JPS60235975A - 吸収冷凍機 - 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 本発明は、機内に滞留する不凝縮ガス中の水素ガスを機
外へ排気する装置を備えた冷暖切換型の吸収冷凍機の改
良に関する。

−）従来技術 吸収冷凍機においては、機内の吸収液（例えば臭化リチ
ウム水溶液やアンモニア水など）が機器の構成部材であ
る金属と反応して水素ガスを発生する。そして、この水
素ガスが不凝縮ガスとして機内圧滞留し、吸収冷凍機の
能力を低下させる一因となることは一般に知られている
。

それ故、吸収冷凍機においては、例えば実公昭４７−１
９９７０号公報に説明されているように、不凝縮ガスタ
ンク内の水素ガスをパラジウム管とヒータより成る水素
ガス排気装置で大気中へ排出する手段が、従来、採用さ
れている。

しかし、この従来の手段においては、蒸発器および吸収
器内圧が６〜８　ｘｉ　Ｈｇ程度で運転される場合には
不凝縮ガスタンク内の水素ガスを良好に排出できるもの
の、例えば吸収冷凍機を暖房機として用いるときのよう
に蒸発器および吸収器内圧が１３０ｉｚＨｇ程度で運転
される場合には、吸収冷凍機内の吸収液が水素ガス排気
装置内に侵入することがあり、この装置のパラジウム管
が吸収液で汚されて水素ガス排気装置の著しい性能低下
を来すおそれがあった。

（ハ）発明の目的 本発明は、暖房運転時における水素ガス排気装置（以下
、脱水素ガス装置という）への吸収液の侵入を防ぎ、か
つ、冷暖房のいずれの運転のときにも不凝縮ガス中の水
素ガスを良好に排出できる装置を備えた冷暖切換型の吸
収冷凍機の提供を目的としたものであるっ に）発明の構成 本発明は、蒸発器および／または吸収器内の不凝縮ガス
を抽気するガス抽気装置と抽気された不凝縮ガスを貯え
るガス針基（不凝縮ガスタンク）とを備えた冷暖切換型
の吸収冷凍機（以下、この種の吸収冷凍機という）にお
いて、暖房運転時に開かれる弁付きの均圧管をガス針基
と蒸発器および／または吸収器とに接続すると共Ｋ、パ
ラジウム製の水嵩放出管およびこの管の昇温用の加熱器
より成る脱水素ガス装置をガス針基とガス抽気装置の抽
気室とに接続した構成のものである。

本発明によれば、この種の吸収冷凍機の暖房運転時には
均圧管の弁が開かれてガス貯室内と蒸発器および吸収器
内とがほぼ同圧になるので、冷房運転時よりも蒸発器お
よび吸収器内圧を高くして運転しても吸収器内の吸収液
がガス針基経由で脱水素ガス装置内圧侵入することを防
止できる。かつ、本発明によるこの種の吸収冷凍機にお
いては、冷房運転時にガス針基あるいはガス針基と油気
室内の水素ガスをこれら室と接続した脱水素ガス装置に
よって排気でき、また、暖房運転時にガス抽気装置の抽
気室に集まって（る水素ガスを油気室と接続した脱水素
ガス装置によって排気できるので、冷暖房のいずれの運
転時にも水素ガスを良好に排出することができる。

（ホ）実施例 図面は本発明によるこの道の吸収冷凍機の一実施例を示
した概略構成説明図であり、（１）は高温発生器、（２
）は低温発生器（３）および凝縮器（４）より成る発生
凝縮器、（５）は蒸発器（６）および吸収器（７）より
成る蒸発吸収器、（８）、（９）はそれぞれ高温、低温
溶液熱交換器、（ＩＩ、αυはそれぞれ冷媒液用、吸収
液用のポンプで、これら機器は冷媒の流れる管０３．（
ｉＬ冷媒液の流下する管（１４）、冷媒液の還流する管
ａ９、Ｑｆ９、吸収液の送られる管０η、Ｑ８）、吸収
液の流れる管ａ値、■、吸収液の流下する管Ｑυ、■お
よび冷暖切換弁（■１）付きの冷媒蒸気の流れる管（ハ
）ならびに冷暖切換弁（■、）付きの吸収液の流下する
管Ｃ，！４１により接続されて従来の冷暖切換型の吸収
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）の循環路が構成されている。（ハ）は高温発生
器ｔｌ＋の煤焼加熱室、（ハ）、Ｃｅ・・・は燃焼ガス
の流れる管、面は低温発生器（３）の加熱器、（ハ）は
蒸発器（６）の熱交換器、（ハ）、（２）はそれぞれ凝
縮器（４）、吸収器（７）の冷却器、ｏｎ、ｃ３７Ｊは
それぞれ凝縮器（４）、蒸発器（６）の冷媒液溜め、（
ト）、（９）はそれぞれ低温発生器（３）、吸収１ｆ７
１ノ吸収液溜メ、Ｃ（５１，ｃＪＡｉｌ、ｔ３７）ｆｉ
ミニリミネータであり、關、（至）は空′ｙ４ｉ１１１
の熱交換ユニット（図示せず）と熱交換器（至）とを接
続した水の流れる管、　（４ｔｉ　、（４υ、（４２１
は冷却器（至）、翰と直列に接続した冷却水の流れる管
である。

このように構成された冷暖切換型の吸収冷凍機（以下、
本機という）においては、冷房時、従来の冷暖切換型の
吸収冷凍機（以下、従来機という）と同様Ｋ、冷暖切換
弁（Ｖ、　）　（Ｖ２　）を閉じて運転することによっ
て吸収冷凍サイクルを形成させ、熱交換器＠に散布され
た冷媒液の気化潜熱により熱交換器（至）内の水を降温
して空調側の熱交換ユニットに送るように、シている。

また、暖房時には、従来機と同様に、冷暖切換弁（ｖ、
）（Ｖ、）を開くと共にポンプＱｌの作動を止め、かつ
、冷却水の冷却器（至）、（ハ）への通水を断って運転
し、高温発生器（１）において発生した冷媒蒸気を管困
経由で蒸発吸収器（５）内圧流入させ、蒸発吸収器＋５
）　Ｋ流入した冷媒蒸気が熱交換器（至）で凝縮する際
に放出する熱により熱交換器（２）内の水を昇温しで空
調側の熱交換ユニットに送るようにしている。なお、熱
交換器（ハ）において凝縮した冷媒は、冷媒液溜め０２
に落下し、さらに冷媒液溜めｒ３２から吸収液溜め（ロ
）へ溢流し、管（財）経由で高温発生器（１）から吸収
液溜め（ロ）に流入した吸収液と共にポンプ（ＩＩ）に
より管αη、０８経由で高温発生器（１）へ戻される。

器は抽気管（ａ）により蒸発吸収器（５）の気相部と接
続されている抽気室で、この抽気室には吸収液の散布器
（４４）が備えであるっ（ハ）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００が内蔵されている。なお、降献用コイルには水の
側路管（至）、（至）が接続されている。（４ηは不凝
縮ガスを貯えるガス針基である。また、嗜は吸収液溜め
（ロ）から管（ｂ）経由でポンプ（１１）により送られ
てくる吸収液をオーバーフロー管（Ｃ）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、この容器からほば一定着の吸収液を降温器讃へ流下
させるよう圧している。そして、抽気室＠Ｌ降温１％　
（ａ　、ガス針基（４ηおよび容器は秒ならびに吸収器
（力が管（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）、＋ｆ）、（ｇ）、Ｕ
字状部を有する管ｆｈ）および抽気管（ａｌならびＫｔ
Ｊ字状部を有するオーバーフロー管ｆｃ）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。

（＋３は、ガス針基（４７）と蒸発吸収器（５）とを接
続し、本機の暖房運転時にのみ開かれる弁（■、）を途
中に備えた均圧管である。

（４ｇｌは脱水素ガス装置で、この装置の中央部忙は電
気ヒーターその他の加熱器ωが配置されていると共に両
側にはガス捕集室６υ、＋５２が配置され、かつ、ガス
捕集室６υ、５２のそれぞれにはパラジウムもしくはそ
の合金製の水素放出管□□□、５４１が加熱器■を挾む
ようにして挿設されているーなお、ガス捕集室ａｌｌ、
５２０室壁と水素放出管［株］、（ロ）の外壁とを溶接
やろう付は等の手段により気密に接続していることは勿
論である。そして、脱水素ガス装置（４！Ｊのガス捕集
室６Ｂとガス針基１７１とがガス導管ｆｊ）により接続
され、かつ、脱水素ガス装置四のガス捕集室６２と抽気
室４３の気相部とがガス導管（ｋｌにより接続されてい
る。

次に、このように構成したガス油気装置と脱水素ガス装
置を備えた本機の冷房運転時および暖房運転時における
抽気動作と併せて脱水素ガス装置の動作の一例を説明す
る。

冷房運転時、吸収器（７）において冷却水により降温さ
れつつ冷媒を吸収して濃度の低下゛た吸収液　１′（稀
吸収液）は、例えば約３５℃となって吸収液溜め０４）
Ｋ溜り、ポンプαυによって管（ｂ）経由で容器−へ送
られる。容器（４１１９に流入した稀吸収液は管（ｄ）
経由で降温器（４りへ流下すると共にオーバーフロー管
ｔｃ＞経由で吸収液溜め（ロ）へ戻される。降温器（４
りに流入した稀吸収液は、降温用コイル（４ｅ内に例え
ば約１２℃で流入する水によ−）で約２０℃に降温され
、管（ｅｌ経由で抽気室（４３の散布器（４４１へ流下
する。

モして抽気室器内には約２０℃の稀吸収液が散布される
。なお、稀吸収液と熱交換した水は例えば約１５℃に昇
温して管９１に戻される。抽気室（４艶内に散布される
吸収液の温度は吸収液溜め（ロ）の稀吸収液の温度より
も約１５℃低く、その飽和蒸気圧も低いので、抽気室（
４？！ｊ内圧は蒸発吸収器（５）内圧よりも低く保たれ
るーちなみに、抽気室＠ｊ内圧は３ｍＨｇ、蒸発吸収器
（５）内圧は６　ｍ　Ｈｇ程度である。

それ故、蒸発吸収器（５）内の水素ガスを含む不凝縮ガ
スは冷媒蒸気と共に抽気管（ａ）経由で抽気室器内に抽
気される。抽気された冷媒蒸気は抽気室器内に散布され
た稀吸収液に吸収され、また、不凝縮ガスは、冷媒を吸
収してさらに濃度の低下した吸収液（以下、稀薄溶液と
いう）と共に管（ｆｌを流下しつつ管（ｇｌへ至る。管
（ｇｌ　ＩｔＣ至った不凝縮ガスは、管は）を浮上して
ガス針基（４７）ＶＣ達し、このガス針基に貯留される
。一方、稀薄溶液は管ｆｈ）経由で吸収液溜め（ロ）へ
戻る、 そして、ガス針基０η内の不凝縮ガスはガス導管Ｕ）経
由で脱水素ガス装置０Ｉのガス捕集室６υへ至り、この
ガス捕集室に至った不凝縮ガス中の水素ガスが水素放出
管９経由で大気中へ放出される。ここにおいて、脱水素
ガス装置（４１における水素ガス放出の原理〔この原理
は周知である。〕を簡単に説明する。加熱器団を作動（
例えば電気ヒーターに通電）してパラジウムもしくはそ
の合金製の水素放出管すな高温にしておくと不凝縮ガス
に含まれている水素ガスはこの管曽の表面で原子状水素
に解離する。原子状水素の原子半径は他の不凝縮ガスの
原子半径に比較して非常に小さい。水素原子はプロトン
（陽子）１個と電子１個より出来ており、プロトンの半
径は１．５　Ｘ　１０−’　Ｘであり水素はそれよりも
少し大きい程度である。一方、例えばパラジウムの格子
定数は２０’Ｃで３．８８Ｘであるから、水素は格子内
拡散によりパラジウム壁を透過する。また、他の不凝縮
ガスや大気はパラジウムの壁面で解離しないがらパラジ
ウム壁を透過できない。それ故、ガス捕集室θυ内の水
素ガスが水素放出管■を通して大気中へ放出されるので
ある。

また、抽気室（４り内の水素ガスも同様の原理で水素放
出管５４）を通して大気中へ放出される。

なお、ガス針基（４７）＆Ｃ接続されている開閉弁（■
４）付きの管−は水素ガス以外の不凝縮ガスを適宜排出
するためのもので、この管（ホ）には真空ポンプ（図示
せず）が配備されている。尤も、本機の溶接部やポンプ
０１、＋＋１）との接続部などの気密性が十分く確保さ
れるように本機は製作されているので、通常、ガス針基
Ｇ１７）内に貯留される不凝縮ガスの大部分が水素ガス
となる。それ故、本機においては、真空ポンプ忙より不
凝縮ガスを排出する必要性は小さく、脱水素ガス装置Ｇ
１１を稼動することＫよって冷房運転時あるいは運転休
止時にはガス針基０７、・内の圧力は管（ｇｌ内の吸収
液の飽和蒸気圧とほば同程度に保たれる、ちなみに、ガ
ス針基（４７）内圧は、通常、６〜１０ｓ＋ｉ＋Ｈｇ程
度に保たれろう暖房運転時、例えば熱交換器＠における
水の出入口温度がおよそ５５℃、５０℃となるように運
転される場合、蒸発吸収器（５）内圧は約１３０ｍｍＨ
ｇ、吸収液溜め（ロ）の吸収液の温度は約８５℃となる
。

この場合、降温器Ｑ５に流入した吸収液は、降温用コイ
ル器内に約５０℃で流入する水によって例えば約７０℃
に降温される。そして、暖房運転時、抽気室（４３内は
他のいずれの構成機器内よりも低圧（約７０　ｍＨｇ　
）となり、蒸発吸収器（５）内の不凝縮ガスが抽気され
て抽気室０９内に集まる。

ところ４、暖房運転時には、管ｆｇｌに冷房運転時より
も高温（例えば７０℃）の稀薄溶液が流入し、かつ、蒸
発吸収器（５）内圧は冷房運転時のそれよりも１２０ｍ
Ｈｇ程度高い。このため、均圧管（ｉ）を有しない従来
機にあっては、管ｆｇｌ内の稀薄溶液がガス針基０ηま
で上昇するおそれも大きく、かつ、高温の稀薄溶液が、
６〜１１０１ｉＨ程度の低圧に保たれていた管（ｇ）の
気相部あるいはガス針基（４η内で激しく沸騰してフラ
ッシュする。そして、フラッシュしつつ飛散した稀薄溶
液の小滴が、ガス導管Ｕ）経由でガス捕集室６υに侵入
し、水素放出管ωを汚してしまう。また、暖房運転時に
は、高温発生器（１）内圧が冷房運転時のそれよりも低
く、吸収液溜め（ロ）内の吸収液面が冷房運転時のそれ
よりも低くなる。このため、小型の従来機の場合には、
ガス針基（４７）Ｋ吸収液が充満し始めると、吸収液掴
め（ロ）の吸収液面が極端に低下してポンプαＤのキャ
ビテーションを引起す欠点もある。

これに対し、本機においては、暖房運転時に均圧管ｆｉ
ｌの弁（Ｖ、）を開（・てガス針基（４７）内圧を蒸発
吸収器（５）内圧と同じＫするので、稀薄溶液の上昇と
フラッシュを防止できる。それ故、本機においては、水
素放出管（ト）の汚れやポンプαＢのキャビテーション
を確実に防ぐことができる。なお、本機においては、暖
房運転時、水素ガスは、ガス針基（４７）に殆んど貯留
されないために、水素放出管（ト）を通して十分に水素
ガスが排気されないものの、油気室（４３に集まってく
る水素ガスが、ガス導管ｆｋ）経由でガス捕集室６ｚに
流れ、水素放出管６４）を通して排気される。それ故、
暖房運転時にも水素ガスを機外へ排出することができる
。

なお、図中の２点鎖線で示しているように脱水ガス装置
−のみを稼動させて抽気室（４３内に集まってくる水素
ガスを放出し、冷房運転時には脱水素ガス装置０（至）
もしくは自装置（４９、＋４１を稼動させて水素ガスを
放出するようにしても良い。なおまた、冷暖切換型の吸
収冷凍機においては、通常、冷房運転時には暖房運転時
よりも高温発生器（１）内の吸収液の温度を高める必要
があるため、水素ガスの発生が多くなる。それ故、冷房
運転時には自装置（４１，（４ωを稼動する方が好ヱし
い。

なお、図面に示した実施例では本発明を二重効用吸収冷
凍機に適用した場合について説明したが、本発明を一重
効用吸収冷凍機に適用できることは勿論であり、また、
冷却水系路を温水系路に切換える冷暖切換型の吸収冷凍
機に本発明を適用することも可能である。

（へ）　発明の効果 以上のようＫ、本発明によるこの種の吸収冷凍機におい
ては、暖房運転時、最も圧力の低い抽気室に集まる水素
ガスを脱水素ガス装置で大気中へ放出し、かつ、冷房運
転時にはガス針基あるいはガス針基と抽気室内の水素ガ
スを放出しているので、冷暖房のいずれの運転時にも不
凝縮ガス中の水素ガスを良好に機外へ排出することがで
きる。

かつまた、本発明によるこの種の吸収冷凍機においては
、暖房運転時にガス針基と蒸発吸収器とを均圧化させて
いるので、ガス針基あるいはその近傍での吸収液の７ラ
ツシーを防ぐことができ、ガス針基と接続した脱水素ガ
ス装置の吸収液による汚れを確実に防止でき、脱水素ガ
ス装置の性能を良好に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

図−は本発明によるこの種の吸収冷凍機の一実施例を示
した概略構成説明図であるー （１）・・・高温発生器、　１２）・・発生凝縮器、　
（３）・・・低温発生器、−櫓）・・・凝縮器、　（５
）・・蒸発吸収器、（６）・・・蒸発器、　（７）・・
・吸収器、　（８）、（９）・・・高温、低温溶液熱交
換器、　Ｑｌ、Ｏｌｌ・・・ポンプ、　（至）・・・熱
交換器、　凶、■・・・冷却器、　ｃ３４）吸収液溜め
、（至）、６９・・・管、　（４０、（イυ、（４２・
管、　（１（・・・抽気室、偽９・・・降温器、　賛η
・・・ガス針基、　（４訓・・容器、（４１、器、（４
１・・・脱水素ガス装置、　６υ、５２・・・ガス捕集
室、　日、（ロ）・・・水素放出管、　＋ａ）・・・抽
気管、ｆｂ）−・・管、　（Ｃ）・・・オーバー７ｏ−
管、　ｆｄｌ、ｌｅｌ、（ｆ）。 し）、わ）・・・管、　ｆｉｌ・・・檜圧管、　−・・
管、（Ｖ、）（Ｖ、）・・・冷暖切換弁、　（Ｖ、）・
・・弁、（■４）・・・開閉弁。 出願人　三洋電機株式会社　外１名 代理人　弁理士　佐　野　靜　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＋１１　蒸発器および／または吸収器内の不凝縮ガスを
   抽気するガス抽気装置と抽気された不凝縮ガスを貯える
   ガス針基が備えられ、かつ、不凝縮ガス中の水素を透過
   させて放出するパラジウムもしくはその合金製の水素放
   出管およびこの管を昇温する加熱器より成る脱水素ガス
   装置がガス針基とガス抽気装置の抽気室とにガス導管で
   接続されると共に、暖房運転時に開かれる弁を有した均
   圧管がガス針基と蒸発器および／または吸収器とに接続
   されていることを特徴とした冷暖切換型の吸収冷凍機。