JPH063333B2

JPH063333B2 - 不凝縮ガス除去装置

Info

Publication number: JPH063333B2
Application number: JP60092680A
Authority: JP
Inventors: 清治佐藤; 雅裕古川; 正美間々田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1985-04-30
Filing date: 1985-04-30
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPS61280361A

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野本発明は、吸収冷凍機や吸収ヒートポンプなどのように
機内が大気圧以下に保たれる機械、特に機内で溶液によ
る機械の腐食に伴なって水素ガスを発生する機械に適用
される不凝縮ガス除去装置（以下、この種の装置とい
う）の改良に関する。

(ロ) 従来の技術この種の装置の従来の技術として、不凝縮ガスの排気路
の大気側他端に高温（２００℃以上）加熱された状態で
水素を大気側へ透過するパラジウム金属により成る水素
ガス排出装置を備えたもの（例えば、実公昭４７−１９
９７０号公報）や常温や水素ガスを吸蔵し高温で放出す
る金属の内蔵された箱を蒸気水素ガス排出装置と連通さ
せて不凝縮ガスの排気路に備えたもの（例えば、特公昭
５５−３１３８７号公報）が知られている。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点前記のような従来のものにおいては、上記水素ガス排出
装置と排気路との接合部が、異種金属（例えばパラジウ
ムと銅、パラジウムと鉄など）であり、高温（２００℃
以上）のもとで腐食しやすいため、装置の耐久性に劣
り、しばしば接合部近傍が破損して気密性を維持できな
くなる問題点があった。

本発明は、この問題点に鑑み、耐久性に秀れたこの種の
装置の提供を目的としたものである。

(ニ) 問題点を解決するための手段本発明は、前記の問題点を解決する手段として、大気圧
以下に保たれる機械と真空ポンプその他の排気装置とを
結ぶ不凝縮ガスの排気路の途中に、弁を介在させて、水
素吸蔵と水素放出とを常温近傍で大気圧以下の圧力で行
なう金属水素化物を内蔵したこの種の装置を構成したも
のである。

(ホ) 作用本発明のこの種の装置においては、真空ポンプその他の
排気装置の発停により、金属水素化物の水素吸蔵作用と
水素放出作用とを従来のものよりも低温のもとで繰返し
発揮させ得るので、機内で発生した水素ガスと共に不凝
縮ガスを機外へ排出でき、かつ、高温のもとで排気路の
腐食を生じやすい従来のものにくらべ装置の耐久性に秀
れるという利点をもつ。

(ヘ) 実施例図面は本発明によるこの種の装置の一実施例を示した概
略構成説明図である。図において、(1)は高温発生器、
(2)は分離器、(3)は低温発生器(4)と凝縮器(5)とより成
る発生凝縮器、(6)は蒸発器(7)と吸収器(8)とより成る
蒸発吸収器、(9)、(10)はそれぞれ低温、高温溶液熱交
換器、(11)は冷媒液用の気泡ポンプ、(12)は吸収液用の
ポンプで、これらは冷媒の流れる管(13)、(14)、(15)、
(16)、冷媒液の流下する管(17)、冷媒液の還流する管(1
8)、(19)、吸収液の送られる管(20)、(21)、(22)、(2
3)、吸収液の流れる管(24)、(25)、(26)、(27)、揚液管
(28)により接続されて従来の吸収冷凍機と同様の冷媒
〔水〕および吸収液〔臭化リチウム水溶液〕の循環路を
構成している。なお、(29)は冷媒の熱を吸収液に回収さ
せる熱回収器で、この熱回収器は吸収液のバイパス管(3
0)の途中に配備されている。なおまた、(31)は分離器
(2)と低温発生器(4)とを接続した吸収液溢流用の管で、
この管の途中にはスチームトラップ(32)が配備されてい
る。

また、(33)は分離器(2)と吸収器(8)とを接続した管路
で、この管路には冷温切替弁(V₀)が配備されている。か
つまた、(34)は発生凝縮器(3)内の不凝縮ガスを蒸発吸
収器(6)側へ流すためにこれら機器の気相部を接続した
管路で、この管路には絞り機構その他の圧力調整装置(3
5)が備えてある。

(36)は高温発生器(1)の燃焼加熱室、(37)はバーナー、
(38)は低温発生器(4)の加熱器であり、(39)、(40)はそ
れぞれ凝縮器(5)、吸収器(8)に内蔵した冷却器であり、
また、(41)は蒸発器(7)に内蔵した熱交換器である。な
お、(42)は気泡ポンプ(11)の加熱用コイル、(43)は熱回
収器(29)の熱交換用コイルである。

(44)は抽気管(a)により蒸発吸収器(6)の気相部と接続さ
れている抽気室で、この抽気室には級数液の散布器(45)
が備えてある。(46)は器内の吸収液の温度を下げる降温
器で、この降温器には水の流れる降温用コイル(47)が内
蔵されている。なお、降温用コイル(47)には水側管(4
8)、(49)が接続されている。(50)は不凝縮ガスを溜める
ガス貯室である。また、(51)は吸収液溜め(52)から管
(b)経由でポンプ(12)により送られてくる吸収液をオー
バーフロー管(d)により溢流させつつ器内の液面レベル
をほぼ一定に保つようにした容器で、この容器からほぼ
一定量の吸収液を降温器(46)へ流下させるようにしてい
る。そして、抽気室(44)、降温器(46)、ガス貯室(50)お
よび容器(51)ならびに蒸発吸収器(6)が管(b)、(e)、
(f)、(g)、(h)、Ｕ字状部を有する管(u)および抽気管
(a)ならびにＵ字状部を有するオーバーフロー管(d)によ
り接続されて従来の抽気装置と同様の不凝縮ガスの抽気
装置が構成されている。

また、(53)は吸収液のレルタンクで、このレベルタンク
は仕切壁(54)を介して吸収液の入口側と出口側とに分け
られており、出口側底部に管(u)が接続される一方入口
側には管(g)が接続され、レベルタンク(53)の最上部に
は管(h)が接続されている。かつ、レベルタンク(53)の
吸収液出口側には吸収液の液位を検出する液面センサー
（ＬＳ）が配設されている。また、ガス貯室(50)は圧力
センサー（ＰＳ）が配設されている。

(55)は例えばジルコニウム系の金属水素化物(X)を内蔵
した装置で、この装置にはヒーター(H)が配設されてい
る。なお、ジルコニウム系金属水素化物の組成を適当に
選定することによって、その水素吸蔵作用と放出作用と
を常温付近で発揮させ得るので、ヒーター(H)は必ずし
も必要でない〔ケミカルエンジニアリング、Ｖｏｌ２
８、No.、１９８３、Ｐ１〜１１、化学工業社発行を参
照〕。なおまた、金属水素化物(X)を多数の微細な小孔
のある区画板(56)、(56)に介在させて装置(55)に内蔵す
ることが好ましい。

そして、(P)は真空ポンプであり、この真空ポンプと装
置(55)が弁(V₂)を介して管(j)により接続され、また、
装置(55)とガス貯室(50)が弁（V₁）を介しが管(i)によ
り接続されている。

(C)は制御器で、この制御器を介して圧力センサー（Ｐ
Ｓ）もしくは液面センサー（ＬＳ）の信号により弁
（V₁）、（V₂）の開閉切替と真空ポンプ(P)の発停制御
が行なわれるようになっている。なお、この制御と共に
ヒーター(H)の発停を行なうようにしても良い。

次に、このように構成した不凝縮ガス除去装置（以下、
本装置という）の動作例を説明する。

前述の抽気装置により、吸収冷凍機内で発生した水素ガ
スや吸収冷凍機内に残留していた空気あるいは吸収冷凍
機内に進入した空気などの不凝縮ガスが従来の抽気装置
と同様にガス貯室(50)に溜められる。そして、ガス貯室
(50)内圧が金属水素化物(X)のある温度（例えば常温）
での平衡水素街〔水素圧が上昇してこの圧力以上で金属
水素化物(X)で水素の吸蔵が始まる圧力〕より十分に高
い値（以下、第１設定値という）に達すると、圧力セン
サー（ＰＳ）の信号により弁（V₁）が開かれる。その結
果、水素ガスが金属水素化物(X)に吸蔵されて行き、ガ
ス貯室(50)内圧が低下する。そして、ガス貯室(50)内圧
が金属水素化物(X)の平衡水素圧に近い値（以下、第２
設定値という）に達すると、圧力センサー（ＰＳ）の信
号により真空ポンプ(P)が起動され、次いで弁（V₂）が
開かれる。その結果、ガス貯室(50)および装置(55)内の
ガス〔水素ガスと他の不凝縮ガス〕が排気されてガス貯
室(50)および装置(55)内の圧力が低下し、それに伴ない
金属水素化物(X)から水素が解離して水素ガスが放出さ
れ、その水素ガスも機外へ排気される。そして、ガス貯
室（５０）内圧が金属水素化物（Ｘ）の水素解離圧〔水
素圧が低下してこの圧力以下で金属水素化物（Ｘ）から
の水素の放出が始まる圧力〕以上下の値（以下、第３設
定値という）に達すると、弁（V₁）、（V₂）を閉じ、次
いで真空ポンプ(P)を停止する。以後、前述の動作を繰
返すことによって水素ガス等を除去できる。なお、本装
置において、圧力センサー（ＰＳ）の感圧圧力が第２設
定値に達した際にヒーター(H)を作動させた場合、より
一層多くの水素を解離でき、ひいてはより多くの水素を
金属水素化物(X)に吸蔵させ得る利点がある。犬も、こ
のヒータ(H)の温度は吸収液温と同程度もしくはやゝ高
い程度で十分である。かつまた、本発明においては、ガ
ス貯室(50)内の圧力変化に伴なってレベルタンク（Ｌ
Ｓ）の液位も変化するので、圧力センサー（ＰＳ）の代
りに液面センサー（ＬＳ）で制御することも可能であ
る。

なお、本装置において、圧力センサー（ＰＳ）は水素ガ
ス以外のガスの分圧を含めて感知するものの、この分圧
は通常わずかな値であるので、その影響は軽徴である。
犬も、試運転時のように水素ガス以外の不凝縮ガスが多
量にガス貯室(50)内に溜まる場合には、第１、第２設定
値が水素ガスの分圧とは異なるために金属水素化物(X)
の水素の吸蔵作用と放出作用とが良好に発揮されない影
響を受けるものの、真空ポンプ(P)により多量の不凝縮
ガスも排気されて時間の経過に伴ないガス貯室(50)内圧
は第３設定値に達するために、その後は前述の動作を繰
返すことが可能となる。したがって、この影響は一時的
なものに過ぎず、かつまた、不凝縮ガスと共に水素ガス
も真空ポンプ(P)によって機外へ排出されるため、不凝
縮ガス除去装置としての本装置の性能に悪影響が及ぶも
のでもない。そして、吸収液中の存在空気が減るに伴な
って弁（V₁）、（V₂）の開閉および真空ポンプ(P)の発
停の周期も長くなるので、本装置の寿命にも悪影響は及
ばない。

また、本装置においては、弁（V₁）を必ずしも備えなく
ても良い。弁（V₁）を備えない場合、圧力センサー（Ｐ
Ｓ）の感知圧力が第２設定値より高くなると真空ポンプ
(P)を起動させて弁（V₂）を開き、次に圧力センサー
（ＰＳ）が第３設定値より低くなると弁（V₂）を閉じて
真空ポンプ(P)を停止する。

なおまた、本装置においては、不凝縮ガスの排気装置と
して真空ポンプ(P)を用いる代りにエジェクターなどを
用いても良く、圧力セサー（ＰＳ）をガス貯室(50)に備
える代りに装置(55)や管(i)あるいは管(h)の気相部など
に備えても良い。

また、本装置は常温付近で動作するので、高温のもとで
動作し、かつ、異種金属のろう付け部などの接合部を有
する従来のもののような腐食も少ない。

(ト)発明の効果以上のとおり、本発明の不凝縮ガス除去装置は、水素吸
蔵と水素放出とを常温近傍で大気圧以下の圧力で行なう
金属水素化物を不凝縮ガスの排気路に備え、かつ、この
排気路の内圧を排気装置の発停により調整するようにし
たものであるから、パラジウム金属を絶えず高温に加熱
して水素を透過させる従来のものよりも腐食の度合が低
く、耐久性に秀れ、かつ水素ガス以外の溶存空気などの
不凝縮ガスも併せて機外へ排出できるなど実用的価値の
高いものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による不凝縮ガス除去装置の一実施例を示
した概略構成説明図である。 (1)…高温発生器、(2)…分離器、(3)…発生凝縮器、(6)
…蒸発吸収器、(8)…吸収器、(12)…ポンプ、(34)…管
路、(44)…抽気室、(50)…ガス貯室、(52)…吸収液溜
め、(53)…レベルタンク、(55)…装置、(C)…制御器、
(P)…真空ポンプ、（ＬＳ）…液面センサー、（ＰＳ）
…圧力センサー、（V₁）、（V₂）…弁、(X)…金属水素
化物、(a)、(g)、(h)、(i)、(j)…管。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大気圧以下に保たれる吸収冷凍機その他の
機械とこの機械内の不凝縮ガスを排出する真空ポンプそ
の他の排気装置とを結ぶ排気路の途中に水素吸蔵と水素
放出と常温付近で大気圧以下の圧力で行なう金属水素化
物が弁を介して設けられていることを特徴とした不凝縮
ガス除去装置。
【請求項２】前記金属水素化物の設けられている排気路
の内圧により前記弁の開閉切替と排気装置の発停が行な
われる特許請求の範囲第１項に記載の不凝縮ガス除去装
置。