特許 6937231 発電装置および発電方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6937231

(24)【登録日】2021年9月1日

(45)【発行日】2021年9月22日

(54)【発明の名称】発電装置および発電方法

(51)【国際特許分類】

   F01K 25/00 20060101AFI20210909BHJP

   F01K 25/10 20060101ALI20210909BHJP

   F01K 9/00 20060101ALI20210909BHJP

   F04F 5/10 20060101ALI20210909BHJP

   F04F 5/44 20060101ALI20210909BHJP

【ＦＩ】

   F01K25/00 G

   F01K25/10 D

   F01K9/00 A

   F01K25/10 J

   F04F5/10 A

   F04F5/10 C

   F04F5/44 D

【請求項の数】10

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-234264(P2017-234264)

(22)【出願日】2017年12月6日

(65)【公開番号】特開2019-100291(P2019-100291A)

(43)【公開日】2019年6月24日

【審査請求日】2020年2月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100187159

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 英明

(72)【発明者】

【氏名】山本 泰

(72)【発明者】

【氏名】小川 斗

(72)【発明者】

【氏名】中村 恭明

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０３６４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０８２６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／１９５６７０（ＷＯ，Ａ３）

【文献】 国際公開第２０１６／１５６８００（ＷＯ，Ａ３）

【文献】 特開２００１−２２１０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０４７５２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｋ ２５／００

Ｆ０１Ｋ ２５／１０

Ｆ０１Ｋ ９／００

Ｆ０４Ｆ ５／１０

Ｆ０４Ｆ ５／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

非共沸媒体からなる循環媒体を加熱する加熱器と、
前記加熱によって生じた気体と液体とを分離する気液分離器と、
前記気体でタービンを回転させて起電する発電機と、
前記タービンから導かれた気体および前記気液分離器から導かれた液体を前記循環媒体として再生する凝縮吸収器とを具備してなり、
前記凝縮吸収器から外部に導き出された前記循環媒体を、前記加熱器へ向かう前記循環媒体の経路の分岐部で前記循環媒体のうちの一部を分岐させ、この分岐された前記循環媒体を前記加熱器に導くことなく冷却器に導くバイパス経路、および冷却器、ならびに前記冷却器で冷却された後の前記循環媒体を前記凝縮吸収器へ戻す経路をさらに具備することを特徴とする、発電装置。

【請求項2】

前記気液分離器から導かれた液体が前記凝縮吸収器に直接導入される経路を有する、請求項１に記載の発電装置。

【請求項3】

前記気液分離器から導かれた液体が前記冷却器に導入される経路を有する、請求項１に記載の発電装置。

【請求項4】

前記バイパス経路を経由して前記冷却器に導かれる液体と、前記気液分離器から前記冷却器に導かれる液体とが合流し、合流した液体が前記冷却器に導かれるように結合する合流部を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電装置。

【請求項5】

前記合流部が、ジェットポンプである、請求項４に記載の発電装置。

【請求項6】

前記凝縮吸収器が、エジェクタおよびタンクを具備する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発電装置。

【請求項7】

前記凝縮吸収器は、前記エジェクタにおけるガス吸引部下流に、さらにディフューザを具備してなり、このディフューザの先端の向きが流体の流れる方向に鉛直下向きとなっており、このディフューザの先端が前記タンク内の液位よりも下にある、請求項６に記載の発電装置。

【請求項8】

前記ディフューザの内部に、さらに撹拌促進部材を具備する、請求項７に記載の発電装置。

【請求項9】

前記凝縮吸収器は、内部に熱交換器を具備しないものである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発電装置。

【請求項10】

非共沸媒体からなる循環媒体を加熱する加熱工程（イ）と、
前記加熱によって生じた気体と液体とを分離する気液分離工程（ロ）と、
前記気体でタービンを回転させて起電する工程（ハ）と、
前記タービンから導かれた気体および前記気液分離工程（ロ）で生じた液体を凝縮吸収器において前記循環媒体として再生する工程（ニ）と、
前記凝縮吸収器から外部に導き出された前記循環媒体を、前記加熱工程（イ）を実施する加熱器へ向かう前記循環媒体の経路の分岐部で前記循環媒体のうちの一部を分岐させ、この分岐された前記循環媒体を前記加熱工程（イ）に付すことなく、バイパス経路を経て冷却器に導き、前記冷却器で冷却された後の前記循環媒体を前記凝縮吸収器へ戻す工程（ホ）とを含んでなり、
前記の循環媒体の循環によって連続的に発電を行なうことを特徴とする、発電方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、発電装置および発電方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

低温の排熱や温泉などを熱源として発電を行う装置構成としては、ペンタンなどの有機物や代替フロンを媒体として用いる有機ランキンサイクルと、例えば水にアンモニアを溶解させた非共沸媒体を用いるカリーナサイクルとを挙げることが出来る。

【0003】

このうち、非共沸媒体を用いた発電装置では、熱を加えて溶解しているガスを気化させる気化器において溶解したガスの放出とともに媒体の温度が上昇する特性があるため、放出されるガスの温度を熱源の温度に近づけやすく、そのため熱効率を高めやすいというメリットがある。しかし、その反面、ガスを放出した媒体をガス吸収器へ戻す必要があり、その際に媒体が保有している熱を、有効活用するため気化器への給液と熱交換するなどの工夫が必要となる。また、タービン等の膨張器下流での圧力を低く保つために、ガスの溶解についても工夫が必要である。その一例として、タービン下流のガスをエジェクタで吸引するというものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−３６４５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図７は、従来の典型的な非共沸媒体発電装置の例を示すものである。

【0006】

この発電装置では、タンク１ｃよりガスを吸収した液（以下、リッチ液と呼ぶ）をポンプ８により加熱器２へ送っている。このリッチ液を加熱器２で加熱して、ガスを発生させた後、気液分離器３でガスとガスを放出した媒体（以下、リーン液と呼ぶ）とに分離する。このうち、ガスはタービン４等のガスの膨張を利用したエネルギー変換機により動力へ変換し、発電機５を駆動して電気エネルギーを得る。一方、気液分離器３で分離されたリーン液は凝縮吸収器１へ戻されるが、このリーン液はガスを放出したものの温度が高いため、その際に熱交換器７ａによりリッチ液と熱交換して熱を有効利用する。ただし、熱交換には温度差が必要なため、熱交換器７ａでは熱の全量をリッチ液に渡すことはできず、タンク１ｃ内の温度までは低下できない。リーン液とはいえ、溶け込んだガスが一部残っていることから、タンク１ｃ内の温度程度まで低下せずに低圧の吸収塔へリーン液を放出すると、溶け込んでいたガスが放出されて、吸収塔内の圧力が上昇してしまい、タービン４での膨張比を低下させてしまう。

【0007】

そのため、さらに冷温源を利用した熱交換器７ｂを設けてリーン液を冷却する必要がある。また、凝縮吸収器１内の冷却は、リーン液にガスを吸収させると溶解熱が発生することから、吸収塔内の圧力上昇を押させるため必要となる。

【0008】

このような構成とすると、熱交換器は７ａ、７ｂ、および凝縮吸収器１内の熱交換器７ｃと３か所での熱交換器が必要となり、非共沸媒体を用いた発電装置の構成はかさばるものとなってしまい、コストが増大してしまうという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成かつコンパクト化が可能な非共沸媒体を用いた発電装置を得ることを目的とする。

【0010】

したがって、本発明の実施形態による発電装置は、
非共沸媒体からなる循環媒体を加熱する加熱器と、
前記加熱によって生じた気体と液体とを分離する気液分離器と、
前記気体でタービンを回転させて起電する発電機と、
前記タービンから導かれた気体および前記気液分離器から導かれた液体を前記循環媒体として再生する凝縮吸収器とを具備してなり、
前記凝縮吸収器から外部へ導きだされた前記循環媒体の一部を、前記加熱器に導くことなく、冷却器に導くバイパス経路および冷却器をさらに具備することを特徴とするもの、である。

【0011】

そして、本発明の実施形態による発電方法は、
非共沸媒体からなる循環媒体を加熱する工程と、
前記加熱によって生じた気体と液体とを分離する気液分離工程と、
前記気体でタービンを回転させて起電する工程と、
前記タービンから導かれた気体および前記気液分離工程で生じた液体を凝縮吸収器において前記循環媒体として再生する工程と、
前記凝縮吸収器から外部へ導きだされた前記循環媒体の一部を、前記加熱工程に付すことなく、バイパス経路を経て冷却器に導き冷却する工程とを含んでなり、
前記の循環媒体の循環によって連続的に発電を行なうことを特徴とするもの、である。

【発明の効果】

【0012】

本発明の実施形態によれば、簡易な構成かつコンパクト化が可能な非共沸媒体を用いた発電装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態による発電装置および発電方法の構成を示す概略図。

【図2】実施形態による発電装置および発電方法の構成を示す概略図。

【図3】実施形態による発電装置および発電方法の構成を示す概略図。

【図4】実施形態による発電装置および発電方法の構成を示す概略図。

【図5】実施形態による発電装置および発電方法の構成を示す概略図。

【図6】実施形態による発電装置および発電方法の構成を示す概略図。

【図7】従来の非共沸媒体発電装置の構成を示す概略図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に係る非共沸媒体を用いた発電装置の実施例について、図面を参照して説明する。なお、好ましい非共沸媒体としては、水−アンモニアの他、アミン水溶液−二酸化炭素が実用的な媒体として例示できるが、本特許はそれらに限定されるものではない。

【0015】

実施形態に係る発電方法および発電方法の好ましい幾つかの実施例について、図面を参照して説明する。

【0016】

＜発電装置＞
図１〜５は、本発明の実施形態による発電装置の好ましい具体例の概要について示すものである。
図１〜５に示される発電装置は、
非共沸媒体からなる循環媒体Ｘを加熱する加熱器２と、
前記加熱によって生じた気体Ｘ１と液体Ｘ２とを分離する気液分離器３と、
前記気体でタービン４を回転させて起電する発電機５と、
前記タービン４から導かれた気体Ｘ１および前記気液分離器３から導かれた液体Ｘ２を前記循環媒体Ｘとして再生する凝縮吸収器１を具備してなり、
前記凝縮吸収器から外部へ導きだされた前記循環媒体Ｘの一部を、前記加熱器２に導くことなく、冷却器６に導くバイパス経路Ｌ２および冷却器６をさらに具備してなるものである。

【0017】

図１〜５の実施形態において、凝縮吸収器１では、タービンから導かれた気体Ｘ１と、気液分離器３から導かれた液体Ｘ２および循環媒体Ｘ３とを接触させて、気体Ｘ１を、液体Ｘ２および循環媒体Ｘ３に吸収させると共に気体Ｘ１を凝縮させて循環媒体Ｘとして再生することが行われる。したがって、この循環媒体Ｘは、凝縮吸収器１内に存在するときならびに凝縮吸収器１から外部へ導きだされた直後は、ガス（即ち、主として気体Ｘ１に由来するもの）を豊富に溶解したものとなっており（以下、本明細書において、「ガスを豊富に溶解した循環媒体Ｘ」を「リッチ媒体」ということがある）、比較的低温（例えば、水−アンモニア系の非共沸媒体を循環媒体Ｘとして用いる場合は常温程度（通常、５〜４０℃））のものである。

【0018】

凝縮吸収器１から外部に導きだされた循環媒体Ｘは、熱交換器７で加熱されたのち、加熱器２に導入される。この加熱器２では、外部から供給された熱によって、循環媒体Ｘの加熱が行われるようになっている。

【0019】

加熱された循環媒体Ｘは、気液分離器３に導入されて、比較的高温でありかつ高圧の気体Ｘ１と液体Ｘ２とに分離される。このうち、気体Ｘ１は、タービン４に導入されて膨張し、これを駆動する。この駆動エネルギーが発電機５を駆動することによって発電される。タービン４から排出された気体Ｘ１は、凝縮吸収器１に導かれる。

【0020】

一方、気液分離器３中の液体Ｘ２は、熱交換器７で熱を放出した後、凝縮吸収器１に導かれる。（以下、液体Ｘ２を、本明細書において「リーン媒体」ということがある。）
凝縮吸収器１では、前記の通りに、タービンから導かれた気体Ｘ１と、気液分離器３から導かれた液体Ｘ２および循環媒体Ｘ３とを接触させて、気体Ｘ１を、液体Ｘ２および循環媒体Ｘ３に吸収させると共に気体Ｘ１を凝縮させて循環媒体Ｘとして再生することが行われる。凝縮吸収器１で再生された循環媒体Ｘは、再び加熱器２に循環されて、前記と同様に、再び発電に利用される。

【0021】

図１〜図４に示される凝縮吸収器１は、吸収塔１ａの上部に、気体Ｘ１、液体Ｘ２および循環媒体Ｘ３が導入され、これらの気体Ｘ１、液体Ｘ２および循環媒体Ｘ３が接触しつつ、吸収塔１ａの内部を下降する際に、気体Ｘ１が液体Ｘ２および循環媒体Ｘ３に吸収させると共に気体Ｘ１が凝縮し、循環媒体Ｘとして再生される。この再生を効率よくかつ確実に行うために、吸収塔１ａの内部には、充填材１ｂを充填することが好ましい。吸収塔１ａで再生された循環媒体Ｘは、タンク１ｃに一時的に貯留され、凝縮吸収器１から取り出された後、加熱器２へ循環され、一部は循環媒体Ｘ３として冷却設備へ循環される。

【0022】

図５に示される凝縮吸収器１は、エジェクタ１ｄおよびタンク１ｃを具備するものである。エジェクタ１ｄの上部に導入された気体Ｘ１、液体Ｘ２および循環媒体Ｘ３が接触しつつエジェクタ１ｄの内部を下降する際に、気体Ｘ１を液体Ｘ２および循環媒体Ｘ３に吸収させると共に気体Ｘ１が凝縮して循環媒体Ｘとして再生される。再生された循環媒体Ｘは、タンク１ｃに一時的に貯留され、凝縮吸収器１から取り出された後、再び加熱器２へ循環され、一部は循環媒体Ｘ３として冷却設備へ循環される。

【0023】

本発明の実施形態による発電装置は、凝縮吸収器１から外部へ導きだされた循環媒体Ｘの一部である循環媒体Ｘ３を冷却器６に導くバイパス経路Ｌ２、および冷却器６を必須の構成として具備している。すなわち、凝縮吸収器１から外部へ導きだされた循環媒体Ｘの一部である循環媒体Ｘ３を、前記加熱器２に導くことなく、冷却器６に導いて、前記凝縮吸収器１へ循環させる冷却設備を具備している。ここで、「冷却設備」は、少なくとも１つの冷却器６と、循環媒体Ｘ３を循環させる手段（例えば、循環媒体Ｘ３の流通ラインＬ１〜Ｌ３や、必要に応じて、後述するポンプ８やジェットポンプ１１など）を有することができる。

【0024】

特に、図１および図２に示される実施形態は、循環媒体Ｘ３の循環を、循環媒体Ｘを加熱器２へ導入するポンプ８を利用して行うものである。したがって、このような実施形態では、通常、ポンプ８以降に分岐部９を設けて、バイパス経路Ｌ２を経由して循環媒体Ｘ３が冷却器６に導かれるように構成される。

【0025】

また、図３〜図５に示される実施形態は、循環媒体Ｘ３の循環を、循環媒体Ｘを加熱器２へ導入するポンプ８を利用しないで行うものである。このようにポンプ８を利用しない場合には、循環媒体Ｘの循環経路とは別に、循環媒体Ｘ３の循環経路を設けることができる。このような場合、ポンプ８の駆動力を低減できるので、ポンプ８の小型化、駆動エネルギーの低減、装置運転コストの低減などを図ることができる。

【0026】

上記のように、本発明の実施形態による発電装置は、所定の凝縮吸収器１、加熱器２、気液分離器３、バイパス経路Ｌ２および冷却器６を必須とするが、循環媒体Ｘ、気体Ｘ１、液体Ｘ２、循環媒体Ｘ３を循環ないし流通させる流通ライン（例えば、流通ラインＬ１、Ｌ３〜Ｌ９等）ならびにポンプ８、後述するジェットポンプ１１、その他等を、必要に応じて具備することができる。

【0027】

そして、図１〜図４に示される凝縮吸収器１は、凝縮吸収器１の内部に熱交換器を具備しない。

【0028】

<<第一の実施形態>>
本発明の第一の実施形態による発電装置を図１を用いて説明する。

【0029】

本実施形態は、凝縮吸収器１から加熱器２へ向かう循環媒体Ｘのラインを、分岐部９で分岐し、循環媒体Ｘの一部である循環媒体Ｘ３を、気液分離器３から導かれた液体Ｘ２と合流後（合流部１０）、熱冷却器６に導き、冷却器６で冷却後、凝縮吸収器１へ戻るように構成されている。

【0030】

この第一の実施形態は、第一の実施形態は、バイパス経路Ｌ２を経て冷却器６に導かれる液体Ｘ３と、気液分離器３から冷却器６に導かれる液体Ｘ２とが合流し、合流した液体Ｘ３＋Ｘ２が冷却器６に導かれるように結合する合流部１０を有するものの一具体例に該当する。

【0031】

本実施形態では、冷却器６が、循環媒体Ｘ３および液体Ｘ２の冷却を行うことによって十分な熱交換が可能であるため、凝縮吸収器１内での熱交換器（図７中の７ｃ）を削除することができる。このように構成された本実施形態においては、液体Ｘ２についても循環媒体Ｘ３との合流により温度を低下させることができるとともに、凝縮吸収器１内での冷却が不要なため、凝縮吸収器１の構成が簡素化されている。

【0032】

そして、本実施形態では、循環媒体Ｘ３を、より高温の液体Ｘ２と合流させて温度を高めてから、冷却器６に導入している。よって、冷却器６による冷却効果が高い。これにより、冷却器６が比較的小型のでも十分な冷却効果を得ることができる。

【0033】

<<第二の実施形態>>
本発明の第二の実施形態による発電装置を図２を用いて説明する。

【0034】

本実施形態は、凝縮吸収器１から加熱器２へ向かう循環媒体Ｘのラインを、分岐部９で分岐し、循環媒体Ｘの一部である循環媒体Ｘ３をバイパス経路Ｌ２を経て熱冷却器６に導き、冷却器６で冷却後、気液分離器３から導かれた液体Ｘ２と合流後（合流部１０）、合流した液体Ｘ３＋Ｘ２が凝縮吸収器１へ戻るように構成されている。

【0035】

この図２の実施形態は、気液分離器３から導かれた液体Ｘ２が凝縮吸収器１に直接導入される経路を有するもの、の一具体例に該当する。

【0036】

本実施形態では、冷却器６が、循環媒体Ｘ３の冷却を行うことによって十分な熱交換が可能であるため、凝縮吸収器１内の冷却を行うことができる。そして、このように構成された本実施形態においては、液体Ｘ２についても循環媒体Ｘ３との合流によって温度を低下させることができる。このことから、凝縮吸収器１内での冷却（図７中の７ｃ）が不要なため、凝縮吸収器１の構成が簡素化されている。

【0037】

そして、この第二の実施形態は、前述の第一の実施形態よりも、ポンプ８の駆動力を低減できるので、ポンプ８の小型化、駆動エネルギーの低減、装置運転コストの低減などを図ることができる。

【0038】

<<第三の実施形態>>
本発明の第三の実施形態による発電装置を図３を用いて説明する。

【0039】

この第三の実施形態の実施形態は、循環媒体Ｘ３を、冷却器６に導き、気液分離器３から導かれた液体Ｘ２と合流後、凝縮吸収器１へ循環させる点については、前述の第二の実施形態と同様なものである。

【0040】

本実施形態では、冷却器６が、循環媒体Ｘ３の冷却を行うことで、凝縮吸収器１内の冷却を行うことができる。そして、このように構成された本実施形態においては、液体Ｘ２についても循環媒体Ｘ３との合流によって温度を低下させることができる。このことから、凝縮吸収器１内での冷却（図７中の７ｃ）が不要なため、凝縮吸収器１の構成が簡素化されている。

【0041】

この第三の実施形態では、前記合流部にジェットポンプを配置し、液体Ｘ２をジェットポンプ１１の駆動流体とし、循環媒体Ｘ３を被駆動流体としてジェットポンプ１１に供給することによって、循環媒体Ｘ３が循環するように構成されている。よって、ポンプ８の助けなしに循環媒体Ｘ３の循環を行うことができる。したがって、この第三の実施形態は、前述の第一の実施形態および第二の実施形態よりも、ポンプ８の駆動力を低減できるので、ポンプ８の小型化、駆動エネルギーの低減、装置運転コストの低減などを図ることができる。

【0042】

<<第四の実施形態>>
本発明の第四の実施形態による発電装置を図４を用いて説明する。

【0043】

この図４の実施形態は、バイパス経路Ｌ２を経由して冷却器６に導かれる液体Ｘ３と、気液分離器３から冷却器６に導かれる液体Ｘ２とが合流し、合流した液体Ｘ３＋Ｘ２が冷却器６に導かれるように結合する合流部１０を有するものの一具体例に該当する。

【0044】

この第四の実施形態では、前記合流部にジェットポンプを配置し、液体Ｘ２をジェットポンプ１１の駆動流体とし、循環媒体Ｘ３を被駆動流体としてジェットポンプ１１に供給することによって、循環媒体Ｘ３が循環するように構成されている。よって、ポンプ８の助けなしに循環媒体Ｘ３の循環を行うことができる。したがって、この第四の実施形態は、前述の第一の実施形態および第二の実施形態よりも、ポンプ８の駆動力を低減できるので、ポンプ８の小型化、駆動エネルギーの低減、装置運転コストの低減などを図ることができる。

【0045】

本実施形態では、冷却器６が、循環媒体Ｘ３および液体Ｘ２の冷却を行うことで、凝縮吸収器１内での熱交換器（図７中の７ｃ）を削除することができる。このように構成された本実施形態においては、液体Ｘ２についても循環媒体Ｘ３との合流により温度を低下させることができるとともに、凝縮吸収器１内での冷却（図７中の７ｃ）が不要なため、凝縮吸収器１の構成が簡素化されている。

【0046】

そして、本実施形態では、循環媒体Ｘ３を、より高温の液体Ｘ２と合流させ、温度を高めてから、冷却器６に導入している。よって、冷却器６による冷却効果が高い。これにより、比較的小型の冷却器６でも十分な冷却効果を得ることができる。

【0047】

<<第五の実施形態>>
本発明の第五の実施形態による発電装置を図５を用いて説明する。

【0048】

本実施例は、図３に示される第三の実施形態による発電装置と、凝縮吸収器１の形態が異なる以外は、ほぼ同じ構成の発電装置である。すなわち、第三の実施形態では、凝縮吸収器１が充填材１ｂを内包した吸収塔１ａとその下部にタンク１ｃを有するものであったが、この第五の実施形態では、凝縮吸収器１がエジェクタ１ｄとその下部にタンク１ｃを有するものとなっている。

【0049】

この第五の実施形態では、第三の実施形態と同様に、液体Ｘ２をジェットポンプ１１の駆動流体とし、循環媒体Ｘ３を被駆動流体としてジェットポンプ１１に供給することによって、循環媒体Ｘ３が循環するように構成されている。よって、ポンプ８の助けなしに循環媒体Ｘ３の循環を行うことができる。したがって、この第五の実施形態は、前述の第一の実施形態および第二の実施形態よりも、ポンプ８の駆動力を低減できるので、ポンプ８の小型化、駆動エネルギーの低減、装置運転コストの低減などを図ることができる。

【0050】

この第五の実施形態では、液体Ｘ２および循環媒体Ｘ３をエジェクタ１ｄの駆動流体とし、気体Ｘ１を被駆動流体としてエジェクタ１ｄに供給している。

【0051】

このように、第五の実施形態では、エジェクタ１ｄへ供給される駆動流体として、液体Ｘ２に更に循環媒体Ｘ３が増量されていることから、エジェクタ１ｄによる吸引力がより強力になっている。

【0052】

なお、図５には、エジェクタが１本のみ記載されているが、凝縮吸収器１には複数のエジェクタ１ｄを配置することができる。

【0053】

この実施形態のエジェクタ１ｄは、好ましくは、図６Ａに示されるように、エジェクタ１ｄにおけるガス吸引部下流に、さらにディフューザ１ｅを具備してなるものが好ましく、そして、ディフューザ１ｅの先端の向きが流体の流れる方向に鉛直下向きとなっており、このディフューザ１ｅの先端がタンク１ｃ内の循環媒体Ｘの液位よりも下になっていることが好ましい。エジェクタ１ｄの下流のディフューザ１ｅによって、更なる圧力低下がなされることにより、ガスの溶解ならびに凝縮吸収器１内の圧力低下の更なる促進ができ、これによって、発電効率の更なる向上を達成することができる。

【0054】

そして、ディフューザ１ｅの出口をタンク１ｃ内の循環媒体Ｘ１の液位よりも低い位置に設けることにより、タンク１ｃ内でのガス成分の発生を抑制し、ガス成分をタンク１ｃ内の循環媒体Ｘの液中に長く留めることができる。仮に、ディフューザ１ｅの出口がタンク１ｃ内の水位より高い位置にあると、タンク１ｃ内でのガス成分の発生やエジェクタ１ｄないしディフューザ１ｅによる吸引力が低下することがある。

【0055】

図６Ｂは、さらに好ましい凝縮吸収器１を示すものである。図６Ｂの凝縮吸収器１は、図６Ａに示されたディフューザ１ｅの内部に、さらに撹拌促進部材１ｆが配置されてなるものである。なお、図６Ｂには、具体的には、三層の撹拌促進部材１ｆが配置されたものが示されているが、この撹拌促進部材１ｆの内容や、層数、配置態様等は特に限定されることはない。

【0056】

本発明の第五の実施形態による発電装置では、冷却器６が、循環媒体Ｘ３の冷却を行うことで、凝縮吸収器１内の冷却を行うことができる。そして、このように構成された本実施形態においては、液体Ｘ２についても循環媒体Ｘ３との合流によって温度を低下させることができる。このことから、凝縮吸収器１内での冷却（図７中の７ｃ）が不要なため、凝縮吸収器１の構成が簡素化されている。

【0057】

上記ならびに図６Ａおよび図６Ｂによって詳述した、エジェクタ１ｄ、ディフューザ１ｅあるいは撹拌促進部材１ｆを具備してなる凝縮吸収器１は、第一 〜 第四の実施形態における凝縮吸収器１の代わりに、上記各実施形態においても採用することができる。

【0058】

＜発電方法＞
実施形態による発電方法は、
非共沸媒体からなる循環媒体Ｘを加熱する工程と、
前記加熱によって生じた気体Ｘ１と液体Ｘ２とを分離する気液分離工程と、
前記気体でタービン４を回転させて起電する工程と、
前記タービン４から導かれた気体Ｘ１および前記気液分離工程で生じた液体Ｘ２を凝縮吸収器１において前記循環媒体Ｘとして再生する工程と、
前記凝縮吸収器１から外部へ導きだされた前記循環媒体Ｘの一部（循環媒体Ｘ３）を、前記加熱工程に付すことなく、バイパス経路Ｌ２を経て冷却器６に導き冷却する工程とを含んでなり、
前記の循環媒体の循環によって連続的に発電を行なうことを特徴とするもの、である。 前記の循環媒体Ｘの循環によって連続的に発電を行なうこと、を特徴とする。

【0059】

ここで、「非共沸媒体からなる循環媒体Ｘを加熱する工程」は、上記ならびに図１〜図６に記載された加熱器２において実施することができる。

【0060】

「前記加熱によって生じた気体Ｘ１と液体Ｘ２とを分離する気液分離工程」は、上記ならびに図１〜図６に記載された気液分離器３において実施することができる。

【0061】

「前記気体Ｘ１でタービン４を回転させて起電する工程」は、上記ならびに図１〜図６に記載されたタービン４および発電機５によって実施することができる。

【0062】

「前記タービン４から導かれた気体Ｘ１および前記気液分離器３から導かれた液体Ｘ２を凝縮吸収器１において前記循環媒体Ｘとして再生する工程」は、上記ならびに図１〜図６に記載された凝縮吸収器１において実施することができる。

【0063】

「前記凝縮吸収器１から外部へ導きだされた前記循環媒体Ｘの一部（循環媒体Ｘ３）を、前記加熱工程に付すことなく、バイパス経路Ｌ２を経て冷却器６に導き冷却する工程」は、上記ならびに図１〜図６に記載されたバイパス経路Ｌ２を経て冷却器６によって実施することができる。

【0064】

「前記の循環媒体Ｘの循環によって連続的に発電を行なうこと」ことは、非共沸媒体からなる循環媒体Ｘを採用し、必要に応じて、上記ならびに図１〜図６に記載されたポンプ８、ジェットポンプ１１ならびに上記各装置等の間を接続する各流通ライン等を用いて実施することができる。

【0065】

したがって、実施形態による発電方法は、好ましくは、図１〜図６ならびに ＜発電装置＞ についての <<第一の実施形態>> 〜 <<第五の実施形態>> において詳述した各装置（例えば、分岐部９、合流部１０、流通ラインＬ１、Ｌ３〜Ｌ９、吸収塔１ａ、充填材１ｂ、タンク１ｃ、エジェクタ１ｄ、ディフューザ１ｅ、撹拌促進部材１ｆなど）を、必要に応じて具備してなる発電装置において実施することができる。

【0066】

なお、本実施形態による発電方法は、上記の冷却工程で行われる「循環媒体Ｘ３の凝縮吸収器１への循環」を常に一定のレベルで行うもののみに限定されず、発電途中において、「循環媒体Ｘ３の凝縮吸収器１への循環」のレベルを変動させるもの、あるいは一時的に停止するものをも包含する。

【0067】

各実施形態による発電装置よれば、簡易かつコンパクトな冷却装置を付加することで、凝縮吸収器の内部を効率的に冷却できる。このことにより、凝縮吸収器ないしタービン出口の内部圧力を低下させることができる。

【0068】

また、実施形態による発電方法は、特定の冷却工程を実施することで、発電用タービンの能力を効果的に高めることができ、発電能力を高めることができる。

【0069】

各実施形態による発電装置および発電方法は、好ましくは、例えば、廃熱や温泉などを熱源とする温度差発電に利用することができ、比較的熱エネルギーが低い熱源であっても、従来よりも高い電気エネルギーを取得することが可能になる。

【0070】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更あるいは付加等を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0071】

１…凝縮吸収器、２…加熱器、３…気液分離器、４…タービン、５…発電機、６…冷却器、７…熱交換器、８…ポンプ、９…分岐部、１０…合流部、１１…ジェットポンプ、Ｘ…循環媒体、Ｘ１…気体、Ｘ２…液体、Ｘ３…循環媒体、Ｌ２…バイパス経路、Ｌ１、Ｌ２〜Ｌ９…流通ライン、１ａ…吸収塔、１ｂ…充填材、１ｃ…タンク、１ｄ…エジェクタ、１ｅ…ディフューザ、１ｆ…撹拌促進部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】