは前記シングル流路伝熱管あるいはプレートチューブ伝熱管の管外壁面に多数の微細空孔が設けられるという沸騰伝熱強化型のシングル流路伝熱管あるいはプレートチューブ、
ｉ）あるいは前記シングル流路伝熱管の間に流れ案内板を、前記伝熱管と前記流れ案内板との間に接触あるいは非接触の状態で設ける流れ案内板付き伝熱管を適用し、
また／あるいは前記ａ〜ｉに記載の各種伝熱管の串列接続に、管内流体再分配機能を有するまたは管内流体再分配機能のない流路接続部あるいはＵ字形流路接続部が少なくとも一カ所設けられる、
また／あるいは前記ａ〜ｉに記載の各種伝熱管の管内流路を基本的に縦方向あるいは基本的に水平方向に設置する、
つまり、前記ａ〜ｉに記載の伝熱管と
入り口ヘードチューブに、その長さ方向複数の管内流体用分配用チューブを並行に連結し、前記入り口ヘードチューブに入ってくる流体が、前記入り口ヘードチューブにより前記複数管内流体分配用チューブ内に初期的に分配されてから、前記管内流体分配用チューブに連結される単数あるいは複数前記シングル流路伝熱管またはフィンチューブまたは案内板付き伝熱管の流路あるいはプレートチューブや拡張プレートチューブの複数流路内に再分配する機能を備えるという特徴を有する管内流体用初期分配装置、
上流側の単数あるいは複数前記シングル流路伝熱管またはフィンチューブまたは案内板付き伝熱管あるいはプレートチューブや拡張プレートチューブのそれぞれの管内流路からの流体を混合してその下流側に設置される前記シングル流路伝熱管またはフィンチューブまたは案内板付き伝熱管あるいはプレートチューブや拡張プレートチューブの並列流路（流路数≧１）に再分配する機能を備えるという特徴を有する管内流体用サブ分配装置と、
また／あるいは上方に設けられる前記管外液流体初期分配装置または前記流れ案内板付き伝熱管またはプレートチューブまたは拡張プレートチューブ管外壁面に沿って流下した液流体を受けてから、その直下の下流前記流れ案内板付き伝熱管またはプレートチューブまたは拡張プレートチューブの外壁面に再分配・散布する機能を有し、基本的にＶ字形液流体受け皿部と、前記Ｖ字形液流体受け皿部の下部に複数の流路とガイドが設けられる二枚の流れ案内板を有し、前記Ｖ字形液流体受け皿部に受けられる液流体を前記二枚の流れ案内板により、これらの間に挟まれて設置される前記流れ案内板付き伝熱管またはプレートチューブまたは拡張プレートチューブの両外壁面に容易に分配・散布するという特徴を有する管外液流体用サブ分配装置からなる熱交換器本体と
管壁肉に多数の穴を設け、この様な多数の穴からの液流体を、直下の伝熱管外壁面に分配・散布する機能を有する前記管外液流体用初期分配装置から構成され、
また／あるいは伝熱材に銅系またはステンレス系またはキュプロニッケル材が適用されるという特徴を有する蒸発器用凝縮式熱交換器である。
本発明の請求項２１は、管内非揮発性冷熱出力用熱媒体または循環温水と管外冷熱発生用冷媒液との熱交換または管内非揮発性温熱出力用熱媒体または循環温水と管外温熱発生用冷媒蒸気との熱交換に、前記請求項２０に記載のプレートチューブまたは拡張プレートチューブまたは案内板付き伝熱管から構成され、
また／あるいは、前記請求項２０に記載のプレートチューブまたは拡張プレートチューブまたは案内板付き伝熱管と前記管内流体用初期分配装置、前記管内流体用サブ分配装置と前記管外液流体用サブ分配装置からなる熱交換器本体と、前記管外液流体用初期分配装置から構成される、
また／あるいは伝熱材に銅系材料が適用されるという特徴を有する吸収式冷熱または冷・温熱発生用蒸発器部熱交換器である。
本発明の請求項２２は、管内冷熱出力用熱媒体または循環冷水と管外冷熱発生用冷媒液との熱交換または管内温熱出力用熱媒体または循環温水と管外冷媒蒸気との熱交換に、前記請求項２０に記載のプレートチューブまたは拡張プレートチューブまたは案内板付き伝熱管から構成されるという特徴を有する吸収式冷熱発生用吸収器部熱交換器、あるいは前記請求項２０に記載のシングル流路伝熱管またはプレートチューブまたは拡張プレートチューブまたは案内板付き伝熱管が、前記請求項２０に記載の管内流体用初期分配装置、管内流体用サブ分配装置により連結された熱交換器の主体部と、前記請求項２０に記載の管外液流体用初期分配装置と管外液流体用サブ分配装置から構成される、
また／あるいは伝熱材に銅系材またはキュプロニッケル料が適用されるという特徴を有する吸収式冷熱、温熱発生用吸収器部熱交換器である。
本発明の請求項２３は、管内冷却用熱媒体または循環冷水あるいは温熱出力用熱媒体または循環温水と管外冷媒蒸気との熱交換に、前記請求項２０に記載のプレートチューブ伝熱管または拡張プレートチューブまたは案内板付き伝熱管から構成される、
あるいは詳細な構成には前記請求項２１に記載のプレートチューブまたは拡張プレートチューブまたは案内板付き伝熱管と、前記管内流体用初期分配装置、前記管内流体用サブ分配装置から構成される、あるいはさらに上流側伝熱管外壁面に沿って流下する管外液を下流側伝熱管両側に濡らさないように案内する∧字形管外凝縮液脱離装置が適用され、
また／あるいは伝熱材に銅系またはキュプロニッケル材が適用されるという特徴を有する前記吸収式冷熱、温熱発生用凝縮器部熱交換器である。
本発明の請求項２４は、温度の違う管外流体と管内流体の熱交換に適用するものであって、
ａ）前記請求項２０に記載の拡張プレートチューブまたは前記拡張プレートチューブの間に散熱フィンが設けられるフィン拡張プレートチューブ
ｂ）あるいは複数本の伝熱管を複数層のプレートフィンを貫通させ、前記プレートフィンの間に散熱フィンが設けられるフィンプレートフィンチューブから構成されるフィンプレートフィンチューブにより熱交換器本体を構成し、
また／あるいは前記ａのフィン拡張プレートチューブまたは前記ｂのフィンプレートフィンチューブからなる熱交換器本体と管内流体用分配機能を有する初期流体分配器（または入り口ヘードまたは端室）と前記複数伝熱管流路内の流体をまとめる出口ヘード（または端室）から構成され、
前記フィン拡張プレートチューブまたは前記フィンプレートフィンチューブの管内流路内に、揮発性熱媒体または揮発性二次冷媒または冷媒あるいは冷熱出力用媒体または循環冷水を流し、前記揮発性熱媒体または揮発性二次冷媒または冷媒の蒸発吸熱あるいは前記冷熱出力用非揮発性熱媒体または循環冷水の冷却効果により、前記散熱フィン間またはプレートフィン間流路に流されるガス状流体や空気を冷やして冷熱出力をなされる、
あるいは、前記フィン拡張プレートチューブまたは前記フィンプレートフィンチューブの管内流路内に、揮発性熱媒体蒸気あるいは温熱出力用熱媒体またはガス状流体または循環温水を流し、前記揮発性熱媒体蒸気の凝縮放熱または前記温熱出力用熱媒体またはガス状流体または循環温水の加熱効果により、前記散熱フィン間またはプレートフィン間流路に流されるガス状流体や空気を加熱して温熱出力をなされる、
また／あるいは前記管内循環冷水による管外空気の冷却と前記管内循環温水の加熱による管外空気の加熱に兼用可能であり、
また／あるいは前記フィン拡張プレートチューブまたは前記フィンプレートフィンチューブと散熱フィンに鋼材または銅系材または真鍮材またはアルミニウム材またはステンレス材が適用されるという特徴を有する熱交換器である。
本発明の請求項２５は、前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生方法と装置、前記請求項２、１１に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力モードと温熱出力モードを兼有する吸収式冷・温熱発生方法と装置、前記請求項３、１２に記載の吸収サイクルを介しない温熱出力モードと非揮発性熱媒体または循環冷水冷熱出力モードを兼有する吸収式冷・温熱発生方法と装置、前記請求項４、１３に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法と装置、前記請求項５、１４に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生方法と装置と前記請求項６〜９、１５〜１８に記載のコンビナットコジェネ方法冷熱発生、冷・温熱発生、コンビナットコジェネカスケード冷熱発生、冷温熱発生の方法と装置に関して、
ａ）基本的に前記請求項２０に記載のフィン付き伝熱管、あるいはこの様なフィン付き伝熱管からなる熱交換器本体、前記管内流体分配機能を有する初期流体分配器（または入り口ヘードまたは端室）と、前記複数本のフィン付き伝熱管管内流路内の流体をまとめる出口ヘード（または端室）から構成され、
ａ−１、前記フィン付き伝熱管内流路に流される冷熱出力用揮発性熱媒体または二次冷媒または冷媒の蒸発吸熱により、前記フィン付き伝熱管外フィン間流路に流される空気を冷やして冷熱出力をなされる、
ａ−２、あるいは前記フィン付き伝熱管内に流される温熱出力用揮発性熱媒体あるいは前記吸収式冷熱発生用冷媒蒸気の凝縮放熱により、前記フィン付き伝熱管外フィン間流路に流される空気を加熱して温熱出力をなされる、
ａ−３、あるいは前記フィン付き伝熱管内に流される冷熱出力用熱媒体または循環冷水により前記フィン付き伝熱管内に流される空気を冷やして冷熱出力をなされる、
ａ−４、あるいは前記フィン付き伝熱管内に流される循環温水により前記フィン付き伝熱管内に流される空気を加熱して温熱出力をなされる、
ｂ）あるいは基本的に複数本の伝熱管を複数層のプレートフィンを貫通させるプレートフィンチューブあるいは、この様なプレートフィンチューブと管内流体分配機能を有する初期流体分配器（入り口ヘードまたは端室）と、前記複数本伝熱管内流路内の流体をまとめる出口ヘード（または端室）から構成され、
ｂ−１、前記プレートフィンチューブ管内流路に流される冷熱出力用揮発性熱媒体または二次冷媒または冷媒の蒸発吸熱により、前記プレートフィン間流路に流される空気を冷やして冷熱出力をなされる、
ｂ−２、あるいは前記プレートフィンチューブ管内流路に流される温熱出力用揮発性熱媒体あるいは前記吸収式冷熱発生用冷媒蒸気の凝縮放熱により、前記プレートフィン間流路に流される空気を加熱して温熱出力をなされる、
ｂ−３、あるいは前記プレートフィンチューブ管内流路に流される冷熱出力用熱媒体または循環冷水により前記プレートフィン間流路に流される空気を冷やして冷熱出力をなされる、
ｂ−４、あるいは前記プレートフィンチューブ管内流路に流される前記循環温水により前記プレートフィン間流路に流される空気を加熱して温熱出力をなされる、
ｃ）あるいは基本的に前記請求項２０に記載のフィンプレートチューブからなる熱交換器本体、管内流体分配機能を有する初期流体分配器（入り口ヘードまたは端室）と、前記複数本伝熱管内流路内の流体をまとめる出口ヘード（または端室）から構成され、
ｃ−１、前記フィンプレートチューブ管内流路に流される冷熱出力用揮発性熱媒体または二次冷媒または冷媒の蒸発吸熱により、前記プレートチューブ間に設けられる散熱フィン間流路に流される空気を冷やして冷熱出力をなされる、
ｃ−２、あるいは前記プレートフィンチューブ管内流路に流される温熱出力用揮発性熱媒体あるいは前記吸収式冷熱発生用冷媒蒸気の凝縮放熱により、前記プレートチューブ間に設けられる散熱フィン間流路に流される空気を加熱して温熱出力をなされる、
ｃ−３、あるいは前記フィンプレートチューブ管内流路に流される冷熱出力用熱媒体または循環冷水により前記プレートチューブ間に設けられる散熱フィン間流路に流される空気を冷やして冷熱出力をなされる、
ｃ−４、あるいは前記フィンプレートチューブ管内流路に流される前記循環温水により前記プレートチューブ間に設けられる散熱フィン間流路に流される空気を加熱して温熱出力をなされる、
また／あるいは前記ａのフィンチューブと散熱フィンまたは前記ｂのプレートフィンチューブまたは前記ｃのフィンプレートチューブなどの伝熱材に、鋼材または銅系材または真鍮材またはアルミニウム材またはステンレス材が適用されるという特徴を有する空冷熱交換器または暖房熱交換器である。
本発明の請求項２６は、前記請求項２、３、１１、１２に記載の吸収式冷・温熱発生方法と装置の温熱出力モードにおける温熱出力用熱媒体または循環温水の加熱に適用し、
ａ）吸収式冷熱発生用冷媒蒸気または水蒸気による加熱用のものであって、基本的にシェルアンドチューブ型熱交換器あるいはコイル型熱交換器を適用し、伝熱管外または管内加熱用冷媒蒸気によるもう一方片側の管内または管外温熱出力用熱媒体または循環温水の加熱が可能であり、また伝熱管やフィンなどの伝熱材に鋼材または銅系材または真鍮材が適用される、
ｂ）あるいは排ガス状再生器用熱源流体による加熱用のものであって、基本的に前記フィン付き伝熱管型またはフィンチューブ型熱交換器やプレートフィンチューブ型熱交換器やフィンプレートフィンチューブ型熱交換器を適用し、伝熱管外加熱用排ガスによる管外温熱出力用熱媒体または循環温水の加熱が可能であり、また伝熱管やフィンなどの伝熱材に鋼材または銅系材または真鍮材が適用される、
ｃ）あるいは液状再生器用熱源流体または温水による加熱用のものには、基本的にシェルアンドチューブ型熱交換器あるいはコイル型熱交換器を適用し、伝熱管外または管内加熱用液状熱源流体または温水によるもう一方片側の管内または管外温熱出力用熱媒体または循環温水の加熱が可能であり、また伝熱管やフィンなどの伝熱材に鋼材または銅系材または真鍮材が適用される、
という特徴を有する温熱出力用熱媒体または循環温水加熱用熱交換器である。
本発明の請求項２７は、前記請求項２５に記載の熱交換器を適用するという特徴を有する蒸気圧縮式冷凍機、前記請求項２０に記載の蒸発器部凝縮式熱交換器、前記請求項２１に記載の蒸発器部熱交換器、前記請求項２２に記載の吸収器部熱交換器、前記請求項２３に記載の凝縮器部熱交換器、前記請求項２４に記載の熱交換器、前記請求項２５に記載の空冷熱交換器と、暖房熱交換器と前記請求項２６に記載の温熱出力用熱媒体または循環温水加熱用熱交換器を、それぞれの単独使用あるいは組み合わせ使用に適用するという特徴を有する吸収式冷熱発生装置、吸収式冷・温熱発生装置、吸収式冷熱発生、冷・温熱発生装置とガスタービンまたはマイクロガスタービンとのコンビナットコジェネ冷・温熱発生装置である。
【発明の実施形態】
【００３９】  以下には、本発明の実施形態について説明する。
まず、本発明では、初めて吸収式冷熱発生に関して、その蒸発器部凝縮式熱交換器を通じての吸収式冷熱発生用冷媒の蒸発吸熱により、前記揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させ、この様になった揮発性二次冷媒凝縮液を空冷用熱交換器内に送り、その蒸発吸熱により前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして冷熱出力をなされるという揮発性二次冷媒冷熱出力方法と装置と、この様な揮発性二次冷媒による吸収式冷熱発生方法と装置を考案した。
【００４０】  図１〜３は、前記吸収式冷熱発生方法と装置に関する前記揮発性二次冷媒冷熱出力の方法と装置を示す。
図１には揮発性二次冷媒液ポンプ方式のものを示している。この様な冷熱出力方式においては、前記蒸発器部凝縮式熱交換器により吸収式冷熱発生用冷媒液の蒸発吸熱により作られた揮発性二次冷媒液を、いったん揮発性二次冷媒レシーバーに溜まらせて、それから前記レシーバーに接続される数ｎ１≧１の二次冷媒液ポンプにより、二次冷媒配管を通じてその下流側数ｎ２≧１の空冷熱交換器に送り、そこでの冷熱出力により蒸発させ、引き続きこの様になった二次冷媒蒸気を、二次冷媒配管を通じて前記蒸発器部凝縮式熱交換器の二次冷媒側流路内に送り返す。従って、この様な揮発性二次冷媒冷熱出力装置は基本的に前記蒸発器部凝縮式熱交換器、前記揮発性二次冷媒レシーバー、数ｎ１≧１の揮発性二次冷媒液ポンプと、数ｎ２≧１の空冷熱交換器から構成される。
【００４１】  図２には二次冷媒蒸気輸送機械方式のものを示している。この様な冷熱出力方式においては、数ｎ２≧１の前記空冷熱交換器からの冷熱出力を終えた揮癸性二次冷媒蒸気をいったん二次冷媒気液分離装置に入れ、ここで気液冷媒を分離させた後、前記二次冷媒蒸気を、前記二次冷媒分離装置に接続される数ｎ３≧１蒸気輸送機械により、前記蒸発器用凝縮式熱交換器内の揮発性二次冷媒側に送り返し、そこで前記吸収式冷熱発生用冷媒液の蒸発吸熱により凝縮液に凝縮させてから、引き続き、この様な揮発性二次冷媒凝縮液を、二次冷媒配管を通じて前記空冷熱交換器に送り、冷熱出力をなされる。従って、この様な揮発性二次冷媒冷熱出力装置は、基本的に前記ｎ２≧１の空冷熱交換器、二次冷媒気液分離装置とｎ３≧１の二次冷媒用蒸気輸送機械から構成される。
【００４２】  図３には前記揮発性二次冷媒液ポンプと蒸気圧縮機械の併用方式のものを示している。この様な冷熱出力方式において、前記ｎ２≧１の空冷熱交換器からの冷熱出力を終えた二次冷媒蒸気をいったん揮発性二次冷媒気液分離装置に入れ、ここで気液冷媒に分離させた後、前記揮発性二次冷媒蒸気を、前記揮発性二次冷媒分離装置に接続されるｎ３≧１の蒸気輸送機械により、前記蒸発器部凝縮式熱交換器の揮発性二次冷媒側に送り、そこで前記吸収式冷熱発生用冷媒液の蒸発吸熱により凝縮液に凝縮させてから、前記気液分離装置に戻す。また、前記気液分離装置内の揮発性二次冷媒液を前記気液分離装置に連結されるｎ１≧１の二次冷媒液ポンプにより前記ｎ２≧１の二次冷媒空冷熱交換器に送り、冷熱出力をなされ、冷熱出力後の二次冷媒蒸気を前記気液分離装置に戻し、従って、この様な揮発性二次冷媒冷熱出力装置は、基本的に前記ｎ２≧１の空冷熱交換器、二次冷媒気液分離装置、ｎ３≧１の二次冷媒用蒸気輸送機械とｎ１≧１の二次冷媒液ポンプから構成される。
【００４３】  また前記冷熱出力用揮発性二次冷媒に、二酸化炭素やアンモニアや炭化水素系やＣＦＣ、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ等のフロン系やＨＦＥ系等の冷媒が適用される。
上述の揮発性二次冷媒冷熱出力方式の方法と装置は、本発明の核心のものであり、吸収式冷熱発生装置または吸収式冷凍機の種類や型式や効用数に問わず、吸収式冷熱発生方式のものであれば、これに適用可能であり、また本発明の揮発性二次冷媒冷熱出力方法と装置が適用された吸収式冷熱発生方法と装置も、本発明請求範囲内のものであり、前記揮発性二次冷媒冷熱出力方法と装置と、これらの方法と装置が適用される吸収式冷熱発生方法と装置に関する請求範囲と内容は、前記請求項１、１０に記載されている。
【００４４】  図４〜２０には前記請求項２、１１に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷・温熱発生方法と装置または前記請求項３、１２に記載の冷熱出力用非揮発性熱媒体または循環冷水による吸収式冷温熱発生方法と装置に関しての吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置を示す。
【００４５】  図４は、効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、直接に前記再生器上方に設置された暖房用熱交換器に送り、これにより前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされ、この様になった冷媒凝縮液を、重力により前記再生器内に戻すという吸収サイクルを介しない温熱出力方法と装置の例である。図５、６は、それぞれ効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気が、暖房用熱交換器に入って温熱出力後生じた冷媒凝縮液を重力または圧力差あるいは重力と圧力差により吸収器内に戻すという吸収サイクルを介しない温熱出力方法と装置の例である。また図７は前記温熱出力後生じた冷媒凝縮液は、蒸発器部を経由して前記吸収器内に戻すという吸収サイクルを介しない温熱出力方法と装置を示している。
【００４６】  図８、９はそれぞれ効用数ｎ≧１の吸収液再生工程において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または温水を加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、温熱出力をなされ、この様になった冷媒凝縮液を重力または圧力差あるいは重力と圧力差により吸収器内に戻すかあるいは蒸発器部を経由して吸収器内に戻し、前記吸収器内の希吸収液を前記再生器に供給するという吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置を示している。
【００４７】  図１０、１１は、それぞれ効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器において吸収液の代わりに冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、暖房用熱交換器に供給し、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされ、温熱出力後の冷媒凝縮液を、重力により前記再生器に戻すかあるいは蒸発器を経由して液ポンプにより前記再生器内に戻すという吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置を示している。
【００４８】  図１２、１３は、それぞれ効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程用再生器に吸収液の代わりに蒸発器から冷媒液を供給し、前記冷媒液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または温水を前記冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使用して温熱出力をなされ、また前記加熱使用後の冷媒凝縮液を重力により再生器内に戻すかあるいは蒸発器部に戻してから液ポンプにより前記再生器内に供給するという吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置を示している。
【００４９】  図１４、１５は、それぞれ再生器用熱源流体を、効用数ｎｓ≧１の吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、直接に温熱出力用熱媒体加熱専用熱交換器あるいは暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされるという吸収サイクルを介しないという温熱発生方法と装置を示している。
【００５０】  上述の吸収サイクルを介しないという温熱発生方法と装置は、特に熱源流体の温熱発生への直接利用の方が、熱利用効率が高いことと、吸収冷熱発生の目的に併用できることに特徴付けられている。
【００５１】  図１６〜１９は前記請求項２、１１に記載の前記揮発性二次冷媒冷熱出力モードと前記吸収サイクルを介する温熱出力モードを併用する吸収式冷・温熱発生方法と装置の詳細である。
【００５２】  図１６は、効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程からの冷媒蒸気を、凝縮器部熱交換器を通る際、冷却して凝縮させ、この様になった冷媒凝縮液を前記蒸発器部内に導入して前記蒸発器部凝縮式熱交換器用伝熱管の外壁面に散布し、その蒸発吸熱により前記伝熱管内の揮発性二次冷媒蒸気を、凝縮させてから、前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法により空冷用熱交換器内に送り、そこでその蒸発吸熱により前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして冷熱出力をなされる冷熱出力モードと、前記冷熱出力の同時に、温熱出力媒体または温水を吸収器部熱交換器内に導入し、前記吸収器部熱交換器用伝熱管の外壁面に散布される吸収液が前記蒸発器部からの冷媒蒸気を吸収する際の吸収熱を吸収させてから、前記凝縮器部熱交換器内に送り、そこで前記再生工程から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送るという揮発性二次冷媒冷熱出力モードと吸収サイクルを介する温熱出力モードとの同時操作が可能な特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法と装置を示している。
【００５３】  図１７は、前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力モードと、前記再生工程用再生器で作られる冷媒蒸気を一部凝縮器に送って冷却用熱媒体により凝縮させ、一部温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器内を送り、温熱出力用熱媒体または温水の加熱に使用し、この様な温熱出力用熱媒体または温水を、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、温熱出力をなされるという温熱出力モードとの同時操作が可能であると共に、またこの様になった冷媒凝縮液を重力により凝縮器内に導入するかあるいは重力と圧力差により蒸発器内に戻し、前記凝縮器縮器部と温熱出力熱媒体または温水加熱専用熱交換器部の冷媒凝縮液を合わせて蒸発器部での冷熱出力に使用可能であるという冷熱発生と温熱発生との同時操作が可能な特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法と装置を示している。
【００５４】  図１８は、前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力モードと、温熱出力媒体または温水を吸収器部熱交換器内に導入し、前記凝縮器部からの冷媒凝縮液を、前記蒸発器部を経由してあるいは直接に前記吸収器部内に導入し、前記吸収器部内の吸収液と共に前吸収器部熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または温水の予熱に使用し、この様に予熱された温熱出力用熱媒体または温水を、前記凝縮器部熱交換器を通らせ、前記再生工程から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送るという温熱出力モードを兼有し、揮発性二次冷媒冷熱出力と吸収サイクルを介する温熱出力との交替操作が可能な特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法と装置を示している。
【００５５】  図１９は、前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力モードと、温熱出力用媒体または温水を、前記凝縮器部熱交換器を通らせ、前記再生工程から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、温熱出力をなされる温熱出力モードを兼有し、この様にして冷熱出力と温熱出力との交替操作が可能な特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法と装置の例である。
【００５６】  また前記請求項２、１１に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力モードと前記吸収サイクルを介しない温熱発生モードのどちらかを組み合わせて使用する吸収式冷・温熱発生方法と装置は、図６〜１３にも示されている。
【００５７】  以上の吸収冷・温熱発生方式は、揮発性二次冷媒冷熱出力を始め、吸収サイクルを介するかしないかという温熱出力モード、冷熱と温熱の同時発生と交替発生方式と幅広い冷温熱発生の需要に対応できることに特徴づけられている。
【００５８】  また、前記請求項３、１２に記載の吸収サイクルを介しない温熱発生モードと蒸発器部における冷熱発生用非揮発性熱媒体または循環冷水冷熱出力による冷熱発生モードを組み合わせた吸収式冷・温熱発生方法と装置は、図６〜１３に示した吸収式冷・温熱発生方法と装置において、前記揮発性二次冷媒冷熱出力方式を、非揮発性熱媒体または循環冷水冷熱出力方式に置き換えて説明できる。
【００５９】  図２０は、吸収サイクルを介しない温熱発生モードと冷熱出力用非揮発性熱媒体または循環冷水冷熱出力方式の冷熱発生モードを兼有する冷・温熱発生方法と装置に関して、図６に示した例において前記揮発性二次冷媒冷熱出力方式を前記非揮発性熱媒体または循環冷水冷熱出力方式に置き換えたものを示している。
つまり、冷熱発生モードでは、効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程と凝縮工程からの冷媒凝縮液を凝蒸発器内に導入して蒸発器部熱交換器伝熱管の外壁面に散布してその蒸発吸熱により、前記蒸発器部熱交換器を通る冷熱出力用熱媒体または循環冷水を冷却し、この様な冷熱出力用熱媒体または循環冷水を末端冷熱出力用空冷熱交換器に送り、前記空冷熱交換器を通る空気の冷却に使用して冷熱出力をなされ、一方、温熱発生モードでは、吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、暖房用熱交換器に送って温熱出力後生じた冷媒凝縮液を重力と圧力差により吸収器内に戻し、この様にして前記冷熱発生モードと温熱発生モードの交替操作が可能になる。
【００６０】  また、本発明の前記揮発性二次冷媒冷熱出力方式の冷熱発生モードを有する吸収式冷・温熱発生方法と装置と、前記吸収サイクルを介しない温熱発生モードを有する吸収式冷・温熱発生方法と装置に関する冷・温熱発生の熱源には、図２１−ａ、ｂ、ｃに示すように、吸収式冷熱発生用再生器、または直だき再生器、高温ガスや高温水蒸気や高温水など形の排熱及び高温水蒸気発生のボイラが適用でき、さらに前記排熱適用の冷熱発生、温熱発生または冷・温熱発生に関する方法と装置はコジェネ方法と装置に適用できる。この様なコジェネ方法と装置に関する発明の詳細例については後述する。
【００６１】  前記吸収サイクルを介しない温熱発生モードと非揮発性冷熱出力用熱媒体冷熱出力の冷熱発生モードを兼有する吸収式冷熱、温熱発生方法と装置に関する請求範囲と内容を前記請求項３、１２に記載しており、また前記揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生、前記吸収サイクルを介しない温熱発生、これらの冷熱、温熱発生モードが適用される吸収式冷・温熱発生に適用の熱源方式と装置に関する請求範囲と内容を前記請求項２、３、１１、１２に記載している。
【００６２】  本発明では、初めて前記請求項４、５に記載の吸収冷凍サイクルに蒸気圧縮式冷凍サイクルをカスケードした冷熱発生、冷・温熱発生方法と装置を考案した。図２２、２３にはこの様なカスケード冷熱発生、冷・温熱発生方法と装置を示す。
【００６３】  図２２には、吸収冷凍サイクルに蒸気圧縮式冷凍サイクルをカスケードした冷熱発生方法と装置と装置を示している。つまり、前記請求項２、１１に記載の前記揮発性二次冷媒冷熱出力方式の吸収式冷熱発生方法あるいは吸収冷凍サイクル用蒸発器部凝縮式熱交換器を、等圧放熱、断熱膨張、等圧吸熱と断熱圧縮という複数の過程から構成されるという特徴を有する蒸気圧縮式冷凍サイクル用コンデンサーとし、前記冷熱出力用揮発性二次冷媒を前記蒸気圧縮冷凍サイクル用冷媒とし、この様にして前記吸収冷凍サイクルに前記蒸気圧縮冷凍サイクルをカスケードし、前記効用数ｎｓ≧１の吸収液再生工程からの冷媒凝縮液を前記蒸発器部内に導入し、前記蒸発器部凝縮式熱交換器用伝熱管の外壁面に散布し、その蒸発吸熱により前記伝熱管内の揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させ、この様な揮発性二次冷媒または冷媒凝縮液を、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルの伝熱膨張過程により膨張させて温度が下げられてから前記蒸気圧縮式冷凍サイクル用蒸発器あるいは空冷熱交換器内に送り、その蒸発吸熱により、前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして前記吸収冷凍サイクル用蒸発器部の冷熱発生温度よりも低い温度下で冷熱出力をなされる。
また前記冷熱出力用揮発性二次冷媒あるいは蒸気圧縮冷凍サイクル用冷媒に、二酸化炭素やアンモニアや炭化水素系やＣＦＣ、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ等のフロン系やＨＦＥ系等の冷媒が適用される。
【００６４】  また、図２３には、前記請求項２、１１に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力による冷熱発生モードと温熱発生モードを兼有する吸収式冷・温熱発生の吸収冷凍サイクルに蒸気圧縮式冷凍サイクルをカスケードした冷・温熱発生方法と装置を示すものである。ここで、前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方式の冷熱発生モードと前記請求項２、１１に記載の吸収サイクルを介しない温熱発生モードのどちらかを兼有する吸収式冷・温熱発生サイクル、または吸収冷凍サイクルに、図２２に示したカスケード方法により、蒸気圧縮式冷凍サイクルをカスケードして、前記蒸気圧縮式冷凍サイクル用蒸発器または空冷熱交換器により、前記吸収冷凍サイクル用蒸発器部での冷熱発生温度よりも低い温度下での冷熱出力も可能であると共に、再生器部で発生した温熱も出力できる。
【００６５】  以上で説明したカスケード冷熱、冷温熱発生方法と装置は、吸収冷熱発生と蒸気圧縮式冷熱発生の特徴を融合した従来のない熱と電力あるいは動力と併用可能なシステムであり、これに関する請求範囲と請求内容を前記請求項４、５、１３、１４に記載している。
また本発明の吸収サイクルを介しない温熱発生、またはこの様な温熱発生モードを持つ排熱適用な吸収式冷・温熱発生、または以上で説明した熱と電力あるいは動力と併用可能な吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生、冷・温熱発生に関する方法と装置は、極めて熱電総合利用のコジェネに適している。
【００６６】  本発明では、図２４〜２９に示すように、前記揮発性二次冷媒冷熱出力方式の吸収式冷熱発生、この様な揮発性二次冷媒冷熱出力モードと温熱発生モードを兼有するという特徴を有する吸収式冷・温熱発生、前記吸収サイクルを介しない温熱発生モードと非揮発性冷熱出力用熱媒体冷熱出力の吸収式冷熱発生モードを兼有するという特徴を有する吸収式冷・温熱発生と、前記揮発性二次冷媒冷熱出力方式の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生、冷・温熱発生に、熱源としての排熱と装置所要電力がガスタービンまたはマイクロガスタービンによって提供できることにより、この様な冷熱発生、冷・温熱発生とカスケード冷熱発生、冷・温熱発生装置とガスタービンまたはマイクロガスタービンを組み合わせて使用するコンビナットコジェネ冷熱発生、冷・温熱発生の方法と装置を考案した。
【００６７】  図２４は、前記揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生方法とガスタービンまたはマイクロガスタービンを組み合わせたコンビナットコジェネ方法と装置の例である。ここで、前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方式の吸収式冷熱発生方法による冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、前記吸収式冷熱発生用高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱が適用されると共に、前記吸収式冷熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働する。
【００６８】  図２５−ａ、ｂ、ｃは、前記吸収サイクルを介しない温熱発生モードを備える吸収式冷温熱発生方法と装置に関して、その温熱発生装置部とガスタービンまたはマイクロガスタービンを組み合わせた発電とコジェネ温熱発生の方法と装置の例である。ここで、前記請求項２、１１または前記請求項３、１２に記載の吸収サイクルを介しない温熱発生方法に関する暖房用熱交換器や温熱出力用熱媒体または温水用熱交換器や再生器またはボイラ等の温熱発生用熱源に前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱が適用されると共に、前記温熱発生装置部を、例えばファンや液ポンプの所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働する。ただし、この様な排熱直接利用には、加熱あるいは熱交換効率の高いフィンチューブ型やプレートフィンチューブ型あるいはフィンプレートフィンチューブ型などのコンパクト熱交換器が必要であり、これについては後述する。
【００６９】  図２６、２７は、それぞれ前記揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生モードと温熱発生モードを兼有する吸収冷・温熱発生方法による冷・温熱発生装置、前記吸収サイクルを介しない温熱発生モードと非揮発性冷熱出力用熱媒体冷熱出力による吸収式冷熱発生モードを兼有する吸収冷・温熱発生方法による冷・温熱発生装置と、ガスタービンまたはマイクロガスタービンを合わせたコンビナットコジェネ方法と装置の例である。つまり、前記請求項２、１１に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生モードと前記吸収サイクルを介しない温熱発生モードを兼有する吸収式冷・温熱発生方法による冷・温熱発生装置、あるいは前記請求項３、１２に記載の吸収サイクルを介しない温熱発生モードと非揮発性二次冷媒または循環冷水冷熱出力モードを兼有する吸収式冷・温熱発生方法による吸収式冷・温熱発生装置と、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、前記吸収式冷・温熱発生用の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱が適用されると共に、前記吸収式冷・温熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働する。
【００７０】  図２８は、前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法による冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせたコンビナットコジェネ方法と装置の例である。つまり、前記請求項４、１３に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法による冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、その高温段の吸収式冷熱発生の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働する。
【００７１】  図２９は、前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生方法による冷・温熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせたコンビナットコジェネ方法と装置の例である。つまり、前記請求項５、１４に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生方法による冷温熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、その吸収式冷熱発生と温熱発生の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱を適用すると共に、前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働する。
【００７２】  上述の揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生、吸収サイクルを介しない温熱発生、この様な冷熱、温熱発生モードの特徴を有する吸収式冷・温熱発生、カスケード冷熱発生、冷・温熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせたそれぞれのコンビナットコジェネ方法と装置は、上述の冷熱、温熱発生モードに適用する小温度差熱交換や高温熱源のなるべく直接な利用等の利点に特徴づけられている。
【００７３】  また、これらのコジェネ冷熱発生、冷・温熱発生、コジェネカスケード冷熱発生、冷温熱発生に関する吸収冷凍サイクルの冷熱出力用二次冷媒または蒸気圧縮式冷凍サイクル用冷媒には、二酸化炭素、アンモニア、炭化水素系冷媒、ＣＦＣ、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ等のフロン系冷媒とＨＦＥ系冷媒が適用できる。
上述にコジェネ冷熱発生、冷・温熱発生とコジェネカスケード冷熱発生、冷・温熱発生に関する方法と装置は、本発明に独有のものであり、これらの発明に関する請求範囲と請求内容を前記請求項６〜９、１５〜１８に記載している。
【００７４】  また、前記請求項１、４に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力に関する蒸発器用凝縮式熱交換器、揮発性二次冷媒用空冷熱交換器、二次冷媒液ポンプ、二次冷媒蒸気輸送機械、揮発性二次冷媒レシーバーと揮発性二次冷媒気液分離器、前記請求項１〜３、１０〜１２に記載の吸収式冷熱発生方法と装置または吸収式冷・温熱発生方法と装置に関する再生器または直だき再生器、暖房用熱交換器、温熱出力用熱媒体または温水加熱用熱交換器または高温水蒸気発生用ボイラと前記請求項４、５、１３、１４に記載の吸収冷凍サイクル／蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱、冷・温熱発生方法と装置に関するコンプレッサー、冷媒蒸発器あるいは空冷熱交換器あるいは蒸気圧縮式冷凍機と、前記請求項６〜９、１５〜１８に記載の吸収式冷熱発生、冷・温熱発生と吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱、冷・温熱発生方法による冷熱発生、冷・温熱発生と、ガスタービンまたはマイクロガスタービンを組み合わせたコンビナットコジェネ冷熱、冷・温熱発生に関するガスタービンまたはマイクロガスタービンは、上述の本発明方法と装置に適用されれば、本発明請求範囲内のものとなるため、これらの発明関連請求範囲と内容を前記請求項１９に記載している。
【００７５】  本発明では、吸収式冷熱発生用蒸発器部において冷媒蒸発吸熱によって生じた冷熱により、揮発性二次冷媒蒸気を冷却して凝縮させ、この様な揮発性二次冷媒凝縮液を末端冷熱出力用空冷熱交換器に送り、その蒸発吸熱により空気を冷やして冷熱出力をなされるように、この様な吸収式冷熱発生用冷媒の等温蒸発吸熱と冷熱出力用揮発性二次冷媒等温凝縮放熱による小温度差熱交換に適用できるような蒸発器部凝縮式熱交換器を考案し、以下のように具体化を図っている。
【００７６】  図３０−ａ、ｂ、ｃには、前記請求項２０に記載の凝縮式蒸発器熱交換器に適用するシングル流路伝熱管の幾何形状の例を示す。
【００７７】  ここで、図３０−ａには、通常のシングル流路平滑管の形状を、図３０−ｂにはシングル流路花柄伝熱管の形状を、図３０−ｃには、管外壁面に波紋状突起部が設けられるシングル流路伝熱管形状を示す。図３０−ｂ、ｃに示した花柄伝熱管あるいは管外壁面に設けられる山や台などのような突起部の断面形状を、波紋形のような突起部を例にして、管内流路方向の溝凹部及び凸部の半径ｒ１、ｒ２、溝深さｈ、および円周当たりの溝数などの幾何形状パラメータを設定することにより、多様なパターンが可能になる平行な突起部または溝からなるものである。
【００７８】  冷熱発生用冷媒の蒸発吸熱と冷熱出力用二次冷媒蒸気の凝縮放熱による熱交換には、図３０−ａ、ｂ、ｃに示した平滑伝熱管、花柄伝熱管あるいは波紋や山や台形などのような突起部の断面形状を持つシングル流路伝熱管の管束から構成される凝縮式蒸発器熱交換器が適用できる。
【００７９】  図３１には、前記請求項２０に記載の複数並列流路を有するプレ−トチューブの形状の例を示すものである。
【００８０】  この図に示すように、前記プレ−トチューブは、基本的に、２つあるいは２つ以上の複数管内流路が並行に設けられ、管内側流体と管外壁面に沿って流下する液膜との間に、管内外温度差による熱交換が可能なものである。
【００８１】  また、図３１に示した円形流路プレ−トチューブ伝熱管に関する管内直径ｄが数ミリないし１ミリ以下の場合には、前記請求項２０に記載の微細チャンネルあるいは微細流路のものになる。
【００８２】  また、図３０−ａ、ｂ、ｃと図３１に示した平伝熱滑管、花柄伝熱管あるいは管外壁面に波紋や山や台等のような突起部あるいは溝を有するプレートチューブ管内流路は、請求項２０に記載の円心対称形状管内流路を有するものである。
【００８３】  図３２には、前記請求項２０に記載の非円形管内流路を有するプレートチューブ伝熱管を、矩形流路のものを例にして説明するものである。この様な非円形の複数管内流路を有するプレ−トチューブも前記蒸発器部凝縮式熱交換器に適用できる。
【００８４】  図３３、３４には、前記請求項２０に記載の管内流路チューブの間に薄いプレート部が設けられる拡張プレートチューブ伝熱管の例を示すものである。図３３は揮発性二次冷媒流路部チューブ部の管内外断面形状が円形のものを、図３４は前記流路部チューブ部の管内外断面形状が共に矩形のものを示す。この様な薄いプレート部を有する拡張プレートチューブ伝熱管は、必要に応じ、前記薄いプレート部の幅Ｗを調整することにより、単位長さ当たりの前記拡張プレートチューブ管外側伝熱面積の増減あるいは管内外局部伝熱面積の比の調整が図れるものである。
【００８５】  図３５には、前記請求項２０に記載の波紋状などの突起部を有する薄いプレート部有する拡張プレートチューブ伝熱管の例を示す。この様な波紋状などの突起部は、図３０に示した山や台形などのような突起部形状のように、溝凹部及び凸部の半径や溝深さ、単位長さ当たりの山数あるいは溝数などの幾何形状パラメータを設定することにより、多様なパターンが可能になる平行な溝からなるものである。
【００８６】  また、前記拡張プレートチューブの薄いプレート部には、伝熱増強などの目的でスリットや孔を設けることが可能であるが、このように薄いプレート部にスリットや孔が設けられるという特徴を有する拡張プレートチューブは、薄いプレート部が設けられるという特徴が変わっていないため、本発明範囲内のものであることを説明しておく。
【００８７】  図３６−ａ、ｂは、前記請求項２０に記載の、管外壁面にフィン状あるいは波紋や山や台形等のような形状の突起部を管内流路方向に設けられる伝熱管を、フィンプレートチューブを例にして示すものである。ここで、図３６−ａには、管外面にフィン状突起部のものを、図３６−ｂには台形突起部のものを示す。また、この様なフィン状あるいは波紋や山や台形等の突起部の形状は、図３６−ｂに示す台形の突起部を例にして台形のピッチｐ、頂部幅ａ、底部幅ｂと高さｈなどの形状パラメータにより決定できる。また、これらの形状パラメータの設定により、多様なパターンと、局部伝熱面積増加、伝熱促進の効果が図れる。また、この様なフィン状あるいは波紋や山と台形等のような突起部形状に関して、それらの高さｈをゼロに設定する場合、これは、前記プレートチューブ伝熱管の外面は平滑状であることを指す。また、管外壁面にフィン状あるいは波紋や山や台形等のような形状の突起部を管内流路方向に設けられるシングル流路伝熱管には、図３０−ｃに示した例が適用される。
【００８８】  図３７、３８、３９は、前記請求項２０に記載の管外面にフィン状あるいは波紋や山や台等のような形状の突起部を管内流路の垂直方向あるいは円周方向に間歇あるいは連続に設けられる特徴を有するフィン付き路伝熱管を、フィン状のような突起部を有するフィンプレートチューブとフィンチューブを例にして示すものである。また、図３７に示したような管外面に間歇に設けられるフィン状あるいは波紋や山や台形等のような形状の突起部は、請求項２０に記載の管内流路方向あるいはその垂直方向に関わらず、同様なものである。また、図３８には、管外壁面に間歇に設けられる円周方向数ｎｆ（≧１）のフィン状あるいは波紋や山や台形等のような突起部を有するシングル流路伝熱管を、フィンチューブを例にして示している。この様な幅ｗを有する間歇部は、前記突起部の長さ方向に数ヶ所設けることが可能である。また前記円周方向フィン状あるいは波紋や山や台形等のような突起部の数ｎｆ＝１の場合、図３９に示したフィンチューブは円周方向連続的フィン状あるいは波紋や山や台形等のような突起部を有するものになる。また、前記フィンチューブに付けられるフィンは、溶接、植え込み、引き抜き、はめ込み、巻き込みの取り付け方により設けられる。
【００８９】  図４０−ａには、請求項２０に記載の管内面に螺旋状突起部がシングル流路伝熱管の様子を、山状のような突出部あるいは溝を例にして示す。また、前記山状のような突出部のほか、図４０−ｂに示す波紋状や台形などのような突起部も螺旋状のように設けることが可能であり、また、この様なフィン状あるいは波紋や山や台形等のような突起部は、図４０−ｃ、ｄに示すように、プレートチューブの管内壁面にも設けることが可能である。
また、この様にシングル流路伝熱管あるいはプレートチューブ伝熱管の管内壁面に設けられるフィン状あるいは波紋や山や台形などのような溝や突起部は、上述のそれらの管外壁面に設けられるケースと同様に、溝の高さ、底部あるいは頂部の幅とピーチなどの形状パラメータの設定により、多様なパターンが可能である。また、このような管内溝や突起部形状の高さをゼロに設定する場合、これは、前記シングル流路伝熱管あるいはプレートチューブ伝熱管の管内が平滑状であることを指す。
【００９０】  また、請求項２０に記載の管外面に多数の微細空孔を有するシングル流路伝熱管あるいはプレートチューブ伝熱管は、管外面に物理的あるいは物理化学的あるいは電気化学的処理法により多数の微細空孔あるいは連通状微細空孔を設け、管外熱媒体蒸発伝熱の促進を図るものである。また、この様な微細空孔の形状は、様々のため、ここでの図示を省略する。
【００９１】  図４１〜４４には、前記請求項２０に記載の流れ案内板付き伝熱管の例を示す。図４１、４２、４３は、前記流れ案内板とフィンチューブ、平滑伝熱管を例にする前記シングル流路伝熱管との接触配合の様子であり、図４４は前記流れ案内板と前記伝熱管との非接触配合の様子である。前記伝熱管下部に案内板上部を接触配合した方が前記伝熱管下部の液溜まりを案内する効果を持っている。
【００９２】  また、前記流れ案内板部には、伝熱増強などの目的でスリットや孔を設けることが可能であるが、このように流れ案内板にスリットや孔が設けられるという特徴を有する流れ案内板付き伝熱管は、前記流れ案内板が設けられるという特徴が変わっていないため、本発明範囲内のものであることを説明していきたい。
【００９３】  図４５−ａ、ｂ、ｃには、前記請求項２０に記載の前記シングル流路伝熱管あるいはプレートチューブ伝熱管の上下流側流路の接続に関して、管内液流体、例えば冷媒あるいは二次冷媒流れの再分配機能を有するＵ字形流路あるいはＵ字形流路接続部の様子を示す。図４５−ａには、上流側からの管内流体が、前記Ｕ字形流路あるいはＵ字形流路接続部を通じる際、混合され、流路数が変わらずに、下流側管内流路に分配される様子を示し、図４５−ｂには、上流側からの管内流体が、前記Ｕ字形流路あるいはＵ字形流路接続部を通じる際、流路数が増える下流側管内流路に分配される様子を示し、図４５−ｃには、上流側からの管内流体が、前記Ｕ字形流路あるいはＵ字形流路接続部を通じる際、流路数が減る下流側管内流路に分配される様子を示している。
【００９４】  図４６−ａ、ｂには、前記請求項２０に記載のシングル流路伝熱管あるいはプレートチューブあるいは流れ案内板付き伝熱管あるいは拡張プレートチューブの管束の上下流接続部に、揮発性二次冷媒流れの再分配機能のないＵ字形流路あるいはＵ字形流路接続部の様子を示す。図４６−ａには、上流側一つの流路からの流れが前記Ｕ字形流路あるいはＵ字形流路接続部を通る際、流路数が変わらずにそのまま下流の管内流路に入る様子を示し、図４６−ｂには、上流側複数流路、例えばプレートチューブの複数流路からの流れが、それぞれの前記Ｕ字形流路あるいはＵ字形流路接続部に接続され、それぞれの下流管内流路に入る様子を示している。
【００９５】  また、図４５−ａ、ｂ、ｃと図４６−ａ、ｂに示した流路数の変わるあるいは変わらないＵ字形流路またはＵ字形流路接続部は、必要に応じて混用可能である。
従って、図４５−ａ、ｂ、ｃと図４６−ａ、ｂに示した各種の前記Ｕ字形流路あるいはＵ字形流路接続部とそれらの各種の使い方によって、管内揮発性二次冷媒のかわきどあるいはクォリティに関わる局部熱伝達係数の変化を考慮して伝熱面積の合理的な分配と前記凝縮式蒸発器熱交換器の最適設計が可能である。
【００９６】  図４７−ａ、ｂ、ｃ、ｄには、前記請求項２０に記載の管内流路を縦方向あるいは水平方向に設置するシングル流路伝熱管あるいはプレートチューブあるいは流れ案内板付き伝熱管あるいは拡張プレートチューブの配置方法の例を示す。図４７−ａ、ｂは、それぞれ流路断面から見ると、シングル流路伝熱管の四方形配置（ａ）と三角形配置（ｂ）の様子を、図４７−ｃ、ｄは、それぞれ流路断面から見ると、複数の並行流路を有するプレートチューブまたは拡張プレートチューブの並行配置（ｃ）と交差配置（ｄ）の様子を示している。
【００９７】  図３０〜４７に示した伝熱管の例を通じて、本発明の吸収式冷熱発生用蒸発器部凝縮式蒸発器に適用可能な各種シングル伝熱管、プレートチューブ伝熱管と案内板付きシングル伝熱管について説明した。この様なシングル流路伝熱管、プレートチューブ、拡張プレートチューブと流れ案内板付き伝熱管を適用する吸収冷熱発生用蒸発器部凝縮熱交換器により、蒸発器部における吸収冷熱発生用冷媒の等温蒸発吸熱と冷熱出力用揮発性二次冷媒の等温凝縮放熱による小温度差熱交換が可能になる。
【００９８】  本発明の吸収式冷熱発生用蒸発器部凝縮式熱交換器に関してのより詳細なことについては、以下の様に例を挙げて説明する。
【００９９】  図４８−ａ、ｂには、それぞれ請求項２０に記載の管外液流体用初期分配装置の例とその管外液流体分配用チューブの詳細を示す。ここで、管外液流体とは以下で説明する伝熱管の外壁面に沿う流下液膜のことを指している。
【０１００】  図４８−ａに示した前記管外液流体初期分配装置の例は、複数の管外液流体分配用チューブが管外液流体用ヘードチューブに流路が連通されるように固定されるものである。また、図４８−ｂに示したように前記管外液流体分配用チューブの下部に複数の液流体分配口が、そこから前記管外液流体分配用チューブ流路内の液流体を下方に分配・散布できるように設けられている。従って、前記管外液流体ヘードチューブに入ってくる液流体は、前記複数の管外液流体分配用チューブに分配され、さらに、各々の前記管外液流体分配用チューブの下部に設けられる複数の液流体分配口により、前記凝縮式蒸発器熱交換器のシングル流路伝熱管あるいはプレートチューブあるいは拡張プレートチューブあるいは流れ案内板付き伝熱管の外面に均一に分配・散布される。
【０１０１】  図４９−ａ、ｂは、請求項２０に記載の管外液サブ分配方法と装置について説明するものである。
【０１０２】  図４９−ａは、前記管外液サブ分配装置の例に関する立体図であり、図４９−ｂは、その形状の詳細を示すものである。図４９−ａ、ｂから分かるように、前記管外液サブ分配装置の上半部は、上方からの液流体を受けやすいように、Ｖ字形液流体受け皿部が設けられ、これに受け取られた液流体を、以下に述べる下方の拡張プレートチューブまたはプレートチューブの外面に分配、散布しやすいように、Ｖ字形液流体受け皿底部の長さ方向に複数の開口が設けられ、さらに、Ｖ字形液流体受け皿の下方には、液流体の流路とガイド部を兼有する流れ案内板が設けられている。
【０１０３】  また、図５０−ａ、ｂは、前記管外液サブ分配装置の例に関する設置方法について拡張プレートチューブの場合を例にして説明するものである。図５０−ａには、前記管外液流体用サブ分配装置が前記管外液流体用初期分配装置の管外液流体分配用チューブの直下に、上方からの液流体を受けやすいように設けられる様子を示し、図５０−ｂには、前記管外液流体サブ分配装置がその上方の拡張プレートチューブからの管外液を受けやすいように設置される様子を示している。また、図５０−ａ、ｂには、前記拡張プレートチューブの上部が前記管外液サブ分配装置下部の案内板の間に挟まれて設置される様子を示している。したがって、この様にして前記管外液流体用サブ分配装置のＶ字形液流体受け皿部に受け取られる液流体を、その下部案内板により、下方に設置される拡張プレートチューブの上部外面に均一に分配・散布することが可能である。
【０１０４】  図５１−ａには、前記請求項２０に記載の管内流体初期分配装置の例を示す。管内流体用ヘードチューブの流路内に入ってくる管内流体は、複数の並列管内流体用チューブと、それらに設けられる複数の並列流路接続口により、前記各種伝熱管の流路に分配される。また、図５１−ｂには、請求項２０に記載拡張プレートチューブを例にして、前記管内流体初期分配装置のヘードチューブに前記拡張プレートチューブの複数流路を接続する様子あるいは接続仕方を示す。
【０１０５】  図５２には、前記請求項２０に記載の管内流体用サブ分配装置の例を示す。この図に示したように前記管内流体用サブ分配装置は基本的に管内流体用サブ分配装置本体、上流チューブへの複数ｍ１（≧１）の接続配管と下流チューブへの複数ｍ２（≧１）の接続配管から構成される。ただし、ｍ１とｍ２とは同数でなくてもよい。また、この管内流体用サブ分配装置は、後述のカスケード冷熱、冷温熱発生に関する蒸気圧縮式冷凍サイクル用蒸発器あるいは空冷熱交換器の冷媒分配装置として適用できる。
【０１０６】  従って、この様な管内流体用分配装置は、図４５−ａ、ｂ、ｃに示した上流側から管内流体を再分配するＵ字形流路あるいはＵ字形流路接続部の機能を有し、上流からの管内流体が、前記管内流体用分配装置を通る際、混合され、流路数が変わらずあるいは変わって、下流の管内に分配されることが可能である。
【０１０７】  図５３、５４は、前記請求項２０に記載の拡張プレートチューブ型熱交換器の例である。
図５３は、前記拡張プレートチューブ、前記請求項２０に記載の管内流体用初期分配装置と管内流体用サブ分配装置により連結された前記蒸発器部凝縮式熱交換器の主体部である。この様な蒸発器部凝縮式熱交換器においては、管内流体用初期分配装置、サブ分配装置、管外液用サブ分配装置が適用されており、管内流体が前記管内流体用初期分配装置に入ってから、複数拡張プレートチューブのそれぞれの複数流路に分配される。また、前記複数拡張プレートチューブの管内流体が前記管内流体用サブ分配装置を経過する際、そこで、合流されてからその下流のより数の少ない複数流路に再分配される。また、管外液流体は、図５０−ａ、ｂに示したように前記管外液流体サブ分配装置のＶ字部液流体受け皿に受けられる後、Ｖ字部液流体受け皿下部の流れ案内板により、その下流側拡張プレートチューブの上部外壁面に再分配散布される。
【０１０８】  図５４は、図５３に示した拡張プレートチューブ型熱交換器において前記管内流体用サブ分配装置を使わず、上流側のプレートチューブ伝熱管の複数流路がそれぞれの接続用配管により、その下流側のプレートチューブ伝熱管の同数流路に流路を変えずに接続するものである。
【０１０９】  図５５には、前記請求項２０に記載の流れ案内板付き伝熱管から構成される熱交換器本体の例を示す。この様な熱交換器は、必要に応じて図５３、５４に示した拡張プレートチューブ型熱交換器の様に、これに前記請求項２０に記載の再分配機能のあるまたはないＵ字形接続部、管外液流体用初期分配装置、管外液流体用サブ分配装置、管内流体用初期分配装置と管内流体用サブ分配装置により組み立てられる。また、図５５に示した流れ案内板付き伝熱管式熱交換器に適用される伝熱管は、その外壁面付きの散熱フィンがなければ、図５３、５４に示した拡張プレートチューブのものになれる。従って、前記流れ案内板伝熱管式熱交換器は前記拡張プレートチューブ型熱交換器の一種類である。
【０１１０】  本発明では、初めて図５３、５４、５５に示したような拡張プレートチューブ型熱交換器と案内板付き伝熱管型熱交換器を考案した。従って、この様熱交換器は、設計パラメータや適用伝熱材料や用途に拘らず、伝熱管の間に薄いプレート部あるいは流れ案内板が設けられる特徴があれば、本発明請求範囲内のものである。
【０１１１】  また、図５３、５４、５５に示した拡張プレートチューブ型と流れ案内板付き伝熱管型の熱交換器は、前記吸収冷熱発生用蒸発器部凝縮式熱交換器に適用される場合、伝熱管内には冷熱出力用揮発性二次冷媒蒸気を流し、その凝縮放熱により前記伝熱管外には分布される吸収冷熱発生用冷媒流下液膜を蒸発させることができる。また、この様な蒸発器部凝縮式熱交換器用伝熱材には、銅系やキュプロニッケル材やステンレス材が適用できる。
【０１１２】  上述の詳細な構成による吸収式冷熱発生用蒸発器部凝縮式熱交換器は、これに適用される前記各種伝熱管と適用伝熱材料を含めて、本発明の重要構成部分であり、これに関する請求範囲と請求内容を前記請求項２０に記載している。
【０１１３】  また、前記請求項２０に記載の拡張プレートチューブ伝熱管式熱交換器と流れ案内板付き伝熱管式熱交換器は、図５３、５４、５５に示したように、管内揮発性二次冷媒凝縮放熱と管外冷媒液蒸発吸熱に適用できる以外、以下のようなケースにも適用できる。
【０１１４】  １）管外側流下冷媒液膜の蒸発吸熱による管内側冷熱出力用熱媒体の冷却、凝縮
２）管外側冷媒蒸気の凝縮放熱による管内側温熱出力用熱媒体の加熱
３）管内側冷却用熱媒体により管外流下吸収液膜が冷媒蒸気を吸収する際の吸収熱の除去
４）管外側流下吸収液膜が冷媒蒸気を吸収する際の吸収熱による管内側温熱出力用熱媒体の予熱
５）管内側冷却用熱媒体による管外側冷媒蒸気の凝縮、冷却
【０１１５】  前記内容の１）と２）は、吸収式冷熱、温熱発生に関して、冷熱、温熱出力兼用蒸発器の機能である。
前記内容の３）と４）は、吸収式冷熱、温熱発生に関して、吸収熱除去と吸収熱利用との兼用可能な吸収器の機能である。
また、前記内容の２）と５）は、吸収式冷熱、温熱発生に関して、冷媒蒸気の凝縮・冷却と温熱出力用熱媒体加熱との兼用可能な凝縮器の機能である。
【０１１６】  つまり、前記拡張プレートチューブ型と流れ案内板付き伝熱管型の熱交換器は、前記蒸発器部凝縮式熱交換器以外、吸収式冷熱、温熱発生に関する蒸発器部、吸収器部と凝縮器部の熱交換器にも適用できる。または、この様な蒸発器部、吸収器部と凝縮器部熱交換器の適用例は、図５３、５４、５５に示したプレートチューブ型熱交換器と案内板付き伝熱管熱交換器で説明できる。ただし、前記蒸発器部凝縮器部熱交換器が冷媒蒸気の凝縮冷却に適用する場合、図４８に示した管外液流体初期分配装置と、図４９に示した管外液サブ分配装置が適用せず、図５６に示す管外凝縮膜脱離装置が適用できる。つまり上方拡張プレートチューブの外壁面に生じた冷媒凝縮液が流下する際、その下方の拡張プレートチューブの外壁面に蓄積されないように、前記拡張プレートチューブの下部に設けられる管外凝縮液脱離装置によって管外壁面における冷媒凝縮液膜を薄くすることにより、管外側凝縮側局部熱抵抗を低減して前記蒸発器部凝縮器部熱交換器熱交換能力の向上が図れる。
【０１１７】  また、前記蒸発器部熱交換器には、銅系材が適用でき、前記吸収器部熱交換器には、銅系またはキュプロニッケル材が適用でき、前記凝縮器部熱交換器には、銅系またはキュプロニッケル材が適用できる。
【０１１８】  従って、以上で説明した蒸発器部、吸収器部と凝縮器部熱交換器は、前記プレートチューブ型熱交換器と案内板付き伝熱管熱交換器と同様に、伝熱管の間に設けられる薄いプレート部と流れ案内板付き伝熱管に特徴づけられ、この様な特徴が部分的伝熱領域に設けられるケースであっても、本発明請求範囲内のものであり、この様な請求範囲と内容を前記請求項２１、２２、２３に記載している。
【０１１９】  本発明では、初めて図５７、５８、５９に示すフィン拡張プレートチューブ型とフィンプレートフィン型熱交換器を考案した。図５７に示したフィン拡張プレートフィンは、前記請求項２０に記載の拡張プレートチューブを多層にして、拡張プレートフィンの間に台状や波状などのような散熱フィンを設けることにより、管内流体に対して管外空気側の伝熱面積をより大きく設けることができる。また図５８に示したフィンプレートフィンチューブは、プレートフィンを多層にし、プレートフィンの間に台状や波状などの散熱フィンを設ける多層フィンプレートフィンとこれに複数の伝熱管を貫通して構成したものであり、前記フィン拡張プレートフィンの場合と同様に、管内流体に対して管外ガスや空気側の伝熱面積をより大きく設けることができる。
【０１２０】  図５７、５８、５９に示した前記フィン拡張プレートフィンとフィンプレートフィンチューブから構成される熱交換器は、管内揮発性熱媒体の蒸発放熱、または凝縮吸熱による管外ガスや空気の冷却または加熱に極めて適している。
【０１２１】  また、図６０〜６３には、それぞれ前記フィン拡張プレートフィン型とフィンプレートフィンチューブ型コンパクト熱交換器を、フィンプレートフィンチューブ型を例にしてこれにより構成された３層パネル型、四面二パネル型、三角配置二パネル型と円形パネル型コンパクト熱交換器を示す。これらの図から分かるように、必要に応じて、前記フィン拡張プレートフィンとフィンプレートフィンチューブからいろいろな型式のコンパクト熱交換器あるいは空冷熱交換器または暖房熱交換器を構成できる。
【０１２２】  上述の前記フィン拡張プレートフィンとフィンプレートフィンチューブから構なされるコンパクト熱交換器あるいは空冷熱交換器、または暖房用熱交換器は、伝熱管またはチューブ、プレートフィンと散熱フィンの形状、管内外側流路形状、パネルの総数、前記請求項２０に記載の流れ分配機能有無の接続部、あるいはその他形式の接続部の適用、あるいは用途によらず、上述の拡張プレートフィンとフィンプレートフィンチューブの特徴があれば本発明範囲内のものになるため、これに関する請求範囲と内容を前記請求項２４に記載している。
【０１２３】  また、本発明では、前記請求項１に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生方法と装置、前記請求項２、３に記載の吸収式冷熱発生、冷・温熱発生方法と装置、前記請求項４、５に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生、冷温熱発生方法と装置と、前記請求項６〜９に記載のコンビナットコジェネ冷熱発生、冷温・熱発生、コンビナットコジェネカスケード冷熱発生、冷・温熱発生の方法と装置に関して、図３７〜４０に示す空冷熱交換器と暖房熱交換器を考案した。
【０１２４】  図６４は、前記フィン付き伝熱管あるいはフィンチューブのその他の例であり、つまり、前記フィンチューブの伝熱管とフィンの形状には、円形状のものもあるし、非円形状のものもある。また図６５は、この様なフィン付き伝熱管と管内流体分配機能を有する初期流体分配器（入り口ヘードあるいは端室）と、前記複数本のフィン付き伝熱管管内流路内の流体をまとめる出口ヘード（あるいは端室）から構成され、前記フィン付き伝熱管内に流される冷熱出力用揮発性熱媒体または二次冷媒の蒸発吸熱により、前記フィン付き伝熱管外フィン間流路に流される空気を冷やして冷熱出力をなされる空冷熱交換器、あるいは前記フィン付き伝熱管内に流される温熱出力用揮発性熱媒体あるいは冷媒の凝縮放熱により、前記フィン付き伝熱管外フィン間流路に流される空気を加熱して温熱出力をなされるという特徴を有する暖房熱交換器である。
【０１２５】  図６６は、複数本の伝熱管を複数層のプレートフィンを貫通させるプレートフィンチューブあるいは、この様なプレートフィンチューブと管内流体分配機能を有する初期流体分配器（入り口ヘードまたは端室）と、前記複数本伝熱管管内流路内の流体をまとめる出口ヘード（または端室）から構成されるあるいはさらに前記プレートフィンの間に散熱フィンを設けて構成され、前記プレートフィンチューブ伝熱管内に流される冷熱出力用熱媒体あるいは揮発性二次冷媒あるいは冷媒の蒸発吸熱により、前記複数層プレートフィン間流路あるいは前記複数層プレートフィンに挟まれる散熱フィン流路に流される空気を冷やして冷熱出力をなされるという特徴を有する空冷熱交換器、あるいは前記プレートフィンチューブ伝熱管内に流される温熱出力用熱媒体あるいは冷媒の凝縮放熱により、前記複数層プレートフィン間流路あるいは前記複数層プレートフィンに挟まれる散熱フィン流路に流される空気を加熱して温熱出力をなされるという特徴を有する暖房熱交換器である。
【０１２６】  図６８、６９は、前記プレートチューブまたはマイクロチャンネルプレートチューブまたは拡張プレートチューブから構成される、あるいはこの様なプレートチューブまたはマイクロチャンネルプレートチューブまたはプレートチューブの間に散熱フィンを設け、この様な散熱フィン付きプレートチューブまたはマイクロチャンネルプレートチューブまたは拡張プレートチューブを、前記プレートチューブまたはマイクロチャンネルチューブを例にして、この様な伝熱管と管内流体分配機能を有する初期流体分配器（入り口ヘードまたは端室）と、前記複数管内流路内の流体をまとめる出口ヘード（または端室）から構成され、前記プレートチューブ管内に流される冷熱出力揮発性熱媒体あるいは揮発性二次冷媒または冷媒の凝縮吸熱により前記フィン間流路あるいは前記複数層プレートチューブに挟まれる散熱フィン流路に流される空気を冷やして冷熱出力をなされるとう特徴を有する空冷熱交換器、あるいは前記プレートチューブ管内に流される温熱出力揮発性熱媒体あるいは冷媒の蒸発放熱により前記フィン間流路あるいは前記複数層プレートチューブに挟まれる散熱フィン流路に流される空気を加熱して温熱出力をなされるという特徴を有する暖房熱交換器である。
【０１２７】  図６４〜６８に示したフィンチューブ型、プレートフィンチューブ型とフィンマイクロチャンネルプレートチューブを含むフィンプレートチューブ型空冷熱交換器は、蒸発器部の発生冷熱を、揮発性二次冷媒による末端冷熱出力の空冷に適しており、これらの図に示したフィンチューブ型、プレートフィンチューブ型とフィンプレートチューブ型暖房熱交換器は、再生器部での発生冷媒蒸気による空気の加熱に適しているほか、前記請求項２１に記載の蒸発器部熱交換器からの冷熱出力用熱媒体と温熱出力用熱媒体による空気の冷却または２３に記載の凝縮器からの温熱出力用熱媒体による空気の加熱にも適している。
【０１２８】  また、図６９〜７３は、前記フィンチューブあるいはプレートフィンチューブあるいはフィンプレートフィンチューブから構成された暖房熱交換器の例である。この様な熱交換器は、再生器部での発生冷媒蒸気、または高温排ガス、水蒸気、温水などの高温熱源流体による空気加熱用暖房熱交換器に適している。
【０１２９】  また、上述の空冷熱交換器と暖房熱交換器に関する前記フィン付き伝熱管またはフィンチューブ、プレートチューブまたはマイクロチャンネルチューブ、拡張プレートチューブまたは、プレートフィンと散熱フィンなどの伝熱材には、鋼材、銅系材、真鍮材、アルミニウム材またはステンレス材が適用される。
以上で説明した空冷熱交換器と暖房用熱交換器に関する発明請求範囲と請求内容を前記請求項２５に記載している。
また、前記請求項２、３に記載の吸収式冷・温熱発生の温熱出力モードに関して、加熱用冷媒蒸気や気体状または液体状高温熱源流体による温熱出力用熱媒体または温水を加熱するための温熱出力用熱媒体または温水加熱用熱交換器には、シェルアンドチューブ型やコイル型熱交換器が適用できる。これに関する発明請求範囲と請求内容を前記請求項２６に記載している。
【０１３０】  また、前記請求項２５に記載の熱交換器は、図２２、２３に示したコジェネ方法と装置の蒸気圧縮式冷凍機部の様に、蒸気圧縮式冷凍機の蒸発器または空冷熱交換器に適用できる。また、前記請求項２０に記載の蒸発器部凝縮式熱交換器、前記請求項２１に記載の蒸発器部熱交換器、前記請求項２２に記載の吸収器部熱交換器、前記請求項２３に記載の凝縮器部熱交換器、前記請求項２４に記載の熱交換器、前記請求項２５に記載の空冷熱交換器と、暖房熱交換器と前記請求項２６に記載の温熱出力用熱媒体または循環温水加熱用熱交換器は、本発明の前記吸収式冷熱発生装置、前記吸収式冷・温熱発生装置、前記吸収式冷・温熱発生装置と前記ガスタービンまたはマイクロガスタービンとのコンビナットコジェネ冷・温熱発生装置の外には、その他の型式の吸収式冷熱発生、冷温熱発生方法と装置およびコジェネ方法と装置にも適用できる。吸収式冷熱発生装置あるいは吸収式冷凍機は、熱交換器の集合体であり、その性能が熱交換器の性能に支配されるため、前記本発明の各種熱交換器を単独使用あるいは組み合わせ使用に適用すれば、本発明の請求範囲内のものになることを、前記請求項２７に記載している。
【発明の実施例と作用】
【０１３１】  図１〜３は、前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力の方法と装置に関する実施例である。
【０１３２】  図１に示した揮発性二次冷媒液ポンプ方式では、吸収式冷熱発生用蒸発器部において、凝縮式熱交換器により吸収冷熱発生用冷媒を蒸発させてその蒸発吸熱により揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させ、この様になった二次冷媒凝縮液を、いったん揮発性二次冷媒レシーバーに溜まらせて、それから前記レシーバーに接続される数ｎ１≧１の二次冷媒液ポンプにより、数ｎ２≧１の末端冷熱出力用空冷熱交換器に送り、その蒸発吸熱により前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして冷熱出力をなされる。
【０１３３】  図２に示した二次冷媒蒸気輸送機械方式では。数ｎ２≧１の前記空冷熱交換器からの冷熱出力を終えた揮発性二次冷媒蒸気をいったん二次冷媒気液分離装置に入れ、ここで気液冷媒を分離させた後、前記揮発性二次冷媒蒸気を、前記二次冷媒分離装置に接続される数ｎ３≧１の蒸気輸送機械により、前記蒸発器用凝縮式熱交換器内の揮発性二次冷媒側に送り、そこで前記吸収式冷熱発生用冷媒液の蒸発吸熱により凝縮液に凝縮させてから、この様になった揮発性二次冷媒凝縮液を、再び前記空冷熱交換器に送って冷熱出力をなされる。
【０１３４】  図３に示した揮発性二次冷媒液ポンプと蒸気圧縮機械の併用方式では、数ｎ２≧１の前記空冷熱交換器からの冷熱出力を終えた二次冷媒蒸気を、いったん揮発性二次冷媒気液分離装置に入れ、ここで気液冷媒を分離させた後、前記揮発性二次冷媒蒸気を、前記揮発性二次冷媒分離装置に接続される数ｎ３≧１の蒸気輸送機械により、前記蒸発器部凝縮式熱交換器の揮発性二次冷媒側に送り、そこで前記吸収式冷熱発生用冷媒液の蒸発吸熱により凝縮液に凝縮させてから、前記気液分離装置に戻し、また、前記気液分離装置内の揮発性二次冷媒液を、前記気液分離装置に連結される数ｎ１≧１の二次冷媒液ポンプにより前記二次冷媒空冷熱交換器に送って冷熱出力をなされ、冷熱出力後の二次冷媒蒸気を前記レシーバーあるいは気液分離装置に送り返す。
【０１３５】  図６〜９、１１〜１３、１６〜１９に示した吸収式冷熱発生モードは、前記請求項１、１０に記載の再生器、凝縮器、揮発性二次冷媒冷熱出力方法を適用する蒸発器と吸収器を備える吸収式冷熱発生方法と装置の実施例である。これらの実施例では、再生器の効用数に拘らず、凝縮器において作られた冷媒液を蒸発器部に送り、そこで蒸発器部凝縮液の蒸発吸熱により、揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させ、この様になった二次冷媒凝縮液を図１〜３に示した冷熱出力方式により冷熱出力をなされる。
【０１３６】  図４〜１５は前記請求項２、３、１１、１２に記載の吸収式冷・温熱発生方法と装置に適用する吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置の実施例である。
【０１３７】  図４の例では、再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、直接に前記再生器上方に設置された暖房用熱交換器に送り、これにより前記暖房用熱交換器を通る空気を加熱して温熱出力をなされる。また、この様になった冷媒凝縮液は、重力により前記再生器内に戻される。
【０１３８】  図５、６の例では、それぞれ再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、前記再生器上方の暖房熱交換器に送って温熱出力後生じた冷媒凝縮液は重力または圧力差または重力と圧力差により吸収器内に戻される。
【０１３９】  図７の例では、前記温熱出力後生じた冷媒凝縮液は、蒸発器部を経由して前記吸収器内に戻される。
【０１４０】  図８、９の例では、再生器において吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または温水の加熱に使用してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、温熱出力をなされる。また、この様になった冷媒凝縮液を、重力または圧力差または重力と圧力差により吸収器内に戻すこともできるし、蒸発器部を経由して吸収器部内に戻すこともできる。
【０１４１】  図１０、１１の例では、再生器において吸収液の代わりに冷媒凝縮液を供給し、前記冷媒凝縮液を加熱して発生した冷媒蒸気を、暖房熱交換器に供給し、前記暖房熱交換器を通る空気の加熱に使用して温熱出力をなされる。また、温熱出力後ぼ冷媒凝縮液を、重力により前記再生器に戻すこともできるし、蒸発器を経由して液ポンプにより前記再生器に戻すことができる。
【０１４２】  図１２、１３の例では、再生器に吸収液の代わりに蒸発器からの冷媒凝縮液を供給し、前記冷媒凝縮液を加熱して発生した冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器に供給し、前記温熱出力用熱媒体加熱専用熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または温水を前記冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使用して温熱出力をなされる。また前記加熱使用後の冷媒凝縮液を重力により再生器内に戻すこともできるし、蒸発器部に戻してから液ポンプにより前記再生器内に供給することもできる。
【０１４３】  図１４、１５の例では、再生器用熱源流体を、吸収式冷熱発生装置の再生器部を経由せず、直接に温熱出力用熱媒体加熱専用熱交換器あるいは暖房用熱交換器に送り、前記暖房用熱交換器を通る空気の加熱に使用して温熱出力をなされる。
【０１４４】  上述の吸収サイクルを介しないという温熱発生モードを有する吸収式冷・温熱発生方法と装置に関する温熱発生の例では、特に熱源流体の温熱発生への直接利用の方が、熱利用効率が高いことと、吸収冷熱発生の目的に併用できることに特徴付けられている。
【０１４５】  前記請求項２、１１に記載の前記揮発性二次冷媒冷熱出力モードと吸収サイクルを介する温熱発生モードを併用する冷・温熱発生方法と装置の実施例を図１６〜１９に示す。
【０１４６】  図１６の例では、吸収液再生工程からの冷媒蒸気を、凝縮器部熱交換器を通る際、冷却して凝縮させ、この様になった冷媒凝縮液を前記蒸発器部内に導入して前記蒸発器部凝縮式熱交換器用伝熱管の外壁面に散布し、その蒸発吸熱により前配伝熱管内の揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させてから、前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法により、この様な揮発性二次冷媒凝縮液を空冷用熱交換器内に送り、そこでその蒸発吸熱により前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして冷熱出力をなされる冷熱出力モードと、前記冷熱出力の同時に、温熱出力熱媒体または温水を、吸収器部熱交換器内に導入し、前記吸収器部熱交換器用伝熱管の外壁面に散布される吸収液が前記蒸発器部からの冷媒蒸気を吸収する際の吸収熱を吸収させてから、前記凝縮器部熱交換器内に送り、そこで前記再生工程から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送る。
【０１４７】  図１７の例では、前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力モードと、前記再生工程用再生器で作られる冷媒蒸気を一部凝縮器に送って冷却用熱媒体により凝縮させ、一部温熱出力用熱媒体または温水加熱専用熱交換器内を送り、温熱出力用熱媒体または温水の加熱に使用し、この様な温熱出力用熱媒体または温水を、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、温熱出力をなされる温熱出力モードとの同時操作が可能であると共に、この様になった冷媒凝縮液を重力により凝縮器内に導入するかあるいは重力と圧力差により蒸発器内に戻し、前記凝縮器縮器部と温熱出力熱媒体または温水加熱専用熱交換器部の冷媒凝縮液を合わせて蒸発器部での冷熱発生に使用可能である。
【０１４８】  図１８の例では、前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力モードと、温熱出力用熱媒体または温水を吸収器熱交換器内に導入し、前記凝縮器からの冷媒凝縮液を、前記蒸発器を経由してあるいは直接に前記吸収器内に導入し、前記吸収器内の吸収液と共に、前記吸収器部熱交換器を通る温熱出力用熱媒体または温水の予熱に使用し、この様に予熱された温熱出力用熱媒体または温水を、前記凝縮器熱交換器を通らせ、前記再生工程から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送るという温熱出力モードを兼有し、揮発性二次冷媒冷熱出力と吸収サイクルを介する温熱出力との交替操作可能である。
【０１４９】  図１９の例では、前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力モードと、温熱出力用媒体または温水を、前記凝縮器部熱交換器を通らせ、前記再生工程から導入される冷媒蒸気により加熱してから、暖房用熱交換器または温水供給個所に送り、温熱出力をなされる温熱出力モードを兼有し、この様にして冷熱出力と温熱出力との交替操作が可能である。
【０１５０】  また、前記請求項２、１１に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力モードと吸収サイクルを介しない温熱発生モードを兼有する吸収式冷・温熱発生方法と装置に関する温熱出力部の詳細は、図６〜１３に示されている。
【０１５１】  前記請求項３、１２に記載の吸収サイクルを介しない温熱発生モードと非揮発性冷熱出力用熱媒体を用いる吸収式冷熱発生モードを兼有する吸収式冷・温熱発生方法と装置は図６〜１３に示したものにおいて前記揮発性二次冷媒冷熱出力方式を前記非揮発性熱媒体または循環温水に置き換えて説明でき、図２０はその例である。
【０１５２】  つまり、図２０の例は、前記請求項３、１２に記載の吸収サイクルを介しない温熱発生モードと非揮発性冷熱出力用熱媒体または循環冷水冷熱出力方式の冷熱発生モードを兼有する冷・温熱発生方法と装置に関して、図６に示した吸収式冷・温熱発生方法と装置に関する揮発性二次冷媒冷熱出力方式を前記非揮発性熱媒体または循環冷水出力方式に置き換えたものである。ここで、冷熱発生モードでは、再生工程と凝縮工程からの冷媒凝縮液を凝蒸発器内に導入して蒸発器部熱交換器伝熱管の外壁面に散布してその蒸発吸熱により、前記蒸発器部熱交換器を通る冷熱出力用熱媒体を冷却し、この様な冷熱出力用熱媒体または循環冷水を末端冷熱出力用空冷熱交換器に送り、前記空冷熱交換器を通る空気の冷却に使用して冷熱出力をなされ、一方、温熱発生モードでは、吸収液を加熱して発生した冷媒蒸気を、暖房用熱交換器に送って温熱出力後生じた冷媒凝縮液を圧力差または重力と圧力差により吸収器内に戻し、この様にして前記冷熱発生モードと温熱発生モードの交替操作が可能である。
【０１５３】  図２１−ａ、ｂ、ｃは、前記請求項２、３、１０、１１に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方式の冷熱発生モードや吸収サイクルを介しない温熱発生モードを適用する吸収式冷・温熱発生用再生器部熱源の適用例である。これらの図に示したように、本発明の揮発性二次冷媒冷熱出力方式の冷熱発生モードや吸収サイクルを介しない温熱発生モードを適用する吸収式冷・温熱発生の熱源には、吸収式冷熱発生用再生器、直だき再生器、高温ガスや高温水蒸気や高温水など形の排熱及び高温水蒸気発生のボイラが適用でき、また、前記排熱適用の冷熱発生、温熱発生と冷・温熱発生に関する方法と装置は、後述のコジェネ冷熱発生、冷・温熱発生方法と装置にも適用できる。
【０１５４】  図２２、２３は、前記請求項４、５、１３、１４に記載の吸収冷凍サイクルに蒸気圧縮式冷凍サイクルをカスケードした冷熱発生と冷・温熱発生の方法と装置の実施例である。
【０１５５】  図２２の例では、前記請求項４、１３に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方式の吸収式冷熱発生サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生に関するものである。ここで、揮発性二次冷媒冷熱出力方式の吸収式冷熱発生方法あるいは吸収冷凍サイクル用蒸発器部凝縮式熱交換器を、等圧放熱、断熱膨張、等圧吸熱と断熱圧縮という複数の過程から構成されるという特徴を有する蒸気圧縮式冷凍サイクル用コンデンサーとし、前記冷熱出力用揮発性二次冷媒を前記蒸気圧縮冷凍サイクル用冷媒とし、この様にして前記吸収冷凍サイクルに前記蒸気圧縮冷凍サイクルをカスケードし、吸収液再生工程からの冷媒凝縮液を前記蒸発器部内に導入し、前記蒸発器部凝縮式熱交換器用伝熱管の外壁面に散布し、その蒸発吸熱により前記伝熱管内の揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させ、この様な揮発性二次冷媒または冷媒凝縮液を、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルの断熱膨張過程により膨張させて温度が下げられてから前記蒸気圧縮式冷凍サイクル用蒸発器あるいは空冷熱交換器内に送り、その蒸発吸熱により、前記空冷熱交換器を通る空気を冷やして前記吸収冷凍サイクル用蒸発器部の冷熱発生温度よりも低い温度下で冷熱出力をなされる。
【０１５６】  また、図２３の例では、前記請求項５、１４に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方式の冷熱発生モードと前記請求項２、１１に記載の吸収サイクルを介しない温熱発生モードのどちらかを併用する吸収式冷・温熱発生、または前記請求項２、１１に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方式を有する吸収式冷・温熱発生に関する吸収冷凍サイクルに、図２２に示したあるいは前記請求項４、１３に記載のカスケード方法により、蒸気圧縮式冷凍サイクルをカスケードして、前記蒸気圧縮式冷凍サイクル用蒸発器または空冷熱交換器により前記吸収冷凍サイクル用蒸発器部での冷熱発生温度よりも低い温度下での冷熱出力も可能であると共に、再生器部での発生温熱も出力できる。
【０１５７】  前記請求項６〜９、１５〜１８に記載のコンビナットコジェネ冷熱発生、冷・温熱発生とコンビナットコジェネカスケード冷熱発生、冷・温熱発生の方法と装置に関する実施例を図２４〜２９に示す。
【０１５８】  図２４の例は、前記請求項６に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方法による吸収式冷熱発生装置とガスタービンまたはマイクロガスタービンを組み合わせたコンビナットコジェネ方法と装置に関するものである。ここで、前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方式の吸収式冷熱発生方法による冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、前記吸収式冷熱発生用高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱が適用されると共に、前記吸収式冷熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働する。
【０１５９】  図２５−ａ、ｂ、ｃは、前記請求項２または前記請求項３に記載の吸収式冷・温熱発生方法と装置の吸収サイクルを介しない温熱発生部にガスタービンまたはマイクロガスタービンからの排熱または高温排ガスを適用する方法と装置の実施例について説明するものである。ここで、暖房用熱交換器や温水用熱交換器や再生器部の温熱発生用熱源に前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱が適用される。ただし、この様な排熱直接利用には、加熱あるいは熱交換効率の高いフィンチューブ型やプレートフィンチューブ型あるいはフィンプレートフィンチューブ型熱交換器が必要であり、これについては後述する。
【０１６０】  図２６、２７は、それぞれ前記揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生モードと温熱発生モードを兼有する吸収冷温熱発生方法または装置、あるいは前記吸収サイクルを介しない温熱発生モードと非揮発性冷熱出力用熱媒体冷熱出力による吸収式冷熱発生モードを兼有する吸収冷・温熱発生による冷・温熱発生装置と、ガスタービンまたはマイクロガスタービンを組み合わせたコンビナットコジェネ方法と装置に関する実施例である。ここで、前記請求項２、１１に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力冷熱発生モードと温熱発生モードを兼有する吸収式冷・温熱発生方法、または前記請求項３、１２に記載の吸収サイクルを介しない温熱発生モードと非揮発性熱媒体または循環冷水冷熱出力冷熱発生モードを兼有する吸収式冷・温熱発生方法による吸収式冷・温熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、前記吸収式冷・温熱発生用の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱が適用されると共に、前記吸収式冷・温熱発生方法による冷・温熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働する。
【０１６１】  図２８は、前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法による冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせたコンビナットコジェネ方法と装置に関するものである。つまり、前記請求項４、１３に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、その高温段の吸収式冷熱発生の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱が適用されると共に、前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法による冷熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働する。
【０１６２】  図２９は、前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生方法による冷・温熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンとのコンビナットコジェネ方法と装置に関する実施例である。つまり、前記請求項５、１４に記載の吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせて使用し、その吸収式冷熱発生と温熱発生の高温熱源に、ガスタービンあるいはマイクロガスタービンから排出される高温排ガスあるいは排熱が適用されると共に、前記吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生方法による冷・温熱発生装置を、所要電力を前記ガスタービンあるいはマイクロガスタービンにより供給して稼働する。
【０１６３】  以上で説明した揮発性二次冷媒冷熱出力冷熱発生モードによる吸収式冷熱発生、この様な揮発性二次冷媒冷熱出力冷熱発生モードまたは吸収サイクルを介しない冷・温熱発生モードを備えるという特徴を有する吸収式冷・温熱発生、カスケード冷熱発生、冷・温熱発生に関する方法または装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせたそれぞれのコンビナットコジェネ冷熱発生、冷温熱発生に関する方法と装置の実施例は、上述の冷熱、温熱発生モードに適用する小温度差熱交換や高温熱源のなるべく直接な利用等の利点に特徴づけられている。
【０１６４】  また、以上で説明したコンビナットコジェネ冷熱発生、冷温熱発生とコンビナットコジェネカスケード冷熱発生、冷温熱発生の方法と装置に関する冷熱出力用揮発性二次冷媒及び吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱、冷温熱発生用揮発性二次冷媒あるいは冷媒に、二酸化炭素、アンモニア、炭化水素系冷媒、ＣＦＣ、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ等のフロン系冷媒とＨＦＥ系冷媒が適用できる。
【０１６５】  また、図１〜２９においては、前記請求項１〜３、１０〜１２に記載の吸収式冷熱発生、冷・温熱発生方法と装置に関する蒸発器用凝縮式熱交換器、揮発性二次冷媒による末端冷熱出力用空冷熱交換器、二次冷媒液ポンプ、二次冷媒蒸気輸送機械、揮発性二次冷媒レシーバー、揮発性二次冷媒気液分離器、再生器、ボイラ、直だき再生器、暖房用熱交換器、温熱出力用熱媒体または温水加熱用熱交換器と前記請求項４、５、１３、１４に記載の吸収冷凍サイクル／蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱、冷・温熱発生方法と装置に関するコンプレッサー、冷媒蒸発器または空冷熱交換器あるいは蒸気圧縮式冷凍機と、前記請求項６〜９、１５〜１８に記載の吸収式冷熱発生、冷・温熱発生装置または吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱、冷・温熱発生装置と、ガスタービンまたはマイクロガスタービンとのコンビナットコジェネ冷熱発生、冷温熱発生の方法と装置に関するガスタービンまたはマイクロガスタービンの適用例を示している。
【０１６６】  本発明の揮発性二次冷媒冷熱出力方式の吸収式冷熱発生、吸収サイクルを介しない温熱発生、この様な冷熱発生モードまたは温熱発生モードが適用される吸収式冷・温熱発生、吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生、冷・温熱発生、これらの冷熱発生、温熱発生、カスケード冷熱、冷・温熱発生とガスタービンまたはマイクロガスタービンとのコジェネ方法と装置は、小温度差あるいはより小温度差熱交換の原理を利用できるような熱交換器あるいは蒸発器部凝縮式熱交換器と各種空冷熱交換器、暖房熱交換器の適用に特徴づけられている。
【０１６７】  図３０〜４４は、前記請求項２０に記載の蒸発器部凝縮式熱交換器及びその適用される伝熱管の実施例である。
【０１６８】  図３０−ａ、ｂ、ｃの例は、前記請求項２０に記載のシングル流路伝熱管の幾何形状である。ここで、図３０−ａには、通常のシングル流路平滑管の形状を、図３０−ｂにはシングル流路花柄伝熱管の形状を、図３０−ｃには、管外壁面に波紋状突起部が設けられるシングル流路伝熱管形状を示している。図３０−ｂ、ｃに示した花柄伝熱管あるいは管外壁面に設けられる山や台などのような突起部の断面形状を、波紋形のような突起部を例にして、管内流路方向の溝凹部及び凸部の半径ｒ１、ｒ２、溝深さｈ、および円周当たりの溝数などの幾何形状パラメータを設定することにより、多様なパターンが可能になる平行な突起部または溝からなるものである。冷熱発生用冷媒の蒸発吸熱と冷熱出力用二次冷媒蒸気の凝縮放熱による熱交換には、上述のような平滑伝熱管、花柄伝熱管あるいは波紋や山や台形などのような突起部の断面形状を持つシングル流路伝熱管の管束から構成される凝縮式蒸発器熱交換器が適用できる。
【０１６９】  図３１の例は、前記請求項２０に記載の複数並列流路を有するプレ−トチューブの形状である。前記プレ−トチューブは、基本的に、２つあるいは２つ以上の複数管内流路が並行に設けられ、管内側流体と管外壁面に沿って流下する液膜との間に、管内外温度差による熱交換が可能なものである。また、図３１に示した円形流路プレ−トチューブ伝熱管に関する管内直径ｄが数ミリないし１ミリ以下の場合には、前記請求項２０に記載の微細チャンネルあるいは微細流路のものになる。
【０１７０】  また、図３０−ａ、ｂ、ｃと図３１に示した平伝熱滑管、花柄伝熱管あるいは管外壁面に波紋や山や台等のような突起部あるいは溝を有するプレートチューブ管内流路は、請求項２０に記載の円心対称形状管内流路を有するものである。
【０１７１】  図３２の例は、請求項２０に記載の非円形管内流路を有するプレートチューブ伝熱管を、矩形流路のものを例にして説明するものである。この様な非円形の複数管内流路を有するプレ−トチューブも前記蒸発器部凝縮式熱交換器に適用できる。
【０１７２】  図３３、３４の例は、前記請求項２０に記載の管内流路チューブの間に薄いプレート部が設けられる拡張プレートチューブ伝熱管の例を示すものである。図３３は揮発性二次冷媒流路部チューブ部の管内外断面形状が円形のものを、図３４は前記流路部チューブ部の管内外断面形状が共に矩形のものを示している。この様な薄いプレート部を有する拡張プレートチューブ伝熱管は、必要に応じ、前記薄いプレート部の幅Ｗを調整することにより、単位長さ当たりの前記拡張プレートチューブ管外側伝熱面積の増減あるいは管内外局部伝熱面積の比の調整が図れるものである。
【０１７３】  図３５の例は、前記請求項２０に記載の波紋状などの突起部が設けられる薄いプレート部有する拡張プレートチューブ伝熱管を示している。この様な波紋状などの突起部は、図３３、３４に示した山や台形などのような突起部形状のように、溝凹部及び凸部の半径や溝深さ、単位長さ当たりの山数あるいは溝数などの幾何形状パラメータを設定することにより、多様なパターンが可能になる平行な溝からなるものである。
【０１７４】  図３６−ａ、ｂの例は、請求項２０に記載の、管外壁面にフィン状あるいは波紋や山や台形等のような形状の突起部を管内流路方向に設けられる伝熱管を、フィンプレートチューブを例にして示すものである。ここで、図３６−ａの例は、管外面にフィン状の突起部を、図３６−ｂの例は台形の突起部を示したものである。また、この様なフィン状あるいは波紋や山や台形等の突起部の形状は、図３６−ｂに示す台形の突起部を例にして台形のピッチｐ、頂部幅ａ、底部幅ｂと高さｈなどの形状パラメータにより決定できる。また、これらの形状パラメータの設定により、多様なパターンと、局部伝熱面積増加、伝熱促進の効果が図れる。また、この様なフィン状あるいは波紋や山と台形等のような突起部形状に関して、それらの高さｈをゼロに設定する場合、これは、前記プレートチューブ伝熱管の外面は平滑状であることを指す。また、管外壁面にフィン状あるいは波紋や山や台形等のような形状の突起部を管内流路方向に設けられるシングル流路伝熱管には、図３０−ｃに示した例が適用される。
【０１７５】  図３７、３８、３９は、請求項２０に記載の管外面にフィン状あるいは波紋や山や台等のような形状の突起部を管内流路の垂直方向あるいは円周方向に間歇あるいは連続に設けられる特徴を有するフィン付き路伝熱管を、フィン状のような突起部を有するフィンプレートチューブとフィンチューブを例にして示す実施例である。また、図３７に示したような管外面に間歇に設けられるフィン状あるいは波紋や山や台形等のような形状の突起部は、管内流路方向あるいはその垂直方向に関わらず、同様なものである。また、図３８には、管外壁面に間歇に設けられる円周方向数ｎｆ（≧１）のフィン状あるいは波紋や山や台形等のような突起部を有するシングル流路伝熱管を、フィンチューブを例にして示している。この様な幅ｗを有する間歇部は、前記突起部の長さ方向に数ヶ所設けることが可能である。また前記円周方向フィン状あるいは波紋や山や台形等のような突起部の数ｎｆ＝１の場合、図３９に示したフィンチューブは円周方向連続的フィン状あるいは波紋や山や台形等のような突起部を有するものになる。また、前記フィンチューブに付けられるフィンは、溶接、植え込み、引き抜き、はめ込み、巻き込みの取り付け方により設けられる。
【０１７６】  図４０−ａの例は、請求項２０に記載の管内面に螺旋状突起部がシングル流路伝熱管の様子を、山状のような突出部あるいは溝を示すものである。また、前記山状のような突出部のほか、図４０−ｂに示す波紋状や台形などのような突起部も螺旋状のように設けることが可能であり、また、この様なフィン状あるいは波紋や山や台形等のような突起部は、図４０−ｃ、ｄに示すように、プレートチューブの管内壁面にも設けることが可能である。
【０１７７】  また、この様にシングル流路伝熱管あるいはプレートチューブ伝熱管の管内壁面に設けられるフィン状あるいは波紋や山や台形などのような溝や突起部は、上述のそれらの管外壁面に設けられるケースと同様に、溝の高さ、底部あるいは頂部の幅とピーチなどの形状パラメータの設定により、多様なパターンが可能である。
【０１７８】  また、請求項２０に記載の管外面に多数の微細穴を有するシングル流路伝熱管あるいはプレートチューブ伝熱管は、管外面に物理的あるいは物理化学的あるいは電気化学的処理法により多数の微細穴あるいは連通の微細穴を設け、管外熱媒体蒸発伝熱の促進を図るものである。
【０１７９】  図４１〜４４には、前記請求項７４に記載の流れ案内板付き伝熱管の例を示す。図４１、４２、４３は、前記案内板とフィンチューブ、平滑伝熱管を例にする前記シングル流路伝熱管との接触配合の様子であり、図４４は前記流れ案内板と前記伝熱管との非接触配合の様子である。前記伝熱管下部に案内板上部を接触配合した方が前記伝熱管下部の液溜まりを案内する効果を持っている。
【０１８０】  図３０〜４４に示したシングル伝熱管、プレートチューブ、拡張プレートチューブと案内板付きシングル伝熱管の作用についてさらに以下のように要約できる。
【０１８１】  すなわち、本発明の揮発性二次冷媒冷熱出力方式に関する蒸発器部凝縮式熱交換器に適用する伝熱管は、管外側冷媒液が蒸発する際、その蒸発潜熱により管内流体から吸熱する特性と、管内側二次冷媒蒸気あるいは冷媒が凝縮する際、その凝縮潜熱により管外側流体に放熱する特性により、管内外の異なる流体間の熱交換が可能になるものである。また、この様な伝熱管の外面に、フィン状あるいは波紋や山や台形等のような突起部を設けることは、以下のような作用を有する。
【０１８２】  １）凝縮局部熱伝達係数が相変化のない流動伝熱のそのものより顕著に大きい。
２）管外側蒸発伝熱面積の増加が図れる。
３）管外側冷媒液の乱流を起こすことや突起部液膜を薄くすることにより管外側局部伝熱係数の増加が図れる。また、請求項２０に記載の管外面に多数の微細穴が設けられることにより、管外側熱媒体液の蒸発伝熱促進あるいは局部熱伝達係数の向上が図れる。
【０１８３】  また、前記伝熱管の内面に、フィン状あるいは波紋や山や台形等のような突起部を設けることは、以下のような作用を有する。
１）管内側凝縮伝熱面積の増加が図れる。
２）管内側二次冷媒液あるいは冷媒の乱流を起こすことや突起部の液膜を薄くする作用により管内側凝縮伝熱促進あるいは局部凝縮伝熱係数の向上が図れる。
【０１８４】  また、管内外平滑状伝熱管、あるいは管外側に、フィン状あるいは波紋や山や台形等のような突起部が設けられ、管内側に、平滑状あるいは波紋や山、台形等のような突起部が設けられるようなプレートチューブや拡張プレートチューブやフィン付き伝熱管は、前記１〜５の作用を有するほか、以下の様な最も重要な作用を持っている。つまり、
１）単位容積当たりの管外側蒸発伝熱面積が大きい。
２）単位容積当たりの管内側凝縮伝熱面積が大きい。
３）管外蒸発伝熱面積対管内凝縮伝熱面積の比を、容易に設定、調整できる。
４）前記シングル流路伝熱管の場合以上、凝縮式蒸発器熱交換器のコンパクト化が図れる。
５）前記作用４により、この様な凝縮式蒸発器熱交換器が適用される吸収冷凍サイクルによる冷熱発生装置のコンパクト化がより一層図れる。
【０１８５】  要するに、前記シングル流路伝熱管、プレートチューブ、拡張プレートチューブと流れ案内板付き伝熱管に適用される吸収冷熱発生用蒸発器部凝縮熱交換器により、蒸発器部における吸収冷熱発生用冷媒の等温蒸発吸熱と冷熱出力用揮発性二次冷媒の等温凝縮放熱による小温度差熱交換が可能になるのである。
【０１８６】  図４５−ａ、ｂ、ｃには、請求項２０に記載の前記シングル流路伝熱管あるいはプレートチューブ伝熱管の上下流側流路の接続に関して、管内流体、例えば冷媒あるいは二次冷媒流れの再分配機能を有するＵ字形流路あるいはＵ字形流路接続部の実施例を示している。図４５−ａには、上流側からの管内流れが、前記Ｕ字形流路あるいはＵ字形流路接続部を通じる際、混合され、流路数が変わらずに、下流側管内流路に分配される様子を示し、図４５−ｂには、上流側からの管内流れが、前記Ｕ字形流路あるいはＵ字形流路接続部を通じる際、流路数が増える下流側管内流路に分配される様子を示し、図４５−ｃには、上流側からの管内流れが、前記Ｕ字形流路あるいはＵ字形流路接続部を通じる際、流路数が減る下流側管内流路に分配される様子を示している。
【０１８７】  図４６−ａ、ｂは、請求項２０に記載のシングル流路伝熱管あるいはプレートチューブあるいは流れ案内板付き伝熱管あるいは拡張プレートチューブの管束の上下流接続部に、揮発性二次冷媒流れの再分配機能のないＵ字形流路あるいはＵ字形流路接続部に関する実施例である。図４６−ａには、上流側一つの流路からの流れが前記Ｕ字形流路あるいはＵ字形流路接続部を通る際、流路数が変わらずにそのまま下流の管内流路に入る様子を示し、図４６−ｂには、上流側複数流路、例えばプレートチューブの複数流路からの流れが、それぞれの前記Ｕ字形流路あるいはＵ字形流路接続部に接続され、それぞれの下流管内流路に入る様子を示している。
【０１８８】  また、図４５−ａ、ｂ、ｃ、図４６−ａ、ｂに示した流路数の変わるかあるいは変わらないＵ字形流路またはＵ字形流路接続部は、必要に応じて混用可能である。
【０１８９】  従って、図４５−ａ、ｂ、ｃ、図４６−ａ、ｂに示した各種の前記Ｕ字形流路あるいはＵ字形流路接続部とそれらの各種の使い方によって、管内揮発性二次冷媒のかわきどあるいはクォリティに関わる局部熱伝達係数の変化を考慮して伝熱面積の合理的な分配と前記凝縮式蒸発器熱交換器の最適設計が可能である。
【０１９０】  図４７−ａ、ｂ、ｃ、ｄには、請求項２０に記載の管内流路を縦方向あるいは水平方向に設置するシングル流路伝熱管あるいはプレートチューブあるいは流れ案内板付き伝熱管あるいは拡張プレートチューブの配置方法の実施例を示している。図４７−ａ、ｂは、それぞれ流路断面から見ると、シングル流路伝熱管の四方形配置（ａ）と三角形配置（ｂ）の様子を、図４７−ｃ、ｄは、それぞれ流路断面から見ると、複数の並行流路を有するプレートチューブ伝熱管の並行配置（ｃ）と交差配置（ｄ）の様子を示している。
【０１９１】  本発明の吸収式冷熱発生用蒸発器部凝縮式熱交換器に関してのより詳細なことについては、以下の様に例を挙げて説明する。
【０１９２】  図４８−ａ、ｂは、それぞれ請求項２０に記載の管外液流体用初期分配装置の例とその管外液分配用チューブの実施例である。ここで、管外液流体とは以下で説明する伝熱管の外壁面に沿う流下液膜のことを指している。
【０１９３】  図４８−ａに示した前記管外液流体用初期分配装置の実施例は、複数の管外液分配用チューブが管外液ヘードチューブに流路が連通されるように固定されるものである。また、図４８−ｂに示したように前記管外液流体分配用チューブの下部に複数の液流体分配口が、そこから前記管外液流体分配用チューブ流路内の液流体を下方に分配・散布できるように設けられている。従って、前記管外液流体用ヘードチューブに入ってくる液流体は、前記複数の管外液流体分配用チューブに分配され、さらに、各々の前記管外液流体分配用チューブの下部に設けられる複数の液流体分配口により、前記凝縮式蒸発器熱交換器のシングル流路伝熱管あるいはプレートチューブあるいは拡張プレートチューブあるいは流れ案内板付き伝熱管の外面に均一に分配・散布される。
【０１９４】  図４９−ａ、ｂは、請求項２０に記載の管外液流体用サブ分配方法と装置に関する実施例である。
【０１９５】  図４９−ａは、前記管外液流体用サブ分配装置の立体図であり、図４９−ｂは、その形状の詳細である。図４９−ａ、ｂから分かるように、前記管外液流体用サブ分配装置の上半部には、上方からの液流体を受けやすいように、Ｖ字形液流体受け皿部が設けられ、これに受け取られた液流体を、以下に述べる下方の拡張プレートチューブの外面に分配、散布しやすいように、Ｖ字形字形液流体受け皿底部の長さ方向に複数の開口が設けられ、さらに、Ｖ字形字形液流体受け皿の下方には、液流体の流路とガイド部を兼有する流れ案内板が設けられている。
【０１９６】  また、図５０−ａ、ｂは、前記管外液流体サブ分配装置の設置方法について拡張プレートチューブの場合を例にして説明するものである。図５０−ａには、前記管外液流体用サブ分配装置が前記管外液流体用初期分配装置の管外液流体分配用チューブの直下に、上方からの液流体を受けやすいように設けられる様子を示し、図５０−ｂには、前記管外液流体サブ分配装置がその上方の拡張プレートチューブからの管外液流体を受けやすいように設置される様子を示している。また、図５０−ａ、ｂには、前記拡張プレートチューブの上部が前記管外液流体サブ分配装置下部の流れ案内板の間に挟まれて設置される様子を示している。したがって、この様にして前記管外液流体用サブ分配装置のＶ字形字形液流体受け皿上部に受け取られる液流体は、その下部の流れ案内板により、下方に設置される拡張プレートチューブの上部外面に均一に分配・散布されることが可能である。
【０１９７】  図５１−ａは、前記請求項２０に記載の管内流体初期分配装置の実施例である。ここで、管内流体用ヘードチューブの流路内に入ってくる管内流体は、複数の並列管内流体用チューブと、それらに設けられる複数の並列流路接続口により、前記各種伝熱管の流路に分配される。また、図５１−ｂは、請求項２０に記載拡張プレートチューブの実施例である。ここで、前記管内流体初期分配装置のヘードチューブに前記拡張プレートチューブの複数流路が接続されている。
【０１９８】  図５２は、前記請求項２０に記載の管内流体サブ分配装置の実施例である。この図に示したように前記管内流体サブ分配装置は基本的に管内流体サブ分配装置本体、上流チューブへの複数ｍ１（≧１）の接続配管と下流チューブへの複数ｍ２（≧１）の接続配管から構成される。ただし、ｍ１とｍ２とは同数でなくてもよい。また、この管内流体サブ分配装置は、後述のカスケード冷熱、冷温熱発生に関する蒸気圧縮式冷凍サイクル用蒸発器あるいは空冷熱交換器の冷媒分配装置としても適用できる。
【０１９９】  要するに、前記実施例の凝縮式蒸発器熱交換器に適用される前記管内流体用初期分配装置、管内流体用サブ分配装置、管外流体用初期分配装置と管外流体用サブ分配装置の作用を以下のように要約できる。
【０２００】  １）前記管内流体用初期分配装置により、管内流体、例えば冷媒あるいは二次冷媒を複数伝熱管のそれぞれの複数流路内に均一に分配される。
２）前記管内流体サブ分配装置により、その上流側伝熱管複数流路からの凝縮途中の二次冷媒あるいは冷媒を混合してその下流側伝熱管同数あるいは異数伝熱管流路に均一に再分配でき、これにより、前記凝縮式蒸発器熱交換器の各部分において均一な伝熱効果が図れる。
３）前記管内流体用サブ分配装置の上流側と下流側伝熱管の流路数が相異可能であるため、上流側伝熱管の複数流路からの冷媒あるいは二次冷媒の流れ状態、例えばレイノルズ数が変えられることにより、これに関係する凝縮局部伝熱係数および伝熱面積の調整が図れ、これにより、前記凝縮式蒸発器熱交換器設計の最適化が図れる。
４）前記管外流体初期分配装置、管外流体用サブ分配装置により、冷媒液を前記伝熱管の外壁面上部に均一に分配散布され、前記伝熱管外壁面の熱媒体液膜の均一性と良い伝熱状態が保たれる。
【０２０１】  図５３、５４は、前記請求項２０に記載の拡張プレートチューブ型熱交換器の実施例である。
【０２０２】  図５３は、前記拡張プレートチューブ、前記請求項２０に記載の管内流体用初期分配装置と管内流体用サブ分配装置により連結された前記蒸発器部凝縮式熱交換器の主体部である。この様な蒸発器部凝縮式熱交換器には、管内流体用初期分配装置、管内流体用サブ分配装置、管外液流体用サブ分配装置が適用されており、管内流体が前記管内流体用初期分配装置に入ってから、複数拡張プレートチューブのそれぞれの複数流路に分配される。また、前記複数拡張プレートチューブの管内流体が前記管内流体用サブ分配装置を経過する際、そこで、合流されてからその下流のより数の少ない複数流路に再分配される。また、管外液流体は、図５０−ａ、ｂに示したように前記管外液流体用サブ分配装置のＶ字部液流体受け皿に受けられた後、Ｖ字部液流体受け皿下部の流れ案内板により、その下流側拡張プレートチューブの上部外壁面に再分配散布される。
【０２０３】  図５４は、図５３に示した拡張プレートチューブ型熱交換器において前記管内流体サブ分配装置の代わりに、上流側のプレートチューブ伝熱管の複数流路がそれぞれの接続用配管により、その下流側のプレートチューブ伝熱管の同数流路に流路を変えずに接続される例である。
【０２０４】  図５５には、前記請求項２０に記載の流れ案内板付き伝熱管から構成される熱交換器本体の例を示す。この様な熱交換器は、必要に応じて図５３、５４に示した拡張プレートチューブ型熱交換器の様に、これに前記請求項２０に記載の再分配機能のあるまたはないＵ字形接続部、前記請求項２０に記載の管外液流体用初期分配装置、前記管外液流体用サブ分配装置、前記管内流体用初期分配装置と前記管内流体用サブ分配装置が組まれる形になれる。また、図５５に示した流れ案内板付き伝熱管式熱交換器に適用される伝熱管は、その外壁面付きの散熱フィンがなければ、図５３、５４に示した伝熱管の間に薄いプレート部が設けられる拡張プレートチューブになれる。従って、前記流れ案内板伝熱管式熱交換器は前記拡張プレートチューブ型熱交換器の一種類である。
【０２０５】  図５３、５４、５５に示した拡張プレートチューブ型熱交換器と案内板付き伝熱管型熱交換器は、前記請求項２０に記載されているように、設計パラメータや適用伝熱材料や用途に拘らず、伝熱管の間に設けられている薄いプレート部あるいは流れ案内板に特徴づけられている。
【０２０６】  また、図５３、５４、５５に示した拡張プレートチューブ型と流れ案内板付き伝熱管型の熱交換器は、前記吸収冷熱発生用蒸発器部凝縮式熱交換器に適用される場合、循環冷水あるいはブライン用従来式蒸発器部熱交換器に比べ、以下のような作用を要約できる。
【０２０７】  １）外側熱媒体の蒸発放熱と管外側冷媒あるいは二次冷媒の凝縮吸熱による伝熱特性を利用するため、伝熱管内外側の局部熱伝達係数がほぼ同程度で大きく、これにより、単位熱交換量当たりの伝熱面積の低減が図れる。
２）管内外の凝縮温度と蒸発温度がほぼ一定のことと、前記作用１により、全熱交換過程が小さい温度差下で行われることが可能であり、これにより、前記凝縮式蒸発器熱交換器における熱力学的不可逆性が小さくなること、あるいはこれによる熱損失の低減が図れる。
３）上述の作用１、２により、前記蒸発器部のコンパクト化が図れる。
４）上述の作用１、２により、前記凝縮式蒸発器熱交換器が適用される吸収式冷凍機のコンパクト化も図れる。
５）上述の作用１、２により、前記凝縮式蒸発器熱交換器が適用される吸収冷凍サイクル／蒸気圧縮冷凍サイクルカスケード冷熱発生装置のコンパクト化が図れる。
６）循環冷水あるいはブライン顕熱形の冷熱出力の代わりに、二次冷媒潜熱の冷熱出力が適用されるため、所要循環液量が小さくなることにより、所要循環液ポンプ動力が小さくなる。
７）管内側二次冷媒蒸発の局部熱伝達係数が従来の循環冷水あるいはブラインのそのものより顕著に大きいため、末端冷熱出力用空冷熱交換器部の総括熱面積低減あるいはコンパクト化が図れる。
８）さらに、省エネ、省材料、省スペース、省コストのことも図れる。
【０２０８】  また、前記請求項２０に記載の拡張プレートチューブ伝熱管式熱交換器と流れ案内板付き伝熱管式熱交換器は、図５３、５４、５５に示したように、管内揮発性二次冷媒凝縮放熱と管外冷媒液蒸発吸熱に適用できる以外、以下のようなケースにも適用できる。
【０２０９】  １）管外冷媒液膜の蒸発吸熱による管内冷熱出力用熱媒体の冷却、凝縮
２）管外冷媒蒸気の凝縮放熱による管内温熱出力用熱媒体の加熱
３）管内冷却用熱媒体により管外吸収液膜が冷媒蒸気を吸収する際の吸収熱の除去
４）管外吸収液膜が冷媒蒸気を吸収する際の吸収熱による管内温熱出力用熱媒体の予熱
５）管内冷却用熱媒体による管外冷媒蒸気の凝縮、冷却
【０２１０】  前記内容の１）と２）は、吸収式冷熱、温熱発生に関して、冷熱、温熱出力兼用蒸発器の機能である。前記内容の３）と４）は、吸収式冷熱、温熱発生に関して、吸収熱除去と吸収熱利用との兼用可能な吸収器の機能である。また、前記内容の２）と５）は、吸収式冷熱、温熱発生に関して、冷媒蒸気の凝縮・冷却と温熱出力用熱媒体加熱との兼用可能な凝縮器の機能である。
【０２１１】  つまり、前記請求項２０に記載の拡張プレートチューブ型や案内板付フィンチューブ型熱交換器は、前記蒸発器部凝縮式熱交換器以外、吸収式冷熱、温熱発生に関する蒸発器部、吸収器部と凝縮器部の熱交換器にも適用できることを説明している。また、この様な蒸発器部、吸収器部と凝縮器部熱交換器の実施例は、図５３、５４、５５に示したプレートチューブ型熱交換器と案内板付き伝熱管熱交換器で説明できる。ただし、前記凝縮器部熱交換器を冷媒蒸気の凝縮冷却に適用する場合、図４８に示した管外液流体用初期分配装置と、図４９に示した管外液流体用サブ分配装置が適用せず、図５６に示す管外凝縮膜脱離装置が適用できる。つまり、上方拡張プレートチューブの外壁面に生じた冷媒凝縮液を流下する際、その下方の拡張プレートチューブの外壁面に蓄積されないように、前記拡張プレートチューブの下部に設けられる管外凝縮液脱離装置によって管外壁面における冷媒凝縮液膜を薄くすることにより、管外凝縮側局部熱抵抗を低減して前記凝縮器部熱交換器の熱交換能力向上を図る。
【０２１２】  また、請求項２１、２２、２３に記載している蒸発器部、吸収器部と凝縮器部熱交換器は、前記プレートチューブ型熱交換器と案内板付き伝熱管型熱交換器と同様に、伝熱管の間に設けられる薄いプレート部と流れ案内板付き伝熱管に特徴づけられている。この様な拡張プレートチューブ伝熱管型と流れ案内板付き伝熱管型蒸発器部、吸収器部と凝縮器部熱交換器が適用される吸収式冷熱発生、冷温熱発生方法と装置は、本発明の熱交換器の適用により小温度差熱交換が実現できるようになるのである。
【０２１３】  また、前記プレートチューブ型または案内板付き伝熱管適用な蒸発器部凝縮式熱交換器または循環冷熱出力用熱媒体または循環冷水の適用な前記プレートチューブ型または案内板付き伝熱管型蒸発器部熱交換器、吸収器部熱交換器と凝縮器部熱交換器は、必要に応じて組み合わせて吸収式冷熱発生方法と装置に適用できる。
【０２１４】  図５７〜５９は前記請求項２４に記載のフィン拡張プレートチューブ型とフィンプレートフィン型コンパクト熱交換器の実施例である。図５７、６８には、それぞれ前記フィン拡張プレットチューブとこれより構成される熱交換器である。図５７に示したフィン拡張プレートチューブは、前記請求項２０に記載の拡張プレートチューブを多層にして、拡張プレートチューブの間に台状や波状などのような散熱フィンが設けられたものであり、これにより管内流体に対して管外空気側の伝熱面積をより大きく設けることができる。また図５９−ａに示したフィンプレートフィンチューブは、プレートフィンを多層にし、プレートフィンの間に台状や波状などの散熱フィンが設けられる多層フィンプレートフィンに複数の伝熱管を貫通させて構成したものであり、前記フィン拡張プレートフィンの場合と同様に、これにより管内流体に対して管外ガスや空気側の伝熱面積をより大きく設けることができる。
【０２１５】  図５８と図５９−ｂはそれぞれ前記フィン拡張プレートチューブとフィンプレートフィンチューブから構成されるコンパクト熱交換器の実施例である。この様な熱交換器は、管内揮発性熱媒体の蒸発放熱、または凝縮吸熱による管外ガスや空気の冷却または加熱に極めて適している。
【０２１６】  また、図６０〜６３には、それぞれ前記フィン拡張プレートチューブ型とフィンプレートフィンチューブ型コンパクト熱交換器を、フィンプレートフィンチューブ型を例にしてこれにより構成された３層パネル型、四面二パネル型、三角配置二パネル型と円形パネル型コンパクト熱交換器の実施例である。これらの図から分かるように、必要に応じて、前記フィン拡張プレートチューブとフィンプレートフィンチューブからいろいろな型式のコンパクト熱交換器あるいは空冷熱交換器、暖房熱交換器を構成できる。
【０２１７】上述のフィン拡張プレートチューブとフィンプレートフィンチューブから構成される熱交換器あるいは空冷熱交換器、または暖房用熱交換器は、本発明で初めて考案したものであり、伝熱管またはチューブ、プレートフィンと散熱フィンの形状、管内外側流路形状、パネル層数、前記分配機能有無の接続部、あるいはその他形式の接続部の適用、あるいは用途によらず、それらの散熱フィンやプレートフィンによる伝熱管のユニックな構成に特徴づけられている。
【０２１８】  図６４、６５は、前記請求項２５に記載のフィン付き伝熱管から構成される空冷熱交換器、暖房熱交換器の実施例である。この様な暖房熱交換器は、前記フィン付き伝熱管と管内流体分配機能を有する初期流体分配器（入り口ヘードあるいは端室）と、前記複数本のフィン付き伝熱管管内流路内の流体をまとめる出口ヘード（あるいは端室）から構成され、前記フィン付き伝熱管内に流される冷熱出力用揮発性熱媒体または二次冷媒の蒸発吸熱により、前記フィン付き伝熱管外フィン間流路に流される空気を冷やして冷熱出力をなされる。あるいは前記フィン付き伝熱管内に流される温熱出力用揮発性熱媒体あるいは冷媒の凝縮放熱により、前記フィン付き伝熱管外フィン間流路に流される空気を加熱して温熱出力をなされる。
【０２１９】  図６６は、前記請求項２５に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力と吸収冷熱発生用冷媒蒸気の温熱出力に適用されるプレートフィン空冷熱交換器、暖房熱交換器の実施例である。図示のように、この様なプレートフィン熱交換器は、複数本の伝熱管を複数層のプレートフィンを貫通させるプレートフィンチューブあるいは、この様なプレートフィンチューブと管内流体分配機能を有する初期流体分配器（入り口ヘードまたは端室）と、前記複数本伝熱管管内流路内の流体をまとめる出口ヘード（または端室）から構成されるあるいはさらに前記プレートフィンの間に散熱フィンを設けて構成され、前記プレートフィンチューブ伝熱管内に流される冷熱出力用熱媒体あるいは揮発性二次冷媒あるいは冷媒の蒸発吸熱により、前記複数層プレートフィン間流路あるいは前記複数層プレートフィンに挟まれる散熱フィン流路に流される空気を冷やして冷熱出力をなされる、あるいは前記プレートフィンチューブ伝熱管内に流される温熱出力用熱媒体あるいは冷媒の凝縮放熱により、前記複数層プレートフィン間流路あるいは前記複数層プレートフィンに挟まれる散熱フィン流路に流される空気を加熱して温熱出力をなされる。
【０２２０】  図６７、６８は、前記請求項２５に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力と吸収冷熱発生用冷媒蒸気の温熱出力に適用されるフィンプレートチューブ型またはフィンマイクロチャンネルプレートチューブ型またはフィン拡張プレートチューブフィンプレートチューブ型空冷熱交換器、暖房熱交換器の実施例である。
【０２２１】  図示のように、この様な熱交換器は、前記プレートチューブまたはマイクロチャンネルプレートチューブまたは拡張プレートチューブ同士の間に散熱フィンを設け、この様な散熱フィン付きプレートチューブまたはマイクロチャンネルプレートチューブまたは拡張プレートチューブと管内流体分配機能を有する初期流体分配器（入り口ヘードまたは端室）と、前記複数管内流路内の流体をまとめる出口ヘード（または端室）から構成され、前記プレートチューブ管内に流される冷熱出力揮発性熱媒体あるいは揮発性二次冷媒または冷媒の凝縮吸熱により前記フィン間流路あるいは前記複数層プレートチューブに挟まれる散熱フィン流路に流される空気を冷やして冷熱出力をなされる、あるいは前記プレートチューブ管内に流される温熱出力揮発性熱媒体あるいは冷媒の蒸発放熱により前記フィン間流路あるいは前記複数層プレートチューブに挟まれる散熱フィン流路に流される空気を加熱して温熱出力をなされる。
【０２２２】  図６４〜６８に示したフィンチューブ型、プレートフィンチューブ型とマイクロチャンネルプレートチューブを含むフィンプレートチューブ型空冷熱交換器は、蒸発器部の発生冷熱を、揮発性二次冷媒による末端冷熱出力の空冷に適しており、これらの図に示したフィンチューブ型、プレートフィンチューブ型とフィンプレートチューブ型暖房熱交換器は、再生器部での発生冷媒蒸気による空気の加熱に適しているほか、前記請求項２１に記載の蒸発器部熱交換器からの冷熱出力用熱媒体による空気の冷却または２３に記載の凝縮器からの温熱出力用熱媒体による空気の加熱にも適している。
【０２２３】  また、図６９〜７３は、前記フィンチューブ、プレートフィンチューブとフィンプレートフィンチューブから構成された暖房熱交換器の実施例である。この様な熱交換器は、再生器部での発生冷媒蒸気、または高温排ガス、水蒸気、温水などの高温熱源流体による空気加熱用暖房熱交換器に適している。
【０２２４】  要するに、、前記請求項２５に記載の熱交換器は、図２２、２３に示したコジェネ方法と装置の蒸気圧縮式冷凍機部の様に、蒸気圧縮式冷凍機の蒸発器または空冷熱交換器に適用できる。また、前記請求項２０に記載の蒸発器部凝縮式熱交換器、前記請求項２１に記載の蒸発器部熱交換器、前記請求項２２に記載の吸収器部熱交換器、前記請求項２３に記載の凝縮器部熱交換器、前記請求項２４に記載の熱交換器、前記請求項２５に記載の空冷熱交換器と、暖房熱交換器と前記請求項２６に記載の温熱出力用熱媒体または循環温水加熱用熱交換器は、本発明の前記吸収式冷熱発生装置、前記吸収式冷・温熱発生装置、前記吸収式冷・温熱発生装置と前記ガスタービンまたはマイクロガスタービンとのコンビナットコジェネ冷・温熱発生装置のほか、その他の型式の吸収式冷熱発生、冷温熱発生方法と装置およびコジェネ方法と装置に適用できる。
【発明の効果】
【０２２５】  本発明では、オゾン層保護や地球温暖化防止の目的から出発し、冷凍、空調とヒートポンプ分野において省エネ、省資源を図り、小温度差熱交換適用の揮発性二次冷媒冷熱出力方式、これによる吸収冷熱、冷温熱発生方法と装置、吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱・冷温熱発生方法と装置、前記冷熱、冷・温熱発生を利用するコジェネ方法と装置および前記小温度差熱交換が実現可能な要素機器である各種コンパクト熱交換器を考案して、これらの発明の効果については以下のように説明できる。
【０２２６】  即ち、前記請求項１、１０に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力に関する方法と装置は、吸収冷熱発生に適用されれば、蒸発器部においては、吸収式冷熱発生用冷媒の等温蒸発吸熱と前記揮発性二次冷媒の等温凝縮吸熱による小温度差熱交換と、末端冷熱出力の空冷熱交換器部においては、揮発性二次冷媒の等温蒸発吸熱により、より小温度差の条件下で空気を冷やすことが図られ、その利点あるいは効果は、以下のように水・臭化リチウム系吸収式冷凍機と揮発性二次冷媒ＣＯ２冷熱出力適用の試算例を通じて説明できる。
【０２２７】  試算例１については
１）冷熱出力ＱＥ一定
２）蒸発器部平均熱交換温度差ΔＴＥ，ａｖ一定
３）空冷部平均温度差ΔＴＡＣ，ａｖ一定
４）熱交換に対する空気湿度変化無視
という条件下で、蒸発器部と空冷部それぞれの揮発性二次冷媒対冷水の伝熱面積比を求める。
【０２２８】  試算例２については
１）冷熱出力ＱＥ一定
２）蒸発器部伝熱面積ＡＥ一定
３）空冷部伝熱面積ＡＡＣ一定
４）空気湿度変化の影響無視
という条件下で、蒸発器部冷媒水蒸発温度ＴＥ、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２二次冷媒冷熱出力温度ＴＣＯ２あるいはそれらの温度変化ΔＴＥ、Ｈ２Ｏ、ΔＴＣＯ２変化を求め、その上、前記吸収冷凍機の冷熱出力能力の変化について考察する。
【０２２９】  また、試算には、冷媒水と冷熱出力用循環冷水との間の熱交換による蒸発器部冷熱出力ＱＥ、Ｈ２Ｏは、下記の周知の式により見積もる。
ＱＥ、Ｈ２Ｏ＝ＫＥＡＥ［（Ｔｉ、Ｈ２Ｏ−ＴＥ、Ｈ２Ｏ）−０．６５（Ｔｉ、Ｈ２Ｏ−Ｔｏ、Ｈ２Ｏ）］      （１）ここで、Ｔｉ、Ｈ２Ｏ、Ｔｏ、Ｈ２Ｏはそれそれ冷水の入り口と出口温度であり、ＫＥは蒸発器総括熱伝達係数である。
【０２３０】  空冷熱交換器部冷熱出力能力ＱＡＣは、以下の式により求める。
ＱＡＣ、Ｈ２Ｏ＝ＫＡＣ、Ｈ２ＯＡＡＣ、Ｈ２Ｏ［（Ｔａｉｒ，ａｖ−ＴＨ２Ｏ、ａｖ）      （２）
ここで、ＫＡＣとＡＡＣは空冷部総括熱伝達係数と伝熱面積であり、（Ｔａｉｒ，ａｖとＴＨ２Ｏ、ａｖはそれぞれ空気と冷水の平均温度である。
【０２３１】  また、ＣＯ２二次冷媒冷熱出力の場合における蒸発器部と空冷部の冷熱出力能力はＱＥ、ＣＯ２とＱＡＣ、ＣＯ２は蒸発器部と空冷部の熱交換器型式を設定せず、以下の一般化式で求める。
Ｑ＝ＫＡ［（ＴＨ，ａｖ−ＴＬ、ａｖ）      （３）
１／ＫＥ、ＣＯ２＝１／αＣ、ＣＯ２＋εＥ／αＥ、Ｈ２Ｏ      （４）
１／ＫＡＣ、ＣＯ２＝１／αＥ、ＣＯ２＋εＡＣ／αａｉｒ      （５）
ここで、ＫＥ、ＣＯ２とＫＡＣ、ＣＯ２は、それぞれＣＯ２二次冷媒冷熱出力式蒸発器部と空冷部熱交換機の総括熱伝達係数であり、Ａは管内側基準の伝熱面積であり、αＣ、ＣＯ２、αＥ、Ｈ２ＯはそれぞれＣＯ２の管内凝縮局部熱伝達係数と冷媒水蒸発局部熱伝達係数であり、αＥ、ＣＯ２、αａｉｒはそれぞれ管内蒸発局部熱伝達係数と空気側の局部熱伝達係数であり、εＥ、εＡＣはそれぞれ蒸発器部と空冷部熱交換機の伝熱管外対管内の伝熱面積比である。
【０２３２】  また、試算には、以下の条件と物性を用いた。
１）蒸発器部冷水温度変化：１２→７℃
２）空冷部冷水温度変化：７→１２℃
３）空冷部空気温度変化：２６→８℃
４）冷媒水蒸発温度４℃
５）ＣＯ２蒸発または凝縮温度を前記循環冷水の平均温度９．５℃とする。
６）冷水冷熱力式蒸発器部総括熱伝達係数、ＫＥ、Ｈ２Ｏ＝１９７０Ｗ／ｍ２Ｋ
７）蒸発器部冷媒水蒸発局部熱伝達係数、αＥ、Ｈ２Ｏ＝４２００Ｗ／ｍ２Ｋ
８）ＣＯ２蒸発局部熱伝達係数、αＥ、ＣＯ２＝８０００Ｗ／ｍ２Ｋ
９）ＣＯ２凝縮局部熱伝達係数、αＣ、ＣＯ２＝６９７５Ｗ／ｍ２Ｋ
ただし、汚れ係数と伝熱管壁の熱伝達抵抗を無視し、熱交換器の型式を選定しないため、εＥ＝εＡＣ＝１とする。
【０２３３】  また、循環冷水冷熱出力方式による循環液量対ＣＯ２二次冷媒冷熱出力方式による循環液量の比Ｚは次式により算出する。
Ｚ＝ＧＣＯ２／ＧＨ２Ｏ
＝Ｃｐ、Ｈ２Ｏ（Ｔｉ、Ｈ２Ｏ−Ｔｏ、Ｈ２Ｏ）／γＣＯ２      （６）
ここで、Ｃｐ、Ｈ２Ｏ＝４．１８ｋＪ／ｋｇ・Ｋ、λＣＯ２＝２０８ｋＪ／ｋｇとする。
以上の試算式と試算条件、物性により、以下の試算結果を得ている。
【０２３４】  前記試算例１について
１）ＣＯ２対水の蒸発器部伝熱面積比、ＡＥ、ＣＯ２／ＡＥ、Ｈ２Ｏ＝０．６５
２）ＣＯ２対水の空冷部伝熱面積比、Ａａｉｒ、ＣＯ２／Ａａｉｒ、Ｈ２Ｏ＝０．５
３）ＣＯ２対水の循環液量の比、Ｚ＝０．１
前記試算例１の結果は、図７４に示すように、循環冷水冷熱出力方式の代わりに、ＣＯ２冷熱出力方式が適用されれば、蒸発器部においてΔＴＥ、Ｈ２Ｏ＝ΔＴＥ、ＣＯ２、空冷部においてΔＴＡＣ、Ｈ２Ｏ＝ΔＴＡＣ、ＣＯ２という熱交換温度差が変わらない条件下で、蒸発器部と空冷部伝熱面積は、それぞれ６５％と５０％まで低減でき、冷熱出力のための循環液量は一割まで低減できるということと、前記蒸発器部と空冷部にはコンパクト熱交換器が適用できることを説明している。
【０２３５】  また、前記試算例２については
１）冷媒水蒸発温度が４℃から１２．２℃までの変化を許容する。
２）ＣＯ２平均冷熱出力温度が９．５℃から１５．８℃までの変化を許容する。
３）ＣＯ２対水の循環液量の比がわずかの増加、Ｚ＝０．１２となる。
４）冷媒水蒸発温度１℃増による吸収式冷凍機冷熱出力能力５％増とすることにより、ＣＯ２冷熱出力による前記吸収式冷凍機とトータル冷熱出力能力４１％増の結果となる。
【０２３６】  前記試算例２の結果は、図７５に示す様に、蒸発器部においてＡＥ、Ｈ２Ｏ＝ＡＥ、ＣＯ２、空冷部においてＡＡＣ、Ｈ２Ｏ，ａｖ＝ＡＡＣ、ＣＯ２冷水冷熱出力方式の蒸発器部と空冷部の伝熱面積を維持したままでの条件下で、ＣＯ２二次冷媒冷熱出力方式が適用されれば、吸収式冷凍器トータル冷熱出力能力の大幅な向上とコンパクト熱交換器適用という効果が期待できることを説明している。
【０２３７】  以上の試算結果より、前記請求項１、１０に記載の二次冷媒冷熱出力方式の吸収冷熱発生方法と装置は、従来のそのものとは抜本的に違ってより高い冷熱発生能力を持つことが分かる。
【０２３８】  また、前記冷熱出力用二次冷媒には、ＣＯ２を含めて、アンモニア、炭化水素系冷媒、指定フロンＨＣＦＣ系冷媒、代替フロンＨＦＣ系冷媒の適用が考えられるが、以下のようにＣＯ２適用の場合、利点が最も多いことと見ている。
地球温暖化係数  総等価地球温暖化因子    価額
ＣＯ２                  １            ６０４              １
ＨＦＣ１３４ａ        １２００      １４２０        ３０〜５０倍
これは、ＣＯ２が前記揮発性二次冷媒冷熱出力に適用されれば、環境面利点が大きいことだけでなく、装置コスト面利点も大きいことを示唆している。
【０２３９】  また、前記請求項２、３、１１、１２に記載の吸収式冷・温熱発生に関する温熱出力方法は、従来吸収式温熱発生の概念を越えて以下に熱源を有効に利用するかという観点から考案したものである。つまり、熱源あるいは熱源流体を吸収ヒートポンプにより使われるよりもむしろ直接に温熱出力あるいは温熱出力用熱媒体または循環温水の加熱に適用した法が熱効率が高いこと、さたに従来の吸収ヒートポンプの概念から吸収式冷熱方式と併用できる温熱発生方式が多様化可能であることと考えられる。
【０２４０】  従って、この様な温熱発生方式と前記請求項１、１０記載の揮発性二次冷媒冷熱出力式冷熱発生方式が適用される前記請求項２、１０に記載の吸収式冷・温熱発生方法と装置は、前記揮発性二次冷媒冷熱出力方式適用と本発明の独特の温熱発生方式により特徴づけられている。上述の温熱発生方式は吸収ヒートポンプサイクルのものではないが、便利のため、循環冷水冷熱出力による冷熱発生方式と本発明の温熱発生方式との併用される前記請求項２、１１に記載の冷・温熱発生方法と装置を吸収式冷・温熱発生方法と装置と呼んでいる。
【０２４１】  また、前記温熱出力方式では、高温熱源が吸収サイクルを介せず、なるべく直接に温熱出力に使われるため、これは前記高温熱源の利用効率が高いことを意味している。当然、この様な温熱出力モードが適用される前記請求項２、３、１１、１２に記載の吸収式冷・温熱発生方法と装置においても、その温熱発生モードの熱利用率が高くなれるのである。
【０２４２】  また、本発明では、初めて前記請求項４、５、１３、１４に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力方式の吸収冷凍サイクルに蒸気圧縮式冷凍サイクルをカスケードする冷熱、冷・温熱発生方法と装置を考案した。この様なカスケードシステムの成績係数ＣＯＰＴと高温段吸収冷凍サイクル成績係数ＣＯＰＡ、低温段蒸気圧縮冷凍サイクルＣＯＰＣとの間に、下記の式で示される関数関係が成り立っている。
【０２４３】  つまり、ＣＯＰＴ／ＣＯＰＡ＝ＱＲ／ＱＡ
＝｛１−１／（１＋ＣＯＰＣ）｝      （７）
【０２４４】ここで、  ＣＯＰＴ＝ＱＲ／ＱＧ      （８）
ＣＯＰＡ＝ＱＡ／ＱＧ      （９）
ＣＯＰＣ＝ＱＲ／Ｗｃ      （１０）
ここで、ＱＡ、ＱＲとＱＧは、それぞれ高温段吸収冷凍サイクルの冷凍能力、低温段蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷凍能力と再生器部の加熱量であり、また、Ｗは前記蒸気圧縮式冷凍サイクルの圧縮仕事である。従って、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷凍能力対吸収冷凍サイクル冷凍能力の比ＱＲ／ＱＡは、ＣＯＰＴとＣＯＰＡが分からなくても、低温段蒸気圧縮式冷凍サイクルの成績係数ＣＯＣが分かれば、式（７）により推算できる。
【０２４５】  以下の条件下において、前記冷凍能力の比ＣＯＰＴ／ＣＯＰＡを推算して前記カスケード冷熱発生の効果を確かめる。
条件１：
１）吸収冷凍サイクルの蒸発器部冷媒水蒸発温度４℃
２）吸収サイクルの蒸発器部ＣＯ２凝縮温度７℃
３）蒸気圧縮式冷凍サイクルの蒸発器部ＣＯ２蒸発温度−１０、−３０℃
【０２４６】  条件２：
１）吸収冷凍サイクルの蒸発器部冷媒水蒸発温度１０℃
２）吸収サイクルの蒸発器部ＣＯ２凝縮温度１３℃
３）蒸気圧縮式冷凍サイクルの蒸発器部ＣＯ２蒸発温度−１０、−３０℃
【０２４７】  以上の条件下で得られた結果は以下の通りになっている。
ＣＯ２蒸発温度    −１０              −３０℃
条件１、冷媒水温度  ４℃：    ＱＲ／ＱＡ          ０．９２４        ０．８２４
ＣＯＰＣ          １２．２            ４．７１
条件２、冷媒水温度１０℃：    ＱＲ／ＱＡ          ０．８９３        ０．７９０
ＣＯＰＣ            ８．３９          ３．７７
【０２４８】  以上の推算結果から分かるように、吸収冷凍サイクル蒸発器部の冷媒水蒸発温度を通常の４℃とする場合、カスケードによる冷熱出力温度−１０、−３０℃における冷熱出力能力は、それぞれ前記吸収冷凍サイクル蒸発器部の冷熱出力出力能力の９２．４％と８２．４％であり、これに対してＣＯ２冷凍サイクルの成績係数はそれぞれ１２．２と４．７１である。また、冷媒水蒸発温度１０℃の場合、カスケードによる冷熱出力温度−１０、−３０℃下での冷熱出力能力は、前記吸収冷凍サイクル蒸発器部の冷熱出力能力の９２．４％と８２．４％であり、これに対するＣＯ２冷凍サイクルの成績係数はそれぞれ８．３９と３．７７である。
【０２４９】  以上の推算結果は、本発明のカスケード冷熱発生方式においては冷温段蒸気圧縮式冷凍サイクルに一寸圧縮仕事を提供するだけで、前記吸収冷熱発生温度下での冷熱出力能力並の低温冷熱出力能力が得られることを説明している。
【０２５０】  また、本発明の揮発性二次冷媒冷熱出力方式の吸収冷熱発生方法と装置および、これと蒸気圧縮冷凍サイクルとのカスケード冷熱発生方法と装置は、熱利用効率が高いことと、熱電総合利用可能な特徴を有するため、前記請求項１〜５、１０〜１４に記載の揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱、冷・温熱発生方法による冷熱、冷温熱発生装置または前記吸収式冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱、冷温熱発生方法による冷熱、冷温熱発生装置とガスタービンあるいはマイクロガスタービンを組み合わせたコンビナットコジェネの方法と装置に適している。この様なコジェネシステムは、冷熱発生能力が高く、排熱利用に適するという利点を有するほか、特にクリーンな燃料である天然ガス利用の分散型発電と排電熱総合利用の高性能コジェネシステムになれることと考えられる。
【０２５１】  また、本発明の揮発性二次冷媒冷熱出力方式は、前記請求項２０に記載の蒸発器部凝縮式熱交換器と前記請求項２４、２５に記載の末端冷熱出力用空冷熱交換器の考案により実現可能になる。また、この様な蒸発器部凝縮式熱交換器と空冷熱交換器は、揮発性二次冷媒ＣＯ２の適用により、かなりコンパクト化が可能であり、この様な熱交換器が適用される吸収式冷熱出力装置は、熱変換効率が高いことができなく、かなり省材料なものであることと推断できる。
【０２５２】  また、本発明の空冷熱交換器は、前記吸収式冷熱発生専用のものだけでなく、その中の拡張プレートチューブ型、フィン拡張プレートチューブ型とフィンプレートフィンチューブ型の熱交換器あるいは空冷熱交換器が、その他型式のコンパクト熱交換器により、管内二次冷媒あるいは冷媒側の伝熱面積に対して管外空気側の伝熱面積をより大きく設けることが可能なことにより、よりコンパクト化とより省材料の効果が期待でき、その他の冷凍、空調とヒートポンプシステムの空冷目的にも適用できる。
【０２５３】  また、本発明では、冷熱出力用熱冷媒、例えば冷水やブラインによる冷熱出力の吸収式冷熱発生用蒸発器や吸収器や凝縮器についても、前記コンパクト熱交換器の概念を導入し、拡張プレートチューブ型、案内板付きフィンチューブ型熱交換器を考案した。この様な熱交換器は、管外冷媒蒸気凝縮、管外流下冷媒液蒸発と管外流下吸収液の吸収熱除去に、管外側伝熱面積増による熱交換性能増の効果だけでなく、従来横配置伝熱管底部の液溜まりによる伝熱能力の低下問題を解消でき、さらに、このユニックな伝熱管形状設計により、従来以上のコンパクト化効果が図られる。
【０２５４】  また、従来の吸収式冷熱発生方法と装置に適用される冷水による冷熱出力用空冷熱交換器または温水による暖房熱交換器にかんしてはその最大総括熱伝達係数が２３３Ｗ／ｍ２Ｋ程度という文献値がある。これに対して、本発明の揮発性二次冷媒による冷熱出力用空冷熱交換器と吸収サイクル用冷媒蒸気による暖房熱交換器の場合、その総括熱伝達係数は約倍ぐらいという値が得られている。これは、伝熱面積が従来式の半分程度まで低減できることだけでなく、例え伝熱面積が変わらなくても小温度差熱交換適用による熱変換効率の向上と、コンパクト化可能なことによる省材料、容積低減の効果が図れることを意味している。
【０２５５】  要するに、本発明の揮発性二次冷媒冷熱出力方式による吸収冷熱、冷・温熱発生方法と装置、吸収サイクルを介しない温熱発生モードによる吸収式冷・温熱発生方法と装置、吸収式冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱、冷・温熱発生方法と装置と、これらの冷熱、冷・温熱発生方式を適用するコジェネ冷熱発生、冷温熱発生方法と装置、及び本発明の各種熱交換器は、従来の吸収式冷熱発生、冷・温熱発生方式と熱電総合利用のコジェネ方式を一変して、冷熱発生方式と温熱発生方式がより多様化可能になり、より幅広い需要に対応でき、より省エネ、省材料のものに、より地球環境に優しいものになれることと言える。
【図面の簡単な説明】
【図１】揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生方法と装置に関して液ポンプによる揮発性二次冷媒冷熱出力方法と装置の例
【図２】揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生方法と装置に関して蒸気輸送機械による揮発性二次冷媒冷熱出力方法と装置の例
【図３】揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生方法と装置に関して液ポンプと蒸気輸送機械の併用による揮発性二次冷媒冷熱出力方法と装置の例
【図４】前記吸収式冷・温熱発生に関する吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置−再生器おいて吸収液を加熱して生じた冷媒蒸気を、前記再生器上方の暖房熱交換器により、直接に温熱出力され、冷媒凝縮液を重力により蒸発器内に戻すという温熱出力方法と装置の例
【図５】前記吸収式冷・温熱発生に関する吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置−再生器おいて吸収液を加熱して生じた冷媒蒸気を、前記再生器上方の暖房熱交換器により、直接に温熱出力され、冷媒凝縮液を重力と圧力差により蒸発器内に戻すという温熱出力方法と装置の例
【図６】前記吸収式冷・温熱発生に関する吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置−再生器において吸収液を加熱して生じた冷媒蒸気を温熱出力に直接利用し、冷媒凝縮液を吸収器に戻すという温熱出力方法と装置の例
【図７】前記吸収式冷・温熱発生に関する吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置−再生器において吸収液を加熱して生じた冷媒蒸気を温熱出力に直接利用し、冷媒凝縮液を、蒸発器を経由して吸収器に戻すという温熱出力方法と装置の例
【図８】前記吸収式冷・温熱発生に関する吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置−再生器部において吸収液を加熱して生じた冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体または温水専用熱交換器への温熱出力に使用し、冷媒凝縮液を重力と圧力差により吸収器内に戻すという温熱発生方法と装置の例
【図９】前記吸収式冷・温熱発生に関する吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置−再生器部において吸収液を加熱して生じた冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体専用熱交換器への温熱出力に使用し、冷媒凝縮液を蒸発器を経由して吸収器内に戻すという温熱発生方法と装置の例
【図１０】前記吸収式冷・温熱発生に関する吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置−再生器に冷媒液を導入し、加熱により生じる冷媒蒸気を暖房熱交換器への温熱出力に使用し、冷媒凝縮液を重力により再生器内に戻すという温熱出力方法と装置の例
【図１１】前記吸収式冷・温熱発生に関する吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置−再生器に冷媒液を導入し、加熱により生じる冷媒蒸気を暖房熱交換器への温熱出力に使用し、冷媒液を、蒸発器部を経由して液ポンプにより再生器に供給するという温熱出力方法と装置の例
【図１２】前記吸収式冷・温熱発生に関する吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置−再生器部において冷媒液加熱により生じる冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体専用熱交換器への温熱出力に使用し、冷媒凝縮液を重力により再生器内に戻すという温熱発生方法と装置の例
【図１３】前記吸収式冷・温熱発生に関する吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置−再生器部において冷媒液加熱により生じる冷媒蒸気を、温熱出力用熱媒体専用熱交換器への温熱出力に使用し、冷媒凝縮液を、蒸発器部を経由して液ポンプにより再生器に供給するという温熱発生方法と装置の例
【図１４】前記吸収式冷・温熱発生に関する吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置−熱源流体を、直接に暖房熱交換器への温熱出力に適用するという温熱出力方法と装置の例
【図１５】前記吸収式冷・温熱発生に関する吸収サイクルを介しない温熱発生方法と装置−熱源流体を、直接に暖房熱交換器への温熱出力に適用するという温熱出力方法と装置の例
【図１６】揮発性二次冷媒冷熱出力モードと吸収サイクルを介する温熱出力モードを兼有する特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法と装置−揮発性二次冷媒冷熱出力モードと、吸収器部予熱と凝縮器部の加熱による温熱出力モードとの同時操作の例
【図１７】揮発性二次冷媒冷熱出力モードと吸収サイクルを介する温熱出力モードを兼有する特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法と装置−揮発性二次冷媒冷熱出力モードと、加熱専用熱交換器の加熱による温熱出力用熱媒体または温水の温熱出力モードとの同時操作の例
【図１８】揮発性二次冷媒冷熱出力モードと吸収サイクルを介する温熱出力モードを兼有する特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法と装置−揮発性二次冷媒冷熱出力モードと吸収器部の予熱と凝縮器部の加熱による温熱出力用熱媒体または温水による温熱出力モードとの交替操作の例
【図１９】揮発性二次冷媒冷熱出力モードと吸収サイクルを介する温熱出力モードを兼有する特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法と装置−揮発性二次冷媒冷熱出力モードと吸収サイクルを介する温熱出力モードを兼有する特徴を有する吸収式冷・温熱発生方法と装置−揮発性二次冷媒冷熱出力モードと凝縮器部の加熱による温熱出力用熱媒体または温水の温熱出力モードとの交替操作の例
【図２０】吸収サイクルを介しない温熱発生モードと非揮発性温熱出力用熱媒体冷熱出力方式の冷熱発生モードを兼有する吸収式冷・温熱発生方法と装置の例
【図２１】前記吸収式冷熱発生、冷・温熱発生に適用の熱源方式と装置−ａ、熱源に直だき再生器適用の例；ｂ、熱源に排熱適用の例；ｃ、熱源にボイラ適用の例
【図２２】吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法と装置の例
【図２３】吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生方法と装置の例
【図２４】揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生方法による冷熱発生装置とガスタービンまたはマイクロガスタービンを組み合わせるコンビナットコジェネ方法と装置の例
【図２５】吸収サイクルを介しない温熱発生方法による温熱発生装置とガスタービンまたはマイクロガスタービンを組み合わせたコンビナットコジェネ方法と装置−ａ、排熱の直接利用例１；ｂ、排熱の直接利用例２；ｃ、ボイラを通じての排熱利用例
【図２６】非揮発性冷熱出力用熱媒体による吸収式冷熱発生モードと吸収サイクルを介しない温熱発生モードを兼有する吸収式冷・温熱発生方法による冷・温熱発生装置と、ガスタービンまたはマイクロガスタービンを組み合わせたコンビナットコジェネ方法と装置の例
【図２７】揮発性二次冷媒冷熱出力による吸収式冷熱発生モードと吸収サイクルを介しない温熱発生モードを兼有する吸収式冷・温熱発生方法による冷温熱発生装置とガスタービンまたはマイクロガスタービンを組み合わせたコンビナットコジェネ方法と装置の例
【図２８】吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生方法による冷熱発生装置とガスタービンまたはマイクロガスタービンを合わせたコンビナットコジェネ方法と装置の例
【図２９】吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷・温熱発生方法による冷・温熱発生装置とガスタービンまたはマイクロガスタービンを組み合わせたコンビナットコジェネ方法と装置の例
【図３０】シングル流路伝熱管の例−ａ、平滑伝熱管；ｂ、花柄伝熱管；ｃ、管外壁に波紋状突起部が設けられる伝熱管
【図３１】円形管内流路プレートチューブ
【図３２】非円形管内流路プレートチューブ
【図３３】薄いプレート部を有する円形管内流路拡張プレートチューブ伝熱管
【図３４】薄いプレート部を有する非円形の管内矩形流路拡張プレートチューブ伝熱管
【図３５】薄い波状プレート部を有する非円形の矩形流路拡張プレートチューブ伝熱管
【図３６】管外壁面に突起部が設けられる伝熱管の例−ａ、管外壁面にフィン状突起部を有するフィンプレートチューブ；ｂ、管外壁面に台状突起部を有するフィンプレートチューブ
【図３７】管外壁面に状突起部が設けられるフィン付き伝熱管の例−管外壁にフィン状突起部が間歇に設けられるフィンプレートチューブ
【図３８】管外壁面に状突起部が設けられるフィン付き伝熱管の例−管外壁面にフィン状突起部が間歇に設けられるシングル流路伝熱管のフィンチューブ
【図３９】管外壁面に状突起部が設けられるフィン付き伝熱管の例−管外壁面にフィン状突起部が間歇に設けられるシングル流路伝熱管のフィンチューブ
【図４０】管内壁面に突起部あるいは溝が設けられる伝熱管の例−ａ、管内壁面に螺旋状突起部あるいは溝が設けられるシングル流路伝熱管；ｂ、管内壁面に突起部あるいは溝が設けられるシングル流路伝熱管断面；ｃ、管内壁面に波紋状突起部あるいは溝が設けられるプレートチューブ断面；ｄ、管内壁面に山状突起部あるいは溝が設けられるプレートチューブ断面
【図４１】流れ案内板付き伝熱管の例−流れ案内板付きフィンチューブ
【図４２】流れ案内板付き伝熱管の例−流れ案内板付き平滑伝熱管
【図４３】流れ案内板付き伝熱管の例−流れ案内板と伝熱管の接触配合
【図４４】流れ案内板付き伝熱管の例−流れ案内板と伝熱管との非接触配合の様子
【図４５】再分配機能のあるＵ字形流路接続部の例−ａ、上下流側流路同数のＵ字形流路あるいはＵ字形流路接続部；ｂ、再分配機能のあるＵ字形流路接続部の例−流路数増のＵ字形流路あるいはＵ字形流路接続部；ｃ、再分配機能のあるＵ字形流路接続部の例一流路数減のＵ字形流路あるいはｂ字形流路接続部
【図４６】再分配機能のないＵ字形流路接続部の例−ａ、シングル流路のＵ字形流路あるいはＵ字形流路接続部；ｂ、シングル流路Ｕ字形流路接続部による複数並列流路接続
【図４７】シングル流路伝熱管、プレートチューブまたは拡張プレートチューブまたは案内板付き伝熱管の配置方法の例−ａ、四方形配置；ｂ、三角形配置；ｃ、並行配置；ｄ、交差配置
【図４８】管外液流体初期分配装置−ａ、管外液流体初期分配器；ｂ、管外液分配用チューブの詳細
【図４９】管外液流体サブ分配装置の例−ａ、管外液流体サブ分配装置の立体図；ｂ、管外液流体サブ分配装置の詳細図
【図５０】管外液流体サブ分配装置の例−ａ、管外液流体初期分配装置の管外液流体分配用チューブ下流に設けられる管外液流体サブ分配装置の様子；ｂ、上下流拡張プレートチューブの間に設けられる管外液流体サブ分配装置の様子
【図５１】管内流体初期分配装置とその使用例−ａ、管内流体初期分配装置；ｂ、管内流体初期分配装置に拡張プレートチューブ伝熱管の複数並列流路が接続される様子
【図５２】管内流体サブ分配装置の例
【図５３】流れの再分配機能を有するＵ字形流路接続部あるいは管内流体サブ分配器が適用される拡張プレートチューブ型熱交換器の例
【図５４】流れの再分配機能のないＵ字形流路あるいはＵ字形流路接続部または配管が適用される拡張プレートチューブ型熱交換器の例
【図５５】流れ案内板付き伝熱管型熱交換器あるいは蒸発器または吸収器用または凝縮器
【図５６】凝縮器部熱交換器用管外凝縮液脱離装置−ａ、管外凝縮液脱離装置の立体図；ｂ、拡張プレートチューブ下部における管外凝縮液脱離装置の設置
【図５７】拡張プレートチューブフィン型熱交換器が適用される空冷熱交換器と暖房熱交換器の例−フィン拡張プレートチューブ
【図５８】拡張プレートチューブフィン型熱交換器が適用される空冷熱交換器と暖房熱交換器の例−拡張プレートチューブフィン型熱交換器
【図５９】プレートフィンチューブ型コンパクト空冷熱交換器−ａ、プレートフィンの間に散熱フィン設置可能な構造；ｂ、フィンプレートフィンチューブ型コンパクト空冷熱交換器−フィンプレートフィンチューブ型空冷または暖房熱交換器
【図６０】揮発性二次冷媒冷熱出力用多層パネル、多様化構造コンパクト空冷熱交換器の例−３層パネル型
【図６１】揮発性二次冷媒冷熱出力用多層パネル、多様化構造コンパクト空冷熱交換器の例−四面二パネル型
【図６２】揮発性二次冷媒冷熱出力用多層パネル、多様化構造コンパクト空冷熱交換器の例−三角配置二パネル型
【図６３】揮発性二次冷媒冷熱出力用多層パネル、多様化構造コンパクト空冷熱交換器の例−円形パネル型
【図６４】二次冷媒冷熱出力あるいは吸収冷凍サイクル／蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生用空冷熱交換器に関する用フィンチューブ適用の例−フィンチューブ
【図６５】二次冷媒冷熱出力あるいは吸収冷凍サイクル／蒸気圧縮式冷凍サイクルカスケード冷熱発生用空冷熱交換器に関する用フィンチューブ適用の例−フィンチューブ型空冷熱交換器
【図６６】プレートフィンチューブ型空冷熱交換器、暖房熱交換器
【図６７】プレートチューブフィン型またはマイクロチャンネルプレートフィンチューブ型空冷熱交換器、暖房熱交換器の例−フィンプレートチューブ
【図６８】プレートチューブフィン型またはマイクロチャンネルプレートフィンチューブ型空冷熱交換器、暖房熱交換器の例−ａ、プレートチューブとヘードの接続型；ｂ、熱交換器本体
【図６９】吸収サイクルを介しない温熱出力用暖房熱交換器の例−フィンチューブ型−揮発性熱媒体または冷媒または水蒸気用タイプ
【図７０】吸収サイクルを介しない温熱出力用暖房熱交換器の例−フィンチューブ、またはプレートフィンチューブまたはフィンプレートフィンチューブ型ー高温排ガス、水蒸気、などの熱源流体用タイプ
【図７１】吸収サイクルを介しない温熱出力用暖房熱交換器の例−フィンチューブ、またはプレートフィンチューブまたはフィンプレートフィンチューブ型−温水などの熱源流体用タイプ
【図７２】吸収サイクルを介しない温熱出力用暖房熱交換器の例−フィンチューブ、またはプレートフィンチューブまたはフィンプレートフィンチューブ型−プレートフィンチューブ型
【図７３】吸収サイクルを介しない温熱出力用暖房熱交換器の例−フィンチューブ、またはプレートフィンチューブまたはフィンプレートフィンチューブ型−フィンプレートフィンチューブ型
【図７４】冷熱出力方式による蒸発器と空冷熱交換器部温度勾配の特徴
【図７５】二次冷媒冷熱出力方式による許容冷媒水蒸発温度と許容二次冷媒出力温度変化
【符号説明】
ＡＡＣ，ＣＯ２＝二次冷媒ＣＯ２冷熱出力空冷部伝熱面積
ＡＡＣ、Ｈ２Ｏ＝循環冷水冷熱出力空冷部伝熱面積
ＡＥ＝蒸発器部伝熱面積
ＡＡＣ＝空冷部伝熱面積
ＡＥ，ＣＯ２＝蒸発器部二次冷媒ＣＯ２側伝熱面積
ＡＥ、Ｈ２Ｏ＝蒸発器部冷媒水側伝熱面積
ａ＝頂部幅
ｂ＝底部幅
ＣｐＨ２Ｏ＝水の熱容量
ＣＯＰＡ＝吸収冷凍サイクルの成績係数
ＣＯＰＣ＝蒸気圧縮式冷凍サイクルの成績係数
ＣＯＰＴ＝吸収冷凍サイクル・蒸気圧縮冷凍サイクルカスケード冷熱発生システムの総括成績係数
ｄ＝直径
ＧＣＯ２＝ＣＯ２の重量流量
ＧＨ２Ｏ＝水の重量流量
ｈ＝高さ
ＫＡＣ、ＣＯ２＝二次冷媒ＣＯ２冷熱出力空冷熱交換器の総括熱伝達係数
ＫＡＣ、Ｈ２Ｏ＝循環冷水冷熱出力空冷熱交換器の総括熱伝達係数
ＫＥ＝蒸発器部総括熱伝達係数
ＫＥ、Ｈ２Ｏ＝循環冷水冷熱出力蒸発器部熱交換器の総括熱伝達係数
ｍ１＝上流側伝熱管流路への接続配管数
ｍ２＝下流側伝熱管流路への接続配管数
ｎ＝効用数
ｎ１＝揮発性二次冷媒液ポンプの数
ｎ２＝揮発性二次冷媒用空冷熱交換器の数
ｎ３＝二次冷媒用蒸気輸送機械の数
ｎｆ＝円周方向間歇型フィンの数
ｎｓ＝吸収式冷熱発生装置の効用数
ｐ＝ピッチ
ＱＡ＝カスケードシステムの吸収冷凍サイクル蒸発器部熱交換器の冷熱出力能力
ＱＡＣ、Ｈ２Ｏ＝循環冷水冷熱出力による空冷部冷熱出力能力
ＱＥ＝冷熱出力能力
ＱＥ、Ｈ２Ｏ＝循環冷水冷熱出力による蒸発器部冷熱出力能力
ＱＥ、ＣＯ２＝揮発性二次冷媒ＣＯ２冷熱出力による冷熱出力能力
ＱＧ＝再生器部の加熱量
ｒ１＝底部あるいは凹部半径
ｒ２＝上部あるいは凸部半径
Ｔａｉｒ、ａｖ＝空冷部空気平均温度
ＴＨ２Ｏ、ａｖ＝空冷部循環冷水平均温度
ＴＣＯ２＝ＣＯ２冷熱出力温度
ＴＥ、Ｈ２Ｏ＝蒸発器部冷媒水蒸発温度
Ｔｉ、Ｈ２Ｏ＝冷水入り口温度
ＴＨ、ａｖ＝高温側平均温度
ＴＬ、ａｖ＝低温側平均温度
Ｔｏ、Ｈ２Ｏ＝冷水出口温度
ΔＴＡＣ、ＣＯ２＝二次冷媒ＣＯ２冷熱出力空冷部平均温度差
ΔＴＡＣ、Ｈ２Ｏ＝循環冷水冷熱出力空冷部平均温度差
ΔＴＥ、Ｈ２Ｏ＝循環冷水冷熱出力蒸発器部平均温度差
ΔＴＥ、ＣＯ２＝ＣＯ２冷熱出力蒸発器部平均温度差
ΔＴＥ，ＡＶ＝蒸発器部平均温度差
ΔＴＡＣ，ＡＶ＝空冷部平均温度
Ｗ＝幅
Ｗｃ＝圧縮仕事
Ｚ＝循環冷水量対循環二次冷媒ＣＯ２の量の比
αａｉｒ＝空気側局部熱伝達係数
αＣ、ＣＯ２＝ＣＯ２凝縮局部熱伝達係数
αＥ、ＣＯ２＝ＣＯ２蒸発局部熱伝達係数
αＥ、Ｈ２Ｏ＝Ｈ２Ｏ蒸発局部熱伝達係数
γＣＯ２＝ＣＯ２蒸発潜熱
εＡＣ＝空冷部熱交換機伝熱管外対管内の伝熱面積比
εＥ＝蒸発器部伝熱管外対管内の伝熱面積比
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
2005321180.tif 000052
【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
2005321180.tif 000071
【図７０】
2005321180.tif 000072
【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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