JPH11508953A - 改善された水性吸収流体のための熱および物質移動添加剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 作動流体としてアルカリ金属ハロゲン化物水溶液を用いる、吸収サイクル冷却および／または加熱システムの水蒸気収着の速度は、水蒸気吸収の速度を増加し得る脂肪族、脂環式または芳香族ケトンまたはアルデヒドの少なくとも2 ppmの有効添加剤量を上記流体に添加することによって増加する。

Description

【発明の詳細な説明】 改善された水性吸収流体のための 熱および物質移動添加剤 発明の概要 本発明によれば、水性吸収作動流体(aqueous absorption working fluid)は、 有効量の5〜24個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式または芳香族ケトンまたは アルデヒドを添加することによって改善される。改善された熱および物質移動添 加剤は、金属塩水溶液で使用される。有効量のケトンまたはアルデヒドの存在は 、吸収流体(absorption fluid)による水蒸気吸収の速度を増加させ、こうしてシ ステム性能における重要な利点および改善を達成する。改善は、吸収剤(absorbe r)のパワーロード増加および吸収剤流体濃度の変化の改善を含む。さらなる改善 は、総括伝熱係数(overall heat transfer coefficient)および収着流体(sorpti on fluid)の側面境膜伝熱係数(side film heat transfer coefficient)の増加を 含む。そのような改善された吸収流体性能の有利な点は、吸収剤のサイズおよび コストの減少をもたらす所与のロードを満たすのに必要とされる収着剤(sorber) 熱交換表面積の減少を可能にする。これら及び他の改善および利点は、 下記の詳細な説明から明らかになる。 発明の詳細な説明 本発明のシステムで使用される特定の改善された水性吸収溶液は、金属塩の水 溶液である。好ましい金属塩は、アルカリ金属ハロゲン化物、特に臭化リチウム 、塩化リチウムおよびヨウ化リチウム並びにそれらの２種以上の混合物である。 最も好ましい作動流体は、今日の吸収チラーで用いられるような、水溶液に存在 する唯一の実質的吸収剤としての臭化リチウムの水溶液である。そのような溶液 では、少量の金属水酸化物が、pH腐食制御のために、代表的には約.05〜約.15規 定存在する。しかしながら、好ましい臭化リチウムに加えて、１種以上の下記の 塩：ZnCl₂、ZnBr₂、MnCl₂、MnBr₂、MgCl₂、MgBr₂、SrCl₂、SrBr₂、CaCl₂、CaBr₂ 、FeCl₂、FeBr₂、LiCl、 LiI、LiNO₂、LiNO₃、LiSCNおよびLiClO₃も存在してい ても良い。臭化リチウム単独であろうと上記塩の２種以上の混合物であろうと、 存在する塩の量は、好ましくは約40〜約85重量％である。上記のLiBr水性吸収溶 液は、例えば米国特許第3,478,530号に開示されているように、当業者に周知で ある。 ケトンも、アルカリ金属水酸化物を含む水溶液とともに使用され得る。アルカ リ金属水酸化物吸収流体は、水 酸化ナトリウム、水酸化カリウムまたはそれらの混合物の水溶液である。好まし い水酸化物の組成物は、２種の水酸化物の混合物を利用するもの、好ましくは、 全水酸化物濃度が約30〜約80重量％であるものである。最適なエネルギー貯蔵ポ テンシャルは、水酸化ナトリウムが水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムの合 計重量の約35〜約75重量％存在するときに実現されることが見い出された。上記 塩混合物に存在する水酸化ナトリウムの量は、30℃より高い結晶化温度のシステ ムについては50％以上であるが、30℃より低い温度については水酸化ナトリウム の好ましい量は、上記塩混合物の50％またはそれ以下である。水酸化ナトリウム の最も好ましい量は、30℃より低い結晶化温度のためには、水酸化ナトリウムお よび水酸化カリウムの合計重量の40％〜55％である。上記のナトリウムおよび／ またはカリウムの水酸化物溶液に加えて、比較的少量の他のアルカリ金属水酸化 物を加えても良い。従って、上記水酸化物溶液は、ナトリウムおよび／またはカ リウムの水酸化物の重量に対して、約50％までのセシウム、ルビジウム、および ／または約35％の水酸化リチウムを含んでいても良い。アルデヒドは、金属水酸 化物とともには、効果的な熱および物質移動添加剤(heat and mass transfer ad ditives)ではないことが 見い出された。 本発明の熱および物質移動添加剤は、5〜24個の炭素原子を有する脂肪族、脂 環式または芳香族ケトンおよびアルデヒドである。好ましい添加剤は、例えば約 30℃〜100℃以上までのシステム運転条件において、通常、液体である。180℃以 上の通常の沸点が特に好ましい。添加剤は、ブライン作動流体中で可溶性であっ ても良く不溶性であっても良い。しかしながら、不溶性化合物は、20℃以上で液 体でなければならず、一方、可溶性添加剤は純粋な化合物として周囲温度で固体 であっても良いが、20℃以上で完全に溶解し沈殿物を形成してはならない。本発 明の添加剤は、それらが吸収剤温度より低い融点を有する化合物から選択される 場合には、約15℃以上の吸収剤温度を有するシステムで使用され得る。添加剤は 、本発明の作動に悪影響を与えることなく、より高い及びより低い両方の、より 広い温度範囲で液体であり得る。ケトンは、式Ｒ₁(C=O)R₂で表されるものであり 、式中、Ｒ₁および／またはR₂は、それぞれ、炭素数1〜12の脂肪族基または置換 された脂肪族基であるか又は炭素数6〜12の脂環式もしくは芳香族基又は置換さ れた脂環式もしくは芳香族基である。炭化水素基がアルキル基であり、R₁または R₂がメチル基である場合、カルボニル基に結合している他の アルキル基の炭素原子は第一級または第三級炭素原子である。従って、米国特許 第3,609,087号に開示されるような3-メチル-2-ヘプタノンのような、メチル基で あるR₁を有し、カルボニル基に結合した第二級炭素原子を有する他のアルキル基 R₂を有するケトンは、本発明のケトンに比較すると、LiBr吸収流体中で熱および 物質移動特性が劣り、従って除外される。好ましい脂肪族ケトンは、R₁およびR₂ が1〜8個の炭素原子を有するアルキル基であり、アルキル基のいずれか又は両方 が置換された、好ましくはハロゲン置換された、より好ましくはフッ素置換され たものである。好ましい脂肪族ケトンの例は、4-メチル-2-ペンタノン、5-メチ ル-2-ヘキサノン、3,3-ジメチル-2-ヘキサノン、2-ペンタノン、3-ペンタノン、 2,4-ジメチル-3-ペンタノン、2-ヘキサノン、4-メチル-2-ヘキサノン、5-メチル -2-ヘキサノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、4-ヘプタノン、2-オクタノン、3 -オクタノン、4-オクタノン、ノナノンおよびデカノンを含む。脂環式ケトン、 特にシクロヘキサノンおよびアルキルおよびハロゲン置換された誘導体も有効な 添加剤である。芳香族ケトンは、アセトフェノン（メチルフェニルケトン）およ びベンゾフェノン（フェニルケトン）およびそれらのアルキルおよびハロゲン置 換された誘導体を含む。 本発明の範囲内で熱および物質移動添加剤として使用されるアルデヒドは、脂 肪族鎖またはアルキル鎖中に5〜24個の炭素原子、より好ましくは6〜14個の炭素 原子を有する脂肪族アルデヒドであり、それはまたハロゲン置換されていても良 い。具体的な脂肪族アルデヒドは、ヘキサナール、ヘプタナール、オクタナール 、ノナナール、デカナールなど、及びより長鎖のアルデヒド、例えば、ラウリル アルデヒド(C-12)およびミリスチックアルデヒド(myristic aldehyde)(C-14)で ある。有用な芳香族アルデヒドは、ベンズアルデヒド、アニスアルデヒドおよび 置換された芳香族アルデヒド、例えばバニリン(3-メトキシ-4-ヒドロキシベンズ アルデヒド)のようなエーテルおよびヒドロキシ置換化合物を含む。 ケトンおよびアルデヒドは、既に開示したように、１種以上の他の官能基、特 にハロゲン、より好ましくは塩素もしくはフッ素置換された分子を包含していて も良い。さらに、該分子は、アルコール、チオール、アミン、およびエーテル基 を含んでいても良いが、その場合は、このような官能基が当該添加剤に上記金属 塩溶液の存在下で沈殿物を形成させず、また、化学的不安定さを誘発させないこ とを条件とする。ケトンおよび／またはアルデヒドを組合せると、異なる塩また は塩混合物に好適であ ることも見い出され得る。 熱および物質移動を改善する目的で水性塩溶液に添加されるケトンまたはアル デヒドの有効添加剤量は、重量基準で少なくとも約2 ppm〜好ましくは約20,000 ppmまでである。好ましい濃度は、約2 ppm〜10,000 ppm、より好ましくは約5 pp m〜約5,000 ppmであるが、この範囲を20,000 ppm以上まで超える量はシステムの 運転に悪影響を与えない。上記の添加剤の混合物を、使用しても良い。ケトンお よびアルデヒドの混合物に加えて、添加剤は、吸収流体に存在しまたは添加し得 る他の公知の熱および物質移動添加剤とともに使用しても良い。そのような公知 の添加剤の例は、アルコール、特に2-エチルヘキサノールまたはn-オクタノール のような6〜10個の炭素原子を有するもの及び米国特許第5,419,145号および出願 第08/443,707号に開示されるアミンであり、それらの記載内容をここに引用して 加入する。 本発明によると、上記水性吸収流体中に１種以上のケトンまたはアルデヒドを 存在させると、吸収作動流体組成物の実質的に改善された熱および物質移動性能 が生じることが見い出された。特に、システムの性能は以下のように改善される ：吸収剤の水冷却温度の変化は、一定の水流量について、有意に増加する；吸収 剤のパワーロ ードは水冷却温度の変化に比例して増加する；定常状態プロセス蒸気圧が低下し 、その初期値に戻して一定のエバポレーター温度を達成すると、吸収剤流体の濃 度変化は有意に増加する；吸収剤溶液サブクーリング、即ち、平衡（飽和）時の 最大温度と実際の溶液温度との差は、数度減少する；吸収剤熱交換チューブ（溶 液側）インターフェースは、添加剤が存在しない一般的に層流のパターンと比較 すると、高度に攪拌された乱流境膜(turbulent film)を含む；および総括伝熱係 数および収着流体境膜伝熱係数は増加する。 既に示されたように、本発明の水性アルカリ金属吸収溶液に熱および物質移動 添加剤を含む水蒸気吸収システムは、水蒸気吸収溶液が代表的に使用されている １種以上の吸収剤を含む多くの異なるタイプのシステムを含む。そのような装置 は、米国特許第4,966,007号、第5,038,574号および第5,186,009号に開示されて いるような吸収チラーおよび冷却システム、米国特許第4,823,864号に開示され ているような熱エネルギー貯蔵システム、並びにマルチプルエフェクト吸収シス テム、例えば、米国特許第3,266,266号および第4,542,628号に開示されているダ ブルエフェクト・アンド・デュアルループシステム、米国特許第5,335,515号お よび第5,390,509号に開示されてい るトリプルエフェクトシステムおよびシングルまたはダブルエフェクト装置の組 合せから得られるマルチプルエフェクトシステム、例えば、米国特許第5,205,13 6号に記載されているようなシングルエフェクトサーキットの組合せを含むトリ プルエフェクトシステム並びにシングルエフェクトチラーおよび通常使用されて いるダブルエフェクトチラーおよびヒートトランスフォーマーを含む。本発明の 水性作動流体はまた、例えば米国特許第5,186,009号および第5,335,515号に開示 されるように、クロメート、ナイトレート、タングステートまたはモリブデート 等の腐食防止剤あるいは任意の他の好適な腐食防止剤を含んでいても良い。アル デヒドが存在する場合、特定の腐食防止剤の使用は、アルデヒド酸化を避けるた めに制限されるかもしれない。 本発明の熱および物質移動添加剤を使用することによるシステム性能の改善を 示すために、下記の実施例を掲げる。表には、本発明の範囲内の添加剤が例とし て示されている。得られた結果は、一定のセットの運転条件に関するものであり 、以下を含む：初期冷却水（「チューブ」）温度30℃、システム水蒸気圧10 mba r、7℃露点（エバポレーター温度）、初期水溶液濃度60% LiBr、初期溶液流量40 0グラム／分、吸収剤に入る初期溶液温度48℃、特殊 なベンチテスト吸収機械を用いる。シクロヘキサン添加剤とともに用いる溶液流 量は、500グラム／分である。水および溶液の温度、流量および蒸気圧は、運転 中にモニターを読んで得られる。濃度は、装置から採った流体サンプルから測定 する。 結果は、当業者に周知である熱伝達方程式に基づく。Wで表される吸収剤ロー ドdQ/dtは、水温、水の熱容量、および水流量から計算される。 熱伝達係数に関して、温度変化は、対数平均示差温度(log mean differential t emperature)として処理され、ここで 外側境膜伝熱係数(outside film heat transfer coefficient)h₀は、下記から計 算され ここで であり、およびＲ_i,mは内側冷却水および銅金属チューブ壁の熱伝導抵抗(therma l resistivity)である。溶液のサブクーリングは、測定された濃度およびシステ ム蒸気圧値での、吸収剤を離れる実際の溶液温度と計算された吸収剤溶液平衡温 度との温度差(△T)である。従って、より低いサブクーリング温度値は、増加し た外側境膜伝熱係数h_oがそうであるように、より大きなシステム効率を反映する 。溶液サブクーリングについて計算された値は、水蒸気吸収に関するシステムの 効率の１つの尺度であり、より低いサブクーリング温度が改善を示す。しかしな がら、或る条件下では、誘導されたサブクーリング数(derived subcooling numb ers)は、水蒸気吸収の他の直接的測定値と反対であるかもしれない。表中、幾つ かのデータは、より高い計算された溶液サブクーリングを示すと同時に、熱伝達 係数の増大および吸収剤ロードの増加による増大した水蒸気吸収速度を示す。従 って、誘導されたサブクーリングの結果は、増加した吸収速度の他の直 接的証拠に対してチェックされるべきである。 表に示される試験結果から、本発明によるケトンの代表例を利用して、実験室 ベンチテストシステムの実際の測定値ならびに境膜伝熱係数(h_o)に関する計算値 から得られる運転条件性能の改善が示される。さらに、運転条件での溶液サブク ーリングの有意な減少が示されるように吸収剤のパワーロード増加が示される。 境膜伝熱係数(h_o)の計算値も増加する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年７月１２日 【補正内容】 請求の範囲 １． 作動流体を含む吸収剤を包含する、水蒸気吸収サイクルの冷却及び／又 は加熱システムであって、該作動流体が、臭化リチウム、塩化リチウム、ヨウ化 リチウム、又はこれらの２種以上の混合物、又は水酸化ナトリウム、水酸化カリ ウム又はこれら水酸化物の混合物を含む金属化合物の水溶液、及び当該作動流体 の水蒸気収着速度を増加するのに有効な添加剤量である少なくとも重量基準で２ ｐｐｍの脂肪族、脂環式又は芳香族の５〜２４個の炭素原子を有するケトン又は アルデヒドを含み、該脂肪族ケトンが式Ｒ₁（Ｃ＝Ｏ）Ｒ₂で表され、該式中、Ｒ₁ 及びＲ₂は同一又は異なって炭素数１〜１２のアルキル及び置換アルキル基であ り、Ｒ₁がメチル基であるときは、カルボニル基に結合した他のアルキル基Ｒ₂の 炭素原子は第一級又は第三級炭素原子であるシステム。 ２． 上記ケトン及び上記アルデヒドが、上記作動流体に不溶性であり、２０ ℃以上で液体である請求項１に記載のシステム。 ３． 上記作動流体中の添加剤が、Ｒ₁及びＲ₂が１〜８個の炭素原子を有する アルキル基である脂肪族ケトンである請求項１に記載のシステム。 ４． 上記アルキル基のいずれか又は双方がハロゲン 置換されている請求項３に記載のシステム。 ５． 上記アルキル基のいずれか又は双方がフッ素置換されている請求項３に 記載のシステム。 ６． 上記作動流体が、上記ケトンの混合物を含む請求項１に記載のシステム 。 ７． 上記作動流体が、上記アルデヒドの混合物を含む請求項１に記載のシス テム。 ８． 上記作動流体が、上記ケトンの１種以上と上記アルデヒドの１種以上と の混合物を含む請求項１に記載のシステム。 ９． 上記ケトン及び上記アルデヒドが、２０℃以上で上記作動流体に実質的 に完全に溶解する請求項１に記載のシステム。 １０． 上記作動流体が、重量基準で２ｐｐｍ〜約２０，０００ｐｐｍの上記 添加剤を含む請求項１に記載のシステム。 １１． 上記作動流体が、重量基準で２ｐｐｍ〜約１０，０００ｐｐｍの上記 添加剤を含む請求項１に記載のシステム。 １２． 上記添加剤が、２−ペンタノン、３−ペンタノン、４−メチル−２− ペンタノン、２，４−ジメチル−３−ペンタノン、２−ヘキサノン、３，３−ジ メチル −２−ヘキサノン、４−メチル−２−ヘキサノン、５−メチル−２−ヘキサノン 、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、２−オクタノン、３−オ クタノン、４−オクタノン、シクロヘキサノン、ベンゾフェノン及びアセトフェ ノンからなる群より選ばれたケトンである請求項１に記載のシステム。 １３． 上記添加剤が、６〜１４個の炭素原子を有する脂肪族アルデヒドであ る請求項１に記載のシステム。 １４． 上記アルデヒドが、ハロゲン置換されている請求項１３に記載のシス テム。 １５． 上記作動流体が、臭化リチウム、並びにＺｎＣｌ₂、ＺｎＢｒ₂、Ｍｎ Ｃｌ₂、ＭｎＢｒ₂、ＭｇＣｌ₂、ＭｇＢｒ₂、ＳｒＣ₂、ＳｒＢｒ₂、ＦｅＣｌ₂、 ＦｅＢｒ₂、ＣａＣｌ₂、ＣａＢｒ₂、ＬｉＣｌ、ＬｉＩ、ＬｉＮＯ₂、ＬｉＮＯ₂ 、ＬｉＳＣＮ及びＬｉＣｌＯ₃からなる群より選ばれた１種以上の塩を含んでい る請求項１に記載のシステム。 １６． 上記冷却及び／又は加熱システムが、シングル又はダブルエフェクト 吸収装置を備えており、且つ、上記金属化合物が、臭化リチウムを含む請求項１ に記載のシステム。 １７． 上記添加剤が、ケトンであり、且つ、上記金 属化合物が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム又はこれらの混合物を含む請求 項１に記載のシステム。 １８． 上記添加剤が、ケトンであり、且つ上記金属化合物が、水酸化ナトリ ウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化ルビジウム又は水酸化リチウム の１種以上を含む水酸化物である請求項１に記載のシステム。 １９． 上記作動流体が、上記ケトン又は上記アルデヒドに加えて、添加剤量 のアルコール又はアミン熱及び物質移動添加物（heat and mass transfer addit ive）を含んでいる請求項１に記載のシステム。 ２０． 水蒸気を吸収するための水性金属化合物吸収溶液を含む吸収剤を含み 、該金属化合物がアルカリ金属ハライドを含む、吸収サイクルの冷却及び／又は 加熱システムの効率を改善する方法であって、上記吸収溶液中に、有効添加剤量 である少なくとも重量基準で２ｐｐｍの脂肪族、脂環式又は芳香族の５〜２４個 の炭素原子を有すると共に水蒸気吸収速度を増加できるケトン又はアルデヒドを 添加して上記吸収溶液への水蒸気吸収速度を改善する工程を包含し、該脂肪族ケ トンが式Ｒ₁（Ｃ＝Ｏ）Ｒ₂で表され、該式中Ｒ₁及びＲ₂は同一又は異なって炭素 数１〜１２のアルキル及び置換アルキル基であり、Ｒ₁がメチル基であるときは 、カルボニル基に結合している他 のアルキル基Ｒ₂の炭素原子は第一級又は第三級炭素原子である方法。 ２１． 上記ケトン及び上記アルデヒドが、上記作動流体に不溶性であり、２ ０℃以上で液体である請求項２０に記載の方法。 ２２． 上記作動流体中の添加剤が、Ｒ₁及びＲ₂が１〜８個の炭素原子を有す るアルキル基である脂肪族ケトンである請求項２０に記載の方法。 ２３． 上記アルキル基のいずれか又は双方がハロゲン置換されている請求項 ２０に記載の方法。 ２４． 上記アルキル基のいずれか又は双方がフッ素置換されている請求項２ ０に記載の方法。 ２５． 上記作動流体が、上記ケトンの混合物を含む請求項２０に記載の方法 。 ２６． 上記作動流体が、上記アルデヒドの混合物を含む請求項２０に記載の 方法。 ２７． 上記作動流体が、上記ケトンの１種以上と上記アルデヒドの１種以上 との混合物を含む請求項２０に記載の方法。 ２８． 上記ケトン及び上記アルデヒドが、２０℃以上で上記作動流体に溶解 する請求項２０に記載の方法。 ２９． 上記作動流体が、重量基準で２ｐｐｍ〜約２ ０，０００ｐｐｍの上記添加剤を含む請求項２０に記載の方法。 ３０． 上記作動流体が、重量基準で２ｐｐｍ〜約１０，０００ｐｐｍの上記 添加剤を含む請求項２０に記載の方法。 ３１． 上記添加剤が、２−ペンタノン、３−ペンタノン、４−メチル−２− ペンタノン、２，４−ジメチル−３−ペンタノン、２−ヘキサノン、３，３−ジ メチル−２−ヘキサノン、４−メチル−２−ヘキサノン、５−メチル−２−ヘキ サノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、２−オクタノン、 ３−オクタノン、及び４−オクタノン、シクロヘキサノン、ベンゾフェノン及び アセトフェノンからなる群より選ばれたケトンである請求項２０に記載の方法。 ３２． 上記添加剤が、６〜１４個の炭素原子を有する脂肪族アルデヒドであ る請求項２０に記載の方法。 ３３． 上記アルデヒドが、ハロゲン置換されている請求項２０に記載の方法 。 ３４． 上記作動流体が、臭化リチウム、並びにＺｎＣｌ₂、ＺｎＢｒ₂、Ｍｎ Ｃｌ₂、ＭｎＢｒ₂、ＭｇＣｌ₂、ＭｇＢｒ₂、ＳｒＣｌ₂、ＳｒＢｒ₂、ＦｅＣｌ₂ 、ＦｅＢｒ₂、ＣａＣＩ₂、ＣａＢｒ₂、 ＬｉＣｌ、ＬｉＩ、ＬｉＮＯ₂、ＬｉＮＯ₃、ＬｉＳＣＮ及びＬｉＣｌＯ₃からな る群より選ばれた１種以上の塩を含んでいる請求項２０に記載の方法。 ３５． 上記冷却及び／又は加熱システムが、シングル又はダブルエフェクト 吸収装置を備えており、且つ、上記金属化合物が、臭化リチウムを含む請求項２ ０に記載の方法。 ３６． 上記添加剤が、ケトンであり、且つ、上記金属化合物が、水酸化ナト リウム、水酸化カリウム又はこれらの混合物を含む請求項２０に記載の方法。 ３７． 上記添加剤が、ケトンであり、且つ上記金属化合物が、水酸化ナトリ ウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化ルビジウム又は水酸化リチウム の１種以上を含む水酸化物である請求項２０に記載の方法。 ３８． 水蒸気を吸収するための水性金属化合物吸収溶液を含む吸収剤を含み 、該金属化合物がアルカリ金属ハライド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及 びこれら水酸化物の混合物からなる群から選ばれる、吸収サイクルの冷却及び／ 又は加熱システムの効率を改善する方法であって、上記吸収溶液の中に、有効添 加剤量である重量基準で少なくとも２ｐｐｍの脂肪族、脂環式、又は芳香族の５ 〜２４個の炭素原子を有すると共に当該水蒸 気吸収速度を増加できるケトンを添加して上記吸収溶液への水蒸気吸収速度を改 善する工程を包含し、上記脂肪族ケトンが式Ｒ₁（Ｃ＝Ｏ）Ｒ₂で表され、該式中 Ｒ₁及びＲ₂は同一又は異なって炭素数１〜１２のアルキル及び置換アルキル基で あり、Ｒ₁がメチル基であるときは、カルボニル基に結合している他のアルキル 基Ｒ₂の炭素原子は第一級又は第三級炭素原子である方法。 【手続補正書】 【提出日】１９９８年１月１２日 【補正内容】 補正の内容 １．明細書の第７頁において、第４行に記載の「約」を削除し（２ヶ所）、第５ 行に記載の「約」を削除し（１ヶ所）、第６行に記載の「約」を削除する（２ヶ 所）。 ２．明細書の第７頁第１４行〜１６行に「するもの及び米国特許第5,419,145号 および出願第08/443,707号に開示されるアミンであり、それらの記載内容をここ に引用して加入する。」とあるを、「するもの及び米国特許第5,419,145号に開 示されるアミンである。」と訂正する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 作動流体を含む、水蒸気吸収サイクルの冷却及び／又は加熱システムで あって、該作動流体が、臭化リチウム、塩化リチウム、ヨウ化リチウム、又はこ れらの２種以上の混合物を含む金属塩の水溶液、及び当該作動流体の水蒸気収着 速度を増加するのに有効な添加剤量である少なくとも重量基準で２ｐｐｍの脂肪 族、脂環式又は芳香族の５〜２４個の炭素原子を有するケトン又はアルデヒドを 含み、該脂肪族ケトンが式Ｒ₁（Ｃ＝Ｏ）Ｒ₂で表され、該式中、Ｒ₁及びＲ₂は同 一又は異なって炭素数１〜１２のアルキル及び置換アルキル基であり、Ｒ₁がメ チル基であるときは、カルボニル基に結合した他のアルキル基Ｒ₂の炭素原子は 第一級又は第三級炭素原子であるシステム。 ２． 上記ケトン及び上記アルデヒドが、上記作動流体に不溶性であるか又は 僅かに可溶性であり、１００℃及び２０℃以下で液体である請求項１に記載のシ ステム。 ３． 上記作動流体中の添加剤が、Ｒ₁及びＲ₂が１〜８個の炭素原子を有する アルキル基である脂肪族ケトンである請求項１に記載のシステム。 ４． 上記アルキル基のいずれか又は双方がハロゲン置換されている請求項３ に記載のシステム。 ５． 上記アルキル基のいずれか又は双方がフッ素置換されている請求項３に 記載のシステム。 ６． 上記作動流体が、上記ケトンの混合物を含む請求項１に記載のシステム 。 ７． 上記作動流体が、上記アルデヒドの混合物を含む請求項１に記載のシス テム。 ８． 上記作動流体が、上記ケトンの１種以上と上記アルデヒドの１種以上と の混合物を含む請求項１に記載のシステム。 ９． 上記ケトン及び上記アルデヒドが、２０℃以上で上記作動流体に実質的 に完全に溶解する請求項１に記載のシステム。 １０． 上記作動流体が、重量基準で２ｐｐｍ〜約２０，０００ｐｐｍの上記 添加剤を含む請求項１に記載のシステム。 １１． 上記作動流体が、重量基準で２ｐｐｍ〜約１０，０００ｐｐｍの上記 添加剤を含む請求項１に記載のシステム。 １２． 上記添加剤が、２−ペンタノン、３−ペンタノン、４−メチル−２− ペンタノン、２，４−ジメチル−３−ペンタノン、２−ヘキサノン、３，３−ジ メチル−２−ヘキサノン、４−メチル−２−ヘキサノン、５− メチル−２−ヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、 ２−オクタノン、３−オクタノン、４−オクタノン、シクロヘキサノン、ベンゾ フェノン及びアセトフェノンからなる群より選ばれたケトンである請求項１に記 載のシステム。 １３． 上記添加剤が、６〜１４個の炭素原子を有する脂肪族アルデヒドであ る請求項１に記載のシステム。 １４． 上記アルデヒドが、ハロゲン置換されている請求項１３に記載のシス テム。 １５． 上記作動流体が、臭化リチウム、並びにＺｎＣｌ₂、ＺｎＢｒ₂、Ｍｎ Ｃｌ₂、ＭｎＢｒ₂、ＭｇＣｌ₂、ＭｇＢｒ₂、ＳｒＣｌ₂、ＳｒＢｒ₂、ＦｅＣｌ₂ 、ＦｅＢｒ₂、ＣａＣｌ₂、ＣａＢｒ₂、ＬｉＣｌ、ＬｉＩ、ＬｉＮＯ₂、ＬｉＮＯ₃ 、ＬｉＳＣＮ及びＬｉＣｌＯ₃からなる群より選ばれた１種以上の塩を含んでい る請求項１に記載のシステム。 １６． 上記冷却及び／又は加熱システムが、シングル又はダブルエフェクト 吸収装置を備えており、且つ、上記金属塩が、臭化リチウムを含む請求項１に記 載のシステム。 １７． 上記添加剤が、ケトンであり、且つ、上記金属塩が、水酸化ナトリウ ム、水酸化カリウム又はこれら の混合物を含む請求項１に記載のシステム。 １８． 上記添加剤が、ケトンであり、且つ上記金属塩が、水酸化ナトリウム 、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化ルビジウム又は水酸化リチウムの１ 種以上を含む水酸化物である請求項１に記載のシステム。 １９． 上記作動流体が、上記ケトン又は上記アルデヒドに加えて、添加剤量 のアルコール又はアミン熱及び物質移動添加物（heat and mass transfer addit ive）を含んでいる請求項１に記載のシステム。 ２０． 作動流体を含む、水蒸気吸収サイクルの冷却及び／又は加熱システム であって、該作動流体が、臭化リチウム、塩化リチウム、ヨウ化リチウム、及び これらの２種以上の混合物、並びに水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及びこれ ら水酸化物の混合物からなる群より選ばれた金属塩の水溶液、並びに当該作動流 体の水蒸気収着速度を増加するための有効添加剤量である少なくとも重量基準で ２ｐｐｍの脂肪族、脂環式又は芳香族の５〜２４個の炭素原子を有するケトンを 含み、該脂肪族ケトンが式Ｒ₁（Ｃ＝Ｏ）Ｒ₂で表され、該式中Ｒ₁及びＲ₂は同一 又は異なって炭素数１〜１２のアルキル及び置換アルキル基であり、Ｒ₁がメチ ル基であるときは、カルボニル基に結合している他のアルキル基Ｒ₂の炭素原子 は第一 級又は第三級炭素原子であるシステム。 ２１． 上記作動流体が、上記ケトンに加えて、添加剤量のアルコール又はア ミン熱及び物質移動添加物（heat and mass transfer additive）を含んでいる 請求項２０に記載のシステム。 ２２． 水蒸気を吸収するための水性金属塩吸収溶液を含む吸収剤を含み、該 金属塩がアルカリ金属ハライドを含む、吸収サイクルの冷却及び／又は加熱シス テムの運転において、該吸収溶液への水蒸気吸収速度を改善する方法であって、 その中に、有効添加剤量である少なくとも重量基準で２ｐｐｍの脂肪族、脂環式 、又は芳香族の５〜２４個の炭素原子を有すると共に当該水蒸気吸収速度を増加 できるケトン又はアルデヒドを添加する工程を包含し、該脂肪族ケトンが式Ｒ₁ （Ｃ＝Ｏ）Ｒ₂で表され、該式中Ｒ₁及びＲ₂は同一又は異なって炭素数１〜１２ のアルキル及び置換アルキル基であり、Ｒ₁がメチル基であるときは、カルボニ ル基に結合している他のアルキル基Ｒ₂の炭素原子は第一級又は第三級炭素原子 である方法。 ２３． 上記ケトン及び上記アルデヒドが、上記作動流体に不溶性であるか又 は僅かに可溶性であり、１００℃及び２０℃以下で液体である請求項２２に記載 の方法。 ２４． 上記作動流体中の添加剤が、Ｒ₁及びＲ₂が１〜８個の炭素原子を有す るアルキル基である脂肪族ケトンである請求項２２に記載の方法。 ２５． 上記アルキル基のいずれか又は双方がハロゲン置換されている請求項 ２２に記載の方法。 ２６． 上記アルキル基のいずれか又は双方がフッ素置換されている請求項２ ２に記載の方法。 ２７． 上記作動流体が、上記ケトンの混合物を含む請求項２２に記載の方法 。 ２８． 上記作動流体が、上記アルデヒドの混合物を含む請求項２２に記載の 方法。 ２９． 上記作動流体が、上記ケトンの１種以上と上記アルデヒドの１種以上 との混合物を含む請求項２２に記載の方法。 ３０． 上記ケトン及び上記アルデヒドが、２０℃以上で上記作動流体に実質 的に完全に溶解する請求項２２に記載の方法。 ３１． 上記作動流体が、重量基準で２ｐｐｍ〜約２０，０００ｐｐｍの上記 添加剤を含む請求項２２に記載の方法。 ３２． 上記作動流体が、重量基準で２ｐｐｍ〜約１０，０００ｐｐｍの上記 添加剤を含む請求項２２に記載 の方法。 ３３． 上記添加剤が、２−ペンタノン、３−ペンタノン、４−メチル−２− ペンタノン、２，４−ジメチル−３−ペンタノン、２−ヘキサノン、３，３−ジ メチル−２−ヘキサノン、４−メチル−２−ヘキサノン、５−メチル−２−ヘキ サノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、２−オクタノン、 ３−オクタノン、及び４−オクタノン、シクロヘキサノン、ベンゾフェノン及び アセトフェノンからなる群より選ばれたケトンである請求項２２に記載の方法。 ３４． 上記添加剤が、６〜１４個の炭素原子を有する脂肪族アルデヒドであ る請求項２２に記載の方法。 ３５． 上記アルデヒドが、ハロゲン置換されている請求項２２に記載の方法 。 ３６． 上記作動流体が、臭化リチウム、並びにＺｎＣｌ₂、ＺｎＢｒ₂、Ｍｎ Ｃｌ₂、ＭｎＢｒ₂、ＭｇＣｌ₂、ＭｇＢｒ₂、ＳｒＣｌ₂、ＳｒＢｒ₂、ＦｅＣｌ₂ 、ＦｅＢｒ₂、ＣａＣｌ₂、ＣａＢｒ₂、ＬｉＣｌ、ＬｉＩ、ＬｉＮＯ₂、ＬｉＮＯ₃ 、ＬｉＳＣＮ及びＬｉＣｌＯ₃からなる群より選ばれた１種以上の塩を含んでい る請求項２２に記載の方法。 ３７． 上記冷却及び／又は加熱システムが、シング ル又はダブルエフェクト吸収装置を備えており、且つ、上記金属塩が、臭化リチ ウムを含む請求項２２に記載の方法。 ３８． 上記添加剤が、ケトンであり、且つ、上記金属塩が、水酸化ナトリウ ム、水酸化カリウム又はこれらの混合物を含む請求項２２に記載の方法。 ３９． 上記添加剤が、ケトンであり、且つ上記金属塩が、水酸化ナトリウム 、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化ルビジウム又は水酸化リチウムの１ 種以上を含む水酸化物である請求項２２に記載の方法。 ４０． 水蒸気を吸収するための水性金属塩吸収溶液を含む吸収剤を含み、該 金属塩がアルカリ金属ハライド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及びこれら 水酸化物の混合物からなる群より選ばれた金属塩から選択される、吸収サイクル の冷却及び／又は加熱システムの運転において、該吸収溶液への水蒸気吸収速度 を改善する方法であって、その中に、有効添加剤量である重量基準で少なくとも ２ｐｐｍの脂肪族、脂環式、又は芳香族の５〜２４個の炭素原子を有すると共に 当該水蒸気吸収速度を増加できるケトンを添加する工程を包含し、上記脂肪族ケ トンが式Ｒ₁（Ｃ＝Ｏ）Ｒ₂で表され、該式中Ｒ₁及びＲ₂は同一又は異なって炭素 数１〜１２のアルキル及び置換 アルキル基であり、Ｒ₁がメチル基であるときは、カルボニル基に結合している 他のアルキル基Ｒ₂の炭素原子は第一級又は第三級炭素原子である方法。