知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-12-19
(54)【発明の名称】吸収器の温度を制御するシステム及び方法
(51)【国際特許分類】
B01D 53/18 20060101AFI20241212BHJP
B01D 53/62 20060101ALI20241212BHJP
B01D 53/78 20060101ALI20241212BHJP
F02C 7/22 20060101ALI20241212BHJP
【ＦＩ】
B01D53/18 130
B01D53/62 ZAB
B01D53/78
F02C7/22 D
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024534430
(86)(22)【出願日】2022-12-15
(85)【翻訳文提出日】2024-08-05
(86)【国際出願番号】 US2022081652
(87)【国際公開番号】W WO2023122475
(87)【国際公開日】2023-06-29
(31)【優先権主張番号】17/556,901
(32)【優先日】2021-12-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】515322297
【氏名又は名称】ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ８， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
(74)【代理人】
【識別番号】100105588
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 博
(74)【代理人】
【識別番号】110002848
【氏名又は名称】弁理士法人ＮＩＰ＆ＳＢＰＪ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】サマック、マジェド
(72)【発明者】
【氏名】クルカルニ、パラグ、ピー．
【テーマコード（参考）】
4D002
4D020
【Ｆターム（参考）】
4D002AA02
4D002AA08
4D002AA09
4D002AA12
4D002AC10
4D002BA02
4D002CA07
4D002EA08
4D002FA01
4D002GA02
4D002GA04
4D002GB11
4D020AA03
4D020AA04
4D020AA05
4D020AA06
4D020AA07
4D020BB04
4D020BC01
4D020CB08
4D020CC08
4D020CC10
4D020DA01
4D020DA02
4D020DB06
(57)【要約】
システムは、吸収器を含み、吸収器は、溶媒入口部、溶媒出口部、気体入口部、気体出口部、及び気体と溶媒とを混合するように構成された内部容積を有する容器であって、前記気体からの望ましくない気体を前記溶媒の中に吸収するように構成されている、容器を含む。本システムは、前記該容器に結合された少なくとも１つのヒートパイプであって、前記少なくとも１つのヒートパイプは、前記吸収器の少なくとも１つの位置から熱を移動させるように構成されている、少なくとも１つのヒートパイプも含んでいる。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
システムであって、吸収器であって、
溶媒入口部、溶媒出口部、気体入口部、気体出口部、及び気体と溶媒とを混合するように構成された内部容積を有する容器であって、前記気体からの望ましくない気体を前記溶媒の中に吸収するように構成されている、容器、及び
前記該容器に結合された少なくとも１つのヒートパイプであって、前記少なくとも１つのヒートパイプは、前記吸収器の少なくとも１つの位置から熱を移動させるように構成されている、少なくとも１つのヒートパイプ
を含む吸収器
を含む、システム。
【請求項2】
前記吸収器に結合された燃料入口部又は排気出口部を有する燃焼システムを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記燃焼システムはガスタービンシステムを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項4】
前記望ましくないガスは二酸化炭素（ＣＯ２）を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項5】
前記少なくとも１つのヒートパイプは、異なる位置で前記容器に結合された複数のヒートパイプを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
前記複数のヒートパイプの異なる位置は、前記吸収器の温度プロファイルに基づいており、前記複数のヒートパイプは、前記温度プロファイルの不均一性を低減するように構成されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
前記少なくとも１つのヒートパイプは、蒸発器と、凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器との間に延在する少なくとも１つの流体導管と、前記少なくとも１つのヒートパイプを流れる作動流体とを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項8】
前記少なくとも１つの流体導管は、内側流路と同軸に配置された外側流路を含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項9】
前記少なくとも１つの流体導管は、前記蒸発器と前記凝縮器との間に第１の導管部分と第２の導管部分とを有する閉ループ導管を画定する、請求項７に記載のシステム。
【請求項10】
前記作動流体は、シクロペンタン（Ｃ５Ｈ１０）、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）、又はメチルノナフルオロブチルエーテル（メトキシパーフルオロブタン）とメチルノナフルオロイソブチルエーテル（methyl nonfluoroisobutyl ether）との混合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項11】
前記蒸発器は前記吸収器に結合され、前記凝縮器は前記吸収器から分離されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項12】
前記蒸発器は、前記容器の内部容積内に少なくとも部分的に配置されている、前記容器の側壁に沿うように前記容器の内部容積の外側に少なくとも部分的に配置されている、又はそれらの配置が組み合わせられている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項13】
前記蒸発器は第１の位置で前記吸収器に結合され、前記凝縮器は前記第１の位置とは異なる第２の位置で前記吸収器に結合され、前記少なくとも１つのヒートパイプは、熱を、前記蒸発器を通じて前記第１の位置から、前記凝縮器を通じて前記第２の位置に伝達するように構成されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項14】
前記蒸発器及び前記凝縮器の各々は、前記容器の内部容積内に少なくとも部分的に配置される、前記容器の側壁に沿うように前記容器の内部容積の外側に少なくとも部分的に配置される、又はそれらの配置が組み合わせられている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項15】
前記吸収器は、前記内部容積内に配置されたパッキングを含み、前記蒸発器は、前記吸収器を前記ガス入口部から前記ガス出口部まで流れる気体の流れの第１の方向に対して前記パッキングの下流に配置され、前記溶媒は、前記吸収器を前記溶媒入口部から前記溶媒出口部まで流れる溶媒の流れの第２の方向を有し、前記第１の方向及び前記第２の方向は互いに反対である、請求項７に記載のシステム。
【請求項16】
方法であって、吸収器において、気体からの望ましくない気体を溶媒の中に吸収することであって、前記吸収器は、溶媒入口部、溶媒出口部、気体入口部、気体出口部、及び前記気体と前記溶媒とを混合するように構成された内部容積を有する容器を含む、吸収すること、及び
前記容器に結合された少なくとも１つのヒートパイプを通じて、前記吸収器の少なくとも１つの位置から熱を移動させること
を含む、方法。
【請求項17】
前記少なくとも１つの位置から熱を移動させることは、少なくとも１つのヒートパイプの蒸発器を通じて前記吸収器から熱を吸収することを含み、前記蒸発器は、前記容器の内部容積内に少なくとも部分的に配置される、前記容器の側壁に沿うように前記容器の内部容積の外側に少なくとも部分的に配置される、又はそれらの配置が組み合わせられている、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記吸収器から分離した凝縮器を通じて前記少なくとも１つのヒートパイプから熱を移動させることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記吸収器に結合された凝縮器を通じて前記少なくとも１つのヒートパイプから熱を移動させることを含み、前記凝縮器は、前記容器の内部容積内に少なくとも部分的に配置されている、前記容器の側壁に沿うように前記容器の内部容積の外側に少なくとも部分的に配置されている、又はそれらの配置が組み合わされている、請求項１７に記載の方法。
【請求項20】
システムであって、燃料供給システムと排気部とを有するガスタービンシステムと、
前記燃料供給システム又は前記排気部に結合された吸収器であって、前記吸収器は、
溶媒入口部、溶媒出口部、気体入口部、気体出口部、及び気体と溶媒とを混合するように構成された内部容積を有する容器であって、前記吸収器は、前記気体からの望ましくない気体を前記溶媒の中に吸収するように構成されており、前記望ましくない気体は二酸化炭素（ＣＯ２）を含む、容器、及び
前記容器に結合された少なくとも１つのヒートパイプであって、前記少なくとも１つのヒートパイプは、前記吸収器の少なくとも１つの位置から熱を移動させるように構成されている、少なくとも１つのヒートパイプ
を含む、吸収器と
を含む、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、一般に、ガス（ガス燃料又は排気ガスなど）を処理するように構成された吸収器の温度を制御するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
産業プラント（発電所など）では、様々なガス（燃料ガス（例えば、天然ガス又は合成ガス）及び／又は燃焼システムの排ガスなど）が消費される又は生成される。燃焼システムには、ガスタービンエンジン、往復ピストンシリンダ式エンジン、炉、ボイラー、又は他の産業機器が含まれている。これらのガスは、１つ又は複数の望ましくないガス（酸性ガス及び／又は排気ガスなど）を含む場合がある。例えば、望ましくないガスとしては、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、酸化炭素（二酸化炭素（ＣＯ２）など）、酸化窒素（二酸化窒素（ＮＯ２）など）、及び／又は酸化硫黄（二酸化硫黄（ＳＯ２）など）が挙げられる。従って、燃焼システムの上流の燃料ガスから望ましくないガスを除去すること、及び／又は燃焼システムによって排出される排気ガスから望ましくないガスを除去することなどによって、望ましくないガスが除去されるように、特定のガスを処理することが望ましい。このようなガス処理には、吸収器を使用することができる。吸収器の吸収効率は、吸収器の温度に少なくとも部分的に依存する。例えば、吸収器の温度が高すぎる、及び／又は不均一である場合、吸収器の吸収効率が大幅に低下する恐れがある。したがって、吸収効率が改善されるように、吸収器の温度を制御する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０１８／０００１２５９号明細書
【発明の概要】
【0004】
当初の請求された対象の範囲と同等の特定の実施形態を以下に要約する。これらの実施形態は、特許請求された実施形態の範囲を限定することを意図するものではなく、これらの実施形態は、対象の可能な形態の簡単な要約を提供することだけを意図するものである。実際、現在特許請求される実施形態は、以下に記載される実施形態と同様の又は異なる様々な形態を包含することができる。
【0005】
特定の実施形態では、システムは、吸収器を含み、吸収器は、溶媒入口部、溶媒出口部、気体入口部、気体出口部、及び気体と溶媒とを混合するように構成された内部容積を有する容器であって、前記気体からの望ましくない気体を前記溶媒の中に吸収するように構成されている、容器を含む。本システムは、前記該容器に結合された少なくとも１つのヒートパイプであって、前記少なくとも１つのヒートパイプは、前記吸収器の少なくとも１つの位置から熱を移動させるように構成されている、少なくとも１つのヒートパイプも含んでいる。
【0006】
特定の実施形態において、方法は、吸収器において、気体からの望ましくない気体を溶媒の中に吸収することを含み、前記吸収器は、溶媒入口部、溶媒出口部、気体入口部、気体出口部、及び前記気体と前記溶媒とを混合するように構成された内部容積を有する容器を含んでいる。本方法は、前記容器に結合された少なくとも１つのヒートパイプを通じて、前記吸収器の少なくとも１つの位置から熱を移動させることも含んでいる。
【0007】
特定の実施形態では、システムは、燃料供給システムと排気部とを有するガスタービンシステムと、前記燃料供給システム又は前記排気部に結合された吸収器とを含む。前記吸収器は、溶媒入口部、溶媒出口部、気体入口部、気体出口部、及び気体と溶媒とを混合するように構成された内部容積を有する容器を含む。前記吸収器は、前記気体からの望ましくない気体を前記溶媒の中に吸収するように構成されており、前記望ましくない気体は二酸化炭素（ＣＯ２）又は硫化水素（Ｈ２Ｓ）を含む。本システムは、前記容器に結合された少なくとも１つのヒートパイプも含み、前記少なくとも１つのヒートパイプは、前記吸収器の少なくとも１つの位置から熱を移動するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【0008】
現在開示されている技術のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の発明を実施するための形態を図面を参照しながら読むことで、より理解することができる。図面において、同様の符号は、図面全体に渡って同様の部品を表している。
【図1】吸収器に結合された１つ又は複数のヒートパイプを備えたガス吸収システムを有するガスタービンシステムの一実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、現時点で開示されたシステムの１つ又は複数の具体的な実施形態が説明されている。これらの実施形態は簡潔に説明することが試みられており、実際の実装の全ての特徴が本明細書に記載されているとは限らない。どのような実際の実装の開発でも、様々なエンジニアリングプロジェクト又はデザインプロジェクトのように、実装に固有の多数の決定を実行して、開発者の特定の目標（実装によって異なると考えられるシステム関連の制約及びビジネス関連の制約の順守など）を達成しなければならないことを理解すべきである。さらに、このような開発努力は複雑で時間がかかるかもしれないが、当業者が本開示の利益を得るには、日常的な、設計、製作、及び製造の業務であることを理解すべきである。
【0010】
現在開示されている様々な実施形態の要素を紹介する場合、冠詞「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、「この（ｔｈｅ）」、及び「前記（ｓａｉｄ）」は、その要素が１つ又は複数存在することが意図されている。「含む、備える、有する（comprising）」、「含む、備える、有する（including）」、及び「含む、備える、有する（having）」という用語は、包括的であることが意図されており、列挙された要素以外の追加の要素が存在してもよいことを意味している。
【0011】
開示された実施形態は、１つ又は複数のヒートパイプを使用するガス吸収システムの温度制御を提供する。ヒートパイプは、吸収器の温度プロファイルを制御し、吸収器の吸収効率を高めるために、様々な位置で吸収器に結合することができる。ヒートパイプは、以下のように、即ち、吸収器のある位置から別の位置に熱を移動させる、吸収器から（例えば、ホットスポットから）熱を移動させる、及び／又は吸収器に（例えば、コールドスポットに）熱を移動させる、ように構成することができる。特定の実施形態において、ヒートパイプは、吸収器に結合された蒸発器を含むことができ、蒸発器は、吸収器の容器又は筐体によって囲まれた内部に対して、その外部、その内部、又はそれらを組み合わせた場所に配置することができる。さらに、ヒートパイプは、吸収器とは分離して配置された及び／又は吸収器に結合された凝縮器を含むことができる。凝縮器が吸収器に結合されている場合、凝縮器は、吸収器の容器又は筐体によって囲まれた内部に対して、その外部、その内部、又はそれらを組み合わせた場所に配置することができる。ヒートパイプは、吸収器の温度を制御するにあたり、１つ又は複数の利点がある。例えば、ヒートパイプは、可動部品をなくすことにより、メンテナンスを減らし、信頼性を向上させることができ、また、ヒートパイプは、吸収器の温度プロファイルをより適切に制御するために熱伝達効率を高めることができる。
【0012】
図１は、制御システム１４に結合されたガスタービンエンジン１２を有するガスタービンシステム１０の一実施形態のブロック図である。以下でさらに詳細に説明するように、ガスタービンシステム１０は、ガスタービンシステム１０の１つ又は複数のガスを処理するために、ガス吸収システム１６を含むことができる。ガス吸収システム１６の様々な特徴は、以下でさらに詳細に説明され、様々な特徴は、互いに適切に組み合わせて使用することができる。しかしながら、ガス吸収システム１６を説明する前に、ガス吸収システム１６を使用するための１つのあり得る状況として、ガスタービンシステム１０について説明する。
【0013】
ガスタービンエンジン１２は、吸気部１８、圧縮機部２０、燃焼器部２２、タービン部２４、負荷２６、及び排気部２８を含んでいる。吸気部１８は、１つ又は複数のサイレンサバッフル、流体噴射システム（例えば、着氷防止用の加熱流体噴射）、エアフィルタ、又はそれらの任意の組み合わせを有するダクトを含むことができる。圧縮機部２０は、ベルマウス３２を有する上流吸気ダクト３０を含むことができ、吸気ダクト３０は、内側ハブ３４と外壁３６との間に吸気経路を含んでいる。また、吸気ダクト３０は、静止ベーン３８及び入口案内ベーン（ＩＧＶ）４０を含んでいる。また、入口案内ベーン４０は、１つ又は複数のアクチュエータ４２に結合するすることができ、アクチュエータ４２は、制御システム１４に通信可能に結合されており、制御システム１４によって制御される。
【0014】
圧縮機部２０は、１つ又は複数の圧縮機段４４を含んでおり、各圧縮機段４４は、圧縮機ケーシング５０内の圧縮機シャフト４８に結合された複数の圧縮機ブレード４６と、圧縮機ケーシング５０に結合された複数の圧縮機ベーン５２とを含んでいる。圧縮機ブレード４６及び圧縮機ベーン５２は、各圧縮機段４４内で圧縮機シャフト４８の中心軸を中心として周方向に配置されている。圧縮機段４４は、１段～３０段以上の圧縮機段を含むことができる。さらに、圧縮機段４４は、圧縮機ブレード４６のセットと圧縮機ベーン５２のセットが、圧縮機部２０を空気が流れる方向に、交互に並ぶようになっている。動作においては、圧縮機段４４は吸気流を徐々に圧縮して燃焼器部２２に送る。
【0015】
燃焼器部２２は１つ又は複数の燃焼器５４を含んでおり、各燃焼器５４は１つ又は複数の燃料ノズル５６を有している。特定の実施形態では、燃焼器部２２は、ガスタービンエンジン１２の中心軸の周りに延在する単一の環状型燃焼器５４を有することができる。しかしながら、一部の実施形態では、燃焼器部２２は、ガスタービンエンジン１２の中心軸の周方向に間隔を置いて配置された２、３、４、５、６、又はそれ以上の燃焼器５４を含むことができる。燃料ノズル５６は、圧縮機部２０から圧縮空気５８を受け取り、１つ又は複数の燃料供給システム６２から燃料６０を受け取り、燃料と空気を混合し、混合物に点火して高温の燃焼ガス６４を生成し、燃焼ガスは各燃焼器５４から出力されタービン部２４に入る。
【0016】
タービン部２４は、１つ又は複数のタービン段６６を含んでおり、各タービン段６６は、タービンケーシング７２の内部のタービンシャフト７０の周りに周方向に配置されタービンシャフト７０に結合された複数のタービンブレード６８と、タービンシャフト７０の周りに周方向に配置された複数のタービンベーン７４とを含んでいる。タービン段６６は、１段から１０段以上のタービン段を含むことができる。さらに、タービン段６６は、タービンブレード６８のセットとタービンベーン７４のセットが、高温燃焼ガスがタービン部２４を流れる方向に、交互に並ぶようになっている。動作においては、高温燃焼ガス６４は徐々に膨張し、タービン段６６のタービンブレード６８の回転を駆動する。
【0017】
負荷２６は、発電機、機械、又は他の駆動負荷を含むことができる。負荷２６は、図１に示されるように、ガスタービンエンジン１２のホットエンドに配置されてもよいし、負荷２６は、ガスタービンエンジン１２のコールドエンド（例えば、圧縮機部２０に隣接する端部）に配置されてもよい。排気部２８は、排気ダクト、排気処理装置、サイレンサ、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。一部の実施形態では、排気部２８は、熱交換器（蒸気タービンを駆動するための蒸気を生成するように構成された熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）など）を含むことができる。特定の実施形態では、ガスタービンシステム１０は、ガスタービンエンジン１２と、ＨＲＳＧと、ＨＲＳＧによって生成された蒸気によって駆動される１つ又は複数の蒸気タービンとを有する複合サイクル発電所を含むことができる。蒸気タービンは、ガスタービンエンジン１２と同様に、発電機又は他の負荷を駆動するように構成することができる。
【0018】
制御システム１４は１つ又は複数のコントローラ７６を含むことができ、各コントローラ７６は、プロセッサ７８と、メモリ８０と、メモリ８０に記憶されプロセッサ７８によって実行可能な命令８２と、ガス吸収システム１６と通信するように構成された通信回路８４とを有している。また、制御システム１４は、ガスタービンシステム１０全体にわたって符号８６で示されるような様々なセンサ（Ｓ）に結合されている。例えば、センサ８６は、吸気部１８、圧縮機部２０、燃料供給システム６２、燃焼器部２２の燃焼器５４、タービン部２４、負荷２６、排気部２８、及びガス吸収システム１６に結合され、それらの状態を監視することができる。制御システム１４は、ガスタービンエンジン１２の様々な動作パラメータ（吸気流量、燃料供給システム６２から燃焼器５４への燃料供給、排気部２８の排気処理装置の動作、ガス吸収システム１６の動作（例えば、流量及び温度制御）、又はそれらの任意の組み合わせなど）を調整するために、センサ８６からフィードバックを受け取るように構成されている。例えば、制御システム１４は、ガス吸収システム１６の溶媒の流れ、ガス吸収システム１６内のガスの流れ、及びガス吸収システム１６全体の温度制御の様々な態様を制御するように構成することができる。以下でさらに詳細に説明するように、ガス吸収システム１６は、流入ガスから１つ又は複数の望ましくないガス（例えば、酸性ガス及び／又は排気ガス）を除去及び／又は捕獲し、改善された温度制御によって、そのような望ましくないガスの吸収効率が向上するように構成される。望ましくないガスには、燃料供給及び／又は排気ガスにおいて望ましくないと考えられる任意のガスが含まれることが意図されている。例えば、望ましくないガスは、燃料供給及び排気ガス中に存在する酸性ガスを含むことができる。他の例では、排気ガス中の望ましくないガスには、一般的に規制の対象となる任意の排気ガス（二酸化炭素（ＣＯ２）及び一酸化炭素（ＣＯ）などの酸化炭素（ＣＯＸ）、酸化窒素（ＮＯＸ）、二酸化硫黄（ＳＯ２）などの酸化硫黄（ＳＯＸ）、又はそれらの任意の組合せを含むがこれらに限定されることはない）を含むことができる。開示された実施形態は、排気ガスからＣＯ２のガスを吸収するのに特に適している。しかしながら、以下の説明は、望ましくないガスに言及する場合には各実施例が適用されることが意図されている。
【0019】
動作においては、ガスタービンシステム１０は、矢印８８で示すように、吸気部１８からの空気を吸気ダクト３０に取り込み、入口案内ベーン４０は、入口案内ベーン４０の角度位置が調整されるようにアクチュエータ４２によって制御され、圧縮機部２０への空気流を調整することができ、圧縮機部２０は、燃焼器部２２に供給される空気流を圧縮するように構成される。例えば、圧縮機部２０の各段４４は、複数のブレード４６で空気流を圧縮する。圧縮された空気流５８は各燃焼器５４に入り、燃料ノズル５６は、圧縮された空気流を燃料供給システム６２からの燃料６０と混合する。燃料と空気の混合物は、各燃焼器５４で燃焼して高温の燃焼ガス６４を生成し、この燃焼ガス６４がタービン部２４に流入して各段６６のタービンブレード６８が回転するように駆動する。タービンブレード６８の回転によって、タービンシャフト７０が回転するように駆動され、このタービンシャフト７０は、負荷２６に結合されたシャフト９０及び圧縮機シャフト４８に結合されたシャフト９２を通じて、負荷２６及び圧縮機部２０が回転するように駆動する。タービン部２４は排気ガス９４を排気部２８に排出し、最終的な処理をして環境に排出する。
【0020】
図示された実施形態では、ガスタービンシステム１０はガス吸収システム１６を有しており、１つ又は複数の燃料供給システム６２及び排気部２８に結合されている。しかしながら、ガス吸収システム１６は、１つ又は複数の往復ピストンシリンダ式エンジン、炉、ボイラー、化学反応器、合成ガスを生成するように構成された１つ又は複数のガス化装置を有するガス化システム、又は他の産業機器に結合することもできる。これらのガス吸収システム１６の各々は、以下にさらに詳細に説明する特徴を有しており、開示される実施形態は、前述の全ての用途において、互いに様々に組み合わせて使用されることが意図されている。
【0021】
図示されているように、ガス吸収システム１６は、ガス吸収システム１６の領域から熱を移動させる及び／又はガス吸収システム１６の異なる領域の間で熱が伝達するように構成された１つ又は複数の相転移熱伝達デバイス又はパイプ（ヒートパイプ１００など）を含んでいる。ヒートパイプ１００は、ガス吸収システム１６の外側及び／又は内側に、ヒートパイプ１００の一部又は全部が取り付けられるようにすることができる。例えば、ヒートパイプ１００は、ガス吸収システム１６の内面及び／又は外面に取り付けられた蒸発器及び／又は凝縮器、ガス吸収システム１６の内部容積内に取り付けられた蒸発器及び／又は凝縮器、及び／又は外部容積内又は周辺の環境内に取り付けられた蒸発器及び／又は凝縮器（例えば、オフセット距離だけ離れた凝縮器）を含むことができる。ヒートパイプ１００は、ガス吸収システム１６の吸収プロセスの効率を高めるのに適したレベルまで内部温度を低下させるために、特にホットスポット（hot spot）に配置することができ、ヒートパイプ１００は、ガス吸収システム１６の温度プロファイルが均一になるように、ガス吸収システム１６のホットスポットからコールドスポット（cold spot）（又はクーラースポット（cooler spot））に熱を移動させることができる。ヒートパイプ１６では、機械的な可動部品がない、メンテナンスを少なくすることができる又はしなくてもよい、熱を伝達する効率が改善されるなどの利点を得ることができる。ガス吸収システム１６及びヒートパイプ１００の様々な態様について、以下でさらに詳細に説明する。
【0022】
図２は、図１のガス吸収システム１６の一実施形態の概略図であり、ガス吸収システム１６の周りの様々な位置に配置されたヒートパイプ１００の詳細が図示されている。図示されているように、ヒートパイプ１００は、温度制御システム１０２の一部であり、温度制御システム１０２は、ガス吸収システム１６の様々な内部位置及び外部位置において、任意の数のヒートパイプ１００、任意の構成のヒートパイプ１００、任意のタイプのヒートパイプ１００、及び任意の配置位置のヒートパイプ１００を含むことができる。ガス吸収システム１６は、吸収器１０４、溶媒供給システム１０６、及び溶媒排出システム１０８を含んでいる。図示されたヒートパイプ１００は、互いに間隔を空けて様々な位置で吸収器１０４に結合されるように示されている。しかし、簡略化のため、また吸収器１０４の内部を重点的に取り扱うため、ヒートパイプ１００は吸収器１０４の内部には示されていない。吸収器１０４の内部に延在する部分を含め、ヒートパイプ１００の様々な構成が図３に示されており、これらのヒートパイプは図２の吸収器１０４に使用することが意図されているものである。
【0023】
以下でさらに詳細に説明するように、溶媒供給システム１０６は、複数のノズル１１６を有する溶媒分配器１１４に結合された導管１１２を通じて、吸収器１０４にガスリーン溶媒１１０を供給するように構成されている。ノズル１１６は、吸収器１０４の内部容積１２０に溶媒分散液１１８を出力するように構成されている。溶媒分散液１１８は、ガスリーン溶媒１１０を、内部容積１２０全体に、より均一に分布させるのに有益であり、溶媒が吸収器１０４を通って溶媒排出システム１０８に向かって下方に流れるときに、溶媒の温度分布が、より均一な温度分布となる。導管１１２は吸収器１０４の溶媒入口部１２２に結合され、溶媒排出システム１０８は吸収器１０４の溶媒出口部１２４に結合されている。
【0024】
溶媒排出システム１０８は、溶媒出口部１２４からガスリッチ溶媒１２６を受け取り、ガスリッチ溶媒１２６を溶媒再生システム１２８に導くように構成されている。また、溶媒排出システム１０８は、溶媒再生システム１２８の下流に位置するガス圧縮機１３０と、ガス圧縮機１３０の下流に位置するガス乾燥機１３２と、ガス乾燥機１３２の下流に位置する捕捉されたガス１３４の出口部とを含んでいる。また、溶媒排出システム１０８は、溶媒再生システム１２８から溶媒供給システム１０６に戻る戻し導管１３６も備えており、再生された溶媒が、ガスリーン溶媒１１０として溶媒供給システム１０６に戻ることができるようにしている。
【0025】
また、吸収器１０４は、ガス１４０を吸収器１０４に入れるように構成されたガス入口部１３８と、処理されたガス１４４を吸収器１０４から排出するように構成されたガス出口部１４２とを含んでいる。図示の実施形態では、吸収器１０４は、容器又は筐体１４６を含んでおり、容器又は筐体１４６は、頂部１４８と、底部１５０と、頂部１４８と底部１５０との間において筐体１４６の中心軸１５４に対して軸方向に延在するように配置された中間部１５２とを有している。以下の説明では、中心軸１５４に沿って配置された軸方向又は軸１５６、中心軸１５４を横切る又は中心軸１５４に対して垂直な半径方向又は軸１５８、及び中心軸１５４に対して周方向に延在する周方向又は軸１６０を参照する場合がある。頂部１４８はトッププレート又はカバー１６２を含んでおり、トッププレート又はカバー１６２は、中心軸１５４と同軸のガス出口部１４２を有している。しかしながら、ガス出口部１４２は、中心軸１５４からずれた位置に配置されてもよいし、頂部１４８の他の位置に配置されてもよい。
【0026】
中間部１５２は、中心軸１５４を中心として周方向１６０に延在する側壁１６４を含んでいる。例えば、側壁１６４は、環状の側壁、正方形状の側壁、矩形状の側壁、又は中心軸１５４の周りに延在する適切な任意の他の形状とすることができる。特定の実施形態において、ガス出口部１４２は、頂部１４８に沿った側壁１６４に配置してもよい。さらに、溶媒入口部１２２は、頂部１４８のトッププレート又はカバー１６２に配置してもよいし、側壁１６４に配置してもよい。
【0027】
底部１５０は、ガス入口部１３８及び溶媒出口部１２４の下方にベースプレート１６６を含むことができる。図示された実施形態では、ガス入口部１３８及び溶媒出口部１２４は、底部１５０に沿った側壁１６４に配置されている。しかしながら、特定の実施形態では、ガス入口部１３８及び／又は溶媒出口部１２４を、底部１５０のベースプレート１６６に配置してもよい。一部の実施形態では、ガス入口部１３８は複数のガス入口部を含むことができる、及び／又は溶媒出口部１２４は複数の溶媒出口部を含むことができる。
【0028】
吸収器１０４の内部容積１２０内では、吸収器１０４は、更に、パッキング１６８と、支持トレイ又はスクリーン１７０と、複数のノズル１７４を有する溶媒分配器１７２との１つ又は複数のセットをさらに含むことができる。例えば、図示の実施形態では、吸収器１０４は、溶媒分配器１１４と、ガス入口部１３８及び溶媒出口部１２４を有する底部１５０との間に配置された構成要素（例えば、パッキング１６８、支持トレイ又はスクリーン１７０、及び溶媒分配器１７２）の４つのセットを含んでいる。パッキング１６８は、吸収器１０４の内部容積１２０に供給されているガス１４０とガスリーン溶媒１１０との混合を促進するように構成された、複数のビーズ、ボール、又は混合誘導構造を含むことができる。支持トレイ又はスクリーン１７０は、金網、複数の開口を有するプレート、又はガス及び溶媒が、吸収器１０４を反対方向に流れて、支持トレイ又はスクリーン１７０を流れることを可能にしながらパッキング１６８を所定の位置に保持する他の適切な構造を含むことができる。溶媒分配器１７２は、溶媒分配器１１４と同様のものとすることができ、したがって、ノズル１７４は、溶媒分散液１７６を吐出して、パッキング１６８及び支持トレイ又はスクリーン１７０を通過する溶媒が更に好適に分散されるように、内部容積１２０全体に均一に配置することができる。パッキング１６８と、支持トレイ又はスクリーン１７０と、溶媒分配器１７２とのセットは、中心軸１５４に沿って互いに間隔を空けて配置されている。しかし、吸収器１０４の特定の実施形態では、上記の間隔を広げてもよいし、狭めてもよいし、又は上記の間隔を無くしてもよい。
【0029】
動作においては、吸収器１０４は、内部容積１２０内にガスリーン溶媒１１０及びガス１４０のクロスフロー又は対向流を生じさせ、それによって、ガス１４０からの特定の望ましくないガス（例えば、酸性ガス及び／又は排気ガス）がガスリーン溶媒１１０に吸収されることを促進するように構成されている。図示されるように、底部１５０において、ガス１４０は、ガス入口部１３８を通じて吸収器１０４に入り、ガス１４０は、矢印１７８によって示されるように、吸収器１０４の内部容積１２０を上方に流れる。矢印１７８で示されるように吸収器１０４に流入したガス１４０は、内部容積１２０内において、ガスリーン溶媒１１０を通過して上昇するガス１４０の気泡を形成することができる。その後、ガス１４０は、パッキング１６８、支持トレイ又はスクリーン１７０、及び溶媒分配器１７２の連続する各ステージ又は各セットを通過する。
【0030】
頂部１４８において、溶媒供給システム１０６は、溶媒入口部１２２、導管１１２、溶媒分配器１１４、及び複数のノズル１１６を通じて、ガスリーン溶媒１１０を内部容積１２０に供給する。ここでも、溶媒分散液１１８によって示されるように、ガスリーン溶媒１１０を内部容積１２０の全体にわたって均一に散布するのを助けるために、複数のノズル１１６を、内部容積１２０の全体にわたって様々な位置に配置することができる。次いで、ガスリーン溶媒１１０は、パッキング１６８と、支持トレイ又はスクリーン１７０と、ノズル１７４を有する溶媒分配器１７０との連続する各セット又はステージを通って、内部容積１２０を下方に流れる。ガスリーン溶媒１１０が各パッキング１６８を通過する際、パッキング１６８の様々なビーズ、ボール、又は混合構造によって、ガスリーン溶媒１１０をガス１４０と混合することが促進され、それによって、ガス１４０に含まれる様々な望ましくないガスがガスリーン溶媒１１０に吸収されることが促進される。例えば、ガスリーン溶媒１１０は、二酸化炭素（ＣＯ２）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、二酸化硫黄（ＳＯ２）、又は他の酸性ガス及び／又は排気ガスを吸収するように構成することができる。吸収プロセスが発生すると、吸収器１０４内で熱が発生し、それによって、吸収器１０４内の溶媒の温度が上昇する。吸収プロセスは、パッキング１６８と、支持トレイ又はスクリーン１７０と、溶媒分配器１７２との各セット又はステージ内で継続的に続いていく。各ステージ又はセットの間で、溶媒分配器１７２は、溶媒分散液１７６によって示されるように、溶媒が、より好適に散布されるようにすることができる。溶媒分散液１７６は、溶媒をガス１４０と均一に混合し、温度分布を更に均一にするのに役立つ。その後、パッキング１６８と、支持トレイ又はスクリーン１７０と、溶媒分配器１７２との次のセット又はステージで、吸収プロセスが繰り返される。
【0031】
最終的に、吸収器１０４は、溶媒出口部１２４を通じて底部１５０からガスリッチ溶媒１２６を排出し、吸収器１０４は、ガス出口部１４２を通じて頂部１４８から、処理されたガス１４４を排出する。処理されたガス１４４は、１つ若しくは複数の望ましくないガス（二酸化炭素、硫化水素、及び／又は二酸化硫黄など）を実質的に含まないようにすることができる、又は１つ若しくは複数の望ましくないガスが除去されている。対照的に、ガスリッチ溶媒１２６は、１つ又は複数の望ましくないガス（二酸化炭素、硫化水素、及び／又は二酸化硫黄など）を吸収したかもしれないと考えられる。従って、ガスリッチ溶媒１２６は、ＣＯ２リッチ溶媒、Ｈ２Ｓリッチ溶媒、又はＳＯ２リッチ溶媒として記載される場合があり、一方、ガスリーン溶媒１１０は、吸収器１０４において生じる特定のガス吸収に応じて、ＣＯ２リーン溶媒、Ｈ２Ｓリーン溶媒、又はＳＯ２リーン溶媒として記載される場合がある。同様に、ガス１０４は、ＣＯ２含有ガス又はＣＯ２リッチガス、Ｈ２Ｓ含有ガス又はＨ２Ｓリッチガス、又はＳＯ２含有ガス又はＳＯ２リッチガスとして記載される場合があり、一方、処理されたガス１４４は、吸収器１０４で生じる特定のガス吸収に応じて、ＣＯ２が低減されたリーンガス若しくはＣＯ２の無いフリーガス、Ｈ２Ｓが低減されたリーンガス若しくはＨ２Ｓの無いフリーガス、又はＳＯ２が低減されたリーンガス又はＳＯ２の無いフリーガスとして記載される場合がある。本明細書で記載されるガス吸収は、これらの望ましくないガスのいずれか１つ以上のガス、並びに他の考えられる酸性ガス及び／又は排出ガスを含むことを意図している。
【0032】
吸収器１０４から出力されたガスリッチ溶媒１２６は、溶媒再生システム１２８に流入する。溶媒再生システム１２８は、ガスリッチ溶媒１２６中の望ましくないガス（例えば、ＣＯ２）を捕捉し、溶媒を再生する（例えば、溶媒をガスリーン溶媒１１０として再利用するために望ましくないガス（例えば、ＣＯ２）を除去する）ように構成することができる。従って、望ましくないガス（例えば、ＣＯ２）は、矢印１８０で示されるように、溶媒再生システム１２８からガス圧縮機１３０に出力することができ、ガス圧縮機１３０は、ガス乾燥機１３２によって乾燥される前に、望ましくないガスを圧縮するように構成されている。次いで、ガス乾燥機１３２は、ガス圧縮機１３０で圧縮された望ましくないガス中の水分を除去し、圧縮され乾燥された望ましくないガスを、捕捉されたガス１３４として出力する。さらに、溶媒再生システム１２８は、再生された溶媒を、ガスリーン溶媒１１０として出力し、戻り導管１３６を通じて溶媒供給システム１０６に戻す。再生された溶媒は、実質的には、望ましくないガスが溶媒再生システム１２８で除去されたガスリッチ溶媒１２６である。
【0033】
溶媒供給システム１０６において、ガスリーン溶媒１１０は、ガスリーン溶媒１１０の元々の供給溶媒であるか又は溶媒再生システム１２８からの再生溶媒であるかにかかわらず、１つ又は複数の構成要素１９０、１９２、１９４、及び１９６を用いて吸収器１０４に供給される。構成要素１９０、１９２、１９４、及び１９６は、１つ又は複数の溶媒ポンプ、溶媒フィルタ又は処理システム、ガスリーン溶媒１１０を冷却するように構成された１つ又は複数の熱交換器、１つ又は複数の溶媒タンク、１つ又は複数の溶媒圧力調整器、１つ又は複数の溶媒流量計、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。上述したように、吸収器１０４内で発生する吸収プロセスは、特に、吸収プロセスが発生する場所において、吸収器１０４内の温度を上昇させることがある。例えば、吸収器１０４内の溶媒の内部温度は、パッキング１６８の位置において、比較的高くなることがある。
【0034】
したがって、温度制御システム１０２は、熱を除去する、及び／又はある場所から別の場所に熱を伝達するために、吸収器１０４の様々な位置に配置された複数のヒートパイプ１００を含むことができる。例えば、吸収器１０４の右側に示されるように、温度制御システム１０２は、中心軸１５４に沿う様々な軸方向位置に配置された複数のヒートパイプ１００を含むことができ、各ヒートパイプ１００は、吸収器１０４に結合された蒸発器２００と、吸収器１０４とは分離した凝縮器２０２と、蒸発器２００と凝縮器２０２との間に延在する流体導管２０４とを含んでいる。流体導管２０４は、蒸発器２００と凝縮器２０２との間で作動流体２０６を循環させるように構成されており、作動流体２０６が相変化を起こして蒸発器２００と凝縮器２０２との間で熱を伝達するようになっている。特に、作動流体２０６は、内部容積１２０から作動流体２０６への熱伝達によって蒸発器２００内で蒸発するように構成されている。したがって、作動流体２０６は、蒸発器２００で吸収された熱によって蒸気又は二相流となり、蒸気又は二相流は流体導管２０４を流れて凝縮器２０２に流入する。凝縮器２０２は、作動流体２０６から環境に熱を移動させるように構成される。その結果、環境への熱伝達によって作動流体２０６が凝縮して液体になり、この液体が流体導管２０４を流れて蒸発器２００に戻るというサイクルが繰り返される。
【0035】
特定の実施形態では、作動流体２０６は、吸収プロセスのための所望の温度に基づいた沸点を有している。例えば、作動流体２０６の沸点は、３０℃～８０℃、４０℃～７０℃、又は４５℃～６５℃とすることができる。作動流体２０６は、１つ以上のアルコール、溶融塩、水、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。作動流体２０６は、シクロペンタン（Ｃ５Ｈ１０）、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）、又はメチルノナフルオロブチルエーテル（メトキシパーフルオロブタン）とメチルノナフルオロイソブチルエーテル（methyl nonfluoroisobutyl ether）との混合物のうちの少なくとも１つを含むことができる。特定の実施形態において、作動流体２０６は、1つ又は複数の設計流体（engineered fluid）を含むことができる（例えば、ドデカフルオロ－２－メチルペンタン－３－オン（Dodecafluoro-2-methylpentan-3-one）（ＣＦ３ＣＦ２Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ３）２）［例えば、３Ｍ（登録商標）Ｎｏｖｅｃ（登録商標）６４９ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｆｌｕｉｄ］、１－メトキシヘプタフルオロプロパン（1-methoxyheptafluoropropane）（Ｃ３Ｆ７ＯＣＨ３）［例えば、３Ｍ（登録商標）Ｎｏｖｅｃ（登録商標）７０００ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｆｌｕｉｄ］、メトキシ－ノナフルオロブタン（methoxy-nonafluorobutane）（Ｃ４Ｆ９ＯＣＨ３）［例えば、３Ｍ（登録商標） Ｎｏｖｅｃ（登録商標） ７１００ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｆｌｕｉｄ］、エトキシ－ノナフルオロブタン（ethoxy-nonafluorobutane）（Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５）［例えば、３Ｍ（登録商標） Ｎｏｖｅｃ（登録商標） ７２００ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｆｌｕｉｄ］、セグリゲイテッドハイドロフルオロエーテル（segregated hydrofluoroether）［例えば、３Ｍ（登録商標） Ｎｏｖｅｃ（登録商標） ７３００ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｆｌｕｉｄ］、又はそれらの組み合わせなど）。また、作動流体２０６は、チオフェン（Ｃ４Ｈ４Ｓ）、ＤＴＲＭ－Ｊ、ＤＴＲＭ－Ａ、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。作動流体２０６の前述の例は、単独で使用すること、又は互いに任意に組み合わせて使用することが意図されている。さらに、一部の実施形態では、ヒートパイプ１００は、吸収器１０４に対する位置、吸収器１０４の様々な位置における所望の温度、及び作動流体２０６の沸点に応じて、異なる作動流体２０６を使用することができる。しかしながら、一部の実施形態では、複数のヒートパイプ１００又は全てのヒートパイプ１００に対して、同じ作動流体２０６を使用してもよい。
【0036】
流体導管２０４は、蒸発器２００と凝縮器２０２との間に外側流体と内側流体が流れる同軸向流導管、蒸発器２００と凝縮器２０２との間に２つの別個の導管（例えば、供給導管及び戻り導管）を有するループ、又はそれらの任意の組合せを含むことができる。流体導管２０４は、作動流体２０６に適合する熱伝導性材料（例えば、金属）で作ることができる。例えば、流体導管２０４の熱伝導性材料としては、銅、アルミニウム、鋼、又は超合金が挙げられる。また、ヒートパイプ１００は、流体が流体導管２０４を円滑に流れるようにするために、流体導管２０４内に配置されたウィック材料を含むことができる。ウィック材としては、多孔質材料（織物、布、紡ぎ糸又は縫い糸の格子束、綿、又はそれらの組み合わせなど）が挙げられる。ウィック材料は、流体の流れ（例えば、液体の流れ）を、凝縮器２０２から蒸発器２００に運ぶ又は毛管作用で運ぶ毛細管現象の作用をする。特定の実施形態では、ヒートパイプ１００は、水平配置、垂直配置、又は水平向き若しくは垂直向きのループにすることができる。垂直の構成では、ヒートパイプ１００は、重力を利用して、蒸発器２００と凝縮器２０２との間の作動流体２０６の流れを促進することができる。
【0037】
図２に示されるように、吸収器１０４の右側に配置された全てのヒートパイプ１００は、同様の構成を有している。しかしながら、複数のヒートパイプ１００の各ヒートパイプ１００の構成（例えば、垂直向き若しくは水平向き、流体導管２０４の長さ、ヒートパイプの種類、又は他のパラメータなど）は、同じ構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。さらに、ヒートパイプ１００の蒸発器２００は、吸収器１０４の側壁１６４に結合されるように示されている。しかしながら、図示された構成は、ガス吸収システム１６の現在の描写を単純化するためのものである。ヒートパイプ１００の蒸発器２００は、吸収器１０４に対して内部に配置されてもよいし、外部に配置されてもよい。例えば、以下でさらに詳細に説明するように、複数の蒸発器２００の各蒸発器２００は、側壁１６４の外側に取り付けられてもよいし、側壁１６４の内側に取り付けられてもよいし、内部容積１２０の内側に取り付けられてもよいし、それらの取付けを任意に組み合わせてもよい。
【0038】
吸収器１０４の左側において、温度制御システム１０２は、吸収器１０４に結合された蒸発器２００と凝縮器２０２とを有する複数のヒートパイプ１００を含み、それによって、吸収器１０４の中心軸１５４に沿う方向における互いに異なる軸方向位置において、ある位置から別の位置への熱伝達を促進する。例えば、図示されたヒートパイプ１００はそれぞれ、吸収器１０４の第１の上部（例えば、中間部１５２及び／又は頂部１４８）において吸収器１０４に結合された蒸発器２００と、吸収器１０４の第２の下部（例えば、中間部１５２及び／又は底部１５０）に配置された凝縮器２０２とを含んでいる。吸収器１０４の右側のヒートパイプ１００と同様に、吸収器１０４の左側のヒートパイプ１００は、蒸発器２００及び凝縮器２０２が側壁１６４に結合された状態で示されている。しかしながら、蒸発器２００及び／又は凝縮器２０２は、側壁１６４の外面に取付けられてもよいし、側壁１６４の内面に取り付けられてもよいし、内部容積１２０の全体にわたって取り付けられてもよいし、これらの取付けを任意に組み合わせてもよい。さらに、流体導管２０４は、各蒸発器２００と対応する凝縮器２０２との間に単一の導管として図示されているが、ヒートパイプ１００の特定の実施形態は、図３に示されているように、単一の導管が蒸発器２００と凝縮器２０２との間に延在するのではなく、ループを形成してもよい。いずれの構成においても、流体導管２０４は、作動流体２０６を蒸発器２００と凝縮器２０２との間で循環させて、上述したような熱伝達を促進するように構成される。例えば、各蒸発器２００は、吸収器１０４の第１の上部において吸収器１０４から熱（例えば、内部容積１２０からの内部熱）を移動し、次いで凝縮器２０２によって吸収器の第２の下部に熱を伝達するように構成することができる。
【0039】
ヒートパイプ１００は、吸収器１０４の左側と右側とで異なっているように示されているが、ヒートパイプ１００は、吸収器１０４の側面（例えば、吸収器１０４の周方向の任意の位置）に配置してもよいし、吸収器１０４の中心軸１５４に沿う方向における任意の軸方向位置に配置してもよいし、側壁１６４における任意の半径方向位置若しくは内部容積１２０の内部に突き出した位置に配置してもよいし、それらの位置を任意に組み合わせた位置に配置してもよい。例えば、ヒートパイプ１００は、パッキング１６８に直接に接触する位置において、パッキング１６８の間の位置において、溶媒分散液１１８及び１７６の位置において、又はそれらの位置を任意に組み合わせた位置において、吸収器１０４に結合することができる。例えば、以下でさらに詳細に説明するように、ヒートパイプ１００の蒸発器２００は、特に、吸収器１０４内の吸収プロセスに起因する高温の領域に配置することができる。次いで、凝縮器２０２は、吸収器１０４の低温部分に配置してもよいし、吸収器１０４から離れた別個の位置に配置してもよい。動作においては、ヒートパイプ１００は、吸収器１０４のホットスポットの温度を低下させ、吸収器１０４内の吸収プロセスの効率を向上させるのに役立つように構成される。
【0040】
図３は、図１及び図２のガス吸収システム１６の一実施形態の概略図であり、温度制御システム１０２のヒートパイプ１００の様々な構成が更に示されている。図３に示されるように、ヒートパイプ１００は、中心軸１５４に沿う様々な位置において吸収器１０４に結合することができ、蒸発器２００及び凝縮器２０２は、吸収器１０４の容器又は筐体１４６の内側及び外側の様々な位置に取り付けることができる。例えば、ヒートパイプ１００Ａは、複数のパッキング１６８のうちの１つのパッキンにおいて吸収器１０４の側壁１６４に外部結合された蒸発器２００を有することができ、流体導管２０４は、蒸発器２００から、筐体１４６から或る距離だけ離れた場所において吸収器１０４の外側に配置された凝縮器２０２まで延在することができる。さらに、ヒートパイプ１００Ｂは、ヒートパイプ１００Ａと同様に、複数のパッキング１６８のうちの１つのパッキンにおいて吸収器１０４の側壁１６４に外部結合された蒸発器２００を含んでおり、流体導管２０４は、蒸発器２００から、中心軸１５４に沿う方向における異なる軸方向位置の別のパッキング１６８において吸収器１０４の側壁１６４に外部結合された凝縮器２０２まで延在することができる。別のヒートパイプ１００Ｃは、側壁１６４に結合された蒸発器２００及び／又は吸収器１０４の内部容積１２０を横切って延在する蒸発器２００を含み、一方、流体導管２０４は、中心軸１５４に沿う方向における異なる軸方向位置において吸収器１０４の外側で側壁１６４に外部結合された凝縮器２０２まで延在することができる。別のヒートパイプ１００Ｄは、側壁１６４に結合された蒸発器２００及び／又は吸収器１０４の内部容積１２０を横切って延在する蒸発器２００を含み、一方、流体導管２０４は、蒸発器２００から、筐体１４６から或る距離だけ離れた場所において吸収器１０４の外側に配置された凝縮器２０２まで延在する。別のヒートパイプ１００Ｅは、側壁１６４に結合された蒸発器２００及び／又は吸収器１０４の内部容積１２０を横切って延在する蒸発器２００を含み、一方、流体導管２０４は、蒸発器２００から、中心軸１５４に沿う方向における異なる軸方向位置において、側壁１６４に結合された凝縮器２０２及び／又は吸収器１０４の内部容積１２０を横切って延在する凝縮器２０２まで延在する。別のヒートパイプ１００Ｆは、複数のパッキング１６８のうちの一つのパッキング１６８において吸収器１０４の側壁１６４に外部結合された蒸発器２００を含み、一方、流体導管２０４は、蒸発器２００から、吸収器１０４の中心軸１５４に沿う方向における異なる軸方向位置において、側壁１６４に結合された凝縮器２０２及び／又は吸収器１０４の内部容積１２０を横切って延在する凝縮器２０２まで延在する。
【0041】
したがって、蒸発器２００は、側壁１６４に結合された吸収器１０４の外側に配置してもよいし、内部容積１２０を横切って延在するように吸収器１０４の内側に配置してもよいし、それらが組み合わされた位置に配置してもよく、凝縮器２０２は、吸収器１０４の外側で側壁１６４に結合されてもよいし、吸収器１０４の内側において内部容積１２０を横切るように延在して側壁１６４に結合されてもよいし、吸収器１０４の筐体１４６から完全に分離し且つ筐体１４６から離れた吸収器１０４の外側に配置されていてもよい。蒸発器２００及び凝縮器２０２が吸収器１０４に結合された実施形態では、蒸発器２００は、ガス入口部１３８からガス出口部１４２まで吸収器を流れるガスの流れの方向に関して、中心軸１５４に沿って凝縮器２０２の位置よりも下流の軸方向位置に配置することができる。蒸発器２００は、ガス入口部１３８からガス出口部１４２まで吸収器１０４を流れるガスの流れの方向に関して、吸収器１０４内のホットスポット（パッキング１６８の位置又はパッキング１６８の下流の位置など）に配置することができる。対照的に、凝縮器２０２は、吸収器１０４に結合される場合、吸収器１０４内のコールド（又はクーラー）スポットに配置することができる。特定の実施形態では、凝縮器２０２は、パッキング１６８に直接に配置してもよいし、パッキング１６８のステージとステージとの間に配置してもよいし、パッキング１６８の上流に配置してもよい。図示された実施形態では、流体導管２０４は、蒸発器２００及び凝縮器２０２と共にループを形成してもよい。しかしながら、ヒートパイプ１００は、任意の適切な構成（同軸向流の単一の導管、蒸発器２００と凝縮器２０２との間の別個のセグメント若しくは導管を有するループ、又はそれらの任意の組み合わせなど）を有することができる。ヒートパイプ１００の具体的な詳細については以下で更に詳細に説明する。
【0042】
蒸発器２００及び凝縮器２０２は、特定の取り付け位置及び実施形態に応じて、様々な形状及び構成を有することができる。例えば、蒸発器２００及び凝縮器２０２の各々は、直線状の導管を有していてもよいし、円板状若しくは平坦な空洞若しくは筐体を有していてもよいし、複数の他の形状及び構成を有していてもよい。例えば、図４、図５、図６、及び図７は、蒸発器２００及び凝縮器２０２の構成のいくつかの例を示している。
【0043】
図４は、ヒートパイプ１００の蒸発器２００及び凝縮器２０２で使用することができる熱交換器２２０の実施形態の斜視図である。図示されているように、熱交換器２２０は、流体入口部２２４及び流体出口部２２６を有する中空の環状又はリング状の導管２２２を含んでいる。中空の環状又はリング状の導管２２２は、吸収器１０４の外部（筐体１４６の側壁１６４の外面の近くなど）に取り付けるように構成することができる。例えば、図２及び図３を参照すると、中空の環状又はリング状の導管２２２は、パッキング１６８に沿うように外部の取付け位置において、パッキング１６８とパッキング１６８との間において、又は任意の他の適切な位置において、蒸発器２００及び／又は凝縮器２０２に使用することができる。
【0044】
図５は、ヒートパイプ１００の複数の蒸発器２００及び複数の凝縮器２０２のうちの１つ以上に使用することができる熱交換器２３０の一実施形態の概略図である。図示されているように、熱交換器２３０は、交互に並ぶ複数のＵ字形部分２３４と、流体入口部２３６と、及び流体出口部２３８とを有するジグザグ状の導管２３２を含んでいる。交互に並ぶＵ字形部分２３４はジグザグ導管２３２を画定し、波状パターン又は正弦波形状を表すことができる。熱交換器２３０のジグザグ導管２３２は、複数の蒸発器２００及び複数の凝縮器２０２のうちの１つ以上に対して、吸収器１０４の内部容積１２０の内部に取り付けられてもよいし、吸収器１０４の側壁１６４に沿うように外部に取り付けられてもよいし、吸収器１０４から或る距離だけ離れた場所において外部に取り付けられてもよいし、それらを組み合わせた場所に取り付けられてもよい。
【0045】
図６は、ヒートパイプ１００の複数の蒸発器２００及び複数の凝縮器２０２のうちの１つ以上に使用することができる熱交換器２４０の一実施形態の概略図である。図示されているように、熱交換器２４０は、流体入口部２４４と流体出口部２４６との間に延在する螺旋状導管２４２を含んでいる。螺旋状導管２４２は、１巻きの周りに別の１巻きが配置された任意の数の巻き数を含むことができ、螺旋形状を表すことができる。螺旋状導管２４２は、実質的に共通の平面（吸収器１０４の中心軸１５４に沿う方向の特定の軸方向位置における共通平面など）内に配置することができる。一部の実施形態では、螺旋状導管２４２は、或る距離（吸収器１０４の中心軸１５４に沿う方向における軸方向距離など）にわたって螺旋状とすることができる。
【0046】
図７は、ヒートパイプ１００の複数の蒸発器２００及び複数の凝縮器２０２のうちの１つ以上に使用することができる熱交換器２５０の一実施形態の概略図である。図示されているように、熱交換器２５０は、吸気マニホールド２５４と排気マニホールド２５６との間に延在する複数の平行な導管２５２を含んでいる。吸気マニホールド２５４は流体入口部２５８を含み、排気マニホールド２５６は流体出口部２６０を含んでいる。図７の熱交換器２５０は、複数の蒸発器２００及び複数の凝縮器２０２のうちの１つ以上に対して、吸収器１０４の内部容積１２０内の任意の適切な位置で使用してもよいし、吸収器１０４の筐体１４６の外側で筐体１４６から分離した位置で使用してもよいし、それらの位置の任意の組み合わせの位置で使用してもよい。
【0047】
図８は、図１～図７のヒートパイプ１００の一実施形態の概略図であり、蒸発器２００、凝縮器２０２、及び流体導管２０４の詳細がさらに示されている。図示された実施形態では、ヒートパイプ１００は、流体導管２０４の互いに反対側の端部２７０及び２７２に配置された蒸発器２００及び凝縮器２０２を有している。さらに、流体導管２０４は、内側流路２７６（例えば、中央流路）の周りに配置された外側流路２７４（例えば、外側環状流路）を含んでいる。外側流路２７４及び内側流路２７６は、ヒートパイプ１００の中心軸２７８に沿って概ね同軸状又は同心状に配置されている。また、外側流路２７４及び内側流路２７６は、仕切り又は壁２８０（環状の仕切り又は壁など）によって分離することができる。内側流路２７６は、中心軸２７８に沿った開放通路又は空間とすることができ、一方、外側流路２７４は、外側流路２７４を実質的に充填するウィック２８２（例えば、上記で詳細に説明したようなウィック材料）を含むことができる。ウィック２８２は、外側流路２７４に適合する形状（中心軸２７８に沿って長さ方向に延在する環状ウィック２８２など）を画定することができる。また、流体導管２０４は、密封された外側筐体又は容器２８４を含んでおり、外側筐体又は容器２８４は、外側流路２７４と、内側流路２７６と、ウィック２８２と、作動流体２０６とを実質的に密封している。
【0048】
動作においては、蒸発器２００は、矢印２８６によって示されるように、熱を吸収する又は熱をウィック２８２に伝達し、それによって作動流体２０６が気化する。作動流体２０６は液体の作動流体２８８としてウィック２８２の外側流路２７４に沿って流れ、一方、作動流体２０６は蒸気の作動流体２９０として内側流路２７６を流れる。したがって、蒸発器２００では、矢印２８６で示すようにヒートパイプ１００に吸収された熱によって液体の作動流体２８８から蒸気の作動流体２９０へと相変化が生じる。液体の作動流体２８８は、矢印２９２で示すように、凝縮器２０２から蒸発器２００に流入し、蒸気の作動流体２９０は、矢印２９４で示すように、内部流路２７６に沿って蒸発器２００から凝縮器２０２に流入する。蒸気の作動流体２９０が凝縮器２０２に到達すると、熱は、矢印２９６で示されるように、蒸気の作動流体２９０から周囲の環境に移動する。ひいては、凝縮器２０２においてヒートパイプ１００から移動する熱によって、作動流体２０６は、蒸気の作動流体２９０から液体の作動流体２８８へと相変化し、次いで、液体の作動流体２８８は、ウィック２８２に沿って外側流路２７４を（例えば、毛細管現象及び／又は重力によって）蒸発器２００に向かって流れる。
【0049】
上記で詳細に説明したように、蒸発器２００は、容器又は筐体１４６の内側又は外側で（例えば、側壁１６４に沿うように、又は内部容積１２０を横切るように）吸収器１０４に結合することができる。同様に、ヒートパイプ１００の凝縮器２０２は、側壁１６４に沿うように、内部容積１２０を横切るように、又は吸収器１０４の筐体１４６から完全に分離するように、吸収器１０４に結合することができる。特定の実施形態では、ヒートパイプ１００は、水平に配置してもよいし、垂直に配置してもよいし、それらを組み合わせて配置してもよい。図示されたヒートパイプ１００は、密閉され自己完結型であり、可動機械部品が除外されており、実質的にメンテナンスフリーである。
【0050】
図９は、図１～図７を参照して上述されたヒートパイプ１００の一実施形態の概略図であり、閉ループ導管３００を有するヒートパイプ１００の構成をさらに示している。流体導管２０４の閉ループ導管３００は、導管部分３０２及び３０４を含んでいる。導管部分３０２は、蒸発器２００と凝縮器２０２との間において、蒸発器２００の下流に配置され、導管部分３０４は、凝縮器２０２と蒸発器２００の上流のリザーバ３０６との間において、凝縮器２０２の下流に配置されている。
【0051】
蒸発器２００は、矢印３０８によって示されるように、熱を吸収する又は熱を作動流体２０６に伝達し、それによって作動流体２０６を液体から蒸気に相変化させるように構成されている。蒸発器２００は、側壁１６４の内側及び／又は外側の位置において吸収器１０４から熱を移動させるように構成されている。蒸発器２００の下流の作動流体は、矢印３１０で示すように、蒸気の作動流体３１０として導管部分３０２を流れて凝縮器２０２に流入する。凝縮器２０２は蒸気の作動流体３１０を受け取り、矢印３１２で示すように、蒸気の作動流体３１０から周囲の環境に熱を移動させ、それにより、作動流体２０６は、蒸気の作動流体３１０から、矢印３１４で示す液体の作動流体に相変化する。液体の作動流体３１４は、凝縮器２０２から導管部分３０４を流れてリザーバ３０６に流入し、リザーバ３０６は、蒸発器２００において熱伝達又は熱吸収が行われ蒸発が行われる前に、液体の作動流体３１４を収容する。蒸発器２００によって周囲の環境からの熱が液体の作動流体３１４に吸収されると、蒸発器２００によって、作動流体２０６は、液体の作動流体３１４から蒸気の作動流体３１０に相変化する。
【0052】
特定の実施形態では、蒸発器２００は、キャピラリチャンバ蒸発器、上記で詳細に記載されたウィック材料、又は作動流体２０６の熱伝達及び蒸発を促進するように構成された別の適切な構成を含むことができる。閉ループ導管３００を有する図示されたヒートパイプ１００は、図１～図７に示され図１～図７を参照して記載された複数のヒートパイプ１００のうちのいずれか１つ以上のヒートパイプに使用することができる。さらに、図８及び図９に示したヒートパイプ１００は、吸収器１０４の全体にわたって様々な位置において互いに組み合わせて使用することができる。最後に、図４、図５、図６、及び図７の熱交換器２２０、２３０、２４０、及び２５０は、図８及び図９のヒートパイプ１００と様々に組み合わせて使用することができる。
【0053】
図１０は、吸収器１０４の中心軸１５４に沿う方向における吸収器位置３２４に対する吸収器１０４の内部容積１２０の温度３２２のグラフ３２０である。特に、温度３２２は、溶媒温度など、吸収器１０４を流れる流体の内部温度に対応する。吸収器位置３２４は、中心軸１５４に対する吸収器１０４の長さに沿った軸方向位置に対応する。グラフ３２０に示されるように、縦軸の円はヒートパイプ１００の位置に対応する。例えば、各ヒートパイプ１００は、縦軸に示された軸方向位置であって、吸収器位置３２４に対応する軸方向位置に配置された蒸発器２００又は凝縮器２０２を有することができる。特定の実施形態では、蒸発器２００は、吸収器１０４の全体にわたってホットスポットに対応する位置に配置することができ、一方、凝縮器２０２は、吸収器１０４のコールドスポット（又はクーラースポット）に対応する位置に配置することができる。
【0054】
グラフ３２０は、ヒートパイプが様々な吸収器位置３２４に配置された場合の吸収器１０４の内部の温度３２２に対応する温度プロファイル３２６を示している。グラフ３２０は、さらに、ヒートパイプ１００が吸収器１０４に配置されていない場合の温度プロファイル３２８を示している。温度プロファイル３２６及び３２８を比較すると、図示されるように、ヒートパイプ１００がない場合の温度プロファイル３２８は、吸収器１０４に大きな温度３２２が現れ、また、温度３２２のばらつきも大きい。対照的に、吸収器１０４に沿う方向の特定の位置にヒートパイプ１００が配置された場合の温度プロファイル３２６は、ピーク温度３２２が小さくなり、吸収器１０４の長さ方向に沿って温度を均一にすることができる。従って、特定の実施形態では、温度制御システム１０２は、温度が高くなる特定の位置にヒートパイプ１００を配置し、それにより、吸収器１０４内で温度が最も高い箇所において熱が除去される。また、ヒートパイプ１００は、ホットスポットでは蒸発器２００を通じて吸収器１０４から熱を移動させ、コールドスポットでは凝縮器２０２を通じて吸収器１０４に熱を戻し、吸収器１０４の全体に熱を分散させることができる。特定の実施形態では、ヒートパイプ１００は、吸収器１０４の異なる吸収器位置３２４に不均一に配置されていてもよく、特に、温度が高い位置及び／又は温度のばらつきが最も大きい位置に合わせて配置することができる。他の実施形態では、ヒートパイプ１００は、吸収器１０４の中心軸１５４に沿う方向に等間隔で均一に配置されていてもよい。
【0055】
開示された実施形態の技術的効果としては、１つ又は複数のヒートパイプを通じて吸収器（望ましくない気体（例えば、酸性ガス及び／又は排気ガス）を除去するための吸収器など）を温度制御することが挙げられる。ヒートパイプは、自己完結型で、手入れが簡単で、効率的な熱伝達装置であり、如何なる可動部品も排除することができる。ヒートパイプは、ピーク温度を低下させ、吸収器の温度均一性を向上させるように配置することができる。また、ヒートパイプは、吸収器内のある場所から別の場所に熱を伝達することもできる。ヒートパイプは、側壁に沿うように、内部容積を横切るように、又はそれらを任意に組み合わせて、吸収器に結合することができる。
【0056】
上記で詳細に説明した主題は、以下に規定するように、１つ又は複数の実施形態によって定義することができる。
［実施形態１］
システムは、吸収器を含み、前記吸収器は、溶媒入口部、溶媒出口部、気体入口部、気体出口部、及び気体と溶媒とを混合するように構成された内部容積を有する容器であって、前記気体からの望ましくない気体を前記溶媒の中に吸収するように構成されている、容器を有する。本システムは、前記該容器に結合された少なくとも１つのヒートパイプも含み、前記少なくとも１つのヒートパイプは、前記吸収器の少なくとも１つの位置から熱を移動させるように構成されている。
［実施形態２］
前記吸収器に結合された燃料入口部又は排気出口部を有する燃焼システムを含む、実施形態１に記載のシステム。
［実施形態３］
前記燃焼システムはガスタービンシステムを含む、実施形態１又は２に記載のシステム。
［実施形態４］
前記望ましくないガスは二酸化炭素（ＣＯ２）を含む、実施形態１～３のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態５］
前記少なくとも１つのヒートパイプは、異なる位置で前記容器に結合された複数のヒートパイプを含む、実施形態１～４のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態６］
前記複数のヒートパイプの異なる位置は、前記吸収器の温度プロファイルに基づいており、前記複数のヒートパイプは、前記温度プロファイルの不均一性を低減するように構成されている、実施形態１～５のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態７］
前記少なくとも１つのヒートパイプは、蒸発器と、凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器との間に延在する少なくとも１つの流体導管と、前記少なくとも１つのヒートパイプを流れる作動流体とを含む、実施形態１～６のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態８］
前記少なくとも１つの流体導管は、内側流路と同軸に配置された外側流路を含む、実施形態１～７のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態９］
前記少なくとも１つの流体導管は、前記蒸発器と前記凝縮器との間に第１の導管部分と第２の導管部分とを有する閉ループ導管を画定する、実施形態１～８のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態１０］
前記作動流体は、シクロペンタン（Ｃ５Ｈ１０）、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）、又はメチルノナフルオロブチルエーテル（メトキシパーフルオロブタン）とメチルノナフルオロイソブチルエーテル（methyl nonfluoroisobutyl ether）との混合物のうちの少なくとも１つを含む、実施形態１～９のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態１１］
前記蒸発器は前記吸収器に結合され、前記凝縮器は前記吸収器から分離されている、実施形態１～１０のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態１２］
前記蒸発器は、前記容器の内部容積内に少なくとも部分的に配置されている、前記容器の側壁に沿うように前記容器の内部容積の外側に少なくとも部分的に配置されている、又はそれらの配置が組み合わせられている、実施形態１～１１のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態１３］
前記蒸発器は第１の位置で前記吸収器に結合され、前記凝縮器は前記第１の位置とは異なる第２の位置で前記吸収器に結合され、前記少なくとも１つのヒートパイプは、熱を、前記蒸発器を通じて前記第１の位置から、前記凝縮器を通じて前記第２の位置に伝達するように構成されている、実施形態１～１２のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態１４］
前記蒸発器及び前記凝縮器の各々は、前記容器の内部容積内に少なくとも部分的に配置される、前記容器の側壁に沿うように前記容器の内部容積の外側に少なくとも部分的に配置される、又はそれらの配置が組み合わせられている、実施形態１～１３のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態１５］
前記吸収器は、前記内部容積内に配置されたパッキングを含み、前記蒸発器は、前記吸収器を前記ガス入口部から前記ガス出口部まで流れる気体の流れの第１の方向に対して前記パッキングの下流に配置され、前記溶媒は、前記吸収器を前記溶媒入口部から前記溶媒出口部まで流れる溶媒の流れの第２の方向を有し、前記第１の方向及び前記第２の方向は互いに反対である、実施形態１～１４のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態１６］
特定の実施形態において、方法は、吸収器において、気体からの望ましくない気体を溶媒の中に吸収することを含み、前記吸収器は、溶媒入口部、溶媒出口部、気体入口部、気体出口部、及び前記気体と前記溶媒とを混合するように構成された内部容積を有する容器を含む。本方法は、前記容器に結合された少なくとも１つのヒートパイプを通じて、前記吸収器の少なくとも１つの位置から熱を移動させることを含む。
［実施形態１７］
前記少なくとも１つの位置から熱を移動させることは、少なくとも１つのヒートパイプの蒸発器を通じて前記吸収器から熱を吸収することを含み、前記蒸発器は、前記容器の内部容積内に少なくとも部分的に配置される、前記容器の側壁に沿うように前記容器の内部容積の外側に少なくとも部分的に配置される、又はそれらの配置が組み合わせられている、実施形態１６に記載の方法。
［実施形態１８］
前記吸収器から分離した凝縮器を通じて前記少なくとも１つのヒートパイプから熱を移動させることを含む、実施形態１６又は１７に記載の方法。
［実施形態１９］
前記吸収器に結合された凝縮器を通じて前記少なくとも１つのヒートパイプから熱を移動させることを含み、前記凝縮器は、前記容器の内部容積内に少なくとも部分的に配置されている、前記容器の側壁に沿うように前記容器の内部容積の外側に少なくとも部分的に配置されている、又はそれらの配置が組み合わされている、実施形態１６～１８のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。
［実施形態２０］
特定の実施形態では、システムは、燃料供給システムと排気部とを有するガスタービンシステムと、前記燃料供給システム又は前記排気部に結合された吸収器とを含む。前記吸収器は、溶媒入口部、溶媒出口部、気体入口部、気体出口部、及び気体と溶媒とを混合するように構成された内部容積を有する容器を含む。前記吸収器は、前記気体からの望ましくない気体を前記溶媒の中に吸収するように構成されており、前記望ましくない気体は二酸化炭素（ＣＯ２）を含む。本システムは、前記容器に結合された少なくとも１つのヒートパイプも含み、前記少なくとも１つのヒートパイプは、前記吸収器の少なくとも１つの位置から熱を移動するように構成されている。
［実施形態１］
システムは、吸収器を含み、前記吸収器は、溶媒入口部、溶媒出口部、気体入口部、気体出口部、及び気体と溶媒とを混合するように構成された内部容積を有する容器であって、前記気体からの望ましくない気体を前記溶媒の中に吸収するように構成されている、容器を有する。本システムは、前記該容器に結合された少なくとも１つのヒートパイプも含み、前記少なくとも１つのヒートパイプは、前記吸収器の少なくとも１つの位置から熱を移動させるように構成されている。
［実施形態２］
前記吸収器に結合された燃料入口部又は排気出口部を有する燃焼システムを含む、実施形態１に記載のシステム。
［実施形態３］
前記燃焼システムはガスタービンシステムを含む、実施形態１又は２に記載のシステム。
［実施形態４］
前記望ましくないガスは二酸化炭素（ＣＯ２）を含む、実施形態１～３のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態５］
前記少なくとも１つのヒートパイプは、異なる位置で前記容器に結合された複数のヒートパイプを含む、実施形態１～４のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態６］
前記複数のヒートパイプの異なる位置は、前記吸収器の温度プロファイルに基づいており、前記複数のヒートパイプは、前記温度プロファイルの不均一性を低減するように構成されている、実施形態１～５のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態７］
前記少なくとも１つのヒートパイプは、蒸発器と、凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器との間に延在する少なくとも１つの流体導管と、前記少なくとも１つのヒートパイプを流れる作動流体とを含む、実施形態１～６のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態８］
前記少なくとも１つの流体導管は、内側流路と同軸に配置された外側流路を含む、実施形態１～７のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態９］
前記少なくとも１つの流体導管は、前記蒸発器と前記凝縮器との間に第１の導管部分と第２の導管部分とを有する閉ループ導管を画定する、実施形態１～８のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態１０］
前記作動流体は、シクロペンタン（Ｃ５Ｈ１０）、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）、又はメチルノナフルオロブチルエーテル（メトキシパーフルオロブタン）とメチルノナフルオロイソブチルエーテル（methyl nonfluoroisobutyl ether）との混合物のうちの少なくとも１つを含む、実施形態１～９のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態１１］
前記蒸発器は前記吸収器に結合され、前記凝縮器は前記吸収器から分離されている、実施形態１～１０のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態１２］
前記蒸発器は、前記容器の内部容積内に少なくとも部分的に配置されている、前記容器の側壁に沿うように前記容器の内部容積の外側に少なくとも部分的に配置されている、又はそれらの配置が組み合わせられている、実施形態１～１１のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態１３］
前記蒸発器は第１の位置で前記吸収器に結合され、前記凝縮器は前記第１の位置とは異なる第２の位置で前記吸収器に結合され、前記少なくとも１つのヒートパイプは、熱を、前記蒸発器を通じて前記第１の位置から、前記凝縮器を通じて前記第２の位置に伝達するように構成されている、実施形態１～１２のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態１４］
前記蒸発器及び前記凝縮器の各々は、前記容器の内部容積内に少なくとも部分的に配置される、前記容器の側壁に沿うように前記容器の内部容積の外側に少なくとも部分的に配置される、又はそれらの配置が組み合わせられている、実施形態１～１３のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態１５］
前記吸収器は、前記内部容積内に配置されたパッキングを含み、前記蒸発器は、前記吸収器を前記ガス入口部から前記ガス出口部まで流れる気体の流れの第１の方向に対して前記パッキングの下流に配置され、前記溶媒は、前記吸収器を前記溶媒入口部から前記溶媒出口部まで流れる溶媒の流れの第２の方向を有し、前記第１の方向及び前記第２の方向は互いに反対である、実施形態１～１４のうちのいずれかの実施形態に記載のシステム。
［実施形態１６］
特定の実施形態において、方法は、吸収器において、気体からの望ましくない気体を溶媒の中に吸収することを含み、前記吸収器は、溶媒入口部、溶媒出口部、気体入口部、気体出口部、及び前記気体と前記溶媒とを混合するように構成された内部容積を有する容器を含む。本方法は、前記容器に結合された少なくとも１つのヒートパイプを通じて、前記吸収器の少なくとも１つの位置から熱を移動させることを含む。
［実施形態１７］
前記少なくとも１つの位置から熱を移動させることは、少なくとも１つのヒートパイプの蒸発器を通じて前記吸収器から熱を吸収することを含み、前記蒸発器は、前記容器の内部容積内に少なくとも部分的に配置される、前記容器の側壁に沿うように前記容器の内部容積の外側に少なくとも部分的に配置される、又はそれらの配置が組み合わせられている、実施形態１６に記載の方法。
［実施形態１８］
前記吸収器から分離した凝縮器を通じて前記少なくとも１つのヒートパイプから熱を移動させることを含む、実施形態１６又は１７に記載の方法。
［実施形態１９］
前記吸収器に結合された凝縮器を通じて前記少なくとも１つのヒートパイプから熱を移動させることを含み、前記凝縮器は、前記容器の内部容積内に少なくとも部分的に配置されている、前記容器の側壁に沿うように前記容器の内部容積の外側に少なくとも部分的に配置されている、又はそれらの配置が組み合わされている、実施形態１６～１８のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。
［実施形態２０］
特定の実施形態では、システムは、燃料供給システムと排気部とを有するガスタービンシステムと、前記燃料供給システム又は前記排気部に結合された吸収器とを含む。前記吸収器は、溶媒入口部、溶媒出口部、気体入口部、気体出口部、及び気体と溶媒とを混合するように構成された内部容積を有する容器を含む。前記吸収器は、前記気体からの望ましくない気体を前記溶媒の中に吸収するように構成されており、前記望ましくない気体は二酸化炭素（ＣＯ２）を含む。本システムは、前記容器に結合された少なくとも１つのヒートパイプも含み、前記少なくとも１つのヒートパイプは、前記吸収器の少なくとも１つの位置から熱を移動するように構成されている。
【0057】
ここに記載された説明は、実施例を用いて本実施形態（最良の態様を含む）を開示し、また、現在開示されている実施形態を当業者が実施する（任意の装置又はシステムを製造すること及び使用すること、並びに組み込まれた任意の方法を実行することを含む）ことができるようにするものである。ここで開示された実施形態の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって画定され、当業者が思い浮かぶ他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異なっていない構造要素を含む場合、又は特許請求の範囲の文言と実質的に異なっていない均等な構造要素を含む場合、特許請求の範囲に含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0058】
１０ ガスタービンシステム
１２ ガスタービンエンジン
１４ 制御システム
１６ ガス吸収システム
１８ 吸気部
２０ 圧縮機部
２２ 燃焼器部
２４ タービン部
２６ 負荷
２８ 排気部
３０ 吸気ダクト
３２ ベルマウス
３４ 内側ハブ
３６ 外壁
３８ 静止ベーン
４０ 入口案内ベーン
４２ アクチュエータ
４４ 圧縮機段
４６ 圧縮機ブレード
４８ 圧縮機シャフト
５０ 圧縮機ケーシング
５２ 圧縮機ベーン
５４ 燃焼器
５６ 燃料ノズル
５８ 圧縮空気
６０ 燃料
６２ 燃料供給システム
６４ 燃焼ガス
６６ タービン段
６８ タービンブレード
７０ タービンシャフト
７２ タービンケーシング
７４ タービンベーン
７６ コントローラ
７８ プロセッサ
８０ メモリ
８２ 命令
８４ 通信回路
８６ センサ
９０ シャフト
９２ シャフト
９４ 排気ガス
１００ ヒートパイプ
１００Ａ ヒートパイプ
１００Ｂ ヒートパイプ
１００Ｃ ヒートパイプ
１００Ｄ ヒートパイプ
１００Ｅ ヒートパイプ
１００Ｆ ヒートパイプ
１０２ 温度制御システム
１０４ 吸収器
１０６ 溶媒供給システム
１０８ 溶媒排出システム
１１０ ガスリーン溶媒
１１２ 導管
１１４ 溶媒分配器
１１６ ノズル
１１８ 溶媒分散液
１２０ 内部容積
１２２ 溶媒入口部
１２４ 溶媒出口部
１２６ ガスリッチ溶媒
１２８ 溶媒再生システム
１３０ ガス圧縮機
１３２ ガス乾燥機
１３４ 捕捉されたガス
１３６ 導管
１３８ ガス入口部
１４０ ガス
１４２ ガス出口部
１４４ ガス
１４６ 筐体
１４８ 頂部
１５０ 底部
１５２ 中間部
１５４ 中心軸
１５６ 軸
１５８ 軸
１６２ カバー
１６４ 側壁
１６６ ベースプレート
１６８ パッキング
１７０ スクリーン
１７２ 溶媒分配器
１７４ ノズル
１７６ 溶媒分散液
１９０ 構成要素
２００ 蒸発器
２０２ 凝縮器
２０４ 流体導管
２０６ 作動流体
２２０ 熱交換器
２２２ 導管
２２４ 流体入口部
２２６ 流体出口部
２３０ 熱交換器
２３２ 導管
２３４ Ｕ字形部分
２３６ 流体入口部
２３８ 流体出口部
２４０ 熱交換器
２４２ 螺旋状導管
２４４ 流体入口部
２４６ 流体出口部
２５０ 熱交換器
２５２ 導管
２５４ 吸気マニホールド
２５６ 排気マニホールド
２５８ 流体入口部
２６０ 流体出口部
２７０ 端部
２７４ 外側流路
２７６ 内側流路
２７６ 内部流路
２７８ 中心軸
２８０ 壁
２８２ ウィック
２８４ 容器
２８６ 矢印
２８８ 液体の作動流体
２９０ 蒸気の作動流体
３００ 閉ループ導管
３０２ 導管部分
３０４ 導管部分
３０６ リザーバ
３１０ 作動流体
３１４ 作動流体
３１４ 液体の作動流体
３２０ グラフ
３２２ 温度
３２２ ピーク温度
３２４ 吸収器位置
３２６ 温度プロファイル
３２８ 温度プロファイル
１２ ガスタービンエンジン
１４ 制御システム
１６ ガス吸収システム
１８ 吸気部
２０ 圧縮機部
２２ 燃焼器部
２４ タービン部
２６ 負荷
２８ 排気部
３０ 吸気ダクト
３２ ベルマウス
３４ 内側ハブ
３６ 外壁
３８ 静止ベーン
４０ 入口案内ベーン
４２ アクチュエータ
４４ 圧縮機段
４６ 圧縮機ブレード
４８ 圧縮機シャフト
５０ 圧縮機ケーシング
５２ 圧縮機ベーン
５４ 燃焼器
５６ 燃料ノズル
５８ 圧縮空気
６０ 燃料
６２ 燃料供給システム
６４ 燃焼ガス
６６ タービン段
６８ タービンブレード
７０ タービンシャフト
７２ タービンケーシング
７４ タービンベーン
７６ コントローラ
７８ プロセッサ
８０ メモリ
８２ 命令
８４ 通信回路
８６ センサ
９０ シャフト
９２ シャフト
９４ 排気ガス
１００ ヒートパイプ
１００Ａ ヒートパイプ
１００Ｂ ヒートパイプ
１００Ｃ ヒートパイプ
１００Ｄ ヒートパイプ
１００Ｅ ヒートパイプ
１００Ｆ ヒートパイプ
１０２ 温度制御システム
１０４ 吸収器
１０６ 溶媒供給システム
１０８ 溶媒排出システム
１１０ ガスリーン溶媒
１１２ 導管
１１４ 溶媒分配器
１１６ ノズル
１１８ 溶媒分散液
１２０ 内部容積
１２２ 溶媒入口部
１２４ 溶媒出口部
１２６ ガスリッチ溶媒
１２８ 溶媒再生システム
１３０ ガス圧縮機
１３２ ガス乾燥機
１３４ 捕捉されたガス
１３６ 導管
１３８ ガス入口部
１４０ ガス
１４２ ガス出口部
１４４ ガス
１４６ 筐体
１４８ 頂部
１５０ 底部
１５２ 中間部
１５４ 中心軸
１５６ 軸
１５８ 軸
１６２ カバー
１６４ 側壁
１６６ ベースプレート
１６８ パッキング
１７０ スクリーン
１７２ 溶媒分配器
１７４ ノズル
１７６ 溶媒分散液
１９０ 構成要素
２００ 蒸発器
２０２ 凝縮器
２０４ 流体導管
２０６ 作動流体
２２０ 熱交換器
２２２ 導管
２２４ 流体入口部
２２６ 流体出口部
２３０ 熱交換器
２３２ 導管
２３４ Ｕ字形部分
２３６ 流体入口部
２３８ 流体出口部
２４０ 熱交換器
２４２ 螺旋状導管
２４４ 流体入口部
２４６ 流体出口部
２５０ 熱交換器
２５２ 導管
２５４ 吸気マニホールド
２５６ 排気マニホールド
２５８ 流体入口部
２６０ 流体出口部
２７０ 端部
２７４ 外側流路
２７６ 内側流路
２７６ 内部流路
２７８ 中心軸
２８０ 壁
２８２ ウィック
２８４ 容器
２８６ 矢印
２８８ 液体の作動流体
２９０ 蒸気の作動流体
３００ 閉ループ導管
３０２ 導管部分
３０４ 導管部分
３０６ リザーバ
３１０ 作動流体
３１４ 作動流体
３１４ 液体の作動流体
３２０ グラフ
３２２ 温度
３２２ ピーク温度
３２４ 吸収器位置
３２６ 温度プロファイル
３２８ 温度プロファイル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【国際調査報告】