(57)【要約】【課題】  除害機構によって周囲に影響を与えない程度にアンモニア濃度を低減せしめた空気をさらに大量の新鮮外気によってアンモニア臭気の殆どしない安全な濃度にまで希釈して大気に放出することにより、除害用の水の使用量が少なくて済み、しかも構成が簡単でコンパクトであり、ケーシング内の漏洩アンモニアガスを高濃度のまま放出することのない安全なアンモニア冷凍装置を提供する。【解決手段】  アンモニア冷媒回路を備える冷凍装置のケーシング１内に水槽１２を備え、この水槽内の水とケーシング内の空気とを接触させてから水と空気とを分離し、分離された水を水槽に戻し、かつ分離された空気を排出管に送出する除害機構を備え、また、空気入口１ａと空気出口１ｂを有し、同空気出口に送風機７を備え、前記冷媒回路の収容部分とは仕切られた空気通路２を備え、この空気通路内に前記除害機構の排出管３５の外端部を開口せしめてなる構成のものとした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニアを冷媒とする冷媒回路を内部に備える冷凍装置のケーシング内に水槽を備え、この水槽内の水とケーシング内の空気とを接触させてから水と空気とを分離し、分離された水を水槽に戻し、かつ分離された空気を排出管に送出する除害機構を備え、また、空気入口と空気出口を有し、同空気出口に送風機を備え、前記冷媒回路の収容部分とは仕切られた空気通路を備え、この空気通路内に前記除害機構の排出管の外端部を開口せしめてなるアンモニア冷凍装置。
【請求項２】
前記空気通路内に、前記冷媒回路の外気側熱交換器を設けてなる請求項１に記載の除害機構を備えるアンモニア冷凍装置。
【請求項３】
前記外気側熱交換器を蒸発式熱交換器で構成し、この蒸発式熱交換器に散布する冷却用の水を前記水槽から供給し、冷却用水と除害用水とを兼用するように構成してなる請求項２に記載のアンモニア冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は装置内部にアンモニア漏洩時における漏洩アンモニア除害機構を備えるアンモニア冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンモニアを冷媒とする冷凍装置においては、装置内における構成機器や冷媒配管の損傷あるいは冷媒配管の接続部における緩みなどに起因するアンモニア冷媒の漏洩事故が発生するおそれがある。
【０００３】
アンモニアは有毒であるので、万が一アンモニア冷媒が漏れた場合にはアンモニアガスが装置外部に高濃度のまま放出されないようにする必要があり、従来からアンモニアの水への溶解度の高さを利用してアンモニアガスが含まれる空気を水と接触せしめ、空気中のアンモニア濃度を低減する除害手段を備える装置がある。
【０００４】
従来の除害手段としては装置のケーシング内に直接水を散布し、散布した水と装置内のアンモニアガスを高濃度に含む空気とを接触させて水にアンモニアを溶け込ませ、アンモニアが溶け込んだ水を回収する散水方式の除害手段（特許文献１参照）や、ケーシング内の空気を外部のスクラバー装置に導出し、このスクラバー装置内に散布される水とケーシング内からの空気を接触させて水にアンモニアを溶解させて回収し、水との接触によりアンモニア濃度が低下した空気をスクラバー装置から大気に放出するスクラバー方式の除害手段（特許文献２および３参照）がある。
【０００５】
上述した散水方式およびスクラバー方式のものは、漏洩したアンモニアの全量を水に溶解せしめてアンモニア溶解後の水を回収する構成となっており、外部から常に除害用の水を大量に供給するか、あるいは除害用の水を大量に蓄えておかなければならず、アンモニア溶解後の水の中和処理等の無害化処理に多大な費用が嵩むという問題がある。
【０００６】
また、除害用の水を大量に蓄える場合には装置寸法が大となって装置コストが嵩み、しかも装置の設置スペースが大となるという問題もある。
【特許文献１】特開２００１−９９４４７（第１〜５頁、図１および図２）
【特許文献２】特開２００１−３４７１２７（第１〜４頁、図１および図２）
【特許文献３】特開２００１−１４５８１９（第１〜１０頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、除害機構によって周囲に影響を与えない程度にアンモニア濃度を低減せしめた空気をさらに大量の新鮮外気によってアンモニア臭気の殆どしない安全な濃度にまで希釈して大気に放出することにより、除害用の水の使用量が少なくて済み、しかも構成が簡単でコンパクトであり、ケーシング内の漏洩アンモニアガスを高濃度のまま放出することのない安全なアンモニア冷凍装置を提供できるようにすることを課題とする。
【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、本発明に係る装置は、アンモニアを冷媒とする冷媒回路を内部に備える冷凍装置のケーシング内に水槽を備え、この水槽内の水とケーシング内の空気とを接触させてから水と空気とを分離し、分離された水を水槽に戻し、かつ分離された空気を排出管に送出する除害機構を備え、また、空気入口と空気出口を有し、同空気出口に送風機を備え、前記冷媒回路の収容部分とは仕切られた空気通路を備え、この空気通路内に前記除害機構の排出管の外端部を開口せしめてなる構成のものとしてある。
【０００９】
また前記空気通路内に、前記冷媒回路の外気側熱交換器を設け、この外気側熱交換器を蒸発式熱交換器で構成し、この蒸発式熱交換器に散布する冷却用の水を前記水槽から供給し、冷却用水と除害用水とを兼用するようにした構成のものとしてある。
【実施例】
【００１０】
以下、本発明に係る装置の実施例を添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。
ケーシング１の上部には、ケーシング上面に開口する空気入口１ａから同じくケーシング上面に開口する空気出口１ｂに至る空気通路２が形成されていて、この空気通路は入口側の下向部の下部と出口側の上向部の下部との間が横向部にて連絡する略Ｕ字状を呈しており、横向部の下面は中央部に向って下傾するドレンパンを兼ねる仕切板３によってケーシング内の下部と区画されていて、仕切板３の最下部にドレン口４が設けられている。
【００１１】
上記下向部内には、蒸発式凝縮器よりなる外気側熱交換器５が設けられていて、同熱交換器の上方における下向部内に散水ノズル６が設けられている。
【００１２】
また、上記空気出口１ｂには送風機７が設けられていて、送風機７の駆動により空気入口１ａから空気通路２内に流入した空気は前記外気側熱交換器５を流過して空気出口１ｂから外部へ排出されるようになっている。
【００１３】
前記ケーシング１内の前記仕切板３で区画された下部には、四方弁２４、圧縮機８、第１膨張弁９ａ、第２膨張弁９ｂ、負荷側熱交換器１０が設けられていて、四方弁２４の操作により冷却運転と加熱運転が切り替えられる構成となっている。なお、図１における四方弁２４は冷却運転時の弁の連通状態を太線で示し、加熱運転時の弁の連通状態を破線で示してある。
【００１４】
より詳しくは、冷却運転時には圧縮機８の吐出側から送り出されたアンモニア冷媒ガスが四方弁２４を経て外気側熱交換器５に送られて液化し、逆止弁２５、第２膨張弁９ｂを経て負荷側熱交換器１０に送られて蒸発し、負荷側熱交換器からの冷媒が四方弁２４を経て圧縮機の吸入側に戻され、加熱運転時には圧縮機８の吐出側から送り出された冷媒ガスが四方弁２４を経て負荷側熱交換器１０に送られて液化し、逆止弁２６、第１膨張弁９ａを経て外気側熱交換器５に送られて蒸発し、外気側熱交換器からの冷媒が四方弁２４を経て圧縮機の吸入側に戻されるように冷媒回路が構成されている。
【００１５】
上記負荷側熱交換器１０は、冷媒の気化潜熱によってブラインや水等の冷熱媒体を冷却し、または圧縮機からの吐出ガスによって冷熱媒体を加熱し、負荷側熱交換器からの冷熱媒体は例えば被空調室に設けられた各空調用熱交換器１１に供給されるようになっている。
【００１６】
また、前記ケーシング１の内底部には前記散水ノズル６に供給する水を蓄える水槽１２を設けてあって、同水槽１２内に一端が臨む送水管１３の他端が送水ポンプ１４を介して散水ノズル６に接続されている。
【００１７】
上記送水管１３の水槽側端部にはフィルタ１５が設けられており、また、送水管の途中における送水ポンプ１４の下流側には浄化装置１６が設けられていて、これらフィルタおよび浄化装置によって水中の不純物をできるだけ除去するようにしてある。
【００１８】
さらに、前記空気通路２の最下部におけるドレン口４に一端が接続された排水管１７の他端が水槽１２内に臨んでおり、この排水管の途中には後述する排水バルブ２１を設けてあり、これら排水管と排水バルブで排水手段を構成してある。
なお、水槽１２内への水の補給は給水管１８によって適宜行なわれるようになっている。
【００１９】
また、前記送水管１３の途中には分岐注水管１９の一端が接続されていて、この分岐注水管の他端注水口は注水バルブ２０を介して空気通路２内に臨んでおり、前記送水ポンプ１４の駆動によって注水口から空気通路２内に水を供給する注水手段を構成している。
【００２０】
上記注水バルブ２０は、前記冷媒回路にて冷却運転が行なわれている間は閉止されているが、冷却運転が停止すると所定時間開成されて前記水槽１２内の水を空気通路２内に所要の高さＨＬまで注水し、再び閉ざされる構成のものとしてある。
【００２１】
また、前記排水管１７の途中には前記排水バルブ２１を設けてあって、同排水バルブは前記冷媒回路における冷却運転が行なわれている間は開かれているが、冷却運転が停止すると閉止され、再び冷却運転が開始される前に開成される構成のものとしてある。
なお、上記排水バルブ２１は、後述する除害運転時にも開かれる。
【００２２】
しかして、本発明の装置はアンモニアの除害機構を備えており、以下にその構成について説明する。
前記水槽１２は仕切板２７によって１次水槽１２Ａと２次水槽１２Ｂに区画されていて、２次水槽からのオーバーフローが１次水槽に流入する構成となっている。
【００２３】
上記１次水槽１２Ａと２次水槽１２Ｂ内にはそれぞれ１次送水管２８と２次送水管２９の一端が臨んでいて、各送水管の途中にはポンプ３０と吸気手段たるエジェクタ３１と気液混合手段たるスタティックミキサ３２を備え、各送水管の他端には気液分離手段たる気液分離器３３が設けられていて各気液分離器の液相は各水槽に臨み、１次送水管２８側の気液分離器３３の気相に一端が接続された送気管３４の他端は２次送水管２９側のスタティックミキサ３２の吸気口に接続され、２次送水管２９側の気液分離器３３の気相に一端が接続された排出管３５の外端たる排出口２２がケーシング１外に臨んでいる。
【００２４】
なお、各送水管２８、２９の水槽側端にはそれぞれ不純物の流入を防止するためのフィルタ３６が設けられている。
【００２５】
次ぎに、上述のように構成された本発明の装置の作用について説明する。
通常の冷却運転時には、前記注水バルブ２０が閉ざされ、かつ排水バルブ２１が開かれた状態で、前記送水ポンプ１４、送風機７および圧縮機８が駆動される。
【００２６】
水槽１２内の水は送水ポンプ１４によって散水ノズル６から散布され、外気側熱交換器５を冷却して仕切板３に滴下し、ドレン口４から排水管１７によって水槽１２に戻される。
【００２７】
しかして圧縮機８から吐出された冷媒は、四方弁２４を経て外気側熱交換器５に送られ、散水ノズル６から散布される水の蒸発潜熱で冷却されて液化し、逆止弁２５により第１膨張弁９ａをバイパスし、第２膨張弁９ｂにて減圧されて負荷側熱交換器１０内で気化し、被空調室の空調用熱交換器１１に供給されるブラインや水と熱交換し、四方弁２４を経て圧縮機８へ戻される。
【００２８】
圧縮機８の駆動が停止され、すなわち冷却運転が停止されると送風機７も停止され、注水バルブ２０が開成されるとともに排水バルブ２１が閉止されるが、送水ポンプ１４は駆動状態が維持される。
【００２９】
上記送水ポンプ１４の駆動により、水槽１２内の水が散水ノズル６および分岐注水管１９から空気通路２内に送られて溜まり、外気側熱交換器５全体が水に漬かる水位ＨＬに達すると送水ポンプの駆動が停止される。なお、送水ポンプの駆動停止は、タイマ制御による場合もあるし、空気通路２内にフロートスイッチ等の上限水位を検知するセンサを設ける場合もある。
【００３０】
上述のように、冷却運転の停止時に外気側熱交換器５が水に漬けられると、外気側熱交換器に散布された水中の不純物が同熱交換器の表面に附着していても、同熱交換器の表面は乾燥されないので、不純物が析出するおそれがなく、したがって、外気側熱交換器表面の伝熱性能の低下が防止される。
【００３１】
冷却運転を開始する際には、まず排水バルブ２１が開成されて空気通路２内の水が排水管１７から水槽１２に戻され、その後圧縮機８および送風機７が駆動されるとともに送水ポンプ１４が駆動され、通常の冷却運転が開始される。なお、圧縮機８等の駆動開始は、排水バルブ２１が開成されてから空気通路２内の水が全て排出されるまでの時間を予めタイマにセットしておいてこのタイマにより制御する場合もあるし、空気通路２内にフロートスイッチ等の下限水位を検知するセンサを設け、このセンサにより制御する場合もある。
【００３２】
本実施例の冷凍装置は、上述した冷却運転以外に加熱運転も行なうことができるヒートポンプ式のものとしてあり、加熱運転時の作用について以下に説明する。
【００３３】
加熱運転時には、に外気側熱交換器５への散水が停止され、具体的には前記散水ポンプ１４が常時停止、注水バルブ２０が常に閉ざされ、かつ排水バルブ２１が開かれた状態で、前記送風機７および圧縮機８が駆動される。
【００３４】
しかして圧縮機８から吐出された冷媒は、四方弁２４を経て負荷側熱交換器１０に送られ、外部の空調用熱交換器１１から送られる水やブライン等の冷熱媒体と熱交換させられて液化し、逆止弁２６により第２膨張弁９ｂをバイパスし、第１膨張弁９ａにて減圧されて外気側熱交換器５内で気化し、空気通路２内を流過する外気と熱交換し、四方弁２４を経て圧縮機８へ戻される。
【００３５】
圧縮機８の駆動が停止され、すなわち加熱運転が停止されると送風機７も停止され、送水ポンプ１４も加熱運転時と同様に停止されたままとされる。
【００３６】
上述したように、加熱運転時においては外気側熱交換器５への散水は行なわれず、同熱交換器表面へのスケール析出のおそれはないので、空気通路２内への水の貯留は行なわない。
【００３７】
しかして、冷媒回路からアンモニアが漏洩すると、ケーシング内のアンモニアセンサ３７が漏洩を検知し、同センサからの信号により圧縮機８の運転が停止されるとともに、散水用の送水ポンプ１４の駆動も停止され、また、負荷側熱交換器１０や空調用熱交換器１１へのブライン・水の循環も停止される。なお、送風機７は停止されない。
【００３８】
また、除害機構における送水管２８、２９のポンプ３０、３０が駆動され、１次送水管２８により１次水槽１２Ａ内から吸入された水はエジェクタ３１を経てスタティックミキサ３２に送られ、このスタティックミキサにおいて上記エジェクタ３１において導入されたケーシング内のアンモニアガスを含む空気と十分に攪拌混合され、空気中のアンモニアが水に溶解され、空気中のアンモニア濃度が低下させられる。
【００３９】
そしてスタティックミキサからの水と空気は気液分離器３３において気相と液相に分離され、液相の水は１次水槽１２Ａに戻され、気相の空気は２次送水管２９に送られる。なお、２次送水管２９に送られる空気は１次水槽の水との接触によりケーシング内空気よりも十分にアンモニア濃度が低下している。
【００４０】
２次送水管２９においては、２次水槽１２Ｂからポンプ３０により吸入された水中にエジェクタ３１により、上述した１次送水管側気液分離器からの空気が導入され、これらがスタティックミキサ３２で攪拌混合されて気液分離器３３に送られ、液相は２次水槽に戻され、気相の空気すなわちさらにアンモニア濃度が低下した空気が排出管３５によって排出口２２からケーシング外における送風機７の入口側に排出され、さらに空気通路２内を流過する大量の外気によって希釈されて十分に安全であり、かつアンモニア臭気の殆どしないアンモニア濃度の空気となって放出される。
【００４１】
そして排出管から空気通路２内に流入した低濃度のアンモニアを含む空気は、送風機入口側の負圧により吸引されるとともに、送風機によって攪拌されて空気通路内に導入された新鮮外気と攪拌され、よりアンモニア濃度の低い安全な空気となって排出される。
なお、排出管からの空気と上記新鮮外気の攪拌をより充分に行なうことを目的として、送風機の羽根の角度をより攪拌作用の高いものに設定する場合もあるし、排出管の端部を分岐せしめて送風機の吸入側における複数箇所に排出口を開口せしめる場合もある。
【００４２】
ケーシング１内の空気は１次水槽１２Ａ側のエジェクタ３１に吸引されるので、ケーシング内は負圧となり、ケーシング内の空気が前記排出管３５を経ずに外部へアンモニアが高濃度のまま漏出するおそれはない。なお、ケーシング内には空気取入通気口２３からの新鮮外気が導入され、ケーシング内の空気中のアンモニア濃度は徐々に減少する。
【００４３】
上述した実施例では除害機構を１次送水管と２次送水管において気液の接触を行なう２段構成のものとしてあるが、この構成を１段のものとする場合や、３段以上のものとする場合もある。
【００４４】
本発明の装置によれば、ケーシング内にアンモニアが漏洩すると、アンモニアを高濃度に含むケーシング内の空気が水槽内の水と接触させられて空気中のアンモニアが水に溶解され、アンモニア濃度が低下した空気が分離されて排出管から空気流路に排出され、さらに空気流路を流過する大量の外気によって希釈されて極めてアンモニア濃度低い安全な空気となって大気に放出される。
【００４５】
したがって、除害機構によってケーシング内空気中のアンモニアを全量除去する必要は無く、除害機構の構成を簡素化することができるとともに水槽の容量も小なるものとすることができ、装置を簡単かつ省スペースで低コストな構成のものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る装置の実施例を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００４７】
１  ケーシング
２  空気通路
３  仕切板
４  ドレン口
５  外気側熱交換器
６  散水ノズル
７  送風機
８  圧縮機
９ａ  第１膨張弁
９ｂ  第２膨張弁
１０  負荷側熱交換器
１１  空調用熱交換器
１２  水槽
１３  送水管
１４  送水ポンプ
１５  フィルタ
１６  浄化装置
１７  排水管
１８  給水管
１９  分岐注水管
２０  注水バルブ
２１  排水バルブ
２２  排出口
２３  空気取入口
２４  四方弁
２５、２６  逆止弁
２７  仕切板
２８  １次送水管
２９  ２次送水管
３０  ポンプ
３１  エジェクタ
３２  スタティックミキサ
３３  気液分離器
３４  送気管
３５  排出管
３６  フィルタ
３７  アンモニアセンサ
【図１】
2005214571.tif 000003