JP3036755B2

JP3036755B2 - 吸収冷凍機

Info

Publication number: JP3036755B2
Application number: JP1095846A
Authority: JP
Inventors: 雅裕古川; 敏之金子
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1989-04-14
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 2000-04-24
Anticipated expiration: 2015-04-24
Also published as: JPH02275268A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は抽気装置を備えた吸収冷凍機に関する。

（ロ）従来の技術例えば特公昭63−1510号公報には、不凝縮ガスタンク
内の圧力を検知し設定圧力以上で自動的に不凝縮ガスを
不凝縮ガスタンクから排出する抽気装置を備えた吸収冷
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、不凝縮ガスには主としてN₂
ガスとH₂ガスとがあり、不凝縮ガスタンク内の圧力が設
定圧力になる前にN₂ガス又はH₂ガスの量が多くなると冷
凍能力が低下するという問題が発生していた。

本発明は、不凝縮ガスの増加による冷凍能力の低下を
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、吸収器、再生器、及び蒸発器等をそれぞれ
配管接続し、冷凍サイクルを構成した吸収冷凍機におい
て、吸収器等に接続された抽気用貯室に水素ガス排出装
置及び窒素ガスと水素ガスの濃度検出器を設け、各濃度
検出器にて検出された窒素ガス濃度と水素ガス濃度とか
ら演算された窒素ガスの比率が設定値を越えたとき抽気
用貯室に接続された抽気ポンプを作動させ、さらに、抽
気用貯室と抽気ポンプとの間に設けられた自動弁を開と
することを特徴とする。

（ホ）作用吸収器内に外気が侵入した場合には、それに伴い抽気
用貯室内の窒素ガス濃度が上昇し、窒素ガスの比率が設
定値を越えると抽気ポンプを作動させ自動弁を開くこと
により、抽気用貯室に滞留していた不凝縮ガスが排出さ
れる。

（へ）実施例以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
す。

第１図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。

第１図において、（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
る。

（27）は吸収器（５）に付設された抽気装置であり、
（30）は吸収器（５）に接続された排出管、（31），
（32）はそれぞれは排出管（30）に設けられた電磁弁
（自動弁）及び抽気ポンプである。又、（33）は吸収器
（５）に取り付けられたN₂ガス濃度検出器（以下N₂濃度
センサという）。（34）は抽気制御装置であり、この制
御装置（34）はN₂濃度センサ（33）からの信号に基づい
て動作し、電磁弁（31）、及び抽気ポンプ（32）へ開閉
信号、及び発停信号を出力する。

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（23）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）へ送られ、散布される。

以上のように吸収冷凍機が運転されているとき、例え
ば吸収器（５）に漏れが発生し、吸収器（５）内に外気
が僅かずつ侵入した場合には、それに伴い吸収器（５）
内のN₂ガス濃度が上昇する。ここで、外気漏れの基準と
してN₂ガスの分圧上昇がある。そして、制御装置（34）
において、N₂濃度センサ（33）からの信号に基づいてN₂
ガスの分圧が演算される。

一般に不凝縮ガスの割合は次式（Ａ）で表わされる。

上記式（Ａ）において、gN:窒素量（ｇ）、gW:水量気
量（ｇ）である。

ここで式（Ａ）を圧力換算すると、下式（Ｂ）のよう
になる。

上記式（Ｂ）において、ΔPN:窒素による分圧増（mmH
g）、PW:絶対圧（mmHg）である。

上記のように吸収器（５）内に外気が侵入し、SNが例
えば９％を越えた場合には、制御装置（34）が動作す
る。抽気ポンプ（32）へ運転信号が出力される。そし
て、抽気ポンプ（32）が運転を開始してから所定時間経
過すると電磁弁（31）へ開信号が出力され、吸収器
（５）に滞留したN₂ガスが他の不凝縮ガス例えばH₂ガス
と共に排出管（30）を介して外部へ排出される。N₂ガス
等の不凝縮ガスが排出され、N₂濃度センサ（33）からの
信号に基づいて演算される不凝縮割合が低下したとき、
又は例えば抽気ポンプ（32）の運転開始から所定時間経
過したとき、制御装置（34）が動作し、閉信号が電磁弁
（31）へ出力され、電磁弁（31）が閉じる。その後停止
信号が抽気ポンプ（32）へ出力され、不凝縮ガスの排出
が停止する。

その後、再び吸収器（５）にN₂ガスが滞留した場合に
は、N₂濃度センサ（33）からの信号に基づいて制御装置
（34）が動作し、N₂ガスの排出が開始され、吸収器
（５）の不凝縮ガスの濃度が低下した場合には、N₂ガス
の排出が停止する。

上記、実施例によれば、N₂ガスが吸収器（５）に滞留
し、N₂ガスの分圧が上昇し、N₂ガスの割合が所定圧力に
なったとき、N₂濃度センサ（33）からの信号に基づいて
制御装置（34）が動作し、N₂ガス等の不凝縮ガスの排出
か開始されるため、不凝縮ガスのうち冷凍能力への影響
が大きいN₂ガスを滞留量が多くなる前に排出することが
でき、N₂ガスにより吸収冷凍機の冷凍能力が低下するこ
とを防止することができる。又、吸収器（５）にN₂濃度
センサ（33）の替わりにH₂濃度センサ（38）を設け、こ
のH₂濃度センサの検出濃度に基づいて不凝縮ガスを排出
するようにした場合には、H₂ガスによる冷凍能力の低下
を防止することができる。更に、第１図に一点鎖線にて
示したように高温再生器（１）、又は凝縮器（３）にN₂
濃度センサ（50），（51）、又はH₂濃度センサ（52），
（53）を設け、それぞれの濃度センサによる検出濃度が
設定値を越えたときに不凝縮ガスの排出運転を行うよう
にすることにより、吸収冷凍機の冷凍能力の低下を防止
することができる。

又、不凝縮ガスには主として上記のN₂ガスとH₂ガスと
があり、N₂ガスの量がH₂ガスに比べて大きくなり、N₂ガ
スの比率が高くなると冷凍能力減少が大きくなる。第２
図は上記のN₂ガスの比率が高くなると冷凍能力が減少す
るという点に着目して構成した本発明の他の実施例であ
る。ここで、第２図において第１図と同様のものには同
じ図番を付し、その詳細な説明は省略する。

第２図において、（29）は不凝縮ガスの排気管であ
り、この排気管は吸収器（５）とエゼクタ（EJ）との間
に設けられている。又、（28）は吸収液管（８）に接続
され、途中にエゼクタ（EJ）が設けられた吸収液管、
（37）は吸収液管（28）が上部から挿入され、下部に不
凝縮ガスの分離室（37A）、上部に抽気用貯室（37B）が
形成された不凝縮ガスタンクである。さらに、（44）は
不凝縮ガスタンク（37）と抽気ポンプ（32）との間に接
続された排気管であり、この排気管（44）の途中に電磁
弁（31）が設けられている。又、（40）は吸収液戻り管
である。不凝縮ガスタンク（37）上部の抽気用貯室（37
B）にはN₂濃度センサ（33）とH₂濃度センサ（38）とが
設けられ、さらに、H₂ガス排出用のパラジウムセル（P
c）が設けられている。又、（41）はN₂濃度センサ（3
3）とH₂濃度センサ（38）とからの信号を入力し、N₂ガ
スの比率（N₂/N₂＋H₂）を演算して電磁弁（31）、及び
抽気ポンプ（32）へ開閉信号、及び発停信号を出力する
抽気制御装置である。

上記吸収冷凍機の運転時、吸収液が吸収液管（28）を
流れ、エゼクタ（EJ）に吸収器（５）内の不凝縮ガスが
引かれ、吸収液と不凝縮ガスとが一緒に不凝縮ガスタン
ク（37）内に流入する。そして、吸収液と不凝縮ガスと
が不凝縮ガスタンク（37）にて分離し、吸収液は戻り管
（40）を経て吸収器（５）へ戻り、不凝縮ガスは不凝縮
ガスタンク（37）の上部抽気用貯室（37B）に滞留す
る。不凝縮ガスタンク（37）に滞留した不凝縮ガスのう
ちH₂ガスはパラジウムセル（Pc）により外部へ排出され
る。ここで、N₂濃度センサ（33）とH₂濃度センサ（38）
とにより、不凝縮ガスタンク（37）内のN₂ガス濃度と、
H₂ガス濃度とが検出され、抽気制御装置（41）にてN₂ガ
スの比率（N₂/N₂＋H₂）が演算される。そして、外気の
吸収冷凍機への漏入が発生し、不凝縮ガスタンク（37）
内の不凝縮ガスのうち、N₂の比率が所定値例えば0.2以
上になると、抽気制御装置（41）が動作する。

抽気制御装置（41）が動作し、抽気ポンプ（32）へ運
転信号を出力すると、この運転信号により抽気ポンプ
（32）が運転を開始する。その後、抽気制御装置（41）
から電磁弁（31）へ開信号が出力され、電磁弁（31）が
開き、不凝縮ガスタンク（37）から不凝縮ガスが排出さ
れる。不凝縮ガスの排出により不凝縮ガスタンク（37）
内のN₂の比率が低下し、所定値（例えば0.05）になる
と、抽気制御装置（41）が動作し、電磁弁（31）へ閉信
号を出力する。この閉信号により電磁弁（31）は閉じ
る。その後、抽気制御装置（41）が動作し、抽気ポンプ
（32）へ停止信号を出力し、抽気ポンプ（32）は運転を
停止する。

上記実施例によれば、吸収器（５）に不凝縮ガスが滞
留し、N₂ガスの比率が所定値以上になったときには、抽
気制御装置（41）が動作し、自動的に不凝縮ガスの排出
運転が行われるため、不凝縮ガスのうち冷凍能力への影
響が大きいN₂ガスの滞留量が多くなる前にN₂ガスを排出
することができ、N₂ガスにより吸収冷凍能力が低下する
ことを防止できる。

又、上記第２図に示した実施例において、不凝縮ガス
の排出運転が始まった以後、N₂ガスの比率が所定値に低
下したときに排出運転が停止する抽気装置について説明
したが、例えば抽気制御装置（41）にタイマ（図示せ
ず）を設け、不凝縮ガスの排出運転が始まった後、例え
ば30分経過したときに排出運転を停止する構成にした場
合にも同様の作用効果を得ることができる。

（ト）発明の効果以上のように本発明によれば、不凝縮ガスのうち冷凍
能力への影響が大きい窒素ガスの量が多くなる前に確実
に排出することができ、窒素ガスによる冷凍能力の低下
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す吸収冷凍機の回路構成
図、第２図は本発明の他の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、（27）……抽気装置、（31）…
…電磁弁（自動弁）、（32）……抽気ポンプ、（33）…
…N₂濃度センサ、（34）……制御装置、（38）……H₂濃
度センサ、（41）……抽気制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 43/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】吸収器、再生器、及び蒸発器等をそれぞれ
配管接続し、冷凍サイクルを構成した吸収冷凍機におい
て、吸収器等に接続された抽気用貯室に水素ガス排出装
置及び窒素ガスと水素ガスの濃度検出器を設け、各濃度
検出器にて検出された窒素ガス濃度と水素ガス濃度とか
ら演算された窒素ガスの比率が設定値を越えたとき抽気
用貯室に接続された抽気ポンプを作動させ、さらに、抽
気用貯室と抽気ポンプとの間に設けられた自動弁を開と
することを特徴とする吸収冷凍機。