JP6280170B2 - Concentrator - Google Patents
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Description
本発明は濃縮装置に関し、特に吸収ヒートポンプを利用して濃縮対象流体を濃縮する濃縮装置に関する。 The present invention relates to a concentrating device, and more particularly to a concentrating device that concentrates a fluid to be concentrated using an absorption heat pump.
低温熱源から高温熱源へ熱を移動させる吸収ヒートポンプを利用して、果汁、食塩水、ミルクなどの被濃縮液を濃縮する装置として、増熱型の第一種吸収ヒートポンプの吸収器、リソーバ、凝縮器を通過した冷却水を、吸収ヒートポンプ外の濃縮器に導いて被濃縮液を濃縮し、被濃縮液の濃縮に伴って生じた蒸気を吸収ヒートポンプの蒸発器及びデソーバに投入するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
As a device for concentrating concentrated liquids such as fruit juice, saline and milk using an absorption heat pump that transfers heat from a low-temperature heat source to a high-temperature heat source, an absorber, a resolver, and a condenser of a heat-increased
しかしながら、特許文献１に記載された吸収ヒートポンプ利用濃縮装置では、被濃縮液が蒸発する温度よりも高い温度の駆動熱源を再生器に投入しなければならず、蒸発器に投入される蒸気の温度を高くするのが難しい。
However, in the absorption heat pump concentration apparatus described in
本発明は上述の課題に鑑み、濃縮対象流体の濃縮に伴って生じる蒸気の温度を高くして濃縮のための熱利用効率を向上させた濃縮装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a concentrating device in which the temperature of steam generated with the concentration of a fluid to be concentrated is increased to improve the heat utilization efficiency for concentration.
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る濃縮装置は、例えば図１に示すように、濃縮対象流体Ｗを流す濃縮対象流体流路１１を有し、吸収液Ｓａが冷媒の蒸気Ｖｅを吸収したときに生じた吸収熱で濃縮対象流体流路１１を流れる濃縮対象流体Ｗを加熱する吸収器１０と；冷媒加熱流体流路６１を有し、冷媒加熱流体流路６１を流れる冷媒加熱流体ｈｅが保有する熱で冷媒の液Ｖｆを加熱して、吸収器１０に直接又は間接的に供給する冷媒の蒸気Ｖｅを生成する蒸発器６０と；吸収液加熱流体流路７１を有し、吸収器１０において冷媒の蒸気Ｖｅを吸収した吸収液Ｓｗを直接又は間接的に導入して、導入した吸収液Ｓｗを、吸収液加熱流体流路７１を流れる吸収液加熱流体ｈｇが保有する熱で加熱して、吸収液Ｓｗから冷媒Ｖｇを離脱させて吸収液Ｓｗの濃度を上昇させる再生器７０と；再生器７０において吸収液Ｓｗから離脱した冷媒の蒸気Ｖｇを導入し、導入した冷媒の蒸気Ｖｇを冷却し凝縮させて、蒸発器６０に供給する冷媒の液Ｖｆを生成する凝縮器８０と；吸収器１０で加熱された濃縮対象流体Ｗｍを導入し、濃縮対象流体Ｗｍから離脱した離脱蒸気Ｗｖと、濃縮対象流体Ｗｍから離脱蒸気Ｗｖが離脱した後の濃縮液Ｗｃとに分離する気液分離器９１と；離脱蒸気Ｗｖを導入し、導入した離脱蒸気Ｗｖの熱で被加熱流体Ｖｆ、Ｓｗを加熱する加熱部６９、７９とを備え；吸収器１０の内部圧力が再生器７０の内部圧力よりも高く構成されている。
In order to achieve the above object, the concentration apparatus according to the first aspect of the present invention has a concentration target
このように構成すると、濃縮対象流体の濃縮によって副次的に生成された離脱蒸気の温度を冷媒加熱流体及び吸収液加熱流体の温度よりも高くすることができると共に、離脱蒸気で被加熱流体を加熱することができ、濃縮対象流体を濃縮する際の濃縮装置の熱利用効率を向上させることができる。 If comprised in this way, while the temperature of the separation | steaming vapor | steam produced | generated by concentration of the concentration object fluid can be made higher than the temperature of a refrigerant | coolant heating fluid and an absorption liquid heating fluid, a to-be-heated fluid is made into a separation | steam vapor | steam. It can heat and can improve the heat utilization efficiency of the concentrating device when concentrating the fluid to be concentrated.
また、本発明の第２の態様に係る濃縮装置は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様に係る濃縮装置１において、加熱部６９、７９に離脱蒸気Ｗｖを供給する加熱部離脱蒸気流路９９Ａ、９９Ｂと；加熱部離脱蒸気流路９９Ａ、９９Ｂを流れる離脱蒸気Ｗｖの流量を調節する加熱部離脱蒸気流量調節装置９９Ｖａ、９９Ｖｂと；濃縮装置１の外部に離脱蒸気Ｗｖを供給する外部離脱蒸気流路９９Ｃと；外部離脱蒸気流路９９Ｃを流れる離脱蒸気Ｗｖの流量を調節する外部離脱蒸気流量調節装置９９Ｖｃとを備える。
Further, the concentrating device according to the second aspect of the present invention supplies the separated steam Wv to the
このように構成すると、離脱蒸気を、外部の蒸気利用機器で利用することができ、濃縮装置を含むシステムの熱利用効率を向上させることができる。 If comprised in this way, separation | steaming vapor | steam can be utilized with external vapor | steam utilization equipment, and the heat utilization efficiency of the system containing a concentrating apparatus can be improved.
また、本発明の第３の態様に係る濃縮装置は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様に係る濃縮装置１において、加熱部離脱蒸気流路９９Ａ、９９Ｂを流れる離脱蒸気Ｗｖの流量と外部離脱蒸気流路９９Ｃを流れる離脱蒸気Ｗｖの流量とが所定の比率になるように、加熱部離脱蒸気流量調節装置９９Ｖａ、９９Ｖｂ及び外部離脱蒸気流量調節装置９９Ｖｃを設定する。
Further, the concentrating device according to the third aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 1, in the
このように構成すると、濃縮装置における熱利用効率の向上と外部における蒸気利用の拡大とを適切に配分することができる。 If comprised in this way, the improvement of the heat utilization efficiency in a concentrating device and the expansion of steam utilization outside can be distributed appropriately.
また、本発明の第４の態様に係る濃縮装置は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る濃縮装置１において、加熱部６９、７９が、蒸発器６０及び再生器７０の少なくとも一方に設けられている。
In addition, the concentrating device according to the fourth aspect of the present invention is the same as the
このように構成すると、離脱蒸気を、蒸発器及び再生器の少なくとも一方の加熱源として利用することができる。 If comprised in this way, separation | steam vapor | steam can be utilized as a heating source of at least one of an evaporator and a regenerator.
また、本発明の第５の態様に係る濃縮装置は、例えば図１に示すように、上記本発明の第４の態様に係る濃縮装置１において、加熱部６９、７９は、蒸発器６０に設けられたときは冷媒加熱流体流路６１の下方に配置され、再生器７０に設けられたときは吸収液加熱流体流路７１の下方に配置されている。
Further, the concentrating apparatus according to the fifth aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 1, in the
このように構成すると、加熱部における熱交換効率を高くすることができる。 If comprised in this way, the heat exchange efficiency in a heating part can be made high.
また、本発明の第６の態様に係る濃縮装置は、例えば図２に示すように、上記本発明の第１の態様に係る濃縮装置１Ａにおいて、吸収器１０よりも作動圧力が低い低温吸収器５０であって、加熱対象流体を流す加熱対象流体流路５１を有し、吸収器１０において冷媒の蒸気Ｖａを吸収した吸収液Ｓｂを直接又は間接的に導入し、導入した吸収液Ｓｃが冷媒の蒸気Ｖｃを吸収したときに生じた吸収熱で加熱対象流体流路５１を流れる加熱対象流体を加熱する低温吸収器５０を備える。
Further, the concentrating device according to the sixth aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 50, which has a heating target
このように構成すると、離脱蒸気と吸収液加熱流体との温度差を大きくすることができる。 If comprised in this way, the temperature difference of detachment | desorption vapor | steam and an absorption liquid heating fluid can be enlarged.
また、本発明の第７の態様に係る濃縮装置は、例えば図３に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第６の態様のいずれか１つの態様に係る濃縮装置２において、加熱部１９３を内部に有する低温濃縮槽１９１であって、加熱部１９３における被加熱流体として濃縮対象流体Ｗｄｘを導入し、導入した濃縮対象流体Ｗｄｘを離脱蒸気Ｗｖの熱で加熱して濃縮液Ｗｃｘを生成する低温濃縮槽１９１を備える。
In addition, the concentrating device according to the seventh aspect of the present invention is the same as the
このように構成すると、濃縮対象流体の処理量の増加又は濃縮液の濃縮率の上昇を図ることができる。 If comprised in this way, the increase of the processing amount of the concentration object fluid or the raise of the concentration rate of a concentrate can be aimed at.
また、本発明の第８の態様に係る濃縮装置は、例えば図４に示すように、上記本発明の第７の態様に係る濃縮装置２Ａにおいて、低温濃縮槽１９１において濃縮対象流体Ｗｄｘから離脱した蒸気である低温離脱蒸気Ｗｖｘを、蒸発器６０に設けられた蒸発器追加加熱部６９、再生器７０に設けられた再生器追加加熱部７９、冷媒加熱流体流路６１、及び吸収液加熱流体流路７１の少なくとも１つに導く導入部６９ｐ、７９ｐを備える。
Further, the concentrating device according to the eighth aspect of the present invention is separated from the concentration target fluid Wdx in the low-
このように構成すると、低温濃縮槽で発生した蒸気のドレンを蒸発器及び再生器の少なくとも一方の加熱源として利用することができ、濃縮対象流体を濃縮する際の濃縮装置の熱利用効率をさらに向上させることができる。 If comprised in this way, the drain of the vapor | steam generate | occur | produced in the low temperature concentration tank can be utilized as a heating source of at least one of an evaporator and a regenerator, and the heat utilization efficiency of the concentrating device when concentrating the concentration target fluid is further increased. Can be improved.
また、本発明の第９の態様に係る濃縮装置は、例えば図４に示すように、上記本発明の第８の態様に係る濃縮装置２Ａにおいて、低温離脱蒸気Ｗｖｘを導入部６９ｐ、７９ｐに供給する導入部低温離脱蒸気流路１９９Ａ、１９９Ｂと；導入部低温離脱蒸気流路１１９Ａ、１１９Ｂを流れる低温離脱蒸気Ｗｖｘの流量を調節する導入部低温離脱蒸気流量調節装置１９９Ｖａ、１９９Ｖｂと；濃縮装置２Ａの外部に低温離脱蒸気Ｗｖｘを供給する外部低温離脱蒸気流路１９９Ｃと；外部低温離脱蒸気流路１９９Ｃを流れる低温離脱蒸気Ｗｖｘの流量を調節する外部低温離脱蒸気流量調節装置１９９Ｖｃとを備える。
Further, the concentrating device according to the ninth aspect of the present invention supplies the low-temperature desorption steam Wvx to the introducing
このように構成すると、低温離脱蒸気を、外部の蒸気利用機器で利用することができ、濃縮装置を含むシステムの熱利用効率を向上させることができる。 If comprised in this way, low-temperature separation | steam vapor | steam can be utilized with external vapor | steam utilization equipment, and the heat utilization efficiency of the system containing a concentrator can be improved.
また、本発明の第１０の態様に係る濃縮装置は、例えば図４に示すように、上記本発明の第９の態様に係る濃縮装置２Ａにおいて、導入部低温離脱蒸気流路１９９Ａ、１９９Ｂを流れる低温離脱蒸気Ｗｖｘの流量と外部低温離脱蒸気流路１９９Ｃを流れる低温離脱蒸気Ｗｖｘの流量とが所定の比率になるように、導入部低温離脱蒸気流量調節装置１９９Ｖａ、１９９Ｖｂ及び外部低温離脱蒸気流量調節装置１９９Ｖｃを設定する。
Further, the concentrating device according to the tenth aspect of the present invention flows through the introduction part low temperature desorption
このように構成すると、濃縮装置における熱利用効率の向上と外部における蒸気利用の拡大とを適切に配分することができる。 If comprised in this way, the improvement of the heat utilization efficiency in a concentrating device and the expansion of steam utilization outside can be distributed appropriately.
また、本発明の第１１の態様に係る濃縮装置は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第１０の態様のいずれか１つの態様に係る濃縮装置１において、加熱部６９、７９で被加熱流体Ｖｆ、Ｓｗを加熱した後の離脱蒸気ＷｖのドレンＷｑと、凝縮器８０から蒸発器６０へ供給される冷媒の液Ｖｆとの間で熱交換を行わせる熱交換器９８Ｄを備える。
Moreover, the concentrating apparatus according to the eleventh aspect of the present invention is the same as the
このように構成すると、排出される熱を回収することができる。 If comprised in this way, the heat | fever discharged | emitted can be collect | recovered.
本発明によれば、濃縮対象流体の濃縮によって副次的に生成された離脱蒸気の温度を冷媒加熱流体及び吸収液加熱流体の温度よりも高くすることができると共に、離脱蒸気で被加熱流体を加熱することができ、濃縮対象流体を濃縮する際の濃縮装置の熱利用効率を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to make the temperature of the separated steam generated by concentration of the fluid to be concentrated higher than the temperatures of the refrigerant heating fluid and the absorption liquid heating fluid, and the heated fluid with the separated steam. It can heat and can improve the heat utilization efficiency of the concentrating device when concentrating the fluid to be concentrated.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar members are denoted by the same or similar reference numerals, and redundant description is omitted.
まず図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る濃縮装置１を説明する。図１は、濃縮装置１の模式的系統図である。濃縮装置１は、吸収ヒートポンプ部で濃縮対象流体としての未濃縮液Ｗｄを加熱して濃縮する装置であり、吸収ヒートポンプ部と、濃縮槽９１とを備えている。濃縮装置１を構成する吸収ヒートポンプ部は、昇温型の第二種吸収ヒートポンプとなっており、主要構成機器として、吸収器１０と、蒸発器６０と、再生器７０と、凝縮器８０とを備えている。
First, with reference to FIG. 1, the
なお、以下の説明においては、吸収ヒートポンプ部で循環する吸収液（「溶液」という場合もある）に関し、ヒートポンプサイクル上における区別を容易にするために、性状やヒートポンプサイクル上の位置に応じて「高濃度溶液Ｓａ」、「希溶液Ｓｗ」等と呼称するが、性状等を不問にするときは総称して「吸収液Ｓ」ということとする。同様に、冷媒に関し、ヒートポンプサイクル上における区別を容易にするために、性状やヒートポンプサイクル上の位置に応じて「蒸発器冷媒蒸気Ｖｅ」、「再生器冷媒蒸気Ｖｇ」、「冷媒液Ｖｆ」等と呼称するが、性状等を不問にするときは総称して「冷媒Ｖ」ということとする。本実施の形態では、吸収ヒートポンプ部で循環する吸収液Ｓ（吸収剤と冷媒Ｖとの混合物）としてＬｉＢｒ水溶液が用いられており、冷媒Ｖとして水（Ｈ２Ｏ）が用いられている。また、未濃縮液Ｗｄの濃縮に伴って、濃度が上昇したものを濃縮液Ｗｃ、未濃縮液Ｗｄから離脱したものを離脱蒸気Ｗｖ、濃縮液Ｗｃと離脱蒸気Ｗｖとが混合したものを混合液Ｗｍといい、これらを総称して濃縮関連物質Ｗということとする。 In the following description, regarding the absorption liquid (also referred to as “solution”) circulated in the absorption heat pump unit, in order to facilitate distinction on the heat pump cycle, according to the properties and the position on the heat pump cycle, “ Although referred to as “high-concentration solution Sa”, “dilute solution Sw”, etc., when the properties are not questioned, they are collectively referred to as “absorbing liquid S”. Similarly, regarding the refrigerant, in order to easily distinguish on the heat pump cycle, “evaporator refrigerant vapor Ve”, “regenerator refrigerant vapor Vg”, “refrigerant liquid Vf”, etc., depending on the properties and the position on the heat pump cycle. However, when the properties and the like are not asked, they are collectively referred to as “refrigerant V”. In the present embodiment, an LiBr aqueous solution is used as the absorbing liquid S (a mixture of the absorbent and the refrigerant V) circulated in the absorption heat pump unit, and water (H 2 O) is used as the refrigerant V. Further, as the concentration of the non-concentrated liquid Wd increases, the liquid whose concentration increases is the concentrated liquid Wc, the liquid that has separated from the non-concentrated liquid Wd is the separated steam Wv, and the liquid mixture of the concentrated liquid Wc and the separated steam Wv It is called Wm, and these are collectively referred to as the concentration-related substance W.
吸収器１０は、濃縮関連物質Ｗの流路を構成する伝熱管１１と、高濃度溶液Ｓａを散布する高濃度溶液散布ノズル１２とを内部に有している。伝熱管１１は、濃縮対象流体流路に相当する。高濃度溶液散布ノズル１２は、散布した高濃度溶液Ｓａが伝熱管１１に降りかかるように、伝熱管１１の上方に配設されている。高温吸収器１０は、高濃度溶液散布ノズル１２から高濃度溶液Ｓａが散布され、高濃度溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収する際に吸収熱を発生させる。この吸収熱を、伝熱管１１を流れる濃縮関連物質Ｗが受熱して、濃縮関連物質Ｗが加熱されるように構成されている。吸収器１０の下部には、希溶液Ｓｗが貯留される貯留部１３が形成されている。希溶液Ｓｗは、高濃度溶液散布ノズル１２から散布された高濃度溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収して、高濃度溶液Ｓａから濃度が低下した吸収液Ｓである。伝熱管１１は、希溶液Ｓｗに没入しないように、貯留部１３よりも上方に配設されている。このようにすると、発生した吸収熱が伝熱管１１内を流れる濃縮関連物質Ｗに速やかに伝わり、吸収能力の回復を早めることができる。
The
蒸発器６０は、冷媒加熱流体としての蒸発器熱源温水ｈｅの流路を構成する冷媒加熱流体流路としての蒸発器熱源管６１と、冷媒液Ｖｆを散布する冷媒液散布ノズル６２と、離脱蒸気Ｗｖの流路を構成する蒸発器加熱管６９とを内部に有している。蒸発器加熱管６９は、蒸発器熱源管６１の下方に配設されている。冷媒液散布ノズル６２は、散布した冷媒液Ｖｆが蒸発器熱源管６１及び蒸発器加熱管６９に降りかかるように、蒸発器熱源管６１の上方に配設されている。蒸発器６０には、冷媒液Ｖｆを内部に流す冷媒液管８８の一端が接続されている。蒸発器６０の下部（典型的には底部）には、蒸発器６０の下部に貯留された冷媒液Ｖｆを冷媒液散布ノズル６２へ導く低温冷媒液管６５の一端が接続されている。低温冷媒液管６５の他端は、冷媒液散布ノズル６２に接続されている。低温冷媒液管６５には、内部を流れる冷媒液Ｖｆを圧送する低温冷媒液ポンプ６６が配設されている。蒸発器６０は、冷媒液散布ノズル６２から冷媒液Ｖｆが散布され、散布された冷媒液Ｖｆが蒸発器熱源管６１内を流れる蒸発器熱源温水ｈｅの熱及び蒸発器加熱管６９内を流れる離脱蒸気Ｗｖの熱で蒸発して蒸発器冷媒蒸気Ｖｅが発生するように構成されている。つまり、本実施の形態では、蒸発器加熱管６９は導入した離脱蒸気Ｗｖの熱で冷媒液Ｖｆを加熱する加熱部に相当し、冷媒液散布ノズル６２から散布された冷媒液Ｖｆは蒸発器加熱管６９が加熱する被加熱流体に相当する。
The
吸収器１０と蒸発器６０とは、相互に連通している。吸収器１０と蒸発器６０とが連通することにより、蒸発器６０で発生した蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収器１０に供給することができるように構成されている。吸収器１０と蒸発器６０とは、典型的には、高濃度溶液散布ノズル１２より上方及び冷媒液散布ノズル６２より上方で連通している。
The
再生器７０は、吸収液加熱流体としての再生器熱源温水ｈｇの流路を構成する吸収液加熱流体流路としての再生器熱源管７１と、希溶液Ｓｗを散布する希溶液散布ノズル７２と、離脱蒸気Ｗｖの流路を構成する再生器加熱管７９とを有している。再生器加熱管７９は、再生器熱源管７１の下方に配設されている。再生器熱源管７１を流れる再生器熱源温水ｈｇは、蒸発器熱源管６１を流れる蒸発器熱源温水ｈｅと同じ温水であってもよく、その場合は、蒸発器熱源管６１を流れた後に再生器熱源管７１を流れるように配管（不図示）で接続されているとよい。蒸発器熱源管６１及び再生器熱源管７１に異なる熱源媒体が流れることとしてもよい。希溶液散布ノズル７２は、散布した希溶液Ｓｗが再生器熱源管７１及び再生器加熱管７９に降りかかるように、再生器熱源管７１の上方に配設されている。再生器７０は、散布された希溶液Ｓｗが再生器熱源温水ｈｇ及び離脱蒸気Ｗｖで加熱されることにより、希溶液Ｓｗから冷媒Ｖが蒸発して濃度が上昇した高濃度溶液Ｓａが生成される。つまり、本実施の形態では、再生器加熱管７９は導入した離脱蒸気Ｗｖの熱で希溶液Ｓｗを加熱する加熱部に相当し、希溶液散布ノズル７２から散布された希溶液Ｓｗは再生器加熱管７９が加熱する被加熱流体に相当する。再生器７０は、生成された高濃度溶液Ｓａが下部に貯留されるように構成されている。
The
凝縮器８０は、冷却媒体流路を形成する冷却水管８１を有している。冷却水管８１には、冷却媒体としての冷却水ｃが流れる。凝縮器８０は、再生器７０で発生した冷媒Ｖの蒸気である再生器冷媒蒸気Ｖｇを導入し、これを冷却水ｃで冷却して凝縮させるように構成されている。冷却水管８１は、再生器冷媒蒸気Ｖｇを直接冷却することができるように、再生器冷媒蒸気Ｖｇが凝縮した冷媒液Ｖｆに浸らないように配設されている。凝縮器８０には、凝縮した冷媒液Ｖｆを蒸発器６０に向けて送る冷媒液管８８の一端が接続されている。冷媒液管８８の他端は、蒸発器６０に接続されている。冷媒液管８８には、冷媒液Ｖｆを圧送するための凝縮冷媒ポンプ８９が配設されている。
The
再生器７０と凝縮器８０とは、相互に連通している。再生器７０と凝縮器８０とが連通することにより、再生器７０で発生した再生器冷媒蒸気Ｖｇを凝縮器８０に供給することができるように構成されている。再生器７０と凝縮器８０とは、上部の気相部で連通している。また、本実施の形態では、再生器７０及び凝縮器８０が、吸収器１０及び蒸発器６０の下方に設けられている。
The
再生器７０の高濃度溶液Ｓａが貯留される部分と、吸収器１０の高濃度溶液散布ノズル１２とは、高濃度溶液管７５で接続されている。高濃度溶液管７５には、再生器７０内の高濃度溶液Ｓａを高濃度溶液散布ノズル１２に圧送する高濃度溶液ポンプ７６が配設されている。高温吸収器１０の貯留部１３と、再生器７０の希溶液散布ノズル７２とは、吸収器流出溶液管１５で接続されている。吸収器流出溶液管１５及び高濃度溶液管７５には、高温熱交換器１８が配設されている。高温熱交換器１８は、吸収器流出溶液管１５を流れる希溶液Ｓｗと、高濃度溶液管７５を流れる高濃度溶液Ｓａとの間で熱交換を行わせる機器である。
The portion of the
濃縮槽９１は、未濃縮液Ｗｄが吸収器１０の伝熱管１１内で加熱されて生じた混合液Ｗｍを導入し、濃縮液Ｗｃと離脱蒸気Ｗｖとに分離する機器であり、気液分離器に相当する。濃縮槽９１の側面下部と吸収器１０の伝熱管１１の一端とは、未濃縮液Ｗｄを伝熱管１１に導く未濃縮液管９２で接続されている。内部が気相部となる濃縮槽９１の側面と伝熱管１１の他端とは、混合液Ｗｍを濃縮槽９１に導く混合液管９４で接続されている。未濃縮液管９２には、未濃縮液Ｗｄを系外から導入する未濃縮液供給管９５が接続されている。未濃縮液供給管９５には、濃縮槽９１に向けて未濃縮液Ｗｄを圧送する供給ポンプ９６が配設されている。また、濃縮槽９１には、離脱蒸気Ｗｖを流出する離脱蒸気管９９が上部（典型的には頂部）に接続されており、濃縮液Ｗｃを流出する濃縮液管９７が下部（典型的には最下部）に接続されている。なお、濃縮槽９１に対する未濃縮液管９２の接続部を、濃縮液管９７と同様に、濃縮槽９１の下部（典型的には最下部）としてもよい。未濃縮液供給管９５及び濃縮液管９７には、未濃縮液供給管９５を流れる未濃縮液Ｗｄと濃縮液管９７を流れる濃縮液Ｗｃとの間で熱交換を行わせる濃縮液熱交換器９８Ｓが配設されている。
The
一端が濃縮槽９１に接続された離脱蒸気管９９の他端は、蒸発器離脱蒸気管９９Ａと再生器離脱蒸気管９９Ｂと外部離脱蒸気管９９Ｃとに分岐している。蒸発器離脱蒸気管９９Ａは、その一部が蒸発器加熱管６９として蒸発器６０の内部を通過している。再生器離脱蒸気管９９Ｂは、その一部が再生器加熱管７９として再生器７０の内部を通過している。蒸発器加熱管６９よりも上流側の蒸発器離脱蒸気管９９Ａは、系内（濃縮装置１内）の蒸発器加熱管６９に離脱蒸気Ｗｖを供給する流路であり、加熱部離脱蒸気流路に相当する。蒸発器加熱管６９よりも上流側の蒸発器離脱蒸気管９９Ａには、内部を流れる離脱蒸気Ｗｖの流量を調節する蒸発器離脱蒸気弁９９Ｖａが設けられている。再生器加熱管７９よりも上流側の再生器離脱蒸気管９９Ｂは、系内（濃縮装置１内）の再生器加熱管７９に離脱蒸気Ｗｖを供給する流路であり、加熱部離脱蒸気流路に相当する。再生器加熱管７９よりも上流側の再生器離脱蒸気管９９Ｂには、内部を流れる離脱蒸気Ｗｖの流量を調節する再生器離脱蒸気弁９９Ｖｂが設けられている。蒸発器離脱蒸気弁９９Ｖａ及び再生器離脱蒸気弁９９Ｖｂは、加熱部離脱蒸気流量調節装置に相当する。蒸発器離脱蒸気管９９Ａ及び再生器離脱蒸気管９９Ｂは、それぞれ、蒸発器加熱管６９の下流側及び再生器加熱管７９の下流側の合流点９９ｊで接続され、再び１本の離脱蒸気管９９となる。合流点９９ｊよりも下流側の離脱蒸気管９９及び冷媒液管８８には、その離脱蒸気管９９を流れる離脱ドレンＷｑと冷媒液管８８を流れる冷媒液Ｖｆとの間で熱交換を行わせる離脱ドレン熱交換器９８Ｄが配設されている。離脱ドレンＷｑは、離脱蒸気Ｗｖのドレンである。外部離脱蒸気管９９Ｃは、系外（濃縮装置１外）に離脱蒸気Ｗｖを供給する流路であり、外部離脱蒸気流路に相当する。外部離脱蒸気管９９Ｃは、離脱蒸気Ｗｖを系外で利用する装置（不図示）に接続される。外部離脱蒸気管９９Ｃには、内部を流れる離脱蒸気Ｗｖの流量を調節する外部離脱蒸気弁９９Ｖｃが設けられている。外部離脱蒸気弁９９Ｖｃは、外部離脱蒸気流量調節装置に相当する。蒸発器離脱蒸気弁９９Ｖａ、再生器離脱蒸気弁９９Ｖｂ、外部離脱蒸気弁９９Ｖｃは、典型的には、離脱蒸気Ｗｖの系内で利用される流量と系外で利用される流量との比率が目標利用流量比率となるように、それぞれ開度が調節されている。
The other end of the
引き続き図１を参照して、濃縮装置１の作用を説明する。まず、吸収ヒートポンプ部の冷媒側のサイクルを説明する。凝縮器８０では、再生器７０で発生した再生器冷媒蒸気Ｖｇを受け入れて、冷却水管８１を流れる冷却水ｃで再生器冷媒蒸気Ｖｇを冷却して凝縮し、冷媒液Ｖｆとする。凝縮した冷媒液Ｖｆは、凝縮冷媒ポンプ８９で蒸発器６０に向けて圧送される。凝縮冷媒ポンプ８９で圧送された冷媒液Ｖｆは、冷媒液管８８を流れ、途中の離脱ドレン熱交換器９８Ｄで温度が上昇した後、蒸発器６０に導入される。蒸発器６０に導入された冷媒液Ｖｆは、低温冷媒液ポンプ６６によって冷媒液散布ノズル６２に圧送され、冷媒液散布ノズル６２から蒸発器熱源管６１に向けて散布される。冷媒液散布ノズル６２から散布された冷媒液Ｖｆは、蒸発器熱源管６１内を流れる蒸発器熱源温水ｈｅ及び蒸発器加熱管６９を流れる離脱蒸気Ｗｖによって加熱され蒸発して蒸発器冷媒蒸気Ｖｅとなる。蒸発器６０で発生した蒸発器冷媒蒸気Ｖｅは、蒸発器６０と連通する吸収器１０へと移動する。このように、本実施の形態では、蒸発器６０内の冷媒の蒸気を直接（他の機器を経由せずに）吸収器１０に導入している。
With continued reference to FIG. 1, the operation of the
次に吸収ヒートポンプ部の吸収液側のサイクルを説明する。吸収器１０では、高濃度溶液Ｓａが高濃度溶液散布ノズル１２から散布され、この散布された高濃度溶液Ｓａが蒸発器６０から移動してきた蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収する。蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収した高濃度溶液Ｓａは、濃度が低下して希溶液Ｓｗとなる。吸収器１０では、高濃度溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収する際に吸収熱が発生する。この吸収熱により、伝熱管１１を流れる濃縮関連物質Ｗが加熱される。ここで、濃縮液Ｗｃを取り出すための濃縮槽９１まわりの作用について説明する。
Next, the cycle on the absorption liquid side of the absorption heat pump unit will be described. In the
濃縮槽９１の系統には、系外から未濃縮液Ｗｄが未濃縮液供給管９５を介して導入される。未濃縮液Ｗｄは、供給ポンプ９６により未濃縮液供給管９５を圧送され、途中の濃縮液熱交換器９８Ｓで濃縮液Ｗｃと熱交換して温度が上昇した後、未濃縮液管９２に導入される。未濃縮液管９２に導入された未濃縮液Ｗｄは、濃縮槽９１の側面下部から流れてきた濃縮関連物質Ｗと合流し、気泡ポンプの作用により、吸収器１０の伝熱管１１に流入する。ここで、粘度が高い等により未濃縮液Ｗｄが伝熱管１１に流入することが困難な場合は、未濃縮液Ｗｄを伝熱管１１に押し込むためのポンプを設けてもよい。伝熱管１１に流入した未濃縮液Ｗｄは、吸収器１０における上述の吸収熱により加熱される。伝熱管１１で加熱された未濃縮液Ｗｄは、一部が蒸発して離脱蒸気Ｗｖと濃縮液Ｗｃとが混合した状態の混合液Ｗｍとして、濃縮槽９１に向けて混合液管９４を流れる。濃縮槽９１に導入された混合液Ｗｍは、濃縮液Ｗｃと離脱蒸気Ｗｖとが分離される。分離された濃縮液Ｗｃは、濃縮槽９１の下部に貯留され、未濃縮液管９２の接続部よりも上方に存在するものは再び吸収器１０の伝熱管１１に送られ、未濃縮液管９２の接続部よりも下方に存在するものは濃縮液管９７に流入する。他方、分離された離脱蒸気Ｗｖは、離脱蒸気管９９に流出し、途中、蒸発器離脱蒸気管９９Ａと再生器離脱蒸気管９９Ｂと外部離脱蒸気管９９Ｃとに分かれる。外部離脱蒸気管９９Ｃに流入した以外の、蒸発器離脱蒸気管９９Ａと再生器離脱蒸気管９９Ｂとに分かれた離脱蒸気Ｗｖは、それぞれ蒸発器６０内と再生器７０内を通過した後に再び合流し、離脱ドレンＷｑとして離脱ドレン熱交換器９８Ｄに流入し冷媒液Ｖｆと熱交換して温度が低下した後に系外に流出する。他方、外部離脱蒸気管９９Ｃに流入した離脱蒸気Ｗｖは、系外に設けられた蒸気利用装置（不図示）に向かって流れる。
The non-concentrated liquid Wd is introduced into the system of the
蒸発器６０及び再生器７０に流入する離脱蒸気Ｗｖの各流量と、系外の蒸気利用装置（不図示）に向けて流出する離脱蒸気Ｗｖの流量とは、本実施の形態では、蒸発器離脱蒸気弁９９Ｖａ、再生器離脱蒸気弁９９Ｖｂ、外部離脱蒸気弁９９Ｖｃの開度によって各々調整される。これらの各弁９９Ｖａ、９９Ｖｂ、９９Ｖｃの開度は、未濃縮液Ｗｄを濃縮する際の熱利用効率、系外で離脱蒸気Ｗｖを利用する場合の蒸気利用方法等を考慮し、系外と系内との離脱蒸気Ｗｖの目標利用流量比率を設定し、設定された目標利用流量比率となるように所定の固定開度とするか、あるいは、所定の目標利用流量比率となるように開度を制御すればよい。系外及び系内の離脱蒸気Ｗｖの目標利用流量比率の設定は、各弁９９Ｖａ、９９Ｖｂ、９９Ｖｃの開度の調節のほか、タッチパネルやスイッチ等を用いた自動弁の開度調節、開度が調節可能な手動バルブ、オリフィス等、系内及び系外の双方の流量比率が設定できる手段であればよい。系外で離脱蒸気Ｗｖを利用しない場合、系外に供給する分の離脱蒸気Ｗｖを蒸発器６０や再生器７０に導入すれば、未濃縮液Ｗｄを濃縮する際の熱利用効率を向上できる。また、系外に離脱蒸気Ｗｖを利用できる装置がある場合に系外に離脱蒸気Ｗｖを供給すれば、蒸気利用を拡大することができる。このように、系内での離脱蒸気Ｗｖの蒸気利用比率は、濃縮槽９１で分離された離脱蒸気Ｗｖの全量に対して、全量利用する１００％から、まったく利用しない０％まで、濃縮装置１の運転状況に応じて任意の比率に設定することができる。各弁９９Ｖａ、９９Ｖｂ、９９Ｖｃの開度が、濃縮装置１が置かれた設備によって一定の場合には、各弁９９Ｖａ、９９Ｖｂ、９９Ｖｃの代わりにオリフィスであってもよい。このように、濃縮装置１としての総合的な熱効率の向上と蒸気利用とを勘案して各弁９９Ｖａ、９９Ｖｂ、９９Ｖｃを所定の開度（系外と系内の流量利用比率）に設定する。
In the present embodiment, each flow rate of the separation steam Wv flowing into the
再び吸収ヒートポンプ部の吸収液側のサイクルの説明に戻る。吸収器１０で蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収した高濃度溶液Ｓａは、濃度が低下して希溶液Ｓｗとなり、貯留部１３に貯留される。貯留部１３内の希溶液Ｓｗは、重力及び内圧の差により再生器７０に向かって吸収器流出溶液管１５を流れ、高温熱交換器１８で高濃度溶液Ｓａと熱交換して温度が低下した後に、希溶液散布ノズル７２に至る。このように、本実施の形態では、吸収器１０内の吸収液Ｓを直接（他の吸収器を経由せずに）再生器７０に導入している。
Returning to the description of the cycle on the absorption liquid side of the absorption heat pump unit again. The high-concentration solution Sa that has absorbed the evaporator refrigerant vapor Ve by the
再生器７０に送られた希溶液Ｓｗは、希溶液散布ノズル７２から散布される。希溶液散布ノズル７２から散布された希溶液Ｓｗは、再生器熱源管７１を流れる再生器熱源温水ｈｇ（例えば約８０℃前後）及び再生器加熱管７９を流れる離脱蒸気Ｗｖによって加熱され、散布された希溶液Ｓｗ中の冷媒が蒸発して高濃度溶液Ｓａとなり、再生器７０の下部に貯留される。他方、希溶液Ｓｗから蒸発した冷媒Ｖは、再生器冷媒蒸気Ｖｇとして凝縮器８０へと移動する。再生器７０の下部に貯留された高濃度溶液Ｓａは、高濃度溶液ポンプ７６により、高濃度溶液管７５を介して吸収器１０の高濃度溶液散布ノズル１２に圧送される。高濃度溶液管７５を流れる高濃度溶液Ｓａは、高温熱交換器１８で希溶液Ｓｗと熱交換して温度が上昇してから吸収器１０に流入し、高濃度溶液散布ノズル１２から散布される。以降、同様のサイクルを繰り返す。
The dilute solution Sw sent to the
以上で説明したように、本実施の形態に係る濃縮装置１は、吸収ヒートポンプ部が昇温型の第二種吸収ヒートポンプとなっているので、未濃縮液Ｗｄを濃縮液Ｗｃに濃縮した際に副次的に生成される離脱蒸気Ｗｖの温度を、熱源として投入する蒸発器熱源温水ｈｅ及び再生器熱源温水ｈｇの温度よりも高くすることができ、濃縮液Ｗｃの生成に伴って生じる離脱蒸気Ｗｖの一部の熱で蒸発器６０内の冷媒液Ｖｆ及び再生器７０内の希溶液Ｓｗを加熱することが可能となって、未濃縮液Ｗｄを濃縮する際の濃縮装置１の熱利用効率を向上させることができる。また、蒸発器熱源温水ｈｅ及び再生器熱源温水ｈｇの温度よりも高い温度で未濃縮液Ｗｄを加熱濃縮することができるので、濃縮槽９１内の運転圧力を大気圧又は大気圧を超えた圧力にすることができ、低い温度で液体を蒸発させて未濃縮液Ｗｄを濃縮する場合に行われるような濃縮槽９１内の圧力を大気圧よりも低い圧力に減圧すること、を行わなくて済む。濃縮槽９１内が大気圧を超えた圧力となるように運転した場合は、離脱蒸気Ｗｖの用途が拡大し、系外での離脱蒸気Ｗｖの利用を促進させることができる。また、濃縮槽９１内の圧力を大気圧よりも低い圧力に減圧しなくて済むので、濃縮槽９１の内容積を小型化できる。濃縮槽９１内の運転圧力及び濃縮槽９１に導入する未濃縮液Ｗｄの流量は、取り出す濃縮液Ｗｃの目標とする濃度及び流量を実現するために、蒸発器熱源管６１に流入する蒸発器熱源温水ｈｅの温度及び流量、再生器熱源管７１に流入する再生器熱源温水ｈｇの温度及び流量、冷却水管８１に流入する冷却水ｃの温度及び流量、濃縮装置１の熱利用効率、系外での離脱蒸気Ｗｖの利用方法を総合的に勘案して各々調整するとよい。
As described above, in the concentrating
次に図２を参照して、本発明の第１の実施の形態の変形例に係る濃縮装置１Ａを説明する。図２は、濃縮装置１Ａの模式的系統図である。濃縮装置１Ａは、吸収ヒートポンプ部が三段昇温型の第二種吸収ヒートポンプとなっている点で、単段昇温型の第二種吸収ヒートポンプのヒートポンプ部を備える濃縮装置１（図１参照）と異なっている。濃縮装置１Ａは、濃縮装置１（図１参照）の構成に加えて、高温蒸発器２０と、中温吸収器３０と、中温蒸発器４０と、低温吸収器５０とを備えている。なお、濃縮装置１Ａにおいては、濃縮装置１（図１参照）における吸収器１０に相当する構成を、中温吸収器３０及び低温吸収器５０と区別するために「高温吸収器１０」といい、濃縮装置１（図１参照）における蒸発器６０に相当する構成を、高温蒸発器２０及び中温蒸発器４０と区別するために「低温蒸発器６０」ということとする。
Next, referring to FIG. 2, a concentrating
高温蒸発器２０は、高温吸収器１０に高温冷媒蒸気Ｖａを供給する構成部材である。高温蒸発器２０は、冷媒液Ｖｆ及び高温冷媒蒸気Ｖａを収容する冷媒気液分離胴２１と、高温冷媒液供給管２２と、高温冷媒蒸気受入管２４とを有している。高温冷媒液供給管２２は、冷媒液Ｖｆを中温吸収器３０の加熱管３１に導く流路を構成する管である。高温冷媒蒸気受入管２４は、中温吸収器３０の加熱管３１で冷媒液Ｖｆが加熱されて生成された高温冷媒蒸気Ｖａあるいは高温冷媒蒸気Ｖａと冷媒液Ｖｆとの冷媒気液混相を冷媒気液分離胴２１まで案内する流路を構成する管である。冷媒気液分離胴２１内には、高温冷媒蒸気Ｖａ中に含まれる冷媒Ｖの液滴を衝突分離させるバッフル板（不図示）が設けられている。本実施の形態では、中温吸収器３０の加熱管３１の内面を高温蒸発器２０の伝熱面としている。また、高温蒸発器２０には冷媒液Ｖｆを導入する冷媒液管８２が接続されている。高温蒸発器２０に接続された冷媒液管８２には、流量調節弁８３が配設されている。高温冷媒液供給管２２は、冷媒気液分離胴２１の冷媒液Ｖｆが貯留されている部分に一端が接続され、他端が加熱管３１の一端に接続されている。高温冷媒蒸気受入管２４は、冷媒気液分離胴２１に一端が接続され、他端が加熱管３１の他端に接続されている。高温蒸発器２０は、加熱管３１の内部で冷媒液Ｖｆが蒸気に変化して密度が大幅に減少するので、加熱管３１を気泡ポンプとして機能させることとして、冷媒気液分離胴２１内の冷媒液Ｖｆを加熱管３１に送るポンプを省略している。なお、冷媒気液分離胴２１内の冷媒液Ｖｆを加熱管３１に送るポンプ（不図示）を高温冷媒液供給管２２に配設してもよい。
The high-
高温吸収器１０は、濃縮装置１（図１参照）では蒸発器冷媒蒸気Ｖｅの流路を介して蒸発器６０と接続されていたが、本変形例に係る濃縮装置１Ａでは高温冷媒蒸気流路としての高温冷媒蒸気管２９を介して高温蒸発器２０と接続されている。高温冷媒蒸気管２９は、一方の端部が冷媒気液分離胴２１の上部（典型的には頂部）に接続されており、他方の端部が高濃度溶液散布ノズル１２よりも上方で高温吸収器１０に接続されている。このような構成により、高温蒸発器２０で生成された高温冷媒蒸気Ｖａを、高温冷媒蒸気管２９を介して、高温吸収器１０に供給することができるようになっている。
The high-
中温吸収器３０は、冷媒液Ｖｆ及び高温冷媒蒸気Ｖａの流路を構成する冷媒加熱管としての加熱管３１と、中濃度溶液散布ノズル３２とを内部に有している。加熱管３１は、上述のように、一端に高温冷媒液供給管２２が、他端に高温冷媒蒸気受入管２４が、それぞれ接続されている。中濃度溶液散布ノズル３２は、本実施の形態では、中濃度溶液Ｓｂを散布する。中濃度溶液散布ノズル３２は、散布した中濃度溶液Ｓｂが加熱管３１に降りかかるように、加熱管３１の上方に配設されている。中濃度溶液散布ノズル３２には、中濃度溶液Ｓｂを内部に流す吸収器流出溶液管１５の一端が接続されている。吸収器流出溶液管１５は、濃縮装置１（図１参照）では再生器７０内の希溶液散布ノズル７２に接続されて希溶液Ｓｗを流すように構成されていたが、本変形例に係る濃縮装置１Ａでは中濃度溶液散布ノズル３２に接続されて中濃度溶液Ｓｂを流すように構成されている。中温吸収器３０は、中濃度溶液散布ノズル３２から中濃度溶液Ｓｂが散布され、中濃度溶液Ｓｂが中温冷媒蒸気Ｖｂを吸収する際に生じる吸収熱により、加熱管３１を流れる冷媒液Ｖｆを加熱して高温冷媒蒸気Ｖａを生成することができるように構成されている。中温吸収器３０は、高温吸収器１０よりも低い圧力（露点温度）で作動するように構成されており、高温吸収器１０よりも作動温度が低くなっている。中温吸収器３０の下部には、低濃度溶液Ｓｃが貯留される貯留部３３が形成されている。低濃度溶液Ｓｃは、中濃度溶液散布ノズル３２から散布された中濃度溶液Ｓｂが中温冷媒蒸気Ｖｂを吸収して濃度が低下した吸収液Ｓである。加熱管３１は、貯留部３３よりも上方に配設されている。
The
中温蒸発器４０は、中温吸収器３０に中温冷媒蒸気Ｖｂを供給する構成部材である。中温蒸発器４０は、冷媒液Ｖｆ及び中温冷媒蒸気Ｖｂを収容する冷媒気液分離胴４１と、中温冷媒液供給管４２と、中温冷媒蒸気受入管４４とを有している。中温冷媒液供給管４２は、冷媒液Ｖｆを低温吸収器５０の加熱管５１に導く流路を構成する管である。中温冷媒蒸気受入管４４は、低温吸収器５０の加熱管５１で冷媒液Ｖｆが加熱されて生成された中温冷媒蒸気Ｖｂあるいは中温冷媒蒸気Ｖｂと冷媒液Ｖｆとの冷媒気液混相を冷媒気液分離胴４１まで案内する流路を構成する管である。冷媒気液分離胴４１は、高温蒸発器２０の冷媒気液分離胴２１と同様に構成されている。本実施の形態では、低温吸収器５０の加熱管５１の内面を中温蒸発器４０の伝熱面としている。また、中温蒸発器４０には冷媒液Ｖｆを導入する冷媒液管８４が接続されている。冷媒液管８４は、冷媒液管８２から分岐している。中温蒸発器４０に接続された冷媒液管８４には、流量調節弁８５が配設されている。中温冷媒液供給管４２は、冷媒気液分離胴４１の冷媒液Ｖｆが貯留されている部分に一端が接続され、他端が加熱管５１の一端に接続されている。中温冷媒蒸気受入管４４は、冷媒気液分離胴４１に一端が接続され、他端が加熱管５１の他端に接続されている。中温蒸発器４０は、加熱管５１の内部で冷媒液Ｖｆが蒸気に変化して密度が大幅に減少するので、加熱管５１を気泡ポンプとして機能させることとして、冷媒気液分離胴４１内の冷媒液Ｖｆを加熱管５１に送るポンプを省略している。なお、冷媒気液分離胴４１内の冷媒液Ｖｆを加熱管５１に送るポンプ（不図示）を中温冷媒液供給管４２に配設してもよい。
The
中温蒸発器４０と中温吸収器３０とは、中温冷媒蒸気流路としての中温冷媒蒸気管４９で接続されている。中温冷媒蒸気管４９は、一方の端部が冷媒気液分離胴４１の上部（典型的には頂部）に接続されており、他方の端部が中濃度溶液散布ノズル３２よりも上方で中温吸収器３０に接続されている。このような構成により、中温蒸発器４０で生成された中温冷媒蒸気Ｖｂを、中温冷媒蒸気管４９を介して、中温吸収器３０に供給することができるようになっている。
The
低温吸収器５０は、冷媒液Ｖｆ及び中温冷媒蒸気Ｖｂの流路を構成する冷媒加熱管としての加熱管５１と、低濃度溶液散布ノズル５２とを内部に有している。加熱管５１は、上述のように、一端に中温冷媒液供給管４２が、他端に中温冷媒蒸気受入管４４が、それぞれ接続されている。低濃度溶液散布ノズル５２は、本実施の形態では低濃度溶液Ｓｃを散布する。低濃度溶液散布ノズル５２は、散布した低濃度溶液Ｓｃが加熱管５１に降りかかるように、加熱管５１の上方に配設されている。低濃度溶液散布ノズル５２には、低濃度溶液Ｓｃを内部に流す低濃度溶液管３５の一端が接続されている。低温吸収器５０は、低濃度溶液散布ノズル５２から低濃度溶液Ｓｃが散布され、低濃度溶液Ｓｃが低温冷媒蒸気Ｖｃを吸収する際に生じる吸収熱により、加熱管５１を流れる冷媒液Ｖｆを加熱して中温冷媒蒸気Ｖｂを生成することができるように構成されている。したがって、加熱管５１は加熱対象流体流路に相当し、加熱管５１を流れる冷媒Ｖは加熱対象流体に相当する。低温吸収器５０は、中温吸収器３０よりも低い圧力（露点温度）で作動するように構成されており、中温吸収器３０よりも作動温度が低くなっている。低温吸収器５０の下部には、希溶液Ｓｗが貯留される貯留部５３が形成されている。希溶液Ｓｗは、低濃度溶液散布ノズル５２から散布された吸収液Ｓ（本実施の形態では低濃度溶液Ｓｃ）が低温冷媒蒸気Ｖｃを吸収して濃度が低下した吸収液Ｓである。希溶液Ｓｗは、高濃度溶液Ｓａ及び中濃度溶液Ｓｂと比較して、冷媒Ｖを多く含んでいる。加熱管５１は、貯留部５３よりも上方に配設されている。
The low-
濃縮装置１（図１参照）では吸収器１０と蒸発器６０とが相互に連通していたが、本変形例に係る濃縮装置１Ａでは低温吸収器５０と低温蒸発器６０とが相互に連通している。低温吸収器５０と低温蒸発器６０とが連通することにより、低温蒸発器６０で発生した低温冷媒蒸気Ｖｃを低温吸収器５０に供給することができるように構成されている。なお、本変形例に係る濃縮装置１Ａでは、低温蒸発器６０で発生した冷媒の蒸気を、便宜上、濃縮装置１（図１参照）における蒸発器６０で呼称していた蒸発器冷媒蒸気Ｖｅではなく、低温冷媒蒸気Ｖｃと呼称することとしている。低温吸収器５０と低温蒸発器６０とは、典型的には、低濃度溶液散布ノズル５２より上方及び冷媒液散布ノズル６２より上方で連通している。また、再生器７０の希溶液散布ノズル７２に接続された配管が、濃縮装置１（図１参照）では吸収器１０の貯留部１３に貯留された希溶液Ｓｗを流す吸収器流出溶液管１５であったが、本変形例に係る濃縮装置１Ａでは低温吸収器５０の貯留部５３に貯留された希溶液Ｓｗを流す希溶液管５５となっている。また、高温熱交換器１８が、濃縮装置１（図１参照）では希溶液Ｓｗと高濃度溶液Ｓａとで熱交換を行わせる機器であったが、本変形例に係る濃縮装置１Ａでは中濃度溶液Ｓｂと高濃度溶液Ｓａとで熱交換を行わせる機器となっている。
In the concentrator 1 (see FIG. 1), the
また、本変形例に係る濃縮装置１Ａでは、以下の点においても濃縮装置１（図１参照）と異なっている。吸収器流出溶液管１５には、高温吸収器１０内の中濃度溶液Ｓｂを中温吸収器３０に圧送する中濃度溶液ポンプ１６が配設されている。中温吸収器３０の貯留部３３と、低温吸収器５０の低濃度溶液散布ノズル５２とは、低濃度溶液管３５で接続されている。低濃度溶液管３５には、中温吸収器３０内の低濃度溶液Ｓｃを低温吸収器５０に圧送する低濃度溶液ポンプ３６が配設されている。低温吸収器５０の貯留部５３と、再生器７０の希溶液散布ノズル７２とは、希溶液管５５で接続されている。低濃度溶液管３５及び高濃度溶液管７５には、中温熱交換器３８が配設されている。中温熱交換器３８は、低濃度溶液管３５を流れる低濃度溶液Ｓｃと、高濃度溶液管７５を流れる高濃度溶液Ｓａとの間で熱交換を行わせる機器である。希溶液管５５及び高濃度溶液管７５には、低温熱交換器５８が配設されている。低温熱交換器５８は、希溶液管５５を流れる希溶液Ｓｗと、高濃度溶液管７５を流れる高濃度溶液Ｓａとの間で熱交換を行わせる機器である。また、凝縮器８０に一端が接続されている冷媒液管８８の他端が、濃縮装置１（図１参照）では蒸発器６０に接続されていたが、本変形例に係る濃縮装置１Ａでは高温蒸発器２０に接続された冷媒液管８２及び低温蒸発器６０に接続された冷媒液管８６に接続されており、凝縮器８０内の冷媒液Ｖｆを高温蒸発器２０と中温蒸発器４０と低温蒸発器６０とに分配することができるように構成されている。冷媒液管８６には、低温蒸発器６０に導入する冷媒液Ｖｆの流量を調節する流量調節弁８７が配設されている。濃縮装置１Ａのこれまでに説明した以外の構成は、濃縮装置１（図１参照）と同じである。
Further, the
引き続き図２を参照して、濃縮装置１Ａの作用を説明する。まず、吸収ヒートポンプ部の冷媒側のサイクルについて、凝縮器８０では、再生器７０で発生した再生器冷媒蒸気Ｖｇを受け入れて、冷却水管８１を流れる冷却水ｃで再生器冷媒蒸気Ｖｇを冷却して凝縮し、冷媒液Ｖｆとする。凝縮した冷媒液Ｖｆは、凝縮冷媒ポンプ８９で高温蒸発器２０、中温蒸発器４０、及び低温蒸発器６０に向けて圧送される。凝縮冷媒ポンプ８９で圧送された冷媒液Ｖｆは、冷媒液管８８を流れ、途中の離脱ドレン熱交換器９８Ｄで温度が上昇した後、冷媒液管８２と冷媒液管８６とに分流される。冷媒液管８２を流れる冷媒液Ｖｆは、途中で一部が冷媒液管８４に流入し、残りはそのまま冷媒液管８２を流れて高温冷媒液供給管２２に導入される。冷媒液管８４を流れる冷媒液Ｖｆは、中温冷媒液供給管４２に導入される。冷媒液管８６を流れる冷媒液Ｖｆは、低温蒸発器６０に導入される。
With continued reference to FIG. 2, the operation of the
低温蒸発器６０では、濃縮装置１（図１参照）における蒸発器６０と同様の作用が行われ、低温冷媒蒸気Ｖｃが発生する。低温蒸発器６０で発生した低温冷媒蒸気Ｖｃは、低温蒸発器６０と連通する低温吸収器５０へと移動する。他方、中温冷媒液供給管４２に導入された冷媒液Ｖｆは、気泡ポンプの作用によって低温吸収器５０の加熱管５１に流入する。加熱管５１に流入した冷媒液Ｖｆは、低温吸収器５０において、低温蒸発器６０から移動してきた低温冷媒蒸気Ｖｃが低濃度溶液Ｓｃに吸収される際に発生する吸収熱により加熱され、この加熱により蒸発して中温冷媒蒸気Ｖｂとなる。加熱管５１内で発生した中温冷媒蒸気Ｖｂは、中温冷媒蒸気受入管４４を流れ、冷媒気液分離胴４１に至る。冷媒気液分離胴４１に流入した中温冷媒蒸気Ｖｂは、中温冷媒蒸気管４９を介して中温蒸発器４０と連通する中温吸収器３０へと移動する。また、高温冷媒液供給管２２に導入された冷媒液Ｖｆは、気泡ポンプの作用によって中温吸収器３０の加熱管３１に流入する。加熱管３１に流入した冷媒液Ｖｆは、中温吸収器３０において、中温蒸発器４０から移動してきた中温冷媒蒸気Ｖｂが中濃度溶液Ｓｂに吸収される際に発生する吸収熱により加熱され、この加熱により蒸発して高温冷媒蒸気Ｖａとなる。加熱管３１内で発生した高温冷媒蒸気Ｖａは、高温冷媒蒸気受入管２４を流れ、冷媒気液分離胴２１に至る。冷媒気液分離胴２１に流入した高温冷媒蒸気Ｖａは、高温冷媒蒸気管２９を介して高温蒸発器２０と連通する高温吸収器１０へと移動する。
In the
次に、濃縮装置１Ａの吸収ヒートポンプ部の吸収液側のサイクルについて、高温吸収器１０では、高濃度溶液Ｓａが高濃度溶液散布ノズル１２から散布され、この散布された高濃度溶液Ｓａが高温蒸発器２０から移動してきた高温冷媒蒸気Ｖａを吸収する。高温冷媒蒸気Ｖａを吸収した高濃度溶液Ｓａは、濃度が低下して中濃度溶液Ｓｂとなる。高温吸収器１０では、高濃度溶液Ｓａが高温冷媒蒸気Ｖａを吸収する際に吸収熱が発生する。この吸収熱により、伝熱管１１を流れる濃縮関連物質Ｗが加熱される。伝熱管１１で加熱された濃縮関連物質Ｗは、濃縮槽９１に導入され、濃縮装置１（図１参照）における濃縮槽９１まわりと同様の作用が行われて、濃縮液Ｗｃが濃縮液管９７から取り出され、離脱蒸気Ｗｖは離脱蒸気管９９に流出する。濃縮槽９１から離脱蒸気管９９に流出した離脱蒸気Ｗｖは、濃縮装置１（図１参照）と同様に系内で利用される分と系外で利用される分とに分かれる。系内で利用される分の離脱蒸気Ｗｖは、濃縮装置１（図１参照）と同様に蒸発器離脱蒸気管９９Ａと再生器離脱蒸気管９９Ｂとの二手に分かれて蒸発器６０内と再生器７０内を通過した後に再び合流し、離脱ドレンＷｑとして離脱ドレン熱交換器９８Ｄに流入し冷媒液Ｖｆと熱交換して温度が低下した後に系外に流出する。
Next, in the high-
高温吸収器１０で高温冷媒蒸気Ｖａを吸収した高濃度溶液Ｓａは、濃度が低下して中濃度溶液Ｓｂとなり、貯留部１３に貯留される。貯留部１３内の中濃度溶液Ｓｂは、中濃度溶液ポンプ１６の作動により中温吸収器３０に向かって中濃度溶液管１５を流れ、高温熱交換器１８で高濃度溶液Ｓａと熱交換して温度が低下した後に、中濃度溶液散布ノズル３２に至る。このように、本変形例に係る濃縮装置１Ａでは、高温吸収器１０内の吸収液Ｓを直接（他の吸収器を経由せずに）中温吸収器３０に導入している。なお、高温吸収器１０の内部圧力が中温吸収器３０の内部圧力よりも高くなり、中濃度溶液ポンプ１６が作動していなくても両者の内圧の差によって、高温吸収器１０内の中濃度溶液Ｓｂを中温吸収器３０に搬送することができる場合は、中濃度溶液ポンプ１６を止めるとよい。
The high-concentration solution Sa that has absorbed the high-temperature refrigerant vapor Va by the high-
中温吸収器３０では、中濃度溶液Ｓｂが中濃度溶液散布ノズル３２から散布され、この散布された中濃度溶液Ｓｂが中温蒸発器４０から移動してきた中温冷媒蒸気Ｖｂを吸収する。中温冷媒蒸気Ｖｂを吸収した中濃度溶液Ｓｂは、濃度が低下して低濃度溶液Ｓｃとなり、貯留部３３に貯留される。中温吸収器３０では、中濃度溶液Ｓｂが中温冷媒蒸気Ｖｂを吸収する際に吸収熱が発生する。この吸収熱により、前述したように、加熱管３１を流れる冷媒液Ｖｆが加熱される。貯留部３３内の低濃度溶液Ｓｃは、低濃度溶液ポンプ３６の作動により低温吸収器５０に向かって低濃度溶液管３５を流れ、中温熱交換器３８で高濃度溶液Ｓａと熱交換して温度が低下した後に、低濃度溶液散布ノズル５２に至る。このように、本実施の形態では、高温吸収器１０内の吸収液Ｓを、中温吸収器３０を経由して間接的に低温吸収器５０に導入している。なお、中温吸収器３０の内部圧力が低温吸収器５０の内部圧力よりも高くなり、低濃度溶液ポンプ３６が作動していなくても両者の内圧の差によって中温吸収器３０内の低濃度溶液Ｓｃを低温吸収器５０に搬送することができる場合は、低濃度溶液ポンプ３６を止めるとよい。
In the
低温吸収器５０では、低濃度溶液散布ノズル５２に流入した低濃度溶液Ｓｃが加熱管５１に向けて散布される。散布された低濃度溶液Ｓｃは、低温蒸発器６０から移動してきた低温冷媒蒸気Ｖｃを吸収する。低温冷媒蒸気Ｖｃを吸収した低濃度溶液Ｓｃは、濃度が低下して希溶液Ｓｗとなる。低温吸収器５０では、低濃度溶液Ｓｃが低温冷媒蒸気Ｖｃを吸収する際に吸収熱が発生する。この吸収熱により、前述したように、加熱管５１を流れる冷媒液Ｖｆが加熱され、中温冷媒蒸気Ｖｂが生成される。低温吸収器５０内の希溶液Ｓｗは、重力により再生器７０に向かって希溶液管５５を流れる。この際、希溶液Ｓｗは、低温熱交換器５８で高濃度溶液Ｓａと熱交換して温度が低下した後に、再生器７０に導入される。このように、本変形例に係る濃縮装置１Ａでは、高温吸収器１０内の吸収液Ｓを、中温吸収器３０及び低温吸収器５０を経由して間接的に再生器７０に導入している。再生器７０では、濃縮装置１（図１参照）における再生器７０と同様の作用が行われ、再生器冷媒蒸気Ｖｇが凝縮器８０へと移動し、高濃度溶液Ｓａが高濃度溶液ポンプ７６の作動により、高濃度溶液管７５に流出する。
In the
以上で説明したように、本変形例に係る濃縮装置１Ａは、吸収ヒートポンプ部が多段昇温型の第二種吸収ヒートポンプとなっているので、未濃縮液Ｗｄを濃縮液Ｗｃに濃縮した際に副次的に生成される離脱蒸気Ｗｖの温度を、濃縮装置１（図１参照）の場合よりも高くすることができる。あるいは、濃縮装置１Ａは、濃縮装置１（図１参照）で使用した温度の熱源（蒸発器熱源温水ｈｅ、再生器熱源温水ｈｇ）よりも低い温度の熱源を使用して濃縮装置１と同じ温度の離脱蒸気Ｗｖを得ることができる。すなわち、濃縮装置１の場合よりも、離脱蒸気Ｗｖと熱源との温度差を大きくすることができる。さらに、濃縮対象流体が化学液の場合や高圧流体の場合等で蒸気を離脱するための沸騰温度が高い場合には、濃縮対象流体を濃縮するためには濃縮対象流体をその高い沸騰温度迄加熱する必要があるが、その場合でも、濃縮装置１Ａによれば、濃縮装置１（図１参照）で使用したのと同じ温度の熱源から濃縮対象流体を高温に加熱することができて濃縮することができる。つまり、濃縮対象流体が化学液の場合や高圧流体の場合等で蒸気を離脱するための沸騰温度が高い場合には、多段昇温型の第二種吸収ヒートポンプを採用した本変形例の濃縮装置１Ａが適している。
As described above, in the concentrating
なお、以上の説明では、濃縮装置１の吸収ヒートポンプ部が単段昇温型で、濃縮装置１Ａの吸収ヒートポンプ部が三段昇温型であるとしたが、二段昇温型であってもよい。二段昇温型とする場合、三段昇温型の濃縮装置１Ａの吸収ヒートポンプ部の構成から中温吸収器３０及び中温蒸発器４０まわりの構成を省略し、高温蒸発器２０の高温冷媒液供給管２２及び高温冷媒蒸気受入管２４を低温吸収器５０の加熱管５１に接続し、中濃度溶液管１５を低濃度溶液散布ノズル５２に接続して高温吸収器１０内の中濃度溶液Ｓｂを直接（他の吸収器を経由せずに）低温吸収器５０に導入するように構成すればよい。
In the above description, the absorption heat pump unit of the concentrating
次に図３を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る濃縮装置２を説明する。図３は、濃縮装置２の模式的系統図である。濃縮装置２は、濃縮装置１（図１参照）と比較して、以下の点が異なっている。濃縮装置２は、吸収ヒートポンプ部の主要構成として、吸収器１０と、蒸発器６０Ａと、再生器７０Ａと、凝縮器８０とを有している。吸収器１０及び凝縮器８０は、濃縮装置１（図１参照）のものと同じである。蒸発器６０Ａは、蒸発器加熱管６９（図１参照）が設けられていない点で蒸発器６０（図１参照）と異なっている。再生器７０Ａは、再生器加熱管７９（図１参照）が設けられていない点で再生器７０（図１参照）と異なっている。
Next, with reference to FIG. 3, a concentrating
また、濃縮装置２は、濃縮槽９１とは別に、低温濃縮槽１９１を備えている。低温濃縮槽１９１は、被濃縮液Ｗｄｘを導入し加熱して、被濃縮液Ｗｄｘから濃度が上昇した濃縮液Ｗｃｘを生成する機器である。被濃縮液Ｗｄｘは、濃縮対象流体に相当し、本実施の形態では、未濃縮液供給管９５を流れる未濃縮液Ｗｄと同じになっている。低温濃縮槽１９１は、濃縮槽９１で発生した離脱蒸気Ｗｖを流す離脱蒸気流通管１９３を内部に有している。離脱蒸気流通管１９３は、導入した離脱蒸気Ｗｖの熱で被濃縮液Ｗｄｘを加熱するように構成されており、加熱部に相当する。濃縮装置２では、被濃縮液Ｗｄｘが被加熱流体に相当する。低温濃縮槽１９１には、被濃縮液ポンプ１９６が配設された被濃縮液供給管１９５と、濃縮液管１９７と、低温濃縮蒸気管１９９とが接続されている。被濃縮液Ｗｄｘよりも濃縮液Ｗｃｘの方が比重が大きい場合が多いので、低温濃縮槽１９１内では濃縮液Ｗｃｘが沈降する傾向がある。そこで、被濃縮液供給管１９５は、離脱蒸気流通管１９３の上部に相当する高さ又は離脱蒸気流通管１９３の上端よりも上方の高さで、低温濃縮槽１９１の側面に接続されている。また、濃縮液Ｗｃｘが流出する濃縮液管１９７は、低温濃縮槽１９１の下部（典型的には最下部）に接続されている。なお、被濃縮液Ｗｄｘ及び濃縮液Ｗｃｘが低温濃縮槽１９１内での流動に支障がない程度の粘度である場合は、被濃縮液供給管１９５を低温濃縮槽１９１の側面下部に接続してもよい。本実施の形態では、未濃縮液供給管９５と被濃縮液供給管１９５とが並列に接続されており、未濃縮液Ｗｄ（被濃縮液Ｗｄｘ）が濃縮槽９１及び低温濃縮槽１９１に並行して供給されるように構成されている。濃縮液管１９７は、低温濃縮槽１９１の底部又は下部の濃縮液Ｗｃｘが貯留される部分に接続されている。低温濃縮蒸気管１９９は、低温濃縮槽１９１の上部（典型的には頂部）に接続されている。被濃縮液供給管１９５及び濃縮液管１９７には、被濃縮液供給管１９５を流れる被濃縮液Ｗｄｘと濃縮液管１９７を流れる濃縮液Ｗｃｘとの間で熱交換を行わせる濃縮液熱交換器１９８Ｓが配設されている。濃縮装置２では、離脱蒸気管９９は、離脱蒸気流通管１９３が流路中に配置され、蒸発器６０Ａ及び再生器７０Ａを通過せずに、離脱ドレン熱交換器９８Ｄを通過している。なお、図示は省略しているが、濃縮槽９１と低温濃縮槽１９１との間の離脱蒸気管９９に、内部を流れる離脱蒸気Ｗｖの流量を調節可能な離脱蒸気弁等の離脱蒸気流量調節装置を設けると共に、当該離脱蒸気流量調節装置の上流側の離脱蒸気管９９に、外部離脱蒸気弁９９Ｖｃ（図１参照）が配設された外部離脱蒸気管９９Ｃ（図１参照）の一端を接続して、系外の蒸気利用装置（不図示）に向けて離脱蒸気Ｗｖを供給可能に構成してもよい。濃縮装置２の上記以外の構成は、濃縮装置１（図１参照）と同様である。
Further, the concentrating
上述のように構成された濃縮装置２では、吸収ヒートポンプ部における吸収液及び冷媒のサイクル、並びに濃縮槽９１における作用は、濃縮装置１（図１参照）と同様である。そして濃縮槽９１において未濃縮液Ｗｄから分離された離脱蒸気Ｗｖは、離脱蒸気管９９に流出し、低温濃縮槽１９１内の離脱蒸気流通管１９３に流入する。他方、低温濃縮槽１９１には、被濃縮液ポンプ１９６の作動により、被濃縮液Ｗｄｘが被濃縮液供給管１９５を圧送され、途中の濃縮液熱交換器１９８Ｓで濃縮液Ｗｃｘと熱交換して温度が上昇した後、低温濃縮槽１９１に導入される。低温濃縮槽１９１に導入された被濃縮液Ｗｄｘは、離脱蒸気流通管１９３を流れる離脱蒸気Ｗｖの熱で加熱され、一部が蒸発して低温蒸気Ｗｖｘとなり、残りが被濃縮液Ｗｄｘから濃度が上昇した濃縮液Ｗｃｘとなって、両者は分離される。分離された濃縮液Ｗｃｘは、低温濃縮槽１９１の下部に貯留され、濃縮液管１９７に流入し、利用場所に搬送される。低温濃縮槽１９１で分離されて低温濃縮蒸気管１９９を介して低温濃縮槽１９１から流出した低温蒸気Ｗｖｘは、濃縮装置２外で応用してもよい。他方、離脱蒸気流通管１９３で被濃縮液Ｗｄｘに熱を与えた離脱蒸気Ｗｖは、温度が低下して離脱ドレンＷｑとなって離脱ドレン熱交換器９８Ｄに流入し冷媒液Ｖｆと熱交換して温度がさらに低下した後に系外に流出する。なお、蒸発器６０Ａ及び／又は再生器７０Ａに、濃縮装置１（図１参照）における蒸発器６０内に設けられた蒸発器加熱管６９及び／又は再生器７０内に設けられた再生器加熱管７９を設け、離脱蒸気流通管１９３から流出した離脱ドレンＷｑを蒸発器６０Ａ及び／又は再生器７０Ａに導くこととしてもよい。離脱ドレンＷｑは、蒸発器熱源温水ｈｅ及び再生器熱源温水ｈｇよりも高温であるため、蒸発器６０Ａ及び／又は再生器７０Ａに導くことで、蒸発器６０Ａ内の冷媒液Ｖｆ及び／又は再生器７０Ａ内の希溶液Ｓｗを加熱することができる。
In the concentrating
以上で説明したように、本実施の形態に係る濃縮装置２は、未濃縮液Ｗｄ（被濃縮液Ｗｄｘ）が濃縮槽９１及び低温濃縮槽１９１に並行して供給されるので、濃縮対象流体の処理量を増加させることできる。なお、上述の濃縮装置２の説明では、未濃縮液供給管９５と被濃縮液供給管１９５とが並列に接続されており、未濃縮液Ｗｄ（被濃縮液Ｗｄｘ）が濃縮槽９１及び低温濃縮槽１９１に並行して供給されるように構成されていることとしたが、低温濃縮槽１９１に接続された濃縮液管１９７が未濃縮液供給管９５に接続され、低温濃縮槽１９１から流出した濃縮液Ｗｃｘが未濃縮液Ｗｄとして濃縮槽９１に供給されるように構成されていてもよい。低温濃縮槽１９１から流出した濃縮液Ｗｃｘが濃縮槽９１に供給されるように構成した場合、濃縮液の濃縮率を上昇させることができる。
As described above, the
あるいは図４に示す、変形例に係る濃縮装置２Ａのように、低温濃縮槽１９１から流出した低温蒸気Ｗｖｘを、蒸発器６０及び再生器７０に導くようにしてもよい。濃縮装置２Ａは、蒸発器６０及び再生器７０の構成が、濃縮装置１（図１参照）と同じである点で、濃縮装置２（図３参照）と異なっている。濃縮装置２Ａでは、蒸発器加熱管６９が蒸発器追加加熱部に相当し、再生器加熱管７９が追加再生器加熱部に相当する。また、濃縮装置２Ａでは、低温濃縮蒸気管１９９が、途中、蒸発器低温濃縮蒸気管１９９Ａと再生器低温濃縮蒸気管１９９Ｂと外部低温濃縮蒸気管１９９Ｃとに分かれ、蒸発器加熱管６９が蒸発器低温濃縮蒸気管１９９Ａの流路中に配置され、再生器加熱管７９が再生器低温濃縮蒸気管１９９Ｂの流路中に配置されて、外部低温濃縮蒸気管１９９Ｃに流入した以外の、蒸発器低温濃縮蒸気管１９９Ａと再生器低温濃縮蒸気管１９９Ｂとに分かれた低温蒸気Ｗｖｘが低温濃縮蒸気導入部６９ｐから蒸発器６０に、低温濃縮蒸気導入部７９ｐから再生器７０に、それぞれ導入されるように構成されている点でも濃縮装置２（図３参照）と異なっている。なお、蒸発器６０及び再生器７０に導入された低温蒸気Ｗｖｘは、低温ドレンＷｑｘとなって放出される。蒸発器低温濃縮蒸気弁１９９Ｖａが配設された蒸発器低温濃縮蒸気管１９９Ａは、濃縮装置１（図１参照）における蒸発器離脱蒸気弁９９Ｖａが配設された蒸発器離脱蒸気管９９Ａに対応する。再生器低温濃縮蒸気弁１９９Ｖｂが配設された再生器低温濃縮蒸気管１９９Ｂは、濃縮装置１（図１参照）における再生器離脱蒸気弁９９Ｖｂが配設された再生器離脱蒸気管９９Ｂに対応する。蒸発器低温濃縮蒸気管１９９Ａ及び再生器低温濃縮蒸気管１９９Ｂは導入部低温離脱蒸気流路に相当し、蒸発器低温濃縮蒸気弁１９９Ｖａ及び再生器低温濃縮蒸気弁１９９Ｖｂは導入部低温離脱蒸気流量調節装置に相当する。また、外部低温濃縮蒸気弁１９９Ｖｃが配設された外部低温濃縮蒸気管１９９Ｃは、濃縮装置１（図１参照）における外部離脱蒸気弁９９Ｖｃが配設された外部離脱蒸気管９９Ｃに対応する。外部低温濃縮蒸気管１９９Ｃは外部低温離脱蒸気流路に相当し、外部低温濃縮蒸気弁１９９Ｖｃは外部低温離脱蒸気流量調節装置に相当する。
Alternatively, the low temperature steam Wvx flowing out from the low
上述のように構成された濃縮装置２Ａは、低温濃縮槽１９１で発生した低温蒸気Ｗｖｘを蒸発器６０及び再生器７０の加熱源として利用することができ、装置の熱利用効率を向上させることができる。また、低温蒸気Ｗｖｘを系外の蒸気利用装置（不図示）で利用することができ、低温蒸気Ｗｖｘの用途が拡大し、系外での低温蒸気Ｗｖｘの利用を促進させることができる。なお、以上の濃縮装置２Ａの説明では、系内で利用される低温蒸気Ｗｖｘを蒸発器加熱管６９及び再生器加熱管７９の双方に導入することとしたが、いずれか一方に導入することとしてもよく、あるいはこれらに代えて又はこれらと共に、蒸発器熱源管６１及び／又は再生器熱源管７１に導入することとしてもよい。つまり、低温蒸気Ｗｖｘを、蒸発器加熱管６９、再生器加熱管７９、蒸発器熱源管６１、再生器熱源管７１の少なくとも１つに導入する構成としてもよい。低温蒸気Ｗｖｘを蒸発器熱源管６１、再生器熱源管７１に導入する構成とした場合、それぞれにチーズ等の分岐部を設け、これを導入部とするとよい。同様に、濃縮装置１、１Ａ（図１、図２参照）においても、離脱蒸気Ｗｖを、蒸発器加熱管６９及び再生器加熱管７９の双方あるいはどちらか一方に導入することに代えて又はこれらと共に、蒸発器熱源管６１及び／又は再生器熱源管７１に導入することとしてもよい。濃縮装置２（図３参照）において離脱蒸気流通管１９３から流出した離脱ドレンＷｑを蒸発器６０Ａ及び／又は再生器７０Ａに導く場合も同様に、蒸発器熱源管６１及び／又は再生器熱源管７１に離脱ドレンＷｑを導入することとしてもよい。また、濃縮装置１、１Ａ、２、２Ａにおいて離脱蒸気Ｗｖを系外に供給しない場合は外部離脱蒸気弁９９Ｖｃが配設された外部離脱蒸気管９９Ｃを設けなくてよく、濃縮装置２Ａにおいて低温蒸気Ｗｖｘを系外に供給しない場合は外部低温濃縮蒸気弁１９９Ｖｃが配設された外部低温濃縮蒸気管１９９Ｃを設けなくてよい。
The concentrating
以上の濃縮装置２、２Ａの説明では、吸収ヒートポンプ部が単段の場合で説明したが、濃縮装置１Ａ（図２参照）のように三段昇温型としてもよく、あるいは二段昇温型等の多段昇温型としてもよい。
In the above description of the
以上の説明では、吸収器１０の伝熱管１１に流入した未濃縮液Ｗｄが、吸収器１０における吸収熱により加熱されることにより、一部が蒸発して離脱蒸気Ｗｖと濃縮液Ｗｃとが混合した状態の混合液Ｗｍとして混合液管９４を流れることとしたが、濃縮対象流体が結晶する可能性がある場合は、ポンプ等で加圧する等により未濃縮液Ｗｄの状態で混合液管９４を流れるようにし、未濃縮液Ｗｄが濃縮槽９１に流入したときに未濃縮液Ｗｄの一部が蒸発して離脱蒸気Ｗｖと濃縮液Ｗｃとが発生するように構成してもよい。
In the above description, the non-concentrated liquid Wd that has flowed into the
１、１Ａ、２、２Ａ 濃縮装置
１０ 吸収器
１１ 伝熱管
６０、６０Ａ 蒸発器
６１ 蒸発器熱源管
６９ 蒸発器加熱管
６９ｐ 低温ドレン導入部
７０、７０Ａ 再生器
７１ 再生器熱源管
７９ 再生器加熱管
７９ｐ 低温ドレン導入部
８０ 凝縮器
９１ 濃縮槽
９９Ａ 蒸発器離脱蒸気管
９９Ｂ 再生器離脱蒸気管
９９Ｃ 外部離脱蒸気管
９９Ｖａ 蒸発器離脱蒸気弁
９９Ｖｂ 再生器離脱蒸気弁
９９Ｖｃ 外部離脱蒸気弁
９８Ｄ 離脱ドレン熱交換器
１９１ 低温濃縮槽
１９３ 離脱蒸気流通管
１９９Ａ 蒸発器低温濃縮蒸気管
１９９Ｂ 再生器低温濃縮蒸気管
１９９Ｃ 外部低温濃縮蒸気管
１９９Ｖａ 蒸発器低温濃縮蒸気弁
１９９Ｖｂ 再生器低温濃縮蒸気弁
１９９Ｖｃ 外部低温濃縮蒸気弁
ｈｅ 蒸発器熱源温水
ｈｇ 再生器熱源温水
Ｓａ 高濃度溶液
Ｓｗ 希溶液
Ｖｅ 蒸発器冷媒蒸気
Ｖｆ 冷媒液
Ｗ 濃縮対象流体
Ｗｃ 濃縮液
Ｗｍ 混合液
Ｗｖ 離脱蒸気
Ｗｄｘ 被濃縮液
Ｗｖｘ 低温蒸気
1, 1A, 2,
Claims (12)
前記濃縮対象流体を流す濃縮対象流体流路を有し、吸収液が冷媒の蒸気を吸収したときに生じた吸収熱で前記濃縮対象流体流路を流れる前記濃縮対象流体を加熱する吸収器と；
冷媒加熱流体流路を有し、前記冷媒加熱流体流路を流れる冷媒加熱流体が保有する熱で冷媒の液を加熱して、前記吸収器に直接又は間接的に供給する冷媒の蒸気を生成する蒸発器と；
吸収液加熱流体流路を有し、前記吸収器において前記冷媒の蒸気を吸収した前記吸収液を直接又は間接的に導入して、導入した前記吸収液を、前記吸収液加熱流体流路を流れる吸収液加熱流体が保有する熱で加熱して、前記吸収液から冷媒を離脱させて前記吸収液の濃度を上昇させる再生器と；
前記再生器において前記吸収液から離脱した冷媒の蒸気を導入し、導入した前記冷媒の蒸気を冷却し凝縮させて、前記蒸発器に供給する冷媒の液を生成する凝縮器と；
前記吸収器で加熱された前記濃縮対象流体を導入し、前記濃縮対象流体から離脱した離脱蒸気と、前記濃縮対象流体から前記離脱蒸気が離脱した後の濃縮液とに分離する気液分離器と；
前記離脱蒸気を導入し、導入した前記離脱蒸気の熱で被加熱流体を加熱する加熱部とを備え；
前記吸収器の内部圧力が前記再生器の内部圧力よりも高く構成され；
前記加熱部に前記離脱蒸気を供給する加熱部離脱蒸気流路と；
前記加熱部離脱蒸気流路を流れる前記離脱蒸気の流量を調節する加熱部離脱蒸気流量調節装置と；
前記濃縮装置の外部に前記離脱蒸気を供給する外部離脱蒸気流路と；
前記外部離脱蒸気流路を流れる前記離脱蒸気の流量を調節する外部離脱蒸気流量調節装置とを備え；
前記加熱部離脱蒸気流路を流れる前記離脱蒸気の流量と前記外部離脱蒸気流路を流れる前記離脱蒸気の流量とが、前記濃縮装置の熱利用効率及び前記濃縮装置の外部での前記離脱蒸気の利用を勘案した所定の比率になるように、前記加熱部離脱蒸気流量調節装置及び前記外部離脱蒸気流量調節装置を設定し；
前記加熱部が、前記蒸発器及び前記再生器の少なくとも一方に設けられた；
濃縮装置。 A concentrator for heating and concentrating a fluid to be concentrated;
An absorber that has a concentration target fluid flow path for flowing the concentration target fluid, and that heats the concentration target fluid flowing in the concentration target fluid flow path with absorption heat generated when the absorbing liquid absorbs the vapor of the refrigerant;
A refrigerant heating fluid channel is provided, and the refrigerant liquid is heated with heat held by the refrigerant heating fluid flowing through the refrigerant heating fluid channel to generate refrigerant vapor to be supplied directly or indirectly to the absorber. With an evaporator;
An absorption liquid heating fluid flow path is provided, and the absorption liquid that has absorbed the refrigerant vapor in the absorber is directly or indirectly introduced, and the introduced absorption liquid flows through the absorption liquid heating fluid flow path. A regenerator that heats with heat held by the absorption liquid heating fluid to release the refrigerant from the absorption liquid to increase the concentration of the absorption liquid;
A condenser that introduces a refrigerant vapor separated from the absorbing liquid in the regenerator, cools and condenses the introduced refrigerant vapor, and generates a refrigerant liquid to be supplied to the evaporator;
A gas-liquid separator that introduces the concentration target fluid heated by the absorber and separates the separated vapor separated from the concentration target fluid and the concentrated liquid after the separated vapor is separated from the concentration target fluid; ;
A heating unit that introduces the desorption steam and heats the fluid to be heated with the heat of the introduced desorption vapor;
The internal pressure of the absorber is configured to be higher than the internal pressure of the regenerator ;
A heating part separation steam channel for supplying the separation steam to the heating part;
A heating unit detachment steam flow rate adjusting device for adjusting a flow rate of the detachment steam flowing through the heating unit detachment steam channel;
An external desorption steam channel for supplying the desorption steam to the outside of the concentrator;
E Bei an external withdrawal steam flow control device to control the flow rate of the withdrawal steam flowing through the outer leaving the steam channel;
The flow rate of the desorption steam flowing through the heating unit desorption vapor flow path and the flow rate of the desorption steam flowing through the external desorption vapor flow path are determined by the heat utilization efficiency of the concentrating device and the desorption steam outside the concentrating device. so that a predetermined ratio in consideration of the use, and set the heating portion leaving the steam flow rate adjusting device and the external leaving the steam flow rate control device;
The heating unit is provided in at least one of the evaporator and the regenerator;
Concentrator.
冷媒加熱流体流路を有し、前記冷媒加熱流体流路を流れる冷媒加熱流体が保有する熱で冷媒の液を加熱して、前記吸収器に直接又は間接的に供給する冷媒の蒸気を生成する蒸発器と；
吸収液加熱流体流路を有し、前記吸収器において前記冷媒の蒸気を吸収した前記吸収液を直接又は間接的に導入して、導入した前記吸収液を、前記吸収液加熱流体流路を流れる吸収液加熱流体が保有する熱で加熱して、前記吸収液から冷媒を離脱させて前記吸収液の濃度を上昇させる再生器と；
前記再生器において前記吸収液から離脱した冷媒の蒸気を導入し、導入した前記冷媒の蒸気を冷却し凝縮させて、前記蒸発器に供給する冷媒の液を生成する凝縮器と；
前記吸収器で加熱された前記濃縮対象流体を導入し、前記濃縮対象流体から離脱した離脱蒸気と、前記濃縮対象流体から前記離脱蒸気が離脱した後の濃縮液とに分離する気液分離器と；
前記離脱蒸気を導入し、導入した前記離脱蒸気の熱で被加熱流体を加熱する加熱部とを備え；
前記吸収器の内部圧力が前記再生器の内部圧力よりも高く構成され；
前記加熱部を内部に有する低温濃縮槽であって、前記加熱部における被加熱流体として濃縮対象流体を導入し、導入した濃縮対象流体を前記離脱蒸気の熱で加熱して濃縮液を生成する低温濃縮槽を備える；
濃縮装置。 An absorber having a concentration target fluid flow path for flowing the concentration target fluid, and heating the concentration target fluid flowing in the concentration target fluid flow path with absorption heat generated when the absorbing liquid absorbs the vapor of the refrigerant;
A refrigerant heating fluid channel is provided, and the refrigerant liquid is heated with heat held by the refrigerant heating fluid flowing through the refrigerant heating fluid channel to generate refrigerant vapor to be supplied directly or indirectly to the absorber. With an evaporator;
An absorption liquid heating fluid flow path is provided, and the absorption liquid that has absorbed the refrigerant vapor in the absorber is directly or indirectly introduced, and the introduced absorption liquid flows through the absorption liquid heating fluid flow path. A regenerator that heats with heat held by the absorption liquid heating fluid to release the refrigerant from the absorption liquid to increase the concentration of the absorption liquid;
A condenser that introduces a refrigerant vapor separated from the absorbing liquid in the regenerator, cools and condenses the introduced refrigerant vapor, and generates a refrigerant liquid to be supplied to the evaporator;
A gas-liquid separator that introduces the concentration target fluid heated by the absorber and separates the separated vapor separated from the concentration target fluid and the concentrated liquid after the separated vapor is separated from the concentration target fluid; ;
A heating unit that introduces the desorption steam and heats the fluid to be heated with the heat of the introduced desorption vapor;
The internal pressure of the absorber is configured to be higher than the internal pressure of the regenerator ;
A low-temperature concentration tank having the heating unit therein, wherein a concentration target fluid is introduced as a fluid to be heated in the heating unit, and the introduced concentration target fluid is heated by the heat of the separated steam to generate a concentrate. With a concentration tank;
Enrichment equipment.
請求項２に記載の濃縮装置。 In the low-temperature concentration tank, low-temperature desorption steam, which is vapor desorbed from the fluid to be concentrated, is supplied to an evaporator additional heating unit provided in the evaporator, a regenerator additional heating unit provided in the regenerator, and the refrigerant heating fluid. A flow path, and an introduction portion leading to at least one of the absorption liquid heating fluid flow path;
The concentration apparatus according to claim 2 .
前記導入部低温離脱蒸気流路を流れる前記低温離脱蒸気の流量を調節する導入部低温離脱蒸気流量調節装置と；
前記濃縮装置の外部に前記低温離脱蒸気を供給する外部低温離脱蒸気流路と；
前記外部低温離脱蒸気流路を流れる前記低温離脱蒸気の流量を調節する外部低温離脱蒸気流量調節装置とを備える；
請求項３に記載の濃縮装置。 An introduction portion low temperature desorption steam flow path for supplying the low temperature desorption vapor to the introduction portion;
An introduction unit low temperature desorption steam flow rate adjusting device for adjusting a flow rate of the low temperature desorption vapor flowing through the introduction unit low temperature desorption vapor channel;
An external low temperature release steam flow path for supplying the low temperature release steam to the outside of the concentrator;
An external low-temperature desorption steam flow rate adjusting device for adjusting a flow rate of the low-temperature desorption steam flowing through the external low-temperature desorption steam flow path;
The concentration device according to claim 3 .
請求項４に記載の濃縮装置。 The introduction portion low temperature desorption steam flow rate adjustment so that the flow rate of the low temperature desorption steam flowing through the introduction portion low temperature desorption vapor flow path and the flow rate of the low temperature desorption steam flowing through the external low temperature desorption vapor flow path become a predetermined ratio. Setting the device and the external low temperature desorption steam flow control device;
The concentration apparatus according to claim 4 .
冷媒加熱流体流路を有し、前記冷媒加熱流体流路を流れる冷媒加熱流体が保有する熱で冷媒の液を加熱して、前記吸収器に直接又は間接的に供給する冷媒の蒸気を生成する蒸発器と；
吸収液加熱流体流路を有し、前記吸収器において前記冷媒の蒸気を吸収した前記吸収液を直接又は間接的に導入して、導入した前記吸収液を、前記吸収液加熱流体流路を流れる吸収液加熱流体が保有する熱で加熱して、前記吸収液から冷媒を離脱させて前記吸収液の濃度を上昇させる再生器と；
前記再生器において前記吸収液から離脱した冷媒の蒸気を導入し、導入した前記冷媒の蒸気を冷却し凝縮させて、前記蒸発器に供給する冷媒の液を生成する凝縮器と；
前記吸収器で加熱された前記濃縮対象流体を導入し、前記濃縮対象流体から離脱した離脱蒸気と、前記濃縮対象流体から前記離脱蒸気が離脱した後の濃縮液とに分離する気液分離器と；
前記離脱蒸気を導入し、導入した前記離脱蒸気の熱で被加熱流体を加熱する加熱部とを備え；
前記吸収器の内部圧力が前記再生器の内部圧力よりも高く構成され；
前記加熱部で前記被加熱流体を加熱した後の前記離脱蒸気のドレンと、前記凝縮器から前記蒸発器へ供給される前記冷媒の液との間で熱交換を行わせる熱交換器を備える；
濃縮装置。 An absorber having a concentration target fluid flow path for flowing the concentration target fluid, and heating the concentration target fluid flowing in the concentration target fluid flow path with absorption heat generated when the absorbing liquid absorbs the vapor of the refrigerant;
A refrigerant heating fluid channel is provided, and the refrigerant liquid is heated with heat held by the refrigerant heating fluid flowing through the refrigerant heating fluid channel to generate refrigerant vapor to be supplied directly or indirectly to the absorber. With an evaporator;
An absorption liquid heating fluid flow path is provided, and the absorption liquid that has absorbed the refrigerant vapor in the absorber is directly or indirectly introduced, and the introduced absorption liquid flows through the absorption liquid heating fluid flow path. A regenerator that heats with heat held by the absorption liquid heating fluid to release the refrigerant from the absorption liquid to increase the concentration of the absorption liquid;
A condenser that introduces a refrigerant vapor separated from the absorbing liquid in the regenerator, cools and condenses the introduced refrigerant vapor, and generates a refrigerant liquid to be supplied to the evaporator;
A gas-liquid separator that introduces the concentration target fluid heated by the absorber and separates the separated vapor separated from the concentration target fluid and the concentrated liquid after the separated vapor is separated from the concentration target fluid; ;
A heating unit that introduces the desorption steam and heats the fluid to be heated with the heat of the introduced desorption vapor;
The internal pressure of the absorber is configured to be higher than the internal pressure of the regenerator ;
A heat exchanger that exchanges heat between the drained steam drained after the heated fluid is heated by the heating unit and the refrigerant liquid supplied from the condenser to the evaporator;
Enrichment equipment.
前記加熱部離脱蒸気流路を流れる前記離脱蒸気の流量を調節する加熱部離脱蒸気流量調節装置と；
前記濃縮装置の外部に前記離脱蒸気を供給する外部離脱蒸気流路と；
前記外部離脱蒸気流路を流れる前記離脱蒸気の流量を調節する外部離脱蒸気流量調節装置とを備える；
請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の濃縮装置。 A heating part separation steam channel for supplying the separation steam to the heating part;
A heating unit detachment steam flow rate adjusting device for adjusting a flow rate of the detachment steam flowing through the heating unit detachment steam channel;
An external desorption steam channel for supplying the desorption steam to the outside of the concentrator;
An external detachment steam flow rate adjusting device for adjusting the flow rate of the detachment steam flowing through the external detachment steam flow path;
The concentrator according to any one of claims 2 to 6 .
請求項７に記載の濃縮装置。 The heating unit detachment steam flow rate adjusting device and the external detachment so that the flow rate of the detachment steam flowing through the heating unit detachment steam channel and the flow rate of the detachment steam flowing through the external detachment steam channel become a predetermined ratio. Set the steam flow regulator;
The concentration apparatus according to claim 7 .
請求項２乃至請求項８のいずれか１項に記載の濃縮装置。 The heating unit is provided in at least one of the evaporator and the regenerator;
The concentrator according to any one of claims 2 to 8 .
請求項１又は請求項９に記載の濃縮装置。 The heating unit is disposed below the refrigerant heating fluid channel when provided in the evaporator, and is disposed below the absorbent heating fluid channel when provided in the regenerator;
The concentrator according to claim 1 or 9 .
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の濃縮装置。 A low-temperature absorber having an operating pressure lower than that of the absorber, having a heating target fluid passage for flowing a heating target fluid, and directly or indirectly receiving the absorbing liquid that has absorbed the refrigerant vapor in the absorber. A low-temperature absorber that introduces and heats the heating target fluid that flows through the heating target fluid flow path with absorption heat generated when the introduced absorbing liquid absorbs the vapor of the refrigerant;
The concentrator according to any one of claims 1 to 10 .
請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の濃縮装置。 A heat exchanger that exchanges heat between the drained steam drained after the heated fluid is heated by the heating unit and the refrigerant liquid supplied from the condenser to the evaporator;
The concentrator according to any one of claims 2 to 5 .
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