JPS60248973A - 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 （口１　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号公報や実開昭５７−１１６０７６号公報など
に説明されているように、吸収器および不凝縮ガスタン
ク内の水素ガスをパラジウム管とヒーターより成る水素
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、このような従来の手段においては、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
吸収器を高温で作動させる場合、高温の吸収液がフラッ
ジ−して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。また、従
来の手段においては、吸収冷凍機を冷房機として用いる
ときのように蒸発器および吸収器を低温低圧で作動させ
る場合、パラジウム管が汚れるおそれはないものの、吸
収器内の水素ガス放出用の装置によって水素ガスを十分
に排出することができず、この水素ガス排出装置を稼動
させることが無駄となる欠点を有して℃・た。

（ハ）発明の目的 本発明は、冷暖房のいずれの運転のときにも水素ガスを
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。

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、この稲の吸収冷凍機という）にお
いて、冷房運転時にはガス針基と接続した脱水素ガス装
置（水素ガス排出装置）を稼動させ、暖房運転時にはガ
ス抽気装置の抽気室と接続した脱水素ガス装置を稼動さ
せるよ５に切換弁や切換スイッチなどの一切換機構を備
える構成としたものである。

本発明によれば、冷房運転時には、従来のこの種の吸収
冷凍機と同様にガス貯室内の水素ガスを良好に排出でき
、一方、暖房運転時にはこの株の吸収冷凍機の構成機器
において最も低圧となり水素ガスの集中する抽気室と接
続した脱水素ガス装置を稼動させるので、暖房運転時に
も水素ガスを良好に排出できる。

また、本発明によれば、暖房運転時に切換弁を作動させ
てガス針基に接続されている脱水素ガス装置への吸収液
の侵入を防止できるので、この装置のパラジウム管の汚
れを防ぐことができ、脱水素ガス装置の性能を良好に保
ち得る。それ故、冷暖房のいずれの運転のときにも水素
ガスを良好に排出できる。

（ホ）実施例 第１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、０ω、α１）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ａ々、
ＯＪ、冷媒液の流下する管（１４）、冷媒液の還流する
管ａ９．０眠吸収液の送られる管αη、ａ印、吸収液の
流れる管（ＩＬ（イ）、吸収液の流下する管（２１）、
（社）および冷暖切換弁（■、）付きの冷媒蒸気の流れ
る管（ハ）ならびに冷暖切換弁（Ｖ２）付きの吸収液の
流下する管（財）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。□□□は高温
発生器（１）の燃焼加熱室、（２）、（イ）・・・は燃
焼ガスの流れる管、（５）は低温発生器（３）の加熱器
、（至）は蒸発器（６）の熱交換器、翰、翰はそれぞれ
凝縮器（４）、吸収器（７）の冷却器、Ｇυ、０２はそ
れぞれ凝縮器（４１、蒸発器（６）の冷媒液溜め、割、
（財）はそれぞれ低温発生器（３）、吸収器（７）の吸
収液溜め、０つ、（２）、Ｇ７）はエリミネータ−であ
り、（２）、ｅｌｌは空調側の熱交換ユニ流れる管、（
４Ｇ、Ωυ、（４邊は冷却器（至）、（ハ）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）と同様に、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（ハ）に散布され
た冷媒液の気化潜熱により熱交換ユニ流の水を降温して
空調側の熱交換ユニットに送るよう忙している。また、
暖房時には、従来機と同様に、冷暖切換弁（■１）、（
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−１四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（ハ）経由で蒸
発吸収器（５）内に流入させ、蒸発吸収器（５）に流入
した冷媒蒸気が熱交換器（ハ）で凝縮する際に放出する
熱により熱交換器（社）内の水を昇温して空調側の熱交
換ユニットに送るようにしている。なお、熱交換器（２
）において凝縮した冷媒は、冷媒液溜め国に落下し、さ
らに冷媒液溜めＧ渇から吸収液溜め（ロ）へ溢流し、管
（財）経由で高温発生器（１）から吸収液溜めＯａに流
入した吸収液と共にポンプα１）により管ａη、ａ８経
由で高温発生器（１）へ戻される。

（４３は抽気管（−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、との抽気室には室内に導入さ
れる吸収液の温度を下げるための降温用コイル（４（イ
）が内蔵されている。なお、この降温用コイル（４４）
には管（至）、０１と接続した水の側路管１Ｇ４が接続
されている。（４籾は不凝縮ガスを貯えるガス針基であ
る。そして、抽気室（４濠、ガス針基（ハ）および吸収
器（７）が管（ｂｌ、ｆｃｌ、（ｄ）およびＵ字状部を
有する管（ｕｌならびに抽気管（ａｌＫ：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。

（ｅｌは、ガス針基（４５１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切換弁（Ｒ３）
を途中圧備えた均圧管モある。

（Ａ、）は第１脱水素ガス装置で、この装置のガス捕集
室（Ｒ１）にはパラジウム金属もしくはその合金製の水
素放出管（Ｐｌ）が挿設され、かつ、この装置（Ａｔ）
Ｋは電気ヒーターを内蔵した加熱器（Ｈｌ）が配設され
ている。（Ａ２）は、第１脱水素ガス装置（Ａ１）と同
様に、ガス捕集室（Ｒ２）、水素放出管（Ｒ２）、加熱
器（Ｒ２）より成る第２脱水素ガス装置である。そして
、第１脱水素ガス装置（Ａ、）のガス捕集室（Ｒ３）と
ガス針基（４ωとがガス導管ｆｆ＋により接続され、ま
た第２脱水素ガス装置（Ａ２）のガス捕集室（Ｒ２）と
抽気室（４りとがガス導管（ｇｌ　Ｋより接続されてい
る。なお、ガス捕集室（Ｒ，）、（Ｒ２）の室壁と水素
放出管（Ｐ、）、（Ｒ２）の外壁とを溶接やろう付けな
どの手段により気密に接続していることは勿論である。

（ＳＷ）は冷暖切換スイッチで、このスイッチにより、
本機の冷房運転時には冷暖切換弁（■、）、（Ｖ、）お
よび切換弁（Ｖ、）が閉じられると共に加熱器（Ｈｌ）
の電気ヒーターのみ通電されて第１脱水素ガス装置（Ａ
、）が稼動され、暖房運転時には冷暖切換弁（■、）、
（Ｒ２）および切換弁（Ｒ３）が開かれると共に加熱器
（Ｒ２）の電気ヒーターのみ　゛４電されて第２脱水素
ガス装置（Ａ、）が稼動される。

次Ｋ、このように構成したガス抽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した吸収液（稀吸収液
）は、例えば約３５℃となって吸収液溜め（財）に溜り
、ポンプα１）によって管（ｂｌ経由で抽気室０３へ送
られる。抽気室０３に流入した稀吸収液は、降温用コイ
ル（財）外表面を流下しつつ、このコイル内に例えば約
１２℃で流入する水によって約２０℃まで降温され、そ
の飽和蒸気圧も降下する。そして、抽気室Ｇ１３内圧は
蒸発吸収器（５）内圧よりも低く保たれる。ちなみに、
抽気室０３内圧は３龍Ｈｇ。

蒸発吸収器（５）内圧は６ｉａｔＨｇ程度である。それ
故、蒸発吸収器（５）内の不凝縮ガスは冷媒蒸気と共に
抽気管（ａ）経由で抽気室０３内に抽気される。抽気さ
れ収液（以下、稀薄溶液という）と共に管（ｃｌを流下
し、管（ｄｌへ至る。管（ｄｌに至った不凝縮ガスは、
管（ｄｌを浮上してガス針基α鴎に達し、このガス針基
に貯留される。一方、稀薄溶液は管（ｕｌｌ出出吸収液
溜め（至）へ戻る。

そして、ガス針基０１内の不凝縮ガスはガス導管（ｆ＋
経由で第１脱水素ガス装置（Ａ、）のガス捕集室（Ｒ，
）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（Ｐ、）経由で大気中へ放出される。

ここ忙おいて、第１脱水素ガス装置（Ａ、）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（Ｈｌ）を作動（すなわち、電気ヒー
ターに通電）してパラジウム金属もしくはその合金製の
水素放出管（Ｐ、）を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（Ｐ、）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−’Ａであり水素はそれよりも
少し大きい程度である。一方、例えばパラジウム金属の
格子定数は２０℃で３．８８Ａであるから、水素は格子
内拡散によりパラジウム金属壁を透過する。また、他の
不凝縮ガスや大気はパラジウム金属の壁面で解離しない
から、パラジウム金属壁を透過できない。それ故、ガス
捕集室（Ｒｏ）内の水素ガスが水素放出管（Ｐｌ）を通
して大気中へ放出されるのである。なお、第２脱水素ガ
ス装置（Ａ２）も同様の原理で水素ガスを大気中へ放出
する。

なお、ガス針基（４５１に接続されている開閉弁（Ｖ４
）付きの管（ｈｌ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（ｈｌ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α０）、（１１）との接続部などの気密性が十分に確
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Ｃ４Ｓ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、真空ポンプにより
不凝縮ガスを排出する必要性は小さく、第１脱水素ガス
装置（Ａ１）を稼動するととによって冷房運転時あるい
は運転休止時にはガス針基（ハ）内の圧力は管Ｔｄｌ内
の吸収液の飽和蒸気圧とほぼ同程度に保たれる。ちなみ
に、ガス針基０！５１内圧は、通常、６〜１０ｘｉＨｇ
程度に保たれる。

暖房運転時、例えば熱交換器例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ている場
合、蒸発吸収器（５）内圧は約１３０１ｉＨｇ、吸収液
溜め（財）の吸収液の温度は約８５℃となる。この場合
、抽気室（ハ）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＋ｉＨｇ）　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（４譜内に集まる。

ところで、暖房運転時には、管ｆｄｌに冷房運転時より
も高温（例えば７０℃）の稀薄溶液が流入１−１かつ、
蒸発吸収器（５）内圧は冷房運転時のそれよりも１２０
＋ｍＨｇ程度高い。このため、均圧管ｔｅｌを有しない
従来機にあっては、管ｆｄｌ内の吸収液がガス針基（４
５１まで上昇するおそれも大きく、かつ、高温の稀薄溶
液が、６〜１０ｉｍＩ（ｇ程度の低圧に保たれていた管
（ｄｉの気相部あるいはガス針基（何円で激しく沸騰し
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、ガス導管げ）経由でガス捕集室ヒＲ
１）に侵入し、水素放出管（Ｐ、）を汚してしまう。ま
た、暖房運転時には、高温発生器ｆｌ）内圧が冷房運転
時のそれよりも低（、吸収液溜め（３４）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（４５１に吸収液が充満し
始めると、吸収液溜めＣ３４）の吸収液面が極端に低下
してポンプ０１）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ｔｅｌの切換弁（ｖ３）を開いてガス針基（４９内圧
を蒸発吸収器（５）内圧と同じにするので、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（Ｐｌ）の汚れやポンプ（１１１のキャ
ビテーションを確実に防ぐことができる。

かつまた、本機においては、暖房運転時、第２脱水素ガ
ス装置（Ａ２）を稼動させるので、抽気室（４３）に集
まってくる水素ガスがガス導管（ｇｌ、ガス捕集室（Ｒ
１）経由で水素放出管（Ｐ２）を通１−で大気中へ排出
される。

第２図は本発明によるこの種の吸収冷凍機の他の実施例
を示した概略構成説明図で、第１図に示した構成機器と
同様のものには同一の図番を付している。第２図におい
て、（ＡＩは脱水素ガス装置で、この装置の中央部には
加熱器■が配置されていると共に両側にはガス捕集室（
Ｒ１）、（Ｒ７）が配置され、かつ、これらガス捕集室
のそれぞれには水素放出管（Ｐｌ）、（Ｐ２）が加熱器
０を挾むようにして挿設されている。そして、ガス捕集
室（Ｒ８）はガス導管（ｆｌでガス針基（ハ）と接続さ
れ、ガス捕集室（Ｒ２）はガス導管（ｇｌで抽気室（４
３１と接続されている。（■、）、（Ｖ６）はそれぞれ
管（ｄｉ、ガス導管（ｇｌに備えた切換弁である。そし
て、冷暖切換スイッチ（ＳＷ）により、冷房運転時には
切換弁（■、）を開いて切換弁（■、）を閉じ、暖房運
転時には切換弁（Ｖｌｌ）を閉じて切換弁（■６）を開
（ようにしている。また、第２図の実施例においては、
第１図に示した管（ｂｌの代りに管（ｂ）を備えて抽気
室（４りには高温発生器（１）で冷媒の分離された濃度
の高い吸収液を導入させるようにしている。なお、この
種の吸収冷凍機においては、通常、冷房運転時には高温
発生器（１）内の吸収液の温度を暖房運転時よりも高め
る必要があるため、水素ガスの発生が多（なる。それ故
、切換弁（■６）をガス導管（ｇｌに備えずに水素放出
管（Ｐ、）からも水素ガスを排出するようにしても良い
。

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 以上のように、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
転時には従来のこの種の吸収冷凍機と同様にガス貯室内
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、ガス針基と蒸発吸収器とを均圧化させて
ガス針基あるいはその近傍での吸収液のフラッシュを防
いだり、抽気装置の吸収液の流路と脱水素ガス装置との
連通を断つようにしているので、水素放出管の吸収液に
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】

第１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、第２図は本発明によるこの種の
吸収冷凍機の他の実施例を示した（６）・・・蒸発器、
　（７）・・・吸収器、　（８Ｊ、（９）・・・高温、
低温溶液熱交換器、　００）、０１）・・・ポンプ、　
（財）・・・熱交換器、　（ハ）、（至）・・・冷却器
、　Ｃ３４）・・・吸収液溜め、（至）、０傷・・・管
、　（４１、（４１）、（４２１・・・管、　４娼・・
抽気室、（４４）−・・降温用コイル、　４９・・・ガ
ス針基、　（Ａｔ、（Ａ１）、（Ａ２）・・・脱水素ガ
ス装置、　ｃｌ、（Ｈｌ）、（Ｒ７）・・・加熱器、（
ＰＩ）、（Ｐ２）・・・水素放出管、（Ｒ１）、（Ｒ２
）・・・ガス捕集室、（ＳＷ）・・・冷暖切換スイッチ
、（Ｖｌ）、（Ｖ２）・・・冷暖切換弁、（■３）、（
Ｖａ）、（Ｖｅ）・・・切換弁、　（ａｔ・・・抽気管
、　（ｂｌ、（ｂｌ、（ｃｌ、（ｄｌ・・・管、　ｔｅ
ｌ・・・均圧管、　Ｔｆ＋、（ｇｌ・・・ガス導管、（
ｕｌ・・・管。 出願人　三洋電機株式会社　外１名 代理人　弁理士　佐　野　静　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）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
   ス針基が備えられると共に、不凝縮ガス中の水素を透過
   させるパラジウム金属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、かつ、冷房運転時にはガス針基と接続した脱水素
   ガス装置を稼動させる一方、暖房運転時には抽気室と接
   続した脱水素ガス装置を稼動させる切換機構が備えられ
   ていることを特徴とした冷暖切換型の吸収冷凍機。