(57)【要約】【課題】吸収式冷温水機や吸収式冷凍機の運転中に冷媒量の低下を来たすことなく、アンモニアを効率良く除去できるアンモニア除去装置を提供する。【解決手段】ここでの真空状態が維持される吸収式冷温水機１に付設されるアンモニア除去装置１３は、再生器７と凝縮器８との間の流路に設けられたバルブ９から抽出されたアンモニア濃度の高い水蒸気４を減圧条件下の除湿器１６により除湿して水蒸気４に含まれるアンモニアガス１９と冷媒１０とを分離し、容器１７で分離された冷媒１０を溜め込み、溜め込み冷媒戻しポンプ１８が溜め込まれた冷媒１０を吸引して冷媒ポンプ１１に設けられた冷媒ポンプ吐出バルブ１２を介して冷媒ポンプ１１内で吐出させて蒸発器３内に対して戻し送りし、真空ポンプ１４が除湿器１６及び容器１７に設けられた真空引きバルブ１５を介して除湿器１６内及び器１７内からアンモニアガス１９を真空引きして外気へ放出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体水を蒸発させたときの気化熱により伝熱管内の水を冷却する蒸発器と、蒸発器で蒸発した水蒸気を吸収剤及び冷媒を混合した溶液に吸収させる吸収器と、前記溶液を加熱することで吸収された前記水蒸気を蒸発させて高濃度の溶液として再生する再生器と、前記再生器で蒸発させた前記水蒸気を冷却水と熱交換させて凝縮させる凝縮器と、前記蒸発器に溜まった前記冷媒を当該蒸発器内で散布する経路となる散布管により散布させるための冷媒ポンプと、を備え、腐食抑制剤として硝酸塩を用いた吸収式冷温水機又は吸収式冷凍機内の真空密閉空間で発生するアンモニアを除去するための吸収式冷温水機・吸収式冷凍機用アンモニア除去装置において、
前記再生器と前記凝縮器との間の流路に設けられたバルブを介して抽出された前記水蒸気を除湿することで当該水蒸気に含まれるアンモニアのガスと前記冷媒とを分離する除湿器と、前記除湿器で分離された前記冷媒を溜め込む容器と、前記容器内に溜め込まれた前記冷媒を吸引して前記冷媒ポンプに設けられた冷媒ポンプ吐出バルブを介して当該冷媒ポンプ内で吐出させて前記蒸発器内に対して戻し送りする溜め込み冷媒戻しポンプと、前記除湿器及び前記容器に設けられた真空引きバルブを介して当該除湿器内及び当該容器内から前記アンモニアのガスを真空引きして外気へ放出する真空ポンプと、を備えたことを特徴とする吸収式冷温水機・吸収式冷凍機用アンモニア除去装置。
【請求項２】
請求項１記載の吸収式冷温水機・吸収式冷凍機用アンモニア除去装置において、前記真空ポンプは、前記真空引きバルブを介しての前記真空引きにより前記除湿器内を減圧して前記水蒸気を凝縮させて前記容器内での前記冷媒の蓄えを促進できると共に、当該除湿器内及び当該容器内から前記アンモニアのガスの前記外気への放出を促進できる吸引・吐出機能を持ち、前記溜め込み冷媒戻しポンプは、前記容器内で前記冷媒の蓄え量を一定に保ちながら当該容器内からの当該冷媒の前記蒸発器内に対する戻し送りを促進させて前記吸収式熱交換器での冷媒量の低下を抑制できる吸引・吐出機能を持つことを特徴とする吸収式冷温水機・吸収式冷凍機用アンモニア除去装置。
【請求項３】
請求項２記載の吸収式冷温水機・吸収式冷凍機用アンモニア除去装置において、前記真空ポンプ及び前記溜め込み冷媒戻しポンプは、電源供給された前記吸収式冷温水機内又は前記吸収式冷凍機内の稼動時に連続運転できることを特徴とする吸収式冷温水機・吸収式冷凍機用アンモニア除去装置。
【請求項４】
請求項３記載の吸収式冷温水機・吸収式冷凍機用アンモニア除去装置において、前記真空ポンプ及び前記溜め込み冷媒戻しポンプは、前記吸収式冷温水機での暖房運転モード、並びに冷房運転モードの双方で前記連続運転が可能であることを特徴とする吸収式冷温水機・吸収式冷凍機用アンモニア除去装置。
【請求項５】
媒体水を蒸発させたときの気化熱により伝熱管内の水を冷却する蒸発器と、蒸発器で蒸発した水蒸気を吸収剤及び冷媒を混合した溶液に吸収させる吸収器と、前記溶液を加熱することで吸収された前記水蒸気を蒸発させて高濃度の溶液として再生する再生器と、前記再生器で蒸発させた前記水蒸気を冷却水と熱交換させて凝縮させる凝縮器と、前記蒸発器に溜まった前記冷媒を当該蒸発器内で散布する経路となる散布管により散布させるための冷媒ポンプと、を備え、腐食抑制剤として硝酸塩を用いた吸収式冷温水機又は吸収式冷凍機内の真空密閉空間で発生するアンモニアを除去するための吸収式冷温水機・吸収式冷凍機用アンモニア除去方法において、
前記再生器と前記凝縮器との間の流路に設けられたバルブから抽出された前記水蒸気を除湿器により除湿して当該水蒸気に含まれるアンモニアのガスと前記冷媒とを分離する除湿分離ステップと、前記除湿分離ステップで分離された前記冷媒を容器により溜め込む冷媒蓄えステップと、前記冷媒蓄えステップで溜め込まれた前記冷媒を溜め込み冷媒戻しポンプにより吸引して前記冷媒ポンプに設けられた冷媒ポンプ吐出バルブを介して当該冷媒ポンプ内で吐出させて前記蒸発器内に対して戻し送りする溜め込み冷媒戻しステップと、前記除湿器及び前記容器に設けられた真空引きバルブを介して当該除湿器内及び当該容器内から真空ポンプにより前記アンモニアのガスを真空引きして外気へ放出するアンモニア放出ステップと、を有することを特徴とする吸収式冷温水機・吸収式冷凍機用アンモニア除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝熱材料として汎用的な銅の溶解・腐食を防止するための腐食抑制剤として硝酸塩を用いた吸収式冷温水機や吸収式冷凍機において、防食作用の副産物として発生するアンモニアを取り除くための吸収式冷温水機・吸収式冷凍機用アンモニア除去装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、硝酸塩を腐食抑制剤として用いた吸収式冷温水機や吸収式冷凍機では、真空密閉空間である機内に防食作用の副産物としてアンモニアが発生する。この発生したアンモニアは、その濃度及び機内環境によって、伝熱材料として用いられている銅を溶解させたり、或いは腐食させる働きがある。伝熱材料の溶解や腐食は、吸収式冷温水機や吸収式冷凍機の運転を不可能とし、冷水や冷却水等の漏水や機内の他部材や設置場所の建屋床等の浸水に繋がることから、定期的に除去する必要がある。
【０００３】
こうした吸収式冷温水機や吸収式冷凍機からアンモニアを除去する手法としては、機内に封入されている冷媒を交換することで、間接的に除去するのが一般的であるが、機内の冷媒の交換には多大な作業時間が掛かる上、廃冷媒の産業廃棄物処理が発生するため、吸収式冷温水機や吸収式冷凍機では適切なメンテナンスを行い難いものとなっている。
【０００４】
また、機内冷媒の交換は、吸収式冷温水機や吸収式冷凍機の運転中に行うと、運転バランスを狂わす可能性があるため、特に冷房負荷の大きい時期（夏季）には実施し難い作業となっている。更に、機内冷媒の交換は、冷媒が機内で精製され難い暖房運転中（冬季）には適用できず、負荷が大きくない冷房運転中（春、秋）に限られるという制約がある。
【０００５】
そこで、上述したような冷媒中からアンモニアを除去する手法としては、様々な提案がなされており、例えば有機性廃棄物のメタン発酵処理において、メタン発酵液が沸騰状態になるような圧力まで発酵槽を減圧し、メタン発酵を行うことでメタン発酵菌の濃縮とアンモニアの除去とを同一装置で同時に行うことができ、高負荷でアンモニアによるメタン発酵の阻害もなくメタン発酵の効率が向上する「有機性廃棄物の処理方法とその装置」（特許文献１参照）が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１２２００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１に係る技術は、アンモニアを除去するためにアンモニアを含む水蒸気を取り出した後、アンモニアと水とを凝縮させて気液分離機により再度アンモニアを水に溶解させることでアンモニアを含む凝縮水を排出するものであるため、吸収式冷温水機や吸収式冷凍機に適応させた場合には冷媒量の低下が回避されず、冷却水を生成する能力が極端に低下してしまうために不適当となってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、吸収式冷温水機や吸収式冷凍機の運転中に冷媒量の低下を来たすことなく、アンモニアを効率良く除去できる吸収式冷温水機・吸収式冷凍機用アンモニア除去装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記技術的課題を解決するため、本発明の第１の手段は、媒体水を蒸発させたときの気化熱により伝熱管内の水を冷却する蒸発器と、蒸発器で蒸発した水蒸気を吸収剤及び冷媒を混合した溶液に吸収させる吸収器と、溶液を加熱することで吸収された水蒸気を蒸発させて高濃度の溶液として再生する再生器と、再生器で蒸発させた水蒸気を冷却水と熱交換させて凝縮させる凝縮器と、蒸発器に溜まった冷媒を当該蒸発器内で散布する経路となる散布管により散布させるための冷媒ポンプと、を備え、腐食抑制剤として硝酸塩を用いた吸収式冷温水機又は吸収式冷凍機内の真空密閉空間で発生するアンモニアを除去するための吸収式冷温水機・吸収式冷凍機用アンモニア除去装置において、再生器と凝縮器との間の流路に設けられたバルブを介して抽出された水蒸気を除湿することで当該水蒸気に含まれるアンモニアのガスと冷媒とを分離する除湿器と、除湿器で分離された冷媒を溜め込む容器と、容器内に溜め込まれた冷媒を吸引して冷媒ポンプに設けられた冷媒ポンプ吐出バルブを介して当該冷媒ポンプ内で吐出させて蒸発器内に対して戻し送りする溜め込み冷媒戻しポンプと、除湿器及び容器に設けられた真空引きバルブを介して当該除湿器内及び当該容器内からアンモニアのガスを真空引きして外気へ放出する真空ポンプと、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の手段は、媒体水を蒸発させたときの気化熱により伝熱管内の水を冷却する蒸発器と、蒸発器で蒸発した水蒸気を吸収剤及び冷媒を混合した溶液に吸収させる吸収器と、溶液を加熱することで吸収された水蒸気を蒸発させて高濃度の溶液として再生する再生器と、再生器で蒸発させた水蒸気を冷却水と熱交換させて凝縮させる凝縮器と、蒸発器に溜まった冷媒を当該蒸発器内で散布する経路となる散布管により散布させるための冷媒ポンプと、を備え、腐食抑制剤として硝酸塩を用いた吸収式冷温水機又は吸収式冷凍機内の真空密閉空間で発生するアンモニアを除去するための吸収式冷温水機・吸収式冷凍機用アンモニア除去方法において、再生器と凝縮器との間の流路に設けられたバルブから抽出された水蒸気を除湿器により除湿して当該水蒸気に含まれるアンモニアのガスと冷媒とを分離する除湿分離ステップと、除湿分離ステップで分離された冷媒を容器により溜め込む冷媒蓄えステップと、冷媒蓄えステップで溜め込まれた冷媒を溜め込み冷媒戻しポンプにより吸引して冷媒ポンプに設けられた冷媒ポンプ吐出バルブを介して当該冷媒ポンプ内で吐出させて蒸発器内に対して戻し送りする溜め込み冷媒戻しステップと、除湿器及び容器に設けられた真空引きバルブを介して当該除湿器内及び当該容器内から真空ポンプによりアンモニアのガスを真空引きして外気へ放出するアンモニア放出ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、特許文献１のように吸収式冷温水機や吸収式冷凍機の機内で発生する水蒸気を外部へ取り出してアンモニアを含む凝縮水として排水せず、再生器と凝縮器との間の流路に設けられたバルブから抽出された水蒸気を減圧条件下で除湿して水蒸気に含まれるアンモニアのガスと冷媒とを分離した後、冷媒については一旦蓄えてから蒸発器内へと戻し、アンモニアのガスについては外気へ放出するため、吸収式冷温水機や吸収式冷凍機の運転中に冷媒量の低下を来たすことなく、アンモニアを効率良く除去できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１に係る吸収式冷温水機用アンモニア除去装置の全体的構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の吸収式冷温水機・吸収式冷凍機用アンモニア除去装置及び方法について、実施例を挙げ、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施例１に係る吸収式冷温水機用アンモニア除去装置の全体的構成を示したブロック図である。このアンモニア除去装置１３は、腐食抑制剤として硝酸塩を用いた吸収式冷温水機１（吸収式冷凍機であっても良い）に対して付設されるもので、吸収式冷温水機１内の真空状態が維持された真空密閉空間で発生するアンモニアを除去する機能を持つ。
【００１５】
図１を参照すれば、吸収式冷温水機１は、媒体水を蒸発させたときの気化熱により伝熱管２内の水を冷却する蒸発器３と、蒸発器３で蒸発した水蒸気４を吸収剤及び冷媒１０を混合した溶液５に吸収させる吸収器６と、溶液５を加熱することで吸収された水蒸気４を蒸発させて高濃度の溶液５として再生する再生器７と、再生器７で蒸発させた水蒸気４を冷却水と熱交換させて凝縮させる凝縮器８と、から成る熱交換サイクルを有する。また、その他の細部構成として、凝縮器８で精製された冷媒１０を蒸発器３内の下部へ導く経路に配設された冷媒管２０と、吸収器６内の下部に溜まった溶液５を再生器７内の上部へ導く経路に配設された溶液管２１と、再生器７内の下部に溜まった溶液５を吸収器６内の上部へ戻す経路に配設された溶液管２３と、蒸発器３内で下部に溜まった冷媒１０を上部より散布する経路に配設された散布管２２と、蒸発器３内で冷媒１０を散布管２２により散布させるための冷媒ポンプ１１と、を備えている。尚、図１中では、各管２０〜２３の近傍に冷媒１０又は溶液５が流れる方向を矢印で示している。
【００１６】
この吸収式冷温水機１では、再生器７で蒸発する水蒸気４が最も高濃度のアンモニアのガスを含むため、再生器７と凝縮器８との間の流路に設けられたバルブ９から水蒸気４を外部へ送出することが可能となっている。また、蒸発器３で伝熱管２内の水を冷却するための冷媒１０を散布管２２を用いて散布して循環させるための冷媒ポンプ１１には、外部から冷媒１０を吸入するための冷媒ポンプ吐出バルブ１２が設けられている。
【００１７】
アンモニア除去装置１３は、吸収式冷温水機１の場合と同様に真空状態で稼動されるもので、再生器７と凝縮器８との間の流路に設けられたバルブ９を介して抽出された水蒸気４を除湿することで水蒸気４に含まれるアンモニアのガス（以下、明細書中ではアンモニアガス１９とする）と冷媒１０とを分離する除湿器１６と、除湿器１６で分離された冷媒１０を溜め込む容器１７と、容器１７内に溜め込まれた冷媒１０を吸引して冷媒ポンプ１１に設けられた冷媒ポンプ吐出バルブ１２を介して冷媒ポンプ１１内で吐出させて蒸発器３内に対して戻し送りする溜め込み冷媒戻しポンプ１８と、除湿器１６及び容器１７に設けられた真空引きバルブ１５を介して除湿器１６内及び容器１７内からアンモニアガス１９を真空引きして外気へ放出する真空ポンプ１４と、を備えて構成される。また、その他の細部構成として、バルブ９及び除湿器１６の間、並びに冷媒ポンプ吐出バルブ１２及び溜め込み冷媒戻しポンプ１８の間は配管で連結され、除湿器１６、容器１７、溜め込み冷媒戻しポンプ１８の各部間も配管で連結され、除湿器１６及び容器１７に設けられた真空引きバルブ１５が真空ポンプ１４に対して配管により連結されている。因みに、アンモニアガス１９については、実施例１では真空ポンプ１４により外気へ放出するものとするが、使用環境によってタンク等に蓄える必要があれば、そのような専用のタンク内に蓄える構成にしても良い。
【００１８】
アンモニア除去装置１３における各部のうち、真空ポンプ１４は、真空引きバルブ１５を介しての真空引きにより除湿器１６内を減圧して水蒸気４を凝縮させて容器１７内での冷媒１０の蓄えを促進できると共に、除湿器１６内及び容器１７内からアンモニアガス１９の外気への放出を促進できる吸引・吐出機能を持つ。また、溜め込み冷媒戻しポンプ１８は、容器１７内で冷媒１０の蓄え量を概ね一定に保ちつつ、容器１７内からの冷媒１０の蒸発器３内に対する戻し送りを促進させて吸収式熱交換器１での冷媒量の低下を抑制できる吸引・吐出機能を持つ。これらの真空ポンプ１４及び溜め込み冷媒戻しポンプ１８は、電源供給された稼動時に連続運転できるもので、特に吸収式冷温水機１では暖房運転モード、並びに冷房運転モードの双方で連続運転が可能である。
【００１９】
このアンモニア除去装置１３において、真空ポンプ１４を連続稼動することで高濃度のアンモニアを含む水蒸気４がバルブ９及び除湿器１６の間を連結した配管を通って減圧された除湿器１６内に導かれ、ここで凝縮されて冷媒１０とアンモニアガス１９とに分離される。分離された冷媒１０は容器１７に溜められ、アンモニアガス１９は真空引きバルブ１５により減圧吸収している配管を通して真空ポンプ１４から外気へ放出される。また、容器１７に溜められた冷媒１０は、溜め込み冷媒戻しポンプ１８により冷媒ポンプ吐出バルブ１２に対して連結された配管を通って冷媒ポンプ吐出バルブ１２を介して冷媒ポンプ１１を経由して蒸発器３内へ戻される。
【００２０】
実施例１に係るアンモニア除去装置１３によれば、抽出したアンモニア濃度が高い水蒸気４からアンモニアガス１９を効率良く吸収して除去し、アンモニア濃度が低くなった冷媒１０を吸入式冷温水機１内へ戻すことができるため、吸入式冷温水機１内で冷媒量の低下を抑制して運転性能を維持しながらアンモニアを効率良く除去することが可能になる。また、冷媒１０を吸入式冷温水機１内へ戻す際、蒸発器３に付設された冷媒ポンプ１１に設けられた冷媒ポンプ吐出バルブ１２を介して行うため、吸入式冷温水機１の運転バランスを乱すことなく、吸入式冷温水機１の稼動時に停止する必要もなくアンモニアを連続して除去することができる。更に、吸入式冷温水機１内で冷媒１０を豊富に精製できる冷房運転モード時に限らず、冷媒１０を豊富に精製できない暖房運転モードでも吸入式冷温水機１の運転バランスを乱すことなくアンモニアを除去することができるため、従来のようにメンテナンスや冷媒交換の作業が限られた季節時期に制約されず、年間を通してメンテナンスや冷媒交換の作業を実施することができるようになる。
【００２１】
ところで、上述した実施例１に係る吸収式冷温水機１に付設されるアンモニア除去装置１３の各部機能は、技術概要上、アンモニア除去方法として換言することができる。この場合のアンモニア除去方法は、基本処理のプロセスとして、再生器７と凝縮器８との間の流路に設けられたバルブ９から抽出された水蒸気４を除湿器１６により除湿して水蒸気４に含まれるアンモニアガス１９と冷媒１０とを分離する除湿分離ステップと、除湿分離ステップで分離された冷媒１０を容器１７により溜め込む冷媒蓄えステップと、冷媒蓄えステップで溜め込まれた冷媒１０を溜め込み冷媒戻しポンプ１８により吸引して冷媒ポンプ１１に設けられた冷媒ポンプ吐出バルブ１２を介して冷媒ポンプ１１内で吐出させて蒸発器３内に対して戻し送りする溜め込み冷媒戻しステップと、除湿器１６及び容器１７に設けられた真空引きバルブ１５を介して除湿器１６内及び容器１７内から真空ポンプ１４によりアンモニアガス１９を真空引きして外気へ放出するアンモニア放出ステップと、を有することが基本となる。
【符号の説明】
【００２２】
１  吸入式冷温水機
２  伝熱管
３  蒸発器
４  水蒸気
５  溶液
６  吸収器
７  再生器
８  凝縮器
９  バルブ
１０  冷媒
１１  冷媒ポンプ
１２  冷媒ポンプ吐出バルブ
１３  アンモニア除去装置
１４  真空ポンプ
１５  真空引きバルブ
１６  除湿器
１７  容器
１８  溜め込み冷媒戻しポンプ
１９  アンモニアガス
２０  冷媒管
２１、２３  溶液管
２２  散布管
【図１】
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