JPS6131793B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明の目的は吸収型三熱サイクル（cycle
tritherme a´ absorption）に従つて作動する装置
の機能を向上せしめるにある。このような装置
は、温度範囲Ａ内にある外部媒質に熱を供給し、
温度範囲Ｂ内にある外部媒質から熱を取込み、し
かして温度範囲Ｃ内にある外部媒質と熱交換を行
うことによつて作動するものである。これは２種
の場合に区別することができる。 １つの場合（以下、事例１と称す）において
は、温度範囲Ｂは、少なくとも一部は、温度範囲
Ａより上にあり、装置は、少なくとも一部が温度
範囲Ａ及びＢより下にある温度範囲Ｃにおいて熱
を取込む。即ち、温度範囲Ｃが室温より下にある
場合は冷凍機として機能し、また温度範囲Ｃが室
温の水準またはそれより上にある場合は熱ポンプ
として機能する。この場合、温度範囲Ｃ内におい
て熱量Q₂−Q₁を取出すことによつて、温度範囲
Ｂ内に受入れる熱量Q₁より大きい熱量Q₂が温度
範囲Ａ内に供給される。２番目の場合（以下、事
例２と称す）においては、温度範囲Ｂは温度範囲
Ａより下にあり、システムは温度範囲Ａ及びＢよ
り下にある温度範囲Ｃ内に熱を与える。これはフ
ランス特許2321098号（EN7525598号）の対象と
なつている熱変換器の場合である。この場合、温
度範囲Ｃ内に熱量Q₂−Q₁を与えることによつ
て、温度範囲Ｂ内に受入れる熱量Q₁より小さい
熱量Q₂が温度範囲Ａ内に供給される。 以下、室温以上においてのみ熱を取込み、事例
１または事例２のいずれの場合を問わず、前記一
般定義に合致する一切の装置を吸収式熱ポンプと
称することにする。 事例１及び事例２の双方の場合において、サイ
クルは少なくとも１つの吸収段階を含んでおり、
その間においては溶質の役割を果たす作動流体の
気相が、溶媒として用いられる液相と接触せしめ
られ、また、溶質に乏しくなつた液相と溶質に富
む気相を再び生ぜしめる１つの脱着段階を含んで
いる。なお、この明細書において「溶質」なる用
語は可溶性気体物質を意味する。 脱着段階は、通常、外部流体との間接接触によ
る熱交換によつて加熱した囲域内において、吸収
段階中に得た溶液Ｓを受入れて実施し、溶質に乏
しくなつた液相Ｌと溶質に富むに到つた気相Ｖを
第１図Ａに示す配置によつて得る。用いる溶媒相
がそれ自身揮発性である場合は、吸収式冷凍機に
おいては、気相Ｖを少なくとも一部凝縮し、凝縮
した気相の一部を還流として送返し、例えばプレ
ート塔内において、気相Ｖと還流の間に向流接触
を生ぜしめて該気相Ｖを精留するのが通常であ
る。 蒸気Ｖ中における溶媒相の飛沫同件を減少させ
るために、第１図Ｂに示す配置に従つて操作する
ことができる。溶液Ｓを向流接触帯域の上部に入
れ、この接触帯域の底部より取出す液相Ｌの一
部の気化によつて前記帯域の底部に気相V′を発
生せしめる。この帯域は、例えば、蒸留または吸
収に通常用いる如きプレート（段）で出来てい
る。この向流帯域において溶液Ｓに接触すれば、
蒸気は溶質に富むようになり、溶媒に乏しくなる
一方、溶液は溶質に乏しくなり、溶媒に富むよう
になる。溶質に乏しくなつた液相Ｌは気化器Ｗよ
り取出す。アンモニア溶液の脱着を考慮すれば、
問題は明瞭になる。 圧力を８Kg/cm²とし、NH₃50重量％を含む溶液
について、第１図Ａに示す配置に従つて操作すれ
ば、液相Ｌの濃度及び気相Ｖの濃度が温度に応じ
て下記の如く推移するのが見られる。

【表】 温度を上げるに従つてアンモニア含量が益々低
くなる液相が得られるが、気相において飛沫同伴
される水の量が急速に増加するのが認められる。
特に142.4℃においては、溶液は完全に気化する
ことになる。 これに反し、第１図Ｂに示す配置に従つて操作
すれば、向流接触帯域より出て来る蒸気Ｖを当初
の溶液との平衡、即ち８Kg/cm²の圧力ならびに50
重量％のNH₃を含む溶液について重量分率99％に
相当する濃度に近い濃度に保つことができ、しか
も向流帯域の底部における加熱温度に対応するア
ンモニア濃度を有する液相Ｌが得られるが、これ
は高度の脱着を可能とするものであり、このよう
な配置は前記フランス特許に詳細に記載してあ
る。 しかしながら、この配置は、向流接触帯から出
る液相Ｌの飽和温度に近い温度、即ち脱着の度が
高められればそれだけ高くなる温度に必要な熱の
全部の供給を必要とする。 第１図Ｂに図示する場合におけるよりも遥かに
広い温度範囲において必要な熱を供給しながら
も、気相において高いアンモニア濃度を保つこと
が可能であることが見出されたが、これこそが本
発明の目的であり、このことによつて装置の加熱
に、第１図Ｂの配置によればそれが不可能である
場合に、熱落差（rejets thermiques）を利用す
ることが可能になる。 本発明による熱ポンプ及び吸収式冷凍機の脱着
段階の改良は、第１図Ｃに示す通りであるが、脱
着段階に入つた溶液Ｓの第１フラクシヨンS₁を加
熱・気化帯域Ｅへ送込むこと、ならびに溶液Ｓの
第２フラクシヨンS₂を脱着帯域Ｄへ送込むことを
含むものである。帯域Ｅにおいては、溶液S₁は、
脱着帯域にとつての外部流体との熱交換によつて
当初温度Tiと最終温度Tfとの間の温度範囲△に
従つて加熱及び漸次気化されて気相V′及び場合
によつては液相L′を生ぜしめるが、これは互いに
分離する。また帯域Ｄにおいては、フラクシヨン
S₂と気相V′との間の接触を行つて液相L″を得る
が、液相L′とL″は吸収段階に再循環される液相
を形成するものである。 溶液S₁は完全に気化されることがあり（その時
L₁は存在していない）、この場合、Ｌは帯域Ｄの
出口で完全に回収される。 第１図Ｃに示す通り、S₁とS₂は脱着段階に入つ
た溶液Ｓの２つのフラクシヨンで同一の組成のも
のであることが望ましいが、溶液Ｓの全部を帯域
Ｄの上部に入れ（S₂＝Ｓ）、帯域Ｄの中程の高さ
において液相S′₁を一部取出して溶液Ｓを形成す
る（S₁＝S′₁）こともできる。しかしながら、この
配置は、たいていの場合、その取出しが前記帯域
Ｄの低い個所において行われるだけに、それだけ
に有利なものではない。 脱着段階に入つた溶液は一般に吸収段階の過程
において得る溶液の少なくとも一部より成つてい
るが、これは該溶液がその他の液体のフラクシヨ
ンを含むことができない、ということではない。 かくして、例えば、脱着帯域から出る蒸気を、
脱着帯域の圧に近い圧力を以て、場合によつては
液体フラクシヨンと混合した後に、凝縮し、この
ようにして得る溶液を吸収帯域の圧に近い圧力を
以て一部気化して、吸収帯域に送られる気相を構
成する場合、前記気化に由来する残存液相は、一
部または全部、脱着帯域へ送つて、溶液Ｓの一部
を構成することができる。 脱着段階にとつての外部流体とは、本発明によ
つて改良した脱着段階を含みかつ熱を与える冷凍
機もしくは熱ポンプにとつての外部流体、あるい
はその同じ冷凍機あるいは熱ポンプにおける他の
段階、例えば吸収段階の間に循環する流体のいず
れかをいう。 溶液S₁がバブル・ポイント以下またはそれに等
しい温度に達すると、バブル・ポイントにおいて
気化し始める。気化範囲は加熱用の外部流体の受
入れ温度に応じて選定することができる。この範
囲が広くなる場合には、気化されたフラクシヨン
が増加する。最も広い範囲は完全な気化に対応す
るものであり、気化の終末温度は、その時、当初
の溶液と同じ組成を有する蒸気の露点に等しい。 従つて、一例として、８Kg/cm²の圧力におい
て、NH₃50重量％を含有するアンモニア溶液の場
合を考察すると、温度範囲△は、54.2℃の当初温
度Tiと、54.2℃から142.4℃の間にある終末温度
Tfとの間に含まれることになる。 従つて、極めて広い温度範囲にわたつて必要な
熱を供給することができる一方で、第１図Ｂに示
す配置の場合には、本発明の方法により得るもの
に類似する液相及び気相を得るには、すべての熱
は温度Tfに近い温度において供給されなければ
ならない。 このようにして、本発明の方法によれば、広い
範囲にわたつて用い得る熱を利用し、なお且つ、
より大きい平均温度差とより小さい熱交換面積と
を以て熱の供給を実施することができる。 脱着帯域が吸収帯域の圧より小さい圧力を以て
作動する場合は、溶液S₁はそれが加熱帯域Ｅ内へ
移行する前に膨張せしめられ、膨張前のその温度
が膨張後のバブル・ポイント以上である場合は、
溶液S₁を膨張前に過冷却し、できる限り広い温度
範囲の利益を受ける如くするのが有利である。溶
液S₂の過冷却を行うためには、例えば、膨張後気
化するこの同じ溶液のフラクシヨンと膨張前に熱
交換を行うことができる。このような配置は第３
図が例示する実施例２に記載してある。 第１図Ｃに示す配置に従つて操作する時は、気
化の終末において、当初の溶液と同じ組成を有す
る蒸気の露点に相当する温度に達することが可能
である。その結果、このような蒸気と平衡を保つ
て飽和している液体に対応する溶質濃度水準が得
られるが、これは液相Ｌにおける溶質濃度の達し
得る下限を示している。 上に述べた脱着段階及び熱交換の改変は本法の
他の段階を改変するものではなく、熱ポンプ及び
吸収式冷凍機の如何なる装置にも挿入することの
できるものである。特に、吸収段階は溶質を形成
する気相と溶媒を形成する液相との間の各種の既
知の接触方式及び就中1978年９月29日付フランス
特許出願7828170号に記載の接触方式を用いるこ
とができる。ちなみに、該特許出願は、吸収帯域
において溶質を形成する気相と溶媒を形成する液
相の一部の間において向流接触を実施することで
あり、この場合、液相の他の部分は向流熱交換帯
域から出る気相と混合する。 従つて、第１図Ｃに示す配置に相当する本法の
主要段階は、望ましくは、下記の如きものであ
る。 (a)吸収帯域において、溶質を構成する気相と溶
媒を構成する液相との間の接触を実施して溶液Ｓ
を得る。(b)溶液Ｓの第１フラクシヨンS₁を加熱帯
域へ送り、該帯域において該フラクシヨンが脱着
段階にとつての外部流体との熱交換によつて少な
くとも一部気化する。(c)段階(b)より生じる気相と
溶液Ｓの第２フラクシヨンS₂との間の接触を行
う。(d)外部流体に熱を与えて、段階(c)より生ずる
気相を凝縮する。(e)外部流体より熱を取込み段階
(d)より生ずる溶液を少なくとも一部気化する。し
かして(f)段階(e)より生ずる気相及び段階(b)及び(c)
より生ずる液相を吸収帯域に再循環せしめる。 溶液S₁の気化を行うのに用いるカロリーをでき
るだけ利用するためには、可能な限り向流に近い
接触方式に従つて、対応する熱交換を実施するの
が一般に有利である。 熱交換を行うのに用いる外部流体の熱水準は前
述の事例１及び事例２において異つている。 事例１においては、吸収段階は、大きくとも脱
着段階の圧に等しい圧力を以て、温度範囲Ａ内に
ある外部流体に熱を供給し、温度範囲Ｂ内にある
外部流体から取込むことによつて脱着される溶液
を得、しかして温度範囲Ａ内にある外部流体に熱
を供給して、脱着帯域の圧に近い圧力を以て少な
くとも一部凝縮される気相を生ぜしめて、実施さ
れる。この気相は温度範囲Ｃ内にある外部流体か
ら熱を取込み、吸収帯域の圧に近い圧力を以て少
なくとも一部再気化され、吸収帯域へ再循環せし
められる。 この場合に対応する望ましい配置は下記より成
つている。 (1) 溶質を形成する液体の冷却用流体の少なくと
も一部を、熱交換器内において、外部流体から
熱を取込み、最初の圧力水準を以て膨張せし
め、気化し、しかして前記の気化した冷却用流
体より成る気相と膨張する前の前記冷却用流体
より成る液相との間において熱交換を行うこ
と。 (2) この冷却用流体を脱着段階に由来する溶質に
乏しい溶液の形成する液相に吸収すること。こ
の際、吸収熱は熱交換器内において水あるいは
空気の如き外部流体に伝達される。 (3) このようにして得る溶質に富む溶液をポンプ
を以て送出して、脱着帯域に存在する圧に近い
２番目の圧力水準に導き、前記の溶質に富む溶
液と脱着帯域に由来する溶質に乏しい溶液との
間に熱交換を行うこと。 (4) 前記の溶質に富む溶液を２つのフラクシヨン
S₁及びS₂に二分し、フラクシヨンS₁と脱着帯域
に由来する溶質に乏しい溶液との間で熱交換を
行うこと。 (5) 外部流体より熱を取込み、熱交換器内におい
て溶液S₁を少なくとも一部気化すること。 (6) このようにして得る液・蒸気混合物を脱着帯
域の底部に送ること。 (7) フラクシヨンS₂を脱着帯域内、フラクシヨン
S₂に溶液として含有されている冷却用流体が直
接向流接触によつて脱着帯域の底部から出て来
る気相によつて少なくとも一部が脱着される、
ストリツピング帯域より下方にある個所に送込
むこと。 (8) フラクシヨンS₂の導入点の上方にある精留帯
域において、気相と還流液体との間において直
接向流接触を行つて、前記ストリツピング帯域
から出る気相を精留すること。 (9) 熱交換器内において、凝縮熱を水あるいは空
気の如き外部流体に伝達して、精留帯域より出
る気相を凝縮すること。 (10) このようにして得る液相の一部を還流として
段階(8)へ送り返すこと。この場合、残存するフ
ラクシヨンは段階(1)へ再循環せしめること。 しかして (11) 溶質に乏しい溶液を脱着帯域から取出し、こ
れを段階(2)へ送り返すこと。 事例２においては、吸収段階は、少なくとも脱
着帯域の圧に等しい圧力を以て、温度範囲Ａ内に
ある外部流体に熱を供給し、温度範囲Ｂ内にある
外部流体より熱を取込むことによつて脱着される
溶液Ｓを得、しかして温度範囲Ｃ内にある外部流
体に熱を供給して、脱着帯域の圧に近い圧力を以
て少なくとも一部凝縮される気相を生ぜしめるこ
とによつて実施されるが、この気相は温度水準Ｂ
内にある外部流体から熱を取込み、吸収帯域の圧
に近い圧力を以て少なくとも一部再気化され、吸
収帯域へ再循環せしめられる。 この場合に対応する望ましい配置は下記より成
つている。 (1) 脱着帯域に由来する気相を、最初の圧力水準
において熱交換器内で水または空気の如き外部
流体に熱を供給して、前記熱交換器に由来する
液相と熱交換を行つた後に、補給液体の存在下
において凝縮すること。 (2) 前記液相をポンプを以て送出して吸収帯域内
に存在する圧に近い２番目の圧力水準に導くこ
と。 (3) 段階(1)の過程に示す如く熱交換を行つた後、
外部流体から熱を取込むことによつて前記液相
を少なくとも一部気化すること。 (4) 気相と液相を分離すること。 (5) 段階(4)に由来する液相の一部を、膨張後、脱
着帯域に由来する気相に対する補給液体として
段階(1)へ送ること。 (6) 残存するフラクシヨンを吸収帯域に由来する
溶質に富む溶液と混合すること。 (7) このようにして得る混合物を、少なくとも一
部膨張し、気化する前記混合物の第１フラクシ
ヨンとの熱交換により予冷却すること。 (8) 段階(7)に由来する混合物を３つのフラクシヨ
ンF₁，F₂及びF₃に分別すること。そのうちで
第１フラクシヨンF₁は気化することによつ
て、段階(7)の中に述べた如き予冷却を可能にす
るが、得られる液・蒸気混合物は脱着帯域の底
部に送られ、第２フラクシヨンF₂は膨張し、
脱着帯域の頂部に送られるフラクシヨンS₂を形
成し、しかして第３フラクシヨンF₃は、外部
流体から熱を取込んで、少なくとも一部膨張
し、気化するフラクシヨンS₁を形成するが、得
られる液・蒸気混合物は脱着帯域の底部に送ら
れる。 (9) 脱着帯域において、液相と気相の間に直接向
流接触を行つて、溶質に乏しい溶液を脱着帯域
の底部において回収すること。 (10) 段階(9)に由来する溶質に乏しい溶液を段階(4)
に由来する気相と接触せしめて溶質に富む溶液
を得ることによつて、吸収段階を実施するこ
と。 ならびに (11) 段階(10)に由来する溶質に富む溶液を段階(6)に
再循環せしめること。 吸収段階は、段階(4)に由来する気相を段階(9)に
由来する溶質に乏しい溶液と直接混合し、吸収熱
を水または空気の如き外部流体に与えて、実施す
ることができる。また、脱着段階より生ずる液相
の第１フラクシヨンと向流接触を行い、前記向流
接触より生ずる気相を前記液相の第２フラクシヨ
ンと混合し、このようにして得る液・蒸気混合物
を凝縮し、しかして前記混合物の凝縮の間に外部
流体に熱を供給して、この吸収段階を実施するこ
ともできる。 上に明示した熱交換の各々は１段階あるいは数
段階として行うことができ、各々の熱交換は単一
の外部流体を以てしても数種の流体を以てしても
行われることは明白である。同様にまた、熱交換
は同一の温度範囲内にある種々の温度水準におい
て行うことができる。例えば、事例１及び事例２
において、温度範囲Ｂ内において行われる２回の
熱交換は必ずしも相等しい温度を用いるというも
のではない。 ある種の場合、特に冷気生成の若干の場合にお
いては、吸収段階中に溶質を形成する、成分が事
実上純である気相を、脱着帯域の出口において用
い得ることが必要である。この場合、脱着帯域の
上方に精留帯域を備えることが必要であり、その
精留は脱着帯域から出て来る気相と、前記精留帯
域から出て来る蒸気の凝縮より生ずる液相の一部
との間において、例えばプレート塔内で、向流接
触を行つて実施する。 本発明は、とりわけ、溶質がアンモニアであ
り、溶媒が水である場合に適用されるものであ
る。しかしながら、その他の溶質及びその他の溶
媒も、混じりけなしに、あるいは混合物として用
いることができる。 溶媒もまた同様にジメチルホルムアミド、ジメ
チルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、テト
ラエチレングリコール、ジメチルエーテル、リン
酸トリブチル、エチレングリコール、ジエチレン
グリコール、ベンジルアルコール、あるいはアニ
リン、さらには例えばパラフイン系炭化水素類の
うちより選択した炭化水素の如き有機溶媒であつ
てもよい。 溶質（その沸騰温度あるいは昇華温度は溶媒の
それよりも低い）は、アンモニアの他、溶媒に溶
解し、その溶解が熱の放出を伴うものでさえあれ
ば、プロパン、ブタン、ペンタン、あるいはジフ
ルオロクロロメタン、フルオロジクロロメタンま
たはジフルオロジクロロメタンの如きハロゲンを
含む炭火水素であつてもよい。 一般に、溶質−溶媒の対としては、用いる物質
が操作温度及び圧力条件下において化学的に安定
であり、溶質及び溶媒が操作温度及び圧力条件下
において、混じりけなしで、または混合して、気
化し得るものであり、しかも溶質の揮発性が溶媒
のそれよりも高く、且つ溶質が熱の放出を伴つて
溶媒に溶解するものでさえあれば、如何なるもの
でも適当である。 脱着帯域の圧は望ましくは１乃至20バールの間
に含まれるものとする。 溶液S₁なるフラクシヨンは有利には溶液Ｓの10
乃至90％、望ましくは10乃至70％を占め、残余は
フラクシヨンS₂となる。 脱着帯域についての外部流体は溶液S₁の気化に
必要な熱を供給するものであるが、その温度は０
乃至200℃の間、望ましくは50乃至150℃の間に含
まれる温度範囲内にある。 吸収及び脱着の段階は、望ましくは、この種の
操作を処理するために化学工学において最も頻繁
に用いる型式の塔内において実施するが、その他
の装置、特に自動撹拌器を備えた装置を用いても
よい。 気相と液相の間で行う混合は、単純フローミキ
シング、あるいは自動撹拌機構を備えた囲域内に
おいて、あるいはまた流出式、プレート式または
ライニング式の接触帯域内のいずれかにおいて実
施する。前記の混合及び前記混合物の少なくとも
一部の凝縮による熱の供給は、混合帯域を、外部
に熱を供給する熱交換器とは別個に設けて、相次
いで操作するか、あるいは例えば、この混合を冷
却用熱交換器を備えた球形フラスコ内で実施して
同時に操作するかの、いずれかによつてできる。 本発明の実施方式は第２図及び第３図に示す通
りである。実施例１及び２は本発明を例示するも
のである。単純化を期して、第２図及び第３図は
実施例１及び２に関連して描いてあるが、その範
囲は一般的であり、前記実施例中に明示している
数値に限定するものと解すべきではない。 実施例 １ 本実施例は第２図に示す。上において事例１と
して示した場合に対応する装置に関する。 ダクト１により、重量分率にして下記の組成を
有する液・蒸気混合物を９T/hの流量を以てプレ
ート塔Ｃ１内に受入れる。 NH₃＝47％ H₂O＝53％ 塔Ｃ１の底部において、液フラクシヨンと4.2
T/hで流れる蒸気フラクシヨンが分離する。液フ
ラクシヨンは塔の底部の上方にある１番目のプレ
ートから出る液体と混合し、蒸気フラクシヨンは
プレートに送られる。 塔Ｃ１は11段のプレートを備えており、水頭圧
14Kg/cm²を以て作動する。 頂部においてアンモニア蒸気を回収するが、そ
の純度は99％以上である。この蒸気は熱交換器Ｅ
１０１内において（一般定義に謂う温度範囲Ａ内
の）冷却水によつて35℃の温度にまで冷却され
て、凝縮される。熱交換器Ｅ１０１を通つて1.16
×10⁶Kcal/hが排出される。 凝縮液はフラスコＢ１内に回収され、熱交換器
Ｅ１０１出口において回収する凝縮液の10％にあ
たる凝縮液流がポンプＰ２及びダクト３を経て還
流として塔Ｃ１に送られる。残存フラクシヨンは
ダクト４を通つて熱交換器Ｅ１０３へ送られ、そ
こからはダクト５を経て再び出て来る。このフラ
クシヨンは、それから、ゲート弁Ｖ１を通つて４
Kg/cm²に圧にまで膨張せしめられ、熱交換器Ｅ１
０７内において、一般定義にいう温度範囲Ｃ内に
ある外部流体を冷却し、−３℃の温度において気
化される。かくして１×10⁶Kcal/hが排出され
る。アンモニア蒸気はダクト６を通つて熱交換器
Ｅ１０３へ送られ、そこからはダクト７を通つて
再び出て来る。 この蒸気とダクト８を通つて来る溶液とを混合
すれば、重量分率にして47％のアンモニアを含
む、水とアンモニアの混合物を得る。この混合物
は、熱交換器Ｅ１０２内において、一般定義にい
う温度範囲Ａ内にある冷却水により35℃にまで冷
却されて、凝縮される。 得られる溶液はダクト９を通つて熱交換器Ｅ１
０２から出て行き、フラスコＢ２内に回収され、
ポンプＰ１に再び取込まれ、熱交換器Ｅ１０４へ
送られ、ここからは80℃の温度においてダクト１
０を通つて液体として再び出て行く。9.45T/hの
流量をダクト１１により塔Ｃ１の底より５番目の
プレートの上方へ送る。残存フラクシヨンはダク
ト１２により熱交換器Ｅ１０５へ送られ、ここか
らは100℃の温度においてダクト１３を通つて再
び出て行く。このフラクシヨンは、それから、熱
交換器Ｅ１０６へ送られ、その中において、150
℃においてダクト１４を通つて入り、110℃（一
般定義にいう温度範囲Ｂ）においてダクト１５に
より再び出て行く外部流体より熱を回収して、漸
次気化される。このようにして1.6×10⁶Kcal/hが
装置に供給される。塔Ｃ１の底部において、重量
分率にして23％のNH₃を含む液相を回収し、この
液相はダクト１６により熱交換器Ｅ１０５へ送ら
れ、そこからはダクト１７を通つて出て行き、次
いで熱交換器Ｅ１０４へ送られ、そこからはダク
ト１８により膨張用ゲート弁Ｖ２へ送られる。 実施例 ２ 本実施例は第３図に示す。上において事例２と
して示した場合に対応する装置に関する。 塔Ｃ６内に、重量分率にして下記の組成を有す
る蒸気を5.75T/hの流量を以てダクト６８により
受入れる。 NH₃＝80％ H₂O＝20％ 塔Ｃ６は６段のプレートを備え、水頭圧20Kg/
cm²を以て作動する。ダクト６８を通つて来る気相
は、塔Ｃ６内において、ダクト６０により受入れ
られる、重量分率にして４％のアンモニアを含む
溶液と接触せしめられる。 ダクト６２により、ダクト６０を通つて受入れ
る液相と同じ組成の7.03T/hの流れ（ダクト６
１）と混合する気相を回収する。この液・蒸気混
合物は熱交換器Ｅ１１６へ送られ、その中で、
150℃（一般定義にいう温度範囲Ａ）において気
化する水流に2.04×10⁶Kcal/hを与えて凝縮され
る。 水・アンモニア混合物はダクト６４を通つて熱
交換器Ｅ１１６から凝縮されて出て来、得られる
溶液はダクト６７を通つて塔Ｃ６から出て来る溶
液と混合される。この２種の溶液の混合物はダク
ト９６内に送られ、フラスコＢ５から来る1.1T/
ｈの液流（ダクト９５）と一緒になる。このよう
にして得られる溶液はダクト９７により熱交換器
Ｅ１１７へ送られる。 熱交換器Ｅ１１７において、ダクト９７により
受入れる溶液を、ダクト９８により熱交換器Ｅ１
１７から出てゲート弁Ｖ１０を通つて膨張し、
105乃至145℃の間において一部気化した4.15T/h
の流れと熱交換して、155゜より115℃にまで冷却
する。 ダクト９８により受入れる溶液のフラクシヨン
で、熱交換器Ｅ１１７へ送られないものは、ゲー
ト弁Ｖ９中を通り、熱交換器Ｅ１１８内において
105乃至145℃において一部気化される。このよう
にして、160℃で受入れ、119℃（一般定義にいう
温度範囲Ｂ）において再び出て行く、蒸留塔に由
来する石油留分である外部流体から2.403×10⁶Kc
ａｌ／ｈを取込む。熱交換器Ｅ１１８からダクト９１
を通つて出て来る液・蒸気混合物は、熱交換器Ｅ
１１７からダクト９３を通つて出て来る液・蒸気
混合物と一緒になり、しかして生ずる液・蒸気混
合物はダクト８８により塔Ｃ７へ送られる。塔Ｃ
７の底部において液フラクシヨンと蒸気フラクシ
ヨンは分離する。蒸気フラクシヨンはダクト９４
により受入れる液相と接触せしめられ、ゲート弁
Ｖ１１を通つて膨張せしめられる。塔Ｃ７は12段
のプレートを備え、水頭圧６気圧を以て作動す
る。ダクト７２により頂部より出て卒る蒸気はダ
クト７４により受入れる溶液と混合し、液・蒸気
混合物はダクト７３を通つて熱交換器Ｅ１１９へ
送られる。熱交換器Ｅ１１９を出ると、液・蒸気
混合物は凝縮器Ｅ１２０へ送られ、この中で水流
によつて30℃まで冷却される（一般定義にいう温
度範囲Ｃ）。得られる溶液は55重量％のアンモニ
アを含んでいる。この溶液はフラスコＢ６内に回
収し、ポンプＰ７により熱交換器Ｅ１１９へ送ら
れ、そこから105℃の温度において再び出て行
き、次いでダクト８５によつて熱交換器Ｅ１２１
へ送られる。熱交換器Ｅ１２１内において、該溶
液は漸次１４５℃にまで気化される。このように
して、熱交換器Ｅ１１８へ送られる石油留分と同
じ蒸留塔に由来する２番石油留分である外部流体
から1.604×10⁶Kcalが取込まれる。この外部流体
は160℃において取入れられ、116℃において再び
出て行く（一般定義にいう温度範囲Ｂ）。熱交換
器Ｅ１２１から出る液・蒸気混合物はフラスコＢ
５内に回収される。液相はダクト９２を通つて再
び出て行く。この液相はダクト９５及び９７によ
り出て行く２種のフラクシヨンに分離される。 本実施例において明らかな如く、脱着段階へ送
られる溶液は、必然的にS₁及びS₂を含んでいる、
２種以上のフラクシヨンに分別することができ
る。従つて、脱着段階へ向う溶液のフラクシヨン
は、S₁及びS₂とは判然と区別され、前記溶液を冷
却する目的で、別個に気化することができるＥ１
１７。

【図面の簡単な説明】

第１図ABCは脱着段階を示す系統図、第２図
は実施例１による系統図、第３図は実施例２によ
る系統図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶液Ｓを供給する、作動流体（溶質）の気相
   の溶媒の液相への吸収段階と、溶質の気相及び溶
   媒の液相を供給する、気化による溶液Ｓからの前
   記溶質の少なくとも一部の脱着段階とを含み、前
   記気化が外部の加熱流体との間接熱交換による熱
   の補給を伴つて行われる、熱ポンプ及び吸収式冷
   凍機において用いることのできる、脱着及び熱交
   換の改良した方法において、溶液Ｓの一部S₁が、
   熱交換帯域にて、前記外部流体との間接熱交換に
   より、増大する温度範囲にわたり、少なくとも一
   部気化されること、生ずる蒸気V′を気化されな
   い液L′から分離すること、後者を排出すること、
   前記蒸気V′を溶液Ｓの他の部分S₂と直接向流接
   触せしめて該溶液を脱着せしめること、気相Ｖと
   この向流接触より生ずる液相L″を別々に排出す
   るが、気相Ｖは溶質を脱着した気相を構成し、排
   出した液相L′及びL″は脱着した液相を構成する
   こと、及び脱着した液相を吸収帯域に向つて送る
   ことを特徴とする方法。 ２ (a)吸収帯域において溶質を構成する気相と溶
   媒を構成する液相との間に接触を行つて溶液Ｓを
   得、(b)溶液Ｓの第１フラクシヨンS₁を、外部流体
   との間接熱交換によつて、ある温度範囲内におい
   て、該フラクシヨンが少なくとも一部、漸次気化
   される如き間接加熱帯域へ送り、気相V′及び残
   留液相L′を得、これを分離し、(c)脱着帯域Ｄに
   て、段階(b)より生ずる気相V′と溶液Ｓの第２フ
   ラクシヨンS₂との間において直接向流接触を行
   い、また気相Ｖ及び液相L″を別個に回収し、(d)
   外部流体に熱を与えて、段階(c)より生ずる気相Ｖ
   を凝縮し、(e)外部流体より熱を取込んで段階(d)よ
   り生ずる溶液を少なくとも一部気化し、しかして
   (f)段階(e)より生ずる気相及び段階(b)及び(c)より生
   ずる液相L′及びL″を吸収帯域へ再循環せしめ
   る、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 外部加熱流体が熱ポンプあるいは冷凍機の構
   成する全体についての外部熱源である、特許請求
   の範囲第１項もしくは第２項記載の方法。 ４ 溶液S₁が外部流体と向流を以て行う熱交換に
   よつて気化され、該外部流体が気化熱の少なくと
   も一部を供給する、特許請求の範囲第１項より第
   ３項までのいずれか１項に記載の方法。 ５ 溶質がアンモニアであり、溶媒が水である、
   特許請求の範囲第１項より第４項までのいずれか
   １項に記載の方法。 ６ 溶質が炭化水素であり、溶媒が有機溶媒であ
   る、特許請求の範囲第１項より第４項までのいず
   れか１項に記載の方法。 ７ 溶質がハロゲンを含む炭化水素であり、溶媒
   が有機溶媒である、特許請求の範囲第１項より第
   ４項までのいずれか１項に記載の方法。 ８ 溶液のフラクシヨンS₁が溶液Ｓの10乃至90％
   を占めており、残余がフラクシヨンS₂を構成して
   いる、特許請求の範囲第１項より第７項までのい
   ずれか１項に記載の方法。 ９ 脱着帯域内の圧が１乃至20バールである、特
   許請求の範囲第１項より第８項までのいずれか１
   項に記載の方法。 １０ 溶液S₁の気化に必要な熱を供給する、脱着
   帯域についての外部流体の温度が０゜乃至200℃
   の間に含まれる温度範囲内にある、特許請求の範
   囲第１項より第９項までのいずれか１項に記載の
   方法。 １１ 吸収段階が、大きくとも脱着帯域の圧に等
   しい圧力において、温度範囲Ａ内の外部流体に熱
   を供給し、しかして、温度範囲Ｂ内の外部流体よ
   り熱を取込み、また温度範囲Ａ内の外部流体に熱
   を供給することによつて脱着帯域の圧に近い圧力
   において少なくとも一部凝縮される気相を生ぜし
   めて脱着される溶液Ｓを得て、実施され、該気相
   が、吸収帯域の圧に近い圧力において、温度範囲
   Ｃ内の外部流体より熱を取込んで少なくとも一部
   再気化され、吸収帯域に再循環せしめられる、特
   許請求の範囲第１項より第１０項までのいずれか
   １項に記載の方法。 １２ 脱着帯域から出る蒸気が、前記蒸気の凝縮
   より生ずる液相の一部との向流接触によつて精留
   される、特許請求の範囲第１項より第１１項まで
   のいずれか１項に記載の方法。 １３ 吸収段階が、少なくとも脱着帯域の圧に等
   しい圧力において、温度範囲Ａ内の外部流体に熱
   を供給し、しかして、温度範囲Ｂ内の外部流体よ
   り熱を取込み、また温度範囲Ｃ内の外部流体に熱
   を供給することによつて、脱着帯域の圧に近い圧
   力において少なくとも一部凝縮される気相を生ぜ
   しめて脱着される溶液Ｓを得て、実施され、該気
   相が吸収帯域の圧に近に圧力において、温度範囲
   Ｂ内の外部流体より熱を取込んで、少なくとも一
   部再気化され、吸収帯域へ再循環せしめられる、
   特許請求の範囲第１項より第１０項までのいずれ
   か１項に記載の方法。 １４ 吸収段階が、脱着段階より生ずる液相の１
   番フラクシヨンとの間において向流接触を行い、
   前記向流接触より生ずる気相を前記液相の２番フ
   ラクシヨンと混合し、このようにして得る液・蒸
   気混合物を凝縮し、しかして、前記混合物の凝縮
   中に外部流体に熱を供給することによつて実施さ
   れる、特許請求の範囲第１項より第１３項までの
   いずれか１項に記載の方法。 １５ 溶液S₁の少なくとも一部の気化より生ずる
   蒸気が、先ず溶液S₂と、次いで溶液Ｓと向流接触
   せしめられ、溶液S₁が蒸気と、溶液Ｓとの前記接
   触後に溶液Ｓより取られる、特許請求の範囲第２
   項記載の方法。