JPS6149176A - 熱エネルギ−変換装置 - 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】 イ、産業上の利用分野 この発明は熱エネルギー変換装置に関する。

口、従来の技術 変換効率が禁示的に低いために、多数の低温度勾配の熱
源は電力発生用にものにならなかった０最近、電力費用
の上昇に伴い、これらの熱源の電力への利用可能性が再
検討されており、特に自然に加熱された水からのエネル
ギー変換に注目されている。

そのような考えは新しいものではすく、既に１８８１年
にｄ’Ａｒ５ｏｎｒａ上は海洋熱エネルギーの変換（Ｏ
ＴＥＣ）ｌ提供した；まだ１９３０年にＧｅｏｒｇｅｓ
　Ｃ１ａｕｄｅ　　は、開放式ランキンサイクル法にお
いて彼の冷却源に深海水を用い加熱源に表面水を利用す
るという海水のアイデアを示したＱ以来、他の多くの人
達が０ＴＥＣの設計の研究を行なった。その結果、閉鎖
式ランキンサイクル・プラントが現在の技術で実施可能
性があるという結論が出された。これらの研究において
、アンモニアは一般に作業流体（又は流体作業物質）と
して望ましいものと１３であった〔Ｄｕｇｇｅｒ、　Ｇ
、Ｌ、。

Ｅ、Ｊ、　Ｆｒａｎｃｅｓ　ａｎｄ　Ｗ、Ｈ，Ａｖｅｒ
ｙ、　　１９７６゜”Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　　ａｎｄ　
　Ｅｃｏｎｏｍｉｃ　　Ｆｅａｓｉｂｉ上１ｔｙｏｆ　
０ｃｅａｎ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｅｎｅｒｇｙ’Ｃｏｎｖ
ｅｒｓｉｏｎ。

Ｓｈａｒｉｎｇ　　ｔｈｅ　　５ｕｎ−：　　　５ｏｌ
ａｒ　　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　　１ｎｔｈｅ　５ｅｖ
ｅｎｔｉｅｓ、　Ｖｏｌ、５．５ｏｌａｒ　Ｔｈｅｒｍ
ａｌ　ａｎｄ○ｃｅａｎ　Ｔｈｅｒｍａｌ、　Ｌｉｂｒ
ａｒｙ　ｏｆ　Ｃｏｎｇｒｅｓｓ。

Ａｐｒｉｌ　Ｌ９７Ｌ　Ｅｎｅｒｇｙ　ｆｒｏｍ　ｔｈ
ｅ　０ｃｅａｎ、　Ｕ、Ｓ。

Ｃ）ｏｖｔ、　Ｐｒｉｎｔｉｎｇ　０ｆｆｉｃｅ、］ハ
８発明が解決しようとする問題点 エネルギー変換用熱源としての池、湖、海または海洋の
水の魅力は次のような要素にある一Ｌ　燃料コストが零
である。

乙　熱勾配が、連続的に更新される太陽または地球の熱
エネルギーの産物である。

う、　水の太陽加熱体を利用する熱エネルギー変換操作
は、太陽が照っていないときにも中断されない。

４、　エネルギーの量が巨大である。

５、　温暖地域において、温度はかなり一定であって、
季節および日毎の変動はわずかであるため、大きな貯蔵
容量は不必要である０６、核燃料および化石燃料プラン
トに比べて。

熱エネルギー変換（以下ＴＥＣと記す）動力プラントに
よる廃棄物の産出は無視できる。

７、　ＴＥＣの設備はエネルギー集約物質（アルミニウ
ムや肥料など）を生産できる。そして他の燃料供給の要
求を減じる０ ＆　電力の生産に加えて、ＴＥＣの設備は水素やアンモ
ニアのようなポータプルの燃料を生産することができる
。

そのような熱エネルギー変換において予想される問題の
大部分は経済的なものである。必要な技　　　　術は全
て理解されており、実施に対する詳細は極めて多く研究
されておυ、かつ研究が続けられて　　′いる。プラン
トの試作品は既に作られ、パイロットの○ＴＥＣ（海洋
熱エネルギー変換）設備は首尾よく作動して、１９７９
年の終りにデータが集められた。熱交換器の生物付着お
よび腐食が主な問題であるが、それらは禁止的ではない
；満足な取扱いの選択ができ、かつ選択は王に費用に関
係する。

次の５つの重大な制約が存続している。

（１）○ＴＥＣにおいて、海洋の太陽に加熱された表面
層と冷い深層との温度差は実質的に２０℃以上になるこ
とはめったになく、これが従来のランキンサイクル装置
におけるわずか５．５％の熱効率金もたらす。その結果
恐しく大きな資本費用となり、全体の％〜％が熱交換器
の費用となる。

（２）確実な温度差の海水は、経済的な送電に対する大
部分の主電力要求に十分近くない。熱帯の海岸地域への
送電を除いて、０ＴＥＣ電力は生産の場所１例えばエネ
ルギーの集約的製造場所または利用場所へ船またはパイ
プで送られる薬品の製造場所、−１，たけその近くで使
用すべきである。

（３）ＯＴＥＣ位置の密度は制限される。海洋資源は巨
大であるけれども、大規模の０ＴＥＣ操作の環境への影
響が重要である。これは、現在恐しい抑止事項でないこ
と、および湾流は環境に悪影響？与えることなく約２０
０，０００ＭＷｅ　（米国の総電力消費量にはソ相当）
の０ＴＥＣ出力を与えることができることが計算された
。これらの計算は利用できる関係データからの控え目な
見積りに基いた。そして湾流の上層１０ｍにおける０５
℃の温度低下が許容されるという重要な仮定金倉む口 ０ＴＥＣの将来性の王決定要素は、温冷水層間の温度差
が小さいため熱変換効率が低いことにあることは明らか
である。この問題を阻止する方法は末だ試験されていな
い。低温源からの熱の部分は、十分な残りの熱がより低
温で捨てられて、熱力学の第２法則への挑戦を避けるな
らばより高温で利用できることが知られている。これを
達成できる多くの装置（Ｈｉｌｓｃｈ　　チューブや蒸
気圧縮ヒートポンプを含む）が知られているが、それら
の用途は動力の生産には適さない。なぜならばそれらの
装置を作動させるにはより高温で得られるよりも大きな
動力を必要とするからである。

０ＴＥＣに多少似ているのは、より小さい水体に捕えら
れた太陽エネルギーを得て、熱を機械的エネルギーまた
は電気的エネルギーに変換するのと同じ方法を用いて、
温水の熱を利用して作業流体を蒸発させてガスにしその
ガスによって典型的なランキンサイクルにおけるタービ
ンを駆動する別の熱変換操作である。海、湖および池は
全てそのような水体として可能性があシ、全て表面層か
らかなりの量の温水を供給することができる。海水の場
合のように、その温水の温度が低いので熱エネルギー変
換効率が低い；しかしながら汚染がないこと、燃料を必
要としないこと、そして太陽が照っていないときに作動
できることなど０ＴＥＣの優れた特徴を享有する外に、
これらの熱エネルギー変換装置（ＴＥＣ３）はさらに次
のような利点を有する。

（１）ＯＴＥＣ利用に便利でない地域に設置することが
できること； （２）必要ならば小型設備が可能であること；そして （３）海水よりも暖かい水を提供できること。

最近、死海の地域および多くの小さな池（又は小さな湖
）の地域がＴＥＣ（熱エネルギー変換）に利用されてい
る。温水の温度を上げると共に。

太陽の幅対で吸収した熱を増し、保存するために。

２．３の装置が使用されて込る。池がＴＥＣ用に作られ
る場合、典型的な設備は、しみ出し損失を防ぐ不浸透性
ライニングの上に３〜５ｍの深さの塩溶液を有する。太
陽エネルギーは種々の深さに浸透してその溶液を暖める
。暖められた溶液が蒸発、対流および幅対によって周囲
にエネルギー全欠う表面へ上昇するのを防ぐために、そ
の塩溶液は深さと共に濃度を増した層に保たれて、「塩
勾配太陽池（ｓｃｓｐ）ｊを作る。ａ度の高い溶液はど
高密度を有するから、加熱されたときでも。

それらの溶液はそれらの水Ｑ’を保って表面に近づかな
い。そのような池は一般に次の６つの機能的ゾーンを有
する： １）大気から沈積したちりや破片を洗い流すための淡水
の薄い表面層； ２）Ｎい表面層の下に位置して、太陽エネルギーの大部
分を吸収する非対流ゾーン；および５）非対流ゾーンの
下に位置して、加熱された塩溶液の貯蔵ゾーン。

熱は、その溶液を貯蔵ゾーンから回収し、熱交換器金倉
して溶液から熱を集め、そしてその溶液を池に戻す方法
、または貯蔵ゾーンに熱交換器を設置する方法によって
得られる。

最上層からの熱損失を少なくするために種々の方法が用
いられている。これらは、下層をかき立てろ波動全打消
すために池の表面に長いスクリーン・ストリップを交差
させること、または収集ゾーン上に透明なゲルを敷くこ
とを含む。

操作において、加熱された溶液の温度は熱の回収速度お
よび利用される太陽エネルギーに左右される；地続きの
米国では８０〜８５℃が良好な作業温度である。暖海水
の温度より実質的に高いけれども、一般にそれらの温度
は１２％以上のランキンサイクル効率を支持しない。

二１問題点を解決するための手段 本出願は、過剰の寄生電力全必要とすることなく、閉鎖
式ランキンサイクル装置にインプットされる熱の温度を
上げることによって、温水の利用できる熱の熱変換効率
を高める実施可能な方法を記載する。

従って１本発明の目的は、実際的に高効率の昌水熱エネ
ルギー変換装誼および方法全提供することでちる。

ホ、実施例 温度上昇装置（ＴＩＳ）は、温度の熱を利用して水酸化
アンモニウム（ＮＨ，ＯＨ）’ｉ分解しアンモニア（Ｍ
Ｈｚ）と水（Ｈ２Ｏ）に分離する。

そしてこれらの反応性物質を熱交換器に導入し。

そこで反応物質は再結合してより高温の熱を放出する。

熱交換器表面の別個で、流体作業物質はこの熱によって
加熱、蒸発そして過熱される。そしてその蒸気は典型的
な閉鎖式ランキンサイクル装置（ＲＣ３）のタービンを
駆動し、冷却水で凝縮される。

１段式の温度上昇装置を組み込んだ海洋熱エネルギー・
プラン）ｋ第１図に示す１図の左側の温度上昇装置は流
れ作業線１〜１ｏを使用し、右側のランキンサイクル装
置は流れ作業線１１〜１７を使用する。温度上昇装置の
操作において１分別装置Ｆからのアンモニアガスは管路
１を通って熱交換器Ｈに流入し、そこから管路２を介し
て反応器Ｒ２に入り、そこで反応器Ｒ１から管路ｕ’２
介して流入する弱いアモニア（大部分が水酸化アンモニ
ウム）溶液と会合する。大部分のアンモニアガスは溶液
の水と反応してさらに多くの水酸化アンモニウムを生成
し、かなりの量の熱をより高い温度で放出する；残りの
アンモニアガスは管路うを通って反応器Ｒ１に進み、そ
こで分別装置Ｆから管路７．ポンプＰＩ、管路８．熱交
換器Ｈおよび管路９金経た水と完全に反応して、高温の
熱を放出する。

その水は、管路９から反応器ＲＩヲ通って進むにつれて
、アンモニア含量を徐々に増し１反応器Ｒ２を通るとさ
らにアンモニアの含量金増す。熱交換器Ｈ全流通する際
に、その水は分別装置Ｆからの熱、およびアンモニアガ
ス、およびランキンサイクル装置内の液体アンモニアに
熱を捨てる。

部分的に冷却されたアンモニア溶液は管路６を通って分
別装置Ｆに進み、そこでアンモニアは温海水の熱および
冷海水の還流冷却で分別蒸留される；そして得られたア
ンモニアガス水と液体の水は前述のように再循環される
。水素ガスは、容器ｖ内の貯槽で系内に維持されて全体
のガス圧を均一にされ、それによってポンピングに必要
な電力費用を最小にする。

ランキンサイクル装置は通常のものであって。

大部分の熱は温度上昇装置から熱交換器表面を介して作
業流体へ直接伝達される。湿度上昇装置から使用される
熱量を少なくするために１作業流体は巌初に温海水から
の熱で予熱器ＰＨ，内でできるだけ高い温度に加熱され
る。作業流体は管路１５を通って予熱器ＰＨ２へ進み、
そこで熱交換器Ｈ内の熱アンモニア溶液から捨てられた
熱によってさらに加熱される。作業流体は次に蒸発器Ｅ
に進み、そこで蒸発して、デミスタ−Ｄそして過熱器Ｓ
に進み、反応器Ｒ２およびＲ，内のアンモニア−水反応
からの熱を熱交換器Ｅおよび過熱器Ｓに集める。過熱さ
れたガスは管路１１を介して進みタービンＴを駆動して
、管路１２を経て凝縮器Ｃに進み、そこで冷海水によっ
て冷却される。液化された作業流体は次に供給ポンプＰ
２によって管路１４Ｑ介して前記サイクルに戻される。

以上、単段の温度上昇装置を説明したが、多段のユニッ
トも利用することができる。低段のものはより高い温度
の熱を発生し、この熱が次の段の分別装置の駆動熱であ
る。使用される段の数は。

水−アンモニア系の物理、化学的制約よりむしろ経済的
かね合いに左右される（なぜならば水−アンモニア系に
対する実用範囲以上の温度で他の化学反応を利用できる
からである。）。

第２図は、２つの連続温度上昇ステージを用いた温度上
昇装置−ランキンサイクル装置を示す。

ポンプＰＩ　、分別装置ａＦ１．反応器Ｒ１および水素
容器Ｖ＋　ｋ組み込んだ第１段（ステージ）は。

温海水からの熱を利用して分別装置Ｆ、内で水酸化アン
モニウム溶液からアンモニアガスを分離する；このガス
は次に管路１を介して反応器Ｒ１へ流れる。アンモニア
が減少した分別装ｒＲＦ　ｌ　内の溶液は管路４．ポン
プＰＩ　および管路２′ｆｔ通って反応器Ｒ，に送られ
、そこで管路１がものアンモニアと反応して前の水酸化
アンモニウム溶液全生成し。

分別装＠Ｆ　ｔ　内において温海水から先に得た反応熱
を放出する。その水酸化アンモニウムＫＭは管路３を介
して分別装＠Ｆ　Ｉ　に戻されて、サイクル（再三く９
返される）を完了する。温海水の温度よりかなり高い温
度で放出された熱は、熱伝導手段を介して第２の温度上
昇ステージの分別装置Ｆ２に導入される。系内で化学的
に活性でないガス。

例えば水素は容器ｖ１に保持され５分別装ｆｌｌ　Ｆ　
＋と反応器Ｒ，との間の管路を横断して系内の圧力を等
化し、それによってポンピングに必要なエネルギーを減
少さす。

分別装置Ｆ２において１反応器Ｒ＋からの熱が水酸化ア
ンモニウムの溶液からアンモニアガスを分離する；そし
てそのアンモニアは管路１１を介して反応器Ｒ２へ流れ
る。アンモニアが減少した溶液は分別装置Ｆ２から管路
１１１．ポンプＰ２および管路１２を経て反応器Ｒ２に
流入し、そこでアンモニアと反応してアンモニアが富化
された水酸化アンモニウム溶液を生成し１分別装置Ｆ２
におけるよりかなり高い温度で熱を放出する。水酸化ア
ンモニウム溶液は再び分別装置Ｆ２へ循環される；そし
てその熱が閉鎖ランキンサイクルの蒸発器Ｅ内で作業流
体１例えばアンモニアを蒸発させる。アンモニアガスは
管路２４を介してタービンＴに流れる。タービン内でア
ンモニアガスは膨張、冷却そしてタービンを駆動して、
管路２１を介して凝縮器Ｃへ流出する。凝縮器Ｃ内で液
相に凝縮後、アンモニアは管路２２．ポンプＰ３そして
管路２うを通って再び蒸発器Ｅへ循環される。

タービンＴの機械的エネルギーは直接、または図示の発
電に使用されろ。同一の熱量を使用し。

かつ凝縮器Ｃ内の冷却温度が同一のままである条件下に
おいて、ランキンサイクル・タービンから利用できる機
械的エネルギーの量は蒸発器内の温度が上昇すると増大
する。理論的に、ランキンサイクルにおける最大熱効率
、熱を機械的エネルギーに変換する効率は次式で表わさ
れる：Ｔ（蒸発器）−Ｔ（凝縮器） Ｔ（蒸発器） ここでＴ値は総体温度単位である。従って蒸発器の温度
が高くなると熱効率のかなりの増加が実現できる。

第２図には主たる機能ユニットおよび関係のみを示し、
プロセス管路間の熱交換器が示されていない。さらに詳
細に示す第１図の温度上昇装置は、第２図の各段と実質
的に同一概念の設計である：プロセスの実行には２．う
の方法が使用されるから余分の詳細は説明に過ぎない。

第１図に示した１段式の温度上昇装置全使用した１００
ＭＷ（メガワット）海洋熱エネルギー変換プラントの見
積り流れ明細を第１表に挙げる。

第２図に示した２段式温度上昇装置を使用した１００Ｍ
Ｗの海洋熱エネルギー変換プラントの明細全第２表に挙
げる。１段および２段式温度上昇装置補助プラントの実
施性能値を作業流体としてアンモニア全使用して通常の
ランキンサイクル・プラントと比較して第５表に示す。

１段式温度上昇装置プラントの熱効率は従来のプラント
のう倍である。そして２段式温度上昇プラントの熱効率
は従来のプラントの４倍以上である。

使用する段数の選択は資本費用に大きく左右されるが、
温度上昇装置補助プラントは同じ量の資源熱および冷却
からより多くの電力全発生することができるから温およ
び冷水資源の大きさにも左右される。これは、湖水を使
用する場合、または海洋地域の熱変動を環境的理由のた
め制限しな（すればならない場合には特に重要である。

温度上昇装置プラントの著しく増加した熱効率は、温海
水および冷海水の流量がそれぞれ６９％と７２％に減少
するので資本費用における極めて重要な節約に反映され
る。これは熱交換器、ポンプおよび配管のコストに同様
の低下金もたらと共に、他の資本構造にかなりの節約を
もたらす。米国のジョーンズ・ホプキンス大学の応用物
理研究所は、それぞれ温度上昇がなく正味の定格値が５
００ＭＷの第１次へ第６次の海洋温度エネルギー変換プ
ラント船のベースライン０ＴＥＣ−ＲＣ３資本費用を見
積った（　Ａｖｅｒｙ、　Ｗ、Ｈ，、Ｒ，Ｗ。

Ｂｌｅｖｉｎｅ、　０．Ｌ、　Ｄｕｇｇｅｒ　ａｎｄ　
Ｅ、Ｊ、Ｆｒａｎｃｉｓ。

１９７６−　’Ｍａｒｉｔｉｍｅ　’ａｎｄ　ｃｏｎｓ
ｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｓｐｅｃｔｓｏｆ　ｏｃｅａｎ　
ｔｈｅｒｍａｌ　ｅｖｅｒｇｙ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
（ＯＴＥＣ）　ｐｌａｎｔ−ｓｈｉｐｓ、’へＰＶＪＥ
（Ｕ　ＲｅｐｏｒｔＳＲ７６−ＩＡ　ａｎｄ　ｌ−８参
照）ｏ　０ＴＥＣの見ｒＡシは第６次プラントのｔ／ｋ
ｗ構成で第３表に要約される。Ｔｌ５−ＲＣ８費用の同
様の見積りは。

ｔ／′！、ｗはプラントのサイズに無関係であるという
仮定、費用を最大限に活用する必要があるならばさらに
効率的なプラントが物理的に作ることができ、より大き
い電力を発生するという前提に基いた合理的な仮定を用
いて表にされている。ＴＩＳの見積りには、熱、同一移
動表面に対する単位費用がＲＣ３の場合と同一であると
仮定し、他の構成要素の費用は余り正確でなく見積られ
ている。

合計したとき、Ｔｌ５−ＲＣ３資本費用の見積りは、電
力同一の従来のＲＣＳプランＩＣ対する見積りのわずか
４０％である。

第１表：　１００　ＭＷｅ　Ｔｌ５−ＲＣ３熱エネルギ
ー変換プラントの性能 ｔ　　　ｐ　　　　　　　　　ｈ　　　　　ｗ　　　　
ｗ−ｈ管路　　Ｆ　　ｐｉｓａ　ｗｔ＆ＮＨ３ｂｔｖＡ
Ｂ　Ｋｌｂ／５ｅｃＫｂｔ、ｕ／５ｅｃ１　　７０．０
１２８ｆｌ　　９９．９９　　　６２９．Ｉ　　　ｌ５
３６　　　　９ｆｌ、ｌ；２　　９６．６＊１２７．Ｉ
ｌ！　　９９．９９　　　６１！７．９　　　ｌ５３６
　　　　９９５５　１３４、Ｏ＊１２６．８　９８．６
３　　　６７ｇ、６　　．１＋２０　　　　２８８１４
　２０５．０１３１Ｊ　　１９．１４７１３５．０　　
２．２２０　　　　３００５　　　１３４．３　１３０
ｆｌ　　　　１１６．００　　　　　　　１１ｏ、ｇ　
　　　　３．３う８　　　　　　　１３６６　　８５．
０１２９．８　１Ｂ６Ωｏ　　　　−ｔ５．２　　３．
３３ｇ　　　　　−５１７７０，０１２ａ８　　　　　
０．０１　　　　　　　　３８１　　　　　ｌ８０５　
　　　　　　　　　６９８　　７０．１１３３Ｊ　　　
ＯＯ１３８，１ｌ８０５　　　　　６９９　　９６．６
１３２ｆｌ　　　Ｏ，０１６４，６１Ｊ０３　　　　１
１６１０　　　　１２ｇ、８　　Ｈ２ ４１８Ｆ３．００２８０．０　１００　　　　６ｇ７．
５　　　Ｌ９］ｊ４　　　１３１６１２　　　　５０．
８５　　９０１９　　１００　　　　　　　　　６２５
．６　　　　　１９１１１　　　　　　　　１１９７Ｎ
　　　５０．００８９．１９１００　　　　９７．９　
　　Ｌ９１１＋　　　　　１８７ｉｌｌ　　　５１７０
２４１５．０　１００　　　　９’１９　　１９１１４
　　　　１９１１５　　７０．００２８４．０　１００
　　　　１２０．５　　１９１１＋　　　　　２３１１
６　１１１１１９３２８２５　１００　　　　１７７．
９　　　ｌ９１ヰ　　　　３４０＊：水素の分圧は含ま
れない 第２表：　ｌ　ＯＯＭＷｅ　２段式ＴＩＳ熱エネルギー
変換プラントの性能 ｔ　　　ｐ　　　　　　　　　　　ｈ　　　　ｗ　　　
　ｗ−ｈ管路　　ｐ　　ｐｉｓａ　　ｗｔ　＆鵬ｂｔ、
ｕ／Ｊｂ　ＫＭｅｃ　　ＫｂｔｕＪｅｃｌ　　　　　７
０、Ｏ１２ｇｆｌ　　　　　　　　　　９９．９９　　
　　　　６２９．１　　　　　　１１２６　　　　　　
　７０８．う９６．６　＊１２７．Ｉ！　　　　９９．
９９　　６１＋７．９　　１．１２［）　　　　７２９
．５２　　　　７Ｃ１１１３３，８０，０１３Ｕ　　　
　　　１３２２’　　　　　　　５０．１１９６６　１
３２ｆｌ　　　　　Ｏ，０１６４，６ｌ３２２　　　８
５．ｉｔう１う４．０１う０．８ｕ６．ｏｏｕ’ｏ、ｌ
１２．１１１１９９８９８５．０　１２９．８　　　　
Ｌ１２．ＯＯ−１５，２２，１！１４９　　　−５７．
２は　　　　７０．Ｏｌ２８．８　　　　　　　　　　
０．０１　　　　　　　　３ｇ、Ｉ　　　　　　　Ｌろ
２２　　　　　　　　　５０．■ １７１＋、２　　２８Ｌ３　　　　　　９９．９９　　
　　　６７７．７　　　　　ＬＯ７８７う０．３１２　
１１９．１　２８９．３　　　　０．０１　　　８７．
Ｌ　　　ｌ２６５　　　１１０．２１７４．２　２８８
う　　　　０．０１　　１１１２２１．２６５　　　１
７９．９１３　１ｇ９．２　２Ｑ３　　　１４６．００
　　１ｏｌｌ！、６　　２．３リ　　　２５１ｔ、ｌ１
１列、０　２ｇ３．３　　　．１１６Ｄ０　　　１１０
．１１　　２．３ＬＬう　　　９ヰ、６ｉｌｌ　　１１
９．０　２８２３　　　　０．０１　　　８７．０　　
１２６５．　　　ＬＬｏ、１１５　　　　　’　　　　
　　　Ｈ２ ２１５０５８９０ユ９　　　　　　１００　　　　　　
　　６２５．０？　　　　　ＬｉＯ２６ｇ９．５２２　
５０．００ｇ９．１９　　１００　　　　９７．９　　
１１０３　　　１０８．０２３　　　　５３．００５９
５．０　　　　　　　　１００　　　　　　　　　１Ｏ
Ｌ３　　　　　　１１０３　　　　　　　　１１１．７
８７．１８　５９０５　　　　　１ｏ０　　　　　　１
ｕｏ２５　　　１１０う　　　　　１５４．７＊：水素
の分圧は含まれない。

無水アンモニアの性質はＡＳＨＲＡＥ　　（米国暖冷房
空気調和技術者協会）の表（ＡＳＨＲＡＥＴｈｅｒｍｏ
ｄｙｎａｍｉｃ　Ｐｒｏｐｅｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｒｅｆｒ
ｉｇｅｒａｎｔｓ。

１９６９）　　から採った；アンモニア溶液の蒸気圧は
ウィルソン（Ｗｉｌｓｏｎ、　Ｔ、Ａ、　１９２５．　
Ｔｏｔａｌ　ａｎｄＰａ’ｒｔｉａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｐ
ｒｅｓｓｕｒｅｓ　ｏｆ　ＡｑｕｅｏｕｓＡｍｍｏｎｉ
ａ　５ｏｌｕｔｉｏｎｓ、　Ｕｎｉｖ、　ｏｆ　Ｉｌｌ
、　Ｅｎｇ、　Ｅｘｐ。

Ｓｔａ、　Ｂｕｌｌ、ｌｌｌ６）　　から採った；アン
モニアｇ液のエノタルピーはスカツチアードらの表（Ｓ
ｃａｔｃｈａｒｄ、　Ｇｅｏｒｇｅ、　Ｌ、Ｆ、ＥｐＳ
ｆｅＬｎ＋　ＪａｍｅｓＷａｒｂｕｒｔｏｎ、　Ｊｒ、
　ａｎｄ　Ｐ、Ｊ、　Ｃｏｄｙ、　１９１１９゜Ｔｈｅ
ｒｍｏｄｙｎｏｍｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ−ｓａｔ
、ｕｒａｔｅｄＬｉｑｕｉｄ　ａｎｄ　’Ｖａｐｏｒ　
ｏｆ　ａｍｍｏｎｉａ−ｗａｔｅｒｍｉｘｔｕｒｅｓ、
　Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ　Ｅｎｑｉｎｅｅｒｉｎ
ｇ　５３：１４１３−１１１９）から採り、溶液中のア
ンモニアの重量留分を掛けた？　７．９　ｂｔｕ／Ａ！
ｂ　ｆ加えることによって、ＡＳＨＲＡＥ　　の表に標
準化した。

第２表において、タービンの効率０，９００．発電機の
効率０．９５５で、総電力は１０８．ｇＭＷｅ。

そして正味電力は１００ＭＷｅである。管路に対して２
組の数字が与えられている場合、上の組は入口の値全示
し、下の組は管路ろから管路１および２への熱移動また
は管路１３から管路１１，１および２３への熱移動後の
値を表わす。

第３表二ランキンサイクルｌ　ＯＯＭＷｅ熱エネルギー
変換プラント操作特性の比較 ２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００ＭＷ
Ｅプラント総電力（１ｖｉＷｅ　）　　　　　１１５．
５　　　　　　Ｌｏｌｌ！、６１　　　　１０１３．ｇ
ＯＮ山電力サイクル ｋＪｂ／５ｅｃ）　　　　　６．３６　　　　　　　Ｌ
９１１＋　　　　　　１１０３留分ガスーＸ　　　　　
　　Ｏ，９７３１００００，９９９１１熱サイクル効率
　　　　　　０．０３１＋　　　　　　０．１０３　　
　　　０．１１１８

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による１段式温度上昇装置における装置
の構成説明図。第２図は２段式温度上昇装置を用いた本
発明の装置の構成説明図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水温の異なる水と接続して機械的エネルギーを発生
   する熱エネルギー変換装置において、機械的エネルギー
   発生装置に供給する熱の温度上昇装置を含むことを特徴
   とする熱エネルギー変換装置。 ２、前記機械的エネルギー発生装置が閉鎖式ランキンサ
   イクル装置からなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の熱エネルギー変換装置。 ３、前記温度上昇装置が化合物を逐次分解および再結合
   させる装置からなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の熱エネルギー変換装置。 ４、前記温度上昇装置が水酸化アンモニウムをアンモニ
   アと水に分解する装置と、熱交換器内で前記アンモニア
   と水を再結合させてより高い温度で熱を放出させる装置
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の熱エネルギー変換装置。 ５、前記熱交換器が前記機械的エネルギー発生装置にお
   けるランキンサイクル装置内の作業流体と熱的に接続す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の熱エ
   ネルギー変換装置。 ６、前記機械的エネルギー発生装置に作動的に連結され
   た発電装置を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の熱エネルギー変換装置。 ７、化合物の分解および再結合をさせる第２の装置と、
   前記第１の分解および再結合装置に熱的に連結する装置
   を含むことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の
   熱エネルギー変換装置。 ８、前記第１および第２の装置が水酸化アンモニウムを
   分解および再結合させる装置からなることを特徴とする
   特許請求の範囲第７項に記載の熱エネルギー変換装置。 ９、０．０３より実質的に大きい熱サイクル効率を有す
   る特許請求の範囲第２項に記載の熱エネルギー変換装置
   。 １０、０．０３より実質的に大きい熱サイクル効率を有
   する特許請求の範囲第４項に記載の熱エネルギー変換装
   置。 １１、０．１４８より実質的に大きい熱サイクル効率を
   有する特許請求の範囲第７項に記載の熱エネルギー変換
   装置。 １２　０．１４８より実質的に大きい熱サイクル効率を
   有する特許請求の範囲第８項に記載の熱エネルギー変換
   装置。 １３、前記水が海水であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の熱エネルギー変換装置。 １４、前記水が太陽で加熱された水体からなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の熱エネルギー変
   換装置。 １５、前記水が人間の作つた水体からなることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の熱エネルギー変換装
   置。 １６、前記温度差が太陽の輻射からもたらされることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の熱エネルギー
   変換装置。 １７、前記温度差が水の一部分を廃熱源にさらすことに
   よつて生じることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の熱エネルギー変換装置。 １８、機械的エネルギー発生装置に供給する熱の温度を
   上昇させる追加工程を含むことを特徴とする電気エネル
   ギーを発生させるため温度勾配の異なる水を利用する方
   法。 １９、前記追加工程が、水からの熱を利用して化合物を
   分解および再結合させることからなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１８項に記載の方法。 ２０、水酸化アンモニウムが分解および再結合されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１９項に記載の方法。 ２１、前記電気エネルギーの発生工程がランキンサイク
   ル・プロセスを含むことを特徴とする特許請求の範囲第
   １８項に記載の方法。 ２２、前記追加工程が化合物の２段の分解および再結合
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１８項に記
   載の方法。 ２３、前記２段の分解および再結合用化合物が水酸化ア
   ンモニウムであることを特徴とする特許請求の範囲第２
   ２項に記載の方法。 ２４、前記温度勾配の異なる水が海水であることを特徴
   とすることを特徴とする特許請求の範囲第１８項に記載
   の方法。 ２５、前記温度勾配の異なる水が太陽池の水であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１８項に記載の方法。 ２６、前記温度勾配の異なる水が廃熱にさらされた部分
   を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１８項に記載
   の方法。 ２７、前記温度勾配の異なる水が太陽の輻射にさらされ
   た部分を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１８項
   に記載の方法。