(57)【要約】【課題】局部腐食を的確に検出できる吸収式冷凍機の提供を目的とする。【解決手段】上記目的は、再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器、熱交換器及びポンプの機器を少なくとも備え、水若しくは希薄臭化リチウム水溶液を冷媒とし、かつ、酸素酸塩及びアルカリ金属水酸化物からなるインヒビターを含む臭化リチウム水溶液を吸収液として用いてなる吸収式冷凍機において、機器内壁の構成材料の腐食を検知する腐食検出手段１４を設け、この腐食検出手段１４を、少なくとも前記再生器、吸収器若しくは熱交換器のいずれか一つ以上の機器内の吸収液中に浸漬するように設置されて機器内壁の構成材料と同一金属からなる少なくとも一対の電極１５、１６と、この一対の電極１５、１６間を流れる電流を測定する電流測定手段１９と、この電流測定手段１９によって測定された電流が予め設定した所定値を超えた場合に警報を発する警報手段２０とから構成することにより、達成できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器、熱交換器及びポンプの機器を少なくとも備え、水若しくは希薄臭化リチウム水溶液を冷媒とし、かつ、酸素酸塩及びアルカリ金属水酸化物を含むインヒビターを混入した臭化リチウム水溶液を吸収液として用いてなる吸収式冷凍機において、
前記機器内壁の構成材料の腐食を検知する腐食検出手段を設け、この腐食検出手段を、少なくとも前記再生器、吸収器若しくは熱交換器のいずれか一つ以上の機器内の吸収液中に浸漬するように設置されて前記機器内壁の構成材料と同一金属からなる少なくとも一対の電極と、この一対の電極間を流れる電流を測定する電流測定手段と、この電流測定手段によって測定された電流が予め設定した所定値を超えた場合に警報を発する警報手段とが包含される構成としたことを特徴とする吸収式冷凍機。
【請求項２】
前記電流測定手段は、前記一対の電極間を流れる電流の絶対値を検知するゼロシャント電流計から少なくとも構成したことを特徴とする請求項１記載の吸収式冷凍機。
【請求項３】
前記一対の電極の材質を、前記機器内壁の構成材料に合わせて、炭素鋼、銅、キュプロニッケル、ステンレス鋼，ロウ材のいずれかとしたことを特徴とする請求項１若しくは２記載の吸収式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、ビルの空調に用いるのに好適な吸収式冷凍機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、水を冷媒とし、かつ、臭化リチウム水溶液を吸収液として用いた吸収式冷凍機は、オゾン層の破壊原因となるフロンガスの使用が規制されてきたため、ビルの中大型空調用熱源機の主流となっている。そして、従来、吸収式冷凍機の吸収液として用いられる臭化リチウム水溶液は、腐食性が強いので、その臭化リチウム水溶液に、インヒビターと称する酸素酸塩及びアルカリ金属水酸化物からなる腐食抑制剤を添加（混入）することで、吸収式冷凍機の機器内壁を構成している炭素鋼（鉄鋼部材）の表面（壁面）に酸化皮膜を形成することにより、その炭素鋼（鉄鋼部材）の腐食を抑制するとともに、その炭素鋼（鉄鋼部材）の腐食に伴って水素ガスなどの不凝縮ガスが発生するのを抑制するようにしていた。
【０００３】
ところで、インヒビターは、酸化剤として作用し、吸収式冷凍機の機器内壁を構成している炭素鋼（鉄鋼部材）の表面（壁面）に、酸化皮膜を形成するものであるため、酸化作用を果たした結果、還元されて、酸化作用、すなわち、酸化膜形成能力が消失してしまうものである。したがって、吸収液中で酸化皮膜の健全性が維持されない場合には、酸化皮膜が局部的に破壊されることで、腐食が開始される。
【０００４】
ところが、臭化リチウム水溶液中にインヒビターが十分に混入（添加）されている状態では、破壊された酸化皮膜が補修されることで、吸収式冷凍機の機器内壁を構成している炭素鋼（鉄鋼部材）の腐食が抑制されるが、臭化リチウム水溶液中のインヒビターの量が不足した状態では、破壊された酸化皮膜の補修が十分になされずに局部腐食が進行してしまい、やがて、吸収式冷凍機の機器内壁を構成している炭素鋼（鉄鋼部材）に貫通孔が形成されるという危険な状態に至る。
【０００５】
そこで、高温再生器に、化学的に不活性な測定電極を配置して、この測定電極の自然電位を計測し、この自然電位の値に基づいて吸収液のインヒビターの濃度を算出することで、そのインヒビターの濃度を管理することにより、吸収式冷凍機の機器内壁を構成している炭素鋼（鉄鋼部材）の腐食を抑制するようにした吸収式冷凍機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２４８３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特開平１１−２４８３０１号公報に記載された吸収式冷凍機では、吸収液のインヒビターの濃度を管理することにより、吸収式冷凍機の機器内壁を構成している炭素鋼（鉄鋼部材）の腐食の進行を抑制することができても、その腐食の程度が局部腐食であるか否かを確認できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は吸収式冷凍機の機器内壁に発生した局部腐食を的確に検出することのできる吸収式冷凍機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器、熱交換器及びポンプの機器を少なくとも備え、水若しくは希薄臭化リチウム水溶液を冷媒とし、かつ、酸素酸塩及びアルカリ金属水酸化物を含むインヒビターを混入した臭化リチウム水溶液を吸収液として用いてなる吸収式冷凍機において、前記機器内壁の構成材料の腐食を検知する腐食検出手段を設け、この腐食検出手段を、少なくとも前記再生器、吸収器若しくは熱交換器のいずれか一つ以上の機器内の吸収液中に浸漬するように設置されて前記機器内壁の構成材料と同一金属からなる少なくとも一対の電極と、この一対の電極間を流れる電流を測定する電流測定手段と、この電流測定手段によって測定された電流が予め設定した所定値を超えた場合に警報を発する警報手段とが包含される構成としたことを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、本発明は、前記電流測定手段は、前記一対の電極間を流れる電流の絶対値を検知するゼロシャント電流計から少なくとも構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、本発明は、前記一対の電極の材質を、前記機器内壁の構成材料に合わせて、炭素鋼、銅、キュプロニッケル、ステンレス鋼，ロウ材のいずれかとしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、機器内の吸収液中に浸漬するように設置されて機器内壁の構成材料と同一金属からなる一対の電極と、この一対の電極間を流れる電流を測定する電流測定手段と、この電流測定手段によって測定された電流が予め設定した所定値を超えた場合に警報を発する警報手段とを少なくとも備えてなる腐食検出手段を設けることにより、吸収式冷凍機の機器内壁に発生した局部腐食を的確に検出することを可能にし、その機器内壁に貫通孔が形成されるという危険な状態の発生を阻止できる吸収式冷凍機が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る吸収式冷凍機の一実施形態を、図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る吸収式冷凍機の要部構成説明図である。図２は、本発明の一実施形態に係る吸収式冷凍機の腐食電流に関する実験結果を示す図である。
【００１３】
図１に示す本発明の一実施形態に係る密閉真空系の吸収式冷凍機１は、二重効用吸収式冷凍機であって、高温再生器２Ｂ及び低温再生器２Ａからなる再生器２、凝縮器３、蒸発器４、吸収器５、熱交換器６並びに第１ポンプ７Ａ及び第２ポンプ７Ｂからなるポンプ７を、少なくとも備えている。
【００１４】
吸収式冷凍機１内には、水からなる冷媒Ｘ１と臭化リチウム水溶液からなる吸収液Ｙ１が、封入されている。臭化リチウム水溶液からなる吸収液Ｙ１には、酸素酸塩及びアルカリ金属水酸化物などからなるインヒビター（腐食抑制材）が混入（添加）されている。吸収式冷凍機１の機内は、通常大気圧以下に設定されて作動するようにしてある。
【００１５】
蒸発器４は、図１に示すように、多数の蒸発用管体８を有し、これら蒸発用管体８に冷水送込み用配管９及び冷水戻り用配管９Ａが連結されており、蒸発用管体８外周に散水ノズル１０で冷媒Ｘ１を散布することによって、蒸発用管体８内を流れる冷水Ｗ１から気化熱により熱を奪う機能を有している。冷媒Ｘ１は、第２ポンプ７Ｂによって散水ノズル１０に送られる。蒸発器４内は、真空に保持されている。
【００１６】
吸収器５は、蒸発器４で発生した冷媒Ｘ１の蒸気を吸収する。このとき、発生した熱は、吸収器５の多数の吸収用管体１１内を流れる冷却水Ｗ２によって冷却される。吸収用管体１１には、冷却水送込み用配管１２及び冷却水戻り用配管１２Ａが連結されている。
【００１７】
吸収器５で冷媒Ｘ１の蒸気を吸収して臭化リチウム濃度の低下した吸収液（低温の希薄溶液）Ｙ１は、第１ポンプ７Ａにより、一部が高温再生器２Ｂに送られて、ガスバーナー、蒸気などの加熱源によって加熱濃縮される。加熱により発生した高温の冷媒蒸気Ｘ２は、低温再生器２Ａの加熱管内に導かれて、臭化リチウム濃度の低下した吸収液Ｙ１を加熱することにより、臭化リチウム濃度の高い吸収液（高温の濃厚溶液）Ｙ２にする。臭化リチウム濃度が高くなった吸収液Ｙ２は、熱交換器６を介して蒸発器４に戻るようにしてある。
【００１８】
低温再生器２Ｂの加熱管内に導かれた冷媒蒸気Ｘ２は、凝縮器３に導かれると、その凝縮器３の冷却水管１３内を流れる冷却水Ｗ２によって冷却され、冷媒Ｘ１となって、蒸発器４に戻るようにしてある。
【００１９】
第１ポンプ７Ａは、臭化リチウム濃度の低下した吸収液Ｙ１を循環させる駆動源となる。第１ポンプ７Ａは、入口側が吸収器５の底部に、かつ、出口側が熱交換器６内の熱交換用配管６Ａに、それぞれ接続されている。熱交換器６は、第１配管２１により高温再生器２Ｂに、かつ、第２配管２２により低温再生器２Ａに、それぞれ接続されている。
【００２０】
第２ポンプ７Ｂは、水からなる冷媒Ｘ１を循環させる駆動源となる。第２ポンプ７Ｂは、入口側が凝縮器３及び蒸発器４からの冷媒戻り配管２３に、かつ、出口側が散水用配管２４に、それぞれ接続されている。低温再生器２Ａと熱交換器６とは、第３配管２５により接続されている。吸収器５と熱交換器６とは、第４配管２６により接続されている。高温再生器２Ｂには、その高温再生器２Ｂで発生した高温の冷媒蒸気Ｘ２を、低温再生器２Ａの加熱管内に導く第５配管２７が設けられている。低温再生器２ＡＢと凝縮器３には、低温再生器２Ａの加熱管内に導かれた冷媒蒸気Ｘ２を凝縮器３に導く第６配管２８が設けられている。
【００２１】
上記実施形態の吸収式冷凍機１によれば、図１に示すように、第２ポンプ７Ｂの駆動によって、冷媒Ｘ１が、散水用配管２４―蒸発器４―冷媒戻り配管２３―第２ポンプ７Ｂ―散水用配管２４を循環するようにしてある。また、第１ポンプ７Ａの駆動によって、臭化リチウム水溶液からなる吸収液Ｙ１の一部が、熱交換用配管６Ａ―高温再生器２Ａ―第１配管２１―熱交換器６―第４配管２６―吸収器５―第１ポンプ７Ａ―熱交換用配管６Ａを循環するとともに、臭化リチウム水溶液からなる吸収液Ｙ１の残りの一部が、熱交換用配管６Ａ―第３配管２５―低温再生器２Ｂ―第２配管２２―熱交換器６―第４配管２６―吸収器５―第１ポンプ７Ａ―熱交換用配管６Ａを循環するようにしてある。また、高温再生器２Ｂで発生した高温の冷媒蒸気Ｘ２は、第５配管２７―低温再生器２Ａの加熱管―第６配管２８で移動して凝縮器３に至って、その凝縮器３で冷媒Ｘ１となり、その冷媒Ｘ１は、冷媒戻り配管２３―第２ポンプ７Ｂ―散水用配管２４を介して、蒸発器４に戻るようにしてある。
【００２２】
さらに、上記実施形態の吸収式冷凍機１には、その吸収式冷凍機１の機器内壁の構成材料の腐食を検知する腐食検出手段１４が設けられている。その腐食検出手段１４は、図１に示すように、高温再生器２Ｂ内の吸収液Ｙ１中に浸漬するように設置されて高温再生器２Ｂ内壁の構成材料と同一金属からなる一対の電極１５、１６と、この一対の電極１５、１６間を流れる電流を測定する電流測定手段１９と、この電流測定手段１９によって測定された電流が予め設定した所定値（腐食速度の許容値から算出される電流値若しくはインヒビター濃度の許容値）を超えた場合に警報を発する警報手段２０とを少なくとも備えてなる構成にしたものである。なお、図１に示す腐食検出手段１４では、一対の電極１５、１６を臭化リチウム水溶液の温度及び濃度が最も高くなる高温再生器２Ｂ内に設置しているが、高温再生器２Ｂ内の下部（低部）と上部の、それぞれに、一対の電極１５、１６を設置するようにしてもよい。
【００２３】
上記実施形態の吸収式冷凍機１では、高温再生器２Ｂ内壁の構成材料を炭素鋼として、一対の電極１５、１６をそれぞれ炭素鋼電極としてある。腐食検出手段１４の一対の電極１５、１６には、リード線１７、１８によってその一対の電極１５、１６間に流れる電流を測定する電流測定手段１９が接続されている。電流測定手段１９は、ゼロシャント電流計から構成して、一対の電極１５、１６間を流れる電流の絶対値を検知できるようにしてある。警報手段２０は、ランプ、ブザー、パトライトなどからなっている。
【００２４】
さらに、上記実施形態の吸収式冷凍機１において、吸収器５内の吸収液Ｙ１中に浸漬するように設置され、かつ、モリブデン表面に酸化モリブデン層を形成したモリブデン／酸化モリブデン電極（Ｍｏ／ＭｏＯ２電極）からなる酸化物電極と、この酸化物電極に対向し、かつ、吸収器５内の吸収液Ｙ１中に浸漬するように設置され、かつ、飽和カロメル電極（塩化カリウムをガラス管に充填した電極）や銀―塩化銀電極からなる参照電極と、酸化物電極と参照電極との間に発生した電位差を計測する電位測定器とからなるところの図示しない溶存酸素検出手段を設けて、臭化リチウム水溶液からなる吸収液Ｙ１中の溶存酸素（吸収式冷凍機内の圧力を大気圧以下に設定した場合には、その吸収式冷凍機内の吸収液に空気が侵入してその空気中の酸素が吸収液に溶け込んでしまうため、その溶け込んだ酸素を、溶存酸素という）を検出すようにしてもよい。
【００２５】
この溶存酸素検出手段は、吸収液Ｙ１中の溶存酸素濃度に応じて参照電極に対する酸化物電極の自然電位が変化することに起因して酸化物電極と参照電極との間に発生する電位差を測定し、その測定された電位差が予め設定された所定値（溶存酸素濃度に対応して定められ電位）を超えると警報装置を作動させる機能を有している。吸収液Ｙ１中の溶存酸素濃度が予め設定した所定値を超えると警報が発せられることで、吸収式冷凍機１の保守員、管理者若しくは所有者が、難なく知ることができ、吸収液Ｙ１中の溶存酸素濃度を下げるような種々の手段が円滑に施されて吸収式冷凍機１内の最適腐食抑制条件を維持させることができる。したがって、吸収器５内の吸収液Ｙ１中の溶存酸素濃度が溶存酸素検出手段によって、自動的にモニタリングされるので、吸収器５内の吸収液Ｙ１中の溶存酸素濃度が予め設定した所定値を超えてしまった状態のままで、長時間放置されることがなく、吸収式冷凍機１を構成している炭素鋼（鉄鋼部材）の腐食の進行を阻止できる。
【００２６】
上記実施形態の腐食検出手段１４によれば、一対の電極１５、１６の双方が同じ状態にあるときは、その一対の電極１５、１６間に電流（腐食電流）が流れず、一対の電極１５、１６のどちらかに腐食が発生すると、その腐食の進行程度に応じた電流（腐食電流）が一対の電極１５、１６間を流れるので、その電流（腐食電流）の発生をもって、吸収式冷凍機１の機器内壁である高温再生器２Ｂ内壁に発生した局部腐食とみなすことができる。
【００２７】
上記吸収式冷凍機１において、臭化リチウム水溶液中に、Ｌｉ２ＭｏＯ４（四酸化モリブデンリチウム）とＬｉＮＯ３（三酸化窒素リチウム）からなるインヒビターを添加したものを吸収液（以下、この吸収液を試験用吸収液Ｚ１と称する）として用いて、試験したところ、図２のＡ範囲に示すように、吸収液中にインヒビターがある間は、炭素鋼に不動態皮膜が生成されることで、腐食電流が流れない。この状態から、上記Ｌｉ２ＭｏＯ４（四酸化モリブデンリチウム）とＬｉＮＯ３（三酸化窒素リチウム）からなるインヒビターを、試験用吸収液Ｚ１から取り除くと、前記不動態皮膜が局部的に破壊されることで、図２のＢ範囲に示すように、腐食電流が発生して時間の経過とともに増大する。その後、上記Ｌｉ２ＭｏＯ４（四酸化モリブデンリチウム）とＬｉＮＯ３（三酸化窒素リチウム）からなるインヒビターを、試験用吸収液Ｚ１に所定量、添加すると、図２のＣ範囲に示すように、腐食電流が流れなくなり、局部的に破壊された前記不動態皮膜が補修されることが確認できた。
【００２８】
さらに、本発明を適用した３０冷凍トンの吸収式冷凍機につき、組成を５５Ｗｔ％ＬｉＢｒ（臭化リチウム）と０．１７Ｗｔ％ＬｉＯＨ（水酸化リチウム）と０．０３Ｗｔ％ＬｉＮＯ３（三酸化窒素リチウム）にしてなる吸収液を封入して、全負荷で１万時間運転の実機試験運転を行ったところ、６７００時間後に腐食電流が腐食検出手段１４によって検知され、８３２０時間後に所定値を超えて警報手段２０が動作して警報が発せられることが確認できた。
【００２９】
上記実施形態の吸収式冷凍機１によれば、その吸収式冷凍機１の機器内壁に局部腐食が発生すると、警報手段２０が自動的に動作して、局部腐食が発生したことを保守員、管理者若しくは所有者に知らしめることができるので、その局部腐食を阻止するための対策を的確に処理することができ、吸収式冷凍機１の機器内壁に貫通孔を形成させてしまうという危険な状態に至るのを阻止することができる。
【００３０】
上記一実施形態では、腐食検出手段１４を高温再生器２Ｂ内にのみ設置するようにしているが、低温再生器２Ａ、吸収器５若しくは熱交換器６内の吸収液Ｙ１中に、腐食検出手段１４を浸漬するように設置するようにしてもよい。また、上記一実施形態では、冷媒Ｘ１を水としているが、希薄臭化リチウム水溶液を冷媒Ｘ１としてもよい。一対の電極１５、１６の材質は、炭素鋼に限定されず、吸収式冷凍機１の機器内壁の構成材料に合わせて、銅、キュプロニッケル、ステンレス鋼、ロウ材のいずれかとするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る吸収式冷凍機の要部構成説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る吸収式冷凍機の腐食電流に関する実験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    吸収式冷凍機
２    再生器
２Ａ  低温再生器
２Ｂ  高温再生器
３    凝縮器
４    蒸発器
５    吸収器
６    熱交換器
６Ａ  熱交換用配管
７    ポンプ
７Ａ  第１ポンプ
７Ｂ  第２ポンプ
８    多数の蒸発用管体
９    冷水送込み用配管
９Ａ  冷水戻り用配管
１０  散水ノズル
１１  吸収用管体
１２  冷却水送込み用配管
１２Ａ  冷却水戻り用配管
１３  冷却水管
１４  腐食検出手段
１５、１６  一対の電極
１７、１８  リード線
１９  電流測定手段
２０  警報手段
２１  第１配管
２２  第２配管
２３  冷媒戻り配管
２４  散水用配管
２５  第３配管
２６  第４配管
２７  第５配管
２８  第６配管
Ｘ１  冷媒（水若しくは希薄臭化リチウム水溶液）
Ｘ２  冷媒蒸気
Ｙ１  臭化リチウム濃度の低下した吸収液（低温の希薄溶液）
Ｙ２  臭化リチウム濃度の高い吸収液（高温の濃厚溶液）
Ｗ１  冷水
Ｗ２  冷却水
【図１】
2008286441.tif 000003
【図２】
2008286441.tif 000004