JPH061140B2 - 吸収ヒ−トポンプの不凝縮ガス排出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、吸収液が冷媒を吸収する際に発生する熱を利
用して蒸発器に供給される熱源流体より高温の被加熱流
体を吸収器から取出すヒートポンプ専用型の吸収ヒート
ポンプ（以下、この種の吸収ヒートポンプという）の不
凝縮ガス排出装置に関する。

(ロ) 従来技術 この種の吸収ヒートポンプは、吸収冷凍サイクルの放熱
側を利用して被加熱流体を昇温する冷温可逆型の吸収ヒ
ートポンプと異なり、構成機器中最も低圧下で作動する
凝縮器においても、その圧力が冷温可逆型吸収ヒートポ
ンプの吸収器（冷温可逆型吸収ヒートポンプにおいては
吸収器が最も低圧下で作動する。）内圧より高い状態
で、通常、運転される。

このため、この種の吸収ヒートポンプの不凝縮ガス排出
装置においては、冷温可逆型吸収ヒートポンプや吸収冷
凍機に備えられている従来の不凝縮ガス排出装置（特公
昭４３−２０９３３号公報、実公昭５０−４３４０９号
公報等参照）にくらべ、この種の吸収ヒートポンプの凝
縮器と真空ポンプとを結ぶ不凝縮ガスの排気路に冷媒蒸
気が多く流入すると共に排気路を流れる冷媒蒸気の結露
する量も多くなり、多くの冷媒蒸気が機外へ排出される
欠点を有し、かつ、真空ポンプの性能が劣化しやすい欠
点を有している。

上記欠点を解決するために例えば特開昭５６−１３７０
６３号公報には高温再生器と低温再生器とを冷媒蒸気管
で配管接続し、この冷媒蒸気管の途中に導入管の一端を
接続し、導入管の他端を抽気溜（密閉容器）に接続し、
導入管の途中にオリフィスを設け、不凝縮ガスを吸収式
冷凍機から抽気している時に抽気溜への冷媒蒸気の流入
を少なくするようにした吸収式冷凍機の抽気装置が開示
されている。

上記抽気装置おいて、抽気溜に流入する冷媒蒸気の量を
従来の抽気装置と比較して少なくすることができるが、
抽気ポンプの運転による抽気溜からの不凝縮ガスの排出
時には抽気溜に不凝縮ガスと一緒に溜っていた冷媒蒸気
がそのまま抽気ポンプに吸引されて排出されると共に真
空ポンプ内で結露した液冷媒によつて真空ポンプの性能
が劣化するという問題が発生する。

(ハ) 発明の目的 本発明は、真空ポンプ運転時の冷媒蒸気の排出量を一層
低減すると共に真空ポンプの性能の劣化を防止すること
のできるこの種の吸収ヒートポンプの不凝縮ガス排出装
置の提供を目的としたものである。

(ニ) 発明の構成 本発明は、この種の吸収ヒートポンプの不凝縮ガス排出
装置において、凝縮器の気相部から抽気槽に至る排気路
にオリフィスその他の圧力調整機構を設け、かつ、貯溜
容器から真空ポンプに至る排気路にもオリフィスその他
の圧力調整機構を設けて真空ポンプへの冷媒流量を低減
する構成としたものである。

本発明によれば、不凝縮ガスの抽気運転時に凝縮器から
抽気槽に冷媒蒸気が大量に流れることをオリフィスその
他の圧力調整機構によって防止し、かつ、真空ポンプの
運転による不凝縮ガスの排出時に貯溜容器から真空ポン
プに流れる冷媒蒸気の量をオリフィスその他の圧力調整
機構によって低減し、真空ポンプによって排気される冷
媒蒸気量を少なくすることができ、かつ、排気路におい
て冷媒蒸気の結露する量も少なくすることが可能とな
り、真空ポンプの性能を良好に保つことができる。

(ホ) 実施例 図面は本発明によるこの種の吸収ヒートポンプの不凝縮
ガス排出装置の一実施例を示す概略構成説明図であり、
(1)は発生器(2)および凝縮器(3)より成る発生凝縮器、
(4)は蒸発器(5)および吸収器(6)より成る蒸発吸収器、
(7)は溶液熱交換器、(8)は冷媒液用のポンプ、(9)は冷
媒液循環用のポンプ、(10)は吸収液用のポンプで、これ
ら機器は冷媒液の送られる管(11)、冷媒液の還流する管
(12)、(13)吸収液の送られる管(14)、(15)、(16)、吸収
液の流下する管(17)、(18)により接続されて従来のこの
種の吸収ヒートポンプ（特開昭５８−６９３７２号公報
参照）と同様の冷媒(水)および吸収液（臭化リチュム水
溶液）の循環路を構成している。なお、(19)は熱交換用
コイルである。

(20)、(21)はそれぞれ発生器(2)、蒸発器(5)に内蔵した
冷却器、(22)は凝縮器(3)に内蔵した冷却器、(23)は吸
収器(6)に内蔵した被加熱器、(24)、(25)は加熱器(20)
と接続されている排温水や廃蒸気などの熱源流体の流れ
る管、(26)、(27)は加熱器(21)と接続されている廃蒸気
その他の熱源流体の流れる管、(28)、(29)は冷却器(22)
と接続されている冷却水や冷却用空気などの冷却流体の
流れる管、(30)、(31)は被加熱器(23)と接続されている
温水その他の被加流体の流れる管である。

そして、このように構成された吸収ヒートポンプを運転
することにより、発生凝縮器(1)は蒸発吸収器(4)よりも
低温低圧下で作動し、吸収器(6)の被加熱器(23)に散布
された吸収液が蒸発器(5)からの冷媒蒸気を吸収する際
に発生する熱により、被加熱流体が蒸発器(5)に供給さ
れる熱源流体の温度以上に昇温されるのである。

(23)は不凝縮ガスの抽気槽、(33)は不凝縮ガスの貯留用
の容器、(34)は真空ポンプ、(35)は真空ポンプ(34)に用
いるオイルのセパレーター、(36)は抽気槽(32)に内蔵し
た熱交換器、(37')は熱交換器(36)に吸収液を散布する
散布器で、(37)は抽気槽(32)と凝縮器(3)の気相部とを
接続した不凝縮ガスおよび冷媒蒸気（以下、ガスとい
う）の流れる管、(38)は管(15)と散布器(37')とを接続
した吸収液の送られる管、(39)は一端を末広に開口させ
て抽気槽(32)下部に接続すると共に他端を容器(33)内の
液中に開口させて容器(33)と接続した気液導管、(40)は
気液導管(39)の開口端に挿入した気液のガイド棒、(41)
は容器(33)上部と抽気槽(32)とを接続したガス戻し用の
管、(42)は抽気室(32)とセパレーター(35)とを接続した
ガスの流れる管、(43)はセパレーター(35)と真空ポンプ
(34)の吸入側とを接続したガスの流れる管、(44)は真空
ポンプ(34)の吐出側の管、(45)は管(37)と管(42)とに接
続したガスの流れる管、(46)は容器(33)下部と発生器
(2)の溶液溜め(47)とを接続した吸収液の戻し管であ
る。なお、(28')、(29')は抽気槽(32)の熱交換器(36)と
管(28)、(29)とに接続した冷却流体の流れる管である。
また、(V₁)、(V₂)、(V₃)、(V₄)はそれぞれ管(37)、(4
1)、(45)に備えた手動式もしくは電磁式の開閉弁であ
る。

そして、(48)、(49)はそれぞれ管(37)、(41)に備えられ
たオリフィスである。なお、(50)は管(38)に備えたオリ
フィスである。

次に、このように構成されたこの種の吸収ヒートポンプ
の不凝縮ガス排出装置（以下、本装置という）の動作お
よび作用を説明する。

吸収ヒートポンプの運転を続けると、発生凝縮器(1)に
おいては吸収液中の溶存空気その他の不凝縮ガスが冷媒
蒸気と共に凝縮器(3)側へ流れ、また、蒸発吸収器(4)に
おいても不凝縮ガスが例えば管(17)、(18)経由で発生器
(2)へ流れ、更に凝縮器(3)へ流れる。その結果、不凝縮
ガスは凝縮器(3)に集まって滞留し始める。

一方、ポンプ(10)により発生器(2)の溶液溜め(47)から
管(38)経由で抽気槽(32)の散布器(37')へ送られた吸収
液は、熱交換器(36)に散布され、この熱交換器を流れる
冷却流体によつて降温される。その結果、抽気槽(37)内
の吸収液の飽和蒸気圧が降下し、この抽気槽の内圧は凝
縮器(3)内圧よりも低くなる。それ故、凝縮器(3)内に滞
留している不凝縮ガスは冷媒蒸気と共に管(37)経由で抽
気槽(32)へ流れる。また、管(37)の凝縮器(3)との接続
部近傍に備えたオリフィス(48)は、凝縮器(3)側から抽
気槽(32)側へ冷媒蒸気が多量に流れることを防止し、抽
気槽(32)内圧を低く保つ機能をもっている。

そして、抽気槽(32)に流入した冷媒蒸気は吸収液に吸収
され、また、不凝縮ガスは、冷媒を吸収して濃度の低下
した吸収液と共に気液導管(39)経由で容器(33)へ流下し
た後、容器(33)の液中を浮上して容器(33)上部に貯留さ
れる。一方、容器(33)に流下した吸収液は管(46)経由で
発生器(2)の溶液溜め(47)へ戻る。

このようにして不凝縮ガスが容器(33)に徐々に貯留され
続けて一定期間経過すると〔容器(33)内に不凝縮ガスが
所定量貯留されると〕、真空ポンプ(34)が稼動され、次
いで弁(V₃)、(V₂)が順に開かれることにより、容器(33)
内の不凝縮ガスを真空ポンプ(34)によって管(41)、抽気
槽(32)、管(42)、セパレーター(35)、管(43)、管(44)経
由で大気中へ排出する。なお、不凝縮ガスの排出時には
抽気槽(32)内への吸収液の散布と熱交換器(36)への冷却
流体の供給を続けて抽気槽(32)内圧を低圧に維持する一
方、弁(V₁)を閉じるのが好ましい。なおまた、真空ポン
プ(34)の発停と弁(V₁)、(V₂)、(V₃)の開閉は手動で行な
っても良く、タイマーや容器(33)の液位、圧力を検知す
る検出器などの信号により自動的に行なうようにしても
良い。

また、本装置においては、吸収ヒートポンプの設置時や
保守点検後における空気抜き時などに弁(V₄)を開くと共
に真空ポンプ(34)を稼動し、管(45)経由で吸収ヒートポ
ンプの真空引きを行なうようにしている。尤も、吸収ヒ
ートポンプの運転中に管(45)経由で不凝縮ガスを排出す
ることも可能である。

このように、本装置においては、管(37)にオリフィス(4
8)を設けて抽気槽(32)への冷媒蒸気の流入量を減じ、か
つ、管(41)にもオリフィス(49)を設けて不凝縮ガスの排
出時における容器(33)から抽気槽(32)への冷媒蒸気の流
入量を減じるようにしているので、不凝縮ガスの排出時
には管(42)を流れる冷媒蒸気量は抽気槽(32)内の吸収液
の飽和蒸気圧に相当する冷媒蒸発量と同程度になる。そ
して、抽気槽(32)における吸収液の飽和蒸気圧は容器(3
3)や発生凝縮器(1)その他の構成機器におけるそれより
も低い〔ちなみに、抽気槽(32)における吸収液の飽和蒸
気圧は１０mmＨｇ程度である〕ので、抽気槽(32)内の冷
媒蒸気量は他のいずれの構成機器内の冷媒蒸気量よりも
少ない。それ故、本装置においては、管(42)経由で真空
ポンプ(34)により大気中へ排出される冷媒蒸気の量を凝
縮器３から抽気槽３２に至る管３７にのみオリフィス４
８を設けた従来の不凝縮ガス排出装置と比較して一層少
なくすることができる。また、本装置においては、管(3
7)、(41)、(42)などの不凝縮ガスの排気路を流れる冷媒
蒸気の量を少なくしているので、排気路内で冷媒蒸気の
結露する量も少なくなる。それ故、結露した冷媒の小滴
が真空ポンプ(34)内に侵入する量も少なくなり、この真
空ポンプの性能劣化も軽減される。

なお、本装置においては、管(42)にもオリフィス(51)を
備えても良い。また、オリフィスの代りに開度調節可能
の弁を排気路に備えるようにしても良い。

(へ) 発明の効果 以上のように、本発明は、この種の吸収ヒートポンプの
不凝縮ガス排出装置において、凝縮器の気相部から抽気
槽に至る排気路と貯溜容器から真空ポンプに至る排気路
とのそれぞれにオリフィスその他の圧力調整機構を設け
たので、凝縮器から抽気槽に冷媒蒸気が大量に流れるこ
とを防止できるのはもちろん、貯溜容器に冷媒蒸気が少
しづつ流れて溜った場合にも溜っていた冷媒蒸気が真空
ポンプの運転による不凝縮ガスの排出時に貯溜容器から
真空ポンプに多量に吸引されることを回避することがで
き、この結果、真空ポンプに流れる冷媒蒸気の量及び貯
溜容器から真空ポンプに至る排気路で結露する冷媒蒸気
の量を従来の不凝縮ガス排出装置と比較して大幅に低減
でき、真空ポンプの性能を長期間にわたって良好に保つ
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明によるこの種の吸収ヒートポンプ装置の一
実施例を示した概略構成説明図である。 (1)…発生凝縮器、(2)…発生器、(3)…凝縮器、(5)…蒸
発器、(6)…吸収器、(10)…ポンプ、(15)…管、(17)、
(18)…管、(20)、(21)…加熱器、(22)…冷却器、(23)…
被加熱器、(28)、(29)、(28')、(29')…管、(32)…抽気
槽、(33)…容器、(34)…真空ポンプ、(36)…熱交換器、
(37)、(38)…管、(39)…気液導管、(41)、(42)、(43)、
(45)、(46)…管、(48)、(49)、(51)…オリフィス、
(V₁)、(V₂)、(V₃)、(V₄)…弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】凝縮器に冷却流体を流し、蒸発器および発
   生器に熱源流体を供給して吸収器から熱源流体の温度以
   上の被加熱流体を取出すように発生器、凝縮器、蒸発
   器、吸収器などの機器を配管構成した吸収ヒートポンプ
   内の不凝縮ガスを真空ポンプにより排出する装置におい
   て、凝縮器の気相部と配管接続され吸収液を用いて冷媒
   蒸気と共に不凝縮ガスを吸引する抽気槽と、この抽気槽
   で吸引された不凝縮ガスを貯溜する貯溜容器と、凝縮器
   の気相部から抽気槽に至る排気路に設けられたオリフィ
   スその他の圧力調整機構と、貯溜容器から真空ポンプに
   至る排気路に設けられたオリフィスその他の圧力調整機
   構とを備えたことを特徴とした吸収ヒートポンプの不凝
   縮ガス排出装置。