JP4192126B2 - 吸収式冷凍機 - Google Patents
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Description
本発明は、吸収式冷凍機に関するものである。
近年、水を冷媒とし、かつ、臭化リチウム水溶液を吸収液として用いた吸収式冷凍機は、オゾン層の破壊原因となるフロンガスの使用が規制されてきたため、ビルの中大型空調用熱源機の主流となっている。そして、吸収式冷凍機の吸収液として用いられる臭化リチウム水溶液は、腐食性が強いので、その臭化リチウム水溶液に、インヒビターと称する無機酸素酸塩及びアルカリ金属水酸化物からなる腐食抑制剤を添加することで、吸収式冷凍機を構成している鉄鋼部材の腐食を抑制すると共に、その鉄鋼部材の腐食に伴って水素ガスなどの不凝縮ガスの発生を抑制するようにしていた。
ところが、インヒビターは、酸化剤として作用し、吸収式冷凍機を構成している鉄鋼部材の壁面に、酸化皮膜を形成するものであるため、酸化作用を果たした後、還元されて、消耗してしまうものである。インヒビターが消耗してしまうと、鉄鋼部材の腐食が進み、不凝縮ガスが発生するようになる。そこで、インヒビターの濃度を管理することにより、吸収式冷凍機を構成している鉄鋼部材の腐食を抑制するようにした吸収式冷凍機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２４８３０１号公報（段落番号００２２〜段落番号００２３及び図１）
しかしながら、上記特開平１１−２４８３０１号公報に記載された吸収式冷凍機では、インヒビターの濃度を管理することにより、鉄鋼部材の腐食の進行を抑制することができても、その吸収式冷凍機内の圧力を大気圧以下に設定した場合には、その吸収式冷凍機内の吸収液に空気が侵入してその空気中の酸素が吸収液に溶け込んでしまうため、その溶け込んだ酸素（以下、吸収液中の溶存酸素と称す）によって、鉄鋼部材の腐食を進行させてしまうという問題があった。
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、吸収液中の溶存酸素濃度を検出することにより、吸収式冷凍機を構成している鉄鋼部材の腐食を抑制することのできる吸収式冷凍機を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器及びポンプを少なくとも備え、水を冷媒とし、かつ、無機酸素酸塩及びアルカリ金属水酸化物からなるインヒビターを含む臭化リチウム水溶液を吸収液として用い、通常大気圧以下で作動する吸収式冷凍機において、前記吸収液中の溶存酸素濃度を検出する溶存酸素検出手段を設け、この溶存酸素検出手段を、前記吸収器内の吸収液中に浸漬するように設置された酸化物電極及び参照電極と、吸収液中の溶存酸素濃度に応じて前記酸化物電極と前記参照電極との間に発生する電位差を測定する電位測定器とから構成したことを特徴とする。
さらに、前記酸化物電極を、モリブデン表面に酸化モリブデン層を形成したモリブデン／酸化モリブデン電極で構成し、このモリブデン／酸化モリブデン電極とこのモリブデン／酸化モリブデン電極に対向して設けられた前記参照電極により、前記吸収液中の溶存酸素を検出することを特徴とする。
さらに、前記モリブデン／酸化モリブデン電極及び前記参照電極による前記吸収液中の溶存酸素の検出は、前記参照電極に対する前記モリブデン／酸化モリブデン電極の自然電位の変化に基づき行われることを特徴とする。
さらに、前記溶存酸素検出手段によって検出された前記吸収器内の吸収液中の溶存酸素濃度が、予め設定した所定値を超えた場合に警報を発する警報装置を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、腐食進行の加速因子となるところの、吸収器内の吸収液中の溶存酸素濃度を、簡単に検出することができる吸収式冷凍機が得られる。
以下、本発明に係る吸収式冷凍機の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す本発明の一実施形態の吸収式冷凍機１は、二重効用吸収式冷凍機であって、高温再生器２Ａ及び低温再生器２Ｂからなる再生器２、凝縮器３、蒸発器４、吸収器５、熱交換器６並びに第１ポンプ７Ａ及び第２ポンプ７Ｂからなるポンプ７を、少なくとも備えている。吸収式冷凍機１内には、水からなる冷媒Ｘ１と臭化リチウム水溶液からなる吸収液Ｙ１が、封入されている。臭化リチウム水溶液からなる吸収液Ｙ１には、無機酸素酸液及びアルカリ金属水酸化物からなるインヒビターが混合されている。吸収式冷凍機１は、その機内が通常大気圧以下に設定されて作動するようにしてある。
蒸発器４は、多数の蒸発用管体８を有し、これら蒸発用管体８に冷水送込み用配管９及び冷水戻り用配管９Ａが連結されており、蒸発用管体８外周に散水ノズル１０で冷媒Ｘ１を散布することにより、蒸発用管体８内を流れる冷水Ｗ１から気化熱により熱を奪う機能を有している。冷媒Ｘ１は、第２ポンプ７Ｂのよって散水ノズル１０に送られる。
吸収器５は、蒸発器４で発生した冷媒Ｘ１の蒸気を吸収する。このとき、発生した熱は、吸収器５の多数の吸収用管体１１内を流れる冷却水Ｗ２によって冷却される。吸収用管体１１には、冷却水送込み用配管１２及び冷却水戻り用配管１２Ａが連結されている。
吸収器５で冷媒Ｘ１の蒸気を吸収して臭化リチウム濃度の低下した吸収液Ｙ１は、第１ポンプ７Ａにより、一部が高温再生器２Ａに送られて、ガスバーナー、蒸気などの加熱源によって加熱濃縮される。加熱により発生した高温の冷媒蒸気Ｘ２は、低温再生器２Ｂの加熱管内に導かれて、臭化リチウム濃度の低下した吸収液Ｙ１を加熱することにより、臭化リチウム濃度の高い吸収液Ｙ１にする。臭化リチウム濃度が高くなった吸収液Ｙ１は、吸収器５に戻る。
低温再生器２Ｂの加熱管内に導かれた冷媒蒸気Ｘ２は、凝縮器３に導かれると、その凝縮器３の冷却水管１３内を流れる冷却水によって冷却され、冷媒Ｘ１となって、蒸発器４に戻る。
第１ポンプ７Ａは、臭化リチウム水溶液からなる吸収液Ｙ１を循環させる駆動源となる。第１ポンプ７Ａは、入口側が吸収器５の底部に、かつ、出口側が熱交換器６内の熱交換用配管６Ａに、それぞれ接続されている。熱交換器６内の熱交換用配管６Ａは、第１配管２１により高温再生器２Ａに、かつ、第２配管２２により低温再生器２Ｂに、それぞれ接続されている。第２ポンプ７Ｂは、水からなる冷媒Ｘ１を循環させる駆動源となる。第２ポンプ７Ｂは、入口側が凝縮器３及び蒸発器４からの冷媒戻り配管２３に、かつ、出口側が散水用配管２４に、それぞれ接続されている。低温再生器２Ｂと熱交換器６とは、第３配管２５により接続されている。吸収器５と熱交換器６とは、第４配管２６により接続されている。高温再生器２Ａと
熱交換器６とは、第５配管２７により接続されている。高温再生器２Ａには、その
高温再生器２Ａで発生した高温の冷媒蒸気Ｘ２を、低温再生器２Ｂの加熱管内に導く第６配管２８が設けられている。低温再生器２Ｂと凝縮器３とには、低温再生器２Ｂの加熱管内に導かれた冷媒蒸気Ｘ２を凝縮器３に導く第７配管２９が設けられている。
熱交換器６とは、第５配管２７により接続されている。高温再生器２Ａには、その
高温再生器２Ａで発生した高温の冷媒蒸気Ｘ２を、低温再生器２Ｂの加熱管内に導く第６配管２８が設けられている。低温再生器２Ｂと凝縮器３とには、低温再生器２Ｂの加熱管内に導かれた冷媒蒸気Ｘ２を凝縮器３に導く第７配管２９が設けられている。
吸収器５内には、臭化リチウム水溶液からなる吸収液Ｙ１中の溶存酸素を検出する溶存酸素検出手段１４が設置されている。溶存酸素検出手段１４は、吸収器５内の吸収液Ｙ１中に浸漬するように設置された酸化物電極１５と、この酸化物電極１５に対向し、かつ、吸収器５内の吸収液Ｙ１中に浸漬するように設置された参照電極１６と、酸化物電極１５と参照電極１６との間に発生した電位差を計測する電位測定器１７とから構成されている。溶存酸素検出手段１４の設置場所は、酸化物電極１５及び参照電極１６の特性を考慮して定められ、吸収式冷凍機１内で最も低温低圧となり、かつ、吸収式冷凍機１外から侵入した空気が最も集まり易い場所とする。本実施形態では、図１に示すように、吸収器５内の底部であって吸収液Ｙ１中に浸漬するように溶存酸素検出手段１４を設置してある。
酸化物電極１５は、モリブデン表面に酸化モリブデン層を形成したモリブデン／酸化モリブデン電極（Ｍｏ／ＭｏＯ２電極）で構成されている。参照電極１６は、飽和カロメル電極（塩化カリウムをガラス管に充填した電極）や銀―塩化銀電極によって構成されている。酸化物電極１５にリード線１８が、参照電極１６にリード線１９が、それぞれ接続されている。リード線１８、１９は、図１に示すように、電位測定器１７に接続されている。電位測定器１７には、ランプ、ブザー、パトライトなどからなる警報装置２０が接続されている。電位測定器１７は、吸収液Ｙ１中の溶存酸素濃度に応じて参照電極１６に対する酸化物電極１５の自然電位が変化することにより、酸化物電極１５と参照電極１６との間に発生する電位差を測定すると共に、その測定された電位差が予め設定された所定値（溶存酸素濃度に対応して定められ電位）を超えた場合に、警報装置２０を作動させる機能を有している。
上記実施形態の吸収式冷凍機１によれば、第２ポンプ７Ｂの駆動によって、冷媒Ｘ１が、散水用配管２４‐蒸発器４‐冷媒戻り配管２３‐第２ポンプ７Ｂ‐散水用配管２４を循環する。第１ポンプ７Ａの駆動によって、臭化リチウム水溶液からなる吸収液Ｙ１の一部が、熱交換用配管６Ａ‐高温再生器２Ａ‐第５配管２７‐熱交換器６‐第４配管２６‐吸収器５‐第１ポンプ７Ａ‐熱交換用配管６Ａを循環すると共に、臭化リチウム水溶液からなる吸収液Ｙ１の残りの一部が、熱交換用配管６Ａ‐第２配管２２‐低温再生器２Ｂ‐第３配管２５‐熱交換器６‐第４配管２６‐吸収器５‐第１ポンプ７Ａ‐熱交換用配管６Ａを循環する。また、高温再生器２Ａで発生した高温の冷媒蒸気Ｘ２は、第６配管２８‐低温再生器２Ｂの加熱管‐第７配管２９で移動して凝縮器３に至り、その凝縮器３で冷媒Ｘ１となる。その冷媒Ｘ１は、冷媒戻り配管２３‐第２ポンプ７Ｂ‐散水用配管２４を介して、蒸発器４に戻る。
上記のようにして吸収式冷凍機１内を循環する臭化リチウム水溶液からなる吸収液Ｙ１に、吸収式冷凍機１内に侵入した空気が溶け込むことにより、吸収液Ｙ１中の溶存酸素濃度が予め設定した所定値を超えると、その所定値を超えたことを溶存酸素検出手段１４によって検知されると共に、警報装置２０が作動させられる。したがって、吸収液Ｙ１中の溶存酸素濃度が予め設定した所定値を超えたことを、警報装置２０の警報によって、吸収式冷凍機１の保守員、管理者若しくは所有者が、難なく知ることができる。
さらに、上記実施形態の吸収式冷凍機１によれば、吸収器５内の吸収液Ｙ１中の溶存酸素濃度が予め設定した所定値を超えたことを警報装置２０によって警報されたならば、吸収液Ｙ１中の溶存酸素濃度を下げるような種々の手段を施すことによって、吸収式冷凍機１内の最適腐食抑制条件を維持させることができるので、吸収式冷凍機１を構成している鉄鋼部材の腐食を抑制することができる。また、上記実施形態の吸収式冷凍機１によれば、吸収器５内の吸収液Ｙ１中の溶存酸素濃度が溶存酸素検出手段１４によって、自動的にモニタリングされているので、吸収器５内の吸収液Ｙ１中の溶存酸素濃度が予め設定した所定値を超えてしまった状態のままで、長時間放置されることがなく、吸収式冷凍機１を構成している鉄鋼部材の腐食の進行を阻止できる。
１ 吸収式冷凍機
２ 再生器
２Ａ 高温再生器
２Ｂ 低温再生器
３ 凝縮器
４ 蒸発器
５ 吸収器
６ 熱交換器
６Ａ 熱交換用配管
７ ポンプ
７Ａ 第１ポンプ
７Ｂ 第２ポンプ
８ 多数の蒸発用管体
９ 冷水送込み用配管
９Ａ 冷水戻り用配管
１０ 散水ノズル
１１ 吸収用管体
１２ 冷却水送込み用配管
１２Ａ 冷却水戻り用配管
１３ 冷却水管
１４ 溶存酸素検出手段
１５ 酸化物電極
１６ 参照電極
１７ 電位測定器
１８ リード線
１９ リード線
２０ 警報装置
２ 再生器
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Claims (4)
- 再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器及びポンプを少なくとも備え、水を冷媒とし、かつ、無機酸素酸塩及びアルカリ金属水酸化物からなるインヒビターを含む臭化リチウム水溶液を吸収液として用い、通常大気圧以下で作動する吸収式冷凍機において、前記吸収液中の溶存酸素濃度を検出する溶存酸素検出手段を設け、この溶存酸素検出手段を、前記吸収器内の吸収液中に浸漬するように設置された酸化物電極及び参照電極と、吸収液中の溶存酸素濃度に応じて前記酸化物電極と前記参照電極との間に発生する電位差を測定する電位測定器とから構成したことを特徴とする吸収式冷凍機。
- 前記酸化物電極を、モリブデン表面に酸化モリブデン層を形成したモリブデン／酸化モリブデン電極で構成し、このモリブデン／酸化モリブデン電極とこのモリブデン／酸化モリブデン電極に対向して設けられた前記参照電極により、前記吸収液中の溶存酸素を検出することを特徴とする請求項１記載の吸収式冷凍機。
- 前記モリブデン／酸化モリブデン電極及び前記参照電極による前記吸収液中の溶存酸素の検出は、前記参照電極に対する前記モリブデン／酸化モリブデン電極の自然電位の変化に基づき行われることを特徴とする請求項２記載の吸収式冷凍機。
- 前記溶存酸素検出手段によって検出された前記吸収器内の吸収液中の溶存酸素濃度が、予め設定した所定値を超えた場合に警報を発する警報装置を設けたことを特徴とする請求項１、２若しくは３記載の吸収式冷凍機。
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2004
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