JP3078837B2 - 蒸気吸収剤組成物 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、吸収冷却に関し、さらに詳しくは吸収式冷
凍システムの吸収剤に関する。本発明はまた、吸収原理
に従って作動するヒートポンプ、脱湿装置および空気調
整システムに使用される吸収剤に関する。
凍システムの吸収剤に関する。本発明はまた、吸収原理
に従って作動するヒートポンプ、脱湿装置および空気調
整システムに使用される吸収剤に関する。
典型的な吸収式冷凍装置の作動に関する説明記載は、
US−4311024に述べられている。
US−4311024に述べられている。
吸収式冷凍装置およびヒートポンプは、溶媒を除去す
ることによって溶液を濃縮した場合に必要とされる蒸発
潜熱を利用するものである。このような吸収冷却サイク
ルは、完全に密閉された系内において二種類の流体を用
いる。流体のうちの一種は、冷却効果を与える冷媒であ
り、もう一種は吸収剤であって、該冷媒をサイクルの一
部に貫流させるものである。このような吸収剤は通常
は、冷媒を含有する溶液である。
ることによって溶液を濃縮した場合に必要とされる蒸発
潜熱を利用するものである。このような吸収冷却サイク
ルは、完全に密閉された系内において二種類の流体を用
いる。流体のうちの一種は、冷却効果を与える冷媒であ
り、もう一種は吸収剤であって、該冷媒をサイクルの一
部に貫流させるものである。このような吸収剤は通常
は、冷媒を含有する溶液である。
動作時においては、冷媒蒸気は、吸収剤溶液を加熱す
ることによって発生せしめられるが、その後冷却用の空
気流または水流によって凝縮せしめられる。蒸気発生機
および凝縮機は、系内の最高圧力で動作し、凝縮された
冷媒は、低圧領域において膨脹せしめられ、この領域に
おいて冷媒は蒸発し、周囲から熱を吸収し、その結果こ
れを冷却するのである。次いで、このような冷媒蒸気
は、逆行して吸収剤と接触し、その結果冷媒含量が多い
溶液が生成せしめられて、再び発生機に戻る。一般的
に、市販の装置にあっては、かかる作動流体は、ハロゲ
ン化リチウムを水に溶かした水溶液であって、水が冷媒
であり、ハロゲン化リチウム溶液が吸収剤である。
ることによって発生せしめられるが、その後冷却用の空
気流または水流によって凝縮せしめられる。蒸気発生機
および凝縮機は、系内の最高圧力で動作し、凝縮された
冷媒は、低圧領域において膨脹せしめられ、この領域に
おいて冷媒は蒸発し、周囲から熱を吸収し、その結果こ
れを冷却するのである。次いで、このような冷媒蒸気
は、逆行して吸収剤と接触し、その結果冷媒含量が多い
溶液が生成せしめられて、再び発生機に戻る。一般的
に、市販の装置にあっては、かかる作動流体は、ハロゲ
ン化リチウムを水に溶かした水溶液であって、水が冷媒
であり、ハロゲン化リチウム溶液が吸収剤である。
吸収式冷凍システムは、大規模な空気調整システムに
広汎に用いられている。いくつかの場合においては、濃
縮された吸収剤溶液を用いて直接的に空気の脱湿を行う
ことによって、充分な空気調整を実施することができ
る。例えば、パブリックスクールが運営する劇場は、流
入する空気を塩化リチウムまたは臭化リチウムの濃厚溶
液に直接接触させる脱湿装置の主要ユーザーである。
広汎に用いられている。いくつかの場合においては、濃
縮された吸収剤溶液を用いて直接的に空気の脱湿を行う
ことによって、充分な空気調整を実施することができ
る。例えば、パブリックスクールが運営する劇場は、流
入する空気を塩化リチウムまたは臭化リチウムの濃厚溶
液に直接接触させる脱湿装置の主要ユーザーである。
吸収型冷凍機を“逆に”作動させることによって、吸
収型のヒートポンプとすることが可能である。
収型のヒートポンプとすることが可能である。
冷媒と吸収剤のの組合せとしては、多種多様な組合せ
が文献に記載されているが、市販システムとして最も重
要なものは、以下の何れかに基づいている: 1. 臭化リチウム−水の組合せで、蒸発温度は+10℃以
上である。
が文献に記載されているが、市販システムとして最も重
要なものは、以下の何れかに基づいている: 1. 臭化リチウム−水の組合せで、蒸発温度は+10℃以
上である。
2. アンモニア−水の組合せで、蒸発温度は+10℃と−
60℃との間である。
60℃との間である。
臭化リチウムが吸収剤である臭化リチウム−水の組合
せは、例えば、特に空気調整システムに使用するのに有
利である。しかしながら、問題となる濃厚臭化リチウム
溶液は、晶出温度が比較的高く、冷凍機の内部で固化ま
たは”凍結”する可能性があり、また金属に対して腐食
性を有する。過去40年以上に亙って、臭化リチウム−水
の系に関する精妙な独特の処方が考案されてきたが、そ
の目的とするところは、系の晶出温度を低下させ、金属
に対する腐食性を低減させることによって作動流体の性
能を増大させようとするものであった。晶出温度を下げ
るために用いられる種々の処方添加剤としては、例えば
その他のハロゲン化リチウムがある。
せは、例えば、特に空気調整システムに使用するのに有
利である。しかしながら、問題となる濃厚臭化リチウム
溶液は、晶出温度が比較的高く、冷凍機の内部で固化ま
たは”凍結”する可能性があり、また金属に対して腐食
性を有する。過去40年以上に亙って、臭化リチウム−水
の系に関する精妙な独特の処方が考案されてきたが、そ
の目的とするところは、系の晶出温度を低下させ、金属
に対する腐食性を低減させることによって作動流体の性
能を増大させようとするものであった。晶出温度を下げ
るために用いられる種々の処方添加剤としては、例えば
その他のハロゲン化リチウムがある。
その他の化合物として、例えばメタノール、アルカリ
金属のチオシアン酸塩、アルカリ金属のハロゲン化物や
硝酸塩などを添加して、晶出温度が高いため、低温シス
テムでの吸収剤としての用途が制限される臭化リチム溶
液の晶出温度を下げるのである。
金属のチオシアン酸塩、アルカリ金属のハロゲン化物や
硝酸塩などを添加して、晶出温度が高いため、低温シス
テムでの吸収剤としての用途が制限される臭化リチム溶
液の晶出温度を下げるのである。
US 431102は、冷凍システムにおける臭化リチウムの
使用・用途に係るものである。冷凍システム内の銅製配
管に対する腐食性を低減させるために、硝酸塩化合物お
よびベンゾトリアゾールまたはトリルトリアゾールの内
の少なくとも一種を添加するのである。
使用・用途に係るものである。冷凍システム内の銅製配
管に対する腐食性を低減させるために、硝酸塩化合物お
よびベンゾトリアゾールまたはトリルトリアゾールの内
の少なくとも一種を添加するのである。
AU 18362/88は、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、塩
化リチウムおよび硝酸リチウムとから成る群から選択さ
れる少なくとも三種のリチウム化合物の混合物である吸
収剤溶液を提供する。この処方によれば、塩濃度は高い
ものの晶出温度が低い溶液が得られる。
化リチウムおよび硝酸リチウムとから成る群から選択さ
れる少なくとも三種のリチウム化合物の混合物である吸
収剤溶液を提供する。この処方によれば、塩濃度は高い
ものの晶出温度が低い溶液が得られる。
JO 1263−466−Aは、臭化リチウムおよび硝酸リチウ
ムまたはその代わりに臭化リチウムと硝酸亜鉛とから成
る、晶出温度の低い組成物に関するものである。
ムまたはその代わりに臭化リチウムと硝酸亜鉛とから成
る、晶出温度の低い組成物に関するものである。
多くの文献によれば、リチウムハロゲ化物が持つ腐食
性を低減させるための添加物として、例えば水酸化リチ
ウム、モリブデン酸塩、クロム酸塩やバナジン酸塩、ア
ルカリ金属硼酸塩、トリアゾールおよび尿素化合物など
を包含して成る種々の溶液が教示されている。
性を低減させるための添加物として、例えば水酸化リチ
ウム、モリブデン酸塩、クロム酸塩やバナジン酸塩、ア
ルカリ金属硼酸塩、トリアゾールおよび尿素化合物など
を包含して成る種々の溶液が教示されている。
J5 3060−751に係る臭化リチウム/水酸化リチウム吸
収溶液は、モリブデン酸の腐食防止剤を含有して成る。
モリブデン酸の持つ抗腐食性は、この溶液を過酸化水素
およびオゾンを用いて酸化することによって維持され
る。
収溶液は、モリブデン酸の腐食防止剤を含有して成る。
モリブデン酸の持つ抗腐食性は、この溶液を過酸化水素
およびオゾンを用いて酸化することによって維持され
る。
J5 5011−015によれば、臭化リチウムと硝酸リチウム
とから成り、これに銅の腐食を防止するためにさらにト
リアゾール化合物と任意にオクチルアルコールとを添加
した吸収剤が教示されている。
とから成り、これに銅の腐食を防止するためにさらにト
リアゾール化合物と任意にオクチルアルコールとを添加
した吸収剤が教示されている。
J5 8224−184−Aは、臭化リチウムの水酸化リチウム
とから成り、これに腐食防止剤としてさらにバナジン酸
のアルカリ金属塩と硝酸または亜硝酸のアルカリ金属塩
とを添加した吸収剤に関するものである。
とから成り、これに腐食防止剤としてさらにバナジン酸
のアルカリ金属塩と硝酸または亜硝酸のアルカリ金属塩
とを添加した吸収剤に関するものである。
J5 8210−175−Aも、臭化リチウムと水酸化リチウム
から成る吸収剤に関する。多価アルコールおよび硝酸ま
たは亜硝酸のアルカリ金属塩を添加して、該吸収剤の腐
食性を低減させるものである。
から成る吸収剤に関する。多価アルコールおよび硝酸ま
たは亜硝酸のアルカリ金属塩を添加して、該吸収剤の腐
食性を低減させるものである。
J0 1196−463−Aは、ハロゲン化リチウムとエチレン
グリコールとから成る吸収剤を教示している、種々の添
加剤、例えば尿素化合物、硼酸塩、モリブデン酸塩およ
び/または硝酸塩などを含有して成る。尿素化合物は、
エチレングリコールの酸化を低減するために添加し、ま
た硼酸塩はpHを制御するために、さらにモリブデン酸塩
および/または硝酸塩は腐食性を低減するためにそれぞ
れ添加するのである。
グリコールとから成る吸収剤を教示している、種々の添
加剤、例えば尿素化合物、硼酸塩、モリブデン酸塩およ
び/または硝酸塩などを含有して成る。尿素化合物は、
エチレングリコールの酸化を低減するために添加し、ま
た硼酸塩はpHを制御するために、さらにモリブデン酸塩
および/または硝酸塩は腐食性を低減するためにそれぞ
れ添加するのである。
J0 2101−352−Aには、モリブデン酸リチウムと硼酸
リチウムとを添加した臭化リチウム吸収剤が提供されて
いる。これら添加剤は、長期間の使用に際して冷凍シス
テムを閉塞させる沈降物の生成を防止する作用を有する
のである。
リチウムとを添加した臭化リチウム吸収剤が提供されて
いる。これら添加剤は、長期間の使用に際して冷凍シス
テムを閉塞させる沈降物の生成を防止する作用を有する
のである。
US 3541013は、臭化リチウムとチオシアン酸リチウム
とから成る吸収剤に関する。この混合物は、空気冷却式
冷凍装置において使用出来るようにまた腐食性が低くな
るように処方される。
とから成る吸収剤に関する。この混合物は、空気冷却式
冷凍装置において使用出来るようにまた腐食性が低くな
るように処方される。
従来公知の吸収剤を持つ根本的な欠点に鑑みて、吸収
剤として水に添加した場合、以下の条件を満たすことが
出来るような吸収剤の開発が、今日に到るまで強く要請
されている:即ち、 (a) ラウールの法則に従った理想的な挙動からの偏
位が大きい濃厚溶液を生成すること。
剤として水に添加した場合、以下の条件を満たすことが
出来るような吸収剤の開発が、今日に到るまで強く要請
されている:即ち、 (a) ラウールの法則に従った理想的な挙動からの偏
位が大きい濃厚溶液を生成すること。
(b) 晶出温度が0℃以下である溶液を生成するこ
と。
と。
(c) 熱容量が小さくかつ粘度が低い溶液を生成する
こと。
こと。
(d) 濃厚作動溶液として本来アルカリ性でありかつ
軟鋼、銅や真鍮などの金属類に対する腐食性が低いこと (e) 無毒で、生物分解性でありかつこぼれたり偶発
的に放出された場合でも環境に無害であること。
軟鋼、銅や真鍮などの金属類に対する腐食性が低いこと (e) 無毒で、生物分解性でありかつこぼれたり偶発
的に放出された場合でも環境に無害であること。
(f) 市販の吸収式冷凍システムに使用するうえで経
済的であること。
済的であること。
従って、本発明の第一の局面において、冷凍、空気調
整、ヒートポンプまたは脱湿などのシステムの吸収剤と
してギ酸カリウムを含有して成る溶液を使用することが
提供される。
整、ヒートポンプまたは脱湿などのシステムの吸収剤と
してギ酸カリウムを含有して成る溶液を使用することが
提供される。
本発明に従えば、ギ酸カリウムは溶液濃度が高い場合
には、晶出温度を0℃以下に保持しかつ複雑な処方添加
剤の不存在下でも金属類に対する腐食性が低くしかも高
度の蒸気圧抑制を促進することによって、従来公知の吸
収剤を性能の面で凌駕することが出来るのである。更に
は希釈溶液においては、ギ酸カリウムは、生物分解性で
あり、環境に対して無害であり(環境毒性が低い)かつ
低毒性である。また、濃厚水溶液においてもそのままで
pHがアルカリ性である。
には、晶出温度を0℃以下に保持しかつ複雑な処方添加
剤の不存在下でも金属類に対する腐食性が低くしかも高
度の蒸気圧抑制を促進することによって、従来公知の吸
収剤を性能の面で凌駕することが出来るのである。更に
は希釈溶液においては、ギ酸カリウムは、生物分解性で
あり、環境に対して無害であり(環境毒性が低い)かつ
低毒性である。また、濃厚水溶液においてもそのままで
pHがアルカリ性である。
ギ酸カリウムは、その溶解度の限界までの濃度で有用
である。好ましくは、この塩の濃度としては、冷凍、空
気調整、ヒートポンプまたは脱湿などのシステムの運転
操作中において晶出が生起しない程度とする。
である。好ましくは、この塩の濃度としては、冷凍、空
気調整、ヒートポンプまたは脱湿などのシステムの運転
操作中において晶出が生起しない程度とする。
好ましくは、溶液中におけるギ酸カリウムの全濃度
は、40重量%から90重量%まで、さらに好ましくは60重
量%から70重量%までである。
は、40重量%から90重量%まで、さらに好ましくは60重
量%から70重量%までである。
ギ酸カリウムは、従来使用されてきたの吸収流体用添
加剤との相溶性がよく、しかも例えば臭化リチウムなど
の他の公知の吸収剤と組合わせて使用すると、混合塩型
のブライン組成物が得られる。特に混合型組成物におい
ては、ギ酸カリウムの濃度は、上記した数値である40w/
w%以下であればよい。
加剤との相溶性がよく、しかも例えば臭化リチウムなど
の他の公知の吸収剤と組合わせて使用すると、混合塩型
のブライン組成物が得られる。特に混合型組成物におい
ては、ギ酸カリウムの濃度は、上記した数値である40w/
w%以下であればよい。
ギ酸カリウムはまた、臭化リチウムをベースとした吸
収剤などの現行の吸収剤に添加して、その晶出温度を低
下させることによって性能を増大させることが出来ると
共に不安定な成分が酸化劣化するのを防止することも出
来る。
収剤などの現行の吸収剤に添加して、その晶出温度を低
下させることによって性能を増大させることが出来ると
共に不安定な成分が酸化劣化するのを防止することも出
来る。
その他のギ酸や酢酸のアルカリ金属塩でも、特別な性
質を付与するためにギ酸カリウムと組合せて使用可能の
ものが幾つかある。具体的には、酢酸ルビジウムや酢酸
セシウムは、溶液の凝固点を変えために使用することが
可能である。
質を付与するためにギ酸カリウムと組合せて使用可能の
ものが幾つかある。具体的には、酢酸ルビジウムや酢酸
セシウムは、溶液の凝固点を変えために使用することが
可能である。
このような付加的な吸収剤は好ましくは、含まれる全
てのアルカリ金属塩に対して50%までの量で使用する。
てのアルカリ金属塩に対して50%までの量で使用する。
本発明の溶液は通常水溶液である。もっとも他の適当
な極性溶媒、例えばアンモニア、メタノール又はその組
合せを使用してもよい。このような吸収剤溶液は、大半
が水、アンモニアまたはメタノールである冷媒蒸気が得
られるような処方とすればよい。
な極性溶媒、例えばアンモニア、メタノール又はその組
合せを使用してもよい。このような吸収剤溶液は、大半
が水、アンモニアまたはメタノールである冷媒蒸気が得
られるような処方とすればよい。
このような吸収剤は、更には腐食防止剤を包含しても
よい。
よい。
かかる腐食防止剤は、一価アルコール、多価アルコー
ル、トリアゾール化合物、モリブデン酸のアルカリ金属
塩またはこれらの二種以上の混合物であればよい。
ル、トリアゾール化合物、モリブデン酸のアルカリ金属
塩またはこれらの二種以上の混合物であればよい。
ギ酸カリウムの溶液は、濃度が上記に特定した範囲に
ある場合、低い蒸気圧、アルカリ性pH、低い晶出温度お
よび低い粘度という有利な組合せを得るうえで特に適し
ているのである。
ある場合、低い蒸気圧、アルカリ性pH、低い晶出温度お
よび低い粘度という有利な組合せを得るうえで特に適し
ているのである。
吸収システムにおいてギ酸カリウムが持つもう一つの
重要な利点は、フリーラジカル捕捉作用が強いので、腐
食速度を低下させ、蒸気圧を降下させかつ滑吸収効率を
増大させるために吸収流体に通常添加される多価アルコ
ールの酸化劣化の速度を低減させる能力を有するという
ことである。
重要な利点は、フリーラジカル捕捉作用が強いので、腐
食速度を低下させ、蒸気圧を降下させかつ滑吸収効率を
増大させるために吸収流体に通常添加される多価アルコ
ールの酸化劣化の速度を低減させる能力を有するという
ことである。
ギ酸カリウムのまた別の利点は、毒性が比較的低いと
いことである:即ち、固型のギ酸カリウムは、ラットに
おけるLD50値が5.5g/kgでありまた魚類のLC50が1から2
g/まである。ギ酸カリウムの希釈溶液の90%は、14日
経過とすると分解する。
いことである:即ち、固型のギ酸カリウムは、ラットに
おけるLD50値が5.5g/kgでありまた魚類のLC50が1から2
g/まである。ギ酸カリウムの希釈溶液の90%は、14日
経過とすると分解する。
第二の局面において、本発明は、吸収剤を用いた冷
凍、空気調整、ヒートポンプまたは脱湿などのシステム
を運転・操作する方法において、当該吸収剤がギ酸カリ
ウムを含有して成る溶液である運転・操作方法を提供す
る。
凍、空気調整、ヒートポンプまたは脱湿などのシステム
を運転・操作する方法において、当該吸収剤がギ酸カリ
ウムを含有して成る溶液である運転・操作方法を提供す
る。
本発明のもう一つの局面においては、ギ酸カリウムを
含有して成る吸収剤を用いた冷凍システム、空気調整シ
ステム、ヒートポンプ、脱湿機またはこれらの構成要素
が提供される。
含有して成る吸収剤を用いた冷凍システム、空気調整シ
ステム、ヒートポンプ、脱湿機またはこれらの構成要素
が提供される。
このような構成要素としては、例えば空気を当該吸収
剤溶液中を通過させて空気の脱湿を行う、空気調整シス
テムの構成要素が挙げられる。またはその代わりに、か
かる構成要素は、吸収型の冷凍システムまたはヒートポ
ンプの発生器または吸収器であってもよい。
剤溶液中を通過させて空気の脱湿を行う、空気調整シス
テムの構成要素が挙げられる。またはその代わりに、か
かる構成要素は、吸収型の冷凍システムまたはヒートポ
ンプの発生器または吸収器であってもよい。
第1図は、本発明の吸収剤溶液を用いるのに適した空
気調整装置のうちの吸収型冷凍システムの一例を示す概
略図である。
気調整装置のうちの吸収型冷凍システムの一例を示す概
略図である。
第2図は、空気調整システムの構成要素として使用す
る脱湿器の一つの例を示す概略図である。
る脱湿器の一つの例を示す概略図である。
第3図は、実施例2において記載した溶液の凝固点の
変化を示す曲線である。
変化を示す曲線である。
第4図は、実施例3において記載した溶液の蒸気圧の
変化を示す曲線である。
変化を示す曲線である。
第1図の吸収型冷却システムは、当該技術分野におい
て広く公知となっている型式のシステムである。このシ
ステムは、閉止されたシステムであり、発生器2、コン
デンサー4、蒸発器6、吸収器8および熱交換器から構
成される。発生器2は、パイプ12によってコンデンサー
4に接続され、コンデンサー4は、パイプ14によって蒸
発器6に接続され、また蒸発器6は次に、パイプ16によ
って吸収器8に接続される。発生器2および吸収器8
は、パイプ18、20によって熱交換器19を経由して接続さ
れる。
て広く公知となっている型式のシステムである。このシ
ステムは、閉止されたシステムであり、発生器2、コン
デンサー4、蒸発器6、吸収器8および熱交換器から構
成される。発生器2は、パイプ12によってコンデンサー
4に接続され、コンデンサー4は、パイプ14によって蒸
発器6に接続され、また蒸発器6は次に、パイプ16によ
って吸収器8に接続される。発生器2および吸収器8
は、パイプ18、20によって熱交換器19を経由して接続さ
れる。
冷媒の蒸気(この場合は水蒸気)は、蒸発器6から吸
収器8に移行しまた発生器2からコンデンサー4に移行
することが可能である。
収器8に移行しまた発生器2からコンデンサー4に移行
することが可能である。
発生器2は一部分だけ、ギ酸カリウムの65重量%(w/
w)の水溶液である吸収剤溶液22で満たされる。この発
生器2は、吸収剤溶液22に浸漬された加熱コイル24を有
する。このコイル24には、別の加熱装置(図示していな
い)で生成させた熱水またはスチームによって熱が供給
される。溶液22が加熱されると、水は蒸発される。生成
した水蒸気は、パイプ12を通過してコンデンサー4に到
る。このコンデンサー4には、冷却コイル26があり、こ
のコイル26中を冷却水が貫流させられる。水蒸気は、コ
ンデンサー4の基底部で凝縮させられる。コンデンサー
4の圧力は、冷却温度によって決められるが、この場合
凝縮水の温度はほぼ36℃であり、圧力としてほぼ6.9kPa
に相当する。液体の水28は、加圧下でパイプ14を経由し
て蒸発器6に送られる。このパイプ14は、蒸発器6の内
部で一連のシャワーヘッド膨脹弁30の中で終結する。水
は膨脹してこの弁30を通過し、蒸発器6の中においてほ
ぼ4.5℃の液体の水および水蒸気となる。この液体の水
は、冷媒32として作動するが、蒸発器6の基底部に集ま
り、水で満たされた熱伝導コイル34を覆うのである。冷
却された水冷媒32は、コイル34から熱を吸収するが、こ
のコイルもまた空気調整装置プレナム(図示していな
い)と連通している。弁30によって生成した水蒸気は、
蒸発器6から除去され、ほぼ0.69kPaの低圧下でパイプ1
6を通過して吸収器8に供給される。
w)の水溶液である吸収剤溶液22で満たされる。この発
生器2は、吸収剤溶液22に浸漬された加熱コイル24を有
する。このコイル24には、別の加熱装置(図示していな
い)で生成させた熱水またはスチームによって熱が供給
される。溶液22が加熱されると、水は蒸発される。生成
した水蒸気は、パイプ12を通過してコンデンサー4に到
る。このコンデンサー4には、冷却コイル26があり、こ
のコイル26中を冷却水が貫流させられる。水蒸気は、コ
ンデンサー4の基底部で凝縮させられる。コンデンサー
4の圧力は、冷却温度によって決められるが、この場合
凝縮水の温度はほぼ36℃であり、圧力としてほぼ6.9kPa
に相当する。液体の水28は、加圧下でパイプ14を経由し
て蒸発器6に送られる。このパイプ14は、蒸発器6の内
部で一連のシャワーヘッド膨脹弁30の中で終結する。水
は膨脹してこの弁30を通過し、蒸発器6の中においてほ
ぼ4.5℃の液体の水および水蒸気となる。この液体の水
は、冷媒32として作動するが、蒸発器6の基底部に集ま
り、水で満たされた熱伝導コイル34を覆うのである。冷
却された水冷媒32は、コイル34から熱を吸収するが、こ
のコイルもまた空気調整装置プレナム(図示していな
い)と連通している。弁30によって生成した水蒸気は、
蒸発器6から除去され、ほぼ0.69kPaの低圧下でパイプ1
6を通過して吸収器8に供給される。
吸収器28においては、この水蒸気は、ギ酸カリウムの
濃厚水溶液36のシャワーに暴露され、これによって水蒸
気が吸収されて、ギ酸カリウムの希釈溶液38が生成され
る。ギ酸カリウムの濃厚溶液36は、発生器2によって生
成され、シャワーヘッド40で終結するパイプ20を介して
吸収器8に供給される。水蒸気が吸収剤36によって吸収
されるために熱が放出され、その結果冷却コイル42が、
ギ酸カリウムの希釈溶液38中に浸漬された吸収器8の底
部に設けられるのである。このコイル42の冷却水は、コ
ンデンサー4のコイル26の出口部から取り出され、次い
て空気冷却されたラジエータ(図示していない)に供給
され、その後コンデンサー4の冷却コアイル26に循環還
流される。吸収器内に集められた希薄ギ酸塩溶液38は、
ポンプ44によってパイプ18を経由して発生器10に送られ
て、濃縮され、次いで循環される。
濃厚水溶液36のシャワーに暴露され、これによって水蒸
気が吸収されて、ギ酸カリウムの希釈溶液38が生成され
る。ギ酸カリウムの濃厚溶液36は、発生器2によって生
成され、シャワーヘッド40で終結するパイプ20を介して
吸収器8に供給される。水蒸気が吸収剤36によって吸収
されるために熱が放出され、その結果冷却コイル42が、
ギ酸カリウムの希釈溶液38中に浸漬された吸収器8の底
部に設けられるのである。このコイル42の冷却水は、コ
ンデンサー4のコイル26の出口部から取り出され、次い
て空気冷却されたラジエータ(図示していない)に供給
され、その後コンデンサー4の冷却コアイル26に循環還
流される。吸収器内に集められた希薄ギ酸塩溶液38は、
ポンプ44によってパイプ18を経由して発生器10に送られ
て、濃縮され、次いで循環される。
熱交換器10は、吸収器8と発生器2との間に設けられ
るが、その目的は、本システムのエネルギー消費量を減
らすためである。パイプ18の中にある低温の希薄ギ酸塩
溶液は、発生器2の内部に導入する前にパイプ20の中に
ある高温の濃厚ギ酸塩溶液によって加熱される。このパ
イプ20の中の濃厚ギ酸塩溶液は、吸収器8の中に導入す
る前に冷却される。
るが、その目的は、本システムのエネルギー消費量を減
らすためである。パイプ18の中にある低温の希薄ギ酸塩
溶液は、発生器2の内部に導入する前にパイプ20の中に
ある高温の濃厚ギ酸塩溶液によって加熱される。このパ
イプ20の中の濃厚ギ酸塩溶液は、吸収器8の中に導入す
る前に冷却される。
使用時においては、高温水またはスチームは、発生器
2の加熱コイル24に供給され、また冷却水は、凝縮器4
の冷却コイルに供給され、次いで吸収器8の冷却コイル
42に供給される。ポンプ44は、希薄吸収剤を級数器8か
ら発生器2にポンプ送液する。これらの操作によって、
液状冷媒は凝縮器4から蒸発器6へと一方方向に流動
し、また吸収剤は発生器2と吸収器8との間を循環する
ことになる。その結果、この空気調整装置のプレナムが
冷却されることになる。
2の加熱コイル24に供給され、また冷却水は、凝縮器4
の冷却コイルに供給され、次いで吸収器8の冷却コイル
42に供給される。ポンプ44は、希薄吸収剤を級数器8か
ら発生器2にポンプ送液する。これらの操作によって、
液状冷媒は凝縮器4から蒸発器6へと一方方向に流動
し、また吸収剤は発生器2と吸収器8との間を循環する
ことになる。その結果、この空気調整装置のプレナムが
冷却されることになる。
本発明の吸収剤溶液は、第2図において概略を示した
脱湿機にも使用することが出来る。
脱湿機にも使用することが出来る。
第2図に示した脱湿機器は、空気空間部48と濃厚吸収
剤溶液を噴霧するための一連の低圧スプレー50とを有す
る脱湿チャンバー46から形成される。このチャンバー46
は、入口部52と脱湿空気の出口部54を有している。この
チャンバー46の基底部は、希釈された吸収剤溶液の受容
器として機能する。供給パイプ56は、このチャンバー46
の基底部から濃厚吸収剤溶液を生成するボイラー58まで
走行している。熱交換器62は、このボイラー58とチャン
バー46との間に設けられる。
剤溶液を噴霧するための一連の低圧スプレー50とを有す
る脱湿チャンバー46から形成される。このチャンバー46
は、入口部52と脱湿空気の出口部54を有している。この
チャンバー46の基底部は、希釈された吸収剤溶液の受容
器として機能する。供給パイプ56は、このチャンバー46
の基底部から濃厚吸収剤溶液を生成するボイラー58まで
走行している。熱交換器62は、このボイラー58とチャン
バー46との間に設けられる。
動作時においては、このシステムにはギ酸カリウムの
濃厚溶液が供給される。湿気の高い大気をファン(図示
していない)によって入口部52を経由してチャンバー46
の空気空間部48に引き込み、濃厚ギ酸カリウム溶液をス
プレー50からこの空間48の内部に噴霧する。吸収剤の噴
霧によって、空気から湿気が吸収され、かくして空気が
乾燥される。脱湿された空気は、出口部54を経由して排
出される。吸収剤溶液は、空気から湿気が吸収されるた
め希釈され、希釈された吸収剤は、チャンバー46の基底
部に集まり、供給パイプ56によって熱交換器62を経由し
てボイラー58に送り返されるのである。この加熱要素64
は吸収剤溶液を加熱し、その結果水蒸気は沸騰して除か
れ、出口部68を通って排出される。ボイラーによって生
成された高温の濃厚吸収剤溶液は、ポンプによってパイ
プ60を経由してチャンバー46のスプレー50に液送される
が、パイプ60の中の熱は大半が熱交換器でパイプ56に移
送される。
濃厚溶液が供給される。湿気の高い大気をファン(図示
していない)によって入口部52を経由してチャンバー46
の空気空間部48に引き込み、濃厚ギ酸カリウム溶液をス
プレー50からこの空間48の内部に噴霧する。吸収剤の噴
霧によって、空気から湿気が吸収され、かくして空気が
乾燥される。脱湿された空気は、出口部54を経由して排
出される。吸収剤溶液は、空気から湿気が吸収されるた
め希釈され、希釈された吸収剤は、チャンバー46の基底
部に集まり、供給パイプ56によって熱交換器62を経由し
てボイラー58に送り返されるのである。この加熱要素64
は吸収剤溶液を加熱し、その結果水蒸気は沸騰して除か
れ、出口部68を通って排出される。ボイラーによって生
成された高温の濃厚吸収剤溶液は、ポンプによってパイ
プ60を経由してチャンバー46のスプレー50に液送される
が、パイプ60の中の熱は大半が熱交換器でパイプ56に移
送される。
ギ酸カリウムの一つの利点は、毒性が低いため、脱湿
された空気流中に微細な液滴が飛沫同伴しても健康には
重大な危険性をもたらさないことである。上記した脱湿
器は、脱湿空気を冷気する手段と組合せることが出来
る。
された空気流中に微細な液滴が飛沫同伴しても健康には
重大な危険性をもたらさないことである。上記した脱湿
器は、脱湿空気を冷気する手段と組合せることが出来
る。
実施例 1− 腐食試験 秤量したスチール片を空気の存在下において本発明の
溶液中に浸漬し、所定の温度で所定の時間一定の速度の
車輪で回転させることによって、本発明に従った溶液を
全英腐食技術者協会が認定した動的車輪腐食試験法に供
した。試験終了後このスチール片を再度秤量し、次いで
試験溶液と空気に暴露して生じた重量減少を算定するこ
とによって、腐食を評価する。
溶液中に浸漬し、所定の温度で所定の時間一定の速度の
車輪で回転させることによって、本発明に従った溶液を
全英腐食技術者協会が認定した動的車輪腐食試験法に供
した。試験終了後このスチール片を再度秤量し、次いで
試験溶液と空気に暴露して生じた重量減少を算定するこ
とによって、腐食を評価する。
65%(w/w)のギ酸カリウムの水溶液を調製したが、
この溶液は、粘度が20℃において5cpsでありまた晶出温
度が−20℃であった。この溶液上における蒸気圧は、AS
TM 3244−77/P3の方法で測定したところ、25℃において
は1.65kPa(0.24psi)でありまた60℃においては7.86kP
a(1.14psi)であった。
この溶液は、粘度が20℃において5cpsでありまた晶出温
度が−20℃であった。この溶液上における蒸気圧は、AS
TM 3244−77/P3の方法で測定したところ、25℃において
は1.65kPa(0.24psi)でありまた60℃においては7.86kP
a(1.14psi)であった。
寸法が縦1インチ、横3インチの1018スチール片をス
チールウールを用いてキシレン、イソプロピルアルコー
ルおよびアセトン中で順次洗浄し、65℃のオーブンで乾
燥し、分析用天びん0.1mgの精度にまで秤量した。8オ
ンスの四角の瓶を試験溶液で半分満たし、試験片をこの
瓶の中に挿入し、次いで瓶のキャップに取り付けたナイ
ロン製クランプで所定の位置に保持した。この瓶をしっ
かりとキャップで栓をし、標準試験車輪に載せて、75℃
において24時間10rpmの速度で回転させた。
チールウールを用いてキシレン、イソプロピルアルコー
ルおよびアセトン中で順次洗浄し、65℃のオーブンで乾
燥し、分析用天びん0.1mgの精度にまで秤量した。8オ
ンスの四角の瓶を試験溶液で半分満たし、試験片をこの
瓶の中に挿入し、次いで瓶のキャップに取り付けたナイ
ロン製クランプで所定の位置に保持した。この瓶をしっ
かりとキャップで栓をし、標準試験車輪に載せて、75℃
において24時間10rpmの速度で回転させた。
次に、試験片を取り出し、よく洗浄し、乾燥してから
秤量した。以下の式を用いて、重量減少を腐食速度(1
年当たりの長さ、mm)に変換した: 腐食速度 = [重量減少(g)×22,300]/[面積
×金属の密度×時間] 上式において、面積=試験片の面積平方インチ) 密度=金属の密度(g/cm3) 時間=試験期間(日) このスチール片は、全般的な腐食の証拠がほんの僅か
認められたに過ぎず、1.0mm/年以下に相当する腐食速度
と測定された。
秤量した。以下の式を用いて、重量減少を腐食速度(1
年当たりの長さ、mm)に変換した: 腐食速度 = [重量減少(g)×22,300]/[面積
×金属の密度×時間] 上式において、面積=試験片の面積平方インチ) 密度=金属の密度(g/cm3) 時間=試験期間(日) このスチール片は、全般的な腐食の証拠がほんの僅か
認められたに過ぎず、1.0mm/年以下に相当する腐食速度
と測定された。
実施例 2− 凝固点測定 40%(w/w)から64%(w/w)までのギ酸カリウムの溶
液を調製し、それぞれの凝固点を測定した。40%(w/
w)から75%(w/w)までの臭化リチウムの溶液の凝固点
も測定した。これらの結果を第3図に示す。60%(w/
w)から70%(w/w)までの濃度範囲においては、ギ酸カ
リウム溶液は−60℃と−25℃の間におい凍結・凝固する
が、このことは、同一濃度の臭化リチウム溶液が何も0
℃以上で凍結・凝固するのと対照的である。凝固点測定
結果から、ギ酸カリウムは、臭化リチウムとは異なって
吸収式冷凍システムおよび空気調製システムにおいて吸
収剤としての機能をも同様に有することが可能であると
いうことが判る。
液を調製し、それぞれの凝固点を測定した。40%(w/
w)から75%(w/w)までの臭化リチウムの溶液の凝固点
も測定した。これらの結果を第3図に示す。60%(w/
w)から70%(w/w)までの濃度範囲においては、ギ酸カ
リウム溶液は−60℃と−25℃の間におい凍結・凝固する
が、このことは、同一濃度の臭化リチウム溶液が何も0
℃以上で凍結・凝固するのと対照的である。凝固点測定
結果から、ギ酸カリウムは、臭化リチウムとは異なって
吸収式冷凍システムおよび空気調製システムにおいて吸
収剤としての機能をも同様に有することが可能であると
いうことが判る。
実施例 3− 蒸気圧測定 60%(w/w)から70%(w/w)までのギ酸カリウム水溶
液を調製した。これらの溶液は、粘度が20℃において7c
Ps以下でありまた晶出温度が、30℃と−50℃との間であ
った。56%(w/w)の臭化リチウム溶液も調製した。そ
れぞれの塩の溶液の上方における水の蒸気圧をASTM試験
方法D445に従って測定した。これらの結果を第4図に示
す。ギ酸カリウム溶液の蒸気圧は、30℃において3.9と
5.5ミリバールの範囲にあるが、これは、臭化リチウム
の56%(w/w)溶液の蒸気圧に比肩するものである。
液を調製した。これらの溶液は、粘度が20℃において7c
Ps以下でありまた晶出温度が、30℃と−50℃との間であ
った。56%(w/w)の臭化リチウム溶液も調製した。そ
れぞれの塩の溶液の上方における水の蒸気圧をASTM試験
方法D445に従って測定した。これらの結果を第4図に示
す。ギ酸カリウム溶液の蒸気圧は、30℃において3.9と
5.5ミリバールの範囲にあるが、これは、臭化リチウム
の56%(w/w)溶液の蒸気圧に比肩するものである。
実施例 4− ギ酸カリウム水溶液の物性 第1表および第2表に、濃度が20%(w/w)と70%(w
/w)との間にあるギ酸カリウム水溶液で測定したいくつ
かの物性をまとめて示す。第2表には、種々の溶液濃度
について異なる温度で行ったReid蒸気圧(ASTM D445試
験方法)の測定結果をミリバールで示す。
/w)との間にあるギ酸カリウム水溶液で測定したいくつ
かの物性をまとめて示す。第2表には、種々の溶液濃度
について異なる温度で行ったReid蒸気圧(ASTM D445試
験方法)の測定結果をミリバールで示す。
40%から70%(w/w)までの濃度範囲においては、ギ
酸カリウムは、吸収式の冷凍システム、空気調整システ
ム、ヒートポンプまたは脱湿装置に有用である吸収剤と
なるような多くの物理的および化学的性質を有してい
る。例えば、晶出温度が低いなどがそうである。晶出
は、−36℃以下の温度において生起する。第1表におい
ては、晶出温度の記載は、ベックマンの方法によって測
定した所謂“真の晶出温度”である。また、これらのギ
酸カリウム溶液は、蒸気圧が低く、pHがアルカリ性であ
り、また抗酸化性が強いほか、粘度も異常に低いのであ
る。
酸カリウムは、吸収式の冷凍システム、空気調整システ
ム、ヒートポンプまたは脱湿装置に有用である吸収剤と
なるような多くの物理的および化学的性質を有してい
る。例えば、晶出温度が低いなどがそうである。晶出
は、−36℃以下の温度において生起する。第1表におい
ては、晶出温度の記載は、ベックマンの方法によって測
定した所謂“真の晶出温度”である。また、これらのギ
酸カリウム溶液は、蒸気圧が低く、pHがアルカリ性であ
り、また抗酸化性が強いほか、粘度も異常に低いのであ
る。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 15/00 C09K 5/04
Claims (12)
- 【請求項1】溶液の少なくとも40重量%のギ酸カリウム
を含有して成る溶液を冷凍、空気調整、ヒートポンプま
たは脱湿のシステムの蒸気吸収剤として用いる使用法。 - 【請求項2】溶液中のギ酸カリウムの全濃度が、溶液の
40重量%から90重量%までである、特許請求の範囲第1
項において記載された使用法。 - 【請求項3】前記溶液が更にギ酸カリウム以外の塩を含
有して成る、特許請求の範囲第1項または第2項におい
て記載された使用法。 - 【請求項4】前記他の塩が、酢酸ルビジウム、酢酸セシ
ウム、ギ酸ルビジウムまたはギ酸セシウムの内の一種ま
たはそれ以上である、特許請求の範囲第3項において記
載された使用法。 - 【請求項5】前記溶液が更に腐食防止剤を含有して成
る、特許請求の範囲第1項から第4項までの内の何れか
一項において記載された使用法。 - 【請求項6】該腐食防止剤が、一価アルコール、多価ア
ルコール、トリアゾール化合物、モリブデン酸のアルカ
リ金属塩またはこれらのうちの二種以上の混合物であ
る、特許請求の範囲第5項において記載された使用法。 - 【請求項7】該溶液が、水、アンモニア若しくはメタノ
ールまたはこれらの二種以上の組合せを含有して成る、
特許請求の範囲第1項から第6項までの内の何れか一項
において記載された使用法。 - 【請求項8】溶液の少なくとも40重量%のギ酸カリウム
を含有して成る蒸気吸収剤を用いて冷凍、空気調整、ヒ
ートポンプまたは脱湿のシステムを運転・操作する方
法。 - 【請求項9】吸収剤溶液中のギ酸カリウムの全量が、該
溶液の40重量%から90重量%まで、好ましくは40重量%
から75重量%まで、より好ましくは60重量%から70重量
%までである、特許請求の範囲第8項において記載され
た方法。 - 【請求項10】該溶液の冷媒成分が水である、特許請求
の範囲第8項または第9項において記載された方法。 - 【請求項11】溶液の少なくとも40重量%のギ酸カリウ
ム溶液から成る蒸気吸収剤を用いる、冷凍システム、空
気調整システム、ヒートポンプ、脱湿システムまたはこ
れらの構成要素。 - 【請求項12】該吸収剤が特許請求の範囲第2項から第
7項までの内の何れか一項において定義されている吸収
剤である、特許請求の範囲第11項において請求されたシ
ステム。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB919123794A GB9123794D0 (en) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | Vapour absorbent compositions |
GB9123794.1 | 1991-11-08 | ||
PCT/GB1992/002050 WO1993009198A1 (en) | 1991-11-08 | 1992-11-05 | Vapour absorbent compositions |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07500902A JPH07500902A (ja) | 1995-01-26 |
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Family
ID=10704330
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05508282A Expired - Fee Related JP3078837B2 (ja) | 1991-11-08 | 1992-11-05 | 蒸気吸収剤組成物 |
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Country | Link |
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BR (1) | BR9206726A (ja) |
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DK (1) | DK0611388T3 (ja) |
ES (1) | ES2093853T3 (ja) |
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GR (1) | GR3021880T3 (ja) |
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FI954953A (fi) * | 1995-10-17 | 1997-04-18 | Abb Installaatiot Oy | Lämmösiirtoneste |
DE19618267A1 (de) * | 1996-05-07 | 1997-11-13 | Linde Ag | Wäßrige Kaliumformiat/Kaliumcarbonatlösung |
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US6503420B1 (en) * | 1997-10-06 | 2003-01-07 | Fmc Corporation | Anti-corrosion solutions for air dehumidification systems |
NO314905B1 (no) * | 1998-02-27 | 2003-06-10 | Johan Hamarsnes | Anvendelse av kaliumformiat og fremgangsmåte for miljövennlig opplösning avtåke |
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FI112950B (fi) * | 1999-12-02 | 2004-02-13 | Kemira Oyj | Muurahaishapon suolojen ja niiden vesiliuosten käyttö hydrauliikkaväliaineena ja -väliaineessa |
US6620341B1 (en) | 1999-12-23 | 2003-09-16 | Fmc Corporation | Corrosion inhibitors for use in oil and gas wells and similar applications |
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