(57)【要約】      （修正有）【課題】安価なエネルギーを使い、冷却用のエネルギーとして貯蔵できる液体アンモニアを作り、随時冷却機を運転できるための装置を提供する。【解決手段】太陽エネルギーを熱源として加熱された熱媒もしくは電力を利用した電熱ヒーターもしくはＩＨヒーター１７を加熱源としてアンモニア水７を加熱、アンモニアを蒸発させ、それを液体アンモニアにして貯蔵する。液体アンモニア貯蔵タンク１１、１１’は少なくとも２基設置すると、１基の液体アンモニアを熱交換装置の冷媒として使いながら、他の１基のタンクに液体アンモニアを製造、貯蔵するという並行した操作が可能になる。冷却に使用したアンモニアガスは水に吸収させアンモニア水１６にし、原料として再使用する。【選択図】図２
2012037145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱管が収納されている太陽エネルギーを熱エネルギーに変換する変換装置と、アンモニア水を入れた加熱容器と、該加熱容器内のアンモニア水を加熱するための加熱装置と、前記加熱管と前記加熱容器内の加熱装置を繋ぐ熱媒循環パイプとで構成された密閉された熱媒循環系と、加熱された熱媒により加熱され蒸発したアンモニアガスを通す蒸発塔と、アンモニアガスを液体アンモニア貯蔵タンクに導くアンモニアガス通路パイプと、液体アンモニアの貯蔵タンクと、前記液体アンモニアを気化して冷媒とする熱交換装置と、前記容器および各装置を結ぶパイプとで構成されている密閉されたアンモニアガス循環系とからなることを特徴とするアンモニア吸収式冷却装置。
【請求項２】
アンモニア水を入れた加熱容器と、該加熱容器内のアンモニア水を加熱するための加熱装置と、加熱され蒸発したアンモニアガスと水蒸気を通す蒸発塔と、前記水蒸気と前記アンモニアガスを分離する分離器と、該分離器で分離された水を貯える水タンクと、前記アンモニアガスを液体アンモニア貯蔵タンクに導くアンモニアガス通路パイプと、液体アンモニアの貯蔵タンクと、前記液体アンモニアを気化して冷媒とする熱交換装置と、前記熱交換装置で用いられたアンモニアガスを水に吸収させてアンモニアガスを回収する混合器と、前記容器および各装置を結ぶパイプとから構成されている密閉されたアンモニアガス循環系とからなることを特徴とするアンモニア吸収式冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニア吸収式冷却装置に関するもので、太陽エネルギーもしくは夜間電力などの余剰エネルギーを利用して空調（冷却）を行う装置に関する。具体的には冷媒として使用する液体アンモニアを安価に効率良く製造するために、アンモニア水の加熱に使用する熱媒の加熱源として太陽エネルギーもしくは余剰電力を使う冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からアンモニアを冷媒として使用するアンモニア吸収式冷却（冷凍）法は広く実施されていたが、蒸気圧縮冷凍法の発達とともに顧みられなくなっていた。しかし１９９０年代よりフロン類の使用規制への対応や排熱利用による省エネルギーのために再び注目されてきた。特許文献１には吸収式冷凍（アンモニア吸収式冷却）サイクルにおける冷却器の構造が、明細書第２頁、左欄第６行目から第３１行目に触れられているし、アンモニア吸収式冷凍装置（冷却）自体は、非特許文献１に示すように従来より周知の方式である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第２５４８７８９号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】”アンモニア吸収冷凍機『フリー百科事典ウィキペディア（wikipedia）』”、［online］、平成２２年８月３日、http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%B3%E3%83%A2%E3%83%8B%E3%82%A2%E5%90%B8%E5%8F%8E%E5%86%B7%E5%87%8D%E6%A9%9F
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アンモニア吸収式冷却装置とは、原理的には加圧により液化したアンモニアが気化する際の蒸発熱により冷却を行う方式である。気化したアンモニアは水に吸収されてアンモニア水となる。このアンモニア水を加熱するとアンモニアが蒸発するが、閉じられた系ではアンモニアの蒸気圧により系内の圧力がその温度における液体アンモニアの蒸気圧と平衡に達したとき、アンモニアは液化する。例えば、アンモニアガスは３０℃程度の温度で蒸気圧が１．０ＭＰａ程度になると液化を起こす。液化したアンモニアを気化させ冷却操作を繰り返す。
【０００６】
蒸気圧縮型では冷媒を圧縮、液化して貯蔵することは可能であるが、大量の液体を閉じられた系内で気化させるには限度がある。これは吸収型冷却の特徴であり、他のエネルギー貯蔵、例えば蓄電と比較しても際だっている。冷却という一つのエネルギー利用に限定されるが、夏季における空調の消費電力は膨大であり、空調用のエネルギーを貯蔵するということは、潜在的な消費電力の節約につながる。
【０００７】
従来のようにアンモニアを冷媒として使用する冷却機の場合はアンモニアガスを圧縮して液化し、それを気化させて気化熱で冷却するのであるが、気化した際アンモニアが膨張し体積が大きくなる。それで液化→気化のサイクルを繰り返すためにはアンモニアガスをコンプレッサーで常に圧を加えなければならないという難点があった。
【０００８】
そこで本発明者らは、上記の問題点を解決し、コンプレッサーを使うことなく、アンモニアの液化→気化を繰り返す方式について研究した結果、太陽熱もしくは電力を使って液体アンモニアを作り、この液体アンモニアを気化させて熱交換装置の冷媒として用い、熱交換装置を出たアンモニアガスを水に溶解させることでガスを圧縮するためのコンプレッサーを使う必要もないことを見出し本発明を完成させた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明の要旨とするところは、
（請求項１）
加熱管が収納されている太陽エネルギーを熱エネルギーに変換する変換装置と、アンモニア水を入れた加熱容器と、該加熱容器内のアンモニア水を加熱するための加熱装置と、前記加熱管と前記加熱容器内の加熱装置を繋ぐ熱媒循環パイプとで構成された密閉された熱媒循環系と、加熱された熱媒により加熱され蒸発したアンモニアガスを通す蒸発塔と、アンモニアガスを液体アンモニア貯蔵タンクに導くアンモニアガス通路パイプと、液体アンモニアの貯蔵タンクと、前記液体アンモニアを気化して冷媒とする熱交換装置と、前記容器および各装置を結ぶパイプとで構成されている密閉されたアンモニアガス循環系とからなることを特徴とするアンモニア吸収式冷却装置。
（請求項２）
アンモニア水を入れた加熱容器と、該加熱容器内のアンモニア水を加熱するための加熱装置と、加熱され蒸発したアンモニアガスと水蒸気を通す蒸発塔と、前記水蒸気と前記アンモニアガスを分離する分離器と、該分離器で分離された水を貯える水タンクと、前記アンモニアガスを液体アンモニア貯蔵タンクに導くアンモニアガス通路パイプと、液体アンモニアの貯蔵タンクと、前記液体アンモニアを気化して冷媒とする熱交換装置と、前記熱交換装置で用いられたアンモニアガスを水に吸収させてアンモニアガスを回収する混合器と、前記容器および各装置を結ぶパイプとから構成されている密閉されたアンモニアガス循環系とからなることを特徴とするアンモニア吸収式冷却装置。
【００１０】
上記発明を説明すると、請求項１に記載されている発明は、密閉された加熱熱媒の循環系の装置群とアンモニアガス循環系の装置群からなり、熱媒循環系の装置群は熱媒によりアンモニア水を蒸発させるための装置群であって、加熱管が収納されている太陽エネルギーを熱エネルギーに変換する変換装置、該変換装置で加熱された熱媒を、アンモニア水を入れた加熱容器内のアンモニア水を加熱するための加熱装置に導く循環パイプ、加熱容器内のアンモニア水を蒸発させた後、熱媒を太陽エネルギー変換装置に戻す循環パイプから構成されている。
【００１１】
アンモニア循環系の装置群は加熱容器、蒸発塔、液体アンモニウム貯蔵タンク、熱交換装置から構成されている。すなわち、加熱され蒸発したアンモニアガスは蒸発塔に入り、アンモニアガスをアンモニア自体の蒸気圧により液化させて液体アンモニア貯蔵タンクに貯蔵し、気化させ熱交換装置の冷媒として使用した後、回収したアンモニアガスを水に吸収させることを特徴とする液体アンモニアを使用するアンモニア吸収式冷却装置である。
【００１２】
また、請求項２に記載されている発明は、請求項１の発明とアンモニア水を加熱するための加熱装置が異なり、太陽エネルギーを使用せず、主として電力を利用した電熱ヒーターまたはＩＨヒーターを熱源としたアンモニア吸収式冷却装置に関する発明である。また、加熱され、蒸発した水蒸気とアンモニアガスの混合ガスを分離する分離器を備えた他は請求項１の発明とほとんど同じ発明である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、熱源として太陽エネルギーを利用するので、熱エネルギーは無料であり、また電力を利用する場合も夜間の余剰電力を利用するすることができるので安価に液体アンモニアを製造することができ、得られた液体アンモニアを熱交換装置用の冷媒として利用できる。また、貯蔵した液体アンモニアを使って冷却しながら、液体アンモニアを貯蔵するという、消費と貯蔵を同時に行うことができるので、随時冷却運転を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の太陽エネルギーを使うアンモニア吸収式冷却装置を示す概略図。
【図２】本発明のＩＨヒーターを使うアンモニア吸収式冷却装置を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明を図面を交えながら説明する。図１は太陽エネルギーを使うアンモニア吸収式冷却装置の概略を示す図である。１は太陽エネルギー変換装置で熱媒に太陽熱を吸収させる装置で、加熱されるべき熱媒が満たされた加熱管とそれらを収納する箱もしくはそれらを載置しておく板状物からなっている。つまり、太陽エネルギー変換装置は太陽エネルギーを熱エネルギーに変換する装置のことである。収納箱もしくは載置しておく板は太陽光を受け易いように斜めにしておくのが好ましい。
【００１６】
加熱管は一方の端から熱媒が供給されるようになっており、加熱された熱媒は他端から循環パイプ２を通してアンモニア水の入った加熱容器６に導かれる。加熱管は一本一本が一つのユニットになっており、加熱容器から戻ってきた熱媒を供給するための供給管に繋がっている。他端は熱媒が送り出される流出管と接続し、これが循環パイプ２に繋がっている。
【００１７】
加熱管は複数本並べて加熱する方法が好ましい。各加熱管の一端は一本の熱媒の流出管に接続されており、該流出管の両端は閉じられており、中間部あたりに加熱された熱媒を加熱容器６に送り出す循環パイプ２に繋げてある。各加熱管の他端も一本の熱媒の供給管に接続されており、この供給管の両端は閉じられており、その中間部あたりに加熱容器６から戻ってきた熱媒が流れる循環パイプ３に繋げてある。つまり、加熱管の両端は熱媒の入側と出側となっている。また、加熱管を使わずに熱媒を収納箱に入れ、太陽熱で加熱し、加熱された熱媒をポンプで循環させる方法も採用できる。
【００１８】
太陽エネルギーを高効率に熱媒に熱伝達するために、太陽光の全ての波長領域を吸収させることができるのが好ましい。加熱管の材質は３００℃程度の耐熱性が有るものなら何でも使用できるが、ガラス製の管が好ましく用いられる。加熱管は太陽熱を吸収し易いよう、光が透過する面を透明に、他面を黒色にするのが好ましい。加熱管の外側（管と管の間）の光を逃さないよう加熱管の裏に反射板を置くのが好ましい。
【００１９】
本発明のアンモニア吸収式冷却装置では、１５０℃前後の熱源が必要であるため、熱を輸送するための熱媒としては高沸点の溶媒が用いられる。１５０℃以上の沸点を有する溶媒なら何でも用いることができるが、シリコンオイル、エチレングリコールなどが好ましく用いることができる。溶媒は無色透明であるが、溶媒にカーボン等を分散させ、光を直接溶媒に吸収させることもできる。
【００２０】
使用される加熱管の本数は加熱容器内のアンモニア水の蒸発に必要な熱量により決めれば良い。加熱された熱媒は循環パイプを中を流れ、加熱容器に入り、アンモニア水を蒸発させた後、太陽エネルギー変換装置１に戻る。熱媒の劣化を防ぐため、熱媒の流れる系は密閉されていることが好ましい。
【００２１】
熱媒を供給するのは加熱管、流出管、循環パイプ、供給管などの系内を真空ポンプ（図示していない）で吸引して真空にし、熱媒吸入口５から熱媒となるオイルを系内に取り込む。加熱によるオイルの熱膨張を考慮して、オイルの量は系内の容積の８０〜９０％にするのが好ましい。加熱管内で加熱され、温度が上昇したオイルは自然対流を起こして流出管から循環パイプに流れるのであるが、積極的にオイルを循環させるのに循環パイプ経路のどこかにポンプを設けるのが好ましい。ポンプ（図１中、Ｐで示している）の設置場所は熱媒の温度が下がっている熱媒戻りの循環パイプ３のどこかに設置するのが好ましい。また、熱媒出側の循環パイプ２通路の曲がり角にガス溜まり４を設けると熱媒の流れがスムースに行える。
【００２２】
加熱容器６にはアンモニア水７が入っており、循環パイプ２を通して送られてきた熱媒により加熱されてアンモニア水が蒸発する。アンモニア水は２０％以上、好ましくは２０〜３０％の濃度のものが用いられる。アンモニア水の濃度が２０％以下では蒸発するアンモニアの量が少なくて好ましくない。通常、市販されているアンモニア水の濃度は約３０％であるので、３０％程度の濃度のアンモニア水を使用するのが好ましい。しかし、３０％を越える濃度の高いアンモニア水の場合は、蒸発するアンモニアの量が増えて好ましいので、アンモニア水の濃度は３０％以下に限定されることはない。
【００２３】
熱媒の流れる循環パイプの材質は耐熱性があり、簡単に破損しないものが好ましく、例としてはステンレス製のパイプが好ましい。アンモニア水を加熱する循環パイプは加熱容器内に設置する。加熱容器内のアンモニア水は熱媒により加熱され蒸発する。この際、かなり高い蒸気圧が発生するため、耐圧性の容器にする必要がある。従って、加熱容器は耐圧性を有し、アンモニアで腐蝕されない材質のものが必要である。例えば、ステンレス製のものが好ましい。
【００２４】
加熱容器内を真空ポンプ（図示していない）で吸引して真空にした後、アンモニア水吸入口８から加熱容器にアンモニア水を供給する。供給量は加熱容器の容量の１／２〜２／３程度にするのが好ましい。アンモニア水の量が少ないと蒸発するアンモニアの量が少なくなり好ましくなく、あまりに多くアンモニア水を入れると、容器内に掛かる圧力のためアンモニア水が蒸発塔９の方まで押し上げられることもあり好ましくない。
【００２５】
蒸発塔９には蒸発したアンモニアと水蒸気が入ることになるが、実際はアンモニアガスのみになると考えられる。これは、１５０℃程度の温度に加熱され、蒸発したアンモニアガスの蒸気圧は１．５ＭＰａ（約１５気圧）になり、この温度での水の蒸気圧は０．５ＭＰａであるので水の蒸発がほとんど起こらないと考えられるからである。
【００２６】
蒸発塔９から液体アンモニア貯蔵タンク１１、１１’へ導かれる通路であるパイプ１０の径は蒸発塔の径より小さくしてある。それでパイプ１０を流れる間にアンモニアガスはさらに圧力が掛かり、自己圧のためアンモニアガスは液化して、貯蔵タンク１１、１１’に貯められる。貯蔵タンク１１は少なくとも２基設けるのが好ましい。１基が満杯になればバルブを切り替え、他のタンクに貯蔵することができる。液体アンモニア貯蔵タンクを２基にすることにより、満杯になったタンクの液体アンモニアを気化させて熱交換装置の冷媒として使用しながら、もう一つのタンクに液体アンモニアを貯蔵することができる。
【００２７】
このように液体アンモニアを貯蔵タンクに貯め、随時冷媒として使用できるということは冷却するためのエネルギーを貯蔵できるということであり、アンモニア水の蒸発の熱源に安価な太陽エネルギーを使用したり、余剰電力を使用したりすることと並んで本発明の最大の特徴として挙げることができる。
【００２８】
液体アンモニア貯蔵タンク１１（または１１’）の下側のバルブを開けると冷媒が熱交換装置への通路である配管１２に流れ出し、熱交換装置内の配管１３に導かれる。配管１２の径は液体アンモニア貯蔵タンクの出口のパイプの径より小さくなっており、また熱交換装置内の配管１３の径より小さく設定してある。これにより液体アンモニアは熱交換装置内の配管内で気化し、気化熱が奪われることで外気との間で熱交換が起こって冷却作用が発現する。配管１３の通路の途中もしくは出口付近に冷却補助タンク１４を設けるのが好ましい。冷却補助タンクで冷却ガスを少しの時間滞留させることにより、冷却効果を高めることができる。
【００２９】
熱交換装置で冷却に使われたアンモニアガスは水１６入った混合器１５に導かれ、混合器内の水に溶解する。アンモニアガスが水に溶解することにより、混合器内の圧力が下がり、アンモニアガスは吸引されることになり、圧力をかけることなく熱交換装置の配管内をスムースに流れ、冷却作用は持続する。
【００３０】
アンモニアガスが溶解した混合器内のアンモニア水１６を加熱容器６に戻し、アンモニア供給源として使用する。また、混合器内に水を入れず、熱交換装置から戻ってきたアンモニアガスをそのまま加熱容器に導き、加熱容器内のアンモニア水にアンモニアガスを吸収させることができる。この場合は、アンモニアが蒸発し、アンモニア濃度の下がったアンモニア水の濃度が上がるので、アンモニアの供給源として使用するになる。
【００３１】
このように、本発明を実施するための装置は熱媒の循環系、アンモニアガスの循環系の全てが密閉かつ真空にされた系で構成されている。
【００３２】
ここで太陽エネルギーで加熱した熱媒を使って加熱容器内のアンモニア水を蒸発させた場合、熱媒の温度と加熱容器内の圧力の関係を調べるために実験した。室温１６〜１７℃、加熱容器の容量は４Ｌ、そこに約３０％のアンモニア水２．５ｋｇを入れ、熱媒の温度を１２５℃にして加熱した。その結果を表１に示した。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
温度センサーを液体アンモニア貯蔵タンクの上部に設置した。センサーの温度は２１〜２２℃でほぼ一定になった。熱媒の温度を上げていくと、上に示すように加熱容器内の圧力は上昇した。液体アンモニアの蒸気圧は１７℃で０．７８ＭＰａであるから、加熱容器内の圧力はアンモニアの液化圧力とほぼ平衡になっていると合理的に説明できる。
【００３５】
液体アンモニア貯蔵タンク上部をファンにより冷却し、センサー温度を２０℃にすると、１３０℃における加熱容器内の圧力はわずかに低下し、０．７５ＭＰａになった。さらにセンサー温度を１６℃にすると、１３０℃における加熱容器内の圧力は０．７１ＭＰａになった。以上の結果から、液体アンモニア貯蔵タンクの上部を冷やすと、アンモニアの凝縮温度が下がり、それと平衡にある加熱容器内の圧力も低下することが分かった。
【００３６】
加熱容器を長時間（約１０時間）加熱すると、加熱容器内においてアンモニア水中のアンモニアが蒸発して濃度が減少し、圧力は低下した。すなわち、最初、１３５℃（センサー温度１６℃）において加熱容器内の圧力は０．７２ＭＰａであったが、数時間後１４０℃（センサー温度１６℃）では０．７３ＭＰａであった。また、時間経過に伴って、熱媒温度１４５℃（センサー温度１６℃）において加熱容器内の圧力は０．６８ＭＰａ、さらに熱媒温度１５０℃（センサー温度１６℃）において加熱容器内の圧力は０．７０ＭＰａであった。つまり、加熱容器内の圧力を０．６８〜０．７３ＭＰａに維持するには、加熱容器の温度を１３５℃から１５０℃に上げなければならないことが分かった。
【００３７】
以上のことから、本発明を実施するためには、熱媒温度は１５０℃程度の温度で運転することが好ましいことが分かった。
【００３８】
次に請求項２記載の発明について図２により説明する。請求項２記載の発明と請求項１記載の発明との相異点はアンモニア水の加熱方法が異なることである。請求項１記載の発明は熱源として太陽エネルギーにより加熱した熱媒を使っているのに対し、請求項２記載の発明では電力を使うことにある。また、アンモニアの蒸発→液体アンモニアの貯蔵→液体アンモニア気化→熱交換装置→アンモニアガスの回収などの工程は途中に分離器を設けている以外は請求項１記載の発明とほとんど同じであるので、ここでは相違点だけを説明する。
【００３９】
電力をエネルギー源として加熱容器６内のアンモニア水７を加熱するのにニクロム線を使った電熱器具、例えば、シーズヒーターをアンモニア水中に入れ、加熱することもできるが、ＩＨヒーター１７を使用する方法を好ましく用いることができる。電力を熱に変換する最も効率の高い方法の一つはＩＨヒーターである。またＩＨヒーターの利点は温度制御が容易なことで、家庭用ＩＨヒーターでも加熱温度を設定温度以下に保持することができる。エネルギー源としての電力は、安価な夜間の余剰電力を利用することができる。請求項１記載の発明と同様、使用するアンモニア水の濃度は２０〜３０％であることが好ましく、入れるアンモニア水の量も加熱容器の容量の１／２〜２／３程度が好ましい。
【００４０】
アンモニア水の加熱は１３０〜２００℃の温度で行うのが好ましい。加熱容器は全体をＳＵＳ４３０にて作ってある。ＳＵＳ４３０はＩＨヒーターにより加熱されるので好ましい。加熱容器には温度センサーが取付けられており、ＩＨヒーターの温度管理ができる。加熱容器全体をＳＵＳ４３０で作ることにより加熱容器の周り全体が加熱されることになり、効率良くアンモニア水の蒸発を行うことができる。
【００４１】
蒸発塔９の長さは請求項１記載の発明の装置に比べ少し短くした。これは加熱温度が請求項１記載の発明より高く設定してあり、蒸発する蒸気にはアンモニアと少量の水蒸気が含まれるが、後の分離器１８でアンモニアと水を分離するので蒸発塔を昇ってくる蒸気に水蒸気が含まれていても何ら支障が無いためである。
【００４２】
分離器１８に導かれた混合蒸気は上部にアンモニアガス、水蒸気は下部に分離され、アンモニアガスはアンモニアガス通路パイプ１０を通っている途中で液化が起こり、液体アンモニア貯蔵タンクに貯蔵される。水蒸気は凝結されて水捕集タンク１９に貯まる。捕集タンクに貯まった水は混合器１５に送られ、熱交換装置から戻ってきたアンモニアガスの吸収に使われる。以降の工程は先述した請求項１記載の発明と同じである。
【００４３】
蒸発塔９から出てくるアンモニアと水の混合蒸気の温度が高い場合は、アンモニアが凝結し難くなるので、外気温を３０℃程度に冷やすようファンなどで空気を送り、アンモニアガス通路１０を冷やすのが良い。
【００４４】
次いでＩＨヒーターを用いた実験の一例を示す。ＩＨヒーター用加熱容器全体をＳＵＳ４３０で作製した。加熱容器には温度センサーを取付けてある。加熱容器の容量は１０Ｌ、加熱容器に３０％アンモニア水１５０ｇ入れた。センサー温度と加熱容器内圧力との関係を表２に示す。ＩＨヒーターを用いると、加熱容器全体の温度が上昇するため、アンモニア蒸気発生の効率は非常に良いことが分かった。
【００４５】
【表２】
2012037145.tif 000004
【００４６】
温度上昇とともに圧力は上昇したが、これ以後、温度は上昇するが圧力はほぼ一定になった。これはアンモニアの蒸発により、容器内のアンモニア濃度が減少したことによるものと考えられる。１４４℃以上では、表３に示すように温度上昇に伴い圧力は減少した。
【００４７】
【表３】
2012037145.tif 000005
【００４８】
１８０℃における水の飽和蒸気圧は１．０５ＭＰａであるから、アンモニアの蒸気密度が低くなっていることが分かる。逆に、アンモニアに大量の水蒸気が混入することを意味している。このように、請求項１記載の発明の実験で説明した内容で加熱温度と加熱容器内の圧力のレベルにかなりの差が見られるが、請求項１記載の発明の場合は蒸発する蒸気がすべてアンモニアであるのに対し、ＩＨヒーターの場合は蒸発するのはアンモニアと水蒸気の混合蒸気であり、水蒸気の蒸気圧が加わるため大きな値になっているのである。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００５０】
（実施例１）
図１に示すような装置を使用した。内径約１０ｃｍ、長さ約２ｍのガラス管を一つのユニットとした。本実施例ではガラス管１本を使用した。熱媒として沸点１９７．３℃のエチレングリコールを約８Ｌ使用した。熱媒循環パイプとガラス管の全容量は約９Ｌであった。真空ポンプで熱媒循環経路内の空気を抜いた後、熱媒吸入口からエチレングリコールを系内に入れた。エチレングリコールの入ったガラス管を直射日光に曝した２月中旬であったが、当初約１３℃であったのが８時間後には約１６０℃まで上昇していた。
【００５１】
加熱容器、蒸発塔、液体アンモニア貯蔵タンク、熱交換装置内の配管、混合器などの容器類および配管類に入っている空気を真空ポンプで吸引し経路内を真空にした後、アンモニア水吸入口から約３０％のアンモニア水を３．０ｋｇ入れた。ステンレス製加熱容器の容量は４Ｌであった。熱媒の循環パイプは加熱容器の底の方に設置されており、完全にアンモニア水に浸されている。約１５０℃に加熱されたエチレングリコールによりアンモニア水は加熱され、アンモニアが蒸発した。蒸発塔は長さ１２０ｃｍ、内径２０ｍｍのステンレスパイプを使用した。
【００５２】
蒸発塔内のガスの蒸気圧は１．５ＭＰａであった。この温度での水の蒸気圧はほぼ０．５ＭＰａなので、蒸発した蒸気中には水蒸気が含まれず、アンモニアガスのみであると考えられた。
【００５３】
アンモニアガスは８ｍｍ径のステンレス製アンモニア通路パイプを通して容量１０Ｌの液体アンモニア貯蔵タンクに導いたところ、タンク内に液体アンモニアが生成し、貯蔵することができた。貯蔵タンク下のバルブを開き、熱交換装置内の配管にアンモニアガスを流したところ、貯蔵タンクおよび熱交換装置内の配管温度は急激に低下し、冷却効果が発現した。
【００５４】
熱交換装置内の配管を通ったアンモニアガスを、水を入れた混合器に導いて水に吸収させた。混合器内のアンモニアガスを吸収したアンモニア水は加熱容器に戻し、アンモニア水として再使用した。アンモニアガスが水に吸収されるので、混合器内の圧力は低下する。そのため、熱交換装置配管内のガスは連続して流れるので、冷却機を連続して運転することができた。
【００５５】
（実施例２）
図２に示す装置を使用した。実施例１と同様にして系内を真空ポンプで吸引して真空にした後、１０Ｌの加熱容器に濃度約３０％のアンモニア水を３．０ｋｇ供給した。加熱容器全体はＳＵＳ４３０で製で温度センサーを取り付けた。ＩＨヒーターは東芝製ＭＲ−２０ＤＥを用いた。ＩＨヒーターは加熱容器の下面に設置し、加熱温度を強〜中に設定した。
【００５６】
蒸発塔の長さは６０ｃｍ、内径は２０ｍｍにした、蒸発した蒸気中にはアンモニアガスの他、水蒸気も含まれていた。この混合蒸気を分離器に導き、アンモニアガスと水に分離した。下部に凝結した水は水捕集タンクに貯めた。貯まった水は混合器に送った。分離されたアンモニアガスは分離器の上部から液体アンモニア貯蔵タンクに送った。以下、実施例１と同様の操作を行ったところ、連続して冷却機を運転することができた。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上説明したように、本発明によれば、熱源として太陽エネルギーを利用するので、熱エネルギーは無料であり、また電力を利用する場合でも夜間の余剰電力を利用することもできるので安価に液体アンモニアを製造し、貯蔵することができる。得られた液体アンモニアは冷却用に使用できる貯蔵されたエネルギーとなるのである。本発明では、貯蔵した液体アンモニアを使って冷却しながら、液体アンモニアを貯蔵するという、消費と貯蔵を同時に行うことができるので、随時冷却運転を実施することができ、エネルギーの節約に多大な効果がある。
【符号の説明】
【００５８】
１  ……  太陽エネルギー変換装置
２  ……  循環パイプ（熱媒出側）
３  ……  循環パイプ（熱媒戻り側）
４  ……  ガス溜まり
５  ……  熱媒吸入口
６  ……  加熱容器
７  ……  アンモニア水
８  ……  アンモニア水吸入口
９  ……  蒸発塔
１０  ……  アンモニアガス通路パイプ
１１、１１’  ……  液体アンモニア貯蔵タンク
１２  ……  熱交換装置への冷媒通路
１３  ……  熱交換装置内の配管
１４  ……  冷却補助タンク
１５  ……  混合器
１６  ……  水（アンモニア水）
１７  ……  ＩＨヒーター
１８  ……  分離器
１９  ……  水捕集タンク
【図１】
2012037145.tif 000006
【図２】
2012037145.tif 000007