(57)【要約】【課題】  冷凍機又はヒートポンプに直接散水しないアンモニア除害を実現し、かつ大掛かりな設備及びイニシャルコストを必要とせず、散水量を低減できて、冷凍機等の設置区画からのアンモニアの漏洩を確実に防ぎつつアンモニアを無害化する。【解決手段】  冷媒としてアンモニアを使用した冷凍機又はヒートポンプから漏洩したアンモニアガスをそれらの機器が設置された区画１内に散水してアンモニアを水に吸収させるようにしたアンモニア除害方法及び装置において、区画１に隣接して設けられ同区画の内部と連通した密閉可能な換気ダクト（除害区画）７内に散水し、漏洩したアンモニアガスを水に吸収させ、それによって除害区画７内を負圧にして区画１からアンモニアガスを吸引し、さらなるアンモニア除害を行なう。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒としてアンモニアを使用した冷凍機又はヒートポンプから漏洩したアンモニアガスを前記冷凍機又はヒートポンプが設置された区画内に散水してアンモニアを水に吸収させるようにしたアンモニア除害方法において、
前記冷凍機又はヒートポンプが設置された区画に隣接して設けられ同区画の内部と連通した密閉可能な除害区画内に散水してアンモニアガスを水に吸収させ、
前記除害区画内でアンモニアガスの吸収によりアンモニアガス容積の消失に相当する負圧を形成させ、前記冷凍機又はヒートポンプが設置された区画からアンモニアガスを吸引してアンモニアガスが同区画から外部に漏洩するのを防止することを特徴とする漏洩アンモニア除害方法。
【請求項２】
アンモニアガス吸収水から蒸散するアンモニアガスの濃度を検出して同検出値に基づいて散水量を増減させることを特徴とする請求項１記載の漏洩アンモニア除害方法。
【請求項３】
特定区画内に設置され冷媒としてアンモニアを使用した冷凍機又はヒートポンプと、同冷凍機又はヒートポンプの周囲に分散配置され漏洩したアンモニアガスを吸収する水を散水するノズルと、同ノズルに水を供給する水槽及びポンプとを備えた漏洩アンモニア除害装置において、
前記特定区画に隣接して設けられアンモニアガスの漏洩時密閉可能な除害区画と、
同除害区画に前記冷凍機又はヒートポンプが設置された区画から漏洩したアンモニアガスを吸引する連通口と、
前記除害区画の内部に配置された散水ノズルとを備えたことを特徴とする漏洩アンモニア除害装置。
【請求項４】
アンモニアガス吸収水から蒸散するアンモニアガスの濃度を検出するセンサと、同検出値に基づいて前記散水ノズルから噴出する散水量を増減する制御装置とを備えたことを特徴とする請求項３記載の漏洩アンモニア除害装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍設備又は空調設備等、アンモニアガスを冷媒として使用するヒートポンプにおいて、大掛かりな設備又はイニシャルコストを必要とせずに、アンモニアガスの漏洩時に、アンモニアガスの外部への放散を防止することができる除害方法及び除害装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オゾン層破壊、地球温暖化防止に対する対策が強く要求されてきている中で、空調、冷凍分野においてオゾン層破壊の観点からの脱フロンばかりでなく、地球温暖化の点より代替冷媒ＨＦＣの回収とエネルギ効果の向上が急務となっている。
前記要求を満足するため、自然冷媒であるアンモニア、炭化水素、空気、炭酸ガス等の使用が考えられ、大型の冷却・冷凍設備にはアンモニア冷媒の採用が多く見受けられ、しかも前記大型冷却・冷凍設備に付随する例えば冷蔵倉庫や荷捌き室や加工室等の小規模冷却・冷凍設備でも、自然冷媒のアンモニア導入増大の傾向にある。
【０００３】
前記冷却・冷凍設備に使用するアンモニア冷媒においては、オゾン破壊係数ゼロ、地球温暖化係数ゼロ、低価格、高いＣＯＰ、高い熱伝達率、高い臨界温度と圧力、漏洩時の検出が容易、膨張弁の詰まりがない、冷凍効果が大である等の長所に対して、毒性、圧縮機吐出温度が高い、水に溶解し、腐食性を生じる、銅系統の材料が使用できない、油に溶解しない、等の欠点がある。
【０００４】
ところでこの種の冷凍・空調設備においては、例えば突発的な災害や事故等によって冷媒管に亀裂を生じた場合には、アンモニアが漏洩する可能性があるため、漏洩したアンモニアガスを無害化処理した後、大気中に放出できるようにした除害装置が設けられるものであり、また法的にも除害規定として義務付けられている。
【０００５】
従来アンモニア冷媒を使用する冷凍機ユニットは、専用機械室内か又はケーシング内に設置される。除害装置には、散水方式とスクラバ方式がある。
特許文献１（特開平６−２２９６４４号公報）に散水式のアンモニア除害装置が開示されている。図３は、この装置の縦断面立面図である。
図３において、このアンモニア吸収式チラーは、冷水供給管０１１の冷水ポンプ０９の出口に近接して、冷水分岐管０１４を設け、該分岐管０１４を制御弁０１３を介してチラー本体０１の上部空間に設けられた散水ノズル０１５に接続する。このアンモニア吸収チラーでは、アンモニア蒸気発生器０２内にあるアンモニア水溶液はバーナ０６によって加熱され、高圧のアンモニア蒸気となって凝縮器０３に導かれる。空冷ファン０７により冷却され再液化したアンモニアはオリフィス型膨張弁０１６で減圧され、蒸発器０４で気化する。
【０００６】
さらにアンモニアは吸収器０５で水に溶け込み、アンモニア水溶液となり、水溶液ポンプ０８により発生器０２に戻る。以上のアンモニアが循環する回路の一部よりアンモニアガスが漏洩した場合には、制御弁０１３を直ちに開放する。冷水ポンプ０９により加圧供給された冷水は、冷水分岐管０１４を通して散水ノズル０１５からアンモニアガスの存在する空間に散水され、漏洩したアンモニアガスを吸収する。
【０００７】
また特許文献２（特開２００１−３４７１２７号公報）には、スクラバ方式のアンモニア除害システムが開示されている。この除害システムは、冷凍・空調設備の冷媒としてアンモニアを適用した際、この設備の冷凍機ユニットから漏洩したアンモニアを大気に放出する前にスクラバ等の閉鎖空間に導き、ここで炭酸ガス及び水と反応させて、炭酸アンモニウム又は炭酸水素アンモニウム等の塩を生成し、除害処理するようにしている。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２２９６４４号公報
【特許文献２】特開２００１−３４７１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら散水方式の場合、従来は特許文献１のように冷凍機ユニットに直接散水する方式が採られていたため、装置が水浸しになってしまい、そのため電気機器類を防水にする必要があった。
また装置の表面に錆が発生し、故障の原因になるとともに、冷媒封入管及び配管に散水すると、その熱が気化熱となって冷媒が蒸発し、アンモニアの漏洩を促進させるという問題がある。また膨大な散水量が必要になる。
一方特許文献２に開示されたスクラバ方式の場合、冷凍機ユニットとは別にスクラバ処理のための大掛かりな設備が必要となり、設備コストを増大させるという問題がある。
【００１０】
図４は、本発明者等が本発明の到達する前に提案した非公知の散水方式のアンモニア除害装置であり、以下この装置を比較例として説明する。図４において、０２１は、圧縮機０２２、蒸発器０２３、凝縮器０２４及び空気熱交換器コイル０３３等からなるヒートポンプユニットが設置されている専用機械室又は専用ケーシングである。０２５は、ケーシング０２１の上部に設けられた別なケーシングであり、ケーシング０２５の内部には、床面０２６にケーシング０２１内の雰囲気を換気する換気ダクト０２７及び空気熱交換器コイル０３３が設けられている。換気ダクト０２７の内部にはケーシング０２１内の雰囲気を吸引するファン０２８が設けられ、換気ダクト０２７の出口０２７ａにはケーシング０２１の内部でアンモニアガスが漏洩した時閉じる電動シャッタ０２９が設けられている。
【００１１】
０３０は、ファン枠０３１に設けられた開口を通し空気熱交換器コイル０３３に通風する通風ファンである。０３２は、ケーシング０２１及び０２５の内部の天井付近に分散配置された散水ノズルであり、ケーシング０２１の床下に設けられた水槽０３４から図示しない配管を通って散水用の水が散水ノズル０３２に供給される。０３５は通風口兼電動シャッタであり、通常はファン０２８及び０３０によってケーシング０２１内の空気が吸引されてケーシング０２１内の換気がなされ、通風口兼電動シャッタ０３５から外気が導入される。
【００１２】
かかる装置において、ケーシング０２１内の冷凍機ユニットが正常運転をしているときは、ファン０２８及び０３０が稼動して電動シャッタ０２９を通して通風がなされているが、ユニットからのアンモニアの漏洩が検知されたときは、直ちに通風ファン０３０及びファン０２８が稼動を停止するとともに、電動シャッタ０２９及び通風口兼電動シャッタ０３５がその開口を閉じてケーシング０２１及び換気ダクト０２７が外部から密閉され、同時にケーシング０２１及び０２５に分散配置された散水ノズル０３２から水が散水される。
【００１３】
これによって散水された水が漏洩したアンモニアガスを吸収し、アンモニアガスを吸収した吸収液は、図示しない配管を通って水槽０３４に戻されるため、ケーシング０２１及び０２５からのアンモニアガスの放出を防ぐとともに、漏洩したアンモニアを除害することができる。
図４はヒートポンプの例であるので、ケーシング０２１内のアンモニアガス洩れ及びケーシング０２５内のアンモニアガス洩れそれぞれに上下選別散水されるが、ヒートポンプでない場合は上部ケーシング０２５が無い場合もあり得る。
【００１４】
しかしながらこの比較例の装置では、漏洩したアンモニアガスのケーシング０２１及び０２５の外への拡散を防止することができるが、依然として冷凍機ユニットへの直接散水が行なわれていて、前述の問題が解消されておらず、またケーシング０２５及び０２１の両方に散水するため、膨大な量の散水が必要になる。
【００１５】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、冷凍機ユニットに直接散水しないアンモニア除害を実現することにより前述の問題を解消し、かつ大掛かりな設備及びイニシャルコストを必要とせず、また散水量を低減できて、冷凍機ユニットが設置された区画から外部へのアンモニアの漏洩を確実に防ぎつつ、アンモニアを無害化することができるアンモニア除害方法及び同方法を実現するための装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のアンモニア除害方法は、前記目的を達成するため、冷媒としてアンモニアを使用した冷凍機又はヒートポンプから漏洩したアンモニアガスを前記冷凍機又はヒートポンプが設置された区画内に散水してアンモニアを水に吸収させるようにしたアンモニア除害方法において、
前記冷凍機又はヒートポンプが設置された区画に隣接して設けられ同区画の内部と連通した密閉可能な除害区画内に散水してアンモニアガスを水に吸収させ、
前記除害区画内でアンモニアガスの吸収によりアンモニアガス容積の消失に相当する負圧を形成させ、前記冷凍機又はヒートポンプが設置された区画からアンモニアガスを吸引してアンモニアガスが同区画から外部に漏洩するのを防止することを特徴とする。
【００１７】
本発明方法では、アンモニアガスの漏洩時冷凍機又はヒートポンプが設置された区画内で散水を行わずに同区画に隣接し同区画に連通した除害区画内に散水することによって、除害区画内のアンモニアガスを水に吸収させ、アンモニアガスを引き込み、同除害区画内で散水を行うことによりアンモニアガスを散水した水に吸収させる。
アンモニアガスが水に吸収されると、その容積を失い、その容積に相当する負圧を形成する。これによって同除害区画内が負圧になり、冷凍機又はヒートポンプを設置した区画からさらにアンモニアガスを含んだ空気が除害区画に流入し、アンモニアの除害をさらに促進することができる。
【００１８】
従って漏洩したアンモニアガスが高濃度であればあるほど、前記除害区画に冷媒ガスが流れ込むことでアンモニアの除害が進む。前記除害区画内は密閉可能であり、アンモニアガスの容積喪失により負圧が保たれるので（高濃度ほどより負圧となる）、冷凍機又はヒートポンプ設置区画及び除害区画の外部にアンモニアが洩れていくことがない。
なお前記除害区画は、冷凍機等を設置した区画でアンモニアが漏洩すると直ちに外部に密閉可能な構造とする。例えば除害区画内にアンモニア検出センサとこの検出センサからの信号を入力して直ちに開口部を閉じる電動シャッタを設けるとよい。
【００１９】
なお本発明方法において、アンモニアガスを吸収した水を散水の供給源となる水槽に戻す循環方式を採用してもよいし、アンモニアガスを吸収した水を他の処理施設に排出してもよい。
本発明方法において、好ましくは、アンモニアガス吸収水から蒸散するアンモニアガスの濃度を検出して同検出値に基づいて散水量を増減させるようにする。
【００２０】
また本発明装置は、前記本発明方法を実施するための装置として、特定区画内に設置され冷媒としてアンモニアを使用した冷凍機又はヒートポンプと、同冷凍機又はヒートポンプの周囲に分散配置され漏洩したアンモニアガスを吸収する水を散水するノズルと、同ノズルに水を供給する水槽及びポンプとを備えた漏洩アンモニア除害装置において、
前記特定区画に隣接して設けられアンモニアガスの漏洩時密閉可能な除害区画と、
同除害区画に前記冷凍機又はヒートポンプが設置された区画から漏洩したアンモニアガスを吸引する連通口と、
前記除害区画の内部に配置された散水ノズルとを備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明装置を用いて、前記本発明方法を実施することができる。即ち冷凍機又はヒートポンプを設置した特定区画内でアンモニアガスの漏洩が検知されると、直ちに前記特定区間及び除害区間が密閉されるとともに、除害区間において散水が開始される。散水によってアンモニアガスが水に吸収され、アンモニアガスの容積分だけ除害区間が負圧となり、アンモニアガスがさらに吸引されて除害が促進される。
【００２２】
本発明装置において、好ましくは、アンモニアガス吸収水から蒸散するアンモニアガスの濃度を検出するセンサと、同検出値に基づいて前記散水ノズルから噴出する散水量を増減する制御装置とを備え、同センサのアンモニア検出値に基づいて散水量を増減するようにする。これによってアンモニアガスを吸収した除害水の量を減らすことができ、またこれによって散水量を節約できるため、除害可能な時間を延ばすことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明方法によれば、冷凍機又はヒートポンプが設置された区画に隣接して設けられ同区画の内部と連通した密閉可能な除害区画内に散水してアンモニアガスを水に吸収させ、前記除害区画内でアンモニアガスの吸収によりアンモニアガス容積の消失に相当する負圧を形成させ、前記冷凍機又はヒートポンプが設置された区画からアンモニアガスを吸引してさらに除害を促進することにより、アンモニアが冷凍機等の設置区画及び除害区画から外部に漏洩することを確実に阻止することができる。
【００２４】
また冷凍機又はヒートポンプを設置した区画に散水しないため、冷凍機又はヒートポンプを構成する各機器が水浸しとなることはなく、これによる錆の発生、漏電等の心配がなくなる。また散水の熱による冷媒の気化を招いてさらなるアンモニアの漏洩を招くことを防止することができる。
本発明方法において、好ましくは、アンモニアガス吸収水から蒸散するアンモニアガスの濃度を検出して同検出値に基づいて散水量を増減させるようにすることにより、アンモニアガスを吸収した除害水の量を減らすことができ、またこれによって散水量を節約できるため、除害可能な時間を延ばすことができる。
【００２５】
また本発明装置によれば、冷凍機又はヒートポンプが設置された特定区画に隣接して設けられアンモニアガスの漏洩時密閉可能な除害区画と、同除害区画に前記冷凍機又はヒートポンプが設置された区画から漏洩したアンモニアガスを吸引する連通口と、前記除害区画の内部に配置された散水ノズルとを備えたことにより、前記本発明方法を大掛かりな設備及びイニシャルコストを必要とせず実施することができ、そのため前述の本発明方法を実施することによる作用効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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ている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
図１は、本発明のアンモニア除害装置の第１実施例を示す縦断立面図、図２は、前記第１実施例の制御系を示すブロック線図である。
【００２７】
図１において、１は、圧縮機２、蒸発器３、凝縮器４及び空気熱交換器コイル１３等によって構成されるヒートポンプユニットが設置されているケーシングであり、５は、散水ノズル１２及び１５が設置された除害区画を構成するケーシングである。７は、ケーシング５の床面６に設けられた連通口（図示略）からケーシング１内の雰囲気を吸引する換気ダクトであり、換気ダクト７の内部には貯水部１７が設けられ、その上部には散水ノズル１５が設置されている。貯水部１７の下部にはＵ字管１８が設けられ、貯水部１７に散水された水が溜まったときに換気ダクト７の内部を水封する構成となっている。
換気ダクト７の内部には、ケーシング１内の雰囲気を吸引するファン８、及び換気ダクト７の出口７ａには電動シャッタ９が設けられ、アンモニア除害区画が形成されている。
【００２８】
１９は、ケーシング５の内部のアンモニアの漏洩を検出するアンモニア濃度検出器であり、図２に示すように、ケーシング５内でアンモニアを検出したときは、制御装置２０によって自動的に電動シャッタ９の駆動モータ２１を駆動して電動シャッタ９を閉じるとともに、通風ファン１０及びファン８の稼動を止めるようになっている。
また２２は、ケーシング５内に散水されアンモニアを吸収した水を水槽１４に戻す排水管で、その開口がケーシング５の床面６に開口している。２３は、水槽１４に貯留されている水をアンモニア漏洩時に散水ノズル１２及び１５に供給する供給管２４に介設された水供給ポンプである。
【００２９】
図２に示すように、制御装置２０は、検出器１９の検出値に基づいてポンプ２３の駆動を制御し、散水ノズル１５に供給する散水量を調節することができるように構成されている。
散水ノズル１２は、本実施例のようにヒートポンプに適用する場合に必要であり、空気熱交換器コイル１３等からのアンモニアガスの漏洩に対して散水を行なう。散水ノズル１２はヒートポンプでない場合は特に必要としない。
【００３０】
かかる第１実施例の装置において、ケーシング１の内部に設置された冷媒ユニットが正常運転をしている時は、ファン８及び通風ファン１０が稼動してファン枠１１に設けられた開口からケーシング１内の空気をケーシング５を経てケーシング外に流しており、一方通風口兼電動シャッタ１６からケーシング１内に外気が流入して空気の循環が行なわれている。
また正常運転時は当然散水ノズル１２又は１５からの散水の噴出はない。
【００３１】
アンモニア濃度検出器１９がアンモニアの漏洩を検出したら、制御装置２０により直ちに電動シャッタ９及び通風口兼電動シャッタ１６の駆動装置２１に指令が出され、電動シャッタ９及び通風口兼電動シャッタ１６の開口が閉じられるとともに、ファン８及び通風ファン１０の駆動装置２６に指令が出され、ファン８及び通風ファン１０が停止される。これによってケーシング１及び換気ダクト７の内部が密閉されるとともに、制御装置２０からポンプ２３の駆動モータ２５に稼動指令が発せられて、散水ノズル１５から散水が開始される。
【００３２】
換気ダクト７の内部では、散水の開始によって漏洩したアンモニアガスが散水に吸収され、アンモニアガスが散水に吸収されると、その容積を失い、これによって換気ダクト７の内部が負圧となり、ケーシング１内から換気ダクト７を通ってさらにアンモニアを含んだ空気が流入する。これによってさらにアンモニア除害が進む。散水ノズル１２は、空気熱交換器コイル１３からアンモニアガスが漏洩した場合に散水を行なう。
【００３３】
ケーシング１内の漏洩アンモニアガス量が高濃度であればあるほど、換気ダクト７内にアンモニアガスが流れ込み、散水に吸収されるアンモニアガス量が増えるため、ケーシング１内の負圧が保たれ（高濃度ほど負圧となる。）、ケーシング１内が負圧となることによって、アンモニアがケーシング１の外部に漏れていくことがなくなる。
また第１実施例では、換気ダクト７内の貯水部１７に散水されアンモニアを吸収した水ｗが溜まり、換気ダクト７の内部を封鎖する。これによってケーシング１の内部は完全に密閉され、アンモニアガスが外部に漏れていくことがない。
【００３４】
またアンモニア濃度検出器１９によってケーシング５の内部にアンモニア吸収水から蒸散したアンモニアガスの濃度を検出し、制御装置２０がその検出値に応じてポンプ２３の駆動モータ２５の回転速度を制御することによりポンプ２３の吐出量を制御し、散水ノズル１５から噴射される散水量を増減する。即ちアンモニア濃度が高い場合は、散水量を多くし、アンモニア濃度が低い場合は、散水量を少なくする。
これによってアンモニア吸収水の量を低減することができるとともに、除害運転を行なう時間を延ばすことができる、
【００３５】
このように第１実施例によれば、冷凍機ユニットを設置したケーシング１に散水しないため、冷凍機ユニットを構成する各機器が水浸しとなることはなく、これによる錆の発生、漏電等の心配がなくなるとともに、散水の熱による冷媒の気化を招いてさらなるアンモニアの漏洩を招くことを防止することができる。
また冷凍機ユニットを設置するケーシング１とは別に除害用ケーシングとしての換気ダクト７を設けるだけで、大掛かりな設備や高額なイニシャルコストを必要とせず、前記除害効果を達成可能であるとともに、アンモニアのケーシング外への漏れを確実に防止することができる。
【００３６】
なお第１実施例のようなヒートポンプユニットでない場合は、ケーシング５は必要ではなく、Ｕ字管１８からの配水管２２の受けを設けるだけでよい。その場合アンモニア濃度検出器１９は、配水管２２の受けの近辺で除害水蒸散濃度を検知することになる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によれば、冷凍機ユニットに直接散水しないアンモニア除害を実現することにより、冷凍機ユニットを構成する各機器が水浸しとなることはなく、またこれによる錆の発生、漏電等の心配がなくなるとともに、散水の熱による冷媒の気化を招いてさらなるアンモニアの漏洩を招くことを防止することができ、かつ大掛かりな設備及びイニシャルコストを必要とせず、また散水量を低減できて、冷凍機又はヒートポンプが設置された区画からのアンモニアの外部への漏洩を確実に防ぎつつ、アンモニアを無害化することができるアンモニア除害方法及び除害装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明装置の第１実施例の縦断立面図である。
【図２】前記第１実施例の制御装置のブロック図である。
【図３】従来のアンモニア除害装置を示す縦断立面図である。
【図４】本発明者等が本発明の到達する前に提案したアンモニア除害装置の縦断立面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ヒートポンプ設置ケーシング
２  圧縮機
３  蒸発器
４  凝縮器
５  ケーシング
６  床面
７  換気ダクト（除害ケーシング）
８  ファン  
９  電動シャッタ
１０  通風ファン
１１  ファン枠
１２，１５  散水ノズル
１３  空気熱交換器コイル
１４  水槽  
１６  通風口兼電動シャッタ
１７  貯水部
１８  Ｕ字管
１９  アンモニア濃度検出器
２２  排水管
２３  供給ポンプ
２４  水供給管
ｗ  貯水
【図１】
2006317127.tif 000003
【図２】
2006317127.tif 000004
【図３】
2006317127.tif 000005
【図４】
2006317127.tif 000006