JP3719491B2

JP3719491B2 - 吸収式冷凍装置

Info

Publication number: JP3719491B2
Application number: JP2000015519A
Authority: JP
Inventors: 満石川; 信行由利; 秀高茅沼
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-01-25
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2020-01-25
Also published as: JP2001208456A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収式冷凍装置に関し、特に、吸収冷凍サイクル運転に伴って発生する不凝縮水素ガスを還元除去する機能を有する吸収式冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸収式冷凍サイクルで運転される吸収式冷凍機が冷房装置として知られていたが、さらに近年、運転時のエネルギ効率の良さ等の利点が着目され、冷房運転だけでなく、蒸発器で外気から汲み上げた熱を利用したヒートポンプ暖房運転も行えるようにした吸収式冷凍機に対する需要が高まりつつある。例えば、特公平６−９７１２７号公報では、冷房運転、ヒートポンプ運転による暖房、および直火焚き（ボイラ）運転による暖房という３つのモードで運転できるようにした吸収式冷温水機が提案されている。
【０００３】
上記吸収式冷凍機の吸収冷凍サイクルは、冷媒中の成分と冷媒流路を形成している金属材料および腐食抑制剤との接触反応等によって、ごく微量の水素ガス等の不凝縮ガスが発生する。この不凝縮ガスは例えば数ｍｍＨｇ〜数百ｍｍＨｇの低圧環境を維持すべき構成部分である吸収器、蒸発器等の真空度を低下させ、冷暖房の運転効率を著しく低下させることが知られている。このために、真空ポンプ等の抽出手段を用いてこの不凝縮ガスを機外に放出するメンテナンスが一定期間毎に必要となっていた。
【０００４】
特開平８−１２１９１１号公報や特開平５−９００１号公報には吸収式冷凍機内で発生した不凝縮ガスを機外に排出する装置が開示されている。これらの装置では、加熱されたパラジウム管に冷媒液から分離した不凝縮ガスを誘導し、パラジウムの選択透過性を利用して、該不凝縮ガスを大気中に放出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
吸収式冷凍サイクルのためフッ化アルコール等のアルコール系冷媒を使用する吸収式冷凍装置においては、冷媒中に水を混入させることで、冷媒流路を形成している金属材料の腐食を抑制できることが知られている。この場合、混入させた水が冷媒流路を形成しているアルミニウムと反応して微量の水素ガスを発生するためこれの除去が必要になる。
【０００６】
水素ガスは次のアノード反応とカソード反応によって発生する。アノード反応：Ａｌ→Ａｌ^３＋３ｅ⁻，Ａｌ^３＋３ＯＨ→ＡｌＯＯＨ・Ｈ_２Ｏ（アルミイオンの水和（ベーマイト被膜生成））、カソード反応：３Ｈ＋３ｅ→３／２Ｈ_２（水素発生）。
【０００７】
なお、アルコール系冷媒に限らず、リチウムブロマイド（ＬｉＢｒ）を吸収剤とし水を冷媒とする組み合わせを使用したシステム、あるいはアンモニア（ＮＨ_３）を冷媒とし、水を吸収剤溶液とする組合わせを使用したシステムにおいても、吸収剤溶液としての水から水素ガスが発生するため、同様に、この水素ガスの除去が必要である。
【０００８】
上記公報に開示された不凝縮ガスの排出装置によれば、発生した水素ガスは除去されるが、次の問題点があった。すなわち、この不凝縮ガスの排出装置では、発生した水素ガスを機外に放出させるようになっているので、機内の気密性を保持するための構造が複雑化することになる。また、アルコール系冷媒を使用するシステムでは、冷媒中に含まれている水分が徐々に減少していくことになるため、腐食の抑制に必要な適正量の水が確保されないという問題点がある。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、機内の真空度を低下させることなく、かつ、冷媒中の含有水分量を適正量に保持しつつ、発生した不凝縮ガスを除去することができる吸収式冷凍装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するための本発明は、冷媒を収容した蒸発器と、前記蒸発器で発生した冷媒蒸気を吸収剤溶液で吸収する吸収器と、前記溶液の吸収剤濃度を回復させるため、該吸収剤溶液を加熱して冷媒蒸気を抽出する再生器と、前記再生器で抽出された冷媒蒸気を凝縮させて前記蒸発器へ供給するための凝縮器とを有する吸収式冷凍装置において、吸収冷凍サイクル運転に伴って発生する水素ガスと接触して還元反応を生じさせる酸化金属を主成分とする還元部が前記吸収器の内部に収容されている点に第１の特徴があり、前記還元部が前記吸収器の外壁に密接して取り付けられている点に第２の特徴がある。
【００１１】
この特徴によれば、発生する水素ガスが酸化金属に作用して還元反応が起こり、水が生成されて水素ガスは除去される。こうして水素ガスを除去することにより、凝縮器、蒸発器、吸収器等、冷媒通路各部の真空度の低下による運転効率の低下を防止できるし、生成した水が還元部から冷媒通路に戻ることにより、冷媒中の水分は適正量に維持される。特に、運転中もっとも低圧になって水素ガスが集まりやすい吸収器部分に還元部を設けたので、還元反応に適した熱を吸収器内の雰囲気等から得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明において参照する図面の同符号は互いに同一または同等部分を示す。図１３は本発明の一実施形態に係る吸収式冷凍機の要部構成を示す系統ブロック図である。なお、ここでは、吸収式冷凍機の一実施態様として吸収式冷暖房装置を想定している。蒸発器１には冷媒としてトリフルオロエタノール（ＴＦＥ）等のフッ化アルコールが、吸収器２には吸収剤を含む溶液としてＤＭＩ誘導体（ジメチルイミダゾリジノン）が収容されている。前記冷媒はフッ化アルコールに限らず非凍結範囲が広くとれるものであればよく、吸収剤溶液についてはＤＭＩ誘導体に限らず非結晶範囲が広く取れるものであり、ＴＦＥつまり冷媒よりも高い常圧沸点を有し、冷媒を吸収しうる吸収剤であればよい。また、上記冷媒と吸収剤溶液との組合わせのほか、例えばリチウムブロマイド（ＬｉＢｒ）を吸収剤とし、水を冷媒とする組み合わせ、あるいはやアンモニア（ＮＨ_３）を冷媒とし、水を吸収剤溶液とする組合わせを使用することができる。
【００１３】
蒸発器１と吸収器２とは、蒸発（冷媒）通路を介して互いに流体的に連結されており、これら蒸発器１および吸収器２を、例えば３０mmＨｇ程度の低圧環境下に保持すると蒸発器１内の冷媒が蒸発し、この冷媒蒸気は前記蒸発通路を介して吸収器２内に入る。吸収器２内では吸収剤溶液が冷媒蒸気を吸収して吸収冷凍動作が行われる。蒸発通路には、冷媒蒸気中に残存するミスト（霧状の冷媒）を加熱して蒸気化させるとともに、凝縮器９から送給されるＴＦＥの温度を下げる働きをする予冷器１８が設けられている。
【００１４】
バーナ７が点火されると、再生器３によって吸収器２内の溶液濃度が高められる（バーナおよび再生器ならびに溶液濃縮については後述する）。吸収器２内の高濃度溶液が冷媒蒸気を吸収すると蒸発器１内の冷媒が蒸発し、その蒸発時の潜熱によって蒸発器１内が冷却される。蒸発器１には冷水が通過する管路１ａが通っている。管路１ａを流れる冷水としてはエチレングレコール又はプロピレングレコ−ル水溶液を使用するのが好ましい。管路１ａの一端（図では出口端）は第１の四方弁Ｖ１の＃１開口に、その他端（図では入口端）は第２の四方弁Ｖ２の＃１開口にそれぞれ連結される。
【００１５】
冷媒はポンプＰ１によって蒸発器１内に設けられた散布手段１ｂに導かれ、冷水が通過している管路１ａ上に散布される。冷媒は管路１ａ内の冷水から蒸発熱を奪って冷媒蒸気となり、冷媒で熱を奪われた管路１ａ内の冷水はその温度が低下する。冷媒蒸気は前記蒸発通路を通って吸収器２に流入する。蒸発器１内の冷媒は散布手段１ｂに導かれるほか、その一部はフィルタ４を通って精留器６にも給送される。蒸発器１とフィルタ４との間には流量調節弁Ｖ５が設けられている。
【００１６】
前記フッ化アルコールの蒸気つまり冷媒蒸気が吸収器２の溶液に吸収されると、吸収熱によって該溶液の温度は上昇する。溶液の吸収能力は該溶液の温度が低いほど、また、溶液濃度が高いほど大きい。そこで、該溶液の温度上昇を抑制するため、吸収器２の内部には冷却水が通る管路２ａが設けられる。管路２ａの一端（図では出口端）は凝縮器９内を通した後、ポンプＰ３を介して第１の四方弁Ｖ１の＃２開口に、管路２ａの他端（図では入口端）は第２の四方弁Ｖ２の＃２開口にそれぞれ連結される。管路２ａを通過する冷却水として、前記冷水と同じ水溶液を使用する。
【００１７】
溶液はポンプＰ２によって吸収器２内に設けられた散布手段２ｂに導かれ、管路２ａ上に散布される。その結果、溶液は管路２ａを通っている冷却水で冷却される。一方、冷却水は熱を吸収するのでその温度が上昇する。吸収器２内の溶液が冷媒蒸気を吸収し、その吸収剤濃度が低下すると吸収能力が低下する。そこで、再生器３および精留器６によって吸収剤溶液から冷媒蒸気を分離発生させることにより、溶液の濃度を高めて吸収能力を回復させる。
【００１８】
吸収器２で冷媒蒸気を吸収して希釈された溶液つまり希液は前記散布手段２ｂに導かれるほか、ポンプＰ２により管路７ｂを通じて精留器６に給送され再生器３へと流下する。ポンプＰ２と再生器３とをつなぐ管路７ｂには開閉弁Ｖ３が設けられている。再生器３には吸収器２から供給される希液を加熱するバーナ７が設けられている。バーナ７はガスバーナが好ましいが、他の型式のどのような加熱手段であってもよい。
【００１９】
再生器３で加熱され、冷媒蒸気が抽出されて濃度が高められた溶液（濃液）は、管路７ａを通って吸収器２に戻される。管路７ａ上には開閉弁Ｖ４が設けられている。温度が比較的高い濃液は散布手段２ｃによって管路２ａ上に散布される。
【００２０】
再生器３に給送された希液がバーナ７で加熱されると、冷媒蒸気が発生する。この冷媒蒸気に混入された吸収剤溶液は精留器６で分離され、より一層純度を高められた冷媒蒸気が凝縮器９へ給送される。冷媒蒸気は凝縮器９で冷却されて凝縮液化され、前記予冷器１８、減圧弁１１を経由して蒸発器１に戻される。この冷媒は管路１ａ上に散布される。
【００２１】
凝縮器９から蒸発器１に供給される蒸気の純度は極めて高くなってはいるが、還流冷媒中にごくわずかに混在する吸収剤成分が長時間の運転サイクルによって蓄積し、蒸発器１内の冷媒の純度が徐々に低下することは避けられない。蒸発器１から冷媒のごく一部をフィルタ４を介して精留器６に給送し、再生器３から生じる冷媒蒸気と共に再び純度を上げるためのサイクルを経るようにすることによって冷媒純度の低下が抑制される。
【００２２】
再生器３から出た管路７ａ中の高温濃液は、吸収器２と精留器６を連結する管路の中間に設けられた熱交換器１２により、吸収器２から出た希液と熱交換して冷却された後、吸収器２内に散布される。一方、熱交換器１２で予備的に加熱された希液は精留器６へ給送される。こうして熱効率の向上が図られているが、さらに、還流される前記濃液の熱を吸収器２または凝縮器９から出た管路２ａ内の冷却水に伝達するための熱交換器（図示せず）を設けることにより、吸収器２に還流される濃液の温度をより一層低下させ、冷却水温度はさらに上げることができるような構成をとってもよい。
【００２３】
前記冷水または冷却水を外気と熱交換するための顕熱交換器１４には管路４ａ、室内機１５には管路３ａが設けられている。管路３ａ、４ａの各一端（図では入口端）は第１の四方弁Ｖ１の＃３および＃４開口に、その他端（図では出口端）は第２の四方弁Ｖ２の＃３および＃４開口にそれぞれ連結される。室内機１５は冷暖房を行う室内に備えられるもので、冷風または温風の吹出し用ファン（両者は共通）１０と吹出し出口（図示せず）とが設けられる。前記顕熱交換器１４は室外に置かれ、ファン１９で強制的に外気との熱交換が行われる。
【００２４】
蒸発器１には冷媒の量を感知するレベルセンサＬ１、冷媒の温度を感知する温度センサＴ１、および蒸発器１内の圧力を感知する圧力センサＰＳ１が設けられている。吸収器２には溶液の量を感知するレベルセンサＬ２が設けられている。凝縮器９には、凝縮した冷媒の量を感知するレベルセンサＬ９、冷媒の温度を感知する温度センサＴ９、および凝縮器９内の圧力を感知する圧力センサＰＳ９が設けられている。顕熱交換機１４、再生器３、および室内機１５にはそれぞれ温度センサＴ１４、Ｔ３およびＴ１５が設けられている。顕熱交換機１４の温度センサＴ１４は外気温度を感知し、室内機１５の温度センサＴ１５は冷暖房をする室内の温度を感知する。また、再生器３の温度センサＴ３は溶液の温度を感知する。
【００２５】
上記構成において、冷房運転時には、第１の四方弁Ｖ１および第２の四方弁Ｖ２を、それぞれの＃１および＃３開口を連通させる一方で、＃２および＃４開口を連通させるように切替える。この切替えにより、冷媒が散布されて温度が下げられた冷水が室内機１５の管路３ａへ導かれて室内の冷房が行われる。
【００２６】
一方、暖房運転時には、前記第１の四方弁Ｖ１および第２の四方弁Ｖ１を、それぞれの＃１および＃４開口を連通させ、＃２および＃３開口を連通させるように切替える。この切替えにより、暖められた冷却水が室内機１５の管路３ａへ導かれて室内の暖房が行われる。
【００２７】
なお、暖房運転時に、外気温度が極端に低くなると、顕熱交換器１４を介して外気から熱を汲み上げ難くなり、暖房能力が低下する。このようなときのために、凝縮器９と再生器３（または精留器６）との間をバイパスする環流通路９ａおよび開閉弁１７を設けている。すなわち、外気からの熱の汲み上げが困難なときには、吸収冷凍サイクル運転は停止して、再生器３で発生した蒸気を凝縮器９との間で環流させ、バーナ７による加熱熱量を凝縮器９内で効率よく管路２ａ内の冷却水に伝導させられる直火焚き運転により前記冷却水を昇温させて暖房能力を向上させるようにする。
【００２８】
続いて、上記冷暖房装置に設けられている水素ガス除去装置について説明する。図１は、水素ガス除去装置を備えた吸収器２の要部断面図である。同図において、吸収器２と蒸発器１とは、冷媒通路を介して互いに流体的に連結された一体のチャンバを構成している。吸収器２の内部には該吸収器２内で発生した熱を冷却水と熱交換するためのコア９５が設けられる。コア９５は複数枚の板材（フィン）および該フィンを貫通するパイプ１００からなり，このパイプ１００は冷却水の通路である管路２ａの一部をなしている。吸収器２には水素ガス処理ユニット（以下、単に「処理ユニット」という）９１が付設されていて、処理ユニット９１と吸収器２とは抽出パイプ（通路手段）９２によって連通されている。抽出パイプ９２は吸収器２内に蓄積されている吸収剤溶液の液面９３の近傍に開口するように取付位置が決められている。
【００２９】
処理ユニット９１内には、ヒータ（加熱手段）１０２で加熱できるようにした酸化金属を含む還元部としての水素除去アセンブリ（図２に関して後述）が設けられる。酸化金属としては、例えば遷移金属の酸化物単体または遷移金属の酸化物同士の混合物を使用できる。一例として、ＮｉＯ単体、またはＮｉＯを主成分とし、さらにＣｕＯ，ＭｎＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３を混合した混合物を使用することができる。また、他の例として、ＣｕＯ，ＭｎＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３のうちの少なくとも一つを主成分とした混合物を使用することができる。
【００３０】
システム内で発生した水素ガスは、運転中もっとも低圧になる吸収器２に蓄積しやすいため、この吸収器２に結合した処理ユニット９１で水素ガス除去作用を行わせることにより、効果的に水素ガスを除去することができる。吸収器２内の水素ガスが濃度勾配つまり拡散によって処理ユニット９１内に流入し、この処理ユニット９１内に流入した水素ガスはヒータ１０２で加熱されている酸化金属と接触し、その結果、酸化金属の還元反応が起こり、水が生成されて水素ガスが除去される。すなわち、次式(f1)による化学反応が生じる。ＭＯＸ＋ＸＨ_２＝Ｍ＋ＸＨ_２Ｏ…(f1)。ここで、符号Ｍは遷移金属、Ｘは定数である。生成された水は抽出パイプ９２を通じて吸収器２内に流入する。
【００３１】
こうして、吸収器２内に溜まった水素ガスが酸化金属と接触して除去されるときに水が生成されるので、システム内の管路を流れる冷媒内の水含有量が水素ガス除去作用に伴って減少することはない。したがって、管路を形成している金属材料の腐食を抑制させるため冷媒に混入させている水が適正な量に維持される。また、吸収剤としてリチウムブロマイドを使用した場合は、これと組み合わされる冷媒が水、冷媒としてアンモニアを使用した場合は、これらと組合わされる吸収剤溶液が水であるため、Ｈ_２ガスが除去されて水が生成されたとしても吸収冷凍サイクルになんら悪影響を及ぼすことがないのはもちろんである。
【００３２】
次に前記処理ユニット９１の構造について説明する。図２は、処理ユニット９１の断面図である。同図において、処理ユニット９１の本体は円筒状のハウジング９６であり、ハウジング９６と一体に形成された抽出パイプ９２が吸収器２の壁面に固着されることによって処理ユニット９１は吸収器２に固定されている。なお、固定の強度を増すためにハウジング９６と吸収器２との間にブラケット等を設けてもよい。ハウジング９６内にはメッシュ又はフィルタ（網）９７で端部がカバーされたチューブ９８が設けられ、このチューブ９８の中心にはヒータ１０２を収容できるヒータホルダ（内部筒体）９９が設けられている。チューブ９８の端部にはおねじが形成されており、このおねじ部を、ハウジング９６の端部に形成されためねじに螺入することによってチューブ９８はハウジング９６内に固定される。チューブ９８およびヒータホルダ９９の間の空間には酸化金属Ｍが適当量充填されている。酸化金属Ｍは粉末または粒状であるのが好ましい。
【００３３】
ヒータ１０２はチューブ９８の上部開口からヒータホルダ９９内に挿入され、必要に応じて抜き差し可能である。例えば、１週間に１回程度のメンテナンス時に水素ガスを除去するためにヒータホルダ９９内に差し込み、それ以外のときは引き抜いておくことができる。ヒータ１０２は抵抗体に電流を流して発熱させる周知のものを使用できる。
【００３４】
吸収器２から抽出パイプ９２を通って処理ユニット９１内に導入された水素ガスはフィルタ９７の前面に至り、フィルタ９７を通過してチューブ９８内の酸化金属Ｍと接触する。その結果、上述の反応によって水が生じ、その水は抽出パイプ９２を介して吸収器２に滴下する。
【００３５】
本実施形態では、酸化金属Ｍは粉末または粒状のものを用いたが、本発明はこれに限らない。例えば、ヒータホルダ９９の外周に酸化金属の層を形成し、水素ガスと接触させるようにしてもよい。その場合、フィルタ９７は不要である。また、酸化金属Ｍは先に列挙したもの単体でもよいし、水素ガスとの反応を促進させるための触媒作用をもつ物質、例えば、パラジウムもしくはその化合物（ＰｄＣｌ_２）、白金もしくはその化合物等の添加剤を微量混入するようにしてもよい。また、水素ガスの除去を促進するため加熱手段としてヒータ１０２を使用しているが、ヒータ１０２に代えて吸収器２内で吸収剤溶液が冷媒蒸気を吸収したときに発生する熱を加熱手段として利用することができる。
【００３６】
続いて、ヒータ１０２を用いない水素ガス除去装置の例を説明する。以下の説明で参照する図において、図１，図２、図１３と同符号は同一または同等部分を示す。図３は第２実施形態に係る吸収器２の要部断面図である。同図において、水素ガス除去装置としての処理タンク１０１のハウジング１０６の一部分が吸収器２の壁面と兼用されている。そして、吸収器２の前記壁面に形成された開口１０７を介してハウジング１０６の底部近傍は吸収器２に直接連通している。処理タンク１０１内には酸化金属Ｍを収容するチューブ１０８が突出して設けられている。チューブ１０８は前記チューブ９８（図２参照）と同様、底部にフィルタ１０９を有するとともに、上部外周にはおねじが形成されていて、ハウジング１０６上面のめねじに螺着されている。
【００３７】
図３において、吸収器２内に滞留している水素ガスは開口１０７を通じて処理タンク１０１内に浸入し、フィルタ１０９を通過して酸化金属Ｍと接触する。この実施形態では、ハウジンク１０６の壁面が吸収器２の壁面と兼用されているため、吸収器２で発生した熱がこの壁面を介して処理タンク１０１に直接伝達され、酸化金属Ｍがその還元反応に適した温度に加熱される。
【００３８】
図４は、第３実施形態に係る吸収器２の要部断面図である。同図において、吸収器２の側壁に設けられたねじ孔に水素ガス除去装置を構成するチューブ１０８が螺着され、長手方向を水平にして吸収器２内に突出している。このチューブ１０８は図３のものと同等であり、端部に設けられたフィルタ１０９とチューブ１０８とで囲繞された空間には酸化金属Ｍが充填されている。
【００３９】
図４の構成では、酸化金属Ｍを収容したチューブ１０８が吸収器２内に突出するように設けられているので、この酸化金属Ｍは吸収器２内の雰囲気温度の影響を直接受け、吸収器２内の水素ガスを、効率的に還元反応により除去することができる。また、水素ガス除去装置は吸収器２の壁面に螺着するだけでよいので、吸収器２に外付けするのと比較して構造を簡素化できる。
【００４０】
図５は第４実施形態に係る水素ガス除去装置を有する吸収器２の断面図、図６は図５のＡ−Ａ矢視図である。図５，図６において、水素ガス除去装置１１０はコア９５に設けられている。この水素ガス除去装置１１０は、コア９５を構成する複数枚のフィンのうち最も外側のフィンに固着されているシェル部１１１、および該シェル部１１１下部の開放部に設けられたフィルタ１１２、ならびにシェル部１１１およびフィルタ１１２で囲繞された空間に充填された酸化金属Ｍからなる。この実施形態では、導入された冷媒蒸気によって温度が高められたコア９５から水素ガス除去装置１１０のシェル部１１１およびシェル部１１１に保持された酸化金属Ｍに直接的に熱伝播する。その結果、酸化金属Ｍは、還元に適した温度をコア９５から安定的に受けることができる。
【００４１】
図７は、第５実施形態に係る水素ガス除去装置を有する吸収器２の断面図、図８は図７の水素ガス除去装置の縦断面図、図９は図８のＢ−Ｂ矢視図である。図７〜図９において、水素ガス除去装置１１３は２か所に設けられている。すなわち、水素ガス除去装置１１３はシェル部１１４が冷却水の管路２ａの一部を構成するパイプ１００を取り囲むように、換言すれば、パイプ１００がシェル部１１４を貫通するように配置されている。この実施形態では、吸収器２内の雰囲気温度のほか、この雰囲気によって温度が高められたコア９５からパイプ１００に伝播した熱によって水素ガス除去装置１１３のシェル部１１４およびシェル部１１４に保持された酸化金属Ｍが適温に保持される。
【００４２】
上記シェル部１１１，１１４内に充填される酸化金属ＭＦ粉末状ないし粒状のものに限られないのは第１実施形態と同様である。例えば、シェル部１１１，１１４の外周に酸化金属の層を焼結等で形成し、この層に水素ガスを接触させるようにしてもよい。この場合、フィルタ１１２は不要であるし、シェル部１１１，１１４は、中実のプレートに代えても良いし、酸化金属の層を形成する表面の形状は、表面積を大きくするため波形や凹凸のある面にすることができる。酸化金属は先に列挙したもの単体でもよいし、酸化金属と水素ガスとの反応を促進させるための触媒作用をもつ物質てよいのは第１実施形態と同様である、
【００４３】
次に、水素ガス除去装置の設置位置の変形例を説明する。図１０は，第６実施形態に係る水素ガス除去装置を有する吸収器２の要部断面図である。溶液をコア９５に散布するための管路１１６が吸収器２の底面から一旦外部に延出され、該管路１１６はさらに吸収器２内に戻されて、その端部がコア９５の上部に位置されている。管路１１６の途中には溶液を送給するためのポンプＰ２が設けられている。管路１１６は途中で管路７ｂに分岐し、この分岐された管路７ｂは再生器３に延長される。この実施形態では、吸収器２内において管路１１６の一部を取り囲むようにして水素ガス除去装置１１７が設けられている。水素ガス除去装置１１７の詳細は図１２に関して後述する。
【００４４】
図１１は第７実施形態に係る水素ガス除去装置を有する吸収器２の要部断面図である。同図において、管路７ａは再生器３で濃度が回復された高温の吸収剤溶液を吸収器２に戻すためのものであり、この管路７ａのうち、吸収器２内に引き込まれた部分を取り囲むように水素ガス除去装置１１８が設けられている。
【００４５】
図１２は水素ガス除去装置１１７，１１８の縦断面図である。図１２において、水素ガス除去装置１１７，１１８は筒状のシェル部１１９を有していて、このシェル部１１９を、管路１１６や管路７ｂが貫通している。シェル部１１９の下部開放端にはフィルタ１１２が設けられていて、このフィルタ１１２とシェル部１１９とに囲繞された空間に酸化金属Ｍが充填されている。
【００４６】
第６および第７実施形態において、シェル部１１９内に収容された酸化金属Ｍは比較的温度の高い溶液が給送されている管路に接触して配置されているので、これらの管路から還元のための適度な熱量を得ることができる。
【００４７】
なお、図５〜図１２に示した各実施形態おいて、酸化金属Ｍを収容するシェル部に設けられたフィルタ１１２はシェル部１１１，１１４，１１９の下端からわずかに上方に偏倚して配置されている。これは、シェル部の下端が「ひさし」の機能を果たし、上方からの溶液の散布によって酸化金属Ｍの表面が濡れて水素ガスと接触しにくくなるのを防止するためである。
【００４８】
上述のように、本実施形態の吸収式冷凍機では、運転中、吸収器２内に溜まった水素ガスは水素ガス除去装置内の酸化金属Ｍに接触し、還元反応により水が生成される。この結果、水素ガスは除去される。特に、この還元反応は吸収器２内の雰囲気や溶液給送用管路から得られる高温によって効率的に実現される。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１〜請求項５の発明によれば、酸化金属の還元反応により水素が除去され、水が生成される。したがって、冷媒通路の真空度が低下することがないので高い運転効率を維持できるとともに、生成された水は機外に排出されないので、例えば、水を混入した冷媒の含有水分量を適正に維持することができる。特に、請求項１，３〜５の発明によれば吸収器内に還元部を設けたので還元部を吸収器外部と管路で接続するのと比較して特別なシール構造が不要である。
【００５０】
また、還元部を吸収器内または吸収器の外壁に密着して設けたので、吸収器の雰囲気から直接または外壁を通じて間接的に還元反応に適した熱を得ることができる。請求項３の発明によれば、吸収器内の雰囲気のみならず、この雰囲気にさらされて温度が安定しているコア板からも適度の熱を得ることができる。さらに、請求項４，５の発明によれば、吸収器内の雰囲気のみならず、この雰囲気にさらされた冷却水管の温度、または温度が高められた吸収剤溶液からも有効に適度な熱を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る吸収器の要部断面図である。
【図２】第１実施形態に係る水素ガス除去装置の拡大断面図である。
【図３】第２実施形態に係る吸収器の要部断面図である。
【図４】第３実施形態に係る吸収器の要部断面図である。
【図５】第４実施形態に係る吸収器の要部断面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ矢視図である。
【図７】第５実施形態に係る吸収器の要部構成図である。
【図８】第５実施形態における水素ガス除去装置の拡大断面図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ矢視図である。
【図１０】第６実施形態に係る吸収器の要部構成図である。
【図１１】第７実施形態に係る吸収器の要部構成図である。
【図１２】第６，第７実施形態における水素ガス除去装置の断面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る吸収式冷暖房装置の構成を示す系統図である。
【符号の説明】
１…蒸発器、２…吸収器、３…再生器、９…凝縮器、１４…顕熱交換器、１５…室内機、１９…ファン、９１，１０１，１１３，１１７，１１８…水素ガス除去装置、９５…コア、９６…ハウジング、９７，１０２，１０９，１１２…フィルタ、９８…チューブ、１００…冷却水管、１０２…ヒータ、Ｍ…酸化金属

Claims

冷媒を収容した蒸発器と、前記蒸発器で発生した冷媒蒸気を吸収剤溶液で吸収する吸収器と、前記溶液の吸収剤濃度を回復させるため、該吸収剤溶液を加熱して冷媒蒸気を抽出する再生器と、前記再生器で抽出された冷媒蒸気を凝縮させて前記蒸発器へ供給するための凝縮器とを有する吸収式冷凍装置において、
吸収冷凍サイクル運転に伴って発生する水素ガスと接触して還元反応を生じさせる酸化金属を主成分とする還元部が前記吸収器の内部に収容されていることを特徴とする吸収式冷凍装置。
冷媒を収容した蒸発器と、前記蒸発器で発生した冷媒蒸気を吸収剤溶液で吸収する吸収器と、前記溶液の吸収剤濃度を回復させるため、該吸収剤溶液を加熱して冷媒蒸気を抽出する再生器と、前記再生器で抽出された冷媒蒸気を凝縮させて前記蒸発器へ供給するための凝縮器とを有する吸収式冷凍装置において、
吸収冷凍サイクル運転に伴って発生する水素ガスと接触して還元反応を生じさせる酸化金属を主成分とする還元部が前記吸収器の外壁に密接して取り付けられていることを特徴とする吸収式冷凍装置。
前記吸収器には、吸収剤溶液冷却のための熱交換コア板が設けられ、
前記還元部が、前記コア板に密着して設けられていることを特徴とする請求項１記載の吸収式冷凍装置。
前記コア板には、冷却水の管路が設けられ、
前記還元部が、前記冷却水の管路に密着して設けられていることを特徴とする請求項３記載の吸収式冷凍装置。
吸収剤溶液を還流させる吸収剤溶液管路を設け、
前記吸収剤溶液管路のうち、前記吸収器内に設けられた部分に前記還元部が密着して設けられていることを特徴とする請求項１記載の吸収式冷凍装置。