(57)【要約】  本発明は、蒸気発生器、膨張器、凝縮器及び作動流体用の容器を備えた装置内で実施される蒸気サイクルプロセス用の作動流体に関する。本作動流体は、蒸気発生器内の熱供給によって蒸発しその蒸気相における膨張器内での膨張によって機械的仕事を行い凝縮器内で凝縮する作動媒体と、凍結防止剤として機能し作動媒体の凝固点よりも低い容器内の融点を有するイオン流体とを有する。イオン流体の分解温度は、蒸気発生器中の作動媒体の蒸発温度よりも高い。【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発生器（３）、膨張器（４）、凝縮器（５）及び作動流体用の容器（２）を備えた装置において実施される蒸気サイクルプロセス（１）用の作動流体であって、
前記蒸気発生器（３）内の熱供給によって蒸発し、前記膨張器（４）内での緩和によって蒸気相で機械的仕事を行い、前記凝縮器（５）内で凝縮する作動媒体と、
凍結防止剤として使用され、前記容器（２）中の前記作動媒体の凝固点よりも低い融点を有するイオン流体であって、該イオン流体の分解温度が前記蒸気発生器（３）中の前記作動媒体の蒸発温度よりも高い、イオン流体とを有する作動流体。
【請求項２】
前記イオン流体の融点が−３０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の作動流体。
【請求項３】
前記イオン流体の分解温度が、２００℃よりも高く、好ましくは３００℃よりも高く、特に３５０℃よりも高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の作動流体。
【請求項４】
前記作動媒体が前記イオン流体と混合可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の作動流体。
【請求項５】
前記イオン流体が１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム（ＥＭＩＭ）、１‐ブチル‐３‐メチルイミダゾリウム（ＢＭＩＭ）、又は、トリス‐（２‐ヒドロキシエチル）‐メチルイミダゾリウム（ＭＴＥＯＡ）を有し、そのアニオンが、Ｃｌ−、ＨＳＯ４−、ＣＨ３ＳＯ３−、ＡｌＣｌ４−、ＳＮＣ−、ＣＨ３ＣＯ２−、ＭｅＯＳＯ３及びＥｔＯＳＯ３−から成る群から選択させていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の作動流体。
【請求項６】
前記作動流体が水を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の作動流体。
【請求項７】
前記作動媒体が複素環化合物、特に複素環芳香族化合物を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の作動流体。
【請求項８】
該作動流体が、前記作動媒体と混合可能な、追加のポリマー及び／又は界面活性剤及び／又は他の有機潤滑剤を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の作動流体。
【請求項９】
前記作動媒体が潤滑剤と共沸混合物を形成することを特徴とする請求項８に記載の作動流体。
【請求項１０】
蒸気発生器（３）、膨張器（４）、凝縮器（５）及び作動流体用の容器（２）を備えた装置において実施される蒸気サイクルプロセス（１）の作動方法であって、
前記蒸気サイクルプロセス（１）の冷えた状態での始動中に、作動媒体及びイオン流体を有する作動流体が前記蒸気発生器（３）に供給され、ここで、前記イオン流体は凍結防止剤として使用され、前記容器（２）中の前記作動媒体の凝固点よりも低い融点を有し、前記イオン流体の分解温度が、前記蒸気発生器（３）中の前記作動媒体の蒸発温度よりも高く、
前記蒸気発生器（３）において、前記作動媒体が蒸発し、緩和のために前記膨張器（４）に蒸気状で供給され、機械的仕事を行い、前記凝縮器（５）内で凝縮し、
前記イオン流体及び前記作動媒体の分離が所定の動作温度に達すると生じて、前記蒸気発生器（３）に供給される作動流体中のイオン流体の重量パーセンテージが少なくとも５０％、好ましくは８０％、特に好ましくは９５％減少する、方法。
【請求項１１】
前記凝縮器（５）内に生じた前記作動媒体の凝縮物が、特定の作動温度から、前記作動流体用の容器（２）とは別の作動媒体用のタンク（６）に導かれることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記容器（２）から前記蒸気発生器（３）への前記作動流体の流れが、前記別の作動媒体用のタンク（６）の特定の充填レベルから停止されて、前記別の作動流体用のタンク（６）からの作動流体のみが前記蒸気発生器（３）に供給されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記蒸気発生器（３）内で蒸発しなかった作動流体が、前記作動流体用の容器（２）とは別に配置されたイオン流体用のタンク（７）に供給されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
作動温度が、前記容器（２）中の前記作動流体の温度測定によって決定されることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記イオン流体及び前記作動媒体が、所定の期間後及び／又は特定の大気温度未満において前記蒸気サイクルプロセス（１）を停止する際に、混合されることを特徴とする請求項１０９から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
蒸気発生器（３）と、
膨張器（４）と、
凝縮器（５）と、
作動流体用の容器（２）と、
前記凝縮器（５）からの凝縮物を収集する作動流体用のタンク（６）、及び／又は、前記蒸気発生器（３）に接続されているイオン流体用のタンク（７）とを備えた蒸気サイクルプロセス装置であって、
作動流体は作動媒体及びイオン流体を有し、前記作動媒体は前記蒸気発生器（３）内で蒸発し、前記イオン流体は前記蒸気発生器（３）で実質的に蒸気圧を有さず、
該二つのタンク（６、７）のそれぞれが、前記作動流体用の容器（２）とは別に配置されている、蒸気サイクルプロセス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気サイクルプロセス用の作動流体及び蒸気サイクルプロセスを実施するための作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気サイクルプロセスは、熱エネルギーを機械エネルギーに変換するために用いられ、また、出力発生ユニット用に用いられる。例えば、出力発生ユニットは、バーナー装置によって熱流を発生させ、その熱流を蒸気発生器に供給する。蒸気発生器において、作動媒体は熱供給によって蒸発し、それによって生じた蒸気相は緩和のために膨張器に供給され、その中で機械的仕事を行い、その後、凝縮器内で凝縮する。凝縮物は典型的には容器に供給され、そこから、蒸気発生器への新たな流れが、作動媒体用の供給ポンプによって生じる。
【０００３】
更に、蒸気モータを用いて、内燃エンジンの廃熱を利用することができ、その排ガス流が蒸気発生器内の熱交換装置に供給されるようになる。代わりに又は追加として、蒸気サイクルプロセスを作動させるために内燃エンジンの冷却水内の廃熱を利用することができる。膨張器内で発生した機械的出力は、駆動システムのシャフトに少なくとも間接的に供給可能であり、又は、膨張器によって発電機が駆動される。このように、蒸気サイクルプロセスを実施するための装置を、乗物用の推進力の原動力となるメインエンジンの廃熱を利用したり、補助的な装置に電気的エネルギーを供給する補助ユニットとして配置することができる。
【０００４】
蒸気相と凝縮物との間に大きな温度差が存在する高効率を達成するためには、蒸気サイクルプロセスを作動させるための作動媒体に対して、主たる要求が課せられる。これは、作動媒体が高温（典型的には４００℃を超える）まで熱的に安定であることを要求する。更に、蒸気発生装置に対する腐食からの保護及び蒸気相中の潤滑剤の輸送（特に、膨張器の可動部品の自己潤滑を実施するため）に関連する要求が存在する。更に、非連続的な作動構成と同時に低温での蒸気サイクルプロセスの長期停止を考慮しなければならない（特に乗物に使用される場合）。従って、凍結から保護するための予防措置が行われる。
【０００５】
従って、蒸気サイクルプロセス用の作動流体は、作動媒体に添加される添加剤を有する。これは作動媒体と共に共沸混合物を形成し得る。この一例が特許文献１に開示されていて、蒸気サイクルプロセス用の作動流体として、水と、少なくとも一つの複素環化合物、追加の混和性ポリマー、界面活性剤及び／又は他の有機潤滑剤の混合物が提案されている。特に、２‐メチル・ピリジン、３‐メチル・ピリジン、ピリジン、ピロール、ピラジジン（ｐｙｒａｄｉｚｉｎｅ）が複素環化合物として提案されている。複素環化合物を使用する結果として、作動流体の凝固点が０℃未満となる。同時に、複素環化合物は水と共に共沸混合物を形成して、蒸気発生器内の水の一部と共に気相に転移する。この場合、自己潤滑を行うため、潤滑剤も蒸気相において膨張器に移される。
【０００６】
蒸気サイクルプロセス用の既存の作動流体の不利な面はその有毒性であり、作動流体及びその気相の漏れを確実に防止するために、過度の予防措置を講じる必要がある。乗物に使用される場合（特に自動車）、事故の危険性があることから、その漏れを完全に除外することができない。
【０００７】
刊行されている従来技術として、特許文献２及び特許文献３を参照する。特許文献２には、自動車のランキンサイクルプロセスにおいて用いられる作動流体が記載されている。特許文献３には、密閉サイクルの蒸気エンジンが記載されていて、水が作動媒体として使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許第１０３２８２８９号明細書
【特許文献２】独国特許第１０２２８８６８号明細書
【特許文献３】米国特許第３８４１０９９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明は、特に、低い大気温度においても非連続的な作動及び長期停止期間に対して、蒸気サイクルプロセスを冷えた状態で始動させることを常に可能にして、特にシステムに対する凍結からの保護を確実なものにする、蒸気サイクルプロセス用の作動流体を提供するという課題に基づくものである。同時に、作動流体は、環境適合性があり、特に、動植物にとって有害ではなく、事故に対する高度な安全性によって特徴付けられる。更に、本発明の更なる課題は、作動流体が可能な限りエネルギー効率的に配置されるような方法で、蒸気サイクルプロセスをその作動流体で作動させることのできる方法、及び、その方法を実施するための装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のこの課題は、作動流体が少なくとも二つの成分を有することによって達成される。第一の成分は、蒸気サイクルプロセスの実際の作動用に用いられる作動媒体である。従って、作動媒体の蒸発は、蒸気発生器内の熱供給によって生じ、それに、膨張器内で機械的仕事を行うことによる緩和、その後の凝縮物に戻ることによる凝縮が続き、典型的には容器及び供給ポンプを介して行われ、サイクルに新たに投入される。これは、蒸気発生器内の新たな蒸発を意味する。
【００１１】
蒸気サイクルプロセス用の本発明による作動流体の更なる成分は凍結防止剤を表し、通常の作動条件下では蒸気発生器内での蒸発に実質的に晒されることなく、単に、低い外気温度においても作動流体を容器内で液体状態に保つために用いられ、システムが冷えた状態で始動することを可能にする。
【００１２】
本発明によるイオン流体は凍結防止剤として用いられる。イオン流体は、１００℃未満で流体の塩であると理解される。本発明の課題に対して、蒸気サイクルプロセス用の作動流体の凍結防止特性を上昇させるため、イオン流体は、作動媒体の凝固点よりも低い融点を有することが必要である。イオン流体は、その融点が−３０℃以下であるものが好ましい。
【００１３】
イオン流体の低い融点は、逆イオン配位によるものである。非局在化電荷がこの原因であり、典型的には少なくとも一つのイオンが有機分子に基づくものであり、低温での安定な結晶格子の形成が防止される。イオン流体を形成するための適切なカチオン及びアニオンの選択には、カチオンとして、アルキル化イミダゾリウム、ピリジニウム、アンモニウム、又はホスホニウムが含まれる。単純なハロゲン化物をアニオンとして使用可能であり、その選択の可能性は、テトラフルオロホウ酸塩等のより複雑な無機イオンから、トリフルオロメタンスルホンイミド等の無機イオンにまで及ぶ。
【００１４】
カチオン及びアニオンのペアの選択による物理化学的性質の選択はイオン流体に対して典型的なものであり、凍結防止効果の条件内でより低い融点が得られるように、蒸気サイクルプロセス用の本発明による作動流体用のイオン流体を調節することが可能になる。これは、有機カチオンの個別の選択によって典型的には達成される。適切な無機アニオンを選択することによって、典型的には、更なる成分（水や他の物質等）との混和性に影響を与えることができ、作動媒体と混合するようにイオン流体を有利に適合させることが可能になる。また、作動媒体を、イオン流体内にコロイド混合物の形態で取り込むことも可能であり、作動流体の凍結防止が確実なものにされるが、この場合にも、イオン流体の融点は個別に低いものが選択される。
【００１５】
蒸気サイクルプロセス用の作動流体の一部として用いられるイオン流体の顕著な利点は、そのイオン流体が、その分解温度まで蒸気圧が存在しないことによって特徴付けられるという点に見て取ることができる。分解温度が、カチオン及びアニオンのペアの個々の選択によって、蒸気発生器内の作動流体の液相の温度よりも高くなるように設定されると、イオン流体は実際の作動媒体のように気相にはならず、膨張器に導かれる可能性がある。これは、蒸気サイクルプロセスの作動温度に到達した場合又は凍結防止がもはや必要ではないシステムの温度の場合に、作動流体からイオン流体を単純に分離する可能性につながる。
【００１６】
作動流体からイオン流体を分離した後には、蒸気サイクル内のエネルギー的寄与を成さずに凍結防止成分（つまりイオン流体）を蒸気発生器内で加熱する必要があるというエネルギー的に不利な状況を、作動温度に対して、防止することができる。
【００１７】
有利な実施形態によると、本作動方法は、以下の段階を含む。
【００１８】
出発点は、冷たい外気温度での蒸気サイクルプロセスの停止状態である。作動流体は、容器内に集められ、蒸気発生器内での蒸発用に提供される作動媒体と、凍結防止剤としてのイオン流体との混合物を含む。本発明によると、イオン流体の融点は、作動媒体の凝固点よりも低く、特に−３０℃以下である。作動媒体は、イオン流体と混合し、又は、コロイド形態で取り込まれ、低い外気温度においても、蒸気サイクルプロセスの停止中に、作動流体が容器内において液体状態で存在する。
【００１９】
蒸気サイクルプロセスが始動すると、熱エネルギーが、例えば内燃エンジンからの排ガス流を介して蒸気発生器に供給される。同時に、作動流体が蒸気発生器に入るが、これは例えば供給ポンプによって行うことができる。作動媒体の蒸発が蒸気発生器内で生じる一方、イオン流体は蒸気圧を生じさせることなく容器に戻される。代替実施形態によると、その戻りは、容器に対するものではなく、イオン流体用のタンクに対して行われる。
【００２０】
蒸気の作動媒体は、膨張器内での緩和及び仕事の後に凝縮器に供給されて、これによって得られた作動媒体の凝縮物は、有利な実施形態によると、容器に戻されるのではなくて、作動媒体用の別のタンクに供給される。この方法の結果として、イオン流体及び作動媒体の進歩的な分離が達成される。この分離は、特定の作動温度よりも高い場合にのみ有利に行われることが望ましい点には留意されたい。これが、蒸気サイクルプロセスを実施するための装置内の異なるポイントで作動温度を測定し得る理由であり、容器内の作動流体は、温度を測定するためのポイントとして有利に利用される。作動媒体の凝固点よりも高い特定の温度に容器内が達すると、上述の作動媒体及びイオン流体の分離を行うことができる。この場合、異なる分離方法を用いることができる。
【００２１】
特定期間後、及び／又は、作動媒体用のタンクが特定の充填レベルに達した際に、切り替えを行うことができて、容器が蒸気発生器から分離されて、作動媒体用のタンクからの流体の独占的な供給を行うことができる。この切り替えは、温度に関して蒸気サイクルプロセスの作動を特徴付けて、イオン流体を含まない作動流体が蒸気発生器内において熱流と接触して、蒸気サイクルプロセスを経る。
【００２２】
蒸気サイクルプロセスが再び停止すると、分離されたイオン流体が、相対的に低い大気温度で作動流体の更なる成分に加えられ得る。有利には、その混合は、作動流体用の容器内の下限温度下でのみ生じる。単純な実施形態によると、新たな混合も、蒸気サイクルプロセス、又はその部分的な構成要素（例えば、蒸気発生器への体積流用の供給ポンプ）をオフに切り替えた後の所定期間後に生じ得る。
【００２３】
作動温度中に蒸気サイクルから取り除かれ得る凍結防止剤としてイオン流体を使用する上述の可能性に加えて、作動流体の一部としてのイオン流体も、更なる有利な性質によって特徴付けられる。イオン流体は典型的に可燃性ではなく、導電性であり、流動電位の発生を抑制する。更に、イオン流体は腐食防止の機能を果たす。また、その粘性及び密度並びに他の流体との混合特性は、アニオン／カチオンの対の選択によって、広範に設定可能である。
【００２４】
有利な実施形態によると、作動流体は更なる成分、特に潤滑剤を含み、その潤滑剤は、蒸気用に提供される作動媒体と共に共沸混合物となり、蒸気相に共に集まり、特に、膨張器の可動部品に対して自己潤滑を実施するのに適したものになるように選択されることが好ましい。
【００２５】
更に、このようなイオン流体を蒸気サイクルプロセス用の作動流体に加えることは、その環境適合性、無毒性及び事故に対する安全性によって特徴付けられる。イオン流体の好ましい例に対して、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐３‐メチルイミダゾリウム、トリス‐（２‐ヒドロキシエチル）‐メチルイミダゾリウムがカチオンとして利用され、アニオンは、Ｃｌ−、ＨＳＯ４−、ＣＨ３ＳＯ３−、ＡｌＣｌ４−、ＳＮＣ−、ＣＨ３ＣＯ２−、ＭｅＯＳＯ３及びＥｔＯＳＯ３−から成る群から選択される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による作動方法を実現するために用いられる蒸気サイクルプロセスを実施するための装置の代表図を示す。
【図２】図１の装置の代替的な実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【００２８】
図１は、蒸気サイクルプロセス１を実施するための装置用の基本的な構成要素の概略図である。想定される実施形態として、蒸気サイクルプロセスは、クラウジウス／ランキンプロセス、又はカリーナ型のサイクルプロセスとして配置され得る。後者の場合、作動媒体は、異なる温度レベルで蒸気相に集まる複数の成分から成る。
【００２９】
作動流体用の容器２は、流体相として作動流体を貯蔵する。作動流体は、典型的には、供給ポンプ８によって、そこから蒸気発生器３に導かれる。そのポンプは、有利には、可変速度方式で体積流を調整するために配置される。そこで発生した蒸気相は膨張器４に入り、緩和中に機械的仕事を行う。その後、凝縮器５内で凝縮して、凝縮物に戻る。
【００３０】
本発明によると、作動流体は、蒸気発生器３内での蒸発用に必要とされる作動媒体に加えて、少なくとも冷えた始動条件の下における凍結防止剤としてイオン流体を有する。従って、イオン流体の融点は、作動媒体の凝固点よりも低く選択され、その融点は、−３０℃以下とされる。
【００３１】
イオン流体は、蒸気発生器３の作動中に、実質的に分圧を発生させない。従って、イオン流体のカチオン／アニオンのペアは、その分解温度が蒸気発生器３中の作動温度よりも高くなるように選択される。この点に関して、蒸気発生器３中の作動流体の流体相の温度が少なくとも特定の作動フェイズ中にイオン流体の分解温度よりも低く設定されるような方法で、蒸気発生器３を配置することが可能である。従って、蒸気発生器３の一部（その中で作動媒体のみが蒸気相として存在している）において分解温度を超える温度が許容され、又は、作動流体からのイオン流体の除去の後に、蒸気発生器３の少なくとも一部に対してイオン流体の分解温度を超える温度を許容する作動フェイズを提供することが可能になる。上述の方法によって、蒸気発生器３中のイオン流体が安定なままとなり、蒸気相に集まらず、流体相で蒸気発生器３の外に導かれることが確実なものとされる。
【００３２】
図１に概説される第一実施形態によると、イオン流体は、バイパスライン１０によって、蒸気発生器３を経た後に作動流体用の容器２に戻される。更に、作動媒体用のタンク６が提供され、凝縮器５から凝縮物が集まる。凝縮物はイオン流体を実質的に含まないことが望ましい。よって、作動流体用の容器２内の特定の閾値温度等の特定の作動温度に達すると、イオン流体を作動流体から少なくとも部分的に取り除き、未使用の放熱が蒸気発生器から生じないようにすることが可能である。作動流体中に元々存在していたイオン流体の少なくとも５０％を蒸気サイクルプロセスから取り除くことが好ましい。好ましくは、より高い割合、特に８０％以上、特に好ましくは少なくとも９５％が取り除かれる。
【００３３】
図１によると、作動流体からのイオン流体の除去は、蒸気発生器３中の作動媒体の蒸発によって行われ、作動媒体は、作動媒体用のタンク６に集められる。好ましくは、作動媒体用のタンク６内の特定の充填レベル（蒸気サイクルプロセス１の動作に対して必要な作動媒体の量に対応する）に達すると作動流体用の容器が分離されて、供給ポンプ８が作動媒体用のタンク６からの流体のみを得るようにする方法で、作動媒体用のタンク６又は作動流体用の容器２から蒸気発生器への流入を制御するバルブユニット１１が切り替えられる。バルブユニット１１によるこの切り替えは、時間制御及び／又は充填レベル制御及び／又は温度制御方法によって、及び／又は、作動流体中のイオン流体の濃度に応じて制御することによって、行うことができる。
【００３４】
図２は、本発明による作動流体で蒸気サイクルプロセスを実施するための装置として更に想定可能な実施形態を示し、作動温度に対して作動流体からイオン流体を分離することが可能である。図１による実施形態とは対照的に、別途のイオン流体用のタンク７が図２に概略的に示されていて、蒸気発生器３の流体相用の放出部に接続されている。従って、作動流体の非蒸発部分は、イオン流体用のタンクに集められ、そこにイオン流体が豊富に存在することになる。作動温度未満において、特に、凍結の可能性のある温度において、イオン流体は、イオン流体用のタンク７から作動流体用の容器２に戻される。これは、例えば、図２に示されるライン接続及びそこに提供される再循環ポンプ９を介して行うことができる。作動温度に達すると、この輸送流は減じられるかゼロに戻され、蒸気発生器３の更なる作動中に、イオン流体用のタンク７内にイオン流体が豊富に存在することになり、作動流体用の容器２中のイオン流体の割合が減少し、作動媒体の凝縮物が、凝縮器５から連続的に供給されるようになる。特定の期間後、イオン流体の主な割合、好ましくは実質的に全割合が、蒸気サイクルプロセスから除去されている。これが達成されると、蒸気発生器３とイオン流体用のタンク７との間の接続を閉じることが、一実施形態によると可能であり、また、蒸気発生器における廃棄蒸気に対して適切な高温を設定することが、一実施形態によると可能になる。
【００３５】
凍結防止用に十分低い温度である融点、並びに、作動流体からの作動媒体の蒸発及び蒸気発生器３中のイオン流体の分解を避けるための十分高い分解温度に関連してイオン流体に課される要求は、イオン流体のカチオン及びアニオンの適切な選択によって、満たされる。更に、カチオン／アニオンのペアは、環境に優しく無毒で作動の信頼できるイオン流体が得られるように、選択される。上述のように、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム（ＥＭＩＭ）、１‐ブチル‐３‐メチルイミダゾリウム（ＢＭＩＭ）、トリス‐（２‐ヒドロキシエチル）‐メチルイミダゾリウム（ＭＴＥＯＡ）がカチオンとして選択可能であり、Ｃｌ−、ＨＳＯ４−、ＣＨ３ＳＯ３−、ＡｌＣｌ４−、ＳＮＣ−、ＣＨ３ＣＯ２−、ＭｅＯＳＯ３及びＥｔＯＳＯ３−から成る群からのアニオンと関連付けられる。
【００３６】
追加の成分は腐食防止剤及び潤滑剤であり、作動媒体の残りの部分と共に共沸物となり、膨張器に供給される蒸気相の一部を形成する。自己潤滑は、この方法で達成可能である。
【００３７】
本発明の更なる実施形態が、当業者に周知の専門知識の範囲内において可能である。カリーナプロセスを実施するための異なる作動媒体の組み合わせを用いること、異なる蒸気相を形成するために異なる温度レベルで熱源を提供することが可能である。従って、複数のステージを備えた膨張器を提供することが可能である。イオン流体の一部等の流体成分が膨張器に到達するような不測の事態の場合に、ウォーターハンマー現象に対する十分な耐性が存在するように、膨張器を配置することが有利である。スクリュー膨張器が、この要求に合致する実施形態として想定される。特に、ウォーターハンマー現象の可能性を排除することのできる場合、更なる膨張器の配置が可能である。この場合、往復ピストン又は回転ピストン機構が好ましい。
【符号の説明】
【００３８】
１  蒸気サイクルプロセス
２  作動流体用の容器
３  蒸気発生器
４  膨張器
５  凝縮器
６  作動媒体用のタンク
７  イオン流体用のタンク
８  供給ポンプ
９  再循環ポンプ
１０  バイパスライン
１１  バルブ装置
【図１】
2010532393.tif 000002
【図２】
2010532393.tif 000003