JP2007255858A

JP2007255858A - 吸収式冷温水機の保護装置

Info

Publication number: JP2007255858A
Application number: JP2006084343A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Nagai; 修造永井; Akiichi Kawakita; 昭市川北; Toshiharu Ikeda; 敏治池田; Hiramasa Yasuki; 均昌安木
Original assignee: Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2007-10-04

Abstract

【課題】作動した後の部品の再使用が可能であり、復旧が早く、かつ機械本体の短寿命化を避けることが可能な吸収式冷温水機の保護装置を提供する。
【解決手段】吸収式冷温水機Ｂの抽気タンクＤの内部圧を逃がす圧逃がし通路１ａが形成された弁座１と、弁座１に装着されるカバー２と、カバー２内に収納され通路１ａを塞ぐ弁体３と、通路１ａを塞ぐように弁体３を付勢する付勢部材４、例えばコイルバネと、を備えてなる吸収式冷温水機Ｂの保護装置Ｕである。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸収式冷温水機の保護装置に関する。さらに詳しくは、復旧が素早く、部品の再使用が可能であり、内部圧力の異常な上昇により冷温水機本体が損傷するのを防止することができる吸収式冷温水機の保護装置に関する。なお、吸収式冷温水機には、吸収式冷凍機も含むものとする。

従来より、吸収式冷温水機においては、冷温水機本体の保護のために、内部圧が異常に上昇したときに内部圧を逃すよう作動する保護装置が設けられるのが通常である。

このような保護装置は、真空とされて蒸発器や吸収器を収納する吸収式冷温水機の胴内が、大気圧を上回ったり、温度が摂氏１００度以上になったときに破壊される溶解栓やラプチャーディスク等を用いるものとされている。

図８に、溶解栓を用いた保護装置の一例を示す。この保護装置１００は、出口に低融点金属１０１が鋳込まれた圧逃し通路１０２を、吸収式冷温水機の抽気タンク１０３に形成してなるものとされる。

図９に、ラプチャーディスク（破裂板）を用いた保護装置の一例を示す。この保護装置１１０は、出口をグラファイトからなるラプチャーディスク１１１により閉塞した圧逃し管１１２を、抽気タンク１１３に設けられた圧逃し通路１１４に装着してなるものとされる。

これらの保護装置の中で、溶解栓を用いたものは、鋳込まれた低融点金属が固まる際に、通路壁との間にポロシティーが多数形成されることがあり、真空漏れ（リーク）が生じやすいといった難点がある。

また、ラプチャーディスクを用いたものは、衝撃に弱く、割れやすいために、誤作動してしまうという難点がある。

また、これら保護装置は一度作動してしまうと、溶解栓やラプチャーディスクが破壊されるために、代替品の予備がない場合などには、部品の取り寄せに時間を要し、復旧までに相当の時間がかかるとともに、復旧するまでの間は、内部機器が外気に晒されることになり、内部溶液により腐食が促進され機械寿命が短くなる等の問題がある。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、作動した後の部品の再使用が可能であり、復旧が早く、かつ機械本体の短寿命化を避けることが可能な吸収式冷温水機の保護装置を提供することを目的としている。

本発明の吸収式冷温水機の保護装置は、抽気タンクの内部圧を逃がす圧逃がし通路が形成された弁座と、該弁座に装着されるカバーと、該カバー内に収納され前記通路を塞ぐ弁体と、同通路を塞ぐように前記弁体を付勢する付勢部材とを備えてなることを特徴とする。

本発明の吸収式冷温水機の保護装置においては、弁体に圧逃がし用切欠きが形成されてなるのが好ましい。

本発明の吸収式冷温水機の保護装置は、前記の如く構成されているので、作動した後の部品の再使用が可能であり、復旧が早く、かつ機械本体の短寿命化を避けることが可能であるという優れた効果が得られる。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。

図１に本発明の一実施形態に係る吸収式冷温水機の保護装置の概略図を示す。保護装置Ｕは、抽気タンクＤの内部圧を逃す圧逃し通路１ａが形成された弁座１と、弁座１に装着される円筒体形状のカバー２と、カバー２内に収納され、弁座１の圧逃し通路１ａを塞ぐ弁体３と、カバー２内に収納され、圧逃し通路１ａを塞ぐよう弁体３を付勢する付勢部材４とを主要構成要素として備えてなる。

図２に、保護装置Ｕが設けられる吸収式冷温水機の一例を示す。吸収式冷温水機Ｂは、蒸発器、吸収器および凝縮器を有するとともに、胴内を真空に保つための抽気ポンプＡと、これに抽気ラインＣを介して接続された抽気タンクＤとを有しており、保護装置Ｕは、抽気タンクＤに設けられて、抽気タンクＤの内部圧が大気圧を超えたときに内部圧を逃すよう作動するものとされる。

図３に示すように、弁座１は、平面視円形とされ、その中央を軸心と平行に圧逃し通路１ａが貫通して設けられた中空構造とされている。

すなわち、弁座１は、ドーナツ状の厚板からなる弁座基部１ｂと、これと同軸に弁座基部１ｂの片面側（図の下側）に突出して設けられたボス部１ｃと、弁座基部１ｂと同軸に別の片面側（図の上側）に設けられ、カバー２が装着される円形の弁座本体１ｄとを備える。

弁座本体１ｄは、圧逃し通路１ａが開口している開口面１ｆを有するとともに、外周に、雄ねじ１ｅが形成されている。

弁座本体１ｄの開口面１ｆには、圧逃し通路１ａの開口１ｇを囲うようにＯリング１２が嵌装される嵌装溝１ｈが形成されている。

Ｏリング１２は、アルカリ溶液への耐性および耐熱性を有するフッ素ゴムを材質とするものが好ましい。

また、図１に示すように、ボス部１ｃは、抽気タンクＤ内部と圧逃し通路１ａとが抽気タンク壁孔Ｗを介して気密に連通されるよう抽気タンクＤに取付けられるものとされる。

次に、カバー２を説明する。

図４に示すように、カバー２は、一端に開口２ａを有するとともに、他端寄り外周部に、抽気タンクＤの内部圧をカバー２内部を通して外部に逃すためのゴム管（不図示である）が接続されるホース接続管１１が設けられてなるものとされる。

また、カバー２他端側の底部２ｂにはカバー２の径方向に付勢部材４がずれないよう付勢部材４と係合する円形の突部２ｃが設けられるものとされる。

また、カバー２の内周には、開口２ａから所定幅に亘って、弁座１の雄ねじ１ｅと螺合する雌ねじ２ｄが設けられるものとされる。

次に、弁体３を説明する。

図５に示すように、弁体３は、Ｏリング１２と当接して圧逃し通路１ａを塞ぐ円形板状の弁体本体３ａと、弁体本体３ａの片面に突出して設けられ、付勢部材４と係合してずれを防止する円形の突部３ｂと、本体３ａの外周に等間隔で設けられ、弁体３が弁座１の径方向にてずれないようにガイドする所定数のガイド爪３ｃ、３ｃ、３ｃ、３ｃと、各ガイド爪３ｃの間に形成された圧逃し用切欠き３ｄ、３ｄ、３ｄ、３ｄとを備える。

次に、付勢部材４を説明する。

付勢部材４は、例えば材質がピアノ線である圧縮コイルばねから構成され、抽気タンクＤの内部圧に抗して弁体３により圧逃し通路１ａの開口１ｇを塞ぐように、弁体３を付勢するものとされている。

付勢部材４の付勢力は、抽気タンクＤの内部圧が大気圧を所定圧超えたときに圧逃し通路１ａの開口１ｇが開放される大きさに調整されるが、その調整は弁座１に対するカバー２のねじ込み量を増減することによって行われる。

しかして、かかる構成の保護装置Ｕにおいては、抽気タンクＤの内部圧が異常に上昇して大気圧を所定圧超えたときに、弁体３が前記内部圧により押し上げられ、圧逃し通路１ａの開口１ｇが開放され、内部圧が圧逃し通路１ａからカバー２の内部を通って逃されるものとされる。これにより、抽気タンクＤの内部圧が異常に上昇することによって、吸収式冷温水機Ｂが損傷を受けるのを防止することができる。

また、内部圧の異常上昇により保護装置Ｕが一旦作動しても、内部圧が下がれば圧逃し通路１ａが再び弁体３により閉塞されるために、抽気タンクＤの内部が大気に晒された状態で放置されることがなく、内部溶液による腐食の促進を防止することができる。したがって、冷温水機Ｂ本体の短寿命化を防止することができる。

また、異常の原因が取り除かれた後は、保護装置Ｕは、特に部品を取り替えることなく、各部の洗浄や作動圧力の再設定等の簡単なメンテナンスだけでその使用を継続することが可能である。したがって、部品の取り寄せ等のために時間を要することもなく、復旧が早く、冷温水機Ｂの運転を再開するまでの時間を短縮することが可能となる。

次に、本発明の実施例を説明する。発明者等は、本発明の実施例として、実施形態の保護装置（以下、実施形態装置という）が適用された吸収式冷温水機の真空漏れテストと、真空放置テストと、作動の安定性を確認するテスト（作動安定性テスト）とを行っている。

実施例に用いた実施形態装置各部の材質等は下記の通りである。

弁座；材質：ＳＳ４００
カバー；材質：ＳＴＰＧ３７０，ＳＳ４００
Ｏリング；材質：バイトン（商品名）
付勢部材（バネ）；材質：ＳＷＰ−Ａ、自由長：７０ｍｍ
弁体；材質：ＳＵ３０４
接続管；材質：ＳＳ

テスト条件は下記の通りである。

作動圧力：０．２ＭＰａ
真空漏れテスト合格基準ヘリウムリーク：２ｘ１０^−７Ｐａ・ｍ^３／sec以下

１．真空漏れテスト
付勢部材のバネ長さが６０ｍｍになるまで弁座にカバーをねじ込み、内部へのヘリウムリーク量を計測した。結果は、下記の通りである。

結果：５ｘ１０^−９Ｐａ・ｍ^３／sec
この結果は、十分に合格基準を満たすものといえる。

２．真空放置テスト
実施形態装置を適用し、真空に近い状態とした吸収式冷温水機の抽気タンク内圧力、温度を計測し、そのまま放置して、１２時間後に再び抽気タンク内圧力、温度を計測した。結果は、下記の通りである。

結果：
テスト開始時；温度：摂氏２８．２度、圧力：１ｍｍＨｇ
テスト終了時；温度：摂氏２８度、圧力：１ｍｍＨｇ
この結果は、実施形態装置が真空を保持する能力を十分に有していることを示すものといえる。

３．作動安定性テスト
図６に、同一仕様の３個のバネＳ１、Ｓ２、Ｓ３（図７参照）を用いて、弁座に対するカバーのねじ込み量を２通り（０ｍｍ、８．５ｍｍ）に設定し、抽気タンクの内部圧を圧力上昇速度を変えながら上昇させる試験を行った各実施例を示す。図の縦軸は、吸収式冷温水機抽気タンクの内部圧を示し、図の横軸は、圧上昇開始からの時間を示す。

ここで、ねじ込み量とは、バネＳ１、Ｓ２、Ｓ３の長さが５６ｍｍのときのカバーの位置をゼロとし、そのよりねじ込んだ距離をいう。

実施例１、１１、２１、３１は、バネＳ１を用いて、前記ねじ込み量を０ｍｍとし、抽気タンクの内部圧の上昇速度を各種速度としたときの結果であり、図６に示すように、作動圧力（最大の内部圧）はほぼ同一の圧力（０．１７５ＭＰａ）となった。

実施例２、１２、２２は、バネＳ２を用いて、前記ねじ込み量を０ｍｍとし、抽気タンクの内部圧の上昇速度を各種速度としたときの結果であり、図５に示すように、作動圧力（最大の内部圧）はほぼ同一の圧力（０．１７５ＭＰａ）となった。

実施例３、１３、２３は、バネＳ３を用いて、前記ねじ込み量を０ｍｍとし、抽気タンクの内部圧の上昇速度を各種速度としたときの結果であり、図６に示すように、作動圧力（最大の内部圧）はほぼ同一の圧力（０．１７５ＭＰａ）となった。

実施例４１、４２、４３は、それぞれ、バネＳ１、Ｓ２、Ｓ３を用いて、前記ねじ込み量を８．５ｍｍとし、抽気タンクの内部圧の上昇速度を各種速度としたときの結果であり、図６に示すように、作動圧力（最大の内部圧）はほぼ同一の圧力（０．０９５ＭＰａ）となった。

以上の結果より、バネＳ１、Ｓ２、Ｓ３の特性の多少のバラツキ（図７参照）にも拘わらず、全てのバネＳ１、Ｓ２、Ｓ３において、抽気タンクの内部圧の上昇速度を変えても、前記ねじ込み量に応じて、ほぼ一定の作動圧力で実施形態装置が作動することが確認された。

また、作動後に作動圧力を再設定した場合にも、図６と同様の結果が得られており、実施形態装置の十分な作動安定性が確認された。

本発明は、吸収式冷温水機に適用できる。

本発明の一実施形態に係る吸収式冷温水機の保護装置の概略図である。本発明の保護装置が設けられる吸収式冷温水機の配管図である。弁座の詳細図であり、同（ａ）は平面図を示し、同（ｂ）は正面図を示す。カバーの詳細図であり、同（ａ）は正面図を示し、同（ｂ）は底面図を示す。弁体の詳細図であり、同（ａ）は平面図を示し、同（ｂ）は正面図を示し、同（ｃ）は底面図を示す。実施形態装置を用いた実施例を示すグラフ図である。実施例に用いたバネの特性を示すグラフ図である。従来の保護装置の一例を示す概略断面図である。従来の保護装置の他の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

Ｕ保護装置
１弁座
１ａ圧逃し通路
１ｄ弁座本体
１ｅ雄ねじ
２カバー
３弁体
３ｃガイド爪
３ｄ圧逃し用切欠き
４付勢部材（バネ）
１２Ｏリング

Claims

吸収式冷温水機の保護装置であって、
抽気タンクの内部圧を逃がす圧逃がし通路が形成された弁座と、該弁座に装着されるカバーと、該カバー内に収納され前記通路を塞ぐ弁体と、同通路を塞ぐように前記弁体を付勢する付勢部材とを備えてなることを特徴とする吸収式冷温水機の保護装置。
弁体に圧逃がし用切欠きが形成されてなる特徴とする請求項１記載の吸収式冷温水機の保護装置。