JP2002181418A - 腐食防止剤補充装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸収式冷凍ユニット（１０）用の改善された
腐食防止剤補充装置（５０）を提供する 【解決手段】 吸収式冷凍装置（１０）用のオンライン
型腐食防止剤補充装置（５０）であって、吸収サイクル
を提供するように相互に接続された蒸発器手段（１
９）、吸収器手段（２０）、再生器手段（１６，３
６）、および凝縮器手段（３８）を含み、吸収サイクル
では、臭化リチウム溶液が相互に接続された一連の流れ
管路およびポンプを通して前記ユニット内を循環してい
る。徐放性腐食防止剤の供給源（５０）が、流れ管路の
１つに接続されており、臭化リチウム溶液に腐食防止剤
を選択的に放出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に吸収式冷凍装
置に関し、特に吸収式冷凍装置で使用する腐食防止物質
およびこのような物質を吸収式装置に供給する方法に関
する。腐食防止剤は、装置内の作動流体と接触する装置
の金属の腐食を減少させるために、一般的に吸収式装置
に供給される。

【０００２】

【従来の技術】吸収式冷凍装置で使用される冷媒および
吸収剤には、いくつかの異なる組み合わせがある。この
ような組み合わせの１つは、水と、リチウムのハロゲン
塩をリチウム塩濃水溶液を形成するように混合したもの
と、であり、このようなリチウムのハロゲン塩は、臭化
リチウム、塩化リチウム、ヨウ化リチウムなどである。
他の組み合わせには、水とアンモニアがある。

【０００３】鉄、鋼などの鉄合金、および銅や銅合金
は、吸収式冷凍装置で使用される典型的な構成材料であ
る。これらの金属の腐食は、問題を引き起こすおそれが
あり、未点検であれば、場合によって冷凍機の内部部材
の寿命が短縮されるおそれがある。金属の損失だけでな
く、鉄金属の酸化によって水素ガスが生じることが問題
である。パージされていなければ、水素は装置の適切な
動作を妨げ得る。腐食は、リチウムのハロゲン塩を使用
する装置において特に重要であり、特定の装置で使用さ
れる冷媒および吸収剤の組み合わせに係わらず、装置温
度の上昇に従って金属腐食度が上昇する。

【０００４】従来技術において、吸収式冷凍装置の冷媒
／吸収溶液にクロム酸リチウムなどのクロム塩を添加す
ることが金属腐食の減少に効果的であることは周知であ
る。クロム酸化合物によって、吸収剤と接触する装置の
表面に鉄および酸化クロムの保護層の形成が促進され
る。鉄の酸化が減少すると、不凝縮性水素の発生もこれ
に応じて減少する。しかし、クロムによって生じる健康
に対する危険性が問題になっている。少なくとも政府当
局の１つである米国環境保護庁は、クロムを発ガン物質
として特定するとともに、大気に対して開いている装置
でクロム化合物を使用することを禁止している。現時点
では、閉じた装置でクロム化合物を使用することは規制
されていないが、近い将来このような規制ができる可能
性がある。勿論、吸収式冷凍装置は閉じた装置である
が、サンプルの取得、製造工程、および取り扱いや充填
時にこぼれることなどによって装置の特定量の作動流体
が大気にさらされるおそれがある。そして、装置の耐用
年数の終わりには、装置の充填物に関して、作動流体お
よびこれに含まれるクロム化合物の処分が必然的に必要
となる。

【０００５】吸収式冷凍装置で作動流体として使用可能
で、かつクロムを含まない水溶液で現在入手可能なもの
は、リチウムのハロゲン塩かアンモニアの水溶液のいず
れかである。溶液は、リチウム塩またはアンモニアに加
えて、モリブデン酸塩を含む化合物、ホウ酸塩を含む化
合物、および好適実施例ではケイ酸塩を含む化合物を含
み、これにより、作動流体にモリブデン、ホウ素、およ
びケイ素のイオンが存在する。水溶液を比較的強い塩基
性とするように、水酸化物を含む十分な量の化合物が溶
液に加えられる。加えられた成分は、有効な腐食防止剤
として作用する。これらの流体の防止作用は、以前のク
ロム酸リチウム防止剤よりも優れている。

【０００６】作動流体は、ハロゲン塩またはモリブデ
ン、ホウ素、および好適実施例ではケイ素のアンモニウ
ム塩を、リチウム塩またはアンモニアの水溶液に加える
ことによって用意される。ナトリウム、リチウム、カリ
ウム、またはアンモニウムの水酸化物も、所望のアルカ
リ度を得るために添加される。これらの化合物は、水溶
液として添加されることが好ましい。この装置は、米国
特許第５，５４７，６００号により詳細に説明されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】経験により、新しい吸
収式冷凍機は、運転開始の初期において予測可能な高い
防止剤消耗率を有することが示されている。推奨される
濃度よりも低い腐食防止剤濃度で作動する冷凍機では、
冷凍機の内部が許容できない腐食度にさらされ、初期故
障が起きるおそれがある。冷凍機に理想的な腐食防止を
提供するためには、初期の防止剤充填量の急速な消耗に
対して、溶液のサンプリングによる防止剤濃度の密な観
測と、防止剤による所望の腐食保護を維持するために熟
練した機械オペレータまたは整備技術者による適時の補
充が必要となる。要求される人的管理は、コストが高い
とともに、溶液のサンプリングの誤りおよび装置への適
時でない防止剤の追加によって生じる有害な腐食度など
の問題に一般につながる。

【０００８】従って、本発明の目的は、上述した従来技
術の問題を克服する、吸収式冷凍装置用のオンライン型
腐食防止剤補充装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、選択された時
間数の冷凍機運転の後、無人で防止剤を定期的に補充す
る装置を提供する。これは、ペレット、顆粒、錠剤、ま
たはブロック状とすることができる防止剤を、コーティ
ングを使用してカプセル化することによって達成され
る。この防止剤コーティングは、吸収式冷凍機の冷媒
（水）にさらされた場合に、特定時間にわたって分解さ
れ、防止剤が冷媒内に放出されることを可能とする。こ
の過程は、所定の時間間隔で放出される特定の薬剤や肥
料、および食器洗い機用の汚れ防止剤の徐放に用いられ
るものと類似している。選択された位置において、防止
剤は冷凍機が作動しているときにのみ冷媒にさらされ
る。これによって、カプセル化された防止剤が冷媒にさ
らされる時間と冷凍機の作動時間とが関連づけられる。
また、冷媒噴射ヘッダにおいて防止剤を導入することに
より、冷媒が噴射ノズルや冷媒ポンプを通って循環する
に従って混合が促進される。規定された運転時間数で希
釈サイクルを始動するように冷凍機の電子制御装置をプ
ログラムすることもでき、この希釈サイクルでは、防止
剤が濃厚な冷媒が吸収器内のＬｉＢｒ溶液と混合される
とともに、溶液ポンプによって冷凍機の残りの部分に循
環する。これにより、無人の防止剤補充サイクルが適時
に完了し、冷凍機全体の内部における腐食保護面の完全
性が維持される。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、図１の機械に
含まれる吸収式装置１０の基本的な構成部品が概略的に
示されている。冷却モードで作動する機械に関してサイ
クル動作を説明するが、当業者には明らかであるよう
に、機械が加熱モードでも動作可能となるようにサイク
ルを調整することができる。本発明は、冷媒として水を
使用し、吸収剤として親水性が高い臭化リチウムを使用
する。

【００１１】この機械は、共通のシェル２１内に並んで
設けられた蒸発器１９と吸収器２０を含む。この工程で
使用される液体冷媒は、蒸発器１９で蒸発し、ここで冷
却される物質から熱を吸収する。冷却される物質は、管
路２３を通って蒸発器１９を通過する。蒸発器１９で発
生した蒸発冷媒は、吸収器２０に送られ、ここで工程に
おける使用に適した溶液を形成するように吸収剤と化合
する。吸収工程で生じた熱は、水管路２４によって吸収
器２０から除去される。

【００１２】低温溶液熱交換器２７を出るときに、希溶
液の一部が低温溶液管路３１を通って低温再生器３６に
送られる。残りの希溶液は、高温溶液熱交換器２８を介
して溶液管路２９を通って高温再生器１６に送られる。
図１で示していないが、高温再生器１６内の希溶液は、
冷媒を蒸発させて溶液から取り除くために外部の熱源に
よって加熱される。沸騰して蒸発した冷媒蒸気は、蒸気
管路３５を通って装置１０の凝縮器３８とともにシェル
３７内に収容された低温再生器３６に送られる。ここ
で、高温の冷媒によって希溶液の残りが加熱されるとと
もにこの希溶液に含まれる冷媒が蒸発し、高温再生器１
６の蒸気および凝縮物とともに装置１０の凝縮器３８へ
送られる。凝縮器３８では、冷媒蒸気が管路２４を通過
する冷却水と熱伝達を行うように配置され、冷媒を過冷
却液状態にする。濃吸収溶液は、２つの再生器１６，３
６から吸収器２０に戻るように流れ、吸収サイクルで再
利用される。濃溶液が戻る際には、高温再生器１６から
の濃溶液は、溶液戻り管路４０を通って高温溶液熱交換
器２８を通過するとともに、続いて第二の低温溶液熱交
換器２７を通過する。低温再生器３６を出る濃溶液は、
供給管路４２によって溶液戻り管路４０と連通してお
り、この供給管路４２は、第二の溶液熱交換器２７の入
口で戻り管路４０に入る。

【００１３】凝縮器３８で凝縮された液体冷媒は、管路
４１を通って蒸発器サンプ４４に重力供給される。

【００１４】冷媒ポンプ４３が、吸込管路４６によって
装置１０の蒸発器サンプ４４に接続されており、サンプ
４４に収集された液体冷媒を供給管路４７を通して噴射
ヘッダ３９にくみ上げるよう配置されている。

【００１５】本発明では、キャニスタ５０が、噴射ヘッ
ダ３９の上流で冷媒流れ供給管路４７内に設けられてお
り、装置１０に防止剤を供給するように機能する。この
キャニスタ５０は、外部ハウジング５２と、カプセル化
された防止剤を含む内部のメッシュかご５４と、を含
み、これにより、冷媒がキャニスタ５０を通って流れ、
防止剤が冷媒流れに溶けて混ざるとともに噴射ヘッダ３
９を通して放出されることが可能となる。図２に示すよ
うに、防止剤は、顆粒５６状となっている。他の実施例
では、図１の６０に示すように、キャニスタを流れ管路
２９に接続することができ、このキャニスタ６０は、キ
ャニスタ５０に関して上述したのと同様に機能する。本
発明では、モリブデン酸リチウムなどのモリブデン酸塩
の形態のモリブデンが腐食防止剤として使用されること
が好ましい。

【００１６】吸収式ユニット用の作動流体は、０．０３
〜０．２の規定度を有し、１２０〜１８０ｐｐｍの範囲
のモリブデン濃度、１６０〜２２０ｐｐｍの範囲のホウ
素濃度、１〜２０ｐｐｍの範囲のケイ素濃度を有する必
要がある。さらに、約１０ｐｐｍのモリブデンおよび１
ｐｐｍのホウ素の比較的小さい濃度の防止添加剤も腐食
を減少するのに効果的である。このような添加剤は、上
述した米国特許第５，５４７，６００号によりよく説明
されている。徐放は、周知の従来技術によって達成され
る。固形の防止剤すなわち顆粒またはペレット状のモリ
ブデン酸リチウムは、モリブデンが溶液にゆっくりかつ
均一に放出されることを可能にする透水性または固形の
コーティングで覆われている。適切なコーティング材料
には、シリカゲル、ケイ酸塩、およびゼラチンや関連す
るゲルが含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸収式装置の基本的な構成部品を示す説明図で
ある。

【図２】腐食防止剤を収容するキャニスタの拡大側面図
である。

【図３】図２のキャニスタの３−３線に沿った断面図で
ある。

【符号の説明】

１０…吸収式装置 １６…高温再生器 １９…蒸発器 ２０…吸収器 ２１，３７…シェル ２７…低温溶液熱交換器 ２８…高温溶液熱交換器 ２３，２４，２９，３１，３５，４０，４１，４２，４
６，４７…管路 ３６…低温再生器 ３８…凝縮器 ３９…噴射ヘッダ ２５，４３…ポンプ ４４…蒸発器サンプ ５０，６０…キャニスタ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸収式冷凍ユニット用のオンライン型腐
   食防止剤補充装置であって、前記吸収式冷凍ユニット
   は、臭化リチウム溶液が該ユニットを通して循環する吸
   収サイクルを提供するように、相互に接続された一連の
   流れ管路およびポンプによって接続された蒸発器手段、
   吸収器手段、再生器手段、および凝縮器手段を含み、徐
   放性腐食防止剤の供給源を、前記流れ管路の１つに接続
   して配置し、前記ユニットの作動中に腐食防止剤を前記
   溶液に選択的に放出することによって防止剤の補充が改
   善されていることを特徴とする腐食防止剤補充装置。
2. 【請求項２】 前記徐放性防止剤手段が冷媒流れの供給
   管路に接続されていることを特徴とする請求項１記載の
   腐食防止剤補充装置。
3. 【請求項３】 前記腐食防止剤は、蒸発器噴霧ヘッダを
   通って流れることを特徴とする請求項２記載の腐食防止
   剤補充装置。
4. 【請求項４】 前記腐食防止剤は、モリブデン酸塩を含
   んでいることを特徴とする請求項１記載の腐食防止剤補
   充装置。
5. 【請求項５】 モリブデン酸塩は、モリブデン酸リチウ
   ムであることを特徴とする請求項４記載の腐食防止剤補
   充装置。
6. 【請求項６】 放出されたモリブデン酸リチウムは、臭
   化リチウム溶液に約１２０〜１８０ｐｐｍの濃度で含ま
   れていることを特徴とする請求項５記載の腐食防止剤補
   充装置。
7. 【請求項７】 吸収式冷凍ユニット用のオンライン型腐
   食防止剤補充装置であって、前記吸収式冷凍ユニット
   は、吸収サイクルを提供するように相互に接続された蒸
   発器手段、吸収器手段、再生器手段、および凝縮器手段
   を含み、吸収サイクルでは臭化リチウム溶液が相互に接
   続された一連の流れ管路およびポンプを通して前記ユニ
   ット内を循環しており、 前記装置は、前記流れ管路の１つに接続された腐食防止
   剤供給源を含み、この供給源は、前記ユニットの作動中
   に前記溶液に腐食防止剤を選択的に放出することを特徴
   とする腐食防止剤補充装置。
8. 【請求項８】 前記腐食防止剤供給源は、冷媒流れの供
   給管路にオンライン状態で接続される容器の形状を有し
   ており、前記蒸発器の噴射ヘッダを通して前記装置内に
   防止剤を放出していることを特徴とする請求項４記載の
   腐食防止剤補充装置。
9. 【請求項９】 前記腐食防止剤は、モリブデン酸塩を含
   んでいることを特徴とする請求項７記載の腐食防止剤補
   充装置。
10. 【請求項１０】 モリブデン酸塩は、モリブデン酸リチ
    ウムであることを特徴とする請求項７記載の腐食防止剤
    補充装置。
11. 【請求項１１】 放出されたモリブデン酸リチウムは、
    臭化リチウム溶液に約１２０〜１８０ｐｐｍの濃度で含
    まれていることを特徴とする請求項７記載の腐食防止剤
    補充装置。