JP3279779B2 - 吸収式ヒ−トポンプ用水溶液組成物 - Google Patents
吸収式ヒ−トポンプ用水溶液組成物Info
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- Y02B30/62—Absorption based systems
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- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、吸収式ヒ−トポンプに
使用される作動媒体組成物に関し、より具体的には、炭
素鋼系鉄製材質を構成材料とする吸収式ヒ−トポンプに
おいて使用する、水を冷媒とし、吸収剤の成分としてヨ
ウ化物を含む吸収式ヒ−トポンプ用の水溶液組成物に関
する。
使用される作動媒体組成物に関し、より具体的には、炭
素鋼系鉄製材質を構成材料とする吸収式ヒ−トポンプに
おいて使用する、水を冷媒とし、吸収剤の成分としてヨ
ウ化物を含む吸収式ヒ−トポンプ用の水溶液組成物に関
する。
【０００２】
【従来の技術】吸収式ヒ−トポンプに使用される作動媒
体としては、これまで種々のものが提案されてきてお
り、特に、水とアンモニア（ＮＨ3 ：冷媒）との組み合
わせからなるもの、水とハロゲン化塩との組み合わせか
らなるものは、現に実用化されている。
体としては、これまで種々のものが提案されてきてお
り、特に、水とアンモニア（ＮＨ3 ：冷媒）との組み合
わせからなるもの、水とハロゲン化塩との組み合わせか
らなるものは、現に実用化されている。
【０００３】このうち、水とハロゲン化塩とからなる作
動媒体では、水を冷媒とし、吸収剤成分としてハロゲン
化塩を用いるものであるが、このハロゲン化塩として
は、その主要成分として、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）や
塩化リチウム（ＬｉＣｌ）が使用されている。
動媒体では、水を冷媒とし、吸収剤成分としてハロゲン
化塩を用いるものであるが、このハロゲン化塩として
は、その主要成分として、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）や
塩化リチウム（ＬｉＣｌ）が使用されている。
【０００４】しかし、例えば、上記実質上水と臭化リチ
ウムとだけからなる系では、装置を小型化したり、空冷
化するためには、その水溶液中の臭化リチウムの濃度を
高くしなければならないが、そうすると臭化リチウムが
晶出することとなり、ある程度以上の小型化や空冷化は
困難であった。
ウムとだけからなる系では、装置を小型化したり、空冷
化するためには、その水溶液中の臭化リチウムの濃度を
高くしなければならないが、そうすると臭化リチウムが
晶出することとなり、ある程度以上の小型化や空冷化は
困難であった。
【０００５】この結晶限界を改良するために、この水と
臭化リチウムとからなる水溶液組成物に臭化亜鉛や塩化
亜鉛を添加することが提案されているが、これらを加え
た系では、その水溶液自体が酸性となり、きわめて強い
腐食性を示すだけではなく、１０重量％程度以下の希薄
溶液では水酸化亜鉛の生成に伴う沈澱物が生じてしま
う。
臭化リチウムとからなる水溶液組成物に臭化亜鉛や塩化
亜鉛を添加することが提案されているが、これらを加え
た系では、その水溶液自体が酸性となり、きわめて強い
腐食性を示すだけではなく、１０重量％程度以下の希薄
溶液では水酸化亜鉛の生成に伴う沈澱物が生じてしま
う。
【０００６】吸収式ヒ−トポンプは、基本的には、発生
器、凝縮器、蒸発器及び吸収器から成るものであるが、
これら各装置は、軟鋼その他の炭素鋼系の鉄製材料、
銅、キュプロニッケル等の銅基合金、等の種々の材料で
構成されていおり、これらの材料のうち、特に高温で機
能する発生器を構成する炭素鋼系の鉄製材料に対する腐
食の問題は、上述吸収剤成分の晶出、沈澱物の生成の問
題とともに、充分に配慮されなければならない。
器、凝縮器、蒸発器及び吸収器から成るものであるが、
これら各装置は、軟鋼その他の炭素鋼系の鉄製材料、
銅、キュプロニッケル等の銅基合金、等の種々の材料で
構成されていおり、これらの材料のうち、特に高温で機
能する発生器を構成する炭素鋼系の鉄製材料に対する腐
食の問題は、上述吸収剤成分の晶出、沈澱物の生成の問
題とともに、充分に配慮されなければならない。
【０００７】吸収式ヒ−トポンプでは、順調な運転を維
持するため、系全体を完全な気密状態に保つ必要があ
り、この事は、同時に系の防食のためにも非常に重要な
ことであるが、それでもなお、水を冷媒とし、その吸収
剤として臭化リチウム、塩化リチウム等を使用する場
合、この作動媒体は、吸収式ヒ−トポンプを構成する前
述諸機器の主要構成材料である炭素鋼系の鉄製材料に対
して腐食性を有し、このため、通常、腐食防止用のイン
ヒビタ−の添加が必要不可欠である。
持するため、系全体を完全な気密状態に保つ必要があ
り、この事は、同時に系の防食のためにも非常に重要な
ことであるが、それでもなお、水を冷媒とし、その吸収
剤として臭化リチウム、塩化リチウム等を使用する場
合、この作動媒体は、吸収式ヒ−トポンプを構成する前
述諸機器の主要構成材料である炭素鋼系の鉄製材料に対
して腐食性を有し、このため、通常、腐食防止用のイン
ヒビタ−の添加が必要不可欠である。
【０００８】このインヒビタ−としては、例えばクロム
酸リチウム等のクロム酸塩、モリブデン酸リチウム等の
モリブデン酸塩、タングステン酸塩、亜硝酸塩、硝酸
塩、アゾ−ル塩、アミン類、等が提案されている。
酸リチウム等のクロム酸塩、モリブデン酸リチウム等の
モリブデン酸塩、タングステン酸塩、亜硝酸塩、硝酸
塩、アゾ−ル塩、アミン類、等が提案されている。
【０００９】ところで、特公平５−２８７５１号公報に
は、水とハロゲン化塩とからなる作動媒体において、晶
析限界を改良した新しい吸収冷凍機用吸収液が提案され
ている。これによれば、その成分として、臭化リチウ
ム、ヨウ化リチウム、塩化リチウム及び硝酸リチウムを
用い、これら各成分の割合を所定の範囲とすることによ
り、例えば水溶液中の吸収剤成分の濃度６３．６ｗｔ％
で晶出温度０．５°Ｃ、その濃度６２．０ｗｔ％で晶出
温度１．９°Ｃという成果が得られることが示されてい
る。
は、水とハロゲン化塩とからなる作動媒体において、晶
析限界を改良した新しい吸収冷凍機用吸収液が提案され
ている。これによれば、その成分として、臭化リチウ
ム、ヨウ化リチウム、塩化リチウム及び硝酸リチウムを
用い、これら各成分の割合を所定の範囲とすることによ
り、例えば水溶液中の吸収剤成分の濃度６３．６ｗｔ％
で晶出温度０．５°Ｃ、その濃度６２．０ｗｔ％で晶出
温度１．９°Ｃという成果が得られることが示されてい
る。
【００１０】この新しい作動媒体を使用する場合にも、
腐食防止に対する十分な配慮が必要であることに変わり
はなく、例えば、特開平１−１７４５８８号公報には、
特に腐食性が強い吸収液として「ヨウ化リチウム等を含
むハロゲン化リチウム塩水溶液」が指摘され、これを用
いる場合の対策が検討されている。
腐食防止に対する十分な配慮が必要であることに変わり
はなく、例えば、特開平１−１７４５８８号公報には、
特に腐食性が強い吸収液として「ヨウ化リチウム等を含
むハロゲン化リチウム塩水溶液」が指摘され、これを用
いる場合の対策が検討されている。
【００１１】上記公報によれば、この吸収液において
は、従来のインヒビタ−だけでは腐食抑制効果が十分で
はなかったところ、この問題点を、アンチモン化合物、
特に三酸化二アンチモンを添加することにより解決した
というものである。
は、従来のインヒビタ−だけでは腐食抑制効果が十分で
はなかったところ、この問題点を、アンチモン化合物、
特に三酸化二アンチモンを添加することにより解決した
というものである。
【００１２】そして、そこでは、その添加アンチモン化
合物の作用として、遊離したハロゲンをイオンに還元
させること及びハロゲンの遊離を抑制させること、添
加アンチモン化合物が吸収機内の銅及び鋼材料の表面に
吸着し、緻密な保護皮膜を形成させ、鉄及び鋼の溶出を
防ぐこと、の２点にあると指摘されている。
合物の作用として、遊離したハロゲンをイオンに還元
させること及びハロゲンの遊離を抑制させること、添
加アンチモン化合物が吸収機内の銅及び鋼材料の表面に
吸着し、緻密な保護皮膜を形成させ、鉄及び鋼の溶出を
防ぐこと、の２点にあると指摘されている。
【００１３】しかし、吸収剤の成分としてヨウ化リチウ
ムを添加するのは、化合物としてのヨウ化リチウム自体
の特性を利用するものであるから、これを用いるヒ−ト
ポンプの作動中に、遊離、生成したヨウ素を元のヨウ素
イオンに戻すというのではなく、ヨウ素が遊離、生成す
ること自体を抑制する必要があり、またその生成を、で
き得れば、皆無とするのが望ましい。
ムを添加するのは、化合物としてのヨウ化リチウム自体
の特性を利用するものであるから、これを用いるヒ−ト
ポンプの作動中に、遊離、生成したヨウ素を元のヨウ素
イオンに戻すというのではなく、ヨウ素が遊離、生成す
ること自体を抑制する必要があり、またその生成を、で
き得れば、皆無とするのが望ましい。
【００１４】本発明者等は、この観点から、これまで提
案されてきた、水を冷媒とし、ヨウ化リチウム等のヨウ
素化合物を含有するハロゲン化物を吸収剤とする種々の
水溶液組成物について、観察を続けた結果、その水溶液
組成物中にヨウ素が遊離し易いこと、そして特に硝酸塩
を含む場合に顕著であることを見い出した。以下の試験
は、その観察の一例を示すものである。
案されてきた、水を冷媒とし、ヨウ化リチウム等のヨウ
素化合物を含有するハロゲン化物を吸収剤とする種々の
水溶液組成物について、観察を続けた結果、その水溶液
組成物中にヨウ素が遊離し易いこと、そして特に硝酸塩
を含む場合に顕著であることを見い出した。以下の試験
は、その観察の一例を示すものである。
【００１５】《試験Ａ》溶液組成として、水３０６ｇ、
ＬｉＢｒ２６１ｇ、ＬｉＩ２５８ｇ、ＬｉＣｌ５３ｇ、
合計８７８ｇからなる溶液を調製し、この溶液にＬｉＯ
Ｈ２．４ｇを添加して試験液とした。なお、このＬｉＯ
Ｈは、溶液を腐食性の低いアルカリ性に保つために加え
るものである。
ＬｉＢｒ２６１ｇ、ＬｉＩ２５８ｇ、ＬｉＣｌ５３ｇ、
合計８７８ｇからなる溶液を調製し、この溶液にＬｉＯ
Ｈ２．４ｇを添加して試験液とした。なお、このＬｉＯ
Ｈは、溶液を腐食性の低いアルカリ性に保つために加え
るものである。
【００１６】 この溶液を後述実施例（含：比較例）の
場合と同じくチタンくり抜き容器に注入後、窒素雰囲
気、密封状態とし（金属クーポンなし）、容器内部温度
を１６０°Ｃに保ち、この状態を５００時間続けた後、
常温に至った時点で溶液を分析したところ、０．０００
１Ｎの遊離ヨウ素が生成していた。
場合と同じくチタンくり抜き容器に注入後、窒素雰囲
気、密封状態とし（金属クーポンなし）、容器内部温度
を１６０°Ｃに保ち、この状態を５００時間続けた後、
常温に至った時点で溶液を分析したところ、０．０００
１Ｎの遊離ヨウ素が生成していた。
【００１７】《試験例Ｂ》一方、硝酸塩を含む場合の溶
液組成として、水３０６ｇ、ＬｉＢｒ２２２ｇ、ＬｉＩ
２５８ｇ、ＬｉＣｌ４４ｇ、ＬｉＮＯ3 ４４ｇ、合計８
７４ｇからなる溶液に、ＬｉＯＨ２．４ｇを添加して試
験液とした。この溶液につき、試験例Ａの場合と同じ条
件で試験をし、溶液を分析したところ、０．００３Ｎの
遊離ヨウ素が生成していた。
液組成として、水３０６ｇ、ＬｉＢｒ２２２ｇ、ＬｉＩ
２５８ｇ、ＬｉＣｌ４４ｇ、ＬｉＮＯ3 ４４ｇ、合計８
７４ｇからなる溶液に、ＬｉＯＨ２．４ｇを添加して試
験液とした。この溶液につき、試験例Ａの場合と同じ条
件で試験をし、溶液を分析したところ、０．００３Ｎの
遊離ヨウ素が生成していた。
【００１８】そしてまた、本発明者等は、後に詳しく述
べるように、ヨウ化リチウムを含む水溶液中の遊離ヨウ
素が、同液中に浸漬されている炭素鋼の腐食を著しく促
進する事実を見出した。これはすなわち、ヨウ素が遊離
生成すること自体を抑制する必要性を裏付けるものであ
る。
べるように、ヨウ化リチウムを含む水溶液中の遊離ヨウ
素が、同液中に浸漬されている炭素鋼の腐食を著しく促
進する事実を見出した。これはすなわち、ヨウ素が遊離
生成すること自体を抑制する必要性を裏付けるものであ
る。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、本発明は、
炭素鋼系の鉄製材質を構成材料とする吸収式ヒ−トポン
プにおいて使用する、水を冷媒とし、吸収剤成分として
ヨウ化物を含む水溶液組成物において、ヨウ素が遊離、
生成すること自体を抑制ないし皆無とすることにより、
そこで使用される炭素鋼系の鉄製材の腐食を防止し、ま
た前述の諸欠点を有しない水溶液組成物を提供すること
を目的とする。
炭素鋼系の鉄製材質を構成材料とする吸収式ヒ−トポン
プにおいて使用する、水を冷媒とし、吸収剤成分として
ヨウ化物を含む水溶液組成物において、ヨウ素が遊離、
生成すること自体を抑制ないし皆無とすることにより、
そこで使用される炭素鋼系の鉄製材の腐食を防止し、ま
た前述の諸欠点を有しない水溶液組成物を提供すること
を目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明は、炭素鋼系の鉄
製材質を構成材料とする吸収式ヒ−トポンプにおいて使
用する、水を冷媒とし、吸収剤成分としてヨウ化物を含
む水溶液組成物において、この水溶液組成物に還元剤を
添加してなることを特徴とする吸収式ヒ−トポンプ用水
溶液組成物を提供するものである。ここで、「吸収式ヒ
−トポンプ」の語は、狭義のヒ−トポンプでなく、冷凍
機を含めた広義のヒ−トポンプの意味で使用している。
製材質を構成材料とする吸収式ヒ−トポンプにおいて使
用する、水を冷媒とし、吸収剤成分としてヨウ化物を含
む水溶液組成物において、この水溶液組成物に還元剤を
添加してなることを特徴とする吸収式ヒ−トポンプ用水
溶液組成物を提供するものである。ここで、「吸収式ヒ
−トポンプ」の語は、狭義のヒ−トポンプでなく、冷凍
機を含めた広義のヒ−トポンプの意味で使用している。
【００２１】また、本発明では、還元剤のうちでも、そ
の還元剤が亜硫酸水素ナトリウム（ＮａＨＳＯ3 ）であ
る場合が最も有効であることを見出した。この還元剤
は、ヨウ素が遊離、生成すること自体を抑制ないし皆無
とし、これによって吸収式ヒ−トポンプに使用される炭
素鋼系の鉄製材料の腐食を長期にわたり防止することが
できる。
の還元剤が亜硫酸水素ナトリウム（ＮａＨＳＯ3 ）であ
る場合が最も有効であることを見出した。この還元剤
は、ヨウ素が遊離、生成すること自体を抑制ないし皆無
とし、これによって吸収式ヒ−トポンプに使用される炭
素鋼系の鉄製材料の腐食を長期にわたり防止することが
できる。
【００２２】吸収式ヒ−トポンプ用の水溶液組成物に添
加されたインヒビタ−や還元剤は、吸収式ヒ−トポンプ
の長期にわたる作動中、次第に消耗されて行くが、特に
亜硫酸水素ナトリウムの場合には、その水溶液組成物に
対して比較的溶け易いため、必要な量だけ加えることが
でき、また予め過剰に添加しておくことができる等、こ
の点でも有利である。
加されたインヒビタ−や還元剤は、吸収式ヒ−トポンプ
の長期にわたる作動中、次第に消耗されて行くが、特に
亜硫酸水素ナトリウムの場合には、その水溶液組成物に
対して比較的溶け易いため、必要な量だけ加えることが
でき、また予め過剰に添加しておくことができる等、こ
の点でも有利である。
【００２３】また、本発明で、その対象とする、「水を
冷媒とし、吸収剤成分としてヨウ化物を含む水溶液組成
物」としては、単に水−ヨウ化リチウム系だけでなく、
水−臭化リチウム−ヨウ化リチウム系、水−ヨウ化リチ
ウム−硝酸リチウム系、臭化リチウム−ヨウ化リチウム
−塩化リチウム−硝酸リチウム系の吸収液、等を挙げる
ことができる。特に、ヨウ化リチウムと硝酸リチウムを
含む場合には、硝酸リチウムが酸化力をもち、そのまま
では遊離ヨウ素を生成し易いので、一層効果的である。
冷媒とし、吸収剤成分としてヨウ化物を含む水溶液組成
物」としては、単に水−ヨウ化リチウム系だけでなく、
水−臭化リチウム−ヨウ化リチウム系、水−ヨウ化リチ
ウム−硝酸リチウム系、臭化リチウム−ヨウ化リチウム
−塩化リチウム−硝酸リチウム系の吸収液、等を挙げる
ことができる。特に、ヨウ化リチウムと硝酸リチウムを
含む場合には、硝酸リチウムが酸化力をもち、そのまま
では遊離ヨウ素を生成し易いので、一層効果的である。
【００２４】また、上記還元剤として、亜硫酸水素ナト
リウムを使用する場合、その添加量としては、これを適
用しようとする水溶液に対するこの成分の溶解度まで可
能であるが、遊離ヨウ素の生成を抑制し、皆無とする限
度で、その水溶液中に添加されたヨウ化物の量等の如何
により適宜設定することができる。
リウムを使用する場合、その添加量としては、これを適
用しようとする水溶液に対するこの成分の溶解度まで可
能であるが、遊離ヨウ素の生成を抑制し、皆無とする限
度で、その水溶液中に添加されたヨウ化物の量等の如何
により適宜設定することができる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
がこの実施例に限定されないことは勿論である。
がこの実施例に限定されないことは勿論である。
【００２６】《実施例１》まず、吸収液組成として、
「６０％ＬｉＸｓ＋０．２％ＬｉＯＨ」の水溶液を調製
し、以降、実験内容に応じて、ＮａＨＳＯ3 の添加、そ
の濃度調整及びＩ2成分の濃度調整を行った。ここで、
ＬｉＸｓは、モル比で、ＬｉＢｒ：ＬｉＩ：ＬｉＣｌ：
ＬｉＮＯ3 ＝１００：７５：４１：２５の混合塩であ
る。
「６０％ＬｉＸｓ＋０．２％ＬｉＯＨ」の水溶液を調製
し、以降、実験内容に応じて、ＮａＨＳＯ3 の添加、そ
の濃度調整及びＩ2成分の濃度調整を行った。ここで、
ＬｉＸｓは、モル比で、ＬｉＢｒ：ＬｉＩ：ＬｉＣｌ：
ＬｉＮＯ3 ＝１００：７５：４１：２５の混合塩であ
る。
【００２７】また、そのＮａＨＳＯ3 の添加、その濃度
調整及びＩ2 成分の濃度調整については、次のとおりに
行った。上記水溶液中では、一部のＩ- の一部は酸化さ
れてＩ3 -として存在している。そこで、この基本溶液を
ＮａＨＳＯ3 で滴定して（２ＳＯ3 2-＋Ｉ2＝Ｓ2Ｏ6 2-＋
２Ｉ-）、液中のＩ2を還元し、この滴定終点時の組成を
基本組成とした（以下、この基本組成の溶液を、適宜
「基本水溶液」と指称する）。
調整及びＩ2 成分の濃度調整については、次のとおりに
行った。上記水溶液中では、一部のＩ- の一部は酸化さ
れてＩ3 -として存在している。そこで、この基本溶液を
ＮａＨＳＯ3 で滴定して（２ＳＯ3 2-＋Ｉ2＝Ｓ2Ｏ6 2-＋
２Ｉ-）、液中のＩ2を還元し、この滴定終点時の組成を
基本組成とした（以下、この基本組成の溶液を、適宜
「基本水溶液」と指称する）。
【００２８】上記滴定終点時でのＩ2 及びＮａＨＳＯ3
は、ともに０ｐｐｍであるが、これにさらにＮａＨＳＯ
3 を添加すると、ＮａＨＳＯ3 含有溶液となり、この場
合にはＩ2 は存在しない。これに対して、Ｉ2 含有溶液
については、基本水溶液すなわち上記滴定終点時の溶液
を、Ｐｔ電極を用いて定電流電解して得るが、この場
合、その通電量を変えることにより、各種濃度のＩ2 含
有溶液とする。
は、ともに０ｐｐｍであるが、これにさらにＮａＨＳＯ
3 を添加すると、ＮａＨＳＯ3 含有溶液となり、この場
合にはＩ2 は存在しない。これに対して、Ｉ2 含有溶液
については、基本水溶液すなわち上記滴定終点時の溶液
を、Ｐｔ電極を用いて定電流電解して得るが、この場
合、その通電量を変えることにより、各種濃度のＩ2 含
有溶液とする。
【００２９】一方、試験片としてＣ：０．０４９％、Ｓ
ｉ：０．０１０％、Ｍｎ：０．２５％、Ｐ：０．０１４
％、Ｓ：０．００９６％、Ｃｕ：０．０１０％、Ａｌ：
０．０４７％、Ｔｉ：０．００２％以下、Ｎｂ：０．０
０２％以下、残余：Ｆｅからなる炭素鋼を用い、この炭
素鋼板を約５×５×３０ｍｍ3 の柱状に切り出し、その
表面をＳｉＣ紙で研磨したものを用意した。
ｉ：０．０１０％、Ｍｎ：０．２５％、Ｐ：０．０１４
％、Ｓ：０．００９６％、Ｃｕ：０．０１０％、Ａｌ：
０．０４７％、Ｔｉ：０．００２％以下、Ｎｂ：０．０
０２％以下、残余：Ｆｅからなる炭素鋼を用い、この炭
素鋼板を約５×５×３０ｍｍ3 の柱状に切り出し、その
表面をＳｉＣ紙で研磨したものを用意した。
【００３０】以上の準備をした後、前述各種溶液を用い
て各種実験を実施したが、何れも次の手法により行っ
た。各水溶液を、テフロンで内張りをした内容積１ｌ
（１リットル）のチタンくり抜き容器に注入した後、そ
の水溶液中に上記試験片を懸吊し、そのチタンくり抜き
容器の上部に蓋をして高純度窒素ガスを用いて脱気後、
その内部を窒素雰囲気とし、密封状態とした。
て各種実験を実施したが、何れも次の手法により行っ
た。各水溶液を、テフロンで内張りをした内容積１ｌ
（１リットル）のチタンくり抜き容器に注入した後、そ
の水溶液中に上記試験片を懸吊し、そのチタンくり抜き
容器の上部に蓋をして高純度窒素ガスを用いて脱気後、
その内部を窒素雰囲気とし、密封状態とした。
【００３１】まず、「６０％ＬｉＸｓ＋０．２％ＬｉＯ
Ｈ」の水溶液中において、−８００ｍＶ、１時間の定電
位保持を行い、その後速やかに、上記各種溶液中で自然
浸漬を行い、自然浸漬電位の経時変化及び生じた食孔の
最大深さを測定した。また、各液中における炭素鋼の定
電位法孔食電位（Ｖｃ）又は動電位法孔食電位（Ｖｃ′
10）の測定を行い、自然浸漬電位（Ｅｓｐ）と比較し
た。
Ｈ」の水溶液中において、−８００ｍＶ、１時間の定電
位保持を行い、その後速やかに、上記各種溶液中で自然
浸漬を行い、自然浸漬電位の経時変化及び生じた食孔の
最大深さを測定した。また、各液中における炭素鋼の定
電位法孔食電位（Ｖｃ）又は動電位法孔食電位（Ｖｃ′
10）の測定を行い、自然浸漬電位（Ｅｓｐ）と比較し
た。
【００３２】なお、各試験における時間は、特に指摘し
ない限り、２０時間で実施し、試験温度については、各
溶液の沸点より約２゜Ｃ下（ＬｉＸｓ６０％の溶液では
１５０゜Ｃ）で行い、また電極電位は、室温のＳＣＥ
（飽和甘コウ電極電位）に照合して測定、表示した。
ない限り、２０時間で実施し、試験温度については、各
溶液の沸点より約２゜Ｃ下（ＬｉＸｓ６０％の溶液では
１５０゜Ｃ）で行い、また電極電位は、室温のＳＣＥ
（飽和甘コウ電極電位）に照合して測定、表示した。
【００３３】〈試験１〉以上の手法により、まず基本水
溶液（Ｉ2 及びＮａＨＳＯ3 ともに０ｐｐｍである）を
用いて試験をした。図１のとおり、この場合には、自然
電位（Ｅｓｐ）は、時間の経過とともに、穏やかな上昇
傾向を示し、１２００分（２０時間）経過後でも、動電
位法孔食電位（Ｖｃ′10）を超えることなく安定し、こ
の時点で生じたビット（試験片における最大侵食深さ）
は、８μｍと浅い。
溶液（Ｉ2 及びＮａＨＳＯ3 ともに０ｐｐｍである）を
用いて試験をした。図１のとおり、この場合には、自然
電位（Ｅｓｐ）は、時間の経過とともに、穏やかな上昇
傾向を示し、１２００分（２０時間）経過後でも、動電
位法孔食電位（Ｖｃ′10）を超えることなく安定し、こ
の時点で生じたビット（試験片における最大侵食深さ）
は、８μｍと浅い。
【００３４】〈試験２〉次に、基本水溶液に対して、Ｉ
2 を２２５ｐｐｍ存在させた溶液を用いて試験した。図
２のとおり、この場合の自然電位（Ｅｓｐ）は、試験片
浸漬後、速やかに動電位法孔食電位（Ｖｃ′10）を超え
て貴化し、１２００分（２０時間）後の最大侵食深さは
２４０μｍにも達した。
2 を２２５ｐｐｍ存在させた溶液を用いて試験した。図
２のとおり、この場合の自然電位（Ｅｓｐ）は、試験片
浸漬後、速やかに動電位法孔食電位（Ｖｃ′10）を超え
て貴化し、１２００分（２０時間）後の最大侵食深さは
２４０μｍにも達した。
【００３５】さらに、上記Ｉ2 の含有量を変え、そのＩ
2 を２２５ｐｐｍ〜９００ｐｐｍの濃度範囲で存在させ
た溶液を用いて試験したが、この範囲では、試験片浸漬
直後にすべてＥｓｐ，ｍａｘ＞Ｖｃ′10となり、２０時
間の浸漬後には、その深さが数百μｍに達する食孔が発
生した。
2 を２２５ｐｐｍ〜９００ｐｐｍの濃度範囲で存在させ
た溶液を用いて試験したが、この範囲では、試験片浸漬
直後にすべてＥｓｐ，ｍａｘ＞Ｖｃ′10となり、２０時
間の浸漬後には、その深さが数百μｍに達する食孔が発
生した。
【００３６】〈試験３〉以上の試験１〜２をさらに敷衍
し、滴定終点溶液を中心に、それぞれ、Ｉ2 及びＮａＨ
ＳＯ3 の濃度を変え、Ｖｃ′10、Ｅｓｐ，ｍａｘ及び侵
食深さを測定した。図３は、これを纏めて示したもので
ある。
し、滴定終点溶液を中心に、それぞれ、Ｉ2 及びＮａＨ
ＳＯ3 の濃度を変え、Ｖｃ′10、Ｅｓｐ，ｍａｘ及び侵
食深さを測定した。図３は、これを纏めて示したもので
ある。
【００３７】ここでは滴定終点溶液を横軸の中心にし、
左方向にＮａＨＳＯ3の濃度を、右方向にＩ2の濃度をと
り、図３（ａ）には、侵食深さを、図３（ｂ）には、Ｅ
ｓｐ，ｍａｘ及び孔食電位に及ぼす影響を示している。
なお、図中のＶｃは、滴定を行わずに６５０ｐｐｍのＮ
ａＨＳＯ3 を添加した液中における測定値である。
左方向にＮａＨＳＯ3の濃度を、右方向にＩ2の濃度をと
り、図３（ａ）には、侵食深さを、図３（ｂ）には、Ｅ
ｓｐ，ｍａｘ及び孔食電位に及ぼす影響を示している。
なお、図中のＶｃは、滴定を行わずに６５０ｐｐｍのＮ
ａＨＳＯ3 を添加した液中における測定値である。
【００３８】図３のとおり、Ｉ2 はＥｓｐを著しく貴化
させ、深い食孔を発生する。これに対して、Ｉ2 を含ま
ない溶液では、Ｅｓｐ，ｍａｘ＜Ｖｃ′10であり、孔食
の危険がないことを示しており、また、過剰のＮａＨＳ
Ｏ3 では、Ｅｓｐ，ｍａｘ、Ｖｃ等に与える影響は小さ
い。
させ、深い食孔を発生する。これに対して、Ｉ2 を含ま
ない溶液では、Ｅｓｐ，ｍａｘ＜Ｖｃ′10であり、孔食
の危険がないことを示しており、また、過剰のＮａＨＳ
Ｏ3 では、Ｅｓｐ，ｍａｘ、Ｖｃ等に与える影響は小さ
い。
【００３９】そして、この事実は、すなわち、水溶液組
成物へのＮａＨＳＯ3 （亜硫酸水素ナトリウム）の添加
による、炭素鋼に対する防食効果が、正にＩ2 の生成そ
のものを防止することによることを示しているに外なら
ない。
成物へのＮａＨＳＯ3 （亜硫酸水素ナトリウム）の添加
による、炭素鋼に対する防食効果が、正にＩ2 の生成そ
のものを防止することによることを示しているに外なら
ない。
【００４０】〈試験４〉次に、ＬｉＮＯ3 の濃度如何に
よる影響を試験した。調整溶液として「５５．３％（Ｌ
ｉＸｓ−ＬｉＮＯ3 ）＋０．２ＬｉＯＨ＋６５０ｐｐｍ
ＮａＨＳＯ3 ＋Ｘ％ＬｉＮＯ3 」からなる組成のものを
使用し、この式中のＸ量を変化させ、ピット深さすなわ
ち侵食深さを観察し、またＥｓｐ，ｍａｘ及び孔食電位
（Ｖｃ）を測定した。この結果を図４及び図５に示す。
よる影響を試験した。調整溶液として「５５．３％（Ｌ
ｉＸｓ−ＬｉＮＯ3 ）＋０．２ＬｉＯＨ＋６５０ｐｐｍ
ＮａＨＳＯ3 ＋Ｘ％ＬｉＮＯ3 」からなる組成のものを
使用し、この式中のＸ量を変化させ、ピット深さすなわ
ち侵食深さを観察し、またＥｓｐ，ｍａｘ及び孔食電位
（Ｖｃ）を測定した。この結果を図４及び図５に示す。
【００４１】なお、上記式中“（ＬｉＸｓ−ＬｉＮＯ
3 ）”、“＋Ｘ％ＬｉＮＯ3 ”とあるのは、基本水溶液
におけるＬｉＸｓ中の“ＬｉＮＯ3 ”を一度０％とし、
次いでＬｉＮＯ3 をＸ％添加した意味である。またＮａ
ＨＳＯ3 については、“＋６５０ｐｐｍＮａＨＳＯ3 ”
すなわちＬｉＮＯ3 の各Ｘ％毎に、ＮａＨＳＯ3 を６５
０ｐｐｍ含有させている。
3 ）”、“＋Ｘ％ＬｉＮＯ3 ”とあるのは、基本水溶液
におけるＬｉＸｓ中の“ＬｉＮＯ3 ”を一度０％とし、
次いでＬｉＮＯ3 をＸ％添加した意味である。またＮａ
ＨＳＯ3 については、“＋６５０ｐｐｍＮａＨＳＯ3 ”
すなわちＬｉＮＯ3 の各Ｘ％毎に、ＮａＨＳＯ3 を６５
０ｐｐｍ含有させている。
【００４２】図４によると、基本水溶液に対してＮａＨ
ＳＯ3 を６５０ｐｐｍ含有させた場合、ＬｉＮＯ3 濃度
が４．７％以下であれば、Ｅｓｐ，ｍａｘ＜Ｖｃが達成
されており、食孔は発生しないことが分かる。
ＳＯ3 を６５０ｐｐｍ含有させた場合、ＬｉＮＯ3 濃度
が４．７％以下であれば、Ｅｓｐ，ｍａｘ＜Ｖｃが達成
されており、食孔は発生しないことが分かる。
【００４３】また、図５は、上記組成の水溶液におい
て、ＬｉＮＯ3 濃度が４．７％の場合の孔食電位（Ｖ
ｃ）及びこれに対する自然浸漬電位（Ｅｓｐ，ｍａｘ）
の経時的変化をみたものである。図示のとおり、Ｅｓ
ｐ，ｍａｘは、初期の段階から、時間の経過とともに緩
やかに増加はするが、１２００分（２０時間）経過後で
もＶｃを下回り、また孔食の発生も認められなかった。
て、ＬｉＮＯ3 濃度が４．７％の場合の孔食電位（Ｖ
ｃ）及びこれに対する自然浸漬電位（Ｅｓｐ，ｍａｘ）
の経時的変化をみたものである。図示のとおり、Ｅｓ
ｐ，ｍａｘは、初期の段階から、時間の経過とともに緩
やかに増加はするが、１２００分（２０時間）経過後で
もＶｃを下回り、また孔食の発生も認められなかった。
【００４４】《実施例２》本実施例２では、まず〈比較
例〉を説明し、次いで、本発明に係る構成を適用した
〈実施例〉を記載する。
例〉を説明し、次いで、本発明に係る構成を適用した
〈実施例〉を記載する。
【００４５】〈比較例〉その構成成分として、次の各物
質を下記の割合で予め準備し、これを混合して水溶液と
した。また溶液を腐食性の低いアルカリ性に保つため、
これに水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）２．４ｇを添加し
た。 水 ３０６ｇ 臭化リチウム（ＬｉＢｒ） ２２２ｇ ヨウ化リチウム（ＬｉＩ） ２５８ｇ 塩化リチウム（ＬｉＣｌ） ４４ｇ 硝酸リチウム（ＬｉＮＯ3 ） ４４ｇ 合 計 ８７４ｇ
質を下記の割合で予め準備し、これを混合して水溶液と
した。また溶液を腐食性の低いアルカリ性に保つため、
これに水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）２．４ｇを添加し
た。 水 ３０６ｇ 臭化リチウム（ＬｉＢｒ） ２２２ｇ ヨウ化リチウム（ＬｉＩ） ２５８ｇ 塩化リチウム（ＬｉＣｌ） ４４ｇ 硝酸リチウム（ＬｉＮＯ3 ） ４４ｇ 合 計 ８７４ｇ
【００４６】一方、炭素鋼の試験片として、厚さ２ｍ
ｍ、幅３０ｍｍ、長さ５０ｍｍのク−ポン５枚を用意し
た。この金属試験片の材質としては、ＪＩＳ Ｇ ３１
３１−１９９０で規定される熱間圧延軟鋼板を用いた
が、これは、ＳＰＨＣ、すなわち一般用として供されて
いるものである。
ｍ、幅３０ｍｍ、長さ５０ｍｍのク−ポン５枚を用意し
た。この金属試験片の材質としては、ＪＩＳ Ｇ ３１
３１−１９９０で規定される熱間圧延軟鋼板を用いた
が、これは、ＳＰＨＣ、すなわち一般用として供されて
いるものである。
【００４７】次に、上記のとおり準備した水溶液の全量
を、テフロンで内張りをした内容積１ｌ（１リットル）
のチタンくり抜き容器に注入した後、その水溶液中に上
記金属試験片５枚を懸吊し、そのチタンくり抜き容器の
上部に蓋をして脱気後、その内部を窒素雰囲気とし、密
封状態とした。この時点での内圧は１気圧である。
を、テフロンで内張りをした内容積１ｌ（１リットル）
のチタンくり抜き容器に注入した後、その水溶液中に上
記金属試験片５枚を懸吊し、そのチタンくり抜き容器の
上部に蓋をして脱気後、その内部を窒素雰囲気とし、密
封状態とした。この時点での内圧は１気圧である。
【００４８】引続き、その容器を加熱して、その内部温
度を１６０°Ｃに保ち、この状態を５００時間続けた
後、その加熱を止め、常温に至った時点で、蓋を開き、
まず、その金属試験片の変化の有無を目視により観察し
たところ、その金属試験片は、５枚ともに、多数の小さ
な孔食が発生していた。
度を１６０°Ｃに保ち、この状態を５００時間続けた
後、その加熱を止め、常温に至った時点で、蓋を開き、
まず、その金属試験片の変化の有無を目視により観察し
たところ、その金属試験片は、５枚ともに、多数の小さ
な孔食が発生していた。
【００４９】また、その水溶液を分析し、その組成上の
変化を調べたところ、その中に０．０１Ｎのヨウ素が生
成していることが分かった。このように、還元剤を添加
しない場合には、ヨウ素が発生してそのまま存在し、し
たがって、これが腐食に関与していることが明らかであ
る。
変化を調べたところ、その中に０．０１Ｎのヨウ素が生
成していることが分かった。このように、還元剤を添加
しない場合には、ヨウ素が発生してそのまま存在し、し
たがって、これが腐食に関与していることが明らかであ
る。
【００５０】〈実施例〉その構成成分として、下記のと
おり、〈比較例〉で用いたのと同じ各物質を同じ割合で
準備し、これを混合して水溶液とし、また、同じくこれ
に水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）２．４ｇを添加した後、
その水溶液に本発明に係る亜硫酸水素ナトリウム（Ｎａ
ＨＳＯ3 ）の０．０１Ｎを添加した。 水 ３０６ｇ 臭化リチウム（ＬｉＢｒ） ２２２ｇ ヨウ化リチウム（ＬｉＩ） ２５８ｇ 塩化リチウム（ＬｉＣｌ） ４４ｇ 硝酸リチウム（ＬｉＮＯ3 ） ４４ｇ 合 計 ８７４ｇ
おり、〈比較例〉で用いたのと同じ各物質を同じ割合で
準備し、これを混合して水溶液とし、また、同じくこれ
に水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）２．４ｇを添加した後、
その水溶液に本発明に係る亜硫酸水素ナトリウム（Ｎａ
ＨＳＯ3 ）の０．０１Ｎを添加した。 水 ３０６ｇ 臭化リチウム（ＬｉＢｒ） ２２２ｇ ヨウ化リチウム（ＬｉＩ） ２５８ｇ 塩化リチウム（ＬｉＣｌ） ４４ｇ 硝酸リチウム（ＬｉＮＯ3 ） ４４ｇ 合 計 ８７４ｇ
【００５１】一方、炭素鋼の試験片として、厚さ２ｍ
ｍ、幅３０ｍｍ、長さ５０ｍｍのク−ポン５枚を用意し
た。この試験片の材質としては、ＪＩＳ Ｇ ３１３１
−１９９０で規定される熱間圧延軟鋼板を用いたが、こ
れは、ＳＰＨＣ、すなわち一般用として供されているも
のである。
ｍ、幅３０ｍｍ、長さ５０ｍｍのク−ポン５枚を用意し
た。この試験片の材質としては、ＪＩＳ Ｇ ３１３１
−１９９０で規定される熱間圧延軟鋼板を用いたが、こ
れは、ＳＰＨＣ、すなわち一般用として供されているも
のである。
【００５２】次に、上記のとおり準備した水溶液の全量
をテフロンで内張りをした内容積１ｌのチタンくり抜き
容器に注入した後、その水溶液中に上記炭素鋼試験片５
枚を懸吊し、そのチタンくり抜き容器の上部に蓋をし
て、脱気後、窒素雰囲気とし、密封状態とした。この時
点での内圧は１気圧であった。
をテフロンで内張りをした内容積１ｌのチタンくり抜き
容器に注入した後、その水溶液中に上記炭素鋼試験片５
枚を懸吊し、そのチタンくり抜き容器の上部に蓋をし
て、脱気後、窒素雰囲気とし、密封状態とした。この時
点での内圧は１気圧であった。
【００５３】引続き、その容器を加熱して、その内部温
度を１６０°Ｃに保ち、この状態を５００時間続けた
後、その加熱を止め、常温に至った時点で、蓋を開き、
まず、その金属試験片の変化の有無を目視により観察し
たところ、その金属試験片の表面に孔食の発生は認めら
れず、本試験をスタ−トさせた時のままの状態を保って
いた。
度を１６０°Ｃに保ち、この状態を５００時間続けた
後、その加熱を止め、常温に至った時点で、蓋を開き、
まず、その金属試験片の変化の有無を目視により観察し
たところ、その金属試験片の表面に孔食の発生は認めら
れず、本試験をスタ−トさせた時のままの状態を保って
いた。
【００５４】一方、その水溶液を分析し、その組成上の
変化を調べたところ、その中にヨウ素の生成はないこと
が分かった。このように、本発明によれば、（発生した
ヨウ素に対して云々するのではなく）、遊離ヨウ素（Ｉ
2 ）自体の発生を防ぐことにより、ヒ−トポンプを構成
する諸機器の腐食を実質上皆無とすることができ、優れ
た効果を奏することは明らかである。
変化を調べたところ、その中にヨウ素の生成はないこと
が分かった。このように、本発明によれば、（発生した
ヨウ素に対して云々するのではなく）、遊離ヨウ素（Ｉ
2 ）自体の発生を防ぐことにより、ヒ−トポンプを構成
する諸機器の腐食を実質上皆無とすることができ、優れ
た効果を奏することは明らかである。
【００５５】
【発明の効果】以上のとおり、本発明は、ヨウ化物を含
む吸収式ヒ−トポンプ用の水溶液組成物において、これ
に還元剤、特に亜硫酸水素ナトリウムを添加することに
より、遊離ヨウ素の生成自体を防止し、吸収式ヒ−トポ
ンプを構成する諸機器の主要材料である炭素鋼系の鉄製
材料の腐食を防止することができる。
む吸収式ヒ−トポンプ用の水溶液組成物において、これ
に還元剤、特に亜硫酸水素ナトリウムを添加することに
より、遊離ヨウ素の生成自体を防止し、吸収式ヒ−トポ
ンプを構成する諸機器の主要材料である炭素鋼系の鉄製
材料の腐食を防止することができる。
【図１】基本水溶液（滴定終点溶液）を用いた場合の自
然浸漬電位（Ｅｓｐ，ｍａｘ）及び動電位法孔食電位
（Ｖｃ′10）の変化を示す図。
然浸漬電位（Ｅｓｐ，ｍａｘ）及び動電位法孔食電位
（Ｖｃ′10）の変化を示す図。
【図２】基本水溶液に対して、Ｉ2 を２２５ｐｐｍ存在
させた溶液を用いた場合の自然浸漬電位及び動電位法孔
食電位の変化を示す図。
させた溶液を用いた場合の自然浸漬電位及び動電位法孔
食電位の変化を示す図。
【図３】基本水溶液を中心とし、それぞれ、ＮａＨＳＯ
3 及びＩ2 の濃度を変えた場合の自然浸漬電位、動電位
法孔食電位及び侵食深さを示す図。
3 及びＩ2 の濃度を変えた場合の自然浸漬電位、動電位
法孔食電位及び侵食深さを示す図。
【図４】ＬｉＮＯ3 の濃度如何による、ピット深さ（侵
食深さ）、また自然浸漬電位及び孔食電位（Ｖｃ）を示
す図。
食深さ）、また自然浸漬電位及び孔食電位（Ｖｃ）を示
す図。
【図５】ＬｉＮＯ3 の濃度が４．７％の場合の自然浸漬
電位及び孔食電位の経時的変化を示す図。
電位及び孔食電位の経時的変化を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｍ 125:20 Ｃ１０Ｍ 125:22） 125:22） Ｃ１０Ｎ 10:02 Ｃ１０Ｎ 10:02 30:12 30:12 40:30 40:30 Ｃ０９Ｋ 5/00 Ｆ (56)参考文献 特開 平１−174588（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−198678（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−143062（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−93778（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−13953（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−91188（ＪＰ，Ａ) 腐食防食’92講演集、第95−98頁 （1992) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01M 173/00 - 173/02 C01M 125/18 - 125/22 C10N 10:02 C10N 30:12 C10N 40:30 C09K 5/08 - 5/12 F25B 15/00
Claims (1)
- 【請求項１】 炭素鋼を構成材料とする吸収式ヒ−トポ
ンプにおいて用いる吸収式ヒ−トポンプ用水溶液組成物
であって、該水溶液組成物が、水を冷媒とし、吸収剤成
分として塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム
および硝酸リチウムを含むとともに、還元剤として亜硫
酸水素ナトリウムを含み、これにより該組成物中での遊
離ヨウ素の生成を抑制するようにしてなることを特徴と
する吸収式ヒ−トポンプ用水溶液組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30223493A JP3279779B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 吸収式ヒ−トポンプ用水溶液組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30223493A JP3279779B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 吸収式ヒ−トポンプ用水溶液組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07133489A JPH07133489A (ja) | 1995-05-23 |
| JP3279779B2 true JP3279779B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=17906569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30223493A Expired - Fee Related JP3279779B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 吸収式ヒ−トポンプ用水溶液組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3279779B2 (ja) |
-
1993
- 1993-11-09 JP JP30223493A patent/JP3279779B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 腐食防食’９２講演集、第９５−９８頁（１９９２） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07133489A (ja) | 1995-05-23 |
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Legal Events
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