JPH02290481A - 吸収式冷凍機の抽気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、吸収式冷凍機の抽気装置に係り、特に不凝縮
ガスの分離抽気を確実に行うのに好適な吸収式冷凍機の
抽気装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の装置は、例えば実開昭５２−８８０６４号公報に
記載されているように、蒸発器に隣接した密閉空ｌＩＪ
Ｉ（以下抽気槽という）を構成し、この抽気槽の冷却を
、蒸発器内の冷水配管群を流れ出る冷媒液のミストによ
り実現するものが知られている。

また、抽気槽内で凝縮した冷媒液は、蒸発器へ戻すこと
になっている。

さらに、不凝縮ガスが抽気槽内に溜ったことを抽気槽内
の圧力上昇を検知することにより判断するものである． 〔発明が解決しようとする１ｅｌｌＭ〕上記従来技術は
、抽気槽の冷却を蒸発器内の冷媒ミストに依存している
．しかし、この冷媒ミストは、蒸発器内の圧力差，冷媒
液滴の自重、冷水配管群への冷媒スプレーの不均一など
非常レこ不安定な要素によるものであり、言うなれば、
蒸発器内で発生する自然現象に頼るもので、抽気槽の冷
却に対して所定の効果が発生するか否かは流動的なもの
であった． また、上記従来技術は、抽気槽内の不凝縮ガスの検出を
圧力検知によっているが、検出圧力が微妙であることな
どから圧力検知器が一般的に高価なものとなっていた． さらに，従来技術によれば、抽気槽内の凝縮液を蒸発器
に戻すようになっているが、この方式では、凝縮液中に
不凝縮ガスが混入する事態が起きた場合、蒸発器内およ
びそれと連通されている吸収器内に不凝縮ガスが再＠環
してしまう恐れがある．蒸発器および吸収器という低圧
側に不凝縮ガスが浸入すると、冷凍機の能力を大きく低
下させ．また、溶液（ＬｉＢｒ）の結晶を招くという問
題があった． 本発明は，上記従来技術における問題点を解決するため
になされたもので、抽気槽の冷却効果を常に十分に保ち
、また、抽気槽内の不凝縮ガスの検出を確実に安価に実
施し、さらに、一度葉気した抽気槽内の不凝縮ガスが再
度機内に逆流することを防止しつる吸収式冷凍機の抽気
装置を提供することを、その目的とするものである．〔
課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために，本発明に係る吸収式冷凍機
の抽気装置のも！成は、少なくとも、蒸発器，吸収器，
凝縮器，再生器を有し、不凝縮ガスと凝縮ガスとの混合
気を集気すべき密閉容器と、この密閉容器に前記凝縮器
から不凝縮ガスと凝縮ガスとの混合気を導入するガス導
入管と、前記密閉容器から不凝縮ガスを抽気する排気系
とを備えた吸収式冷凍機の抽気装置において，前記密閉
容器を前記蒸発器に接触させるように配設し、このの密
閉容器に蒸発器内の冷媒液を強制接触させる手段と、前
記密閉容器内の、不凝縮ガスを抽気すべき時点の凝縮冷
媒液面を検出する手段と，前記密閉容器から前記凝縮器
へ凝縮冷媒を戻すＵ字シール形状の液戻し管と、前記の
ガス導入管，液戻し管のそれぞれに具備され、冷凍機停
止中は閉じ，冷凍機運転中は開く弁手段とを備えたもの
である。

〔作用〕

上記技術的手段による働きを，本発明を開発した考え方
に沿って説明すると，次のとおりである．蒸発器内で散
布されている冷媒液は、蒸発器内の圧力に相当する飽和
温度になっている．蒸発塁内は、通常、数ＩｌｌＩＩＩ
Ｈｇの高真空であるため、冷媒液温度は、それにより５
〜１０℃と低温である．この冷媒液を、密閉容器である
抽気槽の壁面に積極的に散布させることは、抽気槽に対
する冷却効果を十分なものにする．また、常に冷却液が
抽気槽壁面に散布されているので，冷却作用は安定なも
のである． 抽気槽内の凝縮冷媒液面は，抽気槽のガス側および液側
が連通されている凝縮器との圧力バランス，液面バラン
スにより決定される．抽気槽内に不凝縮ガスが存在しな
いときは、抽気槽内圧力は、蒸発器内の冷媒液により冷
却されている温度に相当する飽和圧力、すなわち、数ｎ
ｏ　Ｈ　ｇから十数ｍＨｇである． 一方、抽気槽内に不凝縮ガスが導入されると、抽気槽内
の圧力が、不凝縮ガスのｖＭ度に応じて上昇する．抽気
槽内の圧力が上昇すると，それに連通されている凝縮器
との液面バランスをとるように抽気槽内液面が、不凝縮
ガスが存在しない場合の液面よりも低下する．この液面
低下のレベルを、抽気槽内・の不凝縮ガス意からあらか
じめ決定しておき，このレベルまで液面が低下したこと
を液面検出器で検知し、抽気槽内の不凝縮ガスを機外に
排気すればよい． また、抽気槽へのガス導入管および抽気槽からの液戻し
管の途中に具備された弁手段に係る電磁弁は、冷凍機停
止中にはこれを閉じ、冷凍機運転中はこれを開けるよう
に動作させる．冷凍機停止中は、機内各部の圧力がほぼ
等しくなるため、抽気槽内の不凝縮ガスが逆流しようと
する．このとき，ガス導入管および液戻し管途中の電磁
弁を閉じることによって逆流を防止できる．一方、冷凍
機運転中は、抽気槽内圧力が低下し、凝縮器圧力が上昇
する．このため、ガス導入管途中の前記電磁弁を開けて
いても抽気槽内の不凝縮ガスが逆流することはない．こ
のとき、液戻し管途中の電磁弁が開いていることは、逆
流という観点から見ると、凝縮器側からの吹き抜けによ
り，液戻し管中の液性が消滅してしまう。これを防止す
るために，液戻し管にＵ字シール形状を持たせるように
している，さらに，このＵ字シールは、抽気槽内に不凝
縮ガスが蓄積され，抽気槽内液面が低下したとき、その
液面の変動により抽気槽から凝縮器への液柱の吹き抜け
を防止するものである。

また、抽気槽内凝縮冷媒液が吹き抜けたり、抽気槽内凝
縮冷媒液に不凝縮ガスが混入する等の非常時を想定した
場合、不凝縮ガスが凝縮器に逆流することになるが，こ
の場合は，冷凍能力の低下は招かない．いずれにしろ、
凝縮器は、吸収式冷凍機内の凝縮ガスが集められてくる
容器であるから問題はない。

〔実施例〕

以下、本発明の各実施例を第１図ないし第５図を参照し
て説明する。

第１図は，本発明の一実施例に係る吸収式冷凍機の抽気
装置の構成図である。第１図では吸収式冷凍機を構成す
る蒸発器，吸収器，ｉ！！縮器，再生器，およびこわら
を機能的に接続する配管系のうち抽気装置に関連する部
分のみを示したものである． 第１図において、１は凝縮器、２は蒸発器、３は、不凝
縮ガスと凝縮ガスとの混合気を集気すべき密閉容器に係
る抽気槽、４は、抽気槽３の底部に設けた液面検出器で
，この液面検出器４は、抽気槽３内の不凝縮ガスを抽気
すべき時点の凝縮冷媒液面レベルを検出するものである
． ５は冷却水配管郡，６は冷水配管群、７は冷媒ポンプ、
１０．１１は電磁弁、１２は，凝縮器１から抽気槽３内
へ不凝縮ガスと凝縮ガスとの混合気を導入するガス導入
管，１３は、抽気槽３から凝縮器１へ凝縮冷媒を戻す液
戻し管で、この液戻し管１３はＵ字シール形状に構成さ
れている．１４は冷媒スプレー　１５は凝縮器１と蒸発
器２とを接続する凝縮冷媒配管、１６は案内板である、 １７は排気装置、１８は不凝縮ガス排気管で、これらは
、抽気槽３から不凝縮ガスを抽気する排気系を構成する
ものである． 第１図に示す吸収式冷凍機の抽気装置のより詳しい構成
とその作用を次に説明する． 蒸発器２の壁面に抽気槽３を接触して取り付ける．抽気
槽３には、液面検出器４を所定の液面レベルで動作する
位置に取り付けてある．また、抽気槽３には、凝縮器１
からのガス導入管１２，凝縮器１への液戻し管１３、お
よび，不凝縮ガス排気管１８が接続されている．ガス導
入管１２と液戻し管１３の途中には電磁弁１０．１１が
具備されている。また、不凝縮ガス排気管ｌ８には，真
真空ポンプやエゼクタ等の排気装置１７が設けられてい
る。

蒸発器２内には、冷水配管群６が通っており、冷水配管
群６には、冷媒ポンブ７により昇高された冷媒が冷媒ス
プレー１４から散布されている。

この冷媒散布により発生した蒸気８は吸収鼎（図示せず
）へ移動する．また，冷媒スプレー１４がら散布された
冷媒の一部は、案内板１６に導びがれて、抽気槽３と接
している蒸発器２の壁面にあたり、この壁面を伝って流
下するようになっている。

一方、凝縮器１には、冷却水配管群５が通っており，再
生器（図示せず）からの冷媒蒸気９を冷却，凝縮させる
．この凝縮冷媒は、配管１５により蒸発器２に戻される
． 前述のように，冷媒スプレー１４から散分された冷媒の
一部が案内板１６により蒸発器２の内壁面を流下し、抽
気槽３は、その冷媒液により強制的に冷却される． この抽気槽３の冷却により抽気槽３内の凝縮ガスは液化
し、不凝縮ガスだけは液化せずに徐々に密度を増し、抽
気槽内圧力が上昇し、抽気槽内液面が低下する．凝縮冷
媒液面が液面検出器４の検出レベルまで低下すると、液
面検出器４の出力信号により排気装置１７が作動し、不
凝縮ガスを不凝縮ガス排気管１８により機外へ排気する
。不凝縮ガスが排気されると、抽気′Ｍ３内の圧力が低
下し液面が上昇する。この凝縮冷媒液面レベルを液面検
出器４が検知し、排気を停止する。

なお、この排気停止のタイミングは，電気的タイマによ
ってもよい。

また、抽気槽３に接続されているガス導入管１２および
液戻し管１３に具備された電磁弁１０，１１は，冷凍機
停止で閉じ、冷凍機運転で開く。

この動作により，抽気槽３から凝縮器１への不凝縮ガス
の逆流を防止できる。より安全を見るために、電磁弁１
０．１１の開動作を、冷凍機運転開始から時間間隔をお
いて開始させる方法も考えられる。この時間間隔は、凝
縮器１の圧力が十分に上昇するまでに必要な値とする。

さらに、抽気槽３からの液戻し管１３は、Ｕ字シール形
状に構成されている。このＵ字シール形状がなく凝縮器
１下部から直接的に抽気槽３に接続されていたとすると
，液面検出器４と設定位置が、凝縮器１下部の高さと同
程度であった場合に，抽気槽３内液面のわずかな変動に
より、液戻し管１３内の液柱が吹き抜けてしまう問題が
生じる．本実施例の液戻し管１３はこの問題を解決して
いる。

次に，第２図は、本発明の他の実施例に係る吸収式冷凍
機の抽気装置の蒸発器部を示す構成図である．図中、第
１図は同一符号のものは同等部分であるから、その説明
を省略する。

第２図の実施例は、抽気槽３Ａを蒸発器２Ａ内に組み込
んだものである。

第２図の実施例によれば、抽気槽３Ａは、蒸発器２Ａ下
部の冷媒液溜りに浸漬しており，かつ，上部の冷媒スプ
レー１４からの冷媒の散布を案内板が無くても多方面か
ら受けることができ，強力な冷却効果が得られる． 次に、第３図および第４図は、抽気槽３の液面レベルの
動きの原理説明図である． 第３図は、抽気槽３内の不凝縮ガスが存在しないときの
状態を示している．このとき、抽気槽内は、圧力ＰＴで
ある．圧力ＰＴは、蒸発器２の冷媒液により冷却されて
いる温度に相当する飽和圧力である。

一方，第４図は、抽気槽３内に不凝縮ガスが混入したと
きの状態を示す．このとき、抽気槽内は，圧力ＰＴ’で
ある。圧力ＰＴ’は、抽気槽３内の不凝縮ガスの密度、
すなわち，分圧により決まる値であり、不凝縮ガスの密
度が増えると圧力ＰＴ’上昇する。

すにわち、圧力ＰＴ＜圧力ＰＴ’　となる，この圧力Ｐ
Ｔと圧力ＰＴ’の圧力差を冷媒液柱高さに換算した分だ
け抽気槽３内の液面が不凝縮ガスが混入したときの方が
低下する．この液柱高さ（圧力差）は、第３図，第４図
中のΔＨである。

次に，第５図は、本発明のさらに他の実施例に係る抽気
装置の抽気槽部の構成図である．第５図の実施例は、液
面検出器４を抽気槽３と配管で接続された別容器の液面
検出器容器１９に装備したものである。設定した液面レ
ベルが、抽気槽３の位置に対して違っている場合に利用
できる． ところで、液面検出４Ｉ４４は、上記各実施例では抽気
槽３の下部，もしくは別容器の下部に設けてあるが、本
発明はこれに限定されるものではない。

液面検出器４は、抽気槽３，液面検出器容器１９の別の
部位、たとえば側面や上部に設けても差支えない。おの
おの、それに適合した動作をする液面検出＠４を選択す
ればよい。

また、液面検出器４には、フロートスイッチ，電極棒，
光センサ等数多くの種類が市販されている．さらに、検
出位置に温度センサーを差し込み、その温度変化により
液面が検出位置まで低下したことを検知する方法も考え
られる，この場合、抽気槽３の壁面に温度センサーを取
り付けても良い。

なお、上述の各実施例は、水冷吸収式冷凍機の場合につ
いて説明したが，本発明は水冷式のみに限らず空冷吸収
式冷凍機にも適用できる。

空冷吸収式冷凍機の場合は、第１図の凝縮器１において
冷却水配管＃５の部分が外部のファンによる空冷になる
だけである。

上記各実施例によれば下記のような効果がある。

１）抽気槽の冷却が、確実に安定に実施されるため、不
凝縮ガスの分離が十分に行われる。

２）不凝縮ガスの検知を安価で、Ｎ惧かつ確実な液面検
出器により検知するため、信頼性，経済性とも向上する
。

３）抽気槽に一度集めた不凝縮ガスが再度機内に逆流す
るのを防止でき，配流による冷凍能力の低下、溶液の結
晶を防止できる。

４）上記１）〜３）の効果を簡単，低コストの摘造で実
現できる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、木発明によれば、抽気槽の
冷却効果を常に十分に保ち、また，抽気槽内の不凝縮ガ
スの検出を確実に安価に実施し、さらに一度集気した抽
気槽内の不凝縮ガスが再度機内に逆流することを防止し
うる吸収式冷凍機の抽気装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る吸収式冷凍機の抽気
装置の構成図、第２図は、本発明の他の実施例に係る吸
収式冷凍機の抽気装置の蒸発器部を示す構成図、第３図
および第４図は、抽気槽３の液面レベルの動きの原理説
明図、第５図は、本発明のさらに他の実施例に係る抽気
装置の抽気槽部の構成図である． １・・・凝縮器、２，２Ａ・・・蒸発器、３，３Ａ・・
・抽気槽、４・・・液面検出器、１０．１１・・・電磁
弁，１２・・・ガス導入管、１３・・・液戻し管、１４
・・・冷媒スプレー、１６・・・案内板、１７・・・排
気装置．１８・・・不嶌３　図 藁４　団 冨　２　口 冨　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも、蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器を有
   し、 不凝縮ガスと凝縮ガスとの混合気を集気すべき密閉容器
   と、 この密閉容器に前記凝縮器から不凝縮ガスとと凝縮ガス
   との混合気を導入するガス導入管と、前記密閉容器から
   不凝縮ガスを抽気する排気系とを備えた吸収式冷凍機の
   抽気装置において、前記密閉容器を前記蒸発器に接触さ
   せるように配設し、 この密閉容器に蒸発器内の冷媒液を強制接触させる手段
   と、 前記密閉容器内の、不凝縮ガスを抽気すべき時点の凝縮
   冷媒液面を検出する手段と、 前記密閉容器から前記凝縮器へ凝縮冷媒を戻すＵ字シー
   ル形状の液戻し管と、 前記のガス導入管、液戻し管のそれぞれに具備され、冷
   凍機停止中は閉じ、冷凍機運転中は開く弁手段とを、 備えたことを特徴とする吸収式冷凍機の抽気装置。