JPS5824767A - 二酸化炭素を作業流体とする吸収サイクルを用いた空気および（または）熱の生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、吸収サイクルを用いた冷気および（または
）熱の新規生成方法に関する。この吸収サイクルは少な
くとも一部二酸化炭素より成る気相の連続的吸収および
脱着に基づいている。

吸収サイクルを用いる冷気汀よび（または）熱の生成方
法は、一般に水・アンモニアの組合わせ、あるいは水・
臭化リチウムの組合わせによる作業流体を使用する。こ
れら２つの組合わせの作動流体は若干の不都合を示す。

まず水・アンモニアの組合わせは、アンモニアの毒性と
引火性のために安全性の問題がある。つぎに水・臭化リ
チウムの組合わせは、臭化リチウムの結晶化の危険、腐
食、空気の侵入の危険を伴なう非常に低い作動圧、水の
凍結を避けるためをこ低温で操作することが不可能なこ
となどの問題がある。また他の作業流体も提案されてし
）る。

例えばジフルオロクロロメタン（Ｒ−２２）のようなハ
ロゲン化流体と、ジメチルテトラエチレン・グリコール
（ＤＭ’ＴＥＧ）のような有機溶媒より成る組合わせで
ある。しかしこれらの流体では成績が悪く、また高も）
溶液の再循環率を必要とし、さらに熱安定性に問題力５
ある。

第１図は、従来の上記組合わせによる作業流体を用いた
吸収サイクルを示してし）る。

同図において、導管（１）を経て気相で到着する作業流
体（ト）が、導管（２）を経て吸収帯域（Ａ１）に到着
する溶媒相（Ｓ）により吸収される。吸収熱は、導管（
３）を経て到海し導管（４）を経て再び出て行く外部流
体に伝えられる。このようにして形成された溶液は導管
（５）から排出され、ポンプ（ｐｌ）を経て熱交換器（
Ｅｌ）を通って送られる。熱交換器（Ｅｌ）を出ると、
この溶液は脱着帯域（Ｄｌ）に送られる。この帯域内で
作業流体（ト）に富む蒸気相が発生する。その脱着熱は
、導管（６）を経て到着しかつ導管（７）から出て行く
外部流体によって供給される。得られた作業流体（ト）
の少ない溶液は導管（８）を経て熱交換器（Ｅｌ）に送
られ、ついで減圧弁（ｖｌ）を通って減圧され、導管（
２）を経て吸収帯域（Ａ１）に戻される。一方、得られ
た蒸気相は精留帯域（８）で精留され、同伴された溶媒
をこの蒸気相から除去する。ある場合には、例えば水・
臭化リチウムの組合わせの場合、同伴される溶媒は無く
、精留帯域は使用しない。精留帯域（６）は、導管（１
０１を経て到着し導管（１１）を経て再び出る外部流体
により゛頂部が冷却される。精留された蒸気相は□導管
（１２＋を経て再び出る。この蒸気相は、次に熱交換器
（ＥＣＩ）内で凝縮される。この交換器は、導管（９）
を経て到着し導管α〔から再び出る外部流体により冷却
される。得られた液相は導管α■を経て減圧弁（ｖ２）
へ送られる。この弁からその液相が導管１４１を経て再
び出て行く。このようにして得られた減圧された液相は
、導管（１５１を経て到着し導管（１６１から再び出る
外部流体から熱を取りつつ、蒸発器（Ｅｖｌ）内で蒸発
させられる。

このようにして導管（１）を経て吸収帯域へ再循環され
る蒸気相を得る。このような方法において、吸収工程と
脱着工程の連続により、蒸発器（ＥＶｌ）内を支配する
圧力に近い低圧から、凝縮器（ＥＣＩ）内を支配する圧
力に近い高圧まで、蒸気相の作業流体を圧縮することが
可能になる。

この発明による方法は、二酸化炭素を作業流体として使
用する。この二酸化炭素の気相は、液体溶媒相での吸収
工程、ついでより高圧かつより高温で操作が行なわれる
脱着工程に付される。

二酸化炭素は非常に日常よく利用されている流体であり
、多くの利点、特に安い原価および使用に際しての安全
性を示す。しかしながら、第１図に示すような従来の吸
収サイクルにおいてそれを使用することはほとんど不可
能である。

実際、その臨界湿度は３１℃で、臨界圧は７３．８バー
ルである。これらの特性は、熱ポンプの凝縮器または冷
凍装置の凝縮器において要求される温度水準とほとんど
相客れない。

この発明の方法を、以下図面に基づいて説明する。

この発明の方法の具体例を図式化した第２図において、
吸収帯域（Ａ２）■からの二酸化炭素溶液は、ポンプ（
Ｐ３）と熱交換器（Ｅ３）と導管（２１１を経て脱着帯
域、（Ｄ　２　）に送られる。

この溶液はこの一帯域内で、導管＠を経て到着し導管（
ハ）から出て行く外部流体によって加熱される。二酸化
炭素が減らされている得られた溶液は、導管（至）を経
て熱交換器（Ｅ’３）へ送られ、そこから導管（財）を
経て出て行き、減圧弁（ｖ４）を通って減圧され、導管
（至）を経て吸収帯域（Ａ２）へ送られる。一方、得ら
れた気相は脱着帯域（Ｄ２）から導管器を経て出て行く
。これはついで導管（財）を経て到着する溶媒相と混合
され、このようにして得られた液体・蒸気混合物は混合
器（財）内を効果的に通過することができ、均質化を完
成し、ついで導管（ハ）を経て熱交換器（ＥＣ２）に送
られる。熱交換器（ＥＣ２）内で、二酸化炭素は溶媒相
中に吸収され、発生した熱は、導管（至）を経て到着し
導管器から再び出る外部流体に伝達される。このように
して得られた溶液は導管■を経て熱交換器（Ｅ２）へ送
られ、この溶液はここから導管器を経て再び出て行く。

この溶液は次に減圧弁（ｖ３）を通って減圧され、そこ
から導管（至）を経て熱交換器（ＥＶ２）へ送られる。

熱交換器（ＥＶ２）においては、二酸化炭素の気相が発
生し、必要な熱が、導管α段を経て到着し導管α９を経
て再び出て行く外部流体から取られる。このようにして
得られた液体・気体混合物は導管（２）を経て傾瀉槽（
Ｂｌ）へ送られる。この傾瀉槽（Ｂｌ）内で気相と液相
が分離される。気相は導管（至）を経て吸収帯域（Ａ２
）へ送られ、この帯域（Ａ２）内で気相−は、導管（至
）を経て到着する溶媒相によって吸収される。その吸収
熱は、導管（至）を経て到着し導管（至）から再び出て
いく外部流体へ伝達される。

液相は導管（支）を通ってポンプ（Ｐ２）によって取出
され、このポンプはこの液相を熱交換器（Ｅ２）へ送り
、そこからこの液相は導管（財）を経て再び出て行く。

従ってこのように記載されたサイクルは、溶媒相の２つ
の循環路を含む。導管器は、これら２つの回路中に含ま
れる溶媒量を実質的に一定に保つのが目的であり、この
ことは、例えば第２図が示すように、流体静力学的均衡
によって吸収帯域（Ａ２）と傾瀉槽（Ｂｌ）のレベルを
同じ高さに維持して行なわれる〇従って、上記の第２図
に従う熱ポンプの作動の場合、高い温度水準の熱が発生
器（Ｄ２）に供給され、低い水準の熱（例えば外部の空
気または水）が脱着器（ＥＶ２）へ供給される。吸収帯
域（Ａ２）と熱交換器（ＥＣ２）との間で仲中間の温度
水準で谷りれる熱を回収する。

冷却における作動の場合、冷源は蒸発器（ＥＶ２）であ
る。

この発明による方法は、下記の工程（ＩＬ）〜（ｆ）よ
りなることを特徴としている。

（、）二酸化炭素の溶媒液相中の二酸化炭素溶液（Ｌｌ
）を、少なくとも一部の二酸化炭素の脱着条件下におい
て加熱に付し、二酸化炭素の気相（Ｇｌ）と、脱着され
た液相（８１）とを形成するようにし、気相（Ｇ１）を
液相（Ｓｌ）から分離する工程。

（ｂ）気相（Ｇ１）を二酸化炭素の溶媒液相（Ｓ２）と
混合し、発生した熱を排出し、気相（−Ｇｘ）の少なく
とも一部を溶媒液相（Ｂ２）中に溶解しかつ溶媒液相（
Ｂ２）中の二酸化炭素溶液（Ｂ２）を得るようにする工
程。

（０）溶液（Ｂ２）の圧力を下げ、この溶液を少なくと
も一部二酸化炭素の脱着条件下において加熱に付し、二
酸化炭素の気相（Ｇ２）と脱着液相（Ｂ３）とを形成す
るようにし、気相（Ｇ２）を液相（Ｂ３）から分離する
工程。

（ｄ）脱着液相（８１）の圧力を下げて実質的に気相（
Ｇ２）の圧力水準にし、液相（Ｓｌ）と気相（Ｇ２）を
混合し、発生した熱を排出しつつ、液相（８１）中の気
相（Ｇ２）よりなる溶液（Ｂ３）を得るようにする工程
。

（、）溶液（Ｂ３）の圧力水準を上げて実質的に溶液（
Ｌｌ）の圧力水準にし、ついで再圧縮された溶液（Ｂ３
）の少なくとも一部を工程（ａ）へ再び送って、そこで
溶液（Ｌｌ）の少なくとも一部を再構成する工程。

（ｆ）脱着された液相（Ｂ３）の圧力水準を上げて実質
的に気相（Ｇ１）の圧力水準にし、ついで再圧縮された
液相（Ｂ３）の少なくとも。

一部を工程（ｂ）に再び送り、そこで液“相（Ｂ２）の
少なくとも一部を再構成する工程。

またこの発明の特徴は、上記の方法において工程（ｂ）
に由来する溶液（Ｂ２）を、工程（１１）に付す前に液
相（Ｂ３）または（Ｂ２）との熱交換に付す工程を実施
することにある。

またこの発明のいま１つの特徴は、上記の方法において
溶液（Ｂ３）または（Ｌｌ）を工程（ａ）に由来する液
相（８１）との熱交換に付す工：程を実施することにあ
る。

熱交換器（Ｂ２）および（Ｂ３）は、各々凝縮器（ＥＣ
２）および脱着帯域（Ｂ２）から出る液相から熱を回収
しつつ、各々凝縮器（ＥＣ２）および脱着帯域（Ｂ２）
へ送られる液相を再加熱することを可能にする。

第３図は、この発明のいま１つの具体例を示すもので、
吸収工程の間に発生した熱の一部を回収して、必要な熱
の一部を脱着工程へ供給するものである。

同図において、脱着帯域（Ｂ３）において得られた気相
が導管（財）を経て出る。この気相は、導管卿を経て到
着する溶媒相と混、合される。液体・蒸気混合物は混合
器（ハ）において均質化され、ついで導管（４ηを経て
再び出て熱交換器（ＥＣ５）を通過する。この熱交換器
（ＥＣ５）において二酸化炭素が、導管器を経て到着し
導管−から再び出る外部流体に伝達される熱を生じつつ
、溶媒相に吸収される。′導管−を経て溶液は熱交換器
（Ｂ５）へ送られ、そこからこの溶液は、ポンプ（Ｂ４
）によってくみ上げられて混合器に戻る液体化熱を与え
た後、管路ａｌｌから再び出る。この溶液はついで弁（
Ｂ５）内で減圧され、導管＠を経て熱交換器（ＥＶ５）
へ送られる。

熱交換器（ＥＶ５）内で気体の二酸化炭素が溶液から分
かれ、導管（財）を経て到着し導管−から出る外部流体
が、脱着に必要な熱をもたらす。

このようにして発生した液・気温合物は、管路−を経て
傾瀉槽（Ｂ２）へ送られ、そこで２つの相が分離される
。液相が導管（財）とポンプ（Ｂ４）を経て取゛出され
、熱交換器（Ｂ５）に導入され、そこから導管卿を経て
再び出る。

傾瀉槽（Ｂ２）から出、た気相は、導管■を経て導管（
支）へ送られ、そこでこの気相は、管路（支）と減圧弁
（Ｂ６）を経て脱着帯域（Ｂ３）から来る溶質が少ない
液相と混合される。

２つの気相と液相の混合物は熱交換器（Ｂ４）に送られ
、そこで気相の一部が液相によって吸収され、管路時を
経て再び出て、吸収帯域（Ａ３）へ到着する。そこでほ
とんどすべての気相が溶媒によって吸収される。

管路（６０）を経て吸収帯域（Ａ３）から再び出る液相
は、ポンプ（Ｂ５）によってくみ上げられ、熱交換器（
Ｂ４）へ送られる。

熱交換器（Ｂ４）内において、溶質が少ない液相への気
−相の吸収により供給される熱は、ポンプ（Ｂ５）から
来る溶液を再加熱するため、および二酸化炭素気相の一
部を発生させるために使用される。この気体部分と残液
は導管（４υを経て脱着帯域（Ｄ’　３　’）へ送られ
る。

傾瀉槽（Ｂ２）と吸収帯域（Ａ３）との間の管路（６１
）は、２つの回路に含まれる溶媒量を維持するという同
じ役割を有す。

ここで、再び第２図を参照すると、熱交換器（ＥＣ２）
内を支配する圧力を減じるために、熱交換器（Ｂ２）内
で操作される熱交換の間、溶媒相への二酸化炭素の吸収
を続行するのもまた有利であろう。発生した熱は、気体
二酸化炭素の発生に導きつつ、熱交換器（Ｂ２）内で操
作される熱交換の間再加熱される溶液へ伝達される。

第４図は、このような場合についての具体例を示してい
る。

同図において、二酸化炭素に富みかつ脱着帯域（Ｂ４）
において発生した気相は、導管（６２）を経て、混合器
−内へ排出され、そこでこの気相は、導管（６３）を経
て到着する二酸化炭素の少ない液相と接触させられる。

これらの混合物は導管（６４）を経て混合器−から出る
と、熱交換器（ＥＣ５）に入り、そこで二酸化炭素気相
の溶媒液中への部分的吸収が起こる。この吸収によって
発生した熱は、導管（６５）を経て入り導管（６６）か
ら出る外部流体へ与えられる。

混合物は熱交換器（ＥＣ６）から導管（６７）を経て出
ると、熱交換器（Ｂ６）内で、溶媒中への気相の吸収を
続行し、かくして、導管（６８）を経て傾瀉槽（Ｂ３）
からくる液相に熱を与える。

導管（７０）を経て溶質に富む液相が交換器（Ｂ６）か
ら出て行き、これは弁（Ｂ７）により減圧され、導管（
７１）を経て熱交換器（ＥＶ５）に導入される。導管（
７２）を経て入り導管（７３）から出る外部流体による
熱補給は、二酸化炭素に富む気相の部分的′脱着を可能
にする。この気相は導管（７４）を経て、傾瀉槽（Ｂ３
）の方へ液相と共に排出される。

この傾瀉槽（Ｂ３）から出る液相は、導管（６８）を経
て熱交換器（Ｂ６）へ運ばれ、そこで再加熱され、この
ようにして二酸化炭素に富む気相を発生させる。この気
相は、導管（６９）を経て傾瀉槽（Ｂ４）の方へ液相と
共に排出される。

この傾瀉槽（Ｂ４）内で、溶質が少ない液相カ導管（７
６）を経て抽出され、ついでポンプ（Ｂ６）と管路（６
３）を経て混合器（ハ）へ導入される。

導管（７７）を経て（Ｂ４）から出る二酸化炭素に富む
気相、並びに導管（７５）を経て（Ｂ３）から出る気相
は、管路（７８）内で、導管（７９）と減圧弁（ｖ８）
を経て脱着帯域（Ｄ４）から来る液相と混合される。

管路（７８）の気相と液相は、熱交換器（Ｅ７）内で、
液相による気相の吸収のさいの発熱に一部由来する熱を
生じる。熱交換器（Ｅ７）から気液混合物が出る。これ
は管路（８ｏ）を経て吸収帯域（Ａ４）に導かれ、そこ
で管路（８１）を経て入り管路（８２）を経て出る外部
流体に熱を与えつつ吸収が続行される。

溶質に富む液相は、導管（８３）を経て吸収帯域（Ａ４
）から出て、ポンプ（Ｐ７）と導管（８４）を経て熱交
換器（Ｅ７）へ導入される。

この液相に含まれる二酸化炭素の一部は、導管（７８）
により導入される液相中での名相の部分的吸収に由来す
る上記熱補給により、熱交換器（Ｅ７）内で気化される
。

熱交換器（Ｅ７）から出る気液混合物は、導管（８５）
を経て脱着帯域（Ｄ４）内へ移され、そこで、導管（８
６）を経て入り導管（８７）を経て出る外部流体の熱補
給により脱着が続行される。

なお、上記具体例において、吸収帯域（Ａ２）と熱交換
器（ＥＣ２）内で使用される溶媒は同じ性質のものであ
っても異なっていてもよい。

可逆的に二酸化炭素を溶解しうる（すなわちその後の溶
液加熱により二酸化炭素を放出しうる）あらめる液体は
、吸収の型が物理的であっても化学的であっても、用い
られることができる。

この可逆性を条件として使用し得る溶媒は、例えばアミ
ン、アミド、ケトン、カルボン酸エステル、アルコール
、グリコール、エーテル、ニトリル、スルホン、スルホ
キシド、リン酸ニスエルなどの類に属するものである。

溶媒として使用し得る好ましい化合物は、アミン、特に
アルキルアミン、アリールアミン、環式アミンおよびア
ルカノールアミンであって、好ましくはこれらを水溶液
として用いる。

例工ばモノエタノールアミン、ジェタノールアミン、ト
リエタノールアミン、ジイソプロパツールアミン、メチ
ルジェタノールアミンまたはジグリコールアミン〔（ア
ミノ−２エチル）（ヒドロキシ−２エチル）エーテルの
商品名で、ＤＧＡと略記する〕、イソプロピルアミン、
ジエチレントリアミン、モルホリンまたはエチレンジア
ミンなどの水溶液である。

その他、溶媒としては、ジメチルスルホキシド、ジエチ
レングリコール、Ｎ−メチルピロリドン、トリーｎ−ブ
チルホスフェート、スルホ彎ラン、プロピレンカルボネ
ート、グリセロールトリアセテート、メトキシジエチレ
ングリコールアセテート、ポリエチレングリコール・ジ
メチルエーテル、メタノール、メチルシアノアセテート
、ゲルタロニトリル、。ジメチルホルムアミドおよびオ
リゴエチレングリコールのメチルイソプロピルエーテル
類などである。

またアミンと、上記の他の溶媒との混合物を水と共に、
または水なしで用いてもよい。例えばエチレングリコー
ルと水およびジェタノールアミンとの混合物を使用する
。

つぎに、この発明の詳細な説明する。

実施例１ この実施例は第３図の工程を参照して記載されている。

この実施例では、流体が二酸化炭素であり、溶媒はジグ
リコールアミン（ＤＧＡ）（出願商標）という商品名で
知られている（アミノ−２１エチル）（ヒト四キシー２
嶌エチル）エーテルの６０重、Ａ／溶液である。

導管（４１）を経て上記溶媒中の二酸化炭素の水溶液３
９４　ｌ！／ｈが脱着帯域（Ｂ３）に送られる。

これのモル比（ＤＧＡモル数に対する溶解したＣ０２の
モル数）は０．３３であり、かつ二酸化炭素は３８２モ
ル／ｈである。水溶液全体が、ＩＱＫＷの出力で外部流
体により１８０℃まで加熱される。これによって形成さ
れた６７５モル／ｈの二酸化炭素の気相は導管１４を経
て排出される。液相は減圧弁（Ｂ６）へ戻る。二酸化炭
素と混合した後、その液相は熱交換器（Ｂ４）内で、高
温と二酸化炭素の部分的吸収とに由る熱を生じる。吸収
は帯域（Ａ３）内で７５°Ｃ〜５３℃、すなわち導管曽
により排出される液体の温度で続行される。外部流体が
吸収帯域（Ａ３）内で発生した熱を回収する。ポンプ（
Ｂ５）は、ＣＯ２モル比がもはや０．２シかないＤＧＡ
水溶液を戻らせ、熱交換器（Ｂ４）を通過させるかまた
はそれが一部脱着され、温度は１７０℃近くにされる。

脱着帯域（Ｂ３）において１８０℃で発生した気相が、
二酸化炭素モル比が０．６４近くでありかつ温度が３５
℃近くであるＤＧＡの水溶液に混合される。　、 熱交換器（ＥＣ５）内において、二酸化炭素は再びこの
液相により吸収される。この液相の温度は高まり、外部
流体に熱を与える。

存在する二酸化炭素を吸収しかつその二酸化炭素モル比
が０．７７に上昇している流量９０９Ｉ！／　ｂの液相
が４０℃で排出され、熱交換器（Ｂ５）内で、４０℃〜
５℃の温度低下に相当する熱を生じ、弁（Ｂ５）によっ
て３０〜１．２バール（絶対圧）に減圧される。

外部流体はＤＧＡ溶液に５．１５ＫＷの熱補給をするこ
とにより、温度が非常にはげしく下がるのを避ける。

ＣＯ２モル比が再び０．６４に低下している気相と液相
、が０℃で出ると、傾瀉槽（Ｂ２）で分離される。

その気相は導管（支）に導入されるが、ここでは二酸化
炭素含量が低いアミンが循環している。

液相は傾瀉槽（Ｂ２）から抽出され、ポンプ（Ｂ４）に
よって熱交換器（Ｂ５）に再び注入され、そこでこの液
相は混合器（ハ）に導入される前に、θ℃〜３５℃に再
加熱される。

この実施例１においては、貧溶液には二酸化炭素１モル
につき７８キｐジユール、また富溶液には二酸化炭素１
モルにつき５０キロジユールの脱着熱および溶解熱を用
いるので、もし熱補給が１０ＫＷならば、外部流体から
５．　ｌ　５ＫＷを取ることがわかる。この実施例１に
おいて、熱ポンプとして作動するシステムの成績係数は
、１．５１である。

実施例２ この実施例は、第４図の工程を参照して記載される。こ
の実施例においては作業流体は二酸化炭素であり、溶媒
は８規定（８Ｎ）のジェタノールアミン（ＤＥＡ）の濃
縮水溶液でアル。

二酸化炭素含量がＣＯ２モル比（ＤＥＡモル数に対する
ＣＯ２モル数）で０．１５であるジェタノールアミンの
水溶液よりなる１５０℃に近い液相（流量３８３１７ｈ
　）と、本質的に二酸化炭素よりなる気相（流量１０７
２モル／ｂ）とが管路（８５）を経て脱着帯域（Ｄ４）
内に送られる。外部流体により熱補給（ＩＯＫＷ）″を
行ない、水溶液を１６０℃まで上げる。つづいてこの温
度における（２０バールの選定した作業圧において）０
０２モル比が０．０６まで下がる液相の脱着が行なわれ
る〇 液体は管路（７９）より排出され、弁（ｖ８）によって
２バールに減圧され、導管（７８）内で一定量の二階化
炭−を受取る。この二酸化炭素は熱交換器（Ｅ７）内で
液体・により、一部吸収され、１６０〜６５℃の液体の
温度低下を伴なう。

吸収は、外部流体に５５℃の温度水準まで熱を与えて、
吸収帯域（Ａ４）内で終る。

このように５５℃まで冷却された液相は、モル比０．５
まで二酸化炭゛素に富むようになる。

ポンプ（Ｐ７）はこの液相を熱交換器（Ｅ７）へ戻す。

この熱交換器（Ｅ７）で、液相はすでに記載した部分的
吸収によって発生した熱を受けて、１５０℃まで暖めら
れ、それに含有する二酸化炭素の一部を放出する。この
ようにして、前記相の混合物の脱着帯域（Ｄ４）への再
導入がみられる。

１ＱＫＷの熱補給が、１６０℃の温度、２０バールの絶
対圧下、１３４８モル／ｈの流量の二酸化炭素の発生に
結びつくことがわかる。

脱着帯域（Ｄ４）から出た気相は混合器（ハ）の後でＤ
ＥＡ水溶液に再び吸収される。このＤＥＡ水溶液は導管
（６３）によって導かれ、２０バールの圧力下、３５℃
の温度、０．５７５のモ（ル比、６６１７／ｈの流量を
有している。このような条件下、二酸化炭素は熱交換器
（ＥＣ５）内で外部流体に熱を与えつつ、一部吸収され
る。

この熱交換器（ＥＣ６）から出ると温度を４０℃に制限
し、熱交換器（Ｅ６）内で、出口の温度５℃まで吸収が
続けられる。

液体は弁（ｖ７）での減圧の後、もしも低い温度水準の
熱を外部流体によ”ってこれに与え、出口温度を０℃に
制限すると、再び液相を脱着しようとする。

傾瀉槽（Ｂａ）での傾瀉の後、モル比０．６７５の液相
が熱交換器（Ｅ６）内に再び導入され、ここで３５℃ま
で行なわれる熱補給によって二酸化炭素の一部が再び脱
着される。生じる混合物は槽（Ｂ４）内で傾瀉される。

モル比０．５７５の液体はポンプ（Ｐ６）を経て、混合
器−へ再導入される。

傾瀉’ｍ（Ｂａ）および（Ｂ４）内に回収された二酸化
炭素の気相は、弁（ｖ８）での減圧後、熱い脱着帯域（
Ｄ４）に由来する溶液中に再注入される。

この実施例２の流量、圧力および温度の値を用いて、か
つ溶液の濃度によって９０キ四ジユ一ル／ＣＯ２モルま
たは５０キロジユ一ル／Ｃ０２モルの溶解熱または脱着
熱を用いて、熱交換器（ＥＶ６）の水準では８，７ＫＷ
の熱が外部流体から受取られる。

従って、熱ポンプとして作動するこのようなシステムの
場合、１．８７に達する成績係数が得られる。

第４図の工程に修正を加えるとすれば、熱交換器（Ｅ７
）と吸収帯域（Ａ４）の間の導管（８０）途上に弁（ｖ
８）を配置する。戸の場合、導管（７７）および（また
は）導管（７５）がらくる気相は、減圧後、管路（７８
）べ送られる代わりに管路（８ｏ）の液体と混合される
。

なお、上記実施例に示される作動条件は制限的なものと
考えられるべきではない。

この発明による方法の原理を変えずに種々の変法が、そ
の配列方法について考えられる。

この発明の方法は、例えば最低点（低温）で測定された
出力について、数ワットから数メガワットまでの非常に
様々な程度の出力で考えることができる。

従ッて、この発明の方法を実行するのに非常に様々なシ
ステムが使朋されうる。

熱交換器は、例えば管およびカレンダ一式熱交換器、ま
たは板式熱交換器であってもよい。

吸収および脱着工程は、好ましくはこの種類の操作を行
なうのに化学工学において最も多くの場合使用される、
板または棚段を有する型の塔で行なわれる。

熱ポンプシステムにおいては、第２図における導管（３
６１＠（イ）および（イ）を並べて、そこで再加熱すべ
き流体を循環させるのが有利であろう。

作業流体（二酸化炭素）の蒸発温度は、例えば−６０℃
〜士１３０℃の作業範囲であってもよい。

吸収温度は例えば十り０℃〜＋１２０℃ノ温度範囲であ
ってもよい。

脱着帯域の発生器の加熱温度は、例えば＋１００℃〜２
５０’Ｃの温度範囲にあってもよい。

採用される温度は、選ばれた溶媒と、どんな温度水準の
熱を供給したいか、または受取りたいかによって定めら
れることは明らかである０種々の操作条件が、溶媒相に
おける二酸化炭素濃度を変えることによって得られる。

特に、たとえば二酸化炭素濃度が、溶液（Ｌｌ）におけ
るよりも溶液（Ｌ２）において低いならば、この発明の
方法は熱交換システムとして作動する。すなわち、工程
（ｂ）の間に、工程（ａ）の間に取られた熱より高い温
度水準の熱を与える。このようにしてシステムは、工程
（−）および工程（６）の間に取られた中位の温度水準
の熱の一部を、工程（ｂ）の間に高い温度水準で生成す
る熱に変換することを可能にする。工程（ｄ）の間に生
成する残りの熱は低い温度水準で生じる。

この発明の方法の最大作動圧は一般に５０バール以下で
ある。しかしながら、実質的に同じかまたはかなり近い
圧力水準で作動する脱着工程（−）および吸収工程（ｂ
）が、実質的に同じ圧力水準で作動する脱着工程（（１
）および吸収工程（ｄ）の圧力水準よりも高いことに注
目するとよい。

二酸化炭素が純粋である必要はない。その成分のひとつ
が二酸化炭素であり、特に他の成分がそれ自体選定した
溶媒中に溶解し、二酸化炭素に適用できる条件と同じ条
件下でそれから解放されうる場合には、混合流体を用い
て操作を行なってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示すフローシート、第２図はこの発明
の方法の具体例を示すフローシート、第３図と第４図は
それぞれこの発明の方法の別の具体例を示すフローシー
トである。 （Ａ２）　（Ａ３）　（Ａ４）拳・・吸収帯域、（Ｂｔ
）　（Ｂ２）　（Ｂ３）　（Ｂ４）・・・傾瀉槽、（Ｂ
２）　（Ｂ３）　（Ｂ４）・・・脱着帯域、（Ｂ２）　
（Ｂ３）　（Ｂ４）　（Ｂ５）　（Ｂ６）　（Ｂ７）・
・Ｏ熱交換器、（ＥＣ２）（ＥＣ５）（ＥＣ６）＠ＩＩ
＠凝縮器（熱交換器）、（ＥＶ２）（ＥＶ５）（ＥＶ６
）・・・蒸発器（熱交換器）、（財）・・・混合　。 器、（ｖ３）〜（ｖ８）・・・減圧弁。 以　　上 特許出願人　　　アンステイテユ・フランセ・デュ・ベ
トロール 外４名 昭和５７年９月１３日 特許庁長官　若　杉　和　夫　　殿 １、事件の表示　　昭和５７年特許願第１２４９７０号
５、補正命令の日付　　　昭和　　年　　月　　　日６
、補正により増加する発明の数 補　　正　　の　　内　　容 （１）明細書の特許請求の範囲の欄の記載を別紙のとお
り補正する。 （２）　　同書１４頁１０行および同頁末行の゛［二酸
化炭素の溶媒液相」を「二酸化炭素用溶媒の液相」とそ
れぞれ訂正する。 （３）　　同書１６頁２行および同頁７行の「再び」を
それぞれ削除する。 （４１同書２４頁１４行の「あらめる」を「あらゆる」
と訂正する。 以上 特許請求の範囲 ｆｉｌ　ｌａｌ二酸化炭素用溶媒の液相中の二酸化炭素
９溶液（Ｌｌ）を、少なくとも一部の二酸化炭素の脱着
条件下において加熱に付し、二酸化炭素の気相（Ｇ１）
と、脱着された液相（Ｓｌ）とを形成するようにし、気
相（Ｇ１）を液相（Ｓｌ）から分離する工程と、 ｌｂ）気相（Ｇ１）を二酸化炭素９溶液巳液相（Ｇ２）
と混合し、発生した熱を排出し、気相（Ｇｌ）の少なく
とも一部を溶媒液相（Ｇ２）に溶解しかつ溶媒液相（Ｇ
２）中の二酸化炭素溶液（Ｌ２）を得るようにする工程
と、＋６１溶液（Ｌ２）の圧力“を下げ、この溶液を二
酸化炭素の少なくとも一部脱着条件下において加熱に付
し、二酸化炭素の気相（Ｇ２）と脱着された液相（Ｇ３
）とを形成するようにし、気相（Ｇ２）％液相（Ｇ３）
から分離する工程と、 ｉｄｌ脱着された液相（Ｓｌ）の圧力を下げて、実質的
に気相（Ｇ２）の圧力水準にし、液相（Ｓｕ）と気相（
Ｇ２）を混合して、発生した熱を排出しつつ、液相（Ｓ
ｌ）中の気相（Ｇ２）よりなる溶液（Ｌ３）を得るよう
にする工程と、 徊溶液（Ｌ３）の圧力水準を上げて実質的に溶液（Ｌｌ
）の圧力水準にし、ついで再圧縮された溶液（Ｌ３）の
少なくとも一部を工程［ａｌへ送り、そこで溶液（Ｌｌ
）の少なくとも一部を再構成する工程と、 ｔｆ）脱着された液相（Ｇ３）の圧力水準を上げて実質
的に気相（Ｇ１）の圧力水準にし、ついで再圧縮された
液相（Ｇ３）の少なくとも一部を工程１ｂｌに送り、そ
こで液相（Ｇ２）の少なくとも一部を再構成する工程、 とよりなることを特徴とする、二酸化炭素を作業流体と
する吸収サイクルを用いた冷気および（または）熱の生
成方法。 （２）　　工程ｔｂｌに由来する溶液（Ｌ２）を工程（
′６）に付す前に、液相（Ｇ３）または液相（Ｇ２）と
の熱交換に付す、特許請求の範囲第１項記載の方法。 （３）　　溶液（Ｌ３）または（Ｌｌ）を、工程（ａｌ
ニ由来する液相（Ｓｌ）との熱交換に付す、特許請求の
範囲第１または２項記載の方法。 （４）　　工程（＆）と工程（ｂｌで使用される二酸化
炭素！！Ｌｍ溶媒ｑ液相を構成するために、同じ化合物
を用いる、特許請求の範囲第１〜３項のうちのいずれか
１項記載の方法。 （５）　　工程（ｄ）の溶液（Ｌ３）を工程ｔｅｌの脱
着された液相（Ｇ３）と直接連絡させ、溶液（Ｌ３）と
の＊暉 液相（Ｓａｏ）拳崇奉を実質的に一定に保つようにする
、特許請求の範囲第１〜４項のうちのいずれか１項に記
載の方法。 （６）溶液（Ｌ３）または（Ｌｌ）の液相（Ｓｌ）との
熱交換が、後者が工程（ｄ）の圧力低下を受けた後で、
かつ気相（Ｇ２）の少なくとも一部と混合された後に行
なわれる、特許請求の範囲第３項記載の方法。 （７）　　溶液（Ｌ２）を工程ｔｅｌに付す前に、液相
（Ｓ３〕との熱交換に付し、前記熱交換は液相（Ｇ３）
が工程１ｆｌの圧力水準の上昇を受ける前に行なわれ、
前記熱交換は液相（Ｇ３）からの二酸化炭素気相（Ｇ３
）の形成を引起こすものであって、前記気相（Ｇ３）を
残存液相（Ｇ３）から分離し、このようにして分離され
た気相（Ｇ３）が工程（ｄ）の圧力低下を受けた液相（
Ｓｌ）と混合され、ついで残存液相（Ｓ３）を工程（Ｑ
の圧力水準の上昇に付す、特許請求の範囲第１〜６項の
うちのいずれか１項に記載の方法。 （８）　　分離された気相（Ｇ３）と液相（Ｓｌ）との
混合より生じた生成物を、ついで溶液（Ｌ３）または（
Ｌｌ）との熱交換に付す、特許請求の範囲第７項記載の
方法。 （９）気相（Ｇ２）の少なくとも一部を前記熱交換の前
に気相（Ｇ３）と混合する、特許請求の範囲第８項記載
の方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌｌ）を、少なくとも一部の二酸化炭素の脱着条件下に
   おいて加熱に付し、二酸化炭素の気相（Ｇｌ　）と、脱
   着された液相（Ｓｌ）とを形成するようにし、気相（Ｇ
   ｌ）を液相（８１）から分離する工程と、 （ｂ）気相（Ｇ１）を二酸化炭素の溶媒液相（Ｓ２）と
   混合し、発生した熱を排出し、気相（Ｇｌ）の少なくと
   も一部を溶媒液相（Ｓ２）に溶解しかつ溶媒液相（Ｓ２
   ）中の二酸化炭素溶液（Ｌ２）を得るようにする工程と
   、 （６）溶液（Ｌ２）の圧力を下げ、この溶液を二酸化炭
   素の少なくとも一部脱着条件下にお：いて加熱に付し、
   二酸化炭素の気相（Ｇ２）と脱着された液相（Ｓ３）と
   を形成するよ運〜気相（Ｇ２）を液相（Ｓ３）から分離
   する工程と、 （ｄ）脱着された液相（８１）・の圧力を下げて、実質
   的に気相（Ｇ２）の圧力水準にし、液相（Ｓｌ）と気相
   （Ｇ２）を混合して、発生した熱を排出しつつ、液相（
   Ｓｌ）中の気相（Ｇ２）よりなる溶液（Ｌ３）を得るよ
   うにする工程と、 （ｅ）溶液（Ｌ３）の圧力水準を上げて実質的に溶液（
   Ｌｌ）の圧力水準にし、ついで再圧縮された溶液（Ｌ３
   ）の少なくとも一部を工程（、）へ再び送り、そこで溶
   液（Ｌｌ）の少なくとも一部を再構成する工程と、 （ｆ）脱着された液相（Ｇ３）の圧力水準を上げて実質
   的に気相（Ｇ１）の圧力水準にし、ついで再圧縮された
   液相（Ｇ３）の少なくとも一部を工程（ｂ）に再び送り
   、そこで液相（Ｇ２）の少なくとも一部を再構成する工
   程 とよりなることを特徴とする、二酸化炭素を作業流体と
   する吸収サイクルを用いた冷気および（または）熱の生
   成方法。 （２）工程（ｂ）に由来する溶？＆（Ｌｚ）を工程（１
   ）に付す前に、液相（Ｇ３）または液相（Ｇ２）との熱
   交換に付す、特許請求の範囲第１項記載の方法。 （３）　　溶１（Ｌ３）または（Ｌｌ）を、工程（ａ）
   　ニ由来する液相（Ｓｌ）との熱交換に付す、特許請求
   の範囲第１または２項記載の方法。 （４）　　工程（ａ）と工程（ｂ）で使用される二酸化
   炭素の溶媒液相を構成するために、同じ化合物を用いる
   、特許請求の範囲第１〜３項のうちのいずれか１項記載
   の方法。 （５）　　工程（ｄ）の溶液（Ｌ３）を工程（、）の脱
   着された液相（Ｇ３）と直接連絡させ、溶液（Ｌ３）と
   液相（Ｇ３）の水準を実質的に一定に保つようにする、
   特許請求の範囲第１〜４項のうちのいずれか１項に記載
   の方法。 （６）溶液（Ｌ３）または（Ｌｚ　）の液相（Ｓｌ）と
   の熱交換が、後者が工程（ｄ）の圧力低下を受けた後で
   、かつ気相（Ｇ２）の少なくとも一部と混合された後に
   行なわれる、特許請求の範囲第３項記載の方法。 （７）　　溶液（Ｌｚ）を工程（ｃ）に付す前に、液相
   （Ｇ３）との熱交換に付し、前記熱交換は液相（Ｇ３）
   が工程（ｆ）の圧力水準の上昇を受ける前に行なわれ、
   前記熱交換は液相（Ｇ３）からの二酸化炭素気相（Ｇ３
   ）の形成を引起こすものであって、前記気相（Ｇ３）を
   残存液相（Ｇ３）から分離し、このようにして分離され
   た気相（Ｇ３）が工程（ｄ）の圧力低下を受けた液相（
   Ｓｌ）と混合され、ついで残存液相（Ｇ３）を工程（ｆ
   ）の圧力水準の上昇に付す、特許請求の範囲第１〜６項
   のうちのいずれか１項に記載の方法。 （８）　　分離された気相（Ｇ３）と液相（Ｓｌ）との
   混合より生じた生成物を、ついで溶液（Ｌ３）または（
   Ｌｌ）との熱交換に付す、特許請求の範囲第７項記載の
   方法。 （９）　　気相（Ｇ２）の少なくとも一部を前記熱交換
   の前に気相（Ｇ３）と混合する、特許請求の範囲第８項
   記載の方法。