JPS61280361A - 不凝縮ガス除去装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、吸収冷凍機や吸収ヒートポンプなどのように
機内が大気圧以下に保たれる機械、特に機内で溶液によ
る機械の腐食に伴なって水素ガスを発生する機械に適用
される不凝縮ガス除去装置（以下、この種の装置という
）の改良に関する。

（ロ）従来の技術 この種の装置の従来の技術として、不凝縮ガスの排気路
の大気側他端に高温（２００℃以上）加熱された状態で
水素を大気側へ透過するパラジウム金属により成る水素
ガス排出装置を備えたもの（例えば、実公昭４７−１９
９７０号公報）や常温で水素ガスを吸蔵し高温で放出す
る金属の内蔵された箱を上記水素ガス排出装置と連通さ
せて不凝縮ガスの排気路に備えたもの（例えば、特公昭
５５−３１３８７号公報）が知られている。

（ハ）　発明が解決しようとする問題点前記のような従
来のものにおいては、上記水素ガス排出装置と排気路と
の接合部が、異種金属（例工ばパラジウムと銅、−フラ
ジラムと鉄など）であり、高温（２００℃以上）のもと
で腐食しやすいため、装置の耐久性に劣り、しばしば接
合部近傍が破損して気密性を維持できなくなる問題点が
あった。

本発明は、この問題点に鑑み、耐久性に秀れたこの種の
装置の提供を目的としたものである。

に）問題点を解決するための手段 本発明は、前記の問題点を解決する手段として、大気圧
以下に保たれる機械と真空ポンプその他の排気装置とを
結ぶ不凝縮ガスの排気路の途中に、弁を介在させて、水
素の吸蔵と放出とを行なう金属水素化物を内蔵したこの
種の装置を構成したものである。

（ホ）作用 本発明のこの種の装置においては、真空ポンプその他の
排気装置の発停により、金属水素化物の水素吸蔵作用と
水素放出作用とを従来のものよりも低温のもとで繰返し
発揮させ得るので、機内で発生した水素ガスと共に不凝
縮ガスを機外へ排出でき、かつ、高温のもとで排気路の
腐食を生じやすい従来のものにくらべ装置の耐久性に秀
れるという利点をもつ。

（へ）実施例 図面は本発明によるこの種の装置の一実施例を示した概
略構成説明図である。図において、（１）は高温発生器
、（２）は分離器、（３）は低温発生器（４）と凝縮器
（５）とより成る発生凝縮器、（６）は蒸発器（７）と
吸収器（８）とより成る蒸発吸収器、（９）、００はそ
れぞれ低温、高温溶液熱交換器、０１）は冷媒液用の気
泡ポンプ、０４は吸収液用のポンプで、これらは冷媒の
流れる管α１、α転α載０転冷媒液の流下する管Ｑη、
冷媒液の還流する管（ト）、０東吸収液の送られる管翰
、ｅＡＩ、＠、翰、吸収液の流れる管（ハ）、（ハ）、
（ホ）、（財）、揚液管（ハ）により接続されて従来の
吸収冷凍機と同様の冷媒〔水〕および吸収液〔臭化リチ
ウム水溶液〕の循環路を構成している。なお、翰は冷媒
の熱を吸収液に回収させる熱回収器で、この熱回収器は
吸収液のバイパス管←）の途中に配備されている。なお
また、０１）は分離器（２）と低温発生器（４）とを接
続した吸収液溢流用の管で、この管の途中にはスチーム
トラップ（２）が配備されている。

また、（至）は分離器（２）と吸収器（８）とを接続し
た管路で、この管路には冷温切替弁（Ｖｏ　）が配備さ
れている。かつまた、（ロ）は発生凝縮器（３）内の不
凝縮ガスを蒸発吸収器（６）側へ流すためにこれら機器
の気相部を接続した管路で、この管路には絞り機構その
他の圧力調整装置（至）が備えである。

（至）は高温発生器（１）の燃焼加熱室、に）はバーナ
ー、（至）は低温発生器（４）の加熱器であり、■、（
至）はそれぞれ凝縮器（５）、吸収器（８）に内蔵した
冷却器であり、また、θ◇は蒸発器（７）に内蔵した熱
交換器である。

なお、（６）は気泡ポンプ０σの加熱用コイル、（財）
は熱回収器翰の熱交換用コイルである。

−は抽気管（ａ）により蒸発吸収器（６）の気相部と接
続されている抽気室で、との抽気室には吸収液の散布器
に）が備えである。に）は器内の吸収液の温度を下げる
降温器で、この降温器には水の流れる降温用コイル０７
１が内蔵されている。なお、降温用コイルθカには水の
側路管（財）、−が接続されている。

輪は不凝縮ガスを溜めるガス貯量である。また、６υは
吸収液溜め６３から管（ｂ）経由でポンプ０２により送
られてくる吸収液をオーバーフロー管（ｄ）により溢流
させつつ器内の液面レベルをほぼ一定に保つようにした
容器で、この容器からほぼ一定量の吸収液を降温器に）
へ流下させるようにしている。そして、抽気室■、降温
器に）、ガス貯量■および容器５１）ならびに蒸発吸収
器（６）が管（ｂ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇｌ、（ｈ）
、Ｕ字状部を有する管（ｕ）および抽気管（ａｌならび
にＵ字状部を有するオーバーフロー管（ｄ）により接続
されて従来の抽気装置と同様の不凝縮ガスの抽気装置が
構成されている。

また、１５３１は吸収液のレベルタンクで、このレベル
タンクは仕切壁（財）を介して吸収液の入口側と出口側
とに分けられており、出口側底部に管（ｕ）が接続され
る一方入口側には管ｆｇｌが接続され、レベルタンク（
財）の最上部には管（ｈ）が接続されている。かつ、レ
ベルタンク（へ）の吸収液出口側には吸収液の液位な検
出する液面センサー（ＬＳ）が配設されている。また、
ガス貯量輪には圧力センサー（ＰＳ）が配設されている
。

６！５１は例えばジルコニウム系の金属水素化物（３）
を内蔵した装置で、この装置にはヒーター■が配設され
ている。なお、ジルコニウム系金属水素化物の組成を適
当に選定することによって、その水素吸蔵作用と放出作
用とを常温付近で発揮させ得るので、ヒーター■は必ず
しも必要でない〔ケミカルエンジニアリング、ＶｏＡ！
２８、陥５．１９８３゜Ｐ１〜１１、化学工業社発行を
参照〕。なおまた、金属水素化物■を多数の微細な小孔
のある区画板（４）、（ホ）に介在させて装置（５鴎に
内蔵することが好ましい。

そして、（Ｐ）は真空ポンプであり、この真空ポンプと
装置（へ）が弁（■、）を介して管（ｊ）により接続さ
れ、また、装置５５１とガス貯量輪が弁（■１）を介し
か管（ｉ）により接続されている。

（Ｃ）は制御器で、この制御器を介して圧力センサー（
ＰＳ）もしくは液面センサー（ＬＳ）の信号により弁（
■、）、（■２）の開閉切替と真空ポンプ刊の発停制御
が行なわれるようになっている。なお、この制御と共に
ヒーターσＩの発停を行なうようにしても良い。

次に、このように構成した不凝縮ガス除去装置（以下、
本装置という）の動作例を説明する。

前述の抽気装置により、吸収冷凍機内で発生した水素ガ
スや吸収冷凍機内に侵入した不凝縮ガスが従来の抽気装
置と同様にガス貯量員に溜められる。そして、ガス貯量
員内圧が金属水素化物置のある温度（例えば常温）での
平衡水素圧より十分に高い値（以下、第１設定値という
）に達すると、圧力センサー（ＰＳ）の信号により弁（
■Ｉ）が開かれる。その結果、水素ガスが金属水素化物
■に吸蔵されて行き、ガス貯量員内圧が低下する。そし
て、ガス貯量員内圧が金属水素化物置の平衡水素圧に近
い値（以下、第２設定値という）に達するト、圧力セン
サー（ＰＳ）の信号により真空ポンプ（Ｐ）が起動され
、次いで弁（■、）が開かれる。その結果、ガス貯量−
および装置６つ内のガス〔水素ガスと他の不凝縮ガス〕
が排気されてガス貯量−および装置６ω内の圧力が低下
し、それに伴ない金属水素化物置から水素が解離して水
素ガスが放出され、この水素ガスも機外へ排気される。

そして、ガス貯量員内圧が金属水素化物■の水素解離圧
以下の値（以下、第３設定値という）に達すると、弁（
Ｖｌ）、（■２）を閉じ、次いで真空ポンプ（Ｐ）を停
止する。以後、前述の動作を繰返すことによって水素ガ
ス等を除去できる。なお、本装置において、圧力センサ
ー（ＰＳ）の感知圧力が第２設定値に達した際にヒータ
ー■を作動させた場合、より一層多くの水素を解離でき
、ひいてはより多くの水素を金属水素化物■に吸蔵させ
得る利点がある。尤も、このヒーターＩの温度は吸収液
温と同程度もしくはや〜高い程度で十分である。かつま
た、本装置においては、ガス貯量輪内の圧力変化に伴な
ってレベルタンク（ＬＳ）の液位も変化するので、圧力
センサー（ＰＳ）の代りに液面センサー（ＬＳ）で制御
することも可能である。

なお、本装置において、圧力センサー（ＰＳ）は水素ガ
ス以外のガスの分圧も含めて感知するものの、この分圧
は通常わずかな値であるので、その影響は軽微である。

尤も、試運転時のように水素ガス以外の不凝縮ガスが多
量にガス貯量員内に溜まる場合には、第１、第２設定値
が水素ガスの分圧とは異なるために金属水素化物（３）
の水素の吸蔵作用と放出作用とが良好に発揮されない影
響を受けるものの、真空ポンプ（Ｐ）により多量の不凝
縮ガスも排気されて時間の経過に伴ないガス貯量員内圧
は第３設定値に達するために、その後は前述の動作を繰
返すことが可能となる。したがって、この影響は一時的
なものに過ぎず、かつまた、不凝縮ガスと共に水素ガス
も真空ポンプ（Ｐ）によって機外へ排出されるため、不
凝縮ガス除去装置としての本装置の性能に悪影響が及ぶ
ものでもない。そシテ、吸収液中の溶存空気が減るに伴
なって弁（Ｖｌ）、（■２）の開閉および真空ポンプ（
Ｐ）の発停の周期も長くなるので、本装置の寿命にも悪
影響は及ばない。

また、本装置においては、弁（■、）を必ずしも備えな
くても良い。弁（■、）を備えない場合、圧力センサー
（ＰＳ）の感知圧力が第２設定値より高くなると真空ポ
ンプ（Ｐｌを起動させて弁（Ｖ、）を開き、次に圧力セ
ンサー（ＰＳ）が第３設定値より低くなると弁（Ｖ、）
を閉じて真空ポンプ（Ｐｉを停止する。

なおまた、本装置においては、不凝縮ガスの排気装置と
して真空ポンプ史）を用いる代りにエジェクターなどを
用いても良く、圧力センサー（ＰＳ）をガス貯量■に備
える代りに装置（至）や管（ｉｌあるいは管（ｂ３の気
相部などに備えても良い。

また、本装置は常温付近で動作するのｆ、高温のもとで
動作し、かつ、異種金属のろう付は部などの接合部を有
する従来のもののような腐食も少ない。

（ト）発明の効果 以上のとおり、本発明の不凝縮ガス除去装置は、水素吸
蔵時と水素放出時の平衡水素圧が常温近傍で大気圧以下
となる金属水素化物を不凝縮ガスの排気路に備え、かつ
、この排気路の内圧を排気装置の発停により調整するよ
うにしたものであるから、パラジウム金属を絶えず高温
に加熱して水素を透過させる従来のものよりも腐食の度
合が低く、耐久性に秀れ、かつ水素ガス以外の溶存空気
などの不凝縮ガスも併せて機外へ排出できるなど実用的
価値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による不凝縮ガス除去装置の一実施例を示
した概略構成説明図ｆある。 （１）・・・高温発生器、　（２）・・・分離器、　（
３）・・・発生凝縮器、　（６）・・・蒸発吸収器、　
（８）・・・吸収器、　（２）・・・ポンプ、　Ｎ＝＝
・管路、　（ロ）・・・抽気室、　糾・・・ガス貯量、
　６２・・・吸収液溜め、　６■・・・レベルタンク６
５）−・装置、　（Ｃ１・・・制御器、　伊）・・・真
空ポンプ、（ＬＳ）・・・液面センサー、　　　（ＰＳ
）・・・圧力センサー、（ｖｌ）、（Ｖ、）・・・弁、
　■・・・金属水素化物、（ａ）、（ｇｌ、（ｈ）、（
ｉｌ、（ｊ）・・・管。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）大気圧以下に保たれる吸収冷凍機その他の機械と
   この機械内の不凝縮ガスを排出する真空ポンプその他の
   排気装置とを結ぶ排気路の途中に水素の吸蔵と放出とを
   行なう金属水素化物が弁を介して内蔵されていることを
   特徴とした不凝縮ガス除去装置。
2. （２）前記金属水素化物の内蔵されている排気路の内圧
   により前記弁の開閉切替と排気装置の発停が行なわれる
   特許請求の範囲第１項に記載の不凝縮ガス除去装置。