JP2771597B2

JP2771597B2 - 吸収冷凍機の自動抽気装置

Info

Publication number: JP2771597B2
Application number: JP1128155A
Authority: JP
Inventors: 雅裕古川; 敏之金子
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1989-05-22
Filing date: 1989-05-22
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2013-07-02
Also published as: JPH02306071A

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に関する。

（ロ）従来の技術例えば特公昭58−44307号公報には、吸収冷凍機内部
の不凝縮ガス濃度を光学的、又は電磁的に検出して抽気
装置を運転する吸収冷凍機が開示されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題上記従来の技術において、不凝縮ガスの滞留を正確に
とらえることができないため、不凝縮ガスにより成績系
数が低下する虞れがあった。

本発明は、不凝縮ガスの抽気を行い不凝縮ガスによる
成績系数の低下を防止することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は上記課題を解決するために、吸収器（５）、
再生器（１）、凝縮器（３）、及び蒸発器（４）等によ
り、冷凍サイクルを構成すると共に、この冷凍サイクル
に抽気装置（40）を付設した吸収冷凍機において、冷凍
サイクルに設けられたH₂ガス分圧とN₂ガス分圧とをそれ
ぞれ検出する濃度センサ（30）、（31）と、濃度センサ
（30）、（31）の検出する窒素ガスの分圧比の水素ガス
分圧比に対する比が設定値以上であり、同時に前記濃度
センサの検出する水素ガス分圧と窒素ガス分圧との和が
設定値以上の際に信号を出力する比較装置（51）と、こ
の比較装置（51）からの信号により抽気装置（40）へ運
転信号を出力する抽気制御装置（50）とを備えた吸収冷
凍機を提供するものである。

（ホ）作用冷凍サイクルの窒素ガスの分圧比の水素ガス分圧比に
対する比が設定値以上であり、同時に前記濃度センサの
検出する水素ガス分圧と窒素ガス分圧との和が設定値以
上の際、比較装置（51）が抽気制御装置（50）へ信号を
出力し、抽気制御装置（50）が動作する。そして、抽気
制御装置（50）が抽気装置（40）へ信号を出力し、不凝
縮ガスの排出運転が行われるため、不凝縮ガスのうちN₂
ガスが滞留した場合の排出が確実に行われ、不凝縮ガス
による吸収冷凍機の成績系数の低下を防止することが可
能になる。

（ヘ）実施例以下、本発明の第１の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

図面に示したものは二重効用吸収冷凍機であり、冷媒
に水（H₂O）、吸収剤（吸収液）に臭化リチウム（LiB
r）水溶液を使用したものである。

図面において、（１）はガスバーナ（1B）を備えた高
温再生器、（２）は低温再生器、（３）は凝縮器、
（４）は蒸発器、（５）は吸収器、（６）は低温熱交換
器、（７）は高温熱交換器、（８）ないし（12）は吸収
液配管、（15）は吸収液ポンプ、（16）ないし（18）は
冷媒配管、（19）は冷媒ポンプ、（20）はガスバーナ
（1B）に接続されたガス配管、（21）は加熱量制御弁、
（22）は冷水配管であり、それぞれは第１図に示したよ
うに配管接続されている。又、（25）は冷却水配管であ
り、この冷却水配管（25）の途中には吸収器熱交換器
（26）、及び凝縮器熱交換器（27）が設けられている。

（30），及び（31）は、それぞれ吸収器（５）に取り
付けられたH₂濃度センサ、N₂濃度センサである。各濃度
センサ（30），（31）は、気体中の超音波速度に基づい
てH₂（水素）ガス、及びN₂（窒素）ガスの濃度、即ち分
圧を求めるものである。又、（32）は抽気制御装置、
（33）は比較装置である。比較装置（33）は各濃度セン
サ（30），（31）に接続され、各濃度センサ（30），
（31）から信号を入力し、H₂ガスとN₂ガスの分圧の和を
演算し、分圧の和と設定値とを比較し、信号を出力す
る。そして、抽気制御装置（32）は比較装置（33）から
の信号により動作する。

（40）は吸収器（５）に付設された不凝縮ガスの抽気
装置である。この抽気装置（40）は吸収器（５）に一端
が接続された抽気管（41）と、この抽気管（41）の途中
に設けられた抽気弁（42）と、抽気管（41）の他端が接
続された抽気ポンプ（43）とから構成されている。そし
て、抽気弁（42）、及び抽気ポンプ（43）はそれぞれ抽
気制御装置（32）からの信号に基づいて動作する。さら
に、（44）は抽気弁（42）と吸収器（５）との間の抽気
管（41）の途中に設けられた不凝縮ガスタンクであり、
この不凝縮ガスタンク（44）にはH₂ガスを排出するため
のパラジウムセル（45）が設けられている。

上記吸収冷凍機の運転時、従来の吸収冷凍機と同様に
高温再生器（１）で蒸発した冷媒は低温再生器（２）を
経て凝縮器（３）へ流れ、凝縮器熱交換器（27）を流れ
る水と熱交換して凝縮液化した後冷媒配管（17）を介し
て蒸発器（４）へ流れる。そして、冷媒が冷水配管（2
2）内の水と熱交換して蒸発し、気化熱によって冷水配
管（22）内の水が冷却される。そして、冷水が負荷に循
環して冷房運転が行われる。また、蒸発器（４）で蒸発
した冷媒は吸収器（５）で吸収液に吸収される。そし
て、冷媒を吸収して濃度が薄くなった吸収液が吸収液ポ
ンプ（15）の運転により低温熱交換器（６）、及び高温
熱交換器（７）を経て高温再生器（１）へ送られる。高
温再生器（１）に入った吸収液はバーナ（1B）によって
加熱され、冷媒が蒸発し、中濃度の吸収液が高温熱交換
器（７）を経て低温再生器（２）へ入る。そして、吸収
液は高温再生器（１）から冷媒配管（16）を流れて来た
冷媒蒸気によって加熱され、さらに冷媒が蒸発分離され
濃度が高くなる。高濃度になった吸収液（以下濃液とい
う）は低温熱交換器（６）を経て温度低下して吸収器
（５）で送られ、散布される。又、高温再生器（１）に
て発生したH₂ガス等の不凝縮ガス、及び外部から吸収冷
凍機内へ漏入したN₂ガス、又はO₂等の不凝縮ガスは、飽
和蒸気圧が低い吸収器（５）へ次第に移動する。そし
て、吸収器（５）の不凝縮ガスのうち、H₂ガスの一部は
不凝縮ガスタンク（44）、及びパラジウムセル（45）を
経て外部へ排出される。

上記のように吸収冷凍機が運転されているとき、吸収
冷凍機の内部でのH₂ガス等に発生、又は、外部からのN₂
ガス等の不凝縮ガスの漏入により、吸収器（５）のH₂ガ
スの分圧、又は、N₂ガスの分圧が上昇する。そして、H₂
ガスとN₂ガスの分圧の和が、第１設定値（例えば0.5mmH
g）になると、H₂濃度センサ（30）、及びN₂濃度センサ
（31）からの信号に基づいて比較装置（33）が信号を出
力する。そして、比較装置（33）からの信号により抽気
制御装置（32）が抽気ポンプ（43）へ運転信号を出力
し、抽気ポンプ（43）が運転を始める。その後、所定時
間経過すると、抽気制御装置（32）が抽気弁（42）へ開
信号を出力し、抽気弁（42）が開き、H₂ガス、N₂ガス、
O₂等の不凝縮ガスが吸収器（５）から排出される。

不凝縮ガスの排出運転により、吸収器（５）のH₂ガス
の分圧、及びN₂ガスの分圧がそれぞれ低下し、比較装置
（33）にて演算されるH₂ガスの分圧とN₂ガスの分圧の和
が上記第１設定値より低い第３設定値（例えば0.2mmH
g）になると、比較装置（33）が動作する。そして、比
較装置（33）からの信号が停止し、抽気制御装置（32）
が抽気弁（42）へ閉信号を出力し、抽気弁（42）が閉じ
る。その僅か後に、抽気制御装置（32）が抽気ポンプ
（43）へ停止信号を出力し、抽気ポンプ（43）が運転を
停止し、不凝縮ガスの排出運転が停止する。

その後、例えば吸収器（５）のN₂ガスの量がほとんど
変化しないにもかかわらず、H₂ガスの量が増加し、H₂ガ
スの分圧と、N₂ガスの分圧の和が第１設定値になると、
上記と同様に比較装置（33）からの信号により、抽気制
御装置（32）が動作し、抽気ポンプ（43）、及び抽気弁
（42）へ信号を出力し、不凝縮ガスの排出運転が行われ
る。その後、分圧の和が第２設定値以下になると排出運
転が停止する。

又、例えば吸収器（５）のH₂ガスの量がほとんど変化
しないにもかかわらず、N₂ガスの量が増加し、H₂ガスと
N₂ガスとの分圧の和が第１設定値になると、上記と同様
に比較装置（33）が信号を出力し、抽気制御装置（32）
が動作し、不凝縮ガスの排出運転が行われる。その後、
排出運転により、分圧の和が第２設定値以下になると、
比較装置（33）からの信号が停止し、抽気制御装置（3
2）が動作して排出運転が停止する。

上記本発明の第１の実施例によれば、吸収冷凍機の内
部にて発生したH₂ガス、又は外部から漏入したN₂ガスの
吸収器（５）での滞留量が増え、H₂ガスの分圧とN₂ガス
の分圧との和が、第１設定値以上になった場合には、H₂
濃度センサ（30）とN₂濃度センサ（31）とからの信号に
基づいて比較装置（33）が信号を出力し、この信号によ
り抽気制御装置（32）が動作し、抽気装置（40）により
不凝縮ガスが排出されるため、吸収器（５）にH₂ガス又
はN₂ガスが滞留したとき、確実に不凝縮ガスを排出する
ことができ、この結果、不凝縮ガスによる吸収冷凍機の
成績系数の低下を防止することができる。

又、図面に示したように、高温再生器（１）、又は凝
縮器（３）に、H₂濃度センサ（34），（35）及びN₂濃度
センサ（36），（37）を設け、それぞれのセンサ（3
4），（35）が検出する分圧の和が設定値以上になった
場合には、比較装置（33）からの信号により抽気制御装
置（32）が動作し、抽気装置（40）により不凝縮ガスが
排出されるように構成した場合にも、上記実施例と同様
の作用効果を得ることができる。

以下、本発明の第２の実施例について説明する。図面
に示した（50）は第２の実施例に関する抽気制御装置、
（51）は比較装置であり、この比較装置（51）は上記比
較装置（33）と同様に、H₂濃度センサ（30）、及びN₂濃
度センサ（31）からの信号に基づいて動作する。そし
て、第１の実施例と同様にH₂ガスとN₂ガスとの分圧の和
が第１設定値以上になったとき、比較装置（51）は抽気
制御装置（50）へ信号を出力し、さらに、上記分圧の和
が、第１設定値より低く設定された第２設定値以上の場
合でも、H₂ガスに対するN₂ガスの分圧比が設定値以上の
ときには、比較装置（51）は抽気制御装置（50）へ信号
を出力する。又、第２の実施例において、比較装置（5
1）、及び抽気制御装置（50）以外のものは、第１の実
施例と同様のものであり、詳細な説明は省略する。

吸収冷凍機が運転されているとき、吸収冷凍機内での
H₂ガス等の発生、又は、外部からのN₂ガス等の不凝縮ガ
スの漏入により、吸収器（５）のH₂ガスの分圧、又はN₂
ガスの分圧が上昇する。そして、H₂ガスとN₂ガスの分圧
の和が第１設定値より低く設定された第２設定値（例え
ば0.3mmHhg）になると、比較装置（51）が動作する。こ
こで、不凝縮ガス中のN₂ガスの量が少なく、H₂ガスに対
するN₂ガスの分圧比が設定値より低い場合には、比較装
置（51）から抽気制御装置（50）へ運転信号が出力され
ない。ここで、吸収器（５）に滞留しているH₂ガスの一
部は不凝縮ガスタンク（44）、及びパラジウムセル（4
5）を介して外部へ排出される。

その後、吸収器（５）のH₂ガスの量が増え、H₂ガスと
N₂ガスとの分圧の和が第１設定値以上になると、比較装
置（51）が動作して信号を出力し、この信号により抽気
制御装置（50）が抽気装置（40）へ運転信号を出力す
る。そして、抽気ポンプ（43）が運転を始め、所定時間
経過すると抽気弁（42）が開き、H₂ガス、N₂ガス、及び
O₂等の不凝縮ガスが、吸収器（５）から排出される。

不凝縮ガスの排出運転により、吸収器（５）のH₂ガス
の分圧、及びN₂ガスの分圧が減少し、上記第２設定値に
なったとき、H₂ガスに対するN₂ガスの分圧比が設定値よ
り低い場合には、比較装置（51）からの信号が停止し、
抽気制御装置（50）が抽気装置（40）へ停止信号を出力
する。この停止信号により、抽気弁（42）が閉じ、その
後抽気ポンプ（43）が停止し、不凝縮ガスの排出運転が
停止する。

又、吸収冷凍機に外気の漏入が発生し、吸収器（５）
に滞留するN₂ガスの量が増加し、H₂ガスとN₂ガスとの分
圧の和が第２設定値以上になったとき、H₂ガスに対する
N₂ガスの分圧比が設定値以上の場合には、比較装置（5
1）が動作する。そして、比較装置（50）から抽気制御
装置（50）へ信号が出力される。この信号により抽気制
御装置（50）が動作し、抽気装置（40）へ運転信号を出
力し、上記と同様に不凝縮ガスの排出運転が始まる。

不凝縮ガスの排出運転により、吸収器（５）のH₂ガス
の分圧とN₂ガスとの分圧の和が低下し、第２設定値より
低い第３設定値（例えば0.2mmHg）になると、比較装置
（51）が信号出力を停止する。そして、抽気制御装置
（50）が停止信号を抽気装置（40）へ出力し、上記と同
様に不凝縮ガスの排出運転が停止する。

以後、同様に、H₂ガスとN₂ガスとの分圧の和が第２設
定値以上になったとき、H₂ガスに対するN₂ガスの分圧比
が設定値以上の場合、又はH₂ガスに対するN₂ガスの分圧
比が設定値より低いときにもH₂ガスとN₂ガスとの分圧の
和が第１設定値より高くなった場合には比較装置（51）
が動作し、不凝縮ガスの排出運転が行われる。

上記第２の実施例によれば、H₂ガスとN₂ガスとの分圧
の和が第１設定値以上になったときは勿論、上記分圧の
和が第１設定値より低い第２設定値以上のとき、H₂ガス
に対するN₂ガスの分圧比が設定値以上の場合には、比較
装置（51）が信号を出力し、抽気制御装置（50）が動作
し、抽気装置（40）により不凝縮ガスの排出運転が行わ
れるため、外部から不凝縮ガスが漏入し、吸収器（５）
に滞留しているN₂ガスの量が増加したときには、通常よ
り早く抽気装置（40）が動作して不凝縮ガスを排出する
ことができ、不凝縮ガスによる成績係数の低下、特にパ
ラジウムセル（45）では外部へ排出されないN₂ガスによ
る成績系数の低下を回避することができる。

（ト）発明の効果本発明は、以上のように構成された吸収冷凍機であ
り、冷凍サイクルの水素ガス分圧と窒素ガス分圧とを検
出する濃度センサと、この濃度センサの検出する窒素ガ
スの分圧比の水素ガス分圧比に対する比が設定値以上で
あり、同時に前記濃度センサの検出する水素ガス分圧と
窒素ガス分圧との和が設定値以上の際に信号を出力する
比較装置と、この比較装置から出力される前記信号によ
り抽気制御装置が抽気装置へ運転信号を出力し、不凝縮
ガスの排出運転が行われるため、外部から漏入して冷凍
サイクルに滞留しているN₂ガスの量が増加したときに
は、H₂ガスとN₂ガスとの分圧の和が高くなる前に不凝縮
ガスを排出することができ、不凝縮ガスのうち特にN₂ガ
スによる吸収冷凍機の成績系数の低下を回避することが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例を示す吸収冷凍機の回路構成
図である。（１）……再生器、（３）……凝縮器、（４）……蒸発
器、（５）……吸収器、（30）……H₂濃度センサ、（3
1）……N₂濃度センサ、（32）……抽気制御装置、（3
3）……比較装置、（40）……抽気装置、（50）……抽
気制御装置、（51）……比較装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】吸収器、再生器、凝縮器、及び蒸発器等に
より冷凍サイクルを横成すると共に、この冷凍サイクル
に抽気装置を付設した吸収冷凍機において、冷凍サイク
ルの水素ガス分圧と窒素ガス分圧とを検出する濃度セン
サと、この濃度センサの検出する窒素ガスの分圧比の水
素ガス分圧比に対する比が設定値以上であり、同時に前
記濃度センサの検出する水素ガス分圧と窒素ガス分圧と
の和が設定値以上の際に信号を出力する比較装置と、こ
の比較装置から出力される前記信号により前記抽気装置
へ運転信号を出力する抽気制御装置とを備えたことを特
徴とする吸収冷凍機の自動抽気装置。