JPH1130460A - 蒸発凝縮式アンモニア冷凍ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 漏洩アンモニアガスの回収にはアンモニアの
水に対する大きな溶解度を利用し、その溶解用の水は蒸
発凝縮器に使用する冷却水を利用するとともに、蒸発凝
縮器の使用により凝縮温度低くすることができ、冷凍ユ
ニットのＣＯＰの向上にも寄与する蒸発凝縮式アンモニ
ア冷凍ユニットを提供する。 【構成】 上部収納室２２ａ下部収納室２３ａとで一体
構造のパッケージで形成され、上下の境界は気密状に構
成し左側に設けた押し込みファン２１の下部に凹部を設
け冷却水タンク１７ａを形成させ、且つ押し込みファン
２１の吸込み側と下部収納室とを結ぶ誘導流路３０を設
け、下部収納室の右脇には外気吸込みスリット３１が設
ける構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸発凝縮器と圧縮
機とアンモニア配管系を含む完全パッケージ構造とした
アンモニア分散型冷凍ユニットに関し、特に漏洩アンモ
ニアガス除去手段を備えた蒸発凝縮式アンモニア冷凍ユ
ニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】圧縮機ユニットと凝縮器とが一体化さ
れ、且つ屋外設置も可能とした凝縮器一体冷凍機が、下
記 ａ、機械室を必要としない、 ｂ、冷凍機と蒸発器間の配管が冷媒液管と吸込みガス管
の２本ですむ、 ｃ、省スペース、現地配管工事をなるべく少なくでき
る、 ｄ、出荷前に試運転行っていくことによる、省工事作業
ができる、等の理由により多用化されている。

【０００３】上記、圧縮機ユニットと凝縮器とが一体化
された冷凍機としては、実公昭５６−５０２５号公報に
開示されている。その発明は図４に見るように、伝熱コ
イルを主体とする凝縮器５２と該凝縮器に冷却水を掛け
る散水ノズル５８と冷却水タンク５３と冷却水配管５９
と吸込みファン６３とを含む蒸発凝縮器５０と、圧縮機
５７と、冷媒配管６０と、冷水源５４と、補給水管６１
等を同一ケーシング５１内に収納一体的なユニットに組
みつけたものである。そのため、外部冷却負荷６８、６
８、６８及び給水系６５には、配管６７で該ケーシング
５１壁部に設けた配管接続端６４、６４を介して接続
し、現地配管施工をなるべく少なくしたものである。

【０００４】最近は、特に冷媒にアンモニアを使用する
場合は、アンモニアの毒性（某研究所の発表によると、
空気中濃度が０．５〜１％のとき、３０分間で死亡また
は重大な傷害与える毒性があることが指摘されてい
る）、及び可燃性の点でも爆発限界が体積含有率１６〜
２５％の値を示し、漏洩等の事故対策からも、大事故を
小事故に押さえるべくアンモニアを使用する冷凍機の分
散が図られ、且つアンモニア配管は分散された冷凍ユニ
ット内に限る傾向にある。

【０００５】ところが、上記ように分散が図られた安全
確立がなされている冷凍ユニットにおいて、漏洩アンモ
ニアガスに対する安全対策が施されたものは、未だ見受
けられない状況である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みなされたもので、漏洩アンモニアガスの回収には
極性物質であるアンモニアの特性に由来する水に対する
大きな溶解度を利用し、その溶解用の水は蒸発凝縮器に
使用する冷却水を利用することにし、それとともに、該
蒸発凝縮器の使用により凝縮温度低くすることによる、
冷凍ユニットのＣＯＰの向上を図ったものである。

【０００７】上記蒸発凝縮器は、水冷凝縮器と空冷凝縮
器の中間に位置し両者の機能を併用したもので、冷媒の
通過する伝熱コイルの表面を噴霧冷却水で濡らし、濡ら
した箇所に空気を送って伝熱コイルの表面に滞留する水
に蒸発を誘発させ、その蒸発潜熱を利用して冷却凝縮さ
せるもので、上記噴霧冷却水は下部のタンクと循環ポン
プにより散水ヘッダとの間を循環させるようにしてあ
る。また、空気による送風は上部に設けた吸込みファン
による吸込み式と、下部側面より吹き上げる押し込み式
がある。

【０００８】そこで、本発明は、吸込み式と押し込み式
のそれぞれの形式の対応する、漏洩アンモニアガス除去
可能の安全な蒸発凝縮式アンモニア冷凍ユニットの提供
を目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の蒸
発凝縮式冷凍ユニットは、上部にアンモニアガス凝縮用
の蒸発凝縮器を収納する上部収納室を設け、下部にアン
モニアガス圧縮用の圧縮機とアンモニア配管系を含む下
部収納室を設けて、完全パッケージ構造とした分散型冷
凍ユニットであって、前記アンモニア配管系よりの漏洩
アンモニアを下部収納室より上部収納室に誘導して蒸発
凝縮器の噴霧状冷却水に接触溶解可能とした接触溶解手
段とアンモニア水回収手段を設けた、ことを特徴とす
る。

【００１０】また、請求項１記載の接触溶解手段は、上
部収納室と下部収納室との境界に漏洩アンモニアガスの
上昇を許容する間隙を介して設けた冷却噴霧水回収用半
円状上向き樋と、前記上向き樋の間隙への噴霧水の下降
を遮断して回収樋に誘導するとともに上昇漏洩ガスの迂
回流路を形成する半円状の下向き樋とよりなる誘導ガス
ガイドとを設け、該誘導ガスガイドと蒸発凝縮器の吸込
みファンの負圧とにより構成した、ことを特徴とする。

【００１１】また、請求項１記載の接触溶解手段は、完
全気密状の下部収納室より上部収納室押し込みファン吸
込み側に設けた漏洩アンモニアガスの誘導流路と押し込
みファンの吸込み側負圧とにより構成した、ことを特徴
とする。

【００１２】また、請求項１記載のアンモニア水回収手
段は、下部収納室の脇に設けた上部収納室下部よ連通す
る回収兼循環冷却水タンクと、アンモニア検知器と、冷
却水循環ポンプとより構成した、ことを特徴とする。

【００１３】

【作用】従って本発明の蒸発凝縮式冷凍ユニットによれ
ば、上下２段の収納室を持つ一体構造のパッケージ構造
体を用意し、上部収納室には、（例えば吸込み式の場
合）上部より吸込みファンを設けその下に噴霧状冷却水
の散布用ノズルを設け、さらにその下にアンモニアを冷
媒とする伝熱コイルを設けることにより形成された蒸発
凝縮器を収納し、下部収納室には、冷媒であるアンモニ
アガスの圧縮機やアンモニア配管系を含む器材を収納し
て、完全パッケージ分散型冷凍ユニットを構成したもの
であって、前記アンモニア配管系よりの漏洩アンモニア
ガスを下部収納室より上部収納室に誘導して蒸発凝縮器
の噴霧状冷却水に接触溶解可能とした接触溶解手段とア
ンモニア水回収手段を設け、漏洩アンモニアガスに対す
る安全対策構成したものである。

【００１４】上記接触溶解手段は、押し込み式蒸発凝縮
器と吸込み式蒸発凝縮器のそれぞれの機能に対応する構
成を用意してあって、押し込み式蒸発凝縮器に対応する
接触溶解手段は、完全気密状の下部収納室より上部収納
室側面の押し込みファンの吸込み口近傍に設けた漏洩ア
ンモニアガスの誘導流路と、吸込み側の負圧と、により
構成したものである。即ち、下部収納室で発生した漏洩
アンモニアガスは前記誘導流路を介して吸込み側負圧に
より上部収納室の押し込みファンの吸込み側に誘導され
る。そして、誘導された漏洩アンモニアガスは、噴霧状
冷却水の中に吹き込まれて接触溶解してアンモニア水を
形成する。上記形成されたアンモニア水ないし噴霧状冷
却水は、上部収納室の床部に形成された凹部の冷却水タ
ンクに流入し貯留されるようにしたものである。

【００１５】また、吸込み式蒸発凝縮器に対応する接触
溶解手段は、上部収納室と下部収納室との境界壁に設け
たアンモニアガス通過用のスリット状間隙と、その上部
に平行に傾斜状に横置した複数の半円状上向き樋群の間
隙と、その間隙に覆い被せるようにして設けられた半円
状下向き樋群の間隙とにより形成された漏洩アンモニア
ガス誘導ガイドと、吸込みファンの吸込み圧とにより構
成したものである。即ち下部収納室で発生した漏洩アン
モニアガスは、前記吸込み圧により下部収納室と上部収
納室の境壁に設けたスリット状間隙を貫通上昇し、つい
で、上向き樋群の間隙とその上部空間に横置された下向
樋群の間隙とにより形成された漏洩アンモニアガス誘導
ガイドを縫うようにして上昇し、その間に噴霧状冷却水
に接触溶解しアンモニア水を形成する。上記形成された
アンモニア水ないし噴霧状冷却水は、下向き樋群によっ
て上向き樋群により形成された間隙への下降通路は遮断
され、全ての冷却水ないしアンモニア水は上向き樋群の
なかに流れこみ、適当の傾斜により下部の凹部に設けら
れた冷却水タンクに流入し貯留されるようにしたもので
ある。

【００１６】また、上記して形成されたアンモニア水の
回収手段は、下部収納室の脇ないし上部収納室の脇に設
けられた前記冷却水タンクと、アンモニア検知器と、冷
却水循環ポンプと、より構成してある。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特
に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１
は、蒸発凝縮式冷凍ユニット（吸込み式）をダイナミッ
クアイスの製造に使用する場合の冷媒の循環の状況及び
蒸発凝縮器の作動状況の１例を示す模式図である。図２
は、本発明の蒸発凝縮式アンモニア冷凍ユニットの押し
込み式の場合の概略の構成を示す縦断面図であり、図３
（Ａ）は、本発明の蒸発凝縮式アンモニア冷凍ユニット
の吸込み式の場合の概略の構成を示す縦断面図で、図３
（Ｂ）は同図（Ａ）のIII−III視図である。

【００１８】図１に示すように、蒸発凝縮式冷凍ユニッ
トは、圧縮機１０と油分離器１１と予冷器１２と冷媒配
管等を含む構成部材を図示してない下部収納部に収納
し、伝熱コイル１３と冷却水散布ノズル１５とファン
（この場合は吸込みファン）１９と冷却水タンク１７と
循環ポンプ１６及び冷却水配管等を含む蒸発凝縮器１８
を図示してない上部収納部に収納し、下部収納部と上部
収納部とを一体パッケージ構造としたもので、製造工場
での試運転済みの冷凍パッケージを負荷であるダイナミ
ックアイス製造器２０の間近に設け、負荷への冷媒供給
配管長さを最小に押さえ現地での配管口数を最小に押さ
えるとともに、冷媒の漏洩等による危害を最小に押さえ
るようにしたものである。

【００１９】上記構成の蒸発凝縮式冷凍ユニットにおい
て、冷媒は、圧縮機１０で高温圧縮体となり、油分離器
１１において圧縮機潤滑油を分離し、ついで予冷器１２
での予冷後蒸発凝縮器１８へ供給される。蒸発凝縮器１
８においては、冷媒を供給された伝熱コイル１３は冷却
水散布ノズル１５からの冷却水の散布による噴霧を受け
るとともに、吸込みファン１９による空気冷却を受け、
伝熱コイル１３の表面からは冷却水の蒸発を起こし、伝
熱コイル１３内を流動する冷媒は水の蒸発による潜熱移
動と、空気の温度変化による顕熱移動による効率的冷却
を受ける。

【００２０】そして噴霧状に散布された冷却水は、前記
伝熱コイル１３の表面を濡らした後その一部は上記した
ように蒸発して水蒸気となり外気へ排出され、蒸発せず
に下部へ落下した水は冷却水タンク１７内の水と一緒に
なり循環ポンプ１６を介して再び噴霧されるようにして
ある。

【００２１】本発明の蒸発凝縮式アンモニア冷凍ユニッ
トは、上記蒸発凝縮器における冷却水の噴霧状散布と、
吸込みファンの場合は吸込みの負圧を、また押し込みフ
ァンの場合は吸込み側負圧を利用して、それぞれ形成さ
れた接触溶解手段を介して漏洩アンモニアガスを前記噴
霧状冷却水に接触溶解させ、アンモニア水を形成させる
ようにしたものである。なお、上記接触溶解手段を持つ
本発明の蒸発凝縮式アンモニア冷凍ユニットは、下記に
説明するように吸込み式と押し込み式とでは異なった構
造で構成してある。

【００２２】図２には、本発明の蒸発凝縮式アンモニア
冷凍ユニットの押し込み式の場合の概略の構成を示す縦
断面図が示してある。同図に見るように、上部収納室２
２ａ下部収納室２３ａとで一体構造のパッケージで形成
され、上下の境界は気密状に構成し左側に設けた押し込
みファン２１の下部に凹部を設け冷却水タンクを形成さ
せ、且つ押し込みファン２１の吸込み側と下部収納室と
を結ぶ誘導流路３０を設け、下部収納室の右脇には外気
吸込みスリット３１が設けてある。

【００２３】該誘導流路３０により、下部収納室２３ａ
に発生した漏洩アンモニアガスは１点鎖線で示すよう
に、押し込みファン２１の負圧で上部収納室２２ａまで
吸引され、その後は押し込み圧により２点鎖線に示すよ
うに上昇し、その間冷却水散布ノズル１５よりの噴霧状
冷却水に接触溶解され、アンモニア水を形成して、下部
の冷却水タンク１７ａに降下貯留され、他の冷却水とと
もに図示していない循環ポンプを介して循環し再度散布
を繰り返すようにしてある。

【００２４】なお、同図に示すように、下部収納室２３
ａには圧縮機１０と油分離器１１と予冷器１２と冷媒配
管が収納され、上部収納室２２ａには蒸発凝縮器１８を
形成する押し込みファン２１と冷却水散布ノズル１５と
伝熱コイル１３と冷却水タンク１７ａとが収納されるよ
うに構成してある。

【００２５】図３（Ａ）には、本発明の蒸発凝縮式アン
モニア冷凍ユニットの吸込み式の場合の概略の構成を示
す縦断面図で、図３（Ｂ）は同図（Ａ）のIII−III視図
を示してある。図に見るように、上部収納室２２ｂと下
部収納室２３ｂとの上部境界壁には上昇するアンモニア
ガスの貫通可能のスリット状間隙２７を設け、その上部
に平行に傾斜状に複数の半円状上向き樋群２５を横置さ
せ、その間隙２５ａに覆い被せるようにして半円状下向
き樋群２６を設けて漏洩アンモニアガス誘導ガイドを形
成させ、下部収納室２３ｂの左脇に冷却水タンク１７ｂ
を設け、右脇には外気吸込みスリット３１を設けるる構
成とした。

【００２６】上記構成により、下部収納室２３ｂで発生
したアンモニアガスは、１点鎖線に示すようにスリット
状間隙２７に向け上昇し、該間隙を通過し上向き樋群２
５の間隙２５ａを通過して、更にその上部の下向き樋群
２６の間隙２６ａにより形成された漏洩アンモニアガス
誘導ガイドを縫うようにして通過し吸込みファン１９の
負圧により上昇する。その間に噴霧状冷却水に接触溶解
されアンモニア水を形成して下降する。上記形成された
アンモニア水ないし噴霧状冷却水は、細線矢印に示すよ
うに、下向き樋群２６により上向き樋群２５の間隙への
下降通路は遮断され、全ての冷却水ないしアンモニア水
は上向き樋群２５の中に確実に流れ込み収納される。更
に適当の傾斜により下部の冷却水タンク１７ｂに流入し
貯留され、図示していない循環ポンプにより他の冷却水
とともに冷却水散布ノズル１５を介して循環し再度散布
されるようにしてある。

【００２７】なお、図３（Ａ）に示すように、下部収納
室２３ｂには圧縮機１０と油分離器１１と予冷器１２と
冷媒配管が収納され、上部収納室２２ｂには蒸発凝縮器
１８を形成する吸込みファン１９と冷却水散布ノズル１
５と伝熱コイル１３と冷却水タンク１７ｂとが収納され
るように構成してある。

【００２８】なお、冷却水タンク１７ａ、１７ｂと、該
冷却水タンクに設けられたｐｈメータないし伝導率計等
のアンモニア検知器と、循環ポンプとにより、適宜安全
処理可能のアンモニア水回収手段を形成をしてある。

【００２９】

【発明の効果】本発明の上記構成により、アンモニアを
冷媒として使用する場合最も懸念される漏洩アンモニア
ガスに対し、安全で効率的な分散型の冷凍ユニットを提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】蒸発凝縮式冷凍ユニット（吸込み式）をダイナ
ミックアイスの製造に使用する場合の、冷媒の循環の状
況及び蒸発凝縮器の作動状況の１例を示す模式図であ
る。

【図２】本発明の蒸発凝縮式アンモニア冷凍ユニットの
押し込み式の場合の概略の構成を示す縦断面図である。

【図３】（Ａ）は、蒸発凝縮式アンモニア冷凍ユニット
の吸込み式の場合の概略の構成を示す縦断面図で、
（Ｂ）は同図（Ａ）のIII−III視図である。

【図４】従来の蒸発凝縮式冷凍機の概略の構成を示す図
である。

【符号の説明】

１０ 圧縮機 １１ 油分離器 １２ 予冷器 １３ 伝熱コイル １５ 冷却水散布ノズル １７、１７ａ、１７ｂ 冷却水タンク １８ 蒸発凝縮器 １９ 吸込みファン ２１ 押し込みファン ２２ａ、２２ｂ 上部収納室 ２３ａ、２３ｂ 下部収納室 ２５ 上向き樋群 ２６ 下向き樋群 ２７ スリット状間隙 ３０ 誘導流路 ３１ 外気吸込みスリット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部にアンモニアガス凝縮用の蒸発凝縮
   器を収納する上部収納室を設け、下部にアンモニアガス
   圧縮用の圧縮機とアンモニア配管系を含む下部収納室を
   設けて、完全パッケージ構造とした分散型冷凍ユニット
   であって、 前記アンモニア配管系よりの漏洩アンモニアを下部収納
   室より上部収納室に誘導して蒸発凝縮器の噴霧状冷却水
   に接触溶解可能とした接触溶解手段とアンモニア水回収
   手段を設けた、ことを特徴とする蒸発凝縮式アンモニア
   冷凍ユニット。
2. 【請求項２】 前記接触溶解手段は、上部収納室と下部
   収納室との境界に漏洩アンモニアガスの上昇を許容する
   間隙を介して設けた冷却噴霧水回収用半円状上向き樋
   と、前記上向き樋の間隙への噴霧水の下降を遮断して回
   収樋に誘導するとともに上昇漏洩ガスの迂回流路を形成
   する半円状の下向き樋とよりなる誘導ガスガイドとを設
   け、該誘導ガスガイドと蒸発凝縮器の吸込みファンの負
   圧とにより構成した、ことを特徴とする請求項１記載の
   蒸発凝縮式アンモニア冷凍ユニット。
3. 【請求項３】 前記接触溶解手段は、完全気密状の下部
   収納室より上部収納室押し込みファン吸込み側に設けた
   漏洩アンモニアガスの誘導流路と押し込みファンの吸込
   み側負圧とにより構成した、ことを特徴とする請求項１
   記載の蒸発凝縮式アンモニア冷凍ユニット。
4. 【請求項４】 前記アンモニア水回収手段は、下部収納
   室の脇に設けた上部収納室下部より連通する回収兼循環
   冷却水タンクと、アンモニア検知器と、冷却水循環ポン
   プとより構成した、ことを特徴とする請求項１記載の蒸
   発凝縮式アンモニア冷凍ユニット。